Pemadatan Tanah

1.      Pengertian Pemadatan

Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis (menggilas / memukul / mengolah). Tanah yang dipakai untuk pembuatan tanah dasar pada jalan, tanggul / bendungan , tanahnya harus dipadatkan, hal ini dilakukan untuk :

·         Menaikan kekuatannya.

·         Memperkecil daya rembesan airnya.

·         Memperkecil pengaruh air terhadap tanah tersebut.

2.      Prinsip – prinsip Pemadatan

Tingkat pemadatan tanah di ukur dari berat volume kering tanah yang dipadatkan. Bila air ditambahkan kepada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air tersebut akan berfungsi sebagia unsur pembasah pada partikel-partikel tanah. Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar air dalam tanah  meningkat.  Harap dicatat bahwa pada saat kadar air w = 0, berat volume basah dari tanah adalah sama dengan berat volume keringnya.

Bila kadar airnya ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan yang sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan volume juga meningkat secar bertahapmpula. Berat volume kering dari tanah pada kadar air dapat dinyatakan:

Setelah mencapai kadar air tertentu w = w₂, adanya penambahan kadar air justru cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan karena air tersebut kemudian menempati ruang-ruang pori dalam tanah yang sebetulnya dapat ditempati oleh partikel-partikel padat dari tanah. Kadar air dimana harga berat volume kering maksimum tanah dicapai tersebut kadar air optimim.

Percobaan-percobaan di laboratorium yang umum dilakukan untuk mendapatkan berat volume kering maksimum dan kadar air optimum adalah proctor compaction (uji pemadatan Proctor).

3.      Pengujian Pemadatan tanah

Untuk menentukan hubungan  kadar air dan berat volume, dan untuk mengevaluasi tanah agar memenuhi syarat kepadatan, maka pada umumnya dilakukan uji pemadatan :

Proctor (1933), telah mengamati bahwa ada hubungan yang pasti anatra kadar air dan berat volume kering yang padat. Untuk berbagai jenis tanah pada umumnya salah satu nilaii kadar air optimum tertentu untuk mencapai berat volume kering maksimumnya.

Hubungan berat volume kering () dengan berat volume basah (b)dan kadar air (w), Dinyatakan dalam persamaan:

           

Berat volume kering setelah pemadatan tergantung pada jenis tanah , kadar air, dan usaha yang diberikan oleh alat penumbuknya. Karakteristik kepedatan tanah dapat dinilai dari pengujian standart laboratorium yang disebut dengan alat uji Proctor.

       

4.      Faktor – faktor yang mempengaruhi pemadatan

.           a. Tebal lapisan yang dipadatkan.

            Untuk mendapatkan suatu kepadatan tertentu makin tebal lapisan yang akan dipadatkan, maka diperlukan alat pemadat yang makin berat. Untuk mencapai kepadatan tertentu maka pemadatan harus dilaksanakan lapis demi lapis bergantung dari jenis tanah dan alat pemadat yang dipakai, misalnya untuk tanah lempung tebal lapisan 15 cm, sedangkan pasir dapat mencapai 40 cm.

b. Kadar Air Tanah.

Bila kadar air tanah rendah, tanah tersebut sukar dipadatkan, jika kadar air dinaikkan dengan menambah air, air tersebut seolah-olah sebagai pelumas antara butiran tanah sehingga mudah dipadatkan tetapi bila kadar air terlalu tinggi kepadatannya akan menurun. Jadi untuk memperoleh kepadatan maximum, diperlukan kadar air yang optimum. Untuk mengetahui kadar air optimum dan kepadatan kering maximum diadakan percobaan pemadatan dilaboratorium yang dikenal dengan :

·         Standard Proctor Compaction Test; dan

·         Modified Compaction Test

c. Alat Pemadat

Pemilihan alat pemadat disesuaikan dengan kepadatan yang akan dicapai. Pada pelaksanaan dilapangan, tenaga pemadat tersebut diukur dalam jumlah lintasan alat pemadat dan berat alat pemadat itu sendiri. Alat pemadat maupun tanah yang akan dipadatkan bermacam-macan jenisnya, untuk itu pemilihan alat pemadat harus disesuaikan dengan jenis tanah yang akan dipadatkan agar tujuan pemadatan dapat tercapai.

d. Pengaruh Usaha Pemadatan

Energi pemadatan per volume satuan (E), dinyatakan dalam persamaan :

            E =

Dengan :

N b      =         Jumlah pukulan per lapisan

N I       =         Jumlah lapisan

W         =         Berat pemukul

H         =         Tinggi jatuh pemukul

V          =         Volume mould

5.      Spesifikasi Pemadatan tanah di lapangan

Tujuan pemadatan adalah untuk memperoleh stabilitas tanah dan memperbaiki sifat-sifat teknisnya. Olehkarna itu, sifat teknis timbunan sangat penting di perhatikan, tidak hanya kadar air dan berat volume keringnya.

Terdapat dua kategori spesifikasi untuk pekerjaan tanah :

1.      Spesifikasi hasil akhir dari pemadatan

2.      Spesifikasi untuk cara pemadatan

Untuk spesifikasi hasil akhir, kepadatan relative atau persen kepadatan tertentu dispsifikasikan (Kepadatan Relatif : adalah nilai banding dari berat volume kering dilapangan dengan berat volume kering maksimum dilaboratorium menurut percobaan standar, seperti Percobaan Standar Proctor atau Modeifikasi Proctor). Dalam spesifikasi hasil akhir ( Banyak digunakanpada proek-proyek jalan raya dan pondasi bangunan).

Perlu diingat bahwa memadatkan tanah pada sisi basah  optimum(wet side of optimum), umumnya menghasilkan kuat geser tanah hasil pemadatan lebih rendah bila dibandingkan dengan kadar air pada sisi kering optimum (dry side of optimum), Sifat-sifat tanah yang lain seperti permeabilitas dan potensi kembang susut juga dipengaruhi oleh kadar air saat pemadatan. Karena itu, selain persen kepadatan ditentukan, rentang kadar air tanah yang akan dipadatkan sebaiknya juga ditentukan.

Untuk spesifikasi cara pemadatan, macam dan berat mesin pemadat, jumlah lintasan serta ketebalan setiap lapisan juga ditentukan. Hal ini banyak dipakai untuk proyek pengerjaan tanah yang besar seperti bendungan.

6.      Alat – alat Pemadat dan Prosedur Pemadatan

Macam-macam peralatan yang dipergunakan sehubungan dengan pekerjaan pemadatan lapis pondasi jalan umumnya ada dua jenis yaitu yang dilaksanakan secara mekanik darl manual dimana keduanya diuraikan sbb :

A. Peralatan Mekanik

Jenis peralatan ini digerakkan oleh tenaga mesin sehingga pekerjaan pemadatan dapat dilaksanakan lebih cepat dan lebih baik.

Adapun macam-macam / type dari alat ini adalah sebagai berikut :

1.    Three Wheel Roller.

Penggilas type ini juga sering disebut penggilas Mac Adam, karena jenis ini sering dipergunakan dalam usaha-usaha pemadatan material berbutir kasar. Pemadat ini mempunyai 3 buah silinder baja, untuk menambah bobot dari pemadat jenis ini maka roda silinder dapat diisi dengan zat cair (minyak/air) ataupun pasir.  Pada umunya berat penggilas ini berkisar antara 6 s/d 12 ton.

Three Wheel Roller

2.  Tandem Roller

Penggunaan dari alat ini umumnya untuk mendapatkan permukaan yang agak halus. Alat ini mempunyai 2 buah roda silinder baja dengan bobot 8 s/d 14 ton. Penambahan bobot dapat dilakukan dengan menambahkan zat cair.

Tandem Roller

3. Pneumatik Tired Roller ( PTR ).

Roda-roda penggilas ini terdiri dari roda-roda ban karet. Susunan dari roda muka dan belakang berselang-seling sehingga bagian dari roda yang tidak tergilas oleh roda bagian muka akan tergilas oleh roda bagian belakang. Tekanan yang diberikan roda terhadap permukaan tanah dapat diatur dengan cara mengubah tekanan ban. PTR ini sesuai digunakan untuk pekerjaan penggilasan bahan yang granular; juga baik digunakan pada tanah lempung dan pasir.

Pneumatik Tired Roller (PTR)

B. Peralatan Manual

Jenis peralatan ini digerakkan dengan tenaga manusia / hewan sehingga pekerjaan pemadatan ditaksanakan lebih lambat dan hasil pemadatan kurang memuaskan tetapi sangat berguna untuk pelaksanaan pemadatan didaerah terpencil / pedesaan dimana sulit untuk mendatangkan peralatan pemadat mekanik karena biaya yang mahal.

 Ada 2 jenis alat pemadat manual :

·         Alat Pemadat Tangan AlatAlat pemadat ini dibuat dari beton cor yang  diberi tangkai untuk menumbukkan beban tersebut ke tanah yang akan dipadatkan.

·         Alat pemadat silinder beton

Alat ini berupa roda yang berbentuk silinder terbuat dari beton cor. Cara melakukan pemadatannya adalah ditarik dengan hewan seperti kerbau atau lembu dan dapat juga mempergunakan kendaraan bermotor sebagai penariknya.

Alat Pemadat Tangan

Alat Pemadat Silinder Beton.