UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

BAB XIV
UJI PENGEMBANGAN
(SWELLING TEST)

XIV.1. Tujuan Percobaan

a. Untuk menentukan nilai CBR tanah dari campuran agregat tanah yang
dipadatkan, dilakukan di laboratorium pada kadar air optimum yang
sistemnya direndam (soaked sample).
b. Untuk menentukan presentase pengembangan suatu tanah, yang digunakan
untuk mengevaluasi kemungkinan tanah mengembang (expansive soil).

XIV.2. Alat dan Bahan Yang Digunakan

1. Dial + tripod
2. Beban bulat (circular surcage weight)
3. Beban alur (sloated surcage weight)
4. Kertas saring (screen filter)
5. Pelat pengembang (swell plate)
6. Skrap
7. Timbangan
a. 1 buah timbangan kapasitas 50 kg dengan ketelitian 1,00 gr.
b. 1 buah timbangan dengan kapasitas 500 gram dengan ketelitian 0,10 gr.
8. Meteran
9. Stopwatch
10. Cawan
11. Oven
12. Tanah lolos saringan no.4

XIV.3. Gambar Alat – Alat Percobaan

Meteran
 Dial + Tripod

UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

Mesin penetrasi CBR

Pelat pengembang

Mold

Beban Alur

Stopwatch

Timbangan kapasitas 500 gr

Skrap

Timbangan kapasitas 50 kg
Oven

Gambar XIV.1. Alat – Alat Percobaan Uji Pengembangan (Swelling Test).

XIV.4. Teori
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu lapisan tanah

perkerasan terhadap beban standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi
yang sama. Perencanaan perkerasan jalan raya harus kuat memikul beban diatas
yang bergerak dan tahan terhadap gesekan dan keausan akibat roda kendaraan
dan air hujan. Perkerasan yang tidak kuat menahan beban yang diatasnya akan
mengalami penurunan dan pergesekan pada permukaan jalan dan dasar tanah.
Tegangan yang timbul pada suatu lapisan tanah harus semakin kecil sehingga
kekuatan tanah yang dipukul semakin bawah semakin kecil pula. Dan juga
semakin besar daya dukung tanah maka semakin tebal pula lapisan
perkerasannya, demikian juga sebaliknya.
Salah satu cara untuk mengetahui daya dukung tanah adalah dengan cara
CBR, dimana dalam penelitian nilai CBR harus diperhitungkan dua faktor :
1. Kadar air tanah dan berat isi kering pada waktu dipadatkan.
2. Percobaan pada kadar air yang mungkin terjadi setelah perkerasan selesai
dibuat.

Prinsip dasar perkerasan jalan ialah perkerasan dari batu pecah. Yang mana
berbutir padat kekuatannya dinilai 100%, sedangkan lumpur dinilai 0%.
Kemudian nilai untuk pembagian berbagai jenis tanah dan perkerasan, untuk
mengetahui kepadatan maksimum dapat dilakukan melalui pukulan setiap
lapisan antara lain :
1. Pukulan sebanyak 9 kali tiap lapis.
2. Pukulan sebanyak 25 kali tiap lapis.
3. Pukulan sebanyak 56 kali tiap lapis.

XIV.5. Prosedur Percobaan

 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

A. Persiapan Pengujian
1. Sampel pengujian merupakan tanah hasil pemadatan dengan metode
modified, yang telah menggunakan kadar air optimum, sehingga didapat
pemadatan maksimum.
2. Pasang keping pengembang di atas permukaan benda uji dan kemudian
pasang keping pemberat yang dikehendaki minimal 4,5 kg atau
disesuaikan dengan beban perkerasan.
3. Pasang tripod beserta arloji pengukur pengembangan (dial gauge skala
0,01 mm).
4. Kemudian rendam sampel benda uji beserta keping pengembang dan
pemberatnya ke dalam bak air sehingga air dapat merembes dari atas
menuju ke bawah.
5. Atur alat pengukur pengembangan pada posisi nol kemudian baca
besarnya pengembangan untuk setiap selang waktu : 24, 48, 72 dan 96
jam. Pembacaan dapat dihentikan sebelum 96 jam jika setelah 48 jam
pembacaan pengembangan 24 jam terakhir konstan.
6. Setelah 96 jam keluarkan sampel uji dari bak air dan miringkan selama
15 menit sehingga air bebas mengalir. Jagalah agar selama pengaliran air
sampel tanah tidak terganggu.
7. Ambil beban dari keping alas kemudian mold beserta isinya ditimbang
dengan demikian sampel uji yang direndam telah siap untuk diuji.

B. Pengujian
1. Letakkan keping pemberat minimal 4,5 kg atau sesuai dengan beban
perkerasan di atas permukaan benda uji.
2. Tempatkan benda uji pada mesin penetrasi dan atur torak penetrasi pada
permukaan benda uji sehingga dial beban menunjukkan beban permulaan
sebesar 4,5 kg. Pembebanan permulaan ini diperlukan untuk menjamin
bidang sentuh yang sempurna antara tanah dan torak. Kemudian dial
pengukur dinolkan.
3. Hidupkan mesin penetrasi dan berikan pembebanan dengan teratur
sehingga kecepatan penetrasi mendekati 1,27 mm/menit. Catat
pembebanan pada saat selang waktu : 0,25 ; 0,5 ; 1 ; 1,5 ; 2 ; 3 ; 4 ; 6 ; 8
dan 10 menit.
4. Bila waktu pembebanan telah tercapai, mesin penetrasi dimatikan.
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

5. Keluarkan (extrude) benda uji dari mold, untuk pengukuran kadar air,
ambil tiga sampel dari bagian atas, tengah dan bawah sampel.
6. Jika semua prosedur pengujian telah selesai dilakukan, percobaan dapat
dihentikan dan alat percobaan dapat dibersihkan.

XIV.6. Analisis Data

 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

a. Cara pengisian Tabel Penetrasi

Faktor kalibrasi (k) = 26,8
Maka,
Pembebanan = pembacaan dial × faktor kalibrasi
= 1,5 × 26,8
= 40,20 lbs
Pembebanan seterusnya dilakukan dengan mengalikan pembacaan dial
dengan faktor kalibrasi (k), hingga penurunan ke 12,5.

b. Cara pengisian Tabel Kadar Air

 Sebelum pengujian
Berat cawan (W1) = 15 gr
Berat cawan + tanah basah (W2) = 57,8 gr
Berat cawan + tanah kering (W3) = 52,1 gr
Berat air (W2 – W3) = 5,7 gr
Berat tanah kering (W3 – W1) = 37,1 gr
W2 − W3

Kadar air (w) = W 3 − W 1 × 100% = 15,36%

 Sesudah pengujian
Berat cawan (W1) = 15 gr
Berat cawan + tanah basah (W2) = 66 gr
Berat cawan + tanah kering (W3) = 53,8 gr
Berat air (W2 – W3) = 12,2 gr
Berat tanah kering (W3 – W1) = 38,8 gr
W2 − W3

Kadar air (w) = W 3 − W 1 × 100% = 31,44%

c. Cara pengisian Tabel Berat Isi

1
Volume cetakan (V) = 4 (3,14)(15,242)(17,78) = 3244,64 cm3
Berat cetakan (W1) = 6830 gr
Berat cetakan + tanah basah (W2) = 12080 gr
Berat tanah basah (W2 – W1) = 5250 gr
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

W 2 − W1 5250
Berat isi basah (γsat) = V = 3244,64 = 1,62
gr/cm3
γ
Berat isi kering (γdry) = 100+w( %) × 100%
γ
= 100+15,36% × 100% = 1,40
gr/cm3

d. Cara pengisian Tabel Pengembangan Tanah

Diketahui :
Luas piston penetrasi = 19,635 cm2
Maka,
Volume = (14,5 – 0) × 0,1 × 19,635 = 86,39 cm3
Volume kumulatif = 3244,64 + 28,47 = 3273,11 cm3
(3273,11 -3244,64 )
Pengembangan = 3273,11 = 0,870%
Sehingga, dapat dilakukan ditabelarisasi seperti berikut :

Pembacaan Dial Volume Pengembangan

Hari Volume
(div) Kumulatif (%)
0 0 0,00 3244,64 0,000
0,042 14,5 28,47 3273,11 0,870
0,083 21,9 14,53 3287,64 0,442
0,167 28 11,98 3299,62 0,363
0,5 35 13,74 3313,36 0,415
1 43,5 16,69 3330,05 0,501
1,5 46 4,91 3334,96 0,147
2 49,5 6,87 3341,83 0,206
3 51,5 3,93 3345,76 0,117
4 53,6 4,12 3349,88 0,123
∑ 3,184

(3,184 )
Maka, pengembangan tanah rata – rata = 4 = 0,796%
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

e. Cara penentuan Harga CBR

Harga CBR dapat diambil dari harga rata – rata penurunan akibat
terjadinya pembebanan. Jadi kita ambil penurunan untuk 0,1” dan 0,2” tetapi
harganya diambil setelah diambil garis singgung diantara semua titik dengan
koreksi yang seimbang.
P 37,370
Harga CBR untuk 0,1” = A. bs × 100% = 3×1000 × 100% =
1,246%
P 58,864
Harga CBR untuk 0,2” = A. bs × 100% = 3×1500 × 100% =
1,308%
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

XIV.7. Aplikasi
Suatu jalan direncanakan untuk jalan kelas I dengan muatan standar
maksimum 14,5 ton, dengan lalu lintas padat. CBR tanah yang dipadatkan
untuk tanah dasar pada penurunan 0,1” adalah 1,246% dan pada penurunan 0,2”
adalah 1,308%. Hitunglah tebal perkerasan jalan tersebut ?

Penyelesaian :
Diketahui :
P = 14,5 ton
CBR 0,1” = 1,246%
CBR 0,2” = 1,308%

Ditanya : H ?
Jawab :
 Untuk penurunan 0,1”

P
H = 25 √ CBR 0,1 }} } } } {¿¿
¿¿¿
= 25 √ 14, 5
1,246 = 85,28 cm

 Untuk penurunan 0,2”

P 14,5
√ ¿¿¿
H = 25 CBR 0,2 }} } } } { ¿¿ = 25 √ 1,308 = 83,23 cm
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

XIV.8. Kesimpulan
Hasil yang diperoleh dari percobaan Uji Pengembangan ini adalah :
1. Kadar air
 Sebelum pengujian = 15,36%
 Berat sesudah pengujian = 31,44%
2. Berat isi
 Berat isi basah = 1,62 gr/cm3
 Berat isi kering = 1,40 gr/cm3
3. Pengembangan tanah = 0,796%
4. Harga CBR
 Penurunan 0,1” = 1,246%
 Penurunan 0,2” = 1,308%
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

Project : Laporan Praktikum Penurunan vs Beban

Grafik Hubungan SWELLING TEST Date : Selasa, 18 Januari 2019
Mekanika Tanah
70 Test by : Kel. III / Gel. I
SOIL INVESTIGATION
f(x) = − 793.75 x² + 453.07 x
Checked by :
60
Location : Lab. Mekanika Tanah Quarry : Depan Ruangan TS-1 Capacity :
50
Beban (lbs)

Penetrasi (dengan
40 Faktor Kalibrasi = 26,8)
Penurunan 30 Pembacaan Beban
(inch) Dial (lbs)
0 20 0 0,000
0,02 0,5 13,400
10
0,04 1 26,800
0,08 0
1,5 40,200
0,1 0 0.1
2 0.2 53,600
0.3 0.4 0.5 0.6

0,12 2 53,600
Penurunan (inch)
0,16 2 53,600
0,2 2 53,600
0,24 2,2 58,960
0,3 2,2 58,960
0,36 1,8 48,240
0,4 1,8 48,240
0,5 1,5 40,200

Kadar Air Sebelum Sesudah

Berat cawan (gr) 15 15
Berat cawan + tanah basah (gr) 57,8 66
Berat cawan + tanah kering (gr) 52,1 53,8
Berat air (gr) 5,7 12,2
Berat tanah kering (gr) 37,1 38,8
Kadar air (%) 15,36 31,44

No. NAMA NIM TANDA

Disetujui Oleh :

(Kolose Andi P. N. Gulo)

Asisten Laboratorium
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

TANGAN
1 Ananda P. Sembiring 170310020  
2 Abednego D. P. Saragih 170310023  
3 Ondo H. Simbolon 170310024  
4 Bonar P. Panjaitan 170310029  
5 Bernardus Y. Tafonao 170310040

Project : Laporan Praktikum

SWELLING TEST Date : Selasa, 18 Januari 2019
Mekanika Tanah
Test by : Kel. III / Gel. I
SOIL INVESTIGATION
Checked by :
Location : Lab. Mekanika Tanah Quarry : Depan Ruangan TS-1 Capacity :

Pembacaan Dial Volume Pengembangan

Hari Volume
(div) Kumulatif (%)
0 0 0,00 3244,64 0,000
0,042 14,5 28,47 3273,11 0,870
0,083 21,9 14,53 3287,64 0,442
0,167 28 11,98 3299,62 0,363
0,5 35 13,74 3313,36 0,415
1 43,5 16,69 3330,05 0,501
1,5 46 4,91 3334,96 0,147
2 49,5 6,87 3341,83 0,206
3 51,5 3,93 3345,76 0,117
4 53,6 4,12 3349,88 0,123
∑ 3,184
Pengembangan Rata - Rata 0,796

Harga CBR
0,1” 0,2”
Beban 37,370 58,864
CBR 1,246 1,308

TANDA
No. NAMA NIM Disetujui Oleh :
TANGAN
1 Ananda P. Sembiring 170310020  
2 Abednego D. P. Saragih 170310023  
3 Ondo H. Simbolon 170310024  
4 Bonar P. Panjaitan 170310029   (Kolose Andi P. N. Gulo)
Asisten Laboratorium
 UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS MEDAN SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
Alamat : Jl. Setia Budi No. 479 F – Tanjung Sari, Medan 20132 Telp. (061) 8210161

5 Bernardus Y. Tafonao 170310040