Bagi para profesional di dunia konstruksi dan rekayasa sipil, istilah pengujian CBR Lapangan tentu sudah tidak asing lagi. Pengujian ini merupakan salah satu pilar utama dalam menentukan kelayakan dan kekuatan lapisan tanah yang akan menopang berbagai infrastruktur vital, mulai dari jalan raya, landasan pacu pesawat, hingga lantai bangunan industri.

Memahami secara mendalam apa itu pengujian CBR Lapangan, tujuannya, hingga cara interpretasi hasilnya adalah sebuah keharusan untuk menjamin keamanan, keawetan, dan efisiensi sebuah proyek konstruksi.

Apa Itu Pengujian CBR (California Bearing Ratio) Lapangan?

Pengujian CBR Lapangan adalah sebuah metode pengujian kekuatan tanah yang dilakukan secara langsung di lokasi proyek (in-situ). Nama “California Bearing Ratio” merujuk pada metode yang dikembangkan oleh California Division of Highways, Amerika Serikat, untuk mengevaluasi daya dukung tanah dasar (subgrade), lapis pondasi bawah (subbase course), dan lapis pondasi (base course).

Secara prinsip, pengujian ini mengukur perbandingan antara beban penetrasi yang dibutuhkan untuk menekan sebuah piston standar ke dalam lapisan tanah dengan kecepatan dan kedalaman tertentu, terhadap beban standar yang telah ditetapkan.

Hasil dari pengujian dinyatakan dalam bentuk persentase (%). Semakin tinggi nilai CBR, semakin besar kapasitas tanah tersebut dalam menahan beban di atasnya, yang berarti kualitasnya semakin baik untuk dijadikan sebagai dasar konstruksi.

Tujuan utama dari pelaksanaan uji CBR Lapangan adalah untuk mendapatkan gambaran nyata dan akurat mengenai kekuatan tanah pada kondisi aktualnya di lapangan. Data ini menjadi parameter kunci bagi para insinyur sipil dalam:

• Merancang Tebal Perkerasan: Hasil uji CBR menjadi input utama dalam formula perancangan tebal lapisan perkerasan jalan, baik untuk jalan baru maupun proyek pelapisan ulang (overlay).
• Mengevaluasi Kualitas Pemadatan: Pengujian ini efektif untuk memverifikasi apakah proses pemadatan tanah di lapangan telah mencapai standar kepadatan dan kekuatan yang disyaratkan dalam spesifikasi teknis.
• Menentukan Kelayakan Material: Mengidentifikasi apakah material tanah setempat layak digunakan sebagai bagian dari struktur perkerasan atau memerlukan perlakuan perbaikan (stabilisasi).
• Mengontrol Kualitas Konstruksi: Dilakukan secara berkala selama fase konstruksi untuk memastikan konsistensi kualitas pekerjaan.

Standar yang menjadi acuan utama untuk pelaksanaan pengujian ini di Indonesia adalah SNI 1738:2011 tentang “Cara uji CBR (California Bearing Ratio) lapangan”. Standar ini merupakan revisi dari versi sebelumnya dan mengadopsi beberapa ketentuan dari standar internasional seperti ASTM D4429.

Prosedur Pengujian CBR Lapangan Sesuai Standar

Pelaksanaan pengujian CBR Lapangan memerlukan ketelitian dan kepatuhan terhadap prosedur standar untuk menjamin validitas data yang diperoleh. Berikut adalah tahapan-tahapan penting dalam pelaksanaannya:

1. Persiapan Peralatan dan Lokasi

Sebelum pengujian dimulai, tim di lapangan harus menyiapkan serangkaian peralatan yang telah terkalibrasi dan sesuai dengan standar SNI. Peralatan utama meliputi:

• Beban Reaksi: Umumnya menggunakan truk berat yang telah diisi muatan sesuai kebutuhan. Truk ini berfungsi sebagai penahan gaya reaksi dari dongkrak saat proses penetrasi.
• Dongkrak Mekanis CBR: Dongkrak berkapasitas tertentu (misalnya 10 ton) yang dilengkapi dengan swivel head untuk memastikan pembebanan vertikal.
• Cincin Penguji (Proving Ring): Alat untuk mengukur beban yang diberikan, tersedia dalam berbagai kapasitas yang disesuaikan dengan perkiraan kekuatan tanah.
• Piston Penetrasi: Sebuah torak baja dengan diameter standar 49,63 mm (luas penampang 3 inci persegi).
• Arloji Ukur (Dial Gauge): Dua buah arloji ukur digunakan, satu untuk mengukur kedalaman penetrasi piston dan satu lagi terpasang pada proving ring untuk membaca nilai beban.
• Peralatan Pendukung: Meliputi plat beban, keping beban tambahan, balok referensi, dongkrak truk, dan alat-alat untuk meratakan permukaan uji.

Lokasi titik uji harus dipilih secara representatif, mencakup area-area kritis pada rencana konstruksi. Permukaan tanah pada titik yang akan diuji harus diratakan dan dibersihkan dari material lepas.

2. Pelaksanaan Penetrasi

Setelah semua peralatan terpasang dengan benar dan kokoh, proses penetrasi dimulai. Piston ditekan ke dalam permukaan tanah dengan kecepatan konstan yang dijaga sekitar 1,25 mm (0,05 inci) per menit. Ini adalah fase paling krusial yang menuntut operator untuk memutar engkol dongkrak secara stabil.

Selama proses penetrasi berlangsung, pembacaan beban pada proving ring dicatat pada interval-interval kedalaman penetrasi yang telah ditentukan, seperti:

• 0,625 mm (0,025”)
• 1,25 mm (0,050”)
• 1,90 mm (0,075”)
• 2,54 mm (0,100”)
• 3,75 mm (0,150”)
• 5,08 mm (0,200”)
• 7,62 mm (0,300”)
• 10,16 mm (0,400”)
• 12,70 mm (0,500”)

Pembacaan terus dilakukan hingga mencapai kedalaman penetrasi maksimum yang diinginkan atau ketika beban maksimum alat telah tercapai.

Interpretasi Hasil

Data mentah dari lapangan berupa pembacaan beban dan penetrasi kemudian diolah untuk mendapatkan nilai CBR.

1. Perhitungan Tegangan Penetrasi Beban yang tercatat pada proving ring dikonversi menjadi tegangan dengan membaginya dengan luas penampang piston penetrasi (19,35 cm² atau 3 inci²).

2. Kurva Beban vs Penetrasi Hasil perhitungan tegangan diplotkan dalam sebuah grafik dengan sumbu horizontal sebagai penetrasi (mm atau inci) dan sumbu vertikal sebagai tegangan (kg/cm² atau psi). Pada kondisi ideal, kurva yang terbentuk akan cembung ke bawah. Namun, terkadang akibat permukaan yang tidak rata, kurva awal bisa berbentuk cekung. Jika ini terjadi, perlu dilakukan koreksi dengan menggeser titik nol kurva.

3. Perhitungan Nilai CBR Nilai CBR dihitung dengan membandingkan tegangan penetrasi pada kedalaman tertentu dengan tegangan standar dari material batu pecah berkualitas tinggi. Rumusnya adalah:

CBR(%)=Tegangan Penetrasi StandarTegangan Penetrasi Sampel Uji​×100%

Tegangan standar yang digunakan adalah:

• Pada penetrasi 2,54 mm (0,1 inci): 70,3 kg/cm² (1000 psi)
• Pada penetrasi 5,08 mm (0,2 inci): 105,5 kg/cm² (1500 psi)

Umumnya, nilai CBR yang digunakan adalah hasil perhitungan pada penetrasi 2,54 mm (0,1 inci). Namun, jika hasil CBR pada penetrasi 5,08 mm (0,2 inci) menunjukkan nilai yang lebih tinggi, maka pengujian perlu diulang. Jika hasilnya konsisten tetap lebih tinggi, maka nilai CBR pada penetrasi 5,08 mm (0,2 inci) yang akan diadopsi sebagai hasil akhir.

Sebagai contoh, jika pada penetrasi 2,54 mm didapatkan tegangan uji sebesar 4,2 kg/cm², maka nilai CBR-nya adalah $(4,2/70,3)\times 100\%=5,97\%$, yang sering dibulatkan menjadi CBR 6%.

Perbedaan CBR Lapangan Dengan CBR Laboratorium

Selain pengujian di lapangan, ada juga metode pengujian CBR yang dilakukan di laboratorium (SNI 1744:2012). Perbedaan mendasarnya terletak pada kondisi sampel tanah yang diuji.

• Pengujian CBR Lapangan: Menguji tanah dalam kondisi aslinya (in-situ) yang merefleksikan kepadatan dan kadar air aktual pada saat pengujian. Keunggulannya adalah memberikan data yang sangat relevan dengan kondisi nyata. Namun, hasilnya bisa sangat dipengaruhi oleh cuaca dan musim.
• Pengujian CBR Laboratorium: Menggunakan sampel tanah dari lapangan yang kemudian dipadatkan di dalam cetakan silinder standar di laboratorium. Kondisi sampel, seperti kadar air dan energi pemadatan, dapat diatur dan dikontrol. Pengujian ini sering dilakukan dalam kondisi terendam (soaked) untuk menyimulasikan kondisi jenuh air yang paling kritis.

Keduanya memiliki peran masing-masing. CBR Laboratorium sangat penting pada tahap desain awal untuk menentukan potensi kekuatan material pada kondisi optimum dan jenuh. Sementara itu, CBR Lapangan sangat krusial untuk kontrol kualitas selama dan setelah proses konstruksi, memastikan hasil di lapangan sesuai dengan yang direncanakan di laboratorium.

Kesimpulan

Pengujian CBR Lapangan bukanlah sekadar prosedur teknis rutin. Ia adalah instrumen fundamental yang menyediakan data kritis mengenai daya dukung tanah, yang secara langsung berdampak pada desain, biaya, dan umur layanan sebuah infrastruktur. Dengan memahami prinsip, prosedur, dan cara interpretasi hasilnya secara benar, para insinyur dapat membuat keputusan teknis yang tepat sasaran, efisien, dan yang terpenting, aman.