ega julia fajarsari, st.,...
TRANSCRIPT
• Pada pembuatan timbunan tanah untuk jalan raya, dam tanah,
dan banyak struktur teknik lainnya, tanah yang lepas
(renggang) haruslah dipadatkan untuk meningkatkan berat
volumenya. Pemadatan tersebut berfungsi untuk meningkatkan
kekuatan tanah, sehingga dengan demikian meningkatkan daya
dukung pondasi di atasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi
besarnya penurunan tanah yang tidak diinginkan dan
meningkatkan kemantapan lereng timbunan (embankment).
Tujuan secara umum :
Menaikkan Daya dukung & Kuat Geser
Menaikkan Modulus
Mengurangi Kompressibilitas
Mengontrol stabilitas volume (shringking & swelling)
Mengurangi kerentanan terhadap liquifaksi
Memperbaiki kualitas material untuk bahan konstruksi
Memperkecil pengaruh lingkungan
Teknik perbaikan tanah yang umum digunakan :
Perbaikan secara mekanis
• Pemberian gaya mekanis dari luar untuk sementara misalnya pemadatan
Perbaikan secara hidrolis
• Pengurangan tekanan air pori misalnya preloading; dewatering danvertical drains
Perbaikan secara fisik & kimiawi
• Pemberian campuran bahan kimia, grouting
Dengan inklusi & pengekangan
• Geosintetis, angkur, dll.
• Jenis & Tingkat Perbaikan yang diinginkan
• Jenis & struktur tanah, serta kondisi aliran air tanah
• Biaya
• Ketersediaan peralatan & material
• Waktu konstruksi
• Kemungkinan kerusakan struktur disekitarnya
• Ketahanan material yang digunakan
Tujuan secara umum : Menaikkan Daya dukung &
Kuat Geser
Mengurangi
Kompressibilitas
Mengurangi permeabilitas
Mengontrol stabilitas
volume (shringking &
swelling)
Mengurangi kerentanan
terhadap liquifaksi
Memperpanjang durabilitas
Strategi : Spesifikasi kondisi
pemadatan (kadar air,
density, tebal lapisan)
Pemilitan peralatan
pemadatan
Metode pemadatan
Kontrol kualitas (jenis dan
jumlah pengujian)
Pemadatan Dangkal:
1. Roller (mesin Penggilas)
- Smooth wheel roller, cocok untuk meratakan permukaan tanahdasar dgn tekanan rendah
- Pneumatic Tire Roller, dapat digunakan pd pemadatan dgntekanan dan “kneading” (remasan)
- Sheep foot roller, cocok untuk lempung dan tanah berlanau
2. Rammer
3. Vibrator, roller yang digetarkan
- Vibrator roller, cocok utk tanah berbutir
- Smooth drum vibrator, cocok untuk tanah granuler yang sedikit
mengandung lempung atau lanau
- Vibrator pneumatic, cocok untuk tanah granuler yg lebih tebal
Pemadatan Dalam :
1. Peledakan = Pemadatan tanah cara ledakan (Blasting) adalahcara yang ekonomis untuk pemadatan lapisan pasir renggangyang cukup tebal (dalam). Peledakan akan menghasilkangelombang getar tekan dan geser yang akan meruntuhkan susunanpartikel tanah asli dan membentuk susunan yang lebih padat.
2. Dynamic Compaction = dengan cara menjatuhkan beban ketanahdengan cara berulang-ulang. Pounder/beban yang dijatuhkanpada ketinggian yang sudah ditetapkan akan memberikan impactenergy (energy benturan). Energi benturan ini menciptakangetaran dan mengatur ulang partikel-partikel tanah yang ada danmendorong keluar gas dan air terkandung didalam partikeldidalam tanah asal. Hal ini dapat meningkatkan kepadatan tanahlunak.
3. VibroflotationVibrocompaction adalah cara yang menggunakan alat penggetar(menghasilkan getaran) yang dilakukan dengan cara memasukkan alattersebut ke dalam tanah yang renggang sampai pada kedalamanlapisan tanah terbawah yang ingin dipadatkan. Seringkali denganadanya cara vibro ini diperlukan tambahan material pengisi untuktempat-tempat/space yang kosong akibat adanya pemadatan tanaharah ke samping.
Ada 2 metode, Wet Method dan dry method
Prinsip kerja Wet method:
a.Alat diturunkan kedalam tanah sambil disemprot dengan air bertekanan tinggi
b.Semprotan air mengakibatkan kondisi “cair” pada tanah shg memungkinkan unitpenggetar untuk masuk lebih dalam.
c. Material berbutir dituangkan dari atas lubang. Air dialirkan dari atas sehingga dapatmembawa material ke dasar lubang.
d.Unit penggetar kemudian diangkat secara bertahap
Untuk Dry method air diganti dengan udara
4. Compaction Grouting
Grouting merupakan suatu metode atau teknik yang dilakukanuntuk memperbaiki keadaan bawah tanah dengan caramemasukkan bahan yang masih dalam keadaan cair, dengancara tekanan, sehingga bahan tersebut akan mengisi semuaretakan-retakan dan lubang-lubang yang ada di bawahpermukaan tanah, kemudian setelah beberapa saat bahantersebut akan mengeras, dan menjadi satu kesatuan dengantanah yang ada sehingga kestabilan suatu permukaan tanahakan tetap terjaga.
• Kuat Geser : Untuk mencapai kuat geser yang lebih besar, maka pemadatanperlu dilakukan pada dry of optimum.
• Kompresibilitas : pada stress level yang kecil tanah lempung yang dipadatkanpada kondisi wet of optimum akan lebih kompresibel. Sebaliknya pada level stress yang lebih tinggi terjadi sebaliknya.
• Swelling : tanah yang dikompaksi dry of optimum akan mengalami swell lebih besar dibandingkan jika dipadatkan pada wet of optimum.
• Permeabilitas : permeabilitas tanah akan lebih besar jika dipadatkan padakondisi dry of optimum.
• Pemadatan Dangkal: Density & kadar air dengan sand cone, Dynamic Cone Penetration, Cone Penetrometer, Plate Bearing
• Pemadatan Dalam: DCPT, SPT, PMT, DMT, Shear wave velocity (Down hole)
Metode yang digunakan
Preloading tanpa drainase vertikal
Preloading dengan drainase vertikal
Dewatering
Metode elektrokinetik
• Preloading
Mempercepat penurunan dengan cara menambahkan beban sebelum
pelaksanaan konstruksi dengan tujuan untuk menaikkan kuat geser tanah
• Drainase Vertikal
Mempercepat proses Konsolidasi (primer) dengan cara memperpendek
aliran air keluar dari pori-pori tanah
• Dewatering
Mempercepat penurunan dengan cara menurunkan muka air tanah (ingat
prinsip bouyancy dimana penurunan muka air tanah = peningkatan
beban) dengan tujuan menaikkan kuat geser tanah
• Metode Elektrokinetik
Mengurangi kadar air sehingga kuat geser meningkat dan kompresibilitas
menurun seiring dengan berkurangnya volume pori tanah
Prinsip Kerja Preloading :
Memberikan beban(surcharge) sebelumpekerjaan konstruksiSurcharge dihilangkansetelah -- misalnya - tercapai90% konsolidasi
Beban konstruksi akanmenimbulkan penurunanyang relatif kecil
Kuat geser meningkatsebanding dengan besarnyapreloading (Uji TX CU)
Prinsip Kerja Drainase Vertikal :
Drainase vertikalmempercepat penurunan tapitidak mengurangi penurunanakhir
1. Akibat penempatan timbunan preloading, tekanan air pori tanahmeningkat.
2. Kelebihan tekanan air pori tanah akan terdipasi (terlepaskan) denganmengalirkan ke arah horisontal radial menuju vertical drain.Selanjutnya air akan mengalir ke arah vertikal melewati vertikal drain.
3. Setelah mencapa atas air akan menglalir secara horisontal menujuparit.
4. Proses keluarnya air dari pori-pori tanah disebut konsolidasi dan slamaproses konsolidasi, tanah mangalami penurunan konsolidasi.
5. Setelah konsolidasi selesai tanah menjadi lebih stabil dan tidakmengalami penurunan.
6. Dalam teori, besar penurunan konsolidasi adalah sama, hanya lajupenurunan bisa dibuar lebih cepat
Prinsip kerja kombinasi preloading dan vertical drain
Jarak masing-masing
drainase vertikal harus
ditentukan berdasarkan
waktu dan derajat
konsolidasi yang
direncanakan
Model Instalasi Drainase Vertikal dan pembebanan bertahap
Drainase Vertikal
Lapisan lempung lunak
Jarak drainase vertikal
Tampak atas pola-pola pemasangan Drainase Vertikal
(a) Pola bujursangkar re0,564 S; (b) Pola segitiga dengan re0,525 S
• Dewatering (pekerjaan pengeringan) adalah pekerjaan sipil
yang bertujuan untuk dapat mengendalikan air (air
tanah/permukaan) agar tidak mengganggu/menghambat
proses pelaksanaan suatu pekerjaan konstruksi, terutama
untuk pelaksanaan bagian struktur yang berada dalam tanah
dan di bawah muka air tanah.
• Menjaga agar dasar galian tetap kering. Untuk mencapaitujuan tersebut biasanya air tanah diturunkan elevasinya 0,5 –1 m dibawah dasar galian
• Mencegah erosi buluh. Pada galian tanah pasir (terutama pasirhalus dibawah muka air tanah) rembesan air kedalam galiandapat mengakibatkan tergerusnya tanah pasir akibat aliranair
• Mencaga gaya uplift terhadap bangunan sebelum mencapaibobot tertentu. Pada bangunan-bangunan yang memilikibasement, maka pada saat bobot bangunan masih lebih kecildaripada gaya uplift dari tekanan air, dewatering harus tetapdijalankan hingga bobot mati dari bangunan melebihi gayauplift tersebut.
• Mencegah rembesan
• Memperbaiki kestabilan tanah
• Mencegah pengembungan tanah
• Memperbaiki karakteristik dan kompaksi tanah terutama dasar
• Pengeringan lubang galian
• Mengurangi tekanan lateral
Pemberian potensial listrik pada tanah jenuh air sehingga terjadi aliran air
ke katoda. Aliran air ini setara dengan proses konsolidasi yang
menyebabkan menurunnya kadar air sehingga kuat geser meningkat dan
kompressibilitas menurun.
Efek samping dari proses ini adalah perubahan komposisi psiko-kimia dari
tanah yang ,mempunyai pengaruh baik bagi peningkatan kuat geser.
Prinsip dasar :
• Mengubah komposisi fisik dan
kimiawi tanah dengan
menambahkan admixture
sehingga terjadi peningkatan
kepadatan dan kohesi serta
modulus kekakuan tanah
terhadap pembebanan
Jenis Perbaikan yang dilakukan :
• Penambahan Admixture (di
permukaan dan pada
kedalaman tertentu
• Penggunaan Grouting
• Metode Thermal (Heating &
Freezing)
• Penggunaan Admixtrure
Dilakukan pada tanah permukaan (misalnya timbunan jalan raya, oprit jembatan, lantai gudang, open storage, perkuatan lereng, mengurangi erosi dll.
Deep mixing dilakukan dengan membuat kolom kolom dalam tanahyang diisi dengan admixture
• Perbaikan dengan Grouting
Grouting adalah menyintikkan suatu bahan kimia pada suatu lokasidalam tanah yang merupakan perlemahan. Umumnya grouting digunakan pada daerah terbatas (pada sebaian dari struktur) untukmemperkuat
• Metode Thermal
Ground freezing merupakan metode yang cocok untuk semua jenistanah namun jarang digunakan karena mahal
Semen & kapur memberikan hasil yang paling baik karena reaksiyang terjadi adalah hidrasi dan penggumpalan untuk jangka pendekserta sementasi dan karbonasi pada jangka panjang. Namunstabilisasi dengan kapur terbukti meberikan durabilitas yang lebihrendah dari pada pemakaian semen
Fly ash dan Abu sekam padi juga digunakan, namun reaksi/ikatankimiawi dengan tanah lemah, sehingga peningkatan kekuatan hanyadidapatkan dari pengisian pori-pori tanah karena ukuran partikelnyayang kecil dan ringan. Pengisian pori-pori ini berakibat peningkatankerapatan dan kuat geser tanah.
Bahan lain yang juga pernah digunakan adalah Terak baja, bitumendan Tar serta beberapa macam bahan kimia lainnya,
Prinsip Kerja :
Tanah hanya memiliki kekuatan terhadap tekanan
Kuat geser tanah didapat dari gesekan antar butiran tanahakibat beban vertikal/normal
Pada saat butiran tanah saling bergerak untuk memobisasikekuatannya, terjadi deformasi elastik dan deformasi gesertanah yang dapat dilihat sebagai regangan (baik tekanmaupun tarik).
Bila pada tanah dipasang perkuatan, maka gesekan antartanah dan perkuatan akan menimbulkan ikatan diantarakeduanya dan berfungsi menahan tarikan yang terjadi dalamtanah
Komposit material yang dibentuk oleh reinforcement dan tanah butiran yang
berinteraksi melalui gaya gesekan yang terjadi pada kedua material akibat
gravitasi dan memberikan tahanan tarik kepada tanah untuk menahan beban-
beban yang bekerja (gaya luar + gaya gravitasi)
Inklusi berfungsi meningkatkan permeabilitas,
menaikkana kuat geser, menurunkan kompresibilitas
Syarat : Inklusi tidak mengandung bahan kimia yang
korosif atau sebaliknya tanah juga tidak korosif
Bahan yang digunakan :
• Perkuatan insitu dengan: soil nailings dan
angkur (baja, beton, geosintetis)
Aplikasi umumnya untuk perkuatan lereng dan
tembok penahan tanah