STABILISASI TANAH

· stabilisasi dan Pemadatan Tanah

4.2. STABILISASI TANAH

Stabilisasi tanah dapat terdiri dari salah satu atau gabungan pekerjaan­ pekerjaan berikut:

1 .

Mekanis:

Stabilisasi dengan berbagai macam peralatan mekanis seperti: a. Mesin gilas (roller)

b. Benda-benda berat yang dijatuhkan (pounder)

c. Peledakan dengan alat peledak (Eksplosif)

e. Pembekuan f. Pemanasan dll.

1 . Bahan pencampur/tambahan (additive):

a. Kerikil untuk kohesif (lempung) b. Lempung untuk tanah berbutir kasar c. Pencampur kimiawi seperti:

- Semen Portland (P.C.) - Gamping/kapur - Abu batu bara - Semen aspel dll.

4.3. MACAM-MACAM STABILISASI LAPISAN TANAH DASAR 1 . Lapisan tanah dasar yang lunak:

1 ) Umumnya lapisan tanah lunak adalah lempung atau lanau yang mempunyai harga percobaan penetrasi standar (Standard Pe­ netration Test = SPT)

N 4 atau tanah organis seperti gambut (peat) yang mempunyai kadar air alami (natural water content) yang sangat tinggi. Demiki­ an pula tanah pasir lepas yang mempunyai harga N 1 0.

2)

Metoda stabilisasi lapisan tanah dasar yang lunak: a. Perbaikan karakteristik geseran:

Tujuan untuk menghindari kerusakan tanah, deformasi geser­ an dan pengurangan tekanan tanah.

b. Perbaikan kemampatan:

Tujuan untuk memperpendek waktu penurunan, karena kon­ solidasi dan menghindarkan penurunan residual.

c. Pengurangan permeabilitas:

Bertujuan untuk menghindari bocoran dan sebagainya. d. Perbaikan karakteristik:

Bertujuan untuk mengurangi getaran (vibrasi) dan menghin­ darkan pencairan (liquefaction)ltegangan air pori meningkat dan tegangan efektif berkurang sewaktu terjadi gempa bumi.

2.

Lapisan tanah dasar yang lunak dan kohesif:

1 ) Mengingat lapisan tanah dasar yang lunak dan kohesif itu rum it beserta karakteritik mekanisnya yang sulit, kadang-kadang

peng-galian untuk fondasi bangunan itu sulit dilaksanakan. Meskipun sudah diadakan tindakan pengamanan.

Jadi dalam menghadapi pelaksanaan di atas tanah yang lunak dan kohesif diperlukan suatu persiapan yang lengkap.

2)

Metoda-metoda yang digunakan A. Metoda perbaikan permukaan

a. Metoda drainase permukaan (surface drainage method)

b. Metoda alas pasir (sand mat method)

c. Metoda bahan lembaran tipis (sheed material method)lgeo­ textile.

B. Metoda perpindahan (displacement method).

Metoda ini dapat dibagi dalam dua macam:

a. Sesudah penggalian lapisan yang lunak dengan alat berat, bahan tanah yang baik dimasukkan dan dipadatkan. b. Tanah yang lunak itu didesak dengan beban timbunan tanah

yang baik atau didesak dengan ledakan.

C. Metoda timbunan imbangan be rat (counter- weight fill method).

Metoda ini terutama mengimbangi sisi tanggul supaya stabil, bilamana tidak diperoleh faktor keamanan yang diperlukan ter­ hadap longsoran selama penimbunan dilaksanakan.

D.

Metoda pembebanan perlahan-lahan.

Metoda ini diterapkan bila kekuatan geser tanah tidak begitu besar dan cenderung akan runtuh jika timbunan dilaksanakan dengan cepat.

Untuk menghindari keruntuhan, maka pelaksanaan penimbun­ an harus diperlambat.

Ada dua metoda untuk me·mperlambat kecepatan pelaksanaan, yaitu:

a. Metoda peningkatan tinggi timbunan secara bertahap. b. Metoda peningkatan tinggi timbunan secara kontinu dan

berangsur-angsur. E. Metoda pembebanan.

Untuk mengusahakan konsolidasi lapisan yang lunak dan mem­ perbesar gaya geser.

Ada empat metoda yang perlu diketahui:

a. Metoda pra pembebanan (pre loading method).

b. Metoda beban tambahan (surchage method).

c. Metoda penurunan muka air tanah. d. Metoda pembebanan tekanan atmosfir. F. Metoda drainase vertikal.

Metoda ini sering diterapkan bersama-sama dengan metoda pembebanan perlahan-lahan atau pembebanan.

Beberapa macam metoda ini sering disebut sesuai dengan ba­ han yang dipakai, yaitu:

a. Metoda drainase pasir (sand drain method).

b. Metoda drainase sumbu kertas karton (card board wick drain method).

c. Metoda drainase kertas plastik (plastic board drain method).

G . Metoda tiang pasir padat.

Dalam metoda ini, pasir ditekan ke-dalam lapisan lunak dengan pemadatan atau getaran, sehingga terbentuk tiang pasir padat.

H.

Metoda tiang kapur.

Kapur ditempatkan dalam bentuk tiang di dalam tanah kohesif sama seperti pembuatan tiang pasir.

I . Metoda pencampuran lapisan dalam. (Deep layer mixing trat­ ment method).

Pada metoda ini, kapur atau stabilisator semen dikocok-kocok dan dicampur dengan tanah kohesif pada kedalaman tanah tersebut untuk mengkonsolidasikan tanah yang bersangkutan. Metoda ini belum lama dikembangkan.

3.

Lapisan tanah dasar berpasir lepas.

1 ) Bilamana suatu gaya gempa bekerja pada tanah berpasir, m aka sering tanah pasir itu mengalami peristiwa pencairan (liquefaction)

yang dapat mengakibatkan kerusakan yang berat.

Karakteristik pencairan tanah yang terdiri dari tanah berpasir lepas dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut:

a. lntensitas gempa bumi dan lamanya gempa bumi. b. Kerapatan pasir.

c. Distribusi gradasi pasir.

2) Metoda-metoda yang digunakan: a. Metoda tiang pasir padat.

b. Metoda vibroflotasi (vibro floation method). Pada metoda ini, air disemprotkan ke dalam lapisan tanah dengan bantuan suatu vibrator silinder. Air yang disemprotkan dan bergetar itu dapat memadatkan tanah-tanah berpasir. Bersamaan dengan pe­ nyemprotan air juga dimasukkan kerikil yang akan mengisi rong­ ga-rongga yang terjadi karena penyemprotan air.

4. Lapisan dangkal

1) Bilamana muda diperoleh bahan dengan kualitas yang baik, m aka dapat dilaksanakan stabilisasi tanah dengan hanya merubah kadar air tanah asli a tau dengan penggilasan dan tidak perlu mengadakan pekerjaan perbaikan khusus, seperti dengan penambahan bahan stabilisasi.

Tetapi kadang-kadang untuk mendapatkan stabilisasi yang tinggi, tanah asli yang terdapat di lapangan terpaksa diberi juga bahan stabilisasi.

Dewasa ini ada tiga metoda utama yang digunakan untuk mengada­ kan peningkatan stabilitas lapisan dangkal, yakni:

a. Metoda fisik seperti pemadatan.

b. Metoda kimia seperti pencampuran atau penyuntikan (grout­

ing) semen, kapur dan lain-lain.

c. Metoda pembekuan.

2) Macam-macam stabilisasi lapisan dangkal: A. Dengan pemadatan.

Pemadatan adalah merupakan metoda dasar untuk stabilisasi tanah. Penerapan metoda-metoda lain tanpa kecuali selalu diikuti metoda pemadatan.

Tujuan pemadatan tanah umumnya untuk: a. Menaikkan kekuatannya.

b. Memperkecil pemampatannya (compressibility) dan daya rembes airnya.

c. Memperkecil pengaruh air terhadap tanah tersebut. Ada dua cara untuk melakukan percobaan pemadatan, yaitu: a. Percobaan di laboratorium.

Hal-hal yang perlu mendapatkan perhatian dalam pelaksanaan pemadatan tanah ialah:

a. Menghamparkan bahan secara merata dan tipis. b. Mengatur kadar air bahan timbunan secara tepat.

c. Memilih mesin pemadat yang sesuai untuk mendapatkan hasil yang baik.

d. Menghindarkan lapangan pekerjaan dari penggenangan tau infiltrasi air hujan.

B. Dengan penyesuaian gradasi.

Tujuan stabilisasi ini untuk memperoleh kekuatan mekanis atau stabilitas jangka panjang.

Stabilisasi penyesuaian gradasi telah dikembangkan terutama untuk memperkuat lapisan dasar badan jalan atau landasan. Dewasa ini telah terdapat beberapa metoda pencampuran ba­ han dari distribusi gradasi yang berlainan.

Tanah yang mempunyai campuran bagian gradasi yang cocok yang dapat dipadatkan sampai suatu kepadatan tinggi yang stabil, dalam praktek dapat diperkirakan mempunyai distribusi gradasi dengan persamaan:

. . . (4. 1 .) Da/am hat ini:

P = Persentase berat butir-butir yang lebih kecil dari suatu ukuran butir d

(%)

d = Ukuran butir sebarang D = Ukuran maksimum butir.

Dengan kata lain, bahan-bahan tanah dengan bermacam-ma­ cam ukuran butir maksimum dapat dipadatkan sampai suatu keadaan kepadatan tinggi yang stabil dengan mengadakan pe­ nyesuaian distribusi gradasi yang sama dengan distribusi gra­ dasi yang ditentukan dengan persamaan di atas.

Dalam praktek, meskipun distribusi gradasi tanah yang sebenar­ nya itu terletak di atas kurva persamaan di atas, suatu keadaan yang stabil masih dapat diperoleh, jika distribusi gradasi itu masih terletak dalam suatu batas deviasi di atas kurva tersebut. Tabel 4. 1 . memperlihatkan bahan-bahan untuk lapisan dasar badan jalan yang digunakan sebagai standar di Jepang.

label 4.1 . Gradasi dasar bahan kasar untuk subbase.

Ukuran ayakan Persentase bagian yang melewati (mm) ayakan dalam be rat (%)

40,00 95 - 1 00

20,00 60 - 1 00

2,50 20 - 50

0,074 2 - 1 0

Catatan:

Harga C.B.R. modifikasi campuran harus sama dengan

80

atau lebih.

PI. bagian yang lewat ayakan

0,40

mm harus sama dengan

4

atau kurang.

label 4.2. Spesifikasi tipe gradasi stabilisasi mekanis untuk lapisan bawah (base) dan permukaan (surface) menurut standar India.

Persentase yang melalui ayakan

Ukuran Dasar Permukaan Dasar atau permukaan ayakan _{Ukuran maksimum Ukuran maksimum Ukuran maksimum} (mm) 40 mm 20 mm 20 mm 1 0 mm 40,00 100 - - -20,00 80 - 100 1 00 1 00 -1 0,00 55 - 80 80 - 100 80 - 100 1 00 4,75 40 - 60 50 - 75 65 - 85 80 - 100 2,00 30 - 50 35 - 60 45 - 70 50 - 80 1 '1 8 - - _{35 -} 60 40 - 65 0,600 15 - 30 15 - 35 - -0,300 - _{- 20 -} 40 20 - 40 0,075 5 - 15 5 - 15 10 - 25 10 - 25

Catatan:

1 .

Untuk lapisan dasar:

a. L.L. tidak boleh lebih dari

25%

2.

Untuk lapisan permukaan: a. L.L. tidak boleh lebih dari

35%

b. P. l . antara

4

dan

9.

C. Stabilisasi dengan kapur atau semen.

Kapur yang digunakan untuk stabilisasi lapisan yang dangkal, terutama mempunyai efek pada tanah kohesif, sedangkan se­ men mempunyai efek pada tanah kohesif, sedangkan semen mempunyai efek pada tanah berpasir atau kerikil yang me­ ngandung sedikit tanah butir-butir halus.

Campuran bagian gradasi yang paling efektif dalam stabilisasi dengan menggunakan kapur adalah distribusi dengan kandung­ an

20 - 30%

tanah kepasiran atau kerikil yang melalui ayakan

0,074

mm.

Kapur yang digunakan biasanya dalam bentuk tepung atau bu­ tiran dan hampir tidak pernah digunakan dalam bentuk campur­ an berair, kecuali dalam keadaan tertentu.

Bahan yang terdiri dari campuran semen dengan tanah alami disebut semen tanah (soil cement).

Biasanya stabilisasi dengan semen adalah stabilisasi yang menggunakan semen tanah.

Metoda pencampuran untuk stabilisasi dengan kapur atau se­ men ada tiga macam:

a. Metoda campuran terpusat.

Tanah dicampur dengan bahan stabilisasi pada suatu tern­ pat, kemudian diangkut ke tempat pekerjaan. Untuk ini diper­ lukan mesin pencampur.

b. Metoda campuran dalam galian.

Bahan stabilisasi dicampur dengan tanah di lubang galian tanah lalu diangkut ke tempat pekerjaan . Bahan stabilisasi dapat dipancangkan ke dalam tanah dalam bentuk tiang, kemudian digali bersama-sama dan dicampur atau bahan stabilisasi itu ditaburkan di atas tanah sehingga pada peng­ galian terjadi pencampuran.

c. Metoda pencampuran di tempat pekerjaan.

Tanah dihamparkan di tempat pekerjaan, kemudian ditaburi bahan stabilisasi dan dicampur atau tanah yang akan dista­ bilisasi itu digaruk dan dicampur dengan bahan stabilisasi.

D. Stabilisasi dengan grouting.

Pada metoda ini digunakan susu semen (cement milk) atau bahan stabilisasi kimia yang diterapkan terutama untuk: a. Memperkuat tanah fondasi.

b. Membenduog air rembesan.

c. Mencegah deformasi tanah fondasi di sekeliling. d. Memperkuat bangunan-bangunan yang lama.

Untuk memperbaiki tanah fondasi pada lapisan yang dalam seperti tanah dasar laut yang terdiri dari tanah kohesif. Dewasa ini telah dikembangkan juga metoda yang menekan susu se­ men atau cairan kapur dengan menggunakan jet hidrolik tekan­ an tinggi yang dapat mencampur bahan-bahan ini dengan tanah asli.

Bahan grouting untuk stabilisasi dapat dibagi dalam tiga jenis bahan:

1 )

Bahan dengan partikel suspensi susu semen dan lain-lain

(bentonite).

2) Larutan stabilisasi.

Bahan inorganis seperti waterglass dan kalsium chlorida serta bahan yang terdiri dari berbagai persenyawaan polimer tinggi.

3) Bahan �emen suspensi antara

1)

dan 2): Waterglass, susu semen dengan partikel suspensi.

Pada bahan dengan partikel suspensi

1

), maka diperlukan agar ukuran butir bahan stabilisasi mengisi tanah fondasi. Ukuran butir tanah fondasi harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

D15

)

1 5 ...

.

Das ^(4.2.)

(4.3.) Dalam ha! ini:

D15 dan D10 = Diameter

1 5%

dan diameter

10%

dari kurva gradasi tanah.

D85 dan D95 = Diameter

85%

dan diameter

95%

dari kurva gradasi bahan grouting.

Batas penerapan bahan grouting cair 2) tergantung kekentalan