Perbaikan Tanah (Pak Suryo)

(1)

PERBAIKAN T

ANAH SECARA

MEKANIS

( 1 )



Metode ini banyak digunakan



Antara lain dg usaha “pemaksaan” dalam merubah

karakteris

karakteristik dan

tik dan sifa

sifat

t tanah

tanah



Perbaikan tanah dengan energi a.l:

•

Metode

tekanan:

gilas.

(

dg

beban

statis,

meskipun

dilakukan terus terus menerus

atau secara interval)

•

Metode

tumbukan

(

dg

beban

dinamis

secara

terus

menerus)

•

Metode

getar

an

(

idem

metode

tumbukan

)



Gilas dan tumbuk : tanah k

Gilas dan tumbuk : tanah kohesif

ohesif.

. Getar : tanah non-k

Getar : tanah non-kohesif

ohesif

atau berbutiir kasar.

(2)

(3)

PERBAIKAN T

ANAH SECARA

MEKANIS

( 2 )

T

ujuan umu

m:

•

Meningkatkan kuat geser agar stabilitas meningkat,

•

Mengurangi kemampatan (compresibilitas),

•

Mengecilkan rongga, shg lebih “

compact compact

”

,

•

Mengurangi perubahan sifat akibat air.

Masalah2 yg perlu dikaji:

•

OMC, berat volume tanah ( basah dan kering )

•

Tebal lapisan pemadatan,

•

Tipe alat, cara kerja alat,

•

Kontrol kualitas,

•

(4)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 3 )

Sifat-sif

Sifat-sifat geotektik bahan yg at geotektik bahan yg digunakan untuk timbunan tergantung pada:digunakan untuk timbunan tergantung pada:

•

• Distribusi ukuran partikel,Distribusi ukuran partikel, •

• Cara pemadatan,Cara pemadatan, •

• Derajat kepadatan.Derajat kepadatan.



 Secara umum stabilitas timbunan (termasuk embankment) Secara umum stabilitas timbunan (termasuk embankment) dirancang menggunakandirancang menggunakan parameter kuat geser yang diperoleh dari pengujian terhadap sampel bahan rancang parameter kuat geser yang diperoleh dari pengujian terhadap sampel bahan rancang yang dipadatkan untuk mencapai densitas rancangan.

yang dipadatkan untuk mencapai densitas rancangan.



 Analisis stabilitasnya relatif tidak sesulit galian alam, Analisis stabilitasnya relatif tidak sesulit galian alam, mengapa ?mengapa ?



 Pada timbunan yg dibuat lapis demi lapis, analisis perlu dilakukan pada semua tahapPada timbunan yg dibuat lapis demi lapis, analisis perlu dilakukan pada semua tahap yang berlaku, misal:

yang berlaku, misal:

•

• Tahap-tahap pada pelaksanaan,Tahap-tahap pada pelaksanaan, •

• Akhir pelaksanaan,Akhir pelaksanaan, •

• Kondisi jangka panjang,Kondisi jangka panjang, •

• Gangguan-gangguan alam,Gangguan-gangguan alam, •

(5)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 4 )

(6)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 5 )

(7)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 6 )

(8)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 7 )

Contoh Daftar Compatibility Factor ( F )

Classification ɣ min ɣ max emin emax D10 F

SM 99 128 0,31 0,70 0,02 1,258

GP 116 134 0,23 0,43 0,27 0,870

(9)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 8 )

TANAH COHESIVE

Bila dipadatkan dengan baik _ relatif impermeable.

Dalam pelaksanaan pemadatan tanah cohesive, lebih baik pada “dry side of optimum”

TANAH CAMPURAN ( Earth-Rock Mixture )

 Campuran dengan rentang dari besar-kecil ( Boulders-Clay). Kekuatan timbunan tanah campuran tergantung pada jumlah rock yg dicampur, tetapi ada batas optimumnya.

Misal : untuk sand-gravel, kekuatan naik sampai campuran 50-68%, di atas itu kekuatan naik sedikit atau tidak naik.

(10)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 9 )

w opt ɣ d max

(11)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 10 )

PEMADATAN

Tanah Berbutir

• Mudah dipadatkan

• Perubahan volume kecil • Kuat geser tinggi

Lanau

• Bila padat  stabil

• Sedikit kecenderungan perubahan volume • Bila basah  sulit dipadatkan

(12)

PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

( 11 )

Lempung

• Bila pemadatan benar  kuat geser baik • Kembang-susut tergantung mineralnya

PRINSIP

Tingkat kepadatan diukur dari berat unit kering

PENGUJIAN

Proctor:

•

Standard

•

Modified

(13)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 1 )



Ke dalam/pada lapisan tanah ditambahkan

sesuatu benda kaku atau yang lebih kokoh



Benda2 tsb dapat berupa benda dari alam atau

buatan, a.l:

•

Batu/pasir,

•

Batang kayu/bambu,

•

Serat,

•

Beton pracetak atau cor ditempat,

•

Bahan baja/besi,

(14)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 2 )

PERKUATAN DENGAN BATU/PASIR

Padat

Beban

Batu secara acak Tiang batu/ pasir

(15)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 3 )

KOLOM BATU UNTUK PERKUATAN LERENG

Untuk mencegah longsor, dengan cara meningkatkan tahanan geser rata2 tanah.

Cara: mengganti tanah “in situ” dg sejumlah kolom batu yang dipadatkan. Selain meningkatkan tahanan geser, kolom batu juga dapat berfungsi sebagai drainasi yang menyediakan jalan bagi lepasnya tekanan air pori.

Kolom batu

Selimut drainasi

(16)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 4 )

PENAHAN PADA LERENG Dapat berupa: • Timbunan tanah/batu, • Counterberm, • Kunci geser, • Dinding penahan, • Ban. 1. Timbunan Tanah/Batu

Timbunan tanah/batu digunakan untuk menyediakan berat yang cukup dekat dg “toe” lereng yang tidak stabil untuk mencegah gerakan.

Apabila tanah/batu tersedia (lokal) cara ini sangat sering menjadi pilihan untuk mencegah terjadinya gerakan pada lereng yang tidak stabil.

(17)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 5 )

Contoh. Timbunan batu Drainasi 2. Counterberm Counterberm dapat:

• Memberikan berat pada “toe” suatu lereng • Menambah kuat geser tanah di bawahnya.

(18)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 6 )

Counterberm sangat bermanfaat untuk timbunan di atas tanah lunak yang memungkinkan tanah pada “toe” bergerak menyembul ke atas shg timbul tonjolan.

Penting: penggunaan counterberm harus hati2 dan tepat...mengapa ???

Natural slope Counterberm Timbunan D2 D1 R1 R2 L1 L2 • L2 > L1 • L2 lebih dalam Timbunan Berm

(19)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 7 )

3. Kunci Geser

Digunakan untuk menambah sliding resistance pada timbunan tanah/batu atau counterberm.

Dengan kunci geser diharapkan dapat “memaksa” bidang kritis lebih dalam masuk ke dalam lapisan yang lebih kuat _ meningkatkan gaya penahan. Contoh.

Kunci geser

(20)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 8 )

DINDING PENAHAN/BETON PRACETAK Penggunaan: biasanya bila lahan terbatas Syarat terhadap Factor of Safety (FoS) :

• Sliding ≥ 1,5

• Overturning ≥ 2

Jenis:

1. Conventional Gravity

2. Tiang pancang (driven piles) 3. Drilled shaft walls

(21)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 9 )

1. Conventional Gravity

Perkuatan berupa dinding penahan menerus dari

batu susun

(22)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 10)

Kunci geser Timbunan Menggunakan Kunci Geser Permukaan tanah asli

(23)

Beberapa Contoh ( 1 )

Fill

Cut

Fill

FILL

(24)

Beberapa Contoh ( 2 )

(25)

Sering digunakan untuk stabilisasi “engineered slope”

Metode ini cocok untuk penerapan pada longsoran dangkal. Tiang ditancapkan pada lapisan yang kokoh.

2. Tiang Pancang (Driven Piles)

Timbunan

Lapisan kokoh

Driven Piles

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 11 )

(26)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 12 )

3. Drilled Shaft Walls

Digunakan bila lahan yg tersedia sempit. Cara ini sering digunakan sebagai sistem penahan.

Drilled shaft yg sering digunakan ialah berdiameter 2-5 feet ?????

Drilled shafts harus ditanam cukup dalam ke dalam lapisan pendukung untuk

memberikan tahanan terhadap gaya lateral yg berasal dari timbunan yg tidak stabil. Kedalaman harus melewati bidang potensial longsor.

Timbunan

Bidang Potensial Longsor

Lapisan pendukung (kokoh) Drilled shaft

(27)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 13 )

4. Tieback Walls

Bila space untuk penggalian telapak untuk “conventional gravity” tidak

ada, maka penggunaan “tieback walls” dapat sebagai penggantinya. Prinsip:

Tekanan lateral pada dinding ditransfer ke daerah belakang bidang potensial longsor, bila kemampuannya mencukupi.

Existing ground

Timbunan

Lubang pemboran

(28)

Untuk Tieback Wall, hal-hal berikut dapat membantu:

• Beban rencana 50 ~ 130 ton  lubang pemboran kurang dari 6 inch.

• Panjang tieback tergantung pada kebutuhan terhadap stabilitas  “jangkar” berada di

belakang bidang potensial longsor.

Timbunan

Bidang potensial longsor

Jangkar Wall

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN ( 14 )

(29)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN ( 15 )

• Untuk bidang longsor yang dangkal dan wall menembus bidang

longsor _ satu deret tiebacks biasanya sudah cukup.

Bidang longsor

Menembus bidang longsor

Wall

• Disarankan minimum overburden diatas

jangkar adalah 15 feet dan dipasang dg sudut antara 10 ~ 30 derajat thd horizontal

≥15 feet

10 ~ 30 derajat Tiebacks permanen harus dilindungi

(30)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 16 )

PERKUATAN DENGAN CERUCUK (KAYU)



Pada tanah lunak. Sering digunakan: kayu bakau.

murah



Lebih cocok untuk lapisan tanah yg selalu basah atau muka

air selalu dipermukaan, misal daerah pantai.



Kayu yg sering digunakan: kayu bakau yg kuat dan bulat dg

diameter 5-10 cm dg panjang 2-5 meter.



Yang sering digunakan:

•

Diamater tiang cerucuk, d = 5-10 cm

•

Jarak antar tiang cerucuk, s = 10-30 cm

(31)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 17 )

Lapisan lempung lunak Jarak tiang 10 – 30 cm

SISTEM TEGAK

Diameter 5 – 10 cm

(32)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 18 )

SOIL NAILING

• Merupakan cara perkuatan “in situ”

• Bahan dpt berupa: batang logam, pipa logam, pipa logam pejal, yang

tahan terhadap : tegangan tarik, tegangan geser, momen, akibat gerakan tanah (misal pada lereng).

Nail

Potensial untuk longsor

(33)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 19 )

Contoh Penggunaan Soil Nail di Mt White Sydney

2 m 2 m 1,5 m 10 deg 1,5 m 1,5 m 1 m 1 m 1 m

: Soil nail 20 mm dalam lubang 75 mm digrouting

: Shotcrete. Vertikal tebal 150 mm dlm 2 layers dg wire mesh.

(34)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 20 )

MICROPILE

Dikembangkan di Italia. Maksud penggunaan micropile adalah untuk membuat “blok tanah” yang diperkuat, solid , dan monolit hingga bawah bidang kritis.

: Micropile

Bidang kritis

Mirip dg Soil Nail, bedanya adalah pada susunan geometriknya.

Uji model dan uji lapangan oleh Lizzi (1985) : “jaringan” micropile memberikan kuat dukung dan kuat geser yg lebih tinggi dibandingkan dg yang tegak lurus.

(35)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 21 )

GEOSINTETIK

Merupakan rekayasa stabilisasi lereng timbunan, termasuk apabila

diinginkan kemiringan yg lebih tegak dibandingkan dg kemiringan aman yg menggunakan metode yg lain.

Penggunaan geosintetik juga akan meningkatkan kepadatan tanah timbunan di tepi lereng _ shg mengurangi kemungkinan terjadinya tanah becek.

Timbunan

D

L Geosintetik

(36)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

( 22 )

BAN

 Dengan menggunakan ban (tire) diharapkan terbentuk masa yang mampu menopang atau menahan beban yang bekerja.

 Seperti pada penggunaan geosintetik, lereng dapat relatif lebih tegak._ menghemat bahan timbunan dan penggunaan space. Contoh: jalan raya di Santa Cruz dg kemiringan h:v = 1:2 .

 Tanah timbunan akan tertahan pada bagian depan.

 Perancangan harus memperhatikan persyaratan stabilitas, yaitu stabilitas :

• Internal stability, • External stability, • Overall stability.

(37)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN PERKUATAN

(

23 )

Ban Drainasi longitudinal Drainasi H Polyester atau baja Polyester atau baja

Pengikatnya dpt ber-macam2; tali, logam, dsb

(38)

PERBAIKAN TANAH DENGAN DRAINASI

( 1 )

Drainasi akan mengurangi gaya hidrostatis dan rembesan yang merupakan faktor destabilisasi (misal ada timbunan/galian).

1, DRAINASI PERMUKAAN

Drainasi permukaan sangat penting untuk penanganan longsoran atau potensial untuk longsor.

Aliran air permukaan harus dialihkan dan jangan sampai rembes ke bawah. 2. DRAINASI BAWAH PERMUKAAN

FoS thd keruntuhan pada bidang longsor yg melalui permukaan air tanah dapat ditingkatkan dg Drainasi Bawah Permukaan (DBP)

DBP dapat berupa a/l:

• Selimut drainasi

• Trenches

• Cut-off drains

(39)

PERBAIKAN TANAH DENGAN DRAINASI

( 2 )

a. Selimut Drainasi

Bila terdapat lapisan tipis ( ≤ 10 feet ) yg berupa tanah jelek

yg jenuh air dan akan berada ≤ 25 feet di bawah timbunan

dan material bawahnya baik

_

tanah jelek diganti dg

Well-Draining Soil.

Diganti dg well-draining soil

Pipa berlubang-lubang

(40)

PERBAIKAN TANAH DENGAN DRAINASI

( 3 )

b. Trenches embankment timbunan tanah asli 4 m pipa Draining layer pipa Timbunan embankment Draining layer pipa

Lapisan tanah keras Bisa dikembangkan dengan pola

(41)

PERBAIKAN TANAH DENGAN DRAINASI

( 4 )

c. Cut-off Drains

Bila air tanahnya dangkal _ bisa digunakan cut-off drains untuk menangkap aliran air.

impermeabel

Cut-off

(42)

PERBAIKAN TANAH DENGAN DRAINASI

( 5 )

d. Drainasi Horizontal galian m.a.t. asli m.a.t. yg turun bidang kritis drainasi

(43)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 1 )

TUJUAN Memperbaiki: • Stabilitas volume, • Kekuatan, • Tegangan-regangan, • Permeabilitas, • Durabilitas.

Pertambahan kekuatan dan kekerasan dapat dicapai dengan:

• Pengurangan ruang pori, • Ikatan partikel & agregat,

• Mempertahankan struktur flocculant , • Pencegahan swelling.

(44)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 2 )

Permeabilitas dapat berubah akibat : Perubahan ukuran pori,

Perubahan distribusi.

Faktor penting untuk memperoleh hasil/kualitas yang baik ialah pencampuran yg baik antara tanah dengan stabilizers.

Stabilizers yang paling sering digunakan : semen dan kapur.

1. MENGGUNAKAN SEMEN.

Penambahan semen 2% mampu merubah sifat-sifat tanah.

Penambahan semen yg lebih banyak mengakibatkan perubahan yang lebih signifikan (bahkan radikal).

Yang sering digunakan ialah 3% - 16% dari berat kering tanah, tergantung jenis tanahnya.

(45)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 3 )

Dua faktor utama yg menentukansuitability perbaikan tanah menggunakan semen :

1. Apakah tanah dan semen dapat dicampur dg memuaskan ?,

2. Apakah setelah dicampur dan dipadatkan,

campuran tanah-semen dapat mengeras dg baik ?

Semen “cepat keras” dengan ekstra kalsium, sangat baik untuk perbaikan tanah organik.

(46)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 4 )

JENIS-JENIS TANAH

Semua jenis tanah pada dasarnya dapat diperbaiki/distabilisasi,

kecuali tanah dengan kandungan organik yang tinggi dan lempung plastisitas tinggi.

Meskipun partikel dengan diameter > 20 mm sering ikut dalam perbaikan tanah menggunakan semen, lebih baik bila ukuran maksimum diameter pertikel ialah 20 mm, sebab akan

memberikan permukaan yang baik. Tetapi < 50% sebaiknya < 0,18 mm.

Secara tipikal, tanah berisi butir halus antara 5% - 35% memberi hasil yang paling ekonomis pada perbaikan tanah menggunakan semen.

(47)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 5 )

Dalam pelaksanaan, tanah kohesif dipecah-pecah menjadi

fragment kecil yang dapat terselimuti oleh semen dengan lebih

baik,kemudian dipadatkan.

Produk proses hidrasi :

• Periode pendek : gelatinous  karena waktu menjadi keras, • Masa perawatan berikutnya : (hydrated ) calcium silicate dan

(hydrated ) calcium aluminate akan terbentuk _ membentuk

kerangka struktur.

Kekuatan tanah yang dihasilkan tergantung kepada :

• Ukuran fragment , • Jumlah semen.

(48)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 6 )

Perubahan pada lempung yang terjadi akibat dari “free lime” pada semen yang bereaksi dengan partikel lempung menjadikan lempung kurang

kohesif.

Lempung dengan:

• LL > 45 % • PI > 18 %

Lempung berat dapat ditempuh dg cara prastabilisasi, yaitu dengan cara dicampur dulu dengan kapur, setelah 1-3 hari baru diperbaiki/distabilisasi menggunakan semen.

Produk sementasi yg dihasilkan lempung expansif < non-expansif

kekuatan yg dihasilkan lempung expansif < non-expansif.

Bahan-bahan organik, garam yang tinggi, dan sulfat dapat mengurangi atau menghalangi proses hidrasi pada tanah-semen.

Jarang diperbaiki/distabilisasi menggunakan semen ( Croft, 1968 )

(49)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 7 )

Tanah berisi bahan-bahan organik > 2 % biasanya dinyatakan sebagai

unaccepetable.

Tanah dg pH < 5 tidak baik (secara ekonomis) untuk diperbaiki menggunakan semen.

Bahan-bahan organik menyerap ion calcium, sehingga mengurangi proses hidrasi semen. Hal ini dapat ditangggulangi dengan

penambahan :

• Calcium chlorida,

• Hydrated lime (kapur).

Untuk tanah organik, semen + 10 % gypsum  hasilnya lebih baik dibandingkan dengan penggunaan semen saja (Kuno, et.al. 1989).

(50)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 9 )

PENCAMPURAN dan PEMADATAN

Untuk mendapatkan campuran yg homogen dg menggunakan semen minimum  pencampuran yang baik.

Terdapat dua metode pencampuran :

• Metode Premix • Metode Mix In Situ

1. Metode Premix

Borrow Berat/Volume Mixer

(51)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 10 )

Sebar : • Dengan tangan, • Grader, • Spreader, • Paver.

Pemadatan _ menggunakan Roller :

• Granuler : Vibratory Roller

(52)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 11 )

2. Metode Mix In Situ

Pencampuran di tempat menggunakan Mobile Mixer.

Pada pekerjaan kecil, semen biasanya dalam kantong-kantong (zak) dan disebar secara sederhana (manual) tapi tetap harus merata. Untuk pekerjaan besar cara ini tidak ekonomis.

Setelah tanah dicapur dengan semen ( + air ) _ disebar _ padatkan ( dan ratakan sesuai dengan kebutuhan ).

Setelah itu lapisan terstabilisasi ditutup dengan lapisan tahan air (misal: lapisan aspal) untuk mempertahankan kadar air.

(53)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 12 )

SIFAT-SIFAT TANAH-SEMEN

Sifat-sifat tanah-semen padat dipengaruhi oleh :

• Kadar semen, • Pemadatan.

Kepadatan dipengaruhi oleh :

• Pemadatan,

• Texture ( komposisi ),

• Mineral lempung ( pada tanah lempung ).

Kepadatan yg baik dan mencukupi adalah hal yg penting dalam keberhasilan perbaikan tanah.

(54)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 13 )

Keterlambatan Pemadatan.

Keterlambatan waktu pemadatan akan mengurangi keberhasilan perbaikan tanah.

1 2 3 4 5 100 50 0 25 75 Keterlambatan ( jam ) K e h i l a n g a n S t r e n g t h ( % ) Medium clay Sandy gravel

(55)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 14 )

Susut dan Retak.

Tanah-semen waktu mengering cenderung menyusut (shrinkage). Beda tanahnya _ beda pula pola retakannya.

Contoh :

Lempung-semen menghasilkan susut total yg besar, dengan lebar retakannya kecil dan rapat bila dibandingkan dg pasir-semen.

Retak akibat susut dapat dikurangi dengan cara :

• Mempertahankan kadar air lebih lama, dan • Kadar air sedikit di bawah kadar air optimum.

Strength

Kenaikan strength vs kadar semen cenderung linear. Beda tanahnya  beda kemiringan kenaikannya.

(56)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 15 )

Umumnya :

Oleh karena itu disarankan :

80 % partikel adalah adalah < 5 mm, dan dicampur secara homogen.

Waktu pencampuran yg terlalu lama mengakibatkan terjadinyahidrasi

sebagian _ mengurangi strength meskipun dengan kepadatan yg sama.

Bila pemadatannya terlambat, telah terjadi hidrasi _ tanah-semen sudah mulai mengeras  lebih sulit dipadatkan.

Oleh karena itu:

Pulverization >>>

Strength >>>

(57)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 16 )

Pengaruh Suhu. Secara umum:

Tapi :

Suhu >

Pencapaian Stength >

(58)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 17 )

APLIKASI TANAH-SEMEN

Penggunaan utama tanah-semen ialah sebagai bahan fondasi lapis keras ( pavement ).

Tanah-semen sebagai fondasi lapis keras dapat menahan

pumping butiran halus tanah subgrade ke lapis keras di atasnya.

Ketebalan fondasi tanah-semen tergantung pada :

• Kekuatan subgrade,

• Umur rancangan lapis keras, • Beban lalulintas,

• Ketebalan lapisan yang lain.

(59)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 21 )

2. MENGGUNAKAN KAPUR

Perbaikan/stabilisasi tanah menggunakan kapur ialah perbaikan/stabilisasi tanah dengan penambahan produk

pembakaran batu kapur, baik kapur tohor (quicklime, CaO) atau kapur padam ( calcium hydroxide, Ca(OH)2 ).

Bila dalam pencampuran, kapur tohor dalam bentuk cair, hasilnya lebih kuat dibandingkan dengan bila dalam bentuk tepung.

Cara pelaksanaannya sama dengan perbaikan tanah menggunakan semen. Perbaikan tanah menggunakan kapur dapat digunakan pada lempung “sangat berat” tetapi kurang efektif pada tanah granuler (berbutir kasar) dan tanah tanah organik tinggi.

Secara umum : Kapur tohor lebih efektif dibandingkan dengan kapur padam

(60)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 22 )

Kapur umumnya akan bereaksi dengan baik pada tanah dengan IP = 10 ~ 50 %. Bila IP < 10 %_ perlu bahan pozzolan

tambahan.

Perbaikan tanah menggunakan kapur pada lempung berat menjadikan tanah lebih mudah dikerjakan dan dipadatkan, meskipun kadang-kadang kepadatan maksimumnya lebih rendah

Sewaktu digunakan kapur pada perbaikan lempung, akan

terbentuk calcium silicate gel yang menyelimuti dan mengikat butiran dan mengisi pori.

Reaksi-reaksi dimaksud memerlukan air _ sehingga reaksi-reaksi akan berhenti bila kering.

(61)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 25 )

Sifat-sifat Tanah-Kapur

Pada kebanyakan kasus, pengaruh kapur terhadap plastisitas lempung berjalan cepat.

Penelitian oleh USBR (1975) menunjukkan bahwa dengan penambahan 4 % kapur menghasilkan :

• IP turun dari 47 % ke 12 %,

• Batas susut naik dari 7 % ke 26 %.

Pernah ada laporan penelitian bahwa penambahan kapur pada lempung kaolin  menaikkan IP.

(62)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 28 )

Penggunaan Tanah-Kapur

Penggunaan utama tanah-kapur ialah untuksubgrade dan

subbase.

Campuran tanah-kapur perlu dipadatkan untuk mencapai

kepadatan yang tinggi agar supaya dapat dicapai kekuatan dan stabilitas yang maksimum.

Pemadatan perlu dilakukan segera setelah pencampuran ( + air ). Hal ini dapat mengurangi penguapan.

Umumnya diperlukan masa rawat yang “ketat” antara 5-7 hari. Caranya ??

(63)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 29 )

Tanah-kapur banyak pula digunakan pada :

• Embankment, • Dam,

• Jalan Rel.

 Peningkatan shear strength.

Tanah-kapur pada lempung (khususnya pada lempung

expansive) dapat meminimalkan shrinkage dan swelling _

sehingga dapat mengurangi jumlah dan ukuran retakan.

Kapur dalam bentuk slurry dapat diinjeksikan menggunakan tekanan.

(64)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 31 )

3. MENGGUNAKAN BAHAN LAIN

Beberapa bahan selain semen dan kapur dapat digunakan pula pada perbaikan/stabilisasi tanah, misalnya : Fly Ash, Bitumen, RHA, bahan-bahan yang lain.

a. Fly Ash.

Biasanya digunakan bersama-sama dengan semen atau kapur _ untuk membentuk ikatan partikel.

Fly Ash/Pulverised Fuel Ash (PFA) adalah pozzolan, yang akan bereaksi dengan CaO dan air untuk membentuk cementitious material .

Kekuatan hasil dari Fly Ash + kapur < kekuatan hasil dari Fly Ash + semen

 karena itu lebih banyak dipilih Fly ash + semen.

Pada praktiknya banyak yang menggunakan Fly Ash + semen cepat keras

(65)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 32 )

Fly Ash+semen atau Fly Ash+kapur cocok untuk pasir dan kerikil dengan kadar lempung rendah (low clay content ). Contoh: well graded gravel dapat distabilisasi

menggunakan penambahan 10% Fly Ash + 5% semen biasa (berdasarkan persen terhadap berat kering).

Kuat desak tanah yang diperbaiki dengan menggunakan Fly Ash+semen ditentukan oleh:

• Karakteristik Fly Ash, • Semen,

• Pencampuran, • Pemadatan.

Untuk weak areas, biasanya digunakan kadar semen minimum adalah 7%.

(66)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 33 )

Pencampuran dapat dilakukan dengan cara:

• Premix,

• Mix in place (mix in situ)

Campuran Fly ash+kapur dalam bentuk cair (slurry ) dapat digunakan dengan cara injeksi menggunakan tekanan.

Contoh, di USA digunakan pada embankment, kekuatan naik 15-30%.

b. Bitumen.

Pada granular soils _ memberikan kohesi _ menambah kekuatan. Pada tanah kohesif, pemberian bitumen  tahan terhadap air

(waterproof)_ berkurangnya kekuatan akibat penambahan kadar air menjadi berkurang.

(67)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 34 )

Untuk memberikan waterproofing yang baik pada tanah kohesif, kadar lempung >> kadar bitumen >>.

Bitumen yang digunakan :

• Aspal panas,

• Aspal cair (cutbacks), • Aspal Emulsi.

Apa bedanya ??

Pada daerah dingin, stabilisasi dengan aspal cair digunakan untuk stabilisasi pasir. Pada pencampuran pasir basah, pasir basah + 4-10% aspal cair ditambah dengan 1-2% kapur padam, untuk membantu pelapisan butiran.

(68)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 37 )

c. Bahan Kimia Lainnya

Misal : Sodium Hydroxide

Tanah laterit dapat distabilsasi dengan bahan ini. Sodium

Hydroxide akan bereaksi dengan mineral

aluminium-bearing, misalnya kaolinite. Tetapi pada monmorilonite

penambahan sodium hydroxide justru akan menurunkan

kekuatan, mengapa ???

Masih banyak bahan kimia lainnya, misal: urea

formaldehyde, lignin, sodium bicromate, dsb.

d. Bahan-bahan Patent.

(69)

PERBAIKAN TANAH DENGAN BAHAN KIMIAWI

( 38 )

4. GROUTING

Grouting = injeksi larutan, emulsi, campuran, ke dalam pori-pori

tanah untuk meningkatkan karakteristik geotekniknya.

Grouting banyak digunakan untuk mengurangi permeabilitas

dan meningkatkan kekuatan tanah.

Agar efektif, harus :

• Masuk ke dalam tanah hingga ke daerah yang diharapkan, • Mencapai keadaan yang memuaskan.

(70)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 1 )

Meliputi : rumput, semak, pohon.

Perkuatan tanah dengan vegetasi cukup efektif dan menguntungkan pada perbaikan/perkuatan tanah, termasuk

1. Pertimbangan

Vegetasi dapat memberi pengaruh berupa :

• Perimbangan tegangan ( balance of stresses ) akibat perkuatan

mekanis oleh sistem akarnya,

• Penguranan tekanan pori,

• Tahanan lateral oleh batang pohon, • Perubahan kandungan air.

Timbunan Galian

(71)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 2 )



Perkuatan oleh Akar

Perkuatan akar pada tanah dapat memberikan apparent cohesion. Contoh : 0,05 0,1 0,15 0,2 3 2 1 0

Root Area Ratio ( % ) K e n a i k a n S h e a r S t r e n g t t h ( p s i

) ф 0 -20 mm ( pohon A ) pada sandy soil

ф 0 ,8-6,4 mm ( pohon B )

Serat-serat plastik pada clayey sand

(72)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 3 )

Contoh Kuat Tarik Akar.

Pohon ф Akar

( mm )

Kuat Tarik (psi )

Kuat tarik rerata (psi)

ф akar beragam Rocky Mountain Douglas fir 2 6 10 3,285 2,579 2,152 2,653

Coastal Douglas fir 2 6 10 8,214 6,846 6,243 7,083 Spruce-Hemlock 2 4 6 1,450 1,390 1,380 1,375

(73)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 4 )



Peng

Pengaruh

aruh Hidrologis

Hidrologis

V

Vegetasi dapat mempengaruhi stabilitas, yaitu akibat

egetasi dapat mempengaruhi stabilitas, yaitu akibat dari

dari

perubahan kondisi air pada tanah,

Penangkap

Penangkapan dan transpirasi air oleh

an dan transpirasi air oleh pohon cenderung

pohon cenderung

membuat tanah relatif lebih

membuat tanah relatif lebih kering dan mencegah serangan

kering dan mencegah serangan

air pada tanah.



Erosi

Erosi,

Erosi, khususnya

khususnya yang t

yang terjadi pada ujung

erjadi pada ujung (toe) ler

(toe) lereng

eng

galian/timbunan dapat merupakan pemicu

galian/timbunan dapat merupakan pemicu terjadiny

terjadinya

a

longsoran

V

(74)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 5 )

2

. Jenis Tumbuhan

Kemampuan dalam :

•

Menyerap air,

•

Kemampuan tumbuh,

Tergantung pada :

•

Jenis tumbuhan,

•

Jenis tanah,

•

Faktor-faktor lokal lainnya.



Bagaimana memilih jenis tumbuhan

Bagaimana memilih jenis tumbuhan yang

yang

tepat ??

(75)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 6 )

Sebagai

Sebagai general rule of thumbgeneral rule of thumb ::

•

• Pilih tumbuhan setempat yang cocok dengan iklim Pilih tumbuhan setempat yang cocok dengan iklim setempasetempat,t, •

• Tumbuhan dengan penyerapan air yang banyakTumbuhan dengan penyerapan air yang banyak  cocok cocok

untuk tanah

untuk tanah kelemkelempunganpungan__ membuat lebih kering, membuat lebih kering,

•

• Tumbuhan dengan penyerapan air rendahTumbuhan dengan penyerapan air rendah  cocok untuk cocok untuk

tanah kepasiran. tanah kepasiran.

3. Pencegahan Erosi 3. Pencegahan Erosi

Tumbuhan dapat mencegah terjadinya erosi, tapi untuk Tumbuhan dapat mencegah terjadinya erosi, tapi untuk tumbuhan memerluk

tumbuhan memerlukan waktu. Sehingan waktu. Sehingga selama masa ga selama masa tumbuhtumbuh perlu perlindungan

(76)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 7 )

Dengan

mats/blank

ets

alami/sin

tetis.

Overlap ± Overlap ± 4”4” V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V

(77)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

(8)

Dengan Soil-Confinement System

(78)

PERKKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 9 )

4. Bioengineering

Merupakan kombinasi dari :

• Perkuatan insitu ( oleh batang )

• Perlindungan permukaan ( oleh vegetasi )

Pelopor bioengineering : Gray dan Leiser.

Penggunaan bioengineering terutama pada timbunan termasuk penahan pada galian.

Prinsip:

• Perkuatan tanah oleh batang dan cabang tumbuhan,

• Perkuatan /stabilisasi sekunder oleh akar yang tumbuh kemudian, • Tumbuhan berkayu akan menjadi fasilitas drainasi dan penahan

(79)

PERKUATAN TANAH DENGAN VEGETASI

( 10 )

Dengan demikian:

• Sistem ini menyerupai free-draining buttress.

• Batang dan cabang menyerupai perkuatan geosintetik.

Perhatikan :

• Pull-out resistance,

• Tensile failure.

Vegetasi

(80)

PERLINDUNGAN PERMUKAAN

( 1 )

Tujuan : mencegah infiltrasi air (hujan) sehingga tanah dapat berada pada keadaan dry atau partially dry .

Perlindungan permukaan dapat berupa:

• Shotcrete,

• Chunam plaster .

 Untuk keperluan estetika : gabungan dengan tanaman/vegetasi.

1. Shotcrete

Untuk melindungi permukaan terhadap infiltrasi air (hujan). Ukuran agregat ≤ 3/8 inch.

Untuk fasilitas drainasi dapat diberi lubang yang dipasang sebelum penggunaan shotcrete.