MAKALAH
METODE PERKUATAN DAN PERBAIKAN TANAH
“SURFACE REINFORCEMENT”
Disusun Oleh :
Ahmad Aldiansyah Pasaribu NIM : 1305131002
PROGRAM STUDI D-IV TPJJ
(TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN)
JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN
2016
1
DAFTAR ISI
Daftar Isi...ii
BAB I : Perkuatan Timbunan di Atas Tanah Lunak...1
1.1 Pendahuluan...1
1.2 Fungsi dan Aplikasi Perkuatan Timbunan...1
1.3 Pemilihan Sifat-sifat Teknis...3
BAB II : Jenis-jenis Geotekstil dan Geogrid...7
2.1 Geotekstil...7
2.1.1 Penggunaan Geotekstil...7
2.1.2 Jenis-jenis Geotekstil...11
2.2 Geogrid...14
2.2.1 Jenis-jenis Geogrid...14
BAB III : Metode Pemasangan...16
BAB IV : Kesimpulan dan Saran...20
Daftar Pustaka...21
2
BAB I
PERKUATAN TIMBUNAN DI ATAS TANAH LUNAK
1.1. Pendahuluan
Tanah lunak di defenisikan sebagai tanah lempung atau gambut dengan kuat geser kurang dari 25 kN/m2 berdasarkan Panduan Geoteknik 1 No. Pt T-08-2002-B (DPU),2002a). Jika menggunakan korelasi dari AASHTO M288-06 (CBR≈30 CU), maka nilai kuat geser ini setara dengan nilai CBR lapangan kurang dari 1.
Timbunan yang dibangun di atas tanah lunak cenderung untuk menyebar secara lateral akibat tekanan tanah horizontal yang bekerja di dalam timbunan. Tekanan tanah ini menimbulkan tegangan geser horizontal pada dasar timbunan yang harus ditahan oleh tanah pondasi. Apabila tanah pondasi tidak memiliki tahanan geser yang cukup, maka akan terjadi keruntuhan.
Pemasangan geotekstil atau geogrid berkekuatan tinggi yang direncanakan dengan tepat akan berfungsi sebagai perkuatan untuk meningkatkan stabilitas serta mencegah keruntuhan. Geotekstil atau geogrid juga akan mengurangi pergeseran horizontal dan vertikal tanah di bawahnya, sehingga dapat mengurangi penuruan diferensial.
Perlu diperhatikan bahwa perkuatan geosintetik tidak akan mengurangi besarnya konsolidasi jangka panjang atau penurunan sekunder timbunan. Oleh karena itu apabila criteria kinerja utama dari suatu bangunan (timbunan) adalah penurunan, maka penanganan dengan geosintetik tidak sesuai untuk dipilih.
1.2 Fungsi dan Aplikasi Perkuatan Timbunan
Fungsi perkuatan pada konstruksi timbunan adalah sebagai berikut:
A. Meningkatkan factor keamanan rencana;
B. Menambah tinggi timbunan;
C. Mencegah pergeseran timbunan selama pelaksanaan;
D. Memperbaiki kinerja timbunan karena penurunan pasca konstruksi yang seragam.
Perkuatan timbunan yang dibangun di atas tanah lunak umumnya akan berada dalam dua kondisi, yaitu:
A. Timbunan dibangun di atas deposit yang seragam
B. Timbunan dibangun di atas zona lemah local.
Aplikasi perkuatan timbunan yang paling umum untuk kondisi pertama adalah timbunan jalan, tanggul, atau bendungan yang dibangun di atas lapisan lanau, lempung atau gambut jenuh air yang sangat lunak (Lihat Gambar 1.1a). pada kondisi ini, arah terkuat dari geosintetik biasanya ditempatkan tegak lurus terhadap garis tengah timbunan.
Perkuatan tambahan dengan arah terkuat yang ditempatkan sejajar dengan garis tengah timbunan dapat juga dibutuhkan pada ujung timbunan.
Aplikasi kedua adalah konstruksi timbunan yang berada di atas tanah yang mempunyai zona lemah lokal atau tanah berongga. Zona atau rongga ini dapat diakibatkan oleh lubang amblasan (sink hole), aliran sungai tua, atau kantung lanau, lempung atau gambut (lihat Gambar 1.1b). Untuk aplikasi ini, fungsi perkuatan adalah sebagai jembatan di atas zona lemah lokal atau rongga, dan perkuatan tarik yang dibutuhkan dapat lebih dari satu arah. Oleh karena itu, arah terkuat dari geosintetik harus ditempatkan dengan arah yang benar terhadap garis tengah timbunan.
Perkuatan geotekstil atau geogrid dapat dipasang satu lapis atau lebih tergantung besarnya gaya geser yang akan ditahan.
(a) Timbunan di Atas Tanah Lunak
(b) Timbunan di Atas Zona Lemah Setempat dan Tanah Berongga
Gambar 1.1 Aplikasi Timbunan yang Diperkuat
1.3 Pemilihan Sifat-sifat Teknis
Pemilihan sifat-sifat geotekstil dan geogrid serta material timbunan sebaiknya mempertimbangkan kriteria berikut:
1.3.1 Tanah Timbunan
Penghamparan timbunan beberapa lapis pertama di atas geosintetik sebaiknya merupakan bahan berbutir lolos air. Penggunaan material dengan jenis ini akan memungkinkan terjadinya interaksi gesekan terbaik antara material timbunan dan geosintetik. Bahan ini juga berfungsi sebagai lapisan drainase yang dapat mendisipasi air pori berlebih dari tanah di bawahnya. Bahan timbunan lain dapat digunakan di atas lapisan ini selama dilakukan evaluasi kompatibilitas regangan geosintetik dengan material timbunan. Bahan berbutir lapis pertama di atas geosintetik tersebut dapat mempunyai ketebalan 0,5 m sampai dengan 1.0 m, sedangkan sisanya dapat menggunakan material local yang memenuhi syarat timbunan.
1.3.2 Sifat-sifat Elektrokimia
Sebagian besar kondisi perkuatan timbunan, geotekstikl dan geogrid memiliki daya tahan tinggi terhadap serangan kimiawi maupun biologis, sehingga kompatibilitas terhadap kondisi kimiawi maupun biologi tidak perlu dipertimbangkan. Meskipun demikian, pada
kondisi pH tanah yang sangat rendah (pH < 3) atau sangat tinggi (pH > 9), serta lingkungan kimia yang tidak umum (daerah industry, tambang atau tempat pembuangan limbah), kompatibilitas kimiawi polimer di dalam geotekstil dan geogrid harus mampu menahan kekuatan rencana setidaknya sampai tanah dasar cukup kuat menahan struktur tanpa perkuatan.
1.3.3 Sifat-sifat Geosintetik
Sifat yang sangat penting adalah kuat tarik, modulus tarik perkuatan, kekuatan sambungan, tahanan rangkak, serta gesekan antara tanah dan geosintetik.
1.3.3.1 Kuat Tarik dan Modulus Tarik
Diantara beberapa alternatif pengujian yang tersedia, uji tarik lebar yang mengacu kepada ASTM D 4595 atau RSNI M-05-2005 dapat digunakan untuk menghitung kekuatan di dalam tanah yang merupakan standar pengujian untuk kuat tarik dan modulus tarik.
kriteria minimum kuat tarik adalah sebagai berikut:
a. Kuat tarik rencana Td adalah nilai terbesar dari Tg dan Tls dengan modulus sekan yang dibutuhkan berada pada regangan 2% sampai dengan 5%. Tg adalah gaya perkuatan yang dibutuhkan untuk stabilitas geser rotasional, sedangkan Tls kekuatan untuk mencegah penyebaran lateral. Tg harus dinaikkan untuk memperhitungkan kerusakaan saat pemasangan dan durabilitas. Tls harus dinaikkan untuk memperhitungkan rangkak, kerusakan saat pemasangan dan durabilitas.
b. Kuat tarik puncak Tult harus lebih besar dari kuat tarik rencana Td.
c. Regangan perkuatan pada saat terjadi keruntuhan sekurang-kurangnya 1.5 kali regangan modulus sekan guna mencegah keruntuhan getas (brittle failure). Untuk pondasi yang sangat lunak dimana perkuatan akan mendapatkan tegangan tarik yang sangat besar saat konstruksi, geosintetik harus mempunyai kekuatan yang cukup untuk mendukung timbunan itu sendiri, atau perkuatan dan timbunan harus diijinkan untuk berdeformasi. Untuk kasus kedua, elongasi saat putus sampai 50% dapat diterima.
Pada kedua kasus tersebut, diperlukan geosintetik dengan kekuatan tinggi dan prosedur konstruksi khusus.
d. Jika terdapat kemungkinan terjadinya retak tarik pada timbunan atau munculnya tingkat regangan yang tinggi selama konstruksi (contohnya pada timbunan tanah kohesif), maka dibutuhkan kekuatan terhadap penyebaran lateral Tls pada kondisi regangan sebesar 2%.
e. Persyaratan kekuatan geosintetik harus dievaluasi dan ditentukan untuk arah mesin dan arah melintang mesin. Biasanya kekuatan jahitan menentukan persyaratan kekuatan geosintetik dalam arah melintang mesin.
1.3.3.2 Penggunaan Beberapa Lapis Perkuatan
Bergantung pada syarat perkuatan, ketersediaan geosintetik dan efisiensi sambungan, beberapa lapis perkuatan dapat digunakan untuk memperoleh kuat tarik yang dibutuhkan. Jika digunakan beberapa lapis perkuatan, maka suatu lapisan berbutir setebal 200 mm sampai dengan 300 mm harus ditempatkan di antara setiap lapisan geosintetik tersebut atau lapis-lapis perkuatan tersebut harus digabungkan secara mekanis (misalnya dijahit). Geosintetik yang digunakan di tiap lapisan juga harus memiliki sifat regangan yang sesuai, atau dengan kata lain gunakan jenis geosintetik yang sama untuk seluruh lapisan.
1.3.3.3 Tahanan Rangkak
Untuk kepentingan perencanaan, usahakan agar tegangan yang bekerja lebih rendah daripada batasan rangkaknya. Nilai tegangan batas yang digunakan adalah 40-60% dari tegangan yang bekerja. Sebaiknya dipertimbangkan pula kombinasi beban hidup terhadap beban mati. Aplikasi beban hidup jangka pendek hanya memberikan sedikit pengaruh terhadap rangkak dibandingkan dengan aplikasi beban mati jangka panjang.
1.3.4 Interaksi Tanah dan Geosintetik
Uji geser langsung atau uji cabut (Pull Out) digunakan untuk menentukan besarnya gesekan antara tanah dan geosintetik, ϕsg. Jika hasil pengujian tidak tersedia, maka nilai yang disarankan untuk timbunan pasir adalah 2/3 sampai dengan pasir ( adalah sudutϕ ϕ ϕ geser tanah). Untuk tanah lempung, pengajian ini, harus dilakukan pada situasi apapun
1.3.5 Persyaratan Pengaliran Air
Geosintetik harus dapat menjamin terjadinya pengaliran air vertikal dari tanah pondasi secara bebas untuk mengurangi peningkatan tekanan pori di bawah timbunan.
Disarankan permeabilitas geosintetik sekurang-kurangnya 10 kali lipat dari permeabilitas tanah di bawahnya.
1.3.6 Kekauan Geosintetik dan Kemampuan Kerja (Workability)
Untuk tanah dasar yang sangat lunak, kekauan geosintetik atau kemampuan kerja (Workability) merupakan pertimbangan yang sangat penting. Kemampuan kerja merupakan kemampuan geosintetik untuk menahan pekerja selama penggelaran dan penjahitan geosintetik serta untuk menahan alat berat saat penghamparan timbunan lapisan pertama.
Kemampuan kerja umumnya berhubungan dengan kekakuan geosintetik, akan tetapi, teknik evaluasi kekakuan dan korelasi dengan kemampuan kerja di lapangan masih belum memadai. Apabila tidak ada informasi lainnya tentang kekakuan, direkomendasikan untuk menggunakan pengujian menurut ASTM D 1388, Option A dengan menggunakan benda uji 50 mm x 300 mm. Nilai yang diperoleh harus dibandingkan dengan kinerja lapangan actual untuk menetapkan criteria perencanaan. Aspek-aspek lapangan lainnya seperti absorpsi air dan berat isi juga harus dipertimbangan khususnya pada lokasi dengan tanah dasar yang sangat lunak.
BAB II
JENIS-JENIS GEOTEKSTIL DAN GEOGRID
2.1 Geotekstil
Geotekstil merupakan salah satu bahan dari geosintetik yang paling luas penggunaannya dalam bidang teknik sipil. Geotekstil sendiri adalah setiap bahan tekstil yang umumnya lolos air yang dipasang bersama pondasi,tanah, batuan,atau material geoteknik lainnya sebagai suatu kesatuan dari system struktur, atau suatu produk buatan manusia.
2.1.1 Penggunaan Geotekstil
2.1.1.1 Pada Perkerasan Jalan Tanah (sementara)
Disini geotextile dihamparkan di atas tanah dasar yang lunak dan kemudian di atas geotextile ditimbunkan bahan-bahan granular (bergradasi kasar). Fungsi geotextile disini adalah sebagai separator (pemisah), reinforcer (penguat) dan filter (penyaring). Sebagai separator, geotextile mencegah bercampurnya bahan dengan tanah subgrade yang lunak dengan bahan timbunan di atasnya. Sebagai reinforcer, geotextile berfungsi sebagai lapisan penahan tegangan tarik dari lapisan perkerasan. Tegangan tarik tersebut terjadi karena adanya deformasi dari lapisan perkerasan akibat beban roda kendaraan sehingga terjadilah tegangan tarik pada geotextile tersebut. Adanya tegangan tersebut menaikkan daya dukung perkerasan tersebut. Sebagai filter, bahan geotextile tersebut menahan butiran tanah dasar supaya tidak "lari" (keatas) kearah bahan timbunan yang bergradasi kasar bilamana ada aliran air tanah keatas akibat "pumping" oleh roda kendaraan, terutama kendaraan berat. Contoh penggunaannya seperti pada Gambar 1.a
2.1.1.2 Pada Perkerasan Jalan Permanen
Geotextile dihamparkan antara lapisan tanah subgrade yang lunak dan berbutir halus dan lapisan base course dari tanah granular (pasir atau kerikil). Disini bahan geotextile tersebut berfungsi terutama untuk separator filter. Bilamana pada tanah dasar terjadi deformasi, misalnya akibat muatan roda truck yang berlebihan atau akibat adanya konsolidasi yang tidak sama dari tanah subgrade, geotextile juga berfungsi sebagai reinforcer. Contoh penggunaannya seperti pada Gambar 1.b
2.1.1.3 Pada Lapis Ulang Perkerasan Aspal
Disini geotextile diletakkan di bawah lapis ulang aspal, di atas muka jalan aspal yang lama. Fungsi geotextile disini adalah untuk penguat dan pemegang permukaan aspal yang lama. Adanya geotextile disini mencegah menjalarnya retak (cracking) pada lapisan aspal lama kepada lapisan tambahan yang baru, sebagaimana halnya sering terjadi pada perkerasan lapis ulang tanpa bahan geotextile. Jadi geotextile disini berfungsi sebagai reinforcer. Contohnya dapat dilihat pada Gambar 1.c.
2.1.1.4 Pada Jalan Kereta Api
Geotextile diletakkan diantara lapisan balast dan tanah dasar yang lunak.
Tujuannya ialah supaya jangan sampai terjadi penyampuran antara tanah dasar yang berbutir, halus dengan lapisan kerikil balast. Juga bilamana terjadi banjir pada badan balast, dapat dicegah larinya partikel halus tanah dasar menuju lapisan balast. Disini geotextile berfungsi sebagai separator dan filter, seperti pada gambar berikut
2.1.1.5 Pada Reklamasi Pengurugan Diatas Tanah Lunak
Reklamasi dengan cara pengurugan pada tanah lunak/rawa-rawa biasanya harus dilakukan sepotong demi sepotong, dan tidak dapat sekaligus. Disamping itu, untuk
