BAB VIIL COMPACTION GROUTING
Vin.1.
Pengenalan Compaction GroutingCompaction grouting menipakan proses injeksi menggunakan suatu mortar bersifat sangat plastis sebagm grout. Tujuannya bukan untuk mengisi void tanah melainkan untuk memindahkan dan memadatkan tanah. Grout akan membentuk suatu massa homogen yang makin lama makin membesar dengan penambahan tekanan secara kontinu. Penggunaan utamanya adalah untuk menstabilisasi tanah-tanah berbutir halus (fine grain) dan memperbaiki kerusakan aldbat penurunan.
Grout pasir-semen (slump nol) pertama kali digunakan untuk pengangkatan struktur oleh seorang kontraktor mudjacking bemama Robert E.Lenihan di Long Beach, California pada akhir tahun 1940-an. la mengiigeksikan grout tersebut melalui pipa-pipa yang dipancang pada berbagm kedalaman dan hasilnya menuigukkan bahwa diperlukan volume grout yang lebih banyak daripada yang diperldrakan. Lenihan adalah penemu metode dasar proses injeksi dari grout bulb berkelompok secara
optimal dan masih digunakan sampai saat ini. Proses tersebut bertujuan untuk memadatkan secara efektif massa tanah yang merapunyai kepadatan rendah.
Mula-mula penggunaan compaction grouting hanya terbatas di bagian barat daya Amerika Serikat. Sekarang penggunaannya makin meiuas dan mendapat dukungan di seluruh Amerika Serikat. Banyak dunia intemasional mulai tertarik dengan penggunaan compaction grouting dalam tahun-tahun belakangan ini. Dari berbagai pekeqaan yang telah diiakukan, compaction grouting akan menghasiikan pengaruh maksimum di dalam daerah tanah teriunak. Dalam beberapa tahun terakhir ini, penggunaannya meningkat untuk memperbaiki dan menstabilisasi struktur yang mengalami penuruium pondasi. Ada banyak keuntungan yang diperoleh dengan penggunaan teknik compaction grouting ini, antara lain:
• alat-alat berat, misalnya mixer serta p o n ^ grout tidak periu t«iahi dekat dengan daerah proses injeksi, sehingga tidak terlalu mengganggu aktivitas operasional lainnya.
• compaction grouting dapat berfungsi sebagai penahan dan penyokong seluruh struktur setelah proses perbaikan diiakukan.
• meskipun tidak dapat dikatakan sebagai pekeijaan yang murah, namun seringkali merupakan metode yang paling ekonomis.
• compaction grouting merupakan suatu teknik yang cukup fleksibel dan memungkinkan kondisi-kondisi tak terduga yang dijumpai sdama pekeijaan diiakukan, jauh lebih mudah untuk diawasi dan ditangani.
• teknik ini dapat memecahkan masalah secara langsung pada sumbemya, yaitu dengan melakukan pencarian dan tindakan perbaikan pada daerah-daerah yang lemah, sehingga proses perbaikan dilakukan secara efektif dan maksimal pada daerah-daerah yang memang mmerlukannya. Karena itu sekalipun ada beber^a tanah dengan kq>adatan yang bervariasi di sekitar massa grout, teijadi suatu perbaikan untuk mencapai keseragaman kepadatan tanah. Pengaruh ini terutama teijadi pada tanah non-uniform.
Tentu saja terdapat beberapa keteibatasan dalam penggunaan teknik compaction grouting, Mitara lain:
• teknik ini tidak dapat secara efektif menstabilisasi tanah-tanah yang dekat permukaan karena tanah penahan di atasnya tidak cukup tersedia.
• teknik ini menjadi mahal bila pekeijaan pabaikan dilakukan pada tempat atau daerah yang terlalu dalam.
• kesulitan lain yang dapat teijadi adalah bila kurang hati-hati dalam pen m an pipa grout dapat mengakibatkan rusaknya pipa ini.
Compaction grouting pada dasamya berbeda dengan metode grouting konvensional jenis penetrasi. Metode grouting konvensional jenis penetrasi merupakan proses injeksi grout dengan viskositas rendah (encer) ke dalam retakan batuan atau void (pori-pori) tanah untuk mengurangi permeabilitas dan meningkatkan kekuatan tanah serta batuan tersebut. Sedangkan compaction grouting merupakan proses iiyeksi
COMPACTION GROUTING 83
grout (gambar 8.1) dengan viskositas tinggi (plastis) dan slump rendah ke dalara tanah melalui lubang-lubang bor sehingga membentuk suatu massa atau koiom grout yang homogen.
Gambar 8.1. Grout yang sangat plastis (J. Warner, 1978).
Grout tidak dimaksudkan untuk mengisi lubang-lubang di daiam tanah, melainkan untuk memindahkan dan memadatkan tanah di sekitamya. Dengan penambahan tekanan tertentu, maka massa grout akan berkembang dan bertanibah makin besar pula sehingga dapat memadatkan tanah di sekitamya (gambar 8.2). Bila diameter massa atau kolom grout relatif kecil, maka akan mengakibatkan tekanan pada tanah sekitar dalam arah radial dan horizontal. Dengan bertambahnya ukuran massa grout akan mengakibatkan tekanan ke atas (uplift) yang makin lama makin besar pula.
COMPACTION GROUTING 85
Gambar 8.2. Pengembangan massa grout pada compaction grouting (J. Warner, 1978).
Beberapa peneliti mengadakan penelitian untuk mengetahui seluk beluk proses injeksi dalam kenyataan sebenamya dihubungkan dengan reaksi tanah. Upaya mula- mula dipusatkan pada pengevaluasian kepadatan tanah sebelum dan setelah proses penginjeksian grout. Hasilnya disimpulkan bahwa pengembangan massa grout akan menghasilkan sistim tekanan yang kompleks dalam arah radial dan tangensial terhadap tanah. Pada daerah yang berdekatan dengan pengembangan massa grout, akan teijadi suatu daerah gangguan utama, pergeseran dan deformasi plastis. Dalam daerah ini, tanah kurang dipadatkan disebabkan oleh gangguan tersebut. Dengan peningkatan jarak dari antar perbatasan tanah - grout, deformasi akan bersifat elastis dan dapat
diharapkan teijadi peningkatan kepadatan yang cukup besar. Pemadatan akan teijadi dalam radius 0,3-1,8 m dari perbatasan tanah-grout.
Dalam compaction grouting (sesuai dengan yang ditetapkan oleh ASCE Comittee on Grouting pada bulan Juli 1980), grout yang diinjeksikan sd)aiknya mempunyai slump kurang dari 25 mm untuk memberikan pengontrolan dan upaya pemadatan yang baik dan tepat. Biasanya terdiri dari campuran tanah-semen dengan jumlah lanau yang cukup untuk mengatur viskositas campuran dan dengan jumlah pasir yang cukup untuk menghasilkan internal friction. Istilah slump yang dimaksud, berkenaan dengan viskositas yang diperoleh melalui penggunaan slump test beton standar, ASTM C-143. Admixture umumnya tidak digunakan dalam compaction grouting. Grout sebaiknya akan tetap stabil dibawah tekanan 34,5 - 41 kg/cm^ tanpa mengalami kehilangan air yang berlebihan.
Pengalaman menunjukkan bila dipakai grout dengan slump lebih besar ( 38 - 5 0 mm), maka pemadatan menjadi tidak efektif dan muncul masalah kebocoran yang serius, keretakan tanah secara hidrolik dan juga teijadi kecenderungan pengangkatan permukaan tanah sebelum waktunya. Sebagai tambahan, lokasi penempatan atau pemba^an grout menjadi tak terkontrol. Sebaiknya slump grout tidak melebihi sampai 50 mm bila tujuan utama proses injeksi adalah untuk pemadatan tanah. Beberapa pengecualian dapat diambil bila tujuan proses injeksi adalah untuk pengangkatan plat atau struktur.
Pemakaian compaction grouting adalah untuk mengangkat dan memperbaiki pondasi bangunan dan plat lantai yang terletak pada tanah bersifat kompresibel.
Gerakan pada permukaan tanah yang disebabkan tekanan ke atas (uplift), umumnya
digunakan untuk membatasi jumlah grout yang diinjeksikan pada suatu tempat tertentu. Tekanan ke atas tersebut dapat digunakan untuk mengangkat struktur yang mengalami penurunan sampai mencapai suatu level tertentu. Massa grout biasanya berbentuk bola atau silinder, tergantung pada jumlah lubang pada dinding pipa grout dan homogenitas material yang diinjeksikan. Pada tanah uniform, bentuk massa grout adalah sangat teratur, sedangkan bentuk yang tidak teratur teijadi pada tanah non- uniform. Ukuran kolom grout yang dihasilkan antara lain dipengaruhi oleh jenis, kepadatan, kelembaban, sifat-sifat mekanis tanah yang ada, tekanan proses injeksi, dan debit aliran grout. Massa grout biasanya berdiameter 0,9 m atau lebih.
Compaction grouting sangat efektif untuk tanah fine-grain dimana umumnya tidak terdapat lubang-lubang besar. Tentu saja peralatan proses injeksinya berbeda dengan peralatan grouting konvensional. Umumnya digunakan pipa berdiamet«- 38 atau 50 mm. Proses dapat dilakukan secara upstage atau downstage. Jika diinginkan stabilisasi dan pengangkatan pondasi, lebih baik grouting dilakukan secara downstage dan bawah pondasi sampai ke daerah penahan yang cukup memadai.
VnL3. Peiaksanaan Compaction Grouting
Grouting umumnya dilakukan dalam beberapa stage. Pengurutan proses injeksi merupakan hal yang penting dan harus dicatat dengan teliti. Umumnya lubang-lubang batas pinggir diisi grout terlebih dahulu, terutama bila daerah yang diperbaiki sangat besar. Debit proses injeksi sebaiknya tidak terlalu cepat. Tika terlalu cepat, akan mengakibatkan penambahan tekanan di bawah tanah secara cepat pula, sehingga dapat mengakibatkan kehancuran dan kerusakan tanah di atasnya.
COMPACTION GROUTING 87
Lubang grout biasanya berdiameter 50 mm atau lebih dan jarak lubang dari pusat ke pusat dibuat kira-kira 2,4 - 3,6 m. Kemudian secara bergantian lubang- lubang primer digrout terlebih dahulu dan setelah semua lubang primer ini seiesai digrout, dilanjutkan dengan proses injeksi pada lubang-lubang sekunder. Pada tanah berbutir halus (fine-grain), proses injeksi air seringkali dilakukan untuk membantu penetrasi grout ke dalam tanah. Jumlah air tidak tetap, tetapi tujuannya untuk mengurangi kekuatan geser tanah sebesar mungkin di sekitar lubang grout, sehingga lebih banyak grout yang dapat diinjeksikan. Sasaran selanjutnya untuk mencegah pengerasan grout maupun proses pemadatan sebelum waktunya selama proses injeksi.
Karena grout sangat plastis, tekanan proses injeksi harus lebih tinggi daripada tekanan yang digunakan pada metode grouting lain jenis penetrasi. Proses injeksi dalam stage vertikal, biasanya dilakukan sepanjang 1,2 - 2,4 m secara downstage.
Dalam praktek, lubang dibor dari permukaan tanah sampai mencapai bagian atas daerah yang akan dipadatkan atau minimum kira-kira sedalam 1,2 m. Kemudian dimasukkan casing b^a ke dalam lubang sampai kedalaman penuh. Lubang kemudian diperpanjang dengan pengeboran melalui dan melewati casing untuk stage grout pertama, biasanya 1,2 - 2,4 m di bawah dasar casing. Grout kemudian diinjeksikan sampai dicatat adanya sedikit gerakan pada permukaan tanah atau sampai tekanan proses injeksi sebesar 34,5 - 41,5 kg/cm^ tercapai. Setelah grout pada stage pertama mengeras, lubang dibor kembali melewati grout yang mengeras ini, kira-ldra sepanjang 1,2 - 2,4 m untuk stage grout kedua dan dilanjutkan dengan proses injeksi grout berikutnya. Stage selanjutnya dilakukan dengan cara serupa sampai tanah mempunyai bearing capacity yang cukup sesuai dengan ketentuan.
