11

TEKNIK PERBAIKAN TANAHTEKNIK PERBAIKAN TANAH

Tujuan secara umumTujuan secara umum

• Menaikkan Daya dukung & Kuat GeserMenaikkan Daya dukung & Kuat Geser• Menaikkan Modulus Menaikkan Modulus • Mengurangi KompressibilitasMengurangi Kompressibilitas• Mengontrol stabilitas volume (shringking & swelling)Mengontrol stabilitas volume (shringking & swelling)• Mengurangi kerentanan terhadap liquifaksiMengurangi kerentanan terhadap liquifaksi• Memperbaiki kualitas material untuk bahan konstruksiMemperbaiki kualitas material untuk bahan konstruksi• Memperkecil pengaruh lingkunganMemperkecil pengaruh lingkungan

22

Teknik perbaikan tanah yang umum digunakanTeknik perbaikan tanah yang umum digunakan

Perbaikan secara mekanisPerbaikan secara mekanis• Pemberian gaya mekanis dari luar untuk Pemberian gaya mekanis dari luar untuk

sementara misalnya pemadatansementara misalnya pemadatan Perbaikan secara hidrolisPerbaikan secara hidrolis

• Pengurangan tekanan air pori misalnya Pengurangan tekanan air pori misalnya preloading; dewatering, pemompaan, sumur, preloading; dewatering, pemompaan, sumur, parit, dan vertical drainsparit, dan vertical drains

Perbaikan secara fisik & kimiawiPerbaikan secara fisik & kimiawi• Pemberian campuran bahan kimia, grouting, Pemberian campuran bahan kimia, grouting,

perubahan suhuperubahan suhu Dengan inklusi & pengekanganDengan inklusi & pengekangan

• Geosintetis, angkur, dll. Geosintetis, angkur, dll. Penggunaan bahan ringan Penggunaan bahan ringan

• EPS dll. EPS dll.

33

KRITERIA PEMILIHAN METODEKRITERIA PEMILIHAN METODE

Jenis & Tingkat Perbaikan yang diinginkanJenis & Tingkat Perbaikan yang diinginkan Jenis & struktur tanah, serta kondisi aliran air Jenis & struktur tanah, serta kondisi aliran air

tanahtanah BiayaBiaya Ketersediaan peralatan & materiaKetersediaan peralatan & materia Waktu konstruksiWaktu konstruksi Kemungkinan kerusakan struktur disekitarnyaKemungkinan kerusakan struktur disekitarnya Ketahanan material yang digunakanKetahanan material yang digunakan

44

PERBAIKAN SECARA MEKANISPERBAIKAN SECARA MEKANIS

Tujuan secara umumTujuan secara umum• Menaikkan Daya dukung & Kuat GeserMenaikkan Daya dukung & Kuat Geser• Mengurangi KompressibilitasMengurangi Kompressibilitas• Mengurangi permeabilitasMengurangi permeabilitas• Mengontrol stabilitas volume (shringking & swelling)Mengontrol stabilitas volume (shringking & swelling)• Mengurangi kerentanan terhadap liquifaksiMengurangi kerentanan terhadap liquifaksi• Memperpanjang durabilitasMemperpanjang durabilitas

Strategi• Spesifikasi kondisi pemadatan (kadar air, density, tebal

lapisan) • Pemilitan peralatan pemadatan (roller, vibro compactor,

tamping) • Metode pemadatan (jumlah lintasan , pola tamping)• Kontrol kualitas (jenis dan jumlah pengujian)

55

METODE PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANISMETODE PERBAIKAN TANAH SECARA MEKANIS

Pemadatan Dangkal: Pemadatan Dangkal: 1.1. Roller (mesin Penggilas)Roller (mesin Penggilas)

- Smooth wheel roller, cocok untuk meratakan permukaan tanah dasar - Smooth wheel roller, cocok untuk meratakan permukaan tanah dasar dgn tekanan rendahdgn tekanan rendah- Pneumatic Tire Roller, dapat digunakan pd pemadatan dgn tekanan dan- Pneumatic Tire Roller, dapat digunakan pd pemadatan dgn tekanan dan “ “kneading” (remasan)kneading” (remasan)- Sheep foot roller, cocok untuk lempung dan tanah berlanau- Sheep foot roller, cocok untuk lempung dan tanah berlanau

2.2. Rammer, dengan menjatuhkan pemberatRammer, dengan menjatuhkan pemberat3.3. Vibrator, roller yang digetarkanVibrator, roller yang digetarkan

- Vibrator roller, cocok utk tanah berbutir- Vibrator roller, cocok utk tanah berbutir- Smooth drum vibrator, cocok untuk tanah granuler yang sedikit- Smooth drum vibrator, cocok untuk tanah granuler yang sedikit mengandung lempung atau lanaumengandung lempung atau lanau- Vibrator pneumatic, cocok untuk tanah granuler yg lebih tebal- Vibrator pneumatic, cocok untuk tanah granuler yg lebih tebal

66

Pemadatan Dalam Precompression Peledakan Dynamic Compaction Vibroflotation Compaction Grouting

VibroflotationAda 2 metode, Wet Method dan dry methodPrinsip kerja Wet method:a. Alat diturunkan kedalam tanah sambil disemprot dengan air

bertekanan tinggib. Semprotan air mengakibatkan kondisi “cair” pada tanah shg

memungkinkan unit penggetar untuk masuk lebih dalam.c. Material berbutir dituangkan dari atas lubang. Air dialirkan dari

atas sehingga dapat membawa material ke dasar lubang.d. Unit penggetar kemudian diangkat secara bertahap

Untuk dry method air diganti dengan udara

77

KARAKTERISTIK TANAH YANG DIPADATKAN KARAKTERISTIK TANAH YANG DIPADATKAN

Kuat GeserKuat Geser : : Untuk mencapai kuat geser yang lebih Untuk mencapai kuat geser yang lebih besar, maka pemadatan perlu dilakukan pada dry of besar, maka pemadatan perlu dilakukan pada dry of optimum.optimum.

KompresibilitasKompresibilitas : : pada stress level yang kecil tanah pada stress level yang kecil tanah lempung yang dipadatkan pada kondisi wet of optimum lempung yang dipadatkan pada kondisi wet of optimum akan lebih kompresibel. Sebaliknya pada level stress akan lebih kompresibel. Sebaliknya pada level stress yang lebih tinggi terjadi sebaliknya.yang lebih tinggi terjadi sebaliknya.

SwellingSwelling : : tanah yang dikompaksi dry of optimum akan tanah yang dikompaksi dry of optimum akan mengalami swell lebih besar dibandingkan jika mengalami swell lebih besar dibandingkan jika dipadatkan pada wet of optimum.dipadatkan pada wet of optimum.

PermeabilitasPermeabilitas : : permeabilitas tanah akan lebih besar permeabilitas tanah akan lebih besar jika dipadatkan pada kondisi dry of optimum.jika dipadatkan pada kondisi dry of optimum.

88

KONTROL KUALITAS

• Pemadatan Dangkal: Density & kadar air dengan sand cone, Nuclear Density Test, Rubber Ballon, Dynamic Cone Penetration, Cone Penetrometer, Plate Bearing

• Pemadatan Dalam: DCPT, SPT, PMT, DMT, Shear wave velocity (Down hole)

99

PERBAIKAN SECARA HIDRAULIK PERBAIKAN SECARA HIDRAULIK

Metode yang digunakanMetode yang digunakan

• Preloading tanpa drainase vertikalPreloading tanpa drainase vertikal• Preloading dengan drainase vertikalPreloading dengan drainase vertikal• DewateringDewatering• Metode elektrokinetikMetode elektrokinetik

1010

TUJUAN DAN PRINSIP KERJA TUJUAN DAN PRINSIP KERJA

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 tanahDewatering

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

1111

METODE PRELOADINGMETODE PRELOADING

Prinsip Kerja PreloadingPrinsip Kerja Preloading

Memberikan beban (surcharge) sebelum pekerjaan Memberikan beban (surcharge) sebelum pekerjaan konstruksi Surcharge dihilangkan setelah -- misalnya - konstruksi Surcharge dihilangkan setelah -- misalnya - tercapai 90% konsolidasi tercapai 90% konsolidasi

Beban konstruksi akan menimbulkan penurunan yang Beban konstruksi akan menimbulkan penurunan yang relatif kecilrelatif kecil

Kuat geser meningkat sebanding dengan besarnya Kuat geser meningkat sebanding dengan besarnya preloading (Uji TX CU)preloading (Uji TX CU)

Prinsip Kerja Drainase VertikalPrinsip Kerja Drainase Vertikal

Drainase vertikal mempercepat penurunan tapi tidak Drainase vertikal mempercepat penurunan tapi tidak mengurangi penurunan akhirmengurangi penurunan akhir

1212

Perbaikan tanah dengan preloading dan

kombinasi preloading + drainase vertikal

1313

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

1414

Kenaikan parameter kekuatan geser tanah (c) setelah konsolidasi, dapat diperkirakan dari hasil test triaksial CU:

Untuk menghitung insitu undrained shear strength, harga consolidation pressure, 3’ , merupakan harga confining pressure yang diambil sebagai tegangan efektif rata-rata.

)2/45(tan')2/45tan(2'

3

21''

231

03

total

v

C

K

Nilai Undrained Shear Strength diperoleh dengan formula berikut:

2/)''( 31 uC

1515

STABILISASI ELEKTROKINETIKSTABILISASI ELEKTROKINETIKPemberian potensial listrik pada tanah jenuh air sehingga Pemberian potensial listrik pada tanah jenuh air sehingga

terjadi aliran air ke katoda. Aliran air ini setara dengan terjadi aliran air ke katoda. Aliran air ini setara dengan proses konsolidasi yang menyebabkan menurunnya proses konsolidasi yang menyebabkan menurunnya kadar air sehingga kuat geser meningkat dan kadar air sehingga kuat geser meningkat dan kompressibilitas menurun. kompressibilitas menurun.

Efek samping dari proses ini adalah perubahan komposisi Efek samping dari proses ini adalah perubahan komposisi psiko-kimia dari tanah yang ,mempunyai pengaruh psiko-kimia dari tanah yang ,mempunyai pengaruh baik bagi peningkatan kuat geser. baik bagi peningkatan kuat geser.

1616

PERBAIKAN SECARA FISIKA & KIMIAWI PERBAIKAN SECARA FISIKA & KIMIAWI

Prinsip dasarPrinsip dasarMengubah komposisi fisik dan kimiawi tanah dengan Mengubah komposisi fisik dan kimiawi tanah dengan

menambahkan admixture sehingga terjadi peningkatan menambahkan admixture sehingga terjadi peningkatan kepadatan dan kohesi serta modulus kekakuan tanah kepadatan dan kohesi serta modulus kekakuan tanah terhadap pembebananterhadap pembebanan

Jenis Perbaikan yang dilakukanJenis Perbaikan yang dilakukan Penambahan Admixture (di permukaan dan pada Penambahan Admixture (di permukaan dan pada

kedalaman tertentukedalaman tertentu Penggunaan GroutingPenggunaan Grouting Metode Thermal (Heating & Freezing)Metode Thermal (Heating & Freezing)

1717

PRINSIP KERJA PRINSIP KERJA

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 tanah yang diisi dengan admixture

Perbaikan dengan Grouting Grouting adalah menyintikkan suatu bahan kimia pada

suatu lokasi dalam tanah yang merupakan perlemahan. Umumnya grouting digunakan pada daerah terbatas (pada sebaian dari struktur) untuk memperkuat (lihat gambar)

Metode Thermal Groung freezing merupakan metode yang cocok untuk

semua jenis tanah namun jarang digunakan karena mahal

1818

BAHAN YANG DIGUNAKAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

Semen & kapurSemen & kapur memberikan hasil yang paling baik karena reksi yang terjadi adalah hidrasi dan penggumpalan untuk jangka pendek serta sementasi dan karbonasi pada jangka panjang. Namun stabilisasi dengan kapur terbukti meberikan durabilitas yang lebih rendah dari pada pemakaian semen

Fly ash dan Abu sekam padiFly ash dan Abu sekam padi juga digunakan, namun reaksi/ikatan kimiawi dengan tanah lemah, sehingga peningkatan kekuatan hanya didapatkan dari pengisian pori-pori tanah karena ukuran partikelnya yang kecil dan ringan. Pengisian pori-pori ini berakibat peningkatan kerapatan dan kuat geser tanah.

Bahan lainBahan lain yang juga pernah digunakan adalah Terak baja, bitumen dan Tar serta beberapa macam bahan kimia lainnya,

1919

Beberapa contoh stabilisasi tanah dengan admixtures

2020Kurva kenaikan strength dan density akibat campuran

cement/lime

2121

Perbaikan tanah dengan Grouting

2222

PERBAIKAN DENGAN REINFORCEMENTPERBAIKAN DENGAN REINFORCEMENT(INKLUSI & PENGEKANGAN)(INKLUSI & PENGEKANGAN)

Prinsip KerjaPrinsip Kerja Tanah hanya memiliki kekuatan terhadap tekananTanah hanya memiliki kekuatan terhadap tekanan Kuat geser tanah didapat dari gesekan antar butiran tanah Kuat geser tanah didapat dari gesekan antar butiran tanah

akibat beban vertikal/normalakibat beban vertikal/normal Pada saat butiran tanah saling bergerak untuk memobisasi Pada saat butiran tanah saling bergerak untuk memobisasi

kekuatannya, terjadi deformasi elastik dan deformasi geser kekuatannya, terjadi deformasi elastik dan deformasi geser tanah yang dapat dilihat sebagai regangan (baik tekan tanah yang dapat dilihat sebagai regangan (baik tekan maupun tarik).maupun tarik).

Bila pada tanah dipasang perkuatan, maka gesekan antar Bila pada tanah dipasang perkuatan, maka gesekan antar tanah dan perkuatan akan menimbulkan ikatan diantara tanah dan perkuatan akan menimbulkan ikatan diantara keduanya dan berfungsi menahan tarikan yang terjadi keduanya dan berfungsi menahan tarikan yang terjadi dalam tanahdalam tanah

2323

PRINSIP KERJA PERBAIKAN TANAH DENGAN INKLUSI

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, menaikkan kuat geser,

menurunkan kompresibilitas

Syarat :Syarat : Inklusi tidak mengandung bahan kimia yang Inklusi tidak mengandung bahan kimia yang korosif atau sebaliknya tanah juga tidak korosifkorosif atau sebaliknya tanah juga tidak korosif

2424

BAHAN DAN APLIKASIBAHAN DAN APLIKASI

Bahan yang digunakanBahan yang digunakan FiberFiber Metal stripsMetal strips MeshesMeshes FabricsFabrics Perkuatan insitu dengan: soil nailings dan angkur (baja, beton, Perkuatan insitu dengan: soil nailings dan angkur (baja, beton,

geosintetis)geosintetis)

Aplikasi umumnya untuk perkuatan lereng dan Aplikasi umumnya untuk perkuatan lereng dan tembok penahan tanahtembok penahan tanah

2525

2626

PERBAIKAN DENGAN BAHAN RINGAN PERBAIKAN DENGAN BAHAN RINGAN

Prinsip dasarPrinsip dasar

Mengurangi beban timbunan (backfill) dengan menggunakan bahan yang Mengurangi beban timbunan (backfill) dengan menggunakan bahan yang sangat ringan (0.02 gr/cmsangat ringan (0.02 gr/cm33), tahan air, dan ramah lingkungan.), tahan air, dan ramah lingkungan.

Spesifikasi bahanSpesifikasi bahan Kuat tekan Kuat tekan DensitasDensitas Geometri (pemasangan harus saling mengunci untuk mencegah Geometri (pemasangan harus saling mengunci untuk mencegah

lulusnya air.lulusnya air.

2727

Pemakaian EPS Block

• EPS diletakkan pada kondisi drainase yang baik sesuai dengan prinsip Hukum Archimedes. Muka air tanah diharuskan berada di atas elevasi dasar dari EPS. Lalu kekuatan daya apung memainkan peranan penting dalam rancangan ini. Bagian atasnya adalah aplikasi dari faktor keamanan yang melawan pengaruh daya angkat yang mungkin teriadi pada material ini. Selain itu terdapat pula faktor keamanan dalam system drainase. Bila semua ini dilaksanakan, maka, efektifitas kerja dan keamanan dari struktur jembatan dapat dicapai.

• EPS Block diletakkan pada lapisan pasir yang dipadatkan dengan ketinggian 100‑150 mm. Keakuratan ketinggiannya kurang lebih 10 mm melebibi setiap panjang 3 meter.

• EPS Block ditimbun menjadi beberapa lapisan dengan susunan seperti pada. susunan batu bata dengan perubahan arah dari satu lapisan ke lapisan berikutnya sesuai dengan perjanjian dan perhitungan tertentu. Hal ini bertujuan untuk menghindari pergeseran berkelanjutan pada konstruksi.

• Koefisien gesekan, , antara batas perternuan antar block, diambil 0,5. Hal ini untuk melindungi kecenderungan darl pergerakan dari pergerakan yang lambat antar masing‑masing lapisan. Untuk meyakinkan tidak ada gerakan yang berupa pergeseran dan peluncuran pada masing‑masing lapisan dari material, dapat digunakan paku atau dengan memasang pasak yang digandakan dengan jarak 1, 5 m di tengah‑tengah pada tiap sisinya.

2828

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKANHAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN

2929

3030