TUGAS 4

MEKANIKA TANAH 1

METODA PERBAIKAN TANAH

 

 ⧭GROUND REINFORCEMENT

1.       BATU KOLOM ( STONE COLUMNS)

             Salah satu metode perbaikan tanah untuk tanah lempung lunak adalah kolom batu. Kolom batu adalah kolom vertikal dengan bahan kerikil . Stone column merupakan salah satu metode perbaikan tanah baik pada tanah lempung maupun tanah berpasir. Pada tanah lempung, penggunaan stone column dapat meningkatkan dan memperbaiki masalah daya dukung tanah dan penurunan yang terjadi. dalam tugas akhir ini, ditinjau kemampuan daya dukung dan  penurunan yang terjadi pada tanah lempung yang akan menerima beban tanah timbunan. Studi parameter ini ingin melihat bagaimana hubungan dari masing-masing parameter yang diperhitungkan dalam perhitungan  perencanaan stone column dengan metode FHWA terhadap peningkatan kapasitas daya dukung serta penurunan yang terjadi. Sehingga dapat melakukan estimasi cepat dalam perencanaan stone column pada tanah lempung.

2.      KUKU TANAH (SOIL NAILS)
Kuku tanah adalah tindakan perbaikan konstruksi untuk merawat lereng tanah alami yang tidak stabil atau sebagai teknik konstruksi yang memungkinkan curamnya lereng tanah baru atau yang sudah ada dengan aman. Teknik ini melibatkan penyisipan elemen penguat yang relatif ramping ke dalam lereng - seringkali tulangan penguat untuk tujuan umum (rebar) meskipun batangan padat atau sistem berongga berpemilik juga tersedia. Batang padat biasanya dipasang ke dalam lubang yang telah dibor sebelumnya dan kemudian di-grout ke tempatnya menggunakan garis nat terpisah, sedangkan batang berongga dapat dibor dan digerus secara simultan dengan menggunakan mata bor kurban dan dengan memompa nat ke bawah batang berlubang saat pengeboran berlangsung. Metode kinetik menembakkan batang yang relatif pendek ke lereng tanah juga telah dikembangkan. Balok yang dipasang menggunakan teknik pengeboran biasanya sepenuhnya dilubangi dan dipasang pada kemiringan sedikit ke bawah dengan palang dipasang pada titik-titik yang berjarak secara teratur di seluruh permukaan lereng.

 

3.      KETEPATAN DALAM TANAH  (DEEP SOIL NAILING) 
Metoda ini hampir sama dengan soil nailing, tetapi dilakukan pada skala yang lebih besar agar dapat menahan beban tanah yang lebih dalam.

4.     TUMPUKAN MINI (MICROPILES/MINI-PILES    
Metoda ini hampir sama dengan stone columns, tetapi sebagai bahan pengisi untuk penguat struktur tanah digunakan campuran beton bertulang.

 

5.      JET GROUTING     
Jet grouting adalah salah satu perkembangan metode perbaikan tanah dengan menggunakan teknologi aliran berkecepatan jet. Jet grouting dapat digunakan pada berbagai jenis tanah dengan meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan permeabilitas, serta membentuk berbagai model konstruksi. metodanya dilakukan dengan cara menginjeksikan campuran beton secara langsung pada kedalaman tertentu yang ingin diperkuat dengan alat berat.

6.      ANCHOR GROUND (GROUND ANCHORS) 
 Prinsip Ground Anchor merupakan proses konstruksi dimana jangkar dimasukkan ke dalam tanah. Jangkar dimasukkan ke dalam lubang hasil pengeboran dan dijepit ujungnya. Ground Anchor ini digunakan untuk menahan/ menstabilkan dinding penahan tanah dengan meneruskan gaya horizontal yang diakibatkan oleh gaya dorong alami dari tanah dan beban kerja ke luar bidang runtuh tanah. Atau untuk mendesain lapisan tanah yang rata dan stabil dengan cara memasang jaringan pasak secara merata pada permukaan tanah yang mana kemudian rongga pasak tersebut diisi dengan tanah. Pasak disini berperan sebagai wadah yang rata dan terikat pada lapisan dibawahnya.

 

7.      GEOSINTENTIK (GEOSYNTHEIES/ GEOSYNTHETIC) 
 Geosintetik adalah produk sintetis yang digunakan untuk menstabilkan medan. Mereka umumnya produk polimer yang digunakan untuk memecahkan masalah teknik sipil. Ini termasuk delapan kategori produk utama: geotekstil, geogrid, geonet, geomembran, liner tanah liat geosintetik, geofoam, geocell dan geokomposit.Geosynthetic digunakan pada atas permukaan lapisan tanah bukan sebagai memperkuat struktur dibawahnya tapi untuk mendapatkan lapisan permukaan yang bagus, misalnya bebas dari becek, debu,dan kondisi lainnya.

 

8.      PENGUATAN SERAT (FIBER REINFORCEMENT)    
Metoda ini sama dengan geosynthetic akan tetapi lebih spesifik dengan material yang digunakan yaitu lapisan fiber .Penguatan dengan serat diskontinyu. Untuk serat diskontinyu, gaya tarik ditransmisikan dari matriks ke serat melalui tegangan geser yang berkembang sepanjang antarmuka serat-matriks. Matriks memiliki perpindahan sama dengan nol pada titik tengah serat dan maksimum pada ujung relatif terhadap serat di sepanjang antarmuka
.9.      LIME COLUMNS
Metode Kolom Kapur. Metode kolom kapur adalah variasi dari pencampuran tanah dalam, di mana kapur mentah yang tidak disortir digunakan sebagai pengganti semen atau dicampur dengan semen. Kolom kapur paling cocok untuk stabilisasi endapan tanah liat lunak.

 

10.    KOLOM BETON VIBRO (VIBRO-CONCRETE COLUMN)
  Kolom batu vibro atau dermaga agregat adalah susunan pilar batu hancur yang ditempatkan dengan alat bergetar ke tanah di bawah struktur yang diusulkan. Metoda perbaikan tanah ini juga disebut penggantian vibro. Teknik-teknik tersebut meningkatkan kapasitas daya dukung dan drainase tanah sekaligus mengurangi potensi penurunan dan pencairan. Kolom batu dibuat di seluruh area untuk ditingkatkan dalam pola kotak segitiga atau persegi panjang, Metoda ini digunakan pada perlapisan tanah yang lebih dalam dengan cara menginjeksikan campuran beton dengan alat vibrasi. 

11.      BUMI STABILISASI SECARA MEKANIK (MECHANICALLY STABILIZED EARTH)
  Tanah yang distabilkan secara mekanis adalah tanah yang dibangun dengan penguat buatan. Dapat digunakan untuk dinding penahan, penyangga jembatan, dinding laut, dan tanggul. Metoda ini adalah salah satu desain untuk menciptakan lapisan tanah yang seimbang secara mekanis dengan memperhitungkan beban dan perlapisannya.

12.    BIO TEKNIK (BIOTECHNICAL)
   metoda ini merupakan metoda tradisional dengan menggunakan kayu untuk material penahan beban pada tanah.

 ⧭ GROUND IMPROVEMENT

1.       PEMADATAN DINAMIS YANG MENDALAM (DEEP DYNAMIC COMPACTION)

Pemadatan dinamis adalah metode yang digunakan untuk meningkatkan kepadatan tanah ketika kendala bawah permukaan tertentu membuat metode lain tidak sesuai. Ini adalah metode yang digunakan untuk meningkatkan kepadatan endapan tanah. Prosesnya melibatkan penurunan berat yang berat berulang kali di tanah dengan interval jarak yang teratur. Berat dan tinggi menentukan jumlah pemadatan yang akan terjadi.

    

2.      DRAINASE (DRAINAGE/SURCHARGE)

Drainase adalah pembuangan air secara buatan, baik permukaan maupun sub-permukaan. Drainase seringkali merupakan elemen utama dari proyek rekayasa dan konstruksi dan diperlukan untuk menghindari banjir dan kerusakan lainnya. Biasanya, limbah cair dialirkan melalui saluran pembuangan ke saluran pembuangan, dan dari saluran pembuangan ke tempat pembuangan atau pabrik pengolahan yang sesuai.    

3.      ELECTRO-OSMOSIS

  Metoda ini adalah salah satu cara untuk mengontrol kandungan mineral dan air pada tanah. metoda ini dapat mengikat ion-ion tanah dengan sistem osmosis dengan menancapkan lempeng katoda dan anoda pada tanah seperti halnya elektrolisis. 

4.     GROUTING KOMPAKSI (COMPACTION GROUTING) 

 Grouting pemadatan, juga dikenal sebagai Grouting Mobilitas Rendah, adalah teknik grouting yang memindahkan dan memperkeras tanah granular yang longgar, memperkuat tanah dan menstabilkan lubang di bawah permukaan atau lubang pembuangan, dengan injeksi bertahap grout agregat rendah, mobilitas agregat rendah.

5.      PELEDAKAN (BLASTING) 
metoda ini dilakukan dengan cara memberikan ledakan pada tanah dengan tujuan membuang lapisan tanah yang kurang baik dan memberikan tekanan instan pada perlapisan dibawahnya. teknik peledakan tekanan gas, untuk memecahkan batu untuk penggalian. Ini paling sering dipraktikkan dalam penambangan, penggalian dan teknik sipil seperti bendungan, terowongan atau konstruksi jalan.

 

6.      KOMPAKSI PERMUKAAN (SURFACE COMPACTION)

metoda ini biasanya digunakan untuk memperbaiki perlapisan permukaan tanah dan menciptakan lapisan tanah yang stabil yang mana diatasnya akan dibuat sebuah struktur/jalan. metoda ini dilakukan dengan memberikan kadar air optimum dan memperhitungkan beban mekanik yang akan diberikan untuk mendapatkan kepadatan ideal.

 ⧭ GROUND TREATMENT

1.        SEMEN TANAH (SOIL CEMENT)

 

   Semen tanah adalah bahan konstruksi, campuran tanah alami bubuk dengan semen portland dan air dalam jumlah kecil, biasanya diproses secara jatuh, dipadatkan hingga kepadatan tinggi. Bahan keras, semi-kaku tahan lama dibentuk oleh hidrasi partikel semen. Metoda ini dilakukan dengan memberikan lapisan semen diatas permukaan tanah dengan tujuan untuk menciptakan lapisan yang bagus untuk aksesibilitas diatasnya.

2.      PENCAPURAN KAPUR (LIME ADMIXTURES)

metoda ini hampir sama dengan soil cement, tetapi material yang digunakan adalah kapur.

3.      FLYASH
  Fly ash adalah produk sampingan dari pembakaran batu bara bubuk di pembangkit listrik. Selama pembakaran, kotoran mineral dalam batubara (tanah liat, feldspar, kuarsa, dan serpih) melebur dalam suspensi dan melayang keluar dari ruang bakar dengan gas buang.Metoda ini dilakukan dengan menggunakan abu sisa pembakaran fly ash untuk perlapisan permukaan tanah karena selain sebagai pembuangan fly ash, fly ash sendiri memiliki sifat fisik yang baik untuk perlapisan tanah.

4.     PEKERJAAN PENGERINGAN (DEWATERING)

 

 

               Dewatering (pekerjaan pengeringan) adalah pekerjaan sipil yang bertujuan untuk dapat mengendalikan air (air tanah/permukaan) agar tidak mengganggu atau menghambat proses pelaksanaan suatu pekerjaan konstruksi, terutama untuk pelaksanaan bagian struktur yang berada dalam tanah dan di bawah muka air tanah.

            Metoda ini dilakukan dengna tujuan mengurangi kadar air yang berlebih pada tanah. metoda ini dilakukan dengan cara membuat sumur pada tanah kemudian air yang terakumulasi pada sumur akan disedot dengan alat berat dan dibuang di tempat lain.

5.      PEMANASAN / PEMBEKUAN (HEATING/FREEZING)
 

Metoda ini dilakukan dengan cara mengontrol kalor yang dikandung lapisan tanah, dengan tujuan mendapatkan suhu dan tekanan yang diinginkan. selain itu dapat juga digunakan untuk melelehkan es yang ada pada bawah tanah sehingga dapat diganti dengan agregat.

6.      VITRIFIKASI (VITRIFICATION)

  Metoda ini bertujuan untuk melelehkan/memadatkan material kimia berbahaya pada tanah dengan arus listrik agar tidak mengkontaminasi bagian tanah lainnya.

 

       

Metode Perbaikan Tanah Secara Tradisional ialah dengan cara memberikan pupuk organik dalam peningkatan kesuburan tanah, melalui pembentukan agregat yang lebih stabil, aerasi dan drainase tanah yang baik. Infiltrasi air hujan ke dalam tanah dapat berlangsung sangat baik, sehingga run-off berkurang yang pada gilirannya juga akan mengurangi erosi. Bahan organik tanah juga meningkatkan kemampuan tanah menahan air (water holding capcity), sehingga jumlah air tersedia bagi tanaman juga meningkat.

Pengolahan tanah secara tradisional berkaitan juga dengan kegiatan lain seperti penyebaran benih (penanaman bibit), perlindungan tanaman dan panen. Berkaitan dengan sejarah pengolahan tanah maka perkembangan dalam tujuan serta metode pengolahan tanahnya diikuti pula dengan perkembangan disain peralatan baik dari segi bahan maupun alatnya (misalnya : alat bajak sawah).

Perbaikan Tanah yang Maju atau secara mekanis disebut juga perbaikan tanah dengan enersi. Umumnya dilakukan terhadap tanah timbunan. Jenis tanah dapat berupa tanah berbutir halus maupun berbutir kasar. Pemadatan dapat dilakukan dengan cara :

a. Gilasan

b. Tumbukan

c. Getaran

d. Kombinasi a-c dan b-c

Energi gilasan, tumbukan dan getaran berperan mendorong udara dan air tanah dari rongga atau pori-pori tanah, sekaligus memampatkan rongga menjadi semakin kecil, proses memampatkan tanah juga merubah susunan butiran menjadi lebih kompak. Cara gilasan dan tumbukan sangat cocok untuk tanah kohesif (berbutir halus), sedangkan cara gilasan dan getaran cocok untuk tanah non-kohesif (berbutir kasar). Alat pemadat kombinasi gilasan dan getaran yaitu Smoot wheel roller, cocok untuk tanah berbutri kasar. Sedangkan Pneumatic rubber tired roller cocok untuk tanah berbutir kasar maupun halus.

Berikut ini adalah usaha - usaha yang dilakukan dalam perbaikan tanah, antara lain adalah : 

1. Beton Pra cetak 

Sumber : Google.com

Beton pra cetak merupakan bahan beton yang telah dibuat di pabrik dengan bentuk sesuai cetakan, kemudian beton yang dicetak tersebut diangkut dan dipasang ke tempat lokasi konstruksi bangunan. Sistem beton pracetak adalah metode konstruksi yang mampu menjawab kebutuhan di era ini, selain itu juga praktis dan bermanfaatnya juga berdampak pada lingkungan serta mampu menghemat biaya konstruksi bangunan.

2. Serat Buatan atau Geotekstil

Sumber : Google.com

Geotekstil adalah lembaran sintesis yang tipis, fleksibel, permeable yang digunakan untuk stabilisasi dan perbaikan tanah dikaitkan dengan pekerjaan teknik sipil. Pemanfaatan geotekstil merupakan cara modern dalam usaha untuk perkuatan tanah lunak. Beberapa fungsi dari geotekstil yaitu :

a). Untuk memperkuat tanah lunak.

b). Untuk konstruksi teknik sipil yang mempunyai umur rencana cukup lama dan mendukung beban yang besar seperti jalan rel dan dinding penahan tanah.

c). Sebagai lapangan pemisah, penyaring drainase dan sebagai lapisan pelindung.

Jenis geotekstil dibagi menjadi 2 yaitu Woven Geotextile (Anyaman) dan Non-Woven Geotextile (Nir-Anyam). Pengunaan Woven Geotextile akan memberikan hasil yang lebih baik sebab arah gaya dapat disesuaikan dengan arah serat, sehingga deformasi dapat dikontrol dengan baik. Sedangkan pada Non-Woven Geotextile arah serat dalam struktur geotekstil tidak terarah, sehingga apabila dibebani maka akan terjadi deformasi yang sangat besar dan sulit dikontrol.

3. Menggunakan Alat Berat

Sumber : Google.com

Alat Berat atau Heavy Equipment adalah alat bantu yang digunakan oleh manusia untuk mengerjakan pekerjaan berat atau susah untuk dikerjakan dengan tenaga manusia / membantu manusia dalam mengerjakan pekerjaan yang berat. Di Indonesia sendiri, kita banyak mengenal berbagai tipe alat berat, namun pada dasarnya tipe alat berat dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :

a). Loading equipment adalah alat yang digunakan untuk menggali, mengangkat material dari sumbernya ke unit pembawa material, yang jenisnya antara lain adalah hydraulic shovel, hydraulic excavator, wheel type loader dan track type loader.

b). Heavy support equipment adalah spare part alat berat atau alat berat yang digunakan sebagai sarana pendukung disekitar loading area, dumping area maupun area perjalanan dari loading hingga dumping area. Jenisnya yaitu track type tracktor / dozer, motor grader, wheel type tracktor / wheel dozer dan asphalt compactor.

c). Lifting equipment adalah alat berat yang digunakan sebagai alat pengangkat dengan berbagai jenis berat beban maksimal yang mampu diangkat oleh alat tersebut. Jenisnya : telescopic handler, pipelayer dan forklift.

d). Hauling equipment adalah alat berat yang digunakan sebagai alat pemindah material dari loading area. Jenisnya : off hihway truck, articulated dump truck dan scraper.

e). Drilling machine adalah spare part alat berat atau alat berat yang digunakan sebagai pengebor untuk membuat lubang yang akan digunakan sebagai tempat meletakkan bahan peledak untuk diledakkan. Dalam system pengeboran ini biasanya sebuah perusahaan blasting menggunakan air compressor yang dirakit dengan attachment bor untuk pelaksanaan kegiatan drilling.

4. Penggunaan Bahan Kimia

Sumber : Google.com

Sumber : Google.com

Usaha perbaikan tanah secara kimiawi dilakukan dengan cara mencampur tanah asli dengan bahan stabilitator yang dipakai harus memenuhi keriteria seperti dapat tercampur dengan tanah asli, dapat dipadatkan dengan baik, mudah dikerjakan dan mudah didapat, serta ekonomis.

Ada beberapa bahan stabilitator tanah antara lain adalah stabilisasi tanah dengan semen yang dapat diartikan sebagai pencampuran antara tanah yang telah dihancurkan, semen dan air. Kemudian dipadakan sehingga menghasilkan suatu material baru yang disebut Tanah-Semen (Soil Cement), dimana kekuatan karakteristik deformasi, daya tahan terhadap air, cuaca dan sebagainya dapat disesuaikan dengan kebutuhan untuk pekerjaan jalan, pondasi bangunan dan jalan, aliran sungai dan lain-lain.

5. Penyedotan atau Dewatering.

Sumber : Google.com

Dewatering adalah proses penurunan muka air tanah selama konstruksi berlangsung, selain itu juga diperuntukkan pencegahan kelongsoran akibat adanya aliran tanah pada galian atau bisa dipaparkan sebagai proses pemisahan antara cairan dengan padatan. Proses dewatering tidak dapat dilakukan sekaligus, tetapi harus secara bertahap, yaitu dengan jalan :

a.  Thickening merupakan proses pemisahan antara padatan dengan cairan yang mendasarkan atas kecepatan mengendap partikel atau mineral tersebut dalam suatu pulp sehingga solid factor yang dicapai sama dengan satu (% solid = 50%).

b.  Filtrasi adalah proses pemisahan antara padatan dengan cairan jalan menyaring (dengan filter) sehingga didapatkan solid factor sama dengan empat (% solid = 100%).

c.  Drying adalah proses penghilangan air dari padatan dengan jalan pemanasan, sehingga padatan itu betul-betul bebas dari cairan atau kering (% solid = 100%).

Tujuan diadakannya proses dewatering antara lain adalah untuk :

-  Mencegah rembesan.

-  Memperbaiki kestabilan tanah.

-  Mencegah pengembungan tanah.

-  Memperbaiki karakteristik dan kompaksi tanah terutama dasar.

-  Pengeringan lubang galian.

-  Mengurangi tekanan lateral.

Selain itu, terdapat faktor penentu dalam pemilihan dewatering antara lain :

-  Sifat tanah.

-  Ait tanah.

-  Ukuran dalam galian.

-  Daya dukung tanah.

-  Kedalam dan tipe pondasi.

-  Desain dan fungsi dari struktur.

-  Rencana pekerjaan.

Keuntungan dari proses dewatering ini adalah muka air tanah menurun, longsor berkurang, lereng lebih curam dan tekanan tanah berkurang. Sedangkan kerugiannya yaitu mata air sekeliling turun dan permukaan tanah turun.