Tugas Persentasi 01. Dinamika Tanah

MASALAH TANAH KEMBANG SUSUT YANG BESAR

( TANAH EKSPANSIF )

..............Noor Dhani.............Geoteknik

GRAVEL (KERIKIL)

SAND (PASIR)

SILT (LANAU)

CLAY (LEMPUNG)

Tana

h be

rbut

ir ha

lus

(fine

-gra

in s

oils)

Tana

h be

rbut

ir ka

sar

(coa

rse-

grai

n so

ils)

Jenis tanah menurut ukuran butir

Bentuk dan ukuran

relatif dari butiran

Colo

ids

1 m

Bentuk : Pipih

2 m = 2 x 10-6 m = 0,002 mm

Ayakan # 200 (= 0,075 mm)

Ayakan # 4 (= 0,48 cm) (= 4,8 mm)

SPECIFIC SURFACE =LUAS PERMUKAAN BENDA

MASSA BENDA

TEGANGAN KAPILER (CAPILARY TENSION)TEGANGAN KAPILER (CAPILARY TENSION)

Untuk air : θ = 0 cos θ = 1

UB = - 4 T

d= -

2 T

r

T = tegangan permukaan dari air r = jari-jari pipa

UB ~ bila d 0UB = - 2 T

r

TANAH JUGA TERDIRI DARI BUTIRAN-BUTIRAN DAN PORI-

PORI MAKIN KECIL BUTIRAN TANAH, MAKIN KECIL PORI. PERISTIWA KAPILER TERJADI BILA TANAH TIDAK JENUH AIR

(NON-SATURATED). KEADAAN INI TERJADI BILAMANA :

• TANAH MENGERING

• MUKA AIR TANAH TURUNMUSIM KEMARAU

’ = - UDimana ’ = Tegangan Efektif ( Antar Butiran )

= Tegangan Total, Karena Beban Sendiri + Beban “Surcharge” ( Timbunan, Bangunan, Etc )

U = Tegangan Air PoriMula-Mula : * U = Tegangan Hidrostatis.

* Bila Tidak Terendam Air U ≈ 0

’ = – 0 ’ ≈ Pada Waktu Mengering

Jadi ’ >>> Tanah Seperti Terkonsolidasi.

Tanah Menyusut (Volumetric Shrinkage)

’ = + Sangat Besar Untuk Tanah Lempung4 T

d

Ukmax = - 4 T

d

Pada Tanah Lempung d 0 U = Besar Sekali

Ada beberapa cara untuk mengetahui besar-kecilnya sifat kembang-susut dari pada tanah. Salah satu cara diantaranya ialah dengan mencari

Angka Aktivitas (= Activity) dari tanah tersebut dimana :

Activity, A = Plasticity Index

(% dari Partikel Tanah yang < 2) - 5

atau A = PI

% Clay Sizes – 5

Misalnya Tanah Di Daerah Bojonegoro LL = 85% PL = 30% PI = 55%

% Clay Sizes = 95 %

A = 55

95 – 5= 0,61 %

Didapat dari Hidrometer Test.

Classification Chart For Swelling Potential (After Seed, Et Al., 1962)

RINGKASAN MEKANISME KEMBANG-SUSUTRINGKASAN MEKANISME KEMBANG-SUSUT

1. SUSUT (SHRINKAGE)

Terjadi Karena :

    Tanah “Mengering” (Sr < 100%)

    Peristiwa Kapiler Menyebabkan Naiknya ’

    Tanah Berubah Volume

• Tanah “Membasah”• Kebalikan Peristiwa Kapiler (s’ Turun Keharga

Semula)• Interaksi Fisika-Kimia Mengembangkannya jarak antar unit struktur dasar pada

Montmorillonite & Vermiculite karena “Hidrasi” permukaan partikel.

Tekanan Osmotis yang bernilai positif menaikkan harga U antar butir :

’ = - U’ Mengecil, Tanah Mengembang

( ’ = Tegangan Efektif Pada Tanah )( U = Tegangan Air Pori )

MEKANISME KERUSAKAN JALAN AKIBAT KEMBANG-SUSUT TANAH DASARMula-Mula (Akhir Musim Penghujan)

Evaporasi & Drying (Musim Kemarau)Evaporasi

Air PoriTanah

Menyusut

EvaporasiMuka Tanah

Semula(Kemarau)

Hujan (Hujan Datang) Hujan Tanah Mengembang

Kembali

(Pertengahan Musim Penghujan) Muka Tanah Di Akhir Musim

Kemarau

(Akhir Musim Penghujan)

Center Line

Musim Kemarau, Jalan Bertambah Parah

DASAR PENDEKATAN UNTUK PEMECAHAN MASALAH1. Pendekatan terhadap tanahnya sendiri.2. Pendekatan terhadap design bangunan diatas tanah tersebut.

PENDEKATAN TERHADAP TANAHNYA SENDIRI

Tujuan : Mencegah atau mengurangi terjadinya kembang-susut yang besar dari tanah dasar.

Metoda :

1. Mencegah perubahan kadar air yang mencolok dalam tanah.2. Memperbaiki sifat-sifat tanah dasar :

a. Stabilisasi tanah kimiawi

b. Stabilisasi mekanis.3. Memberikan beban perlawanan (Timbunan) terhadap tekanan

mengembang dari tanah.

- Lime (Kapur), Salt, Cement, Bitumen Stabilization

1. MENCEGAH PERUBAHAN KADAR AIR DALAM TANAH• COVERING (PERMUKAAN LAPISAN TANAH DITUTUP BAHAN KEDAP AIR)• CONSTANT WETTING

2. SOIL STABILIZATIONA. CHEMICAL STABILIZATION (CARA KIMIAWI)• LIME (KAPUR)• GARAM• SEMEN (PC)• BAHAN BITUMEN (ASPHALT)• PENCAMPURAN DENGAN MATERIAL TANAH YANG BAIK• COMPACTION

3. PEMBERIAN BEBAN ATAU TIMBUNAN UNTUK “COUNTER-WEIGHT”• JUGA UNTUK MEMBUAT LEBIH MERATANYA “DIFFERENTIAL HEAVE”

KEPERMUKAAN YANG LEBIH LUAS.

PENANGGULANGAN PROBLEMA JALAN DIATAS TANAH KEMBANG-SUSUT

Alternative Pemasangan

Tanah Setempat Dipadatkan Dengan Kadar Air “Watter Than

Optimum”

SISTEM “MESL”

MESL = MEMBRANE ENCAPSULATED SOIL LAYER

A. BARRIER USING SUITABLE FILL MATERIAL

B. BARRIER OF LOCAL SOIL STABILIZED WITH LIME OR CEMENT

C. BARRIER USING GEOMEMBRANE

ALTERNATIP PEMECAHAN UNTUK PONDASI DI TANAH YANG ALTERNATIP PEMECAHAN UNTUK PONDASI DI TANAH YANG MEMPUNYAI KEMBANG-SUSUT YANG BESARMEMPUNYAI KEMBANG-SUSUT YANG BESAR

ANTARA LAIN :1. PONDASI SETEMPAT UNTUK MEMBUAT ’p BESAR

2. PONDASI SUMURAN ATAU TIANG STRAUSS SAMPAI DI BAWAH LAPISAN YANG 2. PONDASI SUMURAN ATAU TIANG STRAUSS SAMPAI DI BAWAH LAPISAN YANG TERPENGARUH KEMBANG-SUSUTTERPENGARUH KEMBANG-SUSUT

3. MENGGANTI LAPISAN TANAH DASAR DENGAN TANAH YANG LEBIH BAIK ATAU 3. MENGGANTI LAPISAN TANAH DASAR DENGAN TANAH YANG LEBIH BAIK ATAU TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR/SEMENTANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR/SEMEN

4. MENJAGA TINGGI MUKA AIR TANAH DI BAWAH BANGUNAN4. MENJAGA TINGGI MUKA AIR TANAH DI BAWAH BANGUNAN

5. MENUTUP DAERAH TERBUKA DI TEPI BANGUNAN DENGAN LAPISAN KEDAP AIR5. MENUTUP DAERAH TERBUKA DI TEPI BANGUNAN DENGAN LAPISAN KEDAP AIR

LAPISAN KEDAP AIR :- GEOMEMBRANE- ASPHALT SHEET- BETONAN RABAT

6. MEMBANGUN BANGUNAN DI ATAS TANAH TIMBUNAN YANG BAIK6. MEMBANGUN BANGUNAN DI ATAS TANAH TIMBUNAN YANG BAIK

AKIBAT SIFAT PLASTISITAS YANG TINGGI PADA TANAH LEMPUNG TERHADAP STABILITAS TALUDAKIBAT SIFAT PLASTISITAS YANG TINGGI PADA TANAH LEMPUNG TERHADAP STABILITAS TALUD

TANAH LEMPUNG DENGAN PLASTISITAS TINGGI

Klasifikasi : CHNilai LL > 50Nilai PL > 22

Sifat asli pada tanah basah

Kepadatan Kekuatan

Tinggi Tinggi

Rendah Rendah

SIFAT KEMBANG-SUSUT BESAR

MEMBASAH KARENA AIR HUJAN ATAU AIR TANAH

MENGERING AKIBAT PENGUAPAN/EVAPORASI SELAMA MUSIM KEMARAU (JUGA AKIBAT RADIASI LANGSUNG SINAR MATAHARI)

TANAH MENGEMBANG (TERUTAMA YANG TERLETAK DEKAT PERMUKAAN)

TANAH MENYUSUT (TERUTAMA YANG TERLETAK DEKAT PERMUKAAN)

Mengembangnya tanah menyebabkan :

• Kepadatan tanah jauh berkurang

• Kepadatan yang jauh berkurang menyebabkan penurunan drastis kekuatan tanah.

Penyusutan yang besar menyebabkan :

• Tanah retak-retak.

• Terjadi penurunan tanah (akibat susut) yang berbeda pada permukaan tanah timbunan.

• Retak-retak tanah yang berkelanjutan dapat menyebabkan butiran tanah terlepas sama lain sehingga tanah bersifat seperti pasir/kerikil (selama masih kering)

TANAH BASAH SETELAH MENGALAMI PENGEMBANGAN YANG BESAR

(Kepadatan Tanah) Sangat Berkurang

Cu, Kekuatan Geser Tanah Sangat Kecil

YANG BASAH KARENA AIR HUJAN TERLETAK DI PERMUKAAN (MAKIN DALAM MAKIN PADAT DAN MAKIN KOKOH)

PADA PERMUKAAN TALUD/LERENG