STABILISASI TANAH

STABILISASI TANAH 1: Penyelidikan tanah lanjut 2: Interpretasi data lapangan terhadap jenis & parameter tanah 3: Perbaikan tanah 4: Sifat-sifat tanah expansive 5: Treatment untuk tanah expansive 6: Job Mix Stabilisasi tanah dan penerapan di lapangan 7: Dasar-dasar perhitungan perkuatan tanah dengan bahan flexible 8: Mid Semester................................................................................... 9: Perencanaan perkuatan tanah dengan bahan flexible 10: Dasar-dasar perhitungan perkuatan tanah dengan bahan kaku 11: Perencanaan perkuatan tanah dengan bahan kaku 12: Teori perbaikan tanah lunak dengan vertical drain 13: Contoh perbaikan tanah lunak dengan vertical drain 14: Grouting dan penerapannya 15: Metode perbaikan tanah lunak dengan bahan-bahan pabrik 16: Ujian akhir............................................................................................. Daftar Pustaka: 1. Bowles, J.E, Analisa dan Desain Pondasi, Penerbit Erlangga, 1983 2. Ingels, OG and Metcalf, Soil Stabilization, Principlesand Practice, Butterworth Pty. Ltd, Sydney, 1972 3. Kezdi, A, Stabilized Earth Roads, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam-Oxford-New York, 1979 4. Mitchel J,K, Fundamental of Soil Mechanics, John Wiley and Son Inc, New York, 1976 5. Nelson, J.D and Miller, D.J, Expansive Soils Problem and Practice in Foundation and Pavement Engineering, John Wiley & Sons, Inc, New York /Chichester/Brisbane/Toronto/Singapore, 1991 6. Yoder, E.J and Witczak, Principles of Pavement Design, John Wiley and Son Inc, New York, 1975

PERBAIKAN TANAH -

Penggantian Material (Mencampur) Compaction à paling ekonomis Pra pembebanan à untuk mereduksi settlement & menambah kekuatan geser Drainasi à untuk mempercepat setlement dibawah pra pembebanan, menambah kekuatan geser (sand blankets & sand drain) Stabilisasi (mekanis, kimiawi) Prewetting Grouting Penggunaan Geosynthetics (geotextile, geomembrane, geogrid, dll)

Stabilisasi Tanah  -

Lapisan Tanah yang Lunak Lempung / Silt dengan N < 4 Tanah Organis (gambut) dengan kadar air alamiah sangat tinggi Lapisan tanah berpasir dalam keadaan lepas dan N < 10

● Tanah Lempung (dilihat dari mineral pembentuknya): - Lempung Expansive (Mineral lempungàterjadi perubahan kadar airà Kembang susut) - Lempung non Expansive Stabilisasi tanah pada prinsipnya untuk: - Perbaikan mutu tanah yang tidak baik - Meningkatkan mutu dari tanah yang sebenarnya sudah tergolong baik 2 Jenis Stabilisasi tanah yang populer sejak dulu: A. Stabilisasi Mekanis B. Stabilisasi Kimiawi A. Stabilisasi Mekanis - Bertujuan untuk mendapatkan tanah yang bergradasi baik (well Graded) sehingga dapat memenuhi specifikasi yang diinginkan Ciri-ciri khas untuk pemilihan perbaikan mutu tanah dengan stabilisasi mekanis (mencampur berbagai jenis tanah): -

Jenis tanah yg dipakai terdapat berdekatan satu dengan lainnya, apabila satu dari jenis tanah yg dimaksud harus diambil dari tempat yg jauhà tidak ekonomis dan harus dicarikan metode lain

-

Apabila Specifikasi telah ditetapkan dan ditetapkan proporsi dari masing-masing bahan campuran yang akan dicampur à pencampuran dilakukan dibawah pengamatan yang ketat sehingga dapat dijamin homogenitas dari hasil tsb

Proporsi masing-masing bagian dapat dihitung secara analitis ataupun grafis berdasarkan hasil analisa butir dari masing-masing jenis tanah tsb  Analitis Salah satu Rumus yang dipakai: aA + b B = T………………..(1) A, B = persentase untuk masing-masing A dan B a, b = nilai analisa saringan (dalam decimal), bisa dalam total percent passing, total percent retained, percent tertahan pada masingmasing saringan (ap, bp; ar, br; ai, bi) T = nilai analisa saringan dari gradasi campuran

Percent Passing Sieve Size

A Total ap

B

A = 51% Total bp B = 49% ap.A

Gradasi

Spec

Camp

Rata-rata

bp.B

T

Spec

1/2 in

100.0

51.0

100.0

49.0

100.0

9.0

90 - 100

No.4

36.0

18.4

100.0

49.0

67.4

67.5

60 - 75

No.10

7.0

3.6

89.2

43.7

47.3

47.5

40 - 55

No.40

3.0

1.5

56.0

27.4

28.9

27.5

20 - 35

No.80

1.0

0.5

34.1

16.7

17.2

17.0

12 - 22

No.200

0.4

0.2

14.0

6.9

7.1

7.5

5 - 10

Penyelesaian 1. - Semua material tertahan (retained) pada saringan no.4 berasal dari A - Total percent retained pada spec rata-rata: (100-67.5)= 32.5% (Tr) - Apabila pers (1) dipakai untuk percent retained, maka br (Total percent retained) = 0 (100% passing = 0% retained), sehingga: br.B = 0 à A = Tr / ar…………(2) A = 32.5 / 0.64 = 51% B = 100% - 51% 49% 2. Hampir semua material passing saringan no.200 dalam gradasi campuran adalah dari agregat B Maka bisa dianggap: ap = 0, bp = 0.14, Tp = 7.5 Sehingga: B = Tp / bp = 7.5 / 0.14 = 53.5% Jadi: B = 53.5% A = 46.5% Ternyata hasil coba-coba pertama ini juga mendekati harga optimum dari spec campuran 3. Masing-masing fraksi tertahan pada saringan No.200 (No.80 - No.200), untuk A hanya 0.6% Sedang B = 20.1%, dimana spec rata-rata = 9.5% Kira-kira jumlah B yang diperlukan: B = Ti / bi = 9.5 / 0.201 = 47% Jadi B = 47% A = 53% Ternyata cara coba-coba pertama ini juga hasilnya mendekati harga optimum dari spec campuran Percent Passing

Sieve

19 mm

12.5 mm

9.5 mm

4.75 mm

2.36 mm

3/4"

1/2"

3/8"

No.4

No.8

Spec

100

A

100

90

59

16

B

100

100

100

96

100 100

80-100 70-90 50-70 35-50

9 0

8 0

600 μm

300 μm

150 μm

75 μm

No.30 No.50 No.100 No.200 18-29

13-23

8-16

4-10

3.2

1.1

0

0

0

82

51

36

21

9.2

Percent of Aggregate B 5 6 30 40 70 0 0

2 0

1 0

0 100

12.5 mm (1/2”)

9 0

9 0

80

80 9.5 mm (3/8”)

7 0 6 0 5 0

600μm (#30)

40

7 0 6 0 5 0

4.75 mm (#4)

40

2.36 mm (#8)

300μm (#50)

3 0

3 0

20

150μm (#100)

20

75μm (#200)

10 0 0

1 0

2 0

4 5 30 60 70 0 0 Percent of Aggregate A

10

8 0

9 0

0 100

B. Stabilisasi Kimia - Di tanah air kita lebih banyak didapatkan tanah-tanah kohesip (tanah liat) - Tanah liat tsb tidak dapat distabilkan dengan cara stabilisasi mekanis - Untuk dapat memanfaatkan tanah liat tsb secara ekonomis, dipakailah “stabilizing agent” - Stabilizing agent untuk tanah liat antara lain Portland Cement, hydrated lime, bitumen, fly ash dll. a. Stabilisasi dengan Cement

- Stabilisasi dengan menggunakan Portland Cement (PC) yang ditambahkan ke tanah yang sudah dibuat pulverized (= “mawur”) - Tanah yang akan distabilisasi dengan PC harus dapat dihancurkan dengan baik - Tanah liat yang berupa gumpalan-gumpalan basah dan besar sukar dicampr dengan PC (banyak cement tidak sempat bereaksi dengan butir-butir tanah liat dan menyebabkan naiknya kadar cement yang diperlukan) - Untuk membatasai jumlah yang diperlukan, perlu mencampur tanah liat dengan kapur terlebih dahulu agar tanah tsb dapat mudah dimawurkan - Termasuk didalam kategori ini adalah tanah liat dengan fraksi No.200 melebihi 50%, LL melebihi 50% dan PI > 25% - Batas-batas yang dianjurkan: * Ukuran butir tanah max: 3 “ * Fraksi lewat ayakan No.4 ≥50% * Fraksi lewat ayakan No.40 ≥15% * Fraksi lewat ayakan No.200 ≤50% * Liquid Limits (LL) ≤ 40% * Plasticity Index (PI) ≤ 18% -

-

Soil cement ini terutama banyak dipakai pada base dan subbase Faktor yang mempengaruhi Soil Cement adalah: * Type tanah * Kadar Cement * Kondisi pencampuran dan pemadatan * Waktu Curing Faktor utama yang menentukan banyaknya cement adalah type dari pada tanah: * jika kadar cement terlalu sedikit à soil improvement * Jika kadar cement cukup besar (Optimum), di samping perbaikan sifat tanah juga diharapkan dapat meningkatkan kekuatan tanah semula

b. Stabilisasi dengan kapur (Lime Stabilization) - Lime yang digunakan pada stabilisasi tanah

Lime Stone (Ca CO3) High Calcium lime

Dolomite (MgCO3) Dolomitic Lime

* Ca CO3 ----------à CaO + CO2 (High Calcium Quick Lime) ≈ 900°C CaO + H2O -------à Ca(OH)2 (Hydrated Lime Calcium = Calcium Hydroxide) -

Keduanya, High Calcium Lime dan Dolomitic Lime telah berhasil dipakai untuk stabilisasi tanah Pada stabilisasi kapur terdapat 2 macam lime: Quick Lime dan Hydrated Lime

-

Dengan Hydrated Lime, stabilisasi bisa dilaksanakan lebih mudah tetapi hasilnya kurang jika dibandingkan dengan dengan quick lime yang lebih efektif - Perubahan fisik yang terjadi akibat stabilisasi dengan kapur pada tanah liat: * Plasticity Index akan berkurang * Plastic Limit akan bertamabah * Liquid Limit akan berkurang (PI = LL – PL) * Sifat kembang dan susutnya berkurang * Strength bertambah - Pelaksanaan di lapangan sama dengan stabilisasi cement, hanya disini tidak ada batas waktu karena reaksi antara soil dan lime sangat lambat - Banyaknya lime yang digunakan: 2 – 10 % berat - Perbedaan pengaruh curing time pada compressive strength untuk silty clay:

C. Stabilisasi dengan bahan aspal (Bituminous Stabilization) Aspal adalah suatu material yg bersifat adhesive(mempunyai daya rekat yg kuat) Kalau yang distabilisasi clay (tanah yang cohesive)à tanah lebih water proof Kalau yang distabilisasi sand (tanah granular) à bitumen akn mrpkn bhn pengikat Ada 2 macam campuran: * Sand bitumen * Soil biumen Sand Bitumen • Type sand yang digunakan: well graded yang bebas clay • Jika yg distabilisasi clean cohesionless sandàmk perlu ditambah fines material utk menambah angle of internal friction • Type bitumen yang digunakan: cut back atau emulsion Soil Bitumen Type bitumen yang digunakan: Cut-back: RC, MC, SC Emulsion: MS, SS Stabilisasi Tanah dengan Cement & Flay ash Fly ash dapat dibagi menjadi 2 kategori: 1. Fly ash class-C atau Self Hardening * Fly ash dengan high calcium content * Akan bereaksi dengan air membentuk cementitious product tanpa penambahan lime

2. Fly Ash Class-F * Fly ash dengan low calcium content * Memerlukan penambahan lime dan / atau cement untuk membentuk cementitious product Keuntungan menggunakan fly ash pada aplikasi geotechnical Engineering, seperti soil improvement untuk konstruksi jalan / konstruksi embankment adalah dr segi * ekonomi * lingkungan * selain mngurangi shrinkage-cracking problem pd pnggunaan cement sj sbg bhn stabilisasi