Monday, May 9, 2016

MEKANIKA TANAH : METODA PERBAIKAN TANAH

Secara garis besar, cara-cara untuk memperbaiki kondisi tanah ada tiga yaitu Ground Reinforcement Method (Metoda Memperkuat Tanah), Ground Improvement Method (Metoda Peningkatan Kondisi Tanah, dan Ground Treatment Method (Metoda Perawatan tanah).
Penulis Memposting materi ini sebagai pembelajaran buat penulis sendiri dan juga sebagai tugas perkuliahan mekanika tanah I. Karena keterbatasan sumber referensi dan pemahaman penulis sendiri di bidang ini, apabila terdapat kesalahan pada materi yang penulis uraikan dibawah harap hubungi penulis melalui komentar dibawah posting ini.

1. Ground Reinforcement Method (Metoda Memperkuat Tanah)
Adapun metoda-metoda yang biasa digunakan dalam memperkuat struktur tanah adalah sebagai berikut:
stone columns
Metoda ini digunakan pada tanah yang memiliki kohesi rendah. Metoda ini dilakukan dengan cara membuat lobang pada tanah dengan kedalaman dan selang tertentu sesuai dengan kondisi fisik tanah, yang mana kemudian dengan diisi dengan batuan yang dipadatkan dengan alat kompressor.
Stone Columns

soil nails
Metoda ini biasa dilakukan pada tanah lereng/memiliki kemiringan untuk mencegah kelongsoran. Metoda ini dilakukan dengan cara memasang pasak dari baja secara diagonal pada sisi mereng tanah untuk menahan beban dari tanah tersebut.
Soil nail wall - Soil nailing - soil nailing walls

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.

micropiles/minipiles
Metoda ini hampir sama dengan stone columns, tetapi sebagai bahan pengisi untuk penguat struktur tanah digunakan campuran beton bertulang.
Micropile construction sequence

jet grouting
metoda ini dilakukan dengan cara menginjeksikan campuran beton secara langsung pada kedalaman tertentu yang ingin diperkuat dengan alat berat.
jet_grouting

ground anchor
metoda ini digunakan 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.
Ground Reinforcement Grids | Permeable Paving Mesh | 56 sq metre ...

geosynthetic
Geosynthetic digunakan pada atas permukaan lapisan tanah bukan sebagai memperkuat struktur dibawahnya tapi untuk mendapatkan lapisan permukaan yang bagus, misalnya bebas dari becek, debu, atau kondisi lainnya.
Rotagrid - asphalt reinforcement system | ABG Geosynthetics | ESI ...

fiber reinforcement
Metoda ini sama dengan geosynthetic akan tetapi lebih spesifik dengan material yang digunakan yaitu lapisan fiber.

lime columns
metoda ini sama dengan metoda stone columns, hanya saja material pengisi yang digunakan adalah batu kapur yang memiliki sifat sementasi.

vibro-concrete columns
Metoda ini digunakan pada perlapisan tanah yang lebih dalam dengan cara menginjeksikan campuran beton dengan alat vibrasi.
Vibro replacement to form concrete columns (Keller catalogue)

mechanically stabilized earth
Metoda ini adalah salah satu desain untuk menciptakan lapisan tanah yang seimbang secara mekanis dengan memperhitungkan beban dan perlapisannya.
Mechanically Stabilized Earth Walls (MSE) & Reinforced Soil Slope (RSS ...

biotechnical
metoda ini merupakan metoda tradisional dengan menggunakan kayu untuk material penahan beban pada tanah.
Stream Bank Restoration / Relocation



2. Ground Improvement Method (Metoda Peningkatan Kondisi Tanah
Adapun metoda-metoda yang biasa digunakan dalam meningkatkan kondisi tanah adalah sebagai berikut:
deep dynamic
Metoda ini merupakan salah satu metoda dalam upaya memadatkan tanah untuk kedalaman tinggi dengan menggunakan alat berat yang dapat memberikan energi penetrasi tinggi,
Soil improvement

compaction
metoda ini adalah upaya untuk membuat lapisan tanah yang padat dengan cara memberikan tekanan mekanik secara berulang.
Ground improvement – Keller Group plc

drainage
metoda ini dilakukan pada tanah yang memiliki kadar air diatas kadar air optimal sehingga perlu dilakukan pengurasan kadar airnya dengan cara memasukkan batu kosong pada rongga tanah sehingga setelah menerima tekanan diatasnya akan menjadi tempat berkumpulnya air.
soil improvement

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.
Electrokinetic processes in the ground include an electroosmotic flow ...

compaction grouting
metoda ini sama dengan grouting pada perkuatan tanah tetapi dilakukan untuk tujuan yang berbeda yaitu untuk memperbaiki struktur tanah, sehingga penerapannya sedikit berbeda.

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.

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.
Soil Compaction Equipment - The Road Roller


3. Ground Treatment Method (Metoda Perawatan tanah)
Adapun metoda-metoda yang biasa digunakan dalam merawat kondisi tanah adalah sebagai berikut:
soil cement
metoda ini dilakukan dengan memberikan lapisan semen diatas permukaan tanah dengan tujuan untuk menciptakan lapisan yang bagus untuk aksesibilitas diatasnya.
Soil Stabilization in Maryland | Soil Cement | Construction Site ...

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

flyash
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.

dewatering
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.
Construction Dewatering | Ground/Water Treatment & Technology, LLC ...

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.
 Hazardous Waste Remediation | EGEE 110: Safety Science for the Rest of ...


vitrification
metoda ini bertujuan untuk melelehkan/memadatkan material kimia berbahaya pada tanah dengan arus listrik agar tidak mengkontaminasi bagian tanah lainnya dan bersifat hazardous.
Figure 4.13 In-situ vitrification [IAEA-2006b]

Sunday, May 8, 2016

Soal dan Pembahasan Mekanika Tanah: Analisa Butiran.



Berikut adalah contoh dan pembahasan mata kuliah mekanika tanah dengan topik analisa butiran, sumber: Braja M Das halaman 24-26. Posting ini adalah tugas kuliah mekanika tanah oleh penulis dan diharapkan bisa menjadi bermanfaat bagi pembaca.

1.1  Berikut ini adalah hasil dari analisis ayakan
 
Ayakan
USA
No.
Massa tanah yang
Bertahan pada tiap
Ayakan (gram)
4
0
10
21,6
20
49,5
40
102,6
60
89,1
100
95,6
200
60,4
Susut
31,2
      
a.       Tentukan presentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan dan gambarkan kurva distribusi ukuran butiran nya
b.      Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butiran tersebut

c.       Hitung koefisien keseragaman, Cu Hitung koefisien gradasi, Cc
Penyelesaian :
No ayakan
USA

(1)
Diameter
Ayakan (mm)

(2)
Massa tanah tertahan pada tiap ayakan (gr) (3)
% tanah tertahan pada tiap ayakan
(gr)
(4)
% lolos tanah pada tiap ayakan (gr)
(5)
4
4,75
0
0
100
10
2
21,6
4,8
95,2
20
0,85
49,5
11
84,2
40
0,425
102,6
22,8
61,4
60
0,25
89,1
19,8
41,6
100
0,15
95,6
21,24
20,36
200
0,075
60,4
13,42
6,95
Pan

31,2
6,93
0
Total

450




b.  dari grafik didapatkan
     D10 = 0.09 
     D30 =0.19  
     D60= 0.4

 c. Koefisien keseragaman 
   
    Cu = D60 / D10= 0,4 / 0,09 = 4,4

d. Koefisien gradasi 

    Cc = (D30)/ D60 . D10  = ( 0,19 )2 / 0,4 . 0,09 = 1,00


1.2.Untuk suatu tanah, diberikan:
        D10 = 0.1mm
        D30 =0.41mm
        D60 = 0.62mm

Hitung koefisien keseragaman dan koefisien gradasi dari tanah tersebut 
Penyelesaian :
·         Koefisien keseragaman

 cu= 0,61/0,1z = 6,2

·         Koefisien gradasi

cc=(D30)2  / D60 . D10= 2,71\


1.3. Ulangi soal nomor 1.2. untuk data berikut 
D10 = 0.082mm
 D30 =0.29mm
D60 = 0.51mm
Hitung koefisien keseragaman dan koefisien gradasi dari tanah tersebut 
Penyelesaian:
·           Koefisien keseragaman

cu=D60 / D10= 6,22

·         Koefisien gradasi
cc =(D30)2  / D60 . D10  = 2,01


1.4. Ulangi soal 1.1 untuk hasil analisis ayakan seperti dibawah ini
Ayakan USA
No
Massa tanah yang tertahan pada tiap ayakan (gr)
4
0
6
30
10
48,7
20
127,3
40
96,8
60
76,6
100
55,2
200
43,4
Lengser
22

a.       Tentukan presentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan dan  gambarkan kurva distribusi ukuran butiran nya
b.      Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butiran tersebut
c.        Hitung koefisien keseragaman, Cu
d.      Hitung koefisien gradasi, Cc

penyelesaian :
  

No ayakan
USA

(1)
Diameter
Ayakan (mm)

(2)
Massa tanah tertahan pada tiap ayakan (gr)
(3)
% tanah tertahan pada tiap ayakan
(gr)
(4)
% lolos tanah pada tiap ayakan (gr)
(5)
4
4,75
0
0
100
6
3,35
30
6
94
10
2
48,7
9,74
84,26
20
0,85
127,3
25,46
58,8
40
0,425
96,8
19,36
39,44
60
0,25
76,6
15,32
24,12
100
0,15
55,2
11,04
13,08
200
0,075
43,4
8,68
4,40
Pan

22
4,40
0,00
Total

500



b.          D10 = 0.125
 D30 =0.31  
 D60= 0.95 

c. Koefisien keseragaman

  Cu = D60 / D10= 0,95 / 0,125 = 7,6
d.Koefisien gradasi

Cc=(D30 .D30)/(D60 .  D10)=(0,31 .0,31)/(0,95 .0,125) = 0,81


1.5.Ulangi soal 1.1 untuk hasil analisis ayakan seperti dibawah ini
Ayakan
USA
No.
Massa tanah yang
Bertahan pada tiap
Ayakan (gram)
4
0
6
0
10
0
20
9,1
40
249,4
60
179,8
100
22,7
200
15,5
lengser
23,5

a.       Tentukan presentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan dan  gambarkan kurva distribusi ukuran butiran nya
b.      Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butiran tersebut
c.        Hitung koefisien keseragaman, Cu
d.      Hitung koefisien gradasi, Cc
  
Penyelesaian :

No ayakan
USA

(1)
Diameter
Ayakan (mm)

(2)
Massa tanah tertahan pada tiap ayakan (gr) (3)
% tanah tertahan pada tiap ayakan
(gr)
(4)
% lolos tanah pada tiap ayakan (gr)
(5)
4
4,75
0
0
100
6
3,35
0
0
100
10
2
0
0
100
20
0,85
9,1
1,82
98,18
40
0,425
249,4
49,88
48,3
60
0,25
179,8
35,96
12,34
100
0,15
22,7
4,54
7,80
200
0,075
15,5
3,10
4,70
Pan

23,5
4,70
0,00
Total

500




b.          D10 = 0,185
 D30 =0.325  
 D60= 0.5

c. Koefisien keseragaman

Cu=D60/D10=(0,5)/(0,185) = 2,70

d.Koefisien gradasi

Cc=(D30 .D30)/(D60 .  D10)=(0,325 .0,325)/(0,5 .0,185) = 1,14


1.6. Sifat-sifat partikel suatu tanah diberikan di bawah ini. Gambarkan kurva distribusi ukuran –ukuran butiran dan tentukan persentase dari kerikil, pasir, lanau, dan lempung menurut  system MIT(table 1.3)
Ukuran
(mm)
Persentase yang lolos
0,850
100,0
0,425
92,1
0,250
85,8
0,150
77,3
0,075
62,0
0,040
50,8
0,020
41,0
0,010
34,3
0,006
29,0
0,002
23,0

Persentase butiran menurut sistem MIT
Jenis tanah
Persen %
Gravel
0
Sand
42
Sild
35
Clay
23
Total
100


1.7.  Kerjakan soal 1.6 menurut system USDA (1.3)
Ukuran
(mm)
Persentase yang lolos
0,850
100,0
0,425
92,1
0,250
85,8
0,150
77,3
0,075
62,0
0,040
50,8
0,020
41,0
0,010
34,3
0,006
29,0
0,002
23,0

Persentase butiran menurut sistem USDA
Jenis tanah
Persen %
Gravel
0
Sand
45
Sild
32
Clay
23
Total
100


1.8. Kerjakan soal 1.6 menurut system AASHTO (table 1.3)
Ukuran
(mm)
Persentase yang lolos
0,850
100,0
0,425
92,1
0,250
85,8
0,150
77,3
0,075
62,0
0,040
50,8
0,020
41,0
0,010
34,3
0,006
29,0
0,002
23,0



Persentase butiran menurut sistem AASHTO
Jenis tanah
Persen %
Gravel
0
Sand
38
Sild
39
Clay
23
Total
100


1.9.  Sifat-sifat partikel suatu tanah diberikan di bawah ini. Tentukan persentase dari kerikil, pasir, lanau, dan lempung menurut system MIT(table 1.3)
Ukuran
(mm)
Persentase yang lolos
0,850
100,0
0,425
100,0
0,250
94,1
0,150
79,3
0,075
34,1
0,040
28,0
0,020
25,2
0,010
21,8
0,006
18,9
0,002
14,0


butiran menurut sistem MIT
Jenis tanah
Persen %
Gravel
0
Sand
68
Sild
18
Clay
14
Total
100


1.10. Kerjakan soal 1.9 menurut system USDA (table 1.3)
Ukuran
(mm)
Persentase yang lolos
0,850
100,0
0,425
100,0
0,250
94,1
0,150
79,3
0,075
34,1
0,040
28,0
0,020
25,2
0,010
21,8
0,006
18,9
0,002
14,0


Persentase butiran menurut sistem USDA
Jenis tanah
Persen %
Gravel
0
Sand
71
Sild
15
Clay
14
Total
100


1.11. Kerjakan soal 1.9 menurut system AASHTO (table 1.3)
Ukuran
(mm)
Persentase yang lolos
0,850
100,0
0,425
100,0
0,250
94,1
0,150
79,3
0,075
34,1
0,040
28,0
0,020
25,2
0,010
21,8
0,006
18,9
0,002
14,0


Persentase butiran menurut sistem AASHTO
Jenis tanah
Persen %
Gravel
0
Sand
65,9
Sild
20,1
Clay
14
Total
100


1.12. Dalam suatu uji hydrometer, data-data berikut diberikan: Gs=2.70, temperature uji=220 C, L=11.9cm pada waktu t= 30menit setelah proses sedimentasi dimulai. Berapakah diameter (D) ukuran butir terkecil yang telah mengendap di luar daerah pengukuran pada waktu itu(t=30 menit)? 

Penyelesaian: 
Diketahui : Gs =2.70, 
     Temperature  =220C
      waktu   =30 menit
Ditanya : diameter?

Berdasarkan Tabel 1.7 (hal 20) didapat nilai K = 0.01199