PELATIHAN PENANGANAN TANAH PROBLEMATIK PADA STRUKTUR JALAN VOL

PELATIHAN PENANGANAN TANAH PROBLEMATIK PADA STRUKTUR JALAN VOL- 4 PUSDIKLAT JALAN, PERUMAHAN, PERMUKIMAN, DAN PENGEMBANGAN INFRASTRUKTUR WILAYAH Medan, 27 – 30 Agustus 2018 1

Keruntuhan Lereng Timbunan Dalam 2

Parameter kuat geser 3

Penurunan dan Keruntuhan Pondasi Terzaghie Theory 4

Teknologi Penanganan Tanah Problematik Pemantauan kinerja instrumentasi q Perbaikan karakteristik tanah Tanah lunak, (stabilisasi, penggantian tanah gambut, material) tanah ekspansif q Transfer beban (tiang, dan serpih stabilisasi) q Percepatan penurunan (PVD dan Vacuum) Kajian terhadap hasil uji laboratorium (klassifikasi, kekuatan durabilitas) q Daya dukung (nilai kuat geser tanah) q Penurunan (permeabilitas dan kompresibilitas) 5

Data yang diperlukan 6

DESKRIPSI DAN KLASSIFIKASI TANAH DALAM PEMBANGUNAN JALAN DAN JEMBATAN 7

PENGUJIAN TANAH DI LABORATORIUM A. KLASIFIKASI : Berat jenis, berat isi, kadar air, saringan dan hidrometer, batas-batas atterberg B. KEKUATAN Triaksial, geser langsung, kuat tekan bebas, pemadatan dan CBR C. PEMAMPATAN Konsolidasi 8

Pengujian Laboratorium untuk mendukung analisa kemantapan jalan � Uji berhubungan dengan Klasifikasi � Klasifikasi : ASTHOO – CASSAGRANDE CLASIFICATION – GROUP INDEX Analisa gradasi saringan Analisa gradasi hidrometer � Indeks testing : uji batas konsistensi atterberg � Uji berhubungan dengan kekuatan tanah � � PL: plastik limit LL: liquid limit PI: Plastisitas tanah SL: susut tanah m/c: kadar air tanah Kepadatan CBR Uji parameter geser : Triaxial, UCS dan Direct Shear Uji berhubungan dengan durability atau keawetan dan keandalan konstruksi � � � Uji perilaku tanah Uji sifat kimia dan fisik tanah Nilai kepadatan tanah DR : density Relative 9

Klasifikasi tanah/agregat Dapat membedakan jenis-jenis tanah � Mengetahui klasifikasi tanah menurut AASHTO dan USCS � Sistem klasifikasi yang sering digunakan adalah a. Klasifikasi tanah menurut USCS (Unified Soil Classification System ) b. Klasifikasi tanah menurut AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials ) � 10

KLASIFIKASI TANAH BERDASARKAN UNIFIED SOIL CLASSIFICATION SYSTEM (USCS) (SNI 03 -6371 -2000) 11

Klasifikasi USCS 12

Klasifikasi USCS 13

� � Golongan tanah diberi simbol golongan yang terdiri dari 2 huruf. Simbol huruf pertama merupakan komponen utama tanah, yaitu: - G GRAVEL = kerikil - S SAND = pasir - M MO = pasir sangat halus MJALA = lanau - C CLAY = lempung - O ORGANIC = tanah organik berbutir halus - Pt PEAT = gambut 14

� Simbol huruf kedua menerangkan simbol huruf pertama, yaitu: a) Untuk tanah berbutir kasar (G, S): - W WELL = bergradasi baik - P POOR = bergradasi jelek - M MO = mengandung lanau - C CLAY = mengandung lempung b) Untuk tanah berbutir halus (M, C): - L LOW = batas cair rendah, LL < 50% - H HIGH = batas cair tinggi, LL > 50% 15

KLASIFIKASI USCS - CASSAGRANDE Digunakan untuk membedakan jenis lempung dari jenis lanau 16

Sistem Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO 17

KLASIFIKASI TANAH MENURUT AASHTO dan USCS - Cassagrande (SNI 03 -6797 -2002) Tanah terbagi ke dalam 7 golongan, yaitu A-1 sampai A-7 � A-1 s. d. A-3 lolos saringan No. 200 < 35% � A-4 s. d. A-7 lolos saringan No. 200 > 35% � Berdasarkan besar butir: Kerikil fraksi lolos saringan 75 mm (3 in), tertahan saringan No. 10 (2 mm) US sieve Pasir fraksi lolos saringan No. 10 ( 2 mm), tertahan saringan No. 200 (0, 075 mm) US sieve Lanau & lempung fraksi lolos saringan No. 200 US sieve � 18

KLASIFIKASI USCS - AASTHO 19

KLASIFIKASI USCS - CASSAGRANDE 20

KLASIFIKASI Group - Index � GI (Group Index) untuk mengevaluasi kualitas tanah untuk bahan tanah dasar jalan. - menggunakan rumus empiris: GI = (F-35)[0, 2+0, 005(LL-40)]+0, 01(F-15)(PI-10) Persentase bahan lolos saringan No. 200 Batas cair Indeks plastisitas - atau menggunakan Group Index Chart 21

Grafik Group Index (GI) Indikasi GI Baik sekali A-1 -a (0) Baik (0 -1) Cukup (2 -4) Jelek (5 -9) Sangat Jelek (10 -20) PI=21 lolos # 200 = 82 % PGI= 8, 9 PGI = 7, 4 LL=38 22

Kalsifikasi 23

Ukuran butiran tanah 24

Klasifikasi UCS cassagrande 25

PENENTUAN MATERIAL BAHAN JALAN DAN TANAH DASAR (SUBGRADE) 26

3 tipe grafik pembagian butir: � Tipe 1 WELL GRADED ukuran butir terbagi merata � Tipe 2 POORLY/UNIFORM GRADED ukuran butir sebagian besar sama � Tipe 3 GAP GRADED ukuran butir merupakan kombinasi dua atau lebih diameter yang sama 27

Tipe-Tipe Grafik Pembagian Butir 0, 02 D 10 pada tipe grafik pembagian butir well graded 0, 05 0, 55 D 30 pada tipe grafik pembagian butir gap graded D 60 pada tipe grafik pembagian butir uniform graded 28

Kapadatan TANAH BERBUTIR KASAR � Diperoleh dengan membuat grafik pembagian butir dan perhitungan Cu & Cc sebagai berikut: Koefisien keseragaman diameter butir pd 60% yg lolos diameter butir pd 10% yg lolos diameter butir pd 30% yg lolos Koefisien kelengkungan 29

Contoh Hasil uji saringan 30

Grafik Pembagian butir 31

Penentuan Diameter yang lolos 32

agregat 33

Perhitungan nilai Cc dan Cu untuk Tanah Timbunan � Cu < 5 distribusi besaran butir seragam � 5 < Cu < 15 distribusi besaran butir tidak seragam � Cu > 15 bergradasi baik Tanah A (D 30)2 (3, 5)2 Cc = -------- = 1, 62 (1<Cc<3) ok D 10 x D 60 0, 47 x 16 Cu = D 10 x D 60 = 0, 47 x 16 = 7, 52 (Cu>4) ok Kerikil bergradasi baik (GW) 34

PENANGANAN STABILITAS TIMBUNAN PADA TANAH PROBLEMATIC 35

Jenis pengujian di Laboratorium klasifikasi ♦ Analisa saringan + Hidrometer ♦ Uji batas Atterberg q Kekuatan q q Compaction dan CBR q UCS, direct shear (geser langsung), Triaxial q Durabilitas q Konsolidasi q Kekerasan dan bentuk / sifat butiran (utk jalan) q Sifat kimia dan fisik tanah/agregat batuan 36

Correlations between N-SPT values, Nilai Konus qu and soil properties Consistency Very Soft Medium Stiff N 0 to 2 2 to 4 4 to 8 qu (k. Pa) < 25 25 to 50 50 to 100 Stiff Very Stiff Hard 8 to 12 15 to 30 > 30 100 to 200 to 400 > 400 37

Nilai korelasi tanah timbunan dan subgrade 38

DCP – Dynamic Penetrometer Test 39

Konus Sondir CPT atau DCP (Dutch Cone Penetrometer) 40

Pemboran dgn BOR Mesin Bor mesin Mata bor Penumbuk SPT 41

Pengujian SPT 42

DCP (Dutch Cone Penetrometer) sondir Tanah Gambut -- Cu = qu/2 ---- qu (nilai UCS) Cu = qc/(10 – 20) ---- qc (nilai sondir) 43

Nilai kohesi Konsistensi Sangat lunak < 12, 5 Lunak Sedang Kaku (stif) 12, 5 – 2. 5 25– 50 50– 100 Sangat Kaku (stif) 100 – 200 Keras CU (k. Pa) > 200 44

Uji Nilai Kekuatan Geser 45

Perbedaan Uji Kuat Geser 46

Hubungan antara qc dan cu 47

Hubungan korelasi qc vs N-SPT DR 48

Hubungan korelasi N-SPT vs qc dan dry density St = quu/qur 49

Stabilitas Timbunan 50

Daya dukung tanah qu = c Nc + γ Df Nq + 0, 5 γ B N γ 51

Penurunan Timbunan 52

Penanganan tanah problematik Vertical drained Perkuatan geosyntetic 53

Konstruksi timbunan Perkuatan Matras dengan Geosintetic Penggantian material dengan replacement 54

Penanganan Tanah Problematik utk timbunan jalan Cerucuk dan timbunan ber-tiang Stabilisasi: q Capping layers q Perbaikan dan peningkatan DD tanah lunak q Blok System q Coloumn System 55

Pile Slab – Slab on Piles Cengkareng Toll Road Tumbang Nusa kalteng Counter weight 56

Penurunan : besar dan lama penurunan 57

Permasalahan Daya Dukung Tanah dan Penurunan Timbunan pada soft soil Terzaghie theory Boussinesq theory Terzaghie theory deformasi Boussinesq theory - tegangan 58

Perbedaan Timbunan dan Pondasi bangunan 59

Keruntuhan deformasi (terzaghie theory) H Bidang keruntuhan akan semakin dalam, sesuai dengan kedalamn dan konsistensi tanah lunaknya 60

Progress Tahap Konstruksi penurunan 61

Percepatan penurunan PVD Sand column Stone column PVD + surcharge PVD + vacuum consolidate Kedalaman fungsi: - Sterss tegangan di dalam tanah - Deformasi didalam lapisan tanah 62

80 k. Pa Utk mencapai U 90% Vacum consolidation 63

Teknologi Pengurangan Beban Timbunan ringan Tinggi / beban timbunan kritis 64

Penanganan dengan reinforced q Galar Kayu q geogrid Kedalaman mengikuti Stone Column deformasi yang terjadi Sand Column Terzaghie/ Boussinesq 65

Batas Tanah Ekspansif

Mekanisme keruntuhan Tanah Ekspansif Cracks

Kronologi Terjadinya Retakan pada tanah Ekspansif (a) Penanganan tanah ekspansif dengan geomembrane (b) Penanganan tanah ekspansif dengan dibungkus

Teknologi Penanganan Tanah Ekspansif Beberapa teknologi yang dapat diterapkan untuk mengatasi permasalahan tanah ekspansif adalah 1. Teknologi menjaga perubahan kadar air karena akan mengakibatkan permasalahan kembang susut tanah yang salah satunya dengan geomembran 2. Teknologi pembebanan dikombinasikan dengan perkuatan timbunan agar terhindar dari keruntuhan yang diakibatkan penurunan kuat geser tanah akibat jenuh dan mengembang. 3. Teknologi dengan penggantian material atau diganti dengan stabilisasi tanah atau pembungkusan tanah timbunan untuk kedalaman tanah ekspansif yang dangkal 4. Teknologi dengan tiang pancang atau tiang dengan slab (Piled Slab Technology. Untuk penerapan teknologi ini dijumpai kendala kemungkinan: 1. Munculnya negative skin friction bila dimanafaatkan sebagai “friction bearing pile”. 2. Munculnya masalah “buckling” bila menerapkan prinsip “end bearing pile” dengan dimensi tiang yang tidak memadai. 5. Teknologi “piled slab”, kendala yang dijumpai adalah masalah biaya yang menjadi tidak ekonomis. 6. Teknologi “piled embankment” yaitu teknologi pile yang dikombinasikan dengan timbunan yang diperkuat dengan “geosynthetic” di atas tiang (piles) baik tiang pancang maupun tiang bor.

Teknologi Perkuatan Timbunan untuk Fondasi Perkerasan Jalan Teknologi Perkuatan Dasar Timbunan, penerapan Galar Kayu dan Cakar Ayam sebagai Pondasi Perkerasan Jalan terhadap differenstial Settlement

Penanganan tanah problematik 72

Teknologi Penanggulangan

Terima Kasih vol 4 74