Stabilitas Tanah sebagai Landasan Pondasi

Stabilisasi lapisan tanah adalah  suatu metode pelaksanaan untuk memperoleh karakteristik tanah sesuai dengan tujuan dan fungsi bangunan.Stabilisasi tanah dapat dilakukan dengan berbagai metode dengan memperhatikan fungsi dan pengunaan pada bangunan, jalan, jembatan dan bendungan.

Perbaikan melalui stabilisir pada lapisan tanah yang dangkal memerlukan perhatian sebagai berikut:

1. Diperlukan kekuatan yang dapat mendukung beban atau kekakuan dari tanah yang telah distabilisir.
2. Diperlukan untuk mengurangi efek stabilitas tanah dan menjamin stabilitas untuk periode yang lama.
3. Ketersediaan bahan tanah yang berdekatan pada lokasi pembangunan.
4. Dihindari pengunaan bahan tanah yang tidak memenuhi syarat teknis sebagai bahan bantu campuran gradasi.
5. Penambahan pada pemadatan yang tidak cukup
6. Diperlukan untuk konstruksi badan jalan sebagai bahan tambahan.
7. Dapat menjamin stabilitas hasil pengalian berupa lereng dan kemudahan pengangkutan.
8. Diperlukan  sebagai bahan perbaikan untuk tanah yang sangat lunak.

Metode Peningkatan Stabilitas

Jenis Stabilisasi tanah

1. Mekanis untuk mendapatkan tanah yang bergradasi baik (well graded) untuk memenuhi spesifikasi tanah sesuai speck.
2. Kimia, dengan bantuan bahan campuran dari bahanolahan parik dan hasil tambang.

Stabilitas pemadatan Tanah

Pemadatan tanah merupakan metode dasar untuk stabilitas tanah yang memiliki daya dukung rendah guna memperbaiki karakteristik mekanis tanah, permeablitas oleh berkurangnya ruang pori pada lapisan tanah.

Melalui penghamparan dan dilanjutkan pada proses pemadatan  berulang dilakukan agar memperoleh timbunan tanah memiliki kestabilan dan kepadatan, kerapatan sesuai rencana hingga mencapai kepadatan kering maksimum. Metode Pemadatan terdiri dari 4 cara, meliputi:

1. Penumbukan dengan alat Bantu kerja manual dan mekanis, pemadatan dilakukan dengan pembenturan lapisan tanah hasil penimbunan guna memperoleh kepadatan sesuai dalam CBR dalam bestek.
2. Penumbukan dilakukan berjalan dengan mesin roler pengilas dengan lajur lintasan penumbukan yang telah direncanakan dengan bantuan kadar air yang dituangkan dalam permukaan tanah yang dipadatkan, dilakukan berulang ulang sehingga tanah memiliki kualitas CBR dalam bestek.
3. Penumbukan dilakukan dengan roler pengetar lebih baik dari roler gilas karena dibutuhkan air lebih sedikit, dengan intensitas pemadatan lebih cepat, dilakukan dengan mengunakan lintasan lajur pemadatan sesuai dalam rencana kerja dan hasil pemedatan disesuaikan dengan CBR yang diinginkan.
4. Pemadatan dengan bantuanalami melalui cuaca hujan dan panas, memerlukan waktu lama, proses rtimbunan akan mengalami penurunan melalui berat sendiri.

Hal yang perlu mendapatkan perhatian dalam pelaksanaan stabilitas pemadatan tanah adalah:

1. Menghamparkan bahan secara merata  pada saat pelaksanaan timbunan tanah secara berlapis-lapis.pekerjaaan ini diklakukan agar mempermudah pemadatan sehingga dapat memperkecil penurunan akibat konsolidasi.tebal tiap lapis hamparan 20-30 cm.
2. Mengatur kadar air bahan tanah secara tepat sesuai dengan jenis dan karakteristik tanah. selama pelaksanaan pemadatan diperlukan kadar air yang disyaratkan dalam teknis, jika melampui kadar air maka diperlukan pembuatan pengendalian melalui drainase.
3. Memilih mesin penghampar dan pemadat yang cocok untuk mendapatkan pemadatan yang baik, sesuai dengan klas tandem yang digunakan sehingga hasil konsolidasi tanah dan rongga butiran dapat diminimalkan.
4. Menghindarkan lokasi pekerjaaan selama penghamparan dan pemadatan dari pengenangan atau infiltrasi air hujan.

Selama proses pemadatan pada lokasi/daerah yang masih memiliki ketinggian kurang dari ketentuan teknis, jika memerlukan tambahan tanah untuk memenuhi ketinggian level sesuai rencana maka perlu diperhatikan:

1. Timbunan harus dibuat lebih tinggi levelnya sekitar 300 mm dari level akhir yang diinginkan, dimungkinkan penurunan akibat proses pemadatan.
2. Jika pelaksanaan pekerjaan tanah mengalami penundaaan, maka sebelum pekerjaan tanah selesai diperlukan perlindungan terhadap timbunan tanah ini, khususunya jenis lempung sangat mudah sekali mengalami perubahan bentuk jika kadar airnya kurang akan menjadi retak –retak dan terurai.
3. Tanah harus dipadatkan dengan baik sesuai nilai CBR yang dimaksud dalam perencanaan, dan jika perlu diberi perlindungan ditutp bahan pelindung agar tidak menyebabkan ketidak stabilan dan sifat plastis pada timbunan.
4. Bentuk timbunan dapat dibuat pola terasiring, untuk menghindari kelangsoran pada tanah bagian atas, kemiringan disesuaikan dengan jenis tanah, dan jenis perbaikan gradasi tang sebagai tanah timbunan jalan.

Faktor yang perlu diperhaikan dalam pelaksanaan penghamparan dan pemadatan material tanah timbunan, adalah:

1. Karakteristik material timbunan.
2. Kadar air material timbunan.
3. Jenis alat pemadatan yang digunakan.
4. Massa (berat) alat pemadatan yang tergantung pada lebar roda atau plat dasar.
5. Ketebalan lapisan material yang dipadatkan dalam kondisi tidak lebih dari 2 kali ketebalan rencana.
6. Jumlah lintasan yang diperlukan dalam pemadatan.
7. Pekerjaan pemadatan tanah disesuaikan dengan tujuan dan fungsi bangunan yang akan didukung/ditopang.
8. Memilih mesin pemadat yang cocok untuk  mendapatkan pemadatan yang baik.

Perbaikan Stabilitas Dengan Penyesuaian Gradasi tanah

Stabilitas  tanah melalui penyesuaian gradasi untuk memperkuat lapisan tanah dasar melalui campuran beberapa bahan tanah yang terdiri dari beberapa ukuran fraksi tanah yang lolos uji ayakan. Penyesuaian gradasi untuk memperoleh kekuatan mekanis atau stabilitas jangka panjang.

Bahan tanah dengan bermacam ukuran butiran maksimum, dipadatkan dalam suatu keadaan kepadatan tertinggi yang stabil dengan mengadakan penyesuaian distribusi gradasi sesuai dengan formula desain teknis yang diinginkan, dilakukan uji fisik gradasi melalui proses saringan dan kepadatan material.

Pelaksanaan stabilisasi tanah di lapangan dilakukan dengan menggunakan alat pencampur mekanik yang mampu melakukan pencampuran secara homogen sampai ketebalan rencana, dimsns didalamnya dilengkapi dengan mesin alat pengontrol kedalaman, drum pengaduk (milling drum) dilengkapi dengan roda gigi dimana dapat memotong ke atas dan ke bawah serta kontrol putaran, igi pengaduk berfungsi menghaluskan bahan dan membawa ke luar tanpa segregasi dilengkapi pula oleh alat pengontrol air yang mampu mengatur penambahan air sesuai desain rencana.

Sistem pengontrol air yang mampu mengatur penambahan air sesuai dengan rencana, sistem pengontrol dikendalikan oleh seorang operator mesin dan sistem pembersih nozzle yang menjamin tidak adanya nozzle yang tersumbat, sehingga penambahan air secara akurat dan merata ke seluruh lebar jalan. Alat penebar mekanis dilengkapi dengan timbangan untuk mengetahui jumlah bahan tertebar dan merata, alat pembentu permukaan tanah (motor grader) atau penyesuaian elevasi awal dan akhir lapis stabilisasi dan truk tangki air dilengkapi pipa penebar air untuk menambahkan kadar air selama pencampuran basah (wet mixing), Jika terdapat lapis beraspal atau lapis tersemen sehingga alat pencampur (stabiliser/recleimer) mampu menggali dan menghancurkan, maka digunakan alat lain misalnya mesin penggali dingin sebelum proses pencampuran.

Pembuatan formula campuran gradasi

Formulsi csmpursn nshsm tsnsh, meliputi tahapan pembuatan rancangan campuran berdasarkan agregat, uji coba campuran sejenis alat AMP, dan selanjutnya uji fisik campuran sesuai standart ASTM.

Setelah semua tahap tersebut dilaksanakan dan telah memenuhi persyaratan, maka rancangan campuran dapat disahkan menjadi Formula campuran kerja (FCK)

Selama proses pembuatan formula campuran kerja, beberapa hal penting yang perlu mendapatkan perhatian adalah:

1. Bahan tanah yang digunakan telah memenuhi syarat spesifikasi, perhatikan kepipihan, kebersihan agregat tanah dari humus.
2. Peralatan yang digunakan laik pakai, meliputi alat pemecah batu dan saringan mekanis, unit pencampur tanah  soil mixer plan (SMP), dan alat penghampar.
3. Peralatan laboratorium yang digunakan harus memenuhi syarat, dimensi dan kalibrasi.

Tempat penimbunan agregat

Penanganan agregat ditempat penimbunan mempunyai pengaruh pada perbedaan volume metrik campuran antara FCK dengan pelaksanaan, pemisahan yang terjadi selama proses peumpukan,pemindahan dan tercampuranya dengan bahan lain.

Pemeriksaan tempat penimbunan agregat meliputi:

1. Bahan agregat tanah tidak tercampur dengan humus
2. Bahan agregat tidak mengalami segregasi atau degradasi.

Pelaksanaan penghamparan

Pengaturan perubahan ketebalan harus dilakukan secara bertahap lapis demi lapis. Selama penghamparan harus diperhatikan sebagai berikut:

1. Tentukan ketinggian hamparan dari ketebalan konstruksi secara keseleruan dalam gambar bestek .
2. Perhatikan aturan penghambaran terutama ketingguan tiap lapisan hamparan.
3. Selama proses penghamparan dan pemadatan dengan alat mekanis diperhatikan dan dihindari pengunaan air melalui pengelocoran secara berlebihan.
4. Kemiringan melintang/ lereng timbunan pada batas badan jalan harus diperhatikan untuk menghindari kelongsoran tanah hasil timbunan.

Gambar Sheepsfoot Roller

Gambar Rubber Tired Roller

Gambar Vibratory Roller

Gambar Vibro Compaction

Gambar Dynamic Compaction

Perbaikan Stabilitas bahan Kimia

Untuk meningkatkan kinerja tanah, tidak hanya pada kekuatan, tetapi juga  lingkungan dan ekonomis dalam membangun konstruksi. Diperlukan stabilisir karena:

1. Kondisi tanah yang jelek daya dukung, ditingkatkan mutu kekauatan gradasinya.
2. Bahan kemampuan pondasi yang terbatas, khususnya  tingginya plastisitas bahan pondasi, perlu diturunkan angka plastisitas tanah.
3. Pengedalian kadar air pada lapiran butiran tanah dibawah dan sekitar pondasi. Sehingga tanah tidak mudah mengisap air dan mengkondisikan tanah tidak basah berair.
4. Mendaatkan tinggi bahan lapisan tanah yang memiliki kemampuan dukung sesuai kemampuan bangunan.

Faktor pendukung dalam proses stabilisir adalah:

1. Makin meningkatkan kebutuhan pembebanan bangunan.
2. Makin modern peralatan untuk stabilisir.
3. Makin meningkatkan kesadarn pada lingkungan..

Faktor yang perlu diperhatikan dalam memilih stabilisir:

1. Kondisi iklim di wilayah dan sistem drainase dilingkungan bangunan.
2. Hasil penyelidikan tanah dilokasi.
3. Pengambilan contoh tanah dan perlakuan tanah dengan macam bahan stabilisir.
4. Penilaian hasil stabilisir.
5. Pemilihan dan alternative dari jenis stabilisir.

Kapur atau Semen

Bahan kapur, semen digunakan untuk stabilitas lapisan dangkal untuk mempunyai efek pada tanah kohesif, sedangkan semen mempunyai efek untuk merekatkan  jenis tanah berpasir atau kerikil yang mengandung sedikit butir halus.

Sebelum merencanakan pencampuran  dilakukan hal sebagai berikut:

1. Dilakukan penyelidikan tanah mengenai kadar air, gradasi dan konsistensi tanah yang akan distabilisir.
2. Penentuan bahan stabilisir sesuai denga karakteristik bahan stabilisir kapur atau semen.

Komposisi bahan

Bahan kapur jenis Lime stone (CaC03), dolomite lime (MgC03), High Calsium Lime sebagai stabilisir paling efektif dengan tanah yang mengandung pasiran atau tanah berkerikil mencapai 20-30%.

Standart tentatif valume kapur  untuk tanah berkerikil 2-5 %, untuk tanah lanau dan tanah lempung 4-8%, tanah lempung dengan debu vulkanis 6-10 % , sedangkan tanah kohesif 8-12%.

Tabel Jenis Bahan Penstabil

Tabel Persyaratan Kapur

Metode pencampuran untuk stabilisir dengan bahan kapur dan semen ada 3 jenis:

1. Metode pencampuran terpusat : tanah dicampur dengan bahan stabilisir disuatu tempat unit pengolahan campuran sejenis Mixer Plan (MP) dengan mengunakan alat mekanis yang  memenuhi standart dimensi dan kalibrasi, kemudian diangkut kelokasi pekerjaan dan dilakukan proses penghamparan dan pemadatan sesuai standar teknis.
2. Metode pencampuran dalam galian melalui cara konvensional dengan volume campuran diperlukan pada bagian ruas jalan atau lokasi bangunan tertentu. Bahan stabilisir dicampur dengan tanah pada lobang galian diaduk , kemudian dihamparkan dan dipadatkan.
3. Metode pencampuran dilokasi , bahan tanah dilakukan proses pencampuran dengan mengunakan  bahan stabilisir, kemudian dihambarkan dan dipadatkan mengunakan alat tandem dilokasi pekerjaan

Stabilitasi dengan bahan fly ash (abu halus)

1. Bahan dapat berupa asbuto mickro dengan komposisi 6-10% dari tanah kering dan bahan peremaja dari asbuton (> 10 %).dengan masa pemeraman mencapai 7 hari nilai CBR  naik 11,11, %, dan pemeraman 14 hari turun 9%, hasil penambahan asbuton mikro menyebabkan butiran menjadi granular.
2. Bahan kimia asam fosfat 12 % dari berat tanah dilapangan (WC = 33 %) setelah waktu curing 14 hari. penambahan bahan aditif akan berekasi dengan kation dan mineral tanah yang membentuk senyawa baru dan menjadi lapisan keras.
3. Bahan Abu ampas tebu sebagai bahan stabilitas tanah dasar konstruksi lapis keras lentur ( Flexible pavement), bahan sebanyak 1,2,3,4 dan 6 % dari berat tanah lunak dengan PCtype 1, sebesar 3%, dapat menurunkan nilai indek plastisitas campuran tanah tersebut dari 57,29 % menjadi 32,03 %, dengan campuran PC 3%, dan ampas tebu 3% masa pemeraman 4 hr, 2 hr, 0 hr masing memperoleh 14,78 %, 11,33 %, 7,83 %

Perbaikan dengan Grouting

Stabilitas dengan cara  grouting digunakan untuk memperbaiki tanah  tanah dasar yang terdiri dari tanah kohesif dan expansif.

Bahan stabilisir terbuat dari adonan semen dan cairan kapur, atau bahan kimia, pengunaan bahan kimia harus melalui pengawasan sesuai standart teknis agar tidak mencemari air tanah.

Jenis bahan grouting untuk stabilisir dibagi menjadi 3 jenis:

1. Bahan partikel suspensi : susu semen, cairan kapur.
2. Larutan stabilisir : Bahan inorganis seperti waterglass dan kalsium chloride dan bahan yang terdiri dari berbagai persenyawaan polymer tinggi.
3. Bahan gabungan cement dan waterglass.

Dalam memilih bahan grouting harus memperhatikan tujuan dari perbaikan tanah meliputi:

1. Untuk menghentikan rembesan air pada bendung.
2. Mencegah deformasi tanah disekeliling pondasi.untuk memperkuat bangunan –bangunan lama.
3. Memperbesar kekuatan daya dukung tanah

Cara pelaksanaan Grouting

Bahan pasta dimasukan kedalam  tabung dengan bantuan alat “ Jet hidrolik Tekanan tinggi” dengan bantuan pipa dimasukan kedalam tanah dan dibantu tekanan  sehingga dapat memasukan material adonan berupa pasta memasuki pori tanah  asli.

Gambar Pelaksanaan Grouting

Stabilitas tanah dengan pemakaian goetekstil

Bahan Geotekstil merupakan lembaran serat sintesis tenunan dengan tambahan bahan anti

ultraviolet yang dibuat untuk menanggulangi terjadinya penurunan dan perubahan landasan tanah

sebagai  pembuatan landasan jalan dan konstruksi yang lain. Geotekstil mempunyai berat sendiri

yang ringan sehingga dalam penggunaannya dapat diabaikan, namun geotekstil mempunyai

kekuatan tarik yang cukup besar untuk menahan beban yang diberikan di atasnya.

Gambar Pemasangan Geotekstil

Stabilisasi lereng dengan micropile

Sistim stabilisasi lereng dengan micropile digunakan untuk menstabilkan lereng di semua jenis tanah dan batuan. penahan tanah dibentuk dengan menghubungkan baris micropile, kadang dikombinasikan dengan ground anchor, ke dalam balok beton yang dibuat di permukaan lereng. Bekerja sebagai batang tarik dan tekan, micropile membentuk secara integral sistim stabilisasi lereng yang mampu menahan gaya penyebab kelongsoran.

Gambar Micropile