Transcript Pemadatan - Dinas Bina Marga dan Pengairan Kab. Pacitan

Copyright©2001
Pemadatan Tanah
Merupakan teknik perbaikan tanah, dimana tanah
dipadatkan menggunakan tenaga pemadat luar.
Tenaga
pemadat
+ air =
SIVA
1
Copyright©2001
Pemadatan dimaksudkan untuk merapatkan antar butiran
tanah sehingga diperoleh perbaikan pd engineering
performancnya misalnya kuat geser yang lebih tinggi
SIVA
Copyright©2001
Pemadatan Tanah
Definisi :
Proses menaikkan berat volume tanah dengan cara mendesak tanah
dengan energi mekanis agar partikel solid pada tanah lebih memadat dan
menjadi kompak serta mengurangi partikel udara yang mengisi rongga
pada massa tanah.
Tujuan :
• mengurangi kompresibilitas
• menaikkan kekuatan tanah
• mengurangi potensi likuifaksi
• mengontrol shrinkage dan swelling
• mengurangi hydraulic compressibiliy/permeabilitas
• menaikkan daya tahan terhadap erosi
• mengontrol resilience properties
Kepadatan tanah yang tinggi bukanlah tujuan utama pemadatan.
Kepadatan tanah yang tinggi hanya penting jika menghasilkan perbaikan
perilaku tanah sehubungan dengan engineering performance.
SIVA
Copyright©2001
Teori Pemadatan Tanah
Berat Volume
Kering
(gd)
Zero air voids
(saturasi = 100%)
Berat Kering Maksimum
gd 
Gsg w
1  wG s
Usaha Pemadatan
Tinggi
Gs = specific gravity tanah
Usaha Pemadatan
Rendah
Kadar Air Optimum
Kadar Air (w)
SIVA
Kurva Pemadatan
Copyright©2001
Teori Pemadatan Tanah
1. Lubrication Theory
air sebagai
pelumas
mengapung
2. Double Layer Water Deficiency Theory
gaya tolakmenolak antar
partikel
3. Effective Stress Theory
SIVA
mengapung
Copyright©2001
Lubrication Theory
• Untuk suatu energi pemadatan, penambahan air akan memperlicin butir-butir
tanah untuk ber-relokasi sehingga akan menaikkan gd.
• Di sisi kanan dari wopt pada kurva pemadatan, penambahan air akan
mengapungkan butir-butir tanah yang akan menyebabkan penurunan gd.
• Pemadatan menyangkut pendesakan udara dalam pori-pori tanah. Rongga
udara di sisi kanan wopt adalah discontinuous, sehingga tidak mungkin untuk
mendesak seluruh udara keluar dari pori. Akibatnya tidak tercapai s = 100%
dengan pemadatan.
SIVA
Copyright©2001
Double Layer Water Deficiency Theory
• Penambahan kadar air akan membuat double layer mengembang sehingga
gaya tolak antar partikel bertambah. Akibatnya tanah menjadi dispersive,
mudah be-relokasi, dan particle packing menjadi lebih efisien.
• Penambahan air setelah wopt tercapai akan mengapungkan butir-butir tanah
dan menurunkan gd.
SIVA
Copyright©2001
Effective Stress Theory
• Tanah akan memadat supaya dapat memikul beban-beban saat pemadatan
(compactive pressure). Pemadatan tanah ini diikuti dengan pertambahan
kekuatan tanah.
• Pertambahan kekuatan tersebut diakibatkan oleh kenaikan effective stress,
kenaikan confining stress, dan penurunan tegangan air pori.
• Tanah berhenti memadat ketika bearing capacity tanah sama dengan bebanbeban saat pemadatan.
SIVA
Copyright©2001
Tanah lebih stabil pada
keadaan lebih padat
Tanah padat antara lain
ditandai dg nilai CBR
yang lebih tinggi dan
kuat geser yang lebih
tinggi
SIVA
Copyright©2001
Pola Umum Hubungan Kepadatan vs Kadar Air
SIVA
Copyright©2001
Kurva Zero air void
Kepatan kering
(d)
- Kurva kepadatan pada 100% jenuh air
Zero air void curve (S=100%)
Eq :  d 
S<100%
Gsw
1  wG s
S>100% (impossible)
Semua titik pengujian pemadatan harus
berada di sisi kiri kurva ZAV
Kadar air
SIVA
11
Copyright©2001
Efek Upaya Pemadatan
Kepadatan
kering (d)
Peningkatan upaya
pemadatan menyebabkan:

E2 (>E1)

Penurunan kadar air
optimum
Peningkatan kepadatan
kering maksimum
E1
Kadar air
SIVA
12
Copyright©2001
more dispersed fabric
Kepadatan
kering (d)
Pemadatan dan tekstur lempung
Kadar air yang tinggi atau
usaha pemadatan yang tinggi
memberi tekstur yang lebih
dispersed.
more dispersed fabric
Kadar air
SIVA
13
Copyright©2001
Perilaku Tanah Pasir yang Dipadatkan
•
Secara umum semakin padat adalah semakin baik.
•
Kepadatan Relatif adalah faktor utama yang mengontrol :
- kompresibilitas
- kekuatan
- potensi likuifaksi dan
- modulus deformasi
SIVA
•
Kadar air pada umumnya tidak begitu penting, kecuali untuk pasir jenuh
yang memikul beban dinamis (bahaya likuifaksi).
•
Selain kepadatan relatif, perilaku tanah pasir sangat bergantung pada
confining pressure dan kondisi fabric.
Copyright©2001
Perilaku Tanah Pasir yang Dipadatkan
 Kurva Pemadatan untuk Tanah Pasir
•
Kepadatan yang lebih tinggi dapat diperoleh bila pasir adalah kering atau
basah. Tetapi pada region C, tegangan kapiler antar butiran menjadi
semacam kohesi yang menahan butiran untuk ber-relokasi dan memadat.
•
Vibrasi adalah metode paling efektif untuk pemadatan pada tanah berpasir.
gd
S = 100%
Region C
0
SIVA
Water Content (w)
Copyright©2001
Tipe Tanah
•
Tipe tanah seperti distribusi ukuran butiran, bentuk butiran tanah, specific gravity serta
jumlah dan tipe kandungan mineral lempung merupakan faktor penting yang mempengaruhi
kadar air optimum (woptimum) dan berat volume kering maksimum (gd maksimum).
•
Berat Jenis Kering Tanah (gd)
Sandy Silt
SIVA
Silty Clay
Heavy Clay
Poorlygraded sand
Kadar Air (w)
Pada tanah pasir, berat volume kering tanah
cenderung untuk menurun pada saat awal
penambahan air. Kemudian pada saat
mencapai kadar air tertentu, berat volume
kering tanah akan bertambah hingga
mencapai nilai maksimum. Penurunan nilai
berat volume kering tanah pada saat awal
pertambahan kadar air
disebabkan oleh
efek tarik kapilaritas. Pada saat kadar air
masih rendah, gaya tarik kapilaritas pada air
akan menyebabkan partikel tanah cenderung
bergerak dan memadat.
Copyright©2001
Hubungan Kadar Air dengan Berat Isi Kering untuk Delapan Jenis Tanah yang
Dipadatkan Menurut Metode Standard Proctor (Johnson dan Sallberg, 1960)
SIVA
Copyright©2001
Perilaku Tanah Lempung yang Dipadatkan
•
Secara umum sifat-sifat mekanis dari lempung yang dipadatkan bergantung
pada :
- cara pemadatan
- energi (compactive effort)
- kadar air saat pemadatan
- perubahan kadar air dan volume setelah pemadatan
SIVA
•
Pemadatan dengan kadar air lebih rendah dari kadar air optimum (wopt)
akan menghasilkan struktur tanah yang flocculated dan aggregate.
•
Pemadatan dengan kadar air lebih besar dari kadar air optimum (wopt) akan
menghasilkan struktur tanah yang deflocculated dan disperse.
Copyright©2001
Perilaku Tanah Lempung yang Dipadatkan
 Prinsip Pemadatan yang Menyangkut Hubungan antara Struktur
dan Perilaku Tanah Lempung
Pemadatan di sisikiri kadar air optimum (wopt) menghasilkan struktur
lempung yang flocculated.
gd
gd
flocculated
dispersed
random
wopt
SIVA
Water Content (w)
parallel
wopt
Water Content (w)