Tekanan Kembang Tanah Lempung Ekspansif Terhadap Pile Heaving

Supriyono, Ir.,MT., Prof. (ret). Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip.H.E, DEA.

2014 | Disertasi | S3 Teknik Sipil

Tanah lempung ekspansif pada umumnya mempunyai potensi kembang dan susut besar, ditandai adanya perubahan volume yang disebabkan perubahan kadar air. Jenis tanah lempung ini mempunyai kandungan mineral dengan potensi kembang tinggi. Jenis fondasi yang digunakan untuk mendukung beban dapat fondasi telapak atau fondasi tiang (mini pile), sehingga perlu diketahui gaya-gaya yang bekerja pada fondasi tersebut. Faktor utama kerusakan bangunan diakibatkan oleh gaya heave tanah ekspansif. Besarnya kekuatan kembang dan susut tanah lempung ekspansif pada umumnya tidak sama/tidak merata, sehingga dapat menyebabkan heave dan cracking pada perkerasan jalan raya, heave dan bukling pada slab lantai, heave dan bukling pada lining canal. Tiang dipancang pada tanah lunak menerima beban relatif kecil, sehingga tiang akan terangkat ke atas. Fenomena ini penting untuk diteliti, pengaruh tekanan kembang vertikal terhadap terangkatnya tiang ke atas (pile heaving) perlu diketahui secara pasti, baik didasarkan pada analisis data di laboratorium maupun data di lapangan, sehingga materi ini sangat menarik untuk diteliti dan dapat dikembangkan lebih lanjut. Penelitian tekanan kembang dilakukan pada tanah daerah Tuksono, Krebet, Wates, Kulonprogo yang berjenis tanah CH (clays of High Plasticity). Penelitian menggunakan model box (120 cm x 120 cm x 120 cm) yang diisi pasir setinggi 40 cm (jenuh air/zona stabil) dan 80 cm diisi tanah CH yang dipadatkan dan dipancangkan tiang baja diameter 10 cm yang dengan strain gauge yang dipasang di dalam dan di luar tiang untuk mengukur tekanan kembang. Tekanan kembang vertikal dapat diketahui dari strainmeter (strain indicator) yang dihubungkan dengan strain gauge. Tekanan kembang total dapat diketahui dengan memasang proving ring di bagian atas tiang. Selanjutnya dilakukan uji model empat tiang baja diameter 10 cm dengan panjang tiang masing-masing 20 cm, 40 cm, 60 cm, dan 80 cm, hanya dipasang proving ring. Untuk uji kadar air menggunakan gypsum block yang di tanam dalam tanah sehingga tidak merusak struktur tanah. Sedangkan untuk mengetahui tahanan gesek satuan antara tanah dan pelat baja digunakan alat uji geser langsung dengan variasi kadar air, kedalaman sesuai model tiang. Hasil penelitian memperlihatkan pengukuran kadar air dengan gypsum block untuk jenis tanah CH, nilai kadar air digunakan persamaan kalibrasi Y=0,1124X+25 (Nilai X merupakan nilai KS-D1 dan nilai Y merupakan nilai kadar air tanah). Perilaku kembang termasuk tekanan kembang dipengaruhi oleh kadar air dan kedalaman. Tekanan kembang (fs(SG)) dapat mengangkat tiang sehingga berpengaruh terhadap pile heaving dan terjadi pada zona aktif. Tekanan kembang dan kohesi tanah (c) dapat dikorelasikan menjadi fs(SG) = 0,05 x c kN/m2. Tahanan gesek satuan hasil uji model tiang dan geser langsung dapat prediksi fs(p)=1,468 x fs(GL) dan tahanan gesek satuan ini dikorelasikan dengan kohesi tanah, dapat menghasilkan fs= 0,00224 x c kN/m2.

The expansive clay have and high of swelling that it is caused by deferensiate of water content. Footplate and mini pile can be used for load support. Main factor of building destroy is caused by heaving of expansive clay. State number of swelling is not equal, that caused heaving and cracking at the Highway Road, Concrete Slab and Lining Canal. On soft soil, the pile foundation support a little load, that it will be lifting up. According to the reason above are important, the research related to the effect of swelling on the lift up of piles. Swelling research was done, that is used high plasticity clay from Tuksono, Krebet, Wates, Kulon Progo. The research model is used box 120 x 120 x 120. The box content of 40 cm sand, 80 cm high plasticity clay with compressed. Also, it is used the pile model φ 10 cm. The number of vertical swelling find out from the strainmeter conect to the straingauge. The proving ring provider the total swelling on first part of pile. The research use some models. There are variable of pile φ 20 cm, 40 cm, 60 cm, and 80 cm. In this research, the water content test use the gypsum block. Shear resistant found out from shear test tool, water content are depth of pile. The result show the equation of water content test with gypsum block is y = 0,1124x+ 25. Characteristic of swelling pressure is affected by water content and depth. Swelling pressure affect pile heaving at active zone. Relationship swelling pressure and cohesi are show 0,05 x c kN/m2. Unit of shear resistance and direct shear can be prediction use fs(p) = 1,468 x fs(GL), and unit of shear resitance and cohesi is fs = 0,00224 x c kN/m2.

Kata Kunci : lempung ekspansif, pile heaving, gypsum block, strain gauge, kohesi, tekanan kembang, tahanan gesek satuan, zona aktif, expansive clays, pile heaving, gypsum block, strain gauge, cohesi, swelling pressure, unit of shear resistance, active zone