unit 21 ( kaedah memperbaiki sifat2 tanah )
TRANSCRIPT
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
1/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/1
Di akhir unit ini pelajar dapat memahami kaedah memperbaiki
sifat-sifat tanah secara pemadatan dan pengukuhan.
Di akhir unit ini, pelajar akan dapat :
1. menyatakan kaedah memperbaiki sifat-sifat tanah
2. menerangkan kaedah memperbaiki sifat tanah secara proses
pemadatan.
3. menerangkan kaedah memperbaiki sifat tanah secara proses
pengukuhan
4. menerangkan perbezaan di antara enapan elastik dengan
enapan pengukuhan.
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
2/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/2
21.0 Pengenalan
Cuba anda lihat di sekeliling anda, semua pembinaan sama ada bangunan, jalan
raya, tembok penahan, empangan dan sebagainya dibina di atas tanah. Namum
begitu tanah natural yang kuat lagi kental jarang ditemui secara praktik. Sebab
itu, kita sering kali mendengar berlakunya tanah runtuh, cerun runtuh, tanah
mendap dan sebagainya.
Bagi mengatasi masalah ini beberapa alternatif dibuat bagi memperbaiki sifat-sifat
tanah supaya tanah stabil dan mampu menanggung beban binaan di atasnya. Di
antara kaedah memperbaiki sifat-sifat tanah tersebut adalah kaedah pemadatan,
pengukuhan dan penggunaan geosintitik. Kaedah penggunaan geosintitik akan
dibincangkan di dalam unit 22.
21.1 Pemadatan
Pemadatan dilaksanakan untuk meningkatkan beban unit bahan melalui kaedah
mekanik seperti menggelek, menguli atau menghentam. Udara dalam rongga
disingkir dan zarah tanah dipaksa menyusun dengan lebih rapat. Pemadatan
dilaksanakan untuk mempertingkatkan lagi kekuatan benteng dan subgred jalan
raya. Objektif pemadatan ialah untuk menyingkirkan udara dari jisim tanah dan
seterusnya menurunkan nisbah rongga. Nisbah rongga yang paling kecil
dikehendaki kerana faktor-faktor berikut :-
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
3/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/3
i. Kekuatan ricih maksimum berlaku apabila nisbah
rongga berada pada tahap minimum.ii. Penambahan air kepada bahan berbutir tak terikat
boleh menyebabkan pencairan.
iii. Struktur setenagah-setengah tanah laksana indung
madu yang mempunyai ruang rongga udara yang luas. Tanah
seumpama ini cenderung runtuh. Kedatangan air akan
mengurangkan daya antara berbutir, dan zarah tanah akan
menggelongsor seraya memasuki rongga-rongga kosong tadi.
Pemadatan yang secukupnya tidak akan menyebabkan masalah
enapan ketika yang begitu serius.
iv. Pemadatan juga meningkatkan sudut rintangan ricih,
daya menjeleket, dan pekali pengukuhan tanah. Sebaliknya
pemadatan menurunkan nilai pekali kebolehtelapan, keliangan,
kebolehmampatan, dan pekali pertukaran isipadu tanah.
Beberapa faktor yang mempengaruhi pemadatan, di antaranya adalah seperti
berikut :-
i. Kandungan air :
Hubungan ketumpatan kering dengan kandungan air bagi suatu
tanah jelekit adalah seperti ditunjukkan dalam rajah 21.1. Air
berperanan sebagai agen pelincir untuk membolehkan zarah tanah
menggelangsar antara satu sama lain dengan lebih cekap apabila
dipadat. Walau bagaimanapun, bagi sesuatu kaedah pemadatan,
terdapat kandungan air optimum yang boleh menghasilkan
ketumpatan kering tertinggi. Secara teori, ketumpatan tertinggi
berlaku pada rongga udara 0% atau pada garis tepuan seperti
ditunjukkan dalam rajah 21.1.
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
4/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/4
Rajah 21.1 : Graf Ketumpatan Kering Melawan Kandungan Air
ii. Tenaga pemadatan :
Untuk tanah jelekit tertentu, lengkung pemadatan piawainya
bergerak ke atas dan ke kiri apabila pemadatan meningkat.
Maknanya dengan meningkatnya ketumpatan kering maksimum,
kandungan air optimum tanah menurun. Rajah 21.2 menunjukkan
keadaan ini apabila pelantak seberat 2.5 kg dan 4.5 kg digunakan
untuk memadat tanah.
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
5/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/5
Rajah 21.2 : Graf Ketumpatan Kering Melawan Kandungan Air Untuk TenagaPemadatan Yang Berbeza
iii. Jenis tanah :
Lengkung pemadatan, seterusnya nilai ketumpatan maksimum dan
kandunganair optimum, bergantung pada jenis tanah. Untuk
sesuatu kaedah pemadatan, nilai ketumpatan kering yang tinggi
terhasil sekiranya wujud satu taburan saiz zarahan yang dapat
meminimumkan nisbah rongga tanah yang terpadat.
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
6/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/6
21.2 Pengukuhan
Pengukuhan merupakan satu proses pengaliran air keluar dari tanah tepu serta
mengurangkan isipadu dalam masa tertentu. Kadar aliran air bergantung pada
kebolehtelapan sesuatu tanah.
Bagi tanah pasir yang mempunyai kebolehtelap yang tinggi, pengaliran
diandaikan bermula dan berakhir dengan seta mertaa. Sementara bagi tanah liat
yang mempunyai kebolehtelapan yang rendah, proses pengalirannya memakan
masa yang lama. Sebab itu, proses pengukuhan biasanya dikaitkan dengan tanah
liaat.
21.2.1 Analogi Omboh dan Pegas
Konsep pengukuhan akan lebih mudah difahami dengan menggunakan analogii
omboh dan pegas sebagaimana yang diterangkan oleh Terzaghi dan Peck (1948).
Sistem omboh dan pegas adalah seperti ditunjukkan seperti rajah 21.3.
Rajah 21.3 : Analogi Omboh dan Pegas
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
7/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/7
Katakan sebuah silinder yang licin dilengkapkan dengan injap dan omboh yang
kedap air. Pada mulanya, sistem omboh dan pegas ini berada dalam keadalam
seimbang dengan injapnya tertutup. Tegasan asal di atas omboh ialah o dan
tekanan air uo. Kemudian beban , ditambah ke atas omboh. Dalam keadaan
injap tertutup, isipadunya tidak berubah. Ini bermakna keseluruhan beban
tambahan, , disangga oleh air, bukannya oleh pegas. Tekanan air bertambah
sebanyak .
Apabila injap dibuka, air mula keluar dan tekanannya berkurangan sehingganilainya yang asal, uo, tercapai. Semasa air mengalir keluar, isipadu berkurangan
dan beban tambahan disangga oleh pegas. Keseluruhan disangga oleh
pegas apabila tekanan air bernilai Uo. Pada masa ini, proses pengukuhan dianggap
telah tamat dan sempurna. Rajah 21.4 menunjukkan perubahan dan ,
dengan masa t, semasa proses pengukuhan.
Dalam analogi di atas, pegas diibaratkan sebagai bahan pepejal tanah dan air
adalah seperti air dalam tanah yang memenuhi rongga-rongga tanah. Injap
mengawal kadar aliran air di dalam tanah sebenar.
Ringkasnya pengukuhan adalah proses pemindahan beban secara beransur-ansur
daripada air kepadda bahan pepejal tanah, dan pada masa yang sama tekanan air
liang berkurangan dan tegasan berkesan bertambah.
Rajah 21.4
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
8/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/8
21.2.3 Jenis-Jenis Enapan
Apabila lapisan tanah dikenakan beban, perubahan bentuk akan berlaku. Oleh
sebab kawasan tanah amat besar, anjakan mendatar diandaikann tidak berlaku.
Dengan itu, sebarang perubahan bentuk yang berlaku hanyalah dalam arah tegak
sahaja. Perubahan bentuk dalam arah tegak ini dinamai enapan.
Terdapat dua jenis enapan utama iaitu enapan elastik dan enapan pengukuhan.
Maka jumlah enapan adalah hasil tambah enapan elastik dan enapan pengukuhan.
= i + c
Di mana, = Jumlah enapan
i = Enapan elastik/anjal
c = Enapan pengukuhan
(a) Enapan Elastik
Enapan elastik merupakan enapan peringkat permulaan yang berlaku
selepas sahaja beban struktur bertindak. Enapan elastik boleh dikira
dengan mengandaikan bahawa tanah adalah homogen, isotrop dan
mempunyai hubungan tegasan-terikan yang lelurus. Persamaan enapan
elastik adalah seperti berikut :-
si IvE
qB)1( 2=
Di mana, q = Tekanan di atas asas
B = Lebar atau diameter asas
E = Modulus Young
v
= Nisbah PoissonIs = Faktor pengaruh
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
9/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/9
Bahagian enapan elastik ini akan dibincangkan lebih terperinci di dalammodul C4008.
(b) Enapan Pengukuhan
Terdapat dua jenis enapan pengukuhan, iaitu :-
i. Enapan primer
ii. Enapan sekunder
Enapan primer merupakan enapan yang berlaku selepas lebihan tekanan
air liang masih berada di dalam tanah. Pengukuhan tanah berlaku di mana
kandungan air disingkirkan dari rongga tanah. Pengukuhan peringkat
primer seperti ditunjukkan dalam rajah 21.5
Enapan peringkat sekunder merupakan anapan yang berlaku selepas semua
lebih tekanan air liang sudah lesap. Pengukuhan peeringkaat sekundeer
seperti ditunukkan dalam rajah 21.5.
KetebalanSampel
Enapan Oedometer
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
10/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/10
Rajah 21.5 :
Rajah 21.5 : Graf Ketebalan Sampel Melawan Punca Kuasa Dua Masa
Ujikan kefahaman anda sebelum meneruskan input seterusnya...!!!
Ketebalan selepas 24 jam
Enapan Sekunder
Enapan Pengukuhan
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
11/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/11
Sila semak jawapan anda pada makluman dihalaman berikutnya.
Soalan 1
Nyatakan dua kaedah yang digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah.
Soalan 2
Terangkan faktor-faktor yang mempengaruhi pemadatan tanah.
Soalan 3
Terangkan secara ringkas istilah-istilah berikut :-
i. Enapan elastik
ii. Enapan primer
iii. Enapan sekunder
Jawapan 1
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
12/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/12
Dua kaedah yang digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat ialah pemadatan dan
pengukuhan.
Jawapan 2
Beberapa faktor yang mempengaruhi pemadatan, di antaranya adalah seperti
berikut :-
iii. Kandungan air :
Hubungan ketumpatan kering dengan kandungan air bagi suatu
tanah jelekit adalah seperti ditunjukkan dalam rajah 21.1. Air
berperanan sebagai agen pelincir untuk membolehkan zarah
tanah menggelangsar antara satu sama lain dengan lebih cekap
apabila dipadat. Walau bagaimanapun, bagi sesuatu kaedah
pemadatan, terdapat kandungan air optimum yang boleh
menghasilkan ketumpatan kering tertinggi. Secara teori,
ketumpatan tertinggi berlaku pada rongga udara 0% atau pada
garis tepuan seperti ditunjukkan dalam rajah 21.1.
iv. Tenaga pemadatan :
Untuk tanah jelekit tertentu, lengkung pemadatan piawainya
bergerak ke atas dan ke kiri apabila pemadatan meningkat.
Maknanya dengan meningkatnya ketumpatan kering maksimum,
kandungan air optimum tanah menurun. Rajah 21.2
menunjukkan keadaan ini apabila pelantak seberat 2.5 kg dan 4.5
kg digunakan untuk memadat tanah.
iii. Jenis tanah :
Lengkung pemadatan, seterusnya nilai ketumpatan maksimum
dan kandunganair optimum, bergantung pada jenis tanah. Untuk
sesuatu kaedah pemadatan, nilai ketumpatan kering yang tinggi
terhasil sekiranya wujud satu taburan saiz zarahan yang dapat
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
13/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/13
meminimumkan nisbah rongga tanah yang terpadat.
Jawapan 3
Enapan elastik ialah enapan peringkat permulaan yang berlaku selepas sahaja
beban struktur bertindak.
Enapan primer merupakan enapan yang berlaku selepas lebihan tekanan air
liang masih berada di dalam tanah.
Enapan peringkat sekunder merupakan anapan yang berlaku selepas semua
lebih tekanan air liang sudah lesap.
Ujikan kefahaman anda berkenaan dengan pelajaran dalam unit ini dengan
menjawab soalan-soalan berikut.
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
14/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/14
Soalan 1
Apakah perbezaan di antara proses pemadatan dan pengukuhan.
Soalan 2
Konsep pengukuhan lebih mudah difahami melalui analogi omboh dan pegas.
Dengan bantuan lakaran gambarajah, terangkan analogi omboh dan pegas
tersebut.
Soalan 3
Terangkan jenis-jenis enapan tanah yang dipertimbangkan sebelum sesuatu
projek pembinaan dilakukan.
Jawapan 1
Pemadatan ialah suatu proses penyingkiran udara dari rongga-rongga tanah.
Manakala pengukuhan adalah proses penyingkiran air dari rongga-rongga tanah.
-
8/6/2019 Unit 21 ( KAEDAH MEMPERBAIKI SIFAT2 TANAH )
15/15
PROSES MEMPERBAIKI SIFAT-SIFAT TANAH C3008/21/15
Jawapan 2Rujuk bahagian 21.2.2
Jawapan 3
Rujuk bahagian 21.2.3