unit 21 ( kaedah memperbaiki sifat2 tanah )

Upload: zara-nabilah

Post on 07-Apr-2018

274 views

Category:

Documents


0 download

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