inputsapliza.weebly.com/uploads/3/7/9/8/37987037/unit2.doc · web viewkuasa yang diperlukan untuk...

PENGENALAN C3008/2/1

Di akhir unit ini pelajar dapat memahami jenis-jenis ujian

penyiasatan tapak dan kaedah pengambilan sampel tanah

dijalankan.

Di akhir unit ini, pelajar akan dapat :

1. menerangkan dua daripada lima kaedah untuk

menghasilkan lubang jara dengan jelas.

2. menerangkan dua kaedah Ujian Galas Plet yang dijalankan

di atas tapak bina dengan jelas.

3. membezakan di antara sampel tanah terganggu dan sample

tak terganggu denggan tepat.

4. menerangkan dua daripada empat kaedah mengambil

sample tanah dengan jelas.


2.0 Pengenalan

Penyiasatan tapak merupakan sebahagian daripada kerja pemeriksaan tanah yang

amat penting dalam bidang kejuruteraan geoteknik. Kerja-kerja penyiasatan tapak

ini merangkumi peninjauan, pemerhatian, pengujian in-situ, pengambilan sampel

dan penentuan profil tanah. Kerja-kerja ini amat perlu bagi tujuan rekabentuk

asas dan kerja pembinaan kerana tanah mempunyai sifat tidak homogen, elastik

atau isotropik dan jenis tanah juga berubah dengan ketara pada lapisan kedalaman

50 m hingga 30 m dari permukaan tanah. Dalam BS 5930 telah menyenaraikan

tujuan penyiasatan tapak; di antaranya adalah seperti berikut :

(a) Untuk mengenal pasti sama ada tapak itu sesuai bagi kerja yang

dicadangkan.

(b) Untuk membolehkan satu rekabentuk yang selamat dan ekonomi.

(c) Untuk meramal dan mengambil langkah yang sesuai bagi

mengatasi sebarang kerumitan yang mungkin timbul semasa

pembinaan yang disebabkan oleh keadaan tanah dan keadaan

tempatan yang lain.

(d) Untuk menyiasat kejadian atau sebab berlakunya perubahan

keadaan sama ada secara semula jadi atau disebabkan oleh perkara

lain.

Dalam modul ini perbincangan hanya ditumpukan kepada bahagian ujian-ujian

penyiasatan tapak, jenis sampel tanah dan kaedah pengambilan sampel tanah.


2.1 Ujian-Ujian Penyiasatan Tapak

Terdapat beberapa kaedah ujian bagi tujuan penyiasatan di tapak. Di antaranya

adalah lubang jara, lubang ujian, ujian penusukan piawai, ujian penusukan kon

dan ujian galas plet.

2.1.1 Lubang Jara

Lubang jara adalah lubang yang dikorek untuk penyiasatan tapak. Kedalaman

lubang jara bergantung kepada keadaan jenis-jenis tanah, jenis-jenis ujian tanah

dan kaedah-kaedah penjaraan. Terdapat beberapa kaedah untuk menghasilkan

lubang jara iaitu gerimit tangan, penjaraan tukula, gerimit mekanik, penjaraan

hasil-hakis, penggerudian putar.

(a) Gerimit Tangan

Gerimit tangan boleh digunakan untuk mengorek lubang jara sedalam 5 m dengan

bantuan satu set rod tambahan. Gerimit diputar dan ditekan ke dalam tanah

dengan menggunakan gagang –T di bahagian atas rod. Terdapat dua jenis gerimit

tangan iaitu gerimit Iwan (rajah 2.1) dan gerimit heliks (rajah 2.2). Gerimit Iwan

mempunyai diameter 200 mm dan manakala gerimit heliks mempunyai diameter

lebih kurang 50 mm. Gerimit tangan biasanya digunakan sekiranya tebing lubang

tidak memerlukan sokongan dan juga tidak terdapat butiran tanah bersaiz lebih

besar daripada kerikil. Gerimit mesti selalu ditarik keluar untuk mengeluarkan

tanah. Sampel tak terganggu boleh diperolehi dengan memacu tiub berdiameter

kecil di bawah dasar lubang jara.


Rajah 2.1 : Gerimit Iwan Rajah 2.2 : Gerimit Heliks

(b) Penjaraan Tukulan

Penjaraan tukulan boleh digunakan untuk menghasilkan lubang jara bagi

kebanyakan tanah termasuklah tanah yang mengandungi batu bundar dan batu

tongkol. Biasanya julat diameter lubang jara adalah di antara 150 mm hingga 300

mm. Kedalaman maksimumnya pula adalah di antara 50 mm hingga 60 mm.

Satu rig penjaraan terdiri daripada satu derik, unit kuasa dan win yang membawa

kabel keluli yang ringan melalui satu takal di atas derik seperti rajah 2.3. Untuk

tanah keras, lubang jara dikorek dengan menggunakan pahat yang dipasang pada

rod penjaraan dan mempunyai keratan segi empat sama. Peralatan dan rod

diangkat dan dijatuhkan berselang seli oleh kabel yang dihubungkan kepada win

untuk memecahkan tanah. Pahat dan rod dikeluarkan daripada lubang jara dan

buburan (tanah bercampur dengan air bumi) disingkir menggunakan kelompang

atau bandela. Kelompang digerakkan ke atas dan ke bawah untuk mengumpul

buburan dan apabila penuh, ianya diangkat ke permukaan untuk dikosongkan.


Bagi pasir dan kerikil yang berada di bawah aras bumi, kelompang beserta bar

ajuk digunakan sebagai alat penjaraan dan pahat tidak diperlukan.

Peralatan lain yang boleh digunakan terus dengan rig penukulan ialah pemotong

tanah liat dan gerimit. Pemotong ini terdiri daripada tiub keluli dengan kekasut

pemotong dan gelang bendungan di hujungnya yang digunakan untuk penjaraan

tanah liat. Pemotong diangkat dan dijatuhkan berselang seli dengan bantuan win

dan bar ajuk yang dipasang di atas perkakas. Gerimit juga digunakan untuk tanah

liat dan beroperasi secara memutar rod penjara di permukaan menggunakan bar

celaga. Gerimit juga digunakan untuk membersihkan lubang jara sebelum

pensampelan dilakukan.

Rajah 2.3 : (a) Rig Penjaraan, (b) Rod Penjaraan dan Pahat, (c) Kelompang,

(d) Pemotong Tanah Liat


(c) Gerimit Mekanik

Gerimit digunakan bagi tanah yang lubang jaranya tidak memerlukan penyokong

dan sentiasa kering seperti tanah liat. Kuasa yang diperlukan untuk memutar

gerimit bergantung kepada jenis dan saiz gerimit itu sendiri dan jenis tanah yang

akan ditusuk. Tekanan ke bawah pada gerimit boleh dikenakan secara hidraulik,

mekanik atau menggunakan beban mati. Jenis alat yang biasa digunakan ialah

gerimit larian dan gerimit timba.

Gerimit larian-pendek terdiri daripada satu heliks dengan panjang terhad beserta

alat pemotong di bawahnya. Gerimit disambung kepada batang keluli yang

dikenali sebagai bar Kelly, yang melalui kepala rig yang berputar. Gerimit dipacu

sehingga penuh dengan tanah, dinaikkan keatas permukaan dan tanah dikeluarkan

dengan memutar gerimit kearah yang berlawanan.

Gerimit larian–terus pula terdiri daripada rod-rod dengan satu heliks yang

merangkumi keseluruhan panjangnya. Tanah dinaikkan sepanjang-panjang heliks

ke permukaan tanpa perlu dikeluarkan gerimit kepermukaan tanah.

Gerimit timba terdiri daripada suatu selinder keluli, terbuka dibahagian atas tetapi

dipasang plet asas yang mempunyai pemotong, bersebelahan dengan lubang alur

plet : bar dipasang pada bar Kelly. Apabila gerimit diputar dan ditekan ke bawah,

tanah yang tersingkir oleh pemotong akan melepasi lubang alur dan memasuki

timba. Timba yang penuh akan naik kepermukaan untuk dikosongkan dengan

melepaskan plet asas yang terengsel itu. Lubang korekan gerimit bergaris pusat

melebihi 1 m boleh digunakan untuk memeriksa strata tanah disitu.

(d) Penjaraan Hasil–Hakis

Di dalam kaedah ini, air dipam melalui satu rangkaian rod penjaraan dan

dilepaskan di bawah tekanan melalui lubang-lubang sempit di dalam pemahat


yang terpasang di hujung rod seperti rajah 2.4. Tanah akan dilerai dan dipecahkan

oleh jet air dan pergerakan pemahat yang turun naik. Zarah tanah dihakis ke

permukaan melalui ruang di antara rod dan tebing lubang jara dan dibiarkan

endap di dalam takungan.

Penjaraan hasil-hakis boleh digunakan untuk kebanyakan jenis tanah tetapi kerja

penjaraan boleh menjadi lambat sekiranya terdapat zarah yang bersaiz kelikir

kasar. Kaedah ini tidak boleh digunakan untuk memperolehi sampel tanah. Ia

hanya digunakan untuk mendalamkan lubang jara supaya sampel tiub dapat

diambil atau ujian di situ dapat dilakukan di bawah dasar lubang. Satu kebaikan

daripada kaedah ini ialah tanah di dasar lubang, kekal di dalam keadaan tak

terganggu.

Rajah 2.4 : Penjaraan Hasil-Hakis


(e) Penggerudian Putar.

Merupakan alat penggerudian yang dipasang di hujung rangkaian rod-rod

penggerudi geronggang ( seperti rajah 2.5 ) yang berbentuk bit pemotong atau bit

peneras ( bit penuras dipasang di hujung tong teras yang disambung ke rod

penggerudi ). Air atau lumpur penggerudi dipam melalui rod geronggang dan

mengalir dibawah tekanan melalui lubang-lubang sempit dalam bit atau tong.

Rajah 2.5 : Penggerudian Putar

Terdapat dua bentuk penggerudian putar, iaitu :


(i) penggerudian lubang terbuka – Biasanya digunakan untuk tanah dan

batuan yang lemah, menggunakan bit pemotong untuk memecahkan

semua bahan yang berada di dalam lingkungan garis pusat lubang.

(ii) penggerudian teras – Digunakan untuk batuan dan tanah liat keras, yang

menggunakan bit memotong lubang anulus di dalam bahan dan teras yang

tak terusik masuk ke dalam tong sebagai sampel.

Antara kebaikan penggerudian putar ialah prosesnya yang lebih cepat

dibandingkan dengan kaedah penyiasatan yang lain dan gangguan terhadap tanah

di bawah lubang jara hanyalah sedikit.

2.1.2 Lubang Ujian

Lubang ujian adalah lubang yang digali di dalam tanah sekadar untuk

memasukkan tangga. Biasanya kedalaman maksimum dihadkan kepada 4m.

Tepian lubang hendaklah diperiksa dengan teliti. Melalui kaedah ini keadaan air

tanah dapat ditetapkan dengan tepat dan sampel tanah tak terganggu diperolehi

dengan mudah. Di bawah kedalaman 4 m, penjermangan perlu dilakukan dan ini

menyebabkan kos pengorekan adalah tinggi.

2.1.3 Ujian Penusukan Piawai (SPT)

Ujian penusukan piawai merupakan ujian dinamik yang digunakan untuk

menentukan keupayaan galas bagi pasir dan kerikil. Satu tiub pemisah sampel

(split barrel sampler) berdiameter 50 mm dimasuk ke dalam tanah pada paras

tapak lubang jara dan kemudian ia diketuk masuk sedalam 450 mm ke dalam

tanah dengan menggunakan tukul seberat 65 kg dan tinggi jatuhan 0.76 m.

Bilangan hentaman dicatat untuk tusukan sedalam 300mm. Bilangan hentaman

ini dikenali sebagai nilai N. Dengan menggunakan carta Terzaghi dan Peck nilai

N yang diperolehi boleh ditukarkan kepada nilai tekanan galas yang dibenarkan.


2.1.4 Ujian Penusukan Kun (CPT)

Ujian penusukan kon merupakan ujian statik yang digunakan untuk menentukan

keupayaan galas dan juga enapan. Ia terdiri daripada satu proba kun 60o dan

ditekan masuk ke dalam tanah oleh jek pada kadar 20 mm/s dan daya yang

diperlukan untuk menekan kun (qc) tersebut diukur. Geseran ‘sleeve’ memberi

satu nilai ukuran lekatan tanah. Nilai rintangan total QT diukur bila tip kun dan

geseran ‘sleeve’ dimajukan bersama dan nilai rintangan kun QC kemudiannya

diukur sebagai nilai tip kun sendiri dimajukan. Oleh itu, nilai rintangan geseran

tepi QS diperolehi seperti berikut :-

QS = QT - QC ( 2.1 )

2.1.5 Ujian Galas Plet

Ujian galas plet adalah untuk menentukan kekuatan beban galas tanah dan juga

enapan yang berlaku pada tanah . Ia adalah lebih sesuai untuk tanah tak jelekit

berbanding tanah jelekit kerana tanah jelekit memerlukan masa yang lama untuk

pengukuhan sepenuhnya. Biasanya 2 ujian dilakukan. Plet dengan saiz yang

berbeza tetapi bentuk yang sama digunakan pada tanah berbutiran supaya enapan

asas yang dicadangkan boleh diterbitkan daripada hubungan kedua-dua plet.

Beban dikenakan mengikut tambahan (biasanya 1/5 daripada tekanan galas yang

dicadangkan) dan dinaikan sehingga 2 atau 3 kali ganda beban yang dicadangkan.

Tambahan selanjutnya hanya dibuat apabila enapan tidak dikesan dalam masa 24

jam yang berikutnya. Ukuran biasanya diambil kepada 0.01 mm dan apabila tidak

terdapat titik kegagalan yang nyata, keupayaan galas muktamat diandaikan

sebagai tekanan yang menyebabkan enapan bersamaan dengan 20% daripada

lebar plet.


Ujikan kefahaman anda sebelum meneruskan input seterusnya...!!!

Sila semak jawapan anda pada makluman dihalaman berikutnya.

Soalan 1

Terangkan kaedah gerimit tangan dan gerimit mekanik untuk menghasilkan

lubang jara.

Soalan 2

Terangkan dengan jelas dua ujian yang biasa dilakukan dalam ujian galas plet.


Jawapan 1

Rujuk kepada bahagian 2.1.1 (a) dan 2.1.1 (c)

Jawapan 2

Rujuk kepada bahagian 2.1.5


2.2 Jenis-Jenis Sampel Tanah dan Kaedah-Kaedah Pensampelan

Terdapat dua (2) sampel tanah yang boleh diperolehi dari tapak binaan iaitu

sampel terganggu dan sampel tak terganggu. Sampel tanah boleh diperolehi dari

beberapa kaedah pensampelan. Kaedah pensampelan tersebut adalah pensampel

tiub terbuka, sudu pisah piawai, tiub dinding nipis, dan pensampel piston.

2.2.1 Sampel Terganggu

Tanah terganggu merupakan tanah yang diambil tanpa mengira keadaan sebenar

tanah itu di tapak binaan. Biasanya tanah ini digunakan untuk tujuan pengkelasan

dan ketumpatan tanah. Ianya disimpan di dalam bekas yang kedap udara untuk

mengelakkan dari berlakunya pemeluwapan dan perubahan warna.

2.2.2 Sampel Tak Terganggu

Sampel tak terganggu merupakan sampel tanah yang diambil dengan keadaan

gangguan yang paling minimum bagi mengekalkan keadaan sebenar tapak

tersebut. Ia perlu simpan dalam bekas kedap udara dan penjagaan yang lebih

rapi. Biasanya sampel tanah ini digunakan untuk ujian ricih, ujian ketelapan dan

ujian pengukuhan.


2.3 Kaedah-Kaedah Pensampelan

2.3.1 Pensampel Tiub Terbuka

Ianya terdiri daripada sebatang tiub keluli yang mempunyai bebenang skru di

kedua hujungnya seperti rajah 2.6. Di satu hujung tiub dipasangkan kekasut

pemotong sementara di satu hujung lagi dipasangkan kepala pensampel yang

bersambung kepada rod penjara. Injap sehala di kepala pensampel digunakan

untuk membenarkan udara dan air keluar apabila tanah memenuhi tiub dan

menolong menahan sampel apabila tiub ditarik keluar. Pensampel boleh dipacu

secara dinamik (menggunakan beban jatuh), atau secara statik (menggunakan bicu

hiraulik atau mekanik yang dipasangkan pada rig penjaraan).

Rajah 2.6 : Pensampel tiub terbuka


2.3.2 Sudu Pisah Piawai

Sudu pisah piawai terdiri daripada satu alat pasak kekasut keluli di bahagian

bawah, tiub keluli di bahagian tengah dan alat pendua di bahagian atas. Tiub

keluli mempunyai diameter dalam dan luaran masing-masing ialah 34.93 mm dan

50.8 mm seperti rajah 2.7.

Apabila penjaraan dibuat pada kedalaman yang dikehendaki, alat pengorek atau

gerudi dikeluarkan, pensampel Sudu Pisah disambungkan pada rod penggerudi

dan kemudian diturunkan semula sehingga ke paras penjaraan. Pensampel

dipasak masuk ke dalam tanah oleh hentaman tukul yang dibuat pada sebelah atas

rod penggerudi.

Rajah 2.7 : Sudu Pisah Piawai


Berat tukul adalah 64.4 kg, dan ketinggian kejatuhan tukul tersebut adalah 0.762

m. Bilangan hentaman dicatat pada 3 sela dengan setiap sela pada kedalaman

152.4mm. Selepas pasakan dibuat dengan lengkap, pensampel dikeluarkan dari

lubang penjaraan dan kemudian kekasut keluli dan alat pendua ditanggalkan.

Sampel tanah di dalam tiub pisah dikeluarkan dan di bawa ke makmal untuk

dianalisis.

.3.3 Pensampel Berdinding Nipis

Digunakan untuk tanah yang peka kepada gangguan, misalnya tanah liat lembut

dan kelodak plastik. Pensampel tidak mempunyai kekasut pemotong yang

berasingan, sebaliknya hujung bawah tiub itu sendiri merupakan pinggir

pemotong seperti rajah 2.8. Tiub biasanya boleh dipacu dengan tangan.

Rajah 2.8 : Pensampel Berdinding Nipis

2.3.4 Pensampel Tong Pisah


Terdiri daripada satu tiub yang dipisahkan secara membujur kepada dua

bahagian, iaitu kekasut dan kepala pensampel yang mempunyai liang pelepas

udara di bahagian hujungnya seperti rajah 2.9. Kedua-dua bahagian tiub boleh

dipisahkan apabila kekasut dan kepala ditanggal untuk mengeluarkan sampel.

Rajah 2.9 : Pensampel Tong Pisah

2.3.5 Pensampel Piston

Pensampel ini terdiri daripada satu tiub berdinding nipis dengan piston yang

dihubungkan ke rod. Rod ini berada di dalam rod penjara geronggang yang

melintasi kepala pensampel seperti rajah 2.10. Semasa pensampel diturunkan ke

dalam lubang jara, piston yang terletak di hujung bawah tiub akan terkunci dengan

tiub oleh satu alat pengunci di hujung atas rod. Piston akan menghalang air atau

tanah yang longgar daripada memasuki tiub. Sampel diperolehi dengan menolak

masuk pensampel ke bawah dasar lubang jara, melepasi sebarang tanah terganggu.

Piston akan menahan tanah dan tiub ditolak melepasi piston ( sehingga kepala


pensampel mencapai atas piston ). Pensampel kemudiannya ditarik keluar

sementara alat pengunci di dalam kepala sampel akan menahan piston di sebelah

atas tiub. Ruang vakum di antara piston dengan sampel menolong menyekat tanah

didalam vakum. Kaedah ini sesuai juga digunakan untuk tanah liat lembut,

kelodak dan pasir berkelodak .

Rajah 2.10 : Pensampel Piston

Ujikan kefahaman anda sebelum sebelum meneruskan unit baru.


Soalan 1

Bezakan antara sampel tanah terganggu dan sampel tanah tidak terganggu.

Soalan 2

Terangkan dengan ringkas kaedah pensampelan tiub terbuka dan sudu pisah

piawai.


Jawapan 1

Sampel tanah terganggu ialah sampel tanah yang diambil tanpa mengira

keadaan sebenar tanah di tapak bina.

Sampel tanah tak terganggu ialah sampel tanah yanng diambil dengan keadaan

gangguann yang palinng minimum bagi mengekalkan keadaan sebenar tapak

tersebut.

Jawapan 2

Rujuk 2.3.1 dan 2.3.2


Ujikan kefahaman anda berkenaan dengan pelajaran dalam unit ini dengan

menjawab soalan-soalan berikut.

Soalan 1

Senaraikan 4 (empat) kepentingan dalam kerja penyelidikan tapak.

Soalan 2

Terangkan 5 (lima) kaedah yang digunakan untuk membuat penyelidikan tapak.


Jawapan 1

Rujuk bahagian 2.0

Jawapan 2

Rujuk bahagian 2.1

inputsapliza.weebly.com/uploads/3/7/9/8/37987037/unit2.doc · web viewkuasa yang diperlukan untuk...

Documents