46 | D C A 1 1 4 3 CONTOH 2 Ujian had cecair dan had plastik bagi satu sampel tanah kelodak tak organik telah dilakukan dan keputusannya didapati had cecair dan had plastik masingmasing adalah 45% dan 35 %. Tentukan indeks keplastikan tanah tersebut. PENYELESAIAN Indeks Keplastikan, PI = Had Cecair (LL) – Had Plastik (PL) = 45 % - 35 % = 10 % 2.5.2.5 Indeks Kecairan (LI) Indeks kecairan menghubungkaitkan kandungan air asal dengan had plastik dan had cecair, iaitu Had Cecair, L = (2.12) CONTOH 3 Satu sampel tanah dari tapak bina didapati mempunyai kandungan lembapan 33%. Apabila diuji untuk mendapatkan had cecair dan had plastik didapati had cecair 45% dan had plastik 31%. Tentukan indeks kecairan (LI). PENYELESAIAN Had Cecair, LI = = = 0.142
47 | D C A 1 1 4 3 2.5.2.6 Aktiviti (A) Aktiviti boleh didefinisikan sebagai perbezaan antara had cecair dengan had plastik dan dibahagikan dengan peratus tanah bersaiz tanah liat dalam sesuatu sampel tanah. Tanah bersaiz tanah liat adalah zarah tanah yang saiznya lebih kecil daripada 0.002 mm. Oleh itu, aktiviti boleh ditulis seperti berikut; Aktiviti, A = (2.13) CONTOH 4 Ujian had cecair dan had plastik bagi satu sampel tanah tak organik telah dilakukan dan keputusannya didapati had cecair dan had plastik masingmasing adalah 45% dan 35 %. Sampel tanah ini juga dilakukan ujian hidrometer dan didapati 20% saiz zarahnya kurang dari 2 . Tentukan aktiviti tanah tersebut. PENYELESAIAN Aktiviti, A = = = 0.5 2.5.2.7 Carta Keplastikan Carta keplastikan digunakan dalam pengelasan tanah bagi menentukan keplastikan sesuatu jenis tanah. Carta keplastikan sistem Pengelasan Tanah Bersekutu ditunjukkan seperti dalam Rajah 2.8.
48 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.8 : Carta Keplastikan Di mana, CL = Tanah liat yang mempunyai keplastikan rendah CH = Tanah liat yang mempunyai keplastikan tinggi ML = Tanah kelodak yang mempunyai keplastikan rendah MH = Tanah kelodak yang mempunyai keplastikan tinggi OL = Tanah organik yang mempunyai keplastikan rendah OH = Tanah organik yang mempunyai keplastikan tinggi CONTOH 5 Ujian had cecair dan had plastik bagi satu sampel tanah kelodak tak organik telah dilakukan dan keputusannya didapati had cecair dan had plastik masingmasing adalah 45% dan 35 %. Tentukan keplastikan tanah tersebut. PENYELESAIAN Indeks Keplastikan, PI = Had Cecair (LL) – Had Plastik (PL) = 45 % - 35 % = 10 % Daripada carta keplastikan, didapati tanah ini adalah dari kumpulan ML. Oleh itu tanah ini adalah tanah kelodak yang mempunyai keplastikan rendah.
49 | D C A 1 1 4 3 2.5.3 Boring and In-Situ Testing Ujian boring dan in-situ merupakan penyiasatan di bawah permukaan tanah bagi menentukan kekuatan dan sifat tanah di tapak pembinaan. Teknik ini digunakan untuk mengukur tanah dengan mengambil beberapa sample teras cetek daripada sedimen tanah berdekatan. Kemudian, proses pengujiaan dilakukan terus di tapak pengorekan tanah bagi memastikan sample yang diperolehi tidak tercemar dari sebarang bahan luar seperti minyak. Sample tanah biasanya dikumpulkan pada kedalaman tertentu di bawah permukaan tanah yang memerlukan beberapa alatan penggerudian. Kaedah pengorekan tanah menggunakan gerudi bagi mendapatkan sample tanah banyak dilakukan di tapak pembinaan untuk menggeluarkan sample tanah sehingga ke permukaan tanah. 2.5.3.1 Bored Hole Merupakan lubang yang dikorek untuk tujuan penyiasatan tapak binaan. Kedalaman lubang ini bergantung kepada keadaan jenis-jenis tanah, jenis-jenis ujian tanah dan kaedah-kaedah penjaraan serta jenis struktur yang akan ditanggungnya. Pemilihan tersebut bergantung kepada beberapa faktor iaitu: • Ciri tapak dan tanah • Bekalan peralatan • Kakitangan yang berkebolehan • Kos kaedah penyiasatan 2.5.3.1 (a) Kaedah Pensampelan Terdapat beberapa kaedah untuk mendapatkan sample tanah untuk dikenalpasti, dikelaskan dan menentukan ciri dan sifatnya. Antaranya adalah: i. Lubang ujian • Merupakan kaedah penyiasatan tanah yang paling murah. • Lubang yang cetek dapat digali dengan tangan pada tanah yang lembut. Jika pengorekan dengan tangan ini melebihi 1.2 meter,
50 | D C A 1 1 4 3 sokongan kayu yang sesuai untuk menyokong sisi lubang diperlukan. Pengorekan boleh dibuat dengan bantuan mesin pada tanah yang lebih keras dan lubang yang lebih dalam. • Kebaikan cara ini adalah mudah, murah, lapisan tanah dapat diperiksa terus dari situ dan sampel dapat diambil daripada sisi lubang. • Walau bagaimanapun kedalaman yang terbatas dan masalah air dalam tanah menyebabkan kaedah ini hanya sesuai untuk penyiasatan cetek sahaja. ii. Gerekan gerimit tangan • Gerimit ini ringan dan mudah dibawa ke tapak pembinaan untuk melakukan kajian terhadap tanah di kawasan tersebut. Ketinggian alat tidak melebihi paras dada pengkaji. Kedalaman yang boleh dibuat dengan menggunakan alat gerakan gerimit ialah kurang daripada 6.0 meter. Gerimit ditekan dan diputar ke dalam tanah dengan menggunakan gagang -T dibahagian atas rod. • Gerekan gerimit tangan dapat digunakan bagi kedalaman sehingga 6.0 meter. Beberapa gerimit dapat digunakan mengikut kaedah dan jenis tanah. • Gerimit heliks sama seperti gerudi dan digunakan pada tanah jeleket. Tanah dikeluarkan melalui rekatan pada ram gerimit. • Gerimit lubang tiang pula boleh digunakan pada tanah berbutir. Tekanan ke bawah pada gerimit memaksa ruang antara dua kepak dan terus terkumpul di situ apabila gerimit dikeluarkan. • Kedua-dua alat tersebut dapat dipasang pada butang gerudi dan dipusingkan secara mekanik untuk jangkauan yang lebih mendalam.
51 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.9 : Gerekan gerimit tangan iii. Gerekan Tukul • Ia merupakan kaedah yang tahan lasak dan sesuai digunakan oleh kebanyakan jenis tanah. • Kedah ini menggunakan rig yang terdiri daripada kaki tiga yang dilengkapakn dengan win dan digerakkan oleh enjin diesel. • Satu kabel akan digantungkan pada kaki tiga dan dikawal oleh win tersebut. • Peralatan yang digunakan untuk mengorek diikat pada penghujug kabel. • Peralatan tersebut akan diangkat dan dijatuhkan. Oleh sebab itu, kaedah ini dinamakan gerekan tukul. Diantara peralatan yang digunakan ialah gerimit, kelompang dan pahat.
52 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.10 : Gerekan tukul iv. Penggerudian putar • Merupakan satu-satunya kaedah yang sesuai untuk batu. Mata gerudi bersalut intan atau yang telah dikeraskan, diputar pada rod gerudi untuk memecah batu. Pecahan batu tersebut dapat dikeluarkan dari lubang gerek sama ada dengan menggunakan air atau lumpur gerudi • Sebagai alternatif, teras yang berterusan dapat dipotong dengan mata gerudi yang disejuk. • Walaupun demikian, alat penerasan diperlukan untuk mengambil sampel oleh sebab adanya lumpur penggerudian putar. Satu keburukan penggerudian putar ialah prosesnya memerlukan kos yang tinggi.
53 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.11 : Penggerudian putar 2.5.3.2 In-situ Testing Ujian in-situ sering digunakan bagi menentukan ketumpatan atau kekuatan ricih tanah, terutamanya tanah bersifat pasir, kerikil, tanah liat dan kelodak. Kelebihan utama ujian sebegini dilaksanakan adalah kerana ia boleh dijalankan tanpa gangguan bendasing yang mungkin muncul sekiranya sample dibawa ke makmal ujian. Selain itu, ujian in-situ yang dijalankan membolehkan tekanan air bawah tanah diukur dan data kandungan lembapan boleh dikumpulkan, kerana data ini merupakan salah satu factor keselamatan yang diambil kira Ketika menjalankan penyiasatan tanah di tapak bina. Antara ujian in-situ yang sering dilakukan di tapak pembinaan adalah: i. Standard Penetration Test (SPT) ii. Vane Test iii. Plate Bearing Test iv. California Bearing Ratio (CBR) Memilih kaedah penggerudian atau ujian in-situ yang terbaik bergantung kepada komposisi tanah, jenis sample yang diperlukan serta kedalaman air bawah tanah. Kesemua memainkan peranan penting bagi menentukan keadaan sebenar tanah yang dihadapi dan cara terbaik mengatasi masalah yang perlu diselesaikan sebelum pembinaan tapak bangunan dilakukan. Lebih banyak sample dan ujian yang dilakukan lebih tepat data yang boleh diperolehi bagi memastikan kesesuaian tanah bagi tapak pembinaan tersebut.
54 | D C A 1 1 4 3 2.5.4 JKR Probe Di Malaysia, penyiasatan tapak menggunakan ujian probe diambilkira sebagai prosedur yang agak murah dan mudah. Ujian ini sering digunakan bagi menentukan keupayaan galas tanah adalah ujian probe JKR. Ia merupakan ujian dinamik ringan yang mampu mengukur kekuatan sokongan tanah atau batu melalui kapasiti galasnya. Ujian probe JKR mempunyai sedikit perbezaan dari sudut penggunaan kon, ukur lilit rod, berat tukul dan ketinggian tukul yang dilepaskan untuk jatuh bebas ke atas Kawasan yang diuji. Malahan, kedua-dua ujian ini memberikan keputusan yang setara menyebabkan jurang perbezaan itu tidak ketara jika dibandingkan antara satu dengan yang lain. 2.5.4.1 Aplikasi Proba JKR Alat dan bahan yang digunakan ialah: Rajah 2.12 : Alatan dan bahan dalam pelaksanaan Proba JKR i. Rod besi 1.2m panjang dan berdiamater 12mm ii. Kon keluli berdiameter 22mm iii. Penyambung iv. Set Penukul (5kg) v. Pita Ukur vi. Penarik Rod vii. Kapur Tulis 2.5.4.2 Prosedur pelaksanaan Proba JKR i. Pastikan alatan JKR proba telah dipasang. ii. Penandaan di bahagian rod pada setiap 2.3mm kedalaman. iii. Alatan disediakan secara menegak.
55 | D C A 1 1 4 3 iv. Tukul seberat 5kg diangkat sehingga 280mm, dan dilepaskan secara bebas. v. Kon menembusi tanah dengan jatuhan secara bebas tersebut. vi. Ulang langkah berkenaan untuk kedalaman sebanyak 3m, dan mencapai maksimum 12m. vii. Sekiranya sesuatu Kawasan mempunyai lebih dari 400 hentakan, bermakna terdapat penolakan atau halangan di dalam tanah berkenaan. 2.5.5 Mackintosh Probe Kemampuan tanah menyokong beban daripada asas struktur dikenali sebagai keupayaan galas tanah. Ujian ini dijalankan bagi mendapatkan nilai keupayaan galas tanah. Keputusan yang diperolehi daripada ujian ini akan memberikan gambaran secara kasar mengenai kekuatan lapisan tanah pada titik tersebut. Rajah 2.13 : Perbezaan Proba Mackintish dengan Proba JKR i. Alat ini dikategorikan sebagai meter tusuk ringan. Ia hampir sama dengan Proba JKR kecuali bentuk kon. ii. Kon Mackintosh mempunyai sudut 30 darjah. Manakala kon JKR pula 60 darjah. Kaedah penggunaan adalah sama. iii. Prob ini mempunyai pengetuk yang akan dijatuhkan untuk menekan kon kedalam tanah yang akan diuji. Jumlah ketukan setiap satu kaki atau 300mm akan direkodkan. Kedalaman maksima ujian ini terhad kepada 60kaki.
56 | D C A 1 1 4 3 iv. Hasil ujian ditafsirkan dalam bentuk kekuatan galas tanah. Nilai ini boleh digunakan dalam kajian asas bangunan dan juga kajian-kajian lain berkenaan kekuatan tanah. v. Prob ini juga kerap digunakan bagi melengkapkan data tentang kekuatan lapisan tanah antara lubang-lubang gerek. Biasanya ujian ini dijalankan pada jarak 30-50 kaki. vi. Tafsiran kekuatan galas dibuat menggunakan formula yang telah ditentukan atau menggunakan graf yang disediakan. vii. Jika nilai ketukan kurang dari 10, bermakna tanah sangat lemah. viii. Jika ketukan antara 10-40, kajian tentang masalah enapan perlu dilakukan. ix. Ketukan yang melebihi 40 menandakan tanah ini agak kuat untuk asas bangunan atau lain-lain struktur. x. Hasil ujian ditafsirkan dalam bentuk kekuatan galas tanah. Nilai kajian ini diperlukan untuk mengetahui kedalaman asas tapak yang perlu dibina. Rajah 2.14 : Perbezaan ciri kon bagi Proba Mackintosh dan JKP Proba 2.5.5.1 Aplikasi Proba Mackintosh Alat dan bahan yang digunakan ialah: Rajah 2.15 : Alatan dan bahan dalam pelaksanaan Proba Mackintosh
57 | D C A 1 1 4 3 i. Rod besi 1.2m Panjang dan berdiamater 13mm ii. Kon keluli berdiameter 24mm iii. Penyambung iv. Set Penukul (4.5kg) v. Pita Ukur vi. Penarik Rod vii. Kapur Tulis 2.5.5.2 Prosedur pelaksanaan Proba Mackintosh i. Sambungkan kon keluli pada bahagian bawah rod besi dan set penukul pada bahagian atas rod besi. ii. Tegakkan rod besi serenjang dengan permukaan tanah pada titik yang hendak diuji. iii. Ukur jarak sela 0.3m pada rod besi dan tandakan dengan kapur. iv. Angkat penukul sehingga had maksimum dan lepaskan. v. Rekodkan data jumlah hentaman pada penusukan 0.3m dalam jadual Ujian Proba Mackintosh. vi. Tanggalkan set penukul dan sambungkan rod beri yang lain dikepala rod besi yang asal pada rod tersebut. vii. Tandakan semua setiap jarak 0.3m pada rod tersebut. Lakukan semula hentaman dan ulangi proses kerja yang sama. viii. Hentaman hendaklah dihentikan apabila: - Bilangan hentaman mencapai 400 kali bagi penusukan 0.3m. - Ini kerana tanah mempunyai keupayaan galas yang tinggi atau kedalaman penusukan mencapai 15m. - Penyiasatan tanah yang lebih terperinci diperlukan dengan menggunakan ujian penjaraan. ix. Bersihkan rod besi, kon keluli dan penyambung selepas digunakan.
58 | D C A 1 1 4 3 2.5.5.3 Analisis Data Proba Mackintosh Jadual 2.3 : Contoh Analisa Data Ujian Proba Mackintosh i. Daripada data keputusan ujian Proba Mackintsoh, hitungkan bilangan hentaman bertokok seperti dalam jadual diatas. ii. Graf kedalaman (m) melawan bilanagan hentaman bertokok diplotkan seperti Rajah 2.16 dibawah. Rajah 2.16 : Graf kedalaman melawan hentaman bertokok iii. Garis kecerunan dilukiskan berdasarkan plotan dan titik perubahan kecerunan dilabelkan. iv. Berdasarkan graf diatas, satu keratan rentas lapisan tanah dilukiskan.
59 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.17 : Lakaran keratan rentas v. Nilai bilangan hentaman 0.3m pada setiap lapisan tanah dikira. vi. Nilai keupayaan galas tanah bagi setiap lapisan tanah dengan merujuk kepada graf piawai keupayaan galas melawan bilangan hentaman per 0.3m didapatkan. vii. Contoh dibawah menunjukkan nilai keupayaan galas tanah bagi lapisan BC yang diperoleh daripada graf piawai adalah melebihi 400 kN/m2 . Ini kerana nilai bilangan hentaman per 0.3m yang diperoleh melebihi 110. Rajah 2.18 : Contoh pengiraan nilai keupayaan galas tanah viii. Bagi lapisan CD nilai keupayaan galas tanah juga melebihi 400 kN/m2 diperolehi daripada graf.
60 | D C A 1 1 4 3 ix. Nilai keupayaan galas tanah diperoleh merujuk kepada kedudukan lapisan tanah pada kedalaman asas yang direka bentuk. x. Hasil daripada ujian Proba Mackintosh, nilai ini boleh diperoleh dengan merujuk kepada graf piawai keupayaan galas melawan bilangan hentaman per 0.3m. Rajah 2.19 : Graf piawai keupayaan galas tanah 2.5.5.4 Contoh pelaksaan Ujian Proba Mackintosh Rajah 2.20 : Pelaksaaan Proba Mackintosh
61 | D C A 1 1 4 3 2.5.6 Standard Penetration Test (SPT) Ujian penembusan standard ialah ujian in-situ yang berada dibawah kategori ujian penetrometer. Ujian ini dijalan di dalam lubang gerudi. Ujian SPT adalah satu ujian penusukan dinamik. Ia dilakukan bertujuan untuk mengira rintangan bagi penembusan tanah dan juga untuk menilai ketumpatan nisbah endapan pasir di tapak. Ianya telah dipiawaikan didalam BS 1377. Ujian ini juga sangat berguna dalam menentukan ketumpatan relatif dan sudut rintangan ricih bagi tanah tidak padu. Ia juga boleh digunakan untuk menentukan kekuatan mampatan tidak terkurung bagi tanah padu. 2.5.6.1 Alatan yang digunakan dalam menjalankan Ujian Penembusan Standard (SPT) i. Drop Hammer seberat 63.5kg ii. Guiding Rod (Rod Penuntun) iii. Drilling Rig (Pelantar Penggerudian) iv. Driving Head (anvil) 2.5.6.2 Prosedur Ujian Penembusan Standarad (SPT) i. Ujian ini dijalankan dalam lubang gerudi dengan menggunakan pensampel sudu belah standard (split spoon sampler). ii. Setelah penggerudian dilakukan pada kedalaman yang dikehendaki, alat penggerudian dikeluarkan dan pensampel diletakkan di dalam lubang gerudi. iii. Dengan menggunakan drop hammer berjisim 63.5kg yang jatuh melalui ketinggian 750mm pada kadar 30 pukulan seminit, pensampel akan masuk kedalam tanah. iv. Bilangan pukulan drop hammer sehingga mencapai kedalaman disetiap 150mm diambil kira, tetapi hanya selang 150mm terakhir direkodkan, manakala bilangan 150 mm pertama tidak diambil kira. v. Bilangan yang diambil kira akan ditambah untuk memberikan nombor penembusan standard (N) N = No of blow required for 150mm penetration beyond seating drive of 150mm.
62 | D C A 1 1 4 3 vi. Untuk pasir dan tanah padu, cylinder cutting shoes boleh digunakan dan sample tanah boleh diambil pada masa yang sama. vii.Perhubungan jenis tanah dengan nilai N bagi ujian SPT dikaitkan seperti jadual dibawah: Jadual 2.4 : Hubungan ketumpatan bandingan dengan nilai N Jadual 2.5 : Hubungan nilai N dengan sifat tanah Rajah 2.21 : Pelaksanaan Ujian SPT
63 | D C A 1 1 4 3 Jika bilangan pukulan untuk pemacu 150mm melebihi 50, ia dianggap sebagai penolakan dan ujian akan dihentikan. Bilangan penembusan standard dibetulkan. Kaedah pembetulan nilai SPT ialah kaedah dilatansi dan overburden. 2.5.6.3 Kelebihan Ujian Penembusan Standrad (SPT) i. Ujian ini mudah dan menjimatkan. ii. Ujian ini menyediakan sampel mewakili untuk pemeriksaan visual, klasifikasi bagi kandungan lembapan tanah. iii. Ciri tanah sebenar diperolehi melalui nilai SPT. iv. Kaedah ini membantu untuk menembusi lapisan tanah padat. v. Ujian ini sesuai untuk pelbagai jenis dan keadaan tanah. 2.5.6.4 Kelemahan Ujian Penembusan Standard (SPT) i. Keputusan ujian yang berbeza-beza disebabkan oleh sebarang kebolehubahan mekanikal atau gangguan semasa penggerudian. ii. Sampel yang diambil merupakan sampel terganggu. iii. Keputusan ujian SPT tidak boleh dilakukan semula. iv. Penggunaan ujian SPT pada tanah jenis kerikil dan batu adalah terhad. 2.5.6 Cone Penetration Test (CPT) Ujian penusukan kon merupakan ujian static yang digunakan untuk menentukan keupayaan galas dan juga enapan. Ia terdiri daripada satu proba kun 600 dan ditekan masuk kedalam tanah oleh jek pada kadar 20mm/s dan daya yang diperlukan untuk menekan kun (qc) tersebut diukur. Geseran ‘sleeve’ memberi satu nilai ukuran lekatan tanah. Nilai rintangan total DT diukur bila tip kun dan geseran ‘sleeve’ dimajukan bersama dan nilai rintangan kun Qc kemudiaannya diukur sebagai nilai tip kun sendiri. Oleh itu, nilai rintangan geseran tepi Qs diperolehi melalui Qs – Qt = Qc.
64 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.22 : Pelaksanaan Ujian CPT 2.5.7.1 Prosedur Ujian Penusukan Kun / Cone Penetration Test (CPT) i. Ujian penusukan kon merupakan ujian static yang digunakan untuk menentukan keupayaan galas dan juga enapan. ii. Ia terdiri daripada satu proba kun 60 darjah yang ditekan masuk ke dalam tanah oleh jek pada kadar 20mm/s dan daya yang diperlukan untuk menekan kun (qc) tersebut diukur. iii. Geseran ‘sleeve’ memberi satu nilai ukuran lekatan tanah. iv. Nilai rintangan total Qt diukur bila tip kun dan geseran ‘sleeve’ ditolak bersama dan nilai rintangan kun Qc kemudiannya diukur sebagai nilai tip kun sendiri ditolak. v. Prosedur pengujian diulang dan pengukuran dibuat pada selang kedalaman yang tetap semasa penggerudian. vi. Nilai rintangan penembusan kon boleh dikaitkan dengan parameter kekuatan ricih menggunakan lengkung empirical yang dicadangkan.
65 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.23 : Keratan rentas ujian penusukan kun 2.5.7 Auger and Core boring Di dalam penyiasatan tanah, sekiranya kawasan penerokaan mempunyai keluasan yang besar, kaedah boring akan digunakan. Kaedah boring ini dipilih berdasarkan ciri-ciri tanah dan tujuan penerokaan dilakukan. Antara kaedah boring yang sering digunakan adalah: i. Auger boring ii. Wash boring iii. Rotary drilling iv. Perussion drilling v. Core boring 2.5.8.1 Auger Boring Boring auger sering digunakan bagi jenis tanah yang agak padat dan tanah lembut di atas permukaan air. Tambahan, kaedah ini paling sesuai dilakukan ke atas kerja-kerja penyiasatan tanah yang mempunyai kedalaman yang kecil seperti lebuh raya, landasan kereta api dan permukaan landasan kapal terbang. Terdapat dua jenis boring auger yang boleh digunakan iaitu penggunaan secara manual dan juga mekanikal.
66 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.24 : Keratan rentas Boring Auger 2.5.8.1 (a) Manual Auger Boring Boring auger manual dikendalikan menggunakan tangan dan sesuai dengan permukaan yang lembut. Lubang yang dibuat menggunakan boring auger manual ini berdiameter 15 hingga 20 cm sehingga kedalaman 3 hingga 6 meter. Lubang yang dibuat melalui proses boring auger manual ini terjadi dengan memusingkan lengan secara bersilang pada masa yang sam memberi tujahan ke arah bawah kawasan penerokaan tanah. Apabila gerimit telah diisi dengan sample tanah, barulah alat boring auger manual ini dikeluarkan. 2.5.8.1 (b) Mechanical Auger Boring Gerimit mekanikal digunakan bagi kes lapisan tanah yang lebih keras sehingga kedalaman 12 meter. Boring auger mekanikal ini dikendalikan menggunakan jentera atau bantuan kuasa mekanikal. Bagi boring auger mekanikal, sampel tanah yang dikeluarkan boleh dikutip dan dimasukan ke dalam pensampel setelah keratan sampel naik ke permukaan melalui lingkaran pengorekan tanah yang dilakukan di tapak bina.
67 | D C A 1 1 4 3 2.5.8.1 (c) Kelebihan Auger Boring Berikut merupakan kelebihan boring auger iaitu: i. Mengurangkan kos perbelanjaan serta menjimatkan masa. ii. Sesuai bagi kawasan cetek iii. Boleh digunakan untuk tanah padat yang lembut iv. Sampel tanah boleh dikumpul dengan hanya meletakan pensampel ke dalam lubang tanah. 2.5.8.1 (d) Kekurangan Auger Boring Berikut merupakan kekurangan menggunakan boring auger iaitu: i. Kaedah penggerudian gerimit tidak sesuai bagi batu atau halangan lain untuk proses penggerudian. ii. Sampel yang dikumpulkan oleh boring auger merupakan sampel yang terganggu. iii. Perubahan terhadap strata tanah tidak dapat dikenalpasti di tapak pembinaan. iv. Tidak sesuai bagi tanah yang bersifat tanpa sokongan seperti tanah berpasir. v. Pemotongan sampel tanah sukar dikenalpasti kedalaman tanah yang sebenarnya. 2.5.8.2 Core Boring Penggerudian sampel teras (core drilling) merupakan penerokaan tanah yang lebih keras seperti batu semula jadi yang menghalangi kawasan tapak pembinaan. Kebanyakan sampel teras yang diperolehi dengan menggerudi menggunakan gerudi khas seperti sedimen atau batu melalui tiub keluli berrongga yang dipanggil gerudi teras. Pensampelan ini wujud bagi menyelesaikan masalah yang tercetus sekiranya sampel seperti batuan ini muncul di tapak bina. Dalam proses ini, sampel dikumpul dan dikutip untuk diserahkan kepada makmal untuk diperiksa serta dianalisis.
68 | D C A 1 1 4 3 2.5.8 California Bearing Ratio Test (CBR) California Bearing Ratio atau lebih dikenali sebgai CBR adalah ujian empirical yang dibangunkan di California untuk menganggarkan nilai galas atau kekuatan subgred bagi reka bentuk ketebalan turapan jalan raya. Ujian dijalankan dengan mengenalpasti daya penembusan air melalui tanah yang telah dimampatkan. Melalui ujian ini, graf hubungkait antara beban yang dikenakan dengan penembusan yang terhasil dapat diperolehi. Data yang dikeluarkan akan di bandingkan dengan nilai standard melalui nilai peratusan. Nilai ini dikenali sebagai nisbah galas California atau nilai CBR. (2.14) Nisbah standard yang ditetapkan bagi penembusan 2.5mm dan 5.0mm adalah 13.24kn dan 19.96kN. 2.5.9.1 Prosedur California Bearing Ratio (CBR) i. Acuan dipasang Bersama sambungan ke plat asas. ii. Kertas penapis kasar diletakkan dibahagian atas cakera jarak. iii. Bahagian pertama campuran tanah-air dituangkan ke dalam acuan. iv. Lapisan dihentak sebanyak 62 kali dengan menggunakan hammer seberat 4.5kg secara jatuhan bebas melalui jarak minimum 450m. v. Kolar sambungan ditanggalkan dan lebihan tanah akan dipotong dengan kemas di tepi kawasan acuan. vi. Plat asas, cakera jarak serta kertas penapis dikeluarkan, berat acuan dan sampel yang dipadatkan akan diambil. vii. Setelah itu, acuan yang mengandungi tanah padat akan digapit dan diterbalikkan. viii. Sampel akan diambil dan melalui ujian tusukan, alat tusukan akan bersentuhan dengan permukaan tanah sampel dan beban seberat 4kg akan dikenakan ke atas sampel. ix. Bacaan akan diambil melalui tolok bacaan, mesin akan bergerak seiring bacaan yang perlu diambil sehingga 6mm bacaan direkodkan.
69 | D C A 1 1 4 3 x. Sampel akan dikeluarkan dari mesin dan 20 hingga 50g tanah akan dikumpulkan untuk dilaksanakan ujian kandungan air. Jadual 2.6 : Nilai Standard CBR General soil types USC Soil Types CBR Range Coarse Grained Soil GW 40 – 80 GP 30 – 60 GM 20 – 60 GC 20 – 40 SW 20 – 40 SP 10 – 40 SM 10 – 40 SC 5 – 20 Fine Grained Soil ML 15 or less CL LL < 50% 15 or less OL 5 or less MH 10 or less CH LL > 50% 15 or less OH 5 or less
70 | D C A 1 1 4 3 Rajah 2.25 : California Bearing Ratio Test (CBR) KESIMPULAN Kompetensi ini menekankan tentang tujuan penyiasatan tanah dilakukan serta langkah-langkah yang perlu dilakukan bagi penyiasatan awal tanah di tapak pembinaan. Para pelajar diharap dapat mengenalpasti jenis sampel yang perlu dilakukan sewaktu kerja penyiasatan dilakukan. Malahan, para pelajar mampu menyatakan matlamat penerokaan tanah dilakukan. Selain itu, pelajar perlu mengenalpasti dan menyenaraikan pelbagai jenis ujian yang dilakukan terhadap sampel tanah di tapak binaan bagi menyelesaikan masalah situasi tanah di kawasan pembinaan.
71 | D C A 1 1 4 3 LATIHAN / PENILAIAN PENGUKUHAN 1) Merujuk kepada BS 5930, senaraikan dua (2) tujuan penyiasatan tapak. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 2) Sampel terganggu yang digunakan terutamanya untuk tujuan ujian pengelasan tanah, pengelasan pandang dan ujian pemadatan. Terangkan kaedah bagi mengekalkan kandungan air bagi sampel tersebut. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 3) Huraikan kegunaan ujian pipet …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 4) Senaraikan 5 ujian yang dijalankan bagi menguji kekuatan tanah …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 5) Nyatakan kelemahan Ujian Penembusan Standard (SPT) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………
72 | D C A 1 1 4 3 SKEMA JAWAPAN 1) Merujuk kepada BS 5930, senaraikan dua (2) tujuan penyiasatan tapak. - Mengenalpasti sama ada tapak itu sesuai bagi kerja yang dicadangkan. - Menyiasat kejadian atau sebab berlakunya perubahan keadaan sama ada secara semula jadi atau disebabkan oleh perkara lain 2) Sampel terganggu yang digunakan terutamanya untuk tujuan ujian pengelasan tanah, pengelasan pandang dan ujian pemadatan. Terangkan kaedah bagi mengekalkan kandungan air bagi sampel tersebut. - Sampel disimpan di dalam bekas kedap udara, tidak menghakis, semua bekas hendaklah diisi penuh untuk mengelakkan terwujudnya ruang udara diatas sampel. 3) Huraikan kegunaan ujian pipet - Ujian pipet digunakan untuk menentukan peritus tanah berbutiran halus. Dalam kaedah ini air basuhan yang mengandungi zarah-zarah halus dicampurkan dengan air suling sehingga isipadunya menjadi 500ml dan direndamkan di dalam air pada suhu bilik. 4) Senaraikan 5 ujian yang dijalankan bagi menguji kekuatan tanah - Ujian boring dan in-situ - Ujian proba JKR - Ujian probe mackintosh - Standard Penetration Test (SPT) - Cone Penetration Test (CPT)
73 | D C A 1 1 4 3 5) Nyatakan kelemahan Ujian Penembusan Standard (SPT) - Keputusan ujian yang berbeza-beza disebabkan oleh sebarang kebolehubahan mekanikal atau gangguan sewaktu kerja penggerudian. Sampel yang diambil merupakan sampel terganggu. Keputusan ujian SPT tidak boleh dilakukan semula. Penggunaan ujian SPT pada tanah jenis kerikil dan batu adalah terhad.
74 | D C A 1 1 4 3 3.0 SAMPLING AND SAMPLE DISTURBANCE PENGENALAN Penyiasatan tapak bagi pembinaan sesebuah bangunan perlu mengumpulkan beberapa sampel tanah bagi mengetahui tentang sifat strata di bawah permukaan bawah tanah. Bagi mengumpulkan sampel berkenaan, para geoteknik sering menggunakan alatan pengumpulan sampel tanah dan menggeluarkan sampel yang terbahagi kepada dua jenis iaitu sampel terganggu dan sampel tidak terganggu. Sampel tanah yang terganggu tidak mengekalkan sifat in-situ tanah sewaktu proses pengumpulan dijalankan. Sampel yang dikumpulkan tidak boleh disamakan dengan sampel yang diuji terus di tapak pembinaan. Para geologi menganggap sampel ini mewakili tanah bagi ujian geoteknik yang bergantung dengan struktur tanah sahaja seperti pengujian tekstur tanah, kandungan lembapan, analisis nutrient dan bahan cemar. Terdapat pelbagai faktor yang mempengaruhi sampel tanah yang dikumpulkan boleh dikategorikan sebagai sampel tanah terganggu. Malah, para geologi telah menyenaraikan beberapa kaedah yang digunakan sebagai cara pengambilan sampel terganggu di tapak bina. OBJEKTIF Objektif kompetensi ini adalah: 1) Mengenalpasti proses yang membuatkan sampel dikategorikan sebagai sampel terganggu. 2) Mengelaskan beberapa kategori sampel tanah yang digunakan. 3) Mendapat pemahaman pengiraan berkaitan ujian kelembapan. 4) Mengenalpasti tekanan yang berlaku ke atas sampel tanah. 5) Mengenalpasti faktor kebolehtelapan terhadap sampel tanah.
75 | D C A 1 1 4 3 NOTA PENERANGAN 3.1 PENGENALAN KEPADA SAMPEL TERGANGGU Persampelan dibuat supaya ciri-ciri tanah dan batu boleh diperihalkan dan persampelan juga dibuat untuk tujuan ujian-ujian dijalankan dimakmal. Ujianujian dimakmal boleh dibahagikan kepada beberapa kategori: - Pengelasan - Pemadatan - Kekuatan - Kimia - Parameter Rekabentuk Kejuruteraan 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. Terdapat pelbagai cara yang boleh dijalankan bagi pengumpulan sampel tanah yang terganggu. Penyiasatan geoteknikal asas menggunakan jentera seperti jengkaut untuk mendapatkan sampel tanah atau menggunakan gerimit tangan. Antara kaedah pengambilan sampel yang terganggu adalah, split spoon sampler, Shelby tubes atau macrocore push sampler setelah pelantar penggerudi mencapai tahap kedalaman yang dikehendaki. 3.1.1 Gangguan tanah Ciri-ciri parameter tanah yang baik bergantung kepada ujian yang dijalankan dengajn teliti. Ujian boleh dilakukan samada di makmal atau di lapangan, namun perkara yang paling penting adalah kawalan kualiti hasil akhirnya bagi mengelakkan gangguan tanah.Gangguan tanah boleh berlaku semasa penggerudian, semasa pensampelan, semasa pengangkutan dan penyimpanan, atau semasa persediaan untuk ujian. Sebarang sampel tanah yang diambil dari tanah, dipindahkan ke makmal, dan disediakan untuk ujian berkemungkinan terdedah kepada gangguan.
76 | D C A 1 1 4 3 Mekanisme yang berkaitan dengan gangguan ini boleh dikelaskan seperti berikut: - Perubahan keadaan tekanan - Ubah bentuk mekanikal - Perubahan kandungan air dan nisbah lompang - Perubahan kimia. Secara amnya, tanah semulajadi adalah campuran beberapa saiz zarah yang berbeza dan boleh jadi mengandungi bahan organik. Sebahagian tanah seperti gambut, sebahagian besar terdiri daripada bahan organik. Oleh kerana tanah merupakan bahan berzarah, maka ia mempunyai lompang. Lompang ini terdiri daripada udara dan air. 3.2 PENGELASAN SAMPEL TANAH (MALAYSIAN STANDARD) Melalui pengelasan tanah kita menentukan sama ada tanah tersebut adalah tanah liat berpasir atau sebaliknya. Dalam kod amalan penyiasatan tapak BS 5930 : 1981, sistem pengkelasan saiz zarah adalah seperti ditunjukkan dalam Jadual 3.1. Jadual 3.1 : Jadual Sistem Pengkelasan Saiz Zarah (BS 5390 : 1981) Jenis Tanah Saiz Julat (mm) Batu Tongkol Batu Bundar - - > 200 60 – 200 Kerikil Kasar Sederhana Halus 20 – 60 6 – 20 2 – 6 Pasir Kasar Sederhana Halus 0.6 – 2 0.2 - 0.6 0.06 – 0.2 Kelodak Kasar Sederhana Halus 0.02 – 0.06 0.006 – 0.02 0.002 – 0.006 Tanah Liat - < 0.002
77 | D C A 1 1 4 3 3.3 UJIAN KELEMBAPAN Kandungan air dalam tanah boleh diukur dengan melakukan beberapa ujian dimakmal penyiasatan tanah. Peratusan air mengikut berat atau isipadu tanah menunjukan potensi air dalam tanah yang perlu diambilkira bagi mengelakkan masalah yang mampu merosakkan sesebuah struktur tanah di kawasan tapak bina. Sekiranya tanah semakin kering, semakin besar potensi penyerapan air oleh tanah. 3.2.1 Hubungan Fasa Tanah Komposisi tanah terdiri daripada zarah pepejal tanah, air dan udara seperti rajah 3.1. Rajah 3.1 : Hubungan Fasa Tanah Bagi tujuan pengiraan, sampel tanah di atas ditukarkan kepada bentuk gambarajah hubungan fasa seperti dalam Rajah 3.2 dan Rajah 3.3. Sampel tanah yang mengandungi ketiga-tiga unsur zarah iaitu pepejal tanah, air dan udara dikenali sebagai hubungan tiga fasa. Rajah 3.2 : Hubungan Tiga Fasa
78 | D C A 1 1 4 3 Manakala sampel tanah yang hanya mengandungi pepejal tanah dan air atau pepejal tanah dan udara, ia dikenali sebagai hubungan dua fasa. Rajah 3.3 : Hubungan Dua Fasa 3.2.2 Hubungan Tiga Fasa Rajah 3.4 : Hubungan tiga fasa bersama jisim dan isipadu
79 | D C A 1 1 4 3 CONTOH 1 Satu ujian kandungan lembapan dilakukan ke atas suatu sampel tanah. Keputusannya adalah seperti berikut: Jisim tin kosong = 15.56 g Jisim tin dan sampel tanah basah = 65.56 g Jisim tin dan sampel tanah kering = 54.21 g
80 | D C A 1 1 4 3 CONTOH 2 Satu sampel tanah mempunyai isipadu 56.6 ml dan isipadu air sebanyak 10 ml. Diberi darjah ketepuan ialah 68%. Kira nisbah lompang, keliangan dan isipadu udara sampel tanah tersebut. Diberi VT = 56.6ml, Vw = 10ml, Sr = 68% Nisbah Lompang, e =
81 | D C A 1 1 4 3 Sr = VV = = = 14.7 ml e = = = = 0.351 n = = = 0.26 @ 26% Va = VV - VW = 14.7 ml - 10 ml = 4.7 ml CONTOH 3 Satu contoh tanah mempunyai jisim 30.6 kg, isipadu 0.0183 m3 dan dikeringkan dalam ketuhar selama 24 jam pada suhu 105 0C dan didapati jisimnya berkurangan menjadi 27.2 kg. Diberi graviti tentu tanah ialah 2.65. Kirakan: a. Ketumpatan pukal b. Ketumpatan kering c. Kandungan Lembapan d. Nisbah Lompang e. Keliangan f. Darjah Ketepuan g. Kandungan Udara
82 | D C A 1 1 4 3 Diberi : MT = 30.6 kg, VT = 0.0183m3 , GS = 2.65 a. Ketumpatan Pukal, = = = 1672 kg/m3 b. Ketumpatan Kering, d = = = 1486 kg/m3 c. Kandungan Lempaban, w = = = = 0.125 @ 12.5%
83 | D C A 1 1 4 3 d. Nisbah Lompang, e = GS = = = 0.0103 m3 = 0.018 m3 – 0.0103 m3 = 0.008 m3 = 0.777 e. Keliangan, n = = = 0.437 @ 43.7% f. Darjah Ketepuan, Sr = = = =
84 | D C A 1 1 4 3 = = 0.425 @ 42.5% g. Kandungan Udara A = = = = 0.251 @ 25.1% 3.2.3 Hubungan Dua Fasa Sampel tanah yang mempunyai dua unsur dikatakan mempunyai hubungan dua fasa. i. Tanah Kering Gambarajah hubungan fasa adalah seperti berikut: Rajah 3.5 : Hubungan dua fasa udara - pepejal
85 | D C A 1 1 4 3 ii. Tanah Tepu Gambarajah hubungan fasa adalah seperti berikut: Rajah 3.6 : Hubungan dua fasa air - pepejal CONTOH 4 Suatu sampel tanah kering mempunyai isipadu 30.0 ml. Keliangan 35% dan GS sebanyak 2.73. Tentukan: i. Ketumpatan kering ii. Nisbah lompang iii. Kandungan udara. Diberi; n = 35% Gs = 2.73
86 | D C A 1 1 4 3 n = VV = n(VT) = 0.35 (30.0 ml) = 10.5 ml VS = VT - VV = 30.0 ml –10.5 ml = 19.5 ml GS = = = 1g/ml = 2.73 x 19.5 ml x 1g/ml = 53.24 g i. Ketumpatan Kering, r d = = = 1.77 g/ml ii. Nisbah lompang, e = = = 0.538
87 | D C A 1 1 4 3 iii. Kandungan Udara, A = ; = 10.5 ml = = 0.35 @ 35% CONTOH 5 Suatu sampel tanah tepu mempunyai isipadu 40.5 ml dan jisimnya 59.2 g. Setelah dikeringkan di dalam ketuhar selama 24 jam pada suhu 1050C. Didapati jisimnya menjadi 48.3 g. Nilai GS adalah 2.7. Tentukan: i. Ketumpatan pukal ii. Kandungan lembapan iii. Nisbah lompang iv. Keliangan. i. Ketumpatan pukal, r = = = 1.46 g/ml ii. Kandungan lembapan, w = = = = 0.226@ 22.6%
88 | D C A 1 1 4 3 iii. Nisbah lompang , e = Gs = VS = = = 17.89 ml VV = VT - VS = e = = 1.26 iv. Keliangan, n = = x 100 = 55.8 % 3.4 TEKANAN TANAH (SOIL STRESS) Semasa merekabentuk struktur-struktur seperti tembok-tembok penahan, paip-paip tertanam, tembok-tembok tingkat bawah tanah dan sebagainya, tegasan sisi tanah adalah amat penting diketahui terlebih dahulu. Magnitud dan agihan tekanan sisi tanah adalah penting dalam merekabentuk struktur seperti
89 | D C A 1 1 4 3 tembok penahan, terowong dan korekan bertopang. Rajah 3.7 menunjukkan keratan rentas jenis-jenis tembok penahan yang boleh ditemui. Rajah 3.7 : Jenis-jenis tembok penahan 3.4.1 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Contoh yang mudah adalah seperti tembok penahan dengan belakang yang tegak, yang menupang tanah tidak jelekit dengan permukaan mengufuk seperti pada Rajah 3.8. Katakan sudut geseran tanah sebagai dan andaikan berat unitnya sebagai nilai tetap. Dengan itu tegasan tegak yang bertindak pada satu titik dikedalaman Z di bawah bahagian atas tembok adalah bersamaan dengan Z. Rajah 3.8 : Tembok penahan 3.4.2 Tekanan Aktif Sekiranya tembok dibenarkan mengalah iaitu bergerak ke hadapan sedikit, tanah yang ditopang dapat mengembang dan akan terjadi pengurangan nilai tekanan sisi di kedalaman Z dengan serta merta. Sekiranya tembok
90 | D C A 1 1 4 3 tersebut di tolak sedikit ke dalam tanah maka tanah itu akan termampat dan akan terjadi pertambahan nilai tekanan sisi. Keadaan yang diterangkan di atas, menunjukkan terdapat dua jenis kegagalan yang mungkin berlaku. Jika kita mengandaikan bahawa nilai tekanan tegak pada kedalaman Z tetap tidak berubah pada Z semasa operasi ini, maka nilai minimum dan nilai maksimum tekanan tanah sisi yang akan dicapai dapat diperolehi daripada rajah bulatan Mohr Rajah 3.9. Tekanan sisi boleh mengecil kepada satu nilai minimum sehingga bulatan tegasan menjadi tangen kepada kekuatan bagi tanah tadi; nilai minimum ini dikenali sebagai tekanan tanah aktif dan bersamaan dengan Ka Z, dengan Ka adalah pekali tekanan tanah aktif. Daripada Rajah 3.9 dapat dilihat bahawa apabila mempertimbangkan tekanan aktif, tekanan tegak yang disebabkan oleh berat tanah ( Z) adalah tegasan utama major (1) dan apabila mempertimbangkan tekanan pasif, tekanan tegak yang disebabkan oleh berat tanah ( Z) adalah tegasan utama minor (3). Rajah 3.9 :Tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif Dalam keadaan keseimbangan, tembok penahan akan menahan tegasan sisi tanah yang bertindak di belakang tembok iaitu 3 = k 1 dimana 1 = Z k = 3 / 1
91 | D C A 1 1 4 3 3.4.3 Tekanan Pasif Tekanan yang bertindak di belakang tembok adalah jauh lebih besar daripada tekanan yang bertindak di hadapan tembok. Oleh itu, tembok penahan akan cenderung untuk bergerak ke hadapan. Tanah yang berada di belakang tembok mengembang kearah sisi, sementara yang berada di hadapan tembok pula akan termampat. Tekanan di belakang tembok akan berkurangan sehingga kepada nilai minimum (iaitu pada tahap kegagalan) iaitu dinamakan Tekanan aktif, pa. Manakala tekanan di hadapan tembok akan bertambah kepada nilai maksimum iaitu tekanan pasif, Pp. Tekanan sisi boleh meningkat kepada nilai maksimum (dengan bulatan tegasan sekali lagi menjadi tangen kepadakekuatan tanah yang dikenali sebagai tekanan tanah pasif, yang bersamaan dengan Kp Z dengan Kp adalah pekali tekanan tanah pasif. Tekanan aktif dan tekanan pasif dianalisa berdasarkan Teori Rankine (1776) dan Teori Coulomb (1857). Teori Rankine menganggap tegasantegasan dalam jisim tanah bila sampai ke keadaan keseimbangan plastik. Teori Coulomb menganggapkan kestabilan dan keseluruhan bagi tanah diantara struktur penahan tanah dan satah kegagalan cubaan. 3.5 KEBOLEHTELAPAN (PERMEABILITY) Kebolehtelapan tanah atau konduksian hidraulik merupakan kadar aliran air melalui bawah tanah. Para pakar, jurutera geoteknikal, pakar hidrologi tanah dan saintis alam sekitar menggunakan maklumat ini bagi menetapkan projek pembinaan seperti asas struktur, benteng, empangan tanah, pengurusan banjir dan sebagainya. Tidak hairanlah maklumat seperti keliangan dan kebolehtelapan amat penting bagi kerja-kerja pembinaan struktur bangunan. Antara faktor-faktor yang mempengaruhi kebolehtelapan tanah adalah seperti kecerunan hidraulik, jenis tanah, tekstur dan taburan saiz zarah. Hukum Darcy (Darcy’s Law) mampu menentukan keputusan daripada ujian kebolehtelapan tanah yang telah dibuat iaitu, persamaan yang menerangkan
92 | D C A 1 1 4 3 pergerakan bendalir seiring medium berliang di dalam tanah. Persamaan Darcy ini ditakrifkan sebagai pekali kebolehtelapan tanah, nisbah halaju bendalir melalui bawah tanah kepada kecerunan hidraulik. Pekali kebolehtelapan (K) ialah halaju dalam meter atau sentimeter sesaat air melalui tanah. Bagi tanah berbuti halus seperti tanah liat mungkin mempunyai kadar yang rendah dibandingkan dengan tanah berbutir kasar seperti pasir dan kerikil yang mempunyai nilai kebolehtelapan yang tinggi. Namun, terdapat kepelbagaian kaedah ujian makmal atau lapangan yang berbeza mampu mengeluarkan satu standard yang boleh dijadikan panduan secara langsung untuk mengukur sifat dan kebolehtelapan tanah berkenaan. Antara faktor yang mempengaruhi kaedah pemilihan ujian adalah jenis tanah, tujuan ujian, ketepatan maklumat yang diperlukan serta jenis spesimen yang diperolehi di tapak pembinaan. Terdapat dua ujian pengukuran kebolehtelapan tanah yang boleh digunakan, iaitu Constant Head atau Falling Head. 3.5.1 Constant Head Merujuk kepada radas (peralatan) yang memiliki tekanan air yang sama ketinggian dengan paras sampel diletakkan, dimana aras air adalah kekal sepanjang ujian dijalankan. Ujian ini sering dilakukan bagi sampel yang mempunyai kadar aliran air yang tinggi seperti pasir dan kerikil. Rajah 3.10 : Constant Head Test
93 | D C A 1 1 4 3 3.5.2 Falling Head Ujian ini membolehkan aras air berkurangan sewaktu proses kemasukan air ke dalam sampel bagi mengurangkan tekanan sepanjang ujian dijalankan. Kaedah ini sering digunakan bagi tanah berbutir halus seperti tanah liat. Bagi ujian ini, pekali bagi kebolehtelapan tanah boleh diukur kerana kadar air yang mengalik melalui sampel tanah tersebut terlalu halus dan kecil untuk mendapatkan pengukuran yang lebih tepat. Rajah 3.11 : Falling Head Test KESIMPULAN Objektif kompetensi ini menitik beratkan kepada pemahaman para pelajar terhadap sampel tanah terganggu serta faktor yang mempengaruhi sampel tanah yang dikumpulkan. Tambahan, pelajar boleh menyenaraikan beberapa jenis pengukuran yang dilakukan dimakmal bagi menentukan spesifikasi sampel tanah yang dikumpulkan. Malah, para pelajar perlu mengenalpasti tekanan terhadap tanah yang terjadi di tapak binaan. Disimpulkan bahawa, pelajar boleh membezakan keperluan ujian yang perlu dijalankan berdasarkan karekter atau jenis tanah yang diambil di tapak binaan bagi mengatasi masalah yang timbul sebelum projek pembinaan dijalankan.
94 | D C A 1 1 4 3 LATIHAN / PENILAIAN 1) Senaraikan 4 faktor yang dianggap sebagai gangguan kepda sampel tanah yang dikumpulkan. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 2) Komposisi tanah terdiri daripada zarah pepejal tanah, air. Nyatakan serta lakarkan 2 jenis hubungan fasa yang terlibat dalam komposisi tanah. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 3) Huraikan definisi tanah terganggu serta nyatakan fungsi tanah terganggu dikumpulkan di tapak bina. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………
95 | D C A 1 1 4 3 4) Tekanan aktif dan tekanan pasif dianalisa berdasarkan Teori Rankine (1776) dan Teori Coulomb (1857). Nyatakan dengan jelas kesimpulan bagi kedua-dua teori ini. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 5) Nyatakan tujuan kebolehtelapan tanah diukur sewaktu penyiasatan tapak dijalankan. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………