Artikel ini memberikan catatan studi tentang tanah kapas hitam.
Tanah ekspansif, yang dikenal sebagai tanah kapas hitam di India adalah salah satu tanah yang paling bermasalah dari sudut pandang konstruksi Teknik Sipil. Dari berbagai faktor yang mempengaruhi perilaku kembang tanah tersebut, komposisi mineralogi dasar sangatlah penting. Sebagian besar tanah ekspansif kaya akan mineral montmorillonite dan sedikit mineral illite.
Tingkat ekspansi menjadi lebih dalam kasus yang pertama. Penyedotan tanah adalah kualitas lain yang dapat digunakan untuk mengkarakterisasi afinitas tanah terhadap air pada perilaku perubahan volumenya.
Tanah kapas hitam adalah tanah lempung yang berat, bervariasi dari lempung hingga lempung; umumnya berwarna abu-abu terang sampai gelap. Kapas tumbuh di tanah semacam ini. Tanah berlaku umumnya di bagian tengah dan selatan India.
Ciri yang paling penting dari tanah adalah, ketika kering, ia menyusut dan keras seperti batu serta memiliki daya dukung yang sangat tinggi. Retakan besar terbentuk di sebagian besar tanah. Seluruh area terbelah dan retakan hingga selebar 150 mm terbentuk hingga kedalaman 3,0 hingga 3,5 meter. Tetapi ketika tanah lembab ia mengembang, menjadi sangat lunak dan kehilangan daya dukungnya.
Karena sifatnya yang ekspansif, volumenya meningkat hingga 20% hingga 30% dari volume aslinya dan memberikan tekanan. Tekanan ke atas yang diberikan menjadi begitu tinggi sehingga cenderung mengangkat pondasi ke atas. Tekanan balik pada pondasi ini menyebabkan retakan pada dinding di atasnya. Retakannya sempit di bagian bawah dan semakin lebar saat naik.
Karakteristik tanah yang tidak biasa membuat sulit untuk membangun fondasi di tanah seperti itu. Metode khusus konstruksi pondasi diperlukan di tanah tersebut.
Prinsip Konstruksi Fondasi di Tanah Kapas Hitam:
i. Beban pondasi dibatasi hingga 5,0 ton/m2. jika ada akses air ke pondasi, jika tidak, beban dapat mencapai 10 ton/m2.
- Penggalian pondasi diperpanjang melampaui kedalaman retakan.
aku ii. Parit pondasi dibuat lebih lebar dari yang dibutuhkan dan lebar ekstra diisi dengan bahan butiran untuk mencegah kontak yang dekat antara tanah kapas hitam dengan struktur pondasi.
- Jika ketebalan strata tanah kapas hitam tidak lebih dari 1.200 mm. disarankan untuk menghapusnya sepenuhnya.
- Dalam kasus bangunan penting, pondasi rakit RCC direkomendasikan.
- Untuk bangunan biasa, salah satu dari teknik berikut dapat diadopsi sesuai dengan kesesuaiannya.
Konstruksi Pondasi Aman di Tanah Kapas Hitam:
sebuah. Pembuangan tanah Kapas Hitam dan penimbunan dengan bahan granular:
Kedalaman keberadaan Black Cotton Soil dan ketebalannya dapat diketahui dengan mengamati retakan-retakan pada tanah. Jika kedalamannya dangkal, yaitu di dalam 1.200 mm, tanah dapat digali dan dibuang. Parit pondasi dapat dibuat 150 mm lebih lebar dan kedalaman 1.500 mm di bawah kedalaman di mana retakan berhenti.
Parit kemudian harus ditabrak dengan baik dan dipadatkan. Kedalaman dan lebar ekstra harus diisi dengan bahan butiran seperti bata khoa, cinder, pasir, moorum, atau flyash. Tambalan kemudian harus ditabrak dan alas pondasi disiapkan. Di atas tempat tidur, fondasi normal dapat diletakkan. Gambar 2.10(a).
- Menggali lebih dalam dan mengisi dengan pasir dan moorum:
Pada jalur yang sama seperti di atas, penggalian dilakukan setelah pemindahan lapisan Tanah Kapas Hitam — kedalaman ekstra hingga 750 mm harus digali, Lebar pondasi harus dibuat lebih lebar 75 mm di kedua sisinya. Bata tunggal di dinding tepi dengan adukan lumpur harus dibuat dengan lebar ekstra. Tempat tidur pondasi harus ditabrak dengan baik oleh dorongan besi.
Kedalaman ekstra kemudian harus diisi dengan moorum 450 mm dan pasir 300 mm berlapis-lapis 150 mm dan ditabrak dengan baik. Fondasi normal dapat diletakkan di atas tempat tidur seperti itu. Pekerjaan pasangan bata harus dimulai 150 mm di bawah permukaan tanah Gambar 2.10(b).
- Mengisi kedalaman ekstra dengan bongkahan batu:
Penggalian dilakukan pada jalur yang sama seperti di atas setelah pengangkatan lapisan tanah Kapas Hitam. Kedalaman ekstra dapat diisi dengan batu-batu besar, di mana fondasi dapat diletakkan. Sisi-sisinya diisi dengan pasir 150 mm untuk pondasi dinding majemuk dan 450 sampai 600 mm untuk dinding utama bangunan Gbr.2.10(c).
Fondasi khusus dengan susunan jaga konstan dan pengisian pasir:
Parit pondasi dibuat sedalam 1.500 hingga 1.800 mm dan lebar 450 mm lebih lebar dari yang dibutuhkan. Lebar ekstra diisi dengan beton semen dengan lebar yang sama. Kedalaman ekstra diisi dengan pasir sedalam 300 mm.
Tempat tidur disiapkan dengan menabrak, di mana fondasi rakit RCC diletakkan. Pipa GI berdiameter 75 mm pada interval 1.250 mm hingga 1.500 mm dipasang dari tingkat alas sampai ke lapisan pasir di bagian bawah. Karena perubahan musim, retakan dapat terjadi di tanah Kapas Hitam. Mungkin ada kehilangan pasir di bawah pondasi. Pasir tambahan harus dituangkan melalui pipa untuk mengkompensasi kehilangan Gambar 2.10(d).
Tumpukan Dibawah Reamed :
Under-reaming piles adalah tiang beton bertulang yang memiliki satu atau lebih umbi atau rim yang dibentuk dengan memperbesar dasar lubang bor dengan alat under-reaming. Karena bantalan tambahan dan penjangkaran yang diperoleh dari umbi, tiang pancang ini memberikan pondasi yang ekonomis dan aman di Black Cotton dan tanah ekspansif lainnya, di tanah timbunan dan tanah lain dengan strata bantalan yang buruk di atasnya.
Meskipun awalnya diinovasi untuk pondasi di tanah Black Cotton, tiang pancang tersebut sekarang digunakan di tanah lain juga karena ekonomis dan teknik pemasangan yang sederhana. Mereka juga ditemukan cocok dan berguna untuk bangunan pabrik, fondasi mesin, menara saluran transmisi, tiang dan pijakan lainnya.
Di Black Cotton dan jenis tanah ekspansif lainnya, bangunan retak karena pergerakan tanah yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh pembengkakan dan penyusutan tanah secara bergantian karena perubahan kadar airnya.
Untuk melindungi dari gerakan ini secara efektif, solusi terbaik adalah dengan melabuhkan struktur pada kedalaman di mana perubahan volumetrik tanah akibat musiman dan variasi lainnya dapat diabaikan. Hal ini telah dicapai secara ekonomis baik di lapisan tanah ekspansif yang dangkal maupun yang dalam dengan menggunakan tiang pancang bawah.
Konstruksi Tumpukan:
Tumpukan under-reamed mudah dibuat. Peralatan yang diperlukan untuk tujuan tersebut disebut underreamer. Pemandu bor dipasang pada posisinya dan kemudian pemboran vertikal dilakukan dengan auger spiral. Under-reaming kemudian dilakukan dengan portable under-reamer. Sangkar penguat diturunkan dan beton dituangkan. Bubur bentonit digunakan untuk melindungi sisi atau lubang dalam kasus tabel air yang tinggi.
Tanah Kapas Hitam (tanah ekspansif) banyak ditemukan di Deccan dan Maharashtra dan Gujarat. Ini ditemukan dalam ketebalan variabel dan mendasari bahan lengket. Di bagian bawah lapisan, tanah mengandung nodul kankar dengan berbagai ukuran.
Tanah ini sangat ekspansif, lengket, lempung plastis yang berasal dari sisa pelapukan batuan vulkanik atau dari pelapukan deposit terangkut berbutir halus yang ditemukan di lembah dan tepi sungai. Tanah-tanah ini memiliki afinitas yang besar terhadap kelembaban dan dicirikan oleh pembengkakan dan penyusutannya.
Penggunaan buta dari beban yang diijinkan pada tiang pancang yang kurang lebar sesuai IS 2911 -Part 111-1980 berbahaya dan tidak aman. Daya dukung tiang pancang harus ditentukan dengan rumus Statis menggunakan parameter geser tanah dan diperiksa dengan melakukan uji beban pada tiang pancang.
Untuk struktur penting eksplorasi tanah yang tepat harus dilakukan sebelum sampai pada jenis dan ukuran pondasi.
Lokasi ujung tiang harus diputuskan berdasarkan profil tanah.
Stabilisasi Tanah Kapas Hitam:
Kualitas tanah kapas hitam dapat ditingkatkan dengan menstabilkannya dengan kapur.
Tanah dari area tersebut dikumpulkan setelah menghilangkan tanah lapisan atas yang keras dengan kedalaman sekitar 70 hingga 100 mm. Tanah yang terkumpul kemudian dihaluskan. Kapur gemuk (yang baru ditaburi di lokasi) disebarkan di atas tanah gembur dengan laju 4 persen dari berat kering tanah.
Campuran tanah-kapur kemudian dicampur secara menyeluruh dalam alat putar atau secara manual. Tanah dalam tumpukan kecil kemudian dibawa ke kelembaban optimal setelah dibiarkan semalaman. Berat tanah kemudian dicampur dengan rotavator. Tanah tersebut kemudian dipadatkan dengan roller listrik berbobot 8 hingga 10 ton sehingga menghasilkan kerak yang terkonsolidasi.
Teknik ini umumnya diadopsi dalam pekerjaan jalan.
