Geotextil

Definisi Geotextile
Geosintetik berasal dari kata Geo dan sintetik, geo yang berarti bumi atau tanah sedangkan sintetik berarti bahan buatan, dalam hal ini adalah bahan polimer plastic dan turunannya. Definisi secara umum Geotextile adalah material polimer yang diaplikasikan pada bumi/ tanah. Istilah geosintitik ini merangkum empat jenis bahan geosintetik biasa digunakan, yaitu geotekstil, geogrid, geomembran dan geokomposit

Geotextil.
Geotextil (gambar 1a) merupakan awal penggunaan material polimer untuk aplikasi teknik sipil, yaitu berupa lembaran polimer fleksibel berbentuk benang yang dirajut dalam anyaman (woven) maupun serat-serat polimer yang dirajut secara acak membentuk lembaran yang biasanya disebut geotextilniranyam (non woven).
Disini geotextil biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasiperkuatan (reinforcement), pemisih (separator), drainase, penyaring (filter) dan lain-lain.
Tipe geotextile yang digunakan sangat tergantung pada dominasi fungsi yang harus dilingkup oleh geotextil tersebut. Penggunaan Geotextil didaerah aliran sunggai dimana fungsi filtrasi, drainasi dan separasi lebih menonjol, maka penggunaan geotextil niranyam (non woven) lebih dianjurkan walaupun penggunaan geoteksil woven bukan merupakan hal yang tidak mungkin.
Geogrid
Geogrid (gambar 1b) merupakan polimer yang dibentuk seperti jala dengan fungsi utamanya adalah sebagai perkuatan dan sangat jarang atau hampir tidak pernah digunakan sebagai pemisah. Geogrid ini merupakan perkembangan dari pemikiran spesialisasi, dimana geotextil baik yang woven maupun yang non woven hanya difungsikan sebagai material pemisah saja, sedangkan material perkuatan digunakan material khusus yaitu geogrid.
Geomembran
Geomembran (gambar 1c) adalah polimer plastic atau karet yang berupa lembaran membrane yang tidak tembus zat cair dengan fungsi utama sebagai pelapis kedap air (liner) dimana lembaran ini dibuat sedemikian rupa sehingga mempunyai resistensi terhadap unsure kimia dengan tingkat kepekatan yang cukup tinggi dan taha terhadap sinar matahari (dari pabrik memberikan garansi lebih dari 10 tahun untuk kondisi tahan terkena matahari terus menerus.
Geocomposit
Geocomposit merupakan kombinasi dari material-material diatas, dapat berupa kombinasi antara: geotextil dengan georigit, geomembran dan georigit, dan geomembran atau salah satu jenis geosintesis dengan material lain seperti benang plastic keras atau lembaran plastic bergelombang dll. Dapat berfungsi sebagai pemisah, perkuatan, penyaring, drainase, akselerasi konsolidasi dll.

Fungsi dan aplikasi Geotextile
Dibidang teknik sipil terdapat bermacam-macam aplikasi penggunaan geotexstile. Dapat dibagi dalam berbagai fungsi dasar. Dan ini penting untuk mengetahui mekanismenya. Fungsi dasar tersebut adalah:
- separasi
- filtrasi
- drainasi
- perkuatan
- lapisan pelindung
SEPARASI
Geotextil berfungsi sebagai separasi apabila diletakan diantara butiran tanah halus (fine soil) dan material kasar (coarse material) dan menjaga kedua jenis material tersebut tidak bercampur.
FILTERASI
Geotextil berfungsi sebagai piler, jika pada waktu diletakkan diatas tanah, geotextil tersebut masi mengijinkan air mengalir, sementara butiran tanah dibawahnya masi tertahan. Antara permeabilitas dan butir (soil retension) adalah kebutuhan kontradiktif yang harus dipenuhi oleh geotextil minimum sampai umur rencananya. Mekanisme filtrasi ini mendominasi mekanisme yang lain tetapi semua mekanisme tersebut bekerja sama-sama pada waktu yang bersamaan.

DRAINASE
Geosintetrik berfungsi sebagai drainase, jika geosintetis tersebut mengumpulkan cairan atau gas kemudian mengalirkannya kesaluran pembuangan. Kusus untuk geotestil, hamper semua geotestil mempunyai kemampuan drainase, tetapi geotestil woven yang tipis mempunyai kemampuan yang lebih kecil disbanding kan geotextil non woven yang lebih tebal. Tetapi kapasitas drainasenya sangat terbatas.
PERKUATAN
Geotextil berfungsi sebagai perkuatan, jika kekuatan tarik geosintetik tersebut mengikat karakteristik struktur tanah melalui perlaku geser geotextil pada tanah. Seperti yang kita ketahui bahwa tanah tidak mempunyai kemampuan untuk menahan gaya tarik, oleh sebab itu gaya tarik atau gaya geser yang terjadi pada tanah diterima oleh geosintetik biasanya digunakan untuk konstruksi perkuatan adalah georigit atau geotextil
LAPISAN PELINDUNG
Geotextil berfungsi sebagai lapisan pelindung untuk geo membrane. Biasanya geotextil yang digunakan non woven yang cukup tebal sehingga geomembran terlindung dari tusukan benda tajam seperti batu pecah, beton dan sebagainya, sehingga pada pemilihan geosistetik digunakan sebagai lapisan pelindung. Geosintetik ini harus mempunyai ketahahan terhadap tusuk yang cukup baik

APLIKASI GEOTEXTIL
Untuk lebih focus pada aplikasi tertentu, pembahasan berikut hanya dibahas aplikasi geotextil, dimana baik material maupun cara pemasangannya relative sangat mudah, sehingga orang awam dapat segera mengaplikasikan dalam proyek yang sedang ditanami. Dalam aplikasi dilapangan, geotextil jarang digunakan untuk satu fungsi saja. Tetapi untuk banyak kondisi, satu fungsi lebih dominant dari fungsi-fungsi yang lain

Dengan adanya geotextil sebagai perkuatan factor keamanan kestabilan geser dengan perhitungannya sebagai berikut.


FK = FKt + FKg

FKt =

FKg =

Atau FK =

Dimana:
FK = Faktor Keamanan
FKt = Faktor kemanan akibat kuat geser tanah
FKg = Faktor keamanan tambahan dari geotextil
Mt = Momen tahan akibat kuat geser tananh
Mg = Momen guling dari bidang geser dan longsor
P = Gaya tarik dari geotsintesik
Y = Lengan momen dari gaya tarik pada geosintetik terhadap pusat bidang kelongsoran


PENGGUNAAN VERTICAL DRAIN PADA PEMAMPATAN TANAH

Sering dijumpai pada perencanan bahwa cara Prealoding masi memerlukan waktu yang cukup lama umumnya lebih dari satu tahun padahal proyek tidak dapat menunggu selama waktu itu. Untuk mempercepat konsolidasi digunakan vertical drain. Cara ini terapkan pada tanah dimana pemadatan terjadi sebagian besar akibat konsolidasi primer (primary consolidation).
Vertical drain umumnya berupa tiang-tiang vertical yang muda mengalirkan air (berwujud sand drain/tiang pasir atau dati bahan geosintetis yang dikenal dengan “wick drain” atau juga dikenal dengan Prefabricated Vertical drain (PVD). Tiang-tiang atau lubang-lubang tersebut dipasang didalam tanah pada jarak tertentu sedemikian rupa sehingga memperpendek jarak aliran drainase air pori (drainage path). Karena waktu yang diperlukan mencapai derajat konsolidasi tertentu adalah fungsi dari tebal/ panjang lapisan aliran drainase maka menurut tersebut sebagai berikut :

T =

Dimana : H = panjang drainase path, dengan adanya Vertical drain waktu dapat diperpendek.
Jarak penggunaan Vertical drain dapat dilihat pada gambar disebelah.

Lapisan Sand mat (atau sand blanket) diperlukan untuk mengalirkan air yang keluar dari Vertical drain pada permukaan tanah. Jadi pada Vertical drain dapat dijaga tekanan air tetap hidrostatis. Selain itu, pada pemampatan primer biasa tampa adanya Vertical drain, arah pengaliran air adalah sebagian besar Vertical drain sehingga nilai cv yang dipakai adalah cv arah vertical.padahal dengan adanya Vertical drain arah pengaliran air sebagiab besar horizontal dan harga ch adalah untuk arah horizontal. Karena pada umumnya ch > cv , maka waktu konsolidasi t makin bertambah pendek lagi. Umumnya nilai ch / cc sama dengan 2 – 10. untuk lebih jelasnya tentang pemanpatan tanah dengan menggunakan Vertical drain, pembaca dapat mengacu pada Barron 1948, Carillo 1942, dan Hansbo 1979, untuk Vertical drain.





Gambar : Pemasangan vertical drain pada tanah yang compressible


Pemadatan Tanah Dalam (Deep Compaction)
Penggunaan dan mekanisme pemadatan
Pemadatan dalam (deep Compaction) ini terutama ditujukan untuk tanah-tanah non cohesive. Seringkali dijumpai kondisi dimana satu lapisan tanah tak berkohesi yang cukup tebal dalam keadaan yang tidak cukup padat atau relative renggang (lose). Tanah-tanah tersebut mengkin saja terjadi secara alamiah, atau akibat reklamasi suatu daerah rendah yang dibawah air (reklamasi pantai waktu tambahan lahan baru). Pada cara yang disebut belakangan ini, karena tanah reklamasi tidak mungkin dipadatkan lapis demi-lapis ini, letaknya dibawah permukaan air. Jadi penggurungan dilakukan sekaligus dengan cara “dumping” sampai tanah urung melampaui tinggi muka air setempat. Sebagai akibatnya, tanah urung tersebut berada pada kondisi renggang (loose). Tanah-tanah seperti ini perlu dipadatkan dahulu sebelum digunakan sebagai lahan untuk bangunan.
Tanah tak berkohesi (dominant pasir) yang renggang harus dipadatkan terlebih dahulu, pada tanah jenis ini mudah terjadi peristiwa “Liquefaction” bilamana terjadi getaran yang cukup kuat (dari gempa bumi atau lainnya). “Liquefaction” adalah peristiwa dimana tanah seolah-olah bersifat cair dan mudah bergerak dan berubah bentuk akibat adanya getaran dan tekanan dari tanah dan bangunan (diatas tanah). Walaupun tanah tak berkohesi tersebut umumnya mempunyai daya dukung dengan kekuatan yang cukup baik dalam kondisi renggang tersebut, struktur tanah tersebut mudah runtuh bila ada getaran atau gempa. Jadi tidak baik mendirikan bangunan diatas tanah tak berkohesi. Yang renggang, kecuali didaerah tersebut dipastikan tidak ada getaran yang berarti.
Pemadatan tanah untuk lapisan yang renggang tak berkohesi yang cukup tebal juga menggunakan prinsip getaran. Teknologi pemadatan masa kini meliputi cara vibrocompaction, blasting (ledakan), heavy tamping(tumbukan berat).
Yang dimaksud dengan vibrocompaction ialah cara yang menggunakan alat penggetar.yang dilakukan dengan cara memasukan alat tersebut kedalam tanah yang renggang, sampai pada pada kedalaman tersebut terbawah yang ingin dipadatkan.
Cara blasting ialah cara pemadatan dengan menggunakan ledakan,sedang cara heavy tamping (tumbukan berat) dengan menggunakan alat tumbuk super berat yang dijatuhkan dengan satu ketenggian ke permukaan tanah.kedua jenis pemadatan ini menghasilkan gelomnang getaran tekan dan gesar yang cukup besar sehingga susunan partikel tanah runtuh dan membentuk susunan yang lebih rapat.
Cara vibrocompaction, blasting, dan heavy tamping pada prinsipnya sama, yaitu menghasilkan getar yang meruntuhkan susunan partikel tanah (mula-mula) sehingga partikel membentuk susunan yang lebih rapat dan lebih kokoh. Cara vibrocompaction menghasilkan gelombang getar yang lebih kecil dibandingkan dengan dua jenis pemadatan yang lainnya. Getaran akibat vibrocompaction biasanya hanya satu atau dua meter dari sumbernya. Sedangkan untuk yang lainnya biasannya sampai  10 m. dari sumbernya (Mitchell, 1981).
Cara vibrocompaction lebih efektif bila digunakan untuk memadatkan tanah dominant pasir bilamana jumlah fraksi tanah yang lolos ayakan no. 200 (persen berat). Adanya fraksi lempung dan lanau yang lebih besar menyebabkan tanah sulit untuk dipadatkan dengan cara vibrocompaction ini.
Adapun cara-cara untuk mengukur pemadatan tanah setelah digetarkan diatas atau mengukur perubahabn kepadatan dan kekuatan tanah sebelum dan sesudah pemadatan dilakukan cara sebagai berikut:
1. Pengukuran dengan bantuan patok-patok satlement dipermukaan
2. Mengukur dengan SPT sebelum dan sesudah dipadatkan
3. Pengukuran dengan alat sondir
4. Pengukuran jumlah volume bahan pengisi tambahan yang dimasukan kedalam tanah pada cara vibrocompaction menggunakan bahan pengisi.
5. Menggukur kepadatan tanah cara gelombang geser seismic
6. Cara pemancangan tiang dan mengukur tiang tersebut sebelum dan sesudah pengetaran

PEMADATAN DENGAN CARA VIBROCOMPACTION
Pemadatan dengan cara vibrocompaction umumnya hanya efektif untuk tanah bergradasi pasir dan lebih kasar dari pasir.
Cara ini umumnya dilakukan dengan bantuan alat vibro yang dapat berupa tiang (pancang) berujung terbuka atau tertutup tiang tersebut dimasukkan kedalam tanah dengan digetar. Pada sebagian cara ini tanah dipadatkan dengan menusuk-nusukkan tiang pancang yang bergetar kedalam tanah tanpa tambahan material pengisi atau sebagian lagi dengan menambahkan material pengisi misalnya pasir atau kerikil.

PEMADATAN DENGAN CARA DILEDAKKAN (BLASTING)
Cara pemadatan blasting adalah satu cara yang ekonomis untuk pemadatan lapisan pasir renggang yang cukup tebal atau dalam. Prosedur pemadatan berupa:
1. Pembuatan/pemancangan pipa dengan cara getar auger borring atau lainnya. Kedalam pipa sampai kedalaman ledakan yang diinginkan
2. Pemasangan bahan peledak (dinamik) dalam pipa tersebut.
3. Penggurukkan kembali pipa
4. Peedakan bahan dinamik menurut pola ledak dankekuatan ledak yang direncanakan.
Peledakkan akan menghailkan gelombang getar tekan dan geser yang akan meruntuhkan susunan partikel tanah asli dan membentuk susunan yang lebih padat.

PEMADATAN CARA HEAVY TAMPING (PENUMBUK BERAT)
Cara ini dilakukan dengan menjatukan suatu masa yang sangat berat sdari satu ketinggian (dengan bantuan Derek) keatas permukaan tanah yang akan dipadatkan. Berat massa penumbuk berfariasi dari yang terkecil 1-2 ton sampai 200 ton yang terbuat dari beton atau kotak baja yang berisi beton atau pasir. Tinggi jatuh bias sampai 40 m dari muka tanah.