GROUTING
Umum
Grouting adalah suatu proses, dimana suatu cairan campuran antara semen
dan air diinjeksikan dengan tekanan kedalam rongga, pori, rekahan dan
retakan batuan yang selanjutnya cairan tersebut dalam waktu tertentu
akan menjadi padat secara fisika maupun kimiawi.
Grouting pondasi adalah proses grouting bubur semen atau bubur grouting
yang terdiri dari campuran semen plus aditif dan lempung yang dimasukkan
kedalam batuan pondasi bawah permukaan melaui lubang bor untuk
menyumbat atau mengisi kekar, retakan, rekahan atau lubang - lubang
bawah tanah (goa) atau void.
Berdasarkan pengalaman cara perbaikan pondasi bawah permukaan pada
pondasi batuan yang paling cocok untuk sekarang ini adalah dengan cara
grouting / grouting semen (grouting).
Tata cara pelaksanaan grouting semen pada batuan busur semen (PC) atau
Portland Cement Grouting telah dibakukan di dalam SNI 03 - 2393 - 1991.
Aplikasi Grouting Di Bendungan
Grouting semen sekarang ini sering digunakan untuk memperbaiki kondisi
batuan pondasi dari bendungan atau pondasi bangunan pelimpah.
Hal-hal yang perlu diperhatikan pada perbaikan pondasi ini, antara lain :
Pondasi batuan sesuai dengan kondisi geologinya, baik dari jenis
batuan penyusun maupun struktur bawah permukaan sangat variatif dari
satu lokasi ke lokasi lain.- Perlu mencermati penampang geologi dan penampang permeabilitas
melintang dan memanjang tapak bendungan untuk mempersiapkan pekerjaan
pondasi bawah Permukaan - Metode grouting (grouting) dinilai cocok untuk memperbaiki pondasi
bawah permukaan yang lebih dalam 10 m hingga 100 m tanpa melakukan
penggalian dan cukup dengan pengeboran dari permukaan pondasi. - Adapun tujuan utama perbaikan pondasi dengan grouting (grouting) adalah :
Mengurangi intensitas aliran filtrasi (kebocoran-kebocoran) dari
waduk yang mengalir keluar melalui rekahan yang terdapat pada pondasi
bendungan.- Mengurangi gaya ke atas (uplift) pada dasar calon bendungan yang
disebabkan oleh tekanan air tanah yang terdapat dalam lapisan pondasi. - Meningkatkan daya dukung batuan yang membentuk lapisan Pondasi calon bendungan.
Adapun cara perbaikan Pondasi bawah permukaan yang paling cocok adalah dengan cara grouting / grouting semen (grouting)
Campuran Grouting (Bahan Grout)
Bahan grouting yang digunakan dalam pekerjaan grouting dapat berupa
material suspense dan atau kimiawi. Material suspensi yang umum dipakai
adalah semen dan bila perlu dipakai bahan tambahan berupa bentonit atau
bahan sejenis. Air sebagai bahan cairan yang dipakai sebagai pencampur
semen, harus bebas dari kandungan lumpur, bahan organik dan unsur lain
yang dapat mengakibatkan penurunan kwalitas campuran. Sedangkan bahan
semen yang digunakan adalah Portland Cement (PC), tipe I yang tidak
mengandung bahan lain dan memenuhi syarat yang ditentukan dalam SII - 3 -
1981.
Perbandingan bahan grout untuk cement milk, ditentukan berdasarkan
tujuan dari grouting tersebut dan kondisi batuan yang juga akan berubah
menurut besarnya penyerapan grouting.
Perbandingan campuran semen yang sering dipakai untuk pekerjaan grouting
ini adalah C : W = 1 : 10 sampai 1 : 1. Untuk retakan yang relatif
besar dipakai C : B = 1 : 0,5, dan bahkan kadang - kadang dipakai mortar
(campuran semen dan pasir).
Pada umumnya proporsi campuran dimulai dari C : W = 1 : 10 atau 1 : 8.
Apabila grouting memperlihatkan penyerapan grout yang lebih besar dari
30 liter per menit dan berlangsung selama 20 menit maka campuran
dikentalkan secara berangsur. Namun sebaliknya apabila tekanan ijneksi
naik tiba - tiba atau jumlah volume grout masuk turun sangat banyak maka
campuran diubah menjadi lebih encer.
Peralatan Grouting
Peralatan dasar yang diperlukan untuk melaksanakan grouting pondasi adalah :
- Mesin bor : Dipakai untuk pembuatan lubang grout, dengan diameter antara 46 mm (AX) sampai
76 mm (NX). Mesin bor yang dipakai untuk keperluan grouting sebaiknya jenis bor
putar (rotary type drill)
- Peralatan grouting : Meliputi 'packer', stang grouting, 'by pass', manometer, kran pengatur
tekanan, pipa pemasukan dan pengembali serta pengukur debit.
- Grout mixer dan : Untuk mencampur bahan grout sesuai dengan agitator perbandingan
yang ditentukan, kemudian di alirkan kedalam 'agitator' sebagai tempat grout
siap untuk diambil oleh pompa.
- Pompa grout : Untuk memompakan grout yang tersimpan di 'agitator' ke lubang grout melalui
unit peralatan grouting. Pompa grout yang baik adalah yang memiliki debit dan
tekanan konstan. Karena itu umumnya dipakai pompa jenis 'duplex double acting type'.
Peralatan grouting
Tekanan Grouting
Faktor yang penting pada saat dilakukan grouting adalah tekanan grouting dan pencampuran grout.
Tekanan grouting yang tinggi akan membuat lebih mudahnya grout untuk
menyebar mengisi celah retakan, kekar dan pori batuan secara efektif,
namun sebaliknya hal ini akan dapat merusak batuan dasarnya. Oleh karena
itu diperlukan pemilihan besar tekanan dengan hati-hati. Disamping itu
perlu diketahui bahwa bila grout yang digroutingkan memiliki campuran
yang kental, maka diperlukan tekanan grouting yang lebih tinggi dari
pada campuran yang encer.
Jelaslah bahwa tekanan maksimum grouting ditentukan berdasarkan
percobaan-percobaan dengan mengingat kestabilan batuan pondasi,
kekentalan grout, dan kedalaman daerah yang akan digrouting.
Meskipun demikian US. Development Authority telah memberikan batasan
yang aman untuk tekanan maksimum dan dapat dipakai sebagai petunjuk,
yaitu : Pada kedalaman batuan dasar = d meter, tekanan grouting
P(kg/cm2) adalah sebanding dengan 0,23xd.
Perbandingan campuran grout untuk 'cement milk', ditentukan berdasarkan
tujuan dari grouting dan kondisi batuan dan juga akan berubah menurut
besarnya penyerapan grouting.
Perbandingan campuran semen yang sering dipakai untuk pekerjaan grouting
ini adalah C : W = 1 : 10 sampai 1 : 1. Untuk retakan yang relatif
besar dipakai C/W = 1 : 0,5 dan bahkan kadang-kadang dipakai mortar
(campuran semen pasir).
Pada umumnya proporsi campuran mula dimulai dari C/W = 1 : 10 atau 1 :
8. Apabila grouting memperlihatkan penyerapan grout yang lebih besar
dari 30 liter/menit dan berlangsung selama 20 menit maka campuran
dikentalkan secara berangsur. Namun sebaliknya apabila tekanan grouting
naik tiba-tiba atau jumlah volume grout yang masuk turun sangat banyak,
maka campuran dirubah menjadi lebih encer.
Grouting dapat dinyatakan selesai apabila carnpuran grout relatif tidak
dapat masuk lagi. Ada beberapa patokan terhadap selesainya grouting
yaitu :
(Standard selesainya grouting menurut USBR)
1) Pada tekanan grouting sebesar 3,5 kg/cm2, jumlah grout yang
digroutingkan harus lebih rendah dari 28 liter dalam waktu 20 menit.
2) Untuk tekanan grouting antara 3,5 – 7,0 kg/cm2, jumlah grout yang
digroutingkan harus lebih rendah dari 20 liter dalam waktu 5 menit.
3) Untuk tekanan grouting antara 7,0 - 14,0 kg/cm2, maka jumlah grout
yang digroutingkan harus lebih rendah dari 28 liter dalam waktu 10
menit.
4) Untuk tekanan grouting yang lebih besar dari 14 kg/cm2, maka jumlah
grout yang digroutingkan harus lebih rendah dari 28 liter dalam waktu 5
menit.
Pada pekerjaan grouting ini tekanan yang digunakan sangat menentukan
kapan grouting dinyatakan selesai, peralatan pencampuran diatur sesuai
kecepatan grouting.
Percobaan Permeabilitas (Lugeon Test)
Permeabilitas batuan pondasi merupakan faktor yang sangat penting untuk
diketahui secara terperinci dalam merencanakan pekerjaan grouting.
Adapun daerah cakupan dari percobaan permeabilitas pada suatu rencana
bendungan untuk kepentingan ini adalah sampai pada kedalaman setengah
dari ketinggian bendungan yang direncanakan (gambar 2). Bahkan bila
kondisi geologinya kurang baik, maka kedalaman penelitiannya adalah
setinggi rencana bendungannya.
Daerah cakupan percobaan Lugeon
Menentukan permeabilitas dengan cara percobaan lugeon adalah dengan
menggroutingkan air bertekanan kedalam lubang bor. Percobaan lugeon ini
lebih umum disebut 'packer test'.
Uji kelulusan air jenis ini yang dilakukan pada batuan yang dapat menahan tekanan packer disebut “packer test”.
Pada batuan keras dengan sedikit rekah/rongga, dipakai tekan dan
maksimum sebesar 0,21 kglcm2 setiap kemajuan 1 m. Pada batuan keras
dengan banyak rekah/rogga, di pakai tekanan maksimum 0,11 kg/cm 2(lebih
besar sedikit dari tekanan air, yaitu 1 m = 0,1 kg / cm² , agar struktur
batuan tidak / jebol).
Setiap tahap pengujian dilakukan lima kali pengamatan dengan variasi
tekanan yang bebeda, yaitu 33% P maksimum, 66% P maksimum, 100% P
maksimum, 66% P maksimum dan 33% P maksimum.
Uji coba permeability dengan menggunakan packer
Satuan „k‟ (koefisien permeabilitas) adalah satuan panjang per waktu,
umumnya dalam cm/detik. Ada kalanya kelulusan air yang diperoleh dengan
cara packer test ini, diminta dalam satuan lugeon.
Satuan „k‟ (koefisien permeabilitas) adalah satuan panjang per waktu,
umumnya dalam cm/detik. Ada kalanya kelulusan air yang diperoleh dengan
cara packer test ini, diminta dalam satuan lugeon. Rumus yang dipakai
adalah :
Definisi 1 lugeon adalah banyaknya air yang masuk dalam massa batuan dalam liter/ menit/ meter pada tekanan 10 kg/ cm².
Harga „k‟ dalam cm/ detik lebih menonjolkan hubungan antara kecepatan
aliran dan gradient hidrolis. Harga kelulusan air dalam lugeon lebih
menonjolkan banyaknya air yang masuk dalam massa batuan pada tekanan
tertentu. Berdasarkan persebandingan 1 lugeon sama dengan 10-5 cm/
detik.
Panjang lubang bor yang diuji L sebaiknya maksimum 3 meter, kecuali untuk grouting test biasanya L sama dengan 5 meter.
Satuan permeabilitas yang umumnya dipakai untuk kepentingan perencanaan
grouting adalah satuan lugeon (Lu), yaitu merupakan jumlah pemasukan air
dalam liter per menit untuk tiap meter kedalaman bor, pada tekanan 10
kg/cm2.
Apabila dalam pelaksanaan percobaan lugeon tidak dapat memberikan
tekanan yang tinggi (10 kg/cm2) oleh karena keadaan batuan yang tidak
mengijinkan atau pertimbangan teknis lainnya, maka harga lugeon didapat
dengan melakukan konversi kesebandingan dengan tekanan grouting. Dengan
demikian harga lugeon dapat di-peroleh dari rumus :
Bila harga lugeon tiap 'stage' (pada umumnya panjang tiap 'stage, adalah
5 meter) dari lubang-lubang bor penyalidikan telah diperoleh, maka
dapat dibuat peta penampang permeabilitas sepanjang rencana bendungan,
seperti pada contoh gambar di bawah
Contoh penampang Permeabilitas
Dengan demikian dari hasil percobaan lugeon tersebut dapat diperoleh
gambaran kondisi permeabilitas, yang nantinya dipakai sebagai data
penting dalam perencanaan grouting, yaitu :
– Luas daerah cakupan grouting menjadi jelas.
– Persentase lapisan yang lulus air dibeberapa daerah menjadi lebih kelihatan.
– Elevasi batuan dasar dapat ditentukan dengan tepat sebagai batuan
pondasi berdasarkan pertimbangan dari angka permeabilitasnya.
Percobaan Grouting (Grouting Test)
Percobaan grouting ini biasanya diperlukan sebelum grouting yang
sebenarnya dilaksanakan, untuk dapat menentukan pola dan jarak lubang
paling efektif, tekanan grouting, cara pelaksanaan, perkiraan jumlah
bahan campuran dan mengetahui efektifitas hasil grouting.
Harga lugeon yang akan dicapai dalam perbaikan pondasi dengan grouting
adalah 1 - 2 lugeon untuk bendungan beton, dan 2 - 5 lugeon pada
bendungan urugan.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam uji grouting ini adalah :
1. Pola grouting yang biasa digunakan dalam percobaan adalah gambar seperti di bawah.
2. Pelaksanaan percobaaan grouting semen sama seperti pada butir 5.5.6.
3. Setelah percobaaan gouting diselesaikan, dibuat lobang pemeriksaan
(Cek) untuk mengambil contoh inti yang diikuti percobaan kelulusan air
pada lobang tersebut.
Beberapa pola grouting yang umum dilaksanakan
Dengan memperoleh harga lugeon dan jumlah semen yang digroutingkan untuk
tiap lubang grout, didapatkan tingkat perbaikan permeabilitas batuan
dasar sesuai dengan jarak antara lubangnya. Disamping itu campuran bahan
grout efektif dapat ditentukan berdasarkan percobaan dengan melihat
harga lugeon, kondisi retakan, pori batuan terhadap kekentalan campuran.
Suatu hal yang sangat penting adalah menentukan tekanan maksimum
grouting yang tidak sampai pada batas rusaknya batuan pondasi. Dari
hasil grouting test yang diperoleh kemudian dipakai sebagai dasar dalam
melengkapi rencana detail pekerjaan grouting.
Urutan Kerja Grouting
Secara umum urutan kerja grouting pondasi yang dilakukan adalah sbb :
Tata cara pelaksanaan grouting semen pada batuan dengan menggunakan
bubur semen (PC) atau Portland Cement Grouting telah dibakukan di dalam
SNI 03-2393-1991.
Tahapan Pelaksanaan Grouting
Pada pelaksanaannya grouting dapat dibagi menjadi 4 macam tahapan grouting yaitu :
1) Grouting tahap tunggal (single stage grouting)
Tahapan ini digunakan untuk grouting dangkal (< 10 m) dan berbatuan
baik seperti dalam grouting konsolidasi dan grouting selimut.
Pelaksanaan dilakukan satu kali grouting setelah pemboran dari kedalaman rencana selesai.
2) Grouting naik (ascending grouting, upstage grouting)
Lubang grouting dibor langsung sampai kedaiaman rencana, kemudian
dipasang packer tunggal dari bawah ke atas. Apabila batuan
(retak-retak/crack) dapat dipakai packer ganda.
Cara ini diterapkan terutama pada batuan kompak dan tidak runtuh, pelaksanaan lebih cepat namun boros material grouting.
Proses dan Tahapan Grouting Naik
3) Grouting turun (step grouting, descending grouting)
Pengeboran dilakukan secara bertahap (step by step) dengan interval 3 m - 5 m tergantung kondisi batuan.
Metode ini digunakan untuk mengatasi kondisi batuan yang urug dan
dilakukan secara bertahap dalam pemasangan packer untuk mencegah runtuh
batuan diatasnya.
Tahapan pelaksanaan : Bor - cuci - test air - langkah I - bor ulang - langkah II - cuci - test - langkah III, dan seterusnya.
Prosedur dan tahapan grouting turun
4) Grouting ganda (multiple grouting)
Pelaksanaan grouting ganda diterapkan pada kondisi batuan yang banyak
mengandung rekahan dan kekar serta bocoran yang berlebihan. Grouting
dilakukan dengan membuat lubang pengeboran diameter besar (Ф 66 – 76
mm.) kemudian digrout dengan yang kental (1 : 1 ~ 1 : 0,5) untuk menutup
retakan. Selanjutnya dibor lagi dengan diameter lebih kecil (Ф 56 ~ Ф
46 mm) kemudian diisi dengan campuran encer atau berbahan dasar kimia.
Khusus untuk pelaksanaan grouting pada batuan yang mudah runtuh sehingga
tidak memungkinkan untuk membuat panjang stage yang diinginkan dan
pemasangan packer pada batuan, maka dipakai cara “sleeve pipe method”.
Grouting menggunakan “ Sleeve Pipes”
Untuk mengefektifkan hasil grouting pada bagian atas atau langkah 1 perlu mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :
1) Lakukan pekerjaan grouting tirai sebelum galian mencapai elevasi dari
garis galian dengan sisa galian penutup setebal 1 m untuk pemasangan
packer.
2) Buat landasan (grout cap) dari beton kurus sepanjang jalur grouting
tirai dengan lebar sesuai jarak baris titik grouting, selebar 3 m dan
tebal 0,5 m hingga 1,0 m. Penggalian alur untuk landasan perlu dilakukan
secara manual dengan bantuan pick hammer agar tidak merusak batuan di
sekitarnya.
3) Memasang pipa ekstra (grout pipe) sepanjang 0,5 m hingga 1.0 m
terutama untuk lubang grouting dengan inklinasi menyudut dan berarah
azimut tertentu.
4) Pada pelaksanaan grouting konsolidasi biasanya dilaksanakan setelah
lapisan pembetonan mencapai ketebalan 0,5 m - 1,0 m untuk penempatan
packer pada langkah I.
Pada pelaksanaan grouting tirai perlu dibuat urutan kerja dari titik ke
titik dimulai dari pembagian blok sesuai penampang galian pondasi.
Kemudian setiap blok perlu dimulai dengan pilot hole, primary hole,
secondary hole, tertiary hole seterusnya.
Pemindahan antar titik dilakukan dengan memperhatikan :
1) Pola melompat I titik atau split spacing
2) Pola gigi belalang antar 2 langkah grouting yang berdekatan
3) Pola menyilang (ziz-zag) pada titik antar bans grouting (grout row)
Rencana grouting tirai pada pondasi bendungan dan urut-urutan groutingnya
Pemeriksaan Hasil Grouting
1) Pemeriksaan hasil grouting dilakukan dengan membuat check hole pada
titik yang dipilih dan biasanya di bor miring agar mewakili zona
grouting.
2) Pengambilan contoh inti (core sampling) untuk melihat secara visual
efektivitas penetrasi grouting dan dapat diperiksa dengan membubuhkan
phenolptalein 0.1 n. Warna merah muda adalah tanda penetrasi semen.
3) Pengujian permeabilitas setelah grouting dengan water pressure test
atau lugeon test. Tekanan diatur seperti uji permeabilitas secara naik
dan turun, yaitu bervariasi 1-3-5-7-10-7-5-3-1 kg/cm2, tergantung
kondisi batuan.
4) Setelah selesai check hole diisi dengan campuran bahan grouting yang kental 1:1 atau 1:0.5 hingga jenuh.
Perbaikan atau perkuatan pondasi bendungan dengan cara grouting berdasarkan maksud dan manfaatnya dapat dikelompokan menjadi :
1) Grouting Tirai (Curtain Grouting)
Berfungsi membuat tirai.sekat kedap air yang dapat menahan rembesan yang
besar dengan memperpanjang filtrasi sehingga berfungsi pula mengurangi
uplift dan kemungkinan piping.
Menurut kaidah hidrolik, rumus umum pola grouting untuk bendungan dengan ketinggian (H) adalah :
2) Grouting Konsolidasi (Consolidation Grouting)
Berfungsi merekondisi struktur batuan pondasi yang mengalami kerusakan
waktu digali, baik dengan alat besar ataupun dengan peledakan.
Meningkatkan kekuatan geser batuan yang jelek, hancur dan berkekar.
Kedalaman bervariasi dari 5 m hingga 10 m dan spasi dari 5 m hingga 2,5 m
dalam sistim grid.
3) Grouting Selimut (Blanket Grouting)
Berfungsi menahan rembesan air pada lapisan permukaan pondasi yang
melalui retakan-retakan, umumnya berdampingan dengan grouting tirai pada
dasar zona inti kedap air, kedalaman umumnya 5 m dan jarak 2,5 m- 5 m.
4) Grouting Pengisian (Filling Grouting)
Berfungsi mengisi rongga (cavities), rongga antara lining beton dan batuan pada terowong yang dikenal sebagai backfill grouting.
5) Grouting Sambungan (Contact Grouting, Joint Grouting)
Berfungsi mengisi sambungan antara beton lama dan baru, mengisi rongga
susutan beton dan rongga susutan antara steel liner dan beton.
5.7. Aplikasi Grouting Pada Terowongan
Dibawah ini akan diuraikan mengenai cara melaksanakan grouting pada terowongan secara bertahap dimulai dari :
5.7.1 Grouting Untuk Terowongan
Berbeda dengan grouting pada sumbu bendungan dan lainnya, pada
pelaksanaan grouting untuk terowongan ini dapat dilakukan baik dari
dalam terowongan maupun dari atas permukaan.
Penutup
Sekian Penjelasan Singkat Mengenai GROUTING. Semoga Bisa Menambah Pengetahuan Kita Semua.
