Underconsolidated Clay. Is it possible?

Ini salah seorang teman yg nanya tentang underconsolidated clay.

The answer is yes..it is possible..There are many reasons why soil is not under normally consolidated condition.

1.Looks to me the cause of the low pre-consolidation pressures are mainly due to Sample Disturbance : 
a. Sampling and handling - unless you took the sample using sample freezing technique the disturbance due to sampling and handling is inevitable. It is almost impossible to sample soft to very soft clay without highly disturbing it. 
 b. Stress relieve - The sample experiences stress relieve when we took it from the depth, from whatever initial pressure was to zero (atmospheric pressure). Even if you took the sample using the sample freezing technique, you are still facing the disturbance due to stress relieve when the sample is thawed, which highly affects the pc' of your sample. When you did the Constant rate of consolidation (CRS) test, what you are actually measuring was the pc' when the sample was tested. Suzanne Lacasse and also others from NGI have discussed this in many of her/their papers. For example, Lunne et al -2006 - discussed this here: http://www.ingentaconnect.com/content/nrc/cgj/2006/00000043/00000007/art00006.

 2. I do not see any problem to calculate the settlement. I do not expect to have negative settlement (I assume you meant negative settlement=heave). On the other hand, I would think that the calculated settlement tends to be higher than what may actually observed due to lower pc' than the actual pc' on the field (due to disturbance in point 1). As long as you have higher insitu stress than pc' you still get settlement (positive settlement). 

3. The fact that some of the soils are under-consolidated does not surprise me. It is real and it only tells us that the consolidation is still in process. Please remember, in addition to cv, the rate of consolidation also depends on the thickness of the soil layer and the drainage condition on site.  In your case, the drainage is only provided by the lower sandy gravelly soil, which means only 1-way drainage. That will takes much more time to consolidate than if you have both upper and lower drainage layers.  In your case, may be it is the number 1 above (sample disturbance) that has more pronounced effect on your low pc'.  

I hope this is useful. 

Cheers, Hendra  Down Under

Kriteria Faktor Keamanan untuk Pondasi Dalam

Ada pertanyaan menarik yg diungkapkan oleh salah seorang anggota milis FGI (Forum Geoteknik Indonesia: http://tech.groups.yahoo.com/group/forum-geoteknik-indonesia/). Ini adalah pertanyaan yg mendasar yg dimiliki oleh seseorang yang akan mendisain pondasi: 

• ·        Apakah ada kriteria khusus untuk kriteria faktor kemanan (FK) pondasi dalam sesuai dengan Standar Nasional Indonesia, Australian Standard, USACE, ataukah kita boleh menggunakan faktor keamanan yg disarankan dalam buku2 teks?

Jawabannya adalah tergantung dari besar proyek yang kita tangani? Lhoo kok gitu yaa..?

Hehehe..ini prinsip UUD mas..atau lebih tepatnya saya bilang UUB..Ujung Ujungnya Budget (UUB) juga..Mudah2an budget ini tidak harus melewati Badan Anggaran di DPR yg katanya sangat kuat memegang prinsip UUD ini ( :-(..). 
Back to lap top, begini mas, budget yang saya maksud adalah:

• ·        Berapa uang yg tersedia utk melakukan investigasi tanah?
• ·        Berapa yg tersedia utk mendisain pondasi dg menggunakan metoda pemodelan numeric?
• ·        Berapa budget yang tersedia utk melakukan test konfirmasi daya dukung setelah pondasinya terpancang atau terpasang di lapangan?
• ·        Test macam apa yg akan dilakukan?
• ·        Apakah test static ataukah dinamik?
• ·        Dilakukan backanalysis daya dukung atau tidak?

Kalau utk disain pondasi dangkal utk beban yg tidak sensitive terhadap penurunan, factor keamanan 3 utk daya dukung biasanya sudah mencukupi. Tapi bagimana halnya utk pondasi dalam untuk mendukung gedung 50 lantai yg dibangun di atas tanah lempung Bandung atau Jakarta misalnya? Atau untuk pondasi tiang pancang dermaga di atas tanah lunak misalnya?

Maka disini akan ada tarik menarik kepentingan antara disainer dan pemilik proyek. Disainer akan meminta budget untuk:

• ·        melakukan investigasi tanah yg komplit mulai dari test SPT,
• ·        laboratory test utk banyak sampel yg didapat dari lapangan termasuk test Triaxial CU, konsolidasi, permebailitas dll,
• ·        test geofisik untuk menghitung shear wave velocity tanah yg akan digunakan utk analisa dinamik, test pressuremeter utk menghitung modulus tanah di lapangan untuk memperkirakan deformasi undrained (seketika) pada saat gedung dibangun,
• ·        untuk memodelkan perilaku bangunan saat dibangun (dalam bentuk deformasi lateral dan vertikal) untuk mengetahui pengaruh penurunan muka air tanah dan perilaku jangka panjangnya serta pengaruhnya ke bangunan sekitar,
• ·        akan menggunakan angka keamanan terhadap daya dukung yg sebesar mungkin yg masih masuk akal,
• ·        akan menggunakan nilai kuat geser terendah yg diperoleh dari hasil investigasi tanah, dan
• ·        akan menggunakan kombinasi beban terjelek yg mungkin terjadi untuk mendisain dimensi pondasi yang ada.

Pemilik yg cerdas akan mencoba mereview semua asumsi yang dilakukan oleh perencana dengan melakukan third party reviewer sehingga pemilik bisa meyakinkan bahwa disain yg dibuat memenuhi persyaratan kemanan tapi juga cost effective. Tentu saja third party reviewer ini harus mempunyai kualitas yg lebih baik dari perencana dan lebih tahu perilaku bangunan jangka pendek atau jangka panjangnya shg kalau perencanaannya terlalu konservatif, sang reviewer bisa menyampaikan hal tsb kepada pemilik agar dialakukan Value Engineering untuk mengoptimalkan perencanaan yang ada.

Untuk menghindari tarik menarik kepentingan sperti itu, maka ada baiknya pemilik menentukan standard apa yg harus diikuti dalam perencanaan pondasi tsb. Dengan mengikuti standard tertentu, maka ada syarat minimum test yg dilakukan untuk mengadopsi besaran factor keamanan tertentu.

Misalnya, berdasarkan Australian Standard 2159-09, penentuan factor keamanan tergantung dari individual risk rating (IRR) dari pondasi dalam yang didisain, yang tergantung dari beberapa hal sbb:

• -        kondisi geoteknik lapangan: misalnya tanahnya cukup kompleks atau tidak; jumlah investigasi tanahnya lengkap ataukah tidak, dll;
• -        pengalaman perencana-nya
• -        pengalaman pelaksana konstruksi pondasi, yg tergantung dari metoda yg dipakai, quality control, dll.

Gabungan hal hal di atas akan menentukan IRR spt di bawah ini:

Tabel 1. Individual Risk rating (AS 2159).

Risk Level	Individual risk rating (IRR)
Very low	1
Low	2
Moderate	3
High	4
Very High	5

Tabel 2. Basic Geotechnical Strength Reduction Factor (SRF) for Average Risk rating (AS 2159)

Range of average risk rating (ARR)	Overall risk category	SRF for low redundancy systems	SRF for high redundancy systems
<=1.5	Very Low	0.67 (FS=1.5)	0.76 (FK=1.30)
1.5 -2..0	Very low to Low	0.61	0.70
2.0-2.5	Low	0.56	0.64
2.5-3.0	Low to Moderate	0.52	0.60
3.0-3.5	Moderate	0.48	0.56
3.5-4.0	Moderate to high	0.45	0.53
4.0-4.5	High	0.42	0.50 (FK=2.0)
4.5<	Very high	0.40 (FK=2.5)	0.47

Nilai IRR yg kecil menunjukkan resiko yang kecil, dan artinya perencana bisa menggunakan faktor keamanan (FK) yang relatif kecil atau dalam istilah Australian Standard ‘Strength Reduction factor’ yg besar. (Catatan : Strength reduction = 1/FK). Misalnya kalau risk ratingnya 1 atau very low, misalnya membuat pondasi gardu hansip (J..) atau bus shelter dengan beban yang ringan, perencana boleh menggunakan SRF=0.67 atau FK=1.5. Faktor kemanan ini bisa dioptimumkan lagi jika dilakukan test tertentu yg bisa memberikan perkiraan daya dukung yang akurat.

Hanya harap dicatat, ini hanya strength reduction factor untuk geotechnical design, ada lagi syarat serviceability yg mensyaratkan besarnya maksimum penurunan yg bisa ditolerir, dan juga durability utk pondasi tiang pancang di dermaga atau daerah yg sering terkena pasang surut misalnya.

Jadi untuk proyek2 yang besar, kalau memang ingin mendapatkan disain pondasi yg optimum, saya sarankan untuk menggunakan perencana yg berpengalaman, atau pakai third party reviewer yg handal shg bisa mereview disian yang ada untuk mencapai disain yg optimum.

Sekedar sumbang pendapat saja, mudah2an bermanfaat.

Perth, Ahad, 23 Jun 2013.