Garis Panduan Artikel: Jenis Tanah Yang Sesuai Untuk Bina Rumah & Cara Mengujinya

1. Pengenalan: Kepentingan memilih jenis tanah yang sesuai untuk pembinaan rumah

Pemilihan jenis tanah yang sesuai adalah penting dalam pembinaan rumah untuk memastikan kestabilan dan ketahanan struktur bangunan dalam jangka masa panjang. Tanah yang tidak sesuai boleh menyebabkan pelbagai masalah seperti pengenapan, pergerakan tanah, dan keretakan pada struktur bangunan. Oleh itu, adalah penting untuk menjalankan ujian tanah yang komprehensif sebelum memulakan sebarang projek pembinaan.

Antara faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan tapak pembinaan termasuk:

• Jenis tanah dan ciri-cirinya
• Keadaan topografi dan saliran tapak
• Sejarah geologi dan risiko bencana alam
• Keupayaan galas tanah dan potensi pengenapan
• Kehadiran air bawah tanah dan risiko hakisan

Dengan memahami ciri-ciri tanah dan melakukan ujian yang sewajarnya, pemaju dan kontraktor dapat membuat keputusan yang tepat dalam pemilihan tapak, reka bentuk asas, dan kaedah pembinaan yang sesuai. Ini dapat membantu mengurangkan risiko kegagalan struktur dan memastikan keselamatan serta ketahanan bangunan dalam jangka masa panjang.

2. Jenis-jenis tanah yang biasa ditemui di Malaysia

Malaysia mempunyai pelbagai jenis tanah yang berbeza berdasarkan proses pembentukan geologi dan iklim tropika yang lembap. Antara jenis tanah yang biasa ditemui di Malaysia termasuk:

1. Tanah liat: Terbentuk daripada proses luluhawa batuan dan mineral, tanah liat mempunyai tekstur yang halus dan berbutir kecil. Ia mempunyai keplastikan yang tinggi dan keupayaan menahan air yang baik.
2. Tanah berpasir: Tanah jenis ini terdiri daripada zarah pasir yang lebih besar dan mempunyai keliangan yang tinggi. Ia mempunyai saliran yang baik tetapi kurang stabil berbanding tanah liat.
3. Tanah berkelodak: Tanah ini mempunyai campuran zarah bersaiz sederhana antara tanah liat dan pasir. Ia mempunyai ciri-ciri pertengahan antara kedua-dua jenis tanah tersebut.
4. Tanah organik: Terbentuk daripada pereputan bahan organik seperti daun dan ranting, tanah organik biasanya ditemui di kawasan tanah gambut dan hutan. Ia mempunyai kandungan karbon yang tinggi dan kurang sesuai untuk pembinaan.
5. Tanah laterit: Tanah jenis ini terbentuk hasil daripada proses luluhawa intensif di kawasan tropika dan mempunyai kandungan besi dan aluminium yang tinggi. Ia berwarna kemerahan dan mempunyai kekuatan yang sederhana.

Jadual di bawah menunjukkan ciri-ciri umum bagi setiap jenis tanah:

Pemahaman tentang jenis-jenis tanah ini penting dalam pemilihan tapak pembinaan dan reka bentuk asas yang sesuai untuk setiap projek pembinaan.

3. Ciri-ciri tanah yang sesuai untuk pembinaan rumah

Dalam pemilihan tapak untuk pembinaan rumah, adalah penting untuk mempertimbangkan ciri-ciri tanah yang sesuai bagi memastikan kestabilan dan ketahanan struktur bangunan. Antara ciri-ciri tanah yang ideal untuk pembinaan rumah termasuk:

1. Kekuatan dan kepadatan yang mencukupi: Tanah yang sesuai untuk pembinaan harus mempunyai keupayaan galas beban yang mencukupi untuk menampung beban struktur bangunan tanpa mengalami pengenapan yang berlebihan.
2. Kestabilan dimensi: Tanah yang stabil dari segi dimensi tidak mengalami perubahan isipadu yang ketara apabila terdedah kepada perubahan kelembapan atau tekanan. Ini membantu mengurangkan risiko pergerakan tanah dan keretakan pada struktur bangunan.
3. Saliran yang baik: Tanah yang mempunyai saliran yang baik membolehkan air berlebihan mengalir keluar dengan cepat, mengurangkan risiko pengumpulan air dan hakisan tanah di sekitar asas bangunan.
4. Kandungan bahan organik yang rendah: Tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi seperti tanah gambut adalah kurang sesuai untuk pembinaan kerana ia boleh mengalami pemampatan dan pengenapan yang berlebihan apabila dibebankan.
5. Keplastikan sederhana: Tanah dengan keplastikan sederhana lebih mudah dipadatkan dan distabilkan, membolehkan pembinaan asas yang lebih stabil dan seragam.
6. Kandungan air yang terkawal: Tanah dengan kandungan air yang terkawal dan stabil lebih sesuai untuk pembinaan kerana ia mengurangkan risiko perubahan isipadu tanah dan masalah kestabilan yang berkaitan dengan perubahan kelembapan.

Jadual di bawah merumuskan ciri-ciri tanah yang sesuai dan kurang sesuai untuk pembinaan rumah:

Dengan memahami ciri-ciri tanah yang sesuai untuk pembinaan, pemaju dan kontraktor dapat membuat keputusan yang lebih baik dalam pemilihan tapak dan reka bentuk asas yang sesuai untuk memastikan kestabilan dan ketahanan struktur bangunan dalam jangka masa panjang.

4. Kaedah ujian tanah di tapak: Ujian penusukan piawai (SPT)

Ujian Penusukan Piawai (Standard Penetration Test, SPT) adalah salah satu kaedah ujian tanah di tapak yang paling biasa digunakan dalam industri pembinaan. Ujian ini dijalankan untuk menentukan kepadatan relatif dan kekuatan tanah di tapak pembinaan. Prosedur ujian SPT melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Lubang gerudi dibuat pada kedalaman yang dikehendaki menggunakan mesin gerudi.
2. Persampelan SPT dimasukkan ke dalam lubang gerudi dan diturunkan ke kedalaman ujian yang ditetapkan.
3. Persampelan SPT dipasang dengan penusuk keratan (split spoon sampler) pada hujungnya, yang mempunyai diameter dalaman 35 mm dan diameter luaran 51 mm.
4. Penusuk keratan dipacu ke dalam tanah menggunakan pemberat 63.5 kg yang dijatuhkan dari ketinggian 760 mm.
5. Bilangan hentaman yang diperlukan untuk menolak penusuk keratan sedalam 450 mm direkodkan. Bilangan hentaman untuk 300 mm penusukan terakhir (selepas 150 mm penusukan awal) diambil sebagai nilai N SPT.
6. Sampel tanah yang terperangkap di dalam penusuk keratan dikeluarkan untuk pemeriksaan visual dan ujian makmal selanjutnya jika perlu.

Nilai N SPT yang diperoleh daripada ujian ini memberikan petunjuk tentang kepadatan relatif dan kekuatan tanah. Secara amnya, nilai N SPT yang lebih tinggi menunjukkan tanah yang lebih padat dan lebih kuat, manakala nilai N SPT yang lebih rendah menunjukkan tanah yang lebih longgar dan lebih lemah. Jadual di bawah memberikan korelasi umum antara nilai N SPT dan kepadatan relatif tanah:

Ujian SPT sering dijalankan pada pelbagai kedalaman di tapak pembinaan untuk mendapatkan profil kepadatan tanah dan mengenal pasti sebarang lapisan tanah yang lemah atau bermasalah. Maklumat yang diperoleh daripada ujian SPT membantu jurutera dan perunding geoteknik dalam mereka bentuk asas yang sesuai dan menentukan kaedah pembinaan yang optimum untuk projek tersebut.

5. Kaedah ujian tanah di makmal: Ujian pengukuhan tanah

Ujian pengukuhan tanah adalah salah satu ujian makmal yang penting untuk menilai ciri-ciri kebolehmampatan tanah, terutamanya untuk tanah liat dan tanah berkelodak. Ujian ini membantu jurutera geoteknik meramalkan pengenapan tanah di bawah beban yang dikenakan dan mereka bentuk asas yang sesuai untuk mengurangkan masalah pengenapan. Prosedur ujian pengukuhan tanah melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Sampel tanah yang tidak terganggu diperolehi dari tapak menggunakan tiub pensampelan tanah atau kaedah pensampelan lain yang sesuai.
2. Sampel tanah dipotong dan diletakkan di dalam sel pengukuhan, yang terdiri daripada cincin logam dengan batu telap berliang di bahagian atas dan bawah.
3. Beban tegasan yang ditentukan dikenakan pada sampel tanah melalui sistem bebanan mekanikal atau hidraulik.
4. Perubahan ketebalan sampel tanah diukur menggunakan tolok dail atau penderia anjakan elektronik pada selang masa yang ditetapkan.
5. Proses pembebanan dan pengukuran anjakan diulangi dengan mengenakan beban tegasan yang semakin meningkat sehingga sampel tanah mencapai pengukuhan yang stabil untuk setiap tahap tegasan.
6. Keputusan ujian diplot sebagai graf anjakan (pengenapan) melawan log masa untuk setiap tahap tegasan, dan parameter pengukuhan seperti pekali kebolehmampatan, pekali pengukuhan, dan tekanan prapengukuhan ditentukan.

Jadual di bawah menunjukkan contoh data yang diperoleh daripada ujian pengukuhan tanah:

Berdasarkan keputusan ujian pengukuhan, jurutera geoteknik dapat menilai kebolehmampatan tanah dan meramalkan jumlah dan kadar pengenapan yang dijangkakan di bawah beban yang dikenakan. Maklumat ini penting untuk mereka bentuk asas yang sesuai, seperti asas pad atau asas rakit, dan untuk menentukan keperluan pra-pembebanan atau pembaikan tanah untuk mengurangkan masalah pengenapan. Ujian pengukuhan tanah juga membantu dalam penilaian risiko dan perancangan langkah-langkah mitigasi untuk projek pembinaan di atas tanah liat atau tanah berkelodak.

6. Kaedah ujian tanah di makmal: Ujian taburan saiz zarah

Ujian taburan saiz zarah adalah ujian makmal yang digunakan untuk menentukan peratusan relatif pelbagai saiz zarah dalam sampel tanah. Maklumat ini penting untuk mengklasifikasikan tanah dan menilai ciri-ciri kejuruteraan tanah, seperti kekuatan ricih, kebolehtelapan, dan kebolehmampatan. Ujian ini biasanya melibatkan gabungan kaedah ayakan dan pemendapan. Prosedur ujian taburan saiz zarah adalah seperti berikut:

1. Sampel tanah yang mewakili dikeringkan di dalam ketuhar dan ditimbang.
2. Sampel tanah dipisahkan kepada zarah kasar (kelikir dan pasir) dan zarah halus (kelodak dan lempung) menggunakan ayakan bernombor 200 (saiz bukaan 0.075 mm).
3. Zarah kasar diayak melalui siri ayakan piawai dengan saiz bukaan yang semakin mengecil. Berat tanah yang tertahan pada setiap ayakan ditimbang dan direkodkan.
4. Zarah halus dianalisis menggunakan kaedah pemendapan, seperti ujian hidrometer atau pipet, berdasarkan prinsip Hukum Stokes untuk menentukan taburan saiz zarah yang lebih kecil.
5. Keputusan ujian diplot sebagai lengkung taburan saiz zarah, dengan peratusan melepasi setiap saiz ayakan diplot berbanding saiz bukaan ayakan pada skala logaritma.

Jadual di bawah menunjukkan contoh data yang diperoleh daripada ujian taburan saiz zarah menggunakan kaedah ayakan:

Berdasarkan keputusan ujian taburan saiz zarah, tanah dapat diklasifikasikan mengikut sistem klasifikasi tanah yang standard, seperti Sistem Klasifikasi Tanah Bersepadu (USCS) atau Klasifikasi Tanah Jabatan Pengairan dan Saliran Malaysia (JPS). Klasifikasi tanah membantu jurutera geoteknik memahami ciri-ciri tanah dan memilih parameter reka bentuk yang sesuai untuk asas dan struktur pembinaan. Maklumat taburan saiz zarah juga digunakan dalam analisis kestabilan cerun, reka bentuk sistem saliran, dan penilaian potensi hakisan tanah.

7. Kaedah ujian tanah di makmal: Ujian kandungan air dan ketumpatan tanah

Ujian kandungan air dan ketumpatan tanah adalah dua ujian makmal asas yang dijalankan untuk menentukan ciri-ciri fizikal tanah. Kandungan air tanah mempengaruhi kekuatan, keplastikan, dan kebolehmampatan tanah, manakala ketumpatan tanah berkait rapat dengan kepadatan dan kekuatan tanah. Prosedur untuk kedua-dua ujian adalah seperti berikut:

Ujian Kandungan Air:

1. Sampel tanah yang mewakili diambil dan diletakkan di dalam bekas yang telah ditimbang.
2. Berat sampel tanah basah bersama bekas ditimbang dan direkodkan.
3. Sampel tanah dikeringkan di dalam ketuhar pada suhu 105°C selama 24 jam atau sehingga berat malar dicapai.
4. Berat sampel tanah kering bersama bekas ditimbang dan direkodkan.
5. Kandungan air tanah dikira sebagai peratusan nisbah berat air yang hilang semasa pengeringan kepada berat tanah kering.

Ujian Ketumpatan Tanah:

1. Sampel tanah yang tidak terganggu diperolehi menggunakan tiub pensampelan tanah atau kaedah pensampelan lain yang sesuai.
2. Isipadu sampel tanah ditentukan dengan mengukur dimensi sampel atau menggunakan kaedah sesaran air.
3. Sampel tanah ditimbang untuk mendapatkan berat tanah basah.
4. Sampel tanah dikeringkan di dalam ketuhar pada suhu 105°C selama 24 jam atau sehingga berat malar dicapai.
5. Berat sampel tanah kering ditimbang.
6. Ketumpatan pukal tanah dikira dengan membahagikan berat tanah kering dengan isipadu sampel tanah.

Jadual di bawah menunjukkan contoh pengiraan kandungan air dan ketumpatan tanah:

Kandungan air dan ketumpatan tanah adalah parameter penting dalam penilaian ciri-ciri kejuruteraan tanah. Kandungan air yang tinggi boleh mengurangkan kekuatan tanah dan meningkatkan kebolehmampatan, manakala ketumpatan tanah yang rendah boleh menyebabkan pengenapan yang berlebihan dan masalah kestabilan. Maklumat ini digunakan oleh jurutera geoteknik untuk mereka bentuk asas dan struktur pembinaan yang sesuai, serta untuk menilai keperluan pemadatan tanah dan langkah-langkah pembaikan tanah di tapak pembinaan.

8. Kesimpulan: Kepentingan ujian tanah dalam pemilihan tapak pembinaan rumah

Pemilihan tapak yang sesuai dan penilaian ciri-ciri tanah adalah aspek penting dalam pembinaan rumah yang selamat dan tahan lasak. Ujian tanah, sama ada di tapak atau di makmal, memainkan peranan penting dalam proses ini dengan memberikan maklumat penting mengenai ciri-ciri fizikal, kimia, dan kejuruteraan tanah.

Ujian tanah di tapak, seperti ujian penusukan piawai (SPT), memberikan gambaran keseluruhan profil tanah dan kepadatan relatifnya. Maklumat ini membantu jurutera geoteknik mengenal pasti lapisan tanah yang lemah atau bermasalah dan menentukan kedalaman asas yang sesuai.

Ujian makmal, seperti ujian pengukuhan, ujian taburan saiz zarah, ujian kandungan air, dan ujian ketumpatan tanah, memberikan maklumat terperinci mengenai ciri-ciri tanah yang penting untuk reka bentuk asas dan penilaian prestasi jangka panjang struktur pembinaan. Ujian pengukuhan membantu meramalkan pengenapan tanah di bawah beban yang dikenakan, manakala ujian taburan saiz zarah membolehkan klasifikasi tanah yang tepat dan penilaian parameter kejuruteraan tanah yang berkaitan. Ujian kandungan air dan ketumpatan tanah pula memberikan maklumat penting tentang keadaan tanah semasa dan potensi masalah yang berkaitan dengan kandungan air yang tinggi atau ketumpatan tanah yang rendah.

Dengan menggabungkan keputusan ujian tanah di tapak dan di makmal, jurutera geoteknik dan profesional pembinaan dapat membuat keputusan yang tepat dalam pemilihan tapak, reka bentuk asas, dan kaedah pembinaan yang sesuai. Pendekatan ini membantu memastikan kestabilan dan ketahanan struktur pembinaan, serta mengurangkan risiko kegagalan atau masalah yang berkaitan dengan tanah dalam jangka masa panjang.

Kesimpulannya, ujian tanah adalah komponen penting dalam proses pembinaan rumah yang tidak boleh diabaikan. Pelabur dan pemilik rumah harus memastikan bahawa penilaian tapak yang menyeluruh dan ujian tanah yang mencukupi dijalankan sebelum memulakan sebarang projek pembinaan. Dengan memberi perhatian yang sewajarnya kepada aspek geoteknik dan memilih tapak yang sesuai berdasarkan keputusan ujian tanah, risiko masalah berkaitan tanah dapat diminimumkan, dan kestabilan serta ketahanan struktur pembinaan dapat dipastikan untuk jangka masa panjang.