ANALISA PERHITUNGAN PENURUNAN DAN WAKTU KONSOLIDASI PADA TANAH DI APRON BANDARA KUALANAMU SECARA ANALITIK DAN PROGRAM PLAXIS
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi syarat dalam Sidang Ujian Sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
Disusun Oleh :
HEDDY JULIANA SIANIPAR 05 0404 061
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010
1
Universitas Sumatera Utara
ANALISA PERHITUNGAN PENURUNAN DAN WAKTU KONSOLIDASI PADA TANAH DI APRON BANDARA KUALANAMU SECARA ANALITIK DAN PROGRAM PLAXIS
TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi syarat dalam Sidang Ujian Sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara Disusun Oleh :
HEDDY JULIANA SIANIPAR 05 0404 061
Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing
Ir.Rudi Iskandar, MT NIP. 19650325 199103 1 006
Diketahui Oleh : Ketua Departemen Teknik Sipil
Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP. 19561224 198103 1 002
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010
2
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai besarnya penurunan dan waktu konsolidasi yang diperlukan oleh tanah di apron bandara Kualanamu yang diberi prefabricated vertikal drain. Dengan adanya
perhitungan penurunan dan waktu
konsolidasi pada tanah di apron bandara Kualanamu diharapkan para pembaca dapat mengetahui hubungan antara besarnya penurunan dengan waktu konsolidasi. Metode yang digunakan penulis untuk menghitung besarnya penurunan dan waktu konsolidasi pada tanah di apron bandara Kualanamu yang diberi prefabricated vertikal drain adalah secara analitik dan dengan bantuan program Plaxis dengan memodelkan prefabricated vertikal drain yang berbentuk persegi panjang menjadi sand drain yang berbentuk lingkaran. Pemasangan prefabricated vertikal drain yang dimodelkan menjadi sand drain pada tanah di apron bandara Kualanamu yang berupa tanah kohesif lunak akan menyebabkan arah aliran air pori yang akan terdisipasi menjadi dua arah, yaitu arah vertikal dan arah horizontal sehingga dapat mempersingkat waktu yang diperlukan untuk mendisipasi air pori. Pendisipasian air pori atau keluarnya air pori dari pori-pori tanah disebut proses konsolidasi. Proses konsolidasi pada tanah akan menyebabkan penurunan pada tanah tersebut. Perhitungan penurunan dan waktu konsolidasi pada tanah di apron bandara Kualanamu dihentikan pada saat derajat konsolidasi mencapai 95%. Dari hasil perhitungan besarnya penurunan dan waktu konsolidasi pada tanah di apron bandara Kualanamu yang dilakukan secara analitik dan program Plaxis diperoleh hasil yang berbeda. Penurunan yang terjadi pada tanah di apron bandara Kualanamu yang dihitung secara analitik adalah sebesar 0,767 meter dan waktu yang diperlukan untuk mendisipasi air pori adalah 118 hari, sedangkan dari program Plaxis diperoleh penurunan sebesar 0,74 meter dengan waktu konsolidasi selama 102 hari.
3
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan penyertaanNya yang penulis rasakan setiap saat sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir yang berjudul “Analisa Perhitungan Penurunan dan Waktu Konsolidasi pada Tanah di Apron Bandara Kualanamu Secara Analitik dan Program Plaxis” ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini begitu banyak pihak-pihak yang membantu penulis dalam hal memberi bimbingan, dorongan moril, dan material sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, dengan kerendahan hati dan rasa hormat penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir.Rudi Iskandar,MT selaku Dosen Pembimbing yang telah menyediakan waktu dan pikiran untuk membimbing dan memberikan pengarahan dalam penulisan tugas akhir ini. 2. Bapak Dr.Ir.Roesyanto,MSCE, Bapak Dr.Ir.Sofian A.Silalahi,MSc, dan Ibu Ika Puji Astuti,ST,MT selaku dosen pembanding yang telah menyediakan waktu untuk menghadiri seminar dan sidang penulis. 3. Bapak Dr.Ing.Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Ir.Teruna Jaya M.Sc. selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4
Universitas Sumatera Utara
5. Seluruh Dosen dan Staff Pengajar Departemen Teknik Sipil yang telah membimbing dan mendidik penulis selama masa studi pada Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 6. Pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 7. PT. Waskita Karya dan Satker yang telah memberikan data-data penyelidikan tanah di apron bandara Kualanamu. 8. Kedua orang tua tercinta, E.Sianipar dan N.Panggabean. Terima kasih atas doa, dukungan, dan motivasi dari Bapak dan Mama selama ini. 9. Saudara-saudaraku, Eva Sianipar, Lisbeth Sianipar, Morris Sianipar, dan Meir Sianipar. Terima kasih atas doa, bantuan, dan dukungannya selama ini, semoga kita semua dapat mencapai apa yang kita inginkan. 10. Ramot Ego Gultom, Edward Larosa, Iro Ganda Sitohang. Terima kasih atas doa, bantuan, dan dukungannya selama ini, semoga kita berhasil dalam mencapai cita-cita. 11. Keluarga besar Mandolin 40 (Anez Purba, Petrus Simatupang, Ando Panjaitan, Andry Simatupang, dan Desmon Siboro). Terima kasih atas kebersamaannya selama ini. 12. Teman-teman seperjuangan 2005. Terima kasih atas dukungan dan kebersamaan kita selama ini dalam menjalani perkuliahan. 13. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dan tidak dapat disebutkan namanya satu persatu. Semoga Tuhan membalas dan melimpahkan rahmat dan anugerahNya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
5
Universitas Sumatera Utara
Besar harapan penulis, tugas akhir ini dapat berguna bagi semua pihak yang membacanya dan menjadi dorongan bagi penulis untuk berkarya lebih baik lagi pada masa mendatang. Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan, baik dari segi penulisan maupun pembahasan, oleh karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman, dan referensi yang dimiliki. Untuk itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Medan, Januari 2010
Penulis (Heddy Juliana Sianipar)
6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI ABSTRAK
............................................................................................................. i
KATA PENGANTAR
.................................................................................... ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................ v DAFTAR GAMBAR.............................................................................................. vii DAFTAR TABEL
............................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN
BAB I
................................................................................... ix
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
........................................................................ 1
1.2. Tujuan dan Manfaat 1.3. Metodologi
BAB II
............................................................ 4
........................................................................ 4
1.4. Pembatasan Masalah
............................................................ 5
1.5. Sistematika Penulisan
............................................................ 5
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Vertikal Drain
........................................................................ 7
2.2. Transformasi Tampang Vertikal Drain .................................... 12 2.3. Konsolidasi
...................................................................... 12
2.3.1. Konsolidasi 1-D Terzaghi
.............................................. 13
2.3.2. Konsolidasi Radial .......................................................... 19 2.3.3. Waktu Konsolidasi .......................................................... 21 2.4. Penurunan (Settlement) .......................................................... 24 2.5. Koefisien Konsolidasi pada Tanah Berlapis 2.6. Verifikasi Pemodelan Vertikal Drain
BAB III
.....................
27
.................................
28
2.7. Timbunan Bertahap
.......................................................... 30
2.8. Tahapan pada Plaxis
.......................................................... 30
PENURUNAN DAN WAKTU KONSOLIDASI PADA TANAH DI APRON BANDARA KUALANAMU YANG DIHITUNG SECARA ANALISA ...................................................................
32
3.1. Derajat Konsolidasi Arah Vertikal
35
..............................
3.2. Derajat Konsolidasi Arah Radial ........................................
37
7
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
3.3. Derajat Konsolidasi Arah Radial dan Arah vertikal............
41
3.4. Perhitungan Penurunan ....................................................
41
PENURUNAN DAN WAKTU KONSOLIDASI PADA TANAH DI APRON BANDARA KUALANAMU YANG DIHITUNG DENGAN PROGRAM PLAXIS
BAB V
............................................ 44
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
.................................................................... 65
................................................................................ 67 ................................................................................ 68
LAMPIRAN
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Aliran air pori akibat proses konsolidasi
1
Gambar 2.1
Aliran air pori pada vertikal drain
7
Gambar 2.2
Blok-blok silindris
9
Gambar 2.3
Penyelesaian konsolidasi radial
11
Gambar 2.4
Transformasi tampang vertikal drain
12
Gambar 2.5
Konsolidometer
14
Gambar 2.6
Diagram fase
16
Gambar 3.1
Penampang melintang tanah apron bandara Kualanamu yang ditinjau
33
Penampang melintang tanah apron bandara Kualanamu yang diinput dengan program plaxis
46
Mesh secara keseluruhan dengan geotextile, vertikal drain, dan timbunan
47
Gambar 4.3
Besarnya penurunan total
56
Gambar 4.4
Massa tanah yang mengalami deformasi
56
Gambar 4.1
Gambar 4.2
9
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 2.1
Variasi faktor waktu terhadap derajat konsolidasi
24
Tabel 3.1
Kondisi tanah yang ditinjau di apron bandara Kualanamu
34
Tabel 3.2
Perhitungan derajat konsolidasi arah vertikal
35
Tabel 3.3
Perhitungan derajat konsolidasi arah radial
37
Tabel 3.4
Perhitungan derajat konsolidasi untuk arah vertikal dan arah radial 41
Tabel 3.5
Perhitungan besar penurunan (Sc)
41
Tabel 4.1
Parameter tanah di apron bandara Kualanamu
48
10
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 3.1
Perhitungan derajat konsolidasi arah vertikal
Lampiran 3.2
Perhitungan derajat konsolidasi arah radial
Lampiran 3.3 Lampiran 3.4
Perhitungan derajat konsolidasi untuk arah vertikal dan arah radial Perhitungan besar penurunan (Sc)
Lampiran 3.5
Waktu konsolidasi dan besarnya penurunan
Lampiran 4.1
Tekanan air pori dan waktu
Lampiran 4.2
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik A (13,13;20,50)
Lampiran 4.3
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik B (13,12;20,25)
Lampiran 4.4
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik C (13,12;20)
Lampiran 4.5
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik D (13,12;17,68)
Lampiran 4.6
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik E (13,12;15,35)
Lampiran 4.7
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik F (13,12;14,03)
Lampiran 4.8
Penurunan dan waktu konsolidasi pada titik G (13,13;12,70)
11
Universitas Sumatera Utara
