Analisis Konsolidasi dengan PVD untuk Kondisi Axisymmetric dan Beberapa Metode Ekuivalensi Plane Strain Menggunakan Metode Elemen Hingga

Jurnal Online Institut Teknologi Nasional

©Teknik Sipil Itenas ǀ No. x ǀ Vol . xx April 2015

Analisis Konsolidasi dengan PVD untuk Kondisi Axisymmetric dan Beberapa Metode Ekuivalensi Plane Strain Menggunakan Metode Elemen Hingga SHERLY MEIWA1, IKHYA2, INDRA NOER HAMDHAN2 1

Mahasiswa, Jururusan Teknik Sipil Institut Teknologi Nasional 2 Dosen, Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Nasional e-mail: [email protected] ABSTRAK

Tanah lempung lunak memiliki penurunan cukup besar dan konsolidasi tanah berlangsung lama. Tanah lunak perlu dilakukan perbaikan tanah dan salah satunya PVD dengan preloading. Pengaruh pemasangan PVD dengan preloading dianalisis menggunakan PLAXIS 2D dengan axisymmetric untuk single-drain, dan untuk data yang lebih akurat dimodelkan dalam multi drain menggunakan plane strain. Pemodelan single drain menjadi multi drain perlu dilakukan ekuivalensi axisymmetric ke plane strain. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis metode ekuivalensi yang paling mendekati hasil axisymmetric dan pengukuran lapangan. Analisis menggunakan tiga metode yaitu metode Hird, metode Indraratna, dan metode Chai. Metode Indraratna adalah metode yang paling detail dalam pemodelan. Metode Hird dan metode Chai memiliki pemodelan lebih sederhana, namun Chai lebih kompleks dibandingkan Hird dalam perhitungannya. Berdasarkan analisis dalam berbagai variasi kondisi tanah dan PVD, metode Indraratna memiliki hasil yang paling mendekati kondisi lapangan. Kata kunci : PVD, tanah lunak, konsolidasi, plane strain , PLAXIS 2D ABSTRACT

Soft clay soil has large settlement and long term consolidation. Soft soil needs soil improvement and one of them is PVD method with preloading. The effect of PVD installation with preloading was analyzed by using PLAXIS 2D with axisymmteric model for single-drain, and plane strain model (multi-drain) for more accurate data. For modelling a single-drain becomes multi-drain needs equivalent of axisymmetric and plane strain. This study intends to analyze the closest equivalent method for axysymmetric result and field measurement. Analyzes were performed using three methods: Hird method, Indraratna method, and Chai method. Indraratna method is the most detail in modelling. Hird and Chai method have a simple model, but Chai method is more complex than Hird method in calculation. Based on the analysis in various soil conditions and PVD conditions, Indraratna's method has the closest result in field measurement. Keyword : PVD, soft soil, consolidation, plane strain, PLAXIS 2D Rekaracana - 1

Meiwa, Sherly., Ikhya., Hamdhan, Indra N.

1. LATAR BELAKANG Penurunan pada konstruksi teknik sipil akibat proses konsolidasi merupakan salah satu aspek utama dalam bidang geoteknik terutama pada lapisan tanah kohesif lunak. Umumnya lapisan tanah lunak terdiri atas sebagian besar butir-butir sangat kecil sehingga memiliki kemampatan besar dan koefisien permeabilitas yang kecil, sehingga akan menyebabkan kerusakan pada konstruksi jika pembebanan melampaui daya dukung kritis. Penanggulanan terhadap penurunan yang besar dan waktu penurunan yang lama pada tanah lempung lunak yang dibebani merupakan masalah yang harus diperhatikan karena tanah lunak memiliki kerapatan rongga yang rendah. Berdasarkan hal ini perlu diadakan perbaikan pada kondisi tanah kohesif lunak. Penurunan dapat direduksi dengan adanya pembebanan diawal konstruksi (preloading) serta dikombinasikan dengan PVD untuk mempercepat konsolidasi tanah. PVD memperpendek lintasan air pori dan mempercepat waktu terdisipasinya air pori dalam tanah sehingga proses konsolidasi dapat berlangsung cepat. Analisis konsolidasi ini dapat ditinjau menggunakan PLAXIS 2D dengan memodelkannya dalam bentuk single drain dan multi drain yang dimodelkan dalam axisymmetric dan plane strain. Pemodelan plane strain perlu dilakukan ekuivalensi menggunakan beberapa metode ekuivalensi plane strain. Tugas akhir ini akan menganalisis tiga metode ekuivalensi yaitu metode Hird, Indraratna, dan Chai yang dipilih karena perbedaan yang cukup besar dalam menentukan koefisien permeabilitas dan pemodelan efek smear zone. 2. TINJAUAN PUSTAKA Tanah lempung lunak merupakan salah satu tanah kohesif yang memiki ukuran butir halus lebih kecil dari 0.002 mm, permeabilitas rendah, kenaikan air kapiler tinggi, kompressibilitas tinggi sehingga proses konsolidasi berlangsung lambat (Hardiyatmo, 1992). Karena itu pada bangunan di atas tanah lempung besar kemungkinan akan terjadi penurunan jika tidak segera dilakukan perbaikan tanah. PVD (Prefabricated Vertical Drain) merupakan saluran yang dibuat vertikal yang berfungsi untuk memperpendek lintasan air pori dan mempercepat terdisipasinya air pori dalam tanah. Akibatnya, air akan mengalir arah horizontal didalam tanah sehingga konsolidasi arah horizontal/radial menjadi sangat dominan, hal ini akan mempersingkat waktu untuk proses konsolidasi. Untuk mengurangi penurunan tanah akibat konsolidasi saat pembangunan konstruksi, maka pemakaian PVD ini umumnya disertai dengan surcharging, yaitu pemberian beban preloading yang besarnya melebihi beban akhir pasca konstruksi (Hausmann, 1990). Metode elemen hingga adalah prosedur numerik untuk memperoleh solusi permasalahan yang ditemukan dalam analisa teknik menggunakan pendekatan diskretisasi elemen (Heru, 2000). Dikritisasi adalah proses pemodelan dari struktur/objek dengan membaginya dalam sejumlah elemen kecil (elemen hingga) yang terhubung dalam titik simpul (nodes) yang digunakan oleh sejumlah elemen tersebut sebagai batas dari struktur atau objek. Dalam metode elemen hingga persamaan dan seluruh sistem dibentuk dari penggabungan persamaan elemen-elemennya. PLAXIS merupakan software dengan menggunakan metode elemen hingga yang digunakan secara khusus untuk berbagai permasalahan geoteknik seperti analisis perilaku tanah dan konsolidasi yang terjadi. Pemodelan PVD pada plane strain pada PLAXIS dimodelkan menggunakan tiga metode yang masing-masing memiliki perbedaan dalam menentukan koefisien permeabilitas dan pemodelan geometrinya. Rekaracana-2

Analisis Konsolidasi dengan PVD untuk Kondisi Axisymmetric dan Beberapa Metode Ekuivalensi Plane Strain Menggunakan Metode Elemen Hingga

Metode Hird merupakan metode yang cukup sederhana karena menggambarkan titik-titik PVD namun tidak menggambarkan zona smear effect sehingga perlu dilakukan penyesuaian pendekatan permeabilitas. Hird menetapkan koefisien permeabilitas horizontal yang mewakili zona smear dan tanpa smear (Metode 1). Metode Indraratna yang merupakan model yang paling kompleks karena ketelitian dengan dinding drain paralel yakni dengan memodelkan PVD dan zona smear effect (Metode 2). Metode ini memisahkan masing-masing zona smear dan tanpa smear dengan membedakan nilai koefisien permeabilitas horizontalnya. Indraratna mengadopsi metode Hird untuk perhitungan permeabilitas kondisi tanpa smear effect. Metode Chai merupakan model yang paling sederhana dengan tidak menggambarkan titik PVD dan zona smear effect (Metode 3). Metode ini mengasumsikan bahwa efek PVD dalam meningkatkan kemampuan lapisan tanah dapat dianalisis dengan cara yang sama seperti kasus tanah tidak menggunakan PVD. Chai menetapkan nilai konduktivitas hidraulik vertikal yang mewakili kedua pengaruh drainase yaitu dalam arah vertikal dan horizontal. Chai juga menggabungkan pengaruh zona smear dan tanpa smear dalam koefisiennya . Perbedaan dalam menentukan ekuivalensi koefisian permeabilitas axisymmetric ke plane srain ketiga metode ini dapat dilihat pada “Tabel 1”. Tabel 1 Rumus Ekuivalensi Koefisien Permeabilitas Axisymmetric ke Plane Strain Tanpa Smear

Metode

Smear Effect

Effect

1

[ ( )

]

[

( )

[ 2

[ ( )

]

( (

) )

(

)[

(

( )

(

( (

) )

(

(

(

) )

(

)

Hird et al. (1992)

]

( )

] Indraratna et al. (2005)

(

3

( )

)

Referensi

)

Rekaracana-3

) )

(

)]

Chai et al. (2001)


3. METODE PENELITIAN Tahapan penelitian yang dilakukan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Mengidentifikasi masalah yang dikaji 2. Melakukan studi literatur berkaitan dengan metode-metode mengenai masalah yang akan dianalisis. 3. Menentukan parameter tanah dan PVD yang akan digunakan dalam pemodelan menggunakan PLAXIS 2D. 4. Melakukan pemodelan geometri dengan finite elemen mesh menggunakan PLAXIS 2D 5. Melakukan proses running pada PLAXIS 2D untuk menghitung penurunan, waktu konsolidasi, dan tegangan pori. 6. Menganalisis hasil yang diperoleh Selanjutnya pemodelan dilakukan menggunakan program PLAXIS 2D dan akan diperoleh hasil berupa nilai penurunan, waktu konsolidasi, dan besar tegangan pori yang dialami tanah pada setiap model plane strain. Selanjutnya perbedaan nilai yang dianalisis disimpulkan metode plane strain mana yang paling mendekati kondisi axisymmetric. 4. PEMODELAN DAN ANALISIS Batasan yang digunakan dalam pemodelan ini adalah : 1. Tanah merupakan tanah 1 lapis dan tanah 2 lapis 2. Beban yang terjadi berupa beban seketika 3. Pemodelan single drain dilakukan dalam kondisi PVD dengan smear dan tanpa smear 4. Kondisi aliran single drainage dan double drainage

Soil model yang digunakan merupakan model Hardening Soil. Parameter tanah dan parameter PVD berdasarkan data pada proyek PLTU Cirebon (Ikhya dan Schweiger, 2012) dapat dilihat pada “Tabel 2” sampai “Tabel 4”. Tabel 2. Daftar Parameter Tanah Jenis Tanah

Sangat Lunak Medium Timbunan

Ketebalan

γsat/γunsat

=

m

⁄

⁄

6/12 6/12 4

15/16 17/18 18/20

1000 3000 20000

m (power)

c’ ref

⁄

-

⁄

3000 9000 6000

0,9 0,7 0,5

12 1 10

Tabel 3. Daftar Parameter Tanah (Lanjutan) Jenis Tanah

Sangat Lunak Medium Timbunan

φ'

𝑣′

°

-

⁄

24 28 30

0,2 0,2 0,2

100 100 100

Rf

kh=kv

-

-

m/s

0,59 0,53 0,5

0,9 0,9 0,9

1,90E-09 5,00E-09 1,00E-07

𝑃 𝑒𝑓

Rekaracana-4

Analisis Konsolidasi dengan PVD untuk Kondisi Axisymmetric dan Beberapa Metode Ekuivalensi Plane Strain Menggunakan Metode Elemen Hingga Tabel 4. Daftar Parameter PVD Jenis

Ukuran

Dimensi PVD Jarak antar PVD (s) Kedalaman instalasi Diameter mandrel (dm) Jarak efektif (de) Diameter PVD ekuivalen (dw) Diameter daerah smear (ds)

kh/ks

: : : : : : : :

100 mm x 4 mm 1,5 m 12 m 120 mm 1,575 m 66,2 mm 360 mm 2

Pemodelan geometri dilakukan dalam single drain dengan model axisymmetric dan plane strain dapat dilihat pada “Gambar 1”. Empat bentuk pemodelan dengan dilakukan 2 jenis tanah sebagai berikut : 1. Model I :Pemodelan tanah sangat lunak (1 lapis) 2. Model II :Pemodelan tanah 1 lapis medium lunak (1 lapis) 3. Model III :Pemodelan tanah berlapis dengan tanah sangat lunak di lapisan atas dan tanah medium lunak di lapisan bawah (2 lapis) 4. Model IV :Pemodelan tanah berlapis dengan tanah medium lunak di lapisan atas dan tanah sangat lunak di lapisan bawah (2 lapis)

Gambar 1. Geometri Pemodelan Axisymmetric dan Plane Strain

Pemodelan untuk berbagai kondisi tanah dan PVD akan menggunakan mesh jenis sangat halus dengan jumlah 1480 elemen. Hasil perhitungan dapat dilihat pada “Gambar 2” sampai dengan “Gambar 5” berikut :

Rekaracana-5


Tanah 1 Lapis Sangat Lunak Kondisi Only PVD dan Double Drainage

Tanah 1 Lapis Sangat Lunak Kondisi Only PVD dan Single Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1

0.00 0.1

1.0

10.0

100.0

1,000.0

-0.20

-0.20

-0.30

-0.30

Derajat Konsolidasi

Derajat Konsolidasi

-0.10

-0.40 -0.50 -0.60

Axisymmetric

-0.70

Hird & Indraratna

-0.80

Chai

-0.50 -0.60 -0.70 -0.80

Axisymmetric Hird & Indraratna Chai

-0.90

-0.90

-1.00

-1.00

Waktu (hari)

Waktu (hari)

Tanah 1 Lapis Sangat Lunak Kondisi PVD+smear dan Single Drainage

Tanah 1 Lapis Sangat Lunak Kondisi PVD+smear dan Double Drainage 0.00 -0.10 0.1

0.00 1.0

10.0

100.0

1,000.0

-0.10 0.1 Derajat Konsolidasi (m)

-0.20 Derajat Konsolidasi

-0.40

-0.30 -0.40 -0.50

Axisymmetric

-0.60

Hird

-0.70

Indraratna

-0.80

Chai

-0.90

1.0

10.0

100.0

1,000.0

-0.20 -0.30 -0.40 -0.50

Axisymmetric

-0.60

Hird

-0.70

Indraratna

-0.80

Chai

-0.90

-1.00

-1.00

Waktu (hari)

Waktu (hari)

Tanah 1 Lapis Medium Lunak Kondisi Only PVD dan Double Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 -0.10 0.1

Tanah 1 Lapis Medium Lunak Kondisi Only PVD dan Single Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1

-0.20

-0.20

-0.30 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80


-0.30 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80 -0.90

-0.90 -1.00

Derajat Konsolidasi

Derajat Konsolidasi

Gambar 2. Hasil Analisis Penurunan Tanah Model I

-1.00 Waktu (hari)

Rekaracana-6


Waktu (hari)


Tanah 1 Lapis Medium Lunak Kondisi PVD+smear dan Double Drainage

Tanah 1 Lapis Medium Lunak Kondisi PVD+smear dan Single Drainage 0.00

0.00 1.0

10.0

-0.10 0.1

100.0

1.0

10.0

100.0

1,000.0

-0.20

-0.20 Derajat Konsolidasi

Dearajat Konsolidasi

-0.10 0.1 -0.30 -0.40 -0.50

Axisymmetric

-0.60

Hird

-0.70

Indraratna

-0.80

Chai

-0.30 -0.40 -0.50 -0.60

Axisymmetric

-0.70

Hird

-0.80 -0.90

-0.90 -1.00

Indraratna Chai

-1.00

Waktu (hari)

Waktu (hari)

Tanah 2 Lapis dengan Lapisan Tanah Sangat Lunak di Atas dan Tanah Medium Lunak di Bawahnya, Kondisi Only PVD dan Double Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1

-0.20

-0.20

-0.30 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80 -0.90 -1.00



Tanah 2 Lapis dengan Lapisan Tanah Sangat Lunak di Atas dan Tanah Medium Lunak di Bawahnya, Kondisi Only PVD dan Double Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1


-0.30 -0.40 -0.50 -0.60

Axisymmetric

-0.70

Hird & Indraratna

-0.80 -0.90 -1.00

Waktu (hari)

Tanah 2 Lapis dengan Lapisan Tanah Sangat Lunak di Atas dan Tanah Medium Lunak di Bawahnya, Kondisi PVD +smear dan Double Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 Axisymmetric -0.60 Hird -0.70 Indraratna -0.80 Chai -0.90 -1.00 Waktu (hari)

Chai Waktu (hari)

Tanah 2 Lapis dengan Lapisan Tanah Sangat Lunak di Atas dan Tanah Medium Lunak di Bawahnya, Kondisi PVD +smear dan Single Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1 Derajat Konsolidasi

Derajat Konsolidasi

Gambar 3. Hasil Analisis Penurunan Tanah Model II

-0.20 -0.30 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80 -0.90 -1.00

Axisymmetric Hird Indraratna Chai Waktu (hari)

Gambar 4. Hasil Analisis Penurunan Tanah Model III

Rekaracana-7

Tanah 2 Lapis dengan Lapisan Tanah Medium Lunak di Atas dan Tanah Sangat Lunak di Bawahnya, Kondisi PVD+smear dan Double Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 Axisymmetric -0.60 Hird -0.70 Indraratna -0.80 Chai -0.90 -1.00 Waktu (hari)

Derajat Konsolidasi

Tanah 2 Lapis pada dengan Lapisan Tanah Medium Lunak di Atas dan Tanah Sangat Lunak di Bawahnya, Kondisi Only PVD dan Double Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 -0.60 Axisymmetric -0.70 Hird & Indraratna -0.80 Chai -0.90 -1.00 Waktu (hari)

Tanah 2 Lapis pada dengan Lapisan Tanah Medium Lunak di Atas dan Tanah Sangat Lunak di Bawahnya, Kondisi Only PVD dan Single Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 -0.10 0.1 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 Axisymmetric -0.60 -0.70 Hird & Indraratna -0.80 -0.90 -1.00 Waktu (hari) Tanah 2 Lapis dengan Lapisan Tanah Medium Lunak di Atas dan Tanah Sangat Lunak di Bawahnya, Kondisi PVD+smear dan Single Drainage 0.00 1.0 10.0 100.0 1,000.0 10,000.0 -0.10 0.1

Derajat Konsolidasi

Derajat Konsolidasi

Derajat Konsolidasi


-0.20 -0.30 -0.40 -0.50

Axisymmetric

-0.60

Hird

-0.70

Indraratna

-0.80

Chai

-0.90 -1.00

Waktu (hari)

Gambar 5. Hasil Analisis Penurunan Tanah Model IV

Berdasarkan “Gambar 2 sampai dengan “Gambar 5 “ terlihat bahwa metode Chai dengan kondisi aliran single drainage memiliki selisih perbedaan waktu yang jauh lebih besar karena Chai mengasumsikan aliran air tanah hanya pada arah vertikal sehingga kondisi aliran PVD sangat berpengaruh terhadap analisisnya. Tanah 1 lapis dan tanah 2 lapis pada kondisi tanpa smear pada metode Hird-Indraratna memiliki hasil yang lebih mendekati axisymmetric dibandingkan metode Chai karena memiliki pemodelan lebih detail dengan memodelkan titik PVD. Metode Chai tidak memodelkan PVD dalam pemodelannya, bentuk garis grafik penurunan cenderung melengkung tajam mengikuti saat pemberian beban. Hal ini dapat dilihat pada analisis tanah 1 lapis medium lunak dan tanah 2 lapis dimana metode Chai terdapat lengkungan tajam pada hari ke 1 saat pemberian beban. Kondisi tanah 1 lapis dan tanah 2 lapis pada kondisi dengan smear, metode Indraratna memiliki hasil yang paling mendekati axisymmetric karena metode ini selain memodelkan titik PVD juga memodelkan zona smear dalam pemodelannya sehingga pemodelannya lebih detail dan hasil analisis lebih akurat. Metode Hird walaupun tidak memodelkan zona smear tetapi memiliki hasil analisis yang cukup mendekati axisymmetric.

Rekaracana-8


5. STUDI KASUS Studi kasus dari penelitian ini merupakan proyek reklamasi PLTU Cirebon. Lokasi PLTU Cirebon berada di pesisir utara pulau Jawa dengan ketinggian +0,5 m dari permukaan air laut. Pasang surut air laut disekitar wilayah ini berkisar 0,5m -1,3 m. Lokasi ini berada pada area daerah tanah lunak Indonesia (“Gambar 6”), oleh sebab itu reklamasi dilakukan untuk memperbaiki keadaan tanah di sekitar pantai dan menjaga agar tetap kering serta terhindar dari bahaya banjir. Upaya yang dilakukan adalah meninggikan elevasi pantai hingga ketinggian 2,5 m dari permukaan air laut. Ketebalan timbunan rata-rata 4 m dengan 1 m merupakan lapisan permukaan pasir, 2 m timbunan, dan 1 m lapisan permukaan tambahan.

Gambar 6. Area Tanah Lunak di Indonesia dan Lokasi PLTU Cirebon

Kondisi tanah berupa tanah sangat lunak dengan ketebalan 6 m, dibawahnya merupakan tanah medium lunak dengan ketebalan 6 m. untuk mempercepat konsolidasi pada 12 m tanah lunak dipasang PVD dan dikombinasikan dengan 4 m timbunan di atasnya (preloading). PVD dipasang sedalam 12 m hingga mencapai lapisan tanah keras dengan jarak pemasangan 1,5 m menggunakan pola triangular. Studi kasus yang akan dilakukan adalah pemodelan kondisi eksisting dengan dua lapisan tanah lunak menggunakan hardening soil model dengan 3 metode ekuivalensi plane strain yaitu metode Hird, metode Indraratna, dan metode Chai. Pemodelan ini bertujuan untuk mengetahui metode yang paling mendekati pada program PLAXIS 2D dengan pengukuran di lapangan. Jumlah elemen yang akan diperhitungkan pada kondisi ini sebanyak 1138 elemen. Pemodelan geometri kondisi eksisting ini akan dilakukan dengan menggunakan bentuk multi drain dalam model plane strain seperti tampak pada gambar 7. Jumlah elemen yang akan diperhitungkan pada kondisi ini sebanyak 1138 elemen.

Rekaracana-9


Gambar 7. Pemodelan Plane Strain pada Finite Element Mesh

Adapun tahapan perhitungan dalam PLAXIS 2D terdiri atas 20 phase seperti pada “Tabel 4”. Pada tahapan ini, besar penurunan dan waktu penurunan dihitung. Tabel 4. Tahapan Pemasangan PVD dan Preloading No. 1 2 3

Tahap Pekerjaan Selimut Pasir 0.5 m Konsolidasi

Waktu (hari) 2 2

4 5 6 7 8 9

Selimut Pasir 0.5 m Konsolidasi Pemasangan PVD Konsolidasi Timbunan 0.15 m Timbunan 0.3 m

1 5 3 2 1 1

10 11 12 13 14 15

Timbunan 0.55 m Konsolidasi Timbunan 0.25 m Konsolidasi Timbunan 0.25 m Konsolidasi

1 3 1 1 1 8

16 17 18 19 20 21

Timbunan 0.5 m Konsolidasi Surcharge 1 m Consolidasi 119 hari Konsolidasi Final

Innitial Condition

Minimum Excess Pore Pressure

1 7 1 119 141 -

Berdasarkan pemodelan eksisting dan tahapan pemasangan PVD, proses running ketiga metode ekuivalensi plane strain di atas dilakukan dalam PLAXIS 2D. Hasil analisis penurunan yang diperoleh akan dibandingkan dengan pengukuran di lapangan. Perbandingan tersebut dapat dilihat pada “Gambar 8” yang menunjukkan grafik penurunan hasil analisis metode ekuivalnesi plane strain dan hasil pengukuran di lapangan.

Rekaracana-10


0 0

50

100

150

200

250

300

-0.1

Penurunan (m)

-0.2 -0.3 Field measurement

-0.4

Hird Indraratna

-0.5

Chai -0.6 -0.7 -0.8

Waktu (hari) Gambar 8. Grafik Penurunan VS Waktu Konsolidasi Tanah

Berdasarkan “Gambar 8”, terlihat bahwa metode Indraratna memiliki pendekatan hasil analisis lebih baik dibandingkan metode Hird dan Chai. Hal ini karena Indraratna memodelkan plane strain lebih detail sehingga menghasilkan analisis penurunan lebih akurat dibandingkan kedua metode lainnya. 6. KESIMPULAN Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : 1. Metode Indraratna memiliki hasil yang paling mendekati axisymmetric terutama pada kondisi PVD dengan smear zone. Dibandingkan metode Hird dan metode Chai, Metode ini lebih kompleks dalam pemodelan dan hasil analisisnya paling akurat pada berbagai variasi kondisi tanah, kondisi aliran drainase, serta kondisi PVD. 2. Metode Hird cukup mendekati analisis axisymmetric dibandingkan hasil Chai. Hal ini berlaku pada berbagai variasi kondisi tanah, kondisi PVD, dan kondisi aliran drainase. Pemodelan Hird cukup sederhana karena hanya memodelkan titik PVD saja. 3. Metode Chai memiliki kelemahan dalam analisis PVD pada kondisi aliran single drainage karena hasil analisis cenderung menunjukkan perbedaan yang cukup besar terhadap axisymmetric. Hal ini disebabkan pemodelan Chai menggunakan input nilai konstanta yang tidak dapat ditentukan berdasarkan kondisi tanah. Nilai konstanta cf ini diperoleh dengan metode back calculation dan perlu perhitungan ulang nilai cf untuk setiap kondisi lapisan tanah dan kondisi aliran drainase. Pemodelan Chai sangat sederhana dengan mempersingkat waktu pemodelan dan proses running pada PLAXIS, tetapi perhitungan nilai koefisien permeabilitas dengan input nilai konstanta cf cukup menghabiskan waktu. 4. PVD dengan mempertimbangkan smear zone pada studi kasus kondisi multi drain memiliki hasil analisis yang paling mendekati pengukuran di lapangan, jika dibandingkan dengan analisis PVD tanpa smear zone. Pada kondisi ini terlihat metode Indraratna memiliki hasil analisis yang paling mendekati pengukuran lapangan dengan selisih persentase paling kecil. Rekaracana-11


DAFTAR RUJUKAN Chai, J.C., Shen, S.L., Miura, N., Bergado, D.T. (2001). “A simple method of modeling PVD improved subsoil.” Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 127 (11), 965–972. Hardiyatmo, H. C. (1992). “Mekanika Tanah I.” PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Hausmann, M. R. (1990). “Engineering principles of ground modification.” McGraw-Hill., McGraw-Hill Publishing Company. Heru, S. (2000).” Aplikasi Metode Elemen Hingga untuk Analisa Struktur Statik Linier dengan Program MSC/Nastran”. Makalah. Universitas Negri Malang. Hird, C.C., Pyrah, I.C., and Russell, D. (1992). “Finite element modelling of vertical drains beneath embankments on soft ground.” Geotechnique, 42 (3), 499-511. Ikhya, Ikhya. and Schweiger, H. F (2012). “Numerical Modeling of Floating Prefabricated Vertical Drains in Layered Soil.” Acta Geotechnica Slovenica. Graz University of Technology (TU Graz), Austria. Indraratna, B., Sathananthan, I., Rujikiatkamjom, C., Balasubramaniam, A. S. (2005).”Analytical and Numerical Modelling of Soft Soil Stabilized by Prefabricated Vertical Drains Incorporating Vacuum Preloading. ” Internatioanl Journal of Geomechanics, ASCE, 5(2): 114-124.

Rekaracana-12

Analisis Konsolidasi dengan PVD untuk Kondisi Axisymmetric dan Beberapa Metode Ekuivalensi Plane Strain Menggunakan Metode Elemen Hingga

Recommend Documents