BAB IV ANALISA DAN DESAIN VERTICAL DRAIN DAN GEOTEXTILE. Pada tugas akhir ini, prefabricated vertical drain (PVD) akan digunakan

Bab IV : DESAIN DAN ANALISA

BAB IV ANALISA DAN DESAIN VERTICAL DRAIN DAN GEOTEXTILE

Pada tugas akhir ini, prefabricated vertical drain (PVD) akan digunakan memperbaiki soft clayed silt pada area coal yard yang akan ditimbun dengan tanah granular untuk mencapai rencana dengan elevasi existing +67 m elevasi final 72,5 m. Sebelumnya diketahui apakah tanah diarea coal yard membutuhkan perbaikan atau tidak. Dilihat dari nilai SPT tanah area dicoal yard merupakan soft soil mencapai kedalaman 8 m dengan nilai NSPT sebesar 2 dengan tebal lapisan bervariasi. Metode vertical drain itu sendri terdiri dari 2 jenis, yaitu sand drain dan prefabricated vertical drain. Untuk tugas ahir ini terfokus pada prefabricated vertical drain, Produk vertical drain yang akan digunakan adalah Alidrain yang merupakan produk Civil Engineering & Industrial System dari Colbond Geosynthetics yang memiliki bentuk lapisan lentur terpadu yang terdiri dari saringan pembungkus dari bahan nonwoven poliester dan inti terbuka tiga dimensi dari bahan poliester berserabut tunggal yang dipersatukan pada bagian tepinya. Struktur labirin tersebut menghasilkan saluran terbuka yang saling berhubungan satu sama lain, sehingga jika ada satu bagian dari saluran tersumbat, aliran air akan mencari jalan lain dengan mudah. Hal tersebut menjadikan Alidrain dapat memberikan solusi yang cepat terhadap masalah konsolidasi.

IV-1


Gambar berikut menyajikan ilustrasi dari pergerakan air tanah pada proses penurunan dengan dan tanpa vertical drain.

Material Alidrain

Tanpa Colbonddrain, proses penurunan konsolidasi akan berjalan lambat dan lama

Dengan Colbonddrain, penurunan konsolidasi akan berjalan cepat dan singkat

Gambar IV.1 Gambar Perbandingan Tanpa Prefabricated Vertical Drain dan Menggunakan Prefabricated Vertical Drain Keuntungan Kinerja Colbonddrain / Alidrain 1. Mempercepat penurunan karena lintasan drainasi nya lebih pendek, yaitu lintasan drainasi horisontal menuju material vertical drain 2. Inti yang berbentuk serabut dan tidak beraturan namun saling menyatu sepanjang panjang drain, memberikan kekontinuan aliran air walaupun dalam kondisi tertekuk. Sedangkan untuk analisa geotextile dari hasil penyelidikan tanah, diketahui bahwa lapisan tanah umumnya berupa tanah lempung yang sangat lunak dengan properti kuat geser yang rendah. Pada umumnya konstruksi timbunan diatas tanah lunak perlu ditinjau terhadap beberapa hal, antara lain : - Kondisi tanah dasar o Penurunan dan deformasi yang tidak merata (diffrential settlement) pada tanah dasar yang akan berpengaruh pada konstruksi yang

IV-2


berada diatasnya. Apabila dijumpai tanah dasar yang cukup lunak, besar kemungkinan diperlukan adanya pekerjaan perbaikan tanah dasar. Selain itu kemungkinan terjadinya kehilangan material timbunan ke dalam tanah dasar,sehingga perlu adanya tebal lapisan tambahan untuk mengantisipasi adanya tebal lapisan yang terbuang. o Bearing capacity (daya dukung) tanah dasar yang cukup lunak, besar kemungkinan terjadinya kelongsoran pada tanah timbunan - Stabilitas tanah timbunan, terkait dengan kondisi tanah dasar dan bentuk geometri timbunan itu sendiri, baik pada saat konstruksi maupun saat masa pelayanan - Penurunan konsolidasi yang cukup besar dalam jangka waktu yang lama.

IV-3


4.1

Analisa Vertical Drain

4.2.1 Keberadaan Tanah Lempung Lunak

Gambar IV.2 Soil Profile Bor Hole 01 Berdasarkan data yang tersedia, seluruh titik SPT menunjukan keberadaan tanah lempung lunak dengan kompresibilitas tinggi yang akan mengalami penurunan konsolidasi yang besar ketiak menerima beban reklamasi dan konstruksi. Oleh sebab itu untuk menanggulanginya yaitu mengambil salah satu metode perbaikan tanah dengan cara vertical drain. Dengan lokasi coal yard yang akan dilakukan perbaikan dari 3 titik sondir yang dilakukan hanya titik Bor hole 01 yang masuk area coal yard yang memiliki luas area 110 m x 300 m. Jadi untuk analisa selanjutnya analisa terfokus pada data sondir Bor hole 01, sedangkan untuk titik CPTU dilakukan 4 titik diarea coal yard. Tetapi yang digunakan untuk analisa ini terfokus pada CPTU 03 karena titik ini yang masuk pada area reklamasi nanti.

IV-4


Gambar IV.3 Gambar Layout Titik Sondir dan CPTU Berhubung lokasi dibantaran sungai Barito untuk menghindari pasang air sungai jadi untuk menaikan level permukaan maka diberi timbunan setinggi 5,5 m

Tabel IV.1 Tebal Lapisan tanah lunak dan parameter pada BH 01

IV-5


Berhubung proses penimbunan akan dilakukan sampai mencapai elevasi yang dibutuhkan yaitu 5,5 m diatas permukaan sungai. Penimbunan ini bukan merupakan preloading pengganti batu bara melainkan berfungsi untuk menaikan permukaan agar terhindar dari pasang air sungai dari sungai Barito. Untuk preloading sebagai pengganti batu bara menggunakan tanah merah sesuai perhitungan analisa berikutnya dengan perencanaan untuk coal yard dengan beban batu bara 22 m dengan  1 ton/m3. Ketebalan lapisan tanah lunak akan menentukan kedalaman vertical drain yang dibutuhkan. Pada analisis ini, kedalamaan tanah lunak rata-rata sekitar 8 m. Material vertikal yang digunakan adalah Alidrain HB 65 dan HB 63, pasir (Sand Blanket) berfungsi sebagai drainase horisontal dan platform kerja. Ketebalan platform yang digunakan adalah + 1 m, diasumsikan dengan ketebalan tersebut platform sudah dapat mendistribusikan beban kerja di atas platform ke permukaan tanah dasar. Apabila tanah dasar merupakan tanah yang sangat lunak, disarankan penggunaan geotekstil sebagai lapisan separasi antara tanah dasar dengan sand blanket untuk mencegah tercampurnya material tanah dasar dengan material sand blanket.

4.2.2 Konsolidasi Alami Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan-lahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori, proses tersebut berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air

IV-6


pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar-benar hilang. Penurunan seketika (Immediate settlement) yang disebabkan oleh terjadinya perubahan bentuk (deformasi) dan penurunan terjadi seketika saat pemberian penambahan beban. Pada tanah lempung, deformasi tidak dibarengi oleh perubahan volume seperti yang terjadi pada tanah pasir, melainkan hanya perubahan

bentuk

distorsi.

Perhitungan

penurunan

seketika

(Immediate

Settlement) pada umumnya didasarkan pada teori elastisitas. Penurunan ini disebut juga distortion settlement, elastic settlement, atau initial settlement karena penurunan ini disebabkan oleh terjadinya perubahan bentuk dari volume tanah (secara elastik atau distorsi) dan terjadi seketika beban diberikan. Pada tanah lempung dalam konsdisi undrained, yaitu dimana tidak ada air yang keluar dari pori tanah selama proses pembebanan. Penurunan yang terjadi disebabkan hanya oleh perubahan struktur (deformasi) partikel tanah, bukan akibat dari perubahan volume tanah. Namun pada tanah pasir lepas (loose sands), penurunan terjadi akibat berkurangnya volume udara dan air dari pori tanah. Besarnya penurunan elastis tanah dapat dijelaskan berdasarkan teori elastis yang mengikuti hukum hooke, Pada lapisan pasir, penurunan berlangsung cepat (segera) Immediate dan menyeluruh, serta penurunan yang terjadi kecil, karena pasir mempunyai sifat ”low compresibility” pada lapisan lempung, penurunan yang terjadi berjalan agak lambat (memerlukan waktu lama) dan penurunan yang terjadi juga besar. Oleh karena itu penelitian konsolidasi umumnya hanya pada tanah lempung (Butir halus). Karena lempung mempunyai sifat “High Compresibility” Pada analisa ini karena pada lapisan pasir penurunan yang terjadi berlangsung seketika maka analisa terfokus pada lapisan tanah soft soil saja. IV-7


Tanah yang pernah menerima tekanan maksimum (pra – konsolidasi) lebih besar dari tekanan yang diterima pada saat pengambilan spesimen dari lapangan (sampling) disebut tanah terkonsolidasi (Over Consolidated Soils, OC) sedangkan tanah yang mempunyai tekanan pra – konsolidasi sama dengan tekanan pada saat pengambilan spesimen dari lapangan disebut tanah belum terkonsolidasi (Normally Consolidated Soils, NC). Besar penurunan konsolidasi primer dapat dihitung dengan persamaan : 

Kondisi Normally Consolidated (Po  Pc) S



 P  P  cc  .H . log o 1  eo  Po 

Kondisi Overconsolidated - Overconsolidated I : Po+P < Pc S

-

 P  P  cs  .H . log o 1  eo  Po 

Overconsolidated II : Po < Pc < Po+P S

P cs .H . log  c 1  eo  Po

  P  P  c   c .H . log  o   1  eo  Pc 

Besar penurunan konsolidasi juga bisa ditentukan menggunakan persamaan :

S  mv .p.H Lamanya waktu konsolidasi pada kondisi alamiah dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Tv .H 2 t cv dimana :

IV-8


S

= besarnya penurunan akibat konsolidasi

cc

= indeks kompresi

cs

= indeks muai

cv

= koefisien konsolidasi

eo

= angka pori mula-mula

H

= tebal lapisan yang terkompresi

Po

= tekanan overburden tanah

Pc

= tekanan prakonsolidasi

P = tambahan tekanan dari beban luar Tv

= faktor waktu; (bersesuaian dengan derajat konsolidasi)

mv = koefisien volume terkompresi =

1  .qc

; dimana qc = tahanan ujung konus

Dengan menggunakan persamaan yang telah dijabarkan diatas, maka dengan jenis konsolidasi yang terjadi pada lapisan tanah dasar adalah kondisi Overconsolidated I dan Overconsolidated II, diperoleh besarnya penurunan dan waktu yang diperlukan untuk terjadinya konsolidasi alamiah adalah sebagai berikut : 

Penurunan (S) Besarnya penurunan yang terjadi pada tanah dasar dengan tebal lapisan terkompresi 8 m pada berbagai variasi tinggi timbunan : Tinggi Timbunan

Penurunan yang terjadi

5,5 m

0,54 m

18,4 m

1,551 m

Rincian perhitungan konsolidasi alami terdapat pada lampiran 4 (empat) 

Waktu Konsolidasi (t) = 14,3 Tahun

IV-9


( untuk Mencapai Derajat Konsolidasi (Uz) 90%)

4.2.3 Desain Spasi Prefabricated Vertical Drain Untuk mengatasi permasalahan pada proyek pembangunan stock yard ini direncanakan penggunaa materil vertical drain untuk mempercepat terjadinya proses konsolidasi. Karena tidak mungkin jika menggunakan proses konsolidasi alami yang akan memakan waktu yang cukup lama, sedangkan pembangunan proyek ini harus dikejar scedule. Prinsip kerja dari material vertical drain ini adalah mempercepat terjadinya proses konsolidasi dengan menyediakan jalur – jalur vertikal untuk mengeluarkan air tanah dari lapisan tanah dasar yang lunak, sehingga air tanah akan terperas keluar dan tanah dasar akan mengalami penurunan akibat terjadinya proses konsolidasi pada lapisan tanah lunaknya.

Gambar IV.4 Gambar Rencana PVD

IV-10


Gambar IV.5 Blow Up Detail Rencana PVD Pada perencanan Prefabricated vertical drain timbunan yang digunanakan tidak berubah-ubah ,ditentukan tinggi timbunan yang digunakan 5,5 m sudah termasuk sand blanket ±1 m. Timbunan ini dimaksukan bukan merupakan Preloading namun sebagai timbunan yang berfungsi untuk mencegah apabila terjadinya pasang air sungai mengingat lokasi proyek berdekatan dengan area sungai Barito. Keuntungan penggunaan material vertical drain dibanding dengan teknik percepatan konsolidasi konvensional adalah jangka waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya proses konsolidasi lebih pendek, karena lintasan drainasi nya lebih pendek, yaitu lintasan drainasi horisontal menuju material vertical drain, sementara pada teknik prakompresi lintasan drainasinya adalah sepanjang ketebalan lapisan tanah lunaknya. Penentuan spasi Prefabricated Fertical Drain (PVD) secara umum akan sangat dipengaruhi oleh parameter koefisien konsolidasi, CV sedangkan tebal vertical lapisan tanah lunak sekaligus jarak terjauh pengaliran air. Hdr tidak lagi

IV-11


berpengaruh terlalu besar dalam desain PVD. Hal ini disebabkan oleh arah pengaliran horisontal saat konsolidasi dengan PVD akan lebih dominan dibandingkan arah pengaliran air secara vertical. Selain dua parameter tersebut, dasar pertimbangan yang juga digunakan adalah aspek biaya dan kemudahan proses instalasi dari PVD pada lokasi proyek. Dengan perimbangan – pertimbangan ini, proses desain spasi yang akan dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir ini terdiri dari beberapa langkah : - Penentuan distribusi daerah kedalaman instalasi PVD dengan meninjau tebal

lapisan tanah lempung lunak - Penentuan parameter Cv terendah yang akan digunakan pada proses desain - Penentuan parameter koefisien konsolidasi radial, Ch

- Penentuan waktu konsolidasi yang dibutuhkan pada tiap tahapan penimbunan - Penentuan derajat konsolidasi, Uvr yang diharapkan diakhir proses percepatan penurunan serta rasio perubahan koefisien permeabilitas, kh/ks - Penentuan faktor waktu Tv, derajat konsolidasi vertikal Uv, derajat konsolidasi horisontal Ur, faktor waktu Tr, dan nilai derajat konsolidasi horizontal Ur. - Penentuan dimensi PVD yang digunakan, untuk menentukan diameter silinder ekuivalen drainase, dw dan rasio s = ds/dw – ¾ Proses pertama desain PVD adalah menentukan daerah distribusi kedalaman dari instalasi PVD itu sendiri. Prinsip penentuan kedalaman instalasi PVD disasarkan pada posisi akhir kedalaman tanah lunak. Distribusi kedalaman tanah lunak dan instalasi PVD ditentukan dengan menjumlahkan tebal lapisan tanah lempung IV-12


lunak, dan tinggi lantai kerja sekitar +72,5. Distribusi kedalaman instalasi PVD dirangkum dalam tabel IV.2.

Tabel IV.2 panjang Pemasangan PVD menurut tebal Soft Soil ditambah sand blanket ± 1 m

4.2.4 Waktu Konsolidasi dengan menggunakan Vertical drain Lamanya waktu yang diperlukan untuk terjadinya konsolidasi dengan kondisi setelah terpadang vertical drain ditentukan oleh persamaan berikut :

tc 

Th .D 2 Ch

dimana : Th

= faktor waktu aliran horisontal

D

= diameter ekivalen vertical drain, yang besarnya tergantung dari

pola pemasangan ch

= koefisien konsolidasi arah horisontal

IV-13


Terdapat dua macam pola pemasangan vertical drain, yaitu :

Pola bujursangkar : D = 1,13 S

Pola segitiga samasisi : D = 1,05 S

Gambar IV.6 Pola Pemasangan Vertical Drain Besarnya faktor waktu untuk aliran horisontal dapat dihitung dengan persamaan :

Th 

1 Fn . ln 1 8 1Uh

dimana : Fn

= faktor jarak vertical drain

Uh = derajat konsolidasi arah horisontal Faktor jarak vertikal drain adalah :

 D 3 Fn  ln     dw  4 dengan : dw

= diameter ekivalen vertical drain dw = 2 . (a+b)/ dw = (a+b)/2

b

a

IV-14


Sehingga waktu konsolidasi dengan vertikal drain ditentukan dengan : D2 1 t (ln( D / dw  3 / 4)) ln 8Ch 1Uh

Gambar IV.7 Spesifikasi Material PVD Sesuai spesifikasi material yang digunakan adalah Alidrain HB 65 dengan rincian material : .a = 5mm .b = 100 mm Dengan persamaan .dw =

=

= 52,5 mm = 0,0525 m

IV-15


Proses desain yang digunakan yaitu menggunakan pola pemasangan segitiga, kenapa diambil pola pemasangan segitiga karena interlocking yang terjadi antara PVD lebih bagus dibandingkan pola pemasangan bujur sangkar. Untuk jarak PVD jarak minimal yang diambil untuk PVD yaitu 0,8 m karena jika dibawah 0,8 m jarak PVD tersebut akan merusak struktur tanah tersebut bukan memperbaikinya justru akan merusaknya. Perhitungan kebutuhan material vertical drain Alidrain -

Luas area 300 x 110 m (lihat sub bab IV – 4)

-

Kedalaman pemasangan = 8 m (rata-rata)

-

Diameter pengaruh 1 drain (D) = 1,05 x S

-

Luas pengaruh 1 drain = ¼ .  . D2

-

Jumlah titik = (300 x 110) / luas pengaruh 1 drain

-

Kebutuhan drain = jumlah titik . kedalaman pemasangan

Besarnya spasi vertikal untuk derajat konsolidasi 90 % untuk kondisi setelah terpasang vertical drain disajikan dalam tabel untuk variasi waktu konsolidasi sebagai berikut :

IV-16


Tabel IV.3 Desain PVD untuk Alidrain Type HB 65 dan Type HB 63 Aplikasi vertical drain harus disertai dengan pemberian beban awal (preloading) sesuai dengan beban kerja rencana. Umumnya preloading berupa material timbunan tanah dilakukan secara bertahap apabila daya dukung tidak memadai, yang kemudian dibuang kembali setelah proses konsolidasi telah selesai. Untuk mengetahui besarnya penurunan yang terjadi di lapangan digunakan beberapa instrumentasi berikut : -

Settlement plate

-

Settlement probe

-

Piezometer

4.2.5 Kenaikan Kuat Geser Akibar Konsolidasi Berdasarkan metode mesri peristiwa konsolidasi menyebabkan tanah termampatkan dan akibatnya kuat geser tanah meningkat, Besarnya kenaikan kuat geser tanah sangat tergantung dari beban kerja dan drajat konsolidasi yang terjadi yang dapat ditentukan melalui persamaan berikut :

Su  0,22..U

IV-17


dimana : Su = Kenaikan kuat geser 

= Besar beban luar

U

= Derajat konsolidasi

 Timbunan = 1,7 x 5,5 = 9,25 m Beban yang diperlukan yaitu : Beban perlu = Beban timbunan + beban batu bara Beban perlu = 5,5 x 1,7 + 22 x 1 Beban perlu = 9,35 + 22 = 31,35 t/m2 – tinggi timbunan

H preloading =  H preloading =

– 95,5

H preloading =

– 5,5

H preloading = Jadi tinggi preloading yang digunakan adalah setinggi 12,9 m, timbunan ini berfungsi sebagai pengganti beban batu bara sementara selama masa konsolidasi untuk memberikan beban agar air yang ada didalam tanah bisa keluar melalui PVD yang sudah ditancapkan, Karena teori konsolidasi itu sendiri tanah itu bisa terkonsolidasi jika terkena beban. Untuk kenaikan kuat geser sebagai berikut : Su  0,22..U

Su = 0,22 . (H timbunan .  Timbunan) . U Su = 0,22 . 31,35 . 0,9

IV-18


Su = 6,21 t/m2 Nilai kenaikan kuat geser ini yang digunakan untuk memasukan parameter diprogram Slope/W nilai ini ditambahkan kedalam kohesi pada tanah lunak pada DB 01 dikarenakan tanah yang termampatkan dan akibatnya kuat geser tanah meningkat besarnya kenaikan kuat geser tanah sangat tergantung dari beban kerja konsolidasi yang terjadi.

4.2.6 Analisa Kestabilan Lereng Timbunan dengan Program Slope/W Parameter yang dimasukan pada program slope /W untuk menganalisa PVD yaitu Cohesi (C) dan phi (). Karena data sondir yang diterima pada titik Bor Hole 01 hanya mengambil sample UDS pada kedalaman 2,5 m dan 5,5 m jadi tidak bisa mengambil parameter pada data bor hole 01. Jadi diambil langkah korelasi untuk nilai Cohesi (C) dan Phi () berdasarkan nilai qc pada data CPTU. Area CPTU yang mendekati/berada pada area proyek stock yard yaitu CPTU 3.

IV-19


Gambar IV.8 Data CPTU 03 proyek stock yard harga kohesi (C) dan sudut geser dalam (ø) tergantung pada macam dan sifat bahan timbunan, Sebaiknya C dan ø ditentukan berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium. Kohesi dapat diambil sebagai berikut : Data dari

c

Sondir ( qc )

c = qc/20

SPT ( N )

c = 0,10 . N

Tabel IV.4 Persamaan Korelasi untuk Nilai Cohesi terhadap Nilai Tekanan Ujung Konus Sumber Buku Teknik Sipil

IV-20


mpa

10

Kg/cm2

Depth

qc

Unit

C

Unit

0-2,5

0,5

mpa

5,0/20

Kg/cm2

5

Kg/cm2

0,25

Kg/cm2x100

25

kN/m2 = kpa

2,5-4,5

4,5-7,00

7,00-8,00

NB

0,45

mpa

4,5/20

Kg/cm2

4,5

Kg/cm2

0,225

Kg/cm2x100

22,5

kN/m2 = kpa

0,85

mpa

8,5/20

Kg/cm2

8,5

Kg/cm2

0,425

Kg/cm2x100

42,5

kN/m2=kpa

0,75

mpa

7,5 / 20

Kg/cm2

7,5

Kg/cm2

0,375

Kg/cm2x100

37,5

kN/m2=kpa

=C,ø jika korelasi C, ø dianggap 0, karena lempung murni. Tabel IV.5 Hasil Korelasi Untuk Mendapatkan Nilai Cohesi (C)

Dalam proses pengerjaan analisa program slope /W ada langkah-langkah yang perlu dilakukan sebagai berikut : 

Lakukan Stetting Grid untuk kemudahan membuat model analisa dan juga tentukan scale supaya kemudahan untuk proses pengerjaan.



Key in



Analisys setting

IV-21


-

Cek Method : menggunakan metode Bishop

-

Slip Surface ; pilih slip surface option pilih auto located

-

Direction of movement : tergantung arah keruntuhan yang kita inginkan dari kanan ke kiri atau sebaliknya



Key In -

Material Propertis Masukan lapisan per layer mulai dari atas, termasuk beban timbunan dan masukan juga nilai parameter mulai dari unit weight, Phi, dan cohesi.



Draw Region : Memulai memodelkan lapisan – lapisan tanah, Cara menggambarkannya pun tidak boleh terputus 1 lapisan



Jika untuk analisa vertical drain lapisan yang terkena vertical drain cohesi bertambah akibat kenaikan kuat geser tanah



Sedangkan untuk analisa geotextile masukan material geotekstilnya



Setelah semua selesai menggambarkan semua lapisan,lalu pilih draw pore water pressure, Menggambarkan muka air tanah, pilih lapisan yang saturated atau terkena air.



Setelah semua selesai verify, Cek ada yang eror atau tidak : lalu pilih Solve setelah di run pilih countur dan selanjutnya pilih metode bishop dan rubah factor keamanannya menjadi yang sesuai.

Hasil dari analisa kestabilan dengan Slope /W diperoleh angka keamanan 1,22 dengan metode bishop.

IV-22


Gambar IV.9 Hasil Slove untuk Keruntuhan Lereng Timbunan

Gambar IV.10 Angka Keamanan yang didapatkan 1,22 Metode Bishop

IV-23


Berikut lampiran properti soil dari Slope /W Properti Soil Untuk PVD All Soils Soil 1 Batu bara Soil Model Unit Weight Cohesion Phi

Soil 2

Mohr – Coulomb 10 1 25

Mohr – Coulomb

Timbunan Soil Model Unit Weight

17

Cohesion

10

Phi

20

Soil 3

Mohr – Coulomb

Layer 1 Soil Model Unit Weight

17

Cohesion

25

Phi

IV-24


Soil 4 layer 2 Soil Model Unit Weight Cohesion

Mohr – Coulomb 17 22.5

Phi



Phi



Phi

Soil 7

IV-25


layer 5 Soil Model Unit Weight Cohesion Phi

Mohr – Coulomb 18 5 38

Soil 8 layer 1a Soil Model Unit Weight Cohesion


Phi

Soil 9 layer 2a Soil Model Unit Weight Cohesion


Phi

Soil 10 layer 3a Soil Model

Mohr – Coulomb

IV-26


Unit Weight

17

Cohesion

104.6

Phi

Soil 11 layer 4a Soil Model

Mohr – Coulomb

Unit Weight

17

Cohesion

43.71

Phi

Tabel IV.6 Hasil Run dari Slope /W untuk Material 4.1.7 Rincian Biaya Supply dan Install Vertical Drain Untuk biaya instalasi dan supply vertical drain akan dijabarkan sebagai berikut : Type Alidrain HB 65 harga supply 0,47 / m’ USD Type Alidrain HB 63 harga supply 0,41 /m’ USD Untuk biaya install PVD nya sendiri Rp 4000 / m’ untuk seluruh Type Alidrain Mobilisasi dan demo alat berat dan Rig ± 400 juta untuk wilayah kalimantan tengah.

IV-27


Tabel IV.6 Biaya Supply dan Instalasi PVD Untuk instalasi PVD 1 hari dapat mengerjakan 500 – 600 titik jika kedalaman tidak terlalu dalam.

4.1.8 Metode Instalasi Untuk Vertical Drain Peralatan merupakan faktor yang paling utama untuk pekerjaan intalasi PVD, peralatan dan tenaga kerja yang dipergunakan sebagai berikut : -

Peralatan yang berkemudi : Mesin dasar Generator / Power Pack

-

Sticher rig Mandrel Alat pendukung

-

Tenaga Kerja IV-28


-

Peralatan pendukung seperti peralatan las dan pompa air akan diberikan hanya jika diperlukan

Kawat Tarik Rig dengan Crawler Crane

Hydraulic

Rig

dengan

Eksavator

Gambar IV.11 Proses Instalasi PVD dengan Alat Berat

Gambar IV.12 Detail Sepatu Drain Pemasangan Alidrain akan dilakukan hanya setelah selesainya selimut pasir yang akan berfungsi sebagai lapisan drainase horisontal. Ketebalan lapisan biasanya sekitar 0,50 m hingga 1,00 m. Lapisan granular juga akan cukup stabil

IV-29


untuk berfungsi sebagai bekerja platform untuk instalasi peralatan untuk beroperasi pada. Prosedur instalasi adalah sebagai berikut: a) Bagi daerah perawatan menjadi bagian yang dikelola oleh unit instalasi peralatan untuk periode waktu tertentu konstruksi. b) Menandai titik referensi untuk grid instalasi di setiap bagian dari daerah perawatan. Diminimal 3 (tiga) poin yang diperlukan untuk setiap bagian. c) Berdasarkan titik referensi, mengembangkan jaringan instalasi sesuai dengan desain instalasi pola dan spasi.

Gambar IV.13 Denah vertical Drain dengan cara Pola Pemasangan d) Setelah gulungan pembuangan melekat pada instalasi peralatan dan tiriskan dimasukkan ke dalam mandrel, Instal tiriskan Colbond oleh pengulangan langkah – langkah berikut:

IV-30


1) Pasang sepatu menguras ke tape pembuangan di ujung bawah dari mandrel 2) Mengatur posisi peralatan sehingga pita Mandrel itu yang tergantung dalam ditoleransikan akurasi atas titik instalasi. Maksimal toleransi akurasi dari lokasi instalasi biasanya 10 cm. 3) Pukulan PVD mengalir turun kedalaman tertentu degan menekan mandrel ke dalam tanah dengan menggunakan tekanan hidrolik dari basis backhoe mesin atau oleh kekuatan menarik dari tali kawat basis mesin derek. Itu kedalaman instalasi akan diukur dengan skala atau indikator kedalaman tetap pada sticher tersebut. 4) Setelah kedalaman yang dibutuhkan tercapai, menarik keluar mandrel. Selama ini terbalik operasinya. Tiriskan alidrain tetap ditanah yang diselengarkan oleh sepatu drain. 5) Potong menguras dengan sisa sebagai panjang yang dirancang di atas tanah permukaan. Biasanya, ini panjang ujung tersisa kira – kira 10 cm sampai dengan 20 cm. Dengan ini, saluran air yang dipasang di bagian, dan kemudian dari pada bagian yang lain sampai instalasi alidrain dilakukan untuk seluruh perawatan daerah. e) Catatan Untuk Detail Instalasi lain : 1)

Bergabung (splicing) dari saluran air harus dilakukan sesuai dengan rekomendasi dari produsen atau sebagaimana ditentukan oleh Direksi Pekerjaan. Umumnya, sambatan wajib terdiri dari minimal 20 cm tumpang tindih dari inti saluran yang kembali ditutupi oleh IV-31


jaket filter yang terkelupas selama splicing. 2)

Dalam hal kedalaman tertentu dari instalasi tidak dapat dicapai untuk suatu titik karena kesulitan dalam penetrasi, maka harus diganti oleh setara point atau titik yang terletak di dekat titik gagal.

Umumnya, basis mesin dipindahkan ke belakang pada operasi instalasi, dan untuk masing – masing langkah gerakan dasar mesin, beberapa poin dalam jangkauannya dengan mengayunkan boom akan dipasang (lihat Gbr.3), Sehingga titik – titik pembuangan diinstal dari setiap langkah mesin dasar ini gerakan diposisikan dalam pola yang agak mudah diatur. Langkah – 1 : - Pasang sepatu menguras tip diujung bawah mandrel. ( Memposisikan rig stitcher ) Langkah – 2 : - Memukul Colbond drain ke kedalaman yang di butuhkan dengan mendorong mandrel ke dalam tanah. (Kedalaman instalasi akan diukur dengan indikator skala atau kedalaman tetap pada stitcher tersebut) Langkah – 3 : - Tarik keluar mandrel. Selama operasi ini terbalik, tiriskan tetap di tanah yang diselenggarakan oleh sepatu tiriskan. - Potong saluran dengan panjang tetap sesuai dengan desain

IV-32


Gambar IV.14 Skema Instalasi

4.2

Analisa dengan Perkuatan Geotextile

4.2.1 Data Perancangan Mengacu pada data awal bab IV seperti perencanaan vertical drain tadi yang menyebutkan bahwa keberadaan tanah lunak berada kisaran kedalaman 8 m. Dan lokasi titik sondir yang dipakai BH 01 karena titik yang masuk area lokasi Coal yard. Luasan area 300 x 110 m. Beban yang akan diterima oleh geotextile berupa batu bara setinggi 22 m dengan  = 1 ton/m3 Penggunaan material geosintetik di bawah konstruksi timbunan merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah ini, dimana pada aplikasi ini akan

IV-33


berfungsi sebagai : 1.

Separasi Penggunaan lapisan geosintetik antara lapis konstruksi timbunan dengan

tanah dasar akan mencegah bercampurnya material tanah timbunan dengan material tanah dasar, sehingga tebal lapisan tanah timbunan akan efektif dalam mendistribusikan beban di atasnya. Selain itu, dengan penggunaan lapis geosintetik tidak diperlukan adanya tebal lapis tambahan untuk mengantisipasi adanya tebal lapisan timbunan yang terbuang. Penggunaan lapisan separasi geosintetik pada tanah dasar akan membantu dalam pendistribusian beban ke tanah dasar, sehingga perilaku penurunan untuk konstruksi dengan menggunakan separasi geosintetik menjadi lebih seragam. Perbedaan perilaku penurunan dan deformasi pada tanah dasar untuk kondisi dengan dan tanpa pemasangan geosintetik dapat diilustrasikan pada gambar berikut :

Perilaku penurunan dan deformasi

Perilaku penurunan dan deformasi

tanah dasar untuk kondisi

tanah dasar untuk kondisi

dengan Geosintetik

tanpa Geosintetik

Gambar IV.15 Perbandingan Perilaku Geosintetik dan tanpa Geosintetik 2.

Perkuatan Fungsi geosintetik sebagai perkuatan pada aplikasi untuk konstruksi timbunan

diperlukan untuk meningkatkan kapasitas dukung lapis tanah dasar . Pada setiap

IV-34


pembangunan konstruksi timbunan, perlu dicek terlebih dahulu kapasitas daya dukung tanah dasarnya, apakah konstruksi ini memerlukan geosintetik sebagai tambahan perkuatan atau tidak.

Material Geotextile

Gambar IV.16 Penggunaan materiaal geosintetik sebagai perkuatan untuk menanggulangi kelongsoran 3.

Filtrasi Geosintetik dapat memberikan retensi yang baik pada material tanah

sekaligus meloloskan air sehingga tidak ada material tanah yang hilang terbawah air yang mengalir keluar.

4.2.2 Analisis Stabilitas Timbunan dengan Slope /W Dengan mempertimbangkan daya dukung tanah dasar yang sangat terbatas, maka disarankan untuk melakukan konstruksi penimbunan bertahap dengan menggunakan material perkuatan yang sesuai dengan analisa dengan bantuan Slope /W. Analisa stabilitas timbunan untuk kajian ini dihitung dengan bantuan program Slope /W yang berbasi limit equilibrium method. Dari hasil perhitungan program Slope /W didapat hasil Output berupa bidang gelincir dengan angka

IV-35


keamanan. Angka keamanan minimum yang umum disyaratkan adalah sebesar 1,1 untuk kondisi temporary dan 1,3 untuk kondisi jangka panjang. Hasil analisa perhitungan menggunakan program Slope /W dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :

Gambar IV.17 Bidang Stabilitas Timbunan

IV-36


Gambar IV.18 Angka Keamanan Konstruksi (FS = 1,298)

IV-37


Gambar IV.19 Kuat Tarik Material Geosintetik yang Diperlukan (452,15 kN/m dan 216,04 kN/m) Dari hasil perhitungan Slope /W diatas, disimpulkan bahwa material perkuatan yang diperlukan sebanyak 2 lapis dengan komposisi sebagai berikut : - Lapis ke-1 paling dasar dengan kuat tarik jangka panjang >452,15 kN/m - Lapis ke-2 dengan kuat tarik jangka panjang >216,04 kN/m

4.2.3 Kriteria Pemilihan Material Geosintetik Untuk kinerja sparasi yang efektif geotextile tidak boleh jebol atau rusak selama pelaksanaan. Selama pengurugan, terutama menggunakan material urugan ukuran besar, tajam atau jika dipakai tebal material urugan tidak memadai

IV-38


geotextile sangat mudah jebol dan rusak. Tekanan yang bekerja diatas geotextile merupakan tekanan yang berasal dari beban alat berat selama masa pelaksanaan timbunan. Dua kriteria utama untuk mengevaluasi karakteristik filter geotextile adalah kriteria retensi tanah dan permeabilitas. Geotextile harus mempunyai ukuran bukaan yang cukup kecil untuk menahan tanah halus sehingga mencegah bercampur dengan agregat baik dan juga ukuran bukaan harus cukup besar untuk mempertahankan permeabilitas yang cukup dengan memperbolehkan disipasi dari tekanan air pori. Kriteria kuat tarik material geosinstetik

yang digunakan harus memenuhi kuat tarik yang

diperlukan sesuai dengan perhitungan yang ada.

Gambar IV.20 Material Geosintetik Jenis material geosintetik yang sesuai dengan aplikasi ini adalah geosintetik yang mempunyai kuat tarik tinggi dan elongasi yang rendah, dan fungsi lainnya sebagai separator dan filtrasi. Salah satu material yang sesuai digunakan dilihat dari kinerjanya adalah geotekstil TenCate Mirafi PET yang merupakan geotekstil nonwoven yang terbuat dari polimer polipropilin yang diperkuat dengan serat – serat dari poliester bermodulus tinggi dan mempunyai IV-39


daya rambat rendah. Kelebihan dari meterial Mirafi PET ini adalah : -

Mempunyai ketahanan jebol (puncture) terhadap material tajam yang cukup besar sehingga sangat

-

Creep rendah yang menjadikan material ini baik dalam fungsi perkuatan

-

Kemampuan pengaliran air yang sangat baik, baik horizontal maupun vertikal

Berdasarkan kuat tarik yang diperlukan sesuai output Slope /W, geotextile yang sesuai digunakan pada konstruksi ini adalah Mirafi PET800 – 50 dengan kuat tarik ijin sebesar 586 kN/m sebagai lapis ke – 1 untuk yang paling dasar dan Mirafi PET400 – 50 dengan kuat tarik ijin sebesar 280 kN/m sebagai lapis ke – 2. Detail spesifikasi material Polyfelt PEC yang digunakan adalah sebagai berikut :

IV-40


Gambar IV.21 Spesifikasi Material Geotextiles

IV-41


Gambar IV.22 Potongan Melintang Tipical Pemasangan Material Geotextile

IV-42


Gambar IV.23 Potongan Melintang Tipical Pemasangan Material Geotextile

IV-43


4.2.4 Biaya Instalasi dan Supply Geotextile Untuk biaya instalasi dan Supply akan dijabarkan sebagai berikut : Type Mirafi PET 800 – 50 harga suplly 24,22 /m2 Usd Type Mirafi PET 400 – 50 harga supply 12,71/m2 Usd Biaya instalasi geotextile Rp.2000/m2 untuk seluruh type Mirafi PET Mobilisasi dan demob alat berat ± 400 juta untuk wilayah kalimantan tengah.

Tabel IV.7 Biaya Supply dan Instalasi Geotextile

4.2.5 Petunjuk Instalasi untuk Geotextile Dalam pelaksanaan intalasi geotextile ada beberapa yang perlu diperhatikan dalam

langkah-langkah

pengerjaannya,langkah-langkahnya

tersebut

akan

dijabarkan sebagai berikut : 1.

Persiapan Tanah Dasar Site lokasi, di mana geotextile akan diletakkan, harus rata pada elevasi yang

telah ditentukan dengan menggambar desain. Batu, kayu atau benda lainnya, yang menonjol dari tanah permukaan, terutama jika benda ini tajam, harus ditarik dari lokasi. Ini harus dilakukan untuk mencegah robeknya geotekstile, yang akan diletakkan pada situs. Elevasi, di mana geotextile akan diletakkan, harus ditempatkan di atas meja air untuk menghindari dari air. Keadaan ini diperlukan IV-44


untuk menjamin hasil pemadatan fill, yang digunakan untuk struktur tanggul. Apalagi, jika tanah adalah gandum tanah halus (tanah liat atau lumpur), pengisi tanah harus dipadatkan pada optimum kadar air. Untuk informasi geotekstile yang memiliki berat tubuh lebih ringan daripada air akan dapat mengapung di air, jadi ini sangat mengganggu untuk peletakan geotextile. 2.

Fabrikasi Geotextile Membuka gulunga geotextile ditempat lain untuk fabrikasi dan memotong

geotextile dengan panjang, yang telah ditentukan dalam gambar rencana membuat panel geotextile seperti harmonika sistem. Geotextile dapat tumpang tindih atau dilampirkan bersama oleh penjahitan atau pengelasan tergantung pada situs kondisi. Didaerah genangan air, dianjurkan untuk tumpang tindih atau penjahitan geotextile itu tumpang tindih, panjang tergantung pada CBR tanah dasar. Untuk CBR tanah dasar ± 8, minimum kelebihan 0,2 m. Tumpang tindih yang disarankan adalah sekitar 02 m, jahitan menghasilkan penghematan dalam jumlah geotextile lembaran yang dijahit bersama sama harus tumpang tindih antara 50 mm sampai 75 mm jenis yang paling umum dan jahitan dijahit dua jahitan. Menjahit dapat berupa benang tunggal atau ganda yang paling umum digunakan untuk menjahit bidang geotextile disebut jahitan dilapiskan – disingkat SS. Biasanya mereka terbentuk dengan menempatkan satu kain diatas yang lain, dan dengan minimal penanganan. Bergabung dengan bagian-bagian kain dengan satu atau lebih baris jahitan. Seaming ini dibuat dengan menumpuk dua bagian paralel kain dan menjahit mereka bersama – sama dengan satu atau lebih baris jahitan (SSA – 1 – satu baris jahitan, SSA – 2 – dua baris jahitan). Ketika menekankan, pasukan itu membawa IV-45


benar – benar secara jahitan. Ada kecenderungan saat menggunakan jahitan ini ketik menjahit dekat dengan tepi tenunan yg dianyam tersebut, praktek ini secara signifikan akan mengurangi kemampuan untuk secara merata membubarkan stres antara Geotextile dan jahitan benang. Meskipun demikian, jenis ini adalah jahitan sangat populer untuk kedua geotekstil woven dan non – woven karena kenyamanan dan mengurangi manipulasi kain.

Ssa 1

Ssa 2

Ssa 3

Gambar IV.24 Type Jahitan Untuk Geotextile Jahitan adalah konfigurasi dari benang jahit yang diciptakan oleh mesin jahit. Tidak seperti denda kain linen dijahit dengan ukuran cahaya benang, perlu kecil, dan mesin jahit mampu kecepatan mesin yang sangat tinggi, Geotextile harus dijahit pada kecepatan mesin yang lebih lambat dengan berat benang dan jarum besar. Sementara cahaya untuk geotekstile menengah biasanya memiliki jumlah stitch dari 2 sampai 4 stitches per sentimeter (6 sampai 10 jahitan per inci), berat hanya beberapa geotextile akan memungkinkan stitch hitungan 1 ½ sampai 2 jahitan per sentimeter (4 sampai 6 jahitan per inci). Yang paling umum jenis jahitan yang digunakan adalah tipe jahitan federal 101 rantai jahitan dan 401 jahitan federal jenis Mengunci jahitan Rantai. Perbedaan utama antara mereka adalah integritas penjahitan di bawah tekanan.

IV-46


Gambar IV.25 Pola Dua Jahitan “401” Mengunci Rantai jahitan, dua benang mengunci jahitan, memiliki penampilan sisi bawah ganda interlocking. Jenis jahitan menawarkan superior jahitan kekuatan. Disarankan untuk geotextile semua instalasi di mana jahitan integritas diperlukan. Jenis jahitan memungkinkan instalasi untuk mengubah kekuatan jahitan dijahit hanya dengan mengubah ukuran benang yang digunakan. Kombinasi benang yang berbeda ukuran akan menghasilkan baik kekuatan yang lebih tinggi atau lebih rendah. disetiap kasus, bagaimanapun, integritas jahitan dari jenis jahitan secara konsisten lebih tinggi dari 101 jahitan rantai. Setelah seluruh atau sebagian dari panel geotekstil dan tanah dasar siap menyiapkan panel geotekstile adalah diletakkan di perdendicular langsung di atas tanah dasar. 3.

Pengisian Tanah / Material Penempatan mengisi awal harus dilakukan dengan menggunakan truk

sampah cahaya, tip backfill dalam membalikkan posisi, sehingga untuk menghindari kontak langsung dari roda pada geotekstile. Atau kembali pendorong atau kendaraan ringan dapat digunakan untuk menyebarkan mengisi atas geotextile dari saham mengisi menumpuk. Ketebalan penempatan mengisi awal harus sesuai dengan ketebalan desain dan setiap rutinitas terjadi pada tahap ini akan diisi selama penempatan subbase berikutnya untuk memastikan stabilitas. Ketika tanah bergelombang dapat diharapkan disarankan agar sempit

IV-47


mengisi ditempatkan di sepanjang luar tepi jalan dan bahwa pusat secara simetris sehingga diisi bahwa "berbentuk U" terdepan adalah dipertahankan. Biasanya tanah akan terbentuk di dalam 'U' dan dengan demikian mengurangi beban yang berlebihan dalam geotextile atau perpindahan geotextile karena displaqcement angkat. Dalam situasi ini, penting bahwa geotekstile memiliki elongasi awal yang tinggi dan jahitan yang memadai kekuatan.

Gambar IV.26 Skema Penimbunan Geotextile Ketika mengisi tanah langsung di atas Geotextile dengan dukungan tumpang tindih materi jahitannya, harus didorong tegak lurus terhadap lapisan Geotextile dari lembar atas ke bawah lembaran. 4.

Material Pemadatan Mengisi Setelah material yang mengisi pada geotextile dengan ketebalan lapisan IV-48


pemadatan, proses pemadatan dimulai (biasanya ketebalan lapisan adalah 15cm sampai 30 cm). Setelah pemadatan lapisan cukup (sesuai dengan pemadatan tanah standar atau spesifikasi yang telah disetujui), kemudian dilanjutkan dengan mengisi mateial pada lapisan atas dan dipadatkan. Setelah mangisi dan pemadatan telah selesai, menempatkan sisi lain dari geotextile ke bagian tanah dipadatkan dan mengisi lagi dengan material tanah di atasnya.

Gambar IV.27 Proses Pemadatan

IV-49

BAB IV ANALISA DAN DESAIN VERTICAL DRAIN DAN GEOTEXTILE. Pada tugas akhir ini, prefabricated vertical drain (PVD) akan digunakan

Recommend Documents