BAB IV ANALISN
STUDI KASUS
MAKSUD DAN TUJUAN
IV.I.
Seperti diuraikan pada bagian awal laporan, genangan yang terjadi di area PLTU dan PLTGU Tambaklorok diakibatkan oleh penurunan muka tanah. Penurunan tersebut pada umumnya disebabkan oleh proses konsolidasi tanah lempung lunak akibat beban timbunan pada saat pembangunan dilaksanakan. Proses konsolidasi tersebut juga berpengaruh terhadap daya dukung pondasi bangunan. Pada lokasilokasi bangunan dengan pondasi tiang, penurunan elevasi muka tanah saat ini telah mencapaielevasidi bawah pile cap pondasi. Berdasarkan hal tersebut di atas, telah dilakukan penyelidikan tanah dan tinjauan geoteknik yang secararinci dimaksudkan untuk a) mengetahui perkiraan besar dan tingkat penunrnan konsolidasi akibat beban timbunan b) memastikan bahwa bangunan-bangunan di PLTU/?LTGU
masih aman dari
kegagalan pondasi tiang c) mengetahui pengaruh beban struktur terhadap penunrnan bangunan di PLTU/PLTGU d) memastikan bahwa penunrnan bangunan tidak mengakibatkan kerusakan ' 'struktur. Untuk menjamin keamanan konstruksi selama masa ssrvice PLTU/PLTGU yang cukup panjang, sekitar 50 tahun, dalam analisis akan memperhitungkan baik kondisi undrained (short term) maupun drained (long term). Analisis pada kondisi drained harus dilakukan karena harga faktor keamanan (safety factor) pondasi tiang, terutama yang mendapatkan gayanegative skin friction, akan turun seiring dengan berjalannya waktu.
IV-
I
IY.2
PARAMETER DISAIN
lY.2.l Data-dataAcuan Parameterdisain yang dipakai pada laporan ini diperoleh berdasarkanhasil kompilasi hasil penyelidikanlapangandan laboratorium,tidak hanya dari test yang baru saja dilaksanakan,juga dari test-testsebelumnya. Beberapasumber datayang dipakaimeliputi: bulan a) Hasil penyelidikantanahterbaruoleh LAPI-ITB yangdilaksanakan 2005. November-Desember b) Soil Conditions,Pile Driving Records,and Load Test Results(Irsyam, 1996a) lY .2.2.Korelasi Empirik Parameterundrained dan drained diperkirakan dari data-datatanah hasil penyelidikanlapanganberdasarkankorelasi empirik yang umum digunakandan telah diterima secara luas.
Hasil perkiraan tersebut diverifikasi dengan hasil test
laboratorium. GambarIV-l menunjukkankorelasi harga 11/ ous' dan PI yang konstansebesar0.22. Garrlf:rar iY.2 menunjukkancontoh korelasi empirik untuk memperkirakanparametertanah undrained berdasarkanN-SPT. Gambar IV.3 mengilustrasikan korelasiempirik PlasticityIndex (PI), dan Overconsolidation Ratio (OCR)danEu/cu.
0.4 T1
o-2
{
0
0
20 40
60 80 100 PI
GambarIV. I . Korelasihargars / o,o' danPI (Mesri, 1975)
u- 2
/ 9o,f gor.pr rgfrert
E qltt
u,rtri+ir,rt{m
a
, ,'?
-r* r'*}!-
A {
J
/-o
I
6
!
f
t#
Hru o L
,'irraiir'X"r)
vl rl
o
{'Jm
/-rI,-r'
TI
o
.E 4 E
5 roo
'lt4'-'--
' r ' .F' *
.- J*
{::1'}F-F
SFT I'l-value - blaws,fi0CImm GambarIV.2. KorelasiN-SPT denganUndrainedShearStrength (TerzaghiandPeck,7967andSowers,1979)
1600 I I I
1400
l I
l I i I
i
1200 ---l
i I I I I
1000
l I I
800
I I I
600
30
400
200
1
2
3
4
5
6
7 8 9 1 0
GambarIV.3. Korelasi En/Cu ,PI DenganOCR (Jamiolkowskiet al., 1970)
ru- 3
IV.2.3.Hasil PenyelidikanTanah Terbaru Untuk melengkapidata yang sudahada, telah dilakukan penyelidikantanah 2005 oleh LAPI ITB bekerjasulmadenganPT Indonesia bulanNovember-Desember Power.Lokasi penyelidikantanahdapatdilihat padaGambarIV.4. Profil pelapisan tanahuntuk lokasiPLTU, lokasiPLTGU danIntakedapatdilihat dalamGambarIV.5 sampaiGambarIV.7.
ru- 4
69 + \o c.{
*rrruu\
'l ) \*r-l -/// /'/-\
.'/
+ F
I
F
\\-/ \
.,\ ' , ' v - I / n)*'(
:X,
(n
Fl
+€ F
''"4 ")",,
, \ ,
w
?/:) *7 v ///
,
/
+
ry- 5
w:
.r1 +.v (,) h o v1 T J
"i n
+S
\o o <>
6l
si F
Or Fl
I
o o -v ct .c' q, o ct (t c: art
F
F 4'
a.
G' ID
Ar
rtr I d
"i
s L
tl (l
(, f-----r t - l bl.? LEI-41
tEl"g l - . l q I A l
l*'!l
t_-=-+ I A E I
IV. 6
\o o c{ di F A -l
(\ I
N
A FI F
() GI 'd Gt
F
g .A
d
s = 6
o. c (l) A rtr
e
O{
q cl
&
E Gt
(,
+
+
a
+
+
+
+
3 . +. ;+ i .r ' I . r ; . .I ,r . + t + .
. , ;
i
+ r
IV- 7
\0 o o ol
!a tJ (fl I
t l
o a
p (, ti 11 H
!s
() (B cl
c F
al d C' 0 g GI
o
a
o A
\ H € E G'
o
IV- I
Dari profil di atas,secaraumum,diketahuibahwatanahbawahpermukaandi area PLTU & PLTGU Tambaklorokterdiri dari: 1. Lapisanmaterialtimbunanreklamasi Lapisanini beradapada bagianpermukaanterdiri dari material silty gravelly sandyang telah ditimbun beberapatahunyang lalu. Ketebalanlapisanini 4 m.. Nilai N-SPT bervariasiarrtara5 sampai10, sedangkannilai tahanujung l0 sampai 80 kg/cm2. Beradasarkangrafik
konus sondir bervariasi
korelasiN-SPT dari Terzaghi,hargasudutgeserdalamminimum diperkirakan sebesar30o.Mukaair tanahterletakpadalapsanini, yaitupadakedalamanlm. Lapisansilty clay sangatlunakdanlunak Lapisan yang sedangmengalami konsolidasi (underconsolidatedlayer) ini beradadi bawah lapisantanahtimbunan,berupasilty clay dengancampuran fragmen cangkangberwarnaabu-abudan abu-abukecoklatan.Ketebalan2l m, yaitu dalamkedalamanarftara4 sld25 m. Nilai N-SPTbervariasiantarai sampai3, dengankonsistensisangatlunak dan lunak. Akibat adanyatimbunan reklamasi,lapisanini mengalamipenurunanakibat proseskonsolidasi.Dari hasil uji AtterbergLimit, lapisanini mempunyaiBatasCair (Liquid Limit, LL) berkisarantara55% sampu l00o/odan hargaIndeksPlastisitas(Plasticy Index, PD antara 50% sampai 80%. Berdasarkan grafik plastisitas Cassagrande, lapisan tanah dapatdiklasifikasikan sebagaiinorganic clay of high plasticity. Dari hasil N-SPT, sondir dan uji laboratorium,kuat geser tanahpadalapisanini diperkirakanberkisar arfiara0.1 sampai3.0 tln:2.
3 . Lapisanstiff silty clay/clayeysilt Lapisanini beradadi bawah lapisan silty clay sangatlunak dan lunak terdiri dari lapisan silty clayey/clayeysilt, dengansedikit fine sand pada beberapa kedalaman.Nilai N-SPT bervariasiantara13 - 20 (konsistensistiff menuju very stiff) dijumpai mulai padakedalaman23.0 - 28.0 m sampaikedalaman 40 m. LapisanlensapasirdenganNilai N-SPT> 60 setebal+ 2.0 m dijumpai di bawahlapisanini.
u- 9
Dari uji Atterberg Limit, lapisan ini mempunyai Batas Cair (Liquid Limit, LL) berkisar antara 52%osarnpn 75o/odan harga Indeks Plastisitas (Plasticy Index, PD
antara l4oh sampai 42%. Berdasarkan grafik
plastisitas
Cassagrande,lapisan tanah dapat diklasifikasikan sebagai inorganic clay of high plasticity.
IY.2.4.Perbandingan Anfara Ifasil Tes Tanah Terdahulu Dengan Tes Tanah Sekarang Tanah pada lapisan ke dua (lapisan silty clay sangatlunak) adalah lapisan yang sedangmengalami konsolidasi. Nilai N-SPT dari hasil penyelidikan tanah terbaru pada lapisan tersebut adalahseperti pada Tabel IV-l di bawah ini :
PLTU
INTAKE
Kedalaman
TANGKI
PLTGU
I 4
I
I
I I
I I
I
I
a
2
I
l0 ll
I I
2 2 2
t2
2
I
l3 I4 15 l6 I'1
a L
I I
f
6 7 8
l
2
1
2
2
a
I
2 I
2
20
2r 22 23 24
2 2
2 I 2 2 2 5 2
I
l8
l9
l I
I
2 2 a J a J
J
4 J J J
) -t z
2 5 )
2 2
I 2 5 2 2 3 a z J 2 J J 25 9 rata-rata t.67 t.67 1.90 2.71 ll.ll Il.1l t2.70 ;u ftN/m2) 1 8 l.0 TabelIV-l Nilai N-SPT hasil penyelidikantanahterbaru a J
N- 10
Untuk mencari cu awal lapisan 2 sebelum ditimbun, digunakan korelasi pada Gambar IV.l. rr: c, sekarang.Sementarax1l 6y' :0.22. Padahalharga cu sekarangsudah diketahui dari korelasi dengan harga N-SPT. Oleh karena itu bisa didapatkan hubungan : c u s e k a r a n g : c u a w a+l0 . 2 2 A o u ' . .
.......(4-1)
Penambahantegangan karena timbunan adalah sebesarAo' : 38 kN/m2. Dari perhitungan waktu konsolidasi, didapatkan bahwa dari penurunan yang didapat di lapanganderajat konsolidasi sekarangadalahsebesar600/o. Maka persamffIn 4-l di atasmenjadi : cusekarang: cu awal + 0.22 Ao"' X 60 %.
.. ...(4-2)
Persamaan4-2 di atas kalau diterapkan pada lokasi INTAKE : I l.l 1 : cuawal + 0.22X 38 X 60 % Akan didapatkacu awal :6.095 kN/m'z. Sedangkancuakhir:6.095 + 0.22X 38 : 14.455kN/m2 Kalau perhitunan di atas di terapkan pada lokasi yang lain akan didapatkan parameter cuawal sepertipada Tabel IV.2 di bawah ini : INTAKE PLTU TANGKI PLTGU rata-rata 1.67 1,67 1.90 2.71 cu(kN/m')sekarang 11.11 18.10 11.11 12.70 (kN/m') c, mula-mula 6.10 6.1C 7.68 13.08 cu(kN/m')akhir 14.46 14.46 16.04 21.44 Tabel IV.2. Perhitunganmencaricomula-muladan akhir
Kalau cu mula-mula diperbandingkan dengan hasil penyelidikan lapangan terdahulu, akan didapatkan hasil yang mirip. IV.3.
Analisis Konsolidasi Karend Timbunan.
IV.3.l.Konsolidasi Karena Timbunan Setinggi 4 m Pada Saat Pembangunan Pada saat pembangunan lokasi Tambak Lorok yang dulunya tambak, diurug setinggi 4 m, kondisi yang ada sekarang, muka air tanah pada kedalaman I m. Analisis penurunan konsolidasi dilakukan dengan menggunakan teori konsolidasi Terzaghi l-D yang terdapat dalam Bab II. Karena tanah dilokasi adalah tanah NC,
ry- 11
maka untuk analisis mencari besar penurunandi gunakan Persamaan(2-37) dan Persamaan(2-28). Sedangkanuntuk analisismencariwaktu penunrnanmenggunakan PersamaanQ-32) dan Persamaarr(2-33). Perhitunganyang dilakukan sampaipada kedalaman60 m, sesuai dengandata bor yang didapat. Hasil yang dicari adalah penunrnansampaipadakedalaman25 mdan sampaipadakedalaman60 m.
IV- 12
Perhitunganuntuk mencari besar penunrnan karena timbunan di daerah intake ditampilkandalamTabel IV.3 di bawahini :
TabelIV.3. Perhitunganuntuk mencaribesarpenurunankarenatimbunandi daerahintake
Besarpenunrnandi daerahintake adalah127 cm, sedangkanuntuk penunmansampai padakedal.rman 25 adalahsebesar111crn
IV- 13
Perhitungan untuk mencari waktu penunrnan di daerah intake disajikan dalam Tabel IV.4 di bawah ini :
oersen u Tv
c
1C
2C 3C 4C
5C 6C 7C 8C
9C
H 0 0.008 0.031 0.071 0126 0.197 0.287 0.403 0.567 0.848
s
Cv 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500
0.005 0.00€ 0.005 0.005 0.00t
0.005 0.00€ 0.005 0.005 0.005
St t (detik) lahun 111.O82 0 c 0 111.082 11.10821000000c0.317098 111.082 2:2.210,43875000C1.228754 111.O82 33.3246 8875000C2.814244 11'1.O8244.4328'l 1.58E+0€4.994292 111.082 55.541012.46E+08 7.808536 111.082ffi.6r'.921 3.59E+0€ 11.3758S 111.08277.757415.04E+08 15.97381 111.08288.865617.09E+0822.47432 111.0829 9 . 9 / 3 6 1 1.06E+0S 33.61238
TabelIV.4. Perhitunganuntuk mencariwaktu penurunandi daerahintake
Perhitungan di atas diatas diplot dalam grafik seperti Gambar IV.8 di bawah ini :
0 -10 -20 -30
E 4 0 -50 F c
3 € o = 5 CL
-70
-80 -90 -1 0 0 - 11 0 waktu (th) vswaktudi lokasiintake GambarIV.8 Grafikpenurunan Timbunan tersebut dilaksanakan pada tahun 1994. Waktu yang dibutuhkan untuk penurunan sampai konsolidasi 90 % adalah selama 33 tahun, dan besar penurunan sebesar100 cm. Besar penurunanwaktu penelitian ini dilaksanakanadalah sebesar70 cm. Sehunggasisapenunrnanadalahsebesar30 cm.
IV- 14
Perhitungan untuk mencari besar pemrnrnan karena timbunan di daerah PLTU ditampilkan dalam Tabel IV.5 di bawah ini : PENURUI{AT{ di PLTU No
Depth (m)
Tebal aoisan am
o
!
10r
171
,.0(
o7l
.ol I 5 -
I
0.5i
o.2l
3.1
.01
0.5i
0.81
3.1
.01 .01
1.1i
3.1
2.01 2.5:
3.1 3.1
|
-ol
t.4l
0l
1.4!
0.4!
3.0'
1.11
0.4!
3.,t!
t1
ol
1l
4t
1.4{ 0
1)
ol
lt
t4 -
i
ll
15-
1l
16-
I
.01
t.1
ll
la-
1t
.ol
t.1l
ll
.q
I
tE- 1t
.q
t_5
lC-
.01
t.5
'l
20- 21
.(rl 1.01
2-
2i
23-
2t
t.il
Cc
q
A8
3.1
0.71
.01
1
6l =o'+Ao
0.71
.01
1l
E -
ti
al
Ao 1.:
0-5; 0.5; 0.,t1
6 7 I -
o'
.t'
o-41
3g
o_41
4.&
o1;
1A
4.081 0.641 1.74e 4.051 0.641 1.74 5.2! 0.641 1.74 5-791 0-6,{1 1.711
6.32 o.111 2.O71
o,08'
o 711 207
0.07
3.1
7.nl
o7a,
0.061
o74
207
0ml
8.26i
o71'
207
o o5r
3l
8 f€:
o 3ll
o o2l
o 31;
m m
7.77
olt
1&
3t
8 87r
d q
3l
8 70:
0.1: 0.1: 0.5; 0.5: 0.5:
5.11
3.1 3.{ 3.1
t.5:
0.'t1r 0.09
6.80r
n1t
2.O7.
g.5l
0.31; 1.6{}' E.g0r 0.31 1.6(} 9.021 0.31i 1.60 9.34r 0.66i 't.9t LE61 0.66i t.9t 10.3A 0.66: 1.9t
7.11
10.901 0.86: '1.93
5.2 5.3 6.(x
o.211 0.151
oM'
0.02' 0.02| 0.0?
0.(xr 0.o,ti 0.O,ll
0.031
7.61
l't.121
0-8ai 1.95
0-031
1.7:
0.5: o.7,
8.21
12.M|
I 211
I l5i
oot ool
1_5
2l
24-
2l
.d
1.7:
o.n
8-9(
2l
25-
2a
q
1.7:
0.6
2',
4 -
2
1 o.il(
2l
2t-
2t
d
17"
o7: o.7: o7:
1 11 t
3l
2l
2A-
2l
o
171
o7l
tl a
3.i
3l
a-
3l
o
171
o7
12 3.
1A 9l
s -
a
31-
ai
17.011 0 . 1 9 1 . 1 E i 17.71 0 . 1 9 1 . 1 E i 18.401 0 . 1 9 1 . 1 8 :
3.1
12.7d
o 211 1 lst
13-/te
I 211 1 15"
oot
14.m|
o 211 1 15t
o01
1a.M
o 211 t 15i
ool
15 QtU
0.t9' i t & 0.1c 1.1E:
0.01( 0.00{ 0.00! 0.00{ 0.001 0.00(
1.0( 1.0( L0( 1.0( i.0(
't.71
0.71
13.2
1.71 't.71
0.71
13.9
0.71 0.7r
14.0 15.3
3.
19.15( 0.211
'l.71
0.7!
16.1,
3.r
19.9,11 o.211 1.031
0.00{
3t
1.0(
1.7\
0.71
16.0
3-r
m.73l
o.211 1.031
0.ml
1.71
0.7!
17.71
21.521
0.21r 1.03!
0.001
3l
37-
3t
1.(x t.(x
t -6r
0.6i
ta.4
2.2&
o27
251
3l
s-
3l
t.d
ts.t,
2.s3!
d27
251
om{ o 00t
32- 3: 33- 3r 3,t - 3l
1l
39-
4(
q
1
s-
4t
q
l.7l
3.1
I
0.6r
1-ai
06r
19-&
3.r
23.etl
17,
o7,
205
3i
2a 3)!
3i
4t
41-
at
ol
7'
O7.
21 2',
al
au-
ai
1.Ot
1.7'
0.7
22 n,
25.80r
4l
4Z-
1r
1.0(
L0( i.(X
t.z
0.7
22.7! 23.4 24.2
26.541
4l
l)
1.7' '|.7"
O.7/
U-
24.9
4l 4.
il6 -
,li
1.q
|.71
0.7i
{l
17,t6 -
1l ,l{
Lq
l.7l
t.q
t.6l
t.(x
t.a
25.6i 0.6i 26-31 0.6r 27.(x
4l 5l 5:
5l
0.7i
3-l
3. 3.
o.22 1 . 1 6 1 n.8t o.271 t . 1 5 r 26.01( o.271 1 . 1 5 / 2E.711 o.271 1 . 1 5 { 29.47r o.271 1 . 1 5 4 30.17!
0.19( 1.301
.0(
1.6r
0.61
27.71
1.4
0.8(
24.4
3.i
32 271
o05
52-
5i
0l
1.4
3.i
53-
5/
0.OO/
0-8(
29.21
3:| O7r
oo3 1 R
1.81
08(
30 0l
36 A7r
o03
5!
q
1 A
0.8(
30.81
il 67r
0.03 1.OA
om' om' o oo, o.qlr
o-a( oa( oa( 0.E( o&
3td
3-l
s {71
o 1&
1 B
oo&
a2 al
3
1.0&
0.001
33 2l
3
0.03 37.O7l 0.03 37.871 0.03 $ 67! 0.03
1.OB
0.(x)'
1.Oe
0-(x,1 0.00'
55-
5l
d
t a
$-
5i
fl
a
57-
t
d
a
5E-
5!
.ol
t.a
.(tl
t a
59-
0.00/ 0.0{!
't.{x
g-
0.00{ o.firi 0.00i 0.00i 0.00i
0.19r t.30. 31.53! o.1sl 1.30'
30.851
.5:
5't -
1.031
6l
3,0.01 gal
3
*27!
I B 1 k
1.Oe
1.521
TabelIV.5. Perhitunganuntuk mencaribesarpenurunankarenatirnbunandi daerahPLTU
Besarpenunrnandi daerahPLTU adalah153cm, sedangkanuntuk penurunansampai padakedalaman25 adalahsebesar133cm
ru- 15
