DESAIN KEBUTUHAN PVD UNTUK TANAH LUNAK
Kevin Timotius Diaz Harnanto Putra – 15009119 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan ITB, Bandung Email:
[email protected]
ABSTRAK : Prefabricated Vertical Drain merupakan salah satu metoda mempercepat proses konsolidasi tanah. Pada tugas akhir ini dihitung kebutuhan PVD untuk memenuhi target waktu konsolidasi selama 90 hari. Faktor keamanan lereng mempengaruhi ketinggian timbunan dan menjadi salah satu pertimbangan banyaknya penimbunan yang dilakukan. Elevasi yang ditargetkan pada akhir proses konsolidasi adalah +3,5 meter. Waktu yang diberikan serta banyaknya fase menentukan kebutuhan PVD desain untuk memenuhi syarat yang sudah disebutkan sebelumnya. Kata kunci : Soil improvement, Prefabricated Vertical Drain, Soft Soil
PENDAHULUAN
berbagai
Geoteknik merupakan bagian dari cabang
Prefabricated Vertical Drain (PVD).
ilmu Teknik Sipil yang mengkhususkan
Tugas Akhir ini menguraikan tentang cara
diri untuk mempelajari perilaku tanah agar
menghitung
dapat menahan beban bangunan yang
timbunan, penurunan tanah, waktu yang
didirikan di atasnya. Dalam Geoteknik,
dibutuhkan agar tanah mencapai kekuatan
tanah
yang
diklasifikasikan
menjadi
dua
metoda
antara
kekuatan
dibutuhkan,
serta
lain
tanah,
cara
metoda
tinggi
untuk
kategori besar, tanah lempung (clay) dan
mempercepat tercapainya kekuatan tanah
tanah pasir (sand). Indonesia sebagai
dengan metode Prefabricated Vertical
negara yang berada di daerah gunung
Drain (PVD).
berapi aktif memiliki kandungan tanah lempung yang beragam. Tanah lempung memiliki porositas yang rendah sehingga untuk
meningkatkan
kekuatannya
dibutuhkan waktu yang lama, sedangkan waktu
konstruksi
terbatas.
Untuk
mengatasi masalah tersebut dikembangkan
4. Analisis Kekuatan Tanah
METODOLOGI
Analisis kekuatan tanah dilakukan untuk
menentukan
rencana.
tinggi
Apabila
elevasi
elevasi
yang
diinginkan belum tercapai dengan sekali
penimbunan,
dilakukan
penimbunan tahap selanjutnya. 5. Penghitungan Penurunan Tanah Penghitungan dilakukan
penurunan untuk
tanah
mengetahui
penurunan tanah akibat penimbunan yang dilakukan. Elevasi akhir setelah timbunan 1. Penentuan Tema Penentuan
Tugas
Akhir
dengan dosen pembimbing.
tinggi
dilakukan
dengan
kritis
timbunan,
penurunan tanah, metode perbaikan tanah dengan Prefabricated Vertical Drain
(PVD),
serta
melakukan
pendalaman mengenai program elemen hingga PLAXIS yang akan digunakan sebagai software pendukung Tugas Akhir ini.
awal
dengan
tinggi timbunan kritis.
Perencanaan dilakukan waktu
kebutuhan
PVD
dengan memperhitungkan
yang
disediakan
dengan
banyaknya tahap timbunan sehingga persiapan lahan dapat selesai sesuai dengan waktu yang direncanakan. Tanah direncanakan sudah mencapai kondisi terkonsolidasi dalam waktu yang sudah ditentukan. 7. Perbandingan Hasil dan Analisis
3. Pembuatan Soil Profile Pembuatan
elevasi
Vertical Drain (PVD)
mendalami materi mengenai kekuatan tanah,
penjumlahan
6. Perencanaan Kebutuhan Prefabricated
2. Studi Literatur literatur
setelah
mengurangkan penurunan tanah dari
tema
ditentukan melalui diskusi langsung
Studi
didapat
soil
profile
Perbandingan dilakukan
dengan menyajikan hasil pengolahan data lapangan dan laboratorium ke dalam gambar untuk memudahkan pembuatan model tanah.
dilakukan hasil
hasil
dengan
perhitungan
dan
analisis
membandingkan manual
dengan hasil program PLAXIS
teoritis
PERHITUNGAN Normally Consolidated Clays
Analisis Kekuatan Tanah Analisis kekuatan tanah dilakukan untuk mendapatkan
tinggi
kritis
timbunan.
Tinggi kritis akan menentukan banyaknya
Over Consolidated Clays,
tahapan penimbunan. Penghitungan Kapasitas Daya Dukung Tanah Dalam penghitungan kapasitas
Over Consolidated Clays,
daya
dukung tanah, dipakai beberapa asumsi agar perhitungan menjadi lebih sederhana. Rumus
yang
Meyerhoff
dipakai
mengenai
adalah kapasitas
rumus daya
dukung tanah secara umum yaitu:
Waktu Konsolidasi Waktu yang dibutuhkan tanah untuk konsolidasi
sangat
bergantung
pada
permeabilitas tanah. Rumus yang dipakai adalah:
Penghitungan Stabilitas Lereng Penghitungan stabilitas lereng dilakukan dengan melakukan trial and error bidang gelincir potensial lereng. Penghitungan ini memakai alat bantu berupa software Geoslope 2007. Penghitungan Peningkatan Kekuatan Tanah Penghitungan peningkatan kekuatan tanah didapatkan dengan memakai rumus
Perhitungan Kebutuhan PVD Kebutuhan PVD sangat tergantung pada waktu konstruksi dan keadaan tanah. Banyaknya
penimbunan
dipertimbangkan
untuk
juga
harus
menentukan
jumlah PVD yang dibutuhkan. Dengan memberikan PVD, proses konsolidasi akan lebih cepat selesai. Sesuai dengan sub bab sebelumnya, patokan konsolidasi selesai adalah dengan tercapainya U 90%. Waktu untuk mencapai kondisi itu sudah dihitung
Penghitungan Penurunan Tanah Penurunan elastis didapatkan dari
sebelumnya sehingga pada sub bab ini
∑ (
digunakan dan berapa jumlahnya.
)
Penurunan konsolidasi didapatkan dari
akan ditentukan apa jenis PVD yang
Jenis
PVD
yang
digunakan
pada
perhitungan ini adalah tipe Floordrain dengan dimensi 100mm x 4mm. Diameter
Nilai
ekivalen didapat dengan menggunakan
persamaan:
didapatkan
dari
rumus: (
√
) (
Didapat
sebesar
2
0.0662
(
)
)
m.
Pada
waktu
yang
Setelah mendapatkan nilai Ur,
90%
dicari jarak antar PVD, dimana
berbeda tiap tanah. Masing-masing tanah
harus mencari beberapa faktor
membutuhkan waktu yang berbeda di fase
berikut:
perhitungan
sebelumnya,
dibutuhkan
untuk
penimbunan
yang
mencapai
berbeda.
membuat perhitungan
U
Hal
ini
kebutuhan PVD
(
)
(
)
(
)
didasarkan pada PVD yang dibutuhkan untuk
mengkonsolidasi
tanah
dengan
proses konsolidasi terlama di semua fase penimbunan. Waktu yang diberikan untuk konstruksi adalah 90 hari, sehingga waktu
(
)
terlama setiap fase untuk terkonsolidasi adalah: ( )
(
)
(
)
Dengan asumsi yang diambil perhitungan dapat disederhanakan. Kebutuhan waktu maksimal menyebabkan konsolidasi arah vertikal, yang dikenal sebagai konsolidasi primer biasa, namun belum mencapai kondisi yang diinginkan yaitu U 90%. Dengan demikian ditentukan kontribusi PVD
dalam
persamaan:
konsolidasi
dengan
Sesuai dengan Indraratna dan Redana pada tabel II.2 didapatkan nilai (asumsi), sedangkan nilai
adalah 4
adalah sama
dengan 1.15. Dengan demikian persamaan menjadi: ( )
(
( )
)
(
)
Dengan mengiterasi persamaan di atas didapatkan nilai n. Dengan demikian dapat diketahui nilai re, demikian juga dengan jarak antar PVD. HASIL ANALISIS Timbunan 1 Dengan PVD desain dengan jawak 0,8 meter,
kedalaman
15
meter,
dan
konfigurasi square pattern didapatkan Timbunan 2
penurunan tanah akibat konsolidasi pada bor hole 3
Timbunan 3
Hasil perbandingan dengan PLAXIS Timbunan 4
Kebutuhan PVD dihitung dan didapatkan:
kemudahan
KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari analisis yang telah dilakukan pada bab sebelumnya adalah:
yang
dibutuhkan
untuk
mencapai
pengerjaan
di
lapangan.
DAFTAR PUSTAKA Das,
1. Tinggi timbunan dan banyak material
pada
Braja
M.
2011.
Principles
of
Geotechnical Engineering 7th edition. California: Thomson Learning.
elevasi rencana sangat ditentukan oleh jenis dan karakteristik tanah. Pada studi
Das,
kasus ditemukan beragam jenis tanah
foundation
sehingga perbedaan dapat terlihat.
California: Thomson Learning.
2. Karena
sifatnya
sebagai
Braja
M.
2011.
Engineering
Principles 7th
of
edition.
metode
mempercepat konsolidasi, PVD tidak
Bowles, Joseph E. 1982. Foundation
meningkatkan kekuatan tanah secara
Analysis and Design. Japan: McGraw-Hill.
langsung. Peningkatan kekuatan tanah terjadi karena gain strength, efek yang
Irsyam, Masyhur. 2012. Diktat Kuliah
ada karena tanah yang terkonsolidasi.
Rekayasa Pondasi. Bandung : Penerbit
3. Untuk daerah pada studi kasus, PVD dengan
jenis
floor
drain
ITB
pada
konfigurasi persegi dan jarak 0,8 meter
Kovacs, W.D., Holtz, R. 1981. An
dapat membuat tanah terkonsolidasi
Introduction to Geotechnical Engineering.
dalam waktu yang ditentukan, yakni 90
Canada : Prentice-Hill.
hari. 4. Perbedaan
tingkat
konsolidasi
tiap
Wesley, Laurence D. 2010. Mekanika
daerah dapat terjadi, demikian juga
Tanah untuk Tanah Endapan dan Residu.
dengan besar penurunan. Perhitungan
Yogyakarta : Andi.
tinggi material yang mengejar elevasi rencana tiap fase membuat perhitungan material timbunan yang akan lebih sulit dibandingkan
denegan
menentukan
tinggi timbunan.. 5. Alasan digunakannya elevasi sebagai patokan
fase
penimbunan
adalah
