DRAINASE VERTIKAL • Tujuan : untuk mempercepat proses konsolidasi. • Contoh : pada pembangunan jalan, dermaga, perumahan atau kompleks industri di daerah tanah lunak. • Berupa tiang-tiang pasir atau pita-pita geosintetik yang dimasukkan ke dalam tanah lunak.
embankment (preloading)
Sand blanket 0,5 – 1 M
H
Drainasi vertikal
Pelaksanaan : 1. Dimulai dengan penimbunan pasir di permukaan tanah (sand blanket) tebal 0,5 – 1 meter sebagai lantai kerja bagi alat –alat berat. Nantinya lapisan pasir akan berfungsi sebagai drainasi, mengalirkan air yang lewat drainasi vertikal dan lempung pada saat proses konsolidasi. 2. Dipasang drainasi vertikal. Jarak dan ukurannya direncanakan sedemikian rupa sehingga dalam waktu 2 – 6 bulan konsolidasi telah mencapai sekitar 80% 85%, dan sisa penurunan tinggal 2 –3 cm. 3. Diadakan timbunan pasir dengan tebal yang beratnya hampir sama dengan berat konstruksi yang akan dibangun. 4. Proyek konstruksi bisa dilaksanakan.
Bahan Drainasi Vertikal 1. Kolom pasir (sand drain) : – dari pasir bersih, permeabel (k > 6.10-6 m/detik) – gradasinya memenuhi syarat sebagai filter tanah sekitar. – Ukuran drainasi : Ø 30 cm – 60 cm, jarak 1,5 m – 4,5 m.
2. Geosintetik (jenis : geokomposit) – Lembar plastik gelombang dibungkus anyaman serat sintetis l = 0,6 – 3,0 cm b = 15 – 20 cm
– Dalam hitungan dianggap mempunyai tampang lingkaran dengan jari-jari ekivalen r. Panjang keliling lingkaran = panjang keliling segi empat
2p r = 2 ( b + l ) r = (b + l) / p
Susunan Drainasi Vertikal 1. Susunan bujur sangkar • Satu tiang jari-jari r, dianggap mempunyai jarijari pengaruh sebesar R : a
R
p R2 = a x a R = 0,564 · a
a
2. Susunan segitiga sama sisi a a R
Jari-jari pengaruh R : p R2 = ½ · a2 · 3 R = 0,525·a
a
Cara Pemasangan 1. Sand Drain Ada 3 cara yang dapat dilaksanakan, yaitu: a. Pipa baja yang bawahnya diberi tutup ber-engsel, atau tutup sepatu beton yang dapat dilepas, dipancang masuk lempung lunak. Sambil pipa ditarik ke atas pelan-pelan, diisikan pasir. b. Pipa baja dipancang dengan ujung bawah terbuka. Tanah dalam pipa dikorek keluar. Diisi pasir sambil pipa ditarik ke atas pelan-pelan. c. Bor spiral berlubang di tengah ( continuous flight hollow auger) diputar masuk ke dalam tanah. Bor dicabut pelan-pelan termasuk tanah di antara daun spiral sambil diisi pasir lewat lubang di tengah.
diisi pasir
diisi pasir sand blanket
tutup berengsel
2. Geosintetik • •
Berupa lembaran dalam gulungan sangat panjang. Dengan alat khusus, geosintetik didesak masuk tanah menggunakan batang baja pipih sampai mencapai kedalaman yang diinginkan, kemudian baja dicabut.
Hitungan Drainasi Vertikal • Dengan adanya drainasi vertikal, tambahan tekanan efektif ?p akibat preloading menyebabkan air pori bergerak mengalir pada 3 arah, yaitu arah x, y, dan z. a. Pada arah z : aliran arah vertikal. - Jika drainasi 2 arah, ke atas dan ke bawah. - Jika drainasi 1 arah, ke bawah saja atau ke atas saja. - Akan terjadi konsolidasi arah vertikal. b. Pada arah x dan y : aliran arah horizontal / radial menuju drainasi vertikal. - Akan terjadi konsolidasi arah horizontal.
• Satu drainasi vertikal dengan jari-jari r menampung air dari silinder tanah dengan jarijari pengaruh R.
drainasi vertikal dengan jari-jari r
R : jari-jari pengaruh dari satu drainasi vertikal
• R = 0,564 a, untuk susunan bujur sangkar. • R = 0,525 a, untuk susunan segitiga sama sisi.
1. Konsolidasi arah vertikal • Peristiwa seolah-olah tidak ada drainasi horizontal. • Derajat konsolidasi vertikal Uv yang tercapai dalam waktu t dapat dihitung dari persamaan : Uv = f (Tv) Tv = f (t)
2. Konsolidasi arah radial / horizontal • Keadaan dengan anggapan hanya terjadi konsolidasi dan penurunan tanah akibat air mengalir ke drainasi vertikal. • Kecepatan proses konsolidasi radial dipengaruhi oleh: § Cr : Koefisien konsolidasi arah radial. Umumnya Cr > Cv, dengan Cr / Cv =1-2 § a : jarak antara setiap drainasi vertikal. § r : jari-jari kolom pasir atau jari-jari ekivalen bagi geosintetik.
• Derajat konsolidasi radial U r yang tercapai dalam waktu t dapat dihitung dari persamaan : Ur = f (Tr) Tr = f (t) Cr • Tr = (2R)
2
⋅t
dengan : R = 0,564 a, untuk susunan bujur sangkar = 0,525 a , untuk susunan segitiga
• Rumus pendekatan :
Ur = 1 – e-8·Tr/y Rumus kebalikannya
y Tr = ln (1 - U r ) 8 dengan
n2 3n 2 − 1 y = 2 ln n n −1 4n 2
R n= r
3. Derajat Konsolidasi Gabungan Vertikal dan Horizontal/Radial • Jika tanah mengalami konsolidasi vertikal dan radial, masing-masing mencapai derajat konsolidasi vertikal Uv dan derajat konsolidasi radial U r, maka derajat konsolidasi gabungan U yang dicapai dapat dihitung dengan persamaan: ( 1 - Ugab ) = ( 1- Uv ) · ( 1 – Ur )
