PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH METODE PRELOADING DENGAN KOMBINASI PEMASANGAN PVD PADA PROYEK REKLAMASI PANTAI ANCOL TIMUR JAKARTA UTARA
Disusun oleh : Nabila 3109106041
Dosen Konsultasi Prof. Ir. Noor Endah, M.Sc. PhD
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012
1.1 Latar Belakang
Reklamasi Pantai Utara Jakarta bertujuan untuk menata kembali kawasan Pantura dengan cara membangun kawasan pantai dan menjadikan Jakarta sebagai kota pantai (waterfront city).
Reklamasi pantai utara akan menimbun laut Teluk Jakarta seluas 2.700 ha. Batas wilayah reklamasi yaitu dari batas wilayah Tangerang sampai dengan Bekasi yang dibagi menjadi 3 kawasan yaitu west zone (zona barat), central zone (zona tengah), east zone (zona timur)
Latar Belakang (Lanjutan)
Zona Barat, termasuk daerah proyek Pantai Mutiara dan proyek Pantai Hijau di daerah Pluit serta wilayah Pelabuhan Perikanan Muara Angke dan daerah proyek Pantai Indah kapuk dimana yang merupakan daerah reklamasi adalah daerah laut seluas kira-kira 1000 ha (kira-kira 6,5 km x 1,5 km). Zona Tengah, meliputi wilayah Muara Baru dan wilayah Sunda Kelapa, begitu pula daerah Kota, Ancol Barat dan Ancol Timur hingga pada batas daerah Pelabuhan Tanjung Priok, dimana yang merupakan daerah reklamasi adalah daerah laut seluas kira-kira 1400 ha (kira-kira 8 km x 1,7 km)
Zona Timur, yang meliputi wilayah Pelabuhan Tanjung Priok ke Timur termasuk daerah Marunda dengan luas daerah laut yang akan direklamasi kurang lebih 300 ha (kira-kira 3 km x 1 km).
Ancol Timur
Latar Belakang Belakang (Lanjutan) (Lanjutan) Latar
Kondisi tanah pada kawasan reklamasi pantai utara merupakan tanah lempung yang sangat lunak. Tanah ini pada umumnya mempunyai daya dukung yang rendah dan memiliki sifat kompresibel tinggi dan permeabilitas yang sangat rendah. Karena memiliki sifat-sifat tersebut, tanah ini cenderung memiliki potensi penurunan yang besar dan dalam waktu yang cukup lama. Untuk mengatasi waktu penurunan yang cukup lama, maka perlu dilakukan perbaikan tanah pada area reklamasi yaitu dengan perbaikan tanah menggunakan metode preloading dikombinasikan dengan pemasangn PVD.
1.2 Perumusan Masalah a. Berapa Hinitial yang harus diletakkan agar dicapai Htimbunan sesuai dengan elevasi rencana? b. Berapa besar pemampatan dari tanah dasar yang harus dihilangkan sebelum pembangunan konstruksi dimulai dan berapa lama berlangsungnya? c. Berapa ukuran PVD dan jarak pemasangannya yang harus direncanakan agar pemampatan yang harus dihilangkan dapat selesai dengan waktu yang tersedia? d. Berapa ukuran dan jumlah micropile yang harus dipasang sebagai perkuatan tanah di bawah tanggul agar tidak mengalami kelongsoran?
1.3 Batasan Masalah a. Data yang digunakan adalah data sekunder. b. Layout sudah ditentukan. c. Lokasi perencanaan perbaikan tanah sudah ditentukan. d. Tidak membahas masalah oceanografi dari daerah reklamasi. e. Tidak melakukan evaluasi sedimentasi dan pengerukan.
1.4 Tujuan penulisan a. Dapat merencanakan perbaikan tanah dibawah lahan reklamasi. b. Dapat merencanakan perbaikan tanah dibawah tanggul reklamasi.
Metodologi penulisan
Data dan Analisa Ketebalan Tanah Lunak -3.00 HWL
Geometri Timbunan
Υsat = 1,8 t/m2 Ф = 25⁰
2,5 m 4.00
1 : 1,5
±0.00+LWS 1.5 LWS
Sea Bed
1,5 m
Lanjutan… Hasil perhitungan stratigrafi tanah asli Tebal Wc PI C Cv Lapisan No Gs eo Cc 2 2 (m) H (m) (%) (%) cm /detik kg/cm 1 3.00 - 8.50 5.5 108.190 88.630 2.580 2.791 0.043 1.08 0.000550 2 8.50 - 12.0 3.5 89.200 65.940 2.510 2.239 0.071 0.972 0.000790 3 12.0 - 19.0 7 55.520 21.700 2.600 1.444 0.070 0.972 0.001100 Kedalaman
γsat 3
(t/m ) 1.399 1.446 1.501
PERENCANAAN 1. Menentukan Hinisial
Grafik hubungan Sc Vs Hfinal 5.000
h
qfinal
sc
h inisial
h final
4.500
(m)
(t/m2)
(m)
(m)
(m)
3.500
4
5.700
2.731
5.517
2.786
5
7.500
3.151
6.751
3.599
6
9.300
3.505
7.947
4.442
7
11.100
3.809
9.116
5.307
8
12.900
4.078
10.265
6.188
9
14.700
4.318
11.399
7.081
10
16.500
4.535
12.519
7.985
y = 0.003x3 - 0.092x2 + 0.981x + 0.632 R² = 1
Sci (m)
4.000 3.000
2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000
0.000
4.000
6.000
8.000
10.000
8.000
10.000
H final (m)
Grafik hubungan Hinisial Vs Hfinal 14.000 12.000
y = 0.003x 3 - 0.092x 2 + 1.981x + 0.632 R² = 1
10.000 H inisial (m)
Mencari Hinisial untuk Hfinal = 4m y = 0,003x3 – 0,092x2 + 1,981x + 0,632 = (0,003 x 43) – (0,092 x 42) + (1,981 x 4) + 0,632 = 7,276 m
2.000
8.000 6.000 4.000 2.000
Mencari Sc akibat Hfinal = 4m y = 0,003x3 – 0,092x2 + 0,981x + 0,632 = (0,003 x 43) – (0,092 x 42) + (0,981 x 4) + 0,632 = 3,276 m
0.000 0.000
2.000
4.000
6.000
H final (m)
Lama Konsolidasi Alami (tanpa PVD) Lapisan
Kedalaman
Tebal lapisan
1
(m) 3 – 8.5
(m) 5.5
cm2/detik 0.000550
2
8.5 – 12
3.5
0.000790
3
12 – 19
7
0.001100
CVgab
CV
(550 350 700) 2 550 350 700 0,000550 0,000790 0,001100
2
Cvgabungan= 0,00078765 cm2/detik Derajat Konsolidasi Tv (90%) Hdr t = 2756149174 detik
= 90 % = 0,848 = 16 meter = 87.397 tahun
Perencanaan PVD Grafik Perbandingan Pemasangan PVD Pola Segitiga dan Segiempat 100 95 90 85
S3 - 0.60 m
80
S3 - 0.80 m
Derajat Konsolidasi Rata-rata (%)
75
S3 - 1.00 m
70
S3 - 1.20 m
65
S3 - 1.50 m
60
S3 - 1.60 m
55
S3 - 1.80 m
50
S3 - 2.00 m
45
S4 - 0.60 m
40
S4 - 0.80 m
35 30
S4 - 1.00 m
25
S4 - 1.20 m
20
S4 -1.50 m
15
S4 - 1.60 m
10
S4 - 1.80 m
5
S4 - 2.00 m
0 0
5
10
15
20
22
25
Waktu (minggu)
30
35
40
45
50
Preloading secara bertahap
Penentuan Hcr XSTABLE SF = 1,297 2,5 m S F(n) U t (minggu) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1.2 2.428 90% Tv 0.000186 0.000372 0.000558 0.000744 0.000930 0.001116 0.001303 0.001489 0.001675 0.001861 0.002047 0.002233 0.002419 0.002605 0.002791
D 0.9 Uv 0.015396 0.021774 0.026667 0.030793 0.034427 0.037713 0.040735 0.043547 0.046189 0.048688 0.051064 0.053335 0.055512 0.057608 0.059630
1.26
Uh 0.094134 0.179406 0.256651 0.326626 0.390013 0.447433 0.499448 0.546567 0.589250 0.627915 0.662941 0.694670 0.723412 0.749448 0.773033
Ugab (%) 10.808062 19.727342 27.647454 34.736055 41.101289 46.827204 51.983802 56.631269 60.822226 64.603135 68.015267 71.095433 73.876559 76.388156 78.656715
Δpi
Tegangan (t/m2)
Δp1
0.4
Δp2
0.4
Δp3
0.4
Δp4
0.9
Δp5
0.9
Tahapan penimbunan
Umur Timbunan
U
ΔPi Ui
(m)
(minggu)
(%)
pada U < 100%
0 - 0.5
56
46.82720
0.5 -1
45
41.10129
1 - 1.5
3
4
34.73606
1.5 - 2
23
27.64745
2 - 2.5
12
19.72734
1 ' 0, 468 xPo ' Po ' Po ' ' 0 , 411 2 x 1 ' 1 ' 1 ' 0 , 347 ' 3 x 2 ' 2 ' 2 ' 0 , 276 ' 4 x ' 3 3' 3 ' 0 ,197 ' 5 x 4 ' 4 ' 4 ' 0 ,108
Lanjutan… Tabel Perubahan Tegangan Tiap Lapisan Tanah Pada Derajat Konsolidasi <100%
kedalaman (m)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0
-1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 -9.0 -10.0 -11.0 -12.0 -13.0 -14.0 -15.0 -16.0
σ'P
Po'
ΔP1 U1'
ΔP2 U2'
ΔP3 U3'
ΔP4 U4'
ΔP5 U5'
(t/m2)
(t/m2)
(t/m2)
(t/m2)
(t/m2)
100.000 0.200 0.599 0.998 1.397 1.796 2.195 2.641 3.087 3.533 4.006 4.507 5.008 5.509 6.010 6.511 7.012
41.101 0.114 0.140 0.148 0.152 0.155 0.156 0.158 0.159 0.159 0.160 0.160 0.161 0.161 0.161 0.162 0.162
(t/m2) (t/m2) U (%) 34.736 27.647 0.116 0.097 0.124 0.101 0.128 0.103 0.130 0.104 0.131 0.105 0.132 0.106 0.133 0.106 0.134 0.107 0.135 0.107 0.135 0.107 0.135 0.108 0.136 0.108 0.136 0.108 0.136 0.108 0.136 0.108 0.137 0.109
19.727 0.144 0.150 0.154 0.157 0.159 0.161 0.163 0.164 0.165 0.166 0.167 0.168 0.169 0.169 0.170 0.170
10.808 0.084 0.085 0.087 0.088 0.089 0.089 0.090 0.090 0.091 0.091 0.092 0.092 0.092 0.093 0.093 0.093
0.755 1.198 1.617 2.027 2.434 2.839 3.290 3.740 4.190 4.666 5.169 5.673 6.175 6.678 7.180 7.682
Lanjutan… Tabel Perubahan Nilai Cu akibat penimbunan H=2,5m (minggu ke 5).
kedalaman (m)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0
-1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 -9.0 -10.0 -11.0 -12.0 -13.0 -14.0 -15.0 -16.0
σ'P
PI
Cu Lama
Cu Baru
(t/m2)
(%)
Kpa
Kpa
0.755 1.198 1.617 2.027 2.434 2.839 3.290 3.740 4.190 4.666 5.169 5.673 6.175 6.678 7.180 7.682
88.630 88.630 88.630 88.630 88.630 88.630 65.940 65.940 65.940 21.700 21.700 21.700 21.700 21.700 21.700 21.700
3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.200 3.200 3.200 3.200 3.200 3.200 3.200 3.200 3.200 3.200
7.733 7.946 8.148 8.345 8.541 8.736 10.147 10.527 10.906 14.611 15.392 16.173 16.953 17.733 18.512 19.291
Tabel Angka keamanan untuk masingmasing Hcr setelah peningkatan Cu
Cu Pakai Kpa
7.733
10.147
14.611
Lap 1 3.000 7.733 7.873 8.237 8.456 8.698 8.959 9.238 9.575 9.920
Cu (Kpa) Lap 2 3.200 10.147 10.408 11.069 11.460 11.888 12.348 12.837 13.428 14.032
Lap 3 3.200 14.611 15.096 16.320 17.043 17.831 18.679 19.581 20.669 21.780
Hcr (m)
SF
2.500 3.000 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 7.500
1.297 1.274 1.216 1.246 1.207 1.299 1.257 1.265 1.242 1.221
Lanjutan… Tabel Hasil perhitungan pemampatan akibat pentahapan penimbunan. tinggi timbunan (m) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
2
3
4
5
6
7
Sc (m) Tahap ke 8
0.035 0.064 0.089 0.112 0.133 0.152 0.168 0.183 0.197 0.209 0.220 0.230 0.239 0.247 0.255 0.261 0.267 0.273 0.278 0.282 0.286 0.290 0.293 0.296 0.298 0.301 0.303 0.305 0.307 0.308 0.310
0.029 0.053 0.074 0.093 0.109 0.125 0.138 0.151 0.162 0.172 0.181 0.189 0.197 0.203 0.210 0.215 0.220 0.224 0.228 0.232 0.235 0.238 0.241 0.243 0.246 0.248 0.249 0.251 0.252 0.254
0.052 0.095 0.133 0.168 0.198 0.226 0.251 0.273 0.294 0.312 0.328 0.343 0.357 0.369 0.380 0.390 0.399 0.407 0.414 0.421 0.427 0.432 0.437 0.441 0.445 0.449 0.452 0.455 0.458
0.042 0.076 0.107 0.134 0.159 0.181 0.201 0.218 0.235 0.249 0.262 0.274 0.285 0.295 0.303 0.311 0.319 0.325 0.331 0.336 0.341 0.345 0.349 0.353 0.356 0.359 0.361 0.364
0.035 0.064 0.090 0.113 0.133 0.152 0.169 0.184 0.198 0.210 0.221 0.231 0.240 0.248 0.255 0.262 0.268 0.274 0.278 0.283 0.287 0.290 0.294 0.297 0.299 0.302 0.304
0.030 0.056 0.078 0.098 0.116 0.132 0.146 0.160 0.171 0.182 0.192 0.200 0.208 0.215 0.222 0.227 0.233 0.237 0.242 0.245 0.249 0.252 0.255 0.257 0.260 0.262
0.027 0.049 0.069 0.087 0.103 0.117 0.130 0.141 0.152 0.161 0.170 0.177 0.184 0.191 0.196 0.201 0.206 0.210 0.214 0.217 0.220 0.223 0.226 0.228 0.230
Minggu ke0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
1 0 0.049 0.090 0.125 0.158 0.186 0.212 0.236 0.257 0.276 0.293 0.309 0.323 0.335 0.347 0.357 0.366 0.375 0.382 0.389 0.395 0.401 0.406 0.410 0.415 0.418 0.422 0.425 0.428 0.430 0.432 0.434 0.436
9
10
11
12
13
14
15
0.024 0.044 0.062 0.078 0.092 0.105 0.117 0.127 0.136 0.145 0.152 0.159 0.166 0.171 0.176 0.181 0.185 0.189 0.192 0.195 0.198 0.201 0.203 0.205
0.022 0.040 0.056 0.071 0.084 0.095 0.106 0.115 0.124 0.132 0.139 0.145 0.150 0.156 0.160 0.164 0.168 0.172 0.175 0.177 0.180 0.182 0.184
0.020 0.037 0.052 0.065 0.077 0.087 0.097 0.106 0.114 0.121 0.127 0.133 0.138 0.143 0.147 0.151 0.154 0.157 0.160 0.163 0.165 0.167
0.019 0.034 0.048 0.060 0.071 0.081 0.090 0.098 0.105 0.111 0.117 0.123 0.127 0.132 0.136 0.139 0.142 0.145 0.148 0.150 0.152
0.017 0.032 0.044 0.056 0.066 0.075 0.083 0.091 0.098 0.104 0.109 0.114 0.119 0.123 0.126 0.129 0.132 0.135 0.138 0.140
0.016 0.030 0.041 0.052 0.062 0.070 0.078 0.085 0.091 0.097 0.102 0.107 0.111 0.114 0.118 0.121 0.124 0.126 0.129
0.015 0.028 0.039 0.049 0.058 0.066 0.073 0.080 0.086 0.091 0.096 0.100 0.104 0.107 0.111 0.114 0.116 0.118
Sc Komulatif (m) 0.000 0.049 0.124 0.218 0.352 0.510 0.683 0.866 1.055 1.247 1.439 1.631 1.820 2.006 2.189 2.367 2.526 2.669 2.798 2.915 3.020 3.115 3.201 3.278 3.348 3.411 3.468 3.520 3.567 3.609 3.647 3.681 3.712
Lanjutan…
Sc (m)
Tinngi Tahapan Penimbunan (m)
Grafik hubungan waktu dan penurunan 8.2 8 7.8 7.6 7.4 7.2 7 6.8 6.6 6.4 6.2 6 5.8 5.6 5.4 5.2 5 4.8 4.6 4.4 4.2 4 3.8 3.6 3.4 3.2 3 2.8 2.6 2.4 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 0 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2 -2.2 -2.4 -2.6 -2.8 -3 -3.2 -3.4 -3.6 -3.8 -4 -4.2 -4.4
23
Waktu (minggu) 1
2
Sc = 3,276 m
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Lanjutan…
Panjang sisi segitiga (b)
=280 mm = 28 cm
Mutu beton
= K-450
fc'
= 45 MPa
Tegangan ijin beton
= 168,08 kg/cm2
E (Modulus Elastisitas)
= 4700 √fc’ = 287.238,838 kg/cm2
Inersia = 0,018 b4
Y1
Y2
= 16,156 cm = 0,289 b
= 11.063,808 cm4 = 0,577 b = 8,092 cm
280
Lanjutan… M P max satu micropile
T Cu qu
all Inersia y2
168,08 11063,808 = 115.103,05 Kg.cm 16,156
= ( EI/f)1/5 = 0.032 kg/cm2 = 2 x Cu = 0,064 kg/cm2 x 0,977 = 0,063
Dengan nilai qu = 0,063 dicari nilai f pada grafik sehingga diperoleh nilai f = 5 f
= 5 ton/ft3 x 0,032 = 0,16 kg/cm2
T
= ((11.063,808 x 287.238,838)/0,16)1/5 = 114,71 cm
Lanjutan… L/T
= 200/114,71 = 1,74 (dengan asumsi panjang micropile di bawah bidang longsor adalah 200 cm
FM
= 0,98 Diperoleh dari grafik = 1023,90 Kg = 1,023 ton
P
max satu cerucuk
115.103,05 114,71 0,98
= 1023,90 Kg = 1,023 ton
Menghitung Kebutuhan Micropile SF = 1,109 MR = 752 KN-m = 75,2 ton-m R = 7,67 m Mp = 67,808 t-m MR = (Sfrencana - Sf) x Mp Sfrencana diambil 1,5 = 26,51 t-m Kebutuhan Micropile
M R ( Pmax 1cerucuk xR )
= 4 buah / meter (untuk satu sisi bidang longsor)
KESIMPULAN 1. Elevasi akhir timbunan yang direncanakan adalah 4 m dari seabed yaitu 1,5 m dibawah muka air laut (-1,5 LWS) dan 2,5 m diatas muka air laut (+2,5 LWS). 2. Tinggi timbunan awal yang dibutuhkan adalah sebesar 7,276 m dengan besar pemampatan yang harus dihilangkan adalah sebesar 3,726 m.
3. Besar pemampatan yang harus dihilangkan sebesar 3,726 m. Dibutuhkan waktu 87,397 tahun untuk mencapai derajat konsolidasi 90% (U=90%). Dengan waktu yang sangat lama maka dibutuhkan percepatan konsolidasi dengan memasang PVD. 4. PVD yang digunakan yaitu tipe CeTeau-Drain CT-D812 dengan ukuran 100 mm x 5 mm. Pola pemasangan dan jarak PVD yang efisien untuk mencapai derajat konsolidasi 90% (U=90%) dipilih pola segitiga dengan jarak pemasangan (S) 1,2 m dalam waktu 22 minggu.
LANJUTAN… 5. Penimbunan dilakukan bertahap dengan kecepatan penimbunan yaitu 0,5m/minggu. Pentahapan penimbunan menghasilkan peningkatan daya dukung (kenaikan nilai Cu) tanah asli yaitu dengan beban awal (Hcr) 2,50. Tahapan penimbunan dilakukan terus menerus tanpa ada waktu tunggu (penundaan) karena nilai Cu terus meningkat. 6. Lama waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan pemampatan sebesar 3,276 m dengan metode preloading kombinasi pemasangan PVD adalah 23 minggu. 7. Tanggul reklamasi diperkuat dengan micropile dengan penampang segitiga sama sisi, lebar sisi adalah 28 cm. jumlah micropile yang dibutuhkan adalah 13 buah/meter.
SELESAI
TERIMA KASIH
