DESAIN KEBUTUHAN PVD UNTUK TANAH LUNAK

Kevin Timotius Diaz Harnanto Putra – 15009119

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan ITB, Bandung

Email: rexxar_x@yahoo.co.id

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

Geoteknik merupakan bagian dari cabang

ilmu Teknik Sipil yang mengkhususkan

diri untuk mempelajari perilaku tanah agar

dapat menahan beban bangunan yang

didirikan di atasnya. Dalam Geoteknik,

tanah diklasifikasikan menjadi dua

kategori besar, tanah lempung (clay) dan

tanah pasir (sand). Indonesia sebagai

negara yang berada di daerah gunung

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

berbagai metoda antara lain metoda

Prefabricated Vertical Drain (PVD).

Tugas Akhir ini menguraikan tentang cara

menghitung kekuatan tanah, tinggi

timbunan, penurunan tanah, waktu yang

dibutuhkan agar tanah mencapai kekuatan

yang dibutuhkan, serta cara untuk

mempercepat tercapainya kekuatan tanah

dengan metode Prefabricated Vertical

Drain (PVD).

METODOLOGI

1. Penentuan Tema

Penentuan tema Tugas Akhir

ditentukan melalui diskusi langsung

dengan dosen pembimbing.

2. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan

mendalami materi mengenai kekuatan

tanah, tinggi 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.

3. Pembuatan Soil Profile

Pembuatan soil profile dilakukan

dengan menyajikan hasil pengolahan

data lapangan dan laboratorium ke

dalam gambar untuk memudahkan

pembuatan model tanah.

4. Analisis Kekuatan Tanah

Analisis kekuatan tanah dilakukan

untuk menentukan tinggi elevasi

rencana. Apabila elevasi yang

diinginkan belum tercapai dengan

sekali penimbunan, dilakukan

penimbunan tahap selanjutnya.

5. Penghitungan Penurunan Tanah

Penghitungan penurunan tanah

dilakukan untuk mengetahui

penurunan tanah akibat penimbunan

yang dilakukan. Elevasi akhir setelah

timbunan didapat setelah

mengurangkan penurunan tanah dari

penjumlahan elevasi awal dengan

tinggi timbunan kritis.

6. Perencanaan Kebutuhan Prefabricated

Vertical Drain (PVD)

Perencanaan kebutuhan PVD

dilakukan dengan memperhitungkan

waktu 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

Perbandingan hasil dan analisis

dilakukan dengan membandingkan

hasil perhitungan manual teoritis

dengan hasil program PLAXIS

PERHITUNGAN

Analisis Kekuatan Tanah

Analisis kekuatan tanah dilakukan untuk

mendapatkan tinggi kritis timbunan.

Tinggi kritis akan menentukan banyaknya

tahapan penimbunan.

Penghitungan Kapasitas Daya

Dukung Tanah

Dalam penghitungan kapasitas daya

dukung tanah, dipakai beberapa asumsi

agar perhitungan menjadi lebih sederhana.

Rumus yang dipakai adalah rumus

Meyerhoff mengenai kapasitas daya

dukung tanah secara umum yaitu:

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

Penghitungan Penurunan Tanah

Penurunan elastis didapatkan dari

∑

( )

Penurunan konsolidasi didapatkan dari

Normally Consolidated Clays

Over Consolidated Clays,

Over Consolidated Clays,

Waktu Konsolidasi

Waktu yang dibutuhkan tanah untuk

konsolidasi sangat bergantung pada

permeabilitas tanah. Rumus yang dipakai

adalah:

Perhitungan Kebutuhan PVD

Kebutuhan PVD sangat tergantung pada

waktu konstruksi dan keadaan tanah.

Banyaknya penimbunan juga harus

dipertimbangkan untuk 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

sebelumnya sehingga pada sub bab ini

akan ditentukan apa jenis PVD yang

digunakan dan berapa jumlahnya.

Jenis PVD yang digunakan pada

perhitungan ini adalah tipe Floordrain

dengan dimensi 100mm x 4mm. Diameter

ekivalen didapat dengan menggunakan

rumus:

( )

Didapat sebesar 0.0662 m2. Pada

perhitungan sebelumnya, waktu yang

dibutuhkan untuk mencapai U 90%

berbeda tiap tanah. Masing-masing tanah

membutuhkan waktu yang berbeda di fase

penimbunan yang berbeda. Hal ini

membuat perhitungan 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 konsolidasi dengan

persamaan:

Nilai didapatkan dari

persamaan:

√

( (

)

)

Setelah mendapatkan nilai Ur,

dicari jarak antar PVD, dimana

harus mencari beberapa faktor

berikut:

( ) ( )

( )

( )

(

)

(

)

Sesuai dengan Indraratna dan Redana

pada tabel II.2 didapatkan nilai adalah 4

(asumsi), sedangkan nilai

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

Timbunan 2

Timbunan 3

Timbunan 4

Kebutuhan PVD dihitung dan didapatkan:

Dengan PVD desain dengan jawak 0,8

meter, kedalaman 15 meter, dan

konfigurasi square pattern didapatkan

penurunan tanah akibat konsolidasi pada

bor hole 3

Hasil perbandingan dengan PLAXIS

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari

analisis yang telah dilakukan pada bab

sebelumnya adalah:

1. Tinggi timbunan dan banyak material

yang dibutuhkan untuk mencapai

elevasi rencana sangat ditentukan oleh

jenis dan karakteristik tanah. Pada studi

kasus ditemukan beragam jenis tanah

sehingga perbedaan dapat terlihat.

2. Karena sifatnya sebagai metode

mempercepat konsolidasi, PVD tidak

meningkatkan kekuatan tanah secara

langsung. Peningkatan kekuatan tanah

terjadi karena gain strength, efek yang

ada karena tanah yang terkonsolidasi.

3. Untuk daerah pada studi kasus, PVD

dengan jenis floor drain pada

konfigurasi persegi dan jarak 0,8 meter

dapat membuat tanah terkonsolidasi

dalam waktu yang ditentukan, yakni 90

hari.

4. Perbedaan tingkat konsolidasi tiap

daerah dapat terjadi, demikian juga

dengan besar penurunan. Perhitungan

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

kemudahan pada pengerjaan di

lapangan.

DAFTAR PUSTAKA

Das, Braja M. 2011. Principles of

Geotechnical Engineering 7th edition.

California: Thomson Learning.

Das, Braja M. 2011. Principles of

foundation Engineering 7th edition.

California: Thomson Learning.

Bowles, Joseph E. 1982. Foundation

Analysis and Design. Japan: McGraw-Hill.

Irsyam, Masyhur. 2012. Diktat Kuliah

Rekayasa Pondasi. Bandung : Penerbit

ITB

Kovacs, W.D., Holtz, R. 1981. An

Introduction to Geotechnical Engineering.

Canada : Prentice-Hill.

Wesley, Laurence D. 2010. Mekanika

Tanah untuk Tanah Endapan dan Residu.

Yogyakarta : Andi.