Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
ANALISIS PENURUNAN TANAH MENGGUNAKAN METODE VACUUM
CONSOLIDATION DENGAN VARIASI JARAK PEMASANGAN PVD
Annur Dhuha Ahsan1.
Gusneli Yanti2.
Shanti Wahyuni Megasari3 1Prodi Teknik Sipil.
Universitas Lancang Kuning.
Jl.
Yos Sudarso Km.
08 Rumbai.
Pekanbaru, 28265 Email korespondensi : annurdhuhaahsan56@gmail.
2Prodi Teknik Sipil.
Universitas Lancang Kuning.
Jl.
Yos Sudarso Km.
08 Rumbai.
Pekanbaru, 28265 Email : gusneli@unilak.
3Prodi Teknik Sipil.
Universitas Lancang Kuning.
Jl.
Yos Sudarso Km.
08 Rumbai.
Pekanbaru, 28265 Email : shanti@unilak.
ABSTRAK
Hasil investigasi tanah pada lokasi perpanjangan runway diperoleh bahwa kondisi tanah relatif lunak dan berjenis tanah lempung yang ditandai dengan nilai N-SPT O 10 pada kedalaman 8,7 Pembangunan yang dilaksanakan di atas tanah lunak akan berakibat pada penurunan tanah dasar yang sangat besar dalam periode waktu yang lama, sehingga tanah dasar tidak kuat memikul beban diatasnya.
Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui waktu dan besarnya penurunan yang terjadi pada tanah untuk dapat mencapai konsolidasi 90% menggunakan metode vacuum consolidation dengan variasi jarak pemasangan PVD.
Perbaikan tanah menggunakan metode vacuum consolidation dengan melakukan variasi jarak pemasangan PVD sebesar 0,5 m, 0,75 m, dan 1,0 m.
Pada penelitian ini dilakukan pola segitiga dan tanpa smear Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi peningkatan besar dan waktu penurunan tanah saat dilakukan perbaikan tanah dengan metode vacuum consolidation.
Nilai yang tertinggi diperoleh dengan jarak pemasangan PVD sebesar 0,50 m yaitu menghasilkan waktu untuk mencapai derajat konsolidasi 90% yang lebih cepat selama 15 hari dan besar penurunan yang terjadi adalah sebesar 1,737 m.
Kata kunci: Konsolidasi.
Penurunan Tanah.
PVD.
Vacuum Consolidation ABSTRACT The results of the soil investigation at the runway extension site obtained that the condition of the land is relatively soft and clay type characterized by the value of N-SPT O 10 at a depth of 8,7 m.
Development carried out on soft soil will result in a very large subgrade subsidence over a long period of time, so that the subgrade is not strong enough to bear the load on it.
The purpose of this study was to analyze the magnitude of the settlement that occurred in the soil and the time required for the soil to reach 90% consolidation using the vacuum consolidation method with variations in the distance of PVD installation.
Soil improvement using vacuum consolidation method by varying the distance of PVD installation by 0,5 m, 0,75 m, and 1,0 m.
In this research, triangular patterns were conducted and without smear zone.
The results showed that there was a large increase and time of land subsidence when soil improvement was carried out using the vacuum consolidation method.
The highest value was obtained with a PVD installation distance of 0,50 m, which resulted in a time to achieve a 90% faster degree of consolidation for 15 days and the amount of settlement that occurred was 1,737 m.
Keywords : Consolidation.
Settlement.
PVD.
Vacuum Consolidation PENDAHULUAN Seiring dengan peningkatan jumlah penduduk yang menuntut pembangunan infrastruktur maka perlu untuk dilakukan sebuah pembangunan.
Area yang layak untuk dilakukan sebuah pembangunan semakin terbatas, oleh sebab itu pembangunan dilakukan diatas tanah yang 54 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 perlu dilakukan perbaikan tanah seperti tanah lempung lunak dan tanah gambut.
Berdasarkan hasil investigasi tanah yang telah dilakukan, diperoleh hasil kondisi tanah pada lokasi perpanjangan runway relatif lunak dan berjenis tanah lempung yang memiliki nilai N-SPT O 10 dengan kedalaman 8,7 m.
Penurunan tanah dasar yang sangat besar dalam periode waktu yang lama merupakan permasalahan yang dihadapi jika membangun infrastruktur di atas tanah lunak dalam kondisi jenuh baik itu tanah lempung maupun gambut .
Sehingga dikhawatirkan tanah dasar tidak mampu memikul beban diatasnya.
Beberapa macam metode perbaikan tanah dengan cara melakukan konsolidasi adalah metode preloading, metode preloading kombinasi prefabricated vertical drain (PVD), dan metode vacuum consolidation .
Metode vacuum consolidation adalah metode yang bertujuan untuk mengurangi tekanan air pori di dalam tanah dengan menggunakan teknik yang menerapkan penghisapan vakum yang terisolasi massal kedalamnya, sehingga dengan cara tersebut tegangan efektif dapat meningkat tanpa mengubah tegangan total .
Dengan menggunakan metode vacuum consolidation tanah akan mencapai penurunan yang lebih besar dengan waktu konsolidasi yang lebih cepat, sehingga tanah akan menjadi kuat dan stabil dalam menerima beban yang diterimanya .
Dengan menggunakan metode vacuum consolidation tidak memerlukan tanah timbun yang tinggi, sehingga tidak mengganggu jarak pandang penerbangan saat dilakukan perbaikan Penelitian yang dilakukan oleh .
, pada Prefabricated Vertical Drain
(PVD)
diperoleh kenaikan nilai daya dukung tanah dan lama waktu konsolidasi untuk mencapai derajat konsolidasi 90% dengan jarak pemasangan PVD .
= 1,0 m menjadi variasi yang efektif, karena waktu konsolidasi yang paling singkat yakni 1,03 tahun dan settlement yang terjadi sebesar 1,42 m.
Pada penelitian .
, dilaksanakan perbaikan tanah dengan metode Prefabricated Vertical Drain (PVD) dengan jarak pemasangan 0,5 m dengan pola segitiga.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan tanah sebesar 3,8 m dengan waktu yang diperlukan untuk mencapai derajat konsolidasi sebasar 90% adalah selama kurang lebih 2 bulan.
Berdasarkan dari penelitian sebelumnya, diketahui bahwa dengan memperkecil jarak
pemasangan hingga jarak 0,5 m pada tanah akan kenaikan nilai daya dukung tanah dan mempercepat waktu konsolidasi untuk mencapai derajat konsolidasi 90% dengan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis besarnya penurunan yang terjadi pada tanah dan waktu yang diperlukan agar tanah dapat mencapai konsolidasi 90% menggunakan metode vacuum consolidation dengan variasi jarak
PVD
perpanjangan runway Sultan Thaha Syaifuddin (STA 2 422 Ae STA 2 .
Tanah lempung merupakan agregat partikelAepartikel berukuran mikroskopik dan submikroskopik yang berasal dari unsurAeunsur penyusun batuan, dan bersifat plastis dalam selang kadar air sedang sampai luas.
Pada umumnya tanah lempung merupakan material tanah dasar yang buruk, karena kekuatan geser yang dimiliki tanah tersebut sangat rendah sehingga beberapa masalah seperti daya dukung yang rendah dan sifat kembang susut yang besar selalu dihadapi jika ingin melakukan pembangunan konstruksi di atas lapisan tanah ini .
Penurunan tanah .
dapat terjadi karena suatu permukaan tanah terbebani oleh struktur yang terletak diatas tanah Penurunan tanah diakibatkan oleh adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel, serta keluarnya air dan udara dari dalam pori-pori tanah.
Pada tanah berbutir kasar seperti pasir, memiliki pori tanah yang 55 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 cukup besar sehingga penurunan segera dan penurunan konsolidasi dapat terjadi secara bersama, namun pada tanah berbutir halus, waktu terjadinya konsolidasi bisa mencapai ratusan tahun .
Secara umum menurut .
, penurunan .
pada tanah yang disebabkan oleh pembebanan dapat dibagi dalam dua kelompok besar yaitu penurunan segera (Immediate penurunan akibat dari deformasi elastis tanah kering, basah, dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air dan penurunan (Consolidation merupakan hasil dari perubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat dari keluarnya air yang menempati pori-pori Konsolidasi yang terjadi pada tanah lunak berlangsung dalam kurun waktu yang relatif Perbandingan antara pemampatan tanah pada saat t dengan pemampatan total terjadi disebut juga sebagai derajat Pemampatan pada lapisan tanah dasar yang terjadi karena keluarnya air pori ke lapisan yang lebih porous yaitu ke atas dan ke bawah saja .
ingle drainag.
atau ke atas dan ke bawah .
ouble drainag.
volume tanah (), dan nilai angka pori tanah .
Data tanah timbunan Data tanah timbun yang digunakan yaitu kepadatan kering maksimum (Maximum Dry Density-dry mak.
, kadar air optimum (Optimum Moisture Content -wop.
, dan nilai berat jenis (Spesific Gravity-G.
Prefabricated vertical drain (PVD) Prefabricated vertical drain adalah sistem drainase buatan yang diletakkan secara vertikal pada lapisan tanah lunak.
Pada umumnya PVD adalah bahan sintetis cetakan untuk drainase.
Bahan tersebut terdiri atas dua komponen, yaitu serat penyaring geotekstil .
eotextile filter fabri.
untuk membuat aliran air masuk dengan mudah ke dalam pori Ae pori tanah, kemudian plastik inti drainase .
lastic drain cor.
yang berfungsi sebagai media pengumpul dan penyalur air.
Pada umumnya PVD terbuat dari bahan yang memiliki ketahanan dari bahan-bahan penyusun tanah agar tetap stabil atau normal, seperti polypropylene, polystyrene, dan polyester .
METODE PENELITIAN
Pengumpulan data Data tanah dasar Data yang digunakan adalah data sekunder, korelasi dan asumsi.
Data sekunder didapat dari pengujian yang dilakukan di lapangan maupun di Untuk pengujian di lapangan, data yang diperoleh berupa N-SPT.
Sedangkan untuk pengujian laboratorium, dilakukan pengujian triaxial untuk mendapatkan nilai sudut geser (), pengujian kuat tekan bebas untuk mendapatkan nilai kuat tekan bebas .
, pengujian konsolidasi unituk mendapatkan nilai indeks kompresi (C.
dan koefisien konsolidasi vertikal (C.
, serta pengujian berat volume untuk mendapatkan nilai berat Gambar 1.
Bagian Pefabricated Vertical Drain (PVD) .
Proses konsolidasi pada PVD terjadi akibat pengaliran air pori secara dua arah yaitu horizontal dan vertikal sehingga pada penentuan besar penurunan menggunakan parameter derajat konsolidasi rata Ae rata (U) yang merupakan fungsi dari derajat (U.
horizontal/radial (U.
Besarnya penurunan 56 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 pada drain vertikal dipengaruhi oleh jarak antar drainase vertikal yang biasanya dipasang dengan pola segimpat atau segitiga .
Vacuum consolidation method (VCM) VCM merupakan penyempurnaan dari metode drainase vertikal pre-febricated vertical drain (PVD) dimana pelaksanaanya dilakukan kombinasi PVD dan vakum .
meningkatkan penurunan .
serta meningkatkan tegangan geser pada tanah .
Pada metode vacuum consolidation, dilakukan perbaikan tanah dengan cara menghisap .
tanah dasar sesuai dengan beban kerja .
ork loa.
dan beban konstruksi .
onstruction loa.
yang telah Waktu dilakukan hingga konsolidasi tanah dasar mencapai derajat konsolidasi yang telah Apabila derajat konsolidasi telah tercapai penghisapan dihentikan dan konstruksi dimulai pelaksanaannya .
Gambar 2.
Sistem Vacuum Consolidation .
Prinsipnya, metode vacuum consolidation terdiri dari sistem drainase vertikal yang diletakkan dari permukaan tanah ke dalam lapisan tanah sesuai dengan kedalaman permukaan termasuk media granular .
ikar pasi.
dan saluran horizontal, dan pipa kolektor yang diarahkan ke pompa vakum untuk tanah, serta pemakaian air dan udara dari massa tanah yang diperbaiki.
Massa tanah vakum tersebut diisolasi dari permukaan oleh membran kedap udara dan jika diperlukan akan dilindungi secara lateral dari kebocoran dengan dinding cutoff .
Data PVD Data yang digunakan untuk PVD adalah berupa data material dari PVD, pola pemasangan PVD, jarak antar PVD, dan kedalaman pemasangan PVD.
Data tekanan vakum Data tekanan vacuum yang diperoleh dengan menentukan tekanan atmosfer pada daerah yang akan dilakukan perbaikan Tekanan dikonversi dengan nilai efektifitas pompa vakum yang diharapkan sehingga diperoleh beban yang digunakan pada analisa ini.
Rancangan penelitian Analisa vacuum consolidation hanya dilakukan pada zona 2 (STA 2 422 Ae STA 2 .
Pemasangan PVD menggunakan pola pemasangan segitiga dengan variasi jarak 0,50 m.
0,75 m.
dan 1,00 m.
Efisiensi pompa vakum yang digunakan adalah sebesar 80%.
Menurut SNI 8460:2017 faktor tahanan alir dan faktor gangguan tidak perlu diperhitungkan apabila panjang PVD tidak lebih dari 25 m.
Dari data yang didapat kedalaman tanah lunak sebesar 8,7 memperhitungkan efek smear zone .
aerah Perhitungan sekunder tidak dilakukan.
METODE ANALISIS DATA
Penurunan konsolidasi (Consolidation Berdasarkan .
untuk menghitung penurunan konsolidasi primer (S.
yang terkonsolidasi secara normal .
ormally 57 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
Sc= Cc y H 1 eo p OIp log ( o dengan Sc = pemampatan akibat proses konsolidasi .
Cc = indeks kompresi tanah.
Po = overburden efektif .
/m.
, eo = angka pori.
H = tebal lapisan tanah sub-lapisan .
, iP = penambahan tegangan vertikal .
/m.
Parameter perhitungan penurunan Dalam menghitung besarnya penurunan suatu lapisan tanah, maka diperlukan parameter Ae parameter antara lain:
Tebal lapisan compressible Tebal diperhitungkan adalah yang memiliki nilai N- SPT < 10.
Tegangan overburden efektif (P.
Dalam .
, tegangan overburden efektif dapat dihitung dengan persamaan :
Po = y ( y H) .
dengan = berat volume tanah efektif .
at - .
/m.
H = tebal lapisan tanah yang terkonsolidasi .
Distribusi tegangan tanah (OIP) Dalam .
, distribusi tegangan tanah dapat dihitung dengan persamaan :
OIP = 2 y q0 y I .
q0 = timbunan .
dengan OIP = besar distribusi tegangan, q0 = beban timbunan, timbunan = berat volume timbunan .
/m.
H = tinggi timbunan termasuk preloading .
I = faktor pengaruh.
Faktor pengaruh dapat dihitung dengan .
I = b .
2 ) Oe a .
) .
dengan a = kemiringan timbunan .
, b = lebar setengah timbunan .
, 1 = .
an-1 { } Oe tan-1 { z }] .
, 2 = .
an-1 { z }] .
Waktu pemampatan tanah dasar Untuk konsolidasi arah vertikal.
Casagrande .
dan Taylor .
mengusulkan persamaan hubungan Uv dan Tv sebagai Untuk U < 60% Tv = .
Uv 2 Untuk U > 60% Tv = 1,781 Oe 0,933 log .
Oe Uv %) .
dengan Uv = derajat konsolidasi.
Tv = faktor Menurut Terzaghi .
, lamanya waktu penurunan konsolidasi dapat dihitung menggunakan rumus :
Tv y Hdr2 dengan t = waktu konsolidasi .
Hdr = panjang aliran air .
Tv = faktor waktu.
Cv = koefisien konsolidasi vertikal .
A/deti.
Untuk tanah yang memiliki banyak lapis dengan ketebalan yang berbedaAebeda, harga Cv gabungan dapat ditentukan dengan rumus berikut:
(H1 H2 A H.
2 Cv gabungan = Hn 2 OoCv1 OoCv2 OoCvn dengan H1 = tebal lapisan 1 .
Cv1 = Nilai Cv pada lapisan 1 .
A/deti.
Prefabricated vertical drain (PVD) Penyelesaian yang lebih teliti dalam perancangan PVD telah dilakukan dengan cara mengkombinasikan teoriAeteori asli Kjellman dan Barron .
, seperti yang telah dilakukan oleh Hansbo .
Hasilnya dinyatakan oleh persamaan:
8 Ch F .
ln ( 1-Uh dengan t = waktu konsolidasi.
D= diameter pengaruh drainase vertikal.
Ch = koefisien konsolidasi arah horizontal.
= faktor hambatan akibat jarak antar PVD.
Uh = rataAerata 58 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 Hubungan antara jarak drainase vertikal (S) dengan diameter pengaruh drainase (D) dapat dinyatakan dengan persamaan:
Pola segiempat:
D = 1,13 y S .
Pola segitiga:
D = 1,05 y S .
dengan D = diameter pengaruh drainase vertical.
S = jarak drainase vertikal.
Diameter ekivalen dari PVD didefinisikan sebagai diameter lingkaran drainase yang mempunyai kemampuan drainase yang sama dengan PVD.
Keliling drainase vertikal bulat = keliling drainase empat persegi panjang, maka Adw = 2.
Jadi, diameter 2 y ( a .
dengan dw = diameter ekivalen PVD .
, a = lebar tampang PVD .
, b = tebal tampang PVD .
Untuk F.
dapat dinyatakan dengan F .
= ln .
) Oe 4 = faktor hambatan akibat jarak antar PVD.
D = diameter pengaruh drainase vertikal, dw = diameter ekivalen PVD.
Faktor waktu konsolidasi dan derajat menggunakan persamaan:
Untuk arah vertikal:
Tv = Uv = Cv y t .
Hdr2
4 y Tv
0,179
T 2,8
y v ) .
dengan Tv = faktor waktu pada sistem drainase vertikal.
Cv = koefisien konsolidasi arah vertikal.
Hdr = panjang lintasan Untuk arah horizontal:
Ch y t Th = D2 Uh = .
Ae exp( .
-8 y Th dengan Th = faktor waktu pada sistem drainase horizontal.
Ch = Koefisisen konsolidasi arah horizontal.
Untuk drainase kearah vertikal dan radial sekaligus, maka derajat konsolidasi rataAe rata gabungan dinyatakan oleh persamaan:
U = .
Ae .
Ae U.
Ae U.
) y 100% .
dengan Uv = derajat konsolidasi rataAerata arah vertikal.
Uh = derajat konsolidasi rataAe rata arah horizontal.
U = derajat konsolidasi rataAerata gabungan.
Koreksi tekanan atmosfer Untuk menghitung efektivitas tekanan vakum, dilakukan koreksi tekanan atmosfer pada area lokasi dengan persamaan:
Pa .
= 76 Ae .
dengan Pa = Tekanan atmosfer .
, h = Ketinggian area .
HASIL
Data tanah dasar Perbaikan tanah yang dilakukan pada area perpanjangan runway dikarenakan N-SPT tanah dasar permukaan O 10.
Zona yang ditinjau adalah zona 2.
Tabel 1.
Rekapitulasi Parameter Tanah Pada Zona 2 /se .
Sof
Lap
Dep
NSPT
[-]
59 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
8 - 18
Sti Data tanah timbunan Spesifikasi teknis dari material timbunan adalah sebagai berikut:
sat = 1,654 t/m3 = 1,654 t/m3 Gs = 2,67 Graded Area Tinggi tanah timbunan rata-rata yang New Shoulder New Shoulder digunakan adalah sebesar 1,6 m.
d = 77,47 cm
P/4 P/4
P/4
7,5 13,5 NSPT
[-]
S = 119,38 cm Dep .
Lap /se 5S (S - .
4S X .
Gambar 3.
Ilustrasi Beban Pesawat modifikasi dari Basuki .
Beban Perkerasan Tampak Atas Runway dapat dilihat pada Graded Area
End Runway Strip
Graded Area
5 New
m Shoulder
New Shoulder
NEW RESA
RESA EXSISTING
(Zona .
NEW STOPWAY (Zona .
NEW STOPWAY (Zona .
Pembebanan (Zona .
New Shoulder New Shoulder New Shoulder New Shoulder Beban yang diperhitungkan adalah beban pesawat, beban perkerasan, beban sand Graded Area Graded Area Graded Area Graded Area blanket dan beban tanah timbunan.
Beban Pesawat
Beban pesawat digunakan sebesar ZONA 3
ZONA 2
450 N/m2 yang diambil dariZONA Gambar 4.
Tampak Atas Runway taxi weight pesawat Boeing 737-900ER sebagai pesawat rencana dan main gear Tabel 2.
Rekapitulasi Perhitungan Beban pressure .
oda belakan.
sebesar 15 Perkerasan kg/cm2 (Boeing Commercial Airplanes.
No.
Lapisan Keterangan Lebar roda = 16,5 inci = 41,91 cm N/m3 N/m2 Jarak antar roda = 30,5 inci = 77,49 cm = .
W = 85.
366 kg 1 Subbase 0,16 20.
200 Crushed Ilustrasi distribusi beban pesawat Aggregate modifikasi dari Basuki .
dalam Subbase .
, dapat dilihat pada gambar 3 .
Ilustrasi Distribusi Beban Pesawat 2 Base 0,13 21.
730 Cement Course Treated Base Tampak Depan .
Distribusi Beban Course Pesawat Tampak Samping.
STOPWAY
EXSISTING
3 Laston 0,06 22.
320 AC-BC
Wearing AC-WC 4 Course 0,05 22.
Total Beban
60 | K o n s t r u k s i a CENTERLINE
End Runway Strip
ZONA 1
Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 Pada tabel 2 merupakan rekapitulasi beban perkerasan beban perkerasan 350 N/m2 Beban Sand Blanket Beban sand blanket digunakan sebesar 800 N/m2, yang diperoleh dari:
Tebal sand blanket = 0,8 m dan = 16.
N/m3 qsand blanket = 0,8 y 16.
= 12.
800 N/m3 Beban Tanah Timbun Untuk membersihkan area perpanjangan runway dari rumput-rumput liar dan akar-akar pepohonan maka dilakukan stripping setebal 0,3 m.
Rekapitulasi perhitungan beban tanah timbun dan rekapitulasi analisis beban rencana dapat dilihat pada tabel 3 dan tabel 4.
Tabel 3.
Analisis Beban Tanah Timbun
Tebal
Timbu
Akibat Elevasi
Tebal
Timbu
Akibat Strippi
Total
Timbu
Ptimbu
(N/
(N/m .
= .
= .
No.
Deskripsi Satuan Nilai Beban Timbunan Elevasi N/m2 Total Beban N/m2 Data prefabricated vertical drain (PVD) Digunakan PVD dengan ukuran sebagai Lebar PVD .
= 10 cm Tebal PVD .
= 0,5 cm Data tekanan vacuum Efektivitas pompa vacuum yang digunakan adalah sebesar 80% dengan ketinggian Kota Jambi rata-rata dari muka air laut sebesar 60 Analisis penurunan konsolidasi tanah Perhitungan penurunan konsolidasi tanah asli menggunakan teori konsolidasi satu dimensi oleh Terzaghi .
Perhitungannya terdiri dari:
Tegangan overburden efektif (P.
Tegangan overburden efektif merupakan tegangan awal akibat beban lapisan tanah itu sendiri.
Hasil rekap tegangan overburden efektif pada tabel 5.
Tabel 5.
Rekapitulasi Tegangan Overburden Efektif N/m3 N/m3 N/m2 Lapisan Lapisan Lapisan Lapisan Lapisan Tabel 4.
Rekapitulasi Analisis Beban Rencana No.
Deskripsi Satuan Nilai Beban Pesawat N/m2 Beban Perkerasan N/m2 Beban Sand Blanket N/m2 Pada tabel 5 diperoleh tegangan overburden efektif setiap lapisan tanah.
61 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 Lapisan tanah dapat dilihat pada gambar Tabel 7.
Hasil Rekapitulasi Perhitungan Besar Penurunan Lapis .
(N/m iP (N/m2 Lapis 0,54 1,25 0,28 Lapis 0,54 1,25 0,37 .
Lapis 3,5 21.
0,54 1,25 0,42
Gambar 5.
Tebal dan Jenis Lapisan Tanah Tegangan akibat beban timbunan .
Pengaruh penambahan tegangan akibat beban timbunan dihitung pada tiap lapisan yang berbeda, yaitu pada kedalaman 1,0 m.
3,0 m.
6,5 dan 7,7 m di bawah muka air tanah.
Rekap perhitungan tegangan beban timbunan ditunjukkan pada tabel 6.
Tabel 6.
Rekapitulasi Perhitungan Tegangan Akibat Beban Timbunan .
N/m2 N/m2 1,57 913,947 Lapisan 2
1,57
834,319
Lapisan 3
1,56
492,059
Lapisan 4
1,57
905,330
Lapisan Lapisan 1 Besar penurunan (S.
Dihitung besar penurunan pada setiap lapisan tanah dikarenakan tiap lapisan tanah memiliki karakteristik tanah yang berbeda, yaitu pada kedalaman 1,0 m.
3,5 dan 1,2 m di bawah muka air tanah.
Hasil rekapitulasi perhitungan besar penurunan ditunjukkan pada tabel 7.
Lapis 1,2 27.
0,51 1,06 0,13
1,20
Pada tabel 7 diperoleh besar penurunan (S.
pada masing-masing lapisan tanah.
Sehingga penurunan tanah akibat beban timbunan adalah sebesar 1,208 m.
Waktu Penurunan .
Setelah diperoleh besar penurunan yang terjadi dilakukan perhitungan waktu Dikarenakan tiap lapisan memiliki nilai koefisien konsolidasi (C.
yang berbeda, maka nilai Cv yang digunakan ialah nilai Cv gabungan.
Untuk derajat konsolidasinya ialah 90 % dengan faktor waktu 0,848.
Dari hasil perhitungan penurunan dan waktu penurunan tanah asli, tanah akan terus mengalami penurunan hingga 35,469 tahun, sampai titik dimana tanah tersebut mencapai konsolidasi 90%.
Dapat dinyatakan bahwa tanah pada area perpanjangan runway yang akan dibangun memerlukan perbaikan tanah agar konsolidasi tanah dapat dipercepat.
Metode perbaikan tanah yang akan digunakan adalah vacuum consolidation.
Perhitungan perbaikan tanah dengan vacuum consolidation Perhitungan perbaikan tanah dengan metode Vacuum Consolidation hampir sama 62 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 dengan perhitungan konsolidasi tanah asli, penambahan beban awal berupa tekanan vakum sebagai penambahan beban rencana.
Perhitungan penurunan konsolidasi dengan menggunakan teori konsolidasi satu Perhitungannya terdiri dari:
Perhitungan tegangan overburden efektif (P.
Hasil perhitungan tegangan overburden efektif ditambah dengan tekanan vakum, tetapi perhitungannya tidak berpengaruh sama sekali dengan penambahan tekanan Hasil rekapitulasi perhitungan tegangan overburden efektif pada vacuum consolidation ditunjukkan pada tabel 8.
Tabel 8.
Hasil Rekapitulasi Perhitungan Tegangan Overburden Efektif Pada Vacuum
Consolidation sat
N/m3 N/m3 N/m2 Lapisan 1
1,00
Lapisan 2
2,00
Lapisan 3
3,50
Lapisan 4
1,20
Lapisan Perhitungan tegangan akibat beban timbunan dan tekanan vakum .
Pengaruh penambahan tegangan akibat beban timbunan dihitung ditiap lapisan yang berbeda, yaitu pada kedalaman 1,0 2,0 m.
3,5 dan 1,2 m di bawah muka air
Perhitungan akibat beban
timbunan dan tekanan vakum dilakukan dengan adanya penambahan beban
126,211
N/m2 hasil penambahan dari beban vakum, beban sand blanket, beban timbunan dan beban tanah asli.
Tabel 9.
Hasil Rekapitulasi Perhitungan Tegangan Akibat Beban Timbunan dan Tekanan Vakum .
pada Vacuum Consolidation ip N/m2 N/m2 126,21 090,71 Lapisan 126,21 856,23 Lapisan 126,21 848,39 Lapisan 126,21 065,34 Lapisan Lapisan Pada tabel 9.
didapatkan hasil tegangan akibat beban timbunan dan tekanan vakum .
disetiap lapisan tanah.
Perhitungan Besar Penurunan (S.
Hasil penurunan yang ditambah beban vakum ditunjukkan pada tabel 10.
Tabel 10.
Hasil Rekap Perhitungan Besar Penurunan pada Vacuum Consolidation Lapisa n .
(N/m iP (N/m2 .
Lapisan 500,0 141.
090 0,5 1,2
1,00
0,39
,72
Lapisan 500,0 140.
856 0,5 1,2
2,00
0,58
,24
Lapisan 750, 139.
848 0,5 1,2
3,50
0,73
,40
Lapisan 150, 141.
065 0,5 1,0
1,20
0,24
,34
Dari tabel 10.
didapatkan besar penurunan (S.
pada setiap lapisan tanah akibat tekanan vakum dan beban Sehingga peningkatan besar penurunan tanah 63 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 akibat beban timbunan dan tekanan vakum adalah sebesar 1,931 m.
Perhitungan penurunan konsolidasi pada vacuum consolidation Perhitungan penurunan konsolidasi pada perbaikan tanah dengan vacuum
PVD
pemasangan PVD dapat dilihat pada Perhitungan penurunan konsolidasi dengan vacuum consolidation akan dihitung menggunakan PVD pola segitiga jarak antar titik PVD yaitu 0,5 m, 0,75 m, dan 1,0 m dengan kedalaman PVD 8,7 m.
Rekapitulasi perhitungan VCM dengan variasi pemasangan jarak sebesar 0,5 m dapat dilihat pada tabel 11.
Tabel 11.
Rekapitulasi Perhitungan VCM Pada Jarak Pemasangan.
S=0,50 m Pada tabel 11 dapat dilihat bahwa pada jarak pemasangan sebesar 0,5 m diperoleh derajat konsolidasi sudah melebihi 90% saat t sebesar 20 hari dengan penurunan sebesar 1,87 m.
Untuk mendapatkan nilai derajat konsolidasi 90%, diperlukan perhitungan dengan cara interpolasi.
Rekapitulasi perhitungan VCM dengan variasi pemasangan jarak sebesar 0,75 m, dapat dilihat pada tabel 12.
Tabel 12 Hasil Rekap Perhitungan VCM Pada Jarak Pemasangan.
S=0,75 m Gambar 6.
Pola Pemasangan PVD Pola Segitiga Dengan Jarak .
= 0,5 m .
a 64 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
a Pada tabel 12 dapat dilihat bahwa pada jarak pemasangan sebesar 0,75 m diperoleh derajat konsolidasi sudah melebihi 90% saat t sebesar 40 hari dengan penurunan sebesar 1,75 m.
Untuk mendapatkan nilai derajat konsolidasi 90%, diperlukan perhitungan dengan cara interpolasi.
Rekapitulasi perhitungan VCM dengan variasi pemasangan jarak sebesar 1,00 m, dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 13.
Hasil Rekap Perhitungan VCM Pada Jarak Pemasangan.
S=1,00 m .
a Pada tabel 13 dapat dilihat bahwa pada jarak pemasangan sebesar 1,00 m diperoleh derajat konsolidasi sudah melebihi 90% saat t sebesar 80 hari dengan penurunan sebesar 1,74 m.
Berdasarkan hasil pada tabel 11, 12, dan 13, dapat disajikan dalam bentuk perbandingan waktu dengan derajat konsolidasi pada jarak pemasangan 0,5 m.
0,75 m dan 1,0 m pada gambar 7.
65 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 13 Nomer 1 | [Annur-Gusneli-Shanti_Desembe.
2021 Gambar 7.
Perbandingan Hubungan Waktu Konsolidasi Vacuum Consolidation dengan Waktu Konsolidasi Alami Dari gambar 7 dapat dilihat bahwa dengan menggunakan metode vacuum consolidation dengan variasi jarak pemasangan PVD 0,5 m, 0,75 m dan 1,0 m tanah mencapai derajat konsolidasi 90% dengan waktu yang cepat dibandingkan dengan konsolidasi tanah yang terjadi secara alami.
Hasil interpolasi untuk mendapatkan waktu konsolidasi .
dan penurunan konsolidasi (S.
pada saat derajat konsolidasi 90% dapat dilihat pada tabel 14.
Tabel 14.
Rekapitulasi Perhitungan Perbaikan Tanah dengan Vacuum Consolidation Pada Derajat Konsolidasi Tanpa Efek Smear Jarak Pemasangan PVD Waktu Konsolidasi Penurunan Konsolidasi (S.
s = 0,50 m
1,737
s = 0,75 m
1,737
s = 1,00 m
1,744
Setelah pemasangan PVD 0,50 m.
0,75 m.
1,00 m.
Didapatkan waktu konsolidasi yang paling cepat .
encapai konsolidasi 90%) pada variasi jarak 0,50 m dengan waktu 15 hari.
Besar penurunan yang terjadi pada tiap variasi relatif sama yaitu sebesar 1,737 m.
Dari penelitian yang telah dilakukan oleh .
, perbaikan tanah menggunakan metode Prefabricated Vertical Drain (PVD).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan jarak pemasangan PVD 0,5 m dengan pola segitiga menghasilkan waktu penurunan tanah yang lebih cepat.
Penurunan yang terjadi sebesar 3,8 m dengan waktu yang diperlukan untuk mencapai derajat konsolidasi sebesar 90% adalah selama kurang lebih 2 bulan.
Dengan mengurangi jarak pemasangan PVD dan penambahan beban vakum, akan menambah besar penurunan dan waktu konsolidasi yang terjadi akan semakin cepat.
KESIMPULAN
Dari perbaikan tanah menggunakan metode vacuum consolidation dengan variasi jarak pemasangan dapat disimpulkan bahwa jarak pemasangan PVD sebesar 0,50 m menghasilkan waktu untuk mencapai derajat konsolidasi 90% yang lebih cepat yaitu selama 15 hari dan besar penurunan yang terjadi pada setiap variasi jarak pemasangan relatif sama yaitu sebesar 1,737 m.
DAFTAR PUSTAKA