Perbandingan Metode PVD Dan Cermaton

1

PERBANDINGAN METODE PVD DAN CERMATON PEKERJAAN TIMBUNAN TANAH DESIGN AND BUILD FLY OVER TELUK LAMONG (Makalah PPCP 54)

ROHMAT ROMDHANI

ENGINEERING DEPARTEMEN SIPIL UMUM 2 PT. WIJAYA KARYA (Persero) Tbk 2014

2

PERBANDINGAN METODE PVD DAN CERMATON PEKERJAAN TIMBUNAN TANAH DESIGN AND BUILD FLY OVER TELUK LAMONG

Oleh

ROHMAT ROMDHANI

(Makalah PPCP) Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Akhir Progam Pelatihan Calon Pegawai PT. WIJAYA KARYA (persero) Tbk Angkatan 54 tahun 2014

ENGINEERING DEPARTEMEN SIPIL UMUM 2 PT. WIJAYA KARYA (Persero) Tbk

3

PERBANDINGAN METODE PVD DAN CERMATON PEKERJAAN TIMBUNAN TANAH DESAIN PROYEK FLY OVER TELUK LAMONG (Makalah PPCP)

Diajukan oleh : Rohmat Romdhani

MENGESAHKAN

4

5

i

DAFTAR ISI DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL I.

PENDAHULUAN A. Latar Belakang ............................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah.......................................................................................... 2 C. Tujuan ............................................................................................................ 3 D. Manfaat .......................................................................................................... 3 E. Batasan Masalah ............................................................................................ 3

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pendahuluan................................................................................................... 4 B. Daya Dukung Tanah ...................................................................................... 4 C. Penentuan Parameter Tanah dengan N-SPT .................................................. 5 1. Korelasi nilai N-SPT terhadap Kohesi (Cu) ............................................. 5 2. Korelasi N-SPT terhadap nilai internal friction (Ф) Tanah non kohesif. 6 3. Korelasi Nilai N-SPT terhadap nilai modulus elastisitas tanah................ 7 4. Nilai N-SPT terhadap nilai over consolidated, OCR................................ 7 5. Korelasi N-SPT dengan kerapatan relativ pada tanah non-kohesif (G.Meyerhoff, 1956) .......................................................................................... 8 6. Korelasi N-SPT untuk menentukan berat volume tanah. ......................... 8 7. Parameter elastis berbagai jenis tanah ...................................................... 9 D. Konsolidasi (Consolidation) ........................................................................ 10

ii

1. Koofisien Konsolidasi pada tanah berlapis (cv) ...................................... 10 2. Waktu Konsolidasi ................................................................................. 11 3. Compression index (Cc) .......................................................................... 11 4. Overburden pressure (Po) ...................................................................... 11 E. Metode Cermaton ........................................................................................ 12 1. Daya Dukung Tanah Dasar Terhadap Matras Beton .............................. 12 2. Daya Dukung Tiang Cerucuk ................................................................. 12 3. Daya Dukung Kelompok Tiang Cerucuk ............................................... 13 F. Metode Prefabricated Vertical Drain (PVD) .............................................. 13 G. Analisa Dengan Metode Elemen Hingga .................................................... 15

III. METODOLOGI A. Lokasi Penelitian ......................................................................................... 17 B. Jenis Penelitian ............................................................................................ 18 C. Kerangka Berfikir ........................................................................................ 19 D. Tahap Pengumpulan Data ............................................................................ 20 E. Tahap Analisa Data...................................................................................... 20 1. Prosedur Desain Cermaton Tanah Kohesif ............................................ 20 2. Prosedur Desain Prefabricated Vertical Drain ...................................... 21 F. Tahap Pembahasan ...................................................................................... 21 G. Tahap Kesimpulan ....................................................................................... 21

IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN A. Spesifikasi Material Timbunan .................................................................... 22 B. Spesifikasi Material Cermaton .................................................................... 22 C. Spesifikasi Material PVD ............................................................................ 23

iii

D. Area Galian dan Timbunan.......................................................................... 23 E. Analisa Daya Dukung Tanah ....................................................................... 24 F. Analisa Konsolidasi Akibat Penimbunan .................................................... 25 1. Analisa konsolidasi dengan manual sheet .............................................. 25 2. Analisa Stabilitas, Deformasi dan Konsolidasi dengan Elemen Hingga 27 G. Analisa Cerucuk Matras Beton .................................................................... 29 H. Analisa Prefabricated Vertical Drain (PVD) .............................................. 33 I. Analisa Volume Dan Rencana Anggaran Biaya .......................................... 37 1. Analisa Volume Cerucuk Matras Beton ................................................. 37 2. Analisa Volume Prefabricated Vertical Drain ...................................... 38 3. Analisa Biaya Metode Cerucuk Matras Beton ....................................... 38 4. Analisa Biaya Metode PVD ................................................................... 40 5. Analisa Dampak Metode yang dipakai................................................... 40 J. Analisa Waktu ............................................................................................. 42 K. Analisa Mutu ............................................................................................... 43

V. MANAJEMEN RISIKO A. Pendahuluan................................................................................................. 45 B. Identifikasi Risiko........................................................................................ 46 C. Pengukuran Risiko ....................................................................................... 46 1. Ratting akibatnya .................................................................................... 47 2. Ratting probabilitas (peluang terjadinya) ............................................... 47 D. Respon Risiko .............................................................................................. 49 E. Pengendalian Risiko .................................................................................... 49 F. Perhitungan Biaya Mitigasi Pengendalian Risiko ....................................... 49

iv

VI. RESUME ANALISA, SIMPULAN DAN SARAN A. Resume Analisa ........................................................................................... 54 1. Konsolidasi dan Stabilitas Timbunan ..................................................... 54 2. Perbandingan Cermaton dan PVD.......................................................... 54 B. Simpulan ...................................................................................................... 56 C. Saran ............................................................................................................ 56 DAFTAR PUSTAKA

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Hubungan nilai kohesi dan N-SPT pada tanah kohesif (terzaghi, 1943) ................................................................................................................................. 6 Gambar 2. Korelasi nilai Ф internal friction dan nilai N-SPT untuk tanah non kohesif ..................................................................................................................... 6 Gambar 3. Cerucuk Matras Beton (Cermaton) ..................................................... 12 Gambar 4. Prefabricated vertical drain ................................................................. 13 Gambar 5. Konfigurasi PVD ................................................................................. 14 Gambar 6. Layout desain Proyek Fly Over Teluk Lamong .................................. 17 Gambar 7. Eksisting area proyek STA 2+500 ...................................................... 18 Gambar 8. Eksisting area proyek STA 4+900 ...................................................... 18 Gambar 9. Eksisting lintasan rel kereta api ........................................................... 18 Gambar 10. Spesifikasi Cermaton......................................................................... 22 Gambar 11. Pemodelan dengan elemen hingga .................................................... 27 Gambar 12. Tinggi kritis timbunan 1,5 m ............................................................. 27 Gambar 13. Timbunan h = 1,2 m dan t = 40 hari .................................................. 28 Gambar 14. Konsolidasi minimum pore pressure ................................................. 28 Gambar 15. Titik dan konfigurasi rencana Cermaton ........................................... 29 Gambar 16. Perilaku tanah saat konstruksi ........................................................... 30 Gambar 17. Perilaku tanah saat minimum pore pressure ...................................... 30 Gambar 18. Tahap pemancangan cerucuk ............................................................ 31 Gambar 19. Tahap setting matras beton dan timbunan ......................................... 31

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Faktor – faktor kapasitas dukung tanah (Terzaghi, 1943) ........................ 5 Tabel 2. Korelasi N-SPT dengan relative density (Mayerhoff, 1956)..................... 8 Tabel 3. Korelasi N-SPT dengan qu (Das, 1984) .................................................... 8 Tabel 4. Korelasi untuk N-SPT dengan berat volume tanah (Teng, 1962) ............. 8 Tabel 5. Hubungan N-SPT dan kekuatan tanah kohesif (Terzaghi dan Peck, 1943) ................................................................................................................................. 9 Tabel 6. Parameter elastis tanah (Meyerhof, 1956) ................................................. 9 Tabel 7. Kontrol metode Cermaton dan PVD ....................................................... 21 Tabel 8. Analisa daya dukung tanah dasar ............................................................ 24 Tabel 9. Analisa Penurunan Konsolidasi Lokasi P15 ........................................... 25 Tabel 10. Analisa rata - rata Cv ............................................................................ 25 Tabel 11. Waktu Konsolidasi dan Penurunan ....................................................... 26 Tabel 12. Alternatif desain Cermaton ................................................................... 32 Tabel 13. Faktor pengaruh hambatan (Fn) konfigurasi segitiga ........................... 34 Tabel 14. Faktor pengaruh hambatan (Fn) konfigurasi persegi ............................ 34 Tabel 15. Pola Segitiga, Alternatif jarak 110 cm .................................................. 35 Tabel 16. Rekapitulasi hasil analisa waktu konsolidasi ........................................ 36 Tabel 17. Biaya pekerjaan Cermaton CTC 1 m .................................................... 39 Tabel 18. Biaya pekerjaan Cermaton CTC 1,5 m ................................................. 39 Tabel 19. Biaya pekerjaan PVD CTC 1,1 m ......................................................... 40 Tabel 20. Rekapitulasi Harga PVD dan Cermaton ............................................... 41 Tabel 21. Perbandingan analisa waktu Cermaton dan PVD ................................. 42 Tabel 22. Analisa mutu PVD dan Cermaton ......................................................... 43 Tabel 23. Kriteria ratting akibat risiko .................................................................. 47 Tabel 24. Kriteria ratting probabilitas .................................................................. 48 Tabel 25. Matriks analisa risiko ............................................................................ 48 Tabel 26. Kriteria rating akibat negatif yang berhubungan dengan biaya ............ 48

vii

Tabel 27. Risk register pekerjaan PVD ................................................................. 51 Tabel 28. Risk register pekerjaan Cermaton ......................................................... 52 Tabel 29. Rekapitulasi biaya risiko ....................................................................... 53 Tabel 30. status ratting pekerjaan PVD dan Cermaton ......................................... 53 Tabel 31. Perhitungan konsolidasi Terzaghi dan Elemen Hingga ........................ 54 Tabel 32. Perbandingan metode perbaikan tanah dasar ........................................ 54 Tabel 33. Perbandingan Cermaton dan PVD ........................................................ 55

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Tanah menurut Braja M. Das adalah sebagai material yang terdiri dari agregat mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan organik yang telah melapuk disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang kosong di antara partikel padat. Dalam konstruksi, tanah berfungsi sebagai pendukung pondasi dari bangunan. Maka diperlukan tanah dengan kondisi kuat menahan beban di atasnya dan menyebarkannya merata. Apabila tanah kurang baik maka perlu dilakukan perbaikan untuk mendapatkan data tanah sesuai kriteria konstruksi. Pada proyek fly over akses tol di Teluk Lamong Surabaya, dari hasil Boring Log dilaporkan jenis tanah yang ada adalah tanah kohesif lunak. Tanah kohesif lunak cenderung memiliki daya dukung yang lemah dan kurang stabil sehingga berpotensi menimbulkan keruntuhan struktur. Oleh karena itu, dilakukan suatu metode perbaikan (ground improvement) untuk meningkatkan kualitas tanah yang lebih baik dan memenuhi syarat untuk dilakukan sebuah konstruksi. Makalah ini akan menganalisa efisiensi terhadap metode perbaikan daya dukung tanah pada pekerjaan timbunan proyek Fly Over Teluk Lamong Surabaya. Metode pekerjaan yang akan dianalisa menggunakan metode Prefabricated Vertical Drain (PVD) dan metode Cerucuk Matras Beton (Cermaton). Perbandingan kedua metode ini didasarkan pada efisiensi terhadap biaya, mutu dan waktu serta risiko yang akan dihadapi.

2

B. Rumusan Masalah

Konstruksi

tanah

lunak

dengan

daya

dukung

rendah

kurang

menguntungkan secara teknis apabila dibangun suatu konstruksi. Untuk membangun pada kondisi tanah lunak harus dilakukan pekerjaan perbaikan tanah. Proses perbaikan tanah dengan memberikan pembebanan (preloading) yang menghasilkan penurunan tanah hingga mencapai kondisi daya dukung yang diinginkan memerlukan waktu konsolidasi yang lama. Hal ini menjadi salah satu kendala dalam pelaksanaan pembangunan konstruksi. Metode – metode untuk mengatasi permasalahan tersebut telah banyak dilakukan. Diantaranya menggunakan kombinasi antara preloading bertahap dan penggunaan Prefabricated Vertical Drain (PVD), metode ini dilakukan untuk mempercapat proses konsolidasi pada tanah lunak sehingga mendapatkan daya dukung tanah rencana dalam waktu yang optimal (relatif singkat). Berbeda dengan PVD, metode Cerucuk Matras Beton (Cermaton) adalah metode perbaikan daya dukung tanah dengan memancangkan mini pile pada titik dan konfigurasi yang telah direncanakan kemudian di top mini pile di pasangkan pelat beton. Proses konsolidasi pada tanah lunak pasti terjadi, namun pada metode Cermaton akan memperlambat laju konsolidasi pada waktu yang panjang dengan penurunan yang kecil. Hal ini disebabkan daya dukung pada mini pile dan pelat beton yang seolah – olah melayang diatasnya. Untuk itu diperlukan analisa khusus mengenai timbunan, stabilitas dan penurunannya,

serta

metode

perkuatan

yang

dibutuhkan

sehingga

mendapatkan efisiensi pada biaya, mutu, waktu dan risiko pekerjaan yang optimal.

3

C. Tujuan

Tujuan makalah ini adalah memilih metode perbaikan daya dukung tanah dasar pada desain pekerjaan timbunan tanah yang efisien terhadap biaya, mutu dan waktu pada Proyek Fly Over Teluk Lamong, Surabaya.

D. Manfaat

1. Memberikan masukan alternatif untuk desain perbaikan daya dukung tanah dasar pada pekerjaan timbunan Proyek Fly Over Teluk Lamong terhadap aspek biaya, mutu dan waktu. 2. Sebagai bahan bacaan perkembangan teknologi pada perbaikan tanah lempung. 3. Salah satu syarat menjadi pegawai PT. Wijaya Karya.

E. Batasan Masalah

1. Analisa dilakukan terhadap perbaikan daya dukung tanah dasar pada pekerjaan timbunan tanah Proyek Fly Over Teluk Lamong dengan menggunakan Metode PVD dan Metode Cermaton. 2. Analisa dilakukan terhadap desain perbaikan daya dukung tanah ditinjau dari biaya, mutu, waktu dan risiko pekerjaan pada pekerjaan timbunan tanah. 3. Data profil dan parameter tanah berdasarkan klasifikasi dari uji N-SPT dan uji Laboratorium Mekanika Tanah.

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pendahuluan Dalam melakukan suatu metode perbaikan tanah, diperlukan dasar pengetahuan yang cukup mengenai ilmu geoteknik. Dalam bab ini akan dibahas mengenai teori teori dasar parameter tanah, penurunan tanah, peristiwa konsolidasi, daya dukung tanah, serta metode – metode untuk peningkatan daya dukung tanah. B. Daya Dukung Tanah Dalam perencanaan perhitungan kapasitas kemampuan daya dukung tanah dapat dihitung berdasarkan teori terzaghi 1943. qult = c.Nc + q.Nq + 0,5. γ.N γ

............................................ (pers 1)

qall = qult/SF Keterangan : qult Nc Nq γ Nγ

: daya dukung tanah (KN/m2) : faktor kehesi tanah : faktor kapasitas dukung tanah : Gamma tanah : faktor berat volume tanah

Nilai nilai faktor pengali kapasitas daya dukung tanah tersebut dapat dihitung berdasarkan hubunganya terhadap nilai sudut geser dalam tanah (internal friction) sesuai pada tabel dibawah ini :

5

Tabel 1. Faktor – faktor kapasitas dukung tanah (Terzaghi, 1943) Internal friction ( o ) 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 34,0 35,0 40,0

Keruntuhan Geser Umum

Keruntuhan Geser Local

Nc 5,7 6,7 8,0 9,7 11,8 14,8 19,0 23,7 25,2 34,9

Nc' 5,7 6,7 8,0 9,7 11,8 14,8 19,0 23,7 25,2 34,9

Nq 1,0 1,4 1,9 2,7 3,9 5,6 8,3 11,7 12,6 20,5

NƮ 0,0 0,5 1,2 2,5 5,0 9,7 19,7 35,0 42,4 100,4

Nq' 1,0 1,4 1,9 2,7 3,9 5,6 8,3 11,7 12,6 20,5

NƮ' 0,0 0,2 0,5 0,9 1,7 3,2 5,7 9,0 10,1 18,8

Very loose

Loose

Medium Dense

Kondisi keruntuhan geser lokal (local shear failure) dapat dianggap terjadi bila nilai N30.

C. Penentuan Parameter Tanah dengan N-SPT Kesalahan dalam mengidentifikasi tanah yang ditinjau akan berakibat fatal karena dapat menyababkan kesalahan hasil perencanaan. Oleh karena itu, parameter tanah yang digunakan harus sebisa mungkin menggambarkan karakter tanah yang akan ditinjau. Dari hasil uji N-SPT yang diperoleh, dapat dilakukan pendekatan korelasi untuk memperoleh nilai – nilai parameter tanah yang digunkan dalam perencanaan seperti kohesi (Cu), modulus elastisitas tanah (E), berat jenis tanah dan internal friction. 1. Korelasi nilai N-SPT terhadap Kohesi (Cu) Nilai Kohesi (Cu) menunjukan besarnya kohesi tanah dalam kondisi tak terdraenase. Berdasarkan grafik pada gambar 1, secara umum nilai Cu dapat diambil sebesar 0,6 kali nilai N-SPT dimana Cu dalam satuan ton/m3.

6

Gambar 1. Hubungan nilai kohesi dan N-SPT pada tanah kohesif (terzaghi, 1943) 2. Korelasi N-SPT terhadap nilai internal friction (Ф) Tanah non kohesif. Nilai internal friction (Ф) dapat diperoleh menggunakan grafik hubungan antara nilai N-SPT dengan internal friction (Ф) yang dilaporkan oleh peck, hanson dan thornburn (1953) untuk tanah non kohesif/pasir.

Gambar 2. Korelasi nilai Ф internal friction dan nilai N-SPT untuk tanah non kohesif

7

3. Korelasi Nilai N-SPT terhadap nilai modulus elastisitas tanah Schmermann (1970) menyatakan bahwa modulus elastisitas tanah dapat diperoleh menggunakan korelasi nilai dari data pengujian N-SPT sebagai berikut : a. Korelasi pada tanah pasir Es (KN/m2) = 766*N-SPT

..............................................(Pers. 2)

Es = 2 qc

..............................................(Pers. 3)

b. Korelasi pada tanah lempung Nilai modulus elastisitas tanah lempung sangat dipengaruhi oleh riwayat pembebanan yang bekerja pada tanah tersebut, yaitu dibedakan kedalam tanah lempung normally consolidated dan over consolidated. a) Tanah lempung normally consolidated (NC) Eu = 250 Cu – 500 Cu

..............................................(Pers. 4)

b) Tanah lempung over consolidated (OC) Eu = 750 Cu – 1000 Cu

…............................…..........(Pers. 5)

Dimana Cu = kohesi lempung pada kondisi undrained. 4. Nilai N-SPT terhadap nilai over consolidated, OCR OCR = 0,193 (N/σ’v)0,689 Dimana σ’v

.........…….............................(Pers. 6)

= effective vertical stress dalam MN/m 2

8

5. Korelasi N-SPT dengan kerapatan relativ pada tanah non-kohesif (G.Meyerhoff, 1956) Tabel 2. Korelasi N-SPT dengan relative density (Mayerhoff, 1956)

Tabel 3. Korelasi N-SPT dengan qu (Das, 1984)

6. Korelasi N-SPT untuk menentukan berat volume tanah. Tanah Pasir (non – kohesif) oleh Teng pada tahun 1962 dilaporkan bahwa parameter berat volume tanah dapat dilakukan pendekatan dari hasil N-SPT. Pendekatan tersebut dapat dilihat pada tabel 4. Tabel 4. Korelasi untuk N-SPT dengan berat volume tanah (Teng, 1962)

Compactness

Relative Density (%)

N-SPT (blows.ft)

Very lose Loose Medium Dense Very Dense

0-15 16-35 36-65 66-85 86-100

0-4 5-10 11-30 31-50 >51

Angle of internal friction (deg) 41

Unit Weight Moist (pcf) 130

Submerged (pcf) 75

9

Tanah Lempung (kohesif) oleh Terzaghi dan Peck,1943 dilaporkan bahwa parameter berat volume tanah kohesif dapat dilakukan pendekatan dari hasil N-SPT. Lihat tabel 5. Tabel 5. Hubungan N-SPT dan kekuatan tanah kohesif (Terzaghi dan Peck, 1943) N-SPT Blows-feet

Konsistensi

Qu (unconfined compresive strenght) tons/ft2

Υsat KN/m3

30

Very soft Soft Medium Stiff Very stiff Hard

4,00

16-19 16-19 17-20 19-22 19-22 19-22

7. Parameter elastis berbagai jenis tanah Tabel 6. Parameter elastis tanah (Meyerhof, 1956)

10

D. Konsolidasi (Consolidation) Konsolidasi adalah proses dimana tekanan air pori berlebih akibat peningkatan tegangan pada lapisan tanah sehingga air pori terdisipasi dari dalam tanah. Semakin tinggi nilai permeabilitas tanah maka semakin cepat waktu konsolidasi dan sebaliknya. Oleh karena itu, pada tanah kohesif waktu konsolidasinya panjang karena memiliki sifat permeabilitas yang rendah. Besaran nilai konsolidasi pada umunya ditinjau berdasarkan teori terzaghi (1967) dengan asumsi kondisi tanah sebagai berikut : - Konsolidasi tanah terjadi satu dimensi yaitu ke arah vertikal. - Lempung yang terkonsolidasi merupakan lapisan tanah yang jenuh, homogen dan isotropis. - Partikel butiran tanah dan air tak dapat ditekan (incompressible) - Nilai regangan tanah akibat beban luar masih dalam batas elastis - Koofisien kompresibilitas (mv), permeabilitas (k) dan konsolidasi (cv) konstan sepanjang proses konsolidasi.

1. Koofisien Konsolidasi pada tanah berlapis (cv) Koofisien konsolidasi vertikal (cv) menentukan kecepatan waktu pengaliran air pada arah vertikal dalam tanah. Pada umumnya konsolidasi berlangsung pada arah vertikal saja, maka koofisen konsolidasi sangat berpengaruh terhadap kecepatan konsolidasi. Cv =

.................…................……………......….(Pers. 15)

Keterangan : Cv Tv t H

: Koofisien konsolidasi (cm2/detik) : Faktor waktu yang tergantung derajat konsolidasi (U) : waktu untuk mencapai derajat konsolidasi U % (detik) : Tebal tanah (cm)

11

2. Waktu Konsolidasi Proses keluarnya air pori dari lapisan lempung merupakan fungsi dari waktu. Derajat konsolidasi (U) lapisan lempung pada suatu waktu setelah terjadi tambahan tekanan diatas lapisan lempung dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ini : …....………................….…………......….(Pers. 16)

U=

Durasi (t) untuk mencapai derajat konsolidasi dapat diperkirakan dengan meggunakan persamaan 15. 3. Compression index (Cc) Nilai indeks kompresi dapat diperoleh melalui pengujian tanah di laboratorium. Apabila tidak ada pengujian, terzaghi dan peck (1967) menyarankan rumus empiris indeks pemampatan persamaan berikut : a) Tanah lempung yang tak terganggu (undisturbed clay) Cc = 0,009 (LL-10)

........................................................(Pers. 17)

b) Tanah lempung yang terbentuk kembali (remolded) Cc = 0,007 (LL-10)

........................................................(Pers. 18)

4. Overburden pressure (Po) Overburden pressure merupakan tekanan yang diterima oleh suatu lapisan tanah akibat dari tegangan yang bekerja pada tanah itu sendiri. Perhitungan overbuden pressure dapat dihitung dengan persamaan : P0 = (Ysat – Yw) H

….................………………......….(Pers. 19)

Keterangan : Ysat Yw

: Berat volume tanah jenuh (KN/m3) : Berat volume air (KN/m3)

12

E. Metode Cermaton Cermaton atau Cerucuk Matras Beton adalah Tiang Beton Pracetak. yang berbentuk persegi atau segitiga dengan sisi ukuran 10 – 40 cm dan di pancangkan kedalam tanah, sedangkan matras beton pracetak dipasangkan di atas cerucuk beton.

Gambar 3. Cerucuk Matras Beton (Cermaton)

1. Daya Dukung Tanah Dasar Terhadap Matras Beton Daya dukung tanah adalah perlawanan yang dilakukan oleh butir – butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Untuk menghitung daya dukung tanah dapat menggunakan persamaan 1. 2. Daya Dukung Tiang Cerucuk Untuk menghitung besarnya daya dukung tiang cerucuk dapat menggunakan persamaan (Asumsi tiang tunggal). Qv = Qs + Qb

.......………......……………......….(Pers. 20)

Qs= Fc. Kcr. cu.Cp.L

.…………........……………......….(Pers. 21)

Qb = Nc . cu. Ab

.…..………......……………......….(Pers. 22)

Keterangan : Qv Qs Qb

: daya dukung vertikal rencana : daya dukung oleh tahanan keliling tiang : daya dukung oleh tahanan ujung tiang

13

3. Daya Dukung Kelompok Tiang Cerucuk Jika jarak tiang S ≥ 3,5D maka Qvk = Qv.n. η

…......….….(Pers. 23)

Jika jarak tiang S < 3,5D maka Qvk = Qv.n

….…….…..(Pers. 24)

Dimana η = Keterangan : S : Jarak antar tiang D : Diameter tiang Qvk : Daya dukung kelompok cerucuk n : Jumlah tiang η : faktor efisiensi kelompok cerucuk

F. Metode Prefabricated Vertical Drain (PVD) Prefabricated Vertical Drain (PVD) adalah lembaran plastik yang panjang dan berkantung yang merupakan kombinasi antara bahan inti (core) polypropylene berkekuatan mekanik tinggi dan lapisan pembungkus dari bahan geotekstil. Bagian inti produk ini tersedia dalam tiga jenis kontur yang berbeda - beda, sesuai dengan kecepatan aliran drainase yang diinginkan. PVD berfungsi untuk mempercepat proses konsolidasi tanah, terutama pada jenis tanah lempung (clay) atau lanau (silty clay).

Gambar 4. Prefabricated vertical drain

14

Perhitungan waktu konsolidasi menggunakan asumsi konsolidasi 1 arah dengan vertival drain menggunkan persamaan rumus rendulic seperti pada persamaan berikut : …….........…………......….(Pers. 25)

Ur = 1F(n) =

…...…......…………......….(Pers. 26)

. ln(n)

…...…......…………......….(Pers. 27)

Tr =

Keterangan : Ur : Derajat konsolidasi arah radial N : D/d = R/rd D : Diameter ekivalen silinder tanah disekeliling PVD D = 1,13.S (untuk konfigurasi persegi) D = 1,06.S (untuk konfigurasi segitiga)

Gambar 5. Konfigurasi PVD Untuk PVD yang tidak berbentuk lingkaran, perlu dilakukan perhitungan ekuivalensinya terhadap dimensi lingkaran, yaitu : d

…...…......…………......….(Pers. 28)

=

Keterangan : d a b

: ekuivalensi diameter : panjang PVD : lebar PVD

15

G. Analisa Dengan Metode Elemen Hingga Metode elemen hingga adalah cara pendekatan solusi analisa numerik dimana

struktur

kontinum

dengan

derajat

kebebasan

tak

hingga

disederhanakan dengan diskretisasi kontinum kedalam elemen – elemen kecil yang umumnya memiliki geometri lebih sederhana dengan derajat kebebasan tertentu, sehingga lebih mudah dianalisa. Elemen – elemen diferensial ini memiliki asumsi fungsi perpindahan yang dikontrol pada nodal – nodalnya. Pada nodal tersebut diberikan syarat keseimbangan dan kompabilitas. Perpindahan pada titik lain diasumsikan dipengaruhi oleh nilai nodal. Dengan menerapkan prinsip energi disusun matriks kekakuan untuk tiap elemen dan kemudian diturunkan persamaan keseimbanganya pada tiap nodal dari elemen dikret sesuai dengan kontribusi elemenya. Persamaan keseimbangan yang berbentuk persamaan aljabar simultan ini diselesaikan sehingga perpindahan nodal dapat diperoleh. Regangan nodal dapat dihitung dari derajat kebebasan nodal, sehingga teganganya dapat ditentukan. Persamaan tersebut diselesaikan dalam matriks dibawah ini : {έ} =[C]{σ}

…...…......…………......….(Pers. 29)

Dengan,

[C] =

Maka persamaan diatas dapat ditulis : {σ} = [C]-1{έ} = [E]{έ}

...…......……………......….(Pers. 30)

Jika diketahui {έ} adalah displesment suatu node pada koordinat local maka : {έ} = [D] {u} Dimana, [E] = [C]-1 =

……………….....…......….(Pers. 31)

16

Hubungan antara displesment pada tiap – tiap node dengan gaya luar dapat dituliskan sebagai, jika {u} menyatakan general displecement dan {q} menyatakan displacement titik nodal, maka terdapat hubungan antara keduanya sebagai berikut : ……………….....…......….(Pers. 31)

{u} = [N]{q}

Dimana [N] adalah fungsi bentuk displecement. Substitusi pers. 31 ke pers. 30. {έ} = [D][N]{q}

……………….....…......….(Pers. 32)

{έ} = [B]{q} ……………….....…......….(Pers. 33)

{B}= [D][N]

[B] adalah regangan yang terjadi disembarang titik dalam elemen akibat satu – satuan peralihan titik nodal. Substitusi pers. 33 ke pers. 29, menghasilkan : {σ} = [E][B]{q}

……………….....…......….(Pers. 34)

Substitusi pers. 29, pers. 31 da pers, 32 ke persamaan : ∫

∫

Maka, persamaan hubungan tegangan luar dan regangan dapat ditulis : {Pb} = ∫ [ ] { } [K] = ∫ [ ] [

]

Maka pers. 35 dapat ditulis : [K]{q} = {p}+{pb}

……………….....…......….(Pers. 35)

Diamana, [Pb] adalah gaya nodal ekuivalen akibat bekerjanya gaya badan. Jika gaya badan tidak disertakan, maka pers. 35 dapat ditulis : [K]{q} = {p}

……………….....…......….(Pers. 36)

17

III. METODOLOGI

A. Lokasi Penelitian Lokasi proyek berada di Teluk Lamong, Surabaya jawa timur. Dengan batas – batas : Batas Utara

: Laut Teluk Lamong

Batas Selatan : Stadion Bung Tomo, Tambak Garam Batas Barat

: Tambak Garam Osowilangon, Tol Surabaya – Gresik

Batas Timur

: Tambak Garam Osowilangon, Jalan Osowilangon

Lokasi Rencana Proyek

STA 5+000

STA 3+000 STA 4+550

STA 2+500 STA 0+000

Gambar 6. Layout desain Proyek Fly Over Teluk Lamong Kondisi eksisting permukaan tanah di area proyek merupakan daerah rawa, pertanian tambak udang, lokasi produksi garam serta, aliran anak sungai serta Rel Kereta Api (PT. KAI). Di bawah ini beberapa gambar kondisi eksisting.

18

Gambar 7. Eksisting area proyek STA 2+500

Gambar 8. Eksisting area proyek STA 4+900

Gambar 9. Eksisting lintasan rel kereta api

B. Jenis Penelitian Makalah ini merupakan jenis penelitian evaluasi yaitu mengevaluasi pekerjaan yang pernah atau sudah dikerjakan. Penelitian evaluasi menganalisa dukungan dan hambatan terhadap input, proses dan output untuk menghasilkan keputusan dalam dua pilihan atau lebih.

19

C. Kerangka Berfikir

Mulai

Studi Pustaka & Pengumpulan Data

Metode PVD

Metode Cermaton

Desain pembebanan Tanah Timbunan, Analisa Kebutuhan dan Konfigurasi PVD terhadap waktu konsolidasi rencana, analisa waktu konsolidasi, analisa stabilitas, keruntuhan dan penurunan.

Analisa pembebanan Tanah Timbunan, Desain mini pile dan pelat dek terhadap beban timbunan dan daya dukung rencana, analisa stabilitas, keruntuhan dan penurunan, analisa konsolidasi jangka panjang

Analisa Daya dukung tanah result.

Analisa Daya dukung tanah result.

Analisa pekerjaan Timbunan dan Perbaikan Daya Dukung Tanah dari aspek :

Aspek Biaya

Aspek Mutu

Analisa Risiko

Analisa Hasil Penelitian Kesimpulan dan Rekomendasi Bagan 1. Langkah pekerjaan

Aspek Waktu

20

D. Tahap Pengumpulan Data Proyek Pembangunan Fly Over Teluk Lamong merupakan pekerjaan design and build. Pada saat ini masih dalam tahap desain sehingga data yang digunakan berupa data sekunder yang diperoleh melalui lembaga terkait. Pada penelitian ini, data sekunder diperoleh dari Laboratorium Jasa Konstruksi PT. Wijaya Karya dan brosur spesifikasi produk. Data tersebut meliputi : 1. Data Uji NSPT dan data parameter tanah 2. Design drawing pembangunan Fly Over Teluk Lamong 3. Data spesifikasi material Cermaton dan PVD. Pengumpulan data sekunder dan teori dasar dilaksanakan dari bulan Agustus 2014 , setelah data terkumpul dilaksanakan proses kajian dan analis untuk tercapainya tujuan dari makalah ini.

E. Tahap Analisa Data 1. Prosedur Desain Cermaton Tanah Kohesif a. Profil tanah. Dari hasil investigasi tanah akan didaptkan data profil tanah serta muka air tanah. Akan diperoleh juga parameter – parameter kekuatan tanah berdasarkan klasifikasi, uji lapangan atau hasil test laboratorium. b. Dimensi matras dan tiang beton terhadap beban timbunan serta daya dukung izin. Memilih jenis tiang, panjang dan bentuk tiang. Kemudian menghitung daya dukung izin. c. Menentukan jumlah, posisi dan konfigurasi tiang penyusunanya. Perkirakan jumlah tiang yang dibututuhkan dengan membagi beban dengan daya dukung izin dari satu tiang lalu menghitung daya dukung group tiang. d. Menghitung settlement pada kelompok mini pile. Terdapat dua macam settlement pada tanah kohesif, yaitu settlement jangka pendek dan settlemet jangka panjang. Settlement total harus memenuhi persyaratan settlement maksimum izin.

21

2. Prosedur Desain Prefabricated Vertical Drain a. Profil tanah. Dari hasil investigasi tanah akan didaptkan data profil tanah serta muka air tanah. Akan diperoleh juga parameter – parameter kekuatan tanah berdasarkan klasifikasi, uji lapangan atau hasil test laboratorium. b. Menghitung konsolidasi eksisting tanah lempung akibat preloading sehingga diketahui waktu dan besar penurunan c. Menentukan perencanaan PVD yang paling efisien (Jarak, pola dan kedalaman PVD) sesuai dengan waktu tercapainya konsolidasi rencana d. Mengontrol waktu penurunan konsolidasi dan volume material PVD setelah dilakukan preloading + PVD.

F. Tahap Pembahasan Tahap ini merupakan tindak lanjut dari tahap analisa data sebelum menarik kesimpulan. Aspek yang ditinjau berkaitan dengan Biaya, Mutu, Waktu dan Manajemen Risiko terhadap 2 metode yang dianalisa yaitu Metode Cermaton dan Metode PVD. Perlu dilakukan kontrol terhadap 2 metode ini sehingga mendapatkan kesimpulan yang dapat menjawab tujuan. Adapun lembar kontrol yang dilakukan adalah : Tabel 7. Kontrol metode Cermaton dan PVD Metode

Desain Optimal

Biaya

Mutu

Waktu

Manajemen Kesimpulan Risiko

Cermaton PVD

G. Tahap Kesimpulan Berdasarkan analisa dan pembahasan, dilakukan penarikan kesimpulan terhadap metode yang lebih efisien pada pekerjaan timbunan tanah proyek Fly Over Teluk Lamong sehingga dapat menjadi masukan untuk desain sebelum melakukan penawaran kepada ouwner.

22

IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

A. Spesifikasi Material Timbunan Material timbunan merupakan timbunan pilihan yang digunakan untuk mendapatkan elevasi rencana. Ketinggian timbunan maksimum pada proyek ini adalah 2 m. Persyaratan tanah timbunan yang harus dipenuhi dalam syarat spesifikasi adalah : - Material timbunan pasir terdiri atas material pasir halus dan kasar serta memiliki kandungan halus (partikel lolos saringan 0,063 mm) - Sudut geser minimum material 30o - Material memiliki koofesien keseragaman yang lebih besar dari 2,5 B. Spesifikasi Material Cermaton Spesifikasi material Cermaton di desain berdasarkan beban timbunan (dead load) dan beban hidup (live load) yang bekerja. - Mutu beton f’c 41,5 Mpa - Matras beton 1400 mm x1400 mm x130 mm - Cerucuk beton 150.150.4000 mm - Joint socket pelat baja 3 mm dengan asphalt coating

Gambar 10. Spesifikasi Cermaton

23

C. Spesifikasi Material PVD - Bahan vertical drain harus cukup kuat dan lentur untuk mencegah terjadinya diskontinuitas akibat tegangan yang timbul selama dan setelah pemancangan atau pemasangan vertical drain sampai selesainya pengaliran air pada tingkat konsolidasinya tercapai - Material vertical drain harus memiliki permeabilitas yang mencukupi - Material vertical drain harus memenuhi standar ASTM 1. Bahan

: polypropylene

2. Berat

: 88 gram/m

3. Lebar

: 100 mm

4. Tebal

: 4 mm

5. Tensile strenght

: 2,7 kN

6. Elongation at break

: 40%

D. Area Galian dan Timbunan Berdasarkan lokasi penyelidikan tanah, maka area galian dan timbunan pada proyek ini adalah : 1. STA 2+500 s/d STA 3+000 Terdapat tambak udang dan tambak garam dengan elevasi eksisting +3,691 m s/d +4,00 m , sehingga didaerah ini ada timbunan dengan elevasi rencana +5,172 m s/d + 6,12 m, timbunan maksimum 2,12 m. Data tanah yang terdekat adalah P 15. 2. STA. 4+500 s/d STA. 4+950 Merupakan kawasan tambak udang dengan elevasi eksisting +5,875 m s/d +6,842 m, timbunan rata – rata 0,8 m s/d 1 m. Data tanah yang terdekat adalah BP 32.

24

E. Analisa Daya Dukung Tanah Analisa dilakukan pada STA 2+500 s/d STA 3+200, berdasarkan hasil penyelidikan tanah lapangan, diperoleh informasi bahwa sebagian besar tanah di area ini didominasi oleh tanah yang lunak hingga medium dengan nilai NSPT antara 2 hingga 5 hingga kedalaman 18 m. Tanah lunak ini terdiri dari tanah lempung dengan plastisitas tinggi, konsistensi lunak s/d sedang hingga kedalaman 17 m. Kedalaman 18 m, nilai NSPT 10 dan kondisi tanah lempung, plastisitas sedang konsistensi kaku s/d sangat kaku. lalu diikuti oleh tanah lempung pasir hingga kedalaman 26 m, lalu didaptkan tanah NSPT 35 pada kedalaman 34 m. (Data NSPT terlampir). Pengujian laboratorium juga dilakukan untuk lokasi ini. 1 tabung UDS diambil pada kedalaman 7.5 m – 8 m dan 19.5 m – 20 m, yaitu pada lapisan lempung kehitaman dan plastisitas tinggi. Hasil pengujian laboratorium menunjukkan bahwa kuat geser tanah pada lapisan lanau organik ini sangat rendah, kurang dari 0.1 kg/cm2, selain itu juga lapisan ini sangat kompressibel, dimana nilai koefisien kompresinya mencapai 1.3, dan nilai angka porinya mencapai 2.94. Dari data uji laboratorium, dihitung kemampuan daya dukung tanah dasar terhadap beban yang akan diberikan yaitu beban timbunan. Timbunan yang mampu dipikul pada tahap awal penimbunan ≤ 27,54 KN/m 2 atau tinggi timbunan berkisar 1.5 m. Langkah yang dapat dilakukan adalah menunggu terjadi konsolidasi akibat preloading dalam jangka waktu tertentu kemudian dilakukan penimbunan kembali. Cara ini butuh waktu yang lama. Tabel 8. Analisa daya dukung tanah dasar Depth m 0 6 12 18 22

Type Clay 1 Clay 1 Clay 1 Clay 2 Clay 3

γ

φ 3

kN/m 14,07 14,07 14,50 13,83 15,50

o

5,15 5,15 5,21 5,49 5,49

c 2

kN/m 3,90 4,50 4,50 5,10 5,10

Keruntuhan Geser Local Nc Nq Nγ 6,7 1,4 0,2 6,7 1,4 0,2 6,7 1,4 0,2 6,7 1,4 0,2 6,7 1,4 0,2

qu kN/m2 27,54 67,43 110,56 137,11 211,29

25

F. Analisa Konsolidasi Akibat Penimbunan 1. Analisa konsolidasi dengan manual sheet Berdasarkan spesifikasi tanah timbunan yang digunakan adalah : 3

Berat Kering (γd)

=

18,5

kN/m

Berat Saturated (γsat )

=

19

kN/m

Kohesi (c)

=

15

kN/m2

φ

=

35

o

Berat air (γw)

=

9,8

kN/m3

Beban Kontainer/Tambahan

=

0

kN/m2

Beban Tanah timbunan

=

46,25

kN/m2

∆P

=

46,25

kN/m2

Tinggi di atas muka air

=

2,5

m

Kedalaman di bawah muka air

=

0

m

=

Beban Tambahan

3

Tabel 9. Analisa Penurunan Konsolidasi Lokasi P15 Depth hi Interval (m) 0 6 6 6 - 12 6 2,5 m 12 - 18 6 18 - 22 4 Table 2. Consolidation Settlement Calculation Fill Height

γ'

po

∆p

(t/m3) 0,43 0,43 0,47 0,40

(t/m2) 1,28 3,84 6,53 8,75 20,41

(t/m2) 4,63 4,63 4,63 4,63 18,50

po + Δp =

Cc/(1+e o) 0,50 0,78 0,89 1,11

∆s (m) 1,99 1,61 1,24 0,82

Settlement (cm) 199,12 360,32 484,44 566,27

38,91

Tabel 10. Analisa rata - rata Cv Fill Depth Height Interval 0 - 6 6 - 12 2,5 m 12 - 18 18 - 22

Soil Type Clay 1 Clay 1 Clay 2 Clay 3

qc 2

(kg / cm ) 5,00 10,00 15,00 22,50

α 3,4654 3,2516 3,0479 2,7610

k Cv (cm / sec) (cm2 / sec) 0,0000001 0,0017 0,0000001 0,0033 0,0000001 0,0046 0,0000001 0,0062 Total

H-equiv Cv*H-equiv (cm) 600,000 1,040 437,987 1,424 369,375 1,689 211,250 1,312 1618,612 5,465

26

H-equivalent

= =

1618,612 cm 16,186 m

Average of Cv

=

0,0034

cm2 / sec

=

0,0292

m2 / day

Tabel 11. Waktu Konsolidasi dan Penurunan Tv

t (years)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 0,008 0,031 0,071 0,126 0,197 0,287 0,403 0,567 0,848

0,0000 0,1969 0,7628 1,7471 3,1004 4,8475 7,0620 9,9164 13,9518 20,8662

% Consolidation

U

Settlement Uv (%) (cm) 0,00 0 18,99 10 37,39 20 56,58 30 75,37 40 94,24 50 113,05 60 131,75 70 150,53 80 169,36 90

t (s)

t (days)

0 6207900 24055614 55095116 97774431 152869547 222708426 312722981 439984938 658037439

0,00 71,85 278,42 637,67 1131,65 1769,32 2577,64 3619,48 5092,42 7616,17

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

Time (years)

Grafik 1. Time Vs Consolidation Perhitungan diatas menunjukan bahwa timbunan tanah h : 2 m pada tanah dasar area STA 2+500 s/d STA 3+000, waktu konsolidasi selama 20,86 tahun. Konsolidasi ini diikuti oleh turunya permukaan timbunan hingga mencapai 169 m. Atas dasar engineering judgement ini perlu dilakukan perbaikan tanah dasar untuk mampu menahan beban yang akan diberikan.

27

2. Analisa Stabilitas, Deformasi dan Konsolidasi dengan Elemen Hingga Timbunan per layer 40 cm dan kondisi tanah berdasarkan hasil pengujian

lapangan

dan

laboratorium,

lalu

dimodelkan

dengan

menggunakan elemen hingga seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 11. Pemodelan dengan elemen hingga Penimbunan dimodelkan dilakukan secara bertahap. Namun pada saat timbunan mencapai elevasi 2,0 m dari elevasi awal, terjadi longsoran. Ini sesuai dengan perkiraan awal, dimana H ijin hanya setinggi 1.5 m.

Gambar 12. Tinggi kritis timbunan 1,5 m

28

Pemodelan dilakukan kembali untuk mengkorelasikan dengan perhitungan konsolidasi pada manual sheet. Asumsi Langkah pada plaxis adalah : -

Melakukan penimbunan layer per layer setinggi 0,4 m, kemudian pemadatan dan timbunan kembali sampai ketinggian timbunan 1,2 m. Setelah itu dibiarkan terjadi konsolidasi akibat preloading selama 40 hari.

Gambar 13. Timbunan h = 1,2 m dan t = 40 hari -

Dilakukan langkah yang sama hingga ketinggian timbunan mencapai 2 m, lalu pada plaxis dimodelkan waktu yang dibutuhkan untuk tercapainya konsolidasi akhir atau minimum pore pressure.

Gambar 14. Konsolidasi minimum pore pressure -

Plaxis melaporkan konsolidasi pada pekerjaan timbunan ini selesai selama lebih dari 9e3 hari atau 25 tahun. Faktor koreksi 16,56% dari perhitungan konsolidasi pada calculation sheet. Settlement yang terjadi pada plaxis 52 cm.

29

G. Analisa Cerucuk Matras Beton Digunakan perkuatan dan perbaikan tanah dasar berupa Cermaton (Cerucuk Matras Beton) untuk meningkatkan stabilitas lereng timbunan dan sekaligus mengurangi magnitude penurunan. Cerucuk dimodelkan sebagai single pile dan didukung oleh plate sebagai matras. Bahu Jalan 2,5 m Embangment 2 m Plate 0.9 x 0.9 m

4

2,5

Mini Pile 0.13x0.13 m

2,5

19

4

2

20

2

1

Plate 0.9x0.9 Mini Pile 0.15x0.15 m CTC 1,5 m

1, 5

1, 5

1, 4

5 1,

Gambar 15. Titik dan konfigurasi rencana Cermaton Prinsip dasar kerja dan perhitungan analisa dari metode Cermaton seperti halnya pada pondasi tiang yaitu dipengaruhi oleh nilai kohesi/lekatan tanah lempung terhadap permukaan tiang serta daya dukung terhadap permukaan tanah pada pelat. Semakin besar nilai kohesi maka semakin besar pula kemampuan tiang dalam memikul beban. Dengan menggunakan cerucuk beton, maka area yang terkompresi semakin kecil, hal ini disebabkan karena cerucuk-cerucuk menerima sebagian besar beban timbunan dan meneruskannya ke lapisan tanah di bawahnya.

30

Adapun analisa daya dukung Cermaton terhadap timbunan pada rencana pembangunan Fly Over Teluk Lamong adalah : Analisa dengan elemen hingga melaporkan bahwa pada tingkat kedalaman 20 m dan CTC 1,5 m kebutuhan Cermaton mampu menahan beban timbunan.

Gambar 16. Perilaku tanah saat konstruksi

Gambar 17. Perilaku tanah saat minimum pore pressure

31

Tahapan konstruksi pada pemodelan di atas adalah sebagai berikut :  Melakukan land clearing area rencana timbunan, termasuk di dalamnya melakukan pembersihan area dari sampah, semak, kayu, dewatering dll.  Melakukan land stripping pada tanah permukaan setebal 0.5 m s/d 1 m.  Melakukan pemancangan Cerucuk Matras Beton ukuran 15 cm x 15 cm dan kedalaman 20 m terbagi dalam 5 segmen lalu dipancang dengan menggunakan drop hammer atau dengan menggunakan back hoe, dipancang dengan jarak CTC 1.0 m

Gambar 18. Tahap pemancangan cerucuk  Melakukan setting matras beton disepanjang area timbunan.  Melakukan pemadatan tanah secara bertahap dengan tebal tiap lapisan maksimum adalah 40 cm. Pemadatan dilakukan hingga 95% dry optimum, dan dengan CBR minimum 6%.

Gambar 19. Tahap setting matras beton dan timbunan Karena tanah di lokasi studi adalah tanah very soft clay - stiff clay pada kedalaman 0.00 m s/d 22.00 m, maka daya dukung hanya ditopang oleh matras beton lalu diteruskan cerucuk beton. Skin friction pada cerucuk melakukan perlawanan terhadap beban timbunan dan beban Cermaton.

32

Untuk memisahkan antara material tanah asli dan material tanah timbunan, maka diperlukan separator yaitu matras beton di atas cerucuk beton. Matras berfungsi sebagai lantai dan memperkaku sistem Cerucuk Matras Beton serta memberikan peranan dalam daya dukung tanah dasar. Proses konsolidasi tidak bisa dihindari dalam tanah lempung lunak, begitu juga dalam metode Cermaton. Konsolidasi yang terjadi yaitu konsolidasi jangka pendek (primary consolidation) dan konsolidasi jangka panjang (secondery consolidation). Primary consolidation terjadi pada saat kegiatan konstruksi dan kegiatan timbunan. Tanah lempung terkonsolidasi akibat perubahan tegangan dalam tanah sehingga air terdesak keluar dan partikel tanah memadat. Besar penurunan akibat primary consolidation < 8 cm. Proses konsolidasi diikuti oleh meningkatnya daya dukung tanah dan berhenti saat tanah dasar mampu menahan beban yang ada yaitu selama 2,7 s/d 7 tahun dengan total penurunan 10 s/d 20 cm. dengan nilai faktor keamanan (SF) : 1,8 Analisa alternatif pola dan konfigurasi Cermaton dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 12. Alternatif desain Cermaton Desain Minimum Dimensi Embankment Δh Tanah No CTC (m) Kedalaman Pore Pressure Cermaton (m) (cm) Cermaton (Tahun) 1 150x150 1,0 2,0 8,0 9 - 230 Koleps 2 150x150 1,0 2,0 12,0 6 - 50 Koleps 3 150x150 1,0 2,0 16,0 15 - 38 17 - 20 4 150x150 1,0 2,0 18,0 25 - 35 15 - 17 5 150x150 1,0 2,0 20,0 8 - 15 2 - 2,7 6 150x150 p = 1; L : 2 2,0 20,0 10 - 25 11 - 14 7 150x150 1,5 2,0 20,0 10 - 20 2,7 - 7 8 150x150 2,0 2,0 20,0 6,6 - 19,5 Koleps

Keterangan Koleps pada saat pekerjaan timbunan Koleps pada saat Minimum Pore Pressure Safety factor 1,4 Safety factor 1,6 Safety factor 2,1 Safety factor 1,5 Safety factor 1,8 Koleps pada saat Minimum Pore Pressure

33

H. Analisa Prefabricated Vertical Drain (PVD) Dalam proses perencanaan ini, waktu tempuh konsolidasi tanah diperhitungkan dalam satuan hari sebagai target pelaksanaan pekerjaan. Langkah-langkah yang ditempuh dalam perencanaan PVD adalah sebagai berikut: a. Perhitungan Diameter Ekivalen PVD Desain dimensi PVD yang dipakai berbentuk persegi panajng, sehingga perlu dilakukan konversi terhadap diameter ekuivalen PVD yaitu :  Panjang (a)

= 10 cm

 Lebar (b)

= 0,4 cm

b. Diameter zona pengaruh PVD Daerah yang terpengaruh oleh PVD disebut diameter ekuvalen silinder tanah, daerah yang dipengaruhi oleh konfigurasi PVD yaitu : de = 1,13 S

(untuk konfigurasi persegi)

de = 1,05 S

(untuk konfigurasi segitiga),

S adalah jarak konfigurasi.

c. Perhitungan Faktor Pengaruh Hambatan Jarak (Fn) Dalam perencanaan PVD, zona pengaruh drainase diasumsikan dalam bentuk lingkaran sempurna yang berbeda dengan kondisi aktual lapangan. Dalam hal ini, perlu diperhitungkan adanya faktor hambatan jarak (Fn) sesuai dengan Persamaan 26 (Rendulic). F(n) =

. ln(n)

di mana : n

= D/d atau R/rd

Maka perhitungan Faktor Pengaruh Hambatan Jarak (Fn) didapatkan :

34

Tabel 13. Faktor pengaruh hambatan (Fn) konfigurasi segitiga Alternatif Jarak (cm) 100 110 120 130 140 150 160 170

de (cm) 106 116,6 127,2 137,8 148,4 159 169,6 180,2

a (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10

b(cm) 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

d (cm) 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62

n 16,010 17,611 19,212 20,813 22,414 24,015 25,616 27,217

Fn 2,085 2,156 2,221 2,280 2,335 2,387 2,435 2,480

Tabel 14. Faktor pengaruh hambatan (Fn) konfigurasi persegi Alternatif Jarak (cm) De (cm) 100 113 110 124,3 120 135,6 130 146,9 140 158,2 150 169,5 160 180,8 170 192,1

a (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10

b(cm) 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

d (cm) 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62

n 17,067 18,774 20,481 22,187 23,894 25,601 27,308 29,014

Fn 2,133 2,204 2,268 2,328 2,383 2,434 2,483 2,528

Perhitungan selanjutnya adalah menghitung waktu tempuh konsolidasi. d. Perhitungan Nilai Tr Tr = (Ch*t)/(4*(n*d)2) Koofesian konsolidasi arah horizontal (Ch) diasumsikan 20% lebih besar dibandingkan nilai Cv atau Ch = 1.2xCv e. Perhitungan Nilai Ur Ur =1-e(-8*Tr/Fn) Ur adalah persentase konsolidasi terhadap waktu, analisanya adalah :

35

Tabel 15. Pola Segitiga, Alternatif jarak 110 cm Waktu (Hari) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Tr (s) 0,0,E+00 3,2,E-02 6,4,E-02 9,7,E-02 1,3,E-01 1,6,E-01 1,9,E-01 2,3,E-01 2,6,E-01 2,9,E-01 3,2,E-01 3,5,E-01 3,9,E-01 4,2,E-01 4,5,E-01 4,8,E-01 5,1,E-01 5,5,E-01 5,8,E-01 6,1,E-01 6,4,E-01

Ur 0,00% 11,26% 21,25% 30,11% 37,98% 44,96% 51,15% 56,65% 61,53% 65,86% 69,71% 73,12% 76,14% 78,83% 81,21% 83,33% 85,20% 86,87% 88,35% 89,66% 90,82%

Dengan analisa diatas dan data tanah dilapangan, didapatkan hasil perhitungan dengan jarak PVD 1,1 meter dan konfigurasi segitiga, target derajat konsolidasi senilai 90 % tercapai pada umur 100 hari. Untuk rencana kebutuhan kedalaman PVD, penulis tidak menemukan analisa yang signifikan. Namun dari beberapa literatur yang didapat, melaporkan bahwa : 1. Kedalaman PVD mensyaratkan pada kedalaman 30