PENURUNAn.pdf
Transcript of PENURUNAn.pdf
12
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Penurunan pada konstruksi teknik sipil akibat proses konsolidasi tanah
pendukung merupakan salah satu aspek utama dalam bidang geoteknik terutama
pada lapisan tanah kohesif lunak. Proses konsolidasi adalah suatu proses disipasi air
pori terhadap fungsi waktu. Pada awalnya teori konsolidasi 1-D ditemukan oleh
Terzaghi (1925), dengan menganggap nilai koefisien konsolidasi (Cv) yang konstan
dan pengaliran yang terjadi satu arah (arah vertikal) selama proses konsolidasi
berlangsung. Biot (1941) mengembangkan teori konsolidasi 1-D dari Terzaghi
dengan menganggap koefisien konsolidasi (Cv), tegangan vertikal efektif dan
kelebihan tekanan air pori yang bekerja merupakan fungsi transient dan pengaliran
yang terjadi selama proses konsolidasi dalam tiga arah (multy dimensional case).
Gambar 1.1 Aliran air pori akibat proses konsolidasi
Universitas Sumatera UtaraUniversitas Sumatera Utara
13
Penanggulangan terhadap penurunan yang besar dan waktu penurunan yang
lama pada tanah lempung lembek yang di bebani merupakan masalah yang harus
diperhatikan karena tanah lunak memiliki kerapatan rongga yang rendah. Umumnya
lapisan tanah lunak terdiri dari tanah yang sebagian besar adalah butir-butir sangat
kecil serta memiliki kemampatan besar dan koefisien permeabilitas yang kecil,
sehingga jika pembebanan konstruksi melampaui daya dukung kritis, maka
kerusakan tanah akan terjadi. Meskipun intensitas beban tersebut kurang dari daya
dukung kritis, dalam jangka waktu yang lama besarnya penurunan akan terus
meningkat, sehingga akan mengakibatkan permukaan tanah di sekeliling konstruksi
naik atau turun, atau terjadi penurunan muka air tanah atau pengeringan air di tengah
konstruksi yang pada akhirnya mengakibatkan kerusakan di sekitar konstruksi.
Berdasarkan hal tersebut di atas perlu diadakan perbaikan pada kondisi tanah
kohesif lunak. Penurunan dapat direduksi dengan menambahkan kerapatan rongga
dari pemampatan partikel tanah. Salah satu cara untuk menanggulangi masalah
tersebut di atas adalah dengan memperbaiki karakteristik tanahnya, antara lain
dengan memasang vertikal drain supaya terjadi aliran drainase ke arah horizontal
disamping aliran ke arah vertikal. Dengan adanya pemasangan vertikal drain tersebut
maka waktu yang diperlukan untuk penurunan tanah tersebut menjadi lebih singkat.
Drain-drain vertikal tersebut bisa diisi pasir (bahan yang permeabilitasnya besar),
atau bisa juga menggunakan sintetik drain berbentuk pita. Vertikal drain
konvensional atau dikenal dengan vertikal sand drain sudah banyak ditinggalkan dan
fungsinya digantikan oleh prefabricated vertikal drain yang menggunakan bahan
geotekstil atau bahan sintetis. Banyak faktor yang mempengaruhi kinerja dari
Universitas Sumatera UtaraUniversitas Sumatera Utara
14
vertikal drain sintetis antara lain bentuk core yang dapat dialiri, geometris core,
tekanan lateral yang bekerja dan lain-lain.
Langkah–langkah yang dilakukan untuk perbaikan tanah dengan metode
vertikal drain adalah 1) Uji laboratorium; pengujian di laboratorium diawali dengan
pengambilan sampel di lapangan dengan menggunakan alat sondir pada titik
pengamatan. Sampel tersebut kemudian dibawa ke laboratorium dan diuji sesuai
dengan prosedur. Dari pengujian tersebut diperoleh parameter-parameter yang
diperlukan sebagai berikut; indeks pemampatan (Cc) dan koefisien konsolidasi (Ch).
2) Perencanaan vertikal drain; data yang diperoleh dari uji di laboratorium
selanjutnya digunakan pada perencanaan vertikal drain. Kemudian diameter dan
jarak kolom dari vertikal drain ditetapkan. 3) Analisa stabilitas dan penurunan;
analisa stabilitas dan penurunan pada tanah perlu dilakukan dalam perencanaan suatu
bangunan terutama pekerjaan konstruksi, dengan tujuan untuk mengetahui keamanan
dari hasil yang direncanakan.
Dalam tugas akhir ini, masalah yang akan ditinjau adalah besarnya penurunan
tanah dan waktu yang diperlukan tanah untuk mendisipasi air pori. Daerah yang akan
ditinjau adalah apron bandara Kualanamu Sumatera Utara. Jenis tanah kohesif lunak
yang ada di apron bandara Kualanamu memiliki kedalaman atau ketebalan 2,5-7,8
meter sehingga penurunan yang akan terjadi cukup besar dan waktu yang diperlukan
untuk mendisipasi air pori juga sangat lama. Oleh karena itu perbaikan tanah kohesif
lunak di apron bandara Kualanamu dilakukan menggunakan timbunan sebagai
preloading dan vertikal drain. Tujuan preloading adalah untuk mengkonsolidasikan
tanah sebagai bearing stratum agar mengalami konsolidasi terlebih dahulu sehingga
menaikkan kuat geser tanah dan prefabricated vertikal drain bertujuan untuk
Universitas Sumatera UtaraUniversitas Sumatera Utara
15
mempercepat proses konsolidasi. Dengan terdisipasinya air pori pada tanah di apron
bandara kualanamu tersebut maka akan meningkatkan kuat geser tanahnya (gain of
strength) sehingga diharapkan tanah di apron bandara Kualanamu dapat memikul
beban yang besar yaitu beban pesawat.
Perhitungan besarnya penurunan tanah yang menggunakan prefabricated
vertikal drain di apron bandara Kualanamu dan waktu yang diperlukan untuk
mendisipasi air pori pada tanah tersebut secara analitik dan menggunakan program
Plaxis. Untuk perhitungan penurunan 1 dimensi dilakukan secara analitik dan untuk
perhitungan penurunan 3 dimensi dilakukan dengan menggunakan program Plaxis.
Perhitungan penurunan 1 dimensi memiliki dua arah pengaliran air pori yaitu
konsolidasi arah vertikal dan konsolidasi arah radial (Barron,1948) .
1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan perhitungan penurunan tanah pada apron bandara Kualanamu dan
lamanya waktu yang diperlukan tanah tersebut untuk mendisipasi air pori secara
analitik dan program Plaxis adalah untuk mengetahui perbandingan penurunan dan
waktu konsolidasi yang diperoleh dari hasil perhitungan secara analitik dan program
Plaxis.
1.3. Metodologi
Penyusunan tugas akhir ini dilakukan dengan metode studi kasus, dimana
data-data yang akan dikelola diperoleh dari hasil test di lapangan maupun test di
laboratorium dari tanah yang ada di apron bandara Kualanamu. Penurunan tanah
pada apron bandara Kualanamu dan waktu yang diperlukan oleh tanah untuk
mendisipasi air pori dihitung dengan dua metode, yaitu dengan menggunakan
Universitas Sumatera UtaraUniversitas Sumatera Utara
16
program Plaxis dan secara analitik. Hasil perhitungan dari kedua metode tersebut
nantinya akan dibandingkan.
1.4. Pembatasan Masalah
Lebar apron bandara Kualanamu adalah 118 meter dan karena keterbatasan
program Plaxis maka lebar apron yang diperhitungkan baik secara analitik maupun
program Plaxis hanya 26,25 meter. Perhitungan besarnya penurunan tanah yang
menggunakan prefabricated vertikal drain di apron bandara Kualanamu yang ditinjau
dimodelkan dengan mengasumsikan kondisi plane strain dengan memperhitungkan
efek smear zone, dan untuk factor drain resistant tidak diperhitungkan sehingga
prefabricated vertikal drain yang dipasang dianggap dapat mengalirkan air pori
secara konstan selama proses konsolidasi. Pemodelan material yang digunakan pada
saat penghitungan dengan program Plaxis adalah model Mohr Coulomb. Dan untuk
perhitungan lama waktu yang diperlukan tanah di apron bandara Kualanamu untuk
mendisipasi air pori ditinjau sampai mencapai derajat konsolidasi 95 persen.
1.5. Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi ini disajikan dalam lima bab dengan sistematika sebagai
berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, tujuan dan manfaat, metodologi,
pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi konsep dan teori tentang vertikal drain, transformasi
tampang vertikal drain, konsolidasi 1-D Terzaghi, konsolidasi
radial, waktu konsolidasi, penurunan (settlement), koefisien
Universitas Sumatera UtaraUniversitas Sumatera Utara
17
konsolidasi pada tanah berlapis, timbunan bertahap, dan tahapan
pada Plaxis.
BAB III :PENURUNAN DAN WAKTU KONSOLIDASI PADA TANAH DI
APRON BANDARA KUALANAMU YANG DIHITUNG SECARA
ANALITIK
Bab ini berisi tentang perhitungan besarnya penurunan dan lamanya
waktu konsolidasi pada tanah di apron bandara Kualanamu yang
dilakukan secara analitik.
BAB IV :PENURUNAN DAN WAKTU KONSOLIDASI PADA TANAH DI
APRON BANDARA KUALANAMU YANG DIHITUNG DENGAN
PROGRAM PLAXIS
Bab ini berisi tentang perhitungan besarnya penurunan dan lamanya
waktu konsolidasi pada tanah di apron bandara Kualanamu yang
dilakukan dengan menggunakan program Plaxis.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran-saran penulis dari hasil
perhitungan secara analisa dan dengan menggunakan program
Plaxis.
Universitas Sumatera UtaraUniversitas Sumatera Utara