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


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


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


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


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.


Documents

PENURUNAn.pdf