Evaluasi Metode Perbaikan Tanah Lunak dengan Kombinasi PVD-PHD pada Jalan Tol Semarang-Demak Paket II

(1)

PHD pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak Paket II

Article in BENTANG Jurnal Teoritis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil · January 2023

DOI: 10.33558/bentang.v11i1.4622

CITATION

1

READS

392 3 authors, including:

Irvita Asri Aini

Universitas Islam Sultan Agung 1PUBLICATION 1CITATION

SEE PROFILE

Hinawan Teguh Santoso Politeknik Pekerjaan Umum 24PUBLICATIONS 17CITATIONS

SEE PROFILE

All content following this page was uploaded by Hinawan Teguh Santoso on 16 January 2023.

The user has requested enhancement of the downloaded file.

(2)

Received: September, 13, 2022 ; Revised: October, 13, 2022; Accepted: October, 20, 2022; Available Online: January, 10, 2023 Copyright@2023. Universitas Islam 45

R es ea rch A rti cl e

Evaluasi Metode Perbaikan Tanah Lunak dengan Preloading Kombinasi PVD-PHD pada Proyek Pembangunan Jalan Tol

Semarang-Demak Paket II

Evaluation of Soft Soil Improvement Methods Using Combination of Preloading and PVD-PHD

on Semarang-Demak II Toll Road Project

Irvita Asri Aini, Eggy Ihza Maulana, Hinawan Teguh Santoso^*

Prodi Konstruksi Jalan dan Jembatan, Politeknik Pekerjaan Umum; Jl. Prof. Sudarto, Tembalang, Kec.

Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah 50277, Indonesia; e-mail: [email protected];

[email protected]; [email protected]

* Korespondensi: e-mail: [email protected]

DOI: https://doi.org/10.33558/bentang.v11i1.4622

ABSTRAK

Kondisi tanah pada Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak Paket II di pesisir utara Pulau Jawa didominasi oleh tanah lunak. Tanah lunak berpotensi menyebabkan problematika seperti permeabilitas rendah, daya dukung yang buruk, serta penurunan jangka panjang yang akan menyebabkan kerusakan pada konstruksi di atasnya di kemudian hari. Oleh karena itu, perlu dilakukan upaya perbaikan tanah lunak tersebut, salah satu metodenya adalah preloading kombinasi PVD-PHD. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi angka penurunan dan waktu tunggu konsolidasi timbunan di atas tanah lunak antara perencanaan dengan pelaksanaan di lapangan.

Metode penelitian dilakukan dengan metode investigasi/survei lapangan untuk mendapatkan data besaran dan waktu penurunan timbunan, serta mengamati dan menemukan kemungkinan penyebab terjadinya perbedaan. Dari kajian ditemukan adanya perbedaan angka penurunan dan waktu tunggu konsolidasi antara perencanaan dengan kondisi aktual di lapangan. Angka penurunan akhir saat derajat konsolidasi mencapai 90% antara perencanaan dengan pelaksanaan terpantau hampir sama, dimana selisihnya sebesar 0,0063 meter atau 2,81%. Namun demikian, ditemukan perbedaan yang signifikan antara waktu tunggu konsolidasi perencanaan dan pelaksanaan, yaitu lebih cepat 28 hari (14,70%) dari perkiraan. Faktor yang mempengaruhi terjadinya perbedaan waktu tunggu konsolidasi antara lain: berat volume timbunan preloading di lapangan lebih besar 1,65 kN/m3 (9,70%) terhadap rencana, elevasi timbunan di lapangan lebih tinggi 0,237 meter (3,36%) terhadap rencana, serta adanya penggunaan drainage well untuk mengalirkan air yang terjebak dalam “trap- zone” di tengah timbunan.

Kata kunci: konsolidasi; preloading; PVD-PHD; tanah lunak; timbunan ABSTRACT

Soil condition in the construction of the Semarang-Demak II Toll Road Project on the northern coast of Java Island is dominated by soft soil. Soft soil has the potential to cause problems such as relatively low permeability, poor bearing capacity, and large long-term settlements that will cause damage to the construction above it in the future. Therefore, it is necessary to improve the soft soil capacity, one of which is the Preloading and PVD-PHD combination method. This study aims to evaluate the value of settlement and consolidation time of embankment on soft soil between design and construction. The research method is carried out by field investigation/survey methods to obtain data on the settlement magnitude and consolidation time of embankment, and find possible causes of differences. The study found that there were differences in the value of the settlement and the consolidation time between the design and actual conditions in the field. The final settlement when the degree of consolidation reached

(3)

Irvita Asri Aini, Eggy Ihza Maulana, Hinawan Teguh Santoso

90% was observed to be almost the same between the design and actual condition, where the difference was 0.0063 meters or 2.81%. However, a significant difference was found between the time of consolidation for design and construction, which was 28 days (14.70%) faster than the estimation time.

Factors that influence the difference in consolidation time, include: the volume weight of the preloading embankment in the field is 1.65 kN/m3 (9.70%) higher than the plan, the embankment elevation in the field is 0.237 meters (3.36%) higher than the design, and the use of drainage well to dissipate water trapped in the “trap-zone” in the middle of the embankment.

Keywords: consolidation; embankment; preloading; PVD-PHD; soft soil

1. PENDAHULUAN

Jalur Pantura (Pantai Utara) merupakan jalur transportasi darat di bagian pesisir utara Pulau Jawa yang dan merupakan salah satu jalur strategis untuk kelancaran roda perekonomian Nasional. Salah satu ruas jalan di Jalur Pantura adalah Jalan Nasional Semarang-Demak yang menghubungkan Kota Semarang dengan Kabupaten Demak, dimana volume lalu lintasnya tergolong cukup tinggi. Banyaknya kendaraan besar dan bermuatan berat yang melintas di ruas jalan tersebut mengakibatkan terjadinya kepadatan dan kemacetan lalu lintas. Selain itu, dampak penurunan muka tanah yang terjadi di sepanjang pesisir utara Pulau Jawa menyebabkan beberapa lokasi jalan tergenang saat banjir rob dan berpotensi menghambat waktu tempuh perjalanan. Saat ini, Pemerintah sedang melakukan Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak yang diharapkan dapat menjadi solusi atas permasalahan tersebut serta mendukung peningkatan konektivitas di wilayah Jawa Tengah bagian utara seperti pelabuhan, bandara, kawasan industri, dan kawasan pariwisata di wilayah Demak dan sekitarnya.

Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak sepanjang 26,7 km terbagi menjadi 2 Paket, yaitu Paket I sepanjang 10,39 km dari Semarang/Kaligawe menuju Sayung dan Paket II sepanjang 16,31 km dari Sayung menuju Demak (Kementerian PUPR, 2022). Trase jalan tol pada Paket I didesain berada di atas laut dan terintegrasi dengan tanggul laut. Adapun Paket II secara umum konstruksinya berada di daratan dengan sebagian trase dibangun di atas tanah lunak dengan karakteristik tanah jenuh dengan kandungan air tinggi, permeabilitas rendah, serta daya dukung dan kuat geser tanah yang rendah. Tanah dengan karakteristik tersebut bila mendapatkan beban konstruksi di atasnya akan mengalami proses pemampatan atau konsolidasi. Konsolidasi pada tanah lunak akan menyebabkan penurunan yang cukup besar dan terjadi dalam jangka waktu yang lama. Namun demikian, pembangunan jalan tol tersebut ditargetkan harus selesai dalam jangka waktu sekitar 3 tahun dan diharapkan dapat segera difungsikan pada akhir tahun 2022.

Tantangan berupa panjang penanganan jalan hampir 17 km dengan waktu terbatas membutuhkan strategi perbaikan tanah dasar untuk mempercepat pekerjaan konstruksi jalan tol tersebut. Pada Paket II, metode perbaikan tanah yang diusulkan menggunakan preloading kombinasi PVD (Prefabricated Vertical Drain) dan PHD (Prefabricated Horizontal Drain).

Penggunaan metode perbaikan tanah dengan preloading kombinasi PVD/PHD telah banyak digunakan pada konstruksi timbunan jalan tol di Indonesia. Penggunaan PVD yang dikombinasikan dengan preloading dipandang cukup optimal sebagai metode perbaikan tanah lunak di Jalan Tol Pejagan-Pemalang (Zhafirah & Amalia, 2019). Ali dan Wulandari melakukan kajian perbandingan perbaikan tanah lunak dengan menggunakan PVD yang dikombinasikan dengan preloading dan vacum pada Jalan Tol Kapal Betung (Kayu Agung – Palembang – Betung). Studi yang sama oleh Rahadian, dkk (2021) menunjukkan perbaikan tanah lunak menggunakan Pre-Fabricated Vertical Drain (PVD) dan geotextile pada Jalan Tol Kertosono - Kediri dapat mengurangi penurunan (settlement) serta meningkatkan faktor angka keamanan pada lereng timbunan di jalan tol tersebut (Ali & Wulandari, 2020).

Dari beberapa kajian terdahulu, penelitian ini difokuskan pada evaluasi penerapan metode preloading kombinasi PVD-PHD di tanah lunak ditinjau dari segi perencanaan dan pelaksanaan di lapangan. Studi kasus dilakukan pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak Paket II di STA 23+800 dengan tujuan untuk mengevaluasi perbedaan besaran penurunan dan waktu tunggu konsolidasi pada timbunan di atas tanah lunak antara perencanaan dengan pelaksanaan di lapangan menggunakan metode preloading kombinasi PVD-PHD. Faktor-faktor penyebab

(4)

p-ISSN: 2302-5891 ISSN: 2579-3187 Vol. 11 No. 1 Januari 2023, 21-36

perbedaan besarnya penurunan dan waktu tunggu konsolidasi akan dikaji dan dibahas, serta diberikan kesimpulan dan saran atas kondisi tersebut.

Tanah Lunak

Tanah lunak merupakan tanah kohesif yang sebagian besar penyusunnya dari butir-butir kecil seperti lempung (clay) dan lanau (silt) (Siska & Yakin, 2016). Tanah lunak pada umumnya terdapat pada dataran rawa, dataran banjir, dataran pasang surut, dan dataran aluvial sungai (Wardoyo et al., 2019). Untuk mengetahui jenis/klasifikasi suatu tanah maka perlu dilakukan pengujian tanah, seperti uji sondir dan uji bor. Sifat-sifat dari tanah lunak meliputi kadar air tinggi, koefisien permeabilitas rendah, kemampatan tinggi, serta gaya geser dan daya dukung rendah yang dapat menyebabkan potensi permasalahan konstruksi berupa penurunan tanah (settlement).

Gambar 1 menunjukkan lokasi pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak Paket II, dimana kondisi eksisting lokasi didominasi oleh jenis tanah lempung lunak.

Sumber: Wardoyo et al, 2019

Gambar 1. Lokasi Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak Paket II Kemampumampatan Tanah (Konsolidasi)

Tanah terdiri dari mineral, kandungan bahan organik, dan berbagai endapan lepas (loose), yang letaknya di atas batuan dasar (bedrock). Ruang di antara partikel-partikel tanah dapat berisi air, udara, ataupun keduanya (Hardiyatmo, 2018a). Apabila suatu lapisan tanah diberikan beban di atasnya, maka akan mengakibatkan pemampatan (konsolidasi) pada tanah tersebut.

Pemampatan tanah terjadi akibat dari adanya deformasi tanah, keluarnya air atau keluarnya udara dari pori tanah, dan relokasi partikel (Das, 1995).

Penurunan (settlement) pada tanah terbagi menjadi 2 (dua) jenis, yaitu: penurunan segera (immediate settlement) dan penurunan konsolidasi (consolidation settlement). Penurunan segera terjadi akibat deformasi elastis dari tanah kering, basah, dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air. Sedangkan penurunan konsolidasi terjadi apabila tanah jenuh yang diberi beban di atasnya menyebabkan keluarnya air pori secara bertahap sehingga mengakibatkan volume tanah berkurang (Das, 1995). Pada umumnya, penurunan tanah dibagi menjadi 3 (tiga) tahapan, yaitu:

a. Pemampatan awal (initial compression), yang disebabkan karena timbunan preload.

b. Konsolidasi primer (primary consolidation), yaitu periode penurunan tanah selama perpindahan tekanan air pori secara kontinu ke dalam tegangan efektif tanah dan sebagai akibat dari keluarnya air dari dalam pori-pori tanah.

c. Konsolidasi sekunder (secondary consolidation), yaitu penurunan tanah yang masih terjadi setelah keluarnya seluruh tekanan air pori dan sebagai akibat dari penyesuaian butir-butir tanah yang bersifat plastis.

(5)

Irvita Asri Aini, Eggy Ihza Maulana, Hinawan Teguh Santoso Sumber: Das, 1995

Gambar 2. Grafik Hubungan Tahapan dan Waktu Konsolidasi Tanah

Gambar 2 menunjukkan hubungan tahapan konsolidasi dan waktu konsolidasi tanah.

Besarnya nilai penurunan dan waktu tunggu konsolidasi akan bervariasi yang dipengaruhi oleh jenis dan ketebalan tanah lunak, permeabilitas atau kemampuan pengaliran, serta intensitas beban yang bekerja (Muntohar, 2004). Tanah lunak dengan permeabilitas rendah menyebabkan proses keluarnya tekanan air pori akibat pembebanan di atasnya terjadi dalam waktu yang lama. Kondisi tersebut berpotensi menjadikan permasalahan jangka panjang terhadap konstruksi di atasnya, sehingga diperlukan metode perbaikan agar penurunan tanah akibat konsolidasi dapat segera tercapai. Proses konsolidasi dinyatakan tercapai apabila nilai penurunan tanah telah mencapai 90% dari nilai konsolidasi primernya atau target derajat konsolidasi 90% (Das, 1995). Hal ini ditandai dengan tidak terjadinya penurunan yang signifikan akibat beban yang bekerja.

Preloading

Preloading merupakan metode perbaikan tanah berupa beban sementara menggunakan tanah timbunan yang diletakkan di atas tanah lunak dan akan dibuang jika konsolidasi pada tanah lunak telah tercapai (Susiazti et al., 2020). Salah satu keberhasilan dari penggunaan metode preloading yaitu perencanaan tinggi timbunan untuk pembebanan sementara. Timbunan preload harus direncanakan sesuai dengan beban kerja (work load) dan beban konstruksi (construction load) yang akan tempatkan di atas tanah dasar. Ilustrasi timbunan preload disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3. Timbunan Preloading

(6)

PVD-PHD

PVD-PHD (Prefabricated Vertical Drain dan Prefabricated Horizontal Drain) merupakan salah satu alternatif metode yang dapat diaplikasikan untuk mengatasi suatu problematika pada tanah lunak (Kuswanda, 2016). Tanah lunak mempunyai kandungan air dan udara yang menempati daerah pori-pori tanah (rongga tanah), metode ini digunakan untuk mempercepat proses keluarnya air dan udara ke atas permukaan tanah secara vertikal melalui PVD dan kemudian dialirkan secara horisontal melalui PHD yang diselimuti dengan pasir (sand ditch).

Sand ditch berfungsi untuk menahan laju aliran air dan udara agar tidak merembes keluar dari PVD sebelum sampai di PHD. Dengan penggunaan metode PVD-PHD tersebut memungkinkan keluarnya air pori dari dalam tanah dengan permeabilitas rendah dapat dipercepat sehingga waktu pemampatan tanah menjadi lebih singkat.

PVD mempunyai bentuk seperti lembaran beralur dengan 2 (dua) bagian, yaitu inti (core) dari bahan polipropilena dan selimut inti (jacket) dari bahan polimer. Inti (core) berfungsi untuk mengalirkan air menuju keluar tanah sedangkan selimut inti berfungsi untuk mencegah masuknya butiran-butiran tanah yang dapat menyumbat atau mengurangi efisiensi aliran air pada inti PVD. Sama halnya dengan PVD, PHD adalah material dengan inti (core) berbentuk seperti pipa yang terbuat dari polipropilena dan diselimuti dengan jacket dari bahan polimer. Ilustrasi PVD dan PHD disajikan pada Gambar 4.

Gambar 4. Prefabricated Vertical Drain (kiri) dan Prefabricated Horizontal Drain (kanan) Pola pemasangan PVD dibagi menjadi 2 (dua), yaitu pola segitiga (triangular pattern) dan pola segi empat (square pattern) seperti terlihat pada Gambar 5.Puspita dan Capri melakukan perbandingan pengaruh pola PVD terhadap penurunan tanah lunak pada Proyek Jalan Tol Palembang-Indralaya (Puspita & Capri, 2017). Konsolidasi menggunakan metode PVD pola segitiga dengan jarak antar PVD 1,0 meter memberikan besar penurunan 1,354 meter dengan waktu tunggu konsolidasi lebih cepat 25 hari jika dibandingkan dengan pola segiempat dengan jarak yang sama. Menurut (Munthe et al., 2021) pemasangan PVD menggunakan pola segitiga pada jarak 1,1 meter memberikan waktu konsolidasi lebih cepat dibandingkan jarak 1,3 meter dan 1,5 meter dengan pola yang sama. Dengan demikian, pola dan jarak pemasangan antar PVD (spasi, s) berpengaruh terhadap waktu konsolidasi yang diperlukan.

Gambar 5. Pola Pemasangan PVD

(7)

Sebelum dilakukan pemasangan PVD, terlebih dahulu dipasang geotextile woven dari bahan polyester atau polypropylene yang tembus air sebagai separator antara butiran tanah eksisting dengan butiran tanah timbunan platform. Selanjutnya dilakukan pemasangan PVD menggunakan mandrel dengan kedalaman, jarak antar PVD, dan pola yang telah ditentukan.

Tahapan berikutnya dilakukan pemasangan PHD dan ditutup dengan lapisan sand ditch. Tahap akhir berupa pemasangan geotextile non-woven sebagai pemisah antara timbunan platform dengan timbunan biasa.

Settlement Plate

Settlement Plate merupakan alat/instrumen geoteknik yang digunakan untuk memonitoring penurunan tanah. Settlement plate umumnya digunakan pada pekerjaan timbunan, lereng, dan galian. Alat ini digunakan untuk memonitor besarnya penurunan yang terjadi akibat pemampatan air pori dan ruang udara yang ada pada tanah asli karena pembebanan preloading (Lilabsari et al., 2019). Proses pengamatan pada settlement plate dilakukan menggunakan dengan alat ukur waterpass. Hasil pengukuran berupa penurunan yang terjadi dan waktu konsolidasi. Kegiatan monitoring penurunan dengan settlement plate disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6. Kegiatan Monitoring Penurunan Tanah dengan Settlement Plate 2. METODE PENELITIAN

Tahap awal penelitian dimulai dengan mencari dan mempelajari literatur dari berbagai buku, jurnal, maupun sumber lain yang relevan. Bersamaan dengan kajian literatur, dilakukan survei lokasi yang akan dijadikan fokus penelitian. Tahap berikutnya berupa pengumpulan data sekunder dan pengambilan data primer. Data sekunder berupa: dokumen dan gambar perencanaan, data penyelidikan tanah (sondir dan bore-log), dan data PVD-PHD. Adapun data primer diperoleh dari uji sandcone dan monitoring settlement plate di lapangan. Setelah semua data terkumpul, dilanjutkan tahapan analisis dan olah data, serta identifikasi faktor penyebab perbedaan. Tahap akhir berupa pembahasan, dilanjutkan dengan penarikan kesimpulan dan saran.

Diagram alir penelitian secara lengkap disajikan pada Gambar 7.

(8)

Gambar 7. Bagan Alir Penelitian

Analisa data dilakukan dengan membandingkan besarnya penurunan dan waktu penurunan antara dokumen rencana dengan aktual lapangan. Apabila didapatkan perbedaan antara 2 (dua) variabel tersebut, langkah selanjutnya menemukan kemungkinan penyebab perbedaan. Penyebab dapat berupa ketidaksesuaian antara pelaksanaan di lapangan dengan dokumen perencanaan berupa: tinggi timbunan, propertis tanah timbunan, ataupun faktor lain dari pengamatan pelaksanaan di lapangan. Perbedaan tinggi timbunan dapat diketahui dengan membandingkan gambar rencana dan monitoring elevasi timbunan di lapangan. Perbedaan propertis tanah timbunan preloading dilakukan dengan membandingkan berat jenis timbunan rencana dengan berat jenis aktual di lapangan berdasarkan hasil uji sandcone. Selain itu, perlu juga dilakukan kajian terhadap faktor penyebab lain akibat adanya inovasi metode oleh pelaksana di lapangan di luar dokumen perencanaan.

Lokasi penelitian dilakukan pada Proyek Jalan Tol Semarang-Demak Paket II dengan mengambil lokasi timbunan pada Zona 4 dengan STA 23+150 – 24+100 (Gambar 8). Data yang digunakan untuk mendukung kajian antara lain: data sondir, data bore-log, dokumen perencanaan embankment, data PVD – PHD, data pengujian sand cone, serta hasil monitoring menggunakan instrumen settlement plate.

Sumber: PT. PP (Persero) Tbk, 2020

Gambar 8. Lokasi Timbunan pada STA 23+150 – 24+100

(9)

Irvita Asri Aini, Eggy Ihza Maulana, Hinawan Teguh Santoso Metode Preloading Kombinasi PVD-PHD

Tahapan metode perbaikan tanah dengan preloading kombinasi PVD-PHD dijelaskan sebagai berikut:

a. Tahap pertama dilakukan pemasangan geotextile woven sebagai separator antara tanah dasar dengan timbunan platform. Setelah geotextile digelar, antar lembaran geotextile satu dengan yang lain dijahit menggunakan alat jahit khusus. Tahapan selanjutnya dilakukan pekerjaan timbunan platform yang berfungsi untuk landasan PVD rig (Gambar 9).

Gambar 9. Pemasangan Geotextile (kiri) dan Timbunan Platform untuk Landasan PVD Rig (kanan)

b. Pekerjaan marking titik PVD sesuai dengan gambar rencana, yaitu pola segitiga dengan jarak antar pola 0,9 meter. Selanjutnya dilakukan setting alat pancang PVD dengan mengganti bucket excavator dengan mandrel. Setelah itu dilakukan pemancangan PVD menggunakan alat mandrel sampai kedalaman rencana, yaitu 22 meter (Gambar 10).

Gambar 10. Setting Alat PVD Rig (kiri) dan Pemancangan PVD

c. Selama dilakukan pemancangan PVD, perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1) Pada bagian bawah ujung mandrel, PVD dikaitkan/dilipat pada pelat angkur baja dengan tujuan agar PVD tidak lepas saat proses pemancangan dan PVD dapat tertanam pada kedalaman rencana.

2) Posisi mandrel ditempatkan pada titik marking yang telah ditentukan.

3) Pemasangan PVD dilakukan dengan mendorong mandrel ke dalam tanah sampai kedalaman rencana menggunakan PVD rig.

4) Setelah PVD mencapai kedalaman rencana, mandrel ditarik ke permukaan tanah. PVD akan tetap berada di dalam tanah karena tertahan oleh pelat angkur baja (Gambar 11).

5) Setelah mandrel sampai pada permukaan tanah, material PVD yang muncul dipotong dengan panjang minimal sesuai gambar rencana (hingga mencapai jalur PHD). Panjang minimal PVD di atas permukaan tanah sebesar 0,7 meter (Gambar 11).

6) Ulangi langkah 1 sampai 5 dari satu titik ke titik lainnya sampai pekerjaan selesai.

(10)

Gambar 11. Pelat Angkur Baja (kiri) dan Kondisi PVD di Permukaan Tanah (kanan) d. Setelah pemasangan PVD selesai, selanjutnya dilakukan penggalian tanah sedalam ± 20 cm untuk penempatan PHD agar tidak rusak. Setiap 2 (dua) baris PVD dipasang sebanyak 1 jalur PHD filter pipe. Penyambungan PVD ke PHD dilakukan dengan membalutkan PVD ke PHD dan diikat dengan tali rafia (Gambar 12).

Gambar 12. Penggalian Lubang untuk PHD (kiri) dan Sambungan PVD- PHD (kanan) e. Setelah PHD filter pipe terpasang, kemudian dilakukan pemasangan PHD main pipe. PHD

main pipe berfungsi untuk menyalurkan air dan udara dari PHD filter pipe ke saluran pembuangan. Penyambungan antara filter pipe dan main pipe dilakukan dengan memasang sambungan pipa segitiga kemudian dibalut dengan geotextil non woven dan ditali dengan rafia. Penyambungan filter pipe dan main pipe harus benar – benar diperhatikan agar tidak terjadi kebocoran air dari PHD (Gambar 13).

f. Kemudian dilakukan penutupan PHD dengan sand ditch, fungsinya untuk menjaga kapasitas aliran air dan udara dari PVD ke PHD tetap optimal. Sand ditch sebagai media bantu untuk mengurangi resiko berkurangnya aliran air dari PVD ke PHD (Gambar 13).

Gambar 13. Penyambungan PHD Filter Pipe ke PHD Main Pipe (kiri) dan Penutupan Sand Ditch (kanan)

(11)

g. Setelah PHD terpasang, kemudian dilakukan penggelaran geotextile non-woven dan dijahit satu dengan yang lain. Geotextile non-woven ini berfungsi sebagai separator antara PVD dengan timbunan biasa (Gambar 14).

h. Tahap terakhir dilakukan penimbunan tanah biasa sebagai timbunan preloading.

Gambar 14. Pemasangan Geotextile Non-woven (kiri) dan Timbunan Preloading (kanan) 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penyelidikan Tanah

Penyelidikan tanah yang dilakukan pada STA 22+850 sampai dengan STA 23+800 menggunakan uji sondir pada titik SI-41 dan uji bor pada titik BH-04 (Gambar 15). Tabel 1 menunjukkan pelapisan dan propertis tanah berdasar hasil penyelidikan tanah, dimana tanah pada layer 1 (0-18 meter) berupa firm clay, layer 2 (18-30 meter) berupa stiff clay, layer 3 (30-42 m) berupa very stiff clay, dan layer 4 (42-50 m) berupa hard clay. Daya dukung rerata tanah pada layer 1 (0-18 m) berdasar uji sondir sebesar 6,26 kg/cm² dan uji SPT sebesar 3, dimana nilai tersebut menunjukkan tanah mempunyai daya dukung rendah. Dengan kondisi dimana kedalaman lapisan tanah dengan daya dukung yang rendah mencapai 18 meter dan nilai koefisien konsolidasi (Cv) sebesar 0,00215 m²/hari, maka tanah berpotensi mengalami penurunan yang cukup besar akibat proses pemampatan atau konsolidasi. Namun demikian, proses pemampatan tersebut akan membutuhkan waktu yang lama sebab jenis tanah clay memiliki nilai permeabilitas yang rendah.

Oleh karena itu, metode perbaikan tanah dengan preloading kombinasi PVD-PHD dirasa cukup tepat untuk mempercepat proses disipasi air pori dari dalam lapisan tanah.

Gambar 15. Peta Lokasi Penyelidikan Tanah

(12)

Tabel 1. Propertis Tanah Pada STA 22+850 s/d STA 23+800

Layer Depth (m)

S1-41 Qc Rerata

(kg/cm²)

BH-04 N-SPT Rerata

(Blows)

Soil type ^sat (kN/m³)

Angka pori, e

Koefisien Konsolidasi, Cv (m²/hari)

Layer 1 0 – 18 6,26 3 Soft clay 14,32 2,396 0,00215

Layer 2 18 – 30 9,31 14 Stiff clay 15,07 1,997 0,00330

Layer 3 30 – 42 - 30 Very Stiff clay 17,34 1,155 0,00530

Layer 4 42 – 50 - 48 Hard clay 17,12 1,266 0,00530

Pemasangan PVD-PHD

Pemasangan Prefabricated Vertical Drain (PVD) pada STA 23+800 dilaksanakan pada kedalaman 22 meter. PVD tersebut dipasang menggunakan pola segitiga dengan jarak spasi antar titk sebesar 0,9 meter. PHD filter pipe dipasang dengan jarak spasi antar pipa sebesar 1,56 meter, sedangkan PHD main pipe dipasang dengan jarak spasi antar pipa sebesar 12 meter. Dimensi dan jarak pemasangan PVD-PHD tersaji pada Tabel 2.

Tabel 2.Dimensi dan Jarak Pemasangan PVD-PHD

Material Jarak spasi Keterangan

PVD 0,9 meter Pola segitiga

PHD Filter Pipe 1,56 meter Ø50 mm

PHD Main Pipe 12,0 meter Ø60 mm

Pelaksanaan Timbunan Preloading

Sumber: PT. PP, 2021

Gambar 16. Potongan Melintang Tipikal Perencanaan Timbunan Preloading (Normal Crown) Rencana elevasi timbunan pada STA 23+800 berdasarkan dokumen perencanaan disajikan pada Gambar 16. Total tebal timbunan adalah jumlah antara tinggi timbunan rencana finish grade, tinggi rencana penurunan, dan tebal timbunan preloading, yaitu sebesar 7,057 meter (Tabel 3).

Tabel 3.Data Perencanaan Elevasi dan Tinggi Timbunan Preloading STA 23+800

Elev.

Eksisting

Elev.

Rencana (subgrade)

Elev.

Finish Grade

Tinggi Timbunan

(m)

Tebal timbunan untuk rencana penurunan

(m)

Tebal preloading

(m)

Total tebal timbunan

(m)

a b c H = b – a H’ = 35% x H Hpreloading Htotal =

H+H’+Hpreloading

+2,170 +6,064 +6,617 3,894 1,363 1,800 7,057

Pekerjaan timbunan preloading dimulai pada bulan Desember 2021 dan selesai pada awal bulan Januari 2022. Selama proses preloading ini, timbunan dimonitor dengan waterpass untuk mengetahui besarnya penurunan yang terjadi. Pengamatan dilakukan satu minggu sekali dan data penurunan diolah untuk kemudian dibuat grafik penurunan terhadap waktu. Untuk proses unloading timbunan dilaksanakan pada bulan Juni 2022 ketika derajat konsolidasi telah mencapai 90%. Hasil monitoring menunjukkan total tebal timbunan yang dilaksanakan pada STA 23+800

(13)

sebesar 7,294 meter. Untuk berat volume tanah timbunan preloading pada dokumen perencanaan diasumsikan sebesar 17,00 kN/m3. Hasil pengujian sandcone di lapangan menunjukkan berat volume tanah timbunan sebesar 18,65 kN/m3. Dengan demikian, terdapat selisih perbedaan berat volume tanah timbunan preloading antara perencanaan dengan lapangan sebesar 1,65 kN/m3.

Monitoring Penurunan dan Waktu Tunggu Konsolidasi

Dalam dokumen perencanaan didapatkan hasil prakiraan total penurunan tanah sebesar 2,237 meter, dengan rincian prakiraan penurunan segera (Se) sebesar 0,511 meter dan prakiraan penurunan primer (Sc) sebesar 1,726 meter pada saat tanah sudah terkonsolidasi 90%. Adapun waktu tunggu untuk mencapai derajat konsolidasi sebesar 90% diperkirakan selama 190 hari atau sekitar 6,3 bulan (Tabel 4).

Tabel 4. Rencana Perkiraan Penurunan dan Waktu Tunggu Konsolidasi Pada STA 23+800

Penurunan segera, Se (meter)

Penurunan primer, Sc (meter)

Total penurunan (meter)

Waktu tunggu, T (hari)

Derajat konsolidasi

0,511 1,726 2,237 190 90%

Gambar 17. Grafik Monitoring Settlement Plate STA 23+800

Besarnya penurunan konsolidasi dilakukan monitoring dengan menggunakan instrumen settlement plate seperti tersaji pada Gambar 17. Konsolidasi dinyatakan sudah memenuhi syarat untuk dilakukan unloading timbunan ketika telah mencapai derajat konsolidasi sebesar 90%.

Waktu tunggu konsolidasi dimulai setelah selesainya proses hampar dan pemadatan timbunan preloading. Pada kondisi aktual di lapangan, lamanya waktu tunggu konsolidasi dimulai dari tanggal 7 Januari 2022 sampai dengan 18 Juni 2022. Dengan demikian, waktu tunggu konsolidasi untuk mencapai derajat 90% pada STA 23+800 adalah selama 162 hari atau ±5 bulan seperti terlihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Penurunan dan Waktu Tunggu Konsolidasi Aktual Pada STA 23+800

Tanggal mulai preloading

Tanggal pengukuran akhir

Penurunan terukur (meter)

Waktu tunggu konsolidasi (hari)

Prakiraan derajat konsolidasi

7 Januari 2022 18 Juni 2022 2,174 162 90%

Berdasarkan Tabel 4 dan Tabel 5, selisih prakiraan total penurunan konsolidasi rencana dengan kondisi aktual lapangan relatif kecil, yaitu sebesar 0,063 meter atau 2,8%. Artinya target total penurunan yang direncanakan saat derajat konsolidasi 90% dapat dicapai di lapangan.

Meskipun demikian, terdapat perbedaan yang cukup signifikan antara waktu tunggu konsolidasi

(14)

dalam perencanaan dengan kondisi aktual di lapangan. Waktu tunggu konsolidasi di lapangan tercapai lebih cepat sekitar 28 hari atau 14,7% jika dibandingkan dengan rencana.

Pembahasan

Dari hasil analisis yang telah dilakukan, ditemukan perbedaan variabel penelitian antara perencanaan dengan kondisi aktual di STA 23+800 yang tersaji pada Tabel 6.

Tabel 6. Perbedaan Besaran Penurunan dan Waktu Konsolidasi Antara Perencanaan dengan Kondisi Aktual di STA 23+800

No. Variabel Perencanaan Aktual Selisih Persentase (%)

1 Penurunan konsolidasi (meter) 2,237 2,174 0,063 2,81

2 Waktu konsolidasi (hari) 190 162 28 14,70

Hasil analisis perencanaan menunjukkan bahwa tanah mengalami konsolidasi 90%

membutuhkan waktu selama 190 hari dengan perkiraan penurunan sebesar 2,237 meter. Namun demikian, hasil monitoring aktual lapangan menunjukkan konsolidasi 90% dapat tercapai selama 162 hari dengan penurunan sebesar 2,174 meter atau hanya selisih 2,81% dari rencana perkiraan penurunan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa proses konsolidasi yang terjadi di lapangan lebih cepat 28 hari (1 bulan) atau 14,70% jika dibandingkan dengan perencanaan.

Penggunaan metode PVD-PHD terbukti cukup efektif mempercepat waktu konsolidasi yang terjadi pada timbunan di atas tanah lunak (Dewi et al., 2020).

Berdasarkan pengamatan dan kajian penulis, terdapat beberapa faktor yang kemungkinan menjadi penyebab perbedaan proses konsolidasi tanah dengan metode preloading kombinasi PVD-PHD antara perencanaan dengan kondisi aktual pada studi kasus yang diteliti. Rangkuman beberapa faktor penyebab tersebut tersaji pada Tabel 7.

Tabel 7. Faktor Penyebab Perbedaan Konsolidasi antara Perencanaan dengan Kondisi Aktual

No. Parameter Perencanaan Aktual Selisih Persentase (%)

1 Berat volume timbunan preloading (kN/m³) 17,00 18,65 1,65 9,70

2 Tebal timbunan (m) 7,057 7,294 0,237 3,36

3 Drainage well Tidak Ya - -

Dilihat dari selisih berat volume timbunan preloading rencana dengan berat volume dari hasil uji sandcone, yaitu sebesar 1,65 kN/m3 atau 9,70%, dimana parameter ini cukup berpengaruh terhadap percepatan waktu tunggu konsolidasi. Selain itu, selisih antara tinggi total timbunan rencana dengan pelaksanaan di lapangan sebesar 0,237 meter atau 3,36%. juga berpengaruh terhadap perbedaan waktu konsolidasi yang terjadi. Semakin besar volume dan tinggi tanah timbunan preloading di lapangan maka akan memberikan tambahan beban yang lebih besar terhadap tanah lunak di bawahnya, sehingga proses konsolidasi terjadi secara lebih cepat. Penggunaan tanah timbunan sebagai preloading selain dapat mempercepat proses penurunan konsolidasi primer, juga meningkatkan kuat geser tanah dasar (Hardiyatmo, 2018b)

Dari pengamatan di lapangan, ditemukan faktor lain yang cukup signifikan berdampak namun tidak terdapat dalam dokumen perencanaan, yaitu adanya pembuatan lubang galian di tengah-tengah timbunan. Lubang-lubang galian tersebut difungsikan sebagai sumuran drainase (drainage well). Pembuatan lubang sumuran ini merupakan inovasi dari Pelaksana di lapangan karena ditemukannya fenomena“trap-zone” pada timbunan seperti tersaji pada Gambar 18.

“Trap-zone” merupakan kondisi dimana air dari keluar dari PVD-PHD terjebak di tengah timbunan sebagai akibat penurunan tanah yang tidak seragam antara sisi tengah dan tepi timbunan sehingga air tersebut terkumpul pada cekungan di tengah timbunan.

(15)

Irvita Asri Aini, Eggy Ihza Maulana, Hinawan Teguh Santoso Sumber: www.americandrainagesystems.com

Gambar 18. Ilustrasi “Trap-Zone” di Tengah Timbunan Preloading

Penggunaan sumuran drainase dimaksudkan untuk mengeluarkan air yang terjebak di tengah-tengah timbunan. Air yang berada di lokasi “trap zone” tersebut nantinya akan dikeluarkan dengan cara dipompa dan dibuang menuju saluran pembuangan air yang berada di luar area timbunan (Almeida & Marques, 2013). Sumuran drainase dibuat dengan ukuran bervariasi dengan catatan pekerja dapat melakukan instalasi pompa ke dalam sumuran. Untuk kedalaman sumuran sendiri ditentukan hingga elevasi timbunan top platform dan sumuran ini dibuat pada jarak setiap 200 meter. Namun demikian, dimensi dan kedalaman drainage well tersebut belum didukung oleh perencanaan teknis yang memadai, serta debit air yang dipompa melalui drainage well juga belum terukur dengan baik. Gambar 19 menunjukkan dokumentasi sumuran drainase (drainage well) yang dibuat di lapangan.

Gambar 19. Sumuran Drainase (Drainage Well) 4. KESIMPULAN

Dari hasil kajian yang telah dilakukan terhadap metode perbaikan tanah preloading kombinasi PVD-PHD di STA 23+800, ditemukan adanya perbedaan variabel konsolidasi antara perencanaan dengan kondisi aktual di lapangan. Besaran penurunan saat derajat konsolidasi tercapai 90% antara perencanaan dan lapangan terlihat hampir sama, dimana hanya terdapat selisih sebesar 0,0063 meter atau 2,81%. Artinya, target penurunan yang diharapkan antara perencanaan dan lapangan sudah tercapai. Namun demikian, waktu konsolidasi yang dibutuhkan terdapat selisih yang cukup signifikan antara perencanaan dan lapangan, yaitu lebih cepat 28 hari (14,70%) dari perkiraan awal perencana. Beberapa faktor pendukung yang mempengaruhi terjadinya perbedaan laju konsolidasi tersebut antara lain: berat volume timbunan preloading di lapangan ditemukan lebih berat 1,65 kN/m³ (9,70%) terhadap berat volume timbunan rencana, elevasi timbunan di lapangan lebih tinggi 0,237 meter (3,36%) terhadap tinggi timbunan rencana, serta adanya pembuatan sumuran drainase (drainage well) yang berfungsi untuk mengeluarkan

(16)

air yang terjebak dalam “trap-zone”. Asumsi parameter tanah yang digunakan saat perencanaan sebaiknya didasari oleh data hasil penyelidikan tanah di lapangan sehingga akan didapatkan luaran hasil perencanaan yang lebih akurat. Selain itu, penerapan inovasi di lapangan berupa sumur drainase (drainage well) sebaiknya didukung dengan kajian teknis yang komprehensif serta diperhitungkan sejak perencanaan awal. Dengan demikian, keuntungan dari percepatan waktu tunggu konsolidasi dapat diketahui lebih awal dalam kaitannya dengan penyusunan schedule pekerjaan secara menyeluruh.

REFERENSI

Ali, R., & Wulandari, S. (2020). Perbaikan Tanah Lempung Lunak Dengan Metode Prefabricated Vertical Drain (PVD. Jurnal Poli-Teknologi, 19(2), 197–206.

https://doi.org/10.32722/pt.v19i2.2745

Almeida, M. D. S. S., & Marques, M. E. S. (2013). Design and Performance of Embankments on Very Soft Soils (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/b15788

Das, B. M. (1995). Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) (N. E. Mochtar & I.

B. Mochtar (eds.); Trans. (trans.); 1st ed.). Penerbit Erlangga.

Dewi, K., Priadi, E., & Faisal, A. (2020). Analisis Konsolidasi Tanah Lunak Akibat Pekerjaan PVD-PHD di Area Runway Bandara Supadio. JeLAST: Jurnal PWK, Laut, Sipil, Tambang, 7(3). https://doi.org/10.26418/jelast.v7i3.42782

Hardiyatmo, H. C. (2018a). Mekanika Tanah I, Cetakan 2 Edisi 7. Gadjah Mada University Press.

Hardiyatmo, H. C. (2018b). Mekanika Tanah II, Cetakan 1 Edisi 6. Gadjah Mada University Press.

Kuswanda, W. P. (2016). Perbaikan Tanah Lempung Lunak Metoda Preloading Pada Pembangunan Infrastruktur Transportasi di Pulau Kalimantan. Seminar Nasional Geoteknik 2016, 188–207. https://ppjp.ulm.ac.id/journal/index.php/infoteknik/article/view/3064/2618 Lilabsari, Z. F., Munawir, A., Zaika, Y., & Kuswanda, W. P. (2019). Evaluasi Kinerja Perbaikan Tanah Lunak Dengan Menggunakan Preloading dan Prefabricated Vertical Drain (PVD).

Rekayasa Sipil, 12(2), 112–117.

Munthe, D. A., Roesyanto, & Iskandar, R. (2021). Analisis Pengaruh Jarak Pemasangan PVD Terhadap Derajat Konsolidasi Pada Konstruksi Timbunan. Jurnal Syntax Admiration, 2(3), 399–412.

Muntohar, A. S. (2004). Penurunan Konsolidasi Embankment di Atas Tanah Lempung Lunak.

Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, 7(2), 111–125.

Puspita, N., & Capri, A. (2017). Analisa Penurunan Tanah Lunak dengan Beberapa Metode Konsolidasi Pada Proyek Jalan Tol Palindra. Jurnal Penelitian Dan Kajian Bidang Teknik Sipil, 6(1), 17–24.

Siska, H. N., & Yakin, Y. A. (2016). Karakterisasi Sifat Fisis dan Mekanis Tanah Lunak di Gedebage. Jurnal Online Institut Teknologi Nasional, 2(4), 44–55.

Susiazti, H., Widiastuti, M., & Widayati, R. (2020). Analisis Penurunan Konsolidasi Metode Preloading dan Prefabricated Vertical Drain (PVD). Teknologi Sipil, 4(1), 1–8.

Wardoyo, Sarwondo, Destiasari, F., Wahyudin, Wiyono, Hasibuan, G., & Sollu, W. P. (2019).

(17)

Atlas Sebaran Tanah Lunak Indonesia (Andiani, Sugalang, D. Murdohardono, &

Kardiyanto (eds.)). Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral.

Zhafirah, A., & Amalia, D. (2019). Perencanaan Preloading Dengan Penggunaan Prefabricated Vertical Drain Untuk Perbaikan Tanah Lunak Pada Jalan Tol Pejagan-Pemalang. Potensi:

Jurnal Sipil Politeknik, 21(1), 10–18.

View publication stats