Perancangan Vertical Drain

LAPORAN

MEKANIKA TANAH II

PERANCANGAN VERTIKAL DRAIN

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah Mekanika Tanah II yang diampu oleh

Herwan Darmawan, S.T, M.T Zakwan Gusnaidi, S.T , M.T

Disusun oleh : Aria Noer Yusnia Putra

2003807

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

DEPARTEMEN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG

2021

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Aria Noer Yusnia Putra NIM : 2003807

Prodi : Teknik Sipil A 2020

Menyatakan bahwa dalam proses mengerjakan tugas mata kuliah “Mekanika Tanah II” tentang analisis stabilitas lereng ini tidak ada proses mencontek dan menjiplak hasil pekerjaan orang lain.

Melainkan hasil dari pekerjaan sendiri.

Demikian lebar pernyataan ini dibuat untuk dapat dipertanggung jawabkan di kemudian hari.

Bandung, November 2021

Aria Noer Yusnia Putra NIM 2003807

KARTU ASISTENSI

NAMA : Aria Noer Yusnia Putra NIM : 2003807

KELAS : Teknik Sipil A

Tanggal Progres Belum

Dikerjakan Revisi

3 Des 1. Penambahan

parameter tanah Cc dan Cv

2. Perhitungan Bearing Capacity 3. Perhitungan

Distribusi Tegangan

- 1. Hitung juga

nilai daya dukung di tanah clay-soft (lapis 4) dan cek FKnya

2. Kasih keterangan ditiap parameter persamaan dan rumus

3. Hitung distribusi tegangan ditengah lapisan, (missal tanah layer 3 dilapisan 4,5 jadi hitung distribusi tegangan di tengah- tengahnya (di 4,25)

4. Di judul bearing capacity

harusnya tulis “sebelum”

perbaikan 5. Distribusi

tegangan dikali

2 6. Rumus

Interpolasi dijabarin jangan rumus excel 7. Keterangan

satuannya jangan lupa untuk ditambahkan.

10 Des 1. Penambahan

parameter tanah Cc dan Cv (revisi) 2. Perhitungan

Bearing Capacity 3. Perhitungan

Distribusi Tegangan (revisi) 4. Penurunan

Konsolidas i

5. Nilai Penurunan Tanpa PVD

1. Penggunaan phi di nilai 0 karena nilai 0 kondisi paling kritis 2. Tabel distribusi

tegangan di balik

3. Tabel penurunan tanpa PVD di benarkan sesuai dengan

penurunan konsolidasinya.

17 Des 1. Revisi dan

penambahan dari asis sebelumnya 2. Menentukan

penurunan dengan PVD

3. Mengetahui perbandingan penurunan tanpa PVD dan dengan PVD

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena telah

memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan laporan ini dengan tepat waktu.

Dalam penulisan laporan, tidak sedikit hambatan yang dihadapi dan penulis menyadari bahwa makalah ini jauh dari kata sempurna. Dalam penulisan laporan, penulis merasa masih banyak kekurangannya, baik dalam penulisan maupun materinya. Untuk itu, kritik dan saran dari semua pihak penulis harapkan demi penyempurnaan penulisan laporan.

Dalam penyelesaian laporan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tidak terhingga kepada semua pihak yang telah memberikan bantuannya sehingga dapat memperlancar proses pembuatan laporan.

Bandung, Desember 2021

Penulis

DAFTAR ISI

KARTU ASISTENSI ...

KATA PENGANTAR...

DAFTAR ISI...

DAFTAR GAMBAR...

DAFTAR TABEL...

DAFTAR LAMPIRAN...

BAB I PENDAHULUAN...

A. Latar Belakang 1

B. Rumusan Masalah 1

C. Tujuan Penulisan 1

D. Metode Penulisan 2

E. Sistematika Penulisan 2

BAB II LANDASAN TEORI ...

A. Konsolidasi Tanah 3 B. Penurunan Tanah 4

C. Kecepatan Waktu Penurunan 4 D. Perbaikan Tanah PVD 5

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN...

A. Stratifikasi Tanah 8

B. Parameter Tanah 13

C. Compressibility Coefficients (Cc) & Koefisien Konsolidasi (Cv)………28 D. Daya Dukung Tanah Sebelum Perbaikan……….32 E. Distribusi Beban 34

F. Penurunan Konsolidasi 37

G. Penurunan Tanpa PVD 39

H. Penurunan Dengan PVP 45

I. Perbandingan PK 48

BAB IV PENUTUP...

A. Kesimpulan 74 B. Saran 75

DAFTAR PUSTAKA...

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

DAFTAR LAMPIRAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanah merupakan bahan bangunan yang berasal dari alam, berupa bumi ini yang terdiri dari air, udara dan butir-butir tanah yang padat, dimana bagian yang berisi dengan air dan udara disebut dengan rongga atau pori.

Tanah yang strukturnya terbentuk oleh pasang surut dengan kondisi tanah lunak, sehingga berpotensi mengalami penurunan akibat konsolidasi. Untuk penanganan permasalahan tersebut, diperlukan pengetahuan tentang perbaikan tanah. Salah satu metode yang sering digunakan pada saat sekarang ini adalah perbaikan tanah dengan beban awal (preloading) yang dikombinasikan dengan drainase vertikal yang terbuat dari serat sintetis. Agar dapet mengetahui besar penurunan serta lama penurunan akibat adanya metode perbaikan tanah lunak diatas, serta dapat membandingkan hasil perhitungan secara analitis dengan software.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat diidentifikasi masalah pada laporan ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana hasil dari perhitungan parameter tanah?

2. Bagaimana hasil Stratifikasi Tanah?

3. Bagaimana memperbaiki tanah lunak dengan metode PVD?

1.3 Tujuan

1. Agar mengetahui hasil dan perhitungan Parameter Tanah 2. Agar mengetahui hasil Stratifikasi Tanah

3. Agar mengetahui seberapa besar dan seberapa lama penurunan akibat metode perbaikan tanah lunak diatas

1.4 Metode Penulisan 1. Studi Pustaka

Dilakukan dengan cara mengumpulkan dan menghimpun data-data dari pustaka referensi dan dalam penggunaan dasar teori yang telah dilakukan.

2. Analisis Data

Analalisis data merupakan penghipunan dari kenytaan yang ada pada metode penelitian kemudian digambarkan secara sistematis sehingga akan lebih menjelaskan lagi fakta-fakta yang saling berhubungan.

3. Menarik Kesimpulan

Menarik kesimpulan merupakan tahapan akhir yang berisi penyelesaian dari masalah yang ada dan membentuk suatu kesimpulan.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam pembuatan laporan ini adalah sebagai berikut BAB I PENDAHULUAN

Bab pendahuluan berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan, metode penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II PEMBAHASAN

Bab landasan teori berisikan mengenai teori yang berupa pengertian atau definisi yang sesuai dengan judul laporan atau materi yang dibahas

BAB III PERENCANAAN STABILITAS LERENG

Bab perencanaan berisikan mengenai perencanaan menganai analisis stabilitas lereng.

BAB IV PENUTUP

Bab penutup berisikan mengenai kesimpulan dari pembahasan yang telah dijelaskan sebelumnya, serta saran.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Konsolidasi Tanah

Konsolidasi tanah adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan-lahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus sampai kelebihan tegangan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar-benar hilang.

Pada umumnya, tahapan konsolidasi dapat ditunjukkan oleh grafik hubungan antara pemampatan dan waktu. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa ada tiga tahapan yang berbeda yang dapat dijalankan.

Tahap I : Pemampatan awal (initial compression), yang pada umumnya terjadi disebabkan oleh pembebanan awal (preloading).

Tahap II : Konsolidasi primer (primary consolidation), yaitu periode selama tegangan air pori secara lambat laun dipindahkan ke dalam tegangan efektif, sebagai akibat dari keluarnya air dari pori-pori tanah.

Tahap III : Konsolidasi sekunder (secondary consolidation), yaitu terjadi setelah tegangan air pori hilang seluruhnya. Pemampatan yang terjadi adalah disebabkan oleh penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah setelah konsolidasi primer.

Gambar 1. Konsolidasi Tanah 2.2 Penurunan Tanah

Penambahan beban vertikal di atas permukaan tanah akan menyebabkan penurunan (settlement).

Besarnya penurunan yang terjadi pada lapisan tanah yang diakibatkan adanya beban, adalah merupakan penjumlahan dari tiga komponen penurunan sebagai berikut :

St = Si + Sc + Ss Keterangan :

- St = penurunan total (m) - Si = penurunan segera (m)

- Sc = penurunan akibat konsolidasiprimer (m) - Ss = penurunan akibat konsolidasisekunder (m)

Namun, dalam penelitian ini untuk nilai Ss tidak dihitung karena dianggap nilainya relatif kecil.

sehingga dapat diabaikan.

2.3 Kecepatan Waktu Penurunan

Untuk mengetahui kecepatan penurunan konsolidasi didapat dari penurunan matematis dengan asumsi tetap berpegang kepada teori konsolidasi satu dimensi.

Keterangan :

- Tv = faktor waktu

- Cv = koefisien konsolidasi - t = waktu

- h = tebal lapisan tanah (m) 2.4 Perbaikan Tanah PVD

Pada perbaikan tanah dengan metode pembebanan awal, masalah yang timbul adalah lamanya proses waktu penurunan. Hal ini sering terjadi pada lapisan tanah yang cukup dalam dan mempunyai permeabilitas rendah. Untuk mengatasi cara yang digunakan adalah membuat saluran vertikal yang mempunyai permeabilitas tinggi, sehingga memberi fasilitas kepada air pori untuk mengalir melalui lintasanlintasan yang berarah radial pada saluran vertikal tadi.

Saluran vertikal ini disebut drainase vertikal (vertical drain).

Cara kerja dari metode PVD ini adalah dengan mempermudah dalam mengalirkan air dan udara yang berada pada lapisan tanah lunak pada kedalaman yang sulit untuk air dan udara tersebut keluar dalam waktu yang singkat sehingga digunakanlah metode PVD ini guna mempercepat keluarnya air dan udara tersebut dari dalam tanah secara vertikal.

Adanya vertical drain waktu konsolidasi menjadi lebih cepat, karena vertical drain memperpendek panjang drainase yang ditempuh air pori menuju lapisan porous, yaitu air pori terutama akan mengalir ke arah horizontal untuk menuju vertical drain selain ke arah vertikal.

Prinsip kerja PVD (vertikal drain) adalah sebagai berikut:

- Memperpendek jalur keluar air, jalurnya menjadi horizontal menuju material vertical drain - Memanfaatkan nilai permeabilitas tanah lempung yang lebih baik pada arah horizontal

Salah satu cara untuk memotong waktu konsolidasi adalah dengan memakai Prefabricted Vertical Drain. Tujuan dari penggunaan PVD adalah untuk mempercepat proses disipasi tekanan air pori berlebih (excess pore water pressure) dengan bantuan beban pre-loading, sehingga proses penurunan menjadi lebih singkat. Penggunaan PVD efektif meningkatkan kuat geser tanah secara cepat dan penurunan primer yang hampir selesai saat konstruksi.

Laju konsolidasi yang rendah pada lempung jenuh dengan permeabilitas rendah, dapat dinaikkan dengan menggunakan drainasi vertikal (vertical drain) yang 12

memperpendek lintasan pengaliran dalam lempung. Kemudian konsolidasi terutama diperhitungkan akibat pengaliran horizontal radial, yang menyebabkan disipasi kelebihan tekanan air pori yang lebih cepat, pengaliran vertikal kecil pengaruhnya.

Gambar 5 Prefabricted Vertical Drain

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Stratifikasi Tanah

Dari hasil lapangan yang berupa boring log NBH 14 dan NBH 15 yang di lakukan di jalan Tol Bengkulu pada tanggal 14 Desember 2020 sampai kedalaman 30 yang selanjutnya dara tanah tersebut di sederhanakan dengan dibuat strafikasi tanah dengan mengklasifikasikannya sesuai dengan jenis tanah yang lalu diklasifikasikan berdsarkan sifat tanah tersebut , kita dapat meklasifikasikan sifat dari tanah dengan melihat nilai dari NSPT data tanah tersebut.

Gambar 3. Stratifikasi Tanah Bor 14

Gambar 4. Stratifikasi Tanah Bor 15

Gambar 5. Stratifikasi Tanah Bor 14 & 15

Bersumber dari Handboock berjudul Fundamental of Geotechnical Engineering 3rd Edition : Braja. M.Das, Hal. 54 didapat data klasifikasi kekuatan tanah dengan nilai SPT sebagai berikut

Tabel . Stratifikasi Tanah di Lokasi Pengukuran Dengan Bor NBH - 14

NO Kedalaman Nama Lapisan Jenis Lapisan NSPT

1 0 - 3,5 M Silty Clay Very Stif 35

2 3,5 - 6 M Silty Clay Sof 3

3 6 - 8 M Silty Clay Stif 12

4 8 - 24 M Clayey Silt Hard 53

5 24 - 29 M Sandy Silt Very Dense 60

Tabe2 . Stratifikasi Tanah di Lokasi Pengukuran Dengan Bor NBH – 15

NO Kedalaman Nama Lapisan Jenis Lapisan NSPT

1 0 - 2 M Sand With a Few Silty Clay Loose 9

2 2 - 4 M Gravelly Sand Dense 31

3 4 - 5,5 M Clayey Silt Sof 2

4 5,5 - 11,5 M Clayey Silt Firm 5

5 11,5 - 29 M Clayey Silt Hard 60

Berdasarkan Handbook Fundamental of Geotechnical Engineering 3rd Edition : Braja. M. Das, Hal : 340 , penentuan lapisan tanah dapat dikategorikan seperti pada table dibawah ;

Berdasarkan dari tabel yang sudah dicantumkan di atas maka lapisan-lapisan tanah di proyek tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut :

Pada Bor NBH-14 :

Layer 1 : Tanah pada kedalaman 0 – 3,5 m termasuk ke dalam jenis tanah silty clay dengan kategori Very Stiff.

Layer 2 : Tanah pada kedalaman 3,5 – 6 m termasuk ke dalam jenis tanah silty clay dengan kategori soft

Layer 3 : Tanah pada kedalaman 6 – 8 m termasuk ke dalam jenis tanah silty clay dengan kategori stiff

Layer 4 : Tanah pada kedalaman 8 – 24 m termasuk ke dalam jenis tanah clayey silt dengan kategori hard

Layer 5 : Tanah pada kedalaman 24 – 29 m termasuk ke dalam jenis tanah sandy silt dengan kategori very dense

Pada Bor NBH-15 :

Layer 1 : Tanah pada kedalaman 0 - 2 m termasuk ke dalam jenis tanah sand with a few silty clay dengan kategori loose

Layer 2 : Tanah pada kedalaman 2 – 4 m termasuk ke dalam jenis tanah gravelly sand dengan kategori dense

Layer 3 : Tanah pada kedalaman 4 – 5,5 m termasuk ke dalam jenis tanah clayey silt dengan kategori soft

Layer 4 : Tanah pada kedalaman 5,5 – 11,5 m termasuk ke dalam jenis tanah clayey silt dengan kategori firm

Layer 5 : Tanah pada kedalaman 11,5 – 28 m termasuk ke dalam jenis tanah clayey silt dengan kategori hard

3.2 Parameter Tanah

3.2.1 Menghitung Nilai n dan sat

Bersumber dari Handbok of Geotechnical Investigation and Design Tables, Look, B.

2007 Schmertmann, 1970 , korelasi nilai NSPT dengan n untuk jenis tanah Clay dan Sand ialah sebagai berikut :

Tabel 3. Korelasi NSPT terhadap n

Untuk tanah tipe Sand untuk kategori Very loose dan loose memiliki batas interpolasi untuk mencari n secara berturut-turut taitu 15-16 dan 16-17. Dengan adanya patokan diatas penulis dapat mengira-mengira ( Forecast ) nilai n/ unsat dengan melihat nspt dan patokan pada tabel diatas :

Contoh perhitungan untuk mendapatkan sat

Layer 1 Sand [N Value : 9]

(9−0)

(60−0)= (x−1.5) (1.9−1.5) x−1.5=9(0.4)

60

x=1.56t/m³=15.6kN/m³ sat=1.1× x=17.2kN/m³

Berikut Grafik ysat dengan kedalaman

Grafik ysat terhadap kedalaman

Tabel 4 . Perhitungan Gamma

3.2.2 Korelasi nilai Nspt terhadap nilai Kohesi (Cu)

Nilai Kohesi (Cu) menunjukkan besarnya kohesi tanah dalam kondisi tak terdraenase undrained shear strength (Cu). Dari Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables, Look,B. 2007, diperoleh table dibawah ini.

Tabel . Penentuan Nilai Cu Tipikal

Tabel 5. Korelasi Cu

Lankah selanjutnya jika kita sudah selesai mengklasifikasikan tanah berdasarkan jenisnya serta menentukan kedalaman dan Nspt , maka Langkah selanjutnya yang kita lakukan adalah menentukan nilai Cu dengan cara menugasumsikan nilai X sama dengan 5 lalu dimasukan ke dalam rumus berikut :

Cu = Nspt x X

Karena layer 1 dan 2 jenis tanah nya adalah sand maka nilai Cu = 0

 Layer 3

Cu = 2 x 5

= 10

 Layer 4

Cu = 5 x 5

= 25

 Layer 5

Cu = 60 x 5

= 300

Setelah mengetahui niai Cu dari masing – masing layer Langkah berikut nya kita mencari Cu tipikal dengan melihat berdasarkan tabel dibawah ini , yang ditentukam berdasarkan besar Nspt nya .

 Layer 3 Nspt = 2

Maka jika kita lihat dari Nstp nya layer ini maka dapat di peroleh Cu tipikal = 12 – 25 kpa

 Layer 4 Nspt = 5

Maka jika kita lihat dari Nstp nya layer ini maka dapat di peroleh Cu tipikal = 12 – 25 kpa

 Layer 5

Nspt = 60

Maka jika kita lihat dari Nstp nya layer ini maka dapat di peroleh Cu tipikal = >200 kpa

Selanjutnya kita akan menentukan Cu desain dengan rumus Cu =Cu desain , maka dapat di peroleh

 Layer 3

Cu = Cu desain 10 = 10

 Layer 4

Cu = Cu desain 25 = 25

 Layer 5

Cu = Cu desain 300 = 300

3.2.3 Korelasi nilai Nspt terhadap nilai Cu efektif (C’)

Dari Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables, Look,B. 2007, diperoleh table dibawah ini.

Tabel data di atas bis akita jadikan acuan dalam menvari nilai C’ pada layer – layer tanah Contoh perhitungan untuk mendapatkan C’

Layer 2 Clay [N Value : 31]

(31−10)

(40−10)=(x−20) (50−20) x−20=21(30)

30

x=41kPa=41kN/m² C '=4 1kN/m²

Berikut adalah grafik C’ terhadap kedalaman

Grafik C’ terhadap kedalaman Tabel 6 . KorelasiCheff

3.2.4 Nilai Sudut Kuat Geser

Nilai sudut geser dalam ini dapat kita cari dengan melakukan interpolasi antara interval nilai sudut geser dengan nilai SPT dari tanah itu sendiri , kita dapat melihat tabel di bawah ini

Data sudut geser dalam yang dihasilkan bis akita lihat di tabel di bawah ini Tabel 7 .Korelasi Phi

Contoh perhitungan untuk mendapatkan nilai sudut geser ɸ Layer 2 Sand [N value : 31]

(31−30)

(50−30)= (x−40) (45−40) x−40=1(5)

20 x=40.25° ɸ=40.25°

Berikut adalah grafik PHI terhadap kedalaman

Grafik phi terhadap kedalaman

Untuk mencari nilai kuat geser untuk sand sudah ada ketentuan rumus yang dapat digunakan yaitu sebagai berikut :

Tabel . Parameter Kuat Geser Tanah untuh Sand

Kita dapat mencari nilai phi’ dengan cara memasukan nilai SPT tanah ke dalam rumus yang ada di tabel di atas , dan di perolehlah sudut geser dalam yang dilampirkan dalam tabel di bawah ini.

Contoh perhitungan untuk mendapatkan sudut geser efektif dengan Ohsaki (1959) Layer Clay [N value : 5]

ɸ^' 20 5 ^0.5+15°

ɸ^'=10°+15° ɸ^'=25°

Berikut adalah grafik PHI ‘ terhadap kedalaman

Object 33

Grafik PHI ‘ terhadap kedalaman Tabel 8 .Phi eff

3.2.5 Kuat Modulus Tanah

Berdasarkan Hand Book of Geotechnical Investigation and Design Tables (2007); hal : 127 , Modulus elastisitas parameter dapat di klasifikasikan sebagai berikut

Dengan adanya tabel diatas sebagai pacuan dalam menhitung modulus tanah ( E ) kita dapat menghitung kuat modulus tanah dengan cara interpolasi .

Tabel 9 . Tabel Interpolasi E

Layer 1 Sand [N value : 9]

(9−4)

(10−4)= (x−3) (10−3) x−3=5(7)

6

x=5.83+3=8.83MPa E=8833.33kN/m²

Berikut adalah nilai E terhadap kedalaman ( dalam satuan mpa ):

Grafik Nilai E terhadap kedalaman

Berikut tabel di bawah ini adalah hasil dari perhitungan modulus tanah ( E ) dengan cara Interpolasi :

Tabel 10 . Korelasi E

3.2.6. Kemampatan Volume (mv)

Dengan bantuan rumus di bawah ini dan juga data modulus elastisitas dari tanah , maka kita dapat mencari nilai dari kemampatan volume tanah

Untuk tanah yang berjenis sand kita menggunakan rumus MV = 1 / (7.66 x N) Sedangkan untuk tanah clay kita menggunakan rumus

Mv = 1 / E Layer 1 Sand [Nilai E = 8833 kN/m^2]

m_v=1 E E= 1

m_v= 1 8833.33 E=0.0001

Berikut adakah grafik nilai Mv :

Grafik Nilai Mv terhadap kedalaman Dan didaptkan hasil data seperti yang di lampirkan di tabel di bawah ini Tabel 11. Nilai Mv

1.2.7. Nilai Poisson , Void Ratio , dan PI Tabel 12. Nilai Poisson , Void Ratio , dan PI

Massarsch, K. R., & Tekn, Geo. (2015). Determination of Shear Modulus of Soil from Static and Seismic Penetration Testing. Jubilee Volume TU of Athens.

Afer Peck, Hanson, and Thornburn (1974)

1.2.8 Resue Hasil Perhitungan Parameter Tanah Tabel 13. Resume Parameter Desain

3.2 Compressibility Coefficients (Cc) & Koefisien Konsolidasi (Cv)

Compressibility Coefficients atau disebut juga dengan indeks kompresi (Cc) dapat diperoleh dengan melakukan korelasi. Nilai indeks kompresi (Cc) hanya dimiliki oleh jenis tanah lempung. Hal ini disebabkan nilai Cc dihasilkan dari uji konsolidasi, di mana hanya tanah berjenis lempunglah yang mengalami peristiwa konsolidasi. Diutamakan Cc yang digunakan untuk digunakan pada perhitungan selanjutnya menggunakan Cc hasil lab apabila Cc tersebut masuk ke dalam interval Cc tipikal berdasarkan tabel di bawah.

Tabel 29. Rentang nilai Cc berdasarkan jenis tanah lempung

Sumber : Azzouz et al. 1978 , Al-Khafaji and Andersland 1992

Berikut adalah tabel perhitungan dari Cc :

Dengan rumusnya mmerujuk pada gambar – gambar yang berada di bawah , sebagai berikut :

Contoh Perhitungan Untuk Cc1

= 1.15 x (e0 -0.35)

= 1.15 x ( 0.8 – 0.35 )

= 0.518

Contoh Perhitungan Untuk Cc2

= 0.4049 x (e0 - 0.3216)

=0.4049 x (0.8 -0.3216)

= 0.194

Pada parameter konsolidasi ini, nilai Cv dapat diperoleh dengan menggunakan interpolasi. Koefisien konsolidasi (Cv) hanya dimiliki oleh jenis tanah lempung karena hanya tanah lempung yang mengalami peristiwa konsolidasi.Nilai cv diperoleh dari interpolasi yang merujuk pada tabel dibawah ini yaitu tanah jenis Glacial Lake Clays :

Berikut adalah tabel perhitungan untuk Cv :

0 0 0 0 0 0 0 0

0 5

10

15

20

25 30

Cv Vs Kedalaman

3.3 Daya Dukung Tanah Sebelum Perbaikan

Gambar . Model Timbunan Diketahui:

Panjang Timbunan (B) = 67 m [layer 3 Clay] C = 10 kN/m² [layer 3 Clay] Φ = 0

[layer 3 Clay] γ sat = 13.53 kN/m³ q = Df x γ sat = 4.5 x 13.53 = 60.885

Sehingga dapat dihitung nilai qu menggunakan rumus berikut :

Dari hasil perhitungan parameter diatas, maka dapat diambil nilai Nc, Nq, dan Ny dari tabel Terzaghi's Bearing Capacity Faktor di bawah ini. Dengan nilai phi layer 4 yaitu 0, maka dilihat di tabel bawah untuk nilai Nc, Nq dan Ny.

Nc = 5.7 Nq = 1 Ny = 0

Sehingga diperoleh :

qu = C.Nc + q.Nq + ½.γ.B.Ny

qu = (13.53 x 5.7) + (60.885 x 1) + (½ x 13.53 x 69 x 0) qu = 117.885 kN/m³

Maka daya dukung tanah sebelum penurunan adalah 117.885 kN/m³ Dengan Faktor Keselamatan

FK = 117.885

γ timbunan× h= 117.885

16.7×10=¿ 0.70598< 1.5

3.4 Distribusi Beban

Data TimbunanX

Berikut ini adalah contoh perhitungan untuk mencari alpha 1 : Layer ( z = 5 m )

α1 = tan^-1 ( B1+B2

Z ) - tan^-1 ( B1 Z ¿ α1 = tan^{-1 (} 13.5+20

5 ⁾- tan^{-1 (} 13.5 5 ¿ α1 = 0.207

Berikut ini adalah contoh perhitungan untuk mencari alpha 2 : Layer ( z = 5 m )

α2 = tan^-1 (B1 z )

α2 = tan^-1( 13.5 5 ) α2 = 1.216

Berikut ini adalah contoh perhitungan untuk mencari Δσ : Layer ( z = 5 m )

Δσ = qo 22 7

[ B1+B2

B2 ( α1 + α2 ) - B1

B2 ( α2 )] x 2

Δσ =

178,69 22

7

[ 13.5+20

20 ( 0.207 + 1.216 ) - 13,5

5 ( 1.216 )] x 2 Δσ = 166.071

Berikut adalah tabel distribusi beban kedalaman 0-30 m

XLayer Depth (m)

Soil

Type a1 a2 B1+B2 (B1+B2)/B

2 B1/B2 a1+a2 Ds

1

0.5

Sand

0.022 1.534 33.500 1.675 0.675 1.556 166.99 9

1 0.044 1.497 33.500 1.675 0.675 1.541 166.99

2

1.5 0.066 1.460 33.500 1.675 0.675 1.526 166.97

3

2 0.087 1.424 33.500 1.675 0.675 1.511 166.93

6

2

2.5

Sand

0.109 1.388 33.500 1.675 0.675 1.496 166.87 6

3 0.129 1.352 33.500 1.675 0.675 1.481 166.78

7

3.5 0.150 1.317 33.500 1.675 0.675 1.467 166.66

6

4 0.169 1.283 33.500 1.675 0.675 1.452 166.50

9

3 4.5 Clay

0.188 1.249 33.500 1.675 0.675 1.437 166.31 1

5 0.207 1.216 33.500 1.675 0.675 1.423 166.07

1

5.5 0.224 1.184 33.500 1.675 0.675 1.408 165.78 5

4

6

Clay

0.241 1.153 33.500 1.675 0.675 1.394 165.45 3

6.5 0.257 1.122 33.500 1.675 0.675 1.379 165.07

3

7 0.272 1.092 33.500 1.675 0.675 1.365 164.64

5

7.5 0.287 1.064 33.500 1.675 0.675 1.351 164.16

9

8 0.301 1.036 33.500 1.675 0.675 1.336 163.64

6

8.5 0.313 1.009 33.500 1.675 0.675 1.322 163.07

5

9 0.326 0.983 33.500 1.675 0.675 1.308 162.45

8

9.5 0.337 0.958 33.500 1.675 0.675 1.294 161.79

8

10 0.347 0.933 33.500 1.675 0.675 1.281 161.09

4

10.5 0.357 0.910 33.500 1.675 0.675 1.267 160.35

0

11 0.366 0.887 33.500 1.675 0.675 1.254 159.56

7

11.5 0.375 0.865 33.500 1.675 0.675 1.240 158.74

7

5

12

Clay

0.383 0.844 33.500 1.675 0.675 1.227 157.89 3

12.5 0.390 0.824 33.500 1.675 0.675 1.214 157.00

6

13 0.396 0.804 33.500 1.675 0.675 1.201 156.08

9

13.5 0.402 0.785 33.500 1.675 0.675 1.188 155.14

5

14 0.408 0.767 33.500 1.675 0.675 1.175 154.17

5

14.5 0.413 0.750 33.500 1.675 0.675 1.162 153.18

1

15 0.417 0.733 33.500 1.675 0.675 1.150 152.16

7

15.5 0.421 0.717 33.500 1.675 0.675 1.137 151.13

3

16 0.424 0.701 33.500 1.675 0.675 1.125 150.08

2

16.5 0.427 0.686 33.500 1.675 0.675 1.113 149.01

6

17 0.430 0.671 33.500 1.675 0.675 1.101 147.93

6

17.5 0.432 0.657 33.500 1.675 0.675 1.089 146.84

5

18 0.434 0.644 33.500 1.675 0.675 1.078 145.74

4

18.5 0.436 0.630 33.500 1.675 0.675 1.066 144.63

4

19 0.437 0.618 33.500 1.675 0.675 1.055 143.51

8

19.5 0.438 0.606 33.500 1.675 0.675 1.044 142.39

6

20 0.439 0.594 33.500 1.675 0.675 1.033 141.27

0

20.5 0.439 0.582 33.500 1.675 0.675 1.022 140.14

1

21 0.440 0.571 33.500 1.675 0.675 1.011 139.01

1

21.5 0.440 0.561 33.500 1.675 0.675 1.000 137.88

0

22 0.439 0.550 33.500 1.675 0.675 0.990 136.74

9

22.5 0.439 0.540 33.500 1.675 0.675 0.979 135.62

0

23 0.438 0.531 33.500 1.675 0.675 0.969 134.49

4

23.5 0.438 0.521 33.500 1.675 0.675 0.959 133.37

0

24 0.437 0.512 33.500 1.675 0.675 0.949 132.25

0

24.5 0.436 0.504 33.500 1.675 0.675 0.939 131.13

5

25 0.435 0.495 33.500 1.675 0.675 0.930 130.02

5

25.5 0.433 0.487 33.500 1.675 0.675 0.920 128.92

1

26 0.432 0.479 33.500 1.675 0.675 0.911 127.82

3

26.5 0.430 0.471 33.500 1.675 0.675 0.902 126.73

27 0.429 0.464 33.500 1.675 0.675 0.892 125.64 9

27.5 0.427 0.456 33.500 1.675 0.675 0.883 124.57

3

28 0.425 0.449 33.500 1.675 0.675 0.875 123.50

6

28.5 0.423 0.442 33.500 1.675 0.675 0.866 122.44

7

29 0.422 0.436 33.500 1.675 0.675 0.857 121.39

6

29.5 0.420 0.429 33.500 1.675 0.675 0.849 120.35

5

30 0.418 0.423 33.500 1.675 0.675 0.840 119.32

3

3.5 Penurunan Konsolidasi (Sc)

Penurunan konsolidasi (consolidation settlement) adalah perpindahan vertikal permukaan tanah sehubungan dengan perubahan volume pada suatu tingkat dalam proses konsolidasi. Penurunan massa tanah dikontrol oleh perubahan tegangan massa tanah, beban struktur diatas tanah, dan penurunan muka air tanah.

Penurunan konsolidasi hanya terjadi pada tanah lempung saja. Persamaan yang digunakan untuk mengetahui besar penurunan konsolidasi tanah adalah sebagai berikut.

Dimana:

Cc : compression index Hc : ketebalan tanah clay e0 : angka pori tanah Δσ’av : distribusi tegangan

σ'o : tegangan efektif tanah sebelum timbunan

Data yang diperlukan untuk menghitung penurunan konsolidasi adalah sebagai berikut.

Tabel. Data Untuk Penurunan Konsolidasi (Sc)

Dengan perhitungan sebagai berikut :

Berdasarkan Stratifikasi tanah , tanah pada lapisan 3 , 4 dan 5 , merupakan tanah

lempung. Sehingga perhitungan besar penurunan konsolidasi hanya pada ketiga lapisan tersebut.

Contoh perhitungan akan disajikan pada tanah lapis 4 Clay dengan konsistensi tanah Soft.

a. Mencari nilai σ'o

σ'o layer 4 = 13.86. ½. (6) = 52.28 kN

b. Menentukan besar distribusi tegangan (Δσ’av)

Nilai Δσ’av diperoleh dari besar distribusi tegangan tiap kedalaman. Tanah lapis 4 clay berada pada kedalaman 6-10 m. sehingga besar distribusi tegangan yang dipakai untuk tanah lapis 4 adalah pada kedalaman 8 m.

Δσ’av layer 4 = 163.07 kpa

c. Nilai Consolidation Settlement (Sc)

Selanjutnya dapat dicari nilai penurunan konsolidasinya dengan rumus berikut

Sc= (Cc.Hc)/(1+e0) log (σ'0+ ∆σ'AV)/σ'0

Sc lapisan 3 = (0,52 x 1.5)/(1+0.8) log (38.05+ 166.07)/38.05= 0,3146 m Sc lapisan 4 = (0,47 x 6)/(1+1.5) log (52.28+ 163.07)/52.28= 0,68096 m Sc lapisan 5 = 0 m

Sehingga ∑Sc = 0.99556m 3.6 Nilai Penurunan Tanpa PVD

Pada perhitungan penurunan tanpa PVD ini, kita memerlukan nilai Cv dan HDR nya terlebih dahulu. Nilai Cv dapat ditentukan dengan 2 cara, yaitu dengan menggunakan rumus atau dengan menggunakan data laboratorium. Data yang akan digunakan adalah data yang bernilai paling kecil. Untuk cara yang menggunakan rumus, rumusnya adalah :

Untuk mencari nilai HDR, kita bisa menentukannya dengan cara menghitung kedalaman tanah yang mengalami penurunan. Apabila semua Layer tanah yang diuji adalah tanah lempung semua, maka HDR-nya sebesar kedalaman tanah lempung tersebut. Apabila Layer di bawah Layer lempung itu terdapat Layer

tanah pasir, maka HDRnya adalah setengah dari kedalaman tanah lempungnya tetapi karena layer tanah dibawah layer tanah lempung adalah batuan breksi maka :.

Hdr = H/2 Hdr = 16.5/2

= 8.25

Setelah itu, kita harus menentukan nilai Uv yang merupakan nilai persenan dengan nilai maksimal sampai mendekati 100 %. Selanjutnya kita harus menghitung nilai Sc yang sesuai dengan nilai Uv dengan rumus:

Setelah itu, kita harus menghitung nilai Tv yang memiliki dua rumus. Rumus pertama digunakan untuk Uv yang memiliki persentase 0% – 60%. Sedangkan rumus kedua digunakan untuk Uv yang memiliki persentase lebih dari 60%. Rumusnya adalah

Waktu yang dibutuhkan untuk konsolidasi tanpa PVD dapat dihitung dengan

Dimana:

- t : waktu konsolidasi - Tv : time factor

- Hdr : panjang aliran terpanjang - Cv : koefisien konsolidasi

- Uv : nilai derajat konsolidasi vertikal a. Menentukan Cv

Nilai Cv untuk mencari waktu konsolidasi, dapat dihitungan dengan rumus berikut.

Dimana :

- hi : tebal lapisan

- Cvi : keofisien konsolidasi per-lapisan

Sehingga nilai Cv:

Cv= 28

239769104.2=1.17e-07

Lalu kita menghitung nilai t dengan rumus :

b. Menghitung waktu Konsolidasi

Contoh Perhitungan 4. Layer Uv = 10

t = = (Tv Hdr2)/Cv t = 3784620.7 sec t = 63077.012 menit t = 1051.284 jam t = 42.8035 hari t = 0.12 tahun

berikut adalah resume untuk nilai t :

Dan berikut adalah grafik nya :

0 5 10 15 20 25 30 0

20 40 60 80 100 120 140 160 180

Grafik Time vs Settlement

Time (years)

Settlement (cm)

Setelahnya kita melakukan goalseek dari data-data diatas untuk melihat berapa persen penurunan yang terjadi dalam kurum waktu 3.5 bulan. Hasilnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Dan berikut adalah grafik yang dihasilkan dari data diatas :

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Grafik Time vs Settlement

Time (Month)

Settlement (cm)

3.7 Penurunan Dengan PVD

Gambar 15. Square pattern dan triangular pattern

Pada penurunan PVD ada 2 pola yang bisa digunakan. Pada pengujian ini, pola yang digunakan adalah square pattern.

Tabel 46. Data untuk mencari penurunan dengan PVD

Pola Pemasangan segiempat

Waktu yang dibutuhkan 3.5 bulan

Jarak PVD (S) 1.209181434 m

Diameter Pengaruh PVD (de/D) 1.36637502 m

Diameter PDV (a) 100 mm 0.1 m

Tebal PVD (b) 4 mm 0.004 m

dw 0.066208456 m

Fn 2.277108348

Panjang PVD 7.5 m

Hdr 7.5 m

Cv = Ch 1.16779E-07 m2/sec

ƩSc 0.996 m

Berikut adalah tabel time settlement dengan PVD

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1

Settlement Vs Time dengan PVD

Time (Year)

Settlement (m)

Dengan menggunakan perintah goalseek kita cari tahu berapa penurunan konsolidasi yang terjadi dalam kurun waktu 3.5 bulan

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0

1 1 2 2 3 3 4 4

Settlement Vs Time dengan PVD

Time (Month)

Settlement (Cm)

3.8 Perbandingan nilai FK Diketahui:

Panjang Timbunan (B) = 67 m [layer 3 Clay] C = 10 kN/m2 [layer 3 Clay] Φ = 0

[layer 3 Clay] γ sat = 13.53 kN/m3 q = Df x γ sat = 4.5 x 13.53 = 60.885

Sehingga dapat dihitung nilai qu menggunakan rumus berikut :

Nilai Nc, Nq dan Ny bisa didapat dari berikut berdasarkan nilai Φ

Berdasarkan Tabel 27. Dapat diperoleh nilai Nc,Nq dan Ny sebagai berikut:

Nc = 5.7 Nq = 1 Ny = 0

Delta C = 0.25 x Beban Timbunan x U(%) Delta C = 0.25 x γ timbunan ×h x U(%) Delta C = 0.25 x 167 x 90%

Delta C = 33.066 Ctotal = C + delta C

Ctotal = 10 + 33.066 = 43.066 Sehingga diperoleh :

qu = (43.006 x 5.7) + (60.033 x 1) + (½ x 13.53 x 67 x 0) qu = 306.3612 kN/m3

Maka daya dukung tanah sesudah pebaikan adalah 306.3612 kN/m3

Dengan Faktor Keselamatan

FK 306.3612 /(γ timbunan ×h)= 306.3612 /(16.7 ×10.0)= 1.834498

BAB IV PENUTUP 1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a. Hasil stratifikasi menunjukkan jenis tanah pada lokasi dirangkum menjadi 2 jenis tanah, yaitu Clay dan Sand.

b. Dalam laporan ini yang dianalisi adalah jenis tanah yang mungkin mengalamai penurunan, yaitu jenis tanah Clay dengan N value yang kecil (memiliki angka pori berlebih)

c. Dari perhitungan, daya dukung awal tanah dibawah timbunan sebesar 113 kN/m³ dengan faktor keamanan 0,64 yang berarti masih tidak aman karena minimal faktor kemanan berada di 1,5

d. Hasil perhitungan didapat besar settlement tanah Sc = 1,268 m.

e.

Dari perhitungan penurunan tanpa PVD dalam waktu diperoleh penurunan sebesar 1,14 m atau 114 cm untuk konsolidasi 90% dalam jangka waktu 7.81 tahun.

f.

Setelah memakai PVD didapat penurunan konsolidasi tanah sebanyak 90% dalam jangka waktu 3,5 bulan dengan besar 1,213 m.

g.

Daya dukung akhir tanah setelah perbaikan sebesar 338,4122kN/m³ dengan faktor keamanan sebesar 1,925 (aman).

2. Saran

Saran yang dapat dilakukan berdasarkan hasil analisis stabilitas lereng :

a. Perhitungan manual pada analisis perlu dilakukan secara teliti agar mendapat hasil yang sesuai.

b. Pastikan data parameter tanah yang dipakai untuk perhitungan harus sesuai.

c. Mencari banyak referensi agar dapat lebih memahami mengenai perhitungan dan analisis.

d. Jika setelah perbaikan tanah masih memiliki faktor keamanan yang kurang, maka memungkinkan untuk mengganti dan membuat ulang desain timbunan

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah. A. 2012. Laporan Dasar Ilmu Tanah Tekstur Tanah. Diakses secara online dari lilinkecil1610.blogspot.com

Arrofiq, Abdil Hafizh. 2016. Pengaruh Variasi Waktu Pemeraman Terhadap NilaiUji KuatTekan Bebas pada Tanah Lempung dan Lanau yang Distabilisasi Menggunakan Kapur pada Kondisi Optimum. Diakses melalui https://core.ac.uk/download/pdf/324294689.pdf

Buana, Universitas Mercu. BAB II Tinjauan Pustaka Parameter Tanah. Diakses melaui https://docplayer.info/51082822-Bab-ii-tinjauan-pustaka-parameter- tanah-adalah- ukuran-atau- acuan-untuk-mengetahui-atau-menilai.html

Buku Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran, Direktorat Jenderal Bina Marga Direktorat Bina Teknik. Das, Bradja M., Endah Noor., 1994. Mekanika Tanah (Prinsip- Prinsip Rekayasa Geoteknis), Jilid 2. Penerbit Erlangga, Jakarta. Edo. Geostudio. Diakses secara online dari simantu.pu.go.id.

Fakhli. 2014. Pengertian dan Klasifikasi Timbunan. Diakses melalui

https://www.kumpulengineer.com/2014/09/pengertian-dan-klasifikasi- timbunan.html