PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam rekayasa konstruksi bangunan sipil, sering ditemukan bahwa lapisan tanah mempunyai daya dukung yang rendah (kekuatan rendah), sehingga sangat mempengaruhi berbagai tahapan perancangan konstruksi, seperti tahap perencanaan (design), pelaksanaan (dilakukan). ), serta tahapan operasional dan pemeliharaan (Operational and maintenance). Rendahnya daya dukung suatu jenis lapisan tanah pada suatu lokasi sangat dipengaruhi oleh mineralogi tanah, dimana mineralogi tanah terbentuk melalui proses pelapukan bahan batuan (anorganik) dan/atau bahan organik. Hasil pelapukan bahan anorganik dan organik penyusun lapisan tanah pada suatu lokasi dapat berupa bahan pelapukan lokal (tanah sisa) dan/atau hasil pelapukan yang diangkut dari lokasi lain (tanah terangkut).
Sebaiknya partikel-partikel pelapukan yang membentuk lapisan tanah bergradasi kasar cenderung bertekstur keras dan cenderung non-kohesif. Secara teknis, pengertian daya dukung tanah adalah kemampuan tanah dalam menahan tekanan dan/atau menahan penurunan akibat pembebanan, yaitu tahanan geser yang didistribusikan oleh tanah sepanjang bidang gesernya. Fungsi PVD adalah memperpendek jarak tempuh air melalui pori-pori tanah sehingga mempersingkat waktu pemadatan tanah, karena air akan mengalir secara lateral ke saluran terdekat, lebih cepat dibandingkan aliran vertikal (tanpa PVD).
PVD mempunyai beberapa keunggulan yang membuatnya cukup populer untuk digunakan, seperti mampu mengurangi keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam proses pemadatan tanah. Dalam hal ini, penggunaan PVD juga mengurangi beban tambahan yang diperlukan untuk mencapai kepadatan yang diinginkan pada saat yang bersamaan.
Rumusan Masalah
Keunggulan lainnya adalah PVD mampu meningkatkan kekuatan tanah yang dicapai melalui pemadatan tanah yang halus dimana stabilitas menjadi faktor yang perlu diperhatikan.
Tujuan
Berat tanah juga berkait rapat dengan tahap ketumpatan tanah dan keupayaan akar tumbuhan untuk menembusi ke dalam tanah.Berat tanah terbahagi kepada dua parameter, pertama berat tanah biasa γn, dan berat tanah tepu γsat. Pada kedalaman 2 m hingga 18 m pada lapisan tanah liat lembut, penyebaran data makmal yang diketahui digunakan. Pada kedalaman 2 m hingga 18 m pada lapisan tanah dengan konsistensi tanah liat lembut, taburan data makmal yang diketahui digunakan.
LANDASAN TEORI
Tanah
- Klasifikasi Tanah
- Stratifikasi Tanah
Tanah merupakan tempat penguraian zat-zat organik dan tempat kembalinya unsur-unsur mineral ke dalam siklus material. Batu besar adalah bongkahan batu besar yang ukurannya lebih besar dari 250 mm sampai 300 mm atau 150 mm sampai 250 mm. Pasir merupakan partikel batuan dengan ukuran mulai dari 0,074mm sampai dengan 5mm, mulai dari ukuran kasar 3-5mm hingga bahan halus berukuran kurang dari 1mm.
Lempung merupakan partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002 mm yang merupakan sumber kohesi utama pada tanah kohesif. Klasifikasi tanah adalah suatu cara pengumpulan dan pengelompokan tanah berdasarkan persamaan dan persamaan sifat dan sifat morfologi, fisika, kimia, dan mineraloginya, kemudian diberi nama agar mudah dikenali, diingat, dipahami dan digunakan serta dapat dibedakan dari tanah. lain. Stratifikasi tanah merupakan penyelidikan tanah yang bertujuan untuk menentukan bentuk, jenis, ketebalan, dan kedalaman lapisan tanah bawah permukaan.
Pada kondisi lapangan tertentu, penelitian tanah dengan kedua jenis pengujian tersebut kurang efisien, oleh karena itu digunakan juga Metode Geofisika untuk menentukan stratifikasi tanah. Metode Geofisika ini merupakan suatu metode estimasi untuk mengetahui bentuk dan jenis lapisan di bawah permukaan tanah.
Parameter Tanah
- Berat Isi Tanah
- Angka Pori
- Modulus Elastisitas Tanah
- Angka Poissons’s
- Koefisien Konsolidasi Tanah Arah Vertikal (C )
Berat satuan tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang sering ditentukan karena berkaitan erat dengan perhitungan penentuan sifat fisik tanah lainnya.Sifat fisik tanah lainnya seperti ketahanan air (pF), ruang pori total (RPT), koefisien ekspansi linier (COLE) dan kadar air tanah. Berat satuan tanah jenuh atau γsat adalah berat volumetrik (satuan berat) tanah jenuh, dimana γ' adalah berat volumetrik efektif (satuan berat) tanah atau berat volumetrik tanah yang terendam. Koefisien Konsolidasi Tanah Vertikal atau Cv digunakan untuk menghitung laju penurunan perkuatan tanah.
Penentuan koefisien konsolidasi dapat ditentukan dengan metode penyesuaian logaritma waktu atau metode akar waktu. Saat menentukan perilaku konsolidasi tanah liat, parameter seperti indeks kompresi, indeks pembengkakan dan indeks rebound harus diperhitungkan. Sudut geser dalam bersama-sama dengan kohesi dalam tanah dapat menentukan hambatan yang ditimbulkan oleh tegangan yang bekerja pada tekanan lateral tanah.
Pada tanah lempung terkonsolidasi normal, nilai sudut geser efektif mungkin kurang dari 20o sampai kurang dari 30o. Sedangkan untuk tanah liat keras, tipikal nilai sudut geser efektifnya berkisar antara 25o -30o atau mungkin lebih tinggi.
Konsolidasi Tanah Dasar
- Daya Dukung Tanah
- Penurunan Tanah
- Waktu Konsolidasi
- Stabilitas Lereng
Penurunan permukaan bumi ini secara tidak langsung menyebabkan struktur tanah yang belum mengalami pemadatan menjadi padat. Untuk tanah berbutir kasar, penurunan terjadi segera, dan untuk tanah kering (tak jenuh) berbutir halus segera setelah penerapan beban. Reduksi langsung ini sebagian besar terlihat pada fonasi di tanah berbutir kasar atau berbutir kasar.
Penurunan tersebut dipengaruhi oleh cepatnya air pori keluar dari rongga pori tanah akibat adanya pembebanan. Faktor-faktor tersebut misalnya kondisi tanah berlapis-lapis, kuat geser anisotropik tanah, aliran air yang menembus tanah, dan lain sebagainya. Kestabilan suatu lereng dipengaruhi oleh hubungan antara gaya penggerak dan gaya penahan pada suatu lereng.
Perbandingan antara gaya penggerak dengan gaya hambatan dapat dinyatakan dengan nilai faktor keamanan (FK), dimana suatu lereng dapat dikatakan aman apabila gaya hambatan lebih besar dari gaya penggerak atau FK>1. Metode Limit Equilibrium merupakan metode yang menggunakan kondisi kesetimbangan statis dan mengabaikan hubungan tegangan-regangan pada lereng, dimana dalam analisanya menggunakan perbandingan gaya penggerak dan gaya tahanan lereng (Khadijah, Siti dkk., 2016 ).
Metode Perbaikan Tanah
- Pemilihan Metode Perbaikan Tanah
- Prefabricated Vertical Drain (PVD)
Stratifikasi tanah merupakan gambaran jenis-jenis lapisan tanah berdasarkan hasil pengujian tanah dari uji Bore Log. Karena lapisan tanah yang dianggap mempunyai sifat atau jenis liat pada kondisi tak terdrainase, maka tidak mempunyai nilai sudut geser, sedangkan sudut geser hanya untuk tanah granular. Untuk mencari nilai kohesi efektif dapat dilakukan interpolasi linier berdasarkan nilai N-SPT pada lapisan tanah yang bersangkutan dengan melihat parameter c' pada gambar tabel di bawah ini.
Karena Qall < Beban total, lapisan tanah dari kedalaman yang dipertimbangkan berbahaya dan memerlukan perbaikan tanah. Karena setelah perbaikan tanah, nilai Qall untuk PVD dengan pola segitiga dan persegi panjang > beban total, maka lapisan tanah dari kedalaman yang dipertimbangkan adalah aman.
DATA TANAH
Kondisi Lapangan
Data Bor Tanah
Data Laboratorium Tanah
Interpretasi Data Tanah
- Penetuan Stratifikasi Tanah
- Parameter Tanah
Nilai γsat dan γn pada kedalaman tanah yang data laboratoriumnya tidak diketahui ditentukan dengan melihat dan mengklasifikasikan tanah dari tabel lapisan tanah sesuai konsistensinya dengan nilai N-SPT pada tabel di bawah ini. Untuk menentukan nilai angka Poisson berdasarkan tabel diatas, karena seluruh lapisan tanah merupakan lempung dan berada di bawah muka air tanah, maka parameter yang digunakan adalah lempung jenuh (undrained) yang mempunyai nilai angka Poisson sebesar 0,5.
Distribusi Beban dalam Tanah
- Daya Dukung
- Penurunan Akibat Pembebanan Timbunan
- Waktu Konsolidasi Alami untuk Disipasi Tegangan Air Pori
Karena nilai N-SPT yang diturunkan merupakan nilai N-SPT yang nilai N-nya kurang dari 10, maka berdasarkan tabel lapisan tanah di atas terlihat nilai N yang diperoleh hanya mencapai lapisan bumi kedua saja. Untuk lokasi penurunan di tengah pondasi maka nilai α = 4, sedangkan nilai α untuk lokasi penurunan di sudut pondasi adalah 1. Karena lapisan yang dianggap adalah lapisan pertama dan kedua maka rata-rata Cv nilai 1,356 yang digunakan x 10-6 m2/detik.
Stabilitas Tanah Timbunan
Contoh perhitungan untuk baji 1, karena luas baji 1 lebih dominan pada luas tanggul maka digunakan tanggul c.
Metode Perbaikan Tanah PVD
- Menentukan Kedalaman Penetrasi PVD
- Menentukan Diameter Pengaruh dan Ekivalen PVD
- Menentukan Faktor Waktu
- Menentukan Derajat Konsolidasi
- Menentukan Waktu Tiap Interval Derajat Konsolidasi
Perbandingan Sebelum dan Setelah Diperbaiki
Dari grafik di atas terlihat terdapat perbedaan waktu yang besar antara penggunaan PVD dan tidak menggunakan PVD dalam penyelesaian tanah. Waktu pengendapan tanah dengan menggunakan PVD, baik berbentuk persegi panjang maupun segitiga, lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan PVD. Jika tanah dibuat tanpa PVD atau bisa dikatakan alami maka dibutuhkan waktu yang cukup lama yakni 78.148 bulan atau 6.512 tahun hingga tanah mengeras hingga 90%.
Sedangkan bila drainase vertikal dipasang pada tanah, tanah mengalami percepatan pengendapan dan hanya membutuhkan waktu 1 bulan untuk memantapkan hingga 90%.
Setelah Perbaikan Tanah
- Penurunan Sisa
- Daya Dukung Setelah Perbaikan
- Stabilitas Tanah Setelah Perbaikan
Berdasarkan hasil interpretasi data tanah, tanah terbagi menjadi 4 lapisan yaitu lapisan pertama dengan kedalaman 2 meter merupakan tanah liat dengan konsistensi sedang, lapisan kedua dengan kedalaman 2 sampai dengan 18 meter merupakan tanah liat berpasir lunak. konsistensinya, lapisan ketiga dengan kedalaman 18 meter sampai 20 meter merupakan tanah lempung berpasir dengan konsistensi sangat kaku, dan lapisan terakhir berada di atasnya. Faktor keamanan kestabilan lereng akibat beban tanggul sebesar 1,39, dan konsolidasi alami pada derajat konsolidasi mencapai 90% adalah 0,897 meter dengan waktu konsolidasi 6.512 tahun atau 78.148 bulan. Pada rencana drainase vertikal dengan pola peletakan segitiga atau persegi panjang, jangka waktu yang digunakan untuk mempercepat proses drainase adalah 1 bulan.
Dari perhitungan tersebut dengan menggunakan PVD tipe Alidrain (100mm x 3mm), jarak pemasangan untuk pola persegi panjang adalah 2,2m dan untuk pola segitiga adalah 2,3m. Setelah dilakukan perbaikan tanah dengan metode PVD pola persegi panjang diperoleh sisa penurunan konsolidasi primer sebesar 9,824 cm, faktor keamanan daya dukung sebesar 2,113, faktor keamanan stabilitas lereng sebesar 3,12 dan waktu konsolidasi pada derajat konsolidasi 90% wash wash 1 bulan. Setelah dilakukan perbaikan tanah dengan metode PVD pola segitiga diperoleh sisa penurunan konsolidasi primer sebesar 8,516 cm, faktor keamanan daya dukung sebesar 2,132, faktor keamanan stabilitas lereng sebesar 3,2 dan waktu konsolidasi pada saat derajat konsolidasi 91% wash wash 1 bulan.
Perbandingan dengan metode perbaikan tanah lainnya diperlukan untuk membandingkannya dan menarik kesimpulan tentang metode perbaikan tanah yang efektif dan cepat.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
