PERBAIKAN TANAH DASAR PADA PROYEK JALAN TOL PORONG – GEMPOL GEMPOL STA 35+100 s.d 36+200 DENGAN HASIL MEMBANDINGKAN BIAYA DAN DURASI PEKERJAAN PONDASI BAWAH SECARA KESELURUHAN
Nama Mahasiswa
: Zakky Rachmadi Ma’ruf
NRP
: 10111410000019 10111410000019
Departemen
: Teknik Infrastruktur Sipil
Dosen Pembimbing
: M. Khoiri ABSTRAK
1
DAFTAR ISI ABSTRAK .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ........................................... ..................... 1 BAB I PENDAHULUAN ............................................ .................................................................. ............................................ ....................................... ................. 3 1.1 LATAR BELAKANG ............................................ .................................................................. ............................................ ................................... ............. 3
................................................................. ............................................ ................................ .......... 5 1.2 RUMUSAN MASALAH ........................................... ................................................................. ............................................. ............................................. ................................... ............ 5 1.3 TUJUAN .......................................... .................................................................. ............................................ ................................ .......... 5 1.4 BATASAN MASALAH ............................................ .................................................................. ............................................. ........................... ..... 6 BAB II II TINJAUAN PUSTAKA ........................................... .................................................................. ................................ ......... 6 2.1 Prinsip - Prinsip Dasar Tanah Lunak ........................................... ............................................................... ....................6 2.2 Perencanaan Jalan Tol Diatas Tanah Lunak ........................................... .................................................................. ....................................... ................ 6 2.2.1 Analisa Tanah di Lapangan ........................................... ................................................................ ............................................ ................................... ............. 8 2.2.2 Penurunan Tanah .......................................... ............................................................... .................... 9 2.3 Perbaikan Tanah Dasar pada Tanah Lunak ........................................... ............................................................. .................. 11 2.3.1 Pemampatan Tanah dengan Preloading ........................................... .................................................................. ............................................ ..................... 13 2.3.2 Perencanaan Timbunan ........................................... a. Stabilitas Timbunan terhadap Kelongsoran ............................................. ........................................................... .............. 13 b. Timbunan Secara Bertahap dan Besar Pemampatan Tanah ............................... ............................... 16
............................... 17 c. Peningkatan Daya Dukung Tanah Akibat Beban Timbunan ............................... e. Analisa Stabilitas Timbunan dengan Menggunakan Software Geoslope ............ 18 2.3.3 Waktu Pemampatan Tanah Dasar dengan Preloading .................................... .................................... 18
cated V er tical tical Dr D r ai n 2.3.4 Percepatan Perbaikan Tanah dengan Metode P r e F abr i cat ................................................................... ............................................ ............................................. .............................. ....... 20 (PVD) ............................................. .................................................................. ............................................ ..................................... ............... 22 BAB III METODOLOGI ............................................ 3.1. Pengumpulan Data ......................................................... ............................................................................... ............................................. .......................... ... 22 3.2. Pengkajian Data .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ ...................... 22 3.3. Merencanakan Metode Pelaksanaan dan Time Schedule Schedule. .............................................. .............................................. 22 3.4.Analisa dan Evaluasi Biaya ............................................ ................................................................... ............................................. ......................... ... 22 22 3.5.Hasil dan Kesimpulan ................................................. ....................................................................... ............................................ .............................. ........ 22 3.6.Bagan Alir Metodologi .......................................................... ................................................................................ ......................................... ................... 23 23
2
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Jalan bebas hambatan (toll ) Porong – Gempol atau dapat disebut juga jalan toll PorGem merupakan salah satu jalan toll yang berlokasi di provinsi Jawa Timur. Selama ini akses jalan toll untuk menuju jalur selatan yang menghubungkan antara Kota Surabaya dan Kota Malang dan menuju jalur timur yang menghubungkan antara Kota Surabaya dan Kabupaten Probolinggo terputus dikarenakan kejadian banjir lumpur panas yang disebabkan oleh proses pengeboran lumpur dari PT. Lapindo sejak tanggal 29 mei 2006. Dampak yang terjadi karena kejadian tersebut adalah muncullah permasalahan tambahan yaitu terjadinya kemacetan panjang pada jalan provinsi di Kecamatan Porong. Seiring dengan timbulnya permasalahan tambahan dari dampak kejadian banjir lumpur panas lapindo, pemerintah setempat mengusulkan dengan adanya pembangunan arteri porong yang bertujuan untuk mengurangi panjang antrian dari kemacetan pada jalan provinsi di Kecamatan Porong. Yang mana pekerjaannya telah selesai pada Desember 2012 silam. Dengan berkembangnya sektor industri dan perdagangan di Kota Malang dan sekitarnya maupun Kabupaten Probolinggo dan sekitarnya mengakibatkan meningkatnya jumlah kendaraan yang melintasi jalan arteri porong. Dengan meningkatnya jumlah kendaraan yang melintasi jalan arteri porong mengakibatkan terjadinya kemacetan di jalan arteri Porong. Oleh Karena itu pemerintahan provinsi merencanakan sebuah jala n toll yang mana menghubungkan antara Kota Surabaya dan Kota Malang secara langsung maupun menuju ke kabupaten Probolinggo.
Pada pembangunan jalan toll Porong – Gempol paket 1 yang dilaksanakan oleh PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk. tersebut mempunyai panjang jalan 3,815 km dengan lebar jalan 2 x 16,3 m. Pekerjaan konstruksi pada jalan toll tersebut adalah menggunakan struktur pile slab, dengan pengertian bahwa Struktur pada Slab on Pile terdiri dari slab (pelat), pier head dan tiang pancang. Pada seluruh pekerjaan pondasi bawah dalam pembangunan jalan toll Porong – Gempol paket 1 tersebut menggunakan konstruksi tiang pancang dan pekerjaan tersebut memiliki durasi pekerjaan selama ……. Hari dengan biaya Rp …….. . Dengan meninjau jumlah biaya dan lama durasi pekerjaan pondasi bawah pada pembangunan jalan toll Porong – Gempol tersebut secara umum, maka pada proyek akhir terapan ini akan membahas perbandingan tentang waktu dan biaya pelaksanaan pada pekerjaan pondasi bawah dengan cara membandingkan pondasi bawah yang pada kondisi eksisting menggunakan tiang pancang dan pondasi bawah yang menggunakan urugan yang telah di perbaiki dengan metode preloading dan PVD ( Prefabricated Vertical Drain).
3
4
1.2 RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya maka ter dapat perumusan masalah sebagai berikut :
1. Berapa besar pemampatan pada tanah dasar di jalan tol Porong – Gempol STA 35+100 hingga STA 36+200 ? 2. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk proses pemampatan tanah dasar sebelum dan sesudah menggunakan Prefabricated Vertical Drain (PVD) ? 3. Bagaimana bentuk pola pemasangan, jarak dan kedalaman yang paling efektif pada pekerjaan Prefabricated Vertical Drain (PVD) yang akan dipasang di jalan tol porong – gempol STA 35 + 100 hingga STA 36 + 200 ? 4. Bagaimana hasil dan dampak dari pemilihan pondasi bawah pada proyek jalan tol Porong – Gempol Paket 1 terhadap biaya dan waktu pekerjaan ? 1.3 TUJUAN Dari perumusan masalah yang ada di penulisan proyek akhir terapan tersebut, maka tujuan dari proyek akhir terapan tersebut adalah untuk :
a) Mendapatkan besar pemampatan tanah dasar di jalan tol Porong – Gempol STA 35+100 hingga STA 36+200. b) Mendapatkan durasi pekerjaan pemampatan tanah dasar sebelum dan sesudah menggunakan metode Prefabricated Vertical Drain (PVD). c) Mengetahui bentuk pola pemasangan, jarak, dan kedalaman yang paling efektif pada pekerjaan Prefabricated Vertical Drain (PVD) yang akan dipasang di jalan tol porong – gempol STA 35 + 100 hingga STA 36 + 200. d) Mengetahui hasil dan dampak dari pemilihan pondasi bawah pada proyek jalan tol Porong – Gempol Paket 1 terhadap biaya dan waktu pekerjaan. 1.4 BATASAN MASALAH Dalam penyusunan Proyek Akhir Terapan tersebut penulis membatasi beberapa permasalahan diantaranya :
1. Tidak membahas mengenai permasalahan yang terkait dengan pembebasan lahan. 2. Tidak membahas mengenai lalu lintas disekitar lokasi proyek saat dikerjakan. 3. Tidak membahas mengenai estetika bangunan bawah 4. Tidak membahas mengenai produktivitas alat dan pekerja 5. Hanya membandingkan biaya dan durasi keseluruhan atau secara umum 6. Untuk stabilitas timbunan penulis mengacu pada perbandingan 1:2 7. Tidak membahas perawatan perkerasan yang harus dilakukan setelah pekerjaan jalan tol selesai
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Prinsip - Prinsip Dasar Tanah Lunak Tanah merupakan dasar dari suatu struktur atau kontruksi, baik itu kontruksi bangunan gedung maupun kontruksi jalan, dan menjadi masalah apabila tanah tersebut memiliki sifat – sifat yang buruk. Sifat – sifat yang buruk dari tanah dapat menggangu suatu kontruksi sehingga kontruksi dapat mengalami kerusakan struktur, hal tersebut s angat tidak diinginkan dalam suatu pekerjaan kontruksi. Beberapa sifat buruk tanah di antaran ya adalah mempunyai plastisitas yang tinggi, kembang susut yang relatif besar, dan kekuatan geser yang rendah. Pada prinsipnya tanah lunak sangat berpengaruh buruk pada konstruksi bawah pada seluruh bangunan, baik pada pondasi bawah bangunan transportasi, bangunan air, maupun bangunan gedung. Tanah lempung adalah tanah yang memiliki partikel – partikel mineral tertentu yang menghasilkan sifat plastis pada tanah bila dicampur de ngan air (Grim, 1953). Tanah lempung terdiri dari butir – butir yang sangat kecil (< 0.002 mm) dan menunjukkan sifat - sifat plastisitas dan kohesi.
Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian - bagian itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat yang memungkinkan bentuk bahan itu berubah ubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk aslinya, dan tanpa terjadi retakan atau terpecah - pecah (Wesley, 1977). Sifat – sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut : 1. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002 mm. 2. Permeabilitas rendah. 3. Kenaikan air kapiler tinggi. 4. Bersifat sangat kohesif. 5. Kadar kembang susut yang tinggi. 6. Proses konsolidasi lambat. Di sisi lain dari buruknya tanah lempung untuk konstruksi bawah suatu bangunan. Tanah lunak atau tanah lempung memiliki kegunaan atau kelebihan, akan tetapi mayoritas dari kelebihan tanah lunak tersebut tidaklah merujuk kepada konstruksi bangunan melainkan untuk kerajinan tangan, media tanaman – tanaman kota, dan lain – lain. 2.2 Perencanaan Jalan Tol Diatas Tanah Lunak Dari penjelasan mengenai prinsip dasar dan sifat – sifat tanah lunak didapatkan pertimbangan yang harus di perhatikan mengenai perencanaan pembangunan jalan tol diatas tanah lunak, untuk menghindari terjadinya kerusakan – kerusakan struktur yang akan terjadi karena karakteristik daripada tanah lunak tersebut tidak memiliki peran yang baik sebagai konstruksi bawah pada pembangunan jalan tol. 2.2.1 Analisa Tanah di Lapangan Menganalisa tanah merupakan kegiatan awal daripada sebuah perencanaan bangunan, tujuan dari proses analisa tanah adalah agar dapat memperoleh keputusan yang tepat dalam pemilihan pondasi, terdapat langkah – langkah untuk dapat menganalisa tanah di lapangan :
Pembuatan Stratigrafi Tanah
6
Stratigrafi tanah dibuat untuk mengetahui kondisi tanah dasar di lokasi pembangunan jalan tol Porong – Gempol, kriteria tanah lunak Untuk mengamankan struktur badan jalan sepanjang rencana trase terhadap tanah lunak maka perlu diketahui tebal dan lokasi tanah lunak agar dapat dibuat penanganan yang sesuai untuk tiap lokasi. Oleh s ebab itu diperlukan suatu kriteria untuk menentukan lapisan tanah lunak berdasarkan hasil test lapangan dan laboratorium. Dibawah ini diberikan suatu kriteria tanah lunak berdasarkan data NSPT test, sondir dan data laboratorium A. Tanah lunak/lepas , berdasarkan NSPT -
Cohesive Soil NSPT Consistency
<2
Very soft
- Cohesionless Soil NSPT Relative Density 0 – 4 Very loose
2 – 4
Soft
4 – 10
Loose
4 – 8
Medium
10 – 30
Medium
8 – 15
Stiff
30 – 50
Dense
15 – 30
Very stiff
> 30
> 50
Very dense
Hard
B. Tanah lunak/lepas berdasarkan tahanan konus
7
C. Berdasarkan data laboratorium Tanah Kohesif
Konsitensi
Nilai NSPT Test
Very soft Soft Medium Stiff (firm) Very stiff Hard
<2 2 – 4 4 – 8 8 – 15 15 – 30 > 30
Unconfined Compresion Strenght qall (kn/m2) < 25 25 – 40 50 – 100 100 – 200 200 – 400 > 400
Pendekatan Statistik Parameter Tanah
2.2.2 Penurunan Tanah Penurunan tanah adalah hal utama yang harus diperhatikan dalam perencanaan jalan tol di atas tanah lunak, dikarenakan hal tersebut berpengaruh terhadap kuatnya suatu konstruksi bangunan yang akan dibangun diatasnya, salah satu yang menjadikan permasalahan dalam melakukan pekerjaan pembangunan di atas tanah lunak yaitu penurunan tanah yang sangat besar. Penurunan yang besar tersebut disebabkan oleh penurunan konsolidasi pada tanah. Penambahan beban di atas suatu permukaan tanah dapat menyebabkan lapisan tanah di bawahnya mengalami pemampatan. Pemampatan tersebut disebabkan oleh adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel, keluarnya air atau udara dari dalam pori, dan sebab - sebab lain.
Beberapa faktor tersebut mempunyai hubungan dengan keadaan tanah yang bersangkutan. Secara umum, penurunan (Settlement ) pada tanah yang disebabkan oleh pembebanan dapat dibagi dalam dua kelompok besar, yaitu : 1. Penurunan Seketika ( I mmediate Settlement ), yang merupakan akibat dari deformasi elastis tanah kering, basah, dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air. Perhitungan penurunan segera umurnya didasarkan pada penurunan yang diturunkan dari teori elastisitas. 2. Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement ), yang merupakan hasil dari perubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat dari keluarnya air yang menempati pori – pori tanah 3. Penurunan Sekunder (Creep/Secondary Settlement), yang merupakan penurunan yang terjadi setelah penurunan konsolidasi. Penurunan ini terjadi seiring dengan waktu berlalu dan biasanya terjadi sangat lama setelah beban mulai bekerja, di mana partikel tanah mengalami creep. Penurunan ini terjadi saat semua tegangan air pori berlebih di dalam 8
tanah telah terdisipasi dam saat tegangan efektif yang terjadi berada dalam keadaan konstan. Dengan demikian, penurunan total dari suatu tanah yang dibebani adalah :
=
Keterangan : o St = Settlement Total Si = Settlement Immidiately o o Sc = Settlement Consolidation Ss = Settlement Secondary o
(2.1)
(cm) (cm) (cm) (cm)
Dengan kata lain, Penurunan Sekunder terjadi ketika Penurunan Konsolidasi telah selesai, yaitu pada saat tegangan air pori berlebih, U, sama dengan nol.
Gambar 2.2 Grafik hubungan antara penurunan dengan waktu Terlihat pada grafik hubungan antara penurunan dengan waktu, bahwa penurunan tanah sebagian besar terjadi pada saat penurunan konsolidasi, dan pada saat penurunan konsolidasi tanah mengalami peningkatan kekuatan dan stabilitas. 2.3 Perbaikan Tanah Dasar pada Tanah Lunak Seperti yang disebutkan pada sub bab sebelumnya (2.2.1), salah satu yang menjadikan permasalahan utama adalah penurunan yang sangat besar ketika dibebani, maka 9
untuk menanggulangi permasalahan tersebut diperlukan untuk perbaikan tanah dasar, terdapat beberapa cara perbaikan tanah dasar yang dapat dilakukan :
Perkuatan dengan Geotekstil Prefabricated Vertical Drain Perkuatan dengan Stone Mattress Perkuatan tanah dengan Pile Perbaikan tanah dengan Vacuum Preloading
Gambar 2.3 Perkuatan Tanah Lunak pada Timbunan dengan menggunakan Geotekstil.
Gambar 2.4 Perkuatan Tanah Lunak pada Timbunan dengan menggunakan Vertical Drain.
Gambar 2.5 Perkuatan Tanah Lunak pada Timbunan dengan menggunakan Stone Matress.
10
Gambar 2.6 Perkuatan Tanah Lunak pada Timbunan dengan menggunakan Pile. Metode perbaikan tanah yang sering digunakan adalah metode PVD ( Prefabricated Vertical Drain), yang berarti perkuatan tanah dilakukan dengan cara mempercepat penurunan dari tanah akibat beban. Dengan menggunakan PVD, maka penurunan konsolidasi yang ingin dicapai dapat diperoleh de ngan waktu yang lebih singkat. 2.3.1 Pemampatan Tanah dengan Preloading Pemampatan pada tanah dasar terjadi akibat diberikannya beban preload diatas tanah dasar tersebut yang menyebabkan deformasi partikel tanah serta mengecilnya pori - pori pada tanah tersebut akibat keluarnya air atau udara dari dalam pori. Dalam kasus pemampatan disebut pemampatan konsolidasi (Consolidation Settlement ). Terdapat dua jenis penurunan atau pemampatan konsolidasi, yaitu konsolidasi normal ( Normally Consolidated , NC), dan konsolidasi berlebih (Over Consolidated , OC). 1. Tanah terkonsolidasi secara normal, Normally Consolidated Soil (NC-Soil), yang merupakan tegangan overburden efektif pada saat ini adalah merupakan tegangan maksimum yang pernah dialami tanah tersebut. 2. Tanah terkonsolidasi lebih, Over Consolidated Soil (OC-Soil), yang merupakan tegangan overburden efektif saat ini adalah lebih kecil daripada tegangan yang pernah dialami oleh tanah yang bersangkutan sebelumnya.
Tanah disebut sebagai NC-Soil atau OC-soil tergantung dari harga Over Consolidation Ratio (OCR), yang didefinisikan dengan persamaan berikut ini : OCR = σc’ / σo’
(2.2)
Keterangan : σc’ = Tegangan efektif overburden berlebih σo’ = Tegangan efektif overburden Berdasarkan teori Terzaghi (1925) untuk perhitungan pemampatan pada tanah lempung adalah : 1.
Untuk tanah terkonsolidasi normal (Normally Consolidated Soil)
= + log +∆ x Hi
(2.3)
11
2.
Untuk tanah terkonsolidasi lebih (Over Consolidated Soil) Jika ′0 + Δ < ′ maka :
= + log +∆ x Hi Jika ′ + Δ > ′ maka : +∆ = + . + .
(2.4)
0
(2.5)
Keterangan : Sci : pemampatan konsolidasi pada lapisan tanah yang ke-i yang ditinjau Hi : tebal lapisan tanah ke-i Eo : angka pori awal dari lapisan tanah ke-i Cc : indeks kompresi dari lapisan ke-i Cs : indeks mengembang dari lapisan ke-i Po’ : Tegangan Overburden efektif Pc’ : Tegangan prakonsolidasi efektif Δ p : penambahan beban vertikal pada lapisan yang ditinjau akibat beban timbunan dihitung dengan persamaan: Δp = I x q Keterangan : Q : tegangan vertical effective di permukaan tanah akibat beban. I : faktor pengaruh yang diperoleh dari grafik pada Gambar 2.1 dan gambar 2.2 (NAVFAC DM – 7, 1970).
12
Gambar 2.7 Grafik untuk Menentukan Faktor Pengaruh pada Beban Segiempat (Sumber: NAVFAC DM – 7, 1970)
Gambar 2.8 Grafik untuk Menentukan Faktor Pengaruh pada Beban Trapesium (Sumber: NAVFAC DM – 7, 1970) 2.3.2 Perencanaan Timbunan a. Stabilitas Timbunan terhadap Kelongsoran Pemeriksaan stabilitas timbunan merupakan salah satu hal yang harus di perhatikan dalam perbaikan tanah dasar dikarenakan dengan pemeriksaan tersebut, maka dapat diperhitungkan tinggi timbunan yang aman dan tidak menjadikan kelongsoran timbunan. Dalam hal pemampatan tanah dasar dengan beban preloading diatasnya, Semakin tinggi timbunan yang digunakan maka semakin cepat juga pemampatan tanah yang akan terjadi, akan tetapi dalam menentukan tinggi timbunan juga harus melalui perhitungan terlebih dahulu. Dengan mengklasifikasikan tinggi timbunan sebagai berikut : 1. Tinggi Timbunan Awal Perencanaan tinggi timbunan pada awal pelaksanaan berbeda dengan tinggi timbunan rencana untuk perkerasan jalan tersebut, dikarenakan pada tinggi timbunan awal berperan sebagai beban untuk memampatkan tanah. Oleh karena itu tinggi timbunan awal lebih tinggi daripada tinggi timbunan rencananya. Timbunan awal dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
= .′ = .
(2.6) (2.7)
13
− . = + ℎ = Keterangan
(2.8) (2.9)
:
= Tinggi Timbunan Awal ℎ = Tinggi Timbunan Akhir Sc
= Total penurunan tanah akibat timbunan H
′ = Berat volume efektif material timbunan 2. Tinggi Timbunan Kritis
Tinggi timbunan kritis merupakan tinggi yang menyebabkan stabilitas timbunan mendekati kurang dari angka keamanan yakni 1, tinggi timbunan kritis dapat diperiksa melalui software – software. terdapat beberapa software yang dapat menganalisa tinggi timbunan kritis, jari-jari bidang longsor, koordinat bidang longsor, angka keamanan (SF), dan momen penahan dari tanah yaitu Geoslope, XStable, dan lain – lain. Untuk analisa stabilitas timbunan pada proyek akhir terapan ini Penulis menggunakan program bantu Geoslope. 3. Kelongsoran Timbunan
Kelongsoran timbunan dapat terjadi jika tinggi timbunan mencapai batas maksimal (Kritis), Kelongsoran terjadi karena gaya dorong yang berasal dari timbunan melampaui gaya berlawanan yang berasal dari kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor. Ilustrasi bidang longsor pada timbunan ditunjukkan pada gambar
Gambar 2.9 Bidang luncur pada kelongsoran timbunan (Sumber : Braja M. Das Jilid 2) Timbunan dapat dikatakan longsor jika angka keamanannya (SF) < 1, apabila SF = 1 maka dapat dikatakan timbunan tersebut mencapai keada an 14
kritis, namun apabila SF > 1 dapat dikatakan timbunan tersebut aman dan tidak mengalami kelongsoran. Untuk menentukan angka keamanan dari suatu timbunan dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
=
Keterangan
:
Fs
= Angka keamanan = Kekuatan geser rata – rata dari tanah = Tegangan geser rata – rata yang bekerja sepanjang bidang longsor. kekuatan geser rata tanah terdiri dari dua komponen, yaitu kohesi dan geseran, dapat dituliskan dengan persamaan berikut :
= tan Keterangan c
: = Kohesi = Tegangan normal rata – rata pada permukaan bidang longsor = Sudut geser tanah
Untuk perhitungan tegangan geser rata – rata yang bekerja sepanjang bidang longsor dapat dihitung dengan persamaan berikut :
= tan Pada umumnya untuk harga dari angka keamanan terhadap kekuatan geser dapat diterima untuk merencanakan stabilitas timbunan adalah senilai 1,5. 4. Faktor yang Menyebabkan Terjadinya Kelongsoran
Faktor-faktor penyebab ketidakstabilan talud yang dapat dibagi menjadi dua kelompok besar (Terzaghi, 1950) adalah : a. Faktor Dari Luar Faktor ini disebabkan karena meningkatnya tegangan geser yang terjadi pada tanah sehingga faktor keamanannya menjadi turun (fk<1). Hal ini dapat disebabkan oleh : 1. Turunnnya tegangan horizontal tanah 2. Peningkatan tegangan vertikal tanah 3. Gempa bumi b. Faktor Dari Dalam Faktor ini disebabkan oleh penurunan kekuatan geser tanah yang disebabkan oleh: 1. Peningkatan kadar airyang terjadi pada tanah lempung 15
2. Struktur geologi dan keadaan geometri talud 3. Absorbsi oleh mineral lempung yang biasanya diikuti oleh penurunan harga kohesi tanah 4. Penyusutan tanah lempung 5. Perubahan berat volume dan tekanan air pori tanah Sedangkan menurut Vames (1958) dalam Bismoseno (2006), faktorfaktor ketidakstabilan suatu lereng diuraikan menjadi 2 kelompok juga yaitu: a. Tegangan geser yang meningkat yang disebabkan oleh bertambahnya beban lereng (bangunan dan timbunan pada bagian atasnya), hilangnya dukungan lateral (pemotongan dan penggalian pada kaki lereng), perubahan muka air yang berbatasan dengan lereng dan berlangsung cepat (sudden draw down), meningkatnya tegangan lateral (celah-celah retakan terisi oleh air), dan akibat beban gema yang terjadi. b. Terjadi pengurangan tahanan geser yang disebabkan oleh meningkatnya tekanan air pori yang mengurangi tegangan efektif (infiltrasi air hujan kedalam lereng, tidak terkontrolnya aliran air dalam drainase, gempa bumi yang menyebabkan tekanan air murni), pengembangan pada tanah lempung, pelapukan dan degradasi sifat kimia serta keruntuhan progresif karena melemahnya tegangan geser.
b. Timbunan Secara Bertahap dan Besar Pemampatan Tanah
Pelaksanaan timbunan dilapangan pasti dilaksanakan secara bertahap dikarenakan kapasitas alat berat untuk memadatkan tanah timbunan optimalnya alat berat dapat memadatkan tanah timbunan setinggi 25 cm sedangkan untuk maksimalnya setinggi 30 cm dan proses bertahapnya timbunan harus sangat diperhatikan agar timbunan kritis (Hcr) tidak terjadi kelongsoran. z
Gambar 2.10 Ilustrasi penimbunan secara bertahap (Sumber : Modul Ajar Perbaikan Tanah, 2012) Besar pemampatan tanah yang terjadi akibat penimbunan secara bertahap adalah dengan persamaan sebagai berikut : 16
Apabila P’o +
∆1 ≤
. log(+ ∆)] = Σ[+ Apabila P’o +
∆1 ∆2 >
= + log + ∆ + log+ ∆+∆ Apabila P’o +
(2.11)
∆1∆2 ∆3 >
∆+∆ = + log+∆+ + ∆+ ∆ Keterangan
(2.10)
(2.12)
:
Cc = indeks pemampatan (compression index) Cs = indeks pemuaian (swelling index) P’o = Tegangan efektif overburden = Penambahan tekanan vertical eo = Angka pori
∆
c. Peningkatan Daya Dukung Tanah Akibat Beban Timbunan Peningkatan daya dukung tanah akan terjadi apabila beban preload diletakkan pada tanah secara bertahap hingga tinggi timbunan kritis, karena pori – pori yang terdapat di tanah dasar akan tertekan sehingga keluar dan menjadikan menurunnya jumlah pori. Untuk dapat mengetahui peningkatan daya dukung tanah yang terjadi dihitung dengan persamaan menurut Ardana dan Mochtar :
Untuk PI yang memiliki harga < 120% Cu baru = 0,0737 +
0,18990,0016 ′
(2.13)
Untuk PI yang memiliki harga > 120% Cu baru = 0,0737 +
0,0454 0,00004 ′
(2.14)
Keterangan : Cu baru = Daya dukung tanah setelah beban timbunan (Kg/cm 2) PI
= Indeks plastisitas tanah
′
= Tegangan yang terjadi pada lapisan tanah (Kg/cm2)
′
Untuk harga yang berubah sesuai dengan waktu pemampatan dapat dicari dengan persamaan menurut Ardana dan Mochtar (1999)
= +∆ .′
(2.15)
Keterangan : 17
Po’
∆′
: Tegangan overburden efektif : Tegangan terhadap vertikal efektif : Penambahan beban vertikal pada lapisan yang ditinjau akibat beban timbunan
Bila : U = 100% = 1, maka persamaan (2.13) dapat didistribusikan menjadi
= Po’ ∆′ U < 100% = maka < Po’ ∆′ d. Analisa Stabilitas Timbunan dengan Menggunakan Software Geoslope terdapat beberapa software yang dapat menganalisa tinggi timbunan kritis, jari-jari bidang longsor, koordinat bidang longsor, angka keamanan (SF), dan momen penahan dari tanah untuk stabilitas timbunan yaitu Geoslope, XStable, dan lain – lain. Untuk analisa stabilitas timbunan pada proyek akhir terapan ini Penulis menggunakan program bantu Geoslope. 2.3.3 Waktu Pemampatan Tanah Dasar dengan Preloading Proses pemampatan pada tanah lempung yang tebal dibutuhkan waktu yang sangat lama. Maka dibuatlah Perbandingan yang menghubungkan antara pemampatan tanah pada saat t (waktu) dengan pemampatan total yang terjadi yang disebut dengan derajat konsolidasi. Dan nilai derajat konsolidasi memiliki range antara 0% sampai 100%. Waktu pemampatan tanah dasar dengan beban diatasnya dapat dihitung dengan cara :
= Perhitungan tersebut untuk menghitung pemampatan tanah dasar dengan single drainage, yang berarti keluarnya air pori ke lapisan yang lebih porous (lolos air) dengan satu drainase saja, atau air pori hanya keluar melalui satu arah vertical, hanya mengarah ke atas atau hanya mengarah ke bawah, sedangkan untuk double drainage mempunyai makna keluarnya air pori ke lapisan yang lebih porous (lolos air) dengan dua drainase, atau air pori dapat keluar melalui 2 arah vertikal (atas dan bawah) sekaligus. Dalam hal durasi double drainage merupakan pilihan yang tepat dalam proses pemampatan tanah dasar dengan preloading.
( 2 ) =
Perhitungan tersebut untuk menghitung pemampatan tanah dasar dengan double drainage. Keterangan
:
t
= Waktu pemampatan tanah dasar yang dibutuhkan
T
= Faktor waktu yang bergantung dengan besaran derajat konsolidasi
Hdr
= Panjang aliran air pori untuk keluar dari dalam tanah 18
Cv
= Koefisien konsolidasi air pori tanah arah vertikal
Perhitungan faktor waktu untuk derajat konsolidasi dengan nilai 0 - 60% dirumuskan dengan :
% …………………………………. (1.1) = . =
Untuk Derajat konsolidasi dengan nilai > 60% dirumuskan dengan
:
T = 1.781 – 0.933 log (100 – U%)……………………………(1.2) Dengan persamaan (1.1) dan (1.2) tersebut dapat ditabelkan seperti berikut untuk memudahkan perhitungan dari waktu pemampatan tanah dasar.
Derajat Konsolidasi % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Faktor Waktu 0 0.00785 0.0314 0.07065 0.1256 0.19625 0.2826 0.4028459 0.567139 0.848 -
Tabel 1. Faktor Waktu terhadap Variasi dari Derajat Konsolidasi
19
Grafik 1.1 Hubungan Faktor Waktu terhadap Variasi Derajat Konsolidasi 2.3.4 Percepatan Perbaikan Tanah dengan Metode Pr e F abricated Vertical Drain
(PVD) Pemampatan konsolidasi yang terjadi pada tanah lempung dengan hanya diberi pembebanan preloading diatasnya berlangsung sangat lambat. Oleh sebab itu solusi yang diambil untuk mengatasi permasalah dari lamanya durasi pemampatan adalah melakukan percepatan perbaikan tanah dengan metode Preloading ditambahkan dengan pemasangan pre fabricated vertical drain (PVD). Dengan adanya vertical drain maka air pori tanah tidak hanya mengalir keluar arah vertical saja tetapi juga arah horizontal, Vertical drain mempunyai beberapa macam, diantaranya : Hubungan Faktor Waktu dan Derajat Konsolidasi % Faktor Waktu 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20
% i s a d i l o s n o K t a j a r e D
30 40
Faktor Waktu
50 60 70 80 90
100
a) Kolom Pasir Vertical drain terbuat dari tiang – tiang pasir yang dimasukkan ke dalam tanah dengan bantuan pipa bergetar. b) Prefabricated Vertical Drain
20
PVD terbuat dari bahan geosyhnthetics yang diproduks dipabrik, bahan ini dapat mengalirkan air dengan baik dan cepat Untuk penulisan proyek akhir terapan ini akan membahas formula untuk PVD saja, dikarenakan PVD lebih umum digunakan di lapangan dibandingkan dengan kolom pasir yang jauh lebih rumit pemasangannya dan lebih mahal biayanya.
21
BAB III METODOLOGI
3.1. Pengumpulan Data Sebelum menentukan variabel yang akan digunakan dalam penyusunan Proyek Akhir Terapan ini, maka diperlukan data-data proyek, yaitu sebagai berikut :
Data Sondir Tanah Data Geometrik di Lapangan Data Gambar desain Data Laporan Harian Produktivitas Pekerjaan Data Waktu Dan Biaya Pelaksanaan Data Jenis Pekerjaan Data Volume Pekerjaan Data Penggunaaan Sumber Daya, berupa Human (Tenaga Kerja Dan Tenaga Ahli) Dan Non Human ( Material Dan Peralatan) Kurva S dari Perencanaan Kontraktor Data Spesifikasi Alat Berat yang Digunakan
3.2. Pengkajian Data Mempelajari situasi lokasi proyek, data geometrik, gambar desain, waktu dan biaya pelaksanaan, jenis dan volume pekerjaan, material, peralatan dan sumber daya manusia yang akan digunakan.
3.3. Merencanakan Metode Pelaksanaan dan Time Schedule Merencanakan metode pelaksanaan sehingga diperoleh durasi setiap item pekerjaan. Time schedule proyek dibuat agar dapat dianalisa pekerjaan mana yang dapat dikerjakan bersama dan pekerjaan yang harus didahulukan sehingga dapat menghemat waktu pelaksanaan. Selain itu juga dibuat durasi pelaksanaan setiap item pekerjaan.
3.4.Analisa dan Evaluasi Biaya Untuk melakukan estimasi biaya maka perlu diketahui kuantitas dan harga satuan. Kuantitas umumnya diperoleh dari metode pelaksanaan yang digunakan. Sedangkan untuk harga satuan dapat ditinjau melalui masukan dari proyek-proyek terdahulu atau dengan menyusun sendiri sistem standart data lalu menggunakan indeks harga yang diterbitkan oleh pihak atau instansi yang berwenang.
3.5.Hasil dan Kesimpulan Setelah merencanakan metode pelaksanaan yang tepat untuk setiap item pekerjaan dan penggunaan sumber daya yang tersedia didapatkan biaya yang optimal untuk setiap item pekerjaan serta durasi pekerjaan yang optimal pula untuk setiap item pekerjaan.
22
3.6.Bagan Alir Metodologi
START
Identifikasi Masalah
Studi Literatur
Pengumpulan Data : Data geometrik proyek Data gambar desain Data waktu dan biaya pelaksanaan Data jenis pekerjaan Data volume pekerjaan Data penggunaaan sumber daya
Pengolahan Data
Merencanakan Metode Pelaksanaan Tidak OK Project Schedule OK Analisa Biaya
Kesimpulan
FINISH
23
http://library.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2013-2-01205-SP%20Bab2001.pdf
apan 24
