VERTICAL DRAIN
Oleh:
DANU WAHYUDI
1215011022
GIWA GIWA WIBA WIBAWA WA PERM PERMAN ANA A
1215 121501 0110 1048 48
HEDI SAPUTRA
1215011050
LIDYA SUSANTI
1215011059
UNIVERSITAS LAMPUNG LAMPUNG 2015
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................ JUDUL.............................................. ............................................ .......................................... .................... DAFTAR ISI..................... ISI ........................................... ............................................ ............................................ ................................... ............. DAFTAR GAMBAR ......................................... ............................................................... ............................................ ........................ .. BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang........................ Belakang.............................................. ............................................ .......................................... .................... B. Rumusan Masalah......................................... Masalah............................................................... .......................................... .................... C. Tujuan...................... Tujuan ............................................ ............................................ ............................................ ................................... ............. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah ............................................ .................................................................. ............................................ ................................... ............. B. Daya Dukung Tanah............................. Tanah................................................... ............................................ ........................... ..... C. Konsolidasi....................................... Konsolidasi............................................................. ............................................ ............................... ......... D. Stabilisasi Tanah................................... Tanah......................................................... ............................................ ........................... ..... BAB III. PEMBAHASAN A. Perkembangan Perkembangan Vertical Drain ........................................... ............................................................... .................... B. Vertical Drain .......................................... ................................................................ ............................................ ........................ .. C. Jenis-Jen Jenis-Jenis is Vertical Drain ........................................... ................................................................. ........................... ..... D. Prinsip Kerja Vertical Drain ......................................... ............................................................... ........................ .. E. Metode dan dan Prosedur Prosedur Pekerjaan Pekerjaan Vertical Drain .................................... .................................... BAB IV. KESIMPULAN................................ KESIMPULAN...................................................... ............................................ ........................... ..... DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
i ii iii 1 2 2 3 4 5 6 8 9 9 12 15 22
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Aliran Air pada Vertical Drain ....................................................... Gambar 2 Bagan Alir Pengambilan Keputusan untuk Metode Drainase Vertikal ..................................................................................... Gambar 3 Hubungan dari Ukuran Butir dengan Permeabilitas pada Pasir ..... Gambar 4 Pengaruh dari Kehalusan pada Permeabilitas ................................ Gambar 5 Prosedur Instalasi PVD ..................................................................
13 16 19 19 21
iii
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Keberadaan jalan sangat diperlukan untuk menunjang laju pertumbuhan ekonomi, seiring dengan meningkatnya kebutuhan sarana transportasi yang dapat menjangkau daerah-daerah terpencil yang merupakan sentra produksi pertanian. Jaringan jalan raya yang merupakan prasarana transportasi darat yang memegang peranan penting dalam sektor perhubungan, terutama untuk kesinambungan distribusi barang dan jasa, serta masyarakat dan untuk pengembangan wilayah.
Perencanaan peningkatan jalan merupakan salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan lalu lintas. Sehubungan dengan permasalahan lalu lintas, maka diperlukan penambahan kapasitas jalan yang tentu akan memerlukan metoda efektif dalam perancangan maupun perencanaan agar diperoleh hasil yang terbaik dan ekonomis, tetapi memenuhi unsur kenyamanan, keamanan dan keselamatan pengguna jalan.
Salah satu kesulitan pengembangan prasarana jalan terbenturnya pelaksanaan pembangunan tersebut dengan keadaan tanahnya yang jelek seperti berupa tanah lempung lembek atau tanah organik yang tidak bisa dihindarkan, misalnya tanah lempung lembek dengan daya dukung tanahnya yang sangat kecil, pemempatan besar, dan koefisien permeabilitas kecil. Sehingga
2 dibutuhkan upaya-upaya perbaikan tanah guna meningkatkan daya dukung tanah. Pada makalah ini akan dibahas mengenai perbaikan tanah dengan menggunakan
vertical drain .
Diharapkan makalah ini dapat memberikan
informasi yang dapat dijadikan acuan atau referensi dalam upaya perbaikan tanah khususnya menggunakan vertical
drain .
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah: 1.Apakah yang dimaksud dengan vertical drain? 2. Apakah jenis-jenis vertical drain yang sering digunakan? 3. Bagaimana prinsip kerja vertikal drain? 4. Bagaimana teknis pelaksanaan vertical drain?
C. Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini adalah untuk mengetahui cara perbaikan tanah dengan (vertical vertical drain , drain.
drain )
yang terdiri dati pengertian vertical drain, jenis-jenis
prinsip kerja
vertical drain
dan teknis pelaksanaan
vertical
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Tanah adalah bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan bahan organik serta terdiri dari massa padatan, cair, gas. Tanah merupakan lapisan paling atas pada permukaan bumi. Tanah tercipta tidak dengan sendirinya, melainkan berasal dari hasil pelapukan bebatuan dan tumbuhan yang perosesnya membutuhkan waktu bertus-ratus tahun. Proses pembentukan tanah sangat dipengaruhi oleh iklim, bentuk muka bumi, tumbuhan, berbagai organisme yang hidup diatasnya termasuh hewan dan manusia.
Definisi tentang tanah yang dipergunakan oleh seorang insinyur sipil bersifat kesepakatan dan berbeda dengan definisi yang digunakan oleh seorang ahli geologi, ahli ilmu tanah, ataupun orang awam. Seorang insinyur sipil menganggap tanah termasuk semua bahan, organik dan anorganik, yang ada di atas lapisan batuan tetap (Dunn dkk., 1980).
Tanah adalah himpunan mineral, bahan organik, dan endapan-endapan yang relatif lepas (loose), yang terletak di atas batuan dasar ( bedrock ). Ikatan antara butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik, atau oksida-oksida yang mengendap diantara partikel-partikel. Ruang diantara partikelpartikel dapat berisi air, udara, ataupun keduanya. Proses pelapukan
4 batuan atau proses geologi lainnya yang terjadi di dekat permukaan bumi membentuk tanah Tanah ( soil) adalah kumpulan (agregat) butiran mineral alami yang bisa dipisahkan oleh suatu cara mekanik bila agregat termaksud diaduk dalam air, sedangkan batuan ( rock ) merupakan agregat mineral yang satu sama lainnya diikat oleh gaya-gaya kohesif yang permanen dan kuat (Terzaghi dan Peck, 1967).
B. Daya Dukung Tanah
Tanah yang akan dibangun suatu konstruksi diatasnya, diharuskan mempunyai nilai daya dukung tanah yang besar. Hal ini dimaksudkan agar kekuatan tanah tidak terlampaui oleh beban yang ada diatasnya. Apabila kekuatan tanah terlampaui maka penurunan yang berlebihan akan berakibat terjadinya kerusakan struktur yang ada diatasnya. Untuk
tanah
lempung
pembuatan
konstruksi
diatasnya
akan
selalu
menimbulkan tegangan pori. Biasanya waktu yang diperlukan untuk penyusutan tegangan pori jauh lebih lama daripada waktu yang diperlukan untuk mendirikan konstruksi diatas lapisan lempung tersebut. Ini berarti kekuatan geser tanah lempung tidak akan banyak mengalami perubahan selama masa pembangunan konstruksi tersebut. Nilai daya dukung tanah diperoleh dari hasil pengujian CBR ( California Bearing Ratio), baik dari pengujian lapangan maupun hasil pengujian
laboratorium. Untuk lapisan tanah dasar asli nilai CBR didapat dari uji lapangan dengan alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer) atau dengan alat sondir. Dapat juga dilakukan pengujian di laboratorium dengan cara
5 pengambilan contoh tanah dengan silinder (mold ) Daya dukung tanah asli (lempung lunak) dibawah timbunan dapat dianalisa dengan rumus Terzaghi (1943). qult = q’ + q”
Keterangan : q’ = porsi daya dukung yang diasumsikan tanpa berat tanah pondasi q” = porsi daya dukung dari berat tanah pondasi
C. Konsolidasi
Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan – lahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus – menerus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total benar – benar hilang.
Jangka waktu terjadinya konsolidasi tergantung pada bagaimana cepatnya tekanan air pori yang berlebih akibat beban yang bekerja dapat dihilangkan. Karena itu koefisien permeabilitas merupakan faktor penting di samping penentuan berapa jauh jarak air pori yang harus dikeluarkan dari pori-pori yang ukurannya bertambah kecil untuk dapat meniadakan tekanan yang berlebihan. Kasus yang paling sederhana adalah konsolidasi satu dimensi, di mana kondisi regangan lateral nol mutlak ada.
.
6 D. Stabilisasi Tanah
Stabilisasi tanah adalah usaha untuk meningkatkan stabilitas dan kapasitas daya dukung tanah. Menurut Bowles (1984) apabila tanah yang terdapat di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, atau apabila mempunyai indeks konsistensi yang tidak sesuai, permeabilitas yang terlalu tinggi, atau sifat lain yang tidak diinginkan sehingga tidak sesuai untuk suatu proyek pembangunan, maka tanah tersebut harus distabilisasikan. Stabilisasi tanah dapat terdiri dari salah satu tindakan : 1. Meningkatkan kerapatan tanah. 2. Menambah material yang tidak aktif sehingga meningkatkan kohesi dan/atau tahanan gesek yang timbul. 3. Menambah bahan untuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi dan/atau fisis pada tanah. 4. Menurunkan muka air tanah (drainase tanah). 5. Mengganti tanah yang buruk. Tujuan perbaikan tanah tersebut adalah untuk mendapatkan tanah dasar yang stabil pada semua kondisi. Adapun metode-metode stabilisasi yang dikenal adalah : 1. Stabilisasi mekanis Stabilisasi mekanis adalah penambahan kekuatan atau daya dukung tanah dengan jalan mengatur gradasi tanah yang dimaksud. Usaha ini biasanya menggunakan sistem pemadatan. Pemadatan merupakan stabilisasi tanah secara mekanis, pemadatan dapat dengan berbagai jenis peralatan mekanis
7 seperti mesin gilas ( roller ), benda berat yang dijatuhkan, ledakan, tekanan statis, dan sebagainya (Bowles, 1991). 2. Stabilisasi kimiawi Stabilisasi tanah secara kimiawi adalah panambahan bahan stabilisasi yang dapat mengubah sifat-sifat kurang menguntungkan dari tanah. Biasanya digunakan untuk tanah yang berbutir halus. Bahan yang digunakan untuk stabilisasi tanah disebut stabilizing agent
III. PEMBAHASAN
A. Perkembangan Vertical Drain
Pada tahun 1925, Daniel E. Moran memperkenalkan pemakaian drainase dari kolom-kolom pasir untuk stabilitas tanah pada kedalaman yang besar dan selanjutnya keberhasilan drainase tipe ini dipakai disebelah barat benua Amerika (Amerika Serikat) dan pada tahun 1944 disebelah timur negara tersebut. Tipe drainase selanjutnya dikenal dengan drainase vertikal. Sejak tahun itu, pemanfaatan drainase vertikal yang dikenal dengan metode vertikal drain berkembang demikian pesat, umumnya dalam pekerjaan-pekerjaan konstruksi timbunan untuk jalan raya, tanggul, tanah hasil reklamasi pantai.
Pada tahun 1936, diperkenalkan sistem vertikal drain dengan bahan sintesis oleh Kjellman di Swedia. Setelah di tes di beberapa tempat pada tahun 1937 dengan bahan calboard wick mendapat sambutan yang hangat dari para ilmuwan.
Sejak
saat
itu
pengembangan
vertikal
drain
dilanjutkan
menggunakan berbagai macam bahan.
Ini dilakukan para ilmuan agar dapat mempercepat waktu penurunan konsolidasi yang lama. Pengembangan yang terbaru bagi vertikal drain adalah vertikal drain sintesis. Dengan memenuhi persyaratan untuk kelayakan vertikal drain dan bahkan vertikal drain sintesis dapat mempercepat waktu
9 penurunan konsolidasi lebih cepat dari bahan-bahan terdahulunya sehingga menjadi pilihan utama saat mengatasi masalah konsolidasi.
B. Vertical Drain
Tanah lempung lunak jenuh adalah tanah dengan rongga kapiler yang sangatecil sehingga proses konsolidasi saat tanah dibebani memerlukan waktu cukup lama, sehingga untuk mengeluarkan air dari tanah secara cepat adalah dengan mebuat vertical drain pada radius tertentu sehingga air yang terkandung dalam tanah akan termobilisasi keluar melalui vertical drain yang telah terpasang. Pekerjaan vertical drain ini biasanya dikombinasikan dengan pekerjaan pre-load berupa timbunan tanah, dengan maksud memberikan beban pada tanah sehingga air yang terkandung dalam tanah bisa termobilisasi dengan lebih cepat.
C. Jenis-Jenis Vertical Drain
Pada prinsipnya drainase ini dapat dikatakan menjamin aliran air tanpa hambatan atau dapat dikatakan kecil ke arah vertikal yaitu ke arah lapisan porus yang berada di atas muka tanah atau bahkan dua lapisan porus di atas dan di bawah lapisan lunak (berada dalam tanah) dan juga tidak menimbulkan masalah pada bidang kontak antara tanah dan drain. Tipe vertical drain bergantung pada material yang digunakan dan terbagi menjadi dua bagian besar, yaitu: a. Vertical drain konvensional b. Vertical drain sintesis.
10 Terdapat beberapa tipe dari vertikal drain, yaitu: 1. Drainase
pasir
vertical
dengan
cara
desakan
penumbukan
(Drivendisplacement sand drains) Drainase pasir vertical dengan cara desakan penumbukan merupakan cara sederhana dan digunakan secaraluas karena biayanya murah . Tetapi, cara pemasangan ini dapat mengganggudan merusak struktur tanah yang akibatnya dapat mengurangi kuat geser tanah,dan juga menimbulkan kerusakan pada saluran drainase horisontal alami. 2. Drainase pasir semprotan air tanpa desakan (Non-displacement jetted
sand drains) Drainase pasir semprotan air tanpa desakan dapat memperkecil gangguan di sekitar tanah. Tapi metode inimemakan waktu dalam pemasangannya dan kesulitan apabila harus menembuslempung kenyal atau lapisan berbutir kasar. 3. Drainase
pasir
vertikal
dengan
pemboran
mengganti (Bored
replacement typesand drains) Drainase pasir vertikal dengan pemboran mengganti dipasang dengan pengeboran sebelumnya memakai auge rmelayang menerus (continuous flight augers) atau auger yang dipasang padabatang kelly teleskopik (telescopic kelly bars) dan kemudian lubang bor diisi dengan pasir.
Gangguan yang timbul pada pengisian pasir dengan cara ini umumnya kecil tetapi pembuangan tanah sisa pemboran dengan volume yang besar sering menjadi permasalahan.Diameter dari lubang berkisar dari 20 hingga
11 40 cm dan spasinya berkisarantara 1.5 hingga 3m. Material yang digunakan untuk drainase pasir (sand drain) harus didisain sehingga : a) mempunyai kemampuan penyaringan sehingga setiap lanau atau pasir halus di dalam tanah tidak akan menyumbat aliran dan b) cukup
permeabel
untuk
memberikan
kapasitas
drainase
yang
disyaratkan. Gradasi pasir harus dipilih sesuai untuk keperluan penyaringan
dan
diameter
pengaliran
harus
ditentukan
untuk
menghasilkan kapasitas drainase yang diperlukan. Oleh karenanya desain drainase akan spesifik untuk setiap lokasi 4. Drainase pasir pra-fabrikasi (Prefabricated sand drains)
Drainase pasir pra-fabrikasi termasuk ‘sumbu pasir (sand wicks)yang dibuat dengan mengisikan ke dalam kaus dari material filter yang biasanya berdiameter kecil. Sumbu pasir ini biasanya dimasukkan ke dalam lubang bor yang dibuat sebelumnya di dalam tanah. 5. Drainase vertikal pra-fabrikasi (Prefabricated vertical drains, PVD)
Drainase vertikal pra-fabrikasi umumnya berbentuk pita ( band-shaped ) dengan sebuah inti plastik beralur yang dibungkus dengan selubung filter yang terbuat dari kertas atau susunan plastik tak teranyam ( non woven plastic fabric). Biasanya memiliki lebar sekitar 10 cm dan tebal 0.4 cm.
Jika menggunakan tipe drainase ini karakteristik hidroliknya harus diperhatikan dengan seksama, misalnya mengenai kapasitas pengeluaran air (well discharge capacity) dan permabilitas dari filter/saringannya, karakteristik mekanik seperti kuat tarik dari inti dan filternya ( tensile strength of core and filter ) dan kuat tekuk ( buckling strength) serta
12 ketahanannya terhadap degradasi fisik dan biokimia dalam berbagai kondisi cuaca dan lingkungan yang tidak ramah.
Perkembangan terakhir memgunakan drainase dari serat alami ( natural fibre drains), terdiri atas sebuah inti gulungan ( coir core) dan bagian luar
dari goni. Penggunaan material alami akan menghasilkan sebuah produk yang lebih murah, dan paling tidak untuk pemasangan drainase yang dangkal sistem drainase tersebut akan menunjukkan hasil yang sama dengan jika menggunakan material drainase dari bahan sintetis.
Drainase pra-fabrikasi biasanya dipasang sampai kedalaman hingga 24 m dengan menggunakan rig penetrasi statis. Untuk yang lebih dalam, dibutuhkan rig yang lebih besar, lantai kerja yang lebih kuat/luas dan penggunaan vibrator ujung ( top vibrator ) untuk mempermudah proses penetrasi. Kedalaman maksimum pemasangan yang pernah dilakukan di Indonesia berdasarkan pengalaman sampai saat ini mencapai 45m (Nicholls & Barry, 1983).
Keuntungan dengan penggunaan sistem drainase tersebut terutama adalah prosedur
pemasangannya
yang
sederhana,
murah
dan
kecepatan
pemasanganyang tinggi.
D. Prinsip Kerja Vertical Drain
Laju konsolidasi yang rendah pada lempung jenuh dengan permeabilitas rendah, dapat dinaikkan dengan menggunakan drainasi vertikal ( vertical drain) yang memperpendek lintasan pengaliran dalam lempung. Kemudian
13 konsolidasi terutama diperhitungkan akibat pengaliran horisontal radial, yang menyebabkan disipasi kelebihan tekanan air pori yang lebih cepat, pengaliran vertikal kecil pengaruhnya. Dalam teori, besar penurunan konsolidasi akhir adalah sama, hanya laju penurunannya yang terpengaruh.
Gambar 1. Aliran Air Pori pada Vertical Drain Metode tradisional dalam membuat vertikal drain adalah dengan membuat lubang bor pada lapisan lempung dan mengisi kembali dengan pasir yang bergradasi sesuai titik. Diameternya sekitar 200 – 600 mm dan saluran drainase tersebut dibuat sedalam lebih dari 5 meter. Pasir harus dapat dialiri air secara efisien tanpa membawa partikel – partikel tanah yang halus. Drainase cetakan juga banyak digunakan dan biasanya lebih murah daripada drainase urugan untuk suatu daerah tertentu.
Salah satu jenis drainase cetakan adalah drainase prapaket ( prepackage drain) yang terdiri dari sebuah selubung filter, biasanya dibuat dari polypropylene,
14 yang diisi pasir dengan diameter 65 mm. Jenis ini sangat fleksibel dan biasanya tidak terpengaruh oleh adanya gerakan – gerakan tanah lateral. Jenis lain drainase cetakan adalah drainase pita ( band drain), yang terdiri dari inti plastik datar dengan saluran drainase yang dikelilingi oleh lapisan filter, yang mana lapisan tersebut harus memiliki kekuatan untuk mencegah jangan sampai terselip ke dalam saluran. Fungsi utama dari lapisan itu adalah untuk mencegah penyumbatan partikel-partikel tanah halus pada saluran di dalam inti. Ukuran band drain ini adalah 100 mm kali 5 mm dan diameter ekivalennya biasanya diasumsikan sebagai keliling dibagi π.
Drainase cetakan dipasang dengan cara menyelipkan drainase cetakan ke dalam lubang bor atau dengan menempatkannya di dalam sebuah paksi (mandrel) atau selubung ( casing) yang kemudian dipancang ke dalam tanah atau digetarkan di tanah. Karena tujuannya adalah untuk mengurangi panjang lintasan pengaliran, maka jarak antara drainasi merupakan hal yang terpenting. Drainasi tersebut biasanya diberi jarak dengan pola bujur sangkar atau segitiga. Jarak antara drainasi tersebut harus lebih kecil daripada tebal lapisan lempung dan tidak ada gunanya menggunakan drainasi vertikal dalam lapisan lempung yang relatif tipis.
Untuk mendapatkan desain yang baik, koefisien konsolidasi horisontal dan vertikal (Ch dan Cv) yang akurat sangat penting untuk diketahui. Biasa nya rasio Ch /Cv terletak antara 1 dan 2, semakin tinggi rasio ini, pemasangan drainasi se¬makin bermanfaat. Nilai koefisien untuk lempung di dekat drainasi
kemungkinan
men¬jadi
berkurang
akibat
proses
peremasan
15 (remoulding) selama pemasangan (terutama bila di-gunakan paksi), pengaruh tersebut
dinamakan
pelumasan
(smear).
Efek
pelumasan
ini
dapat
diperhitungkan dengan mengasumsikan suatu nilai Ch yang sudah direduksi atau dengan menggunakan diameter drainasi yang diperkecil. Masalah lainnya adalah diameter drainasi pasir yang besar cenderung menyerupai tiang-tiang yang lemah, yang mengurangi kenaikan tegangan vertikal dalam lempung sampai tingkat yang tidak diketahui dan meng¬hasilkan nilai tekanan air pori berlebihan yang lebih rendah dan begitu pula halnya dengan penurunan konsolidasi. Efek ini minimal bila menggunakan drainasi cetakan karena fleksibilitasnya. Pengalaman menunjukkan bahwa drainasi vertikal tidak baik untuk tanah yang memiliki rasio kompresi sekunder yang tinggi, seperti lempung yang sangat plastis dan gambut, karena laju konsolidasi sekunder tidak dapat dikontrol oleh vertikal drain.
E. Metode dan Prosedur Pekerjaan Vertical Drain
Drainase vertikal dipasang sampai sebagian atau seluruh kedalaman tanah lunakdengan jarak yang ditentukan, yang umumnya berjarak satu hingga dua meter dengan lapisan drainase permukaan dipasang selebar timbunan penuh. Kemudian diberikan beban timbunan.
Untuk lapisan tanah lunak yang dalam, adanya drainase vertikal ini akan mengurangi jarak drainase dalam tanah. Karena kecepatan konsolidasi akan bergantung pada panjang jalur drainase seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 3.1, maka drainase vertikal ini akan mempercepat proses konsolidasi.
16
...........................................pers 3.1
Jika diperlukan, perbaikan tanah dengan drainase vertikal ini dapat dikombinasikan dengan solusi lain seperti ditunjukkan pada grafik Proses pengambilan keputusan pada Gambar 2.
Gambar 2. Bagan alir Pengambilan Keputusan untuk Metode Drainase Vertikal
17 Prosedur instalasi dari pekerjaan vertical drain adalah sebagai berikut: 1. Instalasi PVD (Prefabricated Vertical Drain) Sistem drainase dengan PVD harus dipasang dengan mandrel yang ujungnya tertutup (closed-end mandrel) yang dimasukkan ke dalam tanah baik dengan penetrasi statis maupun pemancangan dengan vibrator (vibratory driving). Tingkat kerusakan atau gangguan pada tanah yang
ditimbulkannya bergantung pada bentuk dan ukuran dari mandrel dan sepatu yang dapat dilepaskan (detachable shoe) pada dasar mandrel yang digunakan untuk mengangkut material ini ke dalam tanah. Gangguan yang timbul
apabila
digunakan
sistemdrainase
PVD
akan
lebih
kecil
dibandingkan dengan yang ditimbulkan oleh drainase pasir konvensional dengan pendesakan. Untuk proyek kecil, dapat digunakan satu rig yang dapat mencapai kecepatan pemasangan hingga 300 m2 per hari2. Di Pelabuhan Laut Belawan dimana drainase tersebut dipasang sampai kedalaman antara 20 dan 45m pemasangan, dapat mencapai hasil rata-rata 2300m drainase PVD per rig per 10 jam per hari (Nicholls, Barry & Shoji, 1984). Mesin yang dapat memasang drainase ini hingga kedalaman 60 m dengan kecepatan 1 m/detik sekarang telah tersedia dibeberapa negara (Choa, 1985). 2. Selimut Pasir (Sand Blanket ) Selimut pasir harus dipasang pada lapisan pertama dari timbunan untuk memberi jalan kepada air yang keluar dari sistem drainase.
18 Syarat-syarat selimut pasir adalah: a. Penempatan harus dipasang pada elevasi yang secara praktis serendah mungkin untuk memperkecil tekanan balik (backpressure) dalam drainase. b. Ketebalan harus cukup untuk memberikan suatu lapisan yang memadai (reliable interface) antara selimut pasir dengan drainasenya, yang dalam
hal ini akan bergantung pada metode pemasangan sebagaimana akan dibahas berikut ini. Tebal minimum 30cm harus dipakai. c. Kemiringan melintang (crossfall): Lapisan pasir harus mempunyai kemiringan melintang awal dari tengah ke pinggir timbunan untuk memberikan drainase positif; kemiringan melintang awal ini dapat juga dinaikkan untuk konpensasi terjadinya beda penurunan yang terjadi antara tengah dan pinggir. d. Walaupun demikian, meninggikan selimut dibagian tengah supaya lebih miring akan menambah kerumitan pelaksanaan. Oleh karena itu pemberian kemiringan tidak disarankan. e. Gradasi (grading): untuk dapat berfungsi sebagai filter yang memadai sebagaimana dijelaskan berikut, selimut pasir perlu didisain untuk mendapatkan permeabilitas yang diinginkan yang harus dihitung sebagai berikut: 1. Putuskan kapan selama proses konsolidasi selimut pasir harus mampu mengalirkan air (discharge). Waktu untuk 5% konsolidasi akan cukup memadai. Ini berarti sebelum sampai pada waktu/saat tersebut, selimut akan dipenuhi air dan efisiensi pengaliran air menjadi kurang dari 100%.
19 2. Hitung kecepatan pengaliran air tersebut pada waktu konsolidasi 5% atau tingkat konsolidasi lain yang dipilih. Dengan menggunakan Hukum Darcy’s, hitung aliran horisontal air pada selimut dengan menggunakan separuh lebar dan tebal selimut untuk mendapatkan permeabilitas yang diinginkan. 3. Pilih gradasi material untuk memberikan permeabilitas yang diperlukan. Panduan untuk itu dapat diperoleh dari Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 3. Hubungan dari Ukuran Butir dengan Permeabilitas pada Pasir (GCO, 1982)
Gambar 4. Pengaruh dari Kehalusan pada Permeabilitas (GCO, 1982)
20 4. Gunakan batu atau kerikil pecah berukuran tunggal (crushed single sized gravel) Menggunakan pasir lokal, tetapi dengan memasang pipa
drainase lateral dengan jarak yang sesuai untuk mengurangi jarak pengaliran air. 5. Filter: Ini disyaratkan untuk mencegah masuknya butir tanah ke dalam selimut drainase yang dapat menyumbat dan mengurangi efisiensi pengaliran air. Filter bagian atas dan bawah harus menggunakan lapisan pasir dengan gradasi maupun ketebalan yang sesuai dengan desain filter yang biasa, ataupun dengan menggunakan filter geotekstil dengan disain yang sesuai.
6. Jika selimut pasir diletakkan langsung diatas tanah lunak maka saringanbawah tidak diperlukan lagi. 3. Pertimbangan Pelaksanaan
Sebuah lantai kerja biasanya dibutuhkan untuk alat berat untuk memasang PVD. Lantai kerja ini dapat berpengaruh terhadap efisiensi drainase selanjutnya, sehingga Perekayasa Geoteknik yang ditunjuk harus : a. Menyiapkan desain yang termasuk lantai kerja b. Dikonsultasikan jika kontraktor mengusulkan perubahan. Spesifikasi yang umum di Indonesia adalah dengan menghampar selimut pasir tersebut terlebih dahulu sebelum memasang drainase. Akan tetapi biasanya Kontraktor tidak bisa menerima bila selimut pasirnya digunakan sebagai lantai kerja, karena hal tersebut akan mudah rusak akibat peralatan dan juga tererosi oleh curahan air hujan. Selimut pasir tersebut juga dapat
21 terkontaminasi oleh lanau yang mengalir akibat pekerjaan tanah di sekitarnya yang dapat mengakibatkan kinerja selimut pasir menjadi jelek. Sistem yang lebih disukai adalah dengan menghampar selimut pasir dan filter lainnya kemudian 50 cm material timbunan dihampar sebagai lantai kerja. Kelemahan dari metode ini adalah: a. Bila lokasi tersebut terkena banjir maka selimut pasir akan mengalamu segregasi atau terkontaminasi selama proses penghamparannya b. Jika digunakan filter geotekstil, maka geotekstil tersebut akan tertusuk sewaktu pemasangan PVD. Pendekatan alternatif adalah dengan memasang lantai kerja dengan ketebalan yang cukup yang dapat mendukung beban peralatan. Kemudian satu strip selimut pasir dihampar dan PVD dapat dipasang melaluinya dan peralatan berdiri di selimut pasir tersebut. Alat pancang mundur dan lapisan selimut pasir berikutnya dihampar dan selanjutnya proses pemasangan diulangi. Prosedur ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Prosedur Instalasi PVD
IV. KESIMPULAN
Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa: a.
Laju konsolidasi yang rendah pada lempung jenuh dengan permeabilitas rendah, dapat dinaikkan dengan menggunakan drainasi vertikal (vertical drain) yang memperpendek lintasan pengaliran dalam lempung.
b.
Pengalaman menunjukkan bahwa drainasi vertikal tidak baik untuk tanah yang memiliki rasio kompresi sekunder yang tinggi, seperti lempung yang sangat plastis dan gambut, karena laju konsolidasi sekunder tidak dapat dikontrol oleh vertical
drain .
DAFTAR PUSTAKA
Christady, Hary Hardiyatmo. 2006. Mekanika Tanah 1. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press Christady, Hary Hardiyatmo. 2007. Mekanika Tanah 2. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press http://rachmadony.blogspot.co.id/2012/09/teknik-preloading-danpenggunaan.html oleh Rachmadony Batubara. Diakses 26 Oktober 2015 pukul 14.32 WIB Nurisma, Daru Pramukti; Asmaranto, Runi; Primantyo, Andre Hendrawan. Perencanaan Drainase Vertikal untuk Mempercepat Waktu Konsolidasi pada Pembangunan PLTU IPP Kaltim 3 (2 X 100 MW). Malang : Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
LAMPIRAN Dokumentasi Contoh Pelaksanaan Pekerjaan Pemasangan Vertical Drain
