HALAMAN PENGESAHAN ANALISIS GEOTEKNIK PADA PERENCANAAN KONSTRUKSI JALAN TOL MOJOKERTO KERTOSONO

Transkripsi

1 HALAMAN PENGESAHAN ANALISIS GEOTEKNIK PADA PERENCANAAN KONSTRUKSI JALAN TOL MOJOKERTO KERTOSONO Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat akademis dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana S1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Disusun Oleh : NAZHER ANDI ARIASTHA TAMBOK L. DAVID L2A L2A Semarang, Agustus 2009 Mengesahkan Dosen Pembimbing I Tugas Akhir Mengetahui Dosen Pembimbing II Tugas Akhir Prof. Dr. Ir. Sri Prabandiyani, MSc Ir. Indrastono DA, M.Ing NIP : NIP : Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Ir. Sri Sangkawati, MS. NIP : ii

2 KATA PENGANTAR Puji syukur hanya bagi Allah SWT yang telah melimpahkan Rakhmat-Nya dan kemampuan kepada kami sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Analisis Geoteknik pada Perencanaan Konstruksi Jalan Tol Mojokerto Kertosono. Tugas Akhir ini merupakan mata kuliah wajib yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan pendidikan kesarjanaan Strata 1 (S1) di Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Diponegoro Semarang yang mempunyai bobot 4 SKS. Dalam penyusunan Tugas Akhir merupakan bagian dari penerapan ilmu di bidang Teknik Sipil yang didapat di bangku kuliah terkait dengan analisis geoteknik pada perencanaan jalan tol. Selain dari itu selama penyusunan Tugas Akhir disamping kami mendapat bimbingan langsung dari Dosen Pembimbing juga kami mendapat bimbingan serta pengarahan dari berbagai pihak yang terkait dalam penanganan proyek tersebut sehingga menambah wawasan pengetahuan bagi Penyusun. Dengan penuh rasa hormat, pada kesempatan ini pula kami mengucapkan terima kasih yang se besar-besarnya kepada : 1. Ketua Jurusan Teknik Sipil, Ibu Ir. Sri Sangkawati, MS., yang telah memberikan ijin untuk menyusun Tugas Akhir. 2. Dosen Wali, Bapak Ir. Windu Partono, MSc dan selaku Koord. Bid. Akademik, Bapak Ir. Arif Hidayat, CES., MT., yang telah memberikan ijin kepada kami untuk melaksanakan Tugas Akhir. 3. Dosen Pembimbing I, Ibu Prof.Dr.Ir.Sri Prabandiyani.MSc, atas kesabarannya dalam membimbing kami menyusun Tugas Akhir. 4. Dosen Pembimbing II, Bapak Ir. Indrastono, M.Ing, yang telah banyak memberi bimbingan serta arahan sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik 5. Bapak Ir. Achmad Manap selaku Pemimpin Proyek Pembangunan Jalan Tol Mojokerto-Kertosono dari investor PT Marga Hanurata Intrinsic Jakarta, dan Bapak Ir.Joko Utomo sebagai Soil & Material Engineer selaku Konsultan iii

3 Pengawas dari PT.Virama Karya (Persero) Jakarta, yang telah memberikan data, bimbingan serta arahan dalam penyusunan Tugas Akhir. 6. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang memberikan bantuan dan dukungan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Kami menyadari bahwa pepatah mengatakan tidak ada gading yang tak retak oleh karena itu saran dan kritik sangat diharapkan untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, kami berharap semoga buku Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi perkembangan penguasaan ilmu rakayasa Sipil di Jurusan Teknik Sipil Universitas Diponegoro. Semarang, Agustus 2009 Penulis iv

4 capacity), kuat tarik (tensile strength of drains) yang memadai, permeabilitas dan permitivity filter yang besar serta kecepatan didalam pelaksanaan. Keyword : Timbunan diatas tanah lunak, Prefabricated Vertical Drain (PVD), Pembebanan, Daya Dukung Tanah, Penurunan Tanah. vi

5 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAKSI... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvii Bab 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penyusunan Tugas Akhir Lokasi Sistematika Penulisan... 6 Bab 2 STUDI PUSTAKA Tinjauan Umum Perkerasan Jalan Raya Klasifikasi Tanah Sistem UNIFIED SOIL CLASSIFICATION SYSTEM Sistem Klasitikasi AASHTO Sistem Tekstur Batas Batas Konsistensi Batas Cair (Liquid Limit) Batas Plastis (Liquid Limit) Batas Susut (Shrinkage Limit) Indeks Plastisitas (Plasticity Index) Indeks Cair (Liquidity Index) Aktivititas vii

6 2.5 Permeabilitas Berat Volume Tanah dan Hubungan-Hubungannya Angka Pori (e) Porositas (n) Kadar Air (w) Derajat Kejenuhan (s) Berat Volume Basah (γ b ) Berat Volume Kering (γ d ) Berat Volume Butiran Padat (γ s ) Berat jenis / specific gravity (G s ) Regangan / Deformasi Elastis Tanah Penurunan Segera (immediate settlement) Penurunan Konsolidasi (consolidation settlement) Kecepatan Waktu Penurunan Keruntuhan Geser Akibat Terlampauinya Daya Dukung Tanah Pengaruh Lalu Lintas Klasifikasi Menurut Kelas Jalan Lalu Lintas Harian Rata-rata Volume Lalu Lintas Beban Gandar Desain Geometrik Jalan Desain Perkerasan Jalan Prapembebanan (Preloading) Prefabricated Vertical Drain (PVD) Geojute (Fibrejute) Program Plaxis dalam Analisis Geoteknik Bab 3 METODOLOGI PENELITIAN Lokasi Studi Kasus Tahapan Persiapan Metode Pengumpulan Data Analisis Pengolahan Data viii

7 3.5 Cara Analisis Bab 4 PRESENTASI DATA DAN KONDISI WILAYAH STUDI Tinjauan Umum Kondisi Lapangan Kondisi Topografi Kondisi Jaringan Jalan di Sekitar Rencana Jalan Tol Kondisi Geometri Jalan Tol Kertosono Mojokerto Data Lalu Lintas Jalan Tol Kondisi Jalan Existing Kondisi Lingkungan dan Tata Guna Lahan Tinjauan Terhadap Tanah Dasar Hasil Penyelidikan Tanah Dasar Parameter Tanah Desain Klasifikasi Tanah Kuat Geser Tanah Parameter Kompresibilitas Bab 5 ANALISIS SOLUSI TIMBUNAN DIATAS TANAH LUNAK Analisa Awal Analisis Penyelesaian Teknis Timbunan Timbunan di atas Tanah Lunak Metode Penanganan Timbunan di Atas Tanah Lunak Analisis Daya Dukung Tanah dan Tinggi Timbunan Kritis Material Tanah Bahan Timbunan Analisis Penurunan Tanah (Settlement Analysis) Solusi Perbaikan Tanah Alternatif Solusi Perbaikan Tanah Pembebanan (Surcharge) Prefabricated Vertical Drain (PVD) Geojute (Fibrejute) Rekomendasi Perhitungan Analisa PVD dengan Plaxis ix

8 5.4.1 Input Plaxis Calculation Plaxis Output Plaxis Bab 6 PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Peta Geometri Jalan Tol Kertosono - Mojokerto... 4 Gambar 1.2 Peta Wilayah Perencanaan Jalan Tol Kertosono - Mojokerto... 5 Gambar 2.1 Diagram Alir Sistem Klasifikasi UNIFIED Gambar 2.2 Uji Saringan Gambar 2.3 Klasifikasi tanah berdasarkan tekstur Gambar 2.4 Batas-batas Atterberg Gambar 2.5 Skema alat uji batas cair Gambar 2.6 Kurva untuk penentuan batas cair lempung Gambar 2.7 Uji batas susut Gambar 2.8 Variasi volume dan kadar air Gambar 2.9 Diagram fase tanah Gambar 2.10 Penyebaran Beban 2V : IH Gambar 2.11 Kurva Penurunan Terhadap Beban yang Diterapkan Gambar 2.12 Lapisan Struktur Perkerasan Jalan Gambar 2.13 Konsep mempercepat penurunan dengan cara prapembebanan Gambar 2.14 Efek penggunaan vertikal drain Gambar 2.15 Pola pemasangan Vertikal Drain Gambar 2.16 Bentuk Geojute Fibre Jute Gambar 2.17 Jendela utama dari program plaxis Gambar 2.18 Sistem koordinat arah positif pada plaxis Gambar 3.1 Bagan Alir Analisis Gambar 4.1 Peta Jaringan Jalan Kabupaten Mojokerto dan Kertosono Gambar 4.2 Tipikal Potongan Melintang Gambar 4.3 Peta Lokasi Titik Titik Penyelidikan Tanah Gambar 4.4 Plastisitas Tanah lunak 1 Tanah lunak 3 sistem USCS Gambar 4.5 Plastisitas Tanah lunak 1 Tanah lunak 3 sistem AASTHO Gambar 4.6 Plastisitas Tanah lunak 4 dan Tanah lunak 5 sistem USCS Gambar 4.7 Plastisitas Tanah lunak 4 dan Tanah lunak 5 sistem AASHTO Gambar 4.8 Petunjuk kerusakan tanah lunak 1 tanah lunak xi

10 Gambar 4.9 Hubungan antara c u dengan q c Gambar 4.10 Hubungan antara c u dengan E u Gambar 4.11 Hubungan antara C r dan C c Gambar 4.12 Hubungan antara C c dan c u Gambar 4.13 Hubungan antara p c dan c u Tanah lunak Gambar 4.14 Hubungan antara c v dan LL Gambar 5.1 Bagan Alir Keputusan Pemakaian Vertikal Drain Gambar 5.2 Metode prapembebanan pada tanah kompresibel Gambar 5.3 Nylex FD Gambar 5.4 Prosedur instalasi PVD menembus selimut pasir Gambar 5.5 Tampilan general setting pada lembar tab project Gambar 5.6 Tampilan general setting pada lembar tab dimensions Gambar 5.7 Situasi timbunan untuk jalan pada tanah lunak Gambar 5.8 Input parameter tanah timbunan Gambar 5.9 Input parameter pasir (sand blanked) Gambar 5.10 Input parameter tanah lempung (silty clay 1) Gambar 5.11 Model geometri timbunan di atas konstruksi jalan tol Mojokerto - Kertosono Gambar 5.12 Model geometri dengan PVD Gambar 5.13 Model finite elemen mesh Gambar 5.14 Model finite elemen mest dengan PVD Gambar 5.15 Input water weight Gambar 5.16 Tampilan water pressure generation Gambar 5.17 Tampilan water pressure generation dengan PVD Gambar 5.18 Nilai Ko pada initial stress generation Gambar 5.19 Tampilan initial stress generation Gambar 5.20 Tampilan initial stress generation dengan PVD Gambar 5.21 Tampilan tahapan perhitungan pada konstruksi timbunan Gambar 5.22 Tahapan dalam menentukan parameter dan loading input Gambar 5.23 Tampilan untuk menentukan factor pengali untuk beban Gambar 5.24 Tampilan dalam proses calculation xii

11 Gambar 5.25 Total stresses untuk timbunan Gambar 5.26 vertikal displacement pada timbunan Gambar 5.27 deformed mesh pada timbunan Gambar 5.28 Total stress untuk timbunan dengan PVD Gambar 5.29 vertikal displacement untuk timbunan dengan PVD Gambar 5.30 deformed mesh untuk timbunan dengan PVD Gambar 5.31 Grafik perbandingan antara perhitungan settlement manual dengan plaxis versi xiii

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Sistem UNIFIED Tabel 2.2 Saringan Standar Amerika Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi AASHTO Tabel 2.4 Nilai indeks plastisitas dan macam tanah Tabel 2.5 Koefisien Permeabilitas Tabel 2.6 Perbandingan Void Ratio dengan Porositas Tabel 2.7 Kadar Air dalam Tanah Tabel 2.8 Derajat kejenuhan dan kondisi tanah Tabel 2.9 Berat jenis tanah (specific gravity) Tabel 2.10 Nilai Perkiraan Modulus Elastisitas Tanah Tabel 2.11 Nilai Perkiraan Angka poisson tanah (µ) Tabel 2.12 Faktor Daya Dukung Terzaghi Tabel 2.13 Klasifikasi Menurut Kelas Jalan Tabel 2.14 Faktor pertumbuhan lalu-lintas (I) Tabel 2.15 Nilai SMP untuk setiap jenis kendaraan Tabel 2.16 Beban Gandar Kendaraan Tabel 2.17 Petunjuk Umum Penentuan Kecepatan Rencana Jalan Tol Tabel 2.18 Lebar Jalur, Bahu jalan, dan Median Tabel 2.19 Standart Perencanaan Geometrik Jalan Tol Tabel 2.20 Karakteristik Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku Tabel 2.21 Faktor distribusi lajur (D L ) Tabel 2.22 Reliability (R) yang disarankan Tabel 2.23 Standart normal deviation (Z R ) Tabel 2.24 Terminal serviceability index Tabel 2.25 Loss of Support Factor (LS) Tabel 2.26 Load transfer coefficient Tabel 2.27 Quality of drainage Tabel 2.28 Drainage coefficient (C d ) Tabel 2.29 Satuan yang tersedia dan faktor konversinya xiv

13 Tabel 3.1 Kriteria Desain Geometrik Jalan Tol Kertosono - Mojokerto Tabel 3.2 Design Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Tabel 4.1 Lokasi lokasi Tanah Lunak Kritis Tabel 4.2 Ringkasan data TC di Jalan Arteri Kertosono Jombang (2 arah) Tabel 4.3 Ringkasan data TC di Jalan Basuki Rahmat (2 arah) Tabel 4.4 Ringkasan data TC di Jalan Brigjen Kretarto (2 arah) Tabel 4.5 Ringkasan data TC di Jalan Les Padangan (2 arah) Tabel 4.6 Ringkasan data TC di Jalan Arteri Jombang - Mojokerto (2 arah) Tabel 4.7 Volume potensial tol berdasarkan jenis kendaraannya di jalan arteri Kertosono Jombang (2 arah ) Tabel 4.8 Volume potensial tol berdasarkan jenis kendaraannya di jalan arteri Kertosono Jombang (2 arah ) Tabel 4.9 Volume potensial tol berdasarkan jenis kendaraan di jalan Basuki Rahmat (2 arah) Tabel 4.10 Volume potensial tol berdasarkan jenis kendaraan di jalan Brigjen Kretarto (2 arah) Tabel 4.11 Volume potensial tol berdasarkan jenis kendaraan di jalan Les Padangan (2 arah) Tabel 4.12 Volume potensial tol berdasarkan jenis kendaraan di jalan Arteri Jombang Mojokerto (2 arah) Tabel 4.13 Tingkat pertumbuhan lalulintas prediksi JARNS Tabel 4.14 Proyeksi Penduduk Kabupaten Mojokerto Tabel 4.15 Perkiraan volume jalan tol ruas Kertosono Mojokerto (kend/hari/2 arah) Tabel 4.16 Resume hasil sondir tanah lunak kritis Tabel 5.1 Konsistensi Tanah Berdasarkan data sondir Tabel 5.2 Ketebalan tanah kompresibel Tabel 5.3 Lokasi lokasi tanah lunak kritis Tabel 5.4 Hasil Test CBR Laboratorium Tabel 5.5 Nilai CBR material tanah Tabel 5.6 Parameter Kuat Geser Tanah xv

14 Tabel 5.7 Perhitungan penurunan segera cara De Beer Marten Tabel 5.8 Perhitungan penurunan konsolidasi primer lempung normal Tabel 5.9 Perhitungan penurunan untuk lempung terkonsolidasi berlebih Tabel 5.10 Perhitungan konsolidasi primer dengan metode prapembebanan Tabel 5.11 Perhitungan konsolidasi dengan PVD (triangular pattern) Tabel 5.12 Perhitungan konsolidasi dengan PVD (square pattern) Tabel 5.13 Perhitungan penurunan dengan metode Geojute (fibrejute) Tabel 5.14 Perbandingan alternatif solusi perbaikan tanah lunak Tabel 5.15 Data data tanah Tabel 5.16 Parameter parameter tanah berdasarkan literatur (Hunt, 1986) Tabel 5.17 Nilai permeability (k) dalam satuan cm/s (Bowles, 1992) Tabel 5.18 Perbandingan perhitungan manual dengan plaxis versi xvi

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A : Data Bor mesin, Bor tangan, dan Test pit pada daerah tanah lunak Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Lampiran F Lampiran G Lampiran H : Nilai CBR hasil uji DCP : Analisis dan Desain Geoteknik perencanaan Jalan Tol Kertosono Mojokerto. : Hasil perhitungan plaxis pada tanah lunak tanpa Soil improvement : Hasil perhitungan plaxis pada tanah lunak dengan metode PVD : Standar perencanaan geometri jalan mengenai analisis lalu lintas, alinyemen vertikal, alinyemen horisontal, bangunan pelengkap dan fasilitas jalan. : Standar perencanaan perkerasan jalan. : Surat-surat dan lembar asistensi Tugas Akhir. xvii