UNIVERSITAS INDONESIA PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGAMATAN LAPANGAN PADA PROYEK LPG PLANT - BEKASI SKRIPSI

Transkripsi

1 UNIVERSITAS INDONESIA PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGAMATAN LAPANGAN PADA PROYEK LPG PLANT - BEKASI SKRIPSI YOPIE SURYADI FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL DEPOK JULI 2011

2 UNIVERSITAS INDONESIA PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGAMATAN LAPANGAN PADA PROYEK LPG PLANT - BEKASI SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik YOPIE SURYADI FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL DEPOK JULI 2011 i

3 HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Skripsi ini adalah hasil karya saya scndiri, dan scmua sum her baik yang dikutip maupun dirujuk tclah saya nyatakan dcngan bcnar. Nama NPM Yopie Suryadi Tanda Tangan Tanggal.1

4 HALAMANPENGESAHAN Skripsi ini diajukan oleh : Nama NPM Program Studi Judul Skripsi Yopie Suryadi Teknik Sipil Perbandingan Settlement Antara Teori Dan Hasil Pengamatan Lapangan Pada Proyek LPG Plant - Bekasi Telah bcrhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian pcrsyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Tcknik Sipil, Fakultas Teknik, DEWAN PENGUJI Pembimbing Ir. Widjoyo A. Prakoso, MSc., PhD. Penguji I Prof. Dr.Ir. Tomm y Il yas, MEng. Penguji II Dr. Ir. Damri zal Damoerin, MSc. Ditetapkan di Depok Tanggal 20Juli2011. "

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-nya Penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Laporan ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan tahap Sarjana di Departemen Teknik Sipil. Laporan Skripsi ini membahas mengenai perbandingan settlement antara teori dan hasil pengamatan di lapangan pada proyek LPG Plant - Bekasi. Tujuannya adalah mempelajari dan menganalisis perbedaan settlement yang dihasilkan secara teori dengan pengamatan di lapangan yang menggambarkan simpangan yang terjadi sehingga dapat diambil kesimpulan permasalahan dan penyelesaiannya. Tidak lupa Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah banyak memberikan bantuan dalam penyusunan Skripsi ini, yaitu : 1. Bapak Ir. Widjojo Adi Prakoso, PhD selaku dosen pembimbing Tugas Akhir atas waktu, pengertian, kritik, saran, dan seluruh bentuk bimbingan yang diberikan. 2. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, yang telah memberikan ilmu dan pengalamannya yang tidak ternilai. 3. Seluruh Staf Laboratorium Mekanika Tanah atas masukan, saran dan bantuannya. 4. Seluruh Staf Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, yang telah memberikan bantuan dan kemudahan akademik. 5. Teman-teman ekstensi Angkatan 2006 yang tidak bisa disebutkan satu persatu. 6. Dan semua pihak yang sudah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini. 3

6 Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan baik dalam penyampaian maupun dalam kajian masalah. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua fihak. Akhir kata, semoga penulisan Laporan Skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Semoga Allah SWT memberikan kasih karunia-nya kepada kita semua, Amin Depok, Juli 2011 Penulis, 4

7 HALAMAN PERNYATAAN PERSETU.JUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama Yopie Suryadi NPM Program Studi Departemen Fakultas Jenis karya Teknik Sipi l Teknik Sipil Teknjk Skripsi demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada U niversitas Indonesia 1-Iak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty- Free Rig/it) atas karya i lmi ah saya yang betjudul : PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGAMATAN LAPANGAN PADA PROYEK LPG PLANT - BEKASI beserta perangkat yang ada Uika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksk lusif ini U niversitas Indonesia berhak men yi mpan, mengalihm ed i a/ format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya sel ama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Pada tanggal Depok 20 Juli 2011 Yang menyatakan

8 ABSTRAK Nama : Yopie Suryadi Program Studi : Teknik Sipil Judul : Perbandingan Settlement Antara Teori Dan Hasil Pengamatan Lapangan Pada Proyek LPG Plant - Bekasi Pembangunan konstruksi bangunan sipil tidak selalu berada di atas tanah dasar yang relatif baik, tanah lunak sebagai konsekwensi tempat pelaksanaan konstruksi menjadi kendala terutama pada proses konsolidasi yang nilainya cukup besar dengan waktu yang lama. Dalam pemodelan tanah berdasarkan parameter hasil uji lapangan dan uji laboratorium perlu ketelitian dan pemahaman yang komprehensif sehingga diperoleh pemodelan tanah yang mendekati kondisi ideal di lapangan. Dengan pemodelan yang akurat akan diperoleh estimasi settlement konsolidasi yang mendekati kondisi lapangan sehingga deviasi settlement hasil analisis teori dan pelaksanaan di lapangan bisa diminimalisir. Dari hasil penelitian, perbaikan tanah dengan preloading dan drainase vertikal akan mempercepat proses settlement konsolidasi. Optimalisasi desain preloading dan drainase vertikal ( jarak spasi, kedalaman instalasi dan property material ) sangat mempengaruhi besaran settlement konsolidasi yang dihasilkan. Dengan perencanaan perbaikan tanah yang baik, akan menghasilkan waktu konsolidasi yang cepat dan biaya konstruksi yang ekonomis. Kata kunci : Settlement, Konsolidasi, Perbaikan Tanah, Preloading, Drainase Vertikal vi

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH... ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii v vi vii ix x BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN BATASAN MASALAH METODOLIGI PENELITIAN SISTEMATIKA PENULISAN... 4 BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 PENDAHULUAN DASAR-DASAR SETTLEMENT Penurunan Seketika Penurunan Konsolidasi Primer Penurunan Konsolidasi Sekunder PRELOADING DAN VERTIKAL DRAIN Pra Pembebanan Vertikal Drain BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 PENDAHULUAN PENGUMPULAN DATA SETTLEMENT LAPANGAN DATA PENYELIDIKAN TANAH PERHITUNGAN SETTLEMENT SECARA TEORITIS PERBANDINGAN SETTLEMENT HASIL TEORITIS DENGAN PENGAMATAN DI LAPANGAN BAB IV PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGUKURAN DI LAPANGAN 4.1 PENDAHULUAN DATA PROYEK Data Monitoring Settlement Data Penyelidikan Tanah ANALISA SETTLEMENT Perencanaan Preloading Bertahap Perhitungan Settlement vii

10 4.3.3 Derajat Konsolidasi Vertikal Derajat Konsolidasi Horizontal Derajat Konsolidasi Effektif BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 KESIMPULAN SARAN.. 45 DAFTAR REFERENSI LAMPIRAN 8

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Lokasi Proyek Pembangunan LPG Plant di Pondok Tengah 3 Kabupaten Bekasi... Gambar 2.1 Grafik waktu-pemampatan selama konsolidasi untuk suatu 6 penambatan beban..... Gambar 2.2 Variasi tegangan total, tekanan air pori dan tegangan efektif 8 lapisan lempung pada saat t = 0... Gambar 2.3 Variasi tegangan total, tekanan air pori dan tegangan efektif 9 lapisan lempung pada saat 0 < t <... Gambar 2.4 Variasi tegangan total, tekanan air pori dan tegangan efektif 9 lapisan lempung pada saat t =... Gambar 2.5 Lapisan tanah, beban, diagram tekanan overburden dan akibat 11 beban luar... Gambar 2.6 Prosedur penentuan tekanan prakonsolidasi dengan cara grafis.. 12 Gambar 2.7 Grafik konsolidasi dimana po Pc Gambar 2.8 Grafik konsolidasi dimana po < Pc Gambar 2.9 Grafik konsvariasi derajat konsolidasi terhadap faktor waktu Gambar 2.10 Variasi e versus log t untuk suatu penambahan beban, dan 16 definisi indeks konsolidasi sekunder... Gambar 2.11 Konsep mempercepat penurunan dengan cara preloading Gambar 2.12 Aliran air tanah dengan bantuan vertikal drain Gambar 2.13 Skematik pemempatan vetikal drain dengan pola bujur sangkar 20 dan segitiga sama sisi... Gambar 2.14 Pola aliran air pada tanah lempung dengan instalasi vertikal 20 drain... Gambar 2.15 Typikal mandrel dengan vertikal drain Gambar 3.1 Flow Chart Penelitian Gambar 4.1 Potongan Timbunan Tanah (Preloading) dan Drainase Vertikal.. 27 Gambar 4.2 Denah Pengamatan Settlement Gambar 4.3 Denah Lokasi Pengujian Tanah Gambar 4.4 Stratifikasi Tanah Di Lahan Rencana LPG Plant Gambar 4.5 Settlement Teori dan Pengamatan di Lapangan

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Nilai Modulus Young... 8 Tabel 2.2 Nilai Angka Poisson... 8 Tabel 4.1 Tabel tinggi timbunan untuk preloading Tabel 4.2 Perhitungan Over Burder Presure (Po) Tabel 4.3 Perhitungan Beban Tambahan ( P) Tabel 4.4 Perhitungan Penurunan Akibat Beban Timbunan Tahap 1 (h=0,05m) Tabel 4.5 Penurunan Akibat Beban Timbunan (19 Layer) Tabel 4.6 Perhitungan Cv equvalen Tabel 4.7 Perhitungan H equvalen Tabel 4.8 Derajat Konsolidasi Vertikal vs Horizontal

13 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Pembangunan konstruksi tidak selalu berada di atas tanah dasar yang relatif baik, terkadang pembangunan konstruksi dibuat diatas tanah yang kurang baik merupakan kondisi yang sulit dihindari. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu dilakukan perbaikan tanah (soil improvement) sehingga memenuhi kriteria pembebanan konstruksi diatasnya. Salah satu kendala yang timbul dari pembangunan konstruksi pada tanah lunak adalah settlement tanah sebagai akibat proses konsolidasi. Konsolidasi adalah penurunan yang disebabkan keluarnya air pori yang berlangsung secara perlahan-lahan sebagai akibat penambahan tegangan. Umumnya lapisan tanah lunak terdiri dari tanah yang sebagian besar adalah butir-butir sangat kecil serta memilliki kemampatan besar dan koefisien permeabilitas yang rendah. Penanggulangan terhadap settlement yang besar dan waktu settlement yang lama pada tanah lunak merupakan masalah yang perlu diperhatikan pada perencanaan konstruksi. Berdasarkan hal tersebut diatas perlu dilakukan perbaikan tanah lunak sehingga settlement dapat direduksi dengan menambahkan kerapatan rongga dari pemampatan partikel tanah. Salah satu cara untuk menanggulangi masalah tersebut adalah dengan metode preloading yang dikombinasikan dengan drainase vertikal yang dapat mempercepat proses konsolidasi. Preloading dalam hal ini adalah timbunan tanah (embankment) yang diberikan diatas lapisan tanah lunak sebelum pembangunan konstruksi dilakukan sehingga terjadi proses pemampatan tanah akibat dari beban vertikal. Sedangkan drainase vertikal adalah kolom vertikal yang konstruksinya dapat dari kolom pasir atau prefabricated vertikal drain. Drainase vertikal yang mempunyai sifat permeable serta tahan terhadap penyumbatan dapat menyerap air dari arah vertikal dan radial lapisan tanah.

14 2 Dengan demikian settlement selalu menjadi masalah dikemudian hari setelah konstruksi dipergunakan. Atas dasar pemikiran hal tersebut, penulis memandang perlu dilakukan suatu penelitian yang mendalam untuk memperoleh suatu rumusan permasalahan settlement berikut solusi pemecahannya. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Perbandingan antara settlement yang dihasilkan berdasarkan teori dengan hasil pengamatan di lapangan akan memberikan gambaran sejauh mana simpangan yang terjadi. Besaran settlement yang terjadi sangat dipengaruhi faktor-faktor diantaranya informasi data tanah yang akurat dan beban yang bekerja. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan hubungan antara settlemen yang dihasilkan teori dengan pengamatan di lapangan sehingga menggambarkan sejauh mana simpangan yang terjadi. Hal ini sangat bermanfaat manakala terjadi kegagalan bangunan sehingga dapat dicari penyebabnya. 1.4 BATASAN MASALAH Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Tempat pengamatan diambil pada Proyek Pembangunan LPG Plant di Pondok Tengah Kabupaten Bekasi milik PT. Pertamina Gas. 2. Dilakukan perhitungan settlement dan membandingkannya terhadap settlemen yang terjadi di lapangan. Gambar 1.1 menunjukan lokasi Proyek Pembangunan LPG Plant di Pondok Tengah Kabupaten Bekasi yang dipilih untuk studi kasus Skripsi ini

15 3 Gambar 1.1 lokasi Proyek Pembangunan LPG Plant di Pondok Tengah Kabupaten Bekasi 1.5 METODOLOGI PENELITIAN Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari : 1. Kepustakaan; Dengan cara mengumpulkan bahan-bahan pustaka dan mempelajarinya. 2. Pengumpulan Bahan Laporan; Dengan mengumpulkan data-data pengukuran konsolidasi dilapangan dan Uji tanah di laboratorium dan lapangan. 3. Analisa Membandingkan settlement berdasarkan teori dan pengamatan dilapangan.

16 4 1.6 SISTEMATIKA PENELITIAN Sistematika penulisan penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut : BAB I. PENDAHULUAN Pendahuluan ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penelitian yang digunakan. BAB II. STUDI PUSTAKA Studi pustaka ini berisi tentang sifat-sifat tanah dan settlement yang terjadi berdasarkan teori. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Pada metodologi penelitian dijelaskan hal-hal apa saja yang dilakukan dalam penelitian ini serta langkah kerjanya. BAB IV. PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGUKURAN DI LAPANGAN Perbandingan settlement antara teori dan hasil pengukuran di lapangan dianalisa berupa kurva yang menunjukan deviasi kedua nilai dimaksud. Analisis perbandingan kurva tersebut akan menghasilkan kesimpulan akhir. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini akan diuraikan kesimpulan dan saran dari hasil perbandingan kurva antara settlement teori dan pengamatan di lapangan.

17 5 BAB 2 STUDI PUSTAKA 2.1 PENDAHULUAN Penambahan beban diatas suatu permukaan tanah dapat menyebabkan lapisan tanah dibawahnya mengalami pemampatan yang disebabkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel tanah, keluarnya air dan udara dari dalam pori, dan sebab lainnya. Secara umum tanah dapat diklasifikasikan kedalam 2 (dua) kelompok besar, yaitu tanah berpasir dan tanah lempung. Dalam hal ini, penurunan dapat terjadi pada kedua jenis tanah tersebut. Konsolidasi dapat disebabkan oleh : - Bertambahnya beban yang dipikul - Berat sendiri tanah; seperti pada tanah timbunan baru - Penurunan muka air tanah, dll a. Penurunan pada tanah berpasir Bila suatu lapisan tanah jenuh air diberi pembebanan, tekanan air pori akan naik dengan cepat. Pada tanah berpasir dimana permeabilitasnya tinggi pengaliran air pori berlangsung dengan cepat keluar sebagai akibat dari kenaikan tekanan air pori. Keluarnya air dari dalam pori selalu disertai dengan berkurangnya volume tanah yang dapat menyebabkan penurunan lapisan tanah tersebut sehingga pada tanah berpasir penurunan segera dan penurunan konsolidasi terjadi secara bersamaan. b. Penurunan pada tanah lempung Pada tanah lempung, koefisien rembes sangat kecil dibandingkan dengan koefisien rembes pada tanah pasir sehingga penambahan tekanan air pori yang disebabkan oleh pembebanan akan berkurang secara perlahan dalam waktu yang sangat lama. Jadi didalam tanah lempung perubahan volume yang disebabkan oleh keluarnya air dari dalam pori (konsolidasi) akan terjadi setelah penurunan segera. Penurunan konsolidasi tersebut biasanya jauh lebih besar dan lebih lama dibandingkan dengan penurunan segera.

18 6 2.2 DASAR-DASAR SETTLEMENT Secara umum settlement yang terjadi akibaat pembebanan dapat dibagi dalam 3 (tiga) tahap sebagaimana digambarkan dibawah ini. Gambar 2.1 Grafik waktu-pemampatan selama konsolidasi untuk suatu penambahan beban a. Penurunan Seketika (immediate settlement) yaitu penurunan yang terjadi akibat dari beban awal yang mengakibatkan deformasi elastis tanah kering, basah dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air (air pori tidak ada yang keluar dari pori tanah). b. Penurunan Konsolidasi Primer (primary consolidation settlement) yaitu penurunan sebagai akibat dari keluarnya air pori tanah secara perlahan sampai dengan tekanan air pori hilang. c. Penurunan Konsolidasi Sekunder (secondary consolidation settlement) yaitu penurunan yang terjadi setelah penurunan konsolidasi primer yang disebabkan oleh penyesuaian yang bersifat plastis dari butiran tanah dimana tekanan air pori hilang sepenuhnya.

19 Penurunan Seketika (Immediate Settlement) Immediate Settlement adalah proses penurunan yang berlangsung sesaat setelah beban bekerja tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan kadar air (air pori tidak ada yang keluar dari pori tanah). Immediate settlement terjadi karena beban yang bekerja lebih besar dari daya dukung tanah ultimate. Pada kasus tanah pasir, immediate settlement terjadi dengan cepat ketika air pori mengalir keluar dengan cepat (permeabbilitas pasir tinggi) sehingga perpindahan butiran pasir mengisi pori tanah yang ditingalkan air tanah; immediate settlement dan konsolidasi (primary settlement) terjadi bersamaan. Berikut persamaan untuk menentukan besarnya penurunan segera : S i = p.b 1 - m 2 I p E....(2.1) Schleicher (1926) memberikan persamaan untuk menentukan faktor pengaruh untuk bagian ujung dari pondasi persegi yang lentur sebagai berikut : I = 1 ê m ln ç ) ( 1 + ln ( m + ( m 2 + 1) ) ú.....(2.2) é æ 1 + m 2-1 ö ù p 1 p ê ç m ú ë è ø û m 1 = panjangpondasi lebarpondasi.....(2.3) Keterangan : S i = penurunan segera P = tekanan bersih yang dibebankan B = lebar pondasi m = angka poisson E = modulus elastisitas tanah (modulus young) I p = faktor pengaruh (influence faktor)

20 8 Tabel 2.1 Nilai Modulus Young Jenis Tanah KN/m2 Lempung Lembek Lempung Keras Pasir Lepas Pasir Padat Tabel 2.2 Nilai Angka Poisson Jenis Tanah Pasir Lepas Pasir Agak Padat Pasir Padat Pasir Berlanau Lempung Lembek Lempung Agak Kaku Angka Poisson (μ) 0,2-0,4 0,25-0,4 0,3-0,45 0,2-0,4 0,15-0,25 0,2-0, Penurunan Konsolidasi Primer (primary consolidation settlement) Penurunan konsolidasi primer adalah penurunan yang diakibatkan oleh keluarnya air pori tanah secara perlahaan-lahan yang terjadi pada tanah lunak/lempung dengan koefisien permeabilitas rendah yang berlangsung lama dengan nilai penurunan yang besar. Secara teoritis konsolidasi tanah terjadi melalui 3 (tiga) tahapan, yaitu : Ø Pada saat t = 0 Karena lempung mempunyai daya rembes yang rendah dan air tidak dapat dimampatkan (incompressible) dibandingkan dengan butir tanah, maka pada saat t = 0 seluruh penambahan tegangan ( σ) sepenuhnya dipikul oleh air ( σ= u) Gambar 2.2 Variasi tegangan total, tekanan air pori dan tegangan efektif lapisan lempung pada saat t = 0

21 9 Ø Pada saat 0 < t < Sesaat setelah pemberian penambahan tegangan, air pori tanah mulai tertekan dan akan mengalir keluar menuju tanah dengan permeabilitas rendah (pasir). Pada proses ini, tegangan air pori ( u) dan tegangan efektif ( σ ) pada setiap kedalaman lapisan tanah berbeda-beda tergantung jarak yang ditempuh air pori untuk mengalir menuju lapisan tanah dengan permeabilitas rendah (pasir) dimana ( σ= σ + u) Gambar 2.3 Variasi tegangan total, tekanan air pori dan tegangan efektif lapisan lempung pada saat 0 < t < Ø Pada saat t = Secara teori pada saat t =, tekanan air pori sudah hilang ( u = 0) sehingga tegangan yang terjadi seluruhnya dipikul oleh butiran tanah/struktur tanah ( σ= σ ) Gambar 2.4 Variasi tegangan total, tekanan air pori dan tegangan efektif lapisan lempung pada saat t =

22 10 Dalam penentuan besarnya konsolidasi, perlu diperhatikan kondisi tekanan tanah yang terjadi terhadap tekanan prakonsolidasi. Ada 3 (tiga) pengertian mendasar mengenai konsolidasi terkait riwayat geologis dan sejarah tegangan yang pernah dialami suatu lapisan tanah, yaitu : Ø Normally Consolidated; dimana tekanan efektif overburden pada saat ini merupakan tekanan maksimum yang pernah dialami tanah tersebut. Ø Overconsolidated; dimana tekanan efektif overburden saat ini lebih kecil dari tekanan yang pernah dialami oleh tanah tersebut. Tekanan efektif overburden maksimum yang pernah dialami sebelumnya dinamakan tekanan prakonsolidasi. Ø Underconsolidated; dimana tekanan efektif overburden saat ini belum mencapai maksimum sehingga peristiwa konsolidasi masih terjadi. Berikut persamaan settlement dengan memperhatikan kondisi tekanan tanah yang terjadi sebagai berikut : a. ( p 0 + D p) p c C.H æ p + D p ö s S = logç e 0 è p 0 ø.....(2.4) b. ( p 0 + D p) > p c C.H p C s.h æ p c + D p ö S = log + c logç e 0 p e 0 è p c ø.....(2.5) Keterangan : S = penurunan konsolidasi (Settlement) H = tebal lapisan tanah e 0 = angka pori tanah awal Cc = nilai indek kompresi Cs = nilai indek pemuaian (swelling) p 0 = tekanan efektif akibat beban overburden di tengah lapisan tanah

23 11 D p = tekanan tanah akibat penambahan beban diatas permukaan tanah (selain tekanan efektif overburden) di tengah lapisan tanah p c = tekanan prakonsolidasi Gambar 2.5 Lapisan tanah, beban, diagram tekanan overburden dan akibat beban luar a. Tekanan Prakonsolidasi Didalam penentuan konsolidasi, perlu diketahui kondisi tanah yang dapat dibedakan menjadi 3 jenis konsolidasi : a. Normally consolidated b. Overconsolidated c. Underconsolidated Untuk menentukan apakah tanah dalam kondisi normal, over konsolidasi atau under konsolidasi, diperlukan analisa dari hasil konsolidasi. Tekanan Pra Konsolidasi adalah tekanan maksimum yang pernah dialami tanah yang menunjukan batas antara normal konsolidasi dan over konsolidasi.

24 12 Casagrande (1936) memberikan metoda untuk menentukan besarnya tekanan prakonsolidasi. Tekanan pra konsolidasi (Pc) dari grafik e versus log p digambarkan berdasarkan hasil percobaan konsolidasi di laboratorium. Gambar 2.6 Prosedur penentuan tekanan prakonsolidasi dengan cara grafis Prosedurnya adalah sebagai berikut : - Lakukan pengamatan secara visual, tentukan titik a pada grafik dengan jarijari kelengkungan minimum. - Gambarkan garis datar ab - Gambarkan garis singgung ac pada titik a - Gambarkan garis ad yang merupakan garis bagi sudut bac - Perpanjang bagian grafik berupa garis lurus hingga memotong garis ad di titik f. - Absis untuk titik f adalah besarnya tekanan prakonsolidasi. Overconsolitation Ratio (OCR) suatu tanah dapat didefiniskan sebagai berikut : OCR = Pc p... (2.6) Keterangan : Pc = tekanan prakonsolitasi P = tekanan vertical efektif pada saat tanah itu sendiri

25 13 b. Indek Kompresi (Cc) Indek kompresi adalah nilai yang menunjukan gradient penurunan angka pori akibat penambahan tekanan/beban yang bekerja pada tanah. b.1 Normal Konsolidasi ( Po Pc ) Gambar 2.7 Grafik konsolidasi dimana po Pc D e D e Cc = = = D log P log P - log Po D e log P Po......(2.7) b.2 Over Konsolidasi ( Po < Pc ) Gambar 2.8 Grafik konsolidasi dimana po < Pc

26 14 Terdapat 2 (dua) kondisi, yaitu : - Bila akibat beban tambahan dan beban awal masih lebih kecil dari tekanan prakonsolidasi ( Po < P < Pc ), maka nilai Cc mengikuti kemiringan garis I D e Cc = log P Po......(2.8) - Bila akibat beban tambahan dan beban awal lebih besar dari tekanan pra konsolidasi, maka nilai Cc mengikuti garis I dan II. ~ Po < P < Po Cc = ~ P > Po D e 1 log Pc Po....(2.9) D e Cc = 2 log P Po....(2.10) Apabila tidak tersedia data konsoliasi hasil percobaan di laboratorium, Terzahgi dan Peck (1967) memberikan persamaan empiris untuk menentukan indeks kompresi sebagai berikut : ~ Untuk lempung yang struktur tanahnya tidak terganggu (undisturbed) Cc = 0,009(LL-10)......(2.11) ~ Untuk lempung yang terbentuk kembali (remolded) Cc = 0,007(LL-10)......(2.12) c. Indeks Pemuaian (Swell Index, Cs) Nilai indeks pemuaian lebih kecil daripada indeks kompresi dan dihitung dengan persamaan berikut : C s = 1 sampai 1 C c (2.13)

27 15 d. Derajat Konsolidasi (U) Derajat konsolisai tanah adalah perbandingan penurunan tanah pada waktu tertentu dengan penurunan total tanah. ~ Untuk U 60%, maka : p æ U % ö 2 T v = ç....(2.14) 4 è 100 ø ~ Untuk U > 60 %, maka : Tv = 1,781-0,933 log (100-U%).....(2.15) Untuk lebih jelasnya, variasi derajat konsolidasi terhadap faktor waktu dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.9 Grafik konsvariasi derajat konsolidasi terhadap faktor waktu e. Waktu Konsolidasi Kecepatan konsolidasi tergantung dari cepat atau lambatnya air keluar dari pori tanah, yang berarti bahwa kecepatannya tergantung dari : a. Koefisien permeabiliti tanah b. Panjang lintasan yang harus ditempuh air sampai keluar dari pori tanah c. Tegangan air pori Tv = c v t H 2 dr......(2.16)

28 16 Keterangan : Tv = faktor waktu c v = koefisien konsolidasi H dr = tinggi lapisan tanah (lempung) f. Koefisien Konsolidasi Koefisien konsolidasi adalah kecepatan aliran air arah vertikal yang nilainya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : k (1 + e) c v =.a g w v Keterangan : c v = koefisien konsolidasi k = koefisien permeability g w = berat isi air (2.17) Penurunan Konsolidasi Sekunder (secondary consolidation settlement) Penurunan konsolidasi sekunder terjadi setelah proses penurunan konsolidasi primer selesai sempurna dimana seluruh tegangan yang bekerja dipikul oleh butiran tanah (tegangan air pori nol). Pemampatan ini disebabkan oleh penyesuaian yang bersifat plastis dari butiran tanah. Variasi dari angka pori (e) dan waktu untuk penambahan beban dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.10 Variasi e versus log t untuk suatu penambahan beban, dan definisi indeks konsolidasi sekunder

29 17 Persamaan secondary settlement adalah sebagai berikut. S s = C' a H log( t 2 / t 1 )....(2.18) C a = D e log t 2 - log t 1 = D e log( t 2 / t 1 )....(2.19) C C' a = a (1 + e p ).....(2.20) Keterangan : S s = konsolidasi sekunder C a = indek pemampatan sekunder H = tebal lapisan tanah t 1, t 2 = waktu D e = perubahan angka pori e p = angka pori pada akhir konsolidasi primer 2.3 PRELOADING DAN VERTIKAL DRAIN Pra Pembebanan (Preloading) Preloading atau pra pembebanan adalah salah satu cara untuk mempercepat penurunan dan meningkatkan daya dukung tanah dengan memberikan beban tambahan pada tanah. Pemberian beban tambahan ini akan efektif bila beban total (beban awal ditambah beban tambahan) melebihi tekanan maksimum yang pernah dialami tanah (tekanan prakonsolidasi). Preloading digunakan pada tanah lunak seperti tanah lempung atau lanau yang memiliki kompresibilitas tinggi. Didalam pelaksanaannya di lapangan, metode preloading ini biasanya dikombinasikan dengan vertikal drain yang dapat membantu mempercepat proses keluarnya air pori tanah sehingga waktu penurunan dapat lebih cepat.

30 18 Untuk menggambarkan pengaruh preloading terhadap penurunan dan percepatan waktu penurunan dapat dilihat pada gambar dibawah ini Gambar 2.11 Konsep mempercepat penurunan dengan cara preloading Tinggi timbunan kritis beban preloading dihitung dengan persamaan sebagai berikut : H cr = 5.C u g timb....(2.21) Keterangan : = tinggi timbunan kritis (m) = kohesi tanah dasar = berat volume tanah timbunan Besaran beban preloading perlu diperhatikan apabila tinggi timbunan sebagai beban preloading lebih tinggi dari nilai dilakukan secara bertahap. sehingga pemberian beban Vertikal Drain Konsolidasi primer biasanya memakan waktu yang sangat lama mengingat tanah lunak/lempung memiliki permeabilitas yang rendah. Hal tersebut dapat diatasi dengan vertikal drain sehingga lintasa air pori tanah lebih pendek karena yang semula aliran air arah vertikal saja juga dengan vertikal drain ditambah arah horizontal. Hal tersebut dapat lebih jelas dilihat pada gambar dibawah ini.

31 19 Gambar 2.12 Aliran air tanah dengan bantuan vertikal drain Vertikal drain dalam pembahasan ini adalah suatu system drainase yang terdiri dari bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi yang ditanam kedalam tanah lunak yang akan diperbaiki. Vertikal drain dapat berupa kolom pasir atau bahan dari pabrikan yang terdiri dari bahan pelindung sintesis yang menutupi lubang atau saluran plastic. Bahan pelindung sintesis ini terdiri dari bahan nonwoven polypropylene geotextile atau kertas sintesis yang berfungsi sebagai pembatas tanah lunak agar tidak masuk kedalam saluran plastik sehingga dapat menyebabkan penyumbatan pengaliran air pori tanah; sedangkan lubang atau saluran plastik berfungsi sebagai lintasan aliran air. Dalam perencanaan vertikal drain, perlu diperhatikan 2 (dua) hal berikut ini yaitu : Ø Jarak vertikal drain Jarak vertikal drain ini dapat mempengaruhi terhadap lintasan drainase air pori tanah secara horizontal. Semakin jauh jarak vertikal drain maka semakin jauh pula lintasan aliran air pori arah horizontal sehingga proses konsolidasi semakin lama. Berikut ini digambarkan pengaturan posisi vertikal drain dengan posisi segi empat dan segi tiga sama sisi.

32 20 Gambar 2.13 Skematik pemempatan vetikal drain dengan pola bujur sangkar dan segitiga sama sisi Keterangan : De = diameter daerah pengaruh vertikal drain S = jarak vertikal drain Ø Panjang drainase Panjang drainase dalam hal ini vertikal drain perlu diperhatikan sehingga kedalamannya tidak kurang dari lapisan tanah lunak/lempung. Hal tersebut didasari bahwa vertikal drain hanya mampu memperpendek jarak aliran sepanjang vertikal drain sehingga untuk daerah dibawahnya tidak terlanyani (tanah dibawah vertikal drain akan terkonsolidasi biasa). Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Gambar 2.14 Pola aliran air pada tanah lempung dengan instalasi vertikal drain

33 21 Ø Permeabilitas filter drainase Nilai permeabilitas filter drainase harus lebih besar daripada permeabilitas tanah, yaitu : k f ³ 10k s Dimana k f adalah permeabilitas filter vertikal drain dan k s adalah permeabilitas tanah. Vertical drain yang sering digunakan adalah prefabricated vertical drain (PVD) yang bentuknya berupa lembaran. Dalam pelaksanaan dilapangan, pemasangan vertikal drain dapat menimbulkan gangguan pada tanah sekelilingnya sehingga luas penampang mandrel diperkecil dengan tetap mempertahankan kekakuannya. Installation vertikal drain dipasang didalam mandrel (selongsong baja dengan penampang turbular) dimana mandrel tersebut diangkat kembali setelah vertikal drain terpasang kedalam tanah. Gambar 2.15 Typikal mandrel dengan vertikal drain Perhitungan diameter vertical drain dapat dihitung dengan persamaan Hansbo (1979) sebagai berikut : d eq = 2( a + b) p......(2.22) Keterangan : = diameter vertical drain equivalen a = panjang vertical drain b = tebal vertical drain

34 22 Menurut Rendulic (1935) dan Baron (1942), konsolidasi arah horizontal dapat diselesaikan dengan persamaan sebagai berikut :....(2.23)....(2.24)... (2.25)......(2.26) Keterangan : Uh = derajat konsolidasi arah radial Th = factor waktu pada system drainase arah radial Ch = koefisien konsolidasi arah horizontal D = diameter daerah yang dipengaruhi oleh vertical drain d = diameter vertical drain Persamaan derajat konsolidasi arah horizontal dan vertical menurut Carillo (1942) sebagai berikut : Keterangan : = derajat konsolidasi arah vertical dan radial = derajat konsolidasi arah vertical = derajat konsolidasi arah horizontal.....(2.27)

35 23 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 PENDAHULUAN Dalam penelitian ini akan mencari hubungan antara settlement hasil perhitungan secara teoritis dengan settlement hasil pengamatan di lapangan dengan mengambil sample data Proyek Pembangunan LPG Plant di Pondok Tengah Kabupaten Bekasi milik PT. Pertamina Gas. Tingkat akurasi settlement antara teoritis dengan hasil pengamatan di lapangan sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain : - Banyaknya data tanah yang diambil - Pelaksanaan konstruksi di lapangan - Operasional penggunaan lapangan - dll Dalam penelitian ini akan digunakan beberapa sumber data, yaitu : 1. Data monitoring settlement di lapangan 2. Data Uji tanah di laboratorium dan lapangan Setelah dihitung settlement berdasarkan rumus dan parameter tanah (secara teori), kemudian dibandingkan dengan settlement yang terjadi berdasarkan pengamatan di lapangan. Simpangan hasil settlement berdasarkan teori dan pengamatan di lapangan dilajutkan dengan analisa untuk diambil kesimpulan dari penelitian ini. Semua tahapan-tahapan proses penelitian ini dibuat flow chart seperti dibawah ini.

36 24 Penelitian dapat dijelaskan dengan Flow Chart dibawah ini : Mulai 1. Data Monitoring Settlemen Di Lapangan 2. Data Uji Tanah Hasil di Laboratorium dan Lapangan Estimasi Settelemen Secara Teoritis Perbandingan Settlement Realita vs. Teori Simpanan Besar Analisa Penyebab Simpanan Kecil Kesimpulan Gambar 3.1 Flow Chart Penelitian 3.2 PENGUMPULAN DATA SETTLEMENT LAPANGAN Pada Proyek Pembangunan LPG Plant di Pondok Tengah Kabupaten Bekasi milik PT. Pertamina Gas dilakukan monitoring settlement pada 5 titik pengamatan yang dilakukan setiap hari mulai tanggal 5 September 2009 sampai dengan 10 Maret 2010 atau selama 187 hari kalender.

37 DATA PENYELIDIKAN TANAH Dalam penelitian ini diambil data penyelidikan tanah berupa data-data karakteristik tanah yang nantinya akan digunakan untuk perhitungan settlement secara teoritis. Adapun data tanah tersebut diambil dari sumber data sebagai berikut : Ø Laporan Penyelidikan Tanah di Lapangan berupa Uji SPT dan Sondir Ø Laporan Penyelidikan Tanah di Laboratorium berupa karakteristik tanah 3.4 PERHITUNGAN SETTLEMENT SECARA TEORITIS Berdasarkan data-data penyelidikan tanah yang ada secara teoritis besaran settlement dapat dihitung. Besaran settlement secara teoritis tersebut akan digunakan pada saat menganalisa besaran simpangan yang terjadi terhadap settlement hasil pengamatan di lapangan. 3.5 PERBANDINGAN SETTLEMENT HASIL TEORITIS DENGAN PENGAMATAN DI LAPANGAN Berdasarkan laporan monitoring settlement di lapangan dan perhitungan settlement secara teoritis akan diperoleh besaran simpangan yang terjadi. Besaran simpangan tersebut dianalisa penyebabnya sehingga akan diambil kesimpulan dan rekomendasi terhadap konstruksi yang ada.

38 26 BAB 4 PERBANDINGAN SETTLEMENT ANTARA TEORI DAN HASIL PENGUKURAN DI LAPANGAN 4.1 PENDAHULUAN Pada bab ini akan dijabarkan deviasi atau perbedaan settlement hasil analis teori dan hasil pengukuran di lapangan dengan dua sumber data yaitu : 1. Data monitoring harian settlement 2. Uji laboratorium, Uji bor dalam dan Sondir Data monitoring harian settlement merupakan pengamatan konsolidasi yang terjadi dimana timbunan tanah (preloading) dan drainase vertikal membantu mempercepat proses konsolidasi. Data-data uji laboratiorium, uji bor dalam dan sondir digunakan untuk menghitung konsolidasi secara teori yang akan terjadi. Hasil konsolidasi antara teori dan pengamatan di lapangan tersebut akan dibandingkan. Simpangan atara konsolidasi hasil teori dan pengamatan di lapangan akan dianalisa dan diambil kesimpulan. 4.2 DATA PROYEK Data Monitoring Settlement Studi ini dilakukan pada proyek LPG Plant Babelan berada di Kabupaten Bekasi Utara Jawa Barat. Pada lokasi tersebut dilakukan timbunan tanah merah dengan tinggi rata-rata 5 m. Metode penimbunan dilakukan secara bertahap dengan ketebalan setiap tahapan berbeda-beda yang dilakukan selama 187 hari. Selain diberikan timbunan tanah, juga dipasang drainase vertikal dengan jarak masing-masing drainase vertikal 1,35 m sedalam 19 m dari permukaan tanah existing. Monitoring settlement dilakukan sebanyak 5 (lima) titik.

39 27 Adapun potongan timbunan tanah (preloading) + drainase vertikal dan denah pengamatan settlement pada lokasi proyek ditunjukan pada gambar 4.1 dan 4.2 dibawah ini. Gambar 4.1 Potongan Timbunan Tanah (Preloading) dan Drainase Vertikal Gambar 4.2 Denah Pengamatan Settlement

40 28 Data monitoring settlement sebagaimana terlampir pada lampiran 4.1 terdiri dari: Pembacaan harian Piezometer dan tinggi timbunan Monitoring harian besaran konsolidasi Monitoring harian Fill Elevation Monitoring harian Original Ground Elevation Data Penyelidikan Tanah Penyelidikan tanah dilakukan meliputi penyelidikan lapangan dan penyelidikan laboratorium. Denah lokasi titik pengujian tanah sebagaimana ditunjukan pada gambar 4.3 dibawah ini Gambar 4.3 Denah Lokasi Pengujian Tanah Pengujian di lapangan terdiri dari : a. Uji bor dalam dilakukan sampai kedalaman 40 m; pengujian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik tanah secara visual mengenai warna, ukuran butiran dan jenis tanah

41 29 b. Uji SPT (Standar Penetratioin Test); pengujian ini dilakukan untuk mengetahui perlawanan penetrasi setiap kedalaman tanah dengan menggunakan split spoon sampler setiap kedalaman 2 m pada lubang bor dengan menggunakan palu 623 N dengan ketinggian jatuh 0,76m. c. Uji Sondir; pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tahanan konus (qc) dan tahanan geser (fs) tanah pada kedalaman tertentu dimana pengujian dihentikan bila pembacaan tahanan konus mencapai 150 kg/cm2. Pengujian di laboratorium terdiri dari : a. Spesific gravity b. Kadar Air c. Analisa Distribusi Butiran Tanah d. Atterberg Limits e. Consolidation Testing f. Triaxial Testing Hasil pengujian tanah di lapangan dan laboratorium dapat dilihat pada lampiran 4.2 dan ANALISA SETTLEMENT Untuk menyelesaikan studi kasus settlement antara teori dan pengamatan di lapangan, dilakukan penyederhanaan dan pendekatan yang dianggap mendekati kondisi ideal. Pengamatan konsolidasi di lapangan pada STA 1 dilakukan pada titik yang paling dekat dengan pengambilan sample uji tanah pada DB-01. Dengan pendekatan dimaksud, data-data pengamatan dianggap mewakili keadaan yang real dan ideal. Secara umum lapisan tanah di lokasi dari permukaan hingga kedalaman 30 m merupakan lempung kelanauan dengan konsistensi sampai kedalaman -16 m sangat lunak dan sampai kedalaman -30 m adalah kaku. Lapisan tanah berikutnya sampai akhir pengeboran di kedalaman sekitar -40 m berupa pasir. Lapisan tanah keras (NSPT 40) terdapat pada kedalaman sekitar -35 m. Kedalaman muka air tanah rata-rata m. Gambaran perlapisan tanah di lokasi disajikan dalam Gambar 4.4 berikut.

42 30 SILTY CLAY, Yellowish to Red, Soft, Low Plasticity - 1,5-4 SILTY CLAY, Yellowish to Red, Very Soft, Low Plasticity SILTY CLAY, Dark Grey, Very Soft, Low Plasticity SILTY CLAY trace FRAGMEN SHELL, Dark Grey & White, Very Soft, Low Plasticity SILTY CLAY trace FINE SAND, Greyish to Green, Very Soft, Medium Plasticity SILTY CLAY, Dark Grey to Yellowish, Stiff, High Plasticity -7, ,5 SILTY CLAY and FRAGMEN SHELL, Greyish to Green & White, Very Soft, Low Plasticity SILTY CLAY, Dark Grey, Very Soft, Low Plasticity SILTY CLAY trace ORGANIC MATTER, Dark Brown & Black, Soft, Medium Plasticity SILTY CLAY, Yellowish to -22 Green, Stiff, High Plasticity SILTY CLAY trace FINE SAND, Greyish to Green, Stiff, High Plasticity SAND SAND Gambar 4.4 Stratifikasi Tanah Di Lahan Rencana LPG Plant.

43 31 Berdasarkan data tanah pada DB-1 untuk perhitungan adalah sebagai berikut : Data Boring DB1-S1 z = 0 Lapisan 1 g wet = t/m 3 C c = c = t/m 2 g dry = t/m 3 C s = G s = MAT-0,3 LL = % e o = w = % 6m PI = % P c = t/m 2 Lapisan 2 g wet = t/m 3 C c = c = t/m 2 g dry = t/m 3 C s = G s = LL = % e o = w = % 6m PI = % P c = t/m 2 Lapisan 3 z = 6 z = 12 g wet = t/m 3 C c = c = t/m 2 g dry = t/m 3 C s = G s = m LL = % e o = w = % PI = % P c = t/m 2 Lapisan 4 t/m 2 z = 30 % PASIR 10m z = Perencanaan Preloading Bertahap Preloading atau pra pembebanan dan drainase vertikal adalah salah satu cara untuk mempercepat proses settlement sehingga penurunan yang besar dan ekstrim dimasa yang akan datang untuk jangka waktu yang cukup lama sudah teratasi. Pada proyek ini dilakukan penimbunan tanah merah diatas tanah existing secara bertahap sebanyak 19 layer dan drainase vertikal di install dengan jarak 1,35m sampai kedalaman 19m. Selama proses tersebut dilakukan pengamatan

44 32 settlement yang terjadi setiap hari selama 187 hari. Data tinggi timbunan setiap layer dapat dilihat pada tabel 4.1 Layer Tanggal Penimbunan Tinggi Penimbunan tiap Layer (m) layer 1 11-Sep layer 2 13-Sep layer 3 2-Oct layer 4 3-Oct layer 5 4-Oct pasir 3-Nov layer6 20-Nov layer 7 22-Nov layer 8 25-Nov layer 9 2-Dec layer 10 3-Dec layer 11 6-Dec layer 12 7-Dec layer 13 8-Dec layer 14 9-Dec layer Dec layer Dec layer Dec layer Dec layer Dec Tabel 4.1 Tabel tinggi timbunan untuk preloading Tinggi timbunan kritis (Hcr) H cr 5. = g C u 5 0,303 t = m t timb 1,7 m 3 2 = 0,891m Untuk keamanan konstruksi, gunakan SF sebesar , jika SF=1,7 (angka konservatif) maka tinggi timbunan kritis menjadi : H = Hc = 0,891 = 0,524m fill SF 1,7

45 33 Berdasarkan tabel 4.1, tinggi timbunan tiap layer maksimum adalah 0,36m< H cr à OK Perhitungan Settlement - Untuk tanah yang terkonsolidasi normal (Pc/P0=1) digunakan rumus : C.H æ p + Δp ö - S = c l ogç e 0 è p 0 ø - Untuk tanah yang terkonsolidasi (overconsolidasi), terdapat 2 kondisi : Jika (p 0 + D p) < p c,, maka : C.H æ p + Δp ö S = s l ogç e 0 è p 0 ø Jika (p 0 + D p) > p c, maka : é C.H p ù é C.H æ p + Δp ö ù s S = ê l og c ú + c ê l ogç 0 ú ë 1 + e 0 p 0 û ë 1 + e 0 è p 0 ø û Tabel 4.2 Perhitungan Over Burder Presure (Po) Lap sat (t/m3) ' (t/m3) H (m) Po (t/m2) Ket diatas MAT dbwh MAT dbwh MAT dbwh MAT Tabel 4.3 Perhitungan Beban Tambahan ( P) Lap sat (t/m3) H (m) P (t/m2)

46 34 Tabel 4.4 Perhitungan Penurunan Akibat Beban Timbunan Tahap 1 (h=0,05m) Lap H tanah (m) Po (t/m2) P ( t/m2 ) Po + P Pc Cc Cs eo St (m) Dengan cara yang sama dilakukan perhitungan Penurunan untuk setiap penambahan timbunan (20 layer) dengan hasil sebagai berikut : Tabel 4.5 Penurunan Akibat Beban Timbunan (19 Layer) Lap Timbunan H (m) H tot (m) St (m) Pasir

47 Derajat Konsolidasi Vertikal - Untuk menentukan derajat konsolidasi Vertikal Uv digunakan persamaan U v = 4 æ C v t ö ç p ç è H 2 ekiv ø Untuk menyelesaikan perhitungan, nilai Cv yang bervariasi, dilakukan penyederhanaan sehingga menjadi Cv eqivalen : é n ù ê å h i ú C = ê i = 1 ú v ê n h ú i ê å ú ê ë i = 1 C vi ú û 2 hi hi/ Cvi Tabel 4.6 Perhitungan Cv equvalen Lap sat (t/m3) ' (t/m3) H (m) Po (t/m2) Ket Cv (cm2/min ) diatas MAT dbwh MAT dbwh MAT dbwh MAT Cv eq (cm2/min) Tabel 4.7 Perhitungan H equvalen Lap H (m) Cv (cm2/min) h eq (m)

48 36 Untuk t=1 hari = 1440 menit 4 æ Cv t ö U v = ç p è H 2 ekiv ø Uv = 4 æ 0, ö ç p è 2118,4 2 ø Uv = 4, Dengan cara yang sama dilakukan perhitungan Derajat Konsolidasi untuk setiap penambahan waktu (187 hari) Derajat Konsolidasi Horizontal - Untuk menentukan derajat konsolidasi Horizontal Uh digunakan persamaan é æ ö ù ê ç ú U = 1 - ê e xp ç 8 t Ch ú h ê ç æ = D ö ú ê ç D 2 l nç - 3 ú ë è è d ø 4 ø û Drainase vertikal dipasang sedalam -19m dengan jarak spasi 1,35 m pola segitiga dimana propertis sebagai berikut : Properties Test Method Units Value Core raw material Core + Filter - Weight ASDM D 3776 gr/ m 80 Polypropylene - Width mm 100 ± Thickness ASTM D 5199 mm 5 ± Grab tensile strength ASTM D 4595 kn/ width Grab elongation at break ASTM D 4595 % 20 ~ 80 - Discharge capacity - Delft method (lateral press 300kPa, hydraulic grad i=0.5, duration = 1 week) cm3/sec cm3/sec 80 (straight) 50 (buckled)

49 37 - ASTM D 4716, hydraulic grad i=1.0 Filter lateral press=10kpa lateral press=300kpa cm3/sec 180 cm3/sec Raw material - - Polypropylene - Color - - White/ Grey - Tensile strength ASTM D 4632 N Grab elongation at break ASTM D 4632 % 20 ~ 80 - Permeability ASTM D 4491 cm/s 1.0 x Apparent opening size (AOS) O95 ASTM D 4751 < 80 Perhitungan diameter vertical drain dapat dihitung dengan persamaan Hansbo (1979) sebagai berikut : d eq = 2( a + b) p = 2( ,5) = 6,6879cm = 0,0669m p Drainase vertikal dipasang dengan pola segitiga sehingga; D = 1,05 x S = 1,05 x 1,35 = 1,4175 m Diasumsikan Ch = 2 x Cv = 2 x 0,1215 = 0,243 Dengan nilai-nilai diatas masukan kedalam persamaan dibawah ini untuk setiap pertambahan waktu dengan interval 1 hari ( 1440 menit) : é æ ö ù ê ç ú U = 1 - ê e xp ç 8 t Ch ú h ê ç æ = D ö ú ê ç D 2 l nç - 3 ú ë è è d ø 4 ø û Derajat Konsolidasi Effektif - Untuk menentukan derajat konsolidasi efektif digunakan persamaan U eff = 1 - [ ( 1 - Uv ) ( 1 - Uh ) ]

50 38 Tabel 4.8 Derajat Konsolidasi Vertikal vs Horizontal No t (menit) t kumulatif (menit) Uv (%) Uh (%) Ueff (%) Settlement teori (m) Settlement lap (m)

51 39 No t (menit) t kumulatif (menit) Uv (%) Uh (%) Ueff (%) Settlement teori (m) Settlement lap (m)

52 40 No t (menit) t kumulatif (menit) Uv (%) Uh (%) Ueff (%) Settlement teori (m) Settlement lap (m)

53 41 No t (menit) t kumulatif (menit) Uv (%) Uh (%) Ueff (%) Settlement teori (m) Settlement lap (m)

54 42 No t (menit) t kumulatif (menit) Uv (%) Uh (%) Ueff (%) Settlement teori (m) Settlement lap (m)

55 43 Gambar 4.5 Grafik Settlement Teori dan Pengamatan di Lapangan

56 44 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Proses Konsolidasi yang terjadi pada proyek proyek LPG Plant Babelan Bekasi berlangsung cukup lama sehingga diperlukan suatu cara untuk mempercepat terjadinya konsolidasi, yaitu dengan preloading dan drainase vertikal. 2. Timbunan tanah merah setinggi ±5 m dilakukan secara bertahap ditambah drainase vertikal membantu proses konsolidasi sehingga diperoleh penurunan 57,1 cm dalam kurun waktu 187 hari. 3. Drainase vertikal digunakan dengan pola segitiga dengan jarak spasi antar drainase vertikal 1,35m pada kedalaman 19m; dimana jarak pemasangan drainase vertikal semakin rapat sangat optimum untuk mempercepat proses konsolidasi 4. Perbandingan antara konsolidasi teori dan pengamatan dilapangan menunjukan hasil berbeda, dimana pada t=187 hari secara teori tanah mengalami penurunan setinggi 68,1cm sedangkan berdasarkan pengamatan di lapangan menunjukan penurunan setinggi 57,1 cm Simpangan tersebut diindikasikan terjadi karena data tanah yang digunakan untuk perhitungan konsolidasi diambil pada bulan Juni 2010 dimana waktu tersebut adalah proses preloading + pvd selesai dilaksanakan sehingga data tanah sudah tidak asli (tidak akurat). Pengambilan sample tanah kurang rapat, pengambilan sample tanah dan pengamatan konsolidasi di lapangan memiliki rentang yang lebar juga memiliki konstribusi terhadap simpangan tersebut.

57 Saran 1. Untuk memperoleh hasil perhitungan settlement secara teori yang mendekati hasil pengamatan di lapangan, perlu didasarkan data tanah yang original (sebelum proses preloading + pvd) dengan pengambilan sample cukup mewakili kondisi di lapangan, sehingga penyelesaian perhitungan settlement lebih akurat. 2. Pada perbaikan tanah dengan preloading dan drainase vertikal perlu diperhatikan efisiensinya sehingga diperoleh waktu konsolidasi yang optimum dengan biaya yang efisien 3. Simpangan yang cukup signifikan antara konsolidasi hasil perhitungan (teori) dan pengamatan di lapangan menunjukan minimnya data-data karakteristik tanah dan data pengamatan konsolidasi di lapangan, sehingga untuk mendapatkan kondisi yang mendekati keadaan sebenarnya diperlukan data yang lebih lengkap. 4. Metode perbaikan tanah dengan preloading dan drainase vertikal akan optimum apabila preloading yang dilakukan secara bertahap dilakukan secara maksimal dan optimasi drainase vertikal yang baik (jarak, material dan panjang).

58 46 DAFTAR PUSTAKA Das, Braja M Principles of Foundation Engineering (3 rd ed.). Boston : PWS Publishing. Das, Braja M Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis). (Noor Endah & Indrasurya B. Mochtar, Penerjemah). Jakarta : Erlangga. Irsyam, Mashur Permasalahan Konstruksi di Atas Tanah Lunak. Bandung : Program Studi Teknik Sipil ITB. J. E. Bowles Physical and Geotechnical Properties of Soil. McGraw-Hill. K. Terzaghi, R. B. Peck dan G. Mesri Soil Mechanics in Engineering Practice. Canada : John Wiley & Sons. Masyur, Irsyam Permasalahan konstruksi di Atas Tanah Lunak. Bandung : Program Studi Teknik Sipil ITB Neville, A.M., Properties of Concrete, 4 th Edition, (London: Longman Group Ltd, 1995). Wijemunige, Piyasena, & Moh, Z.,C Trial Embankment with Stage Loading and Vertical Drain. Kuala Lumpur : International Symposium.

59 LAMPIRAN

60 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax BORELOG PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN - JAWA BARAT BOREHOLE NO. DB01 - PAGE 1 ELEVATION (m) (from ) DATE 23/04/ /04/2010 TESTED BY Fahruroji Cs GWL DESCRIPTION CLAYEY SILT trace SAND, Dark Brown, Medium Stiff, Medium Plasticity SYMBOL TESTS DEPTH (m) ELEV (m) SPT N 0.00 SPT CHART BORELOG LPG PLANT - BABELAN.GPJ UNIVERSITY OF INDONESIA.GDT 4/28/10 SILTY CLAY, Yellowish to Grey, Medium Stiff, High Plasticity SILTY CLAY, Dark Grey, Soft, High Plasticity SPT SPT UD SPT SPT

61 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax BORELOG PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN - JAWA BARAT BOREHOLE NO. DB01 - PAGE 2 ELEVATION (m) (from ) DATE 23/04/ /04/2010 TESTED BY Fahruroji Cs GWL DESCRIPTION SILTY CLAY, Dark Grey, Soft, High Plasticity SYMBOL SPT TESTS DEPTH (m) ELEV (m) SPT N SPT CHART BORELOG LPG PLANT - BABELAN.GPJ UNIVERSITY OF INDONESIA.GDT 4/28/10 SILTY CLAY trace CORAL, Dark Grey and White, Medium Stiff, High Plasticity SILTY CLAY, Dark Grey, Medium Stiff, High Plasticity SPT UD SPT SPT SPT UD

62 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax BORELOG PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN - JAWA BARAT BOREHOLE NO. DB01 - PAGE 3 ELEVATION (m) (from ) DATE 23/04/ /04/2010 TESTED BY Fahruroji Cs GWL DESCRIPTION SILTY CLAY, Dark Grey, Medium Stiff, High Plasticity SYMBOL SPT TESTS DEPTH (m) ELEV (m) SPT N SPT CHART BORELOG LPG PLANT - BABELAN.GPJ UNIVERSITY OF INDONESIA.GDT 4/28/10 SILTY CLAY, Yellowish to Grey, Medium Stiff, High Plasticity CLAYEY SILT, Yellowish to Brown, Medium Stiff, Medium Plasticity SPT SPT SPT SPT

63 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax BORELOG PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN - JAWA BARAT BOREHOLE NO. DB01 - PAGE 4 ELEVATION (m) (from ) DATE 23/04/ /04/2010 TESTED BY Fahruroji Cs GWL DESCRIPTION CLAYEY SILT, Yellowish to Brown, Medium Stiff, Medium Plasticity SYMBOL SPT TESTS DEPTH (m) ELEV (m) SPT N SPT CHART SILTY SAND, Yellowish to Black, Dense, Non Plasticity BORELOG LPG PLANT - BABELAN.GPJ UNIVERSITY OF INDONESIA.GDT 4/28/10 SILTY SAND, Yellowish to Brown, Very Dense, Non Plasticity SANDSTONE, Black, Very Dense, Black, Non Plasticity SPT SPT SPT SPT /8 21/ R R >> >>

64 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax BORELOG PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN - JAWA BARAT BOREHOLE NO. DB01 - PAGE 5 ELEVATION (m) (from ) DATE 23/04/ /04/2010 TESTED BY Fahruroji Cs GWL DESCRIPTION SANDSTONE, Black, Very Dense, Black, Non Plasticity SYMBOL SPT TESTS DEPTH (m) ELEV (m) SPT /6 N R SPT CHART >> BORELOG LPG PLANT - BABELAN.GPJ UNIVERSITY OF INDONESIA.GDT 4/28/

65 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax CONE PENETRATION TEST PROJECT : LPG PLANT LOCATION : BABELAN - BEKASI CPT NO. : S01 DATE G.W.L ELEVATION : : : 03/07/ tf (kg/cm) qc tf fs (kg/cm 2 ) FR = fs/q c (%) DEPTH (m) qc (kg/cm 2 )

66 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia 16424, Telp , Fax CONE PENETRATION TEST PROJECT : LPG PLANT LOCATION : BABELAN - BEKASI CPT NO. : S01 DATE G.W.L ELEVATION : : : 03/07/ tf (kg/cm) qc tf fs (kg/cm 2 ) FR = fs/q c (%) DEPTH (m) qc (kg/cm 2 )

67 Soil Properties DB Specific Gravity, G s Water Content, w [%] Atterberg Limits [%] LL PL PI Grain Size Distribution [%] clay silt sand Consolidation 2 P 0 [kn/m ] 2 P c [kn/m ] C c C r e Triaxial UU 3 Wet Density, γ wet [kn/m ] 3 Dry Density, γ dry [kn/m ] Cohesion, c [kn/m 2 ] Angle of friction, φ [ ]

68 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax ATTERBERG LIMIT PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DATE OF TESTING 01/06/10-02/06/10 TESTED BY SUNARTO PLASTICITY CHART Plasticity Index CL CH OH/MH A C B 0 CL-ML ML/OL Liquid Limit Borehole No. DB 1 Depth (m) Symbol A LL (%) PL (%) PI (%) Unified Classification MH DB B MH DB C MH

69 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax GRAIN SIZE DISTRIBUTION PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN BOREHOLE NO. DB 1 SAMPLE NO. 1 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DEPTH OF SAMPLE m DATE OF TESTING 24/05/10 TESTED BY SUNARTO << Gravel Sand Silt Clay >> Percent finer Grain diamater (mm) Composition Sand 10 % Silt 60.5 % Clay 29.5 % Visual Soil Description CLAYEY SILT Soil Classification UNIFIED SOIL CLASSIFICATION

70 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax GRAIN SIZE DISTRIBUTION PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN BOREHOLE NO. DB 1 SAMPLE NO. 2 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DEPTH OF SAMPLE m DATE OF TESTING 24/05/10 TESTED BY SUNARTO << Gravel Sand Silt Clay >> Percent finer Grain diamater (mm) Composition Sand 5 % Silt 75.5 % Clay 19.5 % Visual Soil Description CLAYEY SILT Soil Classification UNIFIED SOIL CLASSIFICATION

71 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax GRAIN SIZE DISTRIBUTION PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN BOREHOLE NO. DB 1 SAMPLE NO. 3 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DEPTH OF SAMPLE m DATE OF TESTING 24/05/10 TESTED BY SUNARTO << Gravel Sand Silt Clay >> Percent finer Grain diamater (mm) Composition Sand 4.5 % Silt 68 % Clay 27.5 % Visual Soil Description CLAYEY SILT Soil Classification UNIFIED SOIL CLASSIFICATION

72 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax CONSOLIDATION TEST PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN DATE OF TESTING 16/05/ /06/10 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA Data DEPTH OF SAMPLE m DESCRIPTION 0 TESTED BY SUNARTO BOREHOLE NO. DB 1 W : % Cr : 0.09 P 0 : kpa Gs : 2.69 Cc : 0.69 P c : kpa Sr : 0.99 e0 : P0 Pc Pc P Void Ratio, e Coef. of Consolidation, c v (cm 2 /min) Pressure (kpa)

73 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax CONSOLIDATION TEST PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN DATE OF TESTING 16/05/ /06/10 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA Data DEPTH OF SAMPLE m DESCRIPTION 0 TESTED BY SUNARTO BOREHOLE NO. DB 1 W : 66.2 % Cr : 0.15 P 0 : 81.3 kpa Gs : 2.70 Cc : 1.12 P c : kpa Sr : 1.03 e0 : P0 Pc Pc P0 Void Ratio, e Coef. of Consolidation, c v (cm 2 /min) Pressure (kpa)

74 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax CONSOLIDATION TEST PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN DATE OF TESTING 16/05/ /06/10 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA Data DEPTH OF SAMPLE m DESCRIPTION 0 TESTED BY SUNARTO BOREHOLE NO. DB 1 W : % Cr : 0.32 P 0 : kpa Gs : 2.68 Cc : 1.50 P c : 106 kpa Sr : 0.96 e0 : P0 Pc Pc P Void Ratio, e Coef. of Consolidation, c v (cm 2 /min) Pressure (kpa)

75 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax SPECIFIC GRAVITY TEST PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DATE OF TESTING 24/5/2010 TESTED BY SUNARTO Soil Samples A B C D Bor No. DB1 DB1 DB1 Sample No Depth of Sample (m) Wt. flask + water + soil = W bus (gram) Temperature (' C) Wt. flask + water = W bu (gram) Evap. Dish No Wt. evap. Dish + dry soil (gram) Wt. of evap. Dish (gram) Wt. of dry soil = W s (gram) W u = W s + W bu - W bus (gram) α Gs = αw s /W u

76 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax TRIAXIAL UU TEST PROJECT LPG PLANT LOCATION BABELAN BOREHOLE NO. DB 1 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DEPTH OF SAMPLE m DATE 01/06/10 TESTED BY SUNARTO MACHINE, LRC SAMPLE DIAMATER SAMPLE HEIGHT 0.15 kg/div 3.59 cm 7.25 cm SPECIMEN σ Δσ σ kpa Deviator Stress (kpa) γ wet kn/m 3 γ dry kn/m 3 w % c 3.03 kpa φ Strain (%) 150 Shear Stress (kpa) Normal Stress (kpa)

77 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax TRIAXIAL UU TEST PROJECT LPG PLANT DEPTH OF SAMPLE m LOCATION BABELAN BOREHOLE NO. DB 1 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DATE 01/06/10 TESTED BY SUNARTO MACHINE, LRC SAMPLE DIAMATER SAMPLE HEIGHT 0.15 kg/div 3.59 cm 7.25 cm SPECIMEN σ Δσ σ kpa Deviator Stress (kpa) γ wet kn/m 3 γ dry 9.29 kn/m 3 w % c 4.91 kpa φ Strain (%) 150 Shear Stress (kpa) Normal Stress (kpa)

78 Soil Mechanics Laboratory Civil Engineering Department, Faculty of Engineering University of Indonesia Depok Telp , Fax TRIAXIAL UU TEST PROJECT LPG PLANT DEPTH OF SAMPLE m LOCATION BABELAN BOREHOLE NO. DB 1 PROJECT NUMBER: _PT YUDISTIRA DATE 01/06/10 TESTED BY SUNARTO MACHINE, LRC SAMPLE DIAMATER SAMPLE HEIGHT 0.15 kg/div 3.59 cm 7.25 cm SPECIMEN σ Δσ σ kpa Deviator Stress (kpa) γ wet kn/m 3 γ dry 7.62 kn/m 3 w % c 6.74 kpa φ Strain (%) 150 Shear Stress (kpa) Normal Stress (kpa)