PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH METODE PRELOADING DENGAN KOMBINASI PEMASANGAN PVD PADA PROYEK REKLAMASI PANTAI ANCOL TIMUR JAKARTA UTARA Disusun oleh : Nabila 3109106041 Dosen Konsultasi Prof. Ir. Noor Endah, M.Sc. PhD JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012
1.1 Latar Belakang Reklamasi Pantai Utara Jakarta bertujuan untuk menata kembali kawasan Pantura dengan cara membangun kawasan pantai dan menjadikan Jakarta sebagai kota pantai (waterfront city). Reklamasi pantai utara akan menimbun laut Teluk Jakarta seluas 2.700 ha. Batas wilayah reklamasi yaitu dari batas wilayah Tangerang sampai dengan Bekasi yang dibagi menjadi 3 kawasan yaitu west zone (zona barat), central zone (zona tengah), east zone (zona timur)
Latar Belakang (Lanjutan) Zona Barat, termasuk daerah proyek Pantai Mutiara dan proyek Pantai Hijau di daerah Pluit serta wilayah Pelabuhan Perikanan Muara Angke dan daerah proyek Pantai Indah kapuk dimana yang merupakan daerah reklamasi adalah daerah laut seluas kira-kira 1000 ha (kira-kira 6,5 km x 1,5 km). Zona Tengah, meliputi wilayah Muara Baru dan wilayah Sunda Kelapa, begitu pula daerah Kota, Ancol Barat dan Ancol Timur hingga pada batas daerah Pelabuhan Tanjung Priok, dimana yang merupakan daerah reklamasi adalah daerah laut seluas kira-kira 1400 ha (kira-kira 8 km x 1,7 km) Zona Timur, yang meliputi wilayah Pelabuhan Tanjung Priok ke Timur termasuk daerah Marunda dengan luas daerah laut yang akan direklamasi kurang lebih 300 ha (kira-kira 3 km x 1 km).
Ancol Timur
Latar Belakang (Lanjutan) Kondisi tanah pada kawasan reklamasi pantai utara merupakan tanah lempung yang sangat lunak. Tanah ini pada umumnya mempunyai daya dukung yang rendah dan memiliki sifat kompresibel tinggi dan permeabilitas yang sangat rendah. Karena memiliki sifat-sifat tersebut, tanah ini cenderung memiliki potensi penurunan yang besar dan dalam waktu yang cukup lama. Untuk mengatasi waktu penurunan yang cukup lama, maka perlu dilakukan perbaikan tanah pada area reklamasi yaitu dengan perbaikan tanah menggunakan metode preloading dikombinasikan dengan pemasangn PVD.
1.2 Perumusan Masalah a. Berapa H initial yang harus diletakkan agar dicapai H timbunan sesuai dengan elevasi rencana? b. Berapa besar pemampatan dari tanah dasar yang harus dihilangkan sebelum pembangunan konstruksi dimulai dan berapa lama berlangsungnya? c. Berapa ukuran PVD dan jarak pemasangannya yang harus direncanakan agar pemampatan yang harus dihilangkan dapat selesai dengan waktu yang tersedia? d. Berapa ukuran dan jumlah micropile yang harus dipasang sebagai perkuatan tanah di bawah tanggul agar tidak mengalami kelongsoran?
1.3 Batasan Masalah a. Data yang digunakan adalah data sekunder. b.layout sudah ditentukan. c. Lokasi perencanaan perbaikan tanah sudah ditentukan. d.tidak membahas masalah oceanografi dari daerah reklamasi. e. Tidak melakukan evaluasi sedimentasi dan pengerukan.
1.4 Tujuan penulisan a. Dapat merencanakan perbaikan tanah dibawah lahan reklamasi. b.dapat merencanakan perbaikan tanah dibawah tanggul reklamasi.
Metodologi penulisan
Data dan Analisa Ketebalan Tanah Lunak -3.00 HWL Geometri Timbunan 1 : 1,5 Υsat = 1,8 t/m 2 Ф = 25⁰ + 1.5 LWS ±0.00 LWS 2,5 m 4.00 Sea Bed 1,5 m
Lanjutan Hasil perhitungan stratigrafi tanah asli No Kedalaman Tebal Lapisan PI C Gs eo Cc Cv γ sat (m) H (m) (%) (%) kg/cm 2 cm 2 /detik (t/m 3 ) 1 3.00-8.50 5.5 108.190 88.630 2.580 2.791 0.043 1.08 0.000550 1.399 2 8.50-12.0 3.5 89.200 65.940 2.510 2.239 0.071 0.972 0.000790 1.446 3 12.0-19.0 7 55.520 21.700 2.600 1.444 0.070 0.972 0.001100 1.501
PERENCANAAN 1. Menentukan Hinisial h qfinal sc h inisial h final (m) (t/m 2 ) (m) (m) (m) 4 5.700 2.731 5.517 2.786 5 7.500 3.151 6.751 3.599 6 9.300 3.505 7.947 4.442 7 11.100 3.809 9.116 5.307 8 12.900 4.078 10.265 6.188 Sci (m) 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000 Grafik hubungan Sc Vs Hfinal y = 0.003x 3-0.092x 2 + 0.981x + 0.632 R² = 1 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 H final (m) 9 14.700 4.318 11.399 7.081 Grafik hubungan Hinisial Vs Hfinal 10 16.500 4.535 12.519 7.985 Mencari H inisial untuk H final = 4m y = 0,003x 3 0,092x 2 + 1,981x + 0,632 = (0,003 x 4 3 ) (0,092 x 4 2 ) + (1,981 x 4) + 0,632 = 7,276 m H inisial (m) 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 y = 0.003x 3-0.092x 2 + 1.981x + 0.632 R² = 1 Mencari Sc akibat H final = 4m y = 0,003x 3 0,092x 2 + 0,981x + 0,632 = (0,003 x 4 3 ) (0,092 x 4 2 ) + (0,981 x 4) + 0,632 = 3,276 m 2.000 0.000 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 H final (m)
Lama Konsolidasi Alami (tanpa PVD) Lapisan Kedalaman Tebal lapisan CV (m) (m) cm 2 /detik 1 3 8.5 5.5 0.000550 2 8.5 12 3.5 0.000790 3 12 19 7 0.001100 C Vgab (550 350 700) 550 350 0,000550 0,000790 2 700 0,001100 2 Cv gabungan = 0,00078765 cm 2 /detik Derajat Konsolidasi = 90 % Tv (90%) = 0,848 H dr = 16 meter t = 2756149174 detik = 87.397 tahun
Perencanaan PVD Derajat Konsolidasi Rata-rata (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Grafik Perbandingan Pemasangan PVD Pola Segitiga dan Segiempat 22 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Waktu (minggu) S3-0.60 m S3-0.80 m S3-1.00 m S3-1.20 m S3-1.50 m S3-1.60 m S3-1.80 m S3-2.00 m S4-0.60 m S4-0.80 m S4-1.00 m S4-1.20 m S4-1.50 m S4-1.60 m S4-1.80 m S4-2.00 m
Preloading secara bertahap Penentuan Hcr XSTABLE SF = 1,297 2,5 m Δpi Δp1 Δp2 Δp3 Δp4 Δp5 Tegangan (t/m2) 0.4 0.4 0.4 0.9 0.9 S 1.2 D 1.26 F(n) 2.428 U 90% 0.9 t (minggu) Tv Uv Uh U gab (%) 1 0.000186 0.015396 0.094134 10.808062 2 0.000372 0.021774 0.179406 19.727342 3 0.000558 0.026667 0.256651 27.647454 4 0.000744 0.030793 0.326626 34.736055 5 0.000930 0.034427 0.390013 41.101289 6 0.001116 0.037713 0.447433 46.827204 7 0.001303 0.040735 0.499448 51.983802 8 0.001489 0.043547 0.546567 56.631269 9 0.001675 0.046189 0.589250 60.822226 10 0.001861 0.048688 0.627915 64.603135 11 0.002047 0.051064 0.662941 68.015267 12 0.002233 0.053335 0.694670 71.095433 13 0.002419 0.055512 0.723412 73.876559 14 0.002605 0.057608 0.749448 76.388156 15 0.002791 0.059630 0.773033 78.656715 Tahapan penimbunan (m) Umur Timbunan 0-0.5 6 U (minggu) (%) 46.82720 0.5-1 5 41.10129 1-1.5 4 34.73606 1.5-2 3 27.64745 2-2.5 2 19.72734 5 4 3 2 1 ΔPi Ui pada U < 100% 0,468 1' xpo ' Po' Po' 2 ' 1' 3' 2 ' ' 3 ' 5 ' 4 ' 0,411 0,347 0,276 x 1' 1' x 2 ' 2 ' x 3 ' 3 ' x 4 ' 4 ' 4 0,197 0,108
Lanjutan Tabel Perubahan Tegangan Tiap Lapisan Tanah Pada Derajat Konsolidasi <100% Po' ΔP1 U1' ΔP2 U2' ΔP3 U3' ΔP4 U4' ΔP5 U5' σ'p kedalaman (m) (t/m2) (t/m2) (t/m2) (t/m2) (t/m2) (t/m2) (t/m2) U (%) 100.000 41.101 34.736 27.647 19.727 10.808 0.0-1.0 0.200 0.114 0.116 0.097 0.144 0.084 0.755 1.0-2.0 0.599 0.140 0.124 0.101 0.150 0.085 1.198 2.0-3.0 0.998 0.148 0.128 0.103 0.154 0.087 1.617 3.0-4.0 1.397 0.152 0.130 0.104 0.157 0.088 2.027 4.0-5.0 1.796 0.155 0.131 0.105 0.159 0.089 2.434 5.0-6.0 2.195 0.156 0.132 0.106 0.161 0.089 2.839 6.0-7.0 2.641 0.158 0.133 0.106 0.163 0.090 3.290 7.0-8.0 3.087 0.159 0.134 0.107 0.164 0.090 3.740 8.0-9.0 3.533 0.159 0.135 0.107 0.165 0.091 4.190 9.0-10.0 4.006 0.160 0.135 0.107 0.166 0.091 4.666 10.0-11.0 4.507 0.160 0.135 0.108 0.167 0.092 5.169 11.0-12.0 5.008 0.161 0.136 0.108 0.168 0.092 5.673 12.0-13.0 5.509 0.161 0.136 0.108 0.169 0.092 6.175 13.0-14.0 6.010 0.161 0.136 0.108 0.169 0.093 6.678 14.0-15.0 6.511 0.162 0.136 0.108 0.170 0.093 7.180 15.0-16.0 7.012 0.162 0.137 0.109 0.170 0.093 7.682
Lanjutan Tabel Perubahan Nilai C u akibat penimbunan H=2,5m (minggu ke 5). Tabel Angka keamanan untuk masingmasing H cr setelah peningkatan Cu kedalaman (m) σ'p PI Cu Lama Cu Baru (t/m2) (%) Kpa Kpa Kpa 0.0-1.0 0.755 88.630 3.000 7.733 1.0-2.0 1.198 88.630 3.000 7.946 2.0-3.0 1.617 88.630 3.000 8.148 3.0-4.0 2.027 88.630 3.000 8.345 4.0-5.0 2.434 88.630 3.000 8.541 5.0-6.0 2.839 88.630 3.000 8.736 6.0-7.0 3.290 65.940 3.200 10.147 7.0-8.0 3.740 65.940 3.200 10.527 8.0-9.0 4.190 65.940 3.200 10.906 9.0-10.0 4.666 21.700 3.200 14.611 10.0-11.0 5.169 21.700 3.200 15.392 11.0-12.0 5.673 21.700 3.200 16.173 12.0-13.0 6.175 21.700 3.200 16.953 13.0-14.0 6.678 21.700 3.200 17.733 14.0-15.0 7.180 21.700 3.200 18.512 15.0-16.0 7.682 21.700 3.200 19.291 Cu Pakai 7.733 10.147 14.611 Cu (Kpa) Lap 1 Lap 2 Lap 3 Hcr (m) SF 3.000 3.200 3.200 2.500 1.297 7.733 10.147 14.611 3.000 1.274 7.873 10.408 15.096 4.000 1.216 8.237 11.069 16.320 4.500 1.246 8.456 11.460 17.043 5.000 1.207 8.698 11.888 17.831 5.500 1.299 8.959 12.348 18.679 6.000 1.257 9.238 12.837 19.581 6.500 1.265 9.575 13.428 20.669 7.000 1.242 9.920 14.032 21.780 7.500 1.221
Lanjutan Tabel Hasil perhitungan pemampatan akibat pentahapan penimbunan. Sc (m) Minggu ke- Tahap ke - (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (m) 0 0 0 0.000 0.5 1 0.049 0.049 1 2 0.090 0.035 0.124 1.5 3 0.125 0.064 0.029 0.218 2 4 0.158 0.089 0.053 0.052 0.352 2.5 5 0.186 0.112 0.074 0.095 0.042 0.510 3 6 0.212 0.133 0.093 0.133 0.076 0.035 0.683 3.5 7 0.236 0.152 0.109 0.168 0.107 0.064 0.030 0.866 4 8 0.257 0.168 0.125 0.198 0.134 0.090 0.056 0.027 1.055 4.5 9 0.276 0.183 0.138 0.226 0.159 0.113 0.078 0.049 0.024 1.247 5 10 0.293 0.197 0.151 0.251 0.181 0.133 0.098 0.069 0.044 0.022 1.439 5.5 11 0.309 0.209 0.162 0.273 0.201 0.152 0.116 0.087 0.062 0.040 0.020 1.631 6 12 0.323 0.220 0.172 0.294 0.218 0.169 0.132 0.103 0.078 0.056 0.037 0.019 1.820 6.5 13 0.335 0.230 0.181 0.312 0.235 0.184 0.146 0.117 0.092 0.071 0.052 0.034 0.017 2.006 7 14 0.347 0.239 0.189 0.328 0.249 0.198 0.160 0.130 0.105 0.084 0.065 0.048 0.032 0.016 2.189 7.5 15 0.357 0.247 0.197 0.343 0.262 0.210 0.171 0.141 0.117 0.095 0.077 0.060 0.044 0.030 0.015 2.367 7.5 16 0.366 0.255 0.203 0.357 0.274 0.221 0.182 0.152 0.127 0.106 0.087 0.071 0.056 0.041 0.028 2.526 7.5 17 0.375 0.261 0.210 0.369 0.285 0.231 0.192 0.161 0.136 0.115 0.097 0.081 0.066 0.052 0.039 2.669 7.5 18 0.382 0.267 0.215 0.380 0.295 0.240 0.200 0.170 0.145 0.124 0.106 0.090 0.075 0.062 0.049 2.798 7.5 19 0.389 0.273 0.220 0.390 0.303 0.248 0.208 0.177 0.152 0.132 0.114 0.098 0.083 0.070 0.058 2.915 7.5 20 0.395 0.278 0.224 0.399 0.311 0.255 0.215 0.184 0.159 0.139 0.121 0.105 0.091 0.078 0.066 3.020 7.5 21 0.401 0.282 0.228 0.407 0.319 0.262 0.222 0.191 0.166 0.145 0.127 0.111 0.098 0.085 0.073 3.115 7.5 22 0.406 0.286 0.232 0.414 0.325 0.268 0.227 0.196 0.171 0.150 0.133 0.117 0.104 0.091 0.080 3.201 7.5 23 0.410 0.290 0.235 0.421 0.331 0.274 0.233 0.201 0.176 0.156 0.138 0.123 0.109 0.097 0.086 3.278 7.5 24 0.415 0.293 0.238 0.427 0.336 0.278 0.237 0.206 0.181 0.160 0.143 0.127 0.114 0.102 0.091 3.348 7.5 25 0.418 0.296 0.241 0.432 0.341 0.283 0.242 0.210 0.185 0.164 0.147 0.132 0.119 0.107 0.096 3.411 7.5 26 0.422 0.298 0.243 0.437 0.345 0.287 0.245 0.214 0.189 0.168 0.151 0.136 0.123 0.111 0.100 3.468 7.5 27 0.425 0.301 0.246 0.441 0.349 0.290 0.249 0.217 0.192 0.172 0.154 0.139 0.126 0.114 0.104 3.520 7.5 28 0.428 0.303 0.248 0.445 0.353 0.294 0.252 0.220 0.195 0.175 0.157 0.142 0.129 0.118 0.107 3.567 7.5 29 0.430 0.305 0.249 0.449 0.356 0.297 0.255 0.223 0.198 0.177 0.160 0.145 0.132 0.121 0.111 3.609 7.5 30 0.432 0.307 0.251 0.452 0.359 0.299 0.257 0.226 0.201 0.180 0.163 0.148 0.135 0.124 0.114 3.647 7.5 31 0.434 0.308 0.252 0.455 0.361 0.302 0.260 0.228 0.203 0.182 0.165 0.150 0.138 0.126 0.116 3.681 7.5 32 0.436 0.310 0.254 0.458 0.364 0.304 0.262 0.230 0.205 0.184 0.167 0.152 0.140 0.129 0.118 3.712 tinggi timbunan Sc Komulatif
Lanjutan Tinngi Tahapan Penimbunan (m) Sc (m) 8.2 8 7.8 7.6 7.4 7.2 7 6.8 6.6 6.4 6.2 6 5.8 5.6 5.4 5.2 5 4.8 4.6 4.4 4.2 4 3.8 3.6 3.4 3.2 3 2.8 2.6 2.4 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0-0.2-0.4-0.6-0.8-1 -1.2-1.4-1.6-1.8-2 -2.2-2.4-2.6-2.8-3 -3.2-3.4-3.6-3.8-4 -4.2-4.4 Grafik hubungan waktu dan penurunan Waktu (minggu) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Sc = 3,276 m 23
Lanjutan Panjang sisi segitiga (b) =280 mm = 28 cm Mutu beton = K-450 fc' = 45 MPa Tegangan ijin beton = 168,08 kg/cm 2 E (Modulus Elastisitas) = 4700 fc = 287.238,838 kg/cm 2 Inersia = 0,018 b 4 = 11.063,808 cm 4 Y 1 = 0,577 b = 16,156 cm Y 2 = 0,289 b = 8,092 cm 280
Lanjutan M P max satu micropile T = ( EI/f) 1/5 all Inersia 168,0811063,808 y 16, 156 2 = 115.103,05 Kg.cm Cu = 0.032 kg/cm 2 qu = 2 x Cu = 0,064 kg/cm 2 x 0,977 = 0,063 Dengan nilai qu = 0,063 dicari nilai f pada grafik sehingga diperoleh nilai f = 5 f = 5 ton/ft 3 x 0,032 = 0,16 kg/cm 2 T = ((11.063,808 x 287.238,838)/0,16) 1/5 = 114,71 cm
Lanjutan L/T = 200/114,71 = 1,74 (dengan asumsi panjang micropile di bawah bidang longsor adalah 200 cm F M P max satu cerucuk = 0,98 Diperoleh dari grafik = 1023,90 Kg = 1,023 ton 115.103,05 114,71 0,98 = 1023,90 Kg = 1,023 ton Menghitung Kebutuhan Micropile SF = 1,109 M R = 752 KN-m = 75,2 ton-m R = 7,67 m M p = 67,808 t-m M R = (S frencana - S f ) x M p S frencana diambil 1,5 = 26,51 t-m M R Kebutuhan Micropile ( P max xr) 1cerucuk = 4 buah / meter (untuk satu sisi bidang longsor)
KESIMPULAN 1. Elevasi akhir timbunan yang direncanakan adalah 4 m dari seabed yaitu 1,5 m dibawah muka air laut (-1,5 LWS) dan 2,5 m diatas muka air laut (+2,5 LWS). 2. Tinggi timbunan awal yang dibutuhkan adalah sebesar 7,276 m dengan besar pemampatan yang harus dihilangkan adalah sebesar 3,726 m. 3. Besar pemampatan yang harus dihilangkan sebesar 3,726 m. Dibutuhkan waktu 87,397 tahun untuk mencapai derajat konsolidasi 90% (U=90%). Dengan waktu yang sangat lama maka dibutuhkan percepatan konsolidasi dengan memasang PVD. 4. PVD yang digunakan yaitu tipe CeTeau-Drain CT-D812 dengan ukuran 100 mm x 5 mm. Pola pemasangan dan jarak PVD yang efisien untuk mencapai derajat konsolidasi 90% (U=90%) dipilih pola segitiga dengan jarak pemasangan (S) 1,2 m dalam waktu 22 minggu.
LANJUTAN 5. Penimbunan dilakukan bertahap dengan kecepatan penimbunan yaitu 0,5m/minggu. Pentahapan penimbunan menghasilkan peningkatan daya dukung (kenaikan nilai Cu) tanah asli yaitu dengan beban awal (H cr ) 2,50. Tahapan penimbunan dilakukan terus menerus tanpa ada waktu tunggu (penundaan) karena nilai Cu terus meningkat. 6. Lama waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan pemampatan sebesar 3,276 m dengan metode preloading kombinasi pemasangan PVD adalah 23 minggu. 7. Tanggul reklamasi diperkuat dengan micropile dengan penampang segitiga sama sisi, lebar sisi adalah 28 cm. jumlah micropile yang dibutuhkan adalah 13 buah/meter.
SELESAI TERIMA KASIH