BAB I PENDAHULUAN 1.1 UMUM Perkembangan analisis stabilitas pada ilmu rekayasa geoteknik terus berkembang sejalan dengan berkembangnya ilmu teknik sipil. Perkembangan ini terjadi karena timbulnya masalah masalah pada saat pelaksanaan konstruksi. Salah satu masalah yang sering dijumpai adalah masalah stabilitas dan penurunan timbunan pada tanah lunak. Untuk itu dibutuhkan peningkatan pemahaman para insinyur teknik sipil tentang perilaku tanah akibat penimbunan dengan memahami metode metode analisis, metode metode stabilitas, dan memahami peralatan peralatan penyelidikan tanah untuk menyelesaikan permasalahan stabilitas dan penurunan timbunan pada tanah lunak yang terjadi pada saat pelaksanaan konstruksi di lapangan. Pada konstuksi khususnya geoteknik, lapisan tanah lunak sering mendatangkan masalah. Misalnya pada proses pelaksanaan konstruksi timbunan yang di bawahnya terdapat lapisan tanah lunak. Apabila pembangunan timbunan direncanakan untuk mencapai ketinggian yang relatif tinggi dari elevasi permukaan lapisan tanah lunak, maka konstruksi harus dilakukan secara bertahap agar tidak terjadi kegagalan konstruksi timbunan. Pada dasarnya setiap penambahan timbunan akan menyebabkan kenaikan tegangan air pori pada tanah lunak yang secara perlahan lahan akan terdisipasi diikuti dengan meningkatnya tegangan efektif. Dengan meningkatnya tegangan efektif maka daya dukung tanah lunak tersebut juga Hotmatua Sinaga (15001108) I-1
akan bertambah. Oleh karena itu pada pekerjaan penimbunan bertahap, kecepatan pekerjaan penimbunan ditentukan oleh kecepatan meningkatnya daya dukung tanah lunak akibat pekerjaan penimbunan pada tahap sebelumnya. Kondisi kritis timbunan terjadi pada saat pelaksanaan konstruksi. Pada tugas akhir ini akan dianalisis kestabilan timbunan dan penurunan timbunan pada tanah lunak. Untuk kondisi normal pada timbunan bertahap, penimbunan yang lebih tinggi harus ditunggu sampai tanah terkonsolidasi, yang diikuti dengan bertambahnya kekuatan tanah tersebut (gain strength). Analisis pada tanah timbunan akan dilakukan secara bertahap dengan menggunakan vertical drain, perkuatan bambu dan perkuatan geotextile. 1.2 LATAR BELAKANG Semarang merupakan salah satu daerah dengan aktivitas perekonomian dan perindustrian yang tinggi di Indonesia. Untuk meningkatan sumber energi di Semarang, maka dilakukan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Tambak Lorok. Sebelum melakukan timbunan, terlebih dahulu harus diketahui kondisi tanah. Hal ini didukung oleh adanya data penyelidikan tanah (soil investigation) serta analisis geoteknik terhadap perencanan timbunan yang rinci. Pekerjaan ini bertujuan untuk menghindari terjadinya hambatan dan kesulitan di lapangan yang mungkin timbul akibat variasi kondisi di lapangan. Pembangunan PLTGU di atas tanah lunak ini akan menghadapi permasalahan geoteknik khususnya akibat penimbunan. Masalah yang muncul adalah Hotmatua Sinaga (15001108) I-2
masalah stabilitas timbunan yang dilakukan bertahap. Pada kasus ini, harus diperhatikan kenaikan kuat geser tanah selama proses tahapan penimbunan dan penurunan timbunan yang terjadi. Untuk itu perlu dilakukan analisis stabilitas dan penurunan timbunan yang tercakup dalam tugas akhir ini. Umumnya lapisan tanah lunak terdiri dari tanah yang sebagian besar adalah butir butir sangat kecil serta memiliki kemampatan besar dan koefisien permeabilitas yang kecil. Jika pembebanan konstruksi melampaui daya dukung kritis, maka akan terjadi keruntuhan. Pada kondisi normal, proses penimbunan harus ditunggu dulu sampai tanah terkonsolidasi, yang akhirnya kekuatan tanah tersebut bertambah (gain strength). Solusi yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan mempercepat konsolidasi. Dalam tugas akhir ini, hanya dibahas solusi dengan percepatan konsolidasi, perkuatan tanah dasar dengan cerucuk dan matting bambu dan solusi dengan perkuatan geotextile. Dengan diketahuinya percepatan konsolidasi, dapat ditentukan derajat konsolidasi yang cukup untuk menambah tinggi timbunan sampai batas yang direncanakan. Percepatan konsolidasi ini dilakukan dengan menggunakan vertical drain. Metode drainase vertikal mempercepat konsolidasi tanah timbunan dan relatif tidak ada dampak negatif yang ditimbulkan oleh metode ini. 1.3 TUJUAN Laporan tugas akhir ini mempelajari analisis untuk tanah timbunan, kenaikan kuat geser, penurunan yang terjadi pada tanah lunak akibat beban timbunan. Pekerjaan penimbunan tanah dimaksudkan untuk menaikkan elevasi permukaan tanah eksisting sebesar +3m dengan melakukan penimbunan awal Hotmatua Sinaga (15001108) I-3
sebesar 2,5m. Untuk mencapai elevasi yang direncanakan (+23m), terlebih dahulu dilakukan analis penurunan konsolidasi yang terjadi. Prediksi penurunan konsolidasi sekitar 2m. Untuk mencapai elevasi akhir +23m dibutuhkan timbunan sebesar +3m yang sesuai dengan kriteria perencanaan, kondisi lapangan dan jangka waktu pelaksanaan. Analisis yang dimaksudkan adalah analisis penurunan pada tanah akibat dari adanya konstruksi timbunan dengan vertical drain, perkuatan cerucuk dan matting bambu dan dengan perkuatan geotextile. Analisis dilakukan dengan metode elemen hingga dengan menggunakan bantuan software PLAXIS. 1.4 RUANG LINGKUP Dalam tugas akhir ini, beberapa hal yang dipelajari adalah sebagai berikut : Studi kenaikan kekuatan geser tanah (gain strength) Studi stabilitas timbunan pada tanah lunak Perhitungan penurunan (settlement) Studi stabilitas dan pemasangan vertical drain untuk mempercepat konsolidasi pada tanah lunak Studi stabilitas perkuatan dengan menggunakan perkuatan cerucuk bambu Studi stabilitas perkuatan dengan menggunakan perkuatan geotextile Hotmatua Sinaga (15001108) I-4
1.5 METODOLOGI Tugas akhir ini berisi analisis timbunan di PLTGU Tambak Lorok, Semarang dengan perhitungan manual (rumus-rumus mekanika tanah) dan dengan menggunakan software PLAXIS version 7.11. Berikut ini dijelaskan secara umum alur pelaksanaan timbunan : Pada perencanaan kita telah mendapatkan tinggi kritis timbunan yang diizinkan. Karena timbunan berada di atas tanah lunak, yang tidak mampu menahan beban timbunan yang melampaui tinggi kritis, maka diperlukan perlakuan khusus pada proses penimbunan, yakni penimbunan bertahap. Setiap tahapan timbunan berikutnya harus terkonsolidasi terlebih dahulu hingga kuat geser tanah meningkat, yang nantinya dapat menahan beban timbunan selanjutnya. Untuk mencapai hal tersebut diperlukan waktu konsolidasi yang cukup lama. Tentunya waktu yang lama akan memperlambat proses konstruksi sehingga dilakukan alternatif untuk mempercepat konsolidasi yaitu dengan menggunakan vertical drain di dalam tanah dasar. Gambar 1.1 dan Gambar 1.2 menjelaskan secara sederhana dan ringkas studi tugas akhir ini, yang dibuat dalam bentuk flow chart. Hotmatua Sinaga (15001108) I-5
Mulai Studi Literatur Studi Kasus Analisis Kesimpulan Selesai Gambar 1.1 Metodologi studi Hotmatua Sinaga (15001108) I-6
Mulai Pengumpulan Data Pemilihan Parameter Desain Analisis Tinggi Timbunan Penyusunan Model FE (Finite Element) di PLAXIS Analisis stabilitas Timbunan dengan PLAXIS OUTPUT : - Faktor keamanan Stabilitas Timbunan Memenuhi Keamanan? Koreksi Desain Desain bisa dipakai Selesai Gambar 1.2 Metodologi studi kasus Hotmatua Sinaga (15001108) I-7
1.6 LOKASI STUDI KASUS Tugas akhir ini mengambil studi kasus pada discharge channel proyek PLTGU Tambak Lorok di Semarang, Jawa Tengah. Gambar 1.3 menunjukkan lokasi studi kasus. Gambar 1.3 Lokasi PLTGU Tambak Lorok, Semarang 1.7 SOFTWARE PENDUKUNG Perhitungan dan analisis stabilitas dan penurunan timbunan pada tanah lunak dengan vertical drain, perkuatan cerucuk dan matting bambu dan perkuatan geotextile pada tugas akhir ini menggunakan software professional, PLAXIS version 7.11 (Vermeer & Brinkgrene, 1998). Hotmatua Sinaga (15001108) I-8
1.8 SISTEMATIKA PEMBAHASAN Laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab dengan rincian sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini akan diterangkan mengenai latar belakang, tujuan, ruang lingkup, metodologi dan sistematika pembahasan. BAB II LATAR BELAKANG TEORI Bab ini berisi tentang teori teori yang mendukung studi dalam tugas akhir ini. BAB III METODE ANALISIS PLAXIS Pada bab ini akan dibahas teori dasar software professional, PLAXIS version 7.11 (Vermeer & Brinkgrene, 1998) yang akan digunakan pada analisis perhitungan. BAB IV STUDI KASUS Bab ini berisi tentang perhitungan dan analisis dari hasil perhitungan yang dilakukan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran mengenai studi kasus pada laporan tugas akhir ini. Hotmatua Sinaga (15001108) I-9
1.9 KESIMPULAN Bab ini menjelaskan sekilas tentang latar belakang rencana pelaksanaan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Tambak Lorok, Semarang di atas tanah lunak yang menghadapi permasalahan geoteknik khususnya akibat penimbunan. Masalah yang muncul adalah stabilitas timbunan yang dilakukan bertahap dengan memperhatikan kenaikan kuat geser tanah selama proses tahapan penimbunan. Untuk itu dilakukan analisis stabilitas dan penurunan timbunan yang dibahas dalam tugas akhir ini. Hotmatua Sinaga (15001108) I-10