JURUSAN DIPLOMA III TEKNIK SIPIL FTSP INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER SURABAYA ALTERNATIF PERBAIKAN TANAH LUNAK PADA PROYEK PEMBANGUNAN TERMINAL MULTIPURPOSE TELUK LAMONG SURABAYA Oleh : M. ZAINUL MUTTAQIN 3109030116 ABDUL ROHMAN FARID 3109030119 Dosen Pembimbing : Ir. Endang Kasiati, DEA
LATAR BELAKANG Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya, merupakan pintu gerbang utama transportasi laut di Indonesia Timur sedang mengalami overload, sebab kapasitas bongkar muat barang yang terus meningkat setiap tahunnya. Adanya proyek pembangunan pelabuhan teluk lamong ini membantu daya transportasi area indonesia timur. Pada pembangunan proyek penumpukan peti kemas dijumpai keadaankeadaan yang menyulitkan antara lain adalah adanya tanah yang terlalu lunak yang diharapkan mampu menanggung beban kontainer diatasnya. Keadaan ini membuat daya dukung tanah di lokasi proyek tersebut rendah dan terjadinya pemampatan tanah membutuhkan waktu yang lama dan penurunan yang cukup besar. Untuk mempercepat laju konsolidasi dapat dilakukan melalui pemasangan vertikal drain, sehingga akan tercapai daya dukung tanah yang sesuai dengan struktur dan tingkat stabilitas tanahnya.
Peta lokasi Gresik Madura Suramadu TJ. Perak Project Location Teluk Lamong Surabaya
Peta lokasi Madura Dermaga Gresik AREA KERJA : CAUSEWAY & LAPANGAN PENUMPUKAN Parkir dan Kantor Lapangan Penumpukan Causeway Jembatan penghubung AREA KERJA : JALAN AKSES Jalan Akses
Lokasi area
Evaluasi layout PHD
Rumusan masalah Berapa volume timbunan compacted dan timbunan uncompacted dari laut yang dibutuhkan untuk tercapainya timbunan sesuai dengan tinggi awal (Hinitial) dan tinggi final (Hfinal) timbunan? Berapakah kebutuhan dan jarak pemasangan Prevabrecated Vertical Drain (PVD) yang harus direncanakan agar pemampatan dapat selesai dengan waktu yang tersedia? Berapa penentuan besar penurunan (settlement) final dari tanah dasar yang harus dilakukan pada container yard (CY) sebelum pembangunan konstruksi dimulai dan berapa lama berlangsungnya? Berapakah kemiringan lereng timbunan supaya aman terhadap slidding? Bagaimana alur pengurukan dari timbunan laut sehingga timbunan dapat tercapai sesuai ketinggian (H final)?
Maksud & tujuan Menganalisa untuk mendapatkan metode perbaikan tanah yang efektif dan efisien yakni dengan menggunakan pemberian Prefabricated Vertical Drain (PVD). Untuk produktifitas timbunan area lapangan penumpukan menggunakan metode dredging menggunakan TSHD hingga tinggi awal H0 ± 3m mlws, dan dilakukan instalasi PVD, dan ditimbunan kembali hingga ketinggian ± 8,5m mlws Menentukan spesifikasi Prevabricated Vertical Drain (PVD) dengan rumusan waktu konsolidasi (hansbo 1979), dan rumusan terizagi untuk menentukan hubungan antara tinggi timbunan dengan besaran settlement. Penentuan besar penurunan final dari tanah akan disesuaikan dengan lamanya masa yang ditentukan sehingga spesifikasi material dan jarak PVD dapat disesuaikan. Penentuan safety factor dan stabilitas lereng menggunakan program DXStable.
Batasan masalah Tidak membahas masalah oceanografi dari daerah reklamasi sehingga tidak melakukan perhitungan pengaruh gelombang air laut. Tidak mengurai perhitungan beban total yang ditimbulkan pada area lapangan penumpukan. Tidak menghitung produktifitas alat berat pembantu, serta waktu dan tahapan penimbunan. Tidak membahas aspek perkerasan muka jalan (rigid pavement). Tidak menghitung RAB.
Kerangka pemikiran Secara garis besar, kerangka tugas akhir ini adalah melakukan perencanaan perbaikan tanah dasar dengan menggunakan prevabricated vetical drain dengan konsolidasi tanah timbunan. Mulai Pengumpulan Data Teknis Studi Literatur Perhitungan Perhitungan Waktu Penurunan Perhitungan Penurunan Analisa Analisa Terhadap Waktu Analisa Terhadap Mutu Timbunan Kesimpulan Gambar 3.1 Kerangka Pemikiran Tugas Akhir
Alur perhitungan
Alur perhitungan Rekapitulasi Data Tanah Dasar No. PARAMETER TANAH KEDALAMAN ( m ) 1 s/d 5 5 s/d 10 10 s/d 15 15 s/d 20 20 s/d 25 25 s/d 30 1 Berat Volume ( t / m 3 ) 1,6 1,606 1,629 1,654 1,619 1,671 2 Kadar Air ( % ) 66 64,4 60,6 57,3 58,8 54,5 3 Specific Gravity 2,648 2,634 2,634 2,648 2,548 2,637 4 Angka Pori 1,748 1,697 1,597 1,518 1,499 1,438 5 Indeks Kompresi (cc) 1,608 1,549 1,434 1,343 1,321 1,251 6 Indeks Mengembang (cs) 0,179 0,172 0,159 0,149 0,147 0,139 7 Koef. Kompresibilitas ( cm / det ) 0,0007 0,00038 0,00052 0,00022 0,00047 0,00032 8 Kohesi ( t / m 2 ) 0 0 0 2,12 1,748 1,53 9 Sudut Geser Dalam ( degree ) 0 0 0 0 0 0 10 Cv ( cm 2 / det ) 0,000305 0,000306 0,00031 0,000508 0,000308 0,000513 11 Plasticity Index ( % ) 39,79 44,4 35,31 31,52 33,44 30
Pengumpulan & analisis data Data Tanah Timbunan. Sifat fisik timbunan : γt = 1,8 t/m³ c = 0 Ø = 30º Dimensi lebar timbunan 50 m Fluktuasi muka air laut + 0.00 m s/d + 2.00 m dari seabed. Timbunan direncanakan sesuai dengan tinggi akhir, perencanan perbaikan dilakukan pada lapangan penumpukan dengan tinggi akhir 8,50 m dengan lebar timbunan 50 m dan kemiringan talud 1:1 s/d 1:2 yang menyesuaikan dengan kemiringan dinding penahan tanah. Data terlampir
This image cannot currently be displayed. Besar pemampatan konsolidasi 1. Bila (σ o + Δσ) σ c S c~ = H 1+ e o C s σ o' + σ log σ o' 2. Bila (σ o + Δσ) > σ c S c~ = H σ c' H Cs log + 1+ e0 σ o' 1+ e0 C c σ o' + σ log σ c ' Dimana : Sc H e o Cc σ o ' = Penurunan tanah (m) = Tebal lapisan tanah (m) = Angka Pori = Indeks Memadat = 5 x Cs (Indeks Mengembang) = Tegangan Overburden Efektif = Berat Volume tanah x Kedalaman tanah (Kg/m2) = Tegangan akibat beban Preloading (Kg/m2) Sumber: Braja. M. Das (1967)
a. Tanah Normally Consolidated (NC-Soil) Sc = Cc p' + p H log 1+ e p 0 0 ' 0 b. Tanah Overconsolidated (OC-Soil) Sc = Cs 1+ e 0 H log p' p' c 0 Cc + 1+ e 0 H log p' 0 + p p' c
dimana : Sci = pemampatan konsolidasi pada lapisan tanah yang ditinjau, lapisan ke i. Hi = tebal lapisan tanah ke i. e o = angka pori awal dari lapisan tanah ke i. Cc = Compression Index dari lapisan tanah tersebut. (lapisan ke i) Cs = Swelling Index dari lapisan tanah tersebut. (lapisan ke i) p o ' p c = tekanan tanah vertical effective di suatu titik ditengah-tengah lapisan ke i akibat beban tanah sendiri di atas titik tersebut di lapangan (= effective overburden pressure). = effective past overburden pressure, tegangan konsolidasi effective dimasa lampau yang lebih besar dari pada po' (dapat dilihat dari kurva konsolidasinya).? p = penambahan tegangan vertical di titik yang ditianjau (di tengah Catatan : lapisan ke i) akibat beban timbunan jalan yang baru. Tanah lunak di Indonesia umumnya dapat dianggap sebagai tanah agak over consolidated dengan harga sebagai berikut : pc = po' + fluktuasi terbesar muka air tanah.
Alur perhitungan Perhitungan Tinggi Timbunan Awal Dalam menentukan tinggi awal timbunan (Hinitial) terlebih dahulu dibuat kurva hubungan antara Hawal (Hinitial) dan Hfinal dengan pemampatan (Sc). Beban timbunan yang dugunakan adalah beban pemisalan sebesar 1t/m²; 3 t/m²; 5 t/m²; 7 t/m²; 9 t/m²; 11 t/m²; 13 t/m²; dan 15 t/m2. Hfinal = Hinitial (Sc akibat timbunan + Sci akibat timbunan) Beban q Nilai Beban q Immediate Settlement akibat H Initial H final NO. Timbunan Modulus Timbunan Settlement q Timbunan ( t / m 2 ) Young ( t / m 2 ) (m) ( m ) ( m ) ( m ) DESIGN SOIL DESIGN CALCULATION CALCULATION ( B + F ) / γsat-timb G - E - F A B C D E F G H 1 1 5865 11733,0003 0,0004 2,044 2,097 0,052 2 3 5865 11733,0003 0,0013 2,102 3,514 1,412 3 5 1380 2763,0015 0,0090 2,158 4,929 2,772 4 7 1380 2763,0015 0,0127 2,203 6,338 4,135 5 9 1380 2763,0015 0,0163 2,244 7,744 5,500 6 11 1380 2763,0015 0,0199 2,281 9,147 6,866 7 13 5865 11733,0003 0,0055 2,298 10,536 8,238 8 15 5865 11733,0003 0,0064 2,327 11,933 9,606
Alur perhitungan Perhitungan Tinggi Timbunan Awal H-Final vs H-Inisial H-Inisial 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 y = 1.0244x + 2.1007 R² = 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H-Final H-Final vs H-Inisial Linear (H-Final vs H-Inisial)
Alur perhitungan Perhitungan Total Settlement H-Final vs Settlement 2.35 2.30 y = -0,001x 2 + 0,051x + 1,943 R² = 0,999 2.25 Settlement 2.20 2.15 2.10 H-Final vs Settlement Poly. (H-Final vs Settlement) 2.05 2.00 0 2 4 6 8 10 12 14 H-Final
Pengumpulan & analisis data Perhitungan Penurunan Alami Tanpa PVD Diketahui : Tv = 0,848 (T90%) Hdr = 8,5 m Cv = 0,086282 m²/minggu = 4,167357 m²/tahun Maka asumsi konsolidasi 1 arah saja (vertikal) waktu terkonsolidasi tercapai membutuhkan waktu 14,702 tahun. Dengan adanya PVD, penurunan dapat dibuat berlangsung relatif sangat singkat.
Pengumpulan & analisis data Perencanaan PVD, dengan jarak (S) yang berbeda 100 Pola Pemasangan Segitiga Dengan Lebar PVD 10 cm DERAJAT KONSOLIDASI ( % ) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 S = 0,80 m S = 0,90 m S = 1,00 m S = 1,10 m S = 1,20 m S = 1,30 m S = 1,40 m S = 1,50 m S = 1,60 m 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 WAKTU ( minggu )
Pengumpulan & analisis data Perencanaan PVD, dengan jarak (S) yang berbeda 100 Pola Pemasangan Segi Empat Dengan Lebar PVD 10 cm 90 80 70 S = 0,80 m S = 0,90 m S = 1,00 m S = 1,10 m DERAJAT KONSOLIDASI ( % ) 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 S = 1,20 m S = 1,30 m S = 1,40 m S = 1,50 m S = 1,60 m WAKTU ( minggu )
Teori konsolidasi Teori Konsolidasi (Penurunan) Terzagi : Konsolidasi adalah suatu proses pemadatan volume secara perlahan lahan pada tanah jenuh akibat pengaliran sebagian air sehingga pori-pori air digantikan oleh tanah. Air Pori hilang seiring dengan mengalirnya air keluar Dari daerah konsolidasi. Pemadatan Volume Terjadi Penurunan (settlement) Maka dengan terjadinya settlement yang akan dapat mengganggu konstruksi diatasnya sehingga terjadi kerusakan yang terjadi di muka landasan.
DESIGN EMBANKMENT HEIGHT = HIGHEST FLOOD LEVEL + FREE BOARD EMBANKMENT SLIDING DUE TO LOW SOIL BEARING CAPACITY Untuk menghitung besaran safety factor menggunakan program DXStable ataupun bisa juga teori rumusan bishop.
TEORI DAYA DUKUNG TANAH TERHADAP LONGSORAN H max 5,3 Cu (meter) (S.F) γ t S.F = Safety Factor = 1,2 H 0,5 M untuk Jalan Trans. H = 0,5 M untuk Jalan Utama H = 1,0 M
Studi literatur Modul :» Mochtar, I.B. 2000. Perbaikan Tanah jilid 1 &2, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, ITS, Surabaya.»» Das, 1985. Mekanika tanah: Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis, Jilid 2, Erlangga, Jakarta Wahyudi, Herman, 1997. Teknik Reklamasi, Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, ITS, Surabaya.
Sekian Dan Terima kasih...