PERCEPATAN PENURUNAN TANAH LEMPUNG LUNAK METODE
PRELOADING DENGAN PREFABRICATED VERTICAL DRAIN (PVD)
UNTUK MENDUKUNG BEBAN TIMBUNAN DI GEDEBAGE, BANDUNG
ACCELERATION SETTLEMENT OF SOFT CLAY SOIL PRELOADING METHOD
WITH PREFABRICATED VERTICAL DRAIN (PVD) FOR SUPPORTING
LANDFILL LOAD AT GEDEBAGE, BANDUNG
TUGAS AKHIR DIPLOMA III
OLEH :
ANASTASIA E. HASUGIAN FERY TANTOWI
NIM 141111037 NIM 141111044
PROGRAM STUDI KONSTRUKSI GEDUNG
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017
v
ABSTRAK
Gedebage merupakan wilayah dengan perkembangan yang pesat dalam bidang
pembangunan pada saat ini, tetapi kriteria tanah yang dimiliki cenderung lunak.
Dalam perencanaan, beban tanah reklamasi akan diaplikasikan di atasnya. Namun
dijumpai permasalahan, antara lain daya dukung tanah yang rendah, kuat geser
dan permeabilitas yang rendah.
Pada tanah lunak apabila diberi beban diatasnya, maka akan mengalami
penurunan konsolidasi. Penurunan konsolidasi ini akan menimbulkan penurunan
yang sangat besar dan waktu penurunan yang cukup lama. Dalam perencanaan,
batas waktu untuk penurunan konsolidasi adalah 15 minggu sehingga perlu
adanya rekayasa percepatan penurunan. Metode yang digunakan untuk
mempercepat konsolidasi yaitu dengan melakukan pemasangan prefabricated
vertical drain (PVD) yang dikombinasikan dengan beban timbunan atau
preloading. Preloading yaitu pemberian beban yang bertujuan untuk
memampatkan tanah dasar, sedangkan PVD bertujuan untuk mempercepat waktu
pemampatan tanah.
Dalam perencanaan, tinggi timbunan yang sekaligus menjadi beban preloading
yaitu 2,8 meter dengan elevasi akhir 2,5 meter dari +665 mdpl di atas tanah dasar
setelah terjadi penurunan sehingga kenaikan elevasi final +667,5 mdpl. Secara
alamiah tanah akan mengalami penurunan sebesar 0,28 meter dengan waktu
penurunan selama 159,6 tahun namun setelah dipercepat bisa mencapai
konsolidasi 90% dengan waktu penurunan dicapai selama 15 minggu. Hasil
perhitungan menunjukkan jarak dan konfigurasi PVD yang sesuai pada
perencanaan pembangunan ini yaitu 1 meter dengan pola segiempat dengan biaya
yang dikeluarkan yaitu Rp 1.214.109.612,-
Kata kunci :tanah lunak, gedebage, konsolidasi, preloading, PVD
vi
ABSTRACT
Gedebage is a region with the highest development in construction sector at this
moment, but criteria of soil is soft. In planning, the load of landfill will be applied
on the top of soil. But there are found problems such as low soil carrying
capacity, low shear strength and permeability.
If soft soil is given a load on top, so it will happen compression of consolidation.
Compression of consolidation will lead to a very large compression and a
considerable compression time. In planning, the compression for consolidation
decrease is 15 weeks so it needs to be accelerated. The method used to accelerate
consolidation by installing prefabricated vertical drain (PVD) which is mixed
with load of landfill or called preloading. The preloading method is the provision
of temporary loads which head for compressing the base of soil, while PVD is
head for accelerate the compression of the soil.
In the planning, the height of landfill which also becomes a preloading load
meters with the height of implementation landfill is 2,8 meters and the final height
is 2.5 meters from +665 m on base of soil after compression is happened so that
the final elevation increase +667,5 m. Naturally the soil will experience a
decrease of 0.28 meters with compression time of 159.6 years but after
accelerated it can reach a consolidation of 90% with time achieved for 15 weeks.
The calculation results, distance and configuration of PVD in this development
plans are 1 meter and square pattern to reaching with the budget plan in this
working is Rp 1.214.109.612,-
Keywords: soft soil, gedebage, consolidation, preloading, PVD
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat-Nya sehingga laporan yang berjudul “Percepatan Penurunan
Tanah Lempung Lunak Metode Preloading dengan Prefabricated Vertical Drain
(PVD) Akibat Beban Reklamasi di Gedebage, Bandung” dapat diselesaikan tepat
waktu dan tanpa adanya halangan yang berarti.
Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu kami mengucapkan rasa terima kasih
kepada :
1. Bapak Hendry,Dipl.Ing.HTL.,MT selaku ketua Jurusan Teknik Sipil
Politeknik Negeri Bandung.
2. Bapak Angga Marditama Sultan Sufanir,ST.,MT selaku koordinator Tugas
Akhir Tahun Ajaran 2016/2017.
3. Bapak Heri Kasyanto,ST.,M.Eng selaku ketua prodi DIII Teknik Konstruksi
Gedung yang selalu memberi informasi mengenai tugas akhir.
4. Bapak Rahmat Permana,SST.,M.Eng selaku wali kelas Konstruksi Gedung
3B yang selalu membimbing dalam akademik.
5. Bapak M.Shouman,Dipl.Ing.HTL.,MT selaku dosen pembimbing I yang
selalu memberi pengarahan dan masukan yang sangat membantu dalam
penulisan tugas akhir.
6. Bapak Andri Krisnandi Somantri,SST.,M.Eng selaku dosen pembimbing II
yang selalu memberi pengarahan dan masukan dalam penulisan tugas akhir.
7. Bapak Geni Firuliadhim,Ir.,MT selaku dosen penguji I yang memberi
masukan dalam penyusunan tugas akhir.
8. Bapak Djuwadi,Drs.,MT selaku dosen penguji II yang memberi masukan
dalam penyusunan tugas akhir.
viii
9. Orang tua kami yang senantiasa memberi kasih sayang, motivasi, doa,
arahan dan bimbingan pada penyusun.
10. Rekan-Rekan Konstruksi Gedung 3B yang telah memberikan motivasi dan
masukan dan doa selama penyusunan tugas akhir ini, terutama Sri Sulastri.
11. Tak lupa kami mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak-pihak
terkait baik moril maupun materil sehingga laporan ini dapat diselesaikan
dengan baik.
Kami selaku penulis mengakui penulisan tidaklah sempurna, apabila
terdapat kekeliruan kami menerima kritik dan sarannya. Akhir kata semoga
laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan banyak manfaat bagi kita semua.
Bandung, 03 Agustus 2017
Penyusun
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN........................................................... i
HALAMAN PERNYATAAN........................................................... iv
ABSTRAK......................................................................................... v
KATA PENGANTAR....................................................................... vii
DAFTAR ISI...................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR......................................................................... xi
DAFTAR TABEL.............................................................................. xii
DAFTAR NOTASI............................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN..................................................... 1
I.1 Latar Belakang...................................................................... 1
I.2 Tujuan.................................................................................... 8
I.3 Ruang Lingkup....................................................................... 8
I.4 Batasan Masalah.................................................................... 8
BAB II DASAR TEORI......................................................... 9
II.1 Tinjauan pustaka.................................................................... 9
II.2 Tanah...................................................................................... 10
II.2.1 Parameter Tanah....................................................... 10
II.2.2 Tanah Lempung......................................................... 14
II.3 Penurunan Tanah................................................................... 15
II.3.1 Penurunan Seketika................................................. 15
II.3.2 Penurunan Konsolidasi............................................. 16
II.3.3 Tingkat Konsolidasi................................................... 20
II.4 Daya Dukung Tanah........................................................... 23
II.5 Perbaikan Tanah dengan Preloading................................... 25
II.6 Prefabricated Vertical Drain (PVD).................................... 27
BAB III METODOLOGI........................................................ 31
III.1 Alur Pekerjaan..................................................................... 31
III.2 Metode Pengumpulan Data................................................. 32
III.3 Analisis Parameter Tanah.................................................... 33
x
III.4 Analisis Penurunan Tanah Akibat Timbunan Rencana......... 33
III.5 Analisis Tinggi Timbunan Pelaksanaan.............................. 33
III.6 Analisis Penurunan Tanah Akibat Timbunan Pelaksanaan.. 33
III.7 Perhitungan Waktu Konsolidasi Tanah.............................. 33
III.8 Metode Perencanaan Prefabricated Vertical Drain.............. 33
III.9 Analisa Pemilihan PVD Efektif........................................... 34
III.10 Rencana Anggaran Biaya.................................................... 34
III.11 Metode Pelaksanaan Metode Preloading dengan PVD........ 34
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN........................... 35
IV.1 Data dan Parameter tanah................................................... 35
IV.2 Struktur Timbunan Tanah.................................................. 38
IV.3 Perhitungan Daya Dukung Timbunan................................. 39
IV.4 Analisis Penurunan Tanah Dasar........................................ 41
IV.4.1 Penurunan Seketika.................................................. 41
IV.4.2 Penurunan Konsolidasi............................................ 43
IV.4.3 Penurunan Total....................................................... 47
IV.5 Mencari Tinggi Timbunan Pelaksanaan............................... 47
IV.6 Faktor Keamanan dan Penurunan Total Pelaksanaan......... 49
IV.7 Waktu Penurunan Konsolidasi............................................ 50
IV.8 Perhitungan PVD................................................................. 52
IV.8.1 Perhitungan PVD Pola Segitiga................................ 52
IV.8.2 Perhitungan PVD Pola Segiempat........................... 55
IV.8.3 Pemilihan Pola PVD................................................. 59
IV.9 Rencana Anggaran Biaya.................................................... 61
IV.10 Metode Pelaksanaan Pemasangan PVD dan Penimbunan .... 65
BAB V PENUTUP................................................................ 67
V.1 Kesimpulan......................................................................... 67
V.2 Saran.................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA...................................................................... 69
LAMPIRAN 1 DATA TANAH GEDEBAGE
LAMPIRAN 2 PERHITUNGAN
LAMPIRAN 3 ADMINISTRATIF
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Peta Geologi Kuanter Cekungan Bandung ( Lembar 1 )........ 1
Gambar 1.2 Peta Geologi Kuarter Cekungan Bandung ( Lembar 2 )......... 2
Gambar 1.3 Penggunaan PVD................................................................... 6
Gambar 1.4 Rencana Preloading dan PVD............................................... 7
Gambar 2.1 Grafik e versus log σ.............................................................. 13
Gambar 2.2 Karakteristik konsolidasi lempung yang terkonsolidasi
normal (normally consolidated)................................................................. 16
Gambar 2.3 Karakteristik konsolidasi lempung yang terlalu
terkonsolidasi (overconsolidated).............................................................. 17
Gambar 2.4 Sketsa perhitungan pertambahan tegangan akibat
timbunan.................................................................................................. 20
Gambar 2.5 Ilustrasi aliran air pori 2 arah............................................... 22
Gambar 2.6 Ilustrasi aliran air pori 1 arah............................................... 22
Gambar 2.7 Grafik hubungan antara angka stabilitas dengan sudut
kemiringan talud..................................................................................... 24
Gambar 2.8 Prinsip Preload.................................................................... 25
Gambar 2.9 Pemberian timbunan secara bertahap................................... 26
Gambar 2.10 Bentuk Vertical Drain......................................................... 27
Gambar 2.11 Pola Konfigurasi Instalasi PVD.......................................... 28
Gambar 3.1 Diagram alir Pekerjaan......................................................... 31
Gambar 4.1 Sketsa timbunan dan lapisan tanah...................................... 38
Gambar 4.2 Penentuan nilai m...................................................................... 39
Gambar 4.3 Grafik Fø dan Fc dengan Ht = 0,5 meter.................................. 40
Gambar 4.4 Grafik awal............................................................................... 43
Gambar 4.5 mencari titik a....................................................................... 44
Gambar 4.6 mencari garis b..................................................................... 44
Gambar 4.7 mencari garis c...................................................................... 44
Gambar 4.8 mencari garis d..................................................................... 45
Gambar 4.9 mencari titik f dan σc............................................................ 45
xii
Gambar 4.10 Grafik Hfinal vs Stotal.............................................................. 48
Gambar 4.11 Grafik Hfinal vs Hinisial............................................................ 48
Gambar 4.12 Grafik PVD pola segitiga.................................................... 55
Gambar 4.13 Grafik PVD pola segiempat................................................ 58
Gambar 4.14 Potongan perletakan PVD segitiga......................................... 59
Gambar 4.15 Potongan perletakan PVD segiempat..................................... 60
Gambar 4.16 Grafik penurunan dengan PVD vs tanpa PVD....................... 60
Gambar 4.17 Denah timbunan..................................................................... 61
Gambar 4.18 potongan timbunan tanah bentuk balok................................. 62
Gambar 4.19 potongan timbunan tanah bentuk prisma segitiga................. 62
Gambar 4.20 potongan timbunan tanah bentuk limas segiempat................ 62
Gambar 4.21 Alat Berat Dozer Rake........................................................... 65
Gambar 4.22 Metoda Pemasangan PVD..................................................... 66
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Pemilihan Teknik Perbaikan Tanah Dasar.................................. 4
Tabel 1.2 Pemilihan Metoda Perbaikan Tanah Dasar.................................. 5
Tabel 2.1 Modulus Elastisitas Tanah........................................................... 11
Tabel 2.2 Angka Poisson............................................................................. 11
Tabel 2.3 Korelasi Jenis Tanah dengan Berat Isi........................................ 11
Tabel 2.4 Korelasi Jenis tanah dengan sudut geser dalam ( )................... 12
Tabel 2.5 Pemampatan dan pemuaian tanah asli......................................... 14
Tabel 2.6 Faktor Waktu terhadap Derajat Konsolidasi 2 arah.................... 21
Tabel 2.7 Faktor Waktu terhadap Derajat Konsolidasi 1 arah.................... 22
Tabel 4.1 Lapisan Tanah BH-3................................................................... 35
Tabel 4.2 Nilai E dan μ............................................................................... 36
Tabel 4.3 Data Parameter-Parameter Tanah Gedebage.............................. 37
Tabel 4.4 Fø dan Fc dengan Ht = 0,5 meter............................................... 40
Tabel 4.5 Fs per ketinggian timbunan........................................................ 41
Tabel 4.6 Penurunan segera dengan tinggi timbunan 0,5 meter.................. 42
Tabel 4.7 Penurunan segera total per tinggi timbunan 0,5 meter................ 42
Tabel 4.8 Penurunan konsolidasi total per tinggi timbunan 0,5 meter........ 46
Tabel 4.9 Penurunan total per tinggi timbunan 0,5 meter........................... 47
Tabel 4.10 ketinggian final timbunan setelah ada penurunan..................... 48
Tabel 4.11 Fs Tinggi Timbunan Pelaksanan............................................... 49
Tabel 4.12 Penurunan Total Tinggi Timbunan Pelaksanaan...................... 50
Tabel 4.13 Waktu Penurunan Total Tinggi Timbunan Pelaksanaan........... 52
Tabel 4.14 Derajat konsolidasi rata-rata PVD pola segitiga jarak 1 meter.. 54
Tabel 4.15 Derajat Konsolidasi minggu ke-15 dengan ragam jarak
PVD pola segitiga......................................................................................... 55
Tabel 4.16 Derajat konsolidasi rata-rata PVD pola segiempat
jarak 1 meter................................................................................................. 57
Tabel 4.17 Derajat Konsolidasi minggu ke-15 dengan ragam jarak
PVD pola segiempat..................................................................................... 58
xiv
Tabel 4.18 Harga Satuan Pekerjaan Pengangkutan Material Pasir............... 63
Tabel 4.19 Harga Satuan Pekerjaan Pemasangan PVD............................... 64
Tabel 4.20 Harga Satuan Pekerjaan Pemadatan Pasir................................... 64
Tabel 4.21 Rencana Anggaran Biaya............................................................ 64
xv
DAFTAR NOTASI
1 sudut antara perubahan tegangan dan lebar timbunan )(0
2 sudut antara perubahan tegangan dengan panjang )(0
dari titik ujung setengah trapesium hingga titik
perpotongan dengan ujung lebar bagian atas
0 tekanan efektif normally consolidated (t/m
2)
penambahan tekanan vertikal (t/m
2)
timb berat isi tanah timbunan (t/m3)
sat berai isi jenuh tanah (t/m3)
w berat isi air (t/m3)
sudut geser dalam ( o )
μ angka poisson
a lebar PVD (mm)
b tebal PVD (mm)
B1 ½ lebar timbunan (m)
B2 panjang horizontal kemiringan timbunan (m)
cC indeks pemampatan
sC indeks pemuaian
uC kohesi (t/2m )
dw diameter ekuivalen lingkaran PVD (m)
D diameter lingkaran PVD (m)
e angka pori
0e angka pori awal
E modulus young (t/m2)
E’ modulus oedometrik (t/m2)
Fc Angka Keamanan terhadap kohesi
FK faktor keamanan
xvi
Fs Angka Keamanan terhadap kekuatan
Fø Angka keamanan terhadap geseran
sG berat jenis tanah
H tebal lapisan tanah (m)
inisialH tinggi timbunan pada saat pelaksanaan (m)
finalH tinggi timbunan rencana (m)
drH panjang aliran (m)
IP indeks plastis (%)
LL batas cair (%)
NC normally consolidated
OC over consolidated
Si penurunan seketika ke-i lapisan (m)
t waktu penurunan konsolidasi (tahun)
90t
waktu penurunan (tahun)
Tv faktor waktu
hU derajat konsolidasi arah horizontal (%)
rU derajat konsolidasi rata-rata (%)
vU derajat konsolidasi arah vertical (%)
q tegangan yang terjadi pada tanah (t/m2)
Z ½ dari nilai kedalaman tegangan yang akan dihitung (m)
D3 TEKNIK KONSTRUKSI GEDUNG 2017
JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 69
DAFTAR PUSTAKA
M. Das, Braja dan dkk. (1991) Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa
Geoteknis) Jilid I. Surabaya: Institut Teknologi 10 November
M. Das, Braja dan dkk. (1991) Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa
Geoteknis) Jilid II. Surabaya: Institut Teknologi 10 November
M. Das, Braja (Principles of Foundation Engineering) Jilid II
Amalia, Dewi.2008. Perencanaan Reklamasi pada Lapangan Penumpukan
Terminal Peti Kemas II di Teluk Lampung, Pelabuhan Tanjung Perak,
Surabaya. Laporan Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi
Sepuluh Nopember
Geosynthetics Company. “ Tencate Polyfelt Alidrain Prefabricated Vertical
Drain”http://www.tencate.com/apac/geosynthetics/product/infrastructure/tenca
te-polyfelt-alidrain-pvd.aspx,diakses pada tanggal 10 juli 2017
CeTeau Company. “Prefabricated Vertical Drain Technical Design
Manual”http://www.ceteau.com>assets>pvd-design, diakses pada tanggal 12
Agustus 2017
Terzaghi, Karl dan B.Peck, Ralph. (1987). Mekanika Tanah dalam Praktek
Rekayasa Edisi Kedua Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Rifariiff, 2014,” Tanah sebagai pendukung pondasi dan sebagai material
konstruksi”,https://rifariff.wordpress.com/2014/06/23/manual-kapasitas-jalan-
indonesia-mkji-1997/, diakses pada tanggal 10 Juli 2017
D3 TEKNIK KONSTRUKSI GEDUNG 2017
JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 70
Aspara, W. A. N., dan Fitriani, Eka Nur (2016) Pengaruh Jarak dan Pola
Prefabricated Vertical Drain pada Perbaikan tanah Lempung Lunak. diambil
dari : http://ejurnal.bppt.go.id/exercise/index.php/MIPI/article/view/143 (28
Februari 2017)
Batubara, Rachmadony (2012) Teknik Preloading dan Penggunaan Vertical
Drains. diambil dari : http://rachmadony.blogspot.co.id/2012/09/teknik-
preloading-dan-penggunaan.html (28 Februari 2017)
Suparan, P., dan Dam, M.A.C. (1992) Peta Geologi Kuarter Cekungan
Bandung
Kuswanda, Wahyu P. (2015) Pelatihan Teknis Politeknik Negeri Bandung
Prinsip Dasar Perbaikan Tanah Lunak Metoda Preloading dengan
Penggunaan PVD. Bandung: PT. Teknindo Geosistem Unggul
Zhafirah, Athaya (2015) Perencanaan Preloading dengan Penggunaan
Prefabricated Vertical Drain untuk Perbaikan Tanah Lunak pada Jalan Tol
Pejagan – Pemalang. Bandung : Politeknik Negeri Bandung
Pratama, R.A., dan Hadipratama, M. Iqbal (2014) Perbaikan Tanah
Menggunakan Sistem Preloading dengan Prefabricated Vertical Drain (PVD)
pada Proyek Pembangunan Stadion Madya Atletik Gedebage. Bandung :
Politeknik Negeri Bandung