## BACK ANALYSIS PARAMETER KONSOLIDASI PADA PEMBEBANAN VAKUM DENGAN PVD
oleh : Ronald Yohanson Teknik Sipil Universitas Indonesia Email : ronald.yohanson@gmail.com

## Tommy Ilyas
Teknik Sipil Universitas Indonesia Email : tilyas10@gmail.com
Abstrak : Back Analysis parameter-parameter konsolidasi dilakukan pada proses penurunan tanah secara konsolidasi  dengan  pembebanan  vakum  pada  metode  perbaikan  tanah  dengan  PVD  pada  jalan  tol Palembang – Indralaya. Parameter konsolidasi yang dianalisis adalah koefisien konsolidasi, tekanan pra- konsolidasi,  indeks  kompresi  dan  kompresi,  dan  permeabilitas  tanah  horizontal.  Evaluasi  derajat konsolidasi  pertama  kali  dilakukan  untuk  menilai  kemajuan  konsolidasi  dengan  menggunakan  data lapangan  penurunan  tanah  dan  tekanan  air  pori.  Perilaku  penurunan  tanah  terhadap  waktu  hasil monitoring  lapangan  dapat  dianalisis  dengan  menggunakan  metode  Asaoka  tidak  hanya  untuk mengestimasi  derajat  konsolidasi  dan  penurunan  tanah  akhir,  tetapi  juga  koefisien  konsolidasi  dan permeabilitas tanah. Karena tekanan air pori juga memainkan peran penting dalam konsolidasi vakum, menjadi hal yang penting untuk melakukan back analysis menggunakan perilaku tekanan air pori selama proses konsolidasi.
Kata kunci : Penurunan tanah konsolidasi, PVD, Pembebanan vakum, Back Analysis
Abstract  : A  back analysis of important consolidation parameters was  conducted on  vacuum preloading consolidation  settlement  of  PVD  improved  ground  of  Palembang  –  Indralaya  toll  road.  Consolidation parameters  analysed  are  the  coefficient  of  consolidation,  pre-consolidation  stress,  recompression  and compression index, and horizontal soil permeability. Degree of consolidation evaluation was first carried out to assess the consolidation progress by using both field settlement and pore water pressure data. Field time- settlement behavior can be analysed using Asaoka method not only to predict the degree of consolidation and ultimate settlement, but also coefficient of consolidation and soil permeability. Since pore water pressure also plays  an important role in vacuum consolidation, it is important to back  analysed using  pore water pressure  behavior  during  the  consolidation  process.  Consolidation  parameters  obtained  from  the  back analysis then compared with parameters obtained from laboratory results.
Keywords : Consolidation settlement, PVD, vacuum preloading, Back analysis

## Pendahuluan
Proyek  infrastruktur  prioritas  pemerintah hingga 2019 salah satunya adalah pembangunan  Jalan  Tol  Trans  Sumatra. Rencana  pembangunan  jalan  tol  ini  masuk ke  dalam  Peraturan  Presiden  Nomor  100
Tahun 2014 tentang Percepatan
Pembangunan Jalan Tol di Pulau Sumatera, dalam  rangka  pelaksanaan  Masterplan Percepatan  Pembangunan  dan  Perluasan Ekonomi  Indonesia  2010-1015.  Salah  satu jalur lintas penghubung dalam
pembangunan Jalan Tol Trans Sumatera ini adalah ruas Jalan Tol Palembang – Indralaya dengan panjang 21,93 km.
Berdasarkan struktur geologisnya, sebagian area  ini  merupakan  area  endapan  rawa berjenis lempung lanauan dengan konsistensi  sangat  lunak  hingga  lunak. Struktur  endapan  rawa  ini  dapat  dijumpai dari  Sta  1+000  hingga  kurang  lebih  Sta 9+625.  Tanah  jenis  ini  memiliki  daya dukung  yang  rendah  dan  mengalami penurunan yang tinggi pada saat pembebanan. Untuk itu, perlunya dilakukan perbaikan tanah sebelum kegiatan konstruksi  untuk  mencegah  terjadinya penurunan  berlebih  maupun  perbedaan penurunan  setelah  fase  konstruksi  dan berpotensi merusak struktur jalan tersebut. Salah  satu  metode  perbaikan  tanah  lunak yang  murah  dan  cepat  adalah  metode konsolidasi vakum dengan PVD ( prefabricated  vertical  drain ).  Metode  ini pertama kali diperkenalkan oleh Kjellmann pada tahun 1952. Biaya penggunaan metode ini  lebih  murah  sekitar  30%  dibandingkan dengan metode pembebanan dengan pengisian  tanah  dengan  beban  yang  sama (Shang et al, 1998; Chu et al, 2000). Metode ini  telah  banyak  dilakukan  di  berbagai negara  seperti  Cina,  Jepang,  Thailand, Vietnam,  Singapura,  akan  tetapi  sedikit terbatas  penggunaannya  di  Indonesia sendiri.
Pekerjaan  yang  diusulkan  dalam  penelitian ini  adalah  untuk  melakukan back  analysis terhadap  hasil  pengukuran  penurunan tanah  dan  tekanan  air  pori  pada  area perbaikan tanah dengan metode pembebanan  vakum  pada  jalan  tol  yang dibangun di atas lempung sangat lunak dan untuk menyelidiki perilaku tanah berdasarkan  data  yang  tersedia.  Koefisien konsolidasi  horizontal  ,  indeks  kompresi dan rekompresi, permeabilitas tanah
merupakan  parameter-parameter  penting yang  didapatkan  dari  hasil back  analysis . Validasi  dilakukan  menggunakan  bantuan pemodelan elemen hingga dalam 3 dimensi dengan  geometri  jalan  yang  aktual  dengan membandingkan  hasil  penurunan  tanah dengan hasil pengukuran aktual.
Metode Back Analysis
Parameter
Konsolidasi
Derajat  Konsolidasi  dan  Akhir  dari
Penurunan Tanah Primer
Secara  umum,  jika  seorang  analis  ingin memeriksa kembali validitas hasil analisanya,  maka  analis  tersebut  dapat melakukan perhitungan kembali menggunakan  data  grafik  penurunan terhadap  waktu  yang  asli  dari  hasil monitoring, proses ini disebut sebagai back analysis .  Derajat  konsolidasi  umumnya digunakan sebagai salah satu kriteria untuk menilai  keefektifan  pekerjaan  perbaikan tanah baik menggunakan metode pembebanan  permukaan  maupun  metode pembebanan vakum.
Terdapat  berbagai  metode  yang  tersedia untuk memperkirakan penurunan akhir dan derajat  konsolidasi  suatu  lapisan  tanah. Salah satu metode yang paling populer ada metode  Asaoka  (1978).  Keuntungan  dari metode  ini  adalah  kesederhanaan  dalam penggunaan  grafiknya.  Analisa  dengan metode Asaoka menggunakan hasil monitoring penurunan tanah untuk konsolidasi  1  dimensi  untuk  melakukan pemeriksaan  kembali  hasil  perhitungan desain  dengan  data  hasil  monitoring. Koefisien konsolidasi horizontal in situ juga dapat  dihitung  kembali  menggunakan analisis ini.
Penurunan tanah satu dimensi pada interval waktu tertentu dapat di hitung menggunakan persamaan berikut:
= + . ……………………………..… (1)
D imana S 1 , S 2 , …., S n , adalah hasil monitoring penurunan  tanah  pada  satuan  waktu  tn. Penurunan  akhir  pada  konsolidasi  primer berdasarkan  metode  Asaoka  didapatkan apabila  garis S n vs S n-1 memotong  garis  45 o atau yang berarti S n = S n-1 . = ……………………………………......... (2)
Selain asumsi konsolidasi 1 dimensi, metode Asaoka  juga  mengasumsikan  bahwa  beban tanah konstan dan tanah bersifat homogen. Jika ketiga asumsi tersebut tidak terpenuhi, maka  data  hasil  monitoring  mungkin memiliki  lengkungan  ke  atas  pada  bagian awal dan akhir penurunan tanah (Holtz et al, 1991), seperti yang terlihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Grafik Asaoka pada Beban Tidak Konstan (Holtz et al, 1991).
Untuk  melakukan  estimasi  nilai  koefisien konsolidasi  in  situ  ( C h ),  Magnan  dan  Deroy (1980) melakukan perhitungan hanya pada konsolidasi  radial  dengan  persamaan berikut:
∆ = ………………………………………….... (3)
Dimana, d e adalah diameter ekuivalen silider tanah, μ adalah faktor efek dari jarak saluran (PVD), Δt adalah perbedaan waktu.
= ln( ) − …………………….…… (4)
Dimana, n adalah  rasio  jarak  antar  saluran (PVD), n = d e / d w ( d w =  diameter  saluran ekuivalen).
Derajat konsolidasi dapat dinilai menggunakan  hasil  monitoring tekanan  air pori  (Chu  dan  Yan,  2005).  Untuk  dapat memperkirakan  derajat  konsolidasi  rata- rata,  distribusi  tekanan  air  pori  harus dibangun  sebelumnya.  Ilustrasi  distribusi tekanan  air  pori  pada  konsolidasi  dengan gabungan  antara  beban  permukaan  dan pembebanan  vakum  dapat  dilihat  pada Gambar 2.
Gambar 2. Distribusi Tekanan Air Pori pada Gabungan Pembebanan Permukaan dan Pembebanan Vakum (Chu dan Yan, 2005).
Berdasarkan  gambar  di  atas,  derajat konsolidasi  rata-rata  dapat  ditentukan dengan persamaan berikut:
= 1 − ∫[ ( ) ( )] ∫[ ( ) ( )] …………………….... (5)
Dimana, u s (z) = γ w z -s = suction line, u 0 (z) = tekanan  air  pori  awal  pada  kedalaman  z, u t (z) =  tekanan  air  pori  pada  kedalaman  z pada suatu waktu t, s = tekanan vakum.
Persamaan  yang  diajukan  oleh  Barron (1948)  pada  kondisi  pengaliran  yang sempurna  (tanpa  memperhitungkan  efek smear dan tahanan saluran) adalah sebagai berikut:
= 1 − …………………………..… (6)
Dimana, U h adalah  derajat  konsolidasi horizontal, T h adalah faktor waktu. Aboshi dan Monden (1963) mempresentasikan  metode  pencocokan kurva menggunakan kurva log U dan t linear.
Metode ini dihasilkan dengan
menghilangkan  “log”  dari  kedua  sisi  pada persamaan  Barron  yang  menghasilkan persamaan berikut:
= ( ( )) …………………….……………. (7)
Dimana, T h adalah faktor waktu yang dapat dihitung menggunakan:
= ………………………………………………. (8)
Dari subtitusi kedua persamaan di atas, nilai koefisien  konsolidasi  horizontal  Ch  dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
= ( ) …………………………………… (9)
Back Analysis Parameter Kompresibilitas

## Tanah (σ’p, Cc dan Cr)
Hasil monitoring lapangan dapat digunakan untuk memverifikasi hasil pengujian laboratorium.  Berdasarkan  pengukuran penurunan tanah selama proses konsolidasi, besaran  penurunan ΔS dari  dua  waktu
pengukuran  dapat  dihitung.  Angka  pori rata-rata tanah ( e ) selama proses konsolidasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut di bawah ini.
= −
∆ ……………………………….... (10)
Dimana H 0 adalah  ketebalan  awal  lapisan tanah  diantara  dua  titik  monitoring (piezometer  dan  extensometer),  dan e 0 adalah  angka  pori  awal.  Sedangkan  nilai tegangan  vertikal  efektif  lapisan  tanah diantara  dua  titik  pengamatan  selama proses konsolidasi dapat dihitung
menggunakan persamaan berikut.
= − ∆ ……………….…… (11)
Dimana, σ’ v1 =  Tegangan  vertikal  efektif akhir.
Dari  kedua  persamaan  di  atas,  grafik e terhadap σ’ v dapat dibangun untuk tiap-tiap lapisan  tanah  yang  mengalami  konsolidasi. Dari  grafik  hasil  perhitungan back  analysis tersebut,  nilai  tegangan  pra-konsolidasi ( σ’ p )  dapat  ditentukan  dengan  metode Casagrande  atau  metode  penentuan  pra- konsolidasi  lain  yang  menggunakan  grafik yang sama.
Indeks rekompresi ( C r ) dan indeks kompresi ( C c )  dapat  dihitung  setelah  tegangan  pra- konsolidasi  didapatkan,  perhitungan back analysis parameter  kompresibilitas  tanah tersebut  dilakukan  menggunakan  beban timbunan, beban vakum dan hasil monitoring penurunan tanah dari persamaan-persamaan berikut. = ∑ ∆ℎ log ……………... (12) =   ∑ ∆ℎ log ∆ ………..(13)
Back  Analysis Parameter  Koefisien Permeabilitas Tanah
Koefisien permeabilitas tanah pada kondisi ideal  dapat  dihitung  dengan  menggunakan data  monitoring  berdasarkan  hasil back analysis nilai koefisien konsolidasi
horizontal  tanah  yang  telah  dibahas  pada sub-bab 2.1, perhitungan dilakukan menggunakan persamaan di bawah ini.
= ≈ ( ) . …………………. (14)
Dimana, m v =  koefisien  kompresibilitas volume, RR = rasio rekompresi.

## Area Penelitian
Area  penelitian  merupakan  jalan  tol  ruas Palembang  –  Indralaya  dari  sta  0+050  m hingga  sta  1+100  m.  Jalan  tol  ini  terbagi menjadi 3 seksi dengan panjang total 21,93 km.
Berdasarkan  peta  geologi  lembar  Lahat (Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan Geologi,  1989),  area  penelitian  merupakan endapan  rawa  (Qs)  yang  terdiri  dari lempung  dan  lanau  yang  tersebar  secara dominan  di  permukaan.  Untuk  dapat mengetahui kondisi geoteknik area penelitian,  beberapa  jenis  penyelidikan tanah  telah  dilakukan  seperti,  pengeboran dalam,  pengeboran  dangkal,  CPT,  dan pengujian laboratorium.
Hasil  penyelidikan  tanah  menguraikan bahwa  lapisan  tanah  di  area  penelitian hingga kedalaman 40 m terdiri dari 4 lapis. Lapisan tanah pertama merupakan lempung lanauan dengan ketebalan 7 m hingga 14 m dengan  konsistensi  sangat  lunak  hingga lunak,  lapisan  tanah  kedua  merupakan lempung lanauan dengan ketebalan 4 hingga 10 m dengan konsistensi kekakuan sedang, lapisan  tanah  ketiga  merupakan  pasir lempungan  dengan  ketebalan  13  m  hingga 14  m  dengan  kepadatan  sedang  hingga padat,  dan  lapisan  tanah  terakhir  adalah
lapisan lempung dengan konsistensi sangat kaku.  Kedalaman  muka  air  tanah  berkisar antara 0,5 m hingga 1 m.
Sifat  fisik  dan  sifat  mekanik  dari  lapisan tanah di tabulasikan pada Tabel 1 di bawah ini.

## Tabel 1. Sifat Fisik dan Mekanik Tanah pada titik BH-1 (sta 1+000)
Hasil  monitoring  penurunan  tanah  selama proses  vakum  yang  didapatkan  dari settlement plate (permukaan) dan extensometer  (-5  m,  -10  m,  -15  m)  dapat dilihat pada Gambar 3.
N o Sifat Tanah BH-1 1,00- 1,50 4,00- 4,50 10,00- 10,50 14,00- 14,50 1 γ (gr/c m 3 ) 1.307 1.450 1.809 1.721 2 Gs (gr/c m 3 ) 2.5576  2.5546  2.5807  2.5773 3 LL (%)  100.21  99.05 54.21 50.00 4 PL (%) 37.26 38.10 24.61 27.53 5 PI (%) 62.95 60.95 29.60 22.47 6 e 0 2.5962  2.7775  1.0059  1.0965 7 C c 0.88 1.22 0.33 0.25 8 C v (cm 2 / dt) 0.0157  0.0263  0.0290  0.0271 9 k 3.12E- 6 7.08E- 6 3.59E- 6 2.22E- 6

## Gambar 3. Hasil Monitoring Penurunan
Tanah Selama Pembebanan Vakum pada Sta 1+100

## Perilaku Konsolidasi pada Proses Vakum
Perhitungan dengan metode Asaoka dilakukan pada 7 lokasi di zona 2 (Sta 0+750 –  1+150).  Metode  Asaoka  menggunakan grafik S n vs S n-1 dalam  menentukan  akhir dari konsolidasi primer ( S ult ). Data penurunan  tanah  dengan  interval  waktu yang konstan di plot ke dalam grafik dengan nilai S n pada  sumbu  y  dan  nilai S n-1 pada sumbu  x  yang  kemudian  dihubungkan hingga membentuk garis lurus. Konstanta β 0 didapatkan dengan cara melakukan ekstrapolasi garis yang sudah dibuat ke arah sumbu  y  ( S n-1 =  0).  Penurunan  akhir  ( S ult ) adalah  titik  pertemuan  antara  garis  yang telah dibuat di atas dengan garis 45 o , karena S ult adalah  titik  pada  saat S n = S n-1 (Asaoka, 1978).  Konstanta β 1 kemudian  dapat dihitung  menggunakan  persamaan  2.  Hasil perhitungan  nilai β 0 , β 1 , S ult dan  derajat konsolidasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Dari  tabel  2  terlihat  bahwa  derajat konsolidasi di semua titik pengamatan yang dihitung  dengan  menggunakan  metode Asaoka  berkisar  antara  72.95%  -  85.04% dimana derajat konsolidasi belum mencapai minimum persyaratan dari spesifikasi yang diinginkan yaitu minimum 90%.
Perhitungan  derajat  konsolidasi  dengan menggunakan  data  tekanan  air  pori
dilakukan  hanya  pada  Zona  2  point  7  (sta 1+100  m).  Pembacaan  tekanan  air  pori dilakukan  pada  3  kedalaman  yang  berbeda pada  setiap  titik  pengamatan,  yaitu  pada kedalaman  5  m,  10  m  dan  15  m,  hal  yang disayangkan adalah tidak adanya piezometer yang terpasang pada permukaan  tanah  atau  kedalaman  yang mendekati permukaan tanah. Hasil pengamatan  tekanan  air  pori  dapat  dilihat pada gambar 4 di bawah.
Tabel 2. Derajat Konsolidasi dan Akhir dari Konsolidasi Primer Menggunakan Metode Asaoka
Titik Penga matan β 0 β 1 S ult (mm ) S n (Penu runa n aktua l) (mm) Deraj at Kons olida si (%) Point 1 (sta 0+775 ) 24. 1 0.9 86 172 7.4 1469  85.04 Point 2 (sta 0+850 ) 14. 34 0.9 87 126 6.1 1020  80.56 Point 3 (sta 0+900 ) 10. 58 0.9 91 121 6 887 72.95 Point 4 (sta 0+900 ) 12. 96 0.9 88 104 7.9 874 83.40 Point 5 (sta 1+000 ) 14. 82 0.9 87 116 6 989 84.82 Point 6 (sta 11. 19 0.9 92 135 9.2 1024  75.34
1+000 )
Point 7 (sta 1+100 ) 17. 61 0.9 88 144 5.5 1188  82.19
Gambar 4. Grafik Tekanan Air Pori vs Waktu pada Zona 2 Point 2 (sta 0+850) dan Point 7 (sta 1+100).
Menggunakan  data  tekanan  air  pori  yang telah  ditampilkan  pada  gambar  4  di  atas, distribusi tekanan air pori awal, tekanan air pori akhir, garis hidrostatik dan suction line kemudian di gambar pada Grafik tekanan air pori  terhadap  kedalaman  seperti  yang terlihat pada Gambar 5. Dari gambar terlihat bahwa  tekanan  air  pori  awal  secara  umum lebih  besar  dari  garis  hidrostatik,  hal  ini dikarenakan pada fase awal, adanya tekanan air pori berlebih akibat penambahan beban dari  lapisan  pasir  yang  dipasang  pada  saat persiapan  proses  vakum  dan  tanah  sedang mengalami  proses  konsolidasi  akibat  dari beban tersebut.
Gambar 5. Grafik Tekanan Air Pori vs Kedalaman pada Zona 2 Point 7 (sta 1+100).
Pada  akhir  dari  pembebanan  vakum, tekanan  air  pori  berkurang  antara  78-88 kPa  mendekat  ke  arah suction  line , sedangkan  akhir  dari  konsolidasi  primer dicapai  pada  saat  besaran  tekanan  air  pori ( u t )  sama  dengan suction  line .  Hal  ini mengindikasikan bahwa berdasarkan analisa  tekanan  air  pori,  proses  vakum belum  mendekati  akhir  dari  konsolidasi primernya.  Derajat  konsolidasi  rata-rata dari perhitungan menggunakan data tekanan air pori adalah 65.15 %. Akhir dari konsolidasi didapatkan dengan cara membagi penurunan aktual pada
permukaan  tanah  saat  akhir  dari  proses vakum (1188 mm) dengan derajat konsolidasi  rata-rata  (65.15%),  sehingga didapatkan penurunan total pada akhir dari konsolidasi primer sebesar 1823.5 mm. Perbandingan  derajat  konsolidasi  antara dua  metode  di  atas  dilakukan  pada  zona  2 point  7  dengan  membandingkan  besaran derajat  konsolidasi  pada  durasi  vakum  30, 45,  60,  90  dan  pada  akhir  proses  vakum. Derajat  konsolidasi  yang  dihitung  dengan kedua  metode  tersebut  ditampilkan  pada Tabel 3.
Dari  tabel  perbandingan  di  atas  terlihat bahwa  secara  umum,  derajat  konsolidasi yang  dihitung  berdasarkan  penurunan tanah  cenderung  lebih  besar  dibandingkan
derajat konsolidasi yang dihitung berdasarkan  tekanan  air  pori.  Adanya perbedaan  ini  mungkin  disebabkan  pada posisi pemasangan piezometer yang biasanya dipasang di tengah di antara 2 PVD dimana  pada  area  ini  mempunyai  tekanan air  pori  yang  terbesar  karena  jarak  antar PVD yang terjauh.

## Tabel 3. Perbandingan Derajat
Konsolidasi Pada berbagai Durasi
Vakum (Zona 2 Point 7) Durasi Vakum (Hari) Berdasarkan Penurunan Tanah (%) Berdasarkan Tekanan Air Pori (%) 30 Hari 40.7 40.1 45 Hari 50.6 47.9 60 Hari 57.9 50.2 90 Hari 71.2 58.1 130 Hari (Akhir dari proses vakum) 82.2 65.1
Pada  tahap  awal  konsolidasi,  yaitu  pada durasi vakum 30 dan 45 hari, terlihat bahwa derajat  konsolidasi  diantara  kedua  metode menunjukkan  nilai  yang  relatif  sama,  akan tetapi  seiring  dengan  berjalannya  proses vakum  (>60  hari),  perbedaan  yang  cukup signifikan  terlihat  diantara  keduanya, terutama  pada  derajat  konsolidasi  dengan menggunakan tekanan air pori, peningkatan derajat  konsolidasi  terlihat  melambat dibandingkan  dengan  metode  Asaoka, fenomena  seperti  ini  juga  dilaporkan  juga oleh Arulrajah (2004) dan Bo et al (1999). Fenomena  ini  disebabkan  karena  beberapa hal  yaitu  adanya  pergerakan  partikel- partikel  tanah  dalam  skala  besar  selama proses konsolidasi
vakum yang
menghasilkan peningkatan
distribusi
tekanan  air  pori,  proses  pergerakan  dan
tertahannya  partikel  tanah  tersebut  lama kelamaan akan membentuk lapisan penyumbat,  tekanan  air  pori  mungkin menunjukkan  tingkat  yang  lebih  tinggi karena  adanya  kompresi  dan  penataan ulang  struktur  tanah  seperti  yang  juga dijelaskan  oleh  peneliti  lain  (Chu  dan  Yan, 2005), atau akibat adanya kondisi ketidakpastian dalam memprediksi
penurunan akhir menggunakan data penurunan tanah yang mungkin disebabkan adanya  pengaruh  dari  penurunan  seketika atau penurunan sekunder.
Tegangan Pra-Konsolidasi
dan

## Parameter Kompresibilitas
Parameter  tegangan  pra-konsolidasi  ( σ’ p ), indeks kompresi ( C c ) dan indeks rekompresi ( C r )  merupakan  tiga  parameter  yang diperlukan  dalam  menghitung  penurunan konsolidasi. Umumnya, parameter- parameter ini ditentukan dengan oedometer test  (pengujian  konsolidasi)  pada  saat pengujian  laboratorium.  Hasil  pengamatan lapangan  juga  dapat  digunakan  untuk mendapatkan
parameter-parameter kompresibilitas ini, tegangan pra- konsolidasi didapatkan dengan cara membangun grafik angka pori ( e ) terhadap tegangan efektif ( σ’ v ). Nilai angka pori pada saat penurunan tertentu didapatkan dengan menggunakan  persamaan  10  dan  nilai tegangan efektif didapatkan dengan menggunakan  persamaan  11.  Selanjutnya, nilai tegangan pra-konsolidasi dapat dihitung  dengan  menggunakan  metode Casagrande. Setelah tegangan pra- konsolidasi  didapatkan,  selanjutnya  nilai indeks  rekompresi  dan  indeks  kompresi dapat  dihitung  dengan  menggunakan persamaan konsolidasi 12 dan 13.
Gambar 6. Grafik Angka Pori vs

## Tegangan Efektif pada Kedalaman 5 dan 10 m
Back  analysis parameter  kompresibilitas hanya  dilakukan  pada  zona  2  point  7  (sta 1+100)  dikarenakan  hanya  pada  titik  ini data  monitoring  yang  diperlukan  cukup lengkap (penurunan tanah tiap lapisan, dan tekanan air pori tiap lapisan). Grafik angka pori  terhadap  tegangan  efektif  tpada kedalaman 5m, 10m, dan 15m dapat dilihat pada Gambar 6 dan 7.
Tabel  4  menunjukkan  perbandingan  nilai parameter tegangan pra-konsolidasi, indeks rekompresi  dan  indeks  kompresi  antara hasil  dari  perhitungan  back  analysis  dan data  laboratorium  pengujian  oedometer. Secara umum terlihat bahwa nilai tegangan pra-konsolidasi  mempunyai  besaran  yang relatif  sama  antara  hasil  back  analysis dengan  pengujian  laboratorium,  meskipun nilai tegangan hasil pengujian laboratorium sedikit lebih rendah pada kedalaman 15 m, hal  ini  biasanya  disebabkan  karena  adanya gangguan  pada sampel  tanah  tidak terganggu,  baik  pada  saat  pengambilan sampel  atau  pada  saat  transportasi  sampel dari  lokasi  penelitian  hingga  laboratorium, mengingat sampel diambil di area
Palembang sedangkan
pengujian laboratorium dilakukan ditempat lain. Nilai indeks  rekompresi  hasil  dari  perhitungan
back  analysis  secara  umum  lebih  rendah dari nilai laboratorium.
Gambar 7. Grafik Angka Pori vs Tegangan Efektif pada Kedalaman 15 m
Tabel 4. Parameter Kompresibilitas Tanah Hasil Back Analysis dan Hasil Pengujian Laboratorium
Back  Analysis Parameter  Koefisien Konsolidasi  Horizontal  Tanah  (Ch)  dan Permeabilitas Tanah (Kh)
Perhitungan back analysis untuk mendapatkan  nilai  koefisien  konsolidasi horizontal  tanah  menggunakan  metode asaoka dilakukan dengan memasukkan data
Kedal aman Back Analysis Laboratorium
σ’ p (k Pa ) C r C c σ’ p (k Pa ) C r C c 5 m 10 7 0.0 9 1.4 69 11 5 0.0 92 0.8 793 10 m 15 0 0.0 82 1.2 74 15 0 0.1 28 1.2 21 15 m 17 5 0.1 04 1.4 7 16 5 0.0 32 0.3 3
hasil  perhitungan  ke  dalam  persamaan  3 dan  perhitungan  menggunakan  metode tekanan air pori dilakukan dengan memasukkan  hasil  perhitungan  ke  dalam persamaan  9.  Perhitungan  dengan  metode asaoka  dilakukan  dengan  menggunakan interval waktu 1 hari.
Hasil  perhitungan  parameter  konsolidasi horizontal  tanah  baik  dengan  metode asaoka maupun tekanan air tanah ditabulasikan pada Tabel 5 di bawah.
Tabel 5. Hasil Back Analysis dari koefisien Konsolidasi Horizontal ( C h ) Lokasi C h Metode Asaoka (m 2 /tahun) C h Metode Tekanan Air
Pori
(m 2 /tahun) Point 1 1.701541621 Point 2 1.379364414 Point 3 1.058198556 Point 4 1.506911351 Point 5 1.54874834 Point 6 1.00105026 Point 7 1.484756495 0.981931106
Dari  Tabel  5  di  atas  terlihat  bahwa  nilai koefisien  konsolidasi  yang  didapatkan  dari metode  tekanan  air  pori  lebih  rendah dibandingkan dengan metode asaoka, hal ini dikarenakan  nilai  derajat  konsolidasi  yang lebih  rendah  yang  dihasilkan  oleh  metode tekanan air pori pada saat akhir dari proses vakum sehingga menghasilkan nilai koefisien konsolidasi yang rendah.
Nilai  koefisien  permeabilitas  horizontal tanah didapatkan dengan cara back analysis menggunakan  persamaan  14,  dan  hasil perhitungannya  dapat  dilihat  pada  Tabel  6 berikut ini.

## Tabel 6. Hasil Back Analysis
Permeabilitas Horizontal Tanah (Kh)
Kedala man RR (Cr/1+ e 0 ) C h (m 2 /ye ar) σ' v0 (kP a) k h (m/da y) 0-5 0.0250 76 1.48 9.7 4 4.452 6E-05 5-10 0.0216 47 1.48 34. 93 1.071 8E-05 10-14.5 0.0517 19 1.48 67. 36 1.327 9E-05

## Kesimpulan
Konsolidasi  tanah  menggunakan  metode pembebanan  vakum  bukan  merupakan suatu metode yang baru, akan tetapi metode ini baru berhasil dilakukan dalam beberapa tahun belakangan pada proyek-proyek yang besar seperti contohnya pada area jalan tol Palembang  Indralaya  ini.  Pengisolasian massa  tanah  menggunakan  membrane pelapis  untuk  area  yang  cukup  luas  agar tanah dapat dikonsolidasikan menggunakan bantuan  system  pompa  vakum  dan  PVD merupakan faktor kunci dalam pelaksanaan pembebanan  vakum  yang  dapat  terukur kinerjanya.
Hasil back  analysis derajat  konsolidasi menggunakan metode Asaoka menunjukkan bahwa  area  penelitian  telah  mengalami konsolidasi  sebesar  72.95%  -  85.04% sedangkan  dengan  menggunakan  metode tekanan  air  pori  menunjukkan  derajat konsolidasi  rata-rata  sebesar  65.15%. Derajat  konsolidasi  dari  metode  Asaoka memiliki  kecenderungan  nilai  yang  lebih besar  dibandingkan  derajat  konsolidasi menggunakan metode tekanan air pori, hal ini  disebabkan  antara  lain  karena  adanya perbedaan  lokasi  peralatan  monitoring keduanya yaitu piezometer dan extensometer, perbedaan ini juga
disebabkan  karena  adanya  pergerakan partikel-partikel  tanah  dalam  skala  besar
selama  proses  konsolidasi  vakum  yang menghasilkan peningkatan distribusi tekanan  air  pori,  proses  pergerakan  dan tertahannya  partikel  tanah  tersebut  lama kelamaan akan membentuk lapisan penyumbat,  tekanan  air  pori  mungkin menunjukkan  tingkat  yang  lebih  tinggi karena  adanya  kompresi  dan  penataan ulang struktur tanah.
Hasil back  analysis terhadap nilai  tegangan pra-konsolidasi menunjukkan besaran yang relatif  sama  dengan  nilai  pengujian laboratorium, sedangkan hasil back analysis nilai indeks kompresi dan indeks rekompresi menunjukkan nilai yang bervariasi antara hasil back analysis dengan nilai pengujian laboratorium. Namun secara umum  nilai  indeks  rekompresi  hasil back analysis memiliki  nilai  yang  lebih  rendah dibandingkan pengujian laboratorium,
sedangkan nilai indeks kompresi hasil back analysis secara umum kebih besar dibandingkan pengujian laboratorium. Nilai  koefisien  hasil  dari back  analysis menggunakan metode Asaoka menunjukkan nilai  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  hasil back analysis menggunakan metode tekanan air pori. Hal ini dipengaruhi dari nilai derajat konsolidasi  pada  metode  tekanan  air  pori yang  lebih  rendah  dari  metode  Asaoka, sehingga  menghasilkan  nilai  koefisien konsolidasi  horizontal  yang  juga  lebih rendah.

## Daftar Pustaka
Aboshi,  H.,  &  Monden,  H.  (1963).
Determination of the Horizontal
Coefficient  of  Consolidation  of  an alluvial  clay. Proc.  4th  Australian-New Zealand Conf.SMFE , (hal. 159-164).
Asaoka, A. (1978). Observational procedure of  settlement  prediction. Soils  Found., Jap.  Soc.  Soil.  Mech.  Found.  Eng,  18(4) , 87-101.
Barron,  R.  A.  (1984).  Consolidation  of  Fine Grained Soils by Drain Wells.
Transactions of the American Society of Civil Engineers, 113 , 718-724.
Casagrande, A. (1936). The Determination of the  Preconsolidation  Load  and  Its Practical  Significance. 1st  International Conference  on  Soil  Mechanics  and Foundation  Engineering ,  (hal.  60-64).
Cambridge.
Chu,  J.,  &  Yan,  S.  W.  (2005).  Estimation  of Degree  of  Consolidation  for  Vacuum Preloading Projects. International
Journal of Geomechanics, 5 , 158-165.
Chu,  J.,  Yan,  S.  W.,  &  Yang,  H.  (2000).  Soil improvement by the vacuum preloading method  for  an  oil  storage  station. Geotechnique, Vol. 50 , 625-632.
Hansbo,  S.  (1981).  Consolidation  of  fine- grained  soils  by  prefabricated  drains. In: Proc. 10th Int. Conf. Soil Mech. Found.
Eng , 3 , hal. 677-682. Stockholm.
Holtz, R. D., Jamiolkowski, M. B., Lancellotta, R., & Pedroni , R. (1991). Prefabricated Vertical Drains: Design and Performance. London: CIRIA.
Indraratna,  B.,  Bamunawita,  C.,  &  Khabbaz,
H.  (2004).  Numerical  modeling  of vacuum preloading and field applications. Canadian  Geotechnical Journal, 41 , 1098-1110.
Magnan, J. P., Pilot, G., & Queyroi, D. (1983).
Back  analysis  of  soil  consolidation around vertical drains. In: 8th ECSMFE ,
2 , hal. 653-658. Balkema, Helsinski.
Mesri,  G.,  &  Khan,  A.  Q.  (2012).  Ground Improvement  Using  Vacuum  Loading Together with Vertical Drains. Journal of Geotechnical  and  Geoenvironmental Engineering, 138(6) , 680-689.
Silva,  P.  F.  (1970).  A  new  graphical construction  for  determination  of  the pre-consolidation  stress  of  a  soil sample. Proceedings  4th  Brazilian
Conference Soil Mechanincs and
Foundation Engineering , (hal. 225-232). Rio de Janeiro.