Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats
Modifikasi  Perbaikan  Tanah  Dasar  Tol  Semarang–Demak:  Metode Vacuum
Preloading dengan Prefabricated Vertical Drain
Deris Faisa Ralindra 1,* , Aan Fauzi 1 , Mohammad Aulia Shohibul Hikam 1 , Fitria Wahyuni 1 , Triaswati M. N. 1 , Sukobar 1 , A. Faiz Hadi Prajitno 1
Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: deris@its.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan               18 Oktober 2021
Diperbaiki             22 April 2022 Disetujui               28 April 2022 Keywords: subgrade, toll, vacuum preloading, PVD The Semarang-Demak Toll Road Development Project provides information that conditions in these areas were dominated by rice fields and swamps with high groundwater levels. At STA 21+000 to 22+350, the subgrade was very soft to a depth of 24 m, so subgrade improvement needs to be done to eliminate soil compression. The soil improvement method used was Vacuum Preloading  with  Prefabricated  Vertical  Drain.  The  results  of  the  planning  showed  that  the installation of a vacuum pump at the project site has a pressure of 101.28 kPa. The effectiveness of the pump was 80%, making the vacuum pressure 81.02 kPa or the equivalent of 4.89 meters of soil pile. The square PVD installation pattern with a distance of 100 cm was chosen on the basis of consideration of the consolidation time. This design reduces the time it takes for the soil  to  reach  a  90%  degree  of  consolidation,  from  256  years  to  16  weeks.  The  Vacuum Preloading  method reduces the heap height, as in STA 21+950. This  method also creates a subgrade embankment of only 7.767 m.
Kata kunci: tanah dasar, tol, vacuum preloading, PVD
Abstrak
Proyek Pembangunan Jalan Tol Semarang-Demak memberikan informasi bahwa kondisi di tempat tersebut didominasi oleh sawah dan rawa dengan elevasi muka air tanah yang tinggi.  Pada  STA  21+000  s/d  22+350  merupakan  tanah  dasar  yang  sangat  lunak  hingga kedalaman 24 m, sehingga perbaikan tanah dasar perlu dilakukan untuk menghilangkan pemampatan tanah. Metode perbaikan tanah yang digunakan adalah Vacuum Preloading dengan Prefabricated Vertical Drain . Hasil perencanaan menunjukkan bahwa pemasangan pompa vacuum pada lokasi proyek memiliki tekanan sebesar 101,28 kPa. Efektivitas pompa sebesar 80% membuat tekanan vacuum menjadi 81,02 kPa atau setara 4,89 m timbunan tanah. Pola pemasangan PVD persegi dengan jarak 100 cm dipilih atas dasar pertimbangan waktu konsolidasi. Desain ini mengurangi waktu yang diperlukan tanah untuk mencapai derajat konsolidasi 90%, dari 256 tahun menjadi 16 minggu. Metode Vacuum Preloading mengurangi tinggi timbunan tanah, seperti pada STA 21+950. Metode ini juga membuat timbunan subgrade hanya setinggi 7,767 m.

## 1. Pendahuluan
Pembangunan  jalan  Tol  Trans  Jawa  yang  dimulai  pada akhir  tahun  2019  diharapkan  akan  mengurangi  kemacetan pada jalan nasional pantura yang sering terjadi setiap harinya akibat bertambahnya volume kendaraan. Salah satu pengem- bangan jalan tol tersebut adalah jalan Tol Semarang-Demak. Bagi pemerintah daerah dan investor, kehadiran jalan tol ini akan  menjadi  daya  tarik  untuk  berinvestasi  pada  sektor industri  manufaktur,  properti,  dan  pariwisata  pada  koridor yang dilalui ekonomi daerah di sekitar kawasan yang dilalui. Berdasarkan hasil penyelidikan awal yang dilakukan, tanah dasar dari proyek Jalan Tol Semarang-Demak memiliki sifat yang sangat lunak hingga kedalaman 30 m. Sifat tanah yang lunak  pada  kawasan  ini  juga  disebutkan  dalam  beberapa penelitian terkait [1]. Tanah lunak adalah tanah kohesif yang sebagaian  besar  terdiri  atas  butir-butir  yang  sangat  kecil
seperti  lempung  dan  lanau.  Adapun  lapisan  tanah  lunak memiliki karakteristik rendahnya gaya geser, plastisitas dan kemampatan  tinggi,  koefisien  permeabilitas  rendah,  serta daya dukung rendah [2].
Karakteristik tanah lunak seperti yang telah disebutkan di atas  akan  menyebabkan  beberapa  masalah,  terutama  angka keamanan  yang  kecil  seperti  penurunan  jalan  yang mengakibatkan  jalan  retak.  Lebih  lanjut,  rendahnya  daya dukung akan menyebakan kerugian, mulai dari kerugian dari sisi  biaya  konstruksi  yang  mahal  hingga  keselamatan  kon- struksi  yang  terancam  tidak  stabil  bahkan  roboh  [3].  Oleh karena itu, pada lokasi proyek ini perlu dilakukan perbaikan tanah dasar agar daya dukung tanah meningkat dan besarnya pemampatan berkurang.
Jalan  Tol  Semarang  Demak  direncanakan  memiliki panjang  27  km,  yang  dibagi  menjadi  dua  paket  pekerjaan.
Deris Faisa Ralindra dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 20, Nomor 2, Mei 2022 (163-170) 164
Paket 1 dimulai dari STA 0+00 s/d 10+690 menghubungkan Kota Semarang dengan Sayung (Demak). Sedangkan Paket 2 dimulai dari STA 10+690 hingga STA 27+000 menghubung- kan  Sayung  dengan  Kota  Demak.  Dalam  perencanaannya, main  road  Tol  Semarang  Demak  dibagi  menjadi  2  jenis perkuatan yaitu Slab On Pile dan Timbunan ( Vacuum Preloa- ding dengan PVD). Pada studi ini yang akan di analisa adalah area  dengan  perkuatan  timbunan  menggunakan Vacuum Preloading dengan PVD seperti terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Pembagian Jalan Tol Semarang-Demak [4]
Metode preloading dengan  sistem  timbunan  tanah memerlukan waktu yang cukup lama untuk mencapai beban rencana. Hal tersebut dikarenakan  penambahan beban dila- kukan secara bertahap, seiring penambahan ketinggian tim- bunan tanah yang hanya bisa ditambahkan setinggi 50 cm per lapisannya. Selain itu, dibutuhkan waktu tunggu agar lapisan tanah tidak mengalami longsor saat nantinya ditambah lapi- san di atasnya. Dengan adanya proses yang memakan waktu tersebut,  penulisan  merencanakan  penggunaan  metode alternatif, yaitu metode Vacuum Preloading . Metode tersebut dapat mempersingkat waktu untuk mencapai beban rencana, dimana beban vacuum sebesar 80kPa dapat langsung tercapai dalam waktu 14 hari [5].
Metode Vacuum  Preloading awalnya  diusulkan  oleh Kjellman  pada  tahun  1952  dan  dikerjakan  oleh  Royal Swedish Geotechnical Institute sebagai metode untuk mem- perbaiki  tanah  berbutir  halus.  Metode  ini  memanfaatkan tekanan atmosfer sebagai beban tambahan sementara untuk memperbaiki  tanah  lunak  berbutir  halus  [5].  Dengan  cara mengurangi tekanan air pori di dalam tanah, maka tegangan efektif  dapat  meningkat  tanpa  mengubah  tegangan  total. Penggunaan  metode  ini  dapat  mempercepat  waktu  untuk mencapai  beban  rencana preloading serta  mengurangi ketinggian timbunan tanah.
Metode serupa telah banyak dilakukan dalam mengatasi permasalahan  pekerjaan  konstruksi  bangunan,  terutama dalam pembangunan jalan  tol. Penelitian serupa  pada jalan tol  Pematang  Panggang–Kayu  Agung  mengungkap  bahwa pola  pemasangan  ini  mampu  mempercepat  penurunan  dari
130 tahun menjadi hanya 19 minggu [6]. Metode serupa juga dilakukan oleh peneliti lain pada proyek tol trans Sumatera [7],  bahkan  di  luar  negeri  seperti  China  telah  menerapkan metode ini karena dijelaskan bahwa vacuum preloading yang dikombinasi  dengan  PVD  telah  terbukti  menjadi  metode efektif pada perawatan pondasi lunak [8].
Dari hasil perencanaan, nantinya didapatkan beban ren- cana yang dibutuhkan untuk melakukan preloading dengan terlebih  dahulu  melakukan  koreksi  tekanan  atmosfer  agar sesuai dengan efektivitas pompa vacuum. Selanjutnya dila- kukan  perhitungan  waktu  konsolidasi  alami  diikuti  dengan desain pemasangan PVD dan rencana tinggi timbunan awal agar  mencapai  elevasi  rencana  setelah  terjadi  penurunan konsolidasi.

## 2. Metode
A. Studi Literatur Mempelajari dan memahami konsep-konsep yang digu- nakan dalam menentukan karakteristik dan parameter tanah, metode  perbaikan  tanah  dasar,  dan  metode  percepatan  pe- mampatan konsolidasi. Adapun bahan studi yang akan dipa- kai dalam perencanaan ini adalah sebagai berikut.
- Analisa parameter tanah
- Teori Pemampatan tanah
- Metode preloading dengan sistem vacuum
- Metode Prefabricated Vertical Drain
B. Pengumpulan dan Analisa Data Lapangan Data-data yang digunakan dalam perencanaan ini adalah data sekunder, yaitu sebagai berikut.
a) Data perencanaan main road Tol Semarang Demak yang meliputi:
- Denah lokasi
- Elevasi rencana jalan
- Cross section jalan
- Beban rencana lalu lintas
b) Data tanah yang mencakup:
- Data hasil uji Standart Penetration Test (SPT)
- Bor log
- Sifat fisik tanah
- Sifat teknis tanah
c) Data perencanaan perbaikan tanah
C. Analisis Parameter Tanah Dasar Analisa  tanah  dilakukan  menggunakan  analisis  statistik dan parameter tanah yang berasal dari data hasil penyelidikan di  lapangan  dan  laboratorium.  Dari  hasil  analisa  dapat digunakan  untuk  menghitung settlement akibat  beban rencana dan timbunan serta waktu konsolidasi alami sebelum dilakukan perbaikan tanah.
a) Perhitungan Settlement Akibat  Beban  Rencana  dan Timbunan Perhitungan pemampatan yang terjadi pada lapisan tanah dilakukan  setelah  dilakukan  perbaikan  tanah.  Pada  peren- canaan ini akan dihitung akibat beban timbunan yang dibe- rikan. Perhitungan pemampatan akan dilaksanakan pada se- tiap  tahap  pekerjaan  agar  tidak  terjadi  kegagalan  perenca- naan.
b) Perhitungan Waktu Konsolidasi Alami
Perhitungan waktu konsolidasi alami ini digunakan untuk mengetahui waktu penurunan sebelum dilakukan perbaikan tanah dasar.
D. Perencanaan Perbaikan Tanah
Setelah  mengetahui  besarnya  penurunan  tanah  yang terjadi akibat konsolidasi, beserta lamanya waktu konsolidasi alami maka selanjutnya direncanakan perbaikan tanah dasar apabila kedua kriteria tersebut memenuhi persyaratan. Dalam penulisan ini perbaikan tanah dasar yang digunakan adalah Vacuum preloading dengan PVD.
a) Perencanaan Vacuum Preloading
Pada  tahapan  ini  direncanakan  metode  pemasangan pompa vacuum ,  efektivitas  pompa vacuum didapatkan dengan mengoreksi tekanan atmosfer di lokasi pelaksanaan proyek (Kota Demak).
Gambar 2. Ilustrasi metode vacuum preloading + PVD [9]
Konsep  dasar  dari  metode  vacuum  preloading  adalah menerapkan tekanan hisap pada massa tanah yang terisolasi untuk mengurangi tekanan atmosfer dan tekanan air pori di dalam tanah, sehingga konsolidasi tanah dan tegangan efektif meningkatkan tanpa perubahan tegangan total.
b) Perencanaan Prefabricated Vertical Drain (PVD)
Tahapan  selanjutnya  yaitu  melakukan  perencanaan pemasangan PVD. Dengan menentukan terlebih dahulu jarak antar  PVD  serta  pola  pemasangannya.  Kemudian  dipilih kombinasi yang paling efektif untuk digunakan pada proyek Tol Semarang Demak. Dua pola yang dapat digunakan, yaitu pola segitiga dan segiempat yang ditampilkan pada Gambar 3 dan Gambar 4 .
Gambar 3. PVD dengan Pola Susunan Segiempat [10]
Gambar 4. PVD dengan Pola Susunan Segitiga [10]
E. Perhitungan Waktu Konsolidasi dan Derajat Konsolidasi Selanjutnya  adalah  perhitungan  waktu  konsolidasi  dan derajat  konsolidasi.  Hasil  dari  perhitungan  yang  diperoleh pada  sub  bab  sebelumnya  digunakan  pada  perhitungan  ini. Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut.
1) Menghitung waktu konsolidasi arah vertikal 2) Menghitung derajat konsolidasi arah vertikal 3) Menghitung waktu konsolidasi arah horizontal 4) Menghitung derajat konsolidasi arah horizontal
5) Menghitung derajat konsolidasi radial
6) Perhitungan dihentikan apabila derajat konsolidasi radial sudah mencapai 90%
7) Membuat  grafik  hubungan  waktu  konsolidasi  dengan derajat konsolidasi.
3. Hasil dan Pembahasan
A. Tinggi Timbunan Vacuum
Untuk  mendapatkan  beban  timbunan  akibat  pompa vacuum, terlebih dahulu dilakukan koreksi tekanan atmosfer. Tekanan  atmosfer 𝑃 =  1  atm  =  76  cmHg  =  101,3  kPa. Ketinggian lokasi proyek dari muka air tanah ( ℎ ) adalah +1,5 meter, sehingga besar tekanan atmosfer berdasarkan keting- gian lokasi proyek Tol Semarang–Demak adalah 101,28 kPa.
Pada perencanaan metode vacuum preloading efektivitas pompa yang sering digunakan adalah 80%. Sehingga tekanan vacuum  tidak  dapat  dicapai  secara  maksimal.  Oleh  karena itu, tekanan vacuum menjadi 8,26 ton/m 2 , sehingga apabila
Deris Faisa Ralindra dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 20, Nomor 2, Mei 2022 (163-170) 166
beban vacuum tersebut dikonversi menjadi tinggi timbunan tanah dengan perhitungan dengan persamaan 1.
𝐻 = (1) = 1,69 𝑡𝑜𝑛/𝑚 8,26 𝑡𝑜𝑛/𝑚
= 4,89 𝑚
B. Penurunan Konsolidasi Akibat Beban Rencana Pada bab sebelumnya sudah diperhitungkan beban variasi timbunan. Beban tersebut lalu digunakan untuk perhitungan penurunan  tanah  konsolidasi  akibat  beban  rencana.  Dalam perencanaan  ini  lapisan  tanah  dibagi  menjadi  ketebalan  1 meter per lapisannya, dengan total lapisan sebanyak 24 lapis. Hal  tersebut  dilakukan  agar  perhitungan  yang  dilakukan semakin mendekati penurunan asli yang terjadi di lapangan. Hasil dari perhitungan tertera pada Tabel 1 dan Gambar 3. Setelah mengetahui besaran penurunan tanah maka bisa dilakukan  perhitungan  tinggi  timbunan  akhir  setelah  penu- runan  konsolidasi  tanah  terjadi.  Sehingga  tinggi  timbunan akhir  ( 𝐻 )  akibat  penambahan  timbunan  awal  1  meter tertera pada Tabel 2 dan Gambar 4.
Tabel  1. Penurunan  Konsolidasi  Tanah  Akibat  Variasi Tinggi Timbunan Awal
Tinggi Timbunan, H initial ( m )
Beban Timbunan, Q timb (ton/m 2 ) Penurunan Tanah, S c (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1,69 3,38 5,07 6,76 8,45 10,14 11,83 13,52 15,21 16,9 0,583 1,004 1,335 1,612 1,853 2,066 2,258 2,432 2,592 2,740
Tabel  2. Tinggi  Timbunan  Akhir  Akibat  Variasi  Tinggi Timbunan
Tinggi Timbunan,
𝐻 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 (𝑚)
Tinggi Timbunan Akhir, 𝐻 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (m) 1 0,417 2 0,996 3 1,665 4 2,388 5 3,147 6 3,934
Tinggi Timbunan, 𝐻 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 (𝑚) Tinggi Timbunan Akhir, 𝐻 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (m) 7 4,742 8 5,568 9 6,408 10 7,260
Gambar 3. Grafik Hubungan Penurunan Konsolidasi Tanah dengan Tinggi Timbunan Awal
Gambar  4. Hubungan  Tinggi  Timbunan  Awal  dan  Tinggi Timbunan Akhir
C. Perencanaan Tinggi Timbunan Awal
Perencanaan STA 21+000, 𝐻
= 3,624 𝑚 𝐻 = 𝐻 + 𝐻
= 3,624 𝑚 + 4,889 𝑚
= 8,513 𝑚
𝐻 = −0,0323𝑥 + 1,5426𝑥 + 0,4544
= −0,0323(8,513 𝑚) +
1,5426 (8,513 𝑚) + 0,4544
= 11,246 𝑚
y = -0.0148x 2 + 0.3946x + 0.2486 0.0 1.0 2.0 3.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
S ct im bu na n (m ) Tinggi Timbunan Awal (m) Settlement Poly. (Settlement) y = -0.0323x 2 + 1.5426x + 0.4544 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
H I ni ti al ( m ) H final (m) Settlement Poly. (Settlement)
𝐻 = 𝐻 − 𝐻
= 11,246 𝑚 − 4,889 𝑚 = 6,357 𝑚
𝑆
= −0,0148𝑥 + 0,3946𝑥 + 0,286 = −0,0148(11,246 𝑚) + 0,3946(11,246 𝑚) + 0,286
= 2,814 𝑚
Perencanaan STA 21+025, 𝐻 = 3,297 𝑚 𝐻 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝐻 𝑡𝑖𝑚𝑏 + 𝐻 𝑣𝑎𝑘𝑢𝑚 = 3,297 𝑚 + 4,889 𝑚 = 8,186 𝑚
𝐻 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 = −0,0323𝑥 + 1,5426𝑥 + 0,4544
= −0,0323(8,186 𝑚) + 1,5426(8,186 𝑚) + 0,4544
= 10,918 𝑚
𝐻 𝑛𝑦𝑎𝑡𝑎 = 𝐻 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 − 𝐻 𝑣𝑎𝑘𝑢𝑚 = 10,918 𝑚 − 4,889 𝑚 = 6,357 𝑚
𝑆 𝑐
= −0,0148𝑥 + 0,3946𝑥 + 0,286 = −0,0148(10,918 𝑚) +
0,3946(10,918 𝑚) + 0,286
= 2,793 𝑚
Perhitungan  dilanjutkan  hingga  STA  22+350.  Hasil perencanaan  timbunan  awal  dan  estimasi  penurunan  dapat dilihat  pada Tabel  5. Berdasarkan  data  tersebut  dapat diketahui  bahwa  penggunaan Vacuum  Preloading dapat mengurangi  tinggi  timbunan  nyata  yang  ada  di  lapangan. Sebagai  contoh  perbandingan  dengan  kondisi  di  proyek dengan  menggunakan Soil  Preloading pada  STA  21+000 tinggi timbunannya diketahui adalah 6,931 m. Data tersebut diketahui dari hasil wawancara dan pengamatan langsung di lokasi  proyek.  Hasil  dari  perhitungan  perencanaan  metode Vacuum  Preloading membuktikan  bahwa  metode  tersebut dapat  mengurangi  tinggi  timbunan  tanah.  Pada  akhir  masa penimbunan  tidak  perlu  dilakukan  pemotongan  timbunan preloading ,  karena  beban preloading sudah  digantikan dengan beban dari Pompa Vacuum .
D. Perhitungan Load Rasio
Load rasio perlu dihitung untuk memastikan apakah total pembebanan  yang  direncanakan  (beban vacuum dan  beban timbunan), telah memenuhi beban yang direncanakan pada kondisi layan. Karena pada perencanaan ini efek gaya angkat ( buoyancy effect ) tidak diperhitungkan maka, sesuai dengan SNI 8460 tahun 2017, nilai rasionya harus melebihi 1,3. Perhitungan Load Rasio dijelaskan sebagai berikut.
𝐿𝑅 = 𝑄 𝑡𝑖𝑚𝑏 + 𝑄 𝑣𝑎𝑘𝑢𝑚 𝑄 𝑡𝑖𝑚𝑏 + 𝑄 𝑃 + 𝑄 𝑇 =
13,126 𝑡𝑜𝑛/𝑚 2 + 8,262 𝑡𝑜𝑛/𝑚 2 13,126 𝑡𝑜𝑛/𝑚 2 + 1,260 𝑡𝑜𝑛/𝑚 2 + 1,115 𝑡𝑜𝑛/𝑚 2 = 1,383 ≥ 1,3 (Load Rasio Mencukupi)
Nilai load  rasio melebihi  1,3  sehingga  bisa  dipastikan bahwa perencanaan perbaikan tanah dasarnya  aman. Perhi- tungan tersebut dilanjutkan pada setiap STA.
E. Waktu Konsolidasi Alami
Waktu konsolidasi alami dapat dilihat pada Tabel 3 dan Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Waktu Konsolidasi Alami

## F. Perencanaan PVD
Setelah  dipastikan  bahwa  tanah  dasar  pada  area  yang ditinjau  memerlukan  perbaikan  tanah,  maka  selanjutnya direncanakan perbaikan tanah dasar. Perbaikan yang dilaku- kan adalah percepatan penurunan konsolidasi tanah menggu- nakan  PVD.  Pada  penjelasan  sebelumnya  telah  diketahui bahwa kedalaman tanah lunak adalah 24 meter, maka dalam perencanaannya  PVD  dipasang  hingga  kedalaman  24  m. Lebar PVD yang dipasang adalah 10 cm dengan tebal 0,4 cm. Untuk jarak pemasangan PVD dibuat bervariasi dari 80 cm, 100  cm,  120  cm,  140  cm,  160  cm,  180  cm  dan  200  cm sebagaimana tertera pada Tabel 4 . Pola pemasangan dihitung menggunakan  pola  segitiga  dan  segi  empat.  Selanjutnya ditentukan  konfigurasi  mana  yang  paling  efektif  dan  dapat digunakan pada pelaksanaan.
Pada penelitian ini, batas waktu rencana tunggu preloading pada proyek adalah 120 hari atau sekitar 17 minggu, sehingga tidak  memungkinkan  pemasangan  jarak  pemasangan  lebih dari  100  cm,  karena  waktu  konsolidasinya  lebih  dari  17 minggu.  Penggunaan  jarak  pemasangan  80  cm  bisa  digu- nakan  apabila  ingin  dilakukan  percepatan  pada  proyek, namun  dengan  catatan  panjang  pemasangan  PVD  akan
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1,000 D er aj at K on so lid as i ( % ) Waktu (tahun)
semakin  bertambah.  Perbandingan  hubungan  waktu konso- lidasi  dengan  derajat  konsolidasi  desain  pemasangan  PVD pola segitiga dan persegi secara  berturut-turut dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7 . Desain PVD yang dianggap paling  efektif  adalah  pola  persegi  dengan  jarak  100  cm. Dengan desain tersebut, lama waktu yang diperlukan tanah untuk mencapai derajat konsolidasi 90% selama 16 minggu.
Tabel 3. Waktu Konsolidasi Alami
Waktu (tahun) Faktor Waktu, 𝑇 𝑣 Derajat Konsolidasi, 𝑈 𝑣 (%) 0 0,00 0,00 1 0,00 6,49 5 0,02 14,51 10 0,03 20,52 25 0,08 32,44 50 0,17 45,88 100 0,33 64,88 200 0,66 84,15 400 1,32 96,90 500 1,65 98,63 750 2,48 99,82 1000 3,31 99,98 Tabel 4. Waktu Konsolidasi Alami Jarak Pemasangan PVD (cm) Lama Waktu untuk Konsolidasi 90% (minggu) Pola Segitiga Pola Persegi 80 8 9 100 13 16 120 20 24 140 29 35 160 40 47 180 52 62 200 67 > 70

## 4. Simpulan
Pada perencanaan perbaikan tanah dasar yang dilakukan pada Proyek Tol Semarang–Demak STA. 21+000 s/d 22+350 menggunakan metode Vacuum Consolidation dengan Prefa- bricated Vertical Drain , dapat disimpulkan bahwa:
1. Tanah dasar pada lokasi proyek Tol Semarang–Demak STA.  21+000  s/d  22+350  merupakan  tanah  lempung lunak yang memiliki kompresibilitas sangat besar hingga kedalaman 24 meter. Apabila tidak dilakukan perbaikan tanah  dasar,  maka  waktu  konsolidasi  alami  dari  tanah tersebut  hingga  mencapai  derajat  konsolidasi  90% adalah 256 tahun.
2. Pada perencanaan ini, pemasangan pompa vacuum pada lokasi  proyek  memiliki    tekanan  sebesar  101,28  kPa.
Dengan  efektivitas  pompa  sebesar  80%  maka  tekanan vacuum menjadi  81,02  kPa  atau  setara  4,89  meter timbunan  tanah.  Desain  PVD  yang  dianggap  paling efektif adalah pola persegi dengan jarak 100 cm. Dengan desain tersebut, lama waktu yang diperlukan tanah untuk mencapai  derajat  konsolidasi  90%  menurun  sangat drastis, dari 256 tahun menjadi hanya 16 minggu.
3. Penggunaan  Metode Vacuum  Preloading juga  mengu- rangi tinggi timbunan tanah, seperti pada STA. 21+950 apabila  menggunakan soil  preloading tinggi  timbunan mencapai  10,637  meter  sedangkan  dengan  menggu- nakan Vacuum  Preloading timbunan subgrade hanya setinggi 7,767 meter.
Gambar  6. Perbandingan  Hubungan  Waktu  Konsolidasi dengan Derajat Konsolidasi pada Desain Pemasangan PVD Pola Segitiga
Gambar  7. Perbandingan  Hubungan  Waktu  Konsolidasi dengan Derajat Konsolidasi pada Desain Pemasangan PVD Pola Persegi
5. Daftar Pustaka
[1] O.  G.  Ranty  and  T.  Andayono,  “Perbaikan  Tanah Dengan  Metode  Prefabricated  Vertical  Drain  Pada Proyek Jalan Tol,” vol. 8, no. 1, pp. 32–37, 2021.
[2] H. N. Siska and Y. A. Yakin, “Karakterisasi Sifat Fisis dan  Mekanis  Tanah  Lunak  di  Gedebage,”
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 D er aj at K on so lid as i (% ) Waktu (minggu) S = 80 cm S = 100 cm S = 120 cm S = 140 cm S = 160 cm S = 180 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 D er aj at K on so lid as i (% ) Waktu (minggu) S = 80 cm S = 100 cm S= 120 cm S = 140 cm S = 160 cm
Deris Faisa Ralindra dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 20, Nomor 2, Mei 2022 (163-170)
RekaRacana J. Tek. Sipil , vol. 2, no. 4, p. 44, 2016, [Online]. Available: https://ejurnal.itenas.ac.id/ index. php/rekaracana/article/view/1143.
[3] C. E. Putra and C. A. Makarim, “Analisis  Alternatif Perbaikan Tanah Lunak dan Sangat Lunak pada Jalan Tol,” JMTS J. Mitra Tek. Sipil , vol. 3, no. 4, p. 1137, 2020, doi: 10.24912/jmts.v3i4.8382.
[4] A. A. Fahmi and A. F. Muhammad, “Laporan Kerja Praktek Proyek Jalan Tol Semarang - Demak PT. PP (Persero) Tbk.,” Surabaya, 2021.
[5] L.  Yu  and  M.  Djunaidy,  “A  vacuum  consolidation method  application  case  for  improving  dredging slurry,” 2015.
[6] P.  P.  Putra,  W.  Y.  Widarti,  and  E.  P.  Oktavian, “Analisis Perbaikan Tanah Lunak dengan Kombinasi Preloading  dan  Prefabricated  Vertical  Drain  pada Pembangunan Jalan Tol Pematang Panggang – Kayu Agung,  Sumatera  Selatan,” J.  Rekayasa  Sipil  Dan
Lingkung. , vol. 4, no. 2, pp. 107–112, 2020.
[7] A. C. Sinulingga and A. Suhendra, “Analisis Derajat Konsolidasi  Berdasarkan  Hasil  Pembacaan  Piezo- meter  Pada  Proyek  Tol  Trans  Sumatera,” JMTS  J. Mitra  Tek.  Sipil ,  vol.  4,  no.  2,  p.  447,  2021,  doi: 10.24912/jmts.v0i0.11069.
[8] H. Wu and L. M. Hu, “Numerical model of soft ground improvement by vertical drain combined with vacuum preloading,” J. Cent. South Univ. , vol. 20, no. 7, pp. 2066–2071, 2013, doi: 10.1007/s11771-013-1708-3.
[9] J.  Q.  Shang,  M.  Tang,  and  Z.  Miao,  “Vacuum preloading  consolidation  of  reclaimed  land:  a  case study,” Can. Geotech. J. , vol. 35, no. 5, pp. 740–749, 1998, doi: 10.1139/cgj-35-5-740.
[10]  I.  B.  Mochtar, Teknologi  Perbaikan  Tanah  dan Alternatif  Perencanaan  pada  Tanah  Bermasalah .
Surabaya: Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS, 2000.
Tabel 5. Hasil Perencanaan Timbunan Awal dan Estimasi Penurunan Tanah
STA Tinggi Timbunan Awal, 𝐻 (m) Tinggi Timbunan Nyata, 𝐻 (m) Estimasi Penurunan, 𝑆 (m) 21+000 11,246 6,357 2,814 21+025 10,918 6,029 2,793 21+050 10,742 5,853 2,780 21+075 10,624 5,735 2,770 21+100 10,541 5,652 2,764 21+125 10,486 5,597 2,759 21+150 10,290 5,401 2,742 21+175 10,193 5,304 2,733 21+200 10,095 5,207 2,724 21+225 10,008 5,119 2,715 21+250 9,901 5,012 2,705 21+275 9,226 4,337 2,629 21+300 9,721 4,832 2,686 21+325 9,773 4,884 2,691 21+350 9,706 4,817 2,684 21+375 9,782 4,893 2,692 21+400 9,884 4,996 2,703 21+425 9,935 5,046 2,708 21+450 10,013 5,124 2,716 21+475 10,168 5,279 2,731 21+500 10,199 5,311 2,734 21+525 10,245 5,356 2,738 21+550 10,407 5,518 2,752 21+575 10,398 5,510 2,752 21+600 10,459 5,570 2,757 21+625 10,686 5,797 2,775 21+675 11,152 6,263 2,809 21+700 11,372 6,483 2,822 21+725 11,122 6,233 2,807 21+750 11,388 6,499 2,823 21+775 11,666 6,778 2,838 21+800 11,966 7,077 2,851 21+825 12,203 7,314 2,860 21+850 12,430 7,542 2,867 21+875 11,999 7,110 2,853
Deris Faisa Ralindra dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 20, Nomor 2, Mei 2022 (163-170) 170
STA Tinggi Timbunan Awal, 𝐻 (m) Tinggi Timbunan Nyata, 𝐻 (m) Estimasi Penurunan, 𝑆 (m) 21+900 12,545 7,656 2,870 21+925 12,627 7,738 2,871 21+950 12,656 7,767 2,872 21+975 12,250 7,362 2,862 22+000 11,825 6,936 2,845 22+025 12,176 7,287 2,859 22+050 12,010 7,121 2,853 22+075 11,900 7,011 2,849 22+100 11,814 6,925 2,845 22+125 11,654 6,765 2,837 22+150 10,895 6,006 2,791 22+175 10,353 5,464 2,748 22+200 10,393 5,504 2,751 22+225 10,884 5,995 2,790 22+250 10,558 5,669 2,765 22+275 11,135 6,246 2,807 22+300 11,320 6,431 2,819 22+325 11,575 6,687 2,833 22+350 11,772 6,883 2,843