## PERCEPATAN KONSOLIDASI PADA TANAH LUNAK DENGAN MENGGUNAKAN PREFABRICATED VERTICAL DRAIN (PVD)

## ANALYSIS OF CONSOLIDATION ACCELERATION ON SOFT SOILS USING PREFABRICATED VERTICAL DRAIN (PVD)
1 Juniarso, 2 Andi Asnur Pranata M. H., 3 Ellysa, 4 Tri Handayani, 5 Asri Wulan . 1 Jurusan Teknik Sipil Universitas Gunadarma dan juniarso@staff.gunadarma.ac.id
2 Jurusan Teknik Sipil Universitas Gunadarma dan andiforjournal@gmail.com
3 Jurusan Teknik Sipil Universitas Gunadarma dan ellysa@staff.gunadarma.ac.id
4 Jurusan Teknik Sipil Universitas Gunadarma dan t_handayani@staff.gunadarma.ac.id
5 Jurusan Teknik Sipil Universitas Gunadarma dan asriwulan210@gmail.com

## Abstrak
Konstruksi  diatas  tanah  lunak  menjadi  hal  yang  penting  untuk  dipertimbangkan,  salah  satu problemnya  adalah  masalah  penurunan.  Penurunan  konsolidasi  yang  terjadi  membutuhkan waktu  yang  cukup  lama,  hal  ini  bisa  menyebabkan  kegagalan  konstruksi  yang  ada  diatasnya akibat penurunan kostruksi timbunan. Maksud dari penelitian ini adalah melakukan perhitungan penurunan  pada  tanah  lunak  tersebut  secara  alami  dan  dengan  menggunakan  Prefabricated Vertical Drain (PVD). PVD berfungsi sebagai alat untuk mempercepat proses penurunan agar waktu  penurunan  dapat  lebih  cepat  tercapai.  Lokasi  reaktivasi  stasiun  gunung  putri  terletak diatas tanah lunak berdasarkan Bore Hole 4. Perhitungan penurunan menggunakan PVD dengan pola  segitiga  mengacu  pada  metode  Hansbo.  Derajat  konsolidasi  yang  diinginkan  pada perhitungan  ini  mengacu  pada  derajat  konsolidasi  90%.  Dari  hasil  perhitungan    konsolidasi tanpa PVD didapat penurunan 0,39 m  dengan waktu 26,89  bulan. Dengan menggunakan PVD pola segitiga perhitungan waktu penurunan untuk jarak 2 m selama 42 hari.
Kata Kunci: stasiun, penurunan, konsolidasi, Prefabricated Vertical Drain (PVD).

## Abstract
Construction on soft ground is an important issue to consider, one of the problems is settlement. The  consolidation  settlement  that  occurs  takes  a  long  time,  this  can  cause  the  failure  of  the overlying construction due to the settlement of the embankment construction. The purpose of this research is to calculate the settlement of soft soil naturally and by using Prefabricated Vertical Drain (PVD). PVD serves as a tool to accelerate the settlement process so that the settlement time can be achieved faster. The Gunung Putri station reactivation site is located on soft ground based on Bore Hole 4. The calculation of settlement using PVDs with triangular patterns and different  distances  refers  to  the  Hansbo  method.  The  desired  degree  of  consolidation  in  this calculation  refers  to  the  90%  degree  of  consolidation.  From  the  results  of  the  consolidation calculation without PVDs, a settlement of 0.39 m was obtained with a time of 26.89 months. By using triangular pattern PVD, the calculated settlement time for 2 m spacing is 42 days.
Keywords: runway, settlement, consolidation, Prefabricated Vertical Drain (PVD).

## PENDAHULUAN
Pada penelitian ini berdasarkan rencana reaktivasi  pada  stasiun  gunung  yang  tidak aktif.  Dalam  rangka  mendukung  rencana tersebut, akan dilaksanakan penyusunan Detail Engineering Design (DED) Bangunan Operasional Stasiun KA dan Fasilitas Integrasi
di  Kawasan  Stasiun  Gunung  Putri.  Salah satunya  adalah  rencana  pembangunan  track yang  akan  dikonstruksi  pada  tanah  lunak. Tanah  lunak  merupakan  jenis  tanah  yang kurang  baik  dalam  suatu  konsruksi.  Kendala yang  timbul  dari  pembangunan  konstruksi ditanah  lunak  yaitu  penurunan  tanah  yang
besar  dalam  waktu  yang  lama  sehingga mengganggu konstruksi diatasnya.
Pada  umumnya  teknik  percepatan penurunan dengan cara mengeluarkan air pori pada tanah dengan cepat dibandingkan proses konsolidasi secara alami. Untuk itu diperlukan percepatan  penurunan,  salah  satunya  adalah dengan  menggunakan Prefabricated  Vertical Drain (PVD).
Prefabricated  Vertical  Drain (PVD) merupakan  salah  satu  metode  penyelesaian pada  masalah  geoteknik  dimana  dengan Prefabricated  Vertical  Drain (PVD)  tersebut pengaliran  air  pori  dapat  dilakukan  secara hosriontal  dan  vertikal  sehingga  proses penurunan tanah dapat dipercepat.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penulisan  ini  dilakukan  berdasarkan data  primer  yang  dilakukan  dilokasi  stasiun gunung  putri  khususnya  pada  lokasi  rencana jalan  rel  dengan  melakukan Standar Penetrastion  Test (SPT)  dilapangan  serta mengambil  sampel disturb dan undisturb
untuk diuji dilaboratorium untuk mendapatkan parameter  –  parameter  tanah  yang  akan digunakan sebagai pameter desain. Menganalisis  pemampatan  yang  terjadi  pada lokasi rencana. Analisis pemampatan didapatkan  dari  data  boring  log.  Analisa percepatan  konsolidasi  dengan  menggunakan metode Prefabricated  Vertical  Drain (PVD) yang  meliputi  jarak  PVD,  kedalaman  PVD, waktu  proses  pemampatan  akibat  PVD. Metode  perhitungan  spasi  yang  digunakan yaitu  Metode  Hansbo.  Metode  Hansbo menunjukkan  peningkatan  jarak  spasi  yang diiringi oleh peningkatan waktu konsolidasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan  terhadap  penurunan  dan waktu konsolidasi berdasarkan data uji tanah Bore Hole 4 yang telah dilakukan dilapangan dan dilaboratorium karena pada titik tersebut kedalaman  tanah  lunak  dianggap  mewakili area yang dikaji dan mempunyai kedalaman 6
m.  Teori  terzaghi  akan  digunakan  untuk menganalisa  penurunan  dan  waktu  yang dibutuhkan untuk mencapai derajat konsolidasi 90%. a.

## Analisa Besar Penurunan Tanah Alamiah
Adapun data hasil dari pengujian tanah Bore Hole 4 adalah sebagai berikut : Indeks Pemampatan Cc = 0,32 Tebal Lapisan Terkonsolidasi = 6 m Tinggi Timbunan Pre – Loading = 2,5 Berat Jenis Tanah Asli = 15,37 kN/m 3
Berat Jenis Tanah Timbunan = 18 kN/m 3
Void  Ratio sebelum  Pembebanan  eo = 1,54 Tegangan Efektif Overburden Po = 16,11 kN/m 2
Besar Tegangan Akibat Timbunan D P = 45 kN/m 2
Koefisien Konsolidasi Cv = 0,03780 m 2 /hari maka  penurunan  konsolidasi  primer akibat  beban  timbunan  berdasarkan rumus berikut adalah :
(1)
S = 0,390 m

## b. Waktu Konsolidasi Alamiah
Pada  tanah  yang  tidak  dikonsolidasi dengan  PVD,  pengaliran  yang  terjadi hanyalah vertikal saja dan Hdr adalah 0,5  x  tinggi  tanah  terkonsolidasi, sehingga  berdasarkan  rumus  berikut waktu  untuk  mencapai  penurunan seperti diatas dengan derajat konsolidasi 90% adalah :
(2)
Po Po P H e Cc S o + D + = log 1 Cv H Tv t dr 2 . =
t  = 26,89 bulan berikut adalah tabel penurunan dengan derajat  konsolidasi  yang  berbeda  – beda. Pada tabel 1 menunjukkan waktu konsolidasi  terlama  sebesar  26,89 bulan untuk derajat konsolidasi sebesar 90%.

## c. Perhitungan Dengan

## Menggunakan Prefabricated
Vertical Drain (PVD)
Metode  perhitungan  analisa  waktu penurunan tanah dengan Prefabricated Vertical  Drain (PVD)  diperkenalkan oleh  Hansbo  (1981).  Adapun  tahapan perhitungannya  adalah  mengikuti urutan berikut :
Perhitungan Nilai Koefisien Konsolidasi Horisontal (Ch) Ch  = (1,2 - 3) x Cv (3) Ch  = 33,151 m 2 /tahun

## Perhitungan  Derajat  Konsolidasi
Vertikal (Uv)
Untuk menghitung derajat konsolidasi total sebelumnya dilakukan perhitungan derajat konsolidasi
vertikal  yang  dirumuskan  sebagai berikut :
(4)
Untuk perhitungan perhitungan dengan waktu  10  hari  atau  0,025  tahun diperoleh  nilai  derajat  konsolidasi vertikal (Uv) = 0,233.

## Perhitungan Faktor Waktu Radial / Horisontal (Tr)
Untuk pemasangan PVD dengan jarak spasi 2 m. Diameter hidrolis (De) untuk pola segitiga adalah 1,05 x spasi maka didapat  diameter  hidrolis  2,1  m.  Jika digunakan lebar PVD (a) adalah 10 cm dan  tebal  PVD  (b)  yang  digunakan adalah  0,5  cm.  Sedangkan  diameter PVD  (dw)  mempunyai  rumusan sebagai berikut :
(5) Sehingga didapat dw adalah 6,68 cm. Tabel 1. Waktu Konsolidasi dan Derajat Konsolidasi Uv Tv Cv Hdr t t t S % m2/hari m hari bulan tahun (cm) 0 0,000 0,037843 6 0,00 0,00 0 0 10 0,008 0,037843 6 7,47 0,25 0,02 -3,90 20 0,031 0,037843 6 29,87 1,00 0,08 -7,80 30 0,071 0,037843 6 67,21 2,24 0,19 -11,70 40 0,126 0,037843 6 119,48 3,98 0,33 -15,60 50 0,196 0,037843 6 186,69 6,22 0,52 -19,51 60 0,286 0,037843 6 272,33 9,08 0,76 -23,41 70 0,403 0,037843 6 383,22 12,77 1,06 -27,31 80 0,567 0,037843 6 539,52 17,98 1,50 -31,21 90 0,848 0,037843 6 806,70 26,89 2,24 -35,11
179 . 0 8 , 2 4 1 4 ÷ ÷ ø ö ç ç è æ ÷ ø ö ç è æ + = p p Tv Tv Uv ( ) 2 b a d w + =
Perhitungan  Derajat  Konsolidasi Radial / Horisontal (Ur) Dengan mempertimbangkan efek
smear  maka  dapat  dihitung  derajat konsolidasi  radial  /  horisontal  (Ur)
dengan formula berikut :
(6)
Sedangkan  untuk  menghitung  waktu horisontal  (Tr)  menggunakan  formula berikut :
(7)
Sehingga diperoleh derajat konsolidasi horisontal / radial (Ur) adalah 0,33.

## Perhitungan  Derajat  Konsolidasi Total (U)
Berdasarkan  hasil  perhitungan  untuk derajat  konsolidasi  radial  dan  vertikal
maka  dapat  ditentukan  perhitungan derajat konsolidasi total (U) :
U = 1 – (1 – 0,031) x (1 – 0,02) U = 0,487

## Perhitungan  Besar  Konsolidasi  (Sc) Pada Waktu Ke n
Untuk  contoh  perhitungan  waktu konsolidasi  10  hari  dapat  dihitung seperti berikut :
Sc = U x S total (9) Sc = 0,19 m Sedangkan untuk resume hasil perhitungan  dengan  berbagai  waktu sampai  tercapai  derajat  konsolidasi 90%  dengan  pola  pemasangan  PVD segitiga  dan  spasi  2  m  ditampilkan dalam tabel 2
Tabel 2. Perhitungan Penurunan dengan Derajat Konsolidasi 90% untuk Pola
Pemasangan PVD Segitiga dengan Spasi 2m t t Uv 1 - Uv Tr Ur 1 - Ur U % S tahun hari m 0,000 0 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,003 1 0,073 0,927 0,021 0,039 0,961 0,109 -0,043 0,005 2 0,103 0,897 0,041 0,076 0,924 0,172 -0,067 0,008 3 0,127 0,873 0,062 0,112 0,888 0,225 -0,088 0,011 4 0,146 0,854 0,082 0,147 0,853 0,271 -0,106 0,014 5 0,164 0,836 0,103 0,180 0,820 0,314 -0,122 0,016 6 0,179 0,821 0,124 0,212 0,788 0,353 -0,138 0,019 7 0,194 0,806 0,144 0,242 0,758 0,389 -0,152 0,022 8 0,207 0,793 0,165 0,272 0,728 0,422 -0,165 0,025 9 0,220 0,780 0,185 0,300 0,700 0,454 -0,177 0,027 10 0,231 0,769 0,206 0,327 0,673 0,483 -0,188 0,030 11 0,243 0,757 0,227 0,353 0,647 0,510 -0,199 0,033 12 0,253 0,747 0,247 0,378 0,622 0,536 -0,209 0,036 13 0,264 0,736 0,268 0,403 0,597 0,560 -0,219 0,038 14 0,274 0,726 0,288 0,426 0,574 0,583 -0,227 0,041 15 0,283 0,717 0,309 0,448 0,552 0,604 -0,236 0,044 16 0,293 0,707 0,330 0,470 0,530 0,625 -0,244 0,047 17 0,302 0,698 0,350 0,490 0,510 0,644 -0,251 0,049 18 0,310 0,690 0,371 0,510 0,490 0,662 -0,258
÷ ø ö ç è æ - - = F Tr Ur 8 exp 1 2 . de t Ch Tr = (1−𝑈)=(1−𝑈𝑣)𝑥(1−𝑈𝑟) (8)
0,052 19 0,319 0,681 0,391 0,529 0,471 0,679 -0,265 0,055 20 0,327 0,673 0,412 0,547 0,453 0,695 -0,271 0,058 21 0,335 0,665 0,432 0,565 0,435 0,711 -0,277 0,060 22 0,343 0,657 0,453 0,582 0,418 0,725 -0,283 0,063 23 0,351 0,649 0,474 0,598 0,402 0,739 -0,288 0,066 24 0,358 0,642 0,494 0,614 0,386 0,752 -0,293 0,068 25 0,366 0,634 0,515 0,629 0,371 0,764 -0,298 0,071 26 0,373 0,627 0,535 0,643 0,357 0,776 -0,303 0,074 27 0,380 0,620 0,556 0,657 0,343 0,787 -0,307 0,077 28 0,387 0,613 0,577 0,670 0,330 0,798 -0,311 0,079 29 0,394 0,606 0,597 0,683 0,317 0,808 -0,315 0,082 30 0,401 0,599 0,618 0,695 0,305 0,817 -0,319 0,085 31 0,407 0,593 0,638 0,707 0,293 0,826 -0,322 0,088 32 0,414 0,586 0,659 0,719 0,281 0,835 -0,326 0,090 33 0,420 0,580 0,680 0,730 0,270 0,843 -0,329 0,093 34 0,426 0,574 0,700 0,740 0,260 0,851 -0,332 0,096 35 0,433 0,567 0,721 0,750 0,250 0,858 -0,335 0,099 36 0,439 0,561 0,741 0,760 0,240 0,865 -0,338 0,101 37 0,445 0,555 0,762 0,769 0,231 0,872 -0,340 0,104 38 0,451 0,549 0,783 0,778 0,222 0,878 -0,343 0,107 39 0,456 0,544 0,803 0,787 0,213 0,884 -0,345 0,110 40 0,462 0,538 0,824 0,795 0,205 0,890 -0,347 0,112 41 0,468 0,532 0,844 0,803 0,197 0,895 -0,349 0,115 42 0,474 0,526 0,865 0,811 0,189 0,900 -0,351 0,118 43 0,479 0,521 0,886 0,818 0,182 0,905 -0,353 0,121 44 0,485 0,515 0,906 0,825 0,175 0,910 -0,355
Gambar 1. Grafik penurunan derajat konsolidasi 90% dengan pola segitiga dan spasi
2m. Dari  hasil  perhitungan  konsolidasi secara  alamiah  untuk  mencapai  derajat konsolidasi 90% diperlukan waktu 42 tahun.
Dengan mengggunakan PVD waktu
penurunan  berdasarkan  hasil  perhitungan untuk mencapai derajat 90% diperoleh waktu
yang  cukup  cepat  dengan  perbedaaan  waktu yang signifikan. Untuk lebih detail dari total waktu  penurunan  akan  ditampilkan  dalam gambar  1.  Pada  gambar  1  menunjukkan bahwa  grafik  untuk  mencapai  derajat konsolidasi 90% dibutuhkan waktu 42 hari.

## SIMPULAN
Dari  hasil  penulisan  ini  maka  dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dari hasil perhitungan didapat
perhitungan penurunan tanah tanpa PVD adalah  0,39  m  sedangkan  waktu  yang dibutuhkan  untuk  mencapai  derajat konsolidasi 90% adalah 26,89 bulan.
2. Hasil  perhitungan  dengan  PVD  didapat waktu  penurunan  untuk  mencapai derajat 90 % adalah untuk pola segitiga dengan jarak spasi 2 m waktu penurunan yang  dibutuhkan  adalah  42  hari  atau 0,115 tahun.

## DAFTAR PUSTAKA
Das, (1993), Mekanika Tanah: Prinsip-Prinsip Rekayasa  Geoteknis,  Jilid  I,  Erlangga, Jakarta.
Hardiyatmo,  (1992),  Mekanika  Tanah  1  –  2,
Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Natural  Resources  Conservation  Service (NRCS), 2004, Vertical Drain Code No. 630.
Pasaribu, H.,T dan Iskandar, R., (2012), Tugas Akhir:  Analisa  Penurunan  Pada  Tanah Lunak  Akibat  Timbunan  (Studi  Kasus Runway  Bandara  Medan  Baru),
Universitas Sumatra Utara.
Sosrodarsono,  S.,Nakazawa,  K.,  (2000),
Mekanika  Tanah  dan  Teknik  Pondasi,
Pradnya Paramita, Jakarta.
Badan  Standarisasi  Nasional,  2020,  SNI 8460:2017  Persyaratan  Perancangan Geoteknik, Jakarta.
Djarwanti, Noegroho, dkk, 2015, “Kompirasi Nilai  Daya  Dukung  Tiang  Tunggal Pondasi  Bor  Menggunakan  Data  SPT dan  Hasil  Loading  Test  pada  Tanah Granuler”,Jurnal  Matriks  Teknik  Sipil Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Hardiyatmo,  Hary  Christady,  2014,  Analisis dan  Perancangan  Fondasi  I,  Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Hardiyatmo,  Hary  Christady,  2015,  Analisis dan  Perancangan  Fondasi  II,  Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Surendro,  Dr.  Bambang,  2015,  Rekayasa Fondasi, Graha Ilmu, Yogyakarta.
Muis  Abdul,  2019,  Perbaikan  Tanah  Dengan Kombinasi  Metode  Preloading  Dan Prefabricated  Vertical  Drain  Pada Daerah  Sekitar  Jembatan  Tabalong Kalimantan  Selaan,  Prosiding  Seminar Nasional  “Inovasi  dan  Integrasi  dalam
Perkembangan Infrastruktur, Universitas Gunadarma, Jakarta.