E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 3 Maret 2022

## EFEKTIFITAS RASIO KOEFISIEN HORIZONTAL KONSILIDASI (Ch) PADA PREFABRICATED VERTICAL DRAIN (PVD)

## Muhammad Zaki, Nanda Wahyu Wicaksana
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Trisakti, Jakarta Indonesia Email: m.zaki@trisakti.ac.id, nandawahyuw@gmail.com

## Abstrak
Tanah lempung dengan konsistensi lunak sampai sangat lunak merupakan material yang  mempunyai  agregat  atau  partikel-partikel  yang  berukuran  mikroskopik  dan submikroskopik  yang  memiliki  ukuran  <  0,002  mm,  berbutir  halus,  dan  akan mengeras  dalam  keadaan  kering  yang  berasal  dari  pembusukan  kimiawi  unsur- unsur penyusun bantuan serta mempunyai ciri-ciri berupa bersifat plastis, kadar air sedang  sampai  besar,  permeabilitas  yang  sangat  rendah  dan  mempunyai  nilai compresibilitas  yang  besar.  Tanah  lempung  yang  dengan  volume  pori  yang  besar akan  mengakibatkan  tanah  mempunyai  berat  isi,  sudut  geser  yang  kecil  sehingga menyebabkan daya dukung yang rendah dan mempunyai penurunan yang besar dan lama  akibat  terdisipasi  air  pori  terhadap  beban  yang  diterima.  Penurunan  yang terjadi  dalam  waktu  yang  lama  pada  lapisan  tanah  lempung  lunak    sehingga memerlukan  perbaikan  tanah  dengan  menggunakan  Prefabricated  Vertical  Drain (PVD)  yang  dikombinasikan  dengan  preloading  agar  mempercepat  waktu konsolidasi.  Japan  Road  Association  (JRA,  1986)  memberikan  penambahan  nilai beban traffic (lalu lintas) dengan diperhitungkan sebagai beban merata dilihat dari tinggi  timbunan,  Hansbo  (1979)  memberikan  teori  tentang  analisa  penggunaan PVD  sebagai  perbaikan  tanah  adapun  data  yang  dipakai  dalam  analisa  ini  adalah nilai  NSPT  (Nilai  Standart  Penetration  Test)  tidak  terkoreksi,  coefisien  horizontal konsolidasi  (Ch)  berkisar  2  –  4  dan  penambahan  beban  dengan  dan  tanpa  traffic =2,5 t/m2. Hasilnya penurunan yang terjadi tanpa PVD sebesar 0,926 meter tanpa beban  traffic  dan  dengan  beban  traffic  sebesar  1,128  meter.  Pada  perhitungan menggunakan  Prefabricated  Vertical  Drain  (PVD)  didapatkan  yang  paling  efesien dengan  coefisien  horizontal  konsolidasi  (Ch)  =  4Cv  dengan  penurunan  berkisar 0,926  meter  tanpa  beban  traffic  dengan  waktu  penurunan  yang  bervariatif  sesuai dengan jarak spasi pemasangan PVD yaitu S100cm = 2 bulan, S150cm = 4 bulan. S200cm = 8 bulan, S250cm = 13 bulan, S300cm = 19 bulan, S350cm = 27 bulan, S400cm  =  36  bulan,  S450cm  =  46  bulan,  dan  S500cm  =  58  bulan.  Adapun penurunan  yang  terjadi  dengan  menggunakan  beban  traffic    berkisar  1,128  meter yaitu,  S100cm  =  2  bulan,  S150cm  =  5  bulan.  S200cm  =  10  bulan,  S250cm  =  15 bulan, S300cm = 23 bulan, S350cm = 32 bulan, S400cm = 43 bulan, S450cm = 55 bulan, dan S500cm = 70 bulan
Kata  Kunci :  Konsolidasi,  Penurunan  Tanah,  Prefabricated  Vertical  Drain  (PVD), coefisien horizontal consolidasi (Ch), preloading

## Abstract
Clay  soil  with  a  soft  to  very  soft  consistency  is  a  material  that  has  aggregates  or particles that are microscopic and submicroscopic in size that have a size of < 0.002 mm, fine grain, and will harden in a dry  state that comes from chemical decay of the  constituent  elements  of  aid  and  has  characteristics  in  the  form  of  plastic, moderate  to  large  water  content,  very  low  permeability  and  has  a  large compressibility value. Clay soil with a large pore volume will cause the soil to have a  content  weight, a  small  shear  angle  that  causes  low  carrying  capacity  and  has a large and long decrease due to the participation of pore water to the load received. The decline that occurs for a long time in the soft clay soil layer requires soil repair by  using  Prefabricated  Vertical  Drain  (PVD)  combined  with  preloading  to accelerate  consolidation  time.  Japan  Road  Association  (JRA,  1986)  provides  an additional traffic load value (traffic) by being calculated as an even load judging by the height of the pile, Hansbo (1979) provides a theory on the analysis of the use of PVD  as  a  land  improvement  while  the  data  used  in  this  analysis  is  the  value  of NSPT  (Standard  Penetration  Test  Value)  is  not  corrected,  horizontal  coefficiency consolidation  (Ch)  ranges  from  2  -  4  and  the  addition  of  load  with  and  without traffic = 2.5 t / m2.The result is a decrease that occurs without PVD of 0.926 meters without  traffic  load  and  with  a  traffic  load  of  1,128  meters.  In  calculations  using Prefabricated  Vertical  Drain  (PVD)  obtained  the  most  efficient  with  consolidated horizontal coefficiency (Ch) = 4Cv with a decrease of 0.926 meters without traffic load  with  a  varying  decrease  time  in  accordance  with  the  distance  of  PVD installation  space  that  is  S100cm  =  2  months,  S150cm  =  4  months.  S200cm  =  8 months,  S250cm  =  13  months,  S300cm  =  19  months,  S350cm  =  27  months, S400cm  =  36  months,  S450cm  =  46  months,  and  S500cm  =  58  months.  The decrease  that  occurs  by  using  traffic  loads  ranges  from  1,128  meters,  namely, S100cm  =  2  months,  S150cm  =  5  months.  S200cm  =  10  months,  S250cm  =  15 months,  S300cm  =  23  months,  S350cm  =  32  months,  S400cm  =  43  months, S450cm = 55 months, and S500cm = 70 months
Keywords: Consolidation, Land Subsidence, Prefabricated Vertical Drain (PVD), coefficiency horizontal consolidation (Ch), preloading

## Pendahuluan
Tanah  adalah  suatu  material  yang  merupakan  gabungan  dari  mineral  padat  serta bahan  organik  lainnya  yang  terbentuk  secara  alami  oleh  pelapukan  dari  batuan  pada permukaan  bumi.  Selain  partikel  padat,  terdapat  pula  ruang  kosong  atau  rongga  antar partikel  yang  disebut  pori-pori  tanah  yang  didalamnya  terkandung  air  serta  udara. (Verhoef  et  al.,  1994) menerangkan  tentang  tanah  yang  memiliki  berbagai  macam karakteristik nilai kohesi mulai dari tanah berbutir kasar  (cohessionless), tanah berbutir halus  (cohesive),  dan  tanah  campuran.  Pada  tanah    lempung  perkerjaan  konstruksi membutuhkan perlakuan yang khusus dikarenakan tanah lempung memiliki kandungan air  yang tinggi,  permeabilitas  yang  rendah,  dan  nilai  kompresibilitas  yang  besar  yang mengakibatkan  air  pori  tanah  sulit  keluar,  ketika  tanah  lempung  tersebut  diberi  beban diatasnya maka tanah tersebut perlahan akan mengalami penurunan.
Dengan menggunakan sistem pemasangan prefabricated vertical drain (PVD). Hal ini  dilakukan  supaya  ketika  sudah  berjalan  pembangunan  maka  tanah  sudah  mencapai kondolidasi atau penurunan yang maksimal.
1. Parameter Tanah
Untuk  melakukan  analisis  nilai  penurunan  yang  terjadi  dengan prefabricated vertical drain (PVD) maka diperlukan parameter-parameter berupa jarak spasi PVD, data lapangan, data laboratorium berupa data bor log (standart penetration test) , soil properties,  soil  engineering,  konsistensi,    jenis,  sifat,  dan  pembebanan  yang direncakanan.  Pendekatan  korelasi  parameter  tanah  yang  akan  dianalisis  mengacu pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1
Nilai Nspt pada Tanah Kohesif
(Sumber: J. E. Bowles, 1984)(Chairani, 2020)

## Tabel 2

## Korelasi Empiris Parameter Tanah

## 2. Tegangan Dalam Tanah
Tegangan dalam tanah dapat disebabkan oleh beban yang bekerja pada tanah, beban  tersebut  dapat  merupakan  beban  tanah  itu  sendiri  ( overburden pressure ) maupun  tegangan  akibat  beban  luar  yang  diberikan  secara  vertikal  pada  tanah. Tegangan  tersebut  terdiri  dari  tegangan  normal  total  (σ),  tegangan  air  pori  (u), tegangan efektif (σ’), dan tegangan akibat beban luar ( )
3. Penurunan Tanah
Penurunan  terbagi  menjadi  dua,  yaitu  penurunan  seketika  ( immediate settlement )  dan  penurunan  konsolidasi  ( consolidation  settlement ).  Untuk  penurunan konsolidasi  terdapat  beberapa  kasus  dalam  perhitungan  penurunannya.  Terdapat normal konsolidasi yang dirumuskan seperti.
Tanah Kohesif N (blows) < 4 4-6 6-15 16-25 >25 γsat (kN/m3 ) 14-18 16-18 16-18 16-20 >20 Cu (kPa) <25 20-50 30-60 40-200 >200 Konsistensi Sangat Lunak Lunak Sedang Keras Sangat Keras

## (1)
Sedangkan untuk tanah yang mengalami over consolidated menggunakan persamaan sebagai berikut:
Bila (2) Bila
(3)
Keterangan:
S c = Besar penurunan tanah akibat konsolidasi primer (m)
H = Tebal lapisan tanah compressible (m)
0 = Angka pori
C c = Indeks pemampatan tanah C s = Indeks pemampatan kembali = Penambahan tegangan (kN/m 2 )
Untuk melihat berapa lama waktu dalam penurunan tanah maka di hitung menggunakan persamaan sebagai berikut :
(4)
Dimana :
t =Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan konsolidasi (detik)
T v = Faktor waktu
C v = Koefisien konsolidasi arah vertikal H dr = Jarak air pori di lapisan tanah untuk mengalir keluar (m)
4. Prefabricated vertical drain (PVD)
Prefabricated vertical drain (PVD) merupakan salah satu metode dimana saluran buatan dipasangkan secara vertical pada tanah lunak. Pelaksanaan di lapangan dengan menggunakan  metode  ini  dikombinasikan  dengan  metode preloading ,  dengan mendapatkan  waktu  terpendek  selama  konsolidasi  berlangsung.  Pada  kedua  (ke-2) metode ini dilakukan dengan memberikan beban timbunan tanah pada tanah yang telah diberi berupa prefabricated vertical drain (PVD) .
(Hansbo,  1979) telah  melakukan  pengembangan  terhadap  teori  sebelumnya dengan memperhatikan spesifikasi PVD dan juga efek instalasi atau pemasangan PVD, dapat dilihat pada Persamaan 5 sampai dengan Persamaan 10:
(5)
Dimana:
(6)
(7) (8) (9)
(10)
Keterangan:
F(n)  =  Faktor jarak vertical drain
=   Faktor gangguan
= Faktor hambatan air
k h = Permeabilitas horizontal zona tak terganggu
k s = Permeabilitas horizoltal zona terganggu
d s = (1,5 – 3) dw, Diameter zona terganggu (m)
z  = Kedalaman z, ujung PVD (m)
L  = Panjang  PVD  ketika  aliran  air  mengalir  keluar  melalui  kedua ujung  dan  dua kali  panjang  PVD  ketika  air  mengalir  keluar  hanya  melalui  salah  satu ujung (m)
q w
= Kapasitas air ekivalen PVD (m 3 /tahun) 5. Beban Lalu Lintas (Q traffic )
Pada  analisa  penurunan  tanah  dilakukan  dengan  menambahkan  beban  lalu lintas  ( traffic ),  dikarenakan  menjadi  salah  satu  penyebab  penurunan  pada    tanah.
Japan  Road  Association (Christensen,  Horn,  &  Johnson,  2011) memberikan masukan  dalam  analisa  perhitungan  penurunan  dengan  menambahkan  nilai  beban traffic sebagai beban merata  sebesar Q traffic = 2,5 ton/m 2 dengan asumsi intensitas traffic adalah konstan. Gambar 1 merupakan hubungan antara tebal timbunan dengan intensitas beban yang sesuai dengan beban traffic (Christensen et al., 2011).
Gambar 1
Hubungan antara tebal timbunan dengan intensitas beban yang bersesuaian dengan beban traffic (JRA, 1986).

## Metode Penelitian
Pada penelitian ini menggunakan beberapa materi pendukung dari sumber seperti jurnal,  buku,  dan  hasil  penelitian  terdahulu  yang  membantu  dalam  pengerjaan  analisis ini.  Pada  penggolahan  data  menggunakan  data  sekunder  berupa  data  lapangan  dan laboratorium yaitu data Bor Log, Soil Properties dan Soil Engineering. Metode analisis dengan  menggunakan  data  N-SPT,  Soil  Properties  dan  Soil  Engineering  kemudian dilakukan korelasi atau pendekatan untuk mendapatkan data parameter tanah yang akan dianalisis.  Pada  analisa  perhitungan  penurunan  menggunakan  Teori  Hansbo  (1979) dengan  menggunakan  model  grid  segitiga  dengan  jarak  spasi  antara  1  meter  sampai  5 meter  dengan  analisa  menggunakan  dengan  dan  tanpa  PVD  (Prefabricated  vertical drain) serta menganalisa tanpa dan dengan beban traffic (Qtraffic) sebesar 2,5 ton/m2, dengan  perhitungan  yang  sama  dihitung  efektivitas  penggunaan  rasio  koefisien horizontal konsolidasi (Ch) antara 2 sampai dengan 4.

## Hasil dan Pembahasan
Pada analisa perhitungan penurunan  tanah dengan dan tanpa PVD ( Prefabricated vertical  drain) menggunakan  data  parameter  tanah  yang  didapatkan  dengan menggunakan  korelasi  atau  pendekatan  yang  tidak  didapatkan  di  data  sekunder.  Data soil  properties  dan  soil  engineering  didapatkan  dengan  mengkorelasikan  dari  data lapangan  berupa  data  bor  log  berupa  diskripsi  tanah,  konsistensi  dan  nilai  standart penetration test yang ada. Tabel 3  merupakan pendekatan korelasi data parameter tanah dalam  menganalisa  dan  Gambar  2  adalah  model  yang  dilakukan  dalam  menganlisa perhitungan tersebut.

## Tabel 3 Data Parameter Tanah

## Gambar 2 Permodelan Tanah
Pada hasil perhitungan dalam analisa penurunan tanah tanpa PVD ( Prefabricated vertical  drain) dengan  kondisi  tanpa    beban  lalu  lintas  (Q traffic )  dan  dengan  beban  lalu lintas dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5.
Tabel 4
Penurunan Tanah Tanpa Q traffic

## Tabel 5
Nilai Penurunan Tanah dengan beban traffic (Q traffic )
Dari hasil penurunan diatas maka  dapat digambarkan dalam bentuk grafik sebagai perbandingan antara keduanya dilihat pada Gambar 3.

## Gambar 3 Nilai penurunan tanah tanpa beban traffic ataupun dengan beban traffic
Pada  tahapan  akhir  dalam  analisa  ini  dengan  membandingkan  nilai  koefisien horizontal  (Ch)  terhadap  koefisien  vertikal  (Cv)  yaitu  2  sampai  4,  dimana  untuk  hasil perhitungan  dalam  analisis  perbaikan  tanah  menggunakan  PVD  dengan  perbandingan nilai Ch dan Cv dapat dilihat pada Tabel 6 dan Gambar 4.
Tabel 4
Nilai Perbandingan Pengaruh Koefisien Horizontal Terhadap Waktu Dan Penurunan Tanah Dengan Spasi 200 Cm
Gambar 4
Nilai Perbandingan Pengaruh Koefisien Horizontal Terhadap Waktu Dan Penurunan Tanah

## Kesimpulan
Peritungan  penurunan  tanah  yang  dilakukan  pada  titik  DB.3  menggunakan  data borlog N-SPT. Dalam perhitungan penurunan tanah didapatkan bahwa penurunan total tanpa  beban  traffic  sebesar  =  0,926  meter  dengan  T90  pada  tahun  ke  300  dan  dengan beban traffic sebesar = 1,128 meter dengan T90 pada tahun ke 200.
Dengan  melakukan  perhitungan  waktu  lamanya  penurunan  tanah  dengan Prefabricated  Vertical  Drain  (PVD)  dalam  perhitungan  kali  ini  menggunakan  Teori Hansbo dengan menggunakan grid segitiga dan dengan menggunakan timbunan secara langsung  dengan  beragam  spasi  yaitu  1 meter,  1,5  meter,  2 meter,  2,5  meter,  3 meter, 3,5 meter, 4 meter, 4,5 meter, dan 5 meter. Didapatkan  nilai dengan penurunan paling cepat  yaitu  dengan  menggunakan  Ch=4Cv.  Dengan  nilai  penurunan  dengan  masing  – masing spasi yaitu, S100cm = 2 bulan, S150cm = 4 bulan. S200cm = 8 bulan, S250cm = 13 bulan, S300cm = 19 bulan, S350cm = 27 bulan, S400cm = 36 bulan, S450cm = 46 bulan, dan S500cm = 58 bulan. Dengan mengalami penurunan tanpa beban traffic  yang konstan  di  kedalaman  0,926  meter  dan  dengan  menggunakan  beban  traffic  nilai penurunan dengan masing – masing spasi yaitu, S100cm = 2 bulan, S150cm = 5 bulan. S200cm  =  10  bulan,  S250cm  =  15  bulan,  S300cm  =  23  bulan,  S350cm  =  32  bulan, S400cm = 43 bulan, S450cm = 55 bulan, dan S500cm = 70 bulan. Dengan mengalami penurunan yang konstan sebesar 1,128 meter.
gHasil perhitungan diatas maka dapat disimpulkan bahwa hasil yang paling efektif yaitu dengan menggunakan spasi 150 cm dan pengerjakan pembangunan dapat di mulai pada  waktu  2  bulan.  Karena  pada  waktu  tersebut  sudah  mencapai  T90  nya  dan  pada spasi  tersebut  jika  dibandingan  dengan  spasi  100  cm  tidak  terlalu  jauh  perbedaanya maka dapat mempengurangi dalam pengeluaran pembiayaan.
\

## BIBLIOGRAFI
Chairani,  Priscilla  Azzahra.  (2020).  Perancangan  Efektivitas  Perbaikan  Tanah  Dengan Menggunakan  Metode  Prefabricated  Vertical  Drain. Indonesian  Journal  Of Construction  Engineering  And  Sustainable  Development  (Cesd) , 3 (2),  110. Https://Doi.Org/10.25105/Cesd.V3i2.8553. Google Scholar
Christensen,  Clayton  M.,  Horn,  Michael  B.,    Johnson,  Curtis  W.  (2011). Disrupting Class  How  Disruptive  Innovation  Will  Change  The  Way  The  World  Learns (2nd Ed.). New York: Mcgraw Hill. Google Scholar
Hansbo,  Sven.  (1979).  Consolidation  Of  Clay  By  Bandshaped  Prefabricated  Drains. Ground Engineering , 12 (5). Google Scholar
Verhoef,  Petra,  Hennekens,  Charles  H.,  Malinow,  M.  Rene,  Kok,  Frans  J.,  Willett, Walter C.,  Stampfer, Meir J. (1994). A Prospective Study Of Plasma Homocyst (E) Ine And Risk Of Ischemic Stroke. Stroke , 25 (10), 1924–1930. Google Scholar

## Copyright holder:
Muhammad Zaki, Nanda Wahyu Wicaksana (2022)
First publication right: Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: