## METODE PERBAIKAN TANAH DENGAN JUTE FIBRE DRAIN

## I G.N. Nyoman Wismantara, Komang Agus Ariana
Dosen Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jln Bedugul No. 39, Sidakarya Denpasar Bali, Indonesia Email : wismantara@undiknas.ac.id
ABSTRACT :  Settlement  problems  can  arise  in  construction  of  across  in  soft  soil,  especially  the consolidation problems to need long time, whereas the concretion time to need short time relative. One way of overcoming these problems is the installation of Vertical Jute Fibre Drain in soft soil, it is the mean in order that to be able these drains speed up the consolidation process in the sub soft soil layers. The purpose of this method is to reduce the time required by the pore water to escape from the soil which also get to abbreviate for to reach the consolidation degree 90%, so that the damage of structure and maintenance cost can be reduced.
Keywords : Soft Soil, Consolidation, Soil Improvement

## PENDAHULUAN
Perbaikan tanah lembek merupakan salah satu topik  yang  mendapat  perhatian  dari  para  ahli geoteknik,  mengingat  lahan  yang  tersedia tidak  selalu  dalam  kondisi  mantap  sebagai alas  pondasi,  tetapi  sering  dijumpai  tanah lembek yang relatif tebal.
Namun  demikian  tanah  lembek  ini  dapat diolah dan diperbaiki sifat-sifatnya.
Metode  perbaikan  tanah  yang  sering digunakan,  antara  lain  penggantian  material, pemadatan,  grouting,  perkuatan  tanah  dan vertikal drain.
Dari  metode  yang  telah  disebutkan  di  atas, maka  dalam  tulisan  ini  dikemukakan  sistem vertikal drain di mana bahan media pengaliran air  menggunakan  "jute  fibre  drain"  yang dibuat  dari  bahan  karung  goni  dan  sabut kelapa.  Jute  fibre  drain  ini  berbentuk  pipih yang terdiri dari:
1.  Inti  (core),  yang  berfungsi  sebagai  media saluran  air  dalam  arah  vertikal  ke  atas atau ke bawah, danterdiri dari bahan sabut kelapa yang dianyam.
2.  Pembungkus,  yang  berfungsi  sebagai penahan  (filter)  butiran  tanah  agar  tidak memasuki  celah-celah  intl,  tetapi  bersifat meloloskan  air.  Pembungkus  yang  terdiri
dari  karung  goni  (Jute  fibre  drain)  ini tertanam  dalam  tanah  dan  berfungsi sebagai  media  pengaliran  air  yang  akan keluar  dari  pori  tanah  pada  waktu  proses konsolidasi.
Cepat  atau  lambatnya  proses  konsolidasi tergantung  dari  kelulusan  tanah  untuk mengalirkan  air,  besarnya  tekanan  yang diberikan dan jarak tempuh air untuk keluar. Disini  salah  satu  usaha  untuk  mempercepat konsolidasi  adalah  dengan  memperpendek jarak  tempuh  terhadap  air  yang  akan  keluar dari dalam tanah.
Dengan menempatkan 'jute fibre drain’ secara vertikal  kedalam  tanah  lembek,  dengan  jarak tertentu,  maka  air  akan  mengalir  lebih  cepat melalui media ini.

## JUTE FIBRE DRAIN
"Jute fibre drain" ini terbuat dari bahan karung goni  dansabut  kelapa  di  mana  karung  goni tersebut  dilipat  dan  dijahit  ke  arah  vertikal sebanyak  3  baris  jahitan  sehingga  terdapat  4 jalur yang dlisi dengan tali serabut kelapa.
Untuk  mengetahui  kemampuan  tekniknya yang  meliputi  kekuatan  tarik,  permeabilitas dan  dimensi  dari  fibre  drain,  maka  telah
dilakukan pengujian di laboratorium. Penampang  Jute  Fibre  Drain  dapat  dilihat pada Gambar 1.
1.  Bagian luar (pembungkus).
-  Bahan :  karung gonl -  Diameter :  1,50-2,00 mm -  Anyaman :  3  benang  ganda  dan 3 benang tunggal -  Berat :  600-650 gr/m 2 2.  Core (inti) -  Bahan :  Sabut kelapa -  Ukuran :  diameter 3-6 mm 3.  Fibre drain -  Komponen :  2  lapis  pembungkus yang  mengelilingi  4 batang inti dengan 3 jahitan yang ke arah memanjang. -  Lebar :  80 mm -  Tebal :  8 mm – 10 mm -  Berat :  3000-3300 gr/m2 -  Kelulusan horizontal :  Lebih dari 10 cm/sec -  Kelulusan vertikal :  Lebih dari 10 cm/sec untuk tekanan  keliling  di atas 330 kN/m2 -  Kuat tarik :  500 kg/80 mm lebar pada 27% longitudinal -  Volume yang kosong :  50-60%

## PROSES KONSOLIDASI
Untuk  mempercepat  proses  konsolidasi  agar waktu  konsolidasi  menjadi  lebih  singkat, maka dapat dilakukan beberapa cara yaitu :

## 1.  Pembebanan sementara
Dengan  adanya  beban  yang  ditempatkan di  atas  tanah  yang  terkonsolidasi,  hal  ini berarti  akan  menambah  tegangan  dalam tanah, sehingga mengakibatkan keluarnya
air  dari  pori  tanah.  Apabila  proses konsolidasi  tanah  mencapai  derajat  yang diharapkan,  begitu  juga  penurunan,  maka beban  tadi  dapat  dihilangkan  sehingga penurunan yang tersisa akan lebih kecil.

## 2.  Vertikal drain
Dengan  memasang  vertical  drain  dengan jarak relatif berdekatan,
maka pengeluaran  air  akan  lebih  cepat,  karena melalui vertical drain ini. Air yang keluar dari  dalam  tanah  akan  menempuh  jarak yang  pendek  sewaktu  proses  konsolidasi akibat adanya beban.
Bila  vertical  drain  ini  ditambahkan  pada lapisan  tanah  yang  lebih  dalam  dan mencapai  lapisan  pasir  yang  beradadi bawah  tanah  yang  akan  terkonsolidasi, maka pengaliran air akan lebih cepat.
3.  Kombinasi  vertikal  drain  dan  beban sementara
Proses konsolidasi dan besarnya
penurunan,  akan  dicapai  lebih  cepat  lagi yaitu  dengan  mengkombinasikan  antara vertical drain dan pembebanan sementara. Hal  ini  dapat  dilihat  pada  Gambar  2.

## TELSINAS

## PERHITUNGAN VERTICAL DRAIN

## 1.  Penentuan Waktu Konsolidasi
Untuk mendapatkan sejauhmana vertikal drain terhadap proses konsolidasi maka  dapat  digunakan  teori  Kjellman. Metode  ini  berdasarkan  pada  anggapan bahwa  vertical  drain  yang  ditempatkan secara  teratur,  akan  mengalirkan  air  dari daerah  sekelilingnya  sepanjang  vertical drain itu berada.
Anggapan lain adalah bahwa penambahan beban  akan  disebarkan  melalui yang  terkonsolidasi,  dan  air  akan  keluar dari  dalam  tanah  secara  horizontal  drain yang terdekat.
Teori Kjellman : t = 1 ln Ch 8 .α D 2
e-ISSN 2621-5276 (online) PERHITUNGAN VERTICAL DRAIN.

## Penentuan Waktu Konsolidasi
Untuk mendapatkan sejauhmana pengaruh vertikal drain terhadap proses konsolidasi maka  dapat  digunakan  teori  Kjellman. Metode  ini  berdasarkan  pada  anggapan bahwa  vertical  drain  yang  ditempatkan secara  teratur,  akan  mengalirkan  air  dari daerah  sekelilingnya  sepanjang  vertical
adalah bahwa penambahan akan  disebarkan  melalui  lapisan yang  terkonsolidasi,  dan  air  akan  keluar dari  dalam  tanah  secara  horizontal  drain
Uh 1 1 
Dengan : t   =  waktu konsolidasi (tahun)
D  =  diameter daerah yang akan dialirkan (m)
Ch  =  koefisien  konsolidasi  horizontal (m 2 /th)
       2 2 75 , 0 ) ln( 1 n n n 
Uh  =  derajat  konsolidasi  horizontal  rata rata
d  =  diameter vertikal drain (m)
; d D n  D  =  1.05 S (pola segi tiga)
D  =  1.13 S (pola segi empat) S  =  jarak  antara drain
waktu konsolidasi (tahun)
diameter daerah yang akan
koefisien  konsolidasi  horizontal
           2 2 4 1 2 1 n n derajat  konsolidasi  horizontal  rata-
diameter vertikal drain (m)
1.05 S (pola segi tiga)
1.13 S (pola segi empat) jarak  antara  jute  fibre

## TELSINAS
Apabila  harga  n  >  8  maka  persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi :
ln 0,75 d D ln Ch 8 D t 2              
Dalam  hal  ini  pemakaian  diameter Vertikal  Drain  harus  diambil karena bentuknya yang pipih yaitu :
d eq = π f b) (t 2  Volume 2, No. 2 September 2019 e-ISSN 2621-5276 (online) Apabila  harga  n  >  8  maka  persamaan
anakan menjadi :
Uh 1 1 
Dalam  hal  ini  pemakaian  diameter Vertikal  Drain  harus  diambil  equivalent karena bentuknya yang pipih yaitu :
dengan t = tebal, b = lebar dan f = faktor koreksi
untuk b >> t maka d eq = π b.f 2
Besar faktor f = 0,785 (Delf Laboratory of
SoilMechanics). maka d eq = 2 b Jadi persamaan menjadi : 0,75 b 2D ln Ch 8 D t 2              
5276 (online)
dengan t = tebal, b = lebar dan f = faktor
π b.f faktor f = 0,785 (Delf Laboratory of Uh 1 1 ln    

## TELSINAS

## 2.  Penentuan  jarak  antara
Drain Untuk lebih memudahkan dalam penentuan  jarak  antara  satu  jute  fibre drain  dengan  yang  lainnya  dapat digunakan monogram pada Gambar 3. Monogram  tersebut  mencakup  data mengenai,  derajat  konsolidasi  (U), koefisien  lateral  (Ch),  waktu  proses konsolidasi (t) dan jarak antara fibre drain (S).

## PEMASANGAN DI LAPANGAN
1.  Penanaman – Jute
Penanaman jute di lapangan ialah dengan menggunakan mesin crane yang
dilengkapi  oleh  suatu  batang  tegak  yang dapat mengarahkan penembusan ke dalam tanah.  Untuk  memegang  ujung  geo  jute ini dipasang pelat pemegang (sepatu besi) yang  didorong  oleh  mandril  ke  dalam tanah.  Mandril  ini  dihubungkan  pada bagian atasnya dengan kabel dari d putar  dari  crane.  Bila  satu  roda  putar berjalan  maka  kabel  akan  menarik mandril  ke  dalam  tanah  dan  dapat diangkat dengan menggunakan roda putar
Gambar4a :Penanaman jute fibre drain (Sumber : Ir. WimVoskamp)
e-ISSN 2621-5276 (online)
Penentuan  jarak  antara Jute  Fibre
Untuk lebih memudahkan dalam penentuan  jarak  antara  satu  jute  fibre drain  dengan  yang  lainnya  dapat ambar 3. mencakup  data mengenai,  derajat  konsolidasi  (U), koefisien  lateral  (Ch),  waktu  proses konsolidasi (t) dan jarak antara fibre drain

## PEMASANGAN DI LAPANGAN
Penanaman jute di lapangan ialah dengan menggunakan mesin crane yang api  oleh  suatu  batang  tegak  yang dapat mengarahkan penembusan ke dalam tanah.  Untuk  memegang  ujung  geo  jute ini dipasang pelat pemegang (sepatu besi) oleh  mandril  ke  dalam Mandril  ini  dihubungkan  pada bagian atasnya dengan kabel dari dua roda putar  dari  crane.  Bila  satu  roda  putar berjalan  maka  kabel  akan  menarik mandril  ke  dalam  tanah  dan  dapat diangkat dengan menggunakan roda putar
yang lainnya.
Apabila ujung geo jute ini telah mencapai kedalaman yang ditentukan, maka mandril ditarik  ke  atas,  sedangkan  ujung  jute beserta  sepatunya  akan  tertinggal  dalam tanah.
Setelah  penanaman  satu  titik  selesai  dan mandril  telah  diangkat  ke  atas  posisi semula,  maka  jute  dipotong  dan  crane dipindahkan  ketempat  titik Cara  Penanaman  Jute  Fibre  Drain  dapat dilihat pada Gambar 4a, dan bentuk Cranenya dapat dilihat pada Gambar 4b.

## 2.  Pasir dibawah timbunan
Lapisan  pasir  sebagai  media ditempatkan di atas permukaan tanah asli di bawah tanah timbunan setebal ± selebar  dasar  timbunan.  Air  yang  datang dari  bawah  melalui  jute  fibre  drain diteruskan mengalir keluar daerah timbunan dengan melalui pasir ini.
Pasir yang baik sebagai media pengaliran air  harus  mempunyai  prosentase  berat kurang  dari  10%  yang  lolos  saringan  no. 200
Gambar4a :Penanaman jute fibre drain (Sumber : Ir. WimVoskamp)
Gambar4b :Mesin Crane
5276 (online)
ujung geo jute ini telah mencapai kedalaman yang ditentukan, maka mandril ke  atas,  sedangkan  ujung  jute beserta  sepatunya  akan  tertinggal  dalam
penanaman  satu  titik  selesai  dan mandril  telah  diangkat  ke  atas  posisi semula,  maka  jute  dipotong  dan  crane dipindahkan  ketempat  titik  berikutnya. Cara  Penanaman  Jute  Fibre  Drain  dapat dilihat pada Gambar 4a, dan bentuk mesin Cranenya dapat dilihat pada Gambar 4b.
Lapisan  pasir  sebagai  media  pengalir permukaan tanah asli di bawah tanah timbunan setebal ± 30 cm, selebar  dasar  timbunan.  Air  yang  datang dari  bawah  melalui  jute  fibre  drain diteruskan mengalir keluar daerah melalui pasir ini.
media pengaliran prosentase  berat
kurang  dari  10%  yang  lolos  saringan  no.
Gambar4b :Mesin Crane

## TELSINAS

## 3.  Hasil pengamatan
Jute fibre drain ini  telah digunakan di Pantai  Mutiara  Jakarta,  di  mana lapisan  tanah  setebal  16 berupa  lempung  lanauan  dengan  sifat sangat  lembek  sampai  agak  kenyal. Data hasil pengamatannya adalah :
a.  Setebal  12  meter  dari  permukaan, tanah lembek
mempunyai parameter:
W  =  70-150%
LL =  60-130%
PI  =  30-70%
Compressien  indeks  1,0 ratio 3-4
b.  Jarak antara drains
Gambar 5 : Hubungan antara beban, penurunan
e-ISSN 2621-5276 (online)
Jute fibre drain ini telah digunakan di Pantai  Mutiara  Jakarta,  di  mana lapisan  tanah  setebal  16-18  meter berupa  lempung  lanauan  dengan  sifat sangat  lembek  sampai  agak  kenyal. Data hasil pengamatannya adalah :
Setebal  12  meter  dari  permukaan,
ek mempunyai
Compressien  indeks  1,0-1,5,  Void
S  =  1,4 meter pola segi empat c.  Kedalaman
H  =  16-18 meter
d.  Penampang     =  80 x 10 mm
e.  Diameter yang dipengaruhi :
(D) = 1,582 m (1,13S)
f.  Waktu  yang  diperlukan  untuk konsolidasi :
Lokasi Tinggi Timbunan Waktu Konsolidasi U = 90% G3 H2 2,4 m 2,8 m 190 hari 182 hari Hubungan  antara  besarnya  penurunan, waktu  dan  beban  dapat  dilihat  pada Gambar 5. Gambar 5 : Hubungan antara beban, penurunan-waktu
(Sumber = S.L.Lee et al)
1,4 meter pola segi empat 80 x 10 mm
Diameter yang dipengaruhi :
(D) = 1,582 m (1,13S)
Waktu  yang  diperlukan  untuk Waktu Konsolidasi U = 90% Ch (M 2 /th) 190 hari 182 hari 3,8 4,1 Hubungan  antara  besarnya  penurunan, dapat  dilihat  pada Gambar 5.

## KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari uraian di atas adalah :
1. Jute  Fibre  Drain  dapat  berfungsi  sebagai media pengalir, sehingga
proses konsolidasi  dapat  dipercepat,  lebih sempurna  lagi  bila  ditambahkan  beban tambahan.
2. Jute Fibre Drain terdiri dari bahan karung goni  dan  sabut  kelapa,  bahan  ini merupakan  bahan  lokal  dan  banyak  di Indonesia, sehingga mudah mendapatkannya. 3. Pemasangan Jute Fibre Drain tidak terlalu sulit  yaitu  dengan  menusukkan  ke  dalam tanah  dengan  menggunakan  mesin,  maka waktu yang diperlukan untuk pemasangan relatif pendek.

## DAFTAR PUSTAKA
Badan  Litbang  PU, Penggunaan  Jute  Fibre Drain Untuk Mempercepat Konsolidasi Tanah Lunak . Dhowian,  A.W. and Edil. T.B, Consolidation Behavior  of  Peats ,  Geotechnical
Testing Journal, American Society for Testing Journal and Materials, Vol. 3.
Gibson,  R.E  and  Lo,  K.Y., A  Theory  of Consolidation  of  Soil  Exhibiting Secondary Compression , Acta
Polytechnica Scandinavica.
S. L. Lee, Et Al, Performance of Fibre Drain in  Pantai  Madura  Short  Course  and Seminar  on  Ground  Improvement Application to Indonesia Soft Soils .
Wim  Voskamp, Calculation  and  Installation of Prefabricated Vertikal Drain , Enka Industrial Systems Arnhem/Holland.