Vertikal Drain TINJAUAN PUSTAKA

18

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Vertikal Drain

Laju konsolidasi yang rendah pada lempung jenuh dengan permeabilitas rendah dapat dinaikkan dengan menggunakan drainase vertikal vertical drain yang memperpendek lintasan pengaliran dalam lempung. Kemudian konsolidasi yang diperhitungkan akibat pengaliran horizontal radial yang menyebabkan disipasi kelebihan tekanan air pori yang lebih cepat, sedangkan pengaliran vertikal sangat kecil pengaruhnya. Dalam teori, besar penurunan konsolidasi akhir adalah sama, hanya laju penurunannya yang berbeda-beda. Gambar 2.1 Aliran air pori pada vertikal drain Metode tradisional dalam membuat vertikal drain adalah dengan membuat lubang bor pada lapisan lempung dan mengisi kembali dengan pasir yang bergradasi sesuai titik. Diameternya sekitar 200–600 mm dan saluran drainase tersebut dibuat Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 19 sedalam lebih dari 5 meter. Pasir harus dapat dialiri air secara efisien tanpa membawa partikel–partikel tanah yang halus. Drainase cetakan juga banyak digunakan dan biasanya lebih murah daripada drainase urugan untuk suatu daerah tertentu. Salah satu jenis drainase cetakan adalah drainase prapaket prepackage drain yang terdiri dari sebuah selubung filter, biasanya dibuat dari polypropylene, yang diisi pasir dengan diameter 65 mm. Jenis ini sangat fleksibel dan biasanya tidak terpengaruh oleh adanya gerakan–gerakan tanah lateral. Jenis lain drainase cetakan adalah drainase pita band drain, yang terdiri dari inti plastik datar dengan saluran drainase yang dikelilingi oleh lapisan filter, yang mana lapisan tersebut harus memiliki kekuatan untuk mencegah jangan sampai terselip ke dalam saluran. Fungsi utama dari lapisan itu adalah untuk mencegah penyumbatan partikel–partikel tanah halus pada saluran di dalam inti. Ukuran band drain ini adalah 100 mm kali 5 mm dan diameter ekivalennya biasanya diasumsikan sebagai keliling dibagi π. Drainase cetakan dipasang dengan cara menyelipkan drainase cetakan ke dalam lubang bor atau dengan menempatkannya di dalam sebuah paksi mandrel atau selubung casing yang kemudian dipancang ke dalam tanah atau digetarkan di tanah. Karena tujuannya adalah untuk mengurangi panjang lintasan pengaliran, maka jarak antara drainase merupakan hal yang terpenting. Drainase tersebut biasanya diberi jarak dengan pola bujur sangkar atau segitiga. Jarak antara drainase tersebut harus lebih kecil daripada tebal lapisan lempung dan tidak ada gunanya menggunakan vertikal drain dalam lapisan lempung yang relatif tipis. Untuk mendapatkan desain yang baik, koefisien konsolidasi horizontal dan vertikal C h dan C v yang akurat sangat penting untuk diketahui. Biasanya rasio C h C v terletak antara 1 dan 2. Semakin tinggi rasio ini, pemasangan drainase semakin bermanfaat. Nilai Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 20 koefisien untuk lempung di dekat drainase kemungkinan menjadi berkurang akibat proses peremasan remoulding selama pemasangan terutama bila digunakan paksi, pengaruh tersebut dinamakan pelumasan smear. Efek pelumasan ini dapat diperhitungkan dengan mengasumsikan suatu nilai C h yang sudah direduksi atau dengan menggunakan diameter drainase yang diperkecil. Masalah lainnya adalah diameter sand drain yang besar cenderung menyerupai tiang-tiang yang lemah, yang mengurangi kenaikan tegangan vertikal dalam lempung sampai tingkat yang tidak diketahui dan menghasilkan nilai tekanan air pori berlebih. Pengalaman menunjukkan bahwa vertikal drain tidak baik untuk tanah yang memiliki rasio kompresi sekunder yang tinggi, seperti lempung yang sangat plastis dan gambut peat; karena laju konsolidasi sekunder tidak dapat dikontrol oleh drainase vertikal. Pola bujur sangkar Pola segitiga Gambar 2.2 Blok-blok silindris Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 21 Dalam koordinat polar, bentuk tiga dimensi dari persamaan konsolidasi, dengan sifat tanah yang berbeda dalam arah horizontal dan vertikal, adalah 2 2 2 2 1 y u C r r u r u C t u v h ∂ ∂ +     ∂ ∂ + ∂ ∂ = ∂ ∂ 2.1 Blok–blok prismatis vertikal dari tanah yang mengelilingi drainase diganti oleh blok–blok silinder dengan jari–jari R dengan luas penampang melintang yang sama. Penyelesaian persamaan 2.1 di atas dapat ditulis dalam dua bagian : U v = fT v dan 2.2 U r = fT r 2.3 dimana : U v = tingkat konsolidasi rata-rata akibat pengaliran vertikal U r = tingkat konsolidasi rata-rata akibat pengaliran horizontal radial atau 2 H t C T v v = dan 2.4 2 4R t C T h r = 2.5 dimana : T v = faktor waktu untuk konsolidasi akibat pengaliran arah vertikal T r = faktor waktu untuk konsolidasi akibat pengaliran arah radial Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 22 Gambar 2.3 Penyelesaian konsolidasi radial Pernyataan untuk T r memberikan gambaran bahwa semakin rapat kecil jarak antara drainase, semakin cepat proses konsolidasi yang terjadi akibat pengaliran radial. Penyelesaian untuk pengaliran radial, menurut Barron, diberikan pada Gambar 2.3, hubungan U r T r tergantung pada rasio n = Rr d di mana R adalah jari-jari blok silinder ekivalen dan r d adalah jari-jari drainase tersebut. Selain itu dapat juga diperlihatkan bahwa : 1 – U = 1 – U v 1 – U r Carillo 1942 2.6 dimana U adalah derajat konsolidasi rata-rata akibat pengaliran kombinasi antara vertikal dan horizontal. Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 23

2.2. Transformasi Tampang Vertikal Drain