Analisa Perkuatan Tanah Dengan Geotekstil Pada Timbunan Konstruksi Jalan Tol Medan Kualanamu (STA 35 + 901) Dengan Metode Elemen Hingga
PROPOSAL TUGAS AKHIR
ANALISA PERKUATAN TANAH DENGAN GEOTEKSTIL
PADA TIMBUNAN KONSTRUKSI JALAN TOL MEDAN –
KUALANAMU
(STA 35 + 901) DENGAN METODE ELEMEN HINGGA
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
pendidikan sarjana teknik sipil
AGAVE YONATHAN MANULLANG
100404149
DOSEN PEMBIMBING :
IKA PUJI HASTUTY, S.T.,M.T
NIP: 197708072008122002
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pada tahap suatu pekerjaan konstruksi salah satu permasalahan utama pada
tanah lunak adalah penurunan tanah yang sangat besar. Penurunan yang besar
tersebut disebabkan oleh penurunan konsolidasi pada tanah. Konsolidasi
merupakan proses keluarnya air dari dalam tanah melalui rongga pori. Kondisi
tanah dasar yang jelek berupa tanah lempeng, perlu dilakukan upaya perbaikan
tanah dasar agar mampu mendukung beban konstruksi.
Salah satu metode yang digunakan sebagai perbaikan tanah adalah dengan
geotextile. Jenis geotextile yang dipakai pada pekerjaan proyek konstruksi jalantol STA 35 + 901 Medan Kualanamu adalah geotextile PP woven polypropleen
geotextile.
Studi ini bertujuan untuk mengetahui besar penurunan, deformasi
horizontal, kuat tarik geotextile dengan menggunakan metode elemen hingga yang
berpengaruh pada lamanya waktu penurunan tanak hingga mencapai konsolidasi
90% atau dengan kata lain tidak mengalami penurunan lagi atau dianggap nol.
Hasil yang didapat dari perhitungan tugas akhir ini diperoleh besar
penurunan yang terjadi menggunakan geotextile dengan metode elemen hingga
sebesar 0,45 m, besar deformasi horizontal yang didapat dengan menggunakan
metode elemen hingga yang paling extreme dengan geotekstil diperoleh sebesar
0,08 m sedangkan deformasi horizontal yang terjadi dengan tanpa geotekstil
sebesar 0,09 m dan tegangan tarik yang didapat dengan perhitungan tagangan
tarik geotextile adalah sebesar 19,51 KN/m2.
Dari perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunan geotextile
dapat dijadikan sebagai salah satu perbaikan dan perkuatan tanah.
Kata kunci : Geotextile, Konsolidasi tanah, Kuat Tarik Geotextile, Metode Elemen
Hingga.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat
dan karunia-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil
bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, dengan judul :
“ANALISA PERKUATAN TANAH DENGAN GEOTEKSTIL PADA
TIMBUNAN KONSTRUKSI JALAN TOL MEDAN – KUALANAMU
(STA 35 + 901) DENGAN METODE ELEMEN HINGGA”
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi
karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar –
besarnya kepada :
1.
Kedua orang tua saya Drs. Jonner P Simanullang, MBA dan Dra. Lasmarita
Simamora yang penuh dengan kasih sayang dan sabar memberi dukungan
kepada saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan
sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan
Tugas akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
3.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
6.
Bapak dan Ibu Staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen teknik Sipil
7.
Kepada kakak dan adik saya yang selalu siap mendukung dan mengingatkan
saya serta membatu saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini Citra Cahaya
Lestari Manullang, Wisda Theresia Manullang, Winda Fransisca Manullang,
Joy Ferianto Manullang.
8.
Kepada seluruh sahabat Teknik Sipil stambuk 2010 ; Hopnagel Sinaga, Tohap
Pakpahan, Elwis Sitorus, Boby Hutapea, Rebekka Silalahi, Elfry Saragih, Rizky
Siagian, Fransiskus Pinem, Fander Simanjuntak, Yahya Hia, ,Granson
Tumorang, Alfian Simbolon, Arby Sihite, Lamhot Sihotang, Rizal Sihite, Dice
Dachi, Michael Tambunan, Steven Rajagukguk, Zismo Oemry, Acong, Bucek
Manurung, Wak ling Siallagan, Syamsul Bahri, Wantek, Dakka, Oppung Iyun,
Mjp, Akbar,Komeng,Han-han Johan, Dede Komala Devi dan kawan yang tidak
dapat disebut satu per satu
iii
Universitas Sumatera Utara
9.
Kepada mentor saya selama menyelesaikan Tugas akhir ; Evand Simorangkir,
Prisquilla Sembiring, Kakak Heddy Sianipar, Kakak Afryanti Sembiring, Bg
Sabo
10.
Rekan dan sahabat saya stambuk 2010 ; Anggi Badia Raja Sihite dalam
menyelesaikan Tugas Akhir kami.
11.
Rekan-rekan mahasiswa dan adik-adik stambuk yang telah memberikan
motivasi dan segala kekerabatan serta kerja sama selama pendidikan di Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan – rekan mahasiswa demi penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang
sebesar – besarnya bagi kita semua.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Agave Yonathan Manullang
10 0404 149
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ................................................................................................................... i
KATA PENGANTAR................................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR................................................................................................... ix
DAFTAR NOTASI ..................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2
1.3. Batasan Masalah................................................................................................ 2
1.4. Metode Pengumpulan Data ............................................................................... 3
1.5.Sistematika Penulisan ........................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 5
2.1. Tanah................................................................................................................. 5
2.1.1. Penyelidikan Tanah ................................................................................ 6
2.2. Konsolidasi........................................................................................................ 7
2.2.1. Kecepatan Konsolidasi ........................................................................... 11
2.3. Geosintetik ........................................................................................................ 12
2.3.1. Klasifikasi Geosintetik ........................................................................... 13
2.3.1.1. Geosintetik Berbentuk Tekstil ................................................... 15
2.3.1.2. Geosintetik Berbentuk Jaring..................................................... 16
2.3.2. Fungsi Geosintetik .................................................................................. 17
2.3.3. Pemilihan Jenis Geosintetik .................................................................... 20
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.4. Pengertian Geotekstil ............................................................................... 23
2.3.4.1. Jenis-jenis Geotekstil................................................................ 25
2.3.4.2. Tegangan Tarik pada Geotextile................................................ 29
2.3.4.3. Metode / cara Pemasangan Geotekstil....................................... 30
2.3.4.4. Teknik Penjahitan untuk Geotekstil .......................................... 30
2.4. Metode Elemen Hingga..................................................................................... 33
2.5. Program Metode Elemen Hingga...................................................................... 33
2.5.1. Proses Input Data.................................................................................... 37
2.5.2. Proses Penghitungan............................................................................... 39
2.5.3. Hasil........................................................................................................ 39
BAB III METODE PENELITIAN............................................................................ 41
3.1. Deskripsi Proyek ............................................................................................... 41
3.2. Data Teknis Geotekstil...................................................................................... 42
3.3. Tahap Penelitian................................................................................................ 43
3.3.1. Skema Tahap Penelitian ......................................................................... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 46
4.1. Pendahuluan ...................................................................................................... 46
4.2. Pemodelan Penurunan tanah dengan program Metode Elemen Hingga ........... 47
4.2.1.Input Data ................................................................................................ 47
4.2.2. Kalkulasi (Calculation)........................................................................... 51
4.2.3. Hasil (Output) ......................................................................................... 53
4.2.3.1. Hasil Penurunan Tanah Dengan Metode Elemen Hingga......... 53
4.2.3.2. Hasil Pemodelan Deformasi Horizontal Dengan Metode
Elemen Hingga ........................................................................... 54
vi
Universitas Sumatera Utara
4.2.3.3. Hasil Peninjauan Dari Tujuh Titik Berbeda Dengan
Pemodelan Metode Elemen Hingga ........................................... 55
4.3. Tegangan Tarik Pada Geotekstil ....................................................................... 60
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 62
5.1. Kesimpulan ........................................................................................................ 62
5.2. Saran.................................................................................................................. 63
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 64
LAMPIRAN………………………………………………………………………….. 66
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Identifikasi Fungsi Geosintetik ................................................................ 20
Tabel 2.2 Nilai Umum Sifat Polimer ....................................................................... 21
Tabel 2.3 Rentang Umum Sifat-sifat Geosintetik .................................................... 22
Tabel 2.4 Sifat Penting Geosintetik Sesuai Fungsinya ............................................ 23
Tabel 2.5 Kelebihan Dan Kekurangan Geotekstil.................................................... 24
Tabel 4.1 Parameter Tanah ...................................................................................... 49
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Segitiga Tekstur Tanah......................................................................... 7
Gambar 2.2 Grafik Hubungan Antara Penurunan Dengan Waktu........................... 9
Gambar 2.3 Grafik hubungan Time Factor dengan derajat konsolidasi .................. 12
Gambar 2.4 Contoh-contohgeosintetik ................................................................... 14
Gambar 2.5 Klasifikasi Geosintetik ......................................................................... 14
Gambar 2.6 Geotekstil Lulus Air ............................................................................. 15
Gambar2.7 Geotekstil Kedap Air............................................................................. 16
Gambar2.8 Geogrid.................................................................................................. 17
Gambar 2.9 Separator............................................................................................... 17
Gambar 2.10 Perkuatan............................................................................................ 18
Gambar 2.11 Penyaring (filter) ................................................................................ 18
Gambar 2.12 Drainase.............................................................................................. 19
Gambar 2.13 Penahan .............................................................................................. 19
Gambar 2.14 Perbedaan Model Plane strain dan axi simetri .................................. 35
Gambar 2.15 Perbedaan 6 Titik Nodal Dengan 15 Titik Nodal
( atas stresspoints,bawah nodes) ........................................................ 36
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.16 Tampilan Awal General Setting Metode Elemen Hingga ................. 38
Gambar 2.17 Tampilan Proses Perhitungan............................................................. 39
Gambar 2.18 Tampilan Hasil Akhir Penurunan....................................................... 40
Gambar 3.1 Lokasi Proyek....................................................................................... 42
Gambar 3.2 Alur Penelitian...................................................................................... 45
Gambar 4.1 Potongan Melintang Tanah .................................................................. 48
Gambar 4.2 Input Data Metode Elemen Hingga...................................................... 49
Gambar 4.3 Kalkulasi Pada Metode Elemen Hingga............................................... 52
Gambar 4.4 Penurunan Tanah Pada Metode Elemen Hingga.................................. 53
Gambar 4.5 Deformasi Horizontal dengan tanpa Geotekstil ................................... 54
Gambar 4.6 Deformasi Horizontal dengan Geotekstil............................................. 55
Gambar 4.7 Titik yang Ditinjau Pada Metode Elemen Hingga ............................... 56
Gambar 4.8 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik A ................................ 56
Gambar 4.9 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik B ................................ 57
Gambar 4.10 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik C .............................. 57
Gambar 4.11 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik D ............................. 58
Gambar 4.12 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik E............................... 58
Gambar 4.13 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik F............................... 59
x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik G .............................. 59
Gambar 4.15 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik A,B,C,D,E,F,G ........ 60
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
av
Koefisien Pemampatan
c
Kohesi
cg
Adhesi Tanah Dengan Geotextile
Ca
Indeks Pemampatan Sekunder
Cr
Koefisien Konsolidasi Arah Radial
Cc
Indeks Pemampatan
Cv
Koefisien Konsolidasi
de
Diameter Ekivalen
dm
Diameter Ekivalen Mandrel
ds
Diameter Smear Zone
dw
Diameter Drainase Vertikal
E
Modulus Young
e
Angka Pori
e0
Angka Pori Awal
H
Tebal Lapisan Tanah
Hdr
Panjang Maksimum Aliran Tanah
i
Gradien Hidrolik
k
Koefisien Permeabilitas
ks
Koefisien Permeabilitas Arah Radial Pada Smear Zone
kr
Koefisien Permeabilitas Arah Radial
kx
Koefisien Permeabilitas Arah Horizontal
ky
Koefisien Permeabilitas Arah Vertikal
xii
Universitas Sumatera Utara
LL
Batas Cair
mv
Koefesien Pemampatan Volume
p
Tekanan
Pc
Tekanan Prakonsolidasi
r
Jari – jari Drainase Vertikal
rs
Jari – jari Smear Zone
rw
Jari – jari Sand Drain
Si
Penurunan Seketika
Sp
Penurunan Konsolidasi Primer
Sc
Penurunan Konsolidasi Sekunder
ST
Penurunan Total
t
Waktu
Tv
Faktor Waktu Arah Vertikal
Tr
Faktor Waktu Arah Radial
T50,t90 Waktu Untuk Mencapai Konsolidasi 50 % dan 90 %
τg
Gaya Tarik Geotextile
U
Derajat Konsolidasi
u
Tekanan Air Pori
vz
Kecepatan Aliran Pada Sumbu z
Poisson Ratio
V
Volume Total
Vs
Volume Butiran Padat
Vv
Volume Pori
w
Kadar Air
xiii
Universitas Sumatera Utara
y
Kedalaman Peninjauan Konsolidasi
σ’0
Tegangan Vertikal Efektif Awal
σg
Daya Dukung Geotextile
δ
Sudut Geser Tanah Dengan Geotextile
∈
Tekanan Tarik Geotextile
Δ σ’
Penambahan Tegangan Vertikal Efektif
Δ e
Penambahan Angka Pori
Δ H
Penambahan Tinggi
Δ p
Penambahan Tekanan
Δ u
Penambahan Tekanan Air Pori
Δ v
Penambahan Volume
γ
Berat Volume Tanah Basah
γ
γ
dry
Berat Volume Tanah Kering
sat
Berat Volume Jenuh Air
Sudut Geser Dalam Tanah
Dilatasi
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data SPT
Lampiran 2 Data Direct Shear
Lampiran 3 Data Hasil Uji Tanah
Lampiran 4 Data Consolidation
Lampiran 5 Data Geotekstil
Universitas Sumatera Utara
ANALISA PERKUATAN TANAH DENGAN GEOTEKSTIL
PADA TIMBUNAN KONSTRUKSI JALAN TOL MEDAN –
KUALANAMU
(STA 35 + 901) DENGAN METODE ELEMEN HINGGA
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
pendidikan sarjana teknik sipil
AGAVE YONATHAN MANULLANG
100404149
DOSEN PEMBIMBING :
IKA PUJI HASTUTY, S.T.,M.T
NIP: 197708072008122002
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pada tahap suatu pekerjaan konstruksi salah satu permasalahan utama pada
tanah lunak adalah penurunan tanah yang sangat besar. Penurunan yang besar
tersebut disebabkan oleh penurunan konsolidasi pada tanah. Konsolidasi
merupakan proses keluarnya air dari dalam tanah melalui rongga pori. Kondisi
tanah dasar yang jelek berupa tanah lempeng, perlu dilakukan upaya perbaikan
tanah dasar agar mampu mendukung beban konstruksi.
Salah satu metode yang digunakan sebagai perbaikan tanah adalah dengan
geotextile. Jenis geotextile yang dipakai pada pekerjaan proyek konstruksi jalantol STA 35 + 901 Medan Kualanamu adalah geotextile PP woven polypropleen
geotextile.
Studi ini bertujuan untuk mengetahui besar penurunan, deformasi
horizontal, kuat tarik geotextile dengan menggunakan metode elemen hingga yang
berpengaruh pada lamanya waktu penurunan tanak hingga mencapai konsolidasi
90% atau dengan kata lain tidak mengalami penurunan lagi atau dianggap nol.
Hasil yang didapat dari perhitungan tugas akhir ini diperoleh besar
penurunan yang terjadi menggunakan geotextile dengan metode elemen hingga
sebesar 0,45 m, besar deformasi horizontal yang didapat dengan menggunakan
metode elemen hingga yang paling extreme dengan geotekstil diperoleh sebesar
0,08 m sedangkan deformasi horizontal yang terjadi dengan tanpa geotekstil
sebesar 0,09 m dan tegangan tarik yang didapat dengan perhitungan tagangan
tarik geotextile adalah sebesar 19,51 KN/m2.
Dari perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunan geotextile
dapat dijadikan sebagai salah satu perbaikan dan perkuatan tanah.
Kata kunci : Geotextile, Konsolidasi tanah, Kuat Tarik Geotextile, Metode Elemen
Hingga.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat
dan karunia-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil
bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, dengan judul :
“ANALISA PERKUATAN TANAH DENGAN GEOTEKSTIL PADA
TIMBUNAN KONSTRUKSI JALAN TOL MEDAN – KUALANAMU
(STA 35 + 901) DENGAN METODE ELEMEN HINGGA”
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi
karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar –
besarnya kepada :
1.
Kedua orang tua saya Drs. Jonner P Simanullang, MBA dan Dra. Lasmarita
Simamora yang penuh dengan kasih sayang dan sabar memberi dukungan
kepada saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan
sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan
Tugas akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
3.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
6.
Bapak dan Ibu Staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen teknik Sipil
7.
Kepada kakak dan adik saya yang selalu siap mendukung dan mengingatkan
saya serta membatu saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini Citra Cahaya
Lestari Manullang, Wisda Theresia Manullang, Winda Fransisca Manullang,
Joy Ferianto Manullang.
8.
Kepada seluruh sahabat Teknik Sipil stambuk 2010 ; Hopnagel Sinaga, Tohap
Pakpahan, Elwis Sitorus, Boby Hutapea, Rebekka Silalahi, Elfry Saragih, Rizky
Siagian, Fransiskus Pinem, Fander Simanjuntak, Yahya Hia, ,Granson
Tumorang, Alfian Simbolon, Arby Sihite, Lamhot Sihotang, Rizal Sihite, Dice
Dachi, Michael Tambunan, Steven Rajagukguk, Zismo Oemry, Acong, Bucek
Manurung, Wak ling Siallagan, Syamsul Bahri, Wantek, Dakka, Oppung Iyun,
Mjp, Akbar,Komeng,Han-han Johan, Dede Komala Devi dan kawan yang tidak
dapat disebut satu per satu
iii
Universitas Sumatera Utara
9.
Kepada mentor saya selama menyelesaikan Tugas akhir ; Evand Simorangkir,
Prisquilla Sembiring, Kakak Heddy Sianipar, Kakak Afryanti Sembiring, Bg
Sabo
10.
Rekan dan sahabat saya stambuk 2010 ; Anggi Badia Raja Sihite dalam
menyelesaikan Tugas Akhir kami.
11.
Rekan-rekan mahasiswa dan adik-adik stambuk yang telah memberikan
motivasi dan segala kekerabatan serta kerja sama selama pendidikan di Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan – rekan mahasiswa demi penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang
sebesar – besarnya bagi kita semua.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Agave Yonathan Manullang
10 0404 149
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ................................................................................................................... i
KATA PENGANTAR................................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR................................................................................................... ix
DAFTAR NOTASI ..................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2
1.3. Batasan Masalah................................................................................................ 2
1.4. Metode Pengumpulan Data ............................................................................... 3
1.5.Sistematika Penulisan ........................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 5
2.1. Tanah................................................................................................................. 5
2.1.1. Penyelidikan Tanah ................................................................................ 6
2.2. Konsolidasi........................................................................................................ 7
2.2.1. Kecepatan Konsolidasi ........................................................................... 11
2.3. Geosintetik ........................................................................................................ 12
2.3.1. Klasifikasi Geosintetik ........................................................................... 13
2.3.1.1. Geosintetik Berbentuk Tekstil ................................................... 15
2.3.1.2. Geosintetik Berbentuk Jaring..................................................... 16
2.3.2. Fungsi Geosintetik .................................................................................. 17
2.3.3. Pemilihan Jenis Geosintetik .................................................................... 20
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.4. Pengertian Geotekstil ............................................................................... 23
2.3.4.1. Jenis-jenis Geotekstil................................................................ 25
2.3.4.2. Tegangan Tarik pada Geotextile................................................ 29
2.3.4.3. Metode / cara Pemasangan Geotekstil....................................... 30
2.3.4.4. Teknik Penjahitan untuk Geotekstil .......................................... 30
2.4. Metode Elemen Hingga..................................................................................... 33
2.5. Program Metode Elemen Hingga...................................................................... 33
2.5.1. Proses Input Data.................................................................................... 37
2.5.2. Proses Penghitungan............................................................................... 39
2.5.3. Hasil........................................................................................................ 39
BAB III METODE PENELITIAN............................................................................ 41
3.1. Deskripsi Proyek ............................................................................................... 41
3.2. Data Teknis Geotekstil...................................................................................... 42
3.3. Tahap Penelitian................................................................................................ 43
3.3.1. Skema Tahap Penelitian ......................................................................... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 46
4.1. Pendahuluan ...................................................................................................... 46
4.2. Pemodelan Penurunan tanah dengan program Metode Elemen Hingga ........... 47
4.2.1.Input Data ................................................................................................ 47
4.2.2. Kalkulasi (Calculation)........................................................................... 51
4.2.3. Hasil (Output) ......................................................................................... 53
4.2.3.1. Hasil Penurunan Tanah Dengan Metode Elemen Hingga......... 53
4.2.3.2. Hasil Pemodelan Deformasi Horizontal Dengan Metode
Elemen Hingga ........................................................................... 54
vi
Universitas Sumatera Utara
4.2.3.3. Hasil Peninjauan Dari Tujuh Titik Berbeda Dengan
Pemodelan Metode Elemen Hingga ........................................... 55
4.3. Tegangan Tarik Pada Geotekstil ....................................................................... 60
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 62
5.1. Kesimpulan ........................................................................................................ 62
5.2. Saran.................................................................................................................. 63
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 64
LAMPIRAN………………………………………………………………………….. 66
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Identifikasi Fungsi Geosintetik ................................................................ 20
Tabel 2.2 Nilai Umum Sifat Polimer ....................................................................... 21
Tabel 2.3 Rentang Umum Sifat-sifat Geosintetik .................................................... 22
Tabel 2.4 Sifat Penting Geosintetik Sesuai Fungsinya ............................................ 23
Tabel 2.5 Kelebihan Dan Kekurangan Geotekstil.................................................... 24
Tabel 4.1 Parameter Tanah ...................................................................................... 49
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Segitiga Tekstur Tanah......................................................................... 7
Gambar 2.2 Grafik Hubungan Antara Penurunan Dengan Waktu........................... 9
Gambar 2.3 Grafik hubungan Time Factor dengan derajat konsolidasi .................. 12
Gambar 2.4 Contoh-contohgeosintetik ................................................................... 14
Gambar 2.5 Klasifikasi Geosintetik ......................................................................... 14
Gambar 2.6 Geotekstil Lulus Air ............................................................................. 15
Gambar2.7 Geotekstil Kedap Air............................................................................. 16
Gambar2.8 Geogrid.................................................................................................. 17
Gambar 2.9 Separator............................................................................................... 17
Gambar 2.10 Perkuatan............................................................................................ 18
Gambar 2.11 Penyaring (filter) ................................................................................ 18
Gambar 2.12 Drainase.............................................................................................. 19
Gambar 2.13 Penahan .............................................................................................. 19
Gambar 2.14 Perbedaan Model Plane strain dan axi simetri .................................. 35
Gambar 2.15 Perbedaan 6 Titik Nodal Dengan 15 Titik Nodal
( atas stresspoints,bawah nodes) ........................................................ 36
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.16 Tampilan Awal General Setting Metode Elemen Hingga ................. 38
Gambar 2.17 Tampilan Proses Perhitungan............................................................. 39
Gambar 2.18 Tampilan Hasil Akhir Penurunan....................................................... 40
Gambar 3.1 Lokasi Proyek....................................................................................... 42
Gambar 3.2 Alur Penelitian...................................................................................... 45
Gambar 4.1 Potongan Melintang Tanah .................................................................. 48
Gambar 4.2 Input Data Metode Elemen Hingga...................................................... 49
Gambar 4.3 Kalkulasi Pada Metode Elemen Hingga............................................... 52
Gambar 4.4 Penurunan Tanah Pada Metode Elemen Hingga.................................. 53
Gambar 4.5 Deformasi Horizontal dengan tanpa Geotekstil ................................... 54
Gambar 4.6 Deformasi Horizontal dengan Geotekstil............................................. 55
Gambar 4.7 Titik yang Ditinjau Pada Metode Elemen Hingga ............................... 56
Gambar 4.8 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik A ................................ 56
Gambar 4.9 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik B ................................ 57
Gambar 4.10 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik C .............................. 57
Gambar 4.11 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik D ............................. 58
Gambar 4.12 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik E............................... 58
Gambar 4.13 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik F............................... 59
x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik G .............................. 59
Gambar 4.15 Grafik Penurunan Terhadap Waktu Pada Titik A,B,C,D,E,F,G ........ 60
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
av
Koefisien Pemampatan
c
Kohesi
cg
Adhesi Tanah Dengan Geotextile
Ca
Indeks Pemampatan Sekunder
Cr
Koefisien Konsolidasi Arah Radial
Cc
Indeks Pemampatan
Cv
Koefisien Konsolidasi
de
Diameter Ekivalen
dm
Diameter Ekivalen Mandrel
ds
Diameter Smear Zone
dw
Diameter Drainase Vertikal
E
Modulus Young
e
Angka Pori
e0
Angka Pori Awal
H
Tebal Lapisan Tanah
Hdr
Panjang Maksimum Aliran Tanah
i
Gradien Hidrolik
k
Koefisien Permeabilitas
ks
Koefisien Permeabilitas Arah Radial Pada Smear Zone
kr
Koefisien Permeabilitas Arah Radial
kx
Koefisien Permeabilitas Arah Horizontal
ky
Koefisien Permeabilitas Arah Vertikal
xii
Universitas Sumatera Utara
LL
Batas Cair
mv
Koefesien Pemampatan Volume
p
Tekanan
Pc
Tekanan Prakonsolidasi
r
Jari – jari Drainase Vertikal
rs
Jari – jari Smear Zone
rw
Jari – jari Sand Drain
Si
Penurunan Seketika
Sp
Penurunan Konsolidasi Primer
Sc
Penurunan Konsolidasi Sekunder
ST
Penurunan Total
t
Waktu
Tv
Faktor Waktu Arah Vertikal
Tr
Faktor Waktu Arah Radial
T50,t90 Waktu Untuk Mencapai Konsolidasi 50 % dan 90 %
τg
Gaya Tarik Geotextile
U
Derajat Konsolidasi
u
Tekanan Air Pori
vz
Kecepatan Aliran Pada Sumbu z
Poisson Ratio
V
Volume Total
Vs
Volume Butiran Padat
Vv
Volume Pori
w
Kadar Air
xiii
Universitas Sumatera Utara
y
Kedalaman Peninjauan Konsolidasi
σ’0
Tegangan Vertikal Efektif Awal
σg
Daya Dukung Geotextile
δ
Sudut Geser Tanah Dengan Geotextile
∈
Tekanan Tarik Geotextile
Δ σ’
Penambahan Tegangan Vertikal Efektif
Δ e
Penambahan Angka Pori
Δ H
Penambahan Tinggi
Δ p
Penambahan Tekanan
Δ u
Penambahan Tekanan Air Pori
Δ v
Penambahan Volume
γ
Berat Volume Tanah Basah
γ
γ
dry
Berat Volume Tanah Kering
sat
Berat Volume Jenuh Air
Sudut Geser Dalam Tanah
Dilatasi
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data SPT
Lampiran 2 Data Direct Shear
Lampiran 3 Data Hasil Uji Tanah
Lampiran 4 Data Consolidation
Lampiran 5 Data Geotekstil
Universitas Sumatera Utara