Volume 13, No. 1, Oktober 2014: 69-82 69 PERCEPATAN PENURUNAN SAMPAH PLASTIK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL Sumiyati Gunawan Program Studi Teknik Sipil, Universitas Atma Jaya Yogyakarta, Jl. Babarsari 44 Yogyakarta email: [email protected]; [email protected]Abstract: One of soil behavior which could potentially lead to the failure of the structure is the result of consolidation of land subsidence in clay. Clay is a land that has a coefficient of permeability (k) is small. When the low permeability soil layer saturated burdened, then the pore water pressure in the soil immediately increased. The difference in pore water pressure in the soil, resulting in water flowing into the soil layer with pore water pressure is lower, which is followed by a decrease in soil. One way to speed up the flow of water/saturated clay consolidation rate using vertical drains. In this study will be conducted experiments vertical drainage comparison with fillers such as sand, fibers and plastics. This study was conducted to determine the ability of vertical drainage with filler sand, fibers and plastic waste to the speed reduction clay. Research land is done by creating a model in the laboratory. Imposition is done there are 4 stages, namely the burden 0:25 ton, 0.5 ton, 1 ton and 2.0 ton each performed 10 days of observation. Drainage diameter used was 2.5 cm with the distance between the vertical drainage 18.75 cm with a rectangular arrangement pattern on soft ground with a thickness of 10 cm and in a state of double drain. There are 4 test, which loading test without vertical drainage, with vertical drainage sand, with vertical drainage fibers and with vertical drainage plastic waste. Sand is filtered before use, the fibers used from palm trees and plastic garbage used is rubbish plastic bottles with size ア 1cm. The results show that the method of soil improvement using vertical drainage with plastic garbage filler material proved to be better than the vertical drainage Ijuk and sand in accelerating the decline. This indicated an increase in the coefficient of consolidation vertical direction compared to the coefficient of consolidation on soft ground without vertical drainage. In vertical drainage plastic waste increases by 412.03%. In vertical drainage sand improve drainage 160.0% and 345.13% increase vertical fibers. Keywords: Vertical Drainage, Consolidation, consolidation coefficient, Consolidation Process. Abstrak: Salah satu perilaku tanah yang berpotensi menyebabkan kegagalan struktur adalah penurunan tanah akibat konsolidasi pada tanah lempung. Tanah lempung merupakan tanah yang mempunyai koefisien permeabilitas (k) yang kecil. Bila lapisan tanah jenuh berpermeabilitas rendah dibebani, maka tekanan air pori di dalam tanah tersebut segera bertambah. Perbedaan tekanan air pori pada lapisan tanah, berakibat air mengalir ke lapisan tanah dengan tekanan air pori yang lebih rendah, yang diikuti penurunan tanahnya. Salah satu cara untuk mempercepat aliran air/laju konsolidasi lempung jenuh dengan menggunakan drainase vertikal. Dalam penelitian ini akan dilakukan percobaan perbandingan drainase vertikal dengan bahan pengisi berupa pasir, ijuk dan sampah plastik. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan drainase vertikal dengan bahan pengisi pasir, ijuk dan limbah plastik terhadap kecepatan penurunan tanah lunak.Penelitian ini dilakukan dengan membuat model di laboratorium. Pembebanan yang dilakukan ada 4 tahap, yaitu beban 0,25 ton, 0,5 ton, 1 ton dan 2,0 ton masing-masing dilakukan 10 hari pengamatan. Diameter drainase yang dipakai adalah 2,5 cm dengan jarak antar drainase vertikal 18,75 cm dengan pola susunan segiempat pada tanah lunak dengan ketebalan 10 cm dan dalam kondisi double drain. Ada 4 pengujian, yaitu pengujian pembebanan tanpa drainase vertikal, dengan drainase vertikal pasir, dengan drainase vertikal ijuk dan dengan drainase vertikal sampah plastik. Pasir dilakukan penyaringan sebelum digunakan, ijuk yang dipakai dari pohon aren dan samapah plastik yang digunakan adalah sampah botol plastik dengan ukuran ア1cm. Hasil pengujian menunjukkan bahwa metode perbaikan tanah menggunakan drainase vertikal dengan bahan pengisi sampah plastik terbukti lebih baik daripada drainase vertikal Ijuk dan pasir dalam mempercepat penurunan. Hal ini ditunjukkan adanya peningkatan koefisien konsolidasi arah vertikal yang dibandingkan dengan koefisien konsolidasi pada tanah lunak tanpa drainase vertikal. Pada drainase vertikal sampah plastik meningkatkan sebesar 412,03%. Pada drainase vertikal pasir meningkatkan 160,0% dan drainase vertikal ijuk meningkatkan 345,13%. Kata kunci : Drainase Vertikal, Konsolidasi, Koefisien konsolidasi, Proses Konsolidasi.
14
Embed
PERCEPATAN PENURUNAN SAMPAH PLASTIK …ft.uajy.ac.id/wp-content/uploads/2015/11/8.-Percpt-Penurunan... · penurunan tanah akibat konsolidasi pada tanah lempung. ... Dari teori konsolidasi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Abstract: One of soil behavior which could potentially lead to the failure of the structure is theresult of consolidation of land subsidence in clay. Clay is a land that has a coefficient ofpermeability (k) is small. When the low permeability soil layer saturated burdened, then the porewater pressure in the soil immediately increased. The difference in pore water pressure in the soil,resulting in water flowing into the soil layer with pore water pressure is lower, which is followedby a decrease in soil. One way to speed up the flow of water/saturated clay consolidation rateusing vertical drains. In this study will be conducted experiments vertical drainage comparisonwith fillers such as sand, fibers and plastics. This study was conducted to determine the ability ofvertical drainage with filler sand, fibers and plastic waste to the speed reduction clay. Researchland is done by creating a model in the laboratory. Imposition is done there are 4 stages, namelythe burden 0:25 ton, 0.5 ton, 1 ton and 2.0 ton each performed 10 days of observation. Drainagediameter used was 2.5 cm with the distance between the vertical drainage 18.75 cm with arectangular arrangement pattern on soft ground with a thickness of 10 cm and in a state of doubledrain. There are 4 test, which loading test without vertical drainage, with vertical drainage sand,with vertical drainage fibers and with vertical drainage plastic waste. Sand is filtered before use,the fibers used from palm trees and plastic garbage used is rubbish plastic bottles with size ± 1cm.The results show that the method of soil improvement using vertical drainage with plastic garbagefiller material proved to be better than the vertical drainage Ijuk and sand in accelerating thedecline. This indicated an increase in the coefficient of consolidation vertical direction comparedto the coefficient of consolidation on soft ground without vertical drainage. In vertical drainageplastic waste increases by 412.03%. In vertical drainage sand improve drainage 160.0% and345.13% increase vertical fibers.
Abstrak: Salah satu perilaku tanah yang berpotensi menyebabkan kegagalan struktur adalahpenurunan tanah akibat konsolidasi pada tanah lempung. Tanah lempung merupakan tanah yangmempunyai koefisien permeabilitas (k) yang kecil. Bila lapisan tanah jenuh berpermeabilitasrendah dibebani, maka tekanan air pori di dalam tanah tersebut segera bertambah. Perbedaantekanan air pori pada lapisan tanah, berakibat air mengalir ke lapisan tanah dengan tekanan air poriyang lebih rendah, yang diikuti penurunan tanahnya. Salah satu cara untuk mempercepat aliranair/laju konsolidasi lempung jenuh dengan menggunakan drainase vertikal. Dalam penelitian iniakan dilakukan percobaan perbandingan drainase vertikal dengan bahan pengisi berupa pasir, ijukdan sampah plastik. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan drainase vertikaldengan bahan pengisi pasir, ijuk dan limbah plastik terhadap kecepatan penurunan tanahlunak.Penelitian ini dilakukan dengan membuat model di laboratorium. Pembebanan yangdilakukan ada 4 tahap, yaitu beban 0,25 ton, 0,5 ton, 1 ton dan 2,0 ton masing-masing dilakukan10 hari pengamatan. Diameter drainase yang dipakai adalah 2,5 cm dengan jarak antar drainasevertikal 18,75 cm dengan pola susunan segiempat pada tanah lunak dengan ketebalan 10 cm dandalam kondisi double drain. Ada 4 pengujian, yaitu pengujian pembebanan tanpa drainase vertikal,dengan drainase vertikal pasir, dengan drainase vertikal ijuk dan dengan drainase vertikal sampahplastik. Pasir dilakukan penyaringan sebelum digunakan, ijuk yang dipakai dari pohon aren dansamapah plastik yang digunakan adalah sampah botol plastik dengan ukuran ±1cm. Hasilpengujian menunjukkan bahwa metode perbaikan tanah menggunakan drainase vertikal denganbahan pengisi sampah plastik terbukti lebih baik daripada drainase vertikal Ijuk dan pasir dalammempercepat penurunan. Hal ini ditunjukkan adanya peningkatan koefisien konsolidasi arahvertikal yang dibandingkan dengan koefisien konsolidasi pada tanah lunak tanpa drainase vertikal.Pada drainase vertikal sampah plastik meningkatkan sebesar 412,03%. Pada drainase vertikal pasirmeningkatkan 160,0% dan drainase vertikal ijuk meningkatkan 345,13%.
Kata kunci : Drainase Vertikal, Konsolidasi, Koefisien konsolidasi, Proses Konsolidasi.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
70
PENDAHULUAN
Salah satu perilaku tanah yang berpotensi me-nyebabkan kegagalan struktur adalah penurunantanah akibat konsolidasi pada tanah lempung.Tanah lempung merupakan tanah yang mempu-nyai koefisien permeabilitas (k) yang kecil. Bilalapisan tanah jenuh berpermeabilitas rendahdibebani, maka tekanan air pori di dalam tanahtersebut segera bertambah. Perbedaan tekananair pori pada lapisan tanah, berakibat air menga-lir ke lapisan tanah dengan tekanan air poriyang lebih rendah, yang diikuti penurunan ta-nahnya.
Konsolidasi adalah peristiwa keluarnya air daripori-pori tanah akibat pembebanan di atas tanahsehingga tanah mengalami penurunan. Karenapermeabilitas yang kecil, maka penurunan ter-sebut berlangsung dalam waktu yang lama se-hingga sangat merugikan pada pelaksanaankonstruksi. Salah satu cara untuk mempercepataliran air/laju konsolidasi lempung jenuh den-gan menggunakan drainase vertikal. Penggu-naan drainase vertikal telah sejak lama dilaku-kan untuk mepercepat konsolidasi. Materialyang sering digunakan menjadi bahan utamapengisi drainase vertikal adalah pasir. Banyakjuga digunakan geotekstil sebagai bahan pengisidrainase vertikal. Penggunaan geotekstil danpasir sebagai bahan pengisi masih relatif mahal.Permasalahan yang timbul adalah mencari ba-han pengisi pada drainase vertikal yang efektifdalam mempercepat penurunan konsolidasi danharganya murah.
Pada penelitian ini akan akan dicoba bahanpengisi drainase vertikal yang lain yaitu sampahplastik botol mineral yang akan dibandingkandengan pasir dan ijuk. Pada penelitian inimenggunakan pola penyusunan drainase vertik-al berupa segi empat. Pada susunan drainasevertikal segi empat, jumlah drainase yang digu-nakan adalah enam belas buah. Alasan meng-gunakan ijuk dan sampah botol plastik air min-eral adalah disamping harganya murah dan mu-dah didapat, ijuk memiliki sifat menyerap danmenyimpan air serta akan mengalirkannya apa-bila terdapat tekanan yang bekerja terhadapnya,sedangkan sampah botol plastik merupakanlimbah yang tidak mudah terurai dan dapat di-jadikan bahan alternatif yang dapat memperce-pat penurunan.
Batasan Masalah
Dalam penelitian ini diberikan beberapa batasanagar penelitian tidak terlalu luas dan lebih tera-rah. Adapun beberapa batasan masalah tersebutantara lain: (1) Sampel tanah yang digunakanadalah tanah lempung yang berasal dari daerahKasongan, Bantul, sedangkan sampel tanah pa-sir yang digunakan berasal dari sekitar daerahkampus II Universitas Atma Jaya Yogyakarta.Tanah akan diuji parameternya di LaboratoriumMekanika Tanah Fakultas Teknik UniversitasAtma Jaya Yogyakarta. (2) Material pengisidrainase vertikal adalah pasir, ijuk dan sampahbotol plastik air mineral. (3) Sampah botol plas-tik air mineral dipotong kecil-kecil dengan uku-ran ±1 cm2. (4) Ketebalan sampah botol plastikyang digunakan dianggap sama. (5) Kotak ujiyang digunakan berukuran 100 cm x 100 cm x80 cm. (6) Pembebanan dalam pecobaan inidilakukan secara 4 tahap, yaitu 0,25 ton; 0,50ton; 1,0 ton dan 2,0 ton dengan setiap tahapnyadilakukan pengamatan selama 10 x 24 jam. (7)Diameter drainase vertikal yang digunakan ada-lah 2,5 cm. Kedalaman drainase vertikal samadengan kedalaman sampel yaitu 10 cm dan ja-rak antara drainas1 vertikal adalah 18,75 cm.(8) Percobaan penelitian akan dilakukan 4 kali,yaitu: (a)Tanah lempung tanpa drainase vertik-al. (b) Tanah lempung + drainase vertikal den-gan bahan pasir. (c) Tanah lempung + drainasevertikal dengan bahan ijuk. (d) Tanah lempung+ drainase vertikal dengan bahan plastik. (9)Pengujian parameter yang akan dilakukan ada-lah uji kadar air, berat jenis, berat volume, gra-dasi, Hidrometer, batas-batas Atterberg danpengujian konsolidasi.
TINJAUAN PUSTAKA
Penurunan tanah merupakan hal yang sangatdiperhitungkan dalam pembangunan sebuahbangunan konstruksi. Proses penurunan tanahmembutuhkan yang cukup lama. Berbagai caradilakukan untuk mempercepat penurunan tanah.(Sumiyati, 2011) melakukan penelitian tentangpercepatan penurunan tanah lunak mengguna-kan metode Drainase vertical berupa ijuk yangdibungkus dengan karung goni yang dibanding-kan dengan Prefabricated Drain, serta tanpadrainase vertikal, masing-masing 2 sampel.Hasil koefisien konsolidasi arah vertikal ijukbungkus goni rerata 4,065.10-4 cm2/dt, Prefabri-cated Drain rerata 1,25.10-4 cm2/dt dan yang
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
71
tanpa drainase vertikal sebesar 9,53.10-5 cm2/dt.Hasil koefisien konsolidasi arah horisontal ijukdibungkus goni rerata 2,296.10-2 cm2/dt, Prefa-bricated Drain rerata 7,39.10-3 cm2/dt.Penurunan total, drainase vertikal ijukdibungkus goni rerata 0,389 cm, PrefabricatedDrain rerata 0,373 cm dan tanpa drainasevertikal 0,3115 cm. (Mahmudi.A, 2007) mela-kukan penelitian tentang pengaruh pola susunansand drain terhadap kecepatan pemampatankonsolidasi pada sistem vertical sand drain.Dalam penelitian ini mengatakan bahwa sema-kin besar tegangan maka angkapori juga besarsehingga terjadi pemampatan besar, pada polasusunan empat lubang terjadi pemampatan lebihbesar dari pada 7 lubang. Index pemampatan(Cc) pada pola susunan empat lubang lebih be-sar dibanding dengan pola susunan tujuh lu-bang, sedang pada konsolidasi klasik besar pe-nurunannya sangat kecil sekali.
Wahyu (2007) melakukan penelitian tentangpenurunan tanah organik menggunakan metodesand drain pada kondisi double drain denganpemodelan axisymmetric. Pengujian dengansand drain dengan pembebanan bertahap dila-kukan dengan pola segitiga dan segiempat. Me-tode sand drain dengan pembebanan bertahapternyata dapat mempercepat proses penurunantanah (konsolidasi) dan proses pengaliran airtanah. Penggunaan metode sand drain denganpola segiempat ternyata dapat menurunkan ta-nah lebih cepat daripada pola segitiga. Hal inidisebabkan karena lubang pada pola segiempatlebih banyak yaitu 21 lubang dibandingkan polasegitiga yaitu 19 lubang. Pada metode sanddrain dengan pola segitiga penurunan tanahterjadi sebesar 2,860 cm dalam waktu 35 hari,dan 3,680 cm dalam waktu 35 hari pada metodesand drain pola segiempat.
LANDASAN TEORI
Konsolidasi
Peristiwa keluarnya air dari dalam pori tanahkarena tambahan tekanan efektif sehinggaterjadi pemampatan/penurunan pada tanahdasar.Akibat adanya tambahan tekanan efektifpada lapisan tanah kompresif, tanah mengalamikonsolidasi yang prosesnya berlangsung dalamjangka waktu yang lama. Laju konsolidasi ataukecepatan proses konsolidasi, dipengaruhi oleh:(a) Permeabilitas tanah, (b) Tebal tanah
kompresibel, (c) Kondisi drainase di atas dan dibawah lapisan tanah kompresibel.
Nilai Koefisien Konsolidasi Arah Vertikal(Cv)
Menurut (Terzaghi, 1996), pada drainase 2arah (batu pori diletakkan di atas dan di bawahsampel), pada saat pembebanan p bekerja,tekanan ekses u terbagi rata (diagram berbentuksegiempat). Dengan mengalirnya air, tekananekses berkurang (diagram berbentuk parabola)yang makin lama makin kecil dan menjadi nolsetelah konsolidasi selesai. Besarnya tekananekses berubah menurut waktu dan kedalaman,maka:u= f(z,t) (1)Tekanan ekses = tekanan pori = tekananhidrostatis : = ℎ. atau tinggi tekananDari teori konsolidasi Terzaghi ini diperolehhubungan antara U dan Tv yang digambarkansebagai grafik atau dibuat suatu tabel 2.1 danpersamaannya disederhanakan dengan rumuspendekatan menjadi :Untuk Uv < 60% digunakanTv = Uv (2)Untuk Uv ≥ 60% digunakanTv = -0,933.log(1-Uv)-0,085 (3)
Juga diperoleh hubungan antara Tv dan Cvyaitu :Tv = t (4)Dimana :Tv = faktor waktuCv = koefisien konsolidasi arah vertikalt = waktud = panjang lintasan (1/2H untuk
drainase 2 arah)Nilai koefisien konsolidasi arah vertikal Cv darisuatu tanah diperoleh dari grafik hubunganantara penurunan (s) dan waktu (t) yangdiperoleh dari pengamatan langsung dilaboratorium. (Gambar 1).Bagian grafik dari U = 0% sampai sekitar U =60% berupa garis lurus dan selanjutnya garislengkung, jika ditarik U= 90% dan dipotongkandengan perpanjangan garis lurus dari kurva(titik B), selanjutnya juga dipotongkan dengankurva U-t (titik C), ternyata AC = 1,15 ABSehingga nilai koefisien konsolidasi arahvertikal dapat dicari dengan rumus:Cv = , . (5)
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
72
Gambar 1. Hubungan Penurunan dan waktu Gambar 2. Hubungan Penurunan
Nilai Koefisien Konsolidasi Arah Horisontal(Cr)
Keadaan dengan anggapan hanya terjadikonsolidasi dan penurunan tanah akibat airmengalir ke drainase vertikal saja. Hubunganantara derajat konsolidasi arah radial Ur danwaktu t, dinyatakan dalam faktor waktu Tr,adalah :Uf = f (Tr) (6)Dimana:Tr = ( ) t (7)Ur = 1 − e . ⁄ (8)Tr = − ln(1 − Ur) (9)Digunakan rumus pendekatan:Dimana:y = ln n − (10)n = (11)R = jari-jari pengaruh
= 0,564a, untuk susunan bujur sangkar= 0,525a, untuk susunan segitiga
r = jari-jari drainase vertikal
Nilai koefisien konsolidasi Cr dari suatu tanahdiperoleh dari grafik hubungan antarapenurunan (s) dan waktu (t) yang diperoleh daripengamatan langsung di laboratorium. (Gambar2)
Bagian grafik dari U = 0% sampai sekitar U =60% berupa garis lurus dan selanjutnya garislengkung, jika ditarik U = 90% dandipotongkan dengan perpanjangan garis lurusdari kurva (titik B), selanjutnya jugadipotongkan dengan kurva U-t (titik C),ternyata AC = 1,17 AB
Sehingga nilai koefisien konsolidasi arahhorisontal dapat dicari dengan rumus:Cv = .( ) (12)
Berdasarkan ukuran sampel, dengan diametersampel tanah 6” = 15,24 cm dan diameterdrainase vertikal 0,8 cm, maka untuk Ur = 90% Tr = 0,635, maka koefisien konsolidasi arahhorisontal menjadi:Cv = , .( ) (13)
Derajat konsolidasi gabungan arah vertikaldan arah horisontal / radial
Jika tanah mengalami konsolidasi vertikal danradial, masing–masing mencapai derajatkonsolidasi arah vertikal Uv dan derajatkonsolidasi arah radial Ur, maka derajatkonsolidasi gabungan Ugab yang dicapaidihitung dengan persamaan:(1-Ugab)=(1-Uv).(1-Ur) (14)
METODOLOGI PENELITIAN
Untuk menjawab rumusan masalah yang adadiperlukan adanya analisis data secara benaryang dihasilkan dari serangkaian data denganpercobaan laboratorium. Untuk mempersiap-kannya perlu adanya perencanaan danrancangan yang matang serta pemeriksaan alatyang kualitatif.
LOKASI PENELITIAN
Lokasi penelitian dilakukan di LaboratoriumMekanika Tanah, Fakultas Teknik, UniversitasAtma Jaya.
JENIS PENGUJIAN PARAMETERTANAH
Jenis pengujian yang dilakukan dalam peneli-tian ini adalah sebagai berikut: (1) Kadar air(ASTM, D2216-10), (2) Berat jenis (ASTM,D854-72), (3) Geser langsung (ASTM, D3080-03), (4) Berat Volume (ASTM, D7263-09), (5)
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
Untuk menunjang kelancaran jalannyapenelitian/ percobaan di laboratorium perluadanya bahan dan peralatan sebagai berikut :
Peralatan untuk uji laboratorium
Peralatan yang digunakan antara lain adalah: (1)Kadar air, (2) Berat jenis, (3) Geser, (4) Beratvolume, (5) Gradasi dan Hidrometer, (6)Atterberg
Bahan
Bahan yang digunakan adalah sampel tanahlunak yang diambil di Kasongan Bantul Yo-gyakarta dan diambil pada kedalaman ±1 meterdari muka tanah.
Bak Uji
Untuk homogenitas tanah lunak dilakukan prapembebanan (preloading) selama 4x24 jamdengan beban merata sekitar 1,8 t/m2.Ukurandan kondisi bak dalam penelitian ini, adalahsebagai berikut: (1) Bak pengujian dengan ukuran 100 cm x 100 cm x 80 cm lengkap denganrangka penahan box beban. Tong terbuat darirangka besi profil siku dan diberi multiplex se-tebal 3 cm sebagai penutup sisinya (Gambar 3),(2) Tanah lunak (lempung) yang diambil dariKasongan Bantul dan Pasir lolos saringan no-mor 4 tertahan nomor 40 sebagai double drain.(3) Beban-beban dari tanah yang dibungkusdengan karung dengan berat 25 kg per karung.(4) Box Beban dengan ukuran 80 x 80 x 50 cm3
yang terbuat dari multiplex setebal 3 cm. (5)Dial dengan ketelitian 0,01 mm. (6) Pipa den-gan diameter 2,5 cm. (7) Ijuk dari pohon aren.(8) Sampah botol plastik dengan ukuran ±1 cm2
CARA PEMBEBANAN
Penelitian ini akan dilakukan dengan caramembebani tanah lunak yang telah disiapkandalam bak uji dengan beban yang diletakkandalam box beban dengan ukuran 80 x 80 x 50cm3 (Gambar 4). Sebelum dilakukan pembeba-nan, bak uji yang berukuran 100 x 100 x 80 cm3
dimasukkan pasir yang sudah disaring setebal10 cm, lalu sampel tanah lunak yang diambildari lapangan dimasukkan sedikit demi sedikitkedalam bak uji, kemudian diinjak-ijak agarlebih padat sambil sesekali diberi air. Tanahlunak yang dimasukkan setebal 50 cm, dan se-telah itu simasukkan lagi pasir setebal 10 cm.Setelah tanah disiapkan, dilakukan penjenuhanselama 7 hari. Sebelum dilakukan pengujian,berat volume dan kadar air tanah yang ada dibak di uji sebagai pembanding untuk percobaanselanjutnya.
Percobaan pembebanan yang akan dilakukanmeliputi: (1) Sampel Tanah Lunak Tanpa Drai-nase Vertikal. (2) Sampel Tanah Lunak denganDrainase Vertikal Pasir. (3) Sampel Tanah Lu-nak dengan Drainase Vertikal Ijuk. (4) SampelTanah Lunak dengan Drainase Vertikal Plastik.Setelah penjenuhan selesai, pengujian dapatdimulai. Pengujian dilakukan dengan memberipembebanan secara bertahap.
Untuk pembebanan dilakukan dengan beban0,25 ton; 0,50 ton; 1,0 ton; 2,0 ton. Untuk setiaptahap pembebanan dilakukan selama 10 x 24jam pengamatan.
Setelah pengujian tanpa drainase vertikal sele-sai, tanah sampel yang ada di dalam bak uji dibongkar, lalu dimasukkan kembali selapis demiselapis dengan diberi air sedikit demi sedikit.Setelah tanah lunak dimasukkan, tanah tersebutdilubangi dengan pipa berdiameter 2,5 cm den-gan jarak 18,75 cm (Gambar 3), lubang tersebutsebagai drainase vertikal.
Setelah tanah dilubangi, ijuk atau pasir atauplastik dimasukkan sampai penuh dengan dipa-datkan. Setelah drainase vertikal siap, pasir diletakkan diatasnya kembali dengan tebal 15 cmlalu dilakukan penjenuhan. Setelah penjenuhanselesai, maka pengujian dapat dimulai sepertiyang sudah dijelaskan di atas pada percobaantanpa drainase vertikal.
PEMBACAAN DIAL
Untuk setiap percobaan angka yang dicatat padadial adalah angka penurunan yang terjadi. Be-ban yang digunakan dalam pengujian ini ada-lah: beban 0,25 ton; 0,50 ton; 1,0 ton; 2,0 ton,untuk setiap tahap pembebanan dilakukan se-lama 10 x 24 jam pengamatan. Prosedur pem-
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
74
bebanan untuk semua pengujian sama. Prosedurpembebanannya sebagai berikut: (1) Pertama-tama sampel tanah dalam bak uji di bebani 0,25ton dan dilakukan pencatatan penurunan (mm)terhadap waktu yang dinyatakan dalam menitmasing-masing untuk waktu 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2;3; 4; 6; dan seterusnya dengan waktu yang di-akarkan hasilnya bulat selama 10 hari (14400menit). (2) Langkah selanjutnya adalah pembe-banan menjadi 0,50 ton setelah pengamatanselama 10 hari. Dan seterusnya sama sampaidengan beban 2,0 ton. (3) Setelah pembebanan2,0 ton selesai, beban dibongkar lalu dilan-jutkan pada pengujian dengan bahan pengisidrainase vertikal yang lain.
HASIL DAN ANALISA
DATA TEKNIS TANAH
Sampel tanah yang diambil di daerah Kasonganbantul, Yogyakarta kemudian diuji parameter-nya di Laboratorium Mekanika Tanah FakultasTeknik UAJY.
Hasil pengujian parameter tanah asli adalahsebagai berikut:Kadar air (ω) = 42,31 %Berat jenis (G) = 2,5989 gr/cm3
Hasil pembebanan disajikan dalam bentuk gra-fik hubungan antara penurunan (mm) dan waktu(menit).
Konsolidasi Tanah Asli Lapangan PengujianLaboratorium
Dari pembebanan yang dilakukan di laborato-rium, disajikan dalam bentuk Gambar 5 danTabel 1 dibawah ini.
Dari hasil pengujian konsolidasi di laborato-rium, tanah asli lapangan mempunyai nilai:Cv rata-rata = 0,000194 cm2/detik.
Konsolidasi Tanah Bak Pengujian Laborato-rium
Dari pembebanan yang dilakukan di laborato-rium, disajikan dalam bentuk Gambar 6 danTabel 2.
Dari hasil pengujian konsolidasi di laborato-rium sampel tanah bak, tanah pada bak mempu-nyai nilai: Cv rata-rata = 0,000194 cm2/detik.
Konsolidasi Tanah Tanpa Drainase Vertikal
Hasil dari pembebanan yang dilakukan padabak uji pada perbaikan tanah lunak tanpa drai-nase vertikal disajikan dalam Gambar 7 danTabel 3. Dari hasil pengujian konsolidasi sam-pel tanah di bak tanpa drainase vertikal, makanilai: Cv rata-rata= 0,000195 cm2/detik.
80cm15cm
10cm
30cm
100cmSaluranDrainasi
DrainasiVertikal
KotakBeban
Pasir
Pasir
Lempung
DialGauge
Gambar 3. Bak Uji Gambar 4. Pola Susunan Drainase
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
75
Gambar 5. Grafik Penurunan Vs Waktu (Tanah Asli Laboratorium)
Tabel 1. Nilai Cv tanah asli pada pengujian konsolidasi laboratorium
Dari hasil penurunan akibat pembebanan danakar waktu diperoleh koefisien konsolidasi arahvertikal yang dapat dibandingkan dalam Tabel7. Dari hasil perbandingan Tabel 7 terlihatbahwa drainase vertikal dengan menggunakanPlastik dan Ijuk mempunyai koefisienkonsolidasi arah vertikal yang lebih besardibandingkan dengan yang menggunakan pasirbersih. Dan perbandingan penurunan total darihasil pembebanan dapat dilihat dalam Tabel 8.
Dari perbandingan penurunan juga terlihatbahwa drainase vertikal yang menggunakanPlastik dan Ijuk mengalami penurunan yanglebih besar dibandingkan dengan drainase ver-tikal yang menggunakan pasir, tentu saja jugaterhadap sampel yang tanpa diberikan drainasevertikal.
Dari perhitungan indeks kompresi tanah danhasil perhitungan parameter tanah makadidapat: (1) Indeks kompresi (Cc) rata ratasebesar 0,325. (2) Berat volume tanah (b) ratarata sebesar 1,63 gr/cm3. (3) Angka pori (eo)rata rata sebesar 1,38. Yang nanti selanjutnyahasil ini akan di gunakan pada contoh hitungan.
Contoh soal di Lapangan
Direncanakan suatu konstruksi jalan raya di atastanah lempung kompresif setebal 2,0 m yangberada di tengah tengah lapisan pasir dengantebal masing masing 2,0 m (Gambar 11). Badanjalan dianggap cukup luas sehinggamemberikan tambahan tekanan rata padalempung sebesar p= 0,2 kg/cm2. Direncanakanpemasangan vertical drain dengan diameter 30cm, jarak antara vertical drain 3,0 m dengansusunan bujur sangkar.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
78
Gambar 10. Grafik Penurunan Vs Waktu (Drainase Vertikal Plastik di Bak Uji).
Tabel 6. Nilai Cv Konsolidasi Bak Uji Dengan Drainase Vertikal Plastik)
Dari hasil penurunan akibat pembebanan danakar waktu diperoleh koefisien konsolidasi arahvertikal yang dapat dibandingkan dalam Tabel7. Dari hasil perbandingan Tabel 7 terlihatbahwa drainase vertikal dengan menggunakanPlastik dan Ijuk mempunyai koefisienkonsolidasi arah vertikal yang lebih besardibandingkan dengan yang menggunakan pasirbersih. Dan perbandingan penurunan total darihasil pembebanan dapat dilihat dalam Tabel 8.
Dari perbandingan penurunan juga terlihatbahwa drainase vertikal yang menggunakanPlastik dan Ijuk mengalami penurunan yanglebih besar dibandingkan dengan drainase ver-tikal yang menggunakan pasir, tentu saja jugaterhadap sampel yang tanpa diberikan drainasevertikal.
Dari perhitungan indeks kompresi tanah danhasil perhitungan parameter tanah makadidapat: (1) Indeks kompresi (Cc) rata ratasebesar 0,325. (2) Berat volume tanah (b) ratarata sebesar 1,63 gr/cm3. (3) Angka pori (eo)rata rata sebesar 1,38. Yang nanti selanjutnyahasil ini akan di gunakan pada contoh hitungan.
Contoh soal di Lapangan
Direncanakan suatu konstruksi jalan raya di atastanah lempung kompresif setebal 2,0 m yangberada di tengah tengah lapisan pasir dengantebal masing masing 2,0 m (Gambar 11). Badanjalan dianggap cukup luas sehinggamemberikan tambahan tekanan rata padalempung sebesar p= 0,2 kg/cm2. Direncanakanpemasangan vertical drain dengan diameter 30cm, jarak antara vertical drain 3,0 m dengansusunan bujur sangkar.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
78
Gambar 10. Grafik Penurunan Vs Waktu (Drainase Vertikal Plastik di Bak Uji).
Tabel 6. Nilai Cv Konsolidasi Bak Uji Dengan Drainase Vertikal Plastik)
Dari hasil penurunan akibat pembebanan danakar waktu diperoleh koefisien konsolidasi arahvertikal yang dapat dibandingkan dalam Tabel7. Dari hasil perbandingan Tabel 7 terlihatbahwa drainase vertikal dengan menggunakanPlastik dan Ijuk mempunyai koefisienkonsolidasi arah vertikal yang lebih besardibandingkan dengan yang menggunakan pasirbersih. Dan perbandingan penurunan total darihasil pembebanan dapat dilihat dalam Tabel 8.
Dari perbandingan penurunan juga terlihatbahwa drainase vertikal yang menggunakanPlastik dan Ijuk mengalami penurunan yanglebih besar dibandingkan dengan drainase ver-tikal yang menggunakan pasir, tentu saja jugaterhadap sampel yang tanpa diberikan drainasevertikal.
Dari perhitungan indeks kompresi tanah danhasil perhitungan parameter tanah makadidapat: (1) Indeks kompresi (Cc) rata ratasebesar 0,325. (2) Berat volume tanah (b) ratarata sebesar 1,63 gr/cm3. (3) Angka pori (eo)rata rata sebesar 1,38. Yang nanti selanjutnyahasil ini akan di gunakan pada contoh hitungan.
Contoh soal di Lapangan
Direncanakan suatu konstruksi jalan raya di atastanah lempung kompresif setebal 2,0 m yangberada di tengah tengah lapisan pasir dengantebal masing masing 2,0 m (Gambar 11). Badanjalan dianggap cukup luas sehinggamemberikan tambahan tekanan rata padalempung sebesar p= 0,2 kg/cm2. Direncanakanpemasangan vertical drain dengan diameter 30cm, jarak antara vertical drain 3,0 m dengansusunan bujur sangkar.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
79
0,00 m
-2,00 m
-4,00 m
-6,00 mLapisan tanah keras
Pasir
Pasir
Lempung
-1,50 mm.a.t
Po
Tabel 7. Perbandingan Koefisien Konsolidasi
Drainase Vertikal Koefisien konsolidasi arah vertikalCv ( cm2/dt)
Tanah Asli di laboratorium 0,000194 = 1,94.10-4
Tanah Bak di laboratorium 0,000194 = 1,94.10-4
Tanah Bak tanpa drainase vertikal 0,000195 = 1,95.10-4
Tanah Bak dengan drainase Pasir 0,000312 = 3,12.10-4
Tanah Bak dengan drainase Ijuk 0,000673 = 6,73.10-4
Tanah Bak dengan drainase Plastik 0,000821 = 8,21.10-4
Tabel 8. Perbandingan Penurunan total
Drainase Vertikal Penurunan total(Cm)
Tanah Bak tanpa drainase vertikal 0,7507Tanah Bak dengan drainase Pasir 0,9037Tanah Bak dengan drainase Ijuk 0,9363Tanah Bak dengan drainase Plastik 1,1301
Dari hasil percobaan di laboratorium Cv =6,73.10-4 cm2/dt; Ch ( dimisalkan 20 x Cv) =1,346. 10-2 cm2/dtDengan cara yang sama, maka dilihat padaTabel 10
Sampah Plastik sebagai drainase vertikal
Dari hasil percobaan di laboratorium Cv =8,21.10-4 cm2/dt; Ch ( dimisalkan 20 x Cv) =1,642.10-2 cm2/dt
Dengan cara yang sama, maka lihat pada Tabel11.
Tanpa Drainase Vertikal
Dari hasil percobaan di laboratorium Cv=1,95.10-4 cm2/dtDengan cara yang sama, maka lihat pada Tabel12.
Perbandingan Waktu dan ProsesKonsolidasi
Dari hasil di atas kita lihat perbandingan waktudan proses konsolidasi dalam Gambar 12.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
82
Gambar 12. Grafik Hubungan Waktu dan derajat Konsolidasi
KESIMPULAN
Dari grafik diatas terlihat bahwa tanah lunakdengan drainase vertikal plastik mempunyaiwaktu konsolidasi yang paling cepat dibanding-kan dengan tanah lunak dengan drainase vertik-al ijuk dan pasir. Contoh pada hasil Gambar12. Pada t (waktu) = 30 hari. (1)Tanah lunaktanpa Drainase mencapai derajat konsolidasi5,32% dari penurunan total. (2) Tanah lunakdengan pasir sebagai drainase vertikal mencapaiderajat konsolidasi 56,87% dari penurunan to-tal. (3) Tanah lunak dengan ijuk sebagai drai-nase vertikal mencapai derajat konsolidasi81,87% dari penurunan total. (4) Tanah lunakdengan sampah plastik sebagai drainase vertikalmencapai derajat konsolidasi 87,21%.
Contoh pada hasil grafik Gambar 12. Pada t(waktu) = 60 hari. (1) Tanah lunak tanpa Drai-nase mencapai derajat konsolidasi 17,94% daripenurunan total. (2) Tanah lunak dengan pasirsebagai drainase vertikal mencapai derajat kon-solidasi 79,60% dari penurunan total. (3) Tanahlunak dengan ijuk sebagai drainase vertikalmencapai derajat konsolidasi 96,25% dari penu-runan total. (4) Tanah lunak dengan sampahplastik sebagai drainase vertikal mencapai dera-jat konsolidasi 98,11%.
DAFTAR PUSTAKA
Abadi, T. C., 2004, Uji Laboratorium Peman-faatan Serabut Kelapa dan Ijuk sebagaiBahan Drainase Vertikal Tanpa Filter, Jur-nal Penelitian, Institut Teknologi Nasional,Bandung.
Das, B. M, 1998, Mekanika Tanah (prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik), Penerbit Er-langga, Jakarta.
G. Sumiyati, 2011, Studi PerbandinganPrefabricated Drain dan Ijuk SebagaiDrainase Vertikal, 2011.
Juleha, 2001, Analisa Drainase Vertikal untukMempercepat Konsolidasi pada Tanah Lu-nak, Jurnal Penelitian, Universitas Riau,Riau.
Mahmudi. A 2007, Pengaruh Pola SusunanSand Drain terhadap Kecepatan Pemam-patan Konsolidasi pada Sistem VerticalSand Drain, Jurnal Penelitian, UniversitasBhayangkara, Surabaya.
Wahyu, 2007, melakukan penelitian tentangpenurunan tanah organik menggunakanmetode sand drain pada kondisi doubledrain dengan pemodelan axisymmetric.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
82
Gambar 12. Grafik Hubungan Waktu dan derajat Konsolidasi
KESIMPULAN
Dari grafik diatas terlihat bahwa tanah lunakdengan drainase vertikal plastik mempunyaiwaktu konsolidasi yang paling cepat dibanding-kan dengan tanah lunak dengan drainase vertik-al ijuk dan pasir. Contoh pada hasil Gambar12. Pada t (waktu) = 30 hari. (1)Tanah lunaktanpa Drainase mencapai derajat konsolidasi5,32% dari penurunan total. (2) Tanah lunakdengan pasir sebagai drainase vertikal mencapaiderajat konsolidasi 56,87% dari penurunan to-tal. (3) Tanah lunak dengan ijuk sebagai drai-nase vertikal mencapai derajat konsolidasi81,87% dari penurunan total. (4) Tanah lunakdengan sampah plastik sebagai drainase vertikalmencapai derajat konsolidasi 87,21%.
Contoh pada hasil grafik Gambar 12. Pada t(waktu) = 60 hari. (1) Tanah lunak tanpa Drai-nase mencapai derajat konsolidasi 17,94% daripenurunan total. (2) Tanah lunak dengan pasirsebagai drainase vertikal mencapai derajat kon-solidasi 79,60% dari penurunan total. (3) Tanahlunak dengan ijuk sebagai drainase vertikalmencapai derajat konsolidasi 96,25% dari penu-runan total. (4) Tanah lunak dengan sampahplastik sebagai drainase vertikal mencapai dera-jat konsolidasi 98,11%.
DAFTAR PUSTAKA
Abadi, T. C., 2004, Uji Laboratorium Peman-faatan Serabut Kelapa dan Ijuk sebagaiBahan Drainase Vertikal Tanpa Filter, Jur-nal Penelitian, Institut Teknologi Nasional,Bandung.
Das, B. M, 1998, Mekanika Tanah (prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik), Penerbit Er-langga, Jakarta.
G. Sumiyati, 2011, Studi PerbandinganPrefabricated Drain dan Ijuk SebagaiDrainase Vertikal, 2011.
Juleha, 2001, Analisa Drainase Vertikal untukMempercepat Konsolidasi pada Tanah Lu-nak, Jurnal Penelitian, Universitas Riau,Riau.
Mahmudi. A 2007, Pengaruh Pola SusunanSand Drain terhadap Kecepatan Pemam-patan Konsolidasi pada Sistem VerticalSand Drain, Jurnal Penelitian, UniversitasBhayangkara, Surabaya.
Wahyu, 2007, melakukan penelitian tentangpenurunan tanah organik menggunakanmetode sand drain pada kondisi doubledrain dengan pemodelan axisymmetric.
Sumiyati Gunawan / Percepatan Penurunan Sampah Plastik Sebagai Drainase Vertikal / JTS, VoL. 13, No. 1, Oktober 2014, hlm 69-82
82
Gambar 12. Grafik Hubungan Waktu dan derajat Konsolidasi
KESIMPULAN
Dari grafik diatas terlihat bahwa tanah lunakdengan drainase vertikal plastik mempunyaiwaktu konsolidasi yang paling cepat dibanding-kan dengan tanah lunak dengan drainase vertik-al ijuk dan pasir. Contoh pada hasil Gambar12. Pada t (waktu) = 30 hari. (1)Tanah lunaktanpa Drainase mencapai derajat konsolidasi5,32% dari penurunan total. (2) Tanah lunakdengan pasir sebagai drainase vertikal mencapaiderajat konsolidasi 56,87% dari penurunan to-tal. (3) Tanah lunak dengan ijuk sebagai drai-nase vertikal mencapai derajat konsolidasi81,87% dari penurunan total. (4) Tanah lunakdengan sampah plastik sebagai drainase vertikalmencapai derajat konsolidasi 87,21%.
Contoh pada hasil grafik Gambar 12. Pada t(waktu) = 60 hari. (1) Tanah lunak tanpa Drai-nase mencapai derajat konsolidasi 17,94% daripenurunan total. (2) Tanah lunak dengan pasirsebagai drainase vertikal mencapai derajat kon-solidasi 79,60% dari penurunan total. (3) Tanahlunak dengan ijuk sebagai drainase vertikalmencapai derajat konsolidasi 96,25% dari penu-runan total. (4) Tanah lunak dengan sampahplastik sebagai drainase vertikal mencapai dera-jat konsolidasi 98,11%.
DAFTAR PUSTAKA
Abadi, T. C., 2004, Uji Laboratorium Peman-faatan Serabut Kelapa dan Ijuk sebagaiBahan Drainase Vertikal Tanpa Filter, Jur-nal Penelitian, Institut Teknologi Nasional,Bandung.
Das, B. M, 1998, Mekanika Tanah (prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik), Penerbit Er-langga, Jakarta.
G. Sumiyati, 2011, Studi PerbandinganPrefabricated Drain dan Ijuk SebagaiDrainase Vertikal, 2011.
Juleha, 2001, Analisa Drainase Vertikal untukMempercepat Konsolidasi pada Tanah Lu-nak, Jurnal Penelitian, Universitas Riau,Riau.
Mahmudi. A 2007, Pengaruh Pola SusunanSand Drain terhadap Kecepatan Pemam-patan Konsolidasi pada Sistem VerticalSand Drain, Jurnal Penelitian, UniversitasBhayangkara, Surabaya.
Wahyu, 2007, melakukan penelitian tentangpenurunan tanah organik menggunakanmetode sand drain pada kondisi doubledrain dengan pemodelan axisymmetric.