Vacuum Consolidation Method€¦ · Faktor keamanan kestabilan lereng timbunan dalam masa...

Vacuum Consolidation MethodPERBAIKAN TANAH JALAN TOL RUASPALEMBANG – SIMPANG INDRALAYA

Outline

Perhitungan Teknis danDasar TeoriVACUUM CONSOLIDATION METHOD

Vacuum Consolidation Method

Vacuum Consolidation Method (VCM) terdiri dari:

•sistem drainase vertikal melalui Perforated Vertical Drain (PVD)

•sistem drainase horisontal melalui media pasir & Perforated Horizontal Pipe (PHD).

Keseluruhan sistem kemudian ditutup dengan

geomembrane supaya kedap terhadap air dan udara dari

luar. Konsolidasi bersifat isotropik sehingga risiko

ketidakstabilan lereng dapat dieliminir/dihindari.

Geomembrane tersebut selanjutnya dikunci kedalam lapisan kedap di sekeliling area yang akan di vakum.

proses konsolidasi antara 3 – 4

bulan per area kerja.

Spesifikasi dan Acuan Persyaratan

Acuan

•Panduan Geoteknik 4, Desain dan Konstruksi Timbunan Jalan pada Tanah Lunak. Pedoman Kimpraswil No: Pt T-10-2002-B, 2002.

•Manual Desain Perkerasan Jalan Nomor 02/M/BM/2013. Dirjen Bina MargaKementerian PU

Spesifikasi yang ditetapkan adalah sebagai berikut :

Penurunan pascakonstruksi kurang dari10 cm dalam waktu 10

tahun (diukur darielevasi subgrade final).

Derajat konsolidasimencapai minimum 90%

(Perhitunganmenggunakan metode

Asaoka didasarkan saaturugan pada elevasi

subgrade final).

Faktor keamanankestabilan lereng

timbunan minimum sebesar 1.5 (perhitungandilakukan pada kondisilayanan dengan bebanperkerasan dan beban

lalu lintas).

Daya dukung ijin di ataslapisan subgrade

minimum 110 kPadengan faktor

keamanan 2 (pengujianmenggunakan Plate

Load Test denganukuran pelat 1 x 1 m).

Ketebalan material subgrade dengan

menggunakan material urugan borrow adalah

minimum 1 m (spesifikasi material

urugan mengacustandar nasional yang

ditetapkan).


Stabilitas lereng

Kondisi layanan > 1.5

Perkerasan Fleksibel

Base Coarse

Timbunan Biasa (Borrow Material) sbg lapis

permukaan subgrade

Ketebalan minimum 1 m (+ 0.20 m dgn menaikkan FG)Geomembrane & Geotekstile

Urugan pasir (tidak dipadatkan)/Sand Blanket sebagai lapisan

drainase system vacuum dengan Ketebalan 0,5 m

Urugan material pengisi (tidak dipadatkan)

Tidak mengandung material organik

ketebalan tidak ditentukan

Lapisan tanah lempung lunak (tanah asli)

PVD harus mencapai bagian bawah lapisan tanah lunak

Geotekstile conditional

Geotekstile jika material

pengisi pakai tanah lunak

Penurunan pasca konstruksi

< 10 cm per 10 tahun

Derajat konsolidasi > 90%Daya dukung ijin 110

kpa

Muka tanah setelah stripping 20– 30 cm

Sk

em

ala

pis

an

tim

bu

nan

berd

asa

rka

nsy

ara

td

an

spesi

fik

asi

tek

nis

Khusus utk Lokasi Trial (Sta.0+000 – 3+050), material Urugan Pengisi dipakai

Pasir.


Selama masa Pelaksanaan (penurunan yg terjadi sebelum

perkerasan jalan dilaksanakan),penurunan tanah harus mencapaiderajat konsolidasi minimum 90%(Panduan Geoteknik 4 tabel 5-8)

Besaran Derajat Konsolidasidiperoleh dengan formula:

Sn/S100

Penurunan tanah paskaKonstruksi (selama masa

operasional) tidak lebih dari 10 cm selama 10 tahun (Manual Desain

Perkerasan Jalan, Nomor 02/M/BM/2013).

Agar persyaratan penurunantanah selama masa

operasional tidak lebih dari10 cm selama 10 tahun dapatterpenuhi, maka tanah harusdibebani dengan beban yang lebih besar dari beban kerja

Faktor keamanan kestabilanlereng timbunan dalam masa

operasional minimum 1.5(Panduan Geoteknik 4, Tabel 5-7)

Faktor ini utk menganalisa stabilitas timbunan guna

mengurangi resikokeruntuhan jangka pendek

pada selama dan segera setelah selesai pelaksanaan.

Panduan Geoteknik 4, Desain dan Konstruksi Timbunan Jalan pada Tanah Lunak, Pedoman

Kimpraswil No: Pt T-10-2002-B, 2002

Stability analysis

Settlement analysis

Manual Desain Perkerasan Jalan Nomor 02/M/BM/2013Dirjen Bina Marga Kementerian PU


4. Daya dukung ijin di atas lapisan subgrade minimum 110 kPa dengan faktor keamanan 2

- Pengujian menggunakan Plate Load Test dengan ukuran pelat uji 1 x 1 m.

- Besarnya beban yang diberikan ke atas tanah diukur melalui pembacaan Pressure Gauge

- penurunan yang terjadi atas beban tersebut diukur melalui pembacaan Dial Gauge.

- Secara berkala beban dinaikkan dan menurunan yang terjadi di ukur.

- Hasil pembacaan tersebut kemudian di plot ke dalam kurva beban terhadap penurunan


•Pemadatan timbunan biasa:

•Untuk material timbunan dari tanah, pemadatanmenggunakan sheepfoot roller

•Untuk material timbunan dari material granular menggunakan vibro roller

•Maksud utama dari stripping untuk menghilangkanmaterial organik.

•Pemasangan geotekstile diatas tanah dasar menggunakangeotekstile woven dengan kondisi apabila tanah dasardalam keadaan basah dan apabila tanah dasar dalamkondisi kering maka bisa tidak diperlukan pemasangangeotekstile.

•Untuk mengakomodasi adanya penurunan sekunder makatinggi elevasi Finish Grade di naikkan 20 cm,

•Ketinggian jalan kerja variasi, sehingga bisa dilewati pada

Catatan yang perlu diperhatikan:

Tipikal Cross Section Metode Vacuum

Alternatif metode konstruksi tidak menggunakan tanggul

Catatan:

1. Digunakan pada kondisi tanah

eksisting yang tergenang air

2. Material pengisi berupa pasir

3. Material timbunan pengisi tidak

boleh mengandung material

organik seperti kayu, ranting dan

akar pohon

Catatan:

1. Digunakan pada kondisi tanah

eksisting tidak tergenang air

2. Material pengisi berupa pasir

3. Material timbunan pengisi

tidak boleh mengandung

material organik seperti kayu,

ranting dan akar pohon

Alternatif metode konstruksi menggunakan tanggul

Depth

(m) BH-01 BH-02 BH-04 BH-06 BH-08 BH-09 BH-10 BH-12 BH-13 BH-14

STA 1+000 1+850 3+650 5+900 7+125 8+050 9+625 12+000 14+100 16+100 17+650 19+000 20+050 21+400

1.5 0 0 0 0 0 0 2 4 0 19 1 5 0 18

3.0 0 1 0 2 0 0 0 8 0 13 0 7 2 16

4.5 1 1 2 2 0 1 0 9 2 16 0 8 6 16

6.0 3 1 0 5 1 5 0 12 2 18 0 7 13 13

7.5 0 1 2 9 1 5 6 9 3 20 4 8 19 14

9.0 0 2 4 17 5 5 6 7 10 17 3 6 31 18

10.5 1 3 7 13 5 2 8 1 7 19 2 11 36 15

12.0 2 4 9 4 7 3 0 1 8 53 2 14 40 18

13.5 6 4 12 9 7 10 2 2 3 56 18 14 40 21

15.0 14 12 14 9 15 11 2 3 10 58 13 32 32 15

16.5 8 13 35 9 20 19 4 8 15 36 14 25 35 16

18.0 10 14 50 23 20 18 5 17 24 41 10 26 38 17

19.5 23 16 50 22 20 25 6 15 24 40 14 27 40 21

21.0 24 18 8 26 50 27 13 16 30 34 15 23 41 20

22.5 28 22 43 29 50 40 31 15 27 49 11 21 39 34

24.0 25 24 27 20 50 62 35 17 36 41 50 21 40 39

BH-05 BH-07BH-03 BH-11

Perhitungan Settlement

Kondisi Tanah Dasar:

Berdasarkan data SPT , kedalaman tanah lunak bervariasi dan terdalam dapat

mencapai 16.5 m. Sebagian besar area memiliki tanah lunak sedalam sekitar 12 m.

Artinya penurunan konsolidasi menjadi isu utama.

Soft soil layer

Consolida

tion

settlement15m

Soft soil layer

Backfill for settlement

compensation

Backfill for leveling

Base coarse

Flexible pavement

+1.895

+5.5080.26m

0.44m

2.9m

15m

??


Tanah lunak yang dibebani akan mengalami penurunan akibat proses

konsolidasi. Ketebalan pavement dan urugan untuk mencapai elevasi final

dapat dihitung berdasarkan elevasi tanah awal dan elevasi rencana. Namun

besarnya penurunan akibat konsolidasi harus dihitung.

PROJECT INFORMATION

Project : Load geometry : Trapesium 28.90 m (top)

Location : Width Top : 28.90 m

Owner : Bottom : 43.35 m

Date : Average : 36.13 m 43.35 m (bottom)

INITIAL DATA level backfill : 2.90 m Initial soil level : + 1.90

G.W.T : 1.00 Settlement compensation : 1.60 m Final soil level : + 5.51

Ds (t/m2) : 10.81 Backfill and working load Total backfill : 4.50 m Vacuum load : t/m2

Ds (t/m2) : - Vacuum load Soil unit weight : 1.67 t/m3 Working load : t/m2

e : 1.00 100% Consolidation degree

TOTAL DEPTH : 15.00 M

100% CONSOLIDATION SETTLEMENT : 1.60 M

Layer desc G.W.T Top Bot g (t/m3) eoi Cci hi (m) g' (t/m3) s'mid s'bot s'voi svi Sc (m) S Sc (m) Sc S Sc

1 0 - 1.00 1.45 2.13 0.89 1.00 1.45 0.72 1.45 0.72 10.66 - - 0% 0%

2 1 1.00 2.75 1.45 2.13 0.89 1.75 0.45 0.39 0.78 1.84 10.27 0.41 0.41 25% 25%

3 1 2.75 4.25 1.47 2.44 0.83 1.50 0.47 0.35 0.70 2.58 9.85 0.25 0.65 15% 41%

4 1 4.25 5.75 1.47 2.44 0.83 1.50 0.47 0.35 0.70 3.28 9.49 0.21 0.87 13% 54%

5 1 5.75 7.25 1.47 2.44 0.83 1.50 0.47 0.35 0.70 3.97 9.16 0.19 1.06 12% 66%

6 1 7.25 8.92 1.54 1.68 0.48 1.67 0.54 0.45 0.89 4.77 8.83 0.14 1.19 8% 74%

7 1 8.92 10.58 1.54 1.68 0.48 1.67 0.54 0.45 0.89 5.66 8.51 0.12 1.31 7% 82%

8 1 10.58 12.25 1.54 1.68 0.48 1.67 0.54 0.45 0.89 6.55 8.21 0.11 1.42 7% 88%

9 1 12.25 13.63 1.53 1.91 0.65 1.38 0.53 0.36 0.72 7.36 7.96 0.10 1.51 6% 94%

10 1 13.63 15.00 1.53 1.91 0.65 1.38 0.53 0.36 0.72 8.08 7.74 0.09 1.60 6% 100%

-

3.29

INITIAL DATA LAYER ELEVATION PARAMETER BASIC CALC ( t ; m ) SETTLEMENT Sc RATIO

CONSOLIDATION SETTLEMENT CALCULATION SHEET (Nc SOIL)

Jalan tol Palembang - Indralaya

BH-2. STA 1+850. Working load 3.29 t/m2

Hutama Karya

12-Jul-2015

3.61 m

(height)

0% 50% 100%

0%

25%

15%

13%

12%

8%

7%

7%

6%

6%

CO

NS

OL

IDA

TIO

N S

ET

TL

EM

EN

T O

N

WO

RK

ING

LO

AD

Under working load 3.29 t/m2 :

100% consolidation settl = 1.60 m


Penurunan konsolidasi total (100%) atas beban kerja (3.29 t/m2) adalah sebesar 2.32 m.

Beban kerja terdiri atas beban lalu lintas 1 t/m2 + 26 cm perkerasan fleksibel dan 44 m base coarse

PROJECT INFORMATION

Project : Load geometry : Trapesium 28.90 m (top)

Location : Width Top : 28.90 m

Owner : Bottom : 43.35 m

Date : Average : 36.13 m 43.35 m (bottom)

INITIAL DATA level backfill : 2.90 m Initial soil level : + 1.90

G.W.T : 1.00 Settlement compensation : 1.76 m Final soil level : + 5.51

Ds (t/m2) : 7.78 Backfill and working load Total backfill : 4.66 m Vacuum load : t/m2

Ds (t/m2) : 8.00 Vacuum load Soil unit weight : 1.67 t/m3 Working load : t/m2

e : 0.85 90% Consolidation degree

TOTAL DEPTH : 15.00 M

90% CONSOLIDATION SETTLEMENT : 1.76 M

Layer desc G.W.T Top Bot g (t/m3) eoi Cci hi (m) g' (t/m3) s'mid s'bot s'voi svi Sc (m) S Sc (m) Sc S Sc

1 0 - 1.00 1.45 2.13 0.89 1.00 1.45 0.72 1.45 0.72 15.68 - - 0% 0%

2 1 1.00 2.75 1.45 2.13 0.89 1.75 0.45 0.39 0.78 1.84 15.40 0.41 0.41 23% 23%

3 1 2.75 4.25 1.47 2.44 0.83 1.50 0.47 0.35 0.70 2.58 15.09 0.26 0.67 15% 38%

4 1 4.25 5.75 1.47 2.44 0.83 1.50 0.47 0.35 0.70 3.28 14.84 0.23 0.90 13% 51%

5 1 5.75 7.25 1.47 2.44 0.83 1.50 0.47 0.35 0.70 3.97 14.60 0.21 1.11 12% 63%

6 1 7.25 8.92 1.54 1.68 0.48 1.67 0.54 0.45 0.89 4.77 14.36 0.15 1.26 9% 72%

7 1 8.92 10.58 1.54 1.68 0.48 1.67 0.54 0.45 0.89 5.66 14.13 0.14 1.40 8% 80%

8 1 10.58 12.25 1.54 1.68 0.48 1.67 0.54 0.45 0.89 6.55 13.91 0.13 1.53 7% 87%

9 1 12.25 13.63 1.53 1.91 0.65 1.38 0.53 0.36 0.72 7.36 13.73 0.12 1.65 7% 94%

10 1 13.63 15.00 1.53 1.91 0.65 1.38 0.53 0.36 0.72 8.08 13.57 0.11 1.76 6% 100%

8.00

-

INITIAL DATA LAYER ELEVATION PARAMETER BASIC CALC ( t ; m ) SETTLEMENT Sc RATIO

CONSOLIDATION SETTLEMENT CALCULATION SHEET (Nc SOIL)

Jalan tol Palembang - Indralaya

BH-2. STA 1+850. Working load 3.29 t/m2 3.61 m

(height) Hutama Karya

12-Jul-2015

0% 50% 100%

0%

23%

15%

13%

12%

9%

8%

7%

7%

6%

Under Vacuum 80 kPa ≈ 8 t/m2 :

90% consolidation settl = 1.76 m

CO

NS

OL

IDA

TIO

N S

ET

TL

EM

EN

T O

N

VA

CU

UM

LO

AD


Penurunan konsolidasi 90% akibat vacuum adalah sebesar 2.47 m.

Beban vacuum yang digunakan sebesar 80 kPa atau sekitar 8 t/m2.


Dari perhitungan tersebut dapat dilihat bahwa post settlement atas beban

rencana dapat di eliminasi dan kriteria derajat konsolidasi > 90% dapat

dipenuhi.

Under working load 3.29 t/m2 : 100%

consolidation settl= 1.60 m

Under Vacuum 80 kPa ≈ 8 t/m2 : 90% consolidation settl

= 1.76 m

Consolidation degree > 90% under

working load OK

Post settlement < 10 cm OK

Metodologi PelaksanaanVACUUM CONSOLIDATION METHOD

Flow Chart Vacuum Process

START

CONSTRUCTIONPREPARATION

Land Clearing Soil Investigation

Clearing Stripping Grubbing CPT SPT

PHD Installation

PVD Installation

Filling (Sand)

Geotextile Woven

Filter PipeMain Pipe

Sealing Wall

GeomembraneStart PumpGeotextile Non

Woven

Monitoring

Instrument

Installation

Daily Monitoring

80 Kpa?Back Filling

FINISH

YES

NO

Measurement & Land Clearing

1

ROW 60 m

Limit of the road 28 m

CLL R

Survey and Measurement

Sand Fill Limit

45m

2 Clearing, Stripping, & Grubbing 20-30 cm

20 – 30 cm

Soil InvestigationSoil Investigation (CPT)3

ZONE 1

No. STADepth PVD Instalation

(qc ≤ 0,8 Mpa) (m)

1 0+050 18.5

2 0+100 19

3 0+150 18

4 0+200 19

5 0+250 19

6 0+300 18

7 0+350 18.5

8 0+400 18.5

9 0+450 19

10 0+500 18

11 0+550 18

12 0+600 17.5

13 0+650 17.5

14 0+700 17

ZONE 2


(qc ≤ 0,8 Mpa) (m)

1 0+750 19

2 0+800 19

3 0+850 15

4 0+900 15

5 0+950 16

6 1+000 16.5

7 1+050 17

8 1+100 17

9 1+150 18

ZONE 3


(qc ≤ 0,8 Mpa) (m)

1 2+500 18.5

2 2+550 18.5

3 2+600 20

4 2+650 20

5 2+700 20

6 2+750 17

7 2+800 16

8 2+850 18.5

9 2+900 18.5

10 3+000 17.5

Soil InvestigationSoil Investigation (N-SPT)3

Depth

(m) BH-01 BH-02 BH-04 BH-06 BH-08 BH-09 BH-10 BH-12 BH-13 BH-14

STA 1+000 1+850 3+650 5+900 7+125 8+050 9+625 12+000 14+100 16+100 17+650 19+000 20+050 21+400

1.5 0 0 0 0 0 0 2 4 0 19 1 5 0 18

3.0 0 1 0 2 0 0 0 8 0 13 0 7 2 16

4.5 1 1 2 2 0 1 0 9 2 16 0 8 6 16

6.0 3 1 0 5 1 5 0 12 2 18 0 7 13 13

7.5 0 1 2 9 1 5 6 9 3 20 4 8 19 14

9.0 0 2 4 17 5 5 6 7 10 17 3 6 31 18

10.5 1 3 7 13 5 2 8 1 7 19 2 11 36 15

12.0 2 4 9 4 7 3 0 1 8 53 2 14 40 18

13.5 6 4 12 9 7 10 2 2 3 56 18 14 40 21

15.0 14 12 14 9 15 11 2 3 10 58 13 32 32 15

16.5 8 13 35 9 20 19 4 8 15 36 14 25 35 16

18.0 10 14 50 23 20 18 5 17 24 41 10 26 38 17

19.5 23 16 50 22 20 25 6 15 24 40 14 27 40 21

21.0 24 18 8 26 50 27 13 16 30 34 15 23 41 20

22.5 28 22 43 29 50 40 31 15 27 49 11 21 39 34

24.0 25 24 27 20 50 62 35 17 36 41 50 21 40 39

BH-05 BH-07BH-03 BH-11

No CONSISTENCY SPT (N)

1 Very soft < 2

2 Soft 2 - 4

Geotextile Woven & Filling Sand

4 Geotextile Woven Installation

The length of geotextille Woven installation on main road 65 m

5 Filling Sand

3 m

Drilling Process

6

Depth of borring 5 m

Drilling Machine

Hole distance 1 x 1 m

PVD Installation

7 Drilling Machine

Depth average of PVD 18 m

Layout PVD ( 1 x 1 m)

PHD Installation8 PHD Installation Process

The distance per 3 m

PHD

Installation

Main Pipe Ø 63 mm

20 – 30 cm

Filter Pipe Ø 50 mm

9 Sealing Wall

Sealing Wall &

Geomembrane Spreading

Average Depth 4 m

1. Geotextile Non Woven 1 Layer (Top Sand)

2. Geomembrane 2 Layer (Top Geotextile Non Woven)

Sealing Wall

Metodologi PemantauanVACUUM CONSOLIDATION METHOD

The distance 400 m

0+200 0+300 0+400 0+500 0+6000+100

Piezo Meter

Extenso Meter

Peizometer dan Extensometer

The distance 360 m

0+2000+300

0+400 0+5000+600

0+100

Inclino Meter Inclino Meter Installation

Inclinometer

TRP Monitoring

HASIL UJI COBAVACUUM CONSOLIDATION METHOD

The EndPerbaikan tanah jalan tolRuas Palembang – SimpangIndralaya

Vacuum Consolidation Method€¦ · Faktor keamanan kestabilan lereng timbunan dalam masa...

Documents

Transcript of Vacuum Consolidation Method€¦ · Faktor keamanan kestabilan lereng timbunan dalam masa...