Syntax Literate : Jurnal Ilmiah Indonesia p�ISSN: 2541-0849

��e-ISSN : 2548-1398

�Vol. 6, No. 4, April 2021

��������������������������������������������������

PENGARUH KEHALUSAN MESH PLAXIS 2D DAN 3D TERHADAP PREDIKSI PENURUNAN KONSOLIDASI PADA PROYEK REKLAMASI BELAWAN PHASE I

Tika Ermita Wulandari, Roesyanto dan Rudi Iskandar

Universitas Sumatera Utara, Indonesia

Email: [email protected], [email protected] dan [email protected]

Abstract

This study aims to analyze and compare the amount of consolidation reduction with the finite element methods Plaxis 2D and 3D with several types of mesh, that is very coarse, coarse, medium, fine and very fine with the Settlement Plate (S29) data in the field. From the analysis result, it was found that the size of the consolidation reduction using Plaxis 2D modeling used several types, namely very coarse = 7,432 m, coarse = 7,421 m, medium = 7,466 m, fine = 7,486 m and very fine = 7,491 m, while the reduction of consolidation with 3D plaxis modeling in the type very coarse = 6,874 m, coarse = 6,983 m, medium = 6,783 m, fine = 6,627 m and very fine = 6,956 m. So it can be concluded that the effect of mesh is not always linear, getting smaller or bigger but fluctuating. However from the results obtained, consolidation reduction of Plaxis 3D is relatively closer to the actual in the field with the percentage comparison of mesh very coarse type = -4.39%, coarse = -2.88%, medium = -5.66%, fine = -7, 83% and very fine = -3.25%, while 2D Plaxis modeling obtained the percentage comparison of mesh very coarse type = 3.37%, coarse = 3.21%, medium = 3.84%, fine = 4.12% and very fine = 4.19%.

Keywords: consolidation; preloading; prefabricated vertical drain; plaxis.

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan membandingkan besar penurunan konsolidasi dengan metode elemen hingga Plaxis 2D dan 3D dengan beberapa tipe mesh yaitu very coarse, coarse, medium, fine dan very fine dengan data Settlement Plate (S29) di lapangan. Dari hasil analisis diperoleh besar penurunan konsolidasi menggunakan pemodelan Plaxis 2D menggunakan beberapa tipe yaitu very coarse = 7,432 m, coarse = 7,421 m, medium = 7,466 m, fine = 7,486 m dan very fine = 7,491 m sedangkan penurunan konsolidasi dengan pemodelan plaxis 3D pada tipe very coarse = 6,874 m, coarse = 6,983 m, medium = 6,783 m, fine = 6,627 m dan very fine = 6,956 m. Sehingga dapat disimpulkan pengaruh mesh tidak selamanya linier semakin kecil atau besar tetapi fluktuatif. Namun dari hasil yang didapat penurunan konsolidasi Plaxis 3D relatif lebih mendekati aktual di lapangan dengan persentasi perbandingan mesh tipe very coarse = -4,39%, coarse = -2,88%, medium = -5,66%, fine = -7,83% dan very fine=-3,25% sedangkan pemodelan Plaxis 2D didapat persentasi perbandingan pada mesh tipe very coarse = 3,37%, coarse = 3,21%, medium = 3,84%, fine = 4,12% dan very fine = 4,19%.

�����������

Kata Kunci: konsolidasi; preloading; prefabricated vertical drain; plaxis.

Pendahuluan

Tanah memiliki peran penting dalam pekerjaan konstruksi karena semua konstruksi yang direncanakan tentu didukung oleh tanah. Sebagai salah satu negara dengan garis pantai terpanjang, Indonesia memiliki banyak deposit tanah lunak (Apriyani, Ikhya, & Hamdhan, 2016). Beberapa wilayah di Indonesia memiliki lapisan tanah lunak yang sangat tebal. Artinya, tanah keras terletak jauh di bawah permukaan tanah yang menyebabkan beberapa proyek pembangunan konstruksi memerlukan perencanaan tanah ekstra agar tidak terjadi penurunan (settlement) yang signifikan (Fadhillah, Munawir, & Kuswanda, 2018).

Tanah lunak memiliki karakteristik tanah yang buruk. Tanah lunak umumnya memiliki sifat komprebilitas yang tinggi, permeabilitas yang rendah dan daya dukung yang rendah. Kondisi tersebut merupakan kondisi yang tidak baik jika digunakan sebagai tanah dasar untuk sebuah konstruksi dermaga. Konstruksi akan rusak karena adanya penurunan tanah yang terjadi. Hal ini lebih fatal jika penurunan yang terjadi bersifat setempat (Hayati, 2019).

Kondisi tanah lunak ini tentunya perlu dilakukan perbaikkan tanah sehingga dapat memperkuat tanah sebagai pondasi sebuah dermaga. Terkait dengan hal tersebut, pada tahun Kjellman (1952) (Chai et al, 2005) memperkenalkan suatu metode pengganti prabeban dengan cara meletakkan lembaran material kedap air di permukaan tanah dan menyedot air dan udara di sisi dalam lembaran kedap air ini dengan menggunakan pompa vakum, yang dikenal dengan nama vacuum consolidation atau vacuum preloading (Indraratna et al, 2003).

Perbaikan tanah lunak atau soil improvement merupakan salah satu hal yang sangat penting dan mendapat perhatian para ahli geoteknik. Perhatian tersebut disebabkan oleh kebutuhan akan lahan yang harus dapat menampung tuntutan pembangunan dan perkembangan penduduk (Ahmad, 2007). Dengan berjalannya waktu, metode vacuum consolidation atau vacuum preloading kemudian semakin banyak digunakan dan dikembangkan di berbagai negara namun masih relatif terbatas penggunaannya di Indonesia (Suhendra & Irsyam). Sistem preloading yang di kombinasikan dengan prefabricated vertical drain (PVD), preloading atau pemberian beban awal dilakukan dengan cara memberikan beban yaitu berupa timbunan sehingga menyebabkan tanah lempung akan termampatkan sebelum konstruksi didirikan (Haryoto, 2015).

�Penurunan konsolidasi merupakan keadaan apabila lapisan tanah mengalami penambahan beban, tekanan air pori akan naik secara mendadak. Keluarnya air pori disertai dengan berkurangnya volume tanah yang menyebabkan penurunan lapisan tanah. Pada tanah lempung yang berpemeabilitas rendah, tegangan air pori berlebih memerlukan waktu yang lama untuk terdisipasi, dengan demikian penurunan konsolidasi membutuhkan waktu yang sangat lama (Zhafirah & Amalia, 2019). Hasil penelitian pada tanah berkonsistensi lunak di daerah Suwung Kangin yang memanfaatkan metode kombinasi preloading dan pre-fabricated vertical drains terbukti mampu mempercepat waktu konsolidasi dan meningkatkan daya dukung tanahnya (Hidayati & Ardana, 2008). Pada saat konsolidasi, tegangan tanah pada saat awal pembebanan ditanggung sepenuhnya oleh tegangan air pori. Kemudian secara perlahan tegangan ini ditransfer ke tegangan efektif tanah, sehingga tanah mengalami peningkatan kekuatan dan daya dukung tanah. Dengan demikian, jika suatu konstruksi akan dibangun di atas tanah lunak, maka untuk menghindari penurunan yang besar pada bangunan tersebut dan memperoleh daya dukung tanah yang cukup baik maka proses konstruksi sebaiknya dilakukan setelah tanah telah terkonsolidasi secara sempurna. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode perbaikan tanah untuk mengatasi permasalahan ini (Bella, 2011).

Seiring perkembangan zaman pembangunan terciptalah berbagai macam pengerjaan konstruksi bangunan sipil dan program komputer yang membantu mempermudah perhitungan proses penurunan konsolidasi yaitu program Plaxis. Plaxis adalah salah satu program aplikasi komputer yang menghitung konsolidasi dengan menggunakan teori konsolidasi Biot. Program ini melakukan perhitungan berdasarkan metode elemen hingga dengan membagi bebrapa mesh yang digunakan secara khusus untuk melakukan analisis deformasi dan stabilitas untuk berbagai aplikasi bidang geoteknik. (Pramulandani, 2020) menyatakan Penentuan jenis mesh pada software Plaxis 2D menentukan kehalusan pembagian jaringan-jaringan elemen yang menghubungkan node-node pada model yang ditinjau, serta ketelitian dari hasil analisis, semakin rapat jaringan elemen dan halus mesh maka hasil perhitungan akan semakin akurat.

Telah banyak analisis yang dilakukan untuk memprediksi proses� konsolidasi yang terjadi pada reklamasi Belawan baik pada phase I maupun phase II, misalnya (Hayati, 2019) melakukan analisis pengaruh smear zone pada penurunan dan waktu konsolidasi dengan Plaxis 2D dan 3D pada proyek reklamasi Belawan phase II. Hasil analisis disimpulkan bahwa penurunan yang terjadi pada pemodelan Plaxis 2D dengan memperhitungkan efek smear zone� sebesar 2,288 m dan tanpa efek smear zone 1,922 m sedangkan penurunan pada pemodelan Plaxis 3D dengan efek smear zone 2,077 m dan tanpa efek smear zone 1,930 m. Perhitungan penurunan konsolidasi menggunakan pemodelan Plaxis 3D dengan efek smear zone menghasilkan penurunan yang lebih mendekati nilai di lapangan sesuai dengan data settlement plate yaitu sebesar 1,992 m. Waktu penurunan konsolidasi yang terjadi pada perhitungan Plaxis 2D dan 3D dengan memperhitungkan efek smear zone lebih lama dari pada tanpa memperhitungkan efek smear zone. Perhitungan penurunan dan waktu konsolidasi menggunakan pemodelan Plaxis 3D memberikan hasil yang lebih mendekati kondisi di lapangan dibandingkan pemodelan dengan Plaxis 2D. (Ohoimas & Hamdhan, 2015) melakukan analisis konsolidasi menggunakan jarak PVD yang berbeda-beda dengan pemodelan axisymetry dan plane strain Plaxis 2D. Hasil penurunan yang didapat pada pemodelan axisymetry dengan jarak antar PVD 2m sebesar 0,7467 m, jarak 2,4m : 0,7471 m, jarak 3 m : 0,7466 m sedangkan pada pemodelan plane strain dengan jarak antar PVD 2m : 0,8664 m, �jarak 2,4m : 0,8678 m dan pada jarak 3 m : 0,8658 m. (Surbakti, 2020) melakukan analisis sand replacement sebagai counter weight pada proses konsolidasi pada reklamasi Belawan tahap I, analisis ini menggunakan data borelog BH-02 dengan tinjauan settlement plate (S5) dimana area ini berbatasan langsung dengan perairan dan jalur arus masuk kapal. Adapun penurunan yang terjadi dengan pemasangan PVD dengan pola segitiga dengan jarak 1,5 m pada pemodelan Plaxis 2D sebesar 6,404 m dan pada pemodelan Plaxis 3D sebesar 6,356 m.

Dari penelitian sebelumnya belum ada pembahasan tentang penurunan menggunakan Plaxis dengan semua tipe mesh yang tersedia pada program Plaxis. Sehingga penulis ingin membahas penurunan tersebut dengan bantuan Plaxis 2D dan 3D menggunakan beberapa tipe mesh yaitu very coarse, coarse, medium, fine dan very fine. Hasil dari perhitungan Plaxis 2D dan Plaxis 3D akan dibandingkan sehingga didapat hasil yang paling mendekati dengan kondisi lapangan. Area yang akan ditinjau adalah area yang berdekatan dengan Bore Hole (BH-01) dengan tinjauan settlement plate (S29) dan perhitungan akan menggunakan efek smear zone (area yang terganggu akibat instalasi PVD). Dari penelitian dan latar belakang diatas, serta dengan data-data yang didapat dilapangan penulis tertarik untuk menjadikan bahan tulisan yang berjudul �Pengaruh kehalusan mesh Plaxis 2D dan 3D terhadap prediksi penurunan konsolidasi pada Proyek Reklamasi Belawan Phase I�.

Penelitian ini bertujuan menganalisis dan membandingkan besar penurunan konsolidasi dengan metode elemen hingga Plaxis 2D dan 3D dengan beberapa tipe kehalusan mesh yaitu very coarse, coarse, medium, fine dan very fine dengan data settlement plate (S29) di Lapangan. Adapun manfaat yang diharapkan untuk memberikan wawasan bagi penulis dan pembaca tentang penerapan mata kuliah geoteknik khususnya pada masalah perbaikan tanah dan timbunan, serta sebagai referensi khususnya bagi mahasiswa lainnya apabila ingin menulis dengan topik pembahasan yang hampir sama.

Metode Penelitian

A. Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan pada proyek reklamasi Belawan phase 1. Lokasi penelitian berada di tengah area reklamasi dengan mengunakan data Bore Hole-1 (BH-01) pada koordinat X = 468963,916 LS dan Y = 419633,816 LU, Boring ini berdampingan dengan titik settlement plate 29 (S29) yang akan diteliti.

Gambar 1

Lokasi Penelitian

B. Parameter Tanah pada Lokasi Pekerjaan

Dari data bore log BH-01, tanah dapat dikelompokkan berdasarkan jenis tanah menjadi delapan lapisan. Tanah yang memiliki data pengujian konsolidasi akan menggunakan model soft soil sedangkan tanah yang tidak memiliki data pengujian konsolidasi akan menggunakan model Mohr-Coulomb dengan korelasi nilai N-SPT. Lapisan-lapisan tanah eksisting dibagi menjadi dua bagian yaitu memiliki prilaku undrained pada beberapa lapisan dan drained pada lapisan lainnya. Sedangkan lapisan timbunan tanah yang merupakan pasir memiliki perilaku drained.

Tabel 1

Parameter Tanah pada Lokasi Pekerjaan

No.	Jenis Tanah	Elevasi (m)	Ketebalan (m)	Sifat	Model Tanah
1	Sandy Clay	0-1,5	1,5	Drained	Mohr-Coulomb
2	Clay	1,5-15	13,5	Undrained	Mohr-Coulomb
3	Sandy Silt	15-18	3	Drained	Mohr-Coulomb
4	Organic Clay	18-22	4	Undrained	Mohr-Coulomb
5	Clayey Sand 1	22-32	10	Drained	Mohr-Coulomb
6	Silty Clay 1	32-37	5	Undrained	Mohr-Coulomb
7	Clayey Sand 2	37-50	13	Drained	Mohr-Coulomb
8	Silty Clay 1	50-60	10	Undrained	Mohr-Coulomb

(Data Proyek, 2016)

Data pada Tabel 1 di atas dijabarkan kembali sesuai dengan data-data yang dibutuhkan untuk input program Plaxis. Berat isi ( ), berat isi jenuh tanah ( ), modulus elastisitas ( ), Poisson Ratio ( ), kohesi (c_ref), sudut geser dalam ( �koefisien permeabilitas tanah arah vertikal (k_x) maupun horizontal (k_y) yang digunakan diambil dari hasil laboratorium. Untuk lambda compression indeks (λ*) dihitung dengan menggunkaan rumus Persamaan (1), kappa compression indeks (κ*) dihitung dengan menggunkaan rumus Persamaan (2). Adapun data data tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

λ* = c_c / [2.3 (1 + e)]� ����������������������������������������������������������������������������������������� (1)���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

κ* ≈ 2c_r / [2.3 (1 + e)]�� �������������������������������������������������������������������������������������� (2)

dimana :

c_c : Koefisien yang mempengaruhi besar penurunan

c_r : Koefisien yang mempengaruhi besar pengembangan

e� : Angka pori

������ Nilai c_c dan� c_r� didapat dari uji konsolidasi.

Tabel 2

Data yang diinput pada program Plaxis

Uraian	Unit	Material Properties (BH-01)
		Timbunan	Sandy Clay	Clay	Sandy Silt	Organic Clay	Clayey Sand 1	Silty Clay 1	Clayey Sand 2	Silty Clay 2
Material model	-	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb
Kedalaman	mtr	11.0-0	0-1,5	1,5 - 15	15-18	18-22	22-32	32-37	37-50	50-60
Drainage type	-	Drained	Drained	Undrained	Drained	Undrained	Drained	Undrained	Drained	Undrained
γ_unsat	kN/m^3	14,84	7,85	7,85	7,85	2,2	13,9	8,9	13,9	8,9
γ_sat	kN/m^3	19,1	14,6	14,6	14,6	10,3	18,4	15,1	18,4	15,1
E	kN/m^2	25000	600	600	600	600	600	600	700	700
ν (nu)		0,3	0.35	0.35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35
c_ref	kN/m^2	0	15,5	15,5	15,5	12,9	22,4	29,2	22,4	29,2
φ (phi)	�	33,1	12,4	12,4	12,4	20,8	14,1	13,3	14,1	13,3
ψ (psi)	�	0	0	0	0	0	0	0	0	0
λ* (lambda)		-		������������������� 0,1019		������������������� 0,2272			������������������� 0,0692
κ* (kappa)		-		������������������� 0,0394		������������������� 0,0449			������������������� 0,0269
k_x	m/day	1	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,2182	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005
k_y	m/day	1	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,2182	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005
Nama Lapisan	Preloading		1	2	3	4	5	6	7	8

(Data Proyek, 2016)

C. Spesifikasi dan Instalasi Material PVD

Spesifikasi PVD yang digunakan untuk penelitian ini adalah:

a. Bahan PVD harus cukup kuat dan fleksibel untuk mencegah diskontinuitas karena tekanan yang timbul selama pemasangan PVD.

b. Bahan PVD harus memiliki permeabilitas yang cukup (kemampuan untuk mengalirkan air pori).

c. Material PVD harus memenuhi persyaratan berikut:

1) Material ��������������������������������������������������������� ����������� : polypropylene

2) Berat ������������������������������������������������������������� ����������� : 88 gram/m

3) Lebar (w)������������������������������������������������������� ����������� : 100 mm

4) Tebal (t)��������������������������������������������������������� ����������� : 4 mm

5) Discharge capacity 10 kPa (ASTM D4716)������������� : 180 x 10-6 m3/s

6) Discharge capacity 300 kPa (ASTM D4716）�������� : 140 x 10-6 m3/s

7) Discharge cap. buckled 200 kPa（Delft）��� ���������� : 55 x 10-6 m 3/s

8) Permeability filter (NEN5167) ��������������������� ����������� : 9 x 10-4 m/s

9) Bentuk PVD yang diisyaratkan untuk proyek ini dapat dilihat pada Tabel 2 dibawah ini:

Tabel 3

Persyaratan bentuk PVD pada proyek reklamasi Belawan

No.	Item yang diperiksa	Persyaratan Teknis
1	Keseragaman tebal geotekstil	Tebal harus sama rata
2	Kotoran geotekstil	Kotoran tidak boleh lebih dari 2 mm
3	Lubang geotekstil	Tidak boleh ada lubang
4	Sambungan	Tidak boleh ada degumming, sambungan = 3mm
5	Gigi papan inti	Palung dan gigi papan inti tidak boleh terbalik
6	Lubang papan inti	Tidak boleh ada lubang
7	Kotoran, gelembung udara pada papan inti	Papan inti tidak ada kotoran, gelembung udara
8	Pembungkus papan inti dan filter	Papan inti dan filter harus terbungkus rapat

(Spesifikasi teknis proyek, 2016)

Instalasi PVD:

pola instalasi PVD dengan pola segitiga, jarak instalasi 1,50 m dengan instalasi sedalam 44,00 m dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2

Rencana insalasi PVD

D. Analisis Data

Verifikasi permodelan PVD dilakukan dengan cara mengekuivalenkan PVD �yang setempat-setempat menjadi menerus (plane strain). Dari perhitungan ini juga akan dihitung besaran efek smear zone terhadap koefisien permeabilitas horizontal tanah (k_x). Instalasi PVD akan dipasang sedalam 44 m dari elevasi +4,00 sampai dengan kedalaman -40,00 mLWS. Sehingga lapisan lapisan yang berdampak oleh mandrel saat instalasi PVD dapat diuraikan sebagai berikut:

- Lapisan 1 (timbunan pasir reklamasi tahap 2) tebal 1,2 m

- Lapisan 2 (timbunan pasir reklamasi tahap 1) tebal 2,8 m

- Lapisan 3 sandy clay tebal 1,5 m

- Lapisan 4 clay tebal 13,5 m

- Lapisan 5 Sandy Silt tebal 3 m

- Lapisan 6 Organic Clay tebal 4 m

- Lapisan 7 Clayey Sand 1 tebal 10 m

- Lapisan 8 Silty Clay 1 tebal 5 m

- Lapisan 9 Clayey Sand 2� tebal 3 m

Data properties tanah yang terganggu akibat pemancangan PVD (smear zone) dapat dihitung ��sebagai berikut:

Data yang diketahui:

- Jarak Pemasangan PVD�������������������������������������������� = 150 cm

- Pola Pemasangan ������������������������������������������������������ = Pola Segitiga

- Dimensi PVD������������������������������������������������ ����������� = 10 cm x 0,4 cm

- Dimensi Mandrel������������������������������������������������������� = 5 cm x 12,5 cm

- Ekivalensi Diameter PVD (dw)��������� ����������������������� = �= 6,62 cm

- Jari-jari PVD (rw)������������������������������������������������������ =� = 3,31 cm

- Ekivalensi Diameter Mandrel (dm)��������������� ����������� = = 8,92 cm

- Nilai s������������������������������������������������������������� ����������� = 2

- Nilai k������������������������������������������������������������ ����������� = 2

- Diameter Efek Smear Zone� (ds)������������������������������� =� 2 x 8,92 = 17,85 cm

- Radius Efek Smear Zone (rs)������������������������� ����������� =� = 8,92 cm

- Diameter Ekivalen pengaruh PVD (de)��������������������� =� 1,05 x 150 = 157,5 cm

- Radius Ekivalen Pengaruh PVD (R)������������� ����������� =� �= 78,75 cm

- Lebar Efek Smear Zone, Plain Strain (2B)���� ����������� = 150 cm

- Setengah Efek Smear zone (B)���������������������������������� = 75 cm

Dari data-data diatas dapat diperoleh besaran nilai permeabilitas arah horizontal akibat pemancangan PVD dengan (Hird, Pyrah, Russell, & Cinicioglu, 1995), pada persamaan (3) dibawah ini:

�������� ����������������������� ����������� (3)

B�� : � dari lebar

R�� : � d_e , Jari jari ekivalen�

R_s� : radius smear zone

R_{w :} radius PVD�

k_ax : koefisien permeabilitas horizontal kondisi tanah tidak terganggu

k_s� : koefisien permeabilitas horizontal kondisi tanah terganggu �

kondisi axysimmetric.

Untuk lapisan pertama sandy clay:

K_ax� = 6,279 x 10^-7 cm/sec = 6,279 x 10^-7 . �= 0,00054250560 m/hari

K_hp = 0,00009620867 m/hari

Perhitungan untuk Lapisan berikutnya tersedia pada Tabel 4. Dikarenakan dari perhitungan ini besar efek smear zone terhadap koefisien permeabilitas horizontal tanah (k_x) berubah namun arah horizontal (k_y) tetap. Maka perubahan dari Tabel 2 akan menjadi yang tertera pada Tabel 4.

���������������������������������������������������������������� Tabel 4�����������������

Nilai K_x setelah efek smear zone

Uraian	Unit	Material Properties (BH-01)
		Timbunan	Sandy Clay	Clay	Sandy Silt	Organic Clay	Clayey Sand 1	Silty Clay 1	Clayey Sand 2	Silty Clay 2
Material model	-	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb	Mohr-Coulomb
Kedalaman	mtr	11.0-0	0-1,5	1,5 - 15	15-18	18-22	22-32	32-37	37-50	50-60
Drainage type	-	Drained	Drained	Undrained	Drained	Undrained	Drained	Undrained	Drained	Undrained
γ_unsat	kN/m^3	14,84	7,85	7,85	7,85	2,2	13,9	8,9	13,9	8,9
γ_sat	kN/m^3	19,1	14,6	14,6	14,6	10,3	18,4	15,1	18,4	15,1
E	kN/m^2	25000	600	600	600	600	600	600	700	700
ν (nu)		0,3	0.35	0.35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35
c_ref	kN/m^2	0	15,5	15,5	15,5	12,9	22,4	29,2	22,4	29,2
φ (phi)	�	33,1	12,4	12,4	12,4	20,8	14,1	13,3	14,1	13,3
ψ (psi)	�	0	0	0	0	0	0	0	0	0
λ* (lambda)		-		������������������� 0,1019		������������������� 0,2272			������������������� 0,0692
κ* (kappa)		-		������������������� 0,0394		������������������� 0,0449			������������������� 0,0269
k_x	m/day	1	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,2182	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005
k_y	m/day	1	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,0005	������������������� 0,2182	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005	������������������� 0,0153	������������������� 0,0005
Nama Lapisan	Preloading		1	2	3	4	5	6	7	8

Uraian	Unit	NILAI K_x SETELAH EFEK SMEAR ZONE
		Timbunan	Sandy Clay	Clay	Sandy Silt	Organic Clay	Clayey Sand 1	Silty Clay 1	Clayey Sand 2	Silty Clay 2
k_x	m/day	1	����������������� 0,0001	����������������� 0,0001	����������������� 0,0001	����������������� 0,0387	����������������� 0,0027	����������������� 0,0001	����������������� 0,0027	����������������� 0,0001
k_y	m/day	1	����������������� 0,0005	����������������� 0,0005	����������������� 0,0005	����������������� 0,2182	����������������� 0,0153	����������������� 0,0005	����������������� 0,0153	����������������� 0,0005

(Analisis Peneliti, 2020)

E. Pemodelan Plaxis

Pada Penelitian ini lokasi yang ditinjau adalah S29, dimana posisi tersebut terletak ditengah area pekerjaan. pemodelan pada Plaxis mengikuti cross section S29 dapat dilihat pada Gambar 3 dibawah ini:

Gambar 3

Cross section S29

Kondisi di lapangan yang disimulasikan ke dalam program Plaxis bertujuan untuk mengimplementasikan tahapan pelaksanaan di lapangan ke dalam tahapan pengerjaan pada program dengan harapan pelaksanaan di lapangan dapat didekati sedekat mungkin pada program, sehingga respon yang dihasilkan dari program dapat diasumsikan sebagai cerminan dari kondisi yang sebenarnya terjadi di lapangan. Pemodelan tahapan penimbunan dengan menggunakan pemodelan kondisi plan strain dengan menggunakan data pada Tabel 4. . Pemodelan lapisan tanah dan PVD dapat terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4

Pemodelan lapisan tanah dengan Plaxis

F. Tahapan Penelitian

Dalam penulisan penelitian ini, penulis melakukan beberapa tahapan pelaksanaan sehingga tercapai maksud dan tujuan dari penelitian. Untuk memudahkan tercapainya tujuan tersebut, maka penulis melakukan tahapan-tahapan sebagai berikut:

a. Tahap pertama

Mengumpulkan berbagai jenis literature dalam bentuk buku maupun tulisan ilmiah yang berhubungan dengan penelitian ini.

b. Tahap kedua

Melakukan pengumpulan data yang akan digunakan dalam analisis. Subjek pada penulisan penelitian ini adalah Proyek Reklamasi Belawan Phase 1. Data yang diperlukan untuk penulisan penelitian ini didapatkan dari PT. Waskita Karya �selaku kontraktor. Adapun data-data yang dibutuhkan adalah SPT (Standard Penetration Test), parameter tanah timbunan, spesifikasi PVD dan instrumen geoteknik.

c. Tahap ketiga

Melakukan analisa antara data yang diperoleh dari lapangan dengan buku dan jenis literature lainnya yang berhubungan dengan penulisan penelitian ini.

d. Tahap keempat

Pada tahap ini dilakukan kegiatan menganalisa penurunan dan waktu konsolidasi menggunakan Plaxis 2D dan 3D dengan data yang telah diperoleh. Bagan alir penelitian dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Analisis Perhitungan Plaxis 2D dan 3D

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan

- SPT dari BH-01

- Parameter material timbunan

- Spesifikasi PVD

- Instrumen geoteknik (Settelement plate)

Mulai

Perumusan Masalah

Pengumpulan Data Sekunder

Studi Literatur

Selesai

Gambar 5

Bagan alir penelitian

Hasil dan Pembahasan

Setelah dilakukan penelitian pada Proyek Reklamasi Belawan Phase I melalui analisis pemodelan Plaxis 2D dan 3D maka diperoleh data sebagai berikut:

1. Besar penurunan konsolidasi yang terjadi dengan menggunakan analisis metode elemen hingga pada pemodelan Plaxis 2D dan 3D dengan menggunakan beberapa tipe mesh yang tersedia pada program Plaxis, maka didapat jumlah elemen, node dan penurunan yang berbeda-beda seperti terlihat pada Tabel 5 di bawah ini:

Tabel 5

Penurunan hasil analisis Plaxis 2D dan 3D dengan beberapa tipe mesh

Pemodelan Plaxis	Tipe Mesh Plaxis	Mesh		Prediksi Penurunan (m)
		Jumlah Elemen	Jumlah Node
2D	Very Coarse	2.065	16.875	7,432
	Coarse	2.774	22.617	7,421
	Medium	3.213	26.143	7,466
	Fine	7.539	60.767	7,486
	Very Fine	11.279	90.711	7,491
3D	Very Coarse	110.529	148.799	6,874
	Coarse	110.529	148.799	6,983
	Medium	110.643	149.006	6,783
	Fine	110.868	149.591	6,627
	Very Fine	114.620	156.555	6,956

(Analisis Peneliti, 2020)

Dari Tabel 5 didapat hasil yang sangat berbeda meskipun dengan parameter tanah yang sama. Adapun perbedaan disebabkan pada pemodelan Plaxis 2D menggunakan koefisien permeabilitas tanah plane strain ekivalen di daerah yang diperbaiki, sedangkan pada Plaxis 3D pemodelan menggunakan koefisien permeabilitas di smear zone dengan nilai yang tergantung pada k. Perbandingan penurunan analisis Plaxis 2D dan 3D secara grafik dapat dilihat pada Gambar 6 di bawah ini :

Gambar 6

Perbandingan penurunan analisis Plaxis 2D dan 3D

2. Dengan karekteristik smear zone yang sama yaitu dengan nilai s = 2 k = 2 menggunakan Plaxis 2D dan 3D, diperoleh bahwa hasil perhitungan penurunan tanah dari permodelan Plaxis 3D lebih mendekati kondisi aktual di lapangan. Adapun persentasi perbedaan penurunan dapat dilihat pada Tabel 6 di bawah ini:

Tabel 6

Rekapitulasi hasil perhitungan penurunan tanah

No	Pemodelan	Penurunan (m)	Perbedaan Prediksi Penurunan dengan Lapangan (S29) (m)	Persentasi Perbedaan Penurunan (%)
1	Data Lapangan (S29)	7,190
2	Plaxis 2D
	Very Coarse	7,432	0,242	3,37%
	Coarse	7,421	0,231	3,21%
	Medium	7,466	0,276	3,84%
	Fine	7,486	0,296	4,12%
	Very Fine	7,491	0,301	4,19%
3	Plaxis 3D
	Very Coarse	6,874	-0,316	-4,39%
	Coarse	6,983	-0,207	-2,88%
	Medium	6,783	-0,407	-5,66%
	Fine	6,627	-0,563	-7,83%
	Very Fine	6,956	-0,234	-3,25%

(Analisis Peneliti, 2020)

3. Pola penurunan yang diperoleh dari Plaxis 2D relatif sama dengan pola penurunan 3D, hal ini dapat dilihat pada Gambar 7. Tipe mesh very fine dipilih dikarenakan semakin halus mesh maka hasil yang didapat lebih akurat.

Gambar 7

Perbandingan Penurunan Yang Terjadi Di Lapangan dengan Analisis Plaxis 2D (Very Fine) Dan 3D (Very Fine)

Penelitian ini menunjukkan terdapat perbedaan grafik pola penurunan hasil observasi lapangan dibandingkan dengan permodelan Plaxis, hal ini dapat terlihat dari Gambar 3. Perbedaan ini disebabkan oleh pembagian fase kalkulasi dalam Plaxis. Pada program Plaxis fase kalkulasi didasarkan atas kenaikan tinggi timbunan. Dalam satu fase penimbunan dikalkulasi dengan waktu yang lama sedangkan pada observasi lapangan pengambilan data penurunan dilakukan setiap hari meski kenaikan timbunan tanah hanya sedikit atau bahkan tidak ada kenaikan elevasi timbunan. Semakin banyak pembagian fase dan semakin singkat waktu kalkulasinya, maka grafik yang dihasilkan akan semakin mendekati grafik observasi lapangan.

4. Dari Gambar 3 didapat pola penurunan yang diperoleh dari Plaxis 2D relatif sama dengan pola penurunan Plaxis 3D. Meskipun menggunakan parameter tanah yang sama, namun pada setiap phase penimbunan mengalami penurunan yang berbeda, adapun perbedaan tersebut dapat dilihat pada Tabel 7 di bawah ini:

Tabel 7

Perbandingan penurunan Plaxis 2D dan 3D tipe mesh very fine

No	Phase	Waktu (Hari)	Total Waktu (Hari)	Total Penurunan (m)
				Plaxis 2D	Plaxis 3D
1	Reklamasi 1	3	3	-0,073	-0,073
2	Reklamasi 2	3	6	-0,129	-0,129
3	PVD	10	16	-1,444	-1,043
4	Preloading 1	87	103	-3,085	-2,695
5	Preloading 2	17	120	-4,120	-3,531
6	Preloading 3	10	130	-5,049	-4,271
7	Preloading 4	2	132	-5,756	-4,739
8	Konsolidasi	103	235	-7,491	-6,956

(Analisis Peneliti, 2020)

Kesimpulan

Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan pengaruh mesh tidak selamanya linier semakin kecil atau besar tetapi fruktuatif, hal ini dapat dilihat dari besar penurunan konsolidasi dengan pemodelan Plaxis 2D dengan tipe very coarse = 7,432 m, coarse = 7,421 m, medium = 7,466 m, fine = 7,486 m dan very fine = 7,491 m� sedangkan pada pemodelan Plaxis 3D dengan mesh tipe very coarse = 6,874 m, coarse = 6,983 m, medium = 6,783 m, fine = 6,627 m dan very fine = 6,956 m. Namun dari hasil yang didapat penurunan konsolidasi Plaxis 3D relatif lebih mendekati aktual di lapangan dengan persentasi perbandingan tipe mesh very coarse = -4,39%, coarse = -2,88%, medium = -5,66%, fine = -7,83% dan very fine=-3,25% sedangkan pemodelan Plaxis 2D didapat persentasi perbandingan pada mesh tipe very coarse = 3,37%, coarse = 3,21%, medium = 3,84%, fine = 4,12% dan very fine = 4,19%.

BIBLIOGRAFI

Ahmad, Irza. (2007). Analisa Metode Perbaikan Tanah Lunak Dan Kohesif. Jurnal Menara Jurusan Teknik Sipil FT. UNJ. Volume II No. 2 Juli 2007. 44. ISSN: 1907-4360. Google Scholar

Apriyani, Ketut Devy, Ikhya, Ikhya, & Hamdhan, Indra Noer. (2016). Analisis Konsolidasi Dengan Prefabricated Vertical Drain Untuk Beberapa Soil Model Menggunakan Metode Elemen Hingga (Hal. 17-28). RekaRacana: Jurnal Teknil Sipil, 2(3), 17. Google Scholar

Bella, Rosmiyati A. (2011). Permodelan Timbunan Pada Tanah Lunak Dengan Menggunakan Program Plaxis. Jurnal Teknik Sipil, 1(2), 1�9. Google Scholar

Chai, J.C., Charter, J.P., Hayashi, S. (2005). Ground Deformation Induced by Vacuum Consolidation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering � ASCE, December 2005. Google Scholar

Fadhillah, Hanna Maulidya, Munawir, As�ad, & Kuswanda, Wahyu P. (2018). Perencanaan Perbaikan Tanah Lunak pada Pembangunan Cluster D Kawasan Kota Summarecon Bandung Menggunakan Kombinasi Metode Vacuum Consolidation dengan Prefabricated Vertical Drain. Jurnal Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, 1(1), pp-043. Google Scholar

Haryoto, Erman. (2015). Penggunaan Preloading dan Penggunaan Pre-Fabricated Vertical Drains untuk Mempercepat Konsolidasi Tanah Lempung Lunak (Studi Kasus Oprit Jembatan Deng Padeng Kabupaten Sampang Madura). Universitas Muhammadiyah Jember. Google Scholar

Hayati, Titi. (2019). Analisis Pengaruh Smear Zone pada Penurunan dan Waktu Konsolidasi Proyek Reklamasi Belawan Fase II dengan Plaxis 2D dan 3D. Google Scholar

Hidayati, Anissa Maria, & Ardana, Made Dodiek Wirya. (2008). Kombinasi Preloading Dan Penggunaan Pre-Fabricated Vertical Drains Untuk Mempercepat Konsolidasi Tanah Lempung Lunak (Studi Kasus Tanah Lempung Suwung Kangin). Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. Google Scholar

Hird, C. C., Pyrah, I. C., Russell, D., & Cinicioglu, F. (1995). Modelling the effect of vertical drains in two-dimensional finite element analyses of embankments on soft ground. Canadian Geotechnical Journal, 32(5), 795�807. Google Scholar

Indraratna, B., Bamunawita, C., Redana, I., McIntosh, G. (2003). Modelling of� Prefabricated Vertical Drains in Soft Clay and Evaluation of Their Effectiveness in Practice. Journal of Ground Improvement, 7(3), 127-138. University of Wollongong. Google Scholar

Ohoimas, Muhammad Yanuar, & Hamdhan, Indra Noer. (2015). Analisis Konsolidasi dengan Menggunakan Metode Preloading dan Vertical Drain pada Areal Reklamasi Proyek Pengembangan Pelabuhan Belawan Tahap II (Hal. 1-11). RekaRacana: Jurnal Teknil Sipil, 1(1), 1. Google Scholar

Pramulandani, Arzunnita. (2020). Ta: Analisis Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Geocell Menggunakan Metode Elemen Hingga (PLAXIS 2D). Institut Teknologi Nasional Bandung. Google Scholar

Suhendra, Andryan, & Irsyam, Masyhur. (2011). Studi Aplikasi Vacuum Preloading Sebagai Metode Alternatif Percepatan Proses Konsolidasi Pada Tanah Lempung Lunak Jenuh Air: Trial Gvs Pada Perumahan Pantai Indah Kapuk, Jakarta. Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Binus University. Google Scholar

Surbakti, Rudianto. (2020). Analisis pengaruh Sand Replacement sebagai Counter Weight pada proses konsolidasi di Reklamasi Belawan. Google Scholar

Zhafirah, Athaya, & Amalia, Dewi. (2019). Perencanaan Preloading Dengan Penggunaan Prefabricated Vertical Drain Untuk Perbaikan Tanah Lunak Pada Jalan Tol Pejagan-Pemalang. Potensi: Jurnal Sipil Politeknik, 21(1), 10�18. Google Scholar

Copyright holder:

Tika Ermita Wulandari, Roesyanto, dan Rudi Iskandar (2021)

First publication right:

Journal Syntax Literate

This article is licensed under: