PERCEPATAN KONSOLIDASI

PERCEPATAN KONSOLIDASI

Percepatan konsolidasi merupakan suatu proses drainase baik secara vertikal (mono-directional) maupun horisontal yang memanfaatkan kolom-kolom drain agar air dalam pori-pori tanah lebih cepat terevakuasi dengan memanfaatkan aliran air tanah arah horisontal.

Arah Aliran Air Tanah

a. Tanpa drainase vertikal
b. Dengan drainase vertikal

TIPE DRAIN
1. Drain Konvensional dari Bahan Granuler
– Tipe ini sudah lama digunakan dan bahan drai terdiri dari pasir atau kerikil.
– Diameter drain berkisar antara 18 s/d 45 cm.
– Kriteria bahan filter alami (Terzaghi, 1921)

• 4d15 ≤ D15 ≤ 4d85 dengan cu = d60/d10 ≤ 2 (untuk jenis tanah uniform)
• D15 ≥ 4d15 sifat hidrolis bahan mampu melewatkan air
• D15 ≤ 4d85 sifat filter bahan mampu menahan butiran

2. Drain sintetis
– Magnan (1983) meyatakan bahwa drain sintetis dapat dikelompokkan dalam beberapa kategori

• Drain karton
  
• Drain plastik
  
• Drain dalam bentuk kantong-kantong pasir
  
• Drain berbentuk tali dari bahan jute

POLA JARINGAN DRAIN

Diameter Efektif Pangaruh suatu Drain Vertikal
• Diameter efektif pengaruh suatu drain vertikal yang berbentuk suatu kolom drain adalah merupakan diameter rerata dari prisma tanah yang dipengaruhi oleh satu drain.
• Tipe jaring segi empat : D = 1.13L
• Tipe jaring segi tiga : D = 1.05L

Diameter Ekivalen
• Dalam masalah drain bentuk pita, maka bentuk tampang drain adalah segi empat, sedangkan untuk analisis konsolidasi tanah akibat drainase vetikal digunakan koordinat siliner sehingga bentuk plat perlu diekivalenkan ke bentuk silinder agar dapat menggunakan teori konsolidasi radial. Magnan (1983) menyatakan bahwa :

– d : diemeter ekivalen (cm)
– B : lebar drain bentuk pita (cm)
– Tg : tebal drain bentuk pita (cm)
Drainase Vertikal
• Penyelesaian matematis persamaan Terzaghi dengan kondisi batas sebagai berikut :
– Drainase terjadi ke arah lapisan drainase di atas dan di bawah lapisan tanah kompresibel, bila z = 0 dan z = sH, u = 0.
– Kelebihan tegangan air pori awal Δu = ui adalah sama dengan pertambahan tegangan tekan (σΔ), bila t = 0, u=ui= σΔ=σ2’ - σ1’


Panjang Aliran Drainase Vertikal
a. Kondisi 2 Lapisan Drainase
b. Kondisi 1 Lapisan Dranase

• Casagrande (1938) dan Taylor (1948) memberikan pendekatan sebagai berikut :

– Untuk Uv <>- Untuk Uv > 60% dengan Tv = 1.781 – 0.933log(100-Uv%)

– Dimana Uv :

• Brinch Hansen menyederhanakan hubungan antara Uv dan Tv sebagai berikut :

Hubungan Derajat Konsolidasi (Uv) dan Time Factor (Tv) pada konsolidasi satu arah

Konsolidasi Radial dan Vertikal

• Barron (1947), menyatakan bahwa deformasi berbentuk uniform.
• Prisma tanah yang dipengaruhi oleh satu drain adalah suatu silinder porous
• Volume air yang di drainase adalah volume air yang berada di dalam silinder.

• Untuk masalah konsolidasi radial, tegangan total terjadi adalah konstan.
• Dalam kondisi tersebut maka didapat nilai F(n) sebagai berikut :

• Kemudian pemecahan konsolidasi radial dari Barron disederhanakan menjadi :

• Dalam masalah geoteknik, umumnya dinyatakan dalam :
___________

• Carillo (1942) dan Gambin (1985), memberikan teori yang menggabungkan ke dua pemecahan teori konsolidasi vertikal dan radial yang dinayatakan sebagai berikut :



• Pengaruh hambatan aliran dalam suatu drain, Hansbo (1983) memberikan koreksi terhadap konsolidasi arah radial. Hubungan antara Kapasitas Drainase dan Waktu Reel Konsolidasi


Hubungan antara Kapasitas Drainase dan Waktu Reel Konsolidasi
• Umumnya derajat konsolidasi tidak dicari sebesar 100%, tetapi ditentukan untuk waktu reel yang akan dicapai, bila derajat konsolidasi (Uv) berkisar antara 90%-95%.
• Oostveen (1986), kriteria drain sempurna ditentukan jika kapasitas drainase (qw) dari pada drain tersebut lebih dari 100-1000 kali nilai koefisien permeabilitas horisontal tanah (kh).
• Hubungan antara Uv dan Tv dapat digunakan tabel atau grafik dari Terzaghi atau menggunakan ekspresi Brinch dan Hansen.