Lempung lunak tebal bisa butuh bertahun-tahun untuk selesai berkonsolidasi. Prefabricated vertical drain (PVD) memperpendek lintasan air pori: air tidak lagi harus keluar ke atas atau ke bawah lapisan, melainkan cukup bergerak mendatar ke drain terdekat.
Artikel ini membahas rumus Hansbo untuk waktu konsolidasi radial, cara menghitung diameter pengaruh untuk pola segi empat dan segitiga, dan satu contoh yang melanjutkan contoh timbunan di artikel penurunan konsolidasi.
Diperbarui 8 November 2026 · Disusun oleh Tim Badoystudio Engineering
Bagaimana cara menghitung waktu konsolidasi dengan PVD?
Jawaban singkat
Dengan metode Hansbo, t = (D²/8ch) × [F(n) + Fs + Fr] × ln[1/(1 − Uh)], dengan D diameter pengaruh (1,13s untuk pola segi empat, 1,05s untuk segitiga), ch koefisien konsolidasi horizontal, F(n) = ln(n) − 0,75 dengan n = D/dw, Fs faktor smear, dan Fr faktor hambatan aliran drain. Contoh: PVD 100 × 4 mm berjarak 1,5 m pola segi empat pada lempung ch 4 m²/tahun mencapai 90% dalam sekitar 188 hari tanpa smear.
Poin penting perhitungan PVD
Empat hal berikut paling menentukan waktu konsolidasi dengan PVD.
- Waktu konsolidasi sebanding dengan kuadrat diameter pengaruh, sehingga jarak PVD sangat menentukan.
- Pola segitiga memberi D lebih kecil (1,05s) dibanding segi empat (1,13s) pada jarak yang sama.
- Gangguan tanah saat pemasangan (smear) memperlambat konsolidasi. Abaikan hanya bila ada alasannya.
- ch biasanya lebih besar dari cv. Jurnal yang dirujuk memakai ch = 1,2 sampai 3 kali cv.
Istilah dalam perhitungan PVD
Simbol berikut dipakai dalam rumus Hansbo.
| Istilah | Arti |
|---|---|
| dw | Diameter ekuivalen drain pita, dw = 2(a + b)/π dengan a lebar dan b tebal PVD. |
| D | Diameter silinder pengaruh satu drain. |
| ch | Koefisien konsolidasi arah horizontal. |
| Uh | Derajat konsolidasi akibat aliran radial. |
Apa rumus Hansbo untuk PVD?
Rumus berikut dipakai dalam jurnal Gunadarma (2024) yang merujuk Hansbo (1981).
t = (D² / 8ch) × [F(n) + Fs + Fr] × ln[1 / (1 − Uh)]
D = 1,13 s (segi empat); D = 1,05 s (segitiga)
dw = 2(a + b) / π; n = D / dw; F(n) = ln(n) − 0,75
Fs = (kh / ks − 1) × ln(ds / dw)
Derajat konsolidasi gabungan arah vertikal dan radial dihitung dengan (1 − U) = (1 − Uv)(1 − Uh). Contoh di bawah hanya memakai arah radial, sehingga hasilnya sedikit konservatif.
Langkah menghitung waktu konsolidasi dengan PVD
Perhitungan dilakukan dalam empat langkah berikut.
Langkah 1: Hitung diameter ekuivalen drain
Dari lebar dan tebal PVD, hitung dw = 2(a + b)/π.
Langkah 2: Hitung diameter pengaruh
D = 1,13s untuk pola segi empat atau 1,05s untuk pola segitiga.
Langkah 3: Hitung F(n) dan faktor smear
n = D/dw, F(n) = ln(n) − 0,75. Bila smear diperhitungkan, tambahkan Fs.
Langkah 4: Hitung waktu untuk derajat konsolidasi target
Masukkan ke rumus Hansbo dengan Uh target, misalnya 90%.
Contoh PVD pada lempung lunak 6 m
Melanjutkan contoh timbunan 2 m di atas lempung 6 m (cv = 2 m²/tahun) yang tanpa PVD butuh 3,8 tahun untuk mencapai 90%. Dipakai ch = 2 × cv = 4 m²/tahun (asumsi, dalam rentang 1,2–3 kali cv), PVD 100 × 4 mm, jarak 1,5 m pola segi empat.
| Uraian | Hitungan | Hasil |
|---|---|---|
| dw | 2 × (100 + 4) / π | 66,2 mm |
| D | 1,13 × 1,5 | 1,695 m |
| n | 1,695 / 0,0662 | 25,6 |
| F(n) | ln(25,6) − 0,75 | 2,493 |
| t90 (tanpa smear) | 1,695² / (8 × 4) × 2,493 × ln(10) | 0,515 tahun ≈ 188 hari |
Dibanding 3,8 tahun tanpa PVD, waktu 90% turun menjadi sekitar 188 hari. Besar penurunannya tidak berubah; PVD hanya mempercepat waktunya.
Hitung otomatis dengan SettlementKit
SettlementKit menghitung penurunan segera, konsolidasi primer dan sekunder per sublapis, waktu konsolidasi, desain PVD dan preloading, sampai back analysis Asaoka dari data monitoring.
Kesalahan yang sering terjadi pada perhitungan PVD
Kesalahan berikut membuat waktu konsolidasi terbaca terlalu cepat atau terlalu lambat.
- Memakai rumus diameter ekuivalen drain yang berbeda dari sumber yang dirujuk, tanpa menyebutkannya.
- Memakai jarak s langsung sebagai D, tanpa faktor 1,13 atau 1,05.
- Mengabaikan smear tanpa alasan, padahal pemasangan mandrel mengganggu tanah di sekitar drain.
- Memakai cv sebagai ch tanpa catatan.
Analisis sensitivitas: jarak, pola, dan smear
Waktu mencapai Uh = 90% untuk berbagai jarak dan pola. Kolom smear memakai asumsi kh/ks = 2 dan ds/dw = 2, sehingga Fs = ln 2.
| Jarak s (m) | Pola | t90 tanpa smear (hari) | t90 dengan smear (hari) |
|---|---|---|---|
| 1,0 | segi empat | 70 | 93 |
| 1,0 | segitiga | 58 | 78 |
| 1,5 | segi empat | 188 | 240 |
| 1,5 | segitiga | 158 | 203 |
| 2,0 | segi empat | 373 | 466 |
| 2,0 | segitiga | 314 | 394 |
Jarak PVD adalah variabel paling kuat. Smear dengan asumsi di atas menambah waktu sekitar 25–35%. Asumsi smear sebaiknya diambil dari data proyek sejenis atau uji lapangan.
Pertanyaan seputar PVD
Beberapa pertanyaan yang sering muncul tentang perhitungan PVD.
Apakah PVD mengurangi besar penurunan?
Tidak. PVD mempercepat waktu konsolidasi, besar penurunan primer tetap sama.
Pola mana yang lebih efektif?
Pada jarak yang sama, pola segitiga memberi diameter pengaruh lebih kecil sehingga konsolidasi lebih cepat.
Berapa nilai ch?
Sebaiknya dari uji laboratorium atau lapangan. Jurnal yang dirujuk memakai ch antara 1,2 dan 3 kali cv.
Sumber dan rujukan
Rujukan berikut dipakai dalam artikel ini dan bisa dibaca untuk pendalaman.
- Ellysa, Juniarso & Pranata (2024), Jurnal Ilmiah Desain dan Konstruksi 23(2), Universitas Gunadarma, doi 10.35760/dk.2024.v23i2.13351 — rumus Hansbo, D = 1,13s dan 1,05s, F(n), Fs, ch = 1,2–3 cv
- Cara menghitung penurunan konsolidasi tanah lempung (Badoystudio) — contoh lempung 6 m tanpa PVD
Hasil hitungan dalam artikel ini adalah contoh. Perencanaan untuk proyek tetap harus diperiksa dan disahkan oleh tenaga ahli yang berwenang.