Effectiveness study of prefabricated vertical drain using vacuum preloading and surcharge preloading

The design method of electroosmosis-vacuum preloading for soft foundation treatment is not systematic and complete, thereby restricting the application of the technology in engineering. A design method for the electroosmosis-vacuum preloading treatment of sand-interlayered soft foundation is therefore presented. A compressible electrical prefabricated vertical drain is developed, and a vacuum sealing and draining system is designed for the application of the electroosmosis-vacuum preloading in sand-interlayered soft foundation. Calculation formulas of site resistance considering the interlayer and interface resistivity of the electrode are established to design the power supply and electrical circuit. A simple numerical simulation method is proposed to predict the ground settlement treated by electroosmosis-vacuum preloading. A field test of electroosmosis-vacuum preloading is designed using the suggested method, and comparison tests between the electroosmosis-vacuum preloading and the vacuum preloading are performed to verify the proposed technique. The test results show that the proposed design method is reasonable for the design of electroosmosis-vacuum preloading in engineering.

Download Full-text

A simple solution for prefabricated vertical drain with surcharge preloading combined with vacuum consolidation

Geotextiles and Geomembranes ◽

10.1016/j.geotexmem.2020.10.004 ◽

2021 ◽

Vol 49 (1) ◽

pp. 304-322

Author(s):

Trong Nghia Nguyen ◽

Dennes T. Bergado ◽

Mamoru Kikumoto ◽

Phuoc H. Dang ◽

Salisa Chaiyaput ◽

...

Keyword(s):

Simple Solution ◽

Vacuum Consolidation ◽

Vertical Drain ◽

Surcharge Preloading ◽

Prefabricated Vertical Drain

Download Full-text

ANALISIS PENGARUH METODE PERBAIKAN TANAH VACUUM PRELOADING TERHADAP STRUKTUR ABUTMENT DI SEKITARNYA

JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil ◽

10.24912/jmts.v0i0.12568 ◽

2021 ◽

Vol 4 (3) ◽

pp. 641

Author(s):

Steven Djunawan ◽

Andryan Suhendra

Keyword(s):

Soft Soil ◽

Soil Layer ◽

Infrastructure Development ◽

Lateral Movement ◽

Vacuum Preloading ◽

Consolidation Process ◽

Distance Analysis ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain ◽

Long Time

Soft soil in Indonesia is problematic in infrastructure development because of its low bearing capacity and takes a long time to consolidate. In general, the method used to overcome soft soil is vacuum preloading combined with prefabricated vertical drain, PVD. The purpose of the initial loading is to consolidate the soft soil layer with a load equal to or greater than the soil load during and after construction. Meanwhile, vertical can support the consolidation process. However, this method can also cause lateral movement which also affects the area outside the repair. Thus, it is necessary to model the influence distance analysis from the circumference of the repair area outside the repair. Analysis and modeling using 2D finite program elements that will be compared with results in field. The results of the comparison of the settlement for 260 days shows a different chart pattern but a corresponding final settlement. The modeling shows that the largest influence distance due to the lateral movement is cell 2, which is 11,23mTanah lunak di Indonesia menjadi problematika pada pembangunan infrastruktur dikarenakan daya dukung yang rendah serta memakan waktu penurunan konsolidasi yang lama. Pada umumnya, perbaikan tanah yang digunakan untuk mengatasi tanah lunak adalah vacuum preloading yang dikombinasikan dengan prefabricated vertical drain, PVD. Tujuan pembebanan awal adalah untuk mengkonsolidasikan lapisan tanah lunak dengan beban sama atau lebih besar dari beban tanah selama dan setelah konstruksi. Sementara drainase vertikal dapat mempercepat proses konsolidasi. Namun, metode ini juga dapat penyebabkan pergerakan lateral yang juga mempengaruhi area diluar perbaikan. Sehingga, dibutuhkan pemodelan analisis jarak pengaruh dari keliling daerah perbaikan ke daerah luar perbaikan. Analisis dan pemodelan menggunakan program elemen hingga 2D yang akan dibandingkan dengan hasil lapangan. Hasil perbandingan penurunan selama 260 hari menunjukan pola grafik yang berbeda namun penurunan akhir yang sesuai. Pemodelan menunjukan jarak pengaruh terbesar akibat pergerakan lateral berada pada cell 2 yaitu 11,23m.

Download Full-text

CASE-BASED REASONING PEMILIHAN METODE KONSTRUKSI JALAN DI ATAS TANAH BERMASALAH KEDALAMAN 10 SAMPAI DENGAN 20 METER

Jurnal Infrastruktur ◽

10.35814/infrastruktur.v6i2.1487 ◽

2020 ◽

Vol 6 (2) ◽

pp. 77-89

Author(s):

Maulana Iqbal ◽

Anton Soekiman

Keyword(s):

Soil Improvement ◽

Soil Reinforcement ◽

Case Based Reasoning ◽

Vacuum Preloading ◽

Horizontal Drain ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain ◽

Case Based ◽

Problematic Soil

Permasalahan konstruksi jalan di atas tanah bermasalah (problematic soil) tanpa adanya perbaikan tanah (soil improvement) maupun perkuatan tanah (soil reinforcement), pada umumnya akan mengakibatkan instabilitas timbunan dan penurunan tanah dasar. Tidak sedikit jaringan jalan di atas tanah dasar bermasalah di beberapa area di Indonesia mengalami penurunan tingkat pelayanan yang drastis sebelum umur rencana. Kurangnya pemahaman karakteristik tanah dasar menyebabkan pemilihan metode konstruksi tidak efektif dan efisien. Kecenderungan pemilihan metode yang digunakan masih didasari ketersediaan pagu anggaran. Pemilihan metode konstruksi jalan di atas tanah dasar bermasalah dengan analisis Case-Based Reasoning (CBR), dapat menghemat waktu dalam pengambilan keputusan berdasarkan keahlian pakar, sehingga risiko ketidakakuratan pemilihan metode berakibat pada keputusan penanganan yang kurang tepat dapat diminimalisir. Berdasarkan hasil analisis dengan mengambil studi kasus tol Pemalang – Batang pada kedalaman tanah bermasalah antara 10 sampai dengan 20 meter dan menggunakan analisis CBR, didapatkan gejala kecocokan (similarity) sebesar 97,74% pada metode Prefabricated Vertical Drain (PVD) yang dikombinasikan dengan metode pembebanan dengan vakum (vacuum preloading) dan Prefabricated Horizontal Drain (PHD).

Download Full-text

ANALISIS DERAJAT KONSOLIDASI BERDASARKAN HASIL PEMBACAAN PIEZOMETER PADA PROYEK TOL TRANS SUMATERA

JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil ◽

10.24912/jmts.v0i0.11069 ◽

2021 ◽

Vol 4 (2) ◽

pp. 447

Author(s):

Aditya Christiandi Sinulingga ◽

Andryan Suhendra

Keyword(s):

Theoretical Calculations ◽

Soft Soil ◽

Infrastructure Development ◽

Vacuum Preloading ◽

Goods And Services ◽

Toll Road ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain ◽

Long Time ◽

Degree Of Consolidation

The development of toll road or expressway infrastructure in Indonesia is urgently needed because it can reduce inefficiencies due to congestion on main sections, as well as to improve the process of distribution of goods and services, especially in areas with high levels of development. Transportation infrastructure development on soft soils often experiences consolidation decline problems. Soft soil has a high moisture content and low bearing capacity. If the soft soil is saturated with water, it means that the water cannot be fully dissipated, causing the soil to take a long time to consolidate. If the construction work does not begin with land improvement, the construction has the potential to suffer damage before the planned age. To anticipate this, an alternative that can be done is to repair the soil with prefabricated vertical drain (PVD) and vacuum preloading. This study aims to determine the degree of consolidation based on the piezometer reading and to make initial predictions. As for the results of this study there is a difference of 5.79% in the degree of assessment from the results of theoretical calculations with the piezometer reading.Pembangunan infrastruktur jalan tol atau jalan bebas hambatan di Indonesia sangat dibutuhkan karena dapat mengurangi inefisiensi akibat kemacetan pada ruas utama, serta untuk meningkatkan proses distribusi barang dan jasa terutama di wilayah yang sudah tinggi tingkat perkembangannya. Pembangunan infrastruktur transportasi pada tanah lunak sering mengalami masalah penurunan konsolidasi. Tanah lunak memiliki kadar air yang tinggi dan daya dukung yang rendah. Jika tanah lunak jenuh air mengakibatkan air tidak dapat terdispasi secara penuh menyebabkan tanah membutuhkan waktu yang lama untuk terkonsolidasi. Apabila pekerjaan konstruksi tidak diawali dengan perbaikan tanah maka konstruksi tersebut berpotensi mengalami kerusakan sebelum umur yang telah direncanakan. Untuk mengantisipasi hal tersebut alternatif yang dapat dilakukan adalah melakukan perbaikan tanah dengan prefabricated vertical drain (PVD) dan vacuum preloading. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besar derajat konsolidasi berdasarkan pembacaan piezometer serta melakukan prediksi awal. Adapun hasil dari penelitian ini terdapat perbedaan 5,79% derajat konsolidasi dari hasil perhitungan teoritis dengan pembacaan piezometer.

Download Full-text

Analisis Alternatif Perbaikan Tanah Lunak dan Sangat Lunak pada Jalan Tol

JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil ◽

10.24912/jmts.v3i4.8382 ◽

2020 ◽

Vol 3 (4) ◽

pp. 1137

Author(s):

Christian Eka Putra ◽

Chaidir Anwar Makarim

Keyword(s):

Bearing Capacity ◽

Soft Soil ◽

Soft Clay ◽

Soil Improvement ◽

High Water Content ◽

Vacuum Preloading ◽

Consolidation Process ◽

Toll Road ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain

The existence of soft soil is one of the problems in the field of construction. Soft soil is soil that has high water content and low carrying capacity. In the case of this toll road, soil investigation at the site shows that the subgrade in the toll road planning is soft clay soil to a depth of 32 meters so that soil improvement is needed. High landfill built on soft subgrade without reinforcement will experience landslides. So it is necessary to strengthen the landfill and repair the subgrade to prevent road slides. The soil improvement methods in use are vacuum preloading and Prefabricated Vertical Drain with the vacuum functioning as an additional load. In addition to accelerating the consolidation process, the vacuum can also reduce the height of the embankment needed to achieve the desired planned road elevation. Strengthening with geotextile is also carried out on the landfill with a height of 5.94 meters so that there is no landslide on the fill. Using soil improvement methods such as vacuum preloading and prefabricated vertical drain will increase the bearing capacity of the soil so that differences in bearing capacity occur before and after repair. AbstrakKeberadaan tanah lunak menjadi salah satu masalah dalam bidang konstruksi. Tanah lunak adalah tanah yang memiliki kadar air yang tinggi dan daya dukung yang rendah. Pada kasus jalan tol ini, penyelidikan tanah di lokasi menunjukan bahwa tanah dasar pada perencanaan jalan tol merupakan tanah lempung lunak hingga kedalaman 32 meter sehingga dibutuhkan perbaikan tanah dasar. Timbunan tinggi yang dibangun di atas tanah dasar lunak tanpa perkuatan akan mengalami kelongsoran. Sehingga diperlukan perkuatan timbunan dan perbaikan tanah dasar untuk mencegah kelongsoran jalan. Metode perbaikan tanah yang digunakan adalah vacuum preloading dan Prefabricated Vertical Drain dengan vacuum berfungsi sebagai beban tambahan. Selain mempercepat proses penurunan, vacuum juga dapat mengurangi tinggi timbunan yang dibutuhkan untuk mencapai elevasi jalan rencana yang diinginkan. Perkuatan dengan geotextile juga dilakukan pada timbunan dengan tinggi yang mencapai 5.94 meter supaya tidak terjadi kelongsoran pada timbunan tersebut. Dengan menggunakan metode perbaikan tanah berupa vacuum preloading dan prefabricated vertical drain akan meningkatkan daya dukung tanah sehingga akan diketahui perbedaan daya dukung yang terjadi sebelum dan sesudah diperbaiki.

Download Full-text

Analytical solutions for vacuum preloading consolidation with prefabricated vertical drain based on elliptical cylinder model

Computers and Geotechnics ◽

10.1016/j.compgeo.2019.103202 ◽

2019 ◽

Vol 116 ◽

pp. 103202 ◽

Cited By ~ 3

Author(s):

Yi Tian ◽

Wenbing Wu ◽

Guosheng Jiang ◽

M. Hesham El Naggar ◽

Guoxiong Mei ◽

...

Keyword(s):

Analytical Solutions ◽

Elliptical Cylinder ◽

Vacuum Preloading ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain ◽

Cylinder Model

Download Full-text

Slurry Improvement by Direct Drainage Vacuum Preloading Method

Applied Mechanics and Materials ◽

10.4028/www.scientific.net/amm.744-746.589 ◽

2015 ◽

Vol 744-746 ◽

pp. 589-592

Author(s):

Y.Z. Bai ◽

Jian Chen ◽

Bei Cheng

Keyword(s):

Soil Depth ◽

Soil Surface ◽

Vacuum Preloading ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain ◽

Horizontal Drainage ◽

Stabilized Soil ◽

Drainage Effect ◽

Preloading Method ◽

Sand Cushion

Traditional vacuum preloading method has two drainage parts: 1) horizontal drainage part-sand cushion; 2) vertical drainage part-(Prefabricated vertical drain (PVD) and so on). During vacuum preloading process, the drainage effect of horizontal sand cushion is strong near stabilized soil surface and decreases rapidly at deeper position, while drainage range of vertical drain includes whole stabilized soil depth and its drainage ability is higher. So, it is important to improve the drainage design of vacuum preloading system to transmit vacuum head to vertical drain more efficiently. This paper presents a new vacuum preloading method-direct drainage vacuum preloading method (DDVP method). Compared with traditional vacuum preloading method, this system cancels horizontal drainage part-sand cushion and uses sealed pipe to directly connect with PVDs. Vacuum head can be transmitted into PVD without attenuation. Field test is applied to study the effect of slurry improvement of this method.

Download Full-text

PEMODELAN STUDI KASUS VACUUM PRELOADING UNTUK MEMPREDIKSI PENURUNAN BERDASARKAN DATA PENGAMATAN PADA TANAH REKLAMASI

JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil ◽

10.24912/jmts.v3i4.8799 ◽

2020 ◽

Vol 3 (4) ◽

pp. 1185

Author(s):

Andi Sulistio ◽

Inda Sumarli ◽

Ali Iskandar

Keyword(s):

Ground Surface ◽

Road Construction ◽

Soil Condition ◽

Vacuum Preloading ◽

Water Load ◽

Toll Road ◽

The North ◽

Vertical Drain ◽

Prefabricated Vertical Drain

Reclamation is the process of making new land by landfill, previously land are used to edge of the sea, riverbeds, lake beds or pond area. With the initial soil condition that contains a lot of water, it is necessary to remove the existing water content so that the capacity of the soil is sufficient to occupy the planned capacity. The objective strength accordance with the new functional land, which in this study case is planned to be used for highway. One of the most effective ways is soil vacuum preloading to increase the soil capacity. This system is done by inserting sheets which are filled with plastic sheets and wrapped in geotextiles so that soil particles will not be sucked up. This method is generally assisted by additional loads on the ground surface such as heap or surcharge water load to increase the pressure which applied to the soil. The analysis carried out was taken from the toll road construction project in the North Jakarta area which was carried out on the reclamation land area. In this case study modeling, the depth of prefabricated vertical drain used an average of 14 meters with distance of every 1 meter. Reklamasi merupakan proses pembuatan lahan baru dengan melakukan penimbunan tanah, dimana sebelumnya lahan dapat merupakan area pinggir laut, sungai, maupun tambak. Dengan kondisi awal lahan yang banyak mengandung air, maka diperlukan proses mengeluarkan kadar air yang ada agar daya dukung tanah memenuhi kekuatan yang direncanakan. Daya dukung disesuaikan dengan fungsional baru lahan, dalam studi kasus ini difungsikan sebagai landasan jalan tol. Salah satu cara paling efektif dalam memperbaiki tanah reklamasi adalah menggunakan sistem vacuum preloading. Sistem ini dilakukan dengan memasukkan lembaran yang dalamnya berisi lembaran plastik dan dibungkus dengan geotekstil agar partikel tanah dapat tidak ikut terhisap. Lembaran ini digunakan sebagai media untuk jalur menghisap air menggunakan mesin vakum. Pada umumnya proses ini dibantu dengan tambahan beban pada permukaan tanah seperti timbunan atau genangan air untuk menambah tekanan yang diberikan pada tanah. Semakin besar tekanan yang diberikan ke dalam tanah, maka akan mempercepat proses konsolidasi atau keluarnya air dari dalam tanah. Analisis dilakukan pada proyek pembangunan jalan tol di Jakarta Utara yang dilakukan diatas area lahan reklamasi. Pada pemodelan studi kasus ini kedalaman prefabricated vertical drain yang digunakan rata-rata 14 meter dengan jarak setiap 1 meter.

Download Full-text