evaluasi pergerakan dinding penahan tanah …konteks.id/p/07-024.pdf · pergerakan lateral yang...

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013 G - 183

EVALUASI PERGERAKAN DINDING PENAHAN TANAH PELAKSANAAN GALIANDALAM PADA TANAH LUNAK DI JAKARTA

(225G)

Ruwaida Zayadi

1Program Studi Teknik Sipil, Universitas Trisakti, Jl. Kyai Tapa No. 1 JakartaEmail: [email protected]

ABSTRAK

Pada umumnya galian dalah adalah pemindahan tanah dan air dalam jumlah besar dengan suatuproses yang mengakibatkan kehilangan beban. Pelepasan tekanan total dan tidak adanya tekananpori menimbulkan gerakan tanah disekelilingnya. Karena itu pengamatan pergerakan ini merupakansyarat dasar dalam rekayasa pelaksanaan galian-dalam. Respon tanah dipengaruhi oleh beberapafactor yang saling terkait satu sama lain, seperti: sifat-sifat tanah, pengamatan air tanah, waktu,dimensi dan system penahan dan tahapan galian serta muatan sementara yang juga dapat turutmembebani. Makalah ini menganalisis pergerakan lateral dengan metodaTerzaghi dan Rankine,kemudian hasilnya akan dibandingkan dengan hasil pengamatan lapangan. MetodeRankine telahmenghasilkan nilai defleksi yang cenderung lebih kecil dari hasil pengamatan lapangan. Hal initerjadi pada 5(lima) lokasi tanah lunak di Jakarta. Makalah ini akan menganalisis perilaku berupapergerakan lateral dari struktur turap berjangkar menggunakan model matematis dengan tahapanmetode: 1. Idealisasi lapisan tanah; 2. Menyusun parameter tanah; 3. Menghitung beban yangbekerja pada dinding turap; 4. Menghitung defleksi dinding turap. Hasil analisis yang menggunakanmetoda Terzaghi dan Rnkine, kemudian dibandingkan dengan hasil monitoring inklinometer dilapangan sesuai tahapan konstruksi sehingga dihasilkan suatu korelasi. Terjadi korelasi yang baikantara hasil analisis dengan metoda Rankine terhadap hasil pengamatan inklinometer, dimanametode ini mengahsilkan deflesi yang cendrung lebih kecil dari hasil pengamatan lapangan. Hasilpenelitian ini diharapkan dapat memberikan masukan bagi disain suatu sistem struktur penahangalian-dalam untuk pembangunan ruang bawah tanah sehingga dapat mencegah terjadinyastructural-failure.

Keyword: Galian-Dalam; Inklinometer; Pergerakan lateral; Tanah luinak; Inklinometer.

1. PENDAHULUAN

Sebelum pekerjaan pelaksanaan lantai demi lantai dari basemen suatu bangunan tinggi dimulai, terlebih dahuluharus dilakukan pekerjaan galian-dalam secara bertahap menggunakan suatu struktur penahan galian dengankekakuan sedemikian rupa sehingga kestabilan dalam arah lateral cukup memadai. Salah satu alternatif strukturpenahan galian adalah penggunaan panel-panel diafragma yang dijangkar ke tanah.

Pergerakan lateral yang terjadi pada konstruksi dinding penahan galian-dalam merupakan salah satu masalah yangkompleks dalam bidang geoteknik, terutama penggalian pada kondisi tanah yang buruk, misalnya pada tanahlempung lunak. Pada konstruksi galian, ketidakseimbangan terjadi yang menyebabkan pergerakan lateral tersebutadalah karena hilangnya dukungan haorizontal yang semula dipikul oleh tanah asli di daerah galian.Seberapa besar pergerakan lateral yuang terjadi selama pelaksanaan galian-dalam? Hal tersebut perlu dianalisissecara matematis, dimana perhitungan tekanan tanahnya dapat menggunakan metodaRankine atauTerzaghi dandimonitor pada saat pelaksanaan di lapangan. Yang menjadi tujuan dari tulisan ini adalah metoda manakah yangpaling mendekati hasil pengamatan dilapangan, apakah metodeRankine atauTerzaghi?

Sumber kajian makalah ini adalah pembangunan struktur penahan galian-dalam pada proyek:1. BDNI - Center di Jl. Sudirman Jakarta2. BII - Plaza di Jl. MH. Thamrin - Jakarta3. Mega ITC - Cempaka Mas di Jl. Cempaka Putih Jakarta4. BI - Plaza di Jl. Budi Kemuliaan - Jakarta.5. Menara Asiatic Mega Kuningan Jakarta

dimana struktur penahan galiannya menggunakandiaphram-wall, sheet-pile danbored-pile yang diberi perkuatanberupa jangkar tanah.

Geoteknik


G - 184 Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

Data yang dipakai dalam penelitian ini berupa:1. Data kondisi tanah2. Data dinding turap3. Data jangkar tanah4. Data hasil monitoring pergerakan dinding

Perhitungan besaran defleksi yang terjadi dilakukan berdasarkan gaya-gaya angkur berdasarkan data tersebutdiatas sesuai tahapan konstruksi sebagaimana terlihat pada lampiran1 ( contoh proyek BII-Plaza). Perhitungandefleksi secara teoritis akan mendekati hasil yang diperoleh dari pengamatan di lapangan yang dilakukan sesuaitahap konstruksi penggalian dan berhubungan dengan tahap pemasangan angkur.

Metode yang digunakan dalam analisis ini adalah menerapkan model matematis dengan bantuan programBMCOLPY/G..

Sistem struktur penahan galian yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan dinding turap denganbeberapa angkur tanah sehingga sistem menjadi statis tak tentu tingkat banyak, yang berarti perhitungannyatidak dapat dipecahkan secara statis. Deformasi tanahnya dianalisis secara teoritis berdasarkanbeam on elasticsubgrade theory. Konsep Winkler ini dikembangkan oleh ( Hetenyi, 1946 ) dengan memodelkan dindingsebagai balok (beam ) yang didukung oleh tanah sebagai pegas (winkler-spring ) dengan kekakuan sebesarkh.(Bowles, 1974 & 1988) memodelkan tanah sebagai pegas-pegas elastic linier. Persamaan dasar yangdigunakan untuk menghitung deformasi dan kestabilan dinding adalah sebagai berikut:

EId y

dxp

4

4 0+ =

dimana: E I = kekakuan dari dindingy = defleksi dari dindingx = panjang dindingp = reaksi tanah persatuan panjang (p = k h x y )k h = horizontal subgrade reaction modulus

Tanah dimodelkan sebagai elasto-plastis dengan tekanan ( reaksi ) tanah dibatasi pada nilai tekanan aktif dantekanan pasif. Bila dinding dibolehkan berdeformasi hingga tekanan aktif dan tekanan pasif termobilisasi, makapermasalahannya akan menjadi serupa dengan sistem balok berperletakan elastis (beam on elastic foundation ).Namun demikian, biasanya deformasi yang akan dialami untuk keadaan diatas tidak bisa ditolerir. Umumnyapergerakan dinding dibatasi, akibatnya tekanan aktif tidak termobilisasi secara penuh dan tekanan beradadiantara tekanan tanah dalam kondisiat rest dan aktif. Solusi diatas dapat diatasi dengan menggunakanmetoda beda hingga (finite difference method) atau metoda elemen hingga (finite element method).Analisis pergerakan lateral dari turap berjangkar akan meliputi:

1. Idealisasi lapisan tanah dan menyusun parameter-parameternya.

2. Menghitung beban yang bekerja pada dinding turap sesuai tahapan konstruksi ( 7 tahap )

(1) Tekanan lateral tanah,po a v a aK c K( ) '1 2= (2) Tekanan lateral air tanah,m = a H(3) Tekanan lateral beban permukaan a aqK( )2 =

(4) Tekanan akibat gaya angkur,Q QQ

spacingH=

.cos45

(5) Konstanta spring,S SE A

L spacingH=

. cos45

3. Menghitung defleksi yang terjadi pada dinding turap dengan bantuan perangkat lunak

BMCOLPY/G (Gambar 2.)

Geoteknik



2. GALIAN-DALAM

Respon Tanah Pada Pelaksanaan Galian-DalamPada umumnya, galian-dalam adalah pemindahan tanah dan air dalam jumlah besar dengan suatu proses yangmengakibatkan kehilangan beban. Pelepasan tekanan total dan tidak adanya tekanan pori akan menimbulkangerakan tanah di sekelilingnya, karena itu pengawasan terhadap pergerakan ini merupakan syarat dasar di dalamrekayasa galian-dalam. Respon tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yang saling berkaitan satu dengan lainnya,yaitu: sifat-sifat tanah, pengontrolan air tanah, waktu, dimensi, sistem penopang termasuk tahapan galian termasukpenjangkarannya, serta adanya struktur berikut fondasinya di dalam wilayah sekitar yang terdekat, juga muatan-muatan sementara yang turut membebani.

Sistem Penopang pada Pelaksanaan Galian-DalamSistem penopang yang berbeda dapat digunakan untuk galian-dalam tergantung pada tanah dan kondisi airtanah serta ukuran (lebar, panjang dan kedalaman) galiannya. Posisi penopang dapat horisontal atau miring. Padapekerjaan galian yang dalam tetapi sempit, penyangga horisontal sering digunakan, sementara pada ekskavasi lebardan besar penopang seringkali dibuat miring. Kemiringan penopang umumnya disokong pada ujung penggalian olehpelat (slab) beton atau telapak (footing) beton secara terpisah. Hal ini harus diobservasikan pada kemiringanpenopang dimana jangkarnya akan menyebabkan kekuatan aksial pada tiang darurat yang dapat mempengaruhistabilitas dinding.Tujuan dari tekanan sebelumnya (prestress ) adalah membebani setiap jangkar yang sudah selesai pada level bebanyang diketahui dan mencatat perilaku deformasi jangkar tersebut, sehingga dapat dibandingkan terhadap perilakujangkar-jangkar pengetesan.

Pergerakan LateralPergerakan lateral akibat bergesernya tanah disekitar galian-dalam mempunyai pengaruh yang dapat merusakbangunan yang berada didekatnya. Pergerakan lateral tersebut tergantung dari kekakuan dinding turap, karena itudapat dikurangi dengan cara menambah kekakuan dari struktur dinding turap atau mengurangi spacing dari jangkartanah. Jangkar tanah lebih efektif karena dapat ditempatkan di dekat dasar galian dan diberi beban sebelumnya (preloading ). Oleh karenanyastrutting atautemporary berm sedapat mungkin dihindari.

Pada umumnya tekanan lateral yang terjadi berada diatara keadaan aktif danat rest. Sebaliknya pada bagian mukadinding ( sisi yang digali ) tanah akan berada diantara keadaanat rest hingga keadaan pasif.

Tekanan Lateral Tanah AktifTekanan lateral tanah untuk kondisi undrained dan drained dihitung dengan rumus:

s sa a v aK c K= -. ' 2dimana:s v' = tegangan vertikal efektif tanah

Tekanan Lateral Air TanahBesarnya tekanan lateral akibat air tanah tergantung pada beda tinggi muka air tanah didepan dan dibelakangdinding.

Monitoring Pergerakan LateralSesuai dengan perkembangan teknologi peralatan untuk , pergerakan masa tanah dalam arahlateral dapat diamati secara kontinyu dengan inklinometer, sehingga dapat dilakukan prediksi awal, apakah masatanah tersebut tertendensi akan stabil atau justru akan runtuh.

Kombinasi antara sebuah tabung deformable dimana bagian bawahnya harus tertanam fixed pada lapisansubstratum dengan peralatan pengukuran electronic serta sound, merupakan elemen-elemen utama dariinklinometer. Hasil yang disajikan umumnya berbentuk kurva antara displacement versusdepth.

3. HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Idealisasi Lapisan Tanah

Geoteknik



(1) Proyek BDNI-CENTER Jl. Jend. Sudirman -Jakarta

+0.00

g= 17 kN/m3

Silt c = 23.5 kN/m2

f = 5o

-1.45

g = 16.34 kN/m3

clay c = 35.5 kN/m2

f = 0o

-3.95

-5.45 MAT g = 15.65 kN/m3

silt c = 35.5 kN/m2

f = 5o

-7.45

g = 15.65 kN/m3

silt c = 35 kN/m2

f = 5o

-10.45

g = 14.075 kN/m3

silt c = 25 kN/m2

f = 6o

-19.45

Sand f = 30o;g = 15.5 kN/m3

Dr = 50%

-20.95

silt f = 6o;g = 16 kN/m3

c = 60 kN/m2

-22.45

g = 16.5 kN/m3

silt c = 70 kN/m2

f = 6o

- 24.95

g = 16 kN/m3

silt c = 90 kN/m2

f = 6o

-29.45

Geoteknik



(2) Proyek BII PLAZA Jl. MH. Thamrin Jakarta

+0.00

MA -1.00g = 16.5 kN/m3

silty-clay c = 7.5 kN/m2f

-7.00

g = 16.5 kN/m3

silty-clay c = 30 kN/m2f

-9.00

g = 17.5 kN/m3

silt c = 45 kN/m2f

-20.00

g = 15 kN/m3

silt c = 90 kN/m2

f

-23.00

g = 17 kN/m3

silt c = 90 kN/m2

f

-37.00

(3) Proyek Mega ITC Cempaka Mas Jl. Cempaka Putih - Jakarta

+0.00

g = 16 kN/m3

silty-clay c = 15 kN/m2f = 10o

-4.00

-5.369 MAT

g = 16 kN/m3

silty-clay c = 8 kN/m2f =16o

-11.369

g = 16 kN/m3

sandy-silt c = 56 kN/m2f = 20o

-15.369

sandy-silt f = 10o; g = 17 kN/m3c = 60 kN/m2

-16.369

g = 17 kN/m3

c = 90 kN/m2

silt f = 5o

-23.00

Geoteknik



(4) Proyek BI PLAZA Jl. MH. Budi Kemuliaan Jakarta

+0.00

-0.50MAT

g = 16 kN/m3

clay c = 10 kN/m2f = 8o

-3.00

sand g = 14 kN/m3c = 4 kN/m2

-5.00 f = 15o

g = 14 kN/m3


-9.00

g = 14 kN/m3


-15.00

g = 14 kN/m3

sandy-clay c = 10 kN/m2f = 13o

-20.00

g = 17 kN/m3

sandy-clay c = 5 kN/m2f = 16o

-22.00

(5) Proyek Menara Asiatic Mega Kuningan, Jakarta

+0.00

g = 15 kN/m3

silt c = 32.5 kN/m2f = 18o

-5.30

g = 15.5 kN/m3

silt c = 6 kN/m2f = 16o

-7.808.80MAT

g = 14.5 kN/m3


-10.30

g = 15 kN/m3


-14.30

g = 14.5 kN/m3


-25.80

Geoteknik



Tahapan AnalisisTahap 1. Analisis penggalian pertama dengan kedalaman 3.00 mTahap 2. Analisis pemasangan angkur pada lapis pertama dengan kedalaman 3.00 mTahap 3. Analisis penggalian kedua dengan kedalaman 6.00 mTahap 4. Analisis pemasangan angkur pada lapis kedua dengan kedalaman 6.00 mTahap 5. Analisis penggalian kedua dengan kedalaman 9.00 mTahap 6. Analisis pemasangan angkur pada lapis ketiga dengan kedalaman 9.00 mTahap 7. Analisis penggalian ketiga dengan kedalaman 13.00 m

Hasil AnalisisHasil analisis dinding turap berjangkar dengan metodaRankine & Terzaghi serta perbandingannya dengan hasilmonitoring inklinometer

Geoteknik



Gambar 3.1 Hasil Analisis vs Hasil Lapangan dari ke- 5 Lokasi Proyek

PembahasanKajian di dalam makalah ini dibatasi pada hal-hal antara lain:

- Analisis hanya pada tinjauan pergerakan lateral- Analisis hanya berdasarkan data dari hanya 5 (lima) proyek- Kondisi muka air tanah dibelakang galian dianggap dalam keadaan statis, karena kedalaman penetrasidari turap sudah direncanakan berada pada lapisanPereable.

Defleksi hasil analisis dengan metodaRankine mempunyai kecenderungan nilai yang lebih kecil daripada hasilpengamatan inklinometer. Hal ini terjadi karena beberapa kemungkinan diantaranya :

- Pengambilan sample tanah, meskipun dalam keadaan undistur namun cara pengambilan dilapanganataupun percobaan dilaboratorium yang kurang baik akan menghasilkan parameter tanah yang kurangakurat.

- Asumsi dalam analisis kondisi tanah adalah homogen dan elastis linear sedangkan kenyataannya tidakdemikian.

- Dalam analisis tanah diidealisasi dalam 2dimensi, padahal dalam kenyataannya adalah 3 dimensi.

4. KESIMPULAN

Terjadi korelasi yang baik antara hasil analisis dengan metodaRankine terhadap hasil pengamatan inklinometer,maka metode ini dapat dipakai dalam menganalisis pergerakan lateral yang terjadi akibat konstruksi penggaliantanah.

Pembacaan yang diperoleh dari instrumen geoteknik telah memberikan manfaat besar dalam mengevaluasipergerakan lateral dinding penahan pada pelaksanaan galian-dalam.

DAFTAR PUSTAKA

B.Broms, Bengt.Design and Construction of Anchored and Strutted Sheet-Pile Walls in Soft Clay,Singapure:Nanyang Technological Institute.

Susilo, Budi, dkk.Analisis Perpindahan Lateral Penggalian Basemen dibandingkan dengan Hasil PengamatanInstrumentasi Geoteknik. 2000.

CRI Clayton, J.Militisky and RI Woods.Earth Pressure and Earth-Retaining Structures, by Balacky Akademic &Professional.

Dunnicliff. Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance, by John Willey.

Geoteknik



Gouw Tjie Liong.Dinding Dafragma, Aspek Pelaksanan dan Perencanaannya. Short Course Teknik Terowongan,2000.

M.Das, Braja.Principles of Geotecnical Engineering, The University of Texas at El Paso, 1985.Malcalom Puller.Deep-Excavation, by Thomas Telford, 1996.Muslimin, Marina. Analisis Pergerakan Dinding Diafragma Berjangkar pada Tahapan Konstruksi. Universitas

Katolik Parahiayangan, 2000.Michael Carter and Stephen P. Betley.Correlation of Soil Properties, London: Pentech Press Publisher.TH, Hanna.Foundation in Tension Ground Anchors , by John Willey & Sons,Inc.Xanthakos, Abramsom, Bruce.Ground Control & Improvement, by Willey Intercience.Soil and Foundations, Volume 39, Number 3, June 1999, Japanese Geotechnical Society.

evaluasi pergerakan dinding penahan tanah …konteks.id/p/07-024.pdf · pergerakan lateral yang...

Documents