Alternatif Konstruksi Soldier Hexagonal Pile Sebagai Dinding Penahan Tanah Oleh : Ir.Djoko Soepriyono, MT, SH, M.Hum * Ir. Helmy Darjanto MT **
Abstrak : Pada umumnya penyelesaian untuk mengatasi kelongsoran pada talud sungai banyak digunakan konstruksi sheetpile sheetpile sebagai dinding penahan kelongsoran tanah. Di Surabaya dan sekitarnya penggunaan sheetpile dari sheetpile dari beton maupun baja banyak digunakan untuk mengatasi kelongsoran tebing sungai/saluran. Konstruksi sheetpile sheetpile yang ditanam berderet/berbaris sesuai dengan bentuk alinemen tebing saluran. Oleh karenanya konstruksi tersebut dapat diganti dengan tiang pancang berbentuk segi 6 (hexagonal) yang ditanam berbaris juga atau disebut konstuksi soldier (hexagonal) pile pile yang sama-sama berfungsi sebagai dinding penahan tanah. Penggunaan konstruksi soldier (hexagonal) pile (hexagonal) pile sebagai sebagai dinding penahan tanah mudah dilaksanakan dan kontrol kualitas juga terjamin karena precast (fabrikasi). (fabrikasi). Perencanaan dengan penggunaan konstruksi ini dirancang pada amblesnya dinding penahan tanah pada perumahan mewah Prambanan Residence, Surabaya Barat. Kata kunci : sheetpile, sheetpile, kelongsoran, dilaksanakan, precast dilaksanakan, precast
soldier (hexagonal) pile, pile,
mudah
1. PENDAHULUAN 1.1. Umum Pada areal jalan masuk perumahan mewah Prambanan Residence, sebelah kiri jalan masuk dibatasi saluran utama yang nampaknya dahulu berfungsi sebagai saluran pembuang irigasi. Saluran ini cukup lebar dan menjadi saluran utama di perumahan Prambanan Residence dan sekitarnya. Saluran tersebut juga merupakan drainase perumahan/kota yang terintegrasi. Oleh karena dirancang sebagai bagian yang terintegrasi dari drainase kota maka dinding-dinding saluran dibuat rapi dengan teknik plengsengan, dan dinding penahan tanah dengan fondasi straus (Gambar 1). 1). Plengsengan
Dinding Penahan Tanah 3.3 m
Muka tanah asli Tiang Straus φ30, jarak 4 m dan dalam 4 m
Gambar 1. Penampang Saluran
n a n u b m i t
Akan tetapi dinding-dinding plengsengan saluran tersebut mengalami kerusakan/ failure atau ambles. Hal ini yang akan dievaluasi mengapa dindingdinding plengsengan tersebut mengalami kerusakan yang dikhawatirkan kerusakan plengsengan akan mengakibatkan keruntuhan dinding penahan tanah di atasnya. Dengan kondisi saat ini masih diprediksi hujan turun dengan lebat maka kondisi itu akan meningkatkan aliran permukaan dan naiknya muka air tanah yang dapat mengakibatkan gerusan pada permukaan plengsengan yang telah mengalami ambles sehingga akan memperparah kerusakan plengsengan bahkan bisa menimbulkan kelongsoran tanggul. Hal ini harus dicegah lebih dini.
Hexagonal Pile Hexagonal Pile adalah tiang pancang beton pratekan berbentuk segi enam yang dibuat secara precast sehingga pengendalian mutunya terjamin. Standar yang digunakan adalah JIS 3536 atau ASTM Grade 270 dengan mutu beton fc ′ = 50 Mpa. Bentuk penampang hexagonal pile dapat dilihat Gambar 2 di bawah ini. 1.2.
d D Gambar 2. Penampang Hexagonal Pile
Dari Gambar 1 notasi d = diameter lubang dan D = diagonal dari hexagonal. Sedangkan Gambar 3 adalah penampang melintang dari konstruksi soldier (hexagonal) pile.
Gambar 3. Penampang Soldier Hexagonal Pile
1.3.
Dinding Penahan Tanah dan Kestabilan Lereng Konstruksi dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah arah lateral. Tekanan arah lateral terjadi jika terjadi perbedaan tinggi pada permukaan tanah. Untuk ketinggian moderat hingga 6 m terhadap dredge line penggunaan kantilever masih bisa digunakan. Kestabilan lereng diperlukan untuk mendapatkan tempat kedudukan bidang gelincir serta angka keamanan yakni kemampuan geser tanah menahan gaya gelincir tanah. Jika bidang gelincir dapat diketahui maka kedalaman tiang yang optimal dapat ditentukan. Analisa dinding penahan tanah, kestabilan lereng dan tegangan geser tanah yang terjadi menggunakan prinsip-prinsip dari metode elemen hingga, kemudian perhitungannya dibantu oleh piranti lunak PLAXIS.
2. DATA dan METODE 2.1. DATA 3.1.1. Tanah Dari hasil laporan penyelidikan tanah di lokasi tersebut maka 4 meter di bawah saluran air adalah jenis tanah lempung dengan konsistensi lunak, c u = 20 kN/m2, γ sat = 16 kN/m 2. Selanjutnya konsistensi tanah meningkat sesuai dengan kedalamannya. Kondisi ini adalah tipikal lapisan tanah di sekitar Surabaya Barat, sayangnya uji kembang susut tanah tidak dilakukan karena kembang susut tanah juga bisa merusak sarana dan prasarana fisik jalan dan saluran. Parameter material tanah sebagai input dari PLAXIS dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini. Tabel 1. Parameter Tanah Jenis Tanah Urug Soft Clay Medium Clay Stiff Clay
γ γd ry kN/m3 15.00 11.50 15.00 15.00
γ γw et kN/m3 18.00 13.50 17.00 17.00
E kN/m2 3600 1000 14000 21000
CU kN/m2 5.00 18.00 30.00 100.00
φ degree 30 0 0 0
υ 0.3 0.3 0.3 0.3
3.1.2. Tiang Untuk data tiang, spesifikasi teknis hexagonal pile dimensi 30 cm & 40 cm dapat dilihat pada Tabel 2 : Tabel 2. Spesifikasi Teknis Hexagonal Pile D (cm) 30 40
Keliling cm 90 120
d (cm) 0 20
A (cm2) 584 725
I (cm4) 29229 78748
Mult (ton-m) 3.1 8.3
W (kg/m) 140 174
Keterangan d= diameter lubang A= luas penampang beton I = momen inersia Mult= momen ultimit W= berat tiang per meter
3.1.3. Konstruksi Exsisting Awalnya ketinggian tanah di sekitarnya maksimal setinggi plengsengan dari drainase. Oleh karena adanya pembangunan perumahan maka di sisi barat saluran diurug lagi kemudian diberi dinding penahan tanah dengan diberi strauss sedalam 4 m dan jarak 4 m. Ketinggian exsisting dari dinding penahan tanah/timbunan berkisar 3.3 m dari muka tanah asli (lempung lunak), lihat Gambar 1. 2.2.
METODE Metode yang dilakukan adalah melakukan evaluasi perhitungan konstruksi exsisting berdsarkan data di atas dan informasi informal bagaimana tahapan dan kapan konstruksi tersebut dilaksanakan. Setelah itu dilakukan penyelesaian permasalahan dengan merencanakan konstruksi soldier hexagonal pile. Sedangkan untuk analisa biaya tidak disertakan karena beberapa pertimbangan. Logikanya, alternatif ini diajukan tentunya sudah memper-
hitungkan analisa biaya terhadap konstruksi sheetpile sebagai pembanding (apple to apple).
3. HASIL dan PEMBAHASAN 3.1. HASIL Analisa perhitungan beserta evaluasinya dilakukan pada kondisi existing dan bagaimana solusinya untuk mengatasi kerusakan yang terjadi tersebut. Perhitungan menggunakan metode elemen hingga dan pola keruntuhan yang dipakai adalah prinsip mohr – coulomb. Untuk menghitung analisa tersebut, digunakan piranti lunak PLAXIS Ver. 7.2. 3.2.1. Analisa & Evaluasi Existing Untuk mengevaluasi kerusakan yang terjadi maka dibutuhkan identifikasi langkah-langkah pelaksanaan (Construction Stages) konstruksi tersebut. Adapun langkah-langkah tersebut adalah sebagai berikut : 1. Membuat plengsengan (tentunya dg urugannya). Selanjutnya katakan setelah 360 hari (data informal) dilanjutkan ke langkah ke 2, 2. Membuat dinding penahan tanah (urugan dan fondasi straus). Selanjutnya katakan setelah 360 hari (data informal) terjadi keruntuhan. Identifikasi ini sangat dibutuhkan agar pemodelan program PLAXIS bisa lebih realistis. Hasil dari program PLAXIS untuk kondisi di atas dapat dilihat pada Gambar 4. Urug
Soft Clay
Medium Clay
Stiff Clay
a
b
Gambar 4. Total Displacement Dari Existing
Dari Gambar 4, kerusakan plengsengan diakibatkan oleh pergerakan deformasi yang besar hingga mencapai 785 mm. Kondisi ini terlihat jelas pada Gambar 4 b, yakni warna merah - dominan terjadi pada dinding plengsengan. Perpindahan sebesar 785 mm ini yang menyebabkan kerusakan pada dindingdinding plengsengan. Jika kondisi tersebut tidak segera ditangani maka gerusan akibat aliran air di saluran akan mempercepat proses kelongsoran.
3.2.2. Analisa Perhitungan Soldier Hexagonal Pile Untuk mencegah kelongsoran tersebut digunakan dinding penahan tanah dari beton pratekan yakni tiang pancang hexagonal dengan dimensi 30 cm dan 40
cm yang ditanam berbaris (Soldier Hexagonal Pile). Soldier Hexagonal Pile ini diletakkan pada sisi sebelah luar dari dinding penahan tanah existing (fondasi straus), dengan panjang 11.3 ≈ 12 m, lihat Gambar 5.
Soldier Hexagonal Pile
Gambar 5. Soldier Hexagonal Pile – 30 cm & 40 cm
Langkah pelaksanaan melanjutkan dari langkah existing (3.2.1. Analisa dan Evaluasi Existing) adalah sebagai berikut : 1. Lihat langkah pelaksanaan 3.2.1, 2. idem, 3. Konsolidasi, 4. Melaksanakan soldier hexagonal pile. Dari running program PLAXIS menghasilkan total displacement dari soldier hexagonal pile D = 30 cm dan 40 cm, masing-masing sebesar 83 mm & 52 mm (Gambar 6). Dari Gambar 6 (a & b), terlihat jelas bahwa perpindahan yang terjadi dominan berwarna kuning artinya solusi penggunaan dinding penahan tanah dengan soldier hexagonal pile bisa dilaksanakan atau mampu mencegah kelongsosran akibat rusaknya plengsengan. Bentuk deformasi yang lain ( mesh) dapat dilihat pada Gambar 7. Gaya dalam momen yang terjadi pada soldier hexagonal pile dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 6. a) Total Displacement Dari Soldier Hexagonal Pile – 30 cm
Gambar 6. b) Total Displacement Dari Soldier Hexagonal Pile – 40 cm
D30 cm
D40 cm
Gambar 7. Deformed Mesh Dari Soldier Hexagonal Pile – 30 cm & 40 cm
D30 cm
D40 cm
Gambar 8. Momen Yang Terjadi Pada Soldier Hexagonal Pile – 30 cm & 40 cm
Sedangkan cek terhadap angka keamanan terhadap kelongsoran dapat dilihat pada Gambar 9 berikut ini.
Gambar 9. Angka Keamanan
3.2.
PEMBAHASAN Masing-masing dimensi soldier hexagonal pile menerima momen sebesar 46.7 kNm/m & 54.9 kNm/m sedangkan dalam 1 meter terdapat 4 hexagonal pile dimensi 30 cm dan 3 hexagonal pile dimensi 40 cm maka cek terhadap kekuatan momen bahan adalah sebagai berikut : 1. Dimensi 30 cm Mijin bahan = (4 * 3.1) / (SF =2) = 6.2 tonm = 62.0 kNm/m > 46.7 kNm (OK). 2. Dimensi 40 cm Mijin bahan = (3 * 8.3) / (SF =2) = 12.45 tonm = 124.5 kNm/m > 54.9 kNm (OK). Sehingga kedua dimensi tiang D = 30 cm & 40 cm dengan kedalaman 11. 3 ≈ 12 m aman terhadap momen. Selain kontrol terhadap material. Konstruksi dinding penahan tersebut perlu juga dicek terhadap kelongsoran. Dari Gambar 9 angka keamanan yang terjadi 2.4 > 1.5 maka aman terhadap kelongsoran. 4. KESIMPULAN & SARAN Dari analisa dan evaluasi di atas maka disimpulkan bahwa : 1. Penggunaan sheetpile dari deretan tiang (soldier pile) hexagonal dimensi 30 cm dan 40 cm dan setinggi 11.3 ≈ 12.0 meter, masing-masing menghasilkan deformasi sebesar 83 mm & 52 mm. Deformasi ini masih dalam batas aman. 2. Selain itu kontrol terhadap kelongsoran konstruksi dinding penahan tanah, soldier hexagonal pile, menghasilkan angka keamanan sebesar 2.4 > 1.5 yang aman terhadap kelongsoran. Disarankan jika menggunakan soldier hexagonal pile, perlu dibuatkan pile cap agar terlihat rapi dan menjadi satu unit. PENULIS Ir. H. Djoko Soepriyono, MT., SH., MHum Ir. Helmy Darjanto, MT
Wakil Ketua Umum DPN INKINDO, Anggota HATTI, Sertifikat G1 Anggota HATTI, Sertifikat G1
