BAB IIIBab III - 4BAB IIIANALISIS SISTEM PENYANGGAAN METODE EMPIRIS3.1.Metode EmpirikUntuk menjelaskan prinsip penyanggan dan perkuatab diambil contoh penggalian terowongan menggunakan pemboran dan peledakan biasa (lihat Gambar 3.1a). Kondisi tegangan sebelum penggalian dianggap hidrostatis dan besarnya = o. Setelah setiap rangkaian pemboran dan peledakan, dipasang suatau penyangga. Selanjutnya akan ditinjau terjadinya perpindahan radial dan tekanan penyangga radial pada suatu titik di tepi penggalian pada penampang X X sejalan dengan kemajuan penggaliannya. Tekanan penyanggan adalah setara dengan tegangan normal yang terjadi. Adapun tahapan interaksi antara penyangga dan masa batuan adalah sebagai berikut :Pada tahap I, penggalian belum mencapai X X dan massa batuan pada batas penggalian dalam kondisi seimbang denga suatu tekanan penyanggan o, dengan I = - o.Pada tahap II, penggalian telah mencapai X X dan tekanan ri menjadi nol. Terlihat bagian yang belum berpenyangga (lihat Gambar 3.1.b) menunjukkan perkembangan perpindahan radial pada jarak tertentu yang terjadi pada batas penggalian Gambar 3.1..a menunjukkan pula suatu gambaran penyanggan I yang diperlukan untuk membatasi perpindahan radial i.Tahap III, penyangga baja (steel set) sudah dipasang rapat dengan permuka. Pada tahapa ini penyangga belum terkenal beban karena belum terjadi perpindahan massa batuan sejak penyangga dipasang. Jadi dianggap berperilaku tegangan-tegangan massa batuan tidak terpengaruh oleh waktu. Pada Gambar 3.1.a, perpindahan radial di suatu titik di atap dan di dinding adalah B dan C.Gambar 3.1. Hipotesa Interaksi massa batuan dan PenyanggaPada Tahap IV, penggalian lubang maju kira-kira satu setengah kali diameter terowongan. Perpindahan radial batuan pada X X ditunjukkan oleh CEG dan BFH, dan ini menimbulkan beban pada penyangga dimana dianggap menunjukkan berperilaku linier.3.2.Rancangan PenyanggaBeban penyangga seperti pada DEF, disebut garis interaksi penyangga atau garis penyangga yang digunakan. Keseimbangan antara batuan dan penyangga terjadi pada titik E (untuk dinding) dan titik F (untuk stap). Penting untuk diketahui bahwa tegangan yang timbul akibat kemajuan penggalian akan diterima oleh massa batuan, bukan oleh penyangga.Jika penyangga tidak dipasang setelah dua tahap terakhir dari kemajuan penggalian, perpindahan radial pada X X akan berkembang sepanjang kurva EG dan FH. Pada dinding keseimbangan akan terjadi di titik G. Tetapi tekanan penyanggaan yang diperlukan untuk membatasi perpindahan pada atap akan menurun sampai batas minimum dan kemudian naik lagi setelah batuan terlepas, dan atap akan terjadi keruntuhan jika tidak dilakukan penyanggan.Rancangan penyangga yang rasional harus dipertimbangkan dengan memperhatikan interaksi antara penyangga dan massa batuan. Pada Gambar 3.1.b memperlihatkan bahwa diperlukan perpindahan yang cukup untuk mengatasi kekuatan massa batuan dalam menyangga beban.3.3.Kekuatan PenyanggaKekuatan dan waktu pemasangan penyangga berpengaruh penting pada kontrol perpindahan. Gambar 3.1.b menunjukkan kurva interaksi penyangga dan massa batuan untuk masalah yang sama dengan gambar 3.1.b. Karakteristik massa batuan atau garis penyangga yang diperlukan ditunjukkan oleh garis ABCDR. Saat paling awal dipasangnya penyangga ialah setelah terjadi perpindahan radial sampai OF. Adapun tahapan proses interaksi penyangga dan massa batuan adalah :1.Penyangga 1, dipasang pada D dan mencapai keseimbangan dengan massa batuan pada titik B. Penyangga ini terlalu kaku dan akan menarik beban yang terdistribusikan berakibat penyangga dapat mengalami kegagalan.2.Penyangga 2, mempunyai kekuatan yang lebih rendah, dipasang pada D dan mencapai keseimbangan dengan massa batuan pada F. Massa batuan akan menyangga sebagian besar beban, sehingga tidak mengalami tegangan yang berlebihan.3.Penyangga 3, kekuatannya lebih rendah dari penyangga 2, juga dipasang di D tetapi dimana massa batuan telah mulai terlepas. Untuk sementara memang diperbolehkan tetapi akan berbahaya karena akan terjadi redistribusi tegangan yang akan diterima penyangga, akibat penggalian didekatnya.4.Penyangga 4, jenis dan kekuatannya sama dengan penyangga 2, tetapi tidak dipasang sampai terjadi perpindahan massa batuan sebesar OG. Berarti penyangga dipasang terlalu lama akan terjadi konvergensi berlebihan, dan penyangga akan mengalami tegangan yang berlebihan sebelum mencapai keseimbangan.Pada hal-hal yang telah diuraikan di atas, dianggap bahwa kekuatan penyangga adalah konstan. Dalam pekerjaan praktis kekuatan penyangga biasanya tidak linier.Perilaku non linier awal terjadi kerena kontak antara penyangga dan batuan tidak sempurna. Beton dan beton tembak (shoterete) akan mengalami rayapan pada saat pengerasan sebagaimana pada grouted rockbolt dan dowels. Untuk mengurangi kejadian tersebut, pemasangan penyangga memang perlu pelaksanaan yang cermat. Di samping itu, penyangga harus dipasang secepat mungkin kontak dengan dinding massa batuan dan pemasangan sebaiknya dilakukan segera setelah penggalian.