bab iii penggunaan micropiles dalam pekerjaan … · dalam sub bab berikut diuraikan penggunaan...

BAB III

PENGGUNAAN MICROPILES DALAM PEKERJAAN

TEKNIKSIPIL

Masalah-masalah yang dihadapi di lapangan, seringkali memerlukan

pemikiran dan penanganan yang merupakan solusi terhadap masalah-masalah yang

timbul. Masalah-masalah tersebut membutuhkan keputusan yang cepat, tepat dan

efisien dalam pelaksanaan. Hal ini akan menyulitkan bila hanya mengandalkan

aspek-aspek teoritis saja. Dalam banyak kasus perasaan dan pengalaman langsung

dari seorang insinyur memberikan "judgement" yang sangat berarti.

Micropiles merupakan salah satu alternatif untuk menyelesaikan

masalah-masalah yang dijumpai di lapangan. Beberapa kegunaan dari micropiles

www.petra.ac.idhttp://dewey.petra.ac.id/dgt_directory.php?display=classificationhttp://digilib.petra.ac.id//help.html

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan TeknikSipil 29

yaitu sebagai pondasi bangunan, pondasi untuk tangki air ( Abbs, 1984 ), sebagai

pondasi untuk pier jembatan ( Blondeau, 1984 ), untuk stabilitas lereng, sebagai

pendukung cableway ( Aste dan Messin, 1984), untuk stabilitas timbunan, untuk

perkuatan pelat Ian tai bangunan pada tanah lunak yang kompresibel (Munfakh dan

SoKman, 1986 ).

Salah satu tipe dari micropiles yang banyak digunakan untuk

pekerjaan-pekerjaan teknik sipil adalah sistem root piles yang juga dikenal: di Italia

(Pali Radici), di Perancis ( Pieux Racines ), di Jerman ( Wurzelpfahle ). Root Piles

merupakan tipe micropiles yang pertama kali diperkenalkan oleh Lizzi ( 1952 )

dalam presentasi papemya "Reticolo Di Pali Radice for the Improvement of Soil

Resistance,Physical Aspects and Design Approaches" dan sejak tahun 1953, root

piles digunakan terutama untuk underpinning struktur-struktur yang ada dimana

stniktur-struktur tersebut memiliki nilai sejarah tersendiri dan penting untuk

dipertahankan. 1'rrn ( 1983 ) memperkenalkan beberapa penggunaan root piles

untuk stabilisasi lereng dan untuk perkuatan tanah disekitar galian. Saat ini

cenderung digunakan dalam masalah-masalah pondasi dan underpinning yang lebih

kompleks.

Dalam sub bab berikut diuraikan penggunaan root piles sebagai dinding

penahan pada daerah yang akan digali, untuk pengendalian stabilitas lereng dan

masalah-masalah kondisi tanah yang kurang baik ( tanah lunak dan tanah lepas),

perfindungan terhadap pengaruh struktur-struktur yang berdekatan dan pada

underpinning.

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan Teknik Sipil 30

3.1 MICROPILES SEBAGAI DINDING PENAHAN GALIAN

Micropiles sebagai dinding penahan ( retaining walls ) pada daerah galian

yang akan dikerjakan terutama untuk memberikan keamanan terhadap stabilitas dari

gedung / struktur lain di atas galian yang akan dikerjakan agar tidak terjadi

keruntuhan (gambar 3.1).

T Area to be excavated

J^i^Jfmjtrrmmi

Gambar 3.1 Micropiles dipasang pada daerah yang akan digali (Lizzi, F., 1970)

Tanah pada dinding galian mudah longsor / runtuh akibat berat sendiri dan

berat struktur yang berdekatan ( adjacent of structure). Penggunaan micropiles

untuk reticulated root piles penahan galian ini merupakan penerapan / aplikasi

pertama yang dinyatakan berhasil. Struktur micropiles dapat dikerjakan pada

bermacam-macam tanah, tingkat heterogenitas tanah dan keberadaan hambatan /

rintangan dan lain sebagainya. Hal ini merupakan salah satu keunggulan dalam

penggunaan micropiles di lapangan.


Dari presentasi Lizzi ( 1952 ) ditemukan bahwa jaringan khusus tiang-tiang

yang menyerupai akar ( Root Piles ) tersebut dapat dipertimbangkan untuk

meningkatkan ketahanan tanah dan struktur tiangnya. Penemuan yang penting

adalah jaringan tiang mampu mensuplai tahanan tarik ( tensile resistance ) bila

dibutuhkan.

3.1.1 Bentuk Fisik Reticulated Root Piles sebagai Dinding Penahan Galian

Suatu dinding penahan ( retaining walls ) reticulated root piles dibuat

sebagai berikut:

i - H i i - t o y : \ | ETOBSBfi

Gambar 3.2 Geometry of reticulatad root piles structure (lizzi, F., 1978 )

a. Bagian tiang depan ( gambar 3.2,notasi A dan A' ) dibuat 2 baris tiang-tiang

yang bergantungan satu sama lain. Tiang-tiang ini dapat dibuat dalam posisi

tegak / vertikal dan atau posisi miring / bersudut. Tujuannya untuk mencegah /

mengurangi gerakan tanah diantara susunan tiang-tiang dan untuk mensuplay

tambahan tahanan pada sisi / dinding galian. Jumlah dan kerapatan tiang-tiang


ini disesuaikan dengan karakteristik tanah dan bila diperlukan dilakukan tes-tes

di lapangan.

b. Bagian tiang belakang ( gambar 3.2, notasi B dan B' ) dibuat juga dalam 2

bans. Umumnya tiang-tiang ini dibuat dalam posisi miring / bersudut. Tiang

bagian belakang ini sangat penting untuk menerima tekanan tanah dan

merangsang reaksi keseluruhan sistem untuk berinteraksi dengan tanah dan

tiang-tiang. Jumlah dan kerapatan tiang-tiang ini tidak sebanyak tiang-tiang

bagian depan (tiang A dan A*) oleh sebab tiang-tiang bagian belakang (tiang

B dan B') dapat secara penuh diefektifkan di dalam tanah.

c. Balok dari beton bertulang ( reinforced concrete beam ). Root Piles yang

digunakan umumnya dikerjakan dengan memberikan kombinasi balok diatas

tanah ( seperti sloof), pile caps ( seperti poer pada pondasi tiang umumnya )

dan plat-plat ( slabs ). Balok dari beton bertulang lebih umum digunakan

untuk macam pekerjaan ini dan seperti halnya macam kombinasi yang lain,

digunakan untuk mensuplay hubungan yang kaku pada susunan root piles

ujung bagian atas sehingga menjadi satu kesatuan antara tiang-tiang bagian

depan (tiang A dan A') dan tiang-tiang bagian belakang (tiang B dan B').

d. Tiang-tiang di tengah diantara tiang bagian depan dan tiang-tiang bagian

belakang. Terutama dibuat untuk memberikan kontribusi kekakuan

keseluruhan sistem terhadap deformasi tanah. Tiang-tiang bagian tengah dapat

dibuat dalam posisi miring semua dan kombinasi tiang-tiang hampir

vertikal ( sub vertikal) dengan tiang-tiang miring.

Penggunaan Micropiks dalam Pekerjaan TeknikSipil 33

e. Elemen-elemen tambahan.

Beberapa elemen-elemen tambahan digunakan untuk menggantikan kepadatan

antara tanah dan tiang-tiang yang mengalami pengurangan terutama untuk

galian-galian yang sangat dalam dan berfungsi sebagai penahan lateral (

restraint) terhadap tekuk daripada tiang-tiang vertikal dan tiang-tiang yang

hampir vertikal ( sub vertikal ). Elemen-elemen tambahan mi dibuat dalam

posisi hampir horisontal dan miring. Dalam gambar 3.2 tidak menggunakan

elemen-elemen tambahan.

Jadi adanya kesatuan tiang-tiang tersebut di atas memberikan kesatuan

sistem, sehmgga mengurangi tegangan tekan dalam tanah dan mampu menahan

tegangan-tegangan tarik yang mungkin terjadi.

3.1.2 Contoh Pendekatan Perencanaan Reticulated Root Piles sebagai Dinding

Penahan Galian

Berikut diberikan contoh perencanaan untuk reticulated root piles sebagai

dinding penahan galian ( Adopted paper from Tira "Reticolo Di Pali Radice" for

The Improvement of soil resistance, phisycal aspects and design approaches, VIII

ECSMFE Helsinki 1983 Proceedings of The Eight European Conference on soil

mechanics and foundation Engineering Vol 2, page 522-524 ). Bentuk struktur root

piles ditunjukkan dalam gambar 3.3.1 dan data-data tanah serta tiang disertakan.

Data yang diperlukan melipuli data geoteknis tanah, data root piles.

Contoh perhitungan:

Q Geotechnical Data:


- y (unit weight of the soil)

- Angle of internal friction

- Cohesion (c)

- Surcharge load (q)

Q Reticulated Root Piles Data :

-Diameter (dp)

- Steel reinforcement (iij)

- Number of piles (per unit panjang) (n)

- Pile /soil amplification factor (m)

- Dipakai asumsi bahwa faktor m

= 18 KN/m 3

= 30°

= 0

= 20 KN/m2

= 0.15 m

= 1 4> 18 mm

= 10

= 40

= E / E ,

dimana:

E : modulus elastisitas tiang ( MPa )

E,: modulus elastisitas tanah ( MPa )

Anggapan dalam perencanaan:

1. Perencanaan dflakukan secara terpisah untuk 2 nilai sudut geser dalam tanah

yaitu: 30° dan 15°

2. Nilai-nilai sudut geser dalam tersebut sebenamya periu dibandingkan pada

nilai-nilai yang lebih rendah dari 15° oleh sebab struktur root piles tidak memiliki

kemungkinan untuk dapat diterapkan bfla tanah memiliki banyak sudut geser

dalam. Dalam perencanaan ini, nilai-nilai di luar sudut geser dalam yang dflutung

diperkirakan saja dan nilai sudut geser dalam 15° dipakai hanya sebagai acuan

pembanding dari nilai-nilai sudut geser dalam 30°.

PenggunaanMicropiles dalam Pekerjaan TeknikSipil 35

h-Li-u«—H

(30°

"lis*

GEOTECHN1CAL, DATA : • limit wcifkt ot tfce soli : _ 18 KN/m'

- Angle of internal friction :

- Cohesion : c _ 0 - Surcharge: q, _ 20 ICN/m1

ROOT PILE'S DATA : - Diameter : D - ISO mm. - Steel reinforcement : N - 1 j IK mm.

- Number of piles (running meter of wall) n - 10

PILE/SOIL AMPLIFICATION FACTOR : m _ 40

SCALES - Vertical unit stress on the soil o (Ulcm'> L_it

Load on pUw (verticil component) Nv (KN) 1 f f

9 m 30° T - 1 00 * > - S O * 7>-10

Nv-2121 IM ,,.22.10

@ WMWUH.

O.^JO'

NV».«

© E

4^.7.1

.14.40

O«.30

1.01

O . ^ V

I V 41.10 o-«.or—

o-9>*Ji' 4-%«W

0.11.7? t = 7.2J

d«g> .30'

• « « i « * t i < . t <

Gambar 3.3 Model perencanaan reticulated root piles pada dinding galian

(Lizzi,F., 1978 )

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan TeknikSipil

Penjelasan jalannya perencanaan reticulated root piles :

1. Dari data geoteknis tanah dapat dihitung nilai vertical unit stress ( o ) sebelum

galian dan distribusi a terdapat dalam gambar 3.3.2.

2. Dilakukan uji di lapangan untuk menentukan vertical unit stress sesudah galian

dan distribusi a terdapat dalam gambar 3.3.3 dan 3.3.3 bis.

3. Dilakukan uji di lapangan untuk menentukan beban-beban pada tiang-tiang (

vertical components, Nv ) sesudah galian dan distribusi Nv terdapat dalam

gambar 3.3.4 dan 3.3.4 bis. Nv yang didapat dalam gambar tersebut adalah

murni pemisalan saja dan bersifat dugaan. Nilai Nv yang dimisalkan menganggap

tiang-tiang mendukung beban tanah secara menyeluruh.

4. Gambar 3.3.5 dan 3.3.5 bis serta gambar 3.3.6 dan 3.3.6 bis menunjukkan

dugaan bilamana sesudah galian, hanya beban tambahan ( surcharge load ) yang

bekerja pada sistem root piles. Beban berlebih ini (q) ditunjukkan dengan

amplification factor (m). Untuk sudut geser dalam 30°, nilai o sebelum galian

adalah 9.2 N/cm2 meningkat sampai 10.39N/cm2 dan untuk sudut geser dalam

15°, nilai dicapai sampai H^N/cm 2

5. Gambar 3.3.7 dan 3.3.7 bis serta gambar 3.3.8 dan 3.3.8 bis menunjukkan

distribusi a dan Nv sesudah konstruksi tiang-tiang dipasang, sedikit demi sedikit

beban total ( termasuk berat tanah pada dinding dan beban tambahan )

dimasukkan dengan pemberian amplification factor (m).

6. Kontrol stabilitas dengan perumusan sebagai berikut:

Nrtatal.tg + A . c > S„

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan TehtikSipil 37

dimana : Ny iatd : total bcban vertikal yang bekerja pada potongan (NJ ( k N )

: sudut geser dalam ( ° )

A : luas potongan persegi dalam diagram distribusi Nv ( cm2)

c : kohesi tanah ( kg / cm2)

S0: komponen dorong horisontal ( kN)

Hasil perencanaan diatas digunakan sebagai referensi / acuan untuk kasus-kasus

yang terbatas dan dapat dikembangkan untuk mendapatkan nilai-nilai baru untuk

luasan-luasan yang lain.

Di lapangan micropiles juga sering digunakan sebagai dinding penahan

untuk pengamanan pada pekerjaan-pekerjaan konstruksi bawah tanah.

Macam-macam pekerjaan konstruksi yang dflaksanakan di bawah kedalaman tanah

( seperti: terowongan / tunnel baik untuk keperhian ironing, jalan kereta api bawah

tanah ( Mass Rapid Transport), saluran kabeL pipa untuk gas dan air ), seringkali

menimbulkan gangguan-gangguan terhadap tanah di sekitarnya yang pada akhimya

merambat mempengaruhi keadaan struktur lain yang berdekatan (adjacent of

structure) dengan lokasi pembangunan.

Fungsi dari reticulated root piles sebagai dinding penahan untuk melindungi

pekerjaan galian pada konstruksi bawah tanah adalah mencegah penyebaran

tekanan tanah yang dibebaskan akibat efek pekerjaan hibang terowongan di bawah

struktur yang berdekatan. Gambar 3.4 dan 3.5 berikut menunjukkan kedudukan

reticulated root piles sebagai pelindung galian bawah tanah. Perencanaan reticulated

root piles untuk pekerjaan pengamanan konstruksi di bawah tanah dapat


menggunakan spesifikasi dan analisa seperti dalam sub bab 3.1.

i- > sand-gravel

layer

_T-_ i . - - _~ /"-+-; sandstone

wifn - i n c l u s i o n s of "• - l o a r t ^ V -

wm'l :\.>''V?TH+f*~

t^r^^fl

Protection of underground excavation with root piles.

Gambar 3.4 Periindungan galian bawah tanah dengan root piles (Iizzi,F., 1978 )

Gambar 3.S Micropiles diletakkan diantara zone A dan zone B untuk mengurangi

perubahan dalam tanah akibat pekerjaan tunneling (IizziJF., 1970 )

3.2 MICROPILES SEBAGAI PERKUATAN TANAH UNTUK

KESTABILAN LERENG

Sistem reticulated root piles untuk perkuatan tanah pada lereng baik untuk

lereng alam maupun lereng buatan ( urugan ) terutama ditujukan untuk mencegah

Penggunaan Micro-piles dalam Pekerjaan TeknikSipil 39

kelongsoran pada tanah-tanah yang memiliki kemiringan tertentu. Pada kondisi

tanah lepas ( loose soils ) sering terjadi ( sensitif ) kelongsoran baik akibat

pengaruh-pengaruh luar (external effects) maupun pengaruh dari dalam (internal

effects). Pengaruh-pengaruh luar berupa : gempa, getaran, angin, alat-alat dan

manusia. Pengaruh dari dalam berupa : berat sendiri yang ringan sehingga mudah

bergerak. Reticulated root piles dalam kondisi tanah lepas lebih dipusatkan pada

konsentrasi tahanan pada satu tempat sehingga kelongsoran tanah lebih besar dapat

dicegah. Penempatannya sebagai struktur penahan tanah ini umumnya pada bagian

yang paling rendah ( kaki lereng ) dan pada bagian dimana kemungkinan

pergerakan tanah diperkirakan sangat besar terjadi sehingga menambah massa tanah

yang longsor pada bagian lereng di bawahnya. Gambar 3.6 menunjukkan

penempatan reticulated root piles pada bagian yang paling besar terjadi kelongsoran

di atasnya.

Gambar 3.6 Penempatan reticulated root piles untuk kestabilan lereng (Lizzi,F.,

1978)


Micropiles yang dibuat dalam bentuk reticulated root piles sebagai

perkuatan tanah untuk kestabihtas lereng ( gambar 3.7 ), untuk melingkupi seluruh

bidang lereng yang rawan longsor dan memberikan efek pemakuan pada permukaan

bidang longsor kritis yang mungkin terjadi. Jadi fungsi micropiles untuk keadaan ini

dapat disamakan dengan penggunaan "soil nailing". Micropiles yang dipasang

sebagai reticulated root piles penguat tanah ditutup dengan suatu blok dan

digrouting dan blok ini berpengaruh terhadap efek struktural reticulated root piles

tersebut (Iizzi,1979,et all,Schlosser,1979,et all). Teknik perkuatan tanah umumnya

dan penggunaan reticulated root piles sebagai perkuatan tanah khususnya telah

berkembang pesat. Teknik perkuatan tanah dengan reticulated root piles ini dapat

diklasifikasikan dalam teknik perkuatan tanah setempat. Metode perkuatan tanah

setempat didasarkan pada prinsip-prinsip menstabilkan tanah-tanah asli / lereng

dengan elemen-elemen yang mampu menahan gaya-gaya yang dapat menimbulkan

tegangan tekan, tegangan tarik, tegangan geser dan atau momen.

Disamping itu pengaturan yang khusus dari tiang-tiang micro menyebabkan

kelakuan micropiles menjadi sangat bcrarti dalam memberikan efek struktural.

Dalam praktek penggunaan reticulated root piles sebagai perkuatan tanah untuk

kestabilan lereng merupakan bagian yang sangat berbeda dengan soil nailing.

Reticulated root piles yang digunakan untuk memberikan perkuatan terhadap

stabilitas lereng/slope dibuat dalam satu atau dua baris yang cukup luas ( Yamada,et

all, 1971 ; Fukumoto, 1972 ; Kerisel, 1976 ; Sommer, 1979 ). Bahwa kelakuan

sistem reticulated root piles ini berbeda dari soil nailing oleh sebab barisan

Penggunaan Micropiles da lam Pekerjaan Teknik Sipil 41

tiang-tiang tersebut membentuk kesatuan yang relatif kaku dan memberikan bagian

yang tidak kontinu pada bentuk perpindahan lereng / slope.

Gambar 3.7 Reticulated root piles dipasang sepanjang sliding surface critical (Lizzi,

F., 1970)

Berdasarkan kasus yang pernah dikerjakan, penggunaan reticulated root

piles sebagai perkuatan tanah untuk kestabilan lereng dihubungkan bagian atas

dengan balok sebagai cap dan tiang-tiang ini ditempatkan dalam kemiringan yang

berbeda-beda satu sama lain. Cap pada sistem ini dibuat sebelum pelaksanaan

reticulated root piles. Reticulated root piles dibuat dengan jalan mengebor dan

setelah itu tulangan baja dimasukkan daii atas ke bavvah dan setelah itu langsung

digrouting. Pada penggunaannya sebagai perkuatan tanah harus ditentukan

daerah-daerah kelongsoran dimana gangguan-gangguan tanah akan berakibat besar

sehingga harus distabilkan. Untuk itu harus dilakukan penyelidikan untuk

menentukan komposisi tanah dan lokasi keruntuhan yang menyebabkan

kelongsoran tersebut.


3.2.1 Perencanaan Reticulated Root Piles sebagai Perkuatan Tanah untuk

Kestabilan Lereng

Dalam teknik-teknik perkuatan tanah, tiang-tiang reticulated root piles

direncanakan mampu memikul beban-beban tarik dan tekan. Daya dukung momen

tiang-tiang reticulated root piles sebaiknya dibatasi dimana kekakuan bending

momen tiang-tiang micro merupakan parameter yang sangat penting dalam

perhitungan kekuatan reticulated sesuai dengan lokasi dan tujuan fungsional

penggunaannya. Reticulated root piles dianggap sebagai komponen yang terkumpul

( integrated components ) dengan massa tanah yang padat ( inert ). Keduanya

menjadi kesatuan unit yang memiliki kelakuan seperti dinding penahan yang masif

baik untuk gaya-gaya horisontal maupun untuk gaya-gaya vertikal. Pertimbangan

yang mendasar untuk perencanaan stabilitas lereng adalah suatu sistem yang dapat

memberikan tahanan dimana tanah harus ditahan sebelum mengalami pergerakan (

longsor ) sehingga tanah berkurang dalam pergerakannya. Jadi sistem penahan /

rintangan yang sesuai dimasukkan ke dalam tanah sehingga gaya-gaya yang terjadi

yang tidak dapat dicapai dalam keseimbangan tanah dapat ditahan sebelum terjadi

perpindahan / kelongsoran. Mobilitas tanah secara bertahap dikurangi makin lama

makin besar dan bekerjanya mobilitas ini melalui bergeraknya tanah yang semakin

berkurang akibat tahanan dari tiang-tiang yang dimasukkan sebelumnya ke dalam

tanah. Pengurangan secara bertahap merupakan kunci keberhasilan penggunaan

reticulated root piles ini oleh sebab tidak ada kemungkinan gangguan atau

kehilangan stabilitas secara tiba-tiba yang terjadi. Dalam perencanaan untuk


stabilitas kelongsoran lereng, pengurangan mobilitas tanah ini dapat disesuaikan

dengan kebutuhan khusus dalam pelaksanaan di lapangan yaitu dengan memusatkan

tiang-tiang dan kemiringan / sudut tiang-tiang ditempatkan. Bentuk struktur

reticulated root piles yang dipasang reticulates memiliki konfigurasi jaringan dalam

gambar 3.8.

GRAPHIC VIEW OF TWO ADJACENT "PALI RADICE" (ROOT PILES)

"Palo Radice" (Root Pile) Pressured cast-ln-place reinforced concrete pile

(typ.)

a ^p d j> d f>

N>

Penggunacm Micropiles dalam Pekerjaan Teknik Sipil 44

4. Reticulated root piles ditentukan ukuran panjang, jarak serta diameter yang

mampu mengadakan reaksi terhadap kelongsoran yang bekerja dengan aksi geser

dan tahanan vertikal tiang yang tertanam dalam tanah

Mekanismc kerja reticulated root piles dalam tanah dijelaskan sebagai berikut:

1. Tiang-tiang dalam massa tanah mengadakan interaksi dan tegangan-tegangan

dipindahkan dan didistribusikan ke tiang-tiang yang berdekatan melalui tanah

antara tiang-tiang tersebut.

2. Distribusi tegangan-tegangan ekivalen tidak dicapai dimana tiang-tiang

semuanya ditempatkan secara paralel. Diperlukan suatu pemikiran secara kasar

namun sangat efektif untuk struktur reticulated root piles ini ditempatkan

sehingga berkelakuan seperti balok beton bertulang. Tanah memberikan massa

dan tahanannya untuk gaya-gaya tekan sedangkan tiang-tiang reticulated root

piles memberikan tahanan untuk tarik dan geser.

Prinsip di atas dapat diterapkan untuk semua macam tanah serta persyaratan

yang lebih tinggi untuk jaminan keamanan. Penempatan tiang-tiang micro sebagai

reticulated root piles terkadang dilokasikan pada kaki lereng / toe slope menuju ke

atas ( stabilitas dari bavvah ke atas ) sehingga kestabilisasi lereng ditingkatkan mulai

dari bagian kelongsoran yang paling besar.

Analisa perencanaan reticulated root piles untuk kestabilan lereng

pertama-tama diusulkan oleh Iizzi ( 1978 ), menggunakan pendekatan dasar untuk

menghitung kontribusi dari tiang-tiang untuk menahan kelongsoran tanah.

Angka keamanan dihitung sebagai berikut:


F ^ + R ^ R . ^1.5

dimana: R,, - 25 . n-D2. cu (MN)

F : factor of safety

R(: gaya penahan geser tanah pada permukaan kritis bidang longsor (MN )

Rp: gaya geser tambahan yang disumbangkan oleh tiang (MN )

R t: total gaya penyebab kelongsoran sepanjang permukaan kritis ( MN )

n : number of Root Piles

D : diameter Root Piles (m )

cu: undrained shear strength of the soil (MN/m2)

Rp merupakan tegangan yang diijinkan dalam beton dan tulangan pada penampang

melintang tiang / tahanan geser tanah sepanjang penampang tiang yang digerakkan

oleh massa tanah yang mengalami kelongsoran. Metode pendekatan ini sangauah

sederhana dengan tidak mempertimbangkan pengaruh-pengaruh kecepatan yang

terjadi antara tanah dan tiangnya.

Analisa perencanaan reticulated root piles untuk perkuatan pada lereng / slope, saat

ini ada 3 metode perencanaan telah dikembangkan, yaitu:

1. Metode yang mempertimbangkan tanah sebagai material plastis dan kaku dan

menganggap tekanan tanah lateral pasif pada tiang secara kesehiruhan digerakkan

pada kedua sisi bidang permukaan longsor ( Brinch Hansen, 1960 ). Metode ini

biasanya diterapkan untuk tiang-tiang berdiameter besar (100 - 250 mm ).

2. Metode pendekatan elasto-plastic memerlukan suatu penentuan yang cukup pada

perpindahan-perpindahan relauf antara tiang dan tanah (proposed by Juran et


all, 1981; Carrier and Gigan, 1983 ). Metode pendekatan ini lebih disesuaikan

untuk perencanaan tiang-tiang yang agak bersifat fleksibel.

3. Metode pendekatan yang digunakan untuk stabilisasi tanah pada lereng-lereng

yang mengalami "creeping" atau penyusutan ( Winter et. all 1983 ).

Metode pertama dan ketiga dipakai untuk pendekatan oleh Sommer (1979)

dalam analisa longsoran lereng yang distabilisasi dengan satu baris tiang-tiang yang

dipasang kaku. Diameter 300 mm untuk tiang dan tinggi lereng 10 m yang sebelum

dipasang perkuatan tiang-tiang mengalami kelongsoran dengan kecepatan longsor

14 mm / bulanTekanan tanah lateral pada tiang yang diukur mengalami

peningkatan sampai kira-kira 5% total tahanan geser sepanjang bidang longsor

( yaitu : kekuatan geser tanah ditambah penahan-penahan geseran pada tiang ).

Hasil percobaan menunjukkan meskipun tekanan lateral tanah mengalami

peningkatan sampai 5% dari total tahanan geseran namun dapat mengurangi tingkat

kecepatan longsor sampai kira-kira 10% dari tingkat kecepatan longsor 14 mm /

bulan.

Percobaan dikembangkan oleh Cartier dan Gigan (1983), menggunakan

lebih banyak baris tiang-tiang ( 3 baris tiang ) terbuat dari beton diameter 400 mm

yang diberi tulangan H 200 dari baja propil. Tingkat kelongsoran slope ( pada

urugan jalan kereta api / railway ) yang diukur mengalami peningkatan pada nilai

10 cm / tahun. Pengukuran perpindahan tiang-tiang untuk menghitung

penahan-penahan geseran dan bending moments pada tiang dilakukan dan

didapatkan bahwa dengan meningkatkan kira-kira 7% faktor keamanan dari


sebelumnya dapat mengurangj tingkat kecepatan longsor sampai kira-kira 2.5 mm /

tahun.

Kenyataan sampai saat ini metode perencanaan masih mempertimbangkan

hanya pada aspek-aspek kestabilan ektemal dari reticulated root piles. Kestabilan

eksternal merupakan kestabilan pada lereng terfaadap timbulnya getaran-getaran /

gempa bumi yang dapat menambah tegangan geser tanah. Tegangan geser tanah ini

dapat melebihi ultimate perlawanan geser tanahnya.

Alasan utama mempertimbangkan hanya aspek-aspek kestabilan eksternal

adalah penyelidikan belum banyak dilakukan terhadap interaksi antara tanah dengan

tiang-tiang micro yang kompleks dimana terkadang tidak cukup membuat keadaan

yang menyatu ( monolit).

3.2.2 Analisa Kestabilan Lereng

Analisa kestabilan lereng dapat berupa lereng alam dan lereng buatan

( urugan ). Kelongsoran terjadi karena massa tanah ingin mencapai kestabilan

dimana mengalami pergerakan turun. Kecepatan longsor tanah ( sliding velocity)

untuk berbagai jenis tanah dan kondisi lapangan berbeda-beda.

Berikut kecepatan longsor ini dianalisa sebagai acuan kestabilan lereng. Dimana

analisa didasarkan pada kondisi tanah liat ( normally consolidated clay ). Asumsi

yang digunakan dalam perencanaan ini yaitu:

• Menggunakan hukum viscositas tanah kohesif

Pada tanah kohesif berlaku perumusan dari Leinenkugel (Jerman). Leinenkugel

mengemukakan sifat-sifat viskositas untuk normally consolidated clay. Tingkat


ketergantungan tanah kohesif pada kondisi undrained diberikan dalam

persamaan berikut:

At = A,, In ( 6 l /e0 ) (3.1)

Tes dilakukan pada kelelehan tanah kaolin :

'. e| c = ln(h/h0) |

Undrained Triaxial Test with Jump Technique

Gambar 3.9 Model undrained triaxial test with jump technique (Hvorslev, M J,

1937)

Rasio ketergantungan undrained cohesion ditunjukan dalam persamaan berikut:

c u-( e,) = cu .( s,,). [1+^.ln ( e./e,)] ( 3.3 )

dimana :

e0: strain rate sebelum loncatan

8j: strain rate setelah loncatan pertama

Ivo= (< «̂- e ) / cu ( e0 ) (3.4 )

1^ : indeks viskositas

8 : konstanta material

Penggwaan Micropiks dalam Pekerjaan Tekrrik Sipil 49

GS : equivalent stress tergantung dari ratio actual voids

cu.( e, ) : kohesi undrained tergantung pada strain ratio el

cu.( e 0 ) : kohesi undrained tergantung pada strain ratio e0

cu: undrained shear strength ( MN / m2)

Nilai 1^ ( indeks viskositas ) dapat ditentukan dengan menggunakan gambar

3.10.Parameter-parameter viskositas ditentukan dari kejenuhan air dan

spesimen-spesimen yang terkonsolidasi dalam tes-tes undrained triaxial test

dengan teknik lompatan ( jump technique ). Dengan teknik ini suatu perubahan

cepat A x diamati melalui suatu lompatan pada strain rate.

i

. ,' V I^-Diagram

; ' from Gudehus and 'I''.' tjiinenkiigel (J_0

\ {••%.. , 10 2 0 A'O . 8 0 1 5 0 - •';.; ', . I

' . .w.,-,100 ' ; •'>.. i i"

Gambar 3.10 Diagram hubungan w, - 1^ untuk % = O.Ol.h"1 (from Gudehus and

LeinenkugeL 1978)

G Tekanan horisontal tiang pada tanah kohesif ditunjukan dalam persamaan

berikut:


P / ( dn-O = F.( d,, /a).[ 1+I^.ln {(d„ / a ) / < 1- d„ / »)>-V./ (dd.«g] (3.5)

dimana : P : gaya horisontal per unit panjang pada satu tiang ( kN)

V0 : kecepatan komponen horisontal relatif antara tiang dan tanah

sekitamya. Parameter mi ditentukan dengan pengukuran di

lapangan pada permukaan tanah ( cm / month, cm / year)

c^ : dapat diambil nilai tertinggi diantara nilai caol dan c ^

F.( V a ) = 4-83 K 2-76- do/ a ) + 11 ( 3-6 )

Dimana: 0 .05^dj / 3 ^ 0 - 5

dp : diameter tiang ( m )

a : jarak / spacing antara tiang ( m )

Bentuk tiang dianggap bundar dan ditempatkan pada garis dengan jarak

yang sama yaitu a (gambar 3.11)

1 • 1 I 1 1 .1 I 1 1 *

Gambar 3.11 Penempatan tiang-tiang dengan jarak a menahan kecepatan longsor

V0 ( Winter, 1979 )

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan Tekrtik Sipil 51

G Stabilisasi slope dengan menurunkan muka air tanah tidak mungkin dilakukan.

Q Distribusi beban pada tiang (dowel) di atas weak layer:

- Bila dianggap tidak konstan (Brinch Hansen)

dowel

B r i n c h - H a n s e n

Gambar 3.12a Distribusi beban pada dowel menurut Brinch-Hansen (1960)

- Bila dianggap konstan : (gambar 3.12b)

* ^ j >

Constant Load Distribution j

Gambar 3.12b Distribusi beban pada dowel adalah konstan ( Winter H.et al,

1960)

Penggunaan Micropiles dalam Peketjaan TeknikSipil 52

Pemilihan distiibusi beban masih secara kasar namun dapat dipakai untuk

menentukan bentuk distribusi beban pada suatu kasus.

1_J Model sistem yang disederhanakan

Suatu blok tanah ( dengan berat volume tanah y ) mengalami kelongsoran pada

weak layer. Tanah tersebut terdiri dari tanah liat ( kadar tanah fiat > 20 %)

dengan viscositas tertentu. Pada umumnya kekuatan dari bagian yang langsor

sangat tinggi dari weak layer ( C ^ >Cuo2)

C^j = kekuatan blok tanah yang longsor

C-IK.2 - kekuatan pada weak layer

Gambar 3.13 Model sliding surface yang diperhitungkan dalam perencanaan (

Brinch-Hansen, 1960)

Keterangan gambar:

P = sudut kemiringan lereng ( ° )

dj = tebal sliding blok sampai batas weak layer (m )

dj = tebal weak layer (m)


1 = jarak antara bans tiang ( m )

a = jarak antara tiang-tiang ( m )

hd = panjang tiang di atas weak layer ( m )

h = panjang efektif tiang tergantung dari distribusi beban( m )

Dimana parameter p , dj , V0 , y dan C^j ditentukan dengan pengukuran dan

pengetesan lapangan.

Menentukan tegangan geser pada lapisan yang lemah adalah sebagai berikut :

T = y d1 sin p ( 3.7 )

Dari persamaan ini diperoleh :

CM = x / [ 1 + ^ In (V 0 / d, .6,,) ] (3.8 )

e0 = 0,01 ( jam/hour)

Perencanaan reticulated root piles untuk stabilitas lereng adalah sebagai berikut:

1. Menentukan tegangan geser yang telah direduksi dalam shear zone ( daerah

antara sliding surface dengan weak layer ). lihat gambar 3.13

At = c ^ . I ^ . l n w (3.9)

Selanjutnya dihitung w,

* = V0/V1

Dimana : p : sudut kemiringan slope ( ° )

cml : undrained shear strength pada weak layer ( menurut persamaan

3.7 dan 3.8)

dj : tebal blok tanah yang longsor dalam m ( ditentukan)

V0: kecepatan longsor mula-mula ( cm/bulan, cm/tahun)


Vj : kecepatan longsor yang direncanakan setelah adanya tiang-tiang

dj : tebal weak layer (ditentukan )

ketebalan sebelum dan sesudah stabilitas adalah sama

\0 = Indeks viskositas ( ditentukan berdasarkan nilai WL pada gambar

3.10)

2. Menentukan tegangan Sv

S, = AT / ( ^ . c ^ ) ( 3.10 )

3. Menentukan tegangan S2

S2 = * / ( U - c,,,, ) ( 3.11 )

x dihitung berdasarkan persamaan 5.7

4. Mencari nilai varibel X

Variabel X didapat dari persamaan berikut ini:

X = 10(S2-S1) / (S2-S, ).{1 +( 10


5. Menentukan distribusi beban

Biasanya dianggap tidak konstan maka h = 0,414 hd ; f = 0,5

Bila dianggap konstan maka h = hd

6. Menentukan nilai dp/a dan dp/h

Nilai dj/a dan dj/h ditentukan dari 2 syarat:

a. Syarat pertama

Momen maksimum dibuat sama dengan momen yang diijinkan menurut

material tiang ( Ma ). Ma didapat dari hasil tes kekuatan material terhadap

momen.

Maksimum momen tiang diberikan dengan persamaan berikut ini:

M = M, = f. h2 . P ( 3.13 )

P dihitung dari persamaan berikut:

P = Si -Kox C ^ -a. 1 / h ( 3.14 )

Maka:

M = f. h2 .S, . 1 ^ . C ^ .a. 1 / h (3.15 )

Nilai a dan 1 dicoba untuk beberapa nilai sampai didapat nilai Ma yang

mendekati momen yang diijinkan menurut material tiang.

Cara lain untuk mempermudah mendapatkan nilai a dan 1 yang menyebabkan

nilai persamaan 3.15 dipenuhi yaitu :

m = (d„ / h ) . ( V * ) ( 3 1 6 )

dimana:

m =

Penggunaan Micropiks dalam Pekerjaan Teknik Sipil 56

Nilai 1 dicoba untuk mendapatkan nilai m ( persamaan 3.17 ). Ma dalam

persamaan 3.17 menggunakan momen yang diijinkan menurut material tiang.

Nilai m yang didapat digunakan untuk menghitung nilai a pada persamaan

3.16. Adapun nilai d^ ditentukan ( dpj ) dan nilai h tetap.Nilai at dan \x

dapat ditentukan dengan menggunakan gambar 3.15.

Gambar 3.15. Grafik hubungan nilai m - Ma/(dD3.Ivol.cuol) untuk bermacam

macam nilai ( f .S^dyi) ( Winter,H. )

b. Syarat kedua

Tekanan horisontal harus cukup tinggi untuk mencapai pengurangan

kecepatan longsor yang dkehendaki ( Vt ). Step ini mencoba menentukan

nilai a . Dengan pertolongan gambar 3.16 nilai d̂ , / a dapat ditentukan sebagai

fungsi dari d^ / h , X, St /( h/1 ). Nilai d^ / h dapat dihitung berdasarkan

anggapan distribusi beban yang telah ditentukan sebelumnya, nilai X sudah

dihitung pada step 4 dan nilai Sx /( h/1) dapat dihitung dengan memasukkan

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan Teknik Sipil 5 7

nilai lj pada step 6 a. Kemudian nilai ^ / a dimasukkan dalam persamaan

3.5. Nilai dalam persamaan 3.5 harus lebih besar dari nilai P dalam persamaan

3.14. Bila tidak memenuhi dicoba lagi untuk nilai 1 dan dp yang baru .

- 2 - 1 0 1 2 3 4 5 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5

Inl-r-rr' i 1 h " | X - 1 0 " |

l n , W'

Gambar 3.16 Grafik hubungan lnCS/fli/l)) -

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan Teknik Sipil 5 8

memperkuat tanah terhadap tekanan tanah berupa longsoran pada kedalaman

sampai di bawah permukaan bidang longsor yang paling kritis.

Gambar 3.17 Reticulated root piles sebagai dowel piles ( Juran, I., 1981)

Q Sebagai retaining structure

Reticulated root piles difokuskan untuk memberikan tahanan tekanan tanah dari

bagian lereng yang paling bawah.

Gambar 3.18 Reticulated root piles sebagai retaining structure untuk stabilisasi

lereng ( Li/zi, F.,1977 )

r r


3.3 MICROPILES SEBAGAI UNDERPINNING BANGUNAN

Sistem micropiles / reticulated root piles digunakan untuk menyanggah

struktur-struktur yang tinggi dan berat seperti tower dan menara. Tower merupakan

bangunan yang tinggi dan memiliki berat struktur yang relatif berat sedangkan

menara umumnya memiliki berat sendiri yang relatif lebih kecil dibanding tower

namun efek pergoyangan ( kestabilan lateral ) akibat angin merupakan faktor

dominan. Tower bila terlalu tinggi dan berat maka efek kestabilan lateral (

pergoyangan ) menjadi faktor yang pcnting juga. Penggunaan reticulated root piles

sebagai penyanggah sekaligus meningkatkan kestabilan struktur-struktur tersebut

menjadi sangat penting artinya.

3.3.1 Reticulated Root Piles sebagai Underpinning Bangunan

Tujuan dari underpinning bangunan, yaitu :

a. Mencegah penurunan berlanjut yang terjadi pada pondasi sebelumnya

b. Meningkatkan daya dukung pondasi dimana mengijinkan pekerjaan galian

berdekatan dengan struktur tanpa menyebabkan kerusakan pada struktur tersebut

Untuk memenuhi tujuan tersebut di atas, mekanisme underpinning

dikerjakan menurut pedoman yaitu : memindahkan / transfer beban yang

sebelumnya disanggah oleh pondasi yang ada sebelumnya dan kedalaman lapisan

tanah yang memberikan dukungan sebelumnya dipindahkan ke lapisan tanah yang

lebih dalam.

Penelitian lapangan sangat diperlukan untuk menentukan sifat-sifat material

tanah dimana underpinning akan dikerjakan dan letak lapisan pendukung yang ada.


Evaluasi kondisi-kondisi lapisan tanah terutama dilakukan pada struktur yang ada

yang mengalami penurunan.

Prosedur underpinning perlu perencanaan yang ekstra hati-hati sehubungan

dengan operasi-operasi di lapangan :

a. Beban yang ada perlu dengan seksama diperhatikan.

Beban tersebut sangat menentukan penurunan atau perlemahan yang mungkin

tampak selama pekerjaan underpinning.

Hal ini diatasi dengan mengurangj beban pada dinding/pondasi yang sekiranya

tidak diperlukan sebelum dilakukan penggalian.

b. Pekerjaan penggalian

Penggalian dibatasi sampai ukuran minimum yang dibutuhkan untuk

underpinning. Untuk mencegah gerakan horisontal disekitar tanah dapat

digunakan turap dari kayu / baja dan bracing

c. Pendukung sementara diperlukan untuk memberikan dukungan diluar pekerjaan

penggalian yaitu : dengan memberi dukungan ke dalam atau di bawah struktur

yang ada. Bidang kontak yang merupakan permukaan yang mendukung beban

struktur yang ada harus dijaga dalam kontak yang rapat dengan menggunakan

klos, baji atau jacks

d. Bagian-bagian underpinning ( dalam hal ini tiang-tiang reticulated root piles )

harus segera dikerjakan sesudah penggalian tanah selesai dikerjakan.

Stabilitas dan penurunan struktur selama konstruksi underpinning harus

dievaluasi. Oleh sebab itu beban yang dicobakan sebelumnya harus ditingkatkan


untuk mengijinkan perlawanan geser yang telah berubah tersebut dengan adanya

underpinning. Beban yang dicobakan hams ditambah 50 % dan beban tersebut

hams dipertahankan untuk waktu selama 12 jam sebelum pendukung sementara

antara struktur dengan tiang dibuat.

3.3.2 Underpinning dengan Tiang-Tiang

Underpinning dengan tiang-tiang merupakan salah satu metode

underpinning yang dikenal. Selain itu dikenal underpinning dengan concrete walls,

piers dan caissons. Underpinning dengan tiang-tiang dapat dikerjakan seperti pada

pembuatan tiang bor umumnya ( bila dari beton), tiang-tiang dari baja maupun dari

beton pracetak yang ditempatkan dalam potongan-potongan yang sudah jadi.

Underpinning dengan tiang-tiang digunakan untuk alasan ekonomis penggalian

dimana dibutuhkan lapisan pendukung yang sangat dalam dan kondisi tanah yang

sukar dengan penggalian manusia. Underpinning dengan tiang-tiang dapat

digunakan untuk mendukung bagian-bagian struktur seperti : dinding dan kolom

pada bangunan.

Pada underpinning untuk dinding sebaiknya tiang-tiang ditempatkan pada

jarak-jarak berdekatan bila dinding tersebut relatif pendek.Bila tiang-tiang

ditempatkan dengan jarak yang cukup jauh, sebaiknya balok-balok dipakai untuk

memperkaku dan meratakan beban-beban pada tiang-tiang tersebut. Tiang-tiang

tersebut umumnya ditempatkan dalam pasangan-pasangan, satu pada sisi dinding

dan yang satunya pada sisi dinding yang lain seperti ditunjukkan pada gambar

3.19a.


g 2 2 ^

?

Piles Pilecaps

TfrWZZ^ t

*

4 v//////;;///.

-0-

B

Pilecap y

- Piles ^

Gambar 3.19a Underpinning dengan tiang-tiang untuk menyanggah dinding

( Tomlinson, M.J, 1980)

Pada underpinning untuk kolom-kolom biasanya ditempatkan dalam

kelompok-kelompok ( groups ) di sekitar kolom-kolom atau pada sisi-sisi dari

kolom-kolom tersebut seperti ditunjukkan dalam gambar 3.19b.

Pilecap

1 i m

"X 0 "\Tr

Gambar 3.19b Underpinning dengan tiang-tiang pada kolom-kolom ( Tomlinson,

M.J, 1980 )

Tiang-tiang ditempatkan dalam kelompok pada sisi-sisi dari kolom-kolom. Sistem

micropiles sebagai reticulated root piles yang digunakan untuk underpinning pada

umumnya, pelaksanaannya dengan jalan mengebor oleh sebab menimbulkan sedikit

atau tidak sama sekali suara dan getaran dan peralatan mengebor dapat dioperasikan

dalam ruangan terbatas.


Untuk tanah pasir berair diperlukan metode casing untuk membuat lubang

lalu dengan grouting semen untuk membuat tiang.Untuk tanah liat yang kaku ( stiff

clays ) dapat digunakan peralatan auger boring. Berikut penjelasan pembuatan tiang

dengan metode pengeboran dengan hydraulic jacking method.

3.3.3 Pendekatan Perencanaan Reticulated Root Pile sebagai underpinning

Reticulated root piles ditempatkan dalam jarak yang sangat rapat dan hal ini

dipertimbangkan sebagai bentuk tanah yang diperkuat. Keadaan tanah yang

diperkuat menganggap tiang-tiang yang menyerupai barisan ( seperti dinding )

tersebut akan berkelakuan sebagai kesatuan unit yang saling berinteraksi. Dan

interaksi ini pada reticulated root piles sangat dominan sehingga dapat dianalogikan

dengan balok beton berfulang dengan tulangan tekan dan tulangan tarik (gambar

3.20). Tiang-tiang reticulated root piles bekerja bersama-sama dan dianggap sebagai

tulangan-tulangan besi / bajanya sedangkan tanah dapat dianggap sebagai beton

namun tanpa tegangan-tegangan tarik. Maksimum bending momen yang disebabkan

oleh beban-beban horisontal dapat dikurangi sampai sama dengan gaya-gaya tekan

dan tarik yang membebani secara aksial baris-baris tiang. Pengurangan maksimum

bending momen ini sampai sama dengan gaya-gaya tekan dan tarik dicapai dengan

mengasumsikan suatu garis netral secara umum untuk seluruh struktur underpinning

yang dibuat. Dalam praktek interaksi antara tanah dan tiang-tiang reticulated root

piles dimasukkan dalam perhitungan dengan mengalikan faktor a < 1.0. Nilai ini

tergantung pada tipe tanah, tipe tiang, diameter tiang, jarak antara tiang dan unit

gesekan antara tiang dan tanah. Metode pendekatan yang diuraikan di atas telah


dipakai sesuai dalam praktek-praktek teknik selama hampir 15 tahun.

P

N

i c

y~r-r r-r-r 7 /

• • * • 9. • • • ? • '

+ -, *

r


meratakan beban. Sampai kedalaman yang diinginkan potongan-potongan tersebut

dihcntikan dan peralatan jack berhenti dioperasikan. Unit potongan-potongan

tersebut disatukan dengan grouting pada tabung baja yang dimasukkan ke dalam

pusat lubang berbentuk potongan-potongan pendek beton pracetak tadi. Selanjutnya

balok baja / rail dipasang dan peralatan jack dipindahkan dan kepala tiang dan

packingnya disatukan dengan pengecoran.

Prosedur yang dijelaskan berikut ini mengacu pada pekerjaan underpinning

oleh sistem The Franki Miga dan telah diterapkan di Amerika:

Menggunakan pipa baja dalam potongan-potongan pendek. Pipa-pipa tersebut

umumnya dipasang dengan ujung akhir terbuka sehingga tanah dipindahkan dari

waktu ke waktu dengan memasukkan potongan-potongan pipa tersebut. Bentuk

pipa demikian memiliki keuntungan yaitu tidak terjadi penyumbatan tanah yang

akhirnya dapat memperpadat tanah pada dasar tiang.Hal ini tentunya dibutuhkan

gaya jacking yang lebih besar untuk menembus tanah tersebut. Peralatan jacking

terdapat 2 buah bekerja secara simultan ( berbeda dengan sistem The Franki Miga

yang menggunakan peralatan jacking hanya 1 buah ) digerakkan dan potongan

berikutnya dimasukkan. Pekerjaan ini terus berlanjut sampai mencapai kedalaman

yang diinginkan. Pipa akhirnya dikeluarkan / dibiarkan tertinggal di dalam lubang

lalu diisi dengan beton. Pengecoran beton dapat dengan metode penuangan biasa

maupun grouting dengan tekanan. Bagian antara ujung atas pipa dan pondasi

sebelumnya diisi dengan kolom baja pendek dan sesudah peralatan jacking

dipindahkan diberi pelat-pelat penumpu (packing plates). Packing plates dan kepala


tiang selanjutnya dicor menjadi satu kesatuan. Packing plates penting diletakkan

antara tiang yang dibuat dengan struktur sebelum pelepasan beban pada jacks.

Berikut gambar 3.21a dan 3.21b yang menunjukkan pekerjaan underpinning

dengan tiang.

Gambar 3.21a Penggalian dilakukan di bawah pondasi ( Franki Miga Pile )

Terlihat penggalian semacam parit dibuat untuk meletakkan selubung baja

pipa di bawah pondasi yang ada.

Existing foundations

Packing piece inserted after completion of jacking

Steel tube pile driven open-ended

Gambar 3.21b Underpinning dengan steel tube piles ( sistem jacking method di AS )

Penggimaan Micropiles dalam Pekerjaan TeknikSipil 61

Metode lain untuk menutup bidang kontak antara ujung atas tiang dengan

struktur di atasnya ditunjukkan dalam gambar 3.22. Metode ini telah diterapkan

pada pekerjaan potongan-potongan terowongan di bawah sungai Maas di

Rotterdam. Kepala tiang dihubungkan dengan bagian paling rendah dari pondasi

sebelumnya dengan suatu selubung bahan nylon yang mengelilingi bagian tersebut.

Kemudian bahan grout semen diinjeksikan dengan tekanan ke dalam ruang antara

dua komponen tersebut.

Pile head

Aluminium sleeve guide

Nylon sleeve

VGroul injection pipe

Gambar 3.22. Underpinning piles with adjustable head (River Maas Rotterdam)

3.3.5 Contoh Penggunaan Micropiles sebagai Underpinning Bangunan

Micropiles sebagai underpinning telah digunakan di Perancis terutama pada

pekerjaan underpinning gedung-gedung tua. Ditinjau dari pelaksanaannya tipe

Micropiles yang dibuat termasuk dalam IM Piles (Injection Metal Piles ) dan hasil

pekerjaan tersebut disajikan oleh G.Y Fenoux dan D. Gouvenot.

Berikut beberapa contoh IM Piles yang telah diterapkan untuk underpinning

pada beberapa gedung / struktur di Perancis :

a. Bangunan Monument Batiment Mstorique a Bordeaux


Gambar 3.23 Reprise des fondation d'une porte monumentale (Fenoux,G.Y., 1976)

b. Bangunan Palais de justice de Marseille

Detail pondasi gedung Palais de justice de Marseille ditunjukkan dalam gambar

3.24.

Mmrn* grit* I compact*

Gambar 3.24 Coupe type de la nouvelle fondation ( Fenoax, G.Y., 1976 )


c. Bangunan Crypte He'braique sous le Palais de justice de Rouen

Gambar 3.25 menunjukkan tampak depan gedung Crypte He'braique sous de

Palais de justice de Rouen yang diunderpinning dengan IM Piles.

J Pieux I.M.-Jlj! -

Gambar 3.25 Tampak potongan pondasi yang diunderpinning (Fenoux,G.Y., 1976)

Gambar 3.26 Detail IM Piles pada salah satu lokasi yang diunderpinning

(Fenoux,G.Y., 1976 )


3.4 MICROPILES SEBAGAI PERKUATAN TANAH DAN STRUKTUR DI

BAWAH TANAH

Sistem micropiles sebagai reticulated root piles ditujukan untuk memperkuat

struktur-struktur yang sudah dibuat di bawah tanah seperti terowongan untuk MRT

( Mass Rapid Transit ) supaya tidak terjadi deformasi-deformasi besar pada

lengkungan / arching terowongan tersebut.

Dengan adanya perkuatan tersebut memberikan tambahan dukungan busur (

arching ) dan mensuplay tahanan menjadi beban titik (beban terpusat). Beban

terpusat terjadi pada titik-titik ujung tiang akibat gaya tekan dan gaya tarik yang

mungkin terjadi (gambar 3.27).

Gambar 3.27 Reticulated root piles untuk memperkuat lining arch pada terowongan

(Lizzi,F., 1970 )

3.5 MASALAH-MASALAH YANG DIJUMPAI DI LAPANGAN

SEHUBUNGAN DENGAN PELAKSANAAN MICROPILES

Sejumlah masalah dijumpai dilokasi pembangunan yang menjadi pemikiran

yang harus segera mendapat pemecahan. Masalah-masalah tersebut sebagian sudah


mendapat pemecahan dan penanganan namun sebagian lagi terganrung pada kondisi

tanahnya, kondisi lapangan, macam rintangan yang lain, tujuan dan metode

pelaksanaan lain yang diterapkan.

3.5.1 Pada Pekerjaan untuk Dinding Penahan Galian

Reticulated root piles sebagai sistem pendukung sementara ataupun

permanen untuk pekerjaan-pekerjaan galian menjumpai masalah-masalah sebagai

berikut:

a. Dalam kondisi lahan yang terdesak / bersebelahan dengan struktur-struktur /

konstruksi penting yang tidak boleh menerima gangguan dalam batas-batas

tertentu. Sistem penahan sementara harus direncanakan dengan tepat untuk

menjamin keamanan daripada pekerjaan-pekerjaan galian maupun konstruksi

yang berdekatan. Sistem penahan sementara berupa tiang-tiang dari beton ini,

harus diusulkan terhadap pertimbangan kondisi tanah, adanya rintangan yang

dijumpai di bawah tanah, variasi kedalaman galian dan bentuk/geometri galian.

b. Peralatan mesin-mesin yang dioperasikan baik untuk mengebor dan memancang

untuk membuat lubang serta grouting material seringkali tidak mampu bekerja

penuh dengan berbagai kondisi kedalaman galian dan kondisi-kondisi

balok-balok/strut-strut yang malang melintang di dalam galian.

Kesulitan yang dijumpai pada pekerjaan dinding penahan untuk

mengamankan konstruksi-konstruksi yang ada di bawah tanah terutama adalah

menentukan besarnya jarak yang aman dimana sistem reticulated root piles

ditempatkan. Ini memerlukan pertimbangan seberapa besar pengaruh


pekerjaan-pekerjaan konstmksi / pertimbangan pengaruh dalam jangka panjang

sesudah konstmksi tersebut selesai dikerjakan , yang rnana berdekatan dengan

struktur-struktur yang lain. Reticulated root piles dapat dipakai sebagai pengaman

untuk sementara waktu selama pekerjaan-pekerjaan konstmksi sedang dikerjakan

dan sistem ini dapat dibiarkan atau diambil bilamana tidak diperlukan. Reticulated

root piles dapat juga dipakai sebagai pengaman untuk jangka panjang dan untuk

keperluan ini hams direncanakan seperti perencanaan dinding penahan tanah.

Berikut masalah yang dapat dijumpai sehubungan dengan pekerjaan dinding

penahan untuk mengamankan konstruksi-konstruksi penting di atas tanah yang

berdekatan dengan pekerjaan konstmksi bavvah tanah :

a. Efek getaran yang ditimbulkan pada pekerjaan konstruksi yang sedang dilakukan

sering tidak dapat dicegah sepenuhnya dengan penempatan reticulated root piles

pada konstruksi-konstruksi bawah tanah. Hal ini oleh sebab letak

konstruksi-konstruksi tersebut sangat berdekatan sehingga sistem reticulated root

piles yang ditempatkan diantaranya tidak cukup untuk menahan imbas getaran

yang mengakibatkan deformasi dalam tanah. Sistem reticulated root piles tidak

memungkinkan dibuat dalam jumlah yang banyak dan rapat mengjngat sulitnya

menempatkan tiang-tiang ini tepat dengan tidak menyebabkan demolition (

kerusakan) yang berarti pada konstruksi yang justm dilindungi.

b. Pada keadaan bila stmktur dibawahnya sudah selesai dikerjakan, maka

penurunan pada bangunan di atasnya untuk jangka waktu tertentu pasti akan

terjadi dan hal ini akan mempengamhi pada struktur-struktur di bawah tanah.


Namun dengan penempatan reticulated root piles, pengaruh kondisi yang

disebutkan terakhir ini sangat mungkin dapat diatasi dan biasanya pengaruhnya

kecil.

3.5.2 Pada Pekerjaan Perkuatan Tanah untuk Kestabilitas Lereng

Masalah yang sering dijumpai dalam pekerjaan perkuatan tanah untuk

kestabilitas lereng adalah sebagai berikut:

a. Massa tanah dalam keadaan miring memiliki kecenderungan untuk bergerak

lebih besar oleh sebab itu menentukan dan mengoperasikan alat-alat untuk

membuat lubang tanpa / sedikit getaran yang menyebabkan pergerakan relaksasi

tanah sangat sulit dikerjakan

b. Seringkali dalam membuat lubang dibutuhkan keahiian dan kecermatan dalam

mengoperasikan oleh sebab mesin-mesin harus ditempatkan dan menembus

bermacam-macam susunan dan kondisi tanah

3.5.3 Pada Pekerjaan Underpinning Bangunan

Masalah yang sering dijumpai dalam pekerjaan underpinning bangunan

adalah sebagai berikut:

1. Sulit mengoperasikan mesin-mesin di bawah struktur yang akan diunderpinning

tanpa melakukan penggalian yang cukup dalam untuk penempatan mesin-mesin

tersebut. Penggalian yang cukup dalam akan menimbulkan masalah tersendiri.

2. Mesin-mesin yang beroperasi membuat lubang seringkali diperhadapkan pada

terbatasnya kemampuan mengebor sehingga untuk mempermudah seringkali

pengeboran dihentikan dan ini tidak menjamin struktur yang telah diunderpinning

Penggunaan Micropiles dalam Pekerjaan Teknik Sipil 1A

akan stabil dan tidak mengalami penurunan yang besar.

UK Petra Logo: Master Index: Help: Back to TOC:

bab iii penggunaan micropiles dalam pekerjaan … · dalam sub bab berikut diuraikan penggunaan...

Documents