Analisa Dinding Penahan Tanah Fleksibel; Analisa Penggalian Sekaligus vs Analisa Penggalian Bertahap Berkesinambungan

Penggalian basemen hampir selalu membutuhkan dinding penahan tanah fleksibel, karena terbatasnya lahan untuk melakukan galian miring. Berbeda dengan dinding penahan tanah gravity yang mendasarkan kekuatan untuk menahan tekanan tanah dengan berat sendirinya, dinding penahan tanah fleksibel mendasarkan kekuatannya pada kekakuan lentur (EI ); contohnya soldier piles, secant piles, steel sheetpiles, diaphragm walls, dsb.

Dalam pelaksanaan di lapangan, penggalian dan pemasangan support selalu dilakukan secara bertahap dan berkesinambungan, tidak saja antara satu tahap dengan tahap berikutnya dalam kondisi ‘During Construction’, tetapi bahwa  kondisi ‘Final’ merupakan kelanjutan dari kondisi ‘During Construction’. Sebagai contoh ground slab dicor setelah semua temporary support terpasang dan galian telah mencapai level rencana. Berarti pengecoran ground slab ini dilakukan setelah deformasi dinding penahan tanah dalam kondisi ‘During Construction’ telah selesai, akibatnya pengecoran ground slab tidak menyebabkan timbulnya momen negatif di dinding pada level ground slab.

Mengingat  tekanan tanah pada dinding penahan tanah bergerak dari kondisi ‘Aktif’  ke kondisi ‘At Rest’ pada kondisi ‘Final’ dimana semua plat lantai basemen telah dicor, maka analisa ini harus menggunakan program komputer yang mampu merubah tekanan tanah sesuai dengan deformasi dan kekakuan dinding penahan tanah. Untuk pembahasan selanjutnya analisa ini penulis namakan “Analisa ‘Penggalian Bertahap Berkesinambungan”’. Analisa dinding penahan tanah fleksibel seharusnya mengikuti sedekat mungkin pelaksanaan di lapangan, sehingga analisa seharusnya memakai “Analisa ‘Penggalian Bertahap Berkesinambungan “.

Karena berbagai alasan, masih ada perencana yang melakukan analisa dinding penahan tanah fleksibel ini secara sekaligus, artinya, analisa dilakukan pada kondisi dimana galian telah mencapai level galian rencana, dan seluruh support telah terpasang. Kondisi ini sebenarnya tidak menggambarkan kondisi aktual pelaksanaan di lapangan, dan biasanya hanya ditemui pada contoh-contoh soal di text book atau di ruang kuliah.  Analisa dinding penahan tanah dengan menggunakan program aplikasi struktur umumnya mengadopsi cara analisa ini. Untuk pembahasan selanjutnya cara analisa ini penulis sebut “Analisa Penggalian Sekaligus”. Dua contoh proyek berikut ini menunjukkan perbedaan signifikan bentuk dan besaran bending moment, hasil “Analisa Penggalian Sekaligus”. dengan “Analisa Penggalian Bertahap Berkesinambungan”., yang selanjutnya berdampak pada perbedaan penulangan.

Proyek I

Proyek I terletak di kota Surabaya, dimana untuk pembuatan 2 lapis basemen, dengan jarak lantai yang lebih besar dari normalnya, akan dilakukan penggalian sedalam 8m. Sedalam 10m dibawah dasar galian tanah sangat lunak dengan nilai N-SPT < 1. Sebagai dinding penahan tanah digunakan D-Wall tebal 80 cm, dengan total panjang penetrasi 21 m. Pada proyek ini akan digunakan metoda Top-Down, dengan plat lantai Ground Floor (GF) dan lantai Lower Ground (LG) sebagai temporary support sampai penggalian mencapai level rencana.  Analisa dilakukan untuk Penggalian Sekaligus dan Penggalian Bertahap Berkesinambungan. Adapun tahapan-tahapan pelaksanaan yang diadopsi pada analisa D-Wall Penggalian Bertahap Berkesinambungan  adalah sbb:

Tahap 0 : Buat D-Wall;  Appy surcharge10 kPa pada sisi luar galian                                 Tahap 1 : Gali s/d ±0.5 m dibawah lantai GF                                                                         Tahap 2 : Cor lantai GF                                                                                                            Tahap 3 : Dewatering s/d kedalaman -6.0 m;  Gali s/d ±0.5 m dibawah lantai LG          Tahap 4 : Cor lantai LG                                                                                                              Tahap 5 : Dewatering s/d kedalaman -9.0 m;  Gali s/d COL (-8.0 m)                            Tahap 6 : Cor lantai B

Hasil Analisa berupa plot diagram momen untuk kedua analisa tersebut diatas disajikan pada  Gbr-1 diatas, sedangkan  nilai momen maksimum positif dan negatif  bersama dengan koresponding tulangan, dirangkumkan pada Tabel-1 berikut. 

 

Proyek II

Proyek II terletak di Jakarta Pusat. Untuk pembuatan 3 lapis basemen, akan dilakukan penggalian tanah sedalam 13.25 m. Sebagai pengaman galian digunakan D-Wall tebal 80 cm yang disupport oleh 3 baris temporary ground anchor yang membentuk sudut 45⁰ terhadap bidang horizontal. Total panjang penetrasi D-Wall adalah 22.50 m. Seperti pada Proyek I, analisa D-Wall dilakukan untuk Penggalian Sekaligus maupun Penggalian Bertahap Berkesinambungan.  Tahapan pelaksanaan yang di adopsi pada Analisa Penggalian Bertahap Berkesinambungan adalah sbb:

Tahap 0   : Buat D-Wall;  Apply surcharge 10 kPa pada sisi luar galian                               Tahap 1    : Dewatering s/d Elev. -5.75 m;  Gali s/d ±0.5 m dibawah anchor baris 1     Tahap 2    : Pasang anchor baris 1                                                                                          Tahap 3   : Dewatering s/d Elev. -11.25 m; Gali s/d ±0.5 m dibawah anchor baris 2    Tahap 4   : Pasang anchor baris 2                                                                                          Tahap 5   : Dewatering s/d Elev -13.25 m;  Gali s/d ±0.5 m dibawah anchor baris 3    Tahap 6   : Pasang anchor baris 3                                                                                          Tahap 7   : Dewatering s/d Elev. -16.5 m;  Gali s/d Cut Off Level (Elev. -15.5 m)        Tahap 8   : Cor lantai B3; Cor lantai B2; Release ground anchor baris 3                          Tahap 9   : Cor lantai B1; Release ground anchor baris 2                                                   Tahap 10 : Cor lantai SLG; Release ground anchor baris 1

Hasil analisa berupa diagram momen disajikan pada Gbr-2 diatas, sedangkan nilai momen maksimum positif dan negatif dirangkumkan pada Tabel-2 dibawah, bersama dengan kebutuhan tulangan.

Rangkuman Perbandingan Hasil Analisa Penggalian Sekaligus dan Penggalian Bertahap Berkesinambungan

Hasil analisa 2 buah proyek baik yang di Surabaya maupun di Jakarta menunjukkan kecenderungan yang sama yaitu :

1.)  Hasil Analisa Penggalian Sekaligus memberikan momen negatif pada  level lantai-                lantai basemen, dimana sebetulnya hal ini tidak benar.

2.)  Hasil Analisa Penggalian Bertahap Berkesinambungan menyebabkan diagram momen        bergeser kearah sisi positif. Ini menyebabkan mengecilnya atau menghilangnya                    momen negatif pada level lantai-lantai basemen diatas ground slab, yang ditemui pada        hasil Analisa Penggalian Sekaligus.

3.)  Momen negatif di level ground slab hilang. Ini disebabkan karena deformasi dinding              dengan temporary support telah selesai pada saat pengecoran ground slab; akibatnya          ground slab praktis tidak lagi menahan deformasi dinding.

4.)  Momen maksimum terjadi sekitar level dasar galian atau dibawahnya, tergantung pada        kekerasan tanah disekitar dasar galian.

Penutup

Analisa harus dilakukan dengan mengikuti sedekat mungkin tahapan pelaksanaan. Berarti analisa dinding penahan tanah harus dilakukan secara Bertahap Berkesinambungan. Kedua proyek menunjukkan bahwa Analisa Penggalian Sekaligus memberikan bentuk diagram momen yang jauh berbeda dari Analisa Penggalian Bertahap Berkesinambungan. Pada akhirnya ini dapat membahayakan dinding penahan tanah secara struktural karena kurangnya tulangan.

Sebagai tambahan, Proyek I juga memberikan pelajaran bahwa metoda konstruksi Top-down tidak menolong untuk proyek dengan tanah lunak yang tebal disekitar dasar galian. Artinya panjang penetrasi D-Wall tidak bisa dikurangi dan momen di sekitar galian tetap besar. Salah satu cara adalah dengan memperbaiki  tanah dibawah dasar galian setebal 1 – 2 m. Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan melakukan penggalian dan pengecoran ground slab  secara intermitten.

-ooOOoo-