01/10/2016
Daftar Isi Dinding Penahan Tanah Embedded Wall Soil Nailing Dinding MSE Angkur Tanah
Deskripsi & Aplikasi
Deskripsi Æ Stabilitasnya St bilit t tergantung t pada d berat b t dinding di di itu it sendiri dan tanah yang duduk diatas bagian dari dinding itu
Aplikasi Æ Bisa utk menahan tanah asli bila dapat dibuat galian dimukanya sampai kedalaman rencana dasar dinding sebelum dinding itu jadi Æ Utk menahan tanah timbunan
1
01/10/2016
Tipe Dinding Penahan Tanah Dinding penahan tanah tipe gravitasi dan semi gravitasi Dinding penahan tanah tipe kantilever
Dinding penahan tanah khusus y Crib Wall
Dinding penahan tanah tipe kantilever dengan pengaku (counterfort/buttress)
Dimensi Tipikal
y Gabion
2
01/10/2016
Faktor Yg Harus Diperhatikan
Dinding penahan tanah harus aman terhadap : y Stabilitas St bilit guling li y Stabilitas geser lateral y Daya dukung tanah
Faktor Keamanan Minimum FK minimum terhadap guling ≥ 2 FK minimum terhadap geser lateral ≥ 1.5 FK minimum terhadap daya dukung ≥ 3
Faktor lain yg harus diperhatikan y Potensi rotational/translation sliding (global stability) y Apa ada lapisan tanah lunak yg dapat
menyebabkan penurunan (jangka panjang)
Sistem Drainase Sistem drainase dibelakang dinding Æ utk meminimalkan tekanan air Persyaratan :
y Material yang mudah mengalirkan air, yg diletakkan
dibelakang dinding y Weep hole Æ pipa PVC dia. 50 mm
1 weep hole per 3 m2 luas dinding Pipa drainase longitudinal Æ pipa PVC dia. 150 mm y Geotekstil wick drain dapat menggantikan material yg mudah mengalirkan air
3
01/10/2016
Verifikasi Perancangan
Melalui monitoring defleksi / pergerakan dinding
Frekuensi inspeksi visual dan survei y ½ Tahun ke-1 Æ 1 x per 2 minggu y ½ Tahun ke-2 Æ 1 x p per bulan y Tahun ke-3 Æ 1 x per 2 bulan jika dirasa perlu
Deskripsi
Struktur penahan tanah dimana stabilitas sebagian atau seluruhnya diperoleh dari tahanan pasif tanah yang terletak dibawah dasar galian
Tipe Embedded Walls
Steel sheet pile
Concrete sheet pile y Corrugated concrete sheet pile y Flat concrete sheet pile p
Soldier pile
4
01/10/2016
Aplikasi Embedded Walls
Contiguous bored pile Cement Bentonite Pile Reinforced Concrete Pile
Secant pile
Diaphragm wall Primary Panel
Mengamankan galian besmen dalam y Tipe embedded wall yg disarankan ○ CBP Æ ≤ 3 lapis besmen ○ Secant Pile Æ ≤ 4 lapis besmen ○ D-Wall Æ ≥ 5 lapis besmen
Dinding dermaga (quay wall) Stabilisasi sungai/kanal Stabilisasi lereng
Secondary Panel
Primary Panel
Rubber water stop
Batasan Dinding Kantilever
Dibatasi Æ kedalaman galian ≤ 6 m
Kecuali, desain dilakukan oleh ahli geoteknik dan dibuktikan dgn analisis yg menunjukkan defleksi dinding dalam batas aman
Sistem Penunjang
5
01/10/2016
Angkur Tanah
Merupakan piliihan pertama karena alasan biaya dan kelapangan kerja
Tipikal spasi
Strutting Baja
y Rakers y Wall to wall strut
y Spasi p vertikal = 3 ~ 5 m
Gaya prategang = 75% ~ 100% gaya angkur
Rakers y Didahului dengan penggunaan berm sementara y Kemiringan rakers ≤ 450 thd bid horizontal
y Spasi horizontal = 2 m
Tipe strutting baja
Wall to wall strut y utk mengatasi masalah tekuk karena bentang panjang
Æ pakai profil baja ganda
Lantai Besmen Terpilih (Top Down Construction Method)
Spasi horizontal hori ontal Æ ± 1 ba bay (jarak kolom) Spasi vertikal Æ 1 ~ 1.5 jarak lantai besmen Gaya prategang 10 ~ 25% gaya strut dan >20 ton j kontak yg baik Æ utk menjamin antara dinding/waler beam dan strut
Jarak ruang g bebas Æ 2 lantai besmen
Pilih lantai Æ momen sepanjang dinding relatif rata
Lantai besmen yg pertama dicor jangan terlalu jauh dari permukaan tanah agar defleksi awal tidak besar dan ramp sementara mudah dibuat
Kadang perlu berm sementara pada bagian bawah
6
01/10/2016
Tiang Pancang Miring Dimuka Dinding
Tiang pancang miring menahan gaya tekan
Kurang disukai krn diletakkan dimuka dinding sehingga penggunaan area dimuka dinding terbatas
K k k Kekakuan b besar Æ spasii ≥ spasii angkur k tanah t h
Pemakaian dibatasi panjang tiang pancang & kemampuan alat utk memancang miring
Profil Tanah Desain
Berm Sementara
Terbuat dari tanah setempat
Bisa digunakan jika tanah cukup kuat utk menjaga stabilitasnya sendiri
Level atas berm ditentukan sehingga panjang free kantilever diatas berm ≤ 6m
Utk melindungi dari pengaruh cuaca Æ permukaan berm ditutup dgn beton semprot atau lembaran plastik
Kedalaman Galian Desain
Posisi titik bor harus diletakkan di sepanjang perimeter galian
Harus memperhitungkan kedalaman galian diluar rencana
Kedalaman titik bor mencakup lapisan-lapisan tanah yg terpengaruh oleh rencana embedded wall
Kedalaman galian diluar rencana y Dinding kantilever
10% H ≤ 0.5 m y Dinding dgn sistem penunjang
10% jarak penunjang terbawah kedasar galian rencana ≤ 0.5 m
7
01/10/2016
Gaya-Gaya Yang Bekerja
Metoda Analisis
Beban tambahan Æ min 1 t/m2 Tekanan tanah aktif / pasif Tekanan air
y Free F earth th supportt method th d y Fixed earth support method y Rowe’s moment reduction method
y Air diam tidak mengalir (tekanan air hidrostatik) y Air dianggap mengalir (steady state flow)
Gaya prategang
Metoda Analisis Kesetimbangan Batas
Metoda Analisis Beam Column
Metoda Analisis Elemen Hingga
y Angkur tanah Æ 75% ~ 100% gaya angkur y Strut Æ 10% ~ 25% gaya strut dan > 20 ton
Metoda Analisis Kesetimbangan Batas
Metoda Analisis Beam Column
Prinsip Æ beam on elastic foundation
8
01/10/2016
Metoda Analisis Elemen Hingga Tanah dimodel sebagai continuum mass Penggalian dimodel sebagai pengurangan massa Embedded wall dimodel sebagai elemen pelat Sistem penunjang dimodel sebagai pegas dgn properti E,A, dan L, yg diberi gaya prategang
Soil Model
y MC model Æ nilai E tetap y Nilai E yg sebenarnya tergantung dari
stress level
Soil Model Hardening Soil (HS) y Advanced soil model y Nilai E tergantung tergant ng stress level le el
Æ ditentukan secara otomatis, mana yg pakai E50 & Eur
Contoh Finite Element Mesh pada Analisis Elemen Hingga
Soil Model Mohr Coulomb (MC)
Eur = 2 ~ 10 E50 , tergantung nilai OCR
Kuat geser terdrainase vs tak terdrainase Analisis dilakukan dgn parameter tanah yg menghasilkan kondisi paling kritis Jika tidak diketahui dgn pasti, analisis dilakukan utk kedua kondisi, jangka panjang maupun jangka pendek Utk kondisi k di i jangka j k panjang, j selain l i kuat k t geser tanah, pemodelan aliran air tanah juga sangat berpengaruh thd hasil analisis
9
01/10/2016
Penentuan Muka Air Tanah Desain
Utk dinding permanen/pada masa umur layan y muka air tanah tertinggi dari fluktuasi musiman y Jika sering banjir Æ diambil rata dgn permukaan jalan
Stabillitas Dasar Galian
Basal Heave Æ FK ≥ 1.25
Blow in Æ FK ≥ 1.25
Piping Æ FK ≥ 1.5
Utk dinding sementara/pada masa konstruksi y Jika masa pengamatan pd musim yg sama dgn masa
konstruksi Æ diambil nilai tertinggi dari masa pengamatan y Jika masa pengamatan berbeda dgn masa konstruksi Æ ditambah berdasarkan data sumur setempat
Moda Kegagalan Dinding
10
01/10/2016
Verifikasi Perancangan Toleransi Penurunan Muka Air Tanah Data
fluktuasi musiman di Jakarta Selatan Æ5m Jika tidak ada data Æ toleransi 2 m
Toleransi Defleksi Dinding Defleksi
max = 0.5% H
Tipikal Instrumentasi
Inklinometer Æ pergerakan embedded wall Water standpipe Æ penurunan muka air tanah Pengukuran defleksi dgn theodolite & deflection markers Pengukuran pergerakan tanah disekitar galian dgn theodolite & settlement markers Tiltmeter (tentatif) Æ pergerakan kolom bangunan Load cell Æ fluktuasi gaya angkur Extensometer (tentatif) Æ naiknya dasar galian
Monitoring pergerakan dinding dan tanah disekitar galian Monitoring penurunan muka air tanah Jumlah instrumentasi ditentukan sehingga jika ada yg rusak data tidak hilang Jenis instrumentasi ditentukan sehingga bisa dilakukan cek silang
Frekuensi Monitoring Mengikuti aktifitas penggalian Minimal 2 x per minggu pada saat penggalian intensif
11
01/10/2016
Deskripsi
Contoh Aplikasi Soil Nailing
Sistem perkuatan lereng yang bersifat pasif
Tahap Pelaksanaan
12
01/10/2016
Ketentuan Teknis
Pola Pemasangan Nail Bar
Kemiringan tipikal dinding Æ 800 ~ 900 terhadap bidang horizontal Kemiringan tipikal nail Æ 100 ~ 200 dibawah bidang horizontal Panjang nail bar Æ 0.6 H ~ 1.2 H Jarak antar nail
Pola segi empat Pola segitiga
y Drilled and grouted soil nailing Æ 1.5 m y Driven soil nailing Æ 1 ~ 1.2 m
Diameter lubang bor Æ 100 ~ 200 mm
Analisis Dinding Soil Nailing
y Kondisi jangka pendek Æ FK ≥ 2
Analisis stabilitas global
y Kondisi jangka panjang Æ FK ≥ 2.5
y Kondisi K di i normall Æ FK ≥ 1.5 1 5 utk tk jangka j k panjang j
FK ≥ 1.3 utk jangka pendek y Kondisi gempa (dinding permanen) Æ FK ≥ 1.1
Analisis stabilitas terhadap basal heave
Analisis stabilitas terhadap gelincir lateral y Kondisi normal Æ FK ≥ 1.5 y Kondisi gempa Æ FK ≥ 1.1
Analisis stabillitas internal Æ utk mendapatkan gaya tarik max pada setiap nail bar
Pemeriksaan nail terhadap pullout y Kondisi normal Æ FK ≥ 2 y Kondisi gempa Æ FK ≥ 1.5
13
01/10/2016
Sistem Drainase
Pemeriksaan kapasitas tarik material nail y Kondisi K di i normall Æ FK ≥ 1 1.8 8 y Kondisi gempa Æ FK ≥ 1.3
Pemeriksanan pons pada beton semprot dinding g muka
Dinding muka dianggap tidak menahan tekanan air Æ dipasang vertical drain strip selebar 300~400mm, dibelakang dinding, sejarak spasi horizontal nail, dari level permukaan air tanah tertinggi sampai dasar dinding muka
y Kondisi normal Æ FK ≥ 1.5 y Kondisi gempa Æ FK ≥ 1.1
Deformasi Dinding Soil Nailing Defleksi max pada puncak dinding Defleksi horizontal izin : δh izin = 0.005 H
Deformasi pasca konstruksi bertambah hingga 15% dari nilai defleksi segera setelah selesai konstruksi
14
01/10/2016
Lokasi Pemasangan Instrumentasi Minimum
Verifikasi Perancangan
Uji Tarik Nail Bar y Jumlah J l h 5% dari d i jumlah j l h nailil produksi d k i y Beban uji max = 150% T max y Prinsip Æ uji creep y Kriteria lolos test Æ
Interval pembacaan dial gauge(mnt) 1 ‐ 10 6 6 ‐ 60 60
Pergerakan nail izin (mm) 1 2
Monitoring & Inspeksi Visual
Deskripsi
Struktur yang terdiri dari dinding muka / penutup muka dan perkuatan baja atau geosintetik yang diikatkan pada dinding muka / penutup muka dan dipasang secara berlapis didalam timbunan tanah berbutir yang mudah mengalirkan air
15
01/10/2016
Potongan Tipikal
Aplikasi
Ketentuan Teknis
Tipe Penutup Muka
Panjang perkuatan L ≥ 0.7 He (He = tinggi efektif dihitung dari permukaan levelling pad) Panjang perkuatan sama utk seluruh tinggi dinding Panjang minimum perkuatan bertambah jika :
y Bekerja gaya-gaya luar
Panel beton pracetak segmental Unit dinding blok modular cetak kering Penutup muka dari logam Bronjong Penutup muka geosintetik
y Semakin lunak tanah fondasi
Spasi tipikal utk pita metalik y Vertikal
: Sv = 0.2 ~ 1.5 m y Horizontal : Sh = 0.8 ~ 1.5 m
16
01/10/2016
Perkuatan
Geometri Perkuatan
Dasar Perancangan
Stabilitas external Æ utk menentukan dimensi dinding MSE
Stabilitas internal Æ utk menentukan tipe dan spacing perkuatan
y Linier satu arah Æ pita baja, pita geosintetik y Komposit satu arah Æ wiremesh y Bidang datar dua arah Æ geosintetik lembaran
Material Perkuatan y Perkuatan metalik Æ baja lunak yg digalvanis y Perkuatan non.-metalik Æ polimer
Stabilitas External
Dimensi dinding MSE ditentukan berdasarkan 4 potensi kegagalan external y Pergerakan lateral pada dasar y Pembatasan eksentrisitas resultan gaya-gaya
(pembatasan momen guling) y Daya dukung y Stabilitas St bilit global l b l
Faktor Keamanan Minimum Stabilitas External Potensi Kegagalan eksternal 1. Geser Lateral pd dasar 2. Eksentrisitas resultan gaya‐gaya (momen guling)
FK min
Persyaratan lain
1.5
2 (guling)
3. Daya dukung
2.5
4. Stabilitas global
1.3
Langkah Perbaikan Jika FK tdk terpenuhi Perpanjang L
e≤ L/6
Perpanjang L
Perbaiki tanah fondasi atau perdalam Dm atau perdalam Dm Perpanjang L atau perbaiki tanah fondasi
Catatan: L = Panjang perkuatan e = eksentrisitas resultan gaya‐gaya
17
01/10/2016
Stabilitas Internal
Sistem Drainase
Moda kegagalan internal y Kegagalan K l pada d material t i l perkuatan k t y Kegagalan karena tercabutnya perkuatan
Faktor keamanan minimum y Kegagalan tercabutnya perkuatan Æ FK ≥ 1.5 y Tegangan izin = 0.55 x tegangan leleh
Kriteria Penerimaan Dinding MSE
Batas perbedaan penurunan penutup muka sebagai fungsi lebar celah sambungan
Batas perbedaan penurunan utk beberapa tipe penutup muka
Lebar celah sambungan (mm)
Batas perbedaan penurunan
20 1/100 13 1/200 6 1/300 Catatan: Untuk panel dengan luas permukaan < 4.5 m2
Panel penutup muka
Batas perbedaan penurunan
Panel setinggi dinding
1/500
Unit dinding blok modular cetak kering
1/200
Welded wire mesh
Verifikasi Perancangan Monitoring pergerakan vertikal dan horizontal penutup muka Monitoring pergerakan vertikal keseluruhan struktur dinding MSE Monitoring kinerja struktur yang didukung dinding MSE
1/50
18
01/10/2016
Monitoring Parameter & Instrumen yg dapat dipakai No
Parameter Obyek Monitoring
Instrumen yg dapat dipakai
1
Pergerakan horizontal penutup muka
Observasi visual Survey theodolit Tiltmeter
2
Pergerakan lokal atau kerusakan elemen penutup muka.
Observasi visual Crack gauges
3
Kinerja drainase material urugan
Observasi visual pada titik‐titik pembuangan Standpipe piezometer
Deskripsi
Aplikasi
Sistem pengangkuran adalah suatu sistem untuk menyalurkan gaya tarik yang bekerja kelapisan tanah/batuan pendukung.
19
01/10/2016
Persyaratan Grout
Grout Æ Campuran semen & air Æ w/c ratio = 0.35 0 35 ~ 0.60 0 60
Kuat tekan grout pada umur 28 hari
Persyaratan Tendon
Tipe tendon ÆSteel bar, Wire, Strand
Yg banyak digunakan :
y Kubus 10cm x 10cm x 10cm ≥ 40 N/mm2
Æ low relaxation 7 wire strand dia. ½”
y Silinder φ10cm x 20 cm ≥ 33 N/mm2
p = 184 kN Fpu
Kuat tekan grout pada saat uji angkur y Contoh kubus Æ ≥ 30 N/mm2 y Contoh silinder Æ ≥ 25 N/mm2
Persyaratan Tanah Tempat Terbenamnya Fixed Length
Layout Angkur Tanah
Fixed length t erbenam minimum 5 m dari permukaan tanah p
Fixed length harus berada diluar bidang gelincir kritis
Spasi horizontal minimum 1.5 m utk angkur dgn diameter ≤ 0 0.2 2 m agar efek group tidak diperhitungkan
Kemiringan anchor = 300 ~ 450 thd bid horizontal
Pada lapisan tanah yang keras y Tanah pasir Æ NSPT ≥ 25 y Tanah kohesif Æ NSPT ≥ 20
20
01/10/2016
Panjang Free Length & Fixed Length
Panjang minimum free length y Bar tendon Æ 3 m y Strand tendon Æ 4.5 45m
Kapasitas Angkur
Kapasitas angkur sangat dipengaruhi workmanship kontraktor dan peralatan khususnya pompa grout yg dipakai Prediksi kapasitas angkur berdasarkan data tanah harus dikonfirmasi dengan uji investigasi pada fase pra konstruksi
Panjang fixed length Æ 3m ≤ L ≤ 13 m
Faktor Keamanan Minimum Katagori Angkur Tanah
Faktor Keamanan Minimum Faktor Grout/tendon atau Beban Ground/grout Tendon grout/encapsulation untuk interface interface Proof test
Angkur sementara dengan umur layan kurang dari 6 bulan dan keruntuhan tidak mengakibatkan konsekwensi serius dan tidak membahayakan keselamatan umum. Misalnya test tiang memakai angkur tanah sebagai sistem reaksi.
1.40
2.0
2.0
1.10
Ankur sementara dengan umur layan tidak lebih dari 2 tahun , dimana walaupun konsekwensi keruntuhan cukup serius, tetapi tidak membahayakan keselamatan umum tanpa cukup peringatan. Misalnya angkur tanah pada dinding penahan tanah tanah.
1.60
2.5 *
2.5 *
1.25
Angkur permanen dan angkur sementara dimana resiko korosi tinggi dan/atau konsekwensi keruntuhan serius. Misalnya kabel utama pada jembatan gantung atau kabel sebagai reaksi untuk mengangkat struktur berat.
2.00
3.0
+
3.0 *
1.50
* FK minimum 2.0 dapat digunakan bila tersedia test lapanagan skala penuh. +
FK mungkin perlu dinaikkan menjadi 4 untuk membatasi creep
21
01/10/2016
Kriteria Perpanjangan Elastik Tendon
Kriteria Kehilangan Gaya Tarik Maksimum Periode obsevasi (menit) 5 15 50 150 500* 1500 (ki (kira-kira ki 1 h hari) i) 5000 (kira-kira 3 hari) 15000 (kira-kira 10 hari)
Kehilangan gaya yg diizinkan (% gaya residual) id l) (%) 1 2 3 4 5 6 7 8
* pembacaan 500 menit tidak dilakukan pada pekerjaan rutin
Verifikasi Perancangan
Pengukuran displacement/extension Æ harus pakai dial gauge
Pengukuran beban Æ pakai load cell dgn kapasitas 125% ~ 150% beban maksimum
Uji Investigasi pada angkur tidak terpakai Æ jumlah test min 2 buah
Uji Kesesuaian (suitability) Æ pada 3 angkur produksi pertama dipasang Æ 1 test pada tiap tipe angkur
Uji Penerimaan (acceptance) Æ pada semua angkur produksi yg tidak menjalani iuji kesesuaian
22
01/10/2016
Prosedur Pembebanan Uji Investigasi
Prosedur Pembebanan Uji Kesesuaian
Prosedur Pembebanan Uji Penerimaan
23
