ANALISIS STABILITAS TEROWONGAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA 2D DAN 3D STUDI KASUS TEROWONGAN IRIGASI PANTI RAO TUGAS AKHIR SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MENYELESAIKAN PENDIDIKAN SARJANA TEKNIK DI PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
Oleh: ADI KRISWANTO 15003028
REZA ARDIANSYAH SUYONO 15003072
PEMBIMBING Dr. ENDRA SUSILA ST, MT
Ir. BANGUN SUCIPTO, M.Eng
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG TUGAS AKHIR ANALISIS STABILITAS TEROWONGAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA 2D DAN 3D STUDI KASUS TEROWONGAN IRIGASI PANTI RAO Oleh: ADI KRISWANTO
REZA ARDIANSYAH S.
15003028
15003072
DISETUJUI Oleh: PEMBIMBING
PEMBIMBING
Dr. ENDRA SUSILA ST, MT
Ir. BANGUN SUCIPTO M.Eng
NIP. 132 163 853 MENGETAHUI KK REKAYASA TRANSPORTASI
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
KOORDINATOR TUGAS AKHIR
KETUA
Dr. ENDRA SUSILA, ST, MT.
Dr. Ir. HERLIEN DWIARTI SETIO
NIP. 132 163 853
NIP. 131 121 658 BANDUNG, FEBRUARI 2008
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan tahap sarjana di Program Studi Sarjana Teknik Sipil. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, banyak pihak yang membantu penulis. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih, khususnya kepada : a. Endra Susila ST, Ph.D, dan Ir. Bangun Sucipto M.Eng., selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, masukan dan membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. b. Prof. Dr. Ir. A. Aziz Djajaputra, MSCE, dan Dr. Hasbullah Nawir, ST, MT, selaku dosen penguji dalam sidang Tugas Akhir ini. c. Seluruh staf pengajar Program Studi Sarjana Teknik Sipil yang telah memberikan bimbingan selama masa perkuliahan. d. Kru Rumah C yang telah bersedia memberikan nasihat teknis dan non teknis. e. Teman – teman yang telah memberikan banyak masukan dan dorongan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. f. Seluruh karyawan Tata Usaha Program Studi Sarjana Teknik Sipil yang telah membantu dalam pengurusan administrasi. g. Seluruh karyawan Perpustakaan Program Studi Sarjana Teknik Sipil. h. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk pengembangan lebih baik di masa yang akan datang. Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak.
Bandung, Februari 2008
Penulis
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
ii
reza berterima kasih kepada : Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas segala kuasa dan rencana-Nya yang membimbingku sampai di sini, Nabi Muhammad SAW atas teladan yang diberikan, bapak chofiri suyono dan ibu sri winarni yang jadi sponsor moral, finansial, dan spiritual sepanjang hidupku, terima kasih atas cinta yang luar biasa, kodel yang pendiam namun mematikan, mbak ayu yang selalu glow with the flow serta fasa-sasi dengan potensinya sebagai mesin penghancur, hehe,, adihow yang mengidap low latent inhibition, teman kumpul kebo sebulan penuh selama pembangunan tunnel dilakukan secara intensif, masukin batu besar dulu di, baru yang kecil,,, pak endra pak bangun pak nunus, lain kali kami akan mengerjakan segala sesuatu secara sistematis dan lebih percaya diri, pak hasbi pak aziz, penguji yang dengan segala kemurahan hatinya membiarkan kami meluluskan diri dari kampus ini, pak himawan mbak muli mas pandu pak cecep pak oon pak mashyhur pak masrur dan seluruh kru rumah c yang membantu, baik itu dengan petuah, nasihat, ataupun gorengan yang disediakan, tisyahow atas segala bantuannya yang tak terkira, pak wayan pak bigman selaku dosen geotek terbaik di dunia, bu tiktik pak asolihin pak agus pak agus pak ocin yang konon adalah TU terbaik di itb, pak wilyon mas nunung atas infokusnya, kirain gratis,, penghuni dan pengguna rumah c, joli domu dimas sony aziz ipe, sukses bro, TA hanyalah sebongkah kerakal kecil dalam hidup kita, timnas koko codot medi bintang dkk, dengan pemikiran yang cemerlang, aku yakin kita bisa mengubah dunia! macan kampus pasti akan mengaum kembali di waktu yang tepat! tim vlamboyan: inta dkk dan tim mekflu: bartho dkk, my band: uto kent dkk beserta fans dan grupis seantero indonesia raya yang belum sadar sepenuhnya kalo mereka benar-benar ngefans berat! rekan kape, pelabuhan, mono dengan filosofi hidup yang sulit dimengerti, tolong jadwalkan kumpul angkatan tiap tahun mon,, grup alpina arthur lilis ayu sofi jenari meri hita sunu lulita aya andreas, semoga nanti kita ikut mencerdaskan kehidupan bangsa, grup cikutra amek garut ariting jaboy bagja adika topan, diajar teu diajar nu penting ngariung we,, grup plesiran didit denee seto, tetap konsisten bro, kuya gunung armen jos tandika tibo turnip sandixx ronay, jangan pernah berhenti berguru pada alam, bahkan meskipun alam sudah tak lagi menyanyi,, tim asisten mektan raissa dayu bobi agil alfred geblek pandu, belajar bareng kalian lebih manjur daripada bareng pak ilyas, hehe,, yazid atas doanya di malam takbir, keprof kirimanta dini poy tyo, bangga bisa bekerjasama dengan kalian, bp rangga pandu pendi anto rohmat pangestiadji bangga bisa kerja bersama dengan kalian, ikon futsal leo riano erdi luki helpeb yang skillnya ga abis2,, t25 ica wijo evan fajar arfah julidetripodsanglegenda marshel dania sabrina kuya binje daud yuda rivai juna elias oliv putra eva nuryekti ratih ngurah dwi erikson desi jarpan frengki tomi adam aripin hendri indah dimas eri bobi qoni apri berli ba’e anna nana wisti, tetap solid sampai tua, keep brotherhood and sisterhood, aprizal upil yosua andre-opor, sampai jumpa di fase kehidupan yang berikutnya, tim jogja disaster rani gugun agroma rika dkk, yang penting niat baik, ya kan?? phka3 atas pinjeman komputer dan tempat nongkrong di saat himpunan sudah dijajah sipil muda itb, kosan north schelova jeki pebri adit mamat bang-ilham ruli irfan nanda fadli tri dihan andes dan bu iim penyuplai gizi tiap pagi, juga pak aep lia zen mas kos arek loedroek bram momo teko condro theo kulpang risang doni wening aziz diah romi dina bustani sundari lia, wes gak koyo’ biyen maneh rek,, arek lumajang ramon adit wicak agik wira melta hasan senja sinta pina, agak susah cari teman sehati dan setulus kalian, terimakasih atas segala inspirasi, maap kalo ga ada puisi dan ayat2 penutup yang indah, ucapan terimakasih ini emang sengaja ga ditutup, karena aku ga mau berhenti berterimakasih, wew,,
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
iii
UCAPAN TERIMA KASIH DARIKU Adi Kriswanto Assalamu’alaikum Wr. Wb. Tak lupa kupanjatkan syukur kepada Mu ya Allah atas segala kemuliaan, rahmat, dan karunia-Nya yang telah diberikan, sehingga sampai detik ini aku masih bisa menikmati karya cipta Mu yang Agung. Serta Sholawat dan Salam ku berikan untuk Baginda Nabi Muhammad SAW atas ajaran dan teladan yang telah engkau berikan. Ucapan terima kasih juga kuucapkan kepada: Mamah dan Bapak atas segala doa dan kasih sayangnya yang luar biasa serta dukungan moril yang selalu menyertai di setiap langkah dimana aku berpijak. Tri Rahayu Lestari dan Rahmat Nur Hidayat yang selalu memberikan keceriaan dan kehangatan seorang adik dikala aku dirumah, tanpa mereka aku akan sangat kesepian. Reztho (reza thole) teman partner seperjuangan menggapai cita-cita menjadi sarjana terimakasih atas duet mautnya, dan akhirnya kita bisa juga lulus maret. Hehe.. Pa Endra Pa Bangun Pak Nunus Pak Hasbi Pak Azis, terima kasih atas bimbingan dan pelajaran yang telah diberikan. Semoga di lain waktu kita masih bisa berdiskusi mengenai pembangunan terowongan yang sesungguhnya. Mbak Mul Pak Himawan Pak Masrur Pak Masyur Dimas Sony Pak Oon Pak Cecep, terimakasih atas saran-sarannya dan bantuannya selama mengerjakan Tugas Akhir di rumah C dan terima kasih atas fasilitas-fasilitas yang diberikan selama pengerjaan tugas akhir berlangsung. Domu Ipe atas diskusi-diskusinya yang berkaitan dengan geotek. Mudah-mudahan kita bisa memajukan dunia pergeoteknikan di Indonesia. Teruntuk Tisya Andriana Ramadhani terimakasih atas doa, dukungan moril, dan kasih sayangnya yang selalu menyejukkan dan membuatku nyaman selama ada didekat kamu. Pasrah Wicaksono atas ketulusannya menjadi sahabatku sejak kecil dan terima kasih atas persaingannya disekolah yang telah memacu diriku untuk terus lebih baik darimu. Ibu guru SMU tercinta Ibu Turmiati yang telah sabar mengajar dan menjadi wali kelas yang sangat bijaksana sekaligus sebagai teman murid-muridnya. you are the best teacher who I ever had and We are love u… Anak-nak IPA 3 Aniez Kiki Ina Icha Gojrot Dago Fajar Tiwi Deges Jipang Saud Ajeng Pace Natcha kalian adalah kenangan terindah yang tak pernah kulupakan. Semoga kita bisa berkumpul berbagi canda dan tawa lagi bersama wali kelas tercinta, dan sukses untuk kita semua.
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
iv
Orang-orang Purba Himpunan Bang Paul Bang Obhe Bang Hokkop Bang Bang Feri Bang Sandria Bang Adi Bang Regen Bang Boro Bang Iqbal Bang Tong-Q Om Yuri Bang Jambee Bang Uun Bang Sofyan terima kasih atas sambutannya yang hangat pada waktu pertama kali masuk ke himpunan dan terima kasih atas pengkaderannya. Bagiku kalianlah yang telah mengajariku arti dari sebuah organisasi dan dan tanggung jawab seorang mahasiswa. Dan bagiku kalianlah pemateri softskill terbaik. Gilmar Lukas Hafidz Gozhi Buna terima kasih atas bimbingannya selama kami menjalankan roda pemerintahan di HMS. Rangga Afandi Ajie Pandu Doyo Anto terima kasih atas kerjasamanya yang solid selama menjalankan roda pemerintahan di HMS. Binjee Rahmat Codot Yazid Joly Ronay, kalian adalah teman senasib serasa seperjuangan jatuh bangun bersama-sama selama mengikuti pengkaderan di HMS dan juga ketika menempuh pendidikan di Sipil. Tanpa mengenal kalian proses pembelajaran di kampus ini akan sangat terasa berat bagiku. Anak-anak PGT penghuni gelap tetap himpunan dan kru Divisi Rumah Tangga seto Julian Pram Babay Adib Aim atas kerjasamanya menjaga himpunan tercinta. Karena bagiku himpunan adalah tempat tinggal keduaku selama aku berada di Bandung. Tim futsal 2003 Tantra Luki Bintang Leo Helpeb Riano Erdi Luki Faisal senang bisa bermain dan berolahraga bersama. Anatona Wisti Ana Nana Icha kalian telah mengajarkan kepadaku akan sebuah pertemanan yang ikhlas dan tulus tanpa dipengaruhi oleh sebuah komunitas dan aku salut sama kalian. Koko Denee Didit Tyo atas kerelaannya dan keikhlasannya menjadikan kosan kalian sebagai tempat belajar bersama pada saat dead line menjelang ujian. Apri dan para kru wisuda july yang telah banyak membantu dalam kepanitian wisuda july. Dan terima kasih atas suguhan kabaretnya. Bu Iim Teh Iim Mang Godek Ujang Ntang yang selalu menyediakan pasokan gizi selama aku berada di bandung. Maaf yah kalo suka nge bon, mudah-mudahan sudah terbayarkan semuanya. Hehe... Kru Kuya Gunung Mono Medco Amek Tibo Sandi-N Sandi-x-x Garut Turnip Armen Tandika Josua kalian adalah saudaraku di alam liar. Kapan kita kembali ke alam liar??? Kaum Hawa 2003 Aya Ayu Arin serta Kru Alpina Jejen Mery Lulita Lia Hita dan HMS 2003 yang mungkin terlewat diucapkan atas persaudaraan dan kekeluargaan yang terjalin selama 4 tahun lebih. Semoga kekeluargaan ini akan tetap kokoh selamanya. Sekian dan sekali lagi ku ucapkan terima kasih atas dukungan dan perhatiannya semua selama saya melakukan proses pembelajaran di Jurusan dan di Himpunan Tercinta. Wassalamualaikum Wr. Wb. Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
v
ABSTRAKSI
ANALISIS STABILITAS TEROWONGAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA 2D DAN 3D STUDI KASUS TEROWONGAN IRIGASI PANTI RAO
Tugas akhir ini mempresentasikan desain terowongan irigasi Panti Rao yang dimodelkan dalam bentuk 2 dimensi dan 3 dimensi dengan mengadopsi finite element method menggunakan paket software Plaxis. Pada permodelan 2 dimensi digunakan program Plaxis 8.2, dimana terowongan dimodelkan secara plane strain. Pada permodelan 3 dimensi digunakan program Plaxis 3D Tunnel, dengan memodelkan terowongan sepanjang 20 meter dan tahapan penggalian setiap 2 meter. Desain perkuatan terowongan dihitung berdasarkan gaya normal dan momen maksimum yang terjadi pada perkuatan terowongan yang melintasi dua kondisi, segmen tanah (soft ground) dan segmen batuan. Perkiraan penurunan di permukaan juga ditampilkan untuk mengetahui pengaruh pembuatan terowongan terhadap lingkungan di sekitarnya. Hasil analisis menunjukkan penurunan terbesar terjadi pada permukaan tanah atau batuan yang tepat di atas center line terowongan. Pada segmen tanah penurunan yang terjadi sebesar 16.98 mm sedangkan untuk segmen batuan penurunan yang terjadi sebesar 0.01 mm. Studi berikutnya membahas mengenai konstruksi terowongan kembar bersebelahan. Ada dua buah metode penggalian yang dimodelkan. Yang pertama adalah penggalian bertahap, yaitu menyelesaikan salah satu terowongan terlebih dahulu, kemudian dilanjukan dengan melakukan penggalian terowongan di sebelahnya. Yang kedua adalah penggalian bersamaan, yaitu melakukan tahapan konstruksi secara bersamaan (paralel) pada kedua terowongan yang bersebelahan tersebut. Hasil dari kedua permodelan tersebut menunjukkan bahwa pada penggalian terowongan secara bersamaan menghasilkan besar momen maksimum yang lebih kecil dibandingkan penggalian terowongan secara bertahap. Ini dapat dilihat dari grafik perbandingan momen yang terjadi untuk dua kondisi penggalian, dimana grafik momen yang terjadi pada penggalian secara bersamaan berada dibawah grafik momen yang terjadi pada penggalian secara bertahap.
Kata kunci: Plaxis, terowongan, lining, 3D, 2D
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
vi
2 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................................i KATA PENGANTAR ..................................................................................................ii UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................................iii ABSTRAK
..................................................................................................v
DAFTAR ISI
..................................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................ix DAFTAR TABEL
BAB I
..................................................................................................xiii
PENDAHULUAN .........................................................................................I-1 1.1
LATAR BELAKANG ..........................................................................I-1
1.2
MAKSUD DAN TUJUAN ...................................................................I-2
1.3
RUANG LINGKUP ..............................................................................I-2
1.4
METODOLOGI ANALISIS.................................................................I-2
1.5
SISTEMATIKA PEMBAHASAN .......................................................I-3
BAB II KAJIAN PUSTAKA......................................................................................II-1 2.1
2.2
2.3
TEORI MEKANIKA kekuatan material ..............................................II-1 2.1.1
Hubungan Tegangan - Regangan ..............................................II-1
2.1.2
Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb ........................................II-3
2.1.3
Kriteria Keruntuhan Hoek-Brown ............................................II-4
PENENTUAN PARAMETER TANAH ..............................................II-4 2.2.1
Penyelidikan Lapangan .............................................................II-5
2.2.2
Pengujian Laboratorium ...........................................................II-7
2.2.3
Korelasi Nilai-nilai Parameter Tanah .......................................II-11
2.2.4
Parameter Drained dan Undrained untuk Tanah Kohesif ........II-15
PENENTUAN PARAMETER BATUAN............................................II-18 2.3.1
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
Rock Quality Designation (RQD) .............................................II-18
15003028 15003072
vii
2.3.2 2.4
Geological Strength Index (GSI) ..............................................II-19
HAL – HAL YANG MENENTUKAN DESAIN LINING TEROWONGAN ..................................................................................II-21
2.5
2.6
2.7
2.8
2.4.1
Beban Tanah dan Air ................................................................II-21
2.4.2
Permeabilitas terhadap Air........................................................II-22
2.4.3
Pengendalian Air Tanah............................................................II-22
2.4.4
Beban akibat Metoda Pelaksanaan ...........................................II-25
2.4.5
Pengaruh Support Delay (Penundaan Pemasangan Lining) .....II-25
2.4.6
Masalah Ground Loss ...............................................................II-26
METODE PEMBUATAN TEROWONGAN ......................................II-26 2.5.1
TBM (Tunnel Boring Machine) ................................................II-26
2.5.2
Metode Shield Tunnelling .........................................................II-27
2.5.3
Metode 'Full Face' ....................................................................II-28
2.5.4
Metode ’Heading' dan 'Bench’ .................................................II-29
2.5.5
Metode ’Drift’ ...........................................................................II-29
2.5.6
Metode Sumuran Vertikal (Vertical Shaft) ...............................II-32
SISTEM PENYANGGA UNTUK PERKUATAN LINING TEROWONGAN ......................................................................II-32 2.6.1
Penyangga Kayu .......................................................................II-33
2.6.2
Penyangga Baja ”Steel Rib” ......................................................II-33
2.6.3
Penyangga Batuan (Rock Bolt) .................................................II-34
2.6.4
Shotcrete ...................................................................................II-34
2.6.5
Precast Concrete Lining ...........................................................II-36
METODA ANALISIS KESTABILAN ................................................II-36 2.7.1
Metode Analitik ........................................................................II-36
2.7.2
Metode Observasi .....................................................................II-39
2.7.3
Metode Numerik .......................................................................II-39
TEORI DASAR PLAXIS .....................................................................II-42
BAB III METODOLOGI .............................................................................................III-1
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
viii
3.1
PENGUMPULAN DATA ....................................................................III-2
3.2
ANALISIS STABILITAS TEROWONGAN .......................................III-3
3.3
3.2.1
Metoda Konvensional Single Tunnel ........................................III-3
3.2.2
Langkah-langkah Pemodelan PLAXIS 2D Untuk Penggalian Single Tunnel .......................................................................................III-4
3.2.3
Langkah-langkah Permodelan PLAXIS 3D Untuk Penggalian Single Tunnel ............................................................................III-7
3.2.4
Langkah-langkah Permodelan PLAXIS 3D Untuk Penggalian Double Tunnel...........................................................................III-9
PERENCANAAN PERKUATAN STRUKTUR LINING ...................III-13
BAB IV STUDI KASUS..............................................................................................IV-1 4.1
4.2
PENENTUAN PARAMETER TANAH ..............................................IV-1 4.1.1
Parameter Kekuatan Tanah c dan ..........................................IV-1
4.1.2
Koefisien tekanan At-Rest (K0) ................................................IV-2
4.1.3
Poisson Ratio ............................................................................IV-2
4.1.4
Modulus Elastisitas ...................................................................IV-2
PENENTUAN PARAMETER BATUAN............................................IV-3 4.2.1
Parameter Kekuatan Batuan c dan .........................................IV-3
4.2.2
Poisson Ratio ............................................................................IV-4
4.2.3
Modulus Elastisitas ...................................................................IV-4
4.3
PERHITUNGAN KEKUATAN TEROWONGAN TUNGGAL DENGAN METODE ANALITIS ........................................................IV-5
4.4
PERMODELAN TEROWONGAN TUNGGAL DENGAN PLAXIS 3D..........................................................................................................IV-10
4.5
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
4.4.1
Hasil Permodelan PLAXIS 3D untuk Terowongan 1 (Segmen Tanah) ........................................................................IV-10
4.4.2
Hasil Permodelan PLAXIS 3D untuk Terowongan 2 (Segmen Batuan).......................................................................IV-17
4.4.3
Analisis Hasil Permodelan PLAXIS 3D ...................................IV-23
PERMODELAN TEROWONGAN TUNGGAL DENGAN PLAXIS 2D..........................................................................................................IV-24
15003028 15003072
ix
4.5.1
Hasil Permodelan PLAXIS 2D untuk Terowongan 1 (Segmen Tanah) ........................................................................IV-24
4.5.2
Hasil Permodelan PLAXIS 2D untuk Terowongan 2 (Segmen Batuan).......................................................................IV-25
4.6
PERBANDINGAN PLAXIS 3D DENGAN PLAXIS 2D ...................IV-26
4.7
ANALISIS TEROWONGAN KEMBAR BERSEBELAHAN ............IV-28
4.8
4.7.1
Terowongan Kembar Berjarak 15 meter ..................................IV-28
4.7.2
Terowongan Kembar Berjarak 23 meter ..................................IV-32
4.7.3
Perbandingan Terowongan Kembar Berjarak 15 meter dengan 23 meter ........................................................................IV-34
PERENCANAAN KEKUATAN STRUKTUR LINING .....................IV-35
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................xiv
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
x
3 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Hubungan Tegangan-Regangan untuk Beberapa Jenis Material ..........II-2
Gambar 2.2
(a) Garis keruntuhan Mohr (b) Hukum keruntuhan Mohr-Coulomb ....II-3
Gambar 2.3
Alat uji Cone Penetration Test (penetrometer Belanda).......................II-6
Gambar 2.4
Alat uji Standard Penetration Test .......................................................II-6
Gambar 2.5
Permodelan Tanah Pada Uji Triaksial ..................................................II-7
Gambar 2.6
Lingkatan Mohr tanah NC kondisi CD .................................................II-8
Gambar 2.7
Lingkaran Mohr untuk Tegangan Total dan Efektif Tanah NC Kondisi CU ...........................................................................................II-9
Gambar 2.8
Lingkaran Mohr untuk Tegangan Total dan Efektif Tanah OC Kondisi CU ...........................................................................................II-9
Gambar 2.9
Lingkaran Mohr untuk tanah NC pada tes triaxial UU .........................II-10
Gambar 2.10 Lingkaran Mohr pada Tes Unconfined .................................................II-10 Gambar 2.11 Hubungan antara kohesi dan nilai N-SPT.............................................II-11 Gambar 2.12 Korelasi antara tahanan penetrasi konus dan ’. ..................................II-12 Gambar 2.13 Korelasi antara friction angle dan N SPT .............................................II-12 Gambar 2.14 Hubungan NSPT dengan relative density. (a) Coarse Sand (b) Fine Sand ..............................................................................................II-13 Gambar 2.15 Efek OCR terhadap kekuatan tanah lempung drained dan undrained .II-15 Gambar 2.16 Perubahan tekanan air pori dan faktor keamanan selama konstruksi dan setelah penggalian pada tanah lempung ........................................II-16 Gambar 2.17 Perubahan tekanan air pori dan faktor keamanan selama konstruksi dan setelah penimbunan pada tanah lempung.......................................II-17 Gambar 2.18 Korelasi empiris antara ’ dan Indeks Plastisitas .................................II-17 Gambar 2.19 Penentuan nilai RQD pada core drill ...................................................II-18 Gambar 2.20 Ilustrasi proses dewatering, A: MAT awal, B: MAT setelah dewatering ...........................................................................................II-22 Gambar 2.21 Aplikasi Grouting Pada Saluran Air .....................................................II-23
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
xi
Gambar 2.22 Pemakaian Compressed Air dalam Penggalian Terowongan ...............II-24 Gambar 2.23 Ilustrasi Prinsip Elekto-osmosis ............................................................II-24 Gambar 2.24 Tunnel Boring Machine ........................................................................II-27 Gambar 2.25 Ilustrasi Metode Shield .........................................................................II-28 Gambar 2.26 Metode Heading Dan Bench .................................................................II-29 Gambar 2.27 Metode Center Drift ..............................................................................II-30 Gambar 2.28 Metode Side Drift ..................................................................................II-31 Gambar 2.29 Metode Side Drift ..................................................................................II-31 Gambar 2.30 Metode Side Drift ..................................................................................II-32 Gambar 2.31 Metode Sumuran vertikal ......................................................................II-32 Gambar 2.32 Penyangga Kayu di Terowongan ..........................................................II-33 Gambar 2.33 steel rib..................................................................................................II-34 Gambar 2.34 Rock bolt tipe cement grout ..................................................................II-34 Gambar 2.35 Tipikal Drymix Shotcrete ......................................................................II-35 Gambar 2.36 Tipikal Wet Shotcrete ............................................................................II-36 Gambar 2.37 Tegangan pada Kondisi awal dan akibat Transfer Tegangan ............II-37 Gambar 2.38 Akumulasi Tegangan pada Permukaan Terowongan ..........................II-37 Gambar 2.39 Distribusi tegangan dan perpindahan di sekitar terowongan ................II-38 Gambar 2.40 Perjanjian tanda tegangan yang terjadi dalam koordinat tiga dimensi .II-43 Gambar 3.1
Langkah Pengerjaan ..............................................................................III-1
Gambar 3.2
Data lapangan dan laboratorium ...........................................................III-2
Gambar 3.3
Potongan melintang terowongan ..........................................................III-3
Gambar 3.4
Model geometeri terowongan ...............................................................III-4
Gambar 3.5
Generated Mesh 2D Plaxis 2D .............................................................III-6
Gambar 3.6
Stage construction tahap pertama dan tahap kedua pada Plaxis 2D .....III-6
Gambar 3.7
Generated Mesh 3D Plaxis 3D .............................................................III-7
Gambar 3.8
Stage construction tahap ke-2 dan tahap ke-11 pada Plaxis 3D ...........III-8
Gambar 3.9
Stage construction penggalian langsung 20 meter pada Plaxis 3D ......III-9
Gambar 3.10 Generated mesh 2D untuk double tunnel pada Plaxis 3D ....................III-10 Gambar 3.11 Generated mesh 3D untuk double tunnel pada Plaxis 3D ....................III-10
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
xii
Gambar 3.12 Stage Construction terowongan secara bertahap (tahap ke-12)............III-12 Gambar 3.13 Stage Construction terowongan secara bersamaan ...............................III-13 Gambar 4.1
Grafik 3 vs 1 .....................................................................................IV-4
Gambar 4.2
Gaya-gaya pada terowongan .................................................................IV-5
Gambar 4.3
Penggalian Terowongan di Kedalaman 10 meter pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-10
Gambar 4.4
Penggalian Terowongan di Kedalaman 20 meter pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-10
Gambar 4.5
Gaya Normal pada Lining untuk Penggalian 20 meter pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-11
Gambar 4.6
Momen pada Lining untuk Penggalian 20 meter pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-11
Gambar 4.7
Deformasi yang Terjadi untuk Kondisi Long Term pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-12
Gambar 4.8
Gaya Normal pada Lining untuk Kondisi Long Term pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-13
Gambar 4.9
Momen pada Lining untuk Kondisi Long Term pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-13
Gambar 4.10 Penomoran Model pada Segmen Tanah (Potongan Memanjang) ........IV-14 Gambar 4.11 Profil Permukaan pada Segmen Tanah (Potongan Memanjang) ..........IV-15 Gambar 4.12 Penomoran Model pada Segmen Tanah (Potongan Melintang) ...........IV-15 Gambar 4.13 Profil Permukaan pada Segmen Tanah (Potongan Melintang) .............IV-16 Gambar 4.14 Penggalian Trowongan di Kedalaman 10 meter pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-17 Gambar 4.15 Penggalian Terowongan di Kedalaman 20 meter pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-17 Gambar 4.16 Gaya Normal pada Lining untuk Penggalian 20 meter pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-18 Gambar 4.17 Momen pada Lining untuk Penggalian 20 meter pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-18
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
xiii
Gambar 4.18 Deformasi yang Terjadi untuk Kondisi Long Term pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-19 Gambar 4.19 Gaya Normal pada Lining untuk Kondisi Long Term pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-20 Gambar 4.20 Momen pada Lining untuk Kondisi Long Term pada Segmen Batuan IV-20 Gambar 4.21 Penomoran Model pada Segmen Batuan (Potongan Memanjang) .......IV-21 Gambar 4.22 Profil Permukaan pada Segmen Batuan (Potongan Memanjang) .........IV-22 Gambar 4.23 Penomoran Model pada Segmen Batuan (Potongan Melintang) ..........IV-22 Gambar 4.24 Profil Permukaan pada Segmen Batuan (Potongan Melintang) ...........IV-23 Gambar 4.25 Gaya Normal dan Momen pada Lining Segmen Tanah dengan PLAXIS 2D...........................................................................................IV-25 Gambar 4.26 Gaya Normal dan Momen pada Lining Segmen Batuan dengan PLAXIS 2D...........................................................................................IV-25 Gambar 4.27 Diagram Gaya Normal dari Output PLAXIS 3D dan 2D Segmen Tanah ....................................................................................................IV-26 Gambar 4.28 Diagram Gaya Normal dari Output PLAXIS 3D dan 2D Segmen Batuan ...................................................................................................IV-26 Gambar 4.29 Diagram Momen dari Output PLAXIS 3D dan 2D pada Segmen Tanah ....................................................................................................IV-27 Gambar 4.30 Diagram Momen dari Output PLAXIS 3D dan 2D pada Segmen Batuan ...................................................................................................IV-27 Gambar 4.31 Perubahan Momen Tunnel Kanan Akibat Penggalian Tunnel Kiri ......IV-29 Gambar 4.32 Perbandingan Momen Tunnel Kiri untuk Dua Kondisi Konstruksi .....IV-31 Gambar 4.33 Perubahan Momen Tunnel Kanan Akibat Penggalian Tunnel Kiri ......IV-32 Gambar 4.34 Perbandingan Momen Tunnel Kiri untuk Dua Kondisi Konstruksi .....IV-34 Gambar 4. 34 Desain lining terowongan pada segmen tanah ......................................IV-37 Gambar 4. 34 Desain lining terowongan pada segmen batuan ....................................IV-38
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
xiv
4 DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Metode Investigasi Tanah .....................................................................II-5
Tabel 2.2
Korelasi N-SPT dengan kepadatan relatif tanah non-kohesif ...............II-13
Tabel 2.3
Korelasi nilai NSPT dan CPT dengan Modulus Elastisitas .................II-14
Tabel 2.4
Hubungan N SPT Terhadap Kekuatan Tanah Lempung ......................II-14
Tabel 2.5
Kondisi Kritis untuk Stabilitas Lempung jenuh ...................................II-16
Tabel 2.6
Kualitas batuan menurut RQD ..............................................................II-18
Tabel 2.7
Nilai GSI berdasarkan Deskripsi Geologi dan Permukaan ...................II-20
Tabel 2.8
Nilai mi untuk Intact Rock ....................................................................II-21
Tabel 4.1
Data Tanah untuk Segmen Tanah .........................................................IV-1
Tabel 4.2
Data Tanah untuk Segmen Batuan........................................................IV-1
Tabel 4.3
Hasil Korelasi Parameter Tanah Pada Tanah .......................................IV-2
Tabel 4.4
Hasil Korelasi Parameter Tanah Pada Segmen Batuan ........................IV-2
Tabel 4.5
Nilai Nmax dan Mmax untuk tiap kedalaman galian pada segmen tanah ......................................................................................................IV-12
Tabel 4.6
Deformasi Permukaan Segmen Batuan pada Potongan Memanjang....IV-14
Tabel 4.7
Deformasi Permukaan Segmen Tanah pada Potongan Melintang........IV-16
Tabel 4.8
Nilai Nmax dan Mmax untuk tiap galian pada segmen tanah ..........IV-19
Tabel 4.9
Deformasi Permukaan Segmen Batuan pada Potongan Memanjang....IV-21
Tabel 4.10
Deformasi Permukaan Segmen Batuan pada Potongan Melintang ......IV-23
Tabel 4.11
Perbandingan Kondisi Undrained dan Drained ...................................IV-24
Tabel 4.12
Perbandingan Metode Perhitungan .......................................................IV-27
Tabel 4.13
Momen Akibat Pembangunan Terowongan Secara Bertahap ..............IV-29
Tabel 4.14
Momen Akibat Pembangunan Terowongan Secara Bersamaan ...........IV-31
Tabel 4.15
Momen Akibat Pembangunan Terowongan Secara Bertahap ..............IV-32
Tabel 4.16
Momen Akibat Pembangunan Terowongan Secara Bersamaan ...........IV-33
Adi Kriswanto Reza Ardiansyah
15003028 15003072
xv
