1 Perencanaan Konstruksi Dinding Penahan Tanah pada Underpass Jemursari, Surabaya Gagah Triambodo,Ir. Suwarno, M.Eng, Putu Tantri Kumalasari, ST., MT Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail : Gagahmbod@yahoo.com ABSTRAK Kawasan bundaran Dolog yang terletak di Jalan Ahmad Yani merupakan jalan utama pendukung perekonomian Jawa Timur khususnya Surabaya. Kawasan Bunderan Dolog menjadi salah satu penyebab kemacetan yang terjadi di Jalan Ahmad Yani. Kemacetan yang terjadi ini harus ditanggulangi, ada beberapa cara dan usaha untuk mengatasinya. Pengkajian rekayasa lalu lintas, atau pembuatan infrasturktur lainnya yang mampu menanggulangi masalah kemacetan. Pembuatan infrasturktur yang bisa dilakukan pada Bundaran Dolog di Jalan Ahmad Yani ini antara lain simpang tidak sebidang, seperti overpass atau underpass. Namun lebih dipilih underpass, berdasarkan hasil studi kelayakan yang telah dilakukan terdahulu. Perencanaan underpass dibagi menjadi dua, yaitu underpass tertutup dan terbuka. Underpass akan dibangun sepanjang 700 meter, dengan pembagian 25 meter underpass tertutup dan 55 meter underpass terbuka. Lebar Jalan yang akan digali selebar 9,5 meter, diperuntukan 2 lajur. Akan ada sepanjang +/- 10 meter underpass tertutup yang berada dibawah sungai. Dengan adanya sungai maka diperlukan penggalian sampai elevasi -9 m, untuk memberikan tinggi bebas sebesar 5,5 meter. Pembangunan underpass Jemursari memiliki 3 alternatif yaitu Secant Pile, Dinding Diafragma, Sheet Pile. Dengan direncanakannya ketiga alternatif, didapatkan kesimpulan perencanaan menggunakan kombinasi desain secant pile dan dinding diafragma. Kombinasi perencanaan ini yang paling ekonomis berdasarkan kebutuhan material. Dari hasil perhitungan didapatkan total biaya Rp. 2.81.920.085,78 dengan kombinasi secant pile untuk underpass tertutup dan dinding diafragma untuk underpass terbuka. Kata Kunci : Underpass, Dinding Penahan Tanah, Dinding Diafragma, Secant Pile, Sheet Pile I. PENDAHULUAN Surabaya dengan luas wilayah 37,36 km 2 atau 0,79 % luas wilayah Jawa Timur merupakan kota terbesar ke 2 di Indonesia. Berdasarkan data Pemerintah Kotamadya Surabaya tahun 2012 jumlah penduduk kota Surabaya sebanyak 3.110.187 jiwa, pada siang hari jumlahnya akan bertambah. Tingginya aktifitas warga perkotaan, khususnya kota Surabaya yang menjadi pusat dari Indonesia bagian timur. Hal tersebut menjadikan kebutuhan atau ketergantungan warga kota Surabaya akan kendaraan bermotor untuk menunjang aktifitas sangat besar dan hal itu menyebabkan kemacetan di Kota Surabaya. Kawasan bundaran Dolog yang terletak di Jalan Ahmad Yani merupakan jalan utama pendukung perekonomian Jawa Timur khususnya Surabaya. Kawasan Bunderan Dolog menjadi salah satu penyebab kemacetan yang terjadi di Jalan Ahmad Yani. Kemacetan yang terjadi ini harus ditanggulangi, ada beberapa cara dan usaha untuk mengatasinya. Pengkajian rekayasa lalu lintas, atau pembuatan infrasturktur lainnya yang mampu menanggulangi masalah kemacetan. Pembuatan infrasturktur yang bisa dilakukan pada Bundaran Dolog di Jalan Ahmad Yani ini antara lain simpang tidak sebidang, seperti overpass atau underpass. Namun lebih dipilih underpass, berdasarkan hasil studi kelayakan yang telah dilakukan terdahulu. Perencanaan underpass dibagi menjadi dua, yaitu underpass tertutup dan terbuka. Underpass akan dibangun sepanjang 700 meter, dengan pembagian 25 meter underpass tertutup dan 55 meter underpass terbuka. Lebar Jalan yang akan digali selebar 9,5 meter, diperuntukan 2 lajur. Sehingga dalam Tugas Akhir ini dibahas beberapa alternatif dinding penahan tanah pada underpass Jemursari. Serta mencoba membandingkan 3 alternatif dinding penahan tanah yang paling stabil, kokoh dan ekonomis. Permasalahan yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini adalah : 1. Perencanaan dimensi dinding penahan tanah dengan tipe secant pile,
2 2. Perencanaan dimensi dinding penahan tanah dengan tipe dinding diafragma, 3. Perencanaan dimensi dinding penahan tanah dengan tipe sheet pile,. Bagaimana analisa Rencana Anggaran Biaya untuk metode alternatif perencanaan dinding penahan tanah berdasarkan kebutuhan material. Tujuan perencanaan adalah untuk menentukan desain struktur penahan tanah paling kuat dan stabil, selain itu juga diperhitungkan ke ekonomisannya II. METODOLOGI Berikut ini adalah diagram alir dalam penulisan Tugas Akhir Pemilihan Alternatif Dinding Penahan Tanah pada Perencanaan Underpass Jemursari. START Sheet Pile Pemilihan Tipe Sheet Pile Analisa Stabilitas Sheet Pile A Secant Pile Desain Dimensi Tiang Bor untuk Secant Pile Dinding Diafragma Desain Dimensi Dinding Diafragma Analisa Not ok Analisa Not ok Not ok Stabilitas Stabilitas Dinding Secant Pile Diafragma Memenuhi? Memenuhi? Memenuhi? Ok ok Ok Aspek Biaya Pengumpulan Data Sekunder Proyek Perencanaan Underpass Jemursari, Surabaya : 1. Data Penyelidikan Tanah 2. Layout Lokasi 3. Data Preliminary Design. Data Beban Lalu Lintas Pemilihan Metode Alternatif Kesimpulan Studi Literatur : 1. Perhitungan Struktur Dinding Penahan Tanah 2. Pengoperasian Plaxis, Xstabl, dan Geoslope Selesai Gambar 1. Diagram Alir Metode Alternatif Perencanaan Dinding Penahan Tanah Underpass A III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data dan Analisa Parameter Tanah Dalam perencanaan dinding penahan tanah data utama adalah data tanah sehingga tanah harus dianalisa terlebih dahulu untuk mengetahui sifat fisik dan mekanisnya. Parameter-parameter dari hasil analisa data tanah akan sangat berpengaruh pada struktur dinding penahan tanah yang akan direncanakan. Data tanah yang dipakai dalam tugas akhir ini adalah data hasil penyelidikan tanah pada lokasi Jalan Ahmad Yani Surabaya yang dilakukan oleh PT. ASIA HARDA Surabaya. Data-data yang didapatkan berupa hasil tes bor dalam dan SPT. Pada gambar dibawah ini merupakan grafik hasil boring yang dilakukan. Hasil pengolahan dan perhitungan data tanah dapat dilihat pada Tabel 1.
3 Tabel 1. BH 2 Depth ɣ C Ø Nspt Jenis Tanah Lapisan (m) (t/m 3 ) (t/m 2 ) ( ) 1,5 3 Very Soft 1 3 2 Very Soft 1,5 1 Very Soft 1 6 0 Very Soft 1 7,5 0 Very Soft 1 9 0 Very Soft 1 10,5 0 Very Soft 1 1,55 0,12 0 12 2 Very Soft 1 13,5 1 Very Soft 1 15 1 Very Soft 1 16,5 1 Very Soft 1 18 2 Very Soft 1 19,5 3 Very Soft 1 21 8 Medium 2 22,5 8 Medium 2 2 9 Medium 2 25,5 9 Medium 2 1,68 0,337 0 27 10 Medium 2 28,5 15 Medium 2 30 27 Hard 3 31,5 26 Hard 3 2 0,883 0 33 17 Stiff 3,5 19 Stiff 1,95 0,667 0 36 2 Stiff 37,5 26 Hard 5 39 27 Hard 5 2 0,923 0 0 30 Hard 5 A. Perencanaan Underpass Terbuka 1. Spesifikasi Sheet Pile Spesifikasi profil sheet pile yang digunakan dalam perencanaan dinding penahan tanah digunakan profil sheet pile beton W-600 A 1000 untuk kedalaman galian 6m. Tipe : W-600 A 1000 Cracking momen : 50,6 tm 2. Spesifikasi Secant Pile Perencanaan Bored Pile yang digunakan adalah sebagai berikut : - Diameter : 0.8 meter - Tulangan Utama :12D25 - Tulangan Geser : D19 - Mutu Beton (fc ) : 30 Mpa 3. Spesifikasi Dinding Diafragma. Direncanakan dinding dengan desain sebagai berikut: - Tebal : 0,6 meter - Tulangan Utama :D25 - Tulangan Bagi : D19 - Tulangan Geser : D16 - Mutu Beton (fc ) :30 Mpa 1. Perencanaan Secant Pile a. Penetuan titik jepit secant pile dengan cara berikut E= 29725.1001 N/mm2 I= 2.011x10 10 mm B= 800 mm R = 2538.19 mm 2.5 m Zf = 1. X 2.5 m Zf = 3.55 m Tabel 2. Rekap nilai hasil takanan tekanan tanah aktif dan pasif pada galian 6 meter. Perhitungan kedalaman secant pile bisa didapatkan dengan mengambil Sigma momen dititik A sama dengan nol dapat dilihat pada perhitungan tabel 2. Untuk mencari panjang yang tertanam ke dalam tanah (d) dapat dilakukan persamaan M = 0 M = - 7,068D 2 + 57,57D 235,918 Setelah menggunakan rumus abc didapatkan nilai d = 8,17 m. Direncanankan dengan SF = 1.3, maka kedalaman penanaman sheet pile : 8,17 x 1.3 = 10,621 m, dengan demikian panjang total kebutuhan sheet pile (H) adalah kedalaman galian + kedalaman penanaman : 6 + 10,621 = 16,621 m 17 m. Hasil dari perhitungan tegangan didapat Mmax 57,917 tm, displacement 0.25 cm, Geser 111,97 t. c. Penulangan secant pile Untuk perencanaan bore pile direncanakan berdasarkan momen maksimum yang terjadi Mmax = 57,917 tm, maka direncanakan tulangan bore pile: - Mutu beton (f c) = 30 Mpa
- Mutu baja (fy) = 320 Mpa - Mmax = 57,917 tm - Diameter bore pile = 800 mm - Diameter tulangan utama = 25 mm - Diameter tulangan geser = 19 mm d. Kontrol PCACOL Karena dari hasil kontrol PCACOL rencana 8D25 tidak memenuhi luas tulangan 1% maka jumlah tulangan di rubah menjadi 12D25 dengan kekuatan tulangan 585kNm Gambar 2. Penulangan Secant Pile 2. Perencanaan Sheet Pile pada galian 6 m Gambar 3. Diagram Tegangan Sheet pile Persamaan untuk mencari nilai D sebagai berikut : dd 2-2DPatotal- Patotal(Patotal+12.C.Z) δh +2C Maka : (2,9) D 2 2(9.836)D - 9.836(9.836+12.1,2.2,67) 2.3+2.1,2 : 2,9D 2 19.672 D 79,589 Dari persamaan diatas maka dihasilkan D = 9,53 m Untuk desain kedalaman, panjang sheet pile perlu dikalikan dengan safety factor sebesar 1, Panjang total sheet pile = H + (D x 1,5) = 6 + (9,53 x 1,) = 19.32 m 19,5 m. Maka,panjangsheet pile yang digunakan adalah 20 meter. Mencari Mmax pada sheet pile z1 = P atotal/d = 9,836/2,53 = 3,89 m Mmax = P atotal (z+z1) - d.z12 2 Mmax = 9.836 (2,67+3,89) 2,53.3,892 2 = 5,38 tm kontrol dan pemilihan type sheet pile Berdasarkan Brosur Dari WIKA Beton didapatkan spesifikasi untuk sebagai berikut : M beban = 5.38 tm Jadi : type turap beton = W-600 A 1000 Cracking Moment = 50,6 tm Maka, Mbeban < Cracking Moment (ok). 3. Perencanaan Diafragma Wall a. Penetuan titik jepit diafragma wall dengan cara berikut: E= 29725.1001 N/mm2 I= 1.8x10 10 mm B= 1000 mm R = 233.97 mm 2.335 m Zf = 1. X 2.335 m Zf = 3.27 m Tabel 3 Rekap nilai hasil takanan tekanan tanah aktif dan pasif pada galian 6 meter. No. Ea (ton) Jarak Terhadap O (m) Momen Terhadap O (t.m) 1 19.0-1.05-20.372 2 38.53 3.218 123.756 3 1.2(d-10.5) 0.5(d-10.5)+7.2 0.7d 2 -.d-3.965 2.355(d-10.5) 0.5(d-10.5)+7.2 1.18d 2-7.065d-55.6 5 0.3d 2-10.51d+72.87 2/3(d-10.5)+7.2 0.227d 3-6.8d 2 +3.33d+36.35 6 0.5d 2 +6d+18 (2/3(d+6))-9.3 0.333d 3-3.2d 2 +13.82d-26.82 No. Ep (ton) Jarak Terhadap O (m) Momen Terhadap O (t.m) 1 26.299-1.95-51.283 2 30.925-3.7-11.23 3 12.515(d-10.5) (-(0.5(d-10.5)+7.2)) (-6.2575d 2 +37.55+65.70) 0.3d 2 -.79d+2.7 (-(2/3(d-10.5)+7.2) (-0.227d 3-0.037d 2 +0.1d) 5 0.5d 2 (-2/3d) (-0.333d 3 ) ΣM = (-6.93d 2 +55.0d-190.197) Perhitungan kedalaman secant pile bisa didapatkan dengan mengambil Sigma momen
5 dititik A sama dengan nol dapat dilihat pada perhitungan tabel 3. Untuk mencari panjang yang tertanam ke dalam tanah (d) dapat dilakukan persamaan M = 0 M = - 6.93D 2 + 55,0D 190,197 Setelah menggunakan rumus abc didapatkan nilai d = 8,17 m. Direncanankan dengan SF = 1.3, maka kedalaman penanaman sheet pile : 7,38 x 1.3 = 9,59 m, dengan demikian panjang total kebutuhan sheet pile (H) adalah kedalaman galian + kedalaman penanaman : 6 + 9,59 = 15,59 m 16 m. Hasil dari perhitungan tegangan didapat Mmax 7,079 tm, displacement 0.67 cm, Geser 118,825 t. c. Kontrol Uplift Fu = γw x hw x Apelat Wdinding = γbeton x hdinding x Ldinding x tdinding x n Wpelat bawah = γbeton x tpelat bawah x Apelat bawah SF = W FU = 675,6kN = 1.21 > 1.2. OK 570kN d.penulangan dinding diafragma Untuk perencanaan dinding diafragma direncanakan berdasarkan momen maksimum yang terjadi Mmax = 7.079 tm, maka direncanakan tulangan dinding: - Mutu beton (f c) = 30 Mpa - Mutu baja (fy) = 00 Mpa - Mmax = 7.079 tm - Tebal dinding diafragma = 600 mm - Diameter tulangan utama = 25 mm - Diameter tulangan bagi = 19 mm - Diameter tulangan geser = 16 mm - Selimut beton = 50 mm. Kontrol kedalaman underpass terbuka berdasarkan Hydrodynamic. Kedalaman yang aman terhadap hydrodynamic berarti konstruksi dinding aman pada saat proses penggalian, sehingga nantinya aliran air tanah tidak akan menjadi masalah yang serius dan penggalian aman dilakukan. Kedalaman Dc aman dapat dihitung dengan mengontrol rasio antara nilai gradien hidrolis i dengan gradien hidrolis kritis. i (gradien hidrolis) X SF < icr (gradien hidrolis kritis) iexit icritical h γ Dc γw 6 0.55 Dc 1 7,2 < 0.55 Dc Dc > 13,09 m 13,5 m Kedalaman secant pile kontrol Hydrodynamic> kedalaman rencana awal, sehingga dipakai dalam pemancangan 13,5 m + 6 m galian = 19,5 m B. Perencanaan Underpass Tertutup 1. Perencanaan Secant Pile a. Penetuan titik jepit secant pile dengan cara berikut E= 29725.1001 N/mm2 I= 2.011x10 10 mm B= 800 mm R = 2538.19 mm 2.5 m Zf = 1. X 2.5 m Zf = 3.55 m Tabel Rekap nilai hasil takanan tekanan tanah aktif dan pasif pada galian 9 meter. Perhitungan kedalaman secant pile bisa didapatkan dengan mengambil Sigma momen dititik A sama dengan nol dapat dilihat pada perhitungan tabel 2. Untuk mencari panjang yang tertanam ke dalam tanah (d) dapat dilakukan persamaan M = 0 M = -,368D 2 + 38,0D 5,822 Setelah menggunakan rumus abc didapatkan nilai d = 13,92 m. Direncanankan dengan SF = 1.3, maka kedalaman penanaman sheet pile : 13,92 x 1.3 = 17,5 m, dengan demikian panjang total kebutuhan sheet pile (H) adalah kedalaman galian +
6 kedalaman penanaman : 6 + 17,5 = 23,5 m 2 m. Hasil dari perhitungan tegangan didapat Mmax 7,85 tm, displacement 0.638 cm, Geser 169,382 t. c. Penulangan secant pile Untuk perencanaan bore pile direncanakan berdasarkan momen maksimum yang terjadi Mmax = 7,85 tm, maka direncanakan tulangan bore pile: - Mutu beton (f c) = 0 Mpa - Mutu baja (fy) = 320 Mpa - Mmax = 7,85 tm - Diameter bore pile = 800 mm - Diameter tulangan utama = 25 mm - Diameter tulangan geser = 19 mm d. Kontrol PCACOL Karena dari hasil kontrol PCACOL rencana 10D25 tidak memenuhi luas tulangan 1% maka jumlah tulangan di rubah menjadi 16D25 dengan kekuatan tulangan 805kNm 2. Perencanaan Diafragma Wall a. Penetuan titik jepit diafragma wall dengan cara berikut: E= 29725.1001 N/mm2 I= 1.8x10 10 mm B= 1000 mm R = 233.97 mm 2.335 m Zf = 1. X 2.335 m Zf = 3.27 m Tabel 5 Rekap nilai hasil takanan tekanan tanah aktif dan pasif pada galian 9 meter. No. Ea (ton) Jarak Terhadap O (m) Momen Terhadap O (t.m) 1 106.722-1.05-112.0581 2 38.53 3.218 123.756 3 6.6(d-10.5) 0.5(d-10.5)+7.2 3.3d 2-21.78d-135.135 2.355(d-10.5) 0.5(d-10.5)+7.2 1.18d 2-7.065d-55.6 5 0.3d 2-10.51d+72.87 2/3(d-10.5)+7.2 0.227d 3-6.8d 2 +3.33d+36.35 6 0.5d 2 +6d+18 (2/3(d+6))-9.3 0.333d 3-3.2d 2 +13.82d-26.82 No. Ep (ton) Jarak Terhadap O (m) Momen Terhadap O (t.m) 1 26.299-1.95-51.283 2 30.925-3.7-11.23 3 12.515(d-10.5) (-(0.5(d-10.5)+7.2)) (-6.2575d 2 +37.55+65.70) 0.3d 2 -.79d+2.7 (-(2/3(d-10.5)+7.2) (-0.227d 3-0.037d 2 +0.1d) 5 0.5d 2 (-2/3d) (-0.333d 3 ) ΣM = (-.23d 2 +37.58d-392.6) Perhitungan kedalaman secant pile bisa didapatkan dengan mengambil Sigma momen dititik A sama dengan nol dapat dilihat pada perhitungan tabel 5. Untuk mencari panjang yang tertanam ke dalam tanah (d) dapat dilakukan persamaan M = 0 M = -,23D 2 + 37,58 D 392,6 Setelah menggunakan rumus abc didapatkan nilai d = 12,97 m. Direncanankan dengan SF = 1.3, maka kedalaman penanaman sheet pile : 12,97 x 1.3 = 16,856 m, dengan demikian panjang total kebutuhan sheet pile (H) adalah kedalaman galian + kedalaman penanaman : 6 + 16,856 = 22,856 m 23 m. Hasil dari perhitungan tegangan didapat Mmax 72,5 tm, displacement 0.623 cm, Geser 170,973 t. c. Kontrol Uplift Fu = γw x hw x Apelat Wdindingn = γbeton x hdinding x Ldinding x tdinding x n Wpelat atap = γbeton x tpelat atap x Apelat atap Wpelat bawah = γbeton x tpelat bawah x Apelat bawah SF = W FU = 890,kN = 1.56 > 1.2. OK 570kN 3. Perhitungan kedalaman underpass tertutup berdasarkan Hydrodynamic. Kedalaman Dc aman dapat dihitung dengan mengontrol rasio antara nilai gradien hidrolis i dengan gradien hidrolis kritis. i (gradien hidrolis) X SF < icr (gradien hidrolis kritis) iexit icritical h γ γw Dc 6 0.59 Dc 1 7,2 < 0.59 Dc Dc > 12,2 m 12,5 m C. Rencana Anggaran Material Tabel 6 Total biaya struktur underpass Terbuka No Metode Harga Kebutuhan Material 1 Sheet Pile Rp26,665,271,169.60 2 Secant Pile Rp35,187,01,226.29 3 Dinding Diafragma Rp23,907,915,158.0
7 Tabel 7 Total biaya struktur underpass Tertutup No Metode Harga Kebutuhan Material 1 Secant Pile Rp18,57,00,927.38 2 Dinding Diafragma Rp29,730,971,088.00 IV. KESIMPULAN Dari perhitungan rencana dinding perkuatan tanah didapatkan hasil yang ekonomis pada perencanaan dinding untuk underpass Jemursari : Berdasarkan perhitungan kebutuhan material, maka dipilih alternatif dinding diafragma untuk underpass tertutup sebesar Rp 23.907.915.158,0 dan untuk underpass tertutup dipilih alternatif secant pile sebesar Rp 29.730.971.088,00. Total biaya underpass Jemursari berdasarkan kebutuhan material sebesar Rp 2.81.920.085,78.. DAFTAR PUSTAKA [1] Xanthakos, P. P. 1970. Slurry Walls. Michigan: McGraw-Hill. [2] Budhu, M. 2007. Foundations and Earth Retaining Structures. California: John Wiley & Sons [3] Das, B. M., Endah, N., & Mochtar, I. B. 1996. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis). Jakarta: Erlangga. [] Hadihardaja, J. 1997. Rekayasa Pondasi I- Konstruksi Penahan Tanah. Jakarta: Gunadarma [5] Hajnal, I., Marton, J., & Regele, Z. 198. Construction of Diaphragm Walls. New York: Wiley. [6] Das, B. M 2006. Princeples Of Foundation Engineering Sixth Edition. [7] Wahyudi, Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dalam. Surabaya. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS.