STUDI METODA ANALISIS LINING TEROWONGAN DAN PERMODELAN KASUS TEROWONGAN PADA TANAH LUNAK MENGGUNAKAN METODA ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pendidikan Tahap Sarjana (S1) di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan lnstitut Teknologi Bandung Ditulis oleh : Ahrufan Ghalba (NIM : 15096122) Dosen Pembimbing Ir. I Wayan Sengara, MSCE, PhD. (NIP : 131571039) JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2001
ABSTRAK Perkembangan dalam ilmu terowongan telah menghasilkan berbagai metoda untuk analisis gayagaya pada lining terowongan di tanah lunak, diantaranya metoda semiempirik Peck (1969), metoda analitik Muir Wood (1975) dan metoda analitik Schwartz Einstein (1979). Metoda-metoda ini kemunculannya relatif baru sehingga masih mengalami perkembangan. Di bidang lain, perkembangan komputer telah menghasilkan program elemen hingga untuk memodelkan permasalahan geoteknis. Program komputer elemen hingga ini bisa digunakan untuk menguji keandalan serta ketepatan metoda-metoda yang digunakan dalam analisis lining terowongan ( selanjutnya disebut metoda konvensional). Dalam tulisan ini dilakukan analisis terhadap model-model tanah isoparametrik dan terowongan sirkular dengan menggunakan metoda-metoda konvensional dan program elemen hingga dua dimensi PLAXIS 6.31, kemudian hasilnya dibandingkan. Dari perbandingan ini dapat ditarik kesimpulan metoda mana yang konservatif, mana yang tepat, dan mana yang terlalu optimis. Tulisan ini juga mencakup analisis kasus rencana pembuatan terowongan di kawasan Jl. Thamrin Jakarta dan sekitar Tugu Monas. Analisis dilakukan baik dengan metoda konvensional maupun program elemen hingga PLAXIS 6.31. Kesimpulan yang berhasil diperoleh dari perbandingan ini adalah bahwa metoda Peck tergolong konservatif tapi bisa digunakan secara luas dalam berbagai kondisi, metoda Muir Wood tergolong optimis dan harus digunakan secara hatihati, sedangkan metoda Schwartz Einstein adalah metoda yang paling tepat namun memerlukan penelitian lebih lanjut mengenai faktor koreksi yang digunakan. Penggunaan mateial baja untuk lining terowongan MRT Jakarta memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan material beton bertulang. Untuk keamanan struktur atas, konstruksi terowongan di bawah Monas sebaiknya tidak dilakukan, jikapun terpaksa dilakukan sebaiknya digunakan metoda deep excavation (cut & cover). Saran akhir adalah penggunaan program komputer analisis tiga dimensi untuk mendapatkan hasil yang lebih tepat dan penyempurnaan bagi metoda konvensional.
ABSTRACT The development in tunnel engineering has produced many methods for analyzing tunnel lining forces for tunnel in soft ground Three of them mentioned here : semi-empirical method of Peck (1969), analytical method of Muir Wood (1975) and analytical method of Schwartz Einstein (1979). These methods emerges relatively recent, so they may still need some improvement. In other area, computer development has produce finite element program to model geotechnical problems. This finite element program can be used to verb performance and correctness of the methods for tunnel lining analyses ( hereafter in this paper they will be called conventional methods). In this paper, analysis of circular tunnel with isoparametrical soil models is conducted using conventional methods and two dimensional finite element program PLAXIS 6.31. The results were then compared From this comparison, conclusion can be made about these conventional methods, which one is conservative, which one is correct, and which one is optimistic. In this paper, case study also performed on tunnel construction in the area of Jalan Thamrin and in the area of Monas (National Monument), for the proposed MRT ( subway) project in Jakarta. Analysis is conducted using conventional methods as well as the finite element program PLAXIS 6.31. The conclusion retrieved is that Peck's method is quite consevative but can be used ini broad range of condition, Muir Wood's method is optimistic and must be used carefully, while Scwartz Einstein's method could be the most correct method provided further investigation about its correction factors. The use of steel as tunnel lining material for Jakarta MRT project has several advantages compared to that of reinforced concrete. For the safety of upper structure, tunnel construction below Monas should be avoided The final suggestion is to make use of computer programs for three dimensional analysis to obtain more accurate results and for better improvement of conventional methods.