EVALUASI PERENCANAAN DAN DESAIN ULANG KONSTRUKSI TIMBUNAN TANAH DI ANTARA DUA BOX-TUNNEL RUAS JALAN MERR II-C Mahasiswa: Rizkiyati Amalis Zhuraida Dosen Pembimbing: Prof. Ir. Noor Endah, MSc., PhD. JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
1.1 Latar Belakang Ruas jalan MERR II-C membelah area perkampungan kemudian dihubungkan dengan dua box-tunnel Box tunnel dibangun di atas cerucuk Tanah ditimbun setinggi 4 meter untuk membuat lahan yang sama tinggi dengan box tunnel Dipasang 1 lembar geotextile antar tanah dasar dan tanah timbunan
Box Tunnel T U S B
1.1 Latar Belakang (lnjtn.) Sisi kiri dan kanan ruas jalan ada retaining wall yang dibangun di atas tiang pancang Terdapat lapisan tanah lempung lembek setebal ±6 meter di area ruas jalan MERR II-C Kemungkinan akan terjadi pemampatan dari lapisan tanah di bawah timbunan yang dapat menyebabkan kerusakan lapisan perkerasan jalan dan kelongsoran berakibat pada patahnya cerucuk di bawah box tunnel dan tiang pancang di bawah retaining wall.
1.2 Permasalahan 1. Evaluasi perencanaan yang ada a. Berapa pemampatan yang terjadi akibat beban yang bekerja di atas tanah dasar (tanah timbunan dan beban traffic)? b. Bagaimana stabilitas tembok penahan tanah (retaining wall) yang dibangun di sisi kiri dan kanan jalan yang berada di antara dua box tunnel? c. Jika stabilitas retaining wall ternyata kurang memenuhi, desain seperti apa yang digunakan untuk penyempurnaan perencanaan? d. Penanganan apa yang perlu dilakukan jika desain penyempurnaan tersebut dilaksanakan di lapangan? 2. Perencanaan seperti apakah yang tepat dijadikan alternatif jika dilakukan desain ulang?
1.3 Batasan Studi Evaluasi dan desain ulang hanya dilakukan pada Sta. 4+255.40 sampai dengan Sta. 4+297.80 Data tanah yang digunakan adalah data sekunder Perencanaan struktur box tunnel dan retaining wall tidak dihitung Perencanaan perkerasan ruas jalan MERR II-C tidak dihitung Analisa biaya dan metode pelaksanaan tidak dibahas
1.4 Tujuan Perencanaan Mengevaluasi perencanaan perbaikan tanah timbunan antara 2 (dua) box tunnel dan mengevaluasi stabilitas tembok penahan tanah di sisi kiri dan kanan timbunan yang berada di antara dua box tunnel Mendesain ulang konstruksi timbunan tanah antara 2 (dua) box tunnel
1.5 Lokasi Perencanaan Box tunnel T U S B
Tanah Lempung Lembek Angka Penetrasi Standar N 0 2 4 8 16 32 >32 Kekerasan... Sangat lembek... Lembek... Agak kaku... Kaku... Sangat kaku... Keras
Asumsi Beban Traffic
Prakiraan Pemampatan Teori Terzaghi (1925) untuk perhitungan pemampatan pada tanah lempung : untuk tanah terkonsolidasi normal (NC Soil) untuk tanah terkonsolidasi lebih (OC Soil) i c o c o c o s ci H p p p e C p p e C S ' ' 0 ' ' log 1 log 1 i o o o c ci H p p p e C S ' ' log 1
Daya Dukung Pondasi Tiang Metode Luciano Decourt (1982) Q L(1 tiang) = Q P + Q S Q L(Kelompok) = Q L(1 tiang) n C e
Penentuan H-initial Timbunan q akhir = q = (H awal - Sc) γ timb + Sc (γ sat-timb - γ w ). q = H awal.γ timb - Sc. γ timb + Sc. γ timb q = H awal. γ timb - Sc (γ timb - γ ) q (i) + Sc (i) (γ timb γ timb ) Jadi, H awal (i) = ----------------------------------- γ timb H akhir (i) = H awal (i) - Sc (i)
Penggunaan Cerucuk Kekuatan 1 (satu) buah cerucuk P max 1 cerucuk = (Mp max 1 cerucuk)/( F M xt) Banyaknya tiang/cerucuk
Perencanaan Geotextile Internal Stability Pa1 < (Berat efektif tanah ABC).(tan δ/sf) S1 (Pa1 x SF) Overall Stability Mr = ΣTi. S 2 Foundation Stability Pa3 (Pp+2.Cu.L)/FS S3 (Cu x L x SF) Tallow = T ult /(Fsid x Fscr x Fscd x Fsbd)
Perencanaan Vertical Wall Internal Stability
Perencanaan Vertical Wall (lnjtn.) Internal Stability L = Le + Lr Le = (Sv x σ h x FS)/2(C + γz tan δ) Lr = (H z) tan (45 Φ/2) Lo = 0,5. Le
Perencanaan Vertical Wall (lnjtn.) Eksternal Stability Stabilitas terhadap geser Stabilitas terhadap guling Stabilitas terhadap daya dukung
Start Studi Literatur Pengumpulan Data Sekunder Perhitungan Beban Evaluasi Perencanaan yang Ada Ok Evaluasi perencanaan yang ada Tidak Desain untuk perbaikan Penanganan yang perlu dilakukan di lapangan Penentuan H initial Timbunan Desain Vertical Wall Kesimpulan Finish Desain Alternatif Finish
Tanah Timbunan Analisa probablilistik rentang 95% d lab = 1,8 g/cc Wc Op. = 13,5% Dengan tinggi timbunan 4 meter, besar beban yang terjadi akibat timbunan yaitu q timb = 4,0 1,8 = 7,2 t/m 2
Tanah Dasar Trixial Test/ Volumetri dan Gravimetri Depth Direct Shear Test Consolidation (m) t d Wc Gs n e Sr Ø C Cv (t/m³) (%) (%) (%) (⁰) (kg/cm²) cm²/s -4.00 1.659 1.167 42.14 2.683 56.5 1.299 87.05 17.57 0 0.000667-9.00 1.537 1.031 49.12 2.507 58.89 1.432 85.98 2.1 0.057 0.000531-14.00 1.793 1.209 48.28 2.559 52.75 1.116 110.68 6 0.119 0.000709-19.00 1.727 1.280 34.95 2.609 50.95 1.039 87.79 11.6 0.152 0.00078-24.00 1.683 1.185 41.98 2.558 53.66 1.158 92.74 10.8 0.161 0.000685-29.00 1.602 1.045 53.33 2.515 58.46 1.407 95.32 8.7 0.156 0.000545-35.00 1.740 1.296 34.26 2.621 50.55 1.022 87.83 9.3 0.153 0.000796-40.00 1.744 1.399 24.63 2.655 47.29 0.897 72.88 8.7 0.145 0.000899
Perkerasan Jalan
Perkerasan Jalan (lnjtn.) Lapisan Atas (Surface Course) γ wet = 20 kn/m 3 ; Dapat ditentukan beban masingmasing lapisan tersebut, yaitu: AC/WC = 0,05 2,0 = 0,10 t/m 2 AC/BC = 0,1 2,0 = 0,20 t/m 2 Lapisan Pondasi Atas (Base Course) γ dry = 17 Kn/m 3 ;besar beban yang terjadi yaitu Agg. Klas A = 0,25 1,7 = 0,425 t/m 2 Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course) γ dry = 16,5 kn/m 3 ; besar beban yang terjadi yaitu Agg. Klas B = 0,30 1,65 = 0,495 t/m 2
Box Tunnel 480 40 400 40 40 430 350 40 30 35 35 20 30 30 30 Terucuk Ø 10 cm L = 4.00m 30 20
Box Tunnel (lnjtn.) Box tunnel terbuat dari beton mutu K-250 dengan beton = 2,4 t/m 3, maka besar beban akibat box tunnel dan lantai kerja yaitu q box = (6,64 2,4)/5,4 = 2,951 t/m 2 q lantai = 2,4 0,3 = 0,72 t/m 2 Cerucuk yang digunakan merupakan cerucuk kayu gelam, kayu = 0,9 t/m 3, dengan diameter 10 cm dan panjang 4 meter. Berikut besar beban akibat cerucuk. q cerucuk = (7,854 10-3 4 0,9 2147)/(5,4 33,9) = 0,332 t/m 2
Retaining Wall Dimensi (cm) a 30 b 87 c 667 d 203 e 100 f 70 g 390 h 30
Tiang Pancang 3,90 m 1 m 1 m 12,15 m Tiang Pancang Ø 30 Retaining Wall