LERENG & TEKNIK

PERBAIKANNYA

EGA JULIA FAJARSARI, ST., MT

PENDAHULUAN

Permukaan tanah tidak selalu membentuk bidang datar atau mempunyai perbedaan

elevasi antara tempat yang satu dengan yang lain sehingga membentuk suatu lereng

(slope). Lereng merupakan suatu kondisi topografi yang banyak dijumpai pada berbagai

pekerjaan konstruksi sipil. Lereng dapat terjadi secara alami maupun sengaja dibuat oleh

manusia dengan tujuan tertentu. Longsoran merupakan salah satu bencana alam yang

sering terjadi pada lereng- lereng alami maupun buatan. Kelongsoran lereng kebanyakan

terjadi pada saat musim penghujan. Itu terjadi akibat peningkatan tekanan air pori pada

lereng. Hal ini berakibat pada terjadinya penurunan kuat geser tanah (c) dan sudut geser

dalam (υ) yang selanjutnya menyebabkan kelongsoran.

SOIL NAILING

SEJARAH SOIL NAILING

Soil nailing pertama kali diaplikasikan sebagaiperkuatan untuk sebuah dinding penahan tanah

di Perancis (1961). Kemudian dikembangkan

oleh Rabcewicz (1964, 1965), untuk digunakan

dalam galian terowongan, yang dikenal dengan

“The New Austrian Tunneling Method” (NATM).

Metode ini mengkombinasikan perkuatan pasif

dari batangan baja dan shotcrete (adukan

beton yang ditembakkan dengan tekanan tinggi

pada suatu permukaan). Adanya perkuatanpasif dari batangan besi pada sekeliling dinding

terowongan, sangat mengurangi beban yang

harus diterima struktur terowongan jika

dibandingkan dengan metode konvensional.

ELEMEN SOIL NAILING

Nail Bars

Batangan baja yang umum digunakan pada soil nailing, adalah baja

ulir yang sesuai dengan standar ASTM A615, dengan daya dukung

tarik 420 MPa (60 ksi atau Grade 60) atau 520 MPa (75ksi atau Grade

75). Ukuran diameternya yang tersedia adalah 19, 22, 25, 29, 32, 36,

dan 43 mm, serta ukuran panjang mencapai 18 m

Nail Head

Komponen nail head terdiri dari bearing plate (pelat penahan), hex

nut (mur persegi enam), washer (cincin yang terbuat dari karet atau

logam), dan headed stud . Bearing plate umumnya berbentuk persegi

dengan panjang sisi 200-250 mm, tebal 19 m, dan kuat leleh 250 Mpa

(ASTM A36), sedangkan untuk nut, dan washer yang digunakan harus

memiliki kuat leleh yang sama dengan batangan bajanya

ELEMEN SOIL NAILING

Grout (Cor beton)

Cor beton untuk soil nailing dapat berupa adukan semen pasir.

Semen yang digunakan adalah semen tipe I, II, dan III. Semen

tipe I (normal) paling banyak digunakan untuk kondisi yang

tidak memerlukan syarat khusus, semen tipe II digunakan jika

menginginkan panas hidrasi lebih rendah dan ketahanan korosi

terhadap sulfat yang lebih baik daripada semen tipe I.,

sedangkan semen tipe III digunakan jika memerlukan waktu

pengerasan yang lebih cepat

Centralizers (Penengah)

Centralizers adalah alat yang dipasang pada sepanjang

batangan baja dengan jarak tertentu (0.5–2.5m) untuk

memastikan tebal selimut beton sesuai dengan rencana, alat ini

terbuat dari PVC atau material sintetik lainnya.

ELEMEN SOIL NAILING

Wall Facing (Muka/Tampilan Dinding)

Pembuatan muka/tampilan dinding terbagi menjadi dua

tahap. Tahap pertama, muka/tampilan sementara

(temporary facing) yang dibuat dari shotcrete, berfungsi

sebagai penghubung antar batangan-batangan baja (nail

bars), dan sebagai proteksi permukaan galian tanah

terhadap erosi.

Tahap berikutnya adalah pembuatan muka/tampilan

permanen (permanent facing). Muka permanen dapat

berupa panel beton pracetak terbuat dari shotcrete. Muka

permanen memiliki fungsi yang sama dengan muka

sementara, tetapi dengan fungsi proteksi terhadap erosi yang

lebih baik, dan sebagai penambah keindahan (fungsi

estetika).

ELEMEN SOIL NAILING

Drainage System (Sistem Drainase)

Untuk mencegah meningkatnya tekanan air

pada lereng di belakang muka dinding, biasanya

dipasangkan lembaran vertikal geokomposit di

antara muka dinding sementara dan permukaan

galian

Pada kaki lereng harus disediakan saluran

pembuangan (weephole) untuk air yang telah

dikumpulkan oleh lembaran geokomposit

KELEBIHAN DAN KELEMAHAN SOIL

NAILING

KELEBIHAN SOIL NAILING

Peralatan konstruksinya mudah dipindahkan dan dapat digunakan pada lokasi yang sempit.

Tekniknya fleksibel, mudah untuk dimodifikasi.

Tidak menimbulkan kebisingan.

Lebih sedikit gangguan pada properti/bangunan disekitarnya.

Membutuhkan ruang “shoring” yang lebih sedikit.

Volume baja untuk nail bars dalam soil nailing lebih sedikit dibandingkan dengan ground

anchors, karena umumnya batangan baja dalam soil nailing lebih pendek. Material yang

dibutuhkan juga relatif lebih sedikit, jika dibandingkan dengan ground anchors.

Luas area yang dibutuhkan dalam masa konstruksi lebih kecil dibandingkan dengan teknik lain,

sehingga cocok untuk pekerjaan yang memiliki areal konstruksi terbatas.

Dinding dengan soil nailing relatif lebih fleksibel terhadap penurunan, karena dinding untuk soil

nailing lebih tipis jika dibandingkan dengan dinding gravitasi.

KELEBIHAN DAN KELEMAHAN SOIL

NAILING

KELEMAHAN SOIL NAILING

Metode soil nailing tidak dapat digunakan untuk tanah jenuh air.

Tidak cocok digunakan untuk tanah dengan gaya geser yang sangat rendah, tidak juga pada

pasir dan kerikil yang kohesinya buruk.

Lereng tanah harus dapat mempertahankan bentuknya tanpa bantuan konstruksi penahan lain,

pada saat proses “nailing” berlangsung dan sebelum shotcrete diaplikasikan.

Drainase baik adalah hal yang penting, terutama untuk struktur yang permanen

Soil nailing tidak cocok diaplikasikan untuk struktur yang membutuhkan kontrol ketat terhadap

deformasi. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan post tension nail, namun langkah ini akan

meningkatkan biaya kosntruksi.

Pelaksanaan konstruksi soil nailing relatif lebih sulit, sehingga membutuhkan kontraktor yang ahli,

dan berpengalaman.

PROSEDUR DESAIN

Prosedur desain untuk struktur penahan tanah menggunakan soil nailing harus memasukkan beberapalangkah berikut:

Untuk struktur geometris (kedalaman dan inklinasi lereng terpotong), profil tanah, dan pembebanan“boundary” (surcharge) yang telah ditentukan, perkirakan gaya “nails” yang bekerja dan lokasi bidanglongsor yang potensial.

Tentukan jenis penulangan (tipe, luas penampang melintang, panjang, inklinasi dan jarak antar tulangan)dan pastikan kestabilan lokal pada tiap-tiap level penulangan, yaitu pastikan ketahanan dari “nails”(kekuatan dan kapasitas “pull out”) telah mencukupi untuk menahan gaya kerja rencana dengan faktorkeamanan yang dapat diterima.

Pastikan kestabilan global dari struktur soil nailing dan tanah disekitarnya terjaga selama dan sesudahekskavasi dengan faktor keamanan yang dapat diterima.

Tentukan gaya-gaya yang bekerja pada permukaan lereng (contoh, tekanan tanah lateral dan gayadari nail pada sambungan) dan desain permukaan lereng sesuai desain arsitektur.

Untuk struktur permanen, tentukan pelindung korosi yang relevan dengan kondisi lokasi.

Tentukan sistem drainase untuk level piezometri air bawah tanah.

GEOSINTETIK

PENGERTIAN DAN JENIS - JENIS GEOTEKSTIL

Geosintetik adalah suatu produk buatan pabrik dari bahan polymer yang

digunakan dalam sistem atau struktur yang berhubungan dengan tanah,

batuan, atau bahan rekayasa geoteknik lainnya. Salah satu bahan geosintetik

yang banyak digunakan adalah geotekstil.

Geotekstil merupakan material lolos air atau material tekstil bikinan pabrik yang

dibuat dari bahan-bahan sintesis, seperti: polypropilene, polyester, polyethylene,

nylon, polyvinyl chloride dan campuran dari bahan-bahan tersebut. Seluruh

material ini adalah thermoplastic.

JENIS – JENIS GEOTEKSTIL

Woven (tenun) : Tenun dihasilkan dari ‘interlaying’antara benang-benang melalui proses tenun

Non woven (tanpa tenun) : Non woven dihasilkan dari

beberapa proses seperti : heat bonded (dengan

panas), needle punched (dengan jarum), dan

chemical bonded (enggunakan bahan kimia). Baik

woven maupun non woven dihasilkan dari benang

dan serat polimer terutama : polypropelene, poliester,

polyethilene dan polyamide.

Geogrid, produk geotekstil yang berupa lubang-

lubang berbentuk segi empat (geotextile grid) atau

lubang berbentuk jaring (geotextile net), biasanya

terbuat dari bahan Polyester (PET) atau High Density

Polyethylene (HDPE)

PRINSIP DASAR GEOSINTETIK

Fungsi geotekstil disini adalah sebagai tulangan, pemisah atau drainase. Bila timbunan

terletak pada tanah lunak, deformasi yang berlebihan menyebabkan timbunan menjadi

melengkungke bawah. Melengkungnya tubuh timbunan ini merusakkan bangunan di

atasnya

Pada prinsipnya, timbunan berperilaku sama seperti balok yang dibebani, yaitu bila

timbunan melengkung terlalu tajam, maka akan timbul retak-retak di bagian bawahnya.

Analisis mekanika tanah dapat digunakan untuk mengevaluasi kondisi tanah dan

geometri timbunannya. Dari analisis ini akan dihasilkan kekuatan tulangan geotekstil yang

dibutuhkan agar timbunan tidak berdeformasi secara berlebihan.

PRINSIP DASAR GEOSINTETIK

Geotekstil, bila diletakkan di bawah timbunan jalan atau tanggul juga dapat mengurangi

tegangan-tegangan pada lapisan tanah di bagian bawah, yaitu ketika lapisan ini

mengalami tarikan akibat beban yang bekerja. Dengan adanya geotekstil, integritas

struktur timbunan lebih terjaga, sehingga beban timbunan disebarkan ke area yang lebih

luas dan dengan demikian geotekstil dapat mengurangi intensitas tekanan ke tanah di

bawahnya.

Jika tanah lunak yang berada di bawah timbunan terpenetrasi ke dalam bahan

timbunan di atasnya, maka sifat-sifat mekanis tanah timbunan akan terpengaruh, yaitu

kekuatan tanah di sekitar dasar timbunan akan berkurang. Kadar air dalam tanah lunak

secara berangsur-angsur berkurang oleh adanya geotekstil yang berfungsi sebagai

drainase.

PEMASANGAN GEOTEKSTIL

Timbunan yang diperkuat dengan tulangan geotekstil dapat

memberikan penghematan yang signifikan dibandingkan dengan

metoda konvensional, seperti metoda stabilisasi dengan

pembangunan berm maupun metoda perpindahan. Dalam tanah

pondasi di bawah timbunan yang terlalu lunak, untuk dapat

mendukung beban timbunan di atasnya, maka diperlukan geotekstil

untuk perkuatannya. Kecuali dipasang di dasar timbunan geotekstil

juga dapat dipasang untuk perkuatan lereng timbunan. Untuk ini,

perancangan biasanya didasarkan pada analisis stabilitas lereng.

PEMASANGAN GEOTEKSTIL

Gambar a :

Geotekstil diletakkan pada pertemuan tanah lunak

dan timbunan yang berfungsi sebagai pemisah /

separasi, mencegah kontaminasi tanah timbunan oleh

butiran halus tanah lunak di bawahnya. Selain itu,

geotekstil juga berfungsi sebagai tulangan.

Gambar b :

Geotekstil pada bagian ujungnya ditekuk ke belakang

untuk mencegah kelongsoran lereng.

Gambar c :

Geotekstil membentuk bantalan berisi tanah untuk

mendistribusikan beban dan atau berfungsi sebagai

lapisan drainase.

PEMASANGAN GEOTEKSTIL

Gambar d :

Lapisan drainase dihubungkan dengan jaringan drainase vertikal.

Gambar e :

Geotekstil dipasang agar lereng timbunan dapat dibuat lebih

tegak.

Gambar f :

Geotekstil digabungkan dengan sistem kolom tiang-tiang yang

mendukung sebagian dari beban timbunan.

Gambar g :

Geotekstil di ujung-ujungnya dikunci agar tidak terjadi

penggelinciran (sistem wager).

Gambar h :

Geotekstil diletakkan di bawah berm untuk meyakinkan stabilitas

timbunan

PEMASANGAN GEOTEKSTIL

Rakit tulangan geotekstil yang diletakkan pada kolom tiang-tiang (gambar f) bertujuan

untuk meringankan beban tanah pondasi dari beban timbunan. Rakit yang didukung oleh

tiang-tiang berguna dalam meneruskan beban ke tanah yang lebih dalam dan sekaligus

mengurangi tekanan tanah pada kedalaman yang dangkal. Jadi, pengurangan

tegangan adalah akibat beban di permukaan yang ditransfer oleh tiang ke tanah pondasi

pada kedalaman yang lebih dalam melalui rakit geotekstil dan tiang-tiang.

Geotekstil sebagai tulangan hanya dapat mentransfer beban ke tiang bila telah terjadi

penurunan tanah. Karena itu, tegangan tarik yang terjadi pada rakit geotekstil harus lebih

kecil daripada kuat tarik ijinnya. Bila tidak digunakan geotekstil, penutup tiang (pile cap)

yang lebih besar harus digunakan pada kolom-kolom tiangnya, atau kolom-kolom tiang

harus dibuat berjarak dekat.

GROUND ANCHOR

PENGERTIAN

Ground anchor merupakan salah satu sistem penting dalam pekerjaan geotechnical

engineering. Pada umumnya ground anchor dalam pengerjaannya, selalu berhubungan

dengan sistem geotechnical engineering lainnya seperti retaining wall, cofferdams,

basement structures, pile load tests, tunnels, jetties, mooring dolphins dan transmission

towers.

Pemilihan ground anchor sebagai salah satu sistem pendukung yang digunakan pada

retaining wall pada pengerjaannya biasanya selalu berhubungan dengan keterbatasan

ruang di belakang retaining wall itu sendiri yang digunakan untuk mengakomodisi jumlah

dan panjang steel strand yang dibutuhkan. Steel strand yang digunakan biasanya

panjang, hal tersebut agar dapat mengikat tanah sehingga mampu menahan beban

terhitung yang bekerja pada retaining wall.

PENGERTIAN

Lokasi proyek dimana pengerjaan ground anchor ini dilaksanakan merupakan daerah

yang padat sehingga keberadaan pengerjaan ground anchor sendiri jika proyek telah

selesai dapat menimbulkan masalah baru jika terdapat pembangunan proyek lain di

sekitar pada masa depan. Hal ini menimbulkan batasan dalam penggunaan ground

anchor untuk suatu proyek jika terdapat pembangunan proyek lain di sekitar pada masa

depan. Maka dari itu pemilihan penggunaan ground anchor dengan tujuan masa layan

sementara selama masa pengerjaan proyek pun dipilih. Removeable ground anchor

merupakan solusi pengerjaan ground anchor yang tepat untuk daerah yang padat dan

masih akan mengalami pembangunan di masa depan.

JENIS – JENIS GROUND ANCHOR

Temporary ground anchor

Temporary ground anchor merupakan ground anchor yang didesain untuk jangka waktu tertentudalam pengerjaan sebuah proyek. Temporary ground anchor didesain untuk dapat diangkatkembali jika masa layannya sudah habis. Temporary ground anchor umumnya memerlukanperencanaan yang sangat hati-hati karena jika terjadi kerusakan akan membawa resiko yangsangat besar. Banyak metode yang telah dicoba untuk membuat sebuah ground anchor dapatbertahan mendukung beban yang ditanggung selama masa layannya dan dapat dengan mudahdiangakat kembali jika masa layannya sudah habis.

Metode yang sudah mulai digunakan pada beberapa proyek ini cukup sukses dalam mengangkatsteel strand pada ground anchor dengan hasil yang cukup baik. Hal yang kurang pada sistem inidalah kapasitas beban yang pada anchor ini cukup rendah dan terbatas pada 800 kN. Karenahampir seluruh usaha yang dilakukan hanya terfokus pada removeabilitas sebuah ground anchor,maka kemampuan kapasitas menahan beban dari ground anchor tersebut agak kurang mendapatperhatian. Para engineer yang ada akhirnya menerima batas kapasitas dari metode tersebut danmendesain anchor berdasarkan ketentuan kapasitas tersebut.

JENIS – JENIS GROUND ANCHOR

SBMA System

Sistem ground anchor terbaru yang diperkenalkan adalah Single Bored Multiple Anchor. Inti dari

sistem ini adalah konsep yang diberikan menganggap setiap pasang dari strand sebagai individual

unit pada anchor. Setiap SBMA, terdiri dari beberapa unit anchor, dimana setiap unit terdiri dari

sepasang strand dan ditarik secara individual dan ditancapkan ke dalam tanah sepanjang

panjang dari anchor melalui lubang bor. Sistem ini mengizinkan setiap unit untuk menggunakan

grouting (pengisian fixed length pada anchor oleh bahan campuran semen sebagai penahan)

untuk pengikat sepanjang ikatan dari beberap unit fixed length pada anchor. Setiap unit dari fixed

length didesain didasarkan terhadap skin friksi (gesekan/ friksi lapisan) yang terdapat di lokasi

pengeboran.

JENIS – JENIS GROUND ANCHOR

Anchor Strands

Setiap unit anchor terdiri atas strand - strand yang dipilin dan terbungkus menjadi satu kesatuan.

Perangkaian strand - strand menjadi 1 kesatuan mempertinggi kemampuan removeabilitas dari

anchor jika masa layan anchor telah habis dan anchor tidak lagi dibutuhkan.

Anchor Stressing System

Sebagai suatu sistem yang digunakan, pasti terdapat ancaman-ancaman pada setiap pasang

strand sebagai suatu individual anchor, sehingga digunakan berbagai test pada ground anchor

tersebut. Setiap unit dari anchor di test dengan sebuah hydraulic centerhole jack. Metode ini

menyederhanakan pendekatan test rumit yang diadopsi pada metode U-turn untuk menjamin

penggunakan beban yang sama pada setiap strand. Pemuluran pada setiap unit pada anchor

dapat dipantau secara terpisah. Metode ini menjamin distribusi beban yang sama pada setiap

strand yang memiliki perbedaan panjang.

JENIS – JENIS GROUND ANCHOR

Anchor Holding Piece

Anchor holding piece terdiri dari sebuah batang yang melekat kepada sebuah circular head yang

menahan strand - strand. Circular head berbentuk bundar dan memiliki radius yang dapat

dimodifikasi radiusnya sesuai dengan bentuk dan ukuran strand yang berbeda. Karena perbedaan

radius inilah, maka pada pelaksanaannya dalam menentukan faktor reduksi untuk setiap radius

dilakukan test. Bagian kait yang mencegah slip pada bagian sisi dari strand pada circular head

terdetailkan secara lebih baik daripada bentuk pada system U-turn. Batang yang ada menyalurkan

beban dari strand dan mendistribusikannya ke bagian yang dilakukan prose grouting melalui gaya

geser dan gaya tekan yang terjadi. Salah satu keuntungan dari sistem ini adalah bahwa panjang

dari batang dapat dengan mudah divariasikan sesuai dengan kebutuhan. Tidak seperti sistem

sebelumnya, perbedaan tipe dari material dapat diadopsi. Di area dimana ground anchor perlu

untuk digunakan pada rute terowongan di masa depan, material fiberglass pun dapat digunakan.

SLOPE PROTECTION

THANK YOU