Perancangan Sheet Pile

Overview 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Penjelasan umum Tipe-tipe dan jenis sheet pile Gaya yang bekerja pada dinding Sheet Pile Perancangan Sheet Piles dengan beberapa metode Perancaangan Sheet Pile Instalasi Sheet Pile Contoh Soal

SHEET PILES

Pendahuluan  Dinding turap atau Sheet Pile adalah dinding vertikal

relatif tipis yang berfungsi untuk menahan tanah dan untuk menahan masuknya air ke dalam lubang galian.  Biasa digunakan di :  penahan tebing galian sementara  bangunan-bangunan di pelabuhan

 dinding penahan tanah  bendungan elak

..cont  Tidak cocok  menahan tanah yang sangat tinggi  pada tanah yang mengandung banyak batuan-batuan

Tipe-tipe Sheet Piles Tiang Sheet Pile 2. Dinding Sheet pile 1.



Perbedaannya : terletak pada keuntungan penggunaan dinding turap pada kondisi tidak diperlukannya pengeringan air (dewatering)

Tipe Tiang Sheet Pile  Tiang Sheet Pile kayu  digunakan untuk penahan tanah yang tidak terlalu tinggi atau untuk konstruksi ringan yang bersifat sementara yang berada di atas permukaan air  tidak cocok digunakan pada tanah berkerikil  perlu diberikan lapisan pelindung apabila diaatas permukaan air  Turap kayu banyak digunakan pada pekerjaan-pekerjaan sementara,  Tiang turap yang biasa digunakan adalah papan kayu atau beberapa papan yang digabung (wakefield piles)

 Tiang turap beton pracetak (precast concrete sheet

piles)  merupakan balok-balok beton yang telah dicetak

sebelum dipasang dengan bentuk tertentu.  Balok-balok turap dibuat saling mengkait satu sama lain  Ujung bawah turap biasanya dibentuk meruncing untuk memudahkan pemancangan.  Penampang tiang-tiang turap dengan lebar sekitar 500 – 800 mm dan tebal 150 – 250 mm.

 Tiang turap baja  digunakan untuk bangunan permanen maupun sementara  sangat baik digunakan karena daya tahannya terhadap tegangan yang tinggi selama penyorongan ke dalam tanah yang keras.  relatif ringan dan dapat digunakan kembali  Turap sementara dipakai ketika dilakukan penggalian, misalnya dalam pembuatan gorong-gorong.  Keuntungannya antara lain turap baja kuat menahan gayagaya benturan pada saat pemancangan, bahan turap relatif tidak begitu berat, turap dapat digunakan berulang-ulang, turap baja mempunyai keawetan yang tinggi, dan penyambungan mudah apabila kedalaman turap besar.

Tipe Dinding Sheet Pile  Dinding turap kantilever  merupakan turap yang dalam menahan beban literal mengandalkan tahanan tanah di depan dinding.  Defleksi lateral yang terjadi relatif besar pada pemakaian turap kantilever.  Turap kantilever hanya cocok untuk menahan tanah dengan ketinggian atau kedalaman sedang.  Ada dua macam dinding kantilever, yaitu turap kantilever pada pasir dan pada lempung.

 Dinding turap diangker  cocok untuk menahan tebing galian yang dalam  mengandalkan tahanan tanah pada bagian turap yang terpancang ke dalam tanah dengan dibantu oleh angker yang dipasang pada bagian atasnya.  Kedalaman turap menembus tanah bergantung pada besarnya tekanan tanah.  Untuk dinding turap yang tinggi, diperlukan turap baja dengan kekuatan tinggi.  Stabilitas dan tegangan-tegangan pada turap yang diangker bergantung pada banyak n faktor, misalnya kekakuan realtif bahan turap, kedalaman penetrasi turap, kemudah-mampatan tanah, kuat geser tanah, keluluhan angker dan lain-lainnya.  Untuk ketinggian tanah yang ditahan H > 11 m, maka diperlukan turap dengan 2 angker.

 Dinding turap Landasan (Platform)  dalam menahan tekanan tanah lateral dibantu oleh tiang-tiang, dimana di atas tiang-tiang tersebut dibuat landasan untuk meletakkan bangunan tertentu.  Tiang-tiang pendukung landasan berfungsi untuk mengurangi beban lateral pada turap.  dibuat apabila di dekat lokasi dinding turap direncanakan akan dibangun jalan kereta api, mesin derek, atau bangunan-bangunan berat lainnya.

 Bendungan Elak Seluler  merupakan turap yang berbentuk sel-sel yang diisi dengan pasir.  Dinding ini menahan tekanan tanah dengan mengandalkan beratnya sendiri.

Gaya-Gaya yang Bekerja pada Dinding Turap (Sheet Pile)  Dibagi menjadi tekanan tanah aktif dan pasif  Gaya Lateral akibat Tekanan Tanah  Pada perhitungan penahan tanah yang umum, analisis didasarkan pada anggapan bahwa dinding bergerak secara lateral dalam kondisi seperti ini, tekanan tanah lateral memenuhi teori Rankine atau Coulomb.  Pada turap, gaya-gaya lateral akibat tekanan tanah yang bekerja sebenarnya tidak dapat dihitung secara langsung  Hal ini disebabkan karena dinding turap bersifat fleksibel, sehingga perilaku deformasinya tidak sama dengan dinding penahan tanah pada umunya.

 Gaya Lateral akibat Tekanan Air  Kondisi ketidakseimbangan tekanan air di depan dan di

belakang dindining terjadi pada dinding turap yang dibangun untuk bangunan-bangunan yang tergenang air.  Kondisi ketidakseimbangan tekanan, umumnya terjadi saat air di depan dinding turap surut.  Tekanan lateral pada turap mencapai maksimum bila muka air di depan turap pada kedudukan paling rendah.  Kondisi lain dapat pula terjadi apabila hujan lebat, muka air di depannya, sehingga menimbulkan tambahan tekanan pada dinding turap. Selain itu, pengaliran air dari belakang dinding menuju ke depan, menimbulkan pengurangan tekanan tanah efektif pada tanah di depan dinding, dengan demikian mereduksi tekanan tanah pasif.

Perencanaan Sheet Piles  ada tiga modal pemancangan yang dapat dilakukan

yaitu 1. Vibro Hammer 2. Water Jetting 3. Diesel Hammer

 Vibro Hammer  Terdiri dari sepasang pembangkit yang bekerja berlawanan arah, dimana pada saat pemasangan sheet piles alat ini dipasang pada pegangan di kepala sheet piles.  Kombinasi berat dan energi getaran akan mendorong sheet piles ke dalam tanah.  Untuk memilih penggunaan type vibro hammer yang akan digunakan harus disesuaikan dengan berat dan panjang sheet piles yang akan digunakan.  Peralatan ini efektif digunakan pada tanah lepas hingga tanah granular yang padat, namun tidak begitu efektif pada tanah lempung yang keras dan tanah lempung yang kaku.

 Water Jetting  dilakukan jika penggunaan vibro hammer tidak mungkin dilakukan.  Pipa water jet yang dilengkapi dengan lubang pipa dari pangkal hingga ujung telah dipasang ke dalam pile di pabrik.  dapat digunakan pada tanah granular  cara penyemprotan ini sangat efektif digunakan pada tanah lempung padat hingga tanah lempung yang kaku.  Apabila digunakan pada tanah granular yang mengandung kerikil dan berbutir kasar yang tidak dapat ditembus oleh air masih dapat dilakukan dengan pemancangan dengan kombinasi jetting dan hammering.

 Diesel Hammer  Biasa digunakan untuk pemancangan normal pada tanah lempung yang kaku

Perancangan Dinding Turap

Instalasi Sheet Pile 1. 2. 3. 4. 5.

Eksplorasi lokasi pemancangan Peletakan Pemancangan Pemotongan Inspeksi

 Eksplorasi lokasi pemancangan  dilakukan pemetaan dan pengidentifikasi data tanah pada lokasi  bertujuan untuk mengetahui koordinat atau titik-titik pemancangan

 Peletakan  pile di pancang pada titik koordinat yang telah ditentukan menggunakan Vibro Hammer ( jenis vibro pada proyek : vibro hammer tommen 90 Kw)  Pada tahap ini sebelum pile ditanam diadakan pemerikasaan kelurusan(verticality) dengan menggunakan pengarah guide wales.  Untuk metode peletakan pile terbagi beberapa jenis yaitu secara urutan, echelon, dan panel.  Pada proyek pembangunan sheet pile di jembatan merr menggunakan metode peletakan secara urutan.

 Pemancangan  Setelah dinyatakan telah lurus piles dipancang ke dalam tanah dengan mesin pemancang.  Pile yang digunakan bisa dari kayu, beton ataupun baja.  Tiang kayu diperoleh dari batang pohon yang tinggi. Tiang beton sekarang tersedia dalam bentuk persegi, oktagonal, dan lingkaran, tiang baja dapat berupa pipa baja atau profil balok baja semisal H atau C.  Keunggulan memancang yaitu tanah yang tergeser akibat pemancangan tiang memadatkan tanah di sekitarnya,  Pondasi yang bergantung pada tiang pancang seringkali memiliki kelompok tiang yang dipersatukan dengan pur/pile cap  Pondasi tiang pancang dipergunakan pada tanah-tanah lembek, tanah berawa, kondisi daya dukung tanah (sigma tanah) kecil, kondisi air tanah tinggi dan tanah keras pada posisi sangat dalam.

 Pemotongan  Hal ini dilakukan pada saat pile telah mencapai batas tanah(bagian tanah keras) maka dilakukan pemotongan pada sisa pile yang tersisa.  Inspeksi  Seandainya ditemukan pile yang terpancang pada lokasi yang salah serta terdapat kerusakan atau kebocoran pada pile maka pihak kontraktor harus mengangkat dan menggantikan pile tersebut dengan pile yang baru.

Contoh soal  Diketahui o Berat volume tanah urug o o o o o

dalam keadaan jenuh ϒwt = 1,8 ton/m3 Berat volume tanah efektif (ϒ’) = 0,7 ton/m3 Kohesi tanah dalam keadaan undrained, cu = 4 ton/m2 Sudut geser dalam tanah, Φ = 35o Digunakan faktor keamanan = 2 untuk gaya pasif tekanan hidrostatik pada kedua sisi turap dianggap nol

 Ditanya :  Hitung tekanan pasif dan aktifnya  Tentukan letak angker  Tentukan Kedalaman Penetrasi turap / sheet pille

(deep of cut off)

 Dijawab :  Cari Koefisien tekanan tanah

aktif Koefisien tekanan tanah aktif (Ka) Ka = tan2 (45o - 35/2) = 0,27 Koefisien tekanan tanah pasif Kp Kp = tan2 (45o + 35/2) = 3,69 dimana δ = 0 K’ = Kp – Ka = 3,69 – 0,27 = 3,42

 Menghitung tekanan tanah/besaran gaya lateral sebagai akibat dari suatu muatan tambahan (surcharge load)

pa1 = (ϒ x h0 + q) x Ka – 2 x c x = (3,75 x 0,27) – 2 x 4 x = 3,144 t/m2 pa3 = (ϒ x h2) x Ka – 2 x c x = (1,8 x 8,15) x 0,27 – 2 x 4 x = 0,1879 t/m2 Jadi a didapatkan dari: pa5 = pa3 + pa4 = 1,879 + 3,96 = 4,1479 t/m2

pa2 = (ϒ x h1 x Ka) = 1,8 x 8,15 x 0,27 = 0,1879 t/m2 pa4 = (ϒ x h2 x Ka) = 1,8 x 8,15 x 0,27 = 3,96 t/m2 pa5 = ϒ x a x K’ a = pa5 / ϒ x K’ = 4,1479 / 1,8 x 3,42 = 0,6738 m

Perhitungan tekanan tanah aktif yang terjadi Pa1 = pa1 x h1 Pa2 = ½ x pa2 x h1 = 3,144 x 0,3 = 0,5 x 0,1458 x 0,3 = 0,9432 t/m2 = 0,0218 t/m2 Pa3 = pa3 x h2 = 0,1879 x 8,15 = 1,531 t/m2 Pa5 = ½ x pa5 x a = 0,5 x 4,1479 x 0,6738 = 1,397 t/m2

Pa4 = ½ x pa4 x h2 = 0,5 x 3,96 x 8,15 = 16,137 t/m2

Perhitungan tekanan pasif yang terjadi pp1 = ϒ x X x K’ = 1,8X x 3,42 = 6,156X t/m2 Pp1 = ½ x pp1 x X = 3,076X2 t/m

Σ Mangker = 0 Σ Paz = Pa1 ( 0,17 – 0,15 ) + Pa2 (0,13 – 0,1) + Pa3 (1/2 x 8,15 + 0,13) + Pa4 (2/3 x 8,15 + 0,13) + Pa5 (1/3 x 0,6738 + 0,13 + 8,15) = 0,9432 (0,02) + 0,2187 (0,03) + 1,531 (4,205) +16,137 (5,563) + 1,397 (8,5046) = 0,018864 + 0,00656 + 6,437 + 89,77 + 11,88 = 108,11236 Z = 108,11236 / 20,03 = 5,39 meter =~5,5 meter Jadi Garis kerja Pa terletak pada 5,5 meter dibawah angker.

 Menentukan Kedalaman Penetrasi turap / sheet pille (deep

of cut off) Σ Mangker = 0 Σ Pp z = Pp1 (2/3X + 0,6738 + 8,15 + 0,13) = 3,076 X2 x (2/3y + 8,9538) 108,11236 = 2,05 X3 + 27,542 X2 = (2,05 X + 27,542) X2 X = 1,85 meter D =a+X = 0,6738 + 1,85 meter = 2,60 meter

Diambil angka kemanan 100% jadi : D = 1,60 + ( 100% x 2,60) = 5,2 ~~ 5,5 meter Jadi dalamnya pemancangan sheet pile adalah 5,5 meter dengan panjang total turap / sheet pile yang dibutuhan adalah 14 meter cek kestabilan sheet pile / turap pancang D > 1/3 H 5,5 > 1/3 x 14 5,5 > 4,66...........................................................OK!