istn jetgrouting

APLIKASI JET GROUTINGuntuk

TEROWONGAN dan GALIAN DALAMdi

TANAH LUNAK

Gouw Tjie-Liong, Ir. M.Eng

Jakarta, 12 September 2006

Gouw Tjie Liong

APLIKASI JET GROUTINGuntuk TEROWONGAN dan GALIAN DALAMdi TANAH LUNAK

GOUW TJIE-LIONG Ir. M.EngCertified Geotechnical Consultant (HATTI)

ABSTRACT: The subway construction in Jakarta city shall definitely pass a densely built area, particularly along the north to south direction. The construction of the subway will certainly require deep excavation and tunnelling through soft ground, especially in the northern area of the city. To avoid any adverse and unwanted effects, such as: settlement of existing structures or facilities, the stabilisation of the soft ground becomes important. Jet grouting technique that has been widely applied in Japan since 1970s followed by the European countries and the United States can be one of a promising alternative to stabilise the soft ground for the anticipated subway construction. This paper elaborates the principle of the jet grouting technique and its application for deep excavation and tunnelling.

1. PENDAHULUAN

Lalu lintas di Jakarta kian hari kian padat. Tanpa kemacetan jarak yang dapat ditempuh dalam 20 menit, saat jam-jam sibuk dapat memakan waktu lebih dari satu jam. Tentunya hal ini sangat tidak efisien dan tidak ekonomis. Pembangunan jalan baru selalu kalah cepat dengan pertumbuhan jumlah kendaraan. Agaknya pembangunan kereta api bawah tanah (subway) menjadi tidak terelakkan. Pembangunan jaringan kereta api bawah tanah ini tentunya akan melibatkan pekerjaan galian dan pembuatan terowongan yang dapat mencapai kedalaman belasan bahkan puluhan meter ke dalam tanah. Penggalian dan pembuatan terowongan di daerah yang padat, terutama di daerah bertanah lunak, dapat menimbulkan kerusakan pada bangunan yang ada. Agar penggalian dan pembuatan terowongan dapat berlangsung dengan baik dan untuk menghindari terjadinya gangguan dan kerusakan pada struktur yang ada diperlukan teknik stabilisasi tanah, antara lain: teknik grouting atau teknik injeksi.

Grouting merupakan proses meng-injeksi-kan suatu material cair, baik berupa suspensi atau larutan ke dalam tanah atau batuan dengan tujuan: mengurangi permeabilitas, meningkatkan kuat geser dan mengurangi kompresibilitas. Bahan grout suspensi umumnya menggunakan material berupa: bentonit, semen, kapur, emulsi asphalt dll. Sedangkan bahan grout larutan biasanya berupa bahan kimiawi.

Teknik grouting ini dapat diklasifikasikan ke dalam empat golongan sebagai berikut:

1.1 Permeation Grouting

Dalam teknik Permeation Grouting (Gambar 1a) ini bahan grout berviskositas rendah di-injeksi-kan ke dalam tanah dengan tekanan dan kecepatan yang relatif rendah. Tekanan dan kecepatan yang relatif rendah tersebut dimaksudkan agar gangguan yang ditimbulkan pada

D:\FILES\paper\JetGrouting.odt

Gouw Tjie Liong

A. Permeation Grouting B. Compaction Grouting C . Hydrofracturing

Gambar 1 Permeation Grouting, Compaction Grouting dan Hydrofracturing

struktur tanah seminimal mungkin. Disini bahan grout mengalir melalui pori-pori tanah dan mengisi pori-pori tanah tersebut.

Teknik ini hanya cocok untuk tanah berpermeabilitas tidak kurang dari 10-5 m/det, contohnya: tanah berpasir .

1.2 Compaction Grouting

Dalam teknik Compaction Grouting (Gambar 1b) ini bahan grout berviskositas tinggi (kental) di-injeksi-kan dengan tekanan dan kecepatan yang relatif tinggi. Dengan cara ini bahan grout yang kental ini tetap utuh sebagai satu kesatuan material dan menekan tanah di sekeliling titik injeksi. Tekanan yang diberikan ini akan mendesak dan (diharapkan) memadatkan tanah di sekitarnya.

Teknik compaction grouting ini digunakan pada tanah berpermeabilitas rendah seperti tanah lempung. Tekanan yang ditimbulkan akan meningkatkan tegangan air pori di dalam tanah. Tegangan air pori yang berlebih ini akan mencari jalan untuk terdisipasi, dengan terdisipasinya tekanan air pori maka tanah lempung akan mengalami proses konsolidasi (karena itu teknik ini disebut juga Consolidation Grouting), dan pada gilirannya tanah akan memadat.

Disini bahan grout tidak dapat mengalir jauh dari titik injeksi. Injeksi di dekat permukaan tanah akan mengakibatkan terangkatnya permukaan tanah.


Gouw Tjie Liong

1.3 Hydrofracturing

Dalam teknik Hydrofracturing (Gambar 1c) bahan grout diinjeksikan dengan tekanan yang lebih besar dari kekuatan tarik tanah sehingga tanah mengalami keretakan dan bahan grout menyusup ke dalam daerah yang retak tersebut. Dengan demikian terbentuk lensa-lensa bahan grout yang memadat di dalam tanah.

Teknik Hydrofracturing ini dapat diaplikasikan pada tanah lempung maupun tanah pasir. Namun demikian, teknik ini agak sulit dikontrol dan beresiko mengganggu struktur di sekitarnya.

1.4 Jet Grouting

Dalam teknik Jet Grouting (Gambar 2) bahan grout diinjeksikan ke dalam tanah dengan menggunakan teknik jetting yang bertekanan antara 100 kg/cm2 - 800 kg/cm2. Teknik ini meliputi penghancuran (fracturing) dan pencampuran tanah setempat dengan bahan grout.

Bila diperlukan tanah dapat didorong keluar dan diganti sebagian atau sepenuhnya dengan bahan grout. Dengan demikian akan terbentuk kolom-kolom semen berkekuatan geser/tekan yang besar.

Selanjutnya makalah ini akan membahas aplikasi jet grouting untuk galian dalam dan terowongan. Sedangkan tiga teknik yang disebut terdahulu tidak akan dibahas lebih lanjut.

2. PERALATAN JET GROUTING

Peralatan utama jet grouting terdiri dari silo, mixer, pompa, kompresor dan mesin bor. Susunan peralatan tersebut diperlihatkan dalam Gambar 3. Nomor-nomor pada gambar tersebut menunjukkan peralatan sbb:

(1) Silo (penampungan bahan grout - semen)(2) Mixer (pengaduk bahan grout)(3) Pompa Bertekanan Tinggi (hingga 800 kg/cm2) dan

Kompresor (kapasitas 2400 l/menit pada tekanan 12 kg/cm2).(4) Selang Hidrolis(5) Mesin Bor / Jetting(6) Swivel(7) Proses pemboran tanah dengan teknik water jetting(8) Proses pengisian lubang / pemcampuran tanah dengan semen(9) Pembentukan kolom-kolom semen


Gambar 2 Jet Grouting

Gouw Tjie Liong

Gambar 3 Peralatan Jet Grouting

Gambar 4 Proses Pelaksanaan Jet Grouting


Nosel JET

Gouw Tjie Liong

3. PELAKSANAAN JET GROUTING

Pelaksanaan jet grouting dilakukan dengan urut-urutan sebagai berikut (lihat Gambar 4):

Pemboran (Gambar 4 A dan B) dilakukan dengan menyemprotkan air (dan udara) bertekanan tinggi. Air keluar lewat nosel di ujung mata jet.

Setelah pemboran selesai, nosel di ujung mata jet ditutup, bahan grout (yang umumnya berupa semen) dipompakan dengan tekanan tinggi (200 - 800 kg/cm2) dan keluar melalui nosel di tepi mata jet. Stang bor diputar dengan kecepatan pemutaran tertentu sambil perlahan-lahan ditarik ke atas (Gambar 4 C dan D). Tergantung dari kecepatan putaran dan penarikan stang bor, semprotan jet bahan grout ini akan memecah dan mencampur atau menggantikan tanah dengan bahan grout. Terbentuklah suatu kolom semen-tanah atau kolom semen (Gambar 4 E).

4. SISTEM INJEKSI

Tergantung dari proses dan jumlah jenis material yang dipakai dalam pelaksanaan, jet grouting umumnya dikategorikan ke dalam tiga sub teknik, yaitu:

4.1 Injeksi Tunggal (Single Injection System)

Disini hanya digunakan satu material, yaitu langsung menggunakan bahan grout yang sekaligus berfungsi sebagai bahan pemecah dan bahan stabilisasi tanah.

Pemboran dilakukan dengan menyemprotkan air berkecepatan tinggi melalui nosel di ujung mata jet. Setelah mencapai kedalaman yang diinginkan stabilisasi tanah dimulai dengan meng- injeksi-kan bahan grout melalui nosel tepi dari batang bor tunggal (Gambar 5).

Diameter kolom yang dihasilkan oleh sistem injeksi tunggal ini bervariasi antara:

40 - 60 cm untuk tanah kohesif 50 -120 cm untuk tanah granular

Hasil akhir sangat terpengaruh oleh kekuatan tekan dan kecepatan aliran yang dihasilkan oleh pompa grouting. Umumnya kecepatan alir bahan grout pada teknik ini adalah antara 150-475 liter/menit pada tekanan 600 kg/cm2.

Dibandingkan dengan dua sistem lain yang akan diterangkan kemudian untuk per satuan semen/volume tanah yang sama, kolom semen yang dihasilkan sistem ini paling keras.


Gouw Tjie Liong

Gambar 5 Jet Grouting dengan Sistem Injeksi Tunggal

4.2 Injeksi Ganda (Double Injection System)

Dalam proses stabilisasi diinjeksikan dua jenis material, yaitu: bahan grout dan udara atau air. Karena itu disebut sistem injeksi ganda. Sistem injeksi ganda ini dibedakan lagi atas dua varian, yaitu: sistem injeksi konsentris dan sistem injeksi tidak konsentris.

Sistem injeksi ganda konsentris diperlihatkan pada Gambar 6. Proses pemboran sama dengan sistem injeksi tunggal. Proses stabilisasi dilakukan dengan meng-injeksi-kan bahan grout dan udara secara bersamaan melalui nosel ganda yang konsentris dari batang bor ganda yang konsentris pula.


Gouw Tjie Liong

Sistem ini menghasilkan kolom semen yang berdiameter lebih kurang dua kali hasil sistem injeksi tunggal. Hal ini dimungkinkan karena tekanan udara yang diinjeksikan bersamaan dengan bahan grout berfungsi sebagai penyangga antara semprotan bahan grout dengan air tanah. Dengan adanya penyangga udara ini, tanah yang terpotong oleh proses jetting tidak akan bercampur dengan bahan grout dan lumpur yang dihasilkan lebih mudah terdorong keluar oleh adanya gelembung udara dan tekanan udara.

Kelemahan sistem ini adalah adanya kandungan udara dari kolom semen yang dihasilkan. Akibatnya kuat tekan dan kuat geser kolom yang dihasilkan lebih rendah dari sistem injeksi tunggal.

Gambar 6 Jet Grouting dengan Sistem Injeksi Ganda Konsentris


Gouw Tjie Liong

Pada sistem injeksi ganda non konsentris (Gambar 7) proses stabilisasi dilakukan dengan meng-injeksi-kan bahan grout dan air secara bersamaan melalui nosel yang berbeda dari batang ganda yang konsentris

Gambar 7 Jet Grouting dengan Sistem Injeksi Ganda Non Konsentris


Gouw Tjie Liong

Bahan grout dinjeksikan dari nosel tepi yang berada sedikit di bawah (dan disisi yang berbeda) dari nosel yang meng-injeksi-kan air. Disini air berfungsi sebagai pemotong lapisan tanah dan pendorong hasil potongan tanah.

Sistem ini menghasilkan diameter kolom yang lebih kecil dari sistem injeksi ganda konsentris. Namun kepadatan kolom lebih baik, karena tidak ada udara di dalam kolom.

4.3 Injeksi Tripel (Triple Injection System)

Gambar 8 Jet Grouting dengan Sistem Injeksi Tripel


Gouw Tjie Liong

Kalau pada sistem sebelumnya hanya digunakan udara atau air untuk pemecah tanah dan pembilas, maka pada sistem injeksi tripel ini air dan udara digunakan secara bersamaan untuk memecah tanah dan membilas. Air dan udara ini diinjeksikan melalui nosel ganda yang konsentris dimana pada saat bersamaan bahan grout juga diinjeksikan melalui nosel lain yang berada sedikit di bawah nosel udara dan air. Jadi ketiga material tersebut diinjeksikan secara simultan melalui batang bor triplet (lihat Gambar 8).

Sistem ini dapat meggantikan seluruh tanah yang dipotong oleh proses jetting dengan bahan grout (full replacement). Dengan demikian akan dihasilkan suatu kolom semen yang homogen. Dibandingkan dengan dua sistem terdahulu, sistem ini menghasilkan diameter kolom yang terbesar. Di tanah kohesif diameter yang dihasilkan dapat mencapai 150 cm dan di tanah non kohesif dapat mencapai 200 cm.

4.4 Beberapa Tipe Mata Jet Lain

Tipe-tipe mata jet yang disajikan terdahulu adalah jenis-jenis yang dikembangkan di Eropa. Gambar 9 menunjukkan beberapa tipe nosel yang dikembangkan di Jepang.

Gambar 9 Beberapa Tipe Mata Jet Grouting yang dikembangkan di Jepang


Gouw Tjie Liong

Prinsip kerja dari mata jet tersebut pada dasarnya tidak berbeda satu dengan yang lainnya. Spesifikasi dari peralatan dan operasi jet grouting umumnya berkisar pada angka-angka yang disajikan di bawah ini:

Diameter nosel ................. : 1.5 - 3 mmKecepatan rotasi stang bor : 5 - 25 rpm

Kecepatan penarikan stang : 5 - 50 cm/menit

Tekanan injeksi air : 200-500 kg/cm2 (70-100 l/menit) Tekanan injeksi udara : 6-10 kg/cm2 (1000 - 2400 l/menit)Tekanan injeksi grout : 70-500 kg/cm2 (40-120 l/menit)

5. FORMASI JET GROUTING

Susunan (formasi) titik-titik stabilisasi tanah tergantung dari tujuan jet grouting dan jenis bangunan yang akan didirikan. Susunan tipikal diperlihatkan dalam Gambar 10.

Gambar 10 Formasi Tipikal Jet Grouting

Teknik jet grouting ini sangat fleksibel, dalam arti kata dapat diaplikasikan untuk berbagai bentuk geometris. Contoh:

Bentuk strip yang menerus dapat dibentuk dengan membuat kolom-kolom yang saling overlap. Kolom-kolom dapat dibentuk satu baris ataupun dua baris. Diterapkan untuk membuat dinding penahan tanah atau dinding kedap air (cut-off wall) untuk pengendalian air tanah.

Bentuk blok dimana satu kolom dengan kolom lain dapat dibuat berjarak tertentu, bersinggungan atau overlap. Diterapkan untuk meningkatkan daya dukung tanah struktur pondasi; mencegah terjadinya heaving, mencegah boiling, sebagai water proofing pada galian dalam tanah lunak; atau memperbaiki sifat-sifat mekanis tanah dalam pembuatan terowongan.

Kolom-kolom horizontal. Diterapkan untuk perkuatan/stabilisasi tanah pada saat pembuatan terowongan.


Gouw Tjie Liong

6. DIAMETER EFEKTIF

Diameter efektif kolom hasil jet grouting tergantung kepada kondisi tanah dan tekanan injeksi (jetting). Sebagai patokan dasar dapat dipakai data sebagaimana disajikan pada Tabel 1 dan 2. Gambar 11memperlihatkan kolom hasil jet grouting.

Tabel 1 Diameter Efektif Jet Grouting untuk Tanah Kohesif

Kohesi (t/m2) c < 1 1 < c < 3 3 < c < 5

Diameter Efektif untuk Kedalaman Maximum 20 m 800mm 700 mm 500 mmKecepatan Angkat Stang Bor (menit/m) 3 4 6Tekanan (P) dan Kecepatan(v) Injeksi Tekanan(P) = 200 kg/cm2

Kecepatan (v) = 80 l/menit catatan: untuk kedalaman lebih dari 20 m sebaiknya dilakukan uji coba terlebih dahulu.

Tabel 2 Diameter Efektif Jet Grouting untuk Tanah Non Kohesif

Nilai N SPT N

Gouw Tjie Liong

7. MATERIAL DAN KEKUATAN

Material dasar yang digunakan dalam pelaksanaan jet grouting adalah campuran semen dan air, yang ditambah dengan bahan pengisi dan additive (hardener). Tabel 3 menunjukkan beberapa tipe semen yang sering dipergunakan. Tabel 4 menunjukkan beberapa komposisi standar material jet grouting.

Tabel 3 Jenis Semen Yang Umum Dipakai

Tipe KuatTekan Tujuan Contoh Aplikasi

Semen Cepat

MengerasSedang Mempercepat setting, meningkatkan daya dukung dan kedap air

Perbaikan tanahMengontrol air di dalam pori-pori tanah, tanggul dan reservoir.

Semen PC Tinggi

Kuat Tekan tinggi, meningkatkan daya dukung dan kedap air

Perbaikan tanahPeningkatan daya dukung pondasi.

Semen Rendah Mengontrol kuat tekan, memperkuat tanah dan kedap airPerlindungan terhadap erosi dan abrasi

SemenSpesial Rendah

Memperkuat humus dan mengusir air

Perbaikan tanah humus (peat) misalnya untuk melindungi pipa

Tabel 4 Beberapa Komposisi Standar Material (per m3 Grout)

AKuat Tekan Tinggi

Semen 760 kgAdditive 12 kg

Air 750 l

BKuat Tekan Sedang

Semen 400-500 kgAdditive 2-4 kg

Air 470 lBahan Pengisi 100-200 kg

CKuat Tekan

Rendah

Semen 300 kgAdditive 4.5 kg

Air 750 lBahanPengisi 400 kg

Tabel 5 Contoh Tipikal Hasil yang Dicapai dengan Komposisi Material pada Tabel 4

Kom-posisi

Material

JenisTanah

Kuat Tekan unconfined

kg/cm2

KohesiC

kg/cm2

Adhesif

kg/cm2

Kekuatan Lentur

kg/cm2

Modulus Elastisitas

E50

kg/cm2

Koefisien Reaksi

Horisontal Subgradekg/cm3

Koefisien Permeabilitas

k

cm/det

APasir 40

Kohesif 10Peat 3

B Pasir 8Kohesif 10Peat 2

C Pasir 5

1/2(qu/3) 1/3 C 1/5(qu/3)

8,000 402,000 10600 3

2,000 82,000 10400 2

1,000 5

1 x 10-7


Gouw Tjie Liong

Tabel 6 Contoh Pelaksanaan dan Hasil Jet Grouting pada macam-macam Tipe Tanah

Unit Tanah Kohesif Tanah Pasiran Pasir / Kerikil Boulder

Nilai N SPT blows/ft 0-2 3-5 0-4 5-15 16-30Diameter Efektif m 1 0.8 1.2 1 0.8 0.8 0.8

Kecepatan Angkat menit/m 7 8 7 8 9 9 9

Kecepatan Injeksi l/menit 60 60 60 60 60 60 60

Volume Injeksi l/menit 504 576 504 576 648 648 648

Konsumsi Semen kg/m

3 383 437 383 437 492 492 492

Jarak As ke As m 0.8-0.9 0.6-0.7 1.0-1.1 0.8-0.9 0.6-0.7 0.6-0.7 0.6-0.7

Kekuatan Tekan kg/cm

2 20 - 40 40 -100 100-150

Contoh tipikal hasil yang dicapai dengan menggunakan komposisi pada Tabel 4 disajikan pada Tabel 5. Contoh lain diberikan pada Tabel 6. Kadar semen merupakan unsur yang paling menentukan kekuatan tekan yang dihasilkan teknik jet grouting. Gambar 12 dan 13 dapat digunakan sebagai petunjuk awal untuk menentukan hubungan volume semen (PC) yang dipakai dengan kuat tekan yang dihasilkan.

Gambar 12 Kadar Semen vs Kuat Tekan


Gouw Tjie Liong

Gambar 13 Kuat Tekan vs Perbandingan Berat Air/Semen

8. APLIKASI JET GROUTING

Peralatan jet grouting (terutama pompa tekan dan mesin bor-nya) menggunakan teknologi komputer yang canggih, otomatis dan flekibel. Untuk memenuhi kriteria perencanaan yang diinginkan, pengoperasiannya dapat diatur sedemikian rupa. Pengaturan yang dimaksud adalah mengatur tekanan injeksi, waktu injeksi, diameter nosel, kecepatan rotasi saat injeksi dan kekentalan (kepadatan) material grout. Dengan cara demikian teknik ini dapat diaplikasikan relatif pada berbagai persoalan geoteknik. Di bawah ini diberikan beberapa contoh aplikasi, terutama yang berkaitan dengan pembuatan terowongan dan galian dalam.

8.1 Stabilisasi Galian Terowongan

Penggalian terowongan pada tanah yang relatif lunak dan bermuka air tanah tinggi dapat menimbulkan permasalahan kestabilan tanah dan rembesan (aliran) air tanah. Bila galian terowongan tidak terlalu dalam dan masih dapat dijangkau peralatan jet grouting dengan efisien, proses stabilisasi dapat dilakukan dari permukaan tanah asli sebagimana diperlihatkan pada Gambar 14. Dalam hal ini jet grouting dilakukan dengan membuat kolom-kolom vertikal yang saling overlap. Tujuan jet grouting disini adalah mengatasi masalah kestabilan galian terowongan dan sebagai penyekat kedap air (waterproofing).


Gouw Tjie Liong

Gambar 14 Stabilisasi Galian Terowongan

8.2 Perkuatan Dinding Terowongan

Permasalahan lain dalam pembuatan terowongan adalah deformasi dinding karena kehilangan tegangan (stress release) akibat penggalian. Disini jet grouting dapat diaplikasikan dengan membuat perkuatan-perkuatan pada posisi dan kemiringan tertentu dari dalam terowongan. Bilamana perlu kolom hasil jet grouting dapat pula dipasang tulangan tarik (Gambar 15). Tujuan jet grouting disini adalah untuk membatasi deformasi dinding terowongan.

Gambar 15 Perkuatan Dinding Terowongan


Gouw Tjie Liong

8.3 Stabilisasi Atap Terowongan

Akibat tekanan tanah di atas galian terowongan, atap terowongan cenderung akan mengalami deformasi. Bila kuat geser tanah tidak cukup maka atap terowongan tersebut bisa mengalami keruntuhan. Untuk memperkuat atap terowongan tersebut, jet grouting dapat diaplikasikan secara relatif horizontal (dengan sudut kemiringan yang kecil) dari dalam terowongan. Perkuatan dilakukan pada bagian yang akan digali (Gambar 16).

Gambar 16 Stabilisasi Atap Terowongan

8.4 Stabilisasi Terowongan dan Lereng

Penggalian terowongan di bawah lereng dapat membahayakan kestabilan lereng yang pada gilirannya juga akan mengakibatkan rusaknya terowongan yang dibangun. Gambar 17 menunjuk-kan stabilisasi lereng dengan jet grouting. Bila perlu pada bagian bawah terowongan juga dapat dilakukan jet grouting untuk meningkatkan kuat geser tanah (notasi a pada Gambar 17). Dalam hal ini jet grouting dilakukan dari kedalaman tertentu hingga elevasi rencana dasar terowongan. Jadi tidak perlu dilakukan hingga ke atas permukaan lereng. Terlihat bahwa perbaikan tanah dengan jet grouting dapat direncanakan dan dilakukan pada spot-spot tertentu di dalam tanah.


Gambar 17 Stabilisasi Lereng dan Terowongan

Gouw Tjie Liong

8.5 Stabilisasi Daerah Akses Terowongan

Sebelum pembuatan terowongan dimulai, diperlukan penggalian vertikal ke dalam tanah hingga elevasi dimana awal terowongan akan dimulai. Selain pada titik awal galian vertikal sejenis ini juga diperlukan pada tempat dimana stasiun-stasiun subway akan didirikan. Galian vertikal untuk akses terowongan dan stasiun ini biasanya berkisar sekitar belasan meter. Bila kita bicara tentang subway maka pada umumnya dibangun di daerah yang padat, karena itu hampir tidak mungkin dilakukan sistem galian terbuka. Pada umumnya penggalian di daerah padat seperti ini memerlukan sistem dinding penahan tanah, baik berupa tiang bor menerus, turap baja ataupun dinding diaphragma. Disini teknik jet grouting juga dapat diterapkan sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 18. Gambar 19 menunjukkan foto perkuatan mulut terowongan. Disini terlihat ada pembesian pada kolom-kolom jet grouting, ini diperlukan agar dinding hasil jet grouting tersebut dapat menahan momen. Seperti pada sistem penahan tanah pada umumnya, disini juga diperlukan sistem waler beam dan angkur tanah (ground anchor).

Gambar 18 Jet Grouting untuk Penahan Tanah

Gambar 19 Jet Grouting untuk Sebagai Dinding Penahan Tanah di Mulut TerownganD:\FILES\paper\JetGrouting.odt

Gouw Tjie Liong

Dalam hal tidak dimungkinkan adanya sistem angkur tanah atau penyangga (struting), maka jet grouting tetap dapat dipergunakan sebagi dinding penahan tanah dengan jalan membuat beberapa baris kolom jet grouting seperti terlihat pada Gambar 20.

Gambar 20 Konfigurasi Jet Grouting untuk Dinding Penahan Tanah Tanpa Tulangan dan Tanpa Angkur Tanah ataupun Penyangga.

8.6 Stabilisasi Bangunan Dekat Galian

Apabila pembuatan terowongan atau galian dalam terletak dekat atau berbatasan dengan bangunan yang ada, seringkali diperlukan suatu sistem penyangga bangunan (underpinning). Terutama untuk bangunan yang sistem pondasinya berupa pondasi dangkal atau yang dasar pondasinya berada di atas dasar galian atau dasar terowongan. Sistem penyangga atau underpinning ini diperlukan untuk menunjang bangunan agar tidak mengalami penurunan akibat penggalian. Teknik jet grouting juga dapat dipergunakan untuk membuat penyangga termaksud sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 21.

Untuk mencegah terjadinya deformasi lateral yang dapat mengakibatkan penurunan kapasitas pondasi dan membahayakan bangunan. Disamping untuk sistem penyangga, jet grouting dapat pula diterapkan untuk membuat angkur tanah seperti terlihat pada Gambar 22.


Gouw Tjie Liong

Gambar 21 Jet Grouting untuk Penyangga (underpinning)

Gambar 22 Jet Grouting untuk Angkur Tanah


Gouw Tjie Liong

Bilamana galian tidak terlalu dekat dengan bangunan dan bangunan tidak memerlukan sistem penyangga, maka umumnya hanya diperlukan stabilisasi tanah atau membuat dinding penahan tanah dengan teknik jet grouting seperti yang diperlihatkan pada Gambar 23.

Gambar 23 Stabilisasi Galian Dekat Bangunan

8.7 Dinding Penahan Tanah Lingkaran

Teknik jet grouting juga dapat dipergunakan untuk membuat suatu dinding penahan tanah berbentuk lingkaran seperti disajikan dalam Gambar 24. Dinding penahan berbentuk lingkaran ini memiliki keuntungan teknis berupa tidak diperlukan angkur tanah ataupun penyangga di dalam galian. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa tekanan tanah pada dinding berbentuk lingkaran hanya akan menimbulkan gaya tekan terhadap struktur dinding penahan tanah dan tidak ada gaya tarik. Hal ini jelas menguntungkan, karena kolom semen hasil jet grouting umumnya memiliki kuat tekan yang besar tetapi (tanpa tulangan) praktis tidak dapat menahan gaya tarik atau momen lentur).

Gambar 24 Dinding Penahan Tanah Lingkaran


Gouw Tjie Liong

8.8 Stabilisasi Dasar Suatu Galian

Pada galian dalam dengan muka air tanah yang tinggi, dasar galian dapat mengalami heaving (fenomena terangkatnya dasar galian yang terjadi pada tanah kohesif) atau boiling (fenomena membuburnya dasar galian pada tanah pasir). Untuk mencegah terjadinya efek tersebut di atas, sebelum penggalian dimulai dasar galian dapat distabilisasi dengan menggunakan teknik jet grouting. Dalam hal ini kolom semen hanya dibentuk mulai dari dasar galian hingga kedalaman tertentu dari dasar galian. Disini kolom jet grouting akan berfungsi sebagai pencegah heaving atau boiling, meniadakan rembesan (seepage) dan sekaligus sebagai penyangga (strutting). Aplikasi sejenis ini diperlihatkan dalam Gambar 25. Gambar 26 memperlihatkan foto aplikasi sejenis di dasar galian berbentuk lingkaran.

Gambar 25 Stabilisasi Dasar Galian Gambar 26 Proses Stabilisasi Dasar Galian

8.9 Stabilisasi Pondasi Jembatan

Bila terowongan atau galian dibuat di dekat suatu jembatan, maka jembatan tersebut perlu diperkuat sebagimana diperlihatkan pada Gambar 27. Gambar 28 menunjukkan aplikasi jet grouting untuk pondasi suatu jembatan baru.

Gambar 27 Perkuatan Pondasi Jembatan


Gouw Tjie Liong

Gambar 28 Jet Grouting untuk Pondasi Jembatan

9. PENUTUP

Uraian diatas memberikan gambaran tentang teknik jet grouting dan aplikasinya untuk stabilisasi tanah, terutama dalam kaitannya dengan pembuatan terowongan dan galian dalam untuk jaringan kereta api bawah tanah. Dasar teori dan cara-cara perhitungannya akan disajikan dalam kesempatan lain.

Suatu hal yang dapat disimpulkan disini adalah teknik jet grouting ini merupakan teknik stabilisasi tanah yang sangat baik dan cukup luas aplikasinya.

10. DAFTAR PUSTAKA

Borden, R.H., Holtz, R.D. and Juran I (ed., 1992, Grouting, Soil Improvement and Geosynthetics, Proc., ASCE Geotechnical Special Publications No. 30, New York.

Koerner, R.M., 1988, Construction and Geotechnical Methods in Foundation Engineering, McGraw Hill International, New York.

Pacchiost Drill Company, Technical Leaftlets.

Techniwell, Technical Leaflets.

Yoshida Boring Machine, Technical Leaftlets.


istn jetgrouting

Documents