Metode Dewatering pada pekerjaan SIPIL

Dalam melaksanakan Dewatering pada pekerjaan sipil dapat menggunakan beberapa metode

yang telah banyak digunakan pada proyek-proyek bangunan sipil. Metode dewatering selalu

berubah-ubah menyesuaikan dengan kondisi di lapangan. Seiring perkembangan teknologi, maka

cara-cara dewatering pun ikut berkembang sesuai dengan kemajuan teknologi. Secara mendasar

ada empat metode dewatering, supaya dapat mengontrol air tanah pada proses

pelaksanaan proyekkonstruksiMetodedewateringtersebutadalah.

1. Dewatering dengan metode Open Pumping

2. Dewatering dengan metode Predrainage

3. Dewatering dengan metode Cut Off

4. Dewatering dengan metode Compressed Air

Pada waktu merencanakan bangunan sudah harus memilih salah satu dari empat jenismetode

dewatering tersebut, atau dengan cara melakukan kombinasi diantara empatmetode

dewatering tersebut.

Supaya dapat memutuskan metode dewatering (pengeringan) yang layak, baik dalam

perencanaan maupun dalam pelaksanaan, diperlukan informasi dalam berbagai faktor yang

mempengaruhi timbulnya persoalan, yaitu:

Kondisi alam tanah yang bersangkutan

Hidrologi air tanah (ground water hydrology)

Ukuran serta dalamnya galian yang diperlukan

Metode galian dan penahan tanah yang diusulkan

Kedekatan jarak dengan bangunan yang telah ada, dan kedalaman serta tipefondasi yang

digunakan.

Desain dan fungsi bangunan.

Rencana dan jadwal yang direncanakan

Pencemaran alam pada lokasi

Atas dasar hal-hal di atas, seorang ahli dewatering dapat merencanakan dewatering systemyang

akan diusulkan.

Empat metode yang mendasar ini sering tidak dipahami oleh para engineer yang telah

melaksanakan proyek sekalipun, sehingga terkadang terjadi keterlambatan pelaksanaan dan

bahkan sering mengakibatkan kerugian proyek secara finansial. Kesalahan yang diakibatkan oleh

kurang pahamnya terhadap masalah pengendalian ground water ini, dapat mengakibatkan

perubahan desain dan perubahan cara pelaksanaan secara total.

Untuk mencegah hal tersebut sebaiknya dipahami dulu metode-metode dewateing yang sesuai

dengan kondisi aktual proyek yang dikerjakan.

OPEN PUMPING

Pada metode dewatering ini air tanah dibiarkan mengalir ke dalam lubang galian, kemudian

dipompa keluar melalui sumur/ selokan penampung di dasar galian.

Gambar Potongan

Tampak Atas

Metode Open Pumping ini digunakan bila:

Karakteristik tanah merupakan tanah padat, bergradasi baik dan berkohesi

Jumlah air yang akan dipompa tidak besar (debitnya)

Dapat dibuat sumur/ selokan penampung untuk pompa.

Galian tidak dalam.

Pelaksanaan Metode Open Pumping:

Siapkan saluran untuk mengalirkan air tanah yang dipompa, sejak sebelum penggalian

dimulai.

Penggalian diakukan sampai kedalaman rencana, bila belum sampai pada kedalaman

rencana sudah tergenang air yang cukup mengganggu pekerjaan galian, maka penggaliannya

dilakukan secara bertahap.

Pada setiap tahapan galian dibuat sumur kecil/ selokan tandon air untuk tempatpompa

isap.

Pada sumur/ selokan tandon air tersebut, dipasang pompa untuk pengeringan (pompa

submersible lebih baik dibanding pompa biasa).

Bila kedalaman galian melebihi kemampuan isap pompa (suction lift), maka pemompaan

dapat diturunkan

Bila galian sangat luas, dapat dilakukan secara bertahap. Dan membuat sumur/ selokan di

beberapa tempat.

Galian dengan areal yang sangat luas, maka dilakukan penahapan sebagai berikut:

Tanah digali sebatas muka air tanah pada seluruh luasan galian dengan Bulldozer/

Excavator.

Disekeliling tepi galian dibuat galian selokan dengan kedalaman lebih dari  elevasi dasar

galian, dengan menggunakan excavator atau clampshell.

Prosedur ini sekaligus dapat mengontrol lateral seepage (rembesan) ke dalamselokan

tandon di sekeliling tepi galian.

PRE-DRAINAGE

Pada Metode Dewatering ini muka air tanah (water table) diturunkan terlebih dulu sebelum

penggalian dimulai, dengan menggunakan wells, wellpoints.

Potongan Metode dewatering PREDRAINAGE

Tampak Atas Metode dewatering PREDRAINAGE

Metode Predrainage digunakan bila :

Karakteristik tanah merupakan tanah lepas, berbutir seragam, cadas lunak dengan banyak

celah.

Jumlah air yang akan dipompa cukup besar (debitnya).

Slope tanah sensitif terhadap erosi atau mudah terjadi rotary slide.

Penurunan muka air tanah tidak mengganggu atau merugikan bangunan di sekitarnya.

Tersedia saluran pembuangan air dewatering.

Pelaksanaan Metode Predrainage :

Prinsip predrainage di sini adalah muka air tanah di daerah galian diturunkan sampai di

bawah elevasi rencana dasar galian, dengan menggunakan wellpoint system atau deep well,

sebelum pekerjaan galian dimulai. Dengan demikian selama proses penggalian tidak akan

tergganggu oleh air tanah.

Urutan pekerjaan dewatering metode predrainage adalah:

Dibuat suatu perencanaan (design wellpoints) untuk memperoleh jumlahwellpoint yang

diperlukan (letak dan jaraknya) dan kapasitas pompa yang akan digunakan. Jarak tiap-

tiap wellpoint biasanya berkisar antara 1 sampai 4 meter, dengan suction lift (penurunan muka

air tanah) antara 5 sampai 7 meter.

Dibuat sumur tes untuk mengetahui lapisan tanah dan tinggi muka air tanah, guna

meyakinkan perencanaan yang ada.

Dipersiapkan saluran untuk mengalirkan air buangan dari pompa ke dalamsaluran

drainase yang ada. Hal ini perlu menjadi perhatian karena debit air yang dibuang kadang-kadang

cukup besar.

Dipasang wellpoint dengan kedalaman dan jarak tertentu dan bagian pengisapnya (bagian

atas) dihubungkan dengan header (pipa penghubung wellpoint). Kemudian header

pipe dihubungkan dengan pompa dengan pipa buangnya disambung dan diarahkan ke saluran

pembuang.

Pada pemilihan sistem predrainage ini harus diperhatikan benar ketersediaan saluran

drainase yang dapat menampung debit air yang harus dibuang per menitnya. Bila tidak

tersedia saluran drainase yang cukup, akan timbul masalah baru, dalam rangka proses

pengeringan (dewatering) dengan sistem predrainage ini. Untuk mengatasi masalah tersebut,

biasanya air buangan dimasukkan kembali ke dalam tanah dengan membuat sumur-sumur

resapan.

Pada titik  kedudukan wellpoint dibor sampai kedalaman tempat bagian atas

saringanwellpoint terletak minimum 100 cm di bawah elevasi dasar galian (untuk tanah yang

tidak UNIFORM).

Bila dasar galian terletak pada tanah lempung (clay), maka bagian atas saringan berjarak kurang

lebih 15 cm dari permukaan clay.

Bila lapisan tanah terdiri dari pasir halus, maka saringan harus diletakkan sampai pada lapisan

butir kasar. Hal ini untuk mencegah agar partikel halus dari tanah tidak ikut tersedot olehpompa.

Dalam hal ini installasi pipa-pipa yang ada tidak boleh terjadi kebocoran, karana akan

mengurangi efektifitas pompa yang digunakan.

Bila elevasi dasar galian sangat dalam dari muka air tanah, sedang maximum suction lift hanya

5-7 meter, maka dapat dipergunakan dua cara:

1. Multy Stage Wellpoint system

2. Kombinasi deep well  dengan single stage wellpoint.

CUT OFF

Pada metode dewatering cut off ini aliran air tanah dipotong dengan beberapa cara, yaitu dengan

menggunakan:

1. Steel Sheet Pile

2. Concrete diaphragm wall

3. Secant piles

4. Slurry Trenches (tidak dapat berfungsi sebagai penahan tanah)

Potongan Metode Cut Off

Tampak Atas Metode Cut Off

Metode Cut Off, digunakan bila:

Sama dengan persyaratan pada Metode dewatering predrainage, kecuali item terakhir

(karena pada metode dewatering Cut Off ini tidak ada penurunan muka air tanah di sekitarnya).

Dinding Cut Off diperlukan juga untuk struktur penahan tanah.

Gedung sebelah yang ada, sensitif terhadap penurunan muka air tanah.

Tidak tersedia saluran pembuang (saluran drain).

Diperlukan untuk menunjang metode Top Down pada pekerjaan basement.

Pelaksanaan Metode Cut Off:

Prinsip metode dewatering Cut Off ini adalah memotong aliran air dengan

suatu dindingpembatas, sehingga daerah yang dikehendaki dapat terbebas dari air tanah. Ditinjau

dari pergerakan air tanah, Metode dewatering cut off ini paling baik, karena tidak terjadi aliran

air tanah, dan tidak terjadi penurunan muka air tanah di sekeliling luar daerah galian.

Jenisdinding yang digunakan beserta urut-urutan kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut::

1. Steel Sheet Pile:

Tetapkan jenis profil steel sheet pile yang akan digunakan, karena steel sheet pile tersebut

juga berfungsi sebagai struktur penahan tanah.

Tetapkan model profil yang terletak pada belokan (biasanya menggunakan profil yang

ada dipotong dan disambung kembali sesuai model yang dikehendaki).

Bila diperlukan, steel sheet pile dapat disambung lebih dulu sebelum dipancang, dengan

memperhatikan agar alur sambungan dengan steel sheet pile yang lain tetap terjaga.

Steel Sheet Pile dipancang pada tempatnya untuk tahap 1 cukup pada kedalaman

agar steel sheet pile dapat berdiri sendiri dengan stabil. 

Steel sheet pile berikutnya dipancang dengan mengikuti alur sambungan dengansteel

sheet pile yang telah dipancang lebih dulu, dengan kedalaman yang sama. Begitu seterusnya

dengan steel sheet pile selanjutnya sampai sepanjang yang kita kehendaki.

Pemancangan tahap berikutnya adalah memancang steel sheet pile satu per satu sampai

kedalaman yang dikehendaki. Untuk menjaga agar steel sheet pile tidak keluar

dari interlocking selama proses pemancangan, disarankan menggunakanVibro Hammer yang

dilayani dengan Crane. Disarankan dipancang bagian tengah lebih dulu.

Bila pemancangan telah selesai sesuai dengan kedalaman yang dikehendaki yaitu sampai

pada lapisan impermeable, barulah pekerjaan galian dapat dimulai. Bila diperlukan steel sheet

pile dapat diperkuat dengan strutting yang dipasang bersamaan mengikuti pekerjaan galian.

Bermacam-macam jenis perkuatan dapat dilakukan, tergantung hal-hal yang mempengaruhinya.

Bila galian terlalu lebar, penggunaan strutting tidak efisien, sebagai gantinya diperlukan bracing.

Bila diinginkan daerah galian bebas dari struktur penahan, maka dapat digunakansistem

angkur.

Bila pada kaki steel sheet pile terdapat lapisan impermeable (clay) yang ketebalannya

tidak cukup kuat menahan tekanan air, agar tidak terjadi peristiwaquick sand, di luar dinding

steel sheet pile dipasang pressure relief well(Sumur pelepasan tekanan).

Bila lapisan impervious letaknya sangat dalam, untuk memperkecil hydraulic

gradient (untuk mengurangi tinggi tekanan air) pemancangan steel sheet piledapat diperdalam.

Dengan demikian dapat dihindari terjadinya peristiwa quick sand. Air tidak akan muncul pada

dasar galian karena telah kehabisan tinggi tekanan airnya.

Concrete Diaphragm Wall pada Metode Cut Off

Diaphragm Wall ini dibuat dari beton yang dicor di dalam tanah membentuk dinding yang dapat

berfungsi sebagai cut off dewatering dan sebagai struktur penahan tanah. Pada proses penggalian

tanah (basement). Metode pelaksanaan diaphragm wall secara garis besar dapat dijelaskan

sebagai berikut :

Dibuat guide wall dari beton sepanjang diaphragm wall sebagai pedoman penggalian dan

sekaligus difungsikan sebagai lantai kerja (beton bertulang).

GUIDE WALL

Dilakukan galian tanah untuk diaphragm wall, panel demi panel (panel female) berselang

seling dengan menggunakan clampshell, selebar dan sedalam desain. Bila perlu dengan

bantuan lumpur bentonite untuk mencegah keruntuhan dindinggalian.

Lubang tanah yang telah selesai digali secara selang-seling kemudian

dipasangpembesian dan pipa, untuk pengecoran panel female.

Galian Female + Pemasangan Pipa

Pengecoran Female

Panel-panel antara galian yang sudah dicor beton, digali seperti panel yang terdahulu

(panel male).

Kemudian panel-panel tersebut dicor beton, sehingga membentuk dinding betonyang

menerus.

Metode Cut Off dengan Secant Piles

Dewatering dengan Metode Cut Off dapat dilakukan dengan menggunakan Secant Piles,

yaitu tiang yang saling bepotongan sehingga membentuk dinding yang rapat.

Prosesnya sama dengan diaphragm wall, tetapi materialnya menggunakan tiang beton

bertulang dan tiang dari semen bentonite, yang dapat diuraikan sebagai berikut :

Di titik yang telah ditetapkan, tanah di bor sedalam desain, kemudian di cor semen

bentonite.

Di sebelahnya, sesuai dengan arah (line) diaphragm wall yang direncanakan, di bor lagi

sedalam desain, dengan jarak as lebih kecil dari 2x diameter lubang, kemudian di cor semen

bentonite. Begitu seterusnya hingga seluruh line diaphragm walldicapai.

Tiang Bentonite

Tepat di tengah-tengah antara tiang-tiang semen bentonite yang telah selesai

dicor (setelah 3 hari), dilakukan pengeboran tanah dengan diameter dan kedalaman yang sama.

Karena jarak tepi tiang lebih kecil dari diameter, maka selama proses pengeboran tiang-tiang

lama akan tergerus. Kemudian dilakukan pengecorandengan semen bentonite. Begitu seterusnya

diantara tiang-tiang yang telah di cor, dengan demikian terbentuklah dinding yang rapat, terdiri

dari tiang-tiang yang saling berpotongan (berjejeran).

Pengeboran diantara tiang bentonite

Bila struktur secant pile ini diperlukan juga sebagai struktur penahan tanahselama proses

penggalian, maka untuk tiang yang tahap kedua di cor beton bertulang (sebagai struktur penahan)

Semen bentonite yang ada di pasaran ada beberapa macam antara lain Indobent(produksi

dalam negeri), dan produksi luar negeri (impor). Sedangkan campuransemen bentonite dari

beberapa trial mix yang pernah dilakukan, telah didapatkan hasil test laboratorium

untuk Unconfined Compressive Strength pada umur 7 hari.

NO Material Campuran Komposisi Berat Campuran Kg/cm2 Keterangan

1 Air Cement Bentonite 1000kg, 300kg, 70kg 0.7265 Umur 7 hari

2 Air Cement Bentonite 1000kg, 300kg, 50kg 1,6718 Umur 7 hari

Metode Cut Off dengan Slurry Trenches

Dewatering dengan metode Cut Off bisa juga menggunakan Slurry Trenches, Slurry Trenches ini

sering digunakan untuk :

Untuk Construction Dewatering

 

Untuk Penjagaan polusi terhadap air tanah

 

Untuk Pengendalian seepage pada dam/tanggul

Metode pelaksanaan Slurry Trenches adalah sebagai berikut: 

1. Parit digali sesuai lebar dan kedalaman desain dengan menggunakan backhoes, clamp

shell atau dragline. Kedalaman galian harus dapat diyakinkan bahwa sudah memotong atau

mencapai lapisan kedap air. Bila perlu pada proses penggalian menggunakan bentonite untuk

menjaga keruntuhan tanah galian dan sambil membentuk lapisan dinding yang dapat membantu

menahan air.

2. Tanah bekas galian yang sudah dibersihkan dari akar-akar dan lain-lain, dicampur dengan

slurry  pada permukaan sepanjang parit menggunakan bulldozer atau loader. Material yang ideal

dalam hal ini adalah silty sand.

3. Penimbunan kembali lubang parit dengan material yang sudah dicampur slurry tersebut,

dilakukan dalam dua tahap.

4. Penimbunan tahap pertama menggunakan clamp shell dengan cara meletakkan material

campuran ke dasar parit, agar tidak terjadi segregasi sampai membentuk lereng timbunan

setinggi permukaan.

5. Penimbunan tahap ke dua, menggunakan bulldozzer dengan cara mendorong material

campuran ke dalam lubang parit melalui lereng yang telah terbentuk pada penimbunan tahap

pertama.

6. Setelah penimbunan kembali selesai, bagian atasnya ditutup dengan tanggul tanah yang

dipadatkan.