## ANALISIS PERILAKU TANAH DISPERSIF TERHADAP DINDING PENAHAN TANAH DALAM PEKERJAAN DEWATERING KONSTRUKSI BASEMENT
Arya Febrian 1 dan Chaidir Anwar Makarim 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: aryafebrian97@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: chaidir259@gmail.com

## ABSTRAK
Skripsi  ini  menganalisis  tentang  metode  pelaksanaan  dalam  pembuatan basement 3  lantai menggunakan sistem dewatering dengan dinding penahan tanah pada tanah dispersif. Tanah dispersif adalah  tanah  yang  mudah  tererosi  dan  terurai  apabila  berinteraksi  dengan  air,  sehingga  dapat menyebabkan banyak kerusakan. Perilaku tanah dispersif terhadap dinding penahan tanah juga sangat berpengaruh pada pekerjaan konstruksi dan dapat mempengaruhi kriteria desain suatu struktur. Tujuan dari  analisis  ini  adalah  untuk  memberi  peringatan  pentingnya  memahami  perilaku  tanah  di  lokasi konstruksi,  terutama  untuk  tanah  sensitif  yang  sangat  memerlukan  keberhati-hatian  desain  dan  juga desain  yang bersifat  koservatifKemudian, analisis dilanjutkan dengan pengecekan  kestabilan dinding penahan  tanah  dengan  menggunakan  bantuan  program.  Dalam  simulasi  program,  syarat  angka keamanan  dan  batas  deformasi  dinding  penahan  tanah  ditingkatkan  untuk  mencegah  kemungkinan terburuk terjadi karena kondisi lapangan dan simulasi pada program tidak sepenuhnya sama. Analisis pada  program  menunjukkan  bahwa  kondisi drained (SF=2.3394) memiliki  angka  keamanan  lebih kecil  dari  kondisi undrained (SF=3.5499).  Hal  ini  membenarkan  teori  bahwa  pada  kondisi drained , tanah  memiliki  permeabilitas  tinggi  sehingga  air  dapat  dengan  mudah  mengalir  keluar  masuk  pada tanah.
Kata kunci : basement , dewatering , tanah dispersif, dinding penahan tanah.

## 1. PENDAHULUAN

## Latar belakang
Seiring  berjalannya  waktu,  keterbatasan  lahan  mendorong  dilakukannya  prinsip  pembangunan basement sebagai salah satu bentuk efisiensi lahan. Dalam  pekerjaan basement proses galian tidak dapat dihindari. Pekerjaan galian harus  mendapat  perhatian  khusus,  seperti  galian basement yang  terletak  di  bawah  muka  air  tanah  yang  dapat mempengaruhi lingkungan sekitar galian. Sehingga, perlu menjaga galian tetap dalam keadaan kering melalui proses pengeringan tanah dengan sistem dewatering .
Dalam  melakukan  pekerjaan dewatering terutama  pada  tanah  dispersif,  diperlukan  peninjauan  kondisi  tanah  pada lokasi galian untuk  menghindari dampak negatif  yang dapat timbul seperti terganggunya stabilitas  muka air tanah. Tanah dispersif merupakan tanah yang belum dikenal luas oleh orang-orang sehingga sulit untuk ditangani dan perlu penanganan khusus oleh ahlinya. Hal tersebut terjadi, pada salah satu pembangunan apartemen di area Jakarta Pusat yang berdampak pada bangunan sekitar lokasi galian, salah satunya bangunan rumah sakit yang terletak tidak jauh dari  lokasi.  Oleh  karena  itu,  diperlukan  dinding  penahan  tanah  dalam  pekerjaan dewatering konstruksi basement agar tidak terjadi aliran air di sekeliling luar area galian.
Maksud  dan  tujuan  dari  penulisan  skripsi  ini  untuk  menganalisis  dan  menggambarkan  perilaku  tanah  dispersif terhadap  dinding  penahan  tanah  serta  dampak  negatif  yang  dapat  timbul  akibat  kurangnya  pemahaman  dan perencanaan  terhadap tanah dispersif. Analisis lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan program.

## Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menjelaskan karakteristik air pada tanah saat dilakukan konstruksi galian di bawah muka  air  tanah,  menjelaskan  apa  itu dewatering ,  menjelaskan  perilaku  tanah  dispersif  terhadap  dinding  penahan tanah  dan  menjelaskan  hasil  perhitungan  dengan  bantuan  program  terhadap  pekerjaan  galian  yang  menggunakan dinding penahan tanah.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## Basement
Dalam  pengertian  umum, basement adalah  ruangan  di  bawah  permukaan  tanah  yang  terletak  pada  sebuah  gedung atau  rumah. Basement dibangun  sebagai  bentuk  usaha  untuk  mengoptimalkan  penggunaan  lahan  yang  semakin terbatas  dan  mahal,  biasanya  digunakan  sebagai  lahan  parkir  atau  ruang  utilitas.  Metode  konstruksi basement dibedakan menjadi 2, yaitu bottom-up construction dan top-down consruction . Pada metode bottom-up construction , galian  dilakukan  hingga  elevasi  rencana  terlebih  dahulu  baru  dilakukan  pekerjaan  struktur  konstruksi basement . Sedangkan  pada top-down  consruction ,  pekerjaan  struktur basement dilaksanakan  bersamaan  dengan  pekerjaan galian (Asiyanto, 2008).

## Dewatering
Dewatering adalah  suatu  proses  pengendalian  air  tanah  yang  dilakukan  untuk  mengeringkan  atau  mengurangi  air galian  pondasi  agar  tidak  mengganggu  dan  menghambat  proses  pelaksanaan  suatu  pekerjaan  konstruksi,  terutama untuk  pelaksanaan  bagian  struktur  yang  berada  di  bawah  muka  air  tanah.    Terdapat  tiga  metode  dasar  dalam mengendalikan air tanah. Ketiga metode tersebut adalah:
1. Open  pumping ,  air  tanah  dibiarkan  mengalir  ke  dalam  lubang  galian,  kemudian  dipompa keluar melalui sumur/selokan penampung di dasar galian.
2. Predrainage ,  muka  air  tanah  ( water  table )  diturunkan  terlebih  dahulu  sebelum  proses  penggalian  dimulai dengan menggunakan wells , wellpoints , dan sistem lainnya.
3. Cut off , aliran air tanah dipotong dengan menggunakan sheet pile , diaphragm wall , secant piles , slurry trenches , dan beberapa cara lainnya.
Gambar 1. Sistem wellpoint (Joint Department of the Army, the Air Force, and the Navy, 1985)
Pekerjaan dewatering tidak  sepenuhnya  berjalan  mulus  tanpa  akibat-akibat  samping  terhadap  kondisi  lingkungan sekitarnya. Dewatering kadang  dapat  mengakibatkan settlement pada  tanah  sekitar,  bahkan  terkadang  disertai dengan  kerusakan struktur  bangunan yang  ada.  Hal  ini  diakibatkan  karena  tersedotnya  partikel  halus  dari  dalam tanah oleh kegiatan penyedotan air tanah yang menyebabkan terjadinya piping pada tanah.
Jadi sebelum dilaksanakannya pekerjaan dewatering maka terlebih dahulu dibuat perencanaan yang matang disertai dengan  studi  terhadap  AMDAL  (Analisa  Mengenai  Dampak  Lingkungan  Hidup)  dan  hal-hal  lain  yang  dapat mengakibatkan dampak negatif yang tidak diinginkan.

## Dinding penahan tanah
Dinding penahan tanah merupakan salah satu hal yang penting, terutama dalam pembangunan konstruksi basement yang  dilakukan  pada  tanah  sensitif.  Hal  ini  dikarenakan,  dinding  penahan  tanah  berguna  untuk  menjaga  kondisi tanah  sekitar  terus  stabil  dan  mengurangi  kemungkinan  terjadinya  longsor  atau  ambles.  Selain  dinding  penahan tanah, kondisi tanah di sekitar lokasi juga sangat berpengaruh besar dalam pekerjaan konstruksi basement . Sehingga, perlu adanya peninjauan yang tepat apakah kondisi tanah yang tersedia memungkinkan untuk dilakukan konstruksi basement .
Kondisi  tanah  juga  dapat  mempengaruhi  desain  dalam  perencanaan  konstruksi,  terutama  bagi  tanah  yang  sensitif seperti tanah dispersif, tanah  lunak, tanah berpasir dan lainnya. Tanah seperti  yang disebutkan dapat bergerak jika berinteraksi  dengan  air,  sehingga  sangat  rentan  terhadap  erosi.  Oleh  karena  itu,  tanah  yang  sensitif  perlu  ditinjau lebih  lanjut  dan  ditangani  secara  khusus.  Peran  dinding  penahan  tanah  juga  sangat  penting,  karena  jika  dinding
penahan  tanah  tidak  kuat  atau  terjadi  kebocoran,  meskipun  kecil  tetap  akan  sangat  berdampak  pada  lingkungan disekitarnya.
Gambar 2. Ilustrasi Dinding Penahan Tanah pada Tanah Pasir (Braja M. Das, 1998)
Angkur ( tie back anchor )
Dinding penahan tanah membutuhkan sistem penunjang yaitu angkur jika terjadi deformasi yang cukup besar pada dinding.  Angkur,  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  3.,  bertujuan  untuk  mengurangi bending  moment , menambah  kekuatan  lereng,  dan  meminimalkan  deformasi  yang  terjadi.  Prinsip  kerja  angkur    adalah  mentransfer gaya tarik akibat pergerakan tanah dengan mengandalkan gaya gesek antara angkur dengan tanah di sekitarnya.
Gambar 3. Angkur (Robert W. Day, 2005)

## Tanah dispersif
Tanah  dispersif  ( dispersive  soils )  merupakan  tanah  yang  kurang  stabil,  yang  sangat  mudah  tererosi  dan  berubah menjadi  partikel-partikel  kecil  jika  berinteraksi  dengan  air.  Hal  ini  terjadi  karena  air  pori  tanah dispersif mengandung  larutan  sodium  dalam  kadar  yang  tinggi,  sehingga  mineral  lempung  di  dalamnya  akan diselimuti  oleh  lapisan  air  dua  kali  lebih  tebal  dibandingkan  dengan  lempung  pada  umumnya.  Kondisi  ini menyebabkan  terjadinya  tegangan  tolak  antar  partikel  lempung  sehingga  apabila  terendam  air  maka  pertikel lempung tersebut akan lepas dan larut didalam air.
Secara visual, tanah dispersif dapat dikenali dengan adanya pola retakan dan lubang hingga  membentuk kubangan air pada tanah. Untuk memastikan tanah berdispersif, dapat dilakukan berbagai macam tes, seperti crumb test, SCS double hydrometer test, pinhole test dan chemical test.
Gambar 4. Hasil crumb test (http://www.ccmaknowledgebase.vic.gov.au/brown_book/04_Sodic.htm)

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  berdasarkan  hasil  analisis  dengan  bantuan  program.  Dalam  melaksanakan  penelitian  dan analisis, langkah-langkah yang ditempuh penulis digambarkan melalui diagram alir  penelitian seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

## 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## Parameter tanah
Jenis tanah yang akan digunakan dalam simulasi galian ini sesuai dengan data tanah yang akan ditinjau. Berdasarkan data tanah yang akan ditinjau, dibedakan dua kondisi yaitu kondisi drained (jangka panjang) dan undrained (jangka pendek).  Hal  tersebut  dilakukan  untuk  mengetahui  kondisi  saat  penggalian  selesai  dilaksanakan (end  of construction) yang  dianalisis  dengan  menggunakan  kondisi undrained dan  pada  masa  yang  akan  datang  yang dianalisis mengunakan kondisi drained . Kedua parameter dapat dilihat pada Tabel 1. dan Tabel 2.
Tabel 1. Parameter Tanah Kondisi Drained Parameter clay fine sand silty clay fine sand silty clay Satuan Kedalaman h 0 – 5 5 – 9 9 – 14 14 – 19 19 – 20 m Model material Model MC MC MC MC MC - Jenis perilaku Jenis drained drained drained drained drained - N-SPT N 2 6 10 18 9 - Berat isi tanah di atas M.A.T γ unsat 16 14,4 16,9 15,5 16,7 kN/m 3 Brt. isi tanah di bawah M.A.T γ sat 16 18 18,6 19,5 18,3 kN/m 3 Permeabilitas k 1. 10 -5 1 1. 10 -5 1 1. 10 -5 m/hari
Modulus Young E ref 5040 13000 30000 30500 27000 kN/m 2 Angka Poisson v 0,35 0,3 0,35 0,+3 0,35 - Kohesi c ref 2,8 1 13,4 1 12 kN/m 2 Sudut geser ϕ 20 31 23 37 23 º Sudut dilatansi ψ 0 1 0 7 0 º Faktor reduksi antarmuka R inter 0,9 0,8 0,85 1 1 - Tabel 2. Parameter Tanah Kondisi Undrained Parameter clay fine sand silty clay fine sand silty clay Satuan Kedalaman h 0 – 5 5 – 9 9 – 14 14 – 19 19 – 20 m Model material Model MC MC MC MC MC - Jenis perilaku Jenis undrained drained undrained drained undrained - N-SPT N 2 6 10 18 9 - Berat isi tanah di atas M.A.T γ unsat 16 14,4 16,9 15,5 16,7 kN/m 3 Brt. isi tanah di bawah M.A.T γ sat 16 18 18,6 19,5 18,3 kN/m 3 Permeabilitas k 1. 10 -5 1 1. 10 -5 1 1. 10 -5 m/hari Modulus Young E ref 5040 13000 30000 30500 27000 kN/m 2 Angka Poisson v 0,35 0,3 0,35 0,3 0,35 - Kohesi c ref 14 1 67 1 60 kN/m 2 Sudut geser ϕ 0 31 0 37 0 º Sudut dilatansi ψ 0 1 0 7 0 º Faktor reduksi antarmuka R inter 0,9 0,8 0,85 1 1 -

## Parameter dinding diafragma
Dinding penahan tanah menggunakan tipe diaphragm wall atau dinding diafragma yang mempunyai tebal 1,2 meter. Dinding  penaha  tanah  dimodelkan  sebagai  elemen  pelat  pada  program.  Parameter  dan  ukuran  dapat  dilihat  pada Tabel 3.
Tabel 3. Parameter Dinding Diafragma Parameter Nama Nilai Satuan Jenis Perilaku Jenis material Elastis - Kekakuan normal EA 1,872.10 8 kN/m Kekauan lentur EI 2,2464.10 7 kNm 2 /m Ketebalan ekivalen d 1,2 m Berat w 9,6 kN/m/m Angka Poisson v 0,15 -
Parameter tie back anchor
Penentuan  parameter  ini  bersifat  fleksibel  dan  menyesuaikan  dengan  kondisi  lapangan.  Prinsip  utama  dari pemasangan tie back anchor adalah mengurangi deformasi dinding dengan menempatkan bonded (grout body) pada lapisan tanah keras. Parameter angkur yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4. dan Tabel 5.
Tabel 4. Parameter Tie Back Anchor Parameter Nama Nilai Satuan Jenis Perilaku Jenis material Elastis - Kekakuan normal EA 2.10 5 kN Spasi keluar bidang gambar L S 3 m Gaya maksimum F maks 1.10 15 kN Gaya prategang P 121,68 kN/m Tabel 5. Parameter Tie Grout Body ( Bonded ) Parameter Nama Nilai Satuan Kekakuan normal EA 1,5.10 5 kN

## Analisis galian dengan dinding penahan tanah (DPT)
Simulasi pada kondisi ini hanya menggunakan dinding penahan tanah, kemudian dilihat kondisi ini masih aman atau tidak  berdasarkan  angka  keamanan  dan  deformasi  dindingnya.  Analisis  ini  dilakukan  pada  kondisi  galian  tanah drained atau  jangka  panjang.  Berikut  hasil output dari  program  hingga  galian  kedalaman  9  meter,  berupa  nilai deformasi dinding dan angka keamanan pada Gambar 6. Dilihat dari besaran deformasi dan angka keamanan, galian terbilang tidak aman.
Gambar 6. Galian hingga kedalaman 9 meter menggunakan DPT
Analisis galian menggunakan DPT dengan tie back anchor
Hasil  analisis  tanpa  menggunakan tie  back  anchor ternyata  tidak  memenuhi  syarat  aman  yang  telah  ditentukan, maka  dari  itu  dilakukan  analisis  dengan  bantuan tie  back  anchor sebagai  penunjang . Analisis  ini  perlu  dilakukan dengan dua kondisi. Analisis yang pertama adalah analisis dengan kondisi undrained dan yang kedua adalah analisis dengan kondisi drained .
Berdasarkan  persyaratan  angka  keamanan  (SF>1.5),  hasil  dari  seluruh  analisis  dengan  bantuan tie  back  anchor sebagai  penunjang  memiliki  angka  keamanan  memenuhi  persyaratan  minimal.  Namun,  untuk  mencegah  dan menghindari  hal  yang  tidak  diinginkan  pada  jenis  tanah  tertenu,  maka  syarat  angka  keamanan  perlu  dinaikkan  di
atas  syarat  angka  normal.  Karena  alasan  di  atas,  maka  dalam  analisis  ini  digunakan  angka  keamanan  SF>2. Rekapitulasi analisis dengan bantuan tie back anchor dapat dilihat pada Tabel 6. dan Grafik 1.
Tabel 6. Rekapitulasi Angka Keamanan dan Deformasi pada Galian Undrained dan Drained dengan Tie Back Anchor dan Dinding Penahan Tanah Tahapan ke- Urutan Pekerjaan Undrained Drained SF δ (cm) SF δ (cm) 1 Penggalian 3 m 4.8693 1.439 2.7389 1.853 2 Pemasangan tie back anchor 1 4.8723 1.134 2.9377 1.77 3 Penggalian 6 m 4.3880 1.929 2.3490 2.658 4 Pemasangan tie back anchor 2 4.7087 1.927 2.6349 2.661 5 Penggalian 9 m 3.5499 1.912 2.3394 3.292
Grafik 1. Perbandingan safety factor & deformasi dinding kondisi undrained dan drained

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan analisis yang dilakukan, didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Analisis  pada  program  menunjukkan  bahwa  kondisi drained memiliki  angka  keamanan  2.3394  pada  akhir penggalian dan besar deformasi sebesar 3.292 cm.
2. Analisis  pada  program  menunjukkan  bahwa  kondisi  un drained memiliki  angka  keamanan  3.5499  pada  akhir penggalian dan besar deformasi sebesar 1.912 cm.
3. Analisis pada program menunjukkan bahwa kondisi drained memiliki angka keamanan lebih kecil dari kondisi undrained .  Hal  ini  membenarkan  teori  bahwa  pada  kondisi drained ,  tanah  memiliki  permeabilitas  tinggi sehingga air dapat dengan mudah mengalir keluar masuk pada tanah.

## Saran
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibuat, maka saran yang dapat diberikan yaitu:
1. Pekerjaan dewatering dalam pembangunan basemen t dapat berdampak pada lingkungan sekitar, sehingga perlu peninjauan  dan  wawasan  yang  luas  terhadap  karakteristik  tanah  sekitar  untuk  meminimalisir  dampak  yang mungkin akan timbul.
0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 Nila i Tahapan ke- Perbandingan SF & δ kondisi undrained & drained
SF undrained
SF drained
δ undrained (cm) δ drained (cm)
2. Pekerjaan galian dan basement pada tanah dispersif sebaiknya dihindari, atau tetap dilakukan dengan penangan khusus  seperti,  menaikkan  syarat  angka  keamanan  pada  proses  perhitungan  untuk  mencegah  kemungkinan terburuk yang akan terjadi.
3. Pada tanah dispersif perlu keberhati-hatian dalam mendesain dan kesalahan sekecil apapun pada desain tidak dapat  ditoleransi  karena  tanah  dispersif  dapat  mempengaruhi  kriteria  desain  dan  berujung  pada  kegagalan kostruksi.
4. Galian  pada  jenis  tanah  sensitif  seperti  dispersif,  perlu  adanya  dinding  penahan  tanah  yang  kuat  dan impermeabel agar dapat mencegah keruntuhan tanah dan dinding penahan tanah.

## DAFTAR PUSTAKA
Asiyanto (2008). Metode Konstruksi Bangunan Pelabuhan . Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta. Das, Braja M., Principles of Foundation Engineering 4th Edition ,1998, PWS Publishing, Pacific Grove. Day, Robert W. (2005). Foundation Engineering Hand Book. McGraw-Hill Education, United States.
Joint  Departments  of  the  Army,  the  Air  Force,  and  the  Navy,  USA,  Technical  Manual  TM  5-818-  5/AFM  88-5, Chap 6/NAVFAC P418, Dewatering and Groundwater Control.