Perpustakaan Digital ITB

Konstruksi galian dalam pada tanah lunak dengan muka air tanah dangkal menghadapi tantangan tidak hanya akibat perubahan tegangan karena proses penggalian, tetapi juga akibat fenomena rembesan transien yang memengaruhi distribusi tekanan air pori, tegangan efektif, dan stabilitas hidraulik. Praktik perancangan yang umum digunakan masih menggunakan analisis uncouple dengan asumsi kondisi hidrostatik sehingga pengaruh interaksi simultan antara deformasi tanah dan aliran air tanah belum sepenuhnya terakomodasi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan parameter modulus tanah yang mampu merepresentasikan kondisi lapangan, mengevaluasi perbedaan perilaku galian antara analisis uncouple dan fully coupled flow-deformation, mengkaji pengaruh transient seepage terhadap stabilitas galian, serta menilai tingkat konservatisme metode analisis yang umum digunakan. Analisis numerik dilakukan menggunakan metode elemen hingga dua dimensi pada perangkat lunak PLAXIS 2D dengan model konstitutif Hardening Soil dan Soft Soil. Kalibrasi parameter dilakukan terhadap data tes laboratorium dan monitoring lapangan pada beberapa penampang galian untuk memperoleh model numerik yang representatif sebelum dilakukan perbandingan antara analisis hydrostatic, steady-state, dan fully coupled flow-deformation. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model coupled mampu mendekati perilaku lapangan dengan deviasi deformasi lateral dinding sebesar 5–28%. Kalibrasi menghasilkan rekomendasi modulus sekitar 2000N untuk tanah pasir dan 4000N untuk tanah lempung, atau setara 7–12 kali modulus hasil pengujian triaksial pada sampel berkualitas poor hingga very poor berdasarkan kriteria kualitas sampel oleh Lunne (1997). Dibandingkan metode uncouple, analisis coupled menghasilkan deformasi lateral dinding hingga 1.53 kali lebih besar dan penurunan tanah hingga 2.34 kali lebih besar karena mampu mensimulasikan konsolidasi dan perubahan tekanan air pori secara simultan. Downward seepage di belakang dinding meningkatkan tegangan efektif sehingga memperbesar settlement, sedangkan upward seepage pada dasar galian meningkatkan tekanan air pori dan menurunkan resistansi tanah sehingga deformasi dinding menjadi lebih besar serta stabilitas hidraulik lebih kritis. Simulasi dengan dilakukan dewatering menunjukkan bahwa tekanan air pori pada dasar galian dapat berkurang hingga menjadi sekitar 50%. Dengan hasil tersebut, diketahui bahwa dewatering berpengaruh signifikan pada tekanan air pori sehingga meningkatkan stabilitas hidraulik terhadap potensi uplift, heaving, dan piping. Penurunan tekanan air pori tersebut menyebabkan tegangan efektif tanah meningkat dan tahanan tanah bertambah sehingga deformasi lateral dinding berkurang sebesar 16%. Meskipun dengan dewatering, analisis coupled tetap menghasilkan respons yang lebih kritis dibandingkan analisis uncouple. Hal ini menunjukkan bahwa metode uncouple cenderung memberikan prediksi yang lebih optimistis dan berpotensi mengabaikan pengaruh rembesan terhadap respons galian. Metode uncouple masih relevan untuk digunakan dalam proses analisis atau perancangan galian dalam dengan catatan perlunya analisis tambahan untuk mengetahui stabilitas hidraulik yang dikarenakan pengaruh rembesan. Analisis coupled lebih direkomendasikan untuk perancangan galian dalam pada kondisi tanah lunak dengan karakteristik hidrogeologi serupa.