Analysis of Bored Pile Behavior Using Numerical Simulation at Susukan Bridge Abutment (A1) Section II Stage I-1 Semarang – Ungaran, Semarang – Solo Highway

Arifan Jaya Syahbana, ST, Prof(ret). Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip. H.E., D.E.A

2011 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Jalan tol Semarang-Solo yang terletak di provinsi Jawa Tengah, Indonesia akan menghubungkan kota Semarang dan Solo. Masalah yang terjadi selama proyek pembangunan adalah adanya displacement yang besar di abutmen Jembatan Susukan sebelah utara kaitannya dengan karakteristik lokasi yang berupa tanah weathered clay shale. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari Plaxis yang diaplikasikan pada abutmen jembatan, mempelajari perilaku tiang bor hubungannya dengan pergerakan tanah dan mengusulkan desain alternatif apabila tiang primer abutmen tidak stabil. Semua data yang diperlukan pada studi ini dipersiapkan dan dikumpulkan, sebagai contoh: data mengenai properti tanah, elevasi muka air tanah, spesifikasi tiang, potongan melintang abutmen dan yang lainnya. Dalam penelitian ini properti tanah didapatkan dari tes N-SPT, uji tekan bebas dan geser langsung. Spesifikasi tiang didapatkan dari tes Pile Driving Analyzer (PDA) dan desain gambar. Muka air tanah diperoleh dari laporan bore log. Potongan melintang tanah diperoleh dari tes geofisik dan bore log. Validasi harus dilakukan pertama kali sebelum melakukan simulasi tahap lainnya. Analisis numerik dapat dilakukan untuk mendapatkan validasi dan mensimulasikan tahap konstruksi yang lain pada bidang geoteknik. Validasi didapatkan dari keputusan engineer terhadap properti tanah. Studi kali ini menghasilkan kesimpulan bahwa pergerakan ujung atas dan bawah tiang primer mempunyai kecenderungan ke arah kaki lereng kecuali pada tahap pemotongan bukit. Pada tahap ini, ujung tiang bergerak sejauh 5,87 cm ke arah kiri dari tahap sebelumnya. Kondisi ini dapat terjadi sebaga akibat berkurangnya beban pada lereng. Pergerakan horisontal terbesar terjadi saat tahap operasi dan beban gempa (terjadi peningkatan pergeseran horisontal sekitar 6 cm dari tahap operasi). Tahap semua konstruksi dipasang dan bukit tidak dipotong juga dianalisis pada studi ini. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah bukit mempunyai peranan yang besar terhadap abutmen. Hasil studi menunjukkan ternyata bukit mempunyai peran yang besar terhadap kestabilan tiang sehingga pergeseran yang terjadi pada tiang sekitar 77,9 cm. Analisis kekuatan nominal struktur tiang juga dilakukan dan menghasilkan kesimpulan bahwa tiang tidak mengalami kegagalan (patah). Besarnya pergerakan abutmen Jembatan Susukan tidak disebabkan oleh kegagalan tiang akan tetapi oleh berkurangnya kuat geser tanah weathered clay shale.

Semarang-Solo highway, which is located at Central Java Province, Indonesia, will connect between Semarang and Solo city. Problem that occurred during this project construction is large displacement take place north abutment Susukan Bridge due to characteristic of weathered clay shale. The objectives in this work are the study of numerical analysis through Plaxis Program which conducted to the bridge abutment, study of bored pile mechanical behavior due to soil movement and propose alternative design to protect the bridge abutment if abutment primary pile was not stable. All data that needed in this study were prepared and collected, for example data about soil properties, ground water elevation data, specification of pile and abutment cross section. Soil data was obtained from N-SPT data, unconfined compression direct shear test and other soil mechanical laboratory tests. Specification of pile was obtained from Pile Driving Analyzer (PDA) test and design drawing. Ground water elevation data was from report of bore log. Cross section of soil was obtained from geophysics and bore log. Validation step must firstly carried out before simulate others stage. Numerical analysis can be performed to obtain validation and simulate another construction stage in geotechnical problem. Validation was obtained from engineering judgement of soil properties. This study revealed that movement of tip and end of primary pile had tendention to toe direction except in cutting hill stage. In this stage, pile moved along 5,87 cm at the tip of pile in left direction from stage before. This condition can be happened as result of reducing loading on the slope. The biggest displacement occurred in pile was in operation and earthquake stage (approximately 6 cm in horizontal displacement incremental from operation stage). Stage with all construction installed without hill cutting was also performed in here to understand whether hill had significant impact to the abutment. This study shows us that hill had big influence to the stability of pile, thus horizontal displacement occurred in top of pile in this stage was approximately 77,9 cm. Analysis of pile structural nominal strength was also carried out and reveal that pile didn’t failure. Large displacement of Susukan Bridge abutment was not caused by failure of pile but by shear strength reduction of weathered clay shale.

Kata Kunci : jalan tol Semarang-Solo, Plaxis, tiang bor, gaya lateral, abutmen Jembatan Susukan bridge abutment, weathered clay shale