Dampak Penggalian Fondasi Dalam pada Terowongan Subway: Analisis Risiko dan Solusi Mitigasi

Dipublikasikan oleh Dewi Sulistiowati

07 Mei 2025, 09.03

pixabay.com

Pendahuluan

Pembangunan infrastruktur di perkotaan seringkali melibatkan proyek fondasi dalam yang berdekatan dengan struktur bawah tanah seperti terowongan subway. Paper ini menganalisis dampak penggalian fondasi dalam sepanjang 18 meter terhadap terowongan subway di Xi’an Metro Line 4, menggunakan simulasi elemen hingga untuk mengevaluasi deformasi dan redistribusi tegangan. Studi ini memberikan wawasan kritis tentang manajemen risiko dan standar keamanan untuk proyek serupa.

Studi Kasus dan Temuan Utama

  1. Proyek Fondasi dan Lokasi Terowongan

    • Fondasi dengan kedalaman 17.8 meter berjarak 10.20–11.34 meter dari terowongan subway.

    • Dua metode konstruksi terowongan: metode penambangan (mining method) dan metode perisai (shield method).

    • Dukungan struktur: double-row pile dengan penyesuaian jarak dan diameter untuk kontrol deformasi.

  2. Risiko yang Diidentifikasi

    • Deformasi tanah akibat penggalian menyebabkan tekanan tambahan pada struktur terowongan.

    • Perubahan simetri distribusi momen lentur, dengan peningkatan momen positif hingga 133.2 kN.m dan momen negatif hingga 143.3 kN.m.

    • Risiko kebocoran dan retak jika deformasi melebihi batas aman.

  3. Standar Keamanan

    • Deformasi maksimum yang diizinkan: 20 mm (vertikal/horizontal).

    • Radius kelengkungan deformasi longitudinal: >15.000 meter.

    • Differential settlement: <4 mm pada sambungan deformasi.

Simulasi dan Hasil Numerik

  • Model 2D dan 3D menggunakan Midas/GTS NX menunjukkan deformasi terowongan tetap dalam batas aman:

    • Deformasi horizontal: 5.1 mm (simulasi 3D).

    • Deformasi vertikal: 11 mm (simulasi 2D).

  • Pengaruh jarak: Deformasi menurun signifikan di luar 1.5× kedalaman fondasi (27 meter).

Solusi Mitigasi

  1. Desain Dukungan Fleksibel:

    • Penyesuaian jarak antar tiang (1.5–1.8 meter) dan diameter tiang (0.9 meter).

    • Penambahan kabel angkur (anchor cable) untuk stabilitas lateral.

  2. Monitoring Real-Time:

    • Pengukuran deformasi selama konstruksi untuk deteksi dini anomaly.

  3. Material dan Metode Konstruksi:

    • Penggunaan grid steel frame dan lapisan ganda beton untuk kekuatan tambahan.

Kritik dan Rekomendasi

  • Keterbatasan Studi: Simulasi tidak mempertimbangkan variabilitas tanah secara dinamis (e.g., efek hujan).

  • Saran untuk Penelitian Lanjutan: Integrasi data real-time dengan model AI untuk prediksi lebih akurat.

Tren Industri dan Relevansi

  • Urbanisasi Cepat: Proyek seperti Shanghai Metro dan Singapore MRT menghadapi tantangan serupa.

  • Inovasi Material: Penggunaan beton serat karbon dapat mengurangi risiko retak.

Kesimpulan

Penelitian ini menegaskan bahwa dengan desain dukungan yang tepat dan pemantauan ketat, dampak penggalian fondasi dalam pada terowongan subway dapat dikendalikan. Temuan ini menjadi panduan berharga bagi insinyur dan perencana kota dalam proyek infrastruktur berisiko tinggi.

Sumber : Li, G., & Xi, W. (2020). Finite Element Analysis of the Influence of Deep Foundation Pit Excavation Construction on Adjacent Subway Tunnel Structure. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 741(1), 012098.