Halo semuanya.
Ini Enta.
Beberapa hari yang lalu, seorang teman lama saya meninggal dunia.
Kalau dipikir-pikir, sebaiknya kita bertemu orang-orang yang kita sayangi selagi mereka masih sehat.
Semoga kalian semua tidak menyesal!
Kembali ke topik utama
Sebelumnya, saya pernah menulis artikel berjudul “Tindakan Pencegahan Terjadinya Pasir Terhempas Akibat Tekanan Air Tanah pada Pekerjaan Ancor” yang dibagi menjadi empat bagian, yaitu Bagian 1 hingga 4, dalam bentuk seperti catatan harian di lapangan.
Kali ini, saya telah menyatukan isi tersebut menjadi satu artikel, mulai dari cara memandang penyebabnya, kesalahan yang pernah saya lakukan, hingga langkah-langkah yang akhirnya saya ambil, sehingga artikel ini dapat dibaca secara utuh dari awal hingga akhir.
Apa yang Sebenarnya Terjadi? | Gejala “Pasir Terlempar ke Atas” pada Pengeboran Pipa Ganda
Mengapa Memilih Pengeboran Pipa Ganda?
Dalam proses pengeboran untuk konstruksi jangkar tanah, pada tanah berpasir dan lapisan kerikil yang mudah longsor serta tanah dengan permukaan air tanah yang tinggi, sering kali digunakan metode pipa ganda, yaitu melindungi dinding lubang dengan casing luar (outer) sambil melakukan pengeboran dan pembuangan tanah menggunakan batang dalam (inner).
Meskipun pada metode pipa tunggal dinding lubang bor tidak dapat berdiri sendiri dan akan runtuh pada tanah tertentu, metode pipa ganda memungkinkan perlindungan dinding lubang bor secara bersamaan dengan proses pengeboran, sehingga metode ini dianggap sebagai metode standar untuk tanah yang rentan runtuh.
Konon, pada masa yang sangat lampau, ketika teknik ground anchor pertama kali diperkenalkan di Jepang, ground anchor tersebut dibuat dengan metode pengeboran tunggal, dan hal itu kabarnya menimbulkan banyak kesulitan.
Namun, meskipun menggunakan sistem pipa ganda ini, tekanan air tanah itu sendiri tidak dapat dihilangkan, sehingga jika kondisinya tidak mendukung, akan terjadi “semprotan pasir” seperti yang dijelaskan dalam artikel ini.
Pertama-tama, saya akan menjelaskan fenomena apa yang terjadi.
Kondisi di lapangan
- Diameter lubang bor: φ135
- Panjang keseluruhan: 15 m
- Mesin: Mesin pemukul tipe crawler (RPD3A-130C3A)
- Jenis tanah: kerikil dan pasir
Saat melanjutkan pengeboran seperti biasa, mulai dari kedalaman sekitar 7 meter, tiba-tiba terjadi jamming (fenomena di mana casing mengencang dan menjadi berat) pada rentang 2 hingga 3 meter.
Air bor juga naik sedikit ke mulut lubang.
Penyebabnya adalah kerikil sungai ini.
Kerikil sungai ini menumpuk padat di celah antara selubung luar dan selubung dalam, sehingga tidak bisa dikeluarkan dari sisi putaran (swivel) 😂
Setelah melewati lapisan ini, akan muncul lapisan pasir murni, dan karena tekanan internalnya tinggi, pasir akan masuk dengan deras hingga ke casing bagian dalam.
Bahkan dalam waktu sesingkat apa pun saat menyambungkan pipa ganda, jika lengah, pasir akan masuk ke dalam pipa bagian dalam dan menyumbatnya.
Di lokasi tersebut, kami memasang 13 buah jangkar, tetapi sekitar 3 di antaranya pasir di dalam selongsongnya tidak bisa dikeluarkan, sehingga kami terpaksa menariknya ke atas beserta selongsongnya untuk diambil kembali (rasanya kayak “Aduh, bener-bener deh” w).
Masalahnya mulai muncul dari sini: setelah menyelesaikan pengeboran sedalam 15 m dan memasukkan tongkat pengukur, ternyata panjang lubang bor yang tercapai hanya sekitar 13 m, bahkan setelah dikurangi sisa panjang. Meskipun pembersihan dalam lubang bor telah dilakukan dengan teliti, pasir tetap terhempas masuk ke dalam casing.
Meskipun saya memasukkan kembali lapisan dalam dan menggali ulang, serta—karena khawatir—menggali lebih dalam dari yang direncanakan dan memasukkan kembali tongkat pengukur, hasilnya tetap menunjukkan pasir yang terlempar ke atas sekitar 1 meter.
Yang bikin capek sih, pengeboran lapisan pasir ini sering kali berubah jadi pertarungan mental yang membosankan di sisi kami (tim operasi) ini, haha.
Menganalisis Penyebabnya | Fenomena Pasir Hisap dan Penyumbatan Kerikil Sungai
Mengapa pasir terhempas ke atas di dalam lubang? Saya akan menjelaskannya tidak hanya berdasarkan pengamatan di lapangan, tetapi juga berdasarkan konsep-konsep teknik geoteknik.
Menurut konsep dasar dalam ilmu teknik tanah, jika gaya yang mendorong air mengalir ke atas (tekanan air meresap) dalam tanah berpasir dengan permukaan air tanah yang tinggi melebihi resistansi akibat berat sendiri partikel tanah, partikel tanah akan berada dalam kondisi seolah-olah mengapung di dalam air, sehingga terjadi fenomena pasir yang menyembur ke arah permukaan tanah atau ke dalam lubang.
Hal ini umumnya disebut sebagai “fenomena pasir hisap” atau “boiling”, sedangkan fenomena yang terjadi melalui bagian pasir yang lemah disebut sebagai “piping”. (Fenomena ini terjadi di dalam casing.)
Dalam kasus pengeboran pipa ganda, perbedaan ketinggian air dan perbedaan tekanan cenderung terjadi di dalam dan di luar casing pada saat pengeboran berlangsung; khususnya pada lapisan pasir dan lapisan kerikil dengan permukaan air tanah yang tinggi, kondisi yang mirip dengan fenomena ini cenderung terjadi di dalam lubang bor.
Standar untuk menentukan apakah perbedaan ketinggian air ini melebihi daya tahan partikel tanah disebut “gradien air dinamis batas”, namun sejujurnya saya rasa hampir tidak ada pekerja yang menghitungnya satu per satu di lapangan saat melakukan pengeboran. Termasuk perusahaan kami, pada kenyataannya kami bekerja berdasarkan aturan praktis bahwa “pada kedalaman dan jenis tanah seperti ini, air biasanya akan menyembur setinggi ini”. Namun, menurut saya, jika kita mengetahui dasar ilmiah di balik aturan empiris tersebut, kita akan lebih mudah memperkirakan kondisi lapangan yang belum pernah kita temui sebelumnya.
Yang lebih merepotkan lagi adalah kerikil sungai. Jika terdapat kerikil berukuran yang bisa terselip di celah antara bagian luar dan dalam—seperti yang terjadi di lokasi ini—kerikil tersebut tidak akan terbuang melalui putaran dan justru menyebabkan penyumbatan, sehingga terjadilah jamming dan semburan air secara bersamaan di banyak tempat.
Sejak saya bisa memperkirakan waktunya dengan cukup akurat, saya berhasil mengurangi kerusakan dengan tidak mengabaikan pembersihan di dalam casing; namun, tekanan air tanah itu sendiri—yang merupakan akar masalahnya—tidak akan hilang hanya dengan pembersihan saja.
Dua Kesalahan yang Saya Lakukan | Pemilihan Pompa untuk Kekurangan Air dan Jebakan Penggalian Tambahan
Setelah mengetahui penyebabnya, berikut ini saya akan menuliskan dua kesalahan yang pernah saya lakukan.
Kesalahan 1｜Kapasitas pompa air dan kompresor yang tidak mencukupi
Awalnya, saya agak meremehkannya, jadi saya membawa pompa MG-5 buatan Koken Kogyo.
Akibatnya, volume air sama sekali tidak mencukupi sehingga pembuangan slime (serpihan pengeboran) tidak dapat dilakukan dengan lancar.
Kami juga telah menyiapkan kompresor berdaya 50 horsepower, tetapi ternyata daya kompresor ini pun tidak cukup untuk mengangkat slime sepenuhnya.
Maka, setelah saya meningkatkan peringkat dari MG-5 ke MG-10, hasil pengambilan slime menjadi jauh lebih baik, dan kerikil sungai pun mulai terus-menerus terbuang.
Artinya, dengan meningkatnya debit air, kini pengeboran dapat dilakukan sambil sedikit mendorong pasir.
Berbeda dengan tanah pegunungan, lapisan pasir dan lapisan tanah liat memerlukan jumlah air dan tekanan yang cukup besar, terutama di lokasi yang berdekatan dengan sungai.
Mungkin hal ini sudah menjadi bagian dari insting para pengrajin berpengalaman, tapi pemilihan mesin seperti ini sebaiknya tidak hanya disepakati secara diam-diam, melainkan sebaiknya dicatat dengan jelas dan disimpan sebagai dokumentasi, ya~ w
Untuk diameter lubang bor kelas φ135, sebaiknya pompa yang disiapkan sejak awal adalah yang satu tingkat lebih tinggi, karena pada akhirnya hal ini akan mengurangi pekerjaan ulang.
Kerugian yang timbul karena baru menyadari kekurangan kapasitas setelah tiba di lokasi dan harus memanggil kembali peralatan itu jauh lebih menyakitkan.
Lebih baik yang besar daripada yang kecil!
Kegagalan 2｜Akibat penggalian yang berlebihan, badan jangkar tenggelam sejauh 1 m
Setelah pengeboran selesai, ketika tongkat pengukur dimasukkan, pasir yang naik biasanya mencapai sekitar 7 meter pada kondisi paling banyak, sehingga bagian dalam casing menjadi penuh dengan pasir dan tongkat pengukur tidak dapat dimasukkan.
Meskipun panjang lubang bornya sudah terpenuhi, dalam kondisi seperti ini, badan jangkar tidak akan bisa dimasukkan.
Oleh karena itu, tanpa melepas lapisan dalam, kami mengisi bagian dalam casing dengan air, lalu sambil memompa air menggunakan MG-10, kami melakukan putaran dan pukulan, serta mengulangi proses tersebut untuk mengeluarkan pasir yang terdorong ke atas oleh tekanan air.
Jika hal ini diulangi beberapa kali, jumlah pasir yang dikeluarkan akan berkurang, tetapi pada akhirnya tetap akan tersisa sedikit.
Saat itu, saya melakukan penggalian lebih dari 1 meter (yaitu, menggali lubang lebih dalam dari yang direncanakan). Hal inilah yang menjadi kesalahan.
Setelah menggali lebih dari 1 m, pasir berhenti tepat di sekitar panjang penetrasi, sehingga dari sana kami mengisi grout dengan metode injeksi penggantian, dan setelah memastikan grout telah terisi penuh hingga mulut lubang, barulah kami memasukkan badan jangkar.
Namun, yang mengejutkan, huruf Anchor tidak bisa dimasukkan.
Selama proses injeksi penggantian, tampaknya terjadi aliran balik di dalam lubang.
Dengan menyambungkan casing pendek dan memukulnya sambil mengguncang-guncang ke atas dan ke bawah, akhirnya casing tersebut berhasil diambil kembali, namun badan jangkar telah terperosok hingga kedalaman 1 meter di lubang yang digali lebih dalam.
Penyebabnya kemungkinan besar adalah tekanan grout. Diperkirakan bahwa tekanan injeksi tersebut telah mendorong pasir di bagian galian berlebih, sehingga badan jangkar pun tenggelam sejauh itu.
Karena lapisan pasir cepat mengering, hampir tidak mungkin untuk menarik kembali badan jangkar yang sudah terbenam.
Selain itu, karena jangkarnya bersifat sementara, lapisan selang poli-nya tipis, sehingga jika diikat dengan kawat dan ditarik, selang tersebut akan mudah putus.
Pada akhirnya, karena panjang cadangan yang dibutuhkan sebesar 2 m hanya dapat disediakan sebesar 1 m, kami mengambil langkah untuk memperpanjang panjang cadangan tersebut.
Meskipun merepotkan, tidak ada pilihan lain selain ini.
Penggalian berlebih pada tanah berpasir sebaiknya dilakukan secukupnya sajaItulah pelajaran terpenting yang saya petik dari kegagalan ini (hehe)
Kesimpulan untuk saat ini | Tindakan berupa injeksi grout terlebih dahulu
Berdasarkan kegagalan yang telah terjadi sejauh ini, berikut ini saya rangkum langkah-langkah yang saat ini saya terapkan di lapangan.
| Tindakan yang Dapat Dilakukan | Isi | Tujuan |
|---|---|---|
| 1. Meningkatkan volume air | Mengganti pompa dengan kelas yang satu tingkat lebih besar (misalnya MG-5 → MG-10) | Memastikan kapasitas pembuangan slime dan pasir |
| 2. Memperbesar kompresor | Pada kelas 50 horsepower, tenaga mesin cenderung kurang memadai saat melintasi lapisan pasir | Digunakan bersamaan dengan air pengeboran untuk menstabilkan pembuangan |
| 3. Jangan berlebihan dalam hal Yoshihori | Jangan menggali terlalu dalam | Mencegah terjadinya penurunan badan jangkar akibat tekanan grout |
| 4. Tunggu hingga pasir mengendap | Ulangi proses pencucian dan penyiraman tanpa terburu-buru | Menunggu hingga volume asap yang mengepul mereda |
Selain itu, ada satu metode lagi yang pernah saya coba dan terbukti efektif, yaitu “penyuntikan grout terlebih dahulu”.
Biasanya, setelah pengeboran pipa ganda selesai, casing bagian dalam ditarik keluar terlebih dahulu sebelum memasang badan jangkar; namun, di lokasi kerja yang mengalami semburan pasir yang sangat hebat, kami mengubah prosedurnya dengan terlebih dahulu menyalurkan grout dari ujung casing bagian dalam, baru kemudian menarik casing bagian dalam tersebut.
Bayangkan saja seperti menutup bagian dalam casing terlebih dahulu dengan grout.
Massa jenis per satuan volume campuran semen pada umumnya bervariasi tergantung pada rasio air-semen, namun secara umum berkisar sekitar 1,8 jika dibandingkan dengan berat jenis air sebesar 1,0.
Karena beratnya pasti lebih besar daripada air, maka dalam kondisi di mana tekanan air tanah tidak terlalu kuat, air tersebut akan sulit menyembur ke atas.
Namun, jika ketinggian air terlalu tinggi atau tekanan airnya terlalu kuat, ada kemungkinan grout-nya ikut terdorong kembali, jadi metode ini tidak selalu berhasil, hehe.
Kalau begitu, kita coba cara lain saja.
Metode ini juga memiliki kelemahan.
- Karena bentuknya berupa penyisipan badan jangkar langsung ke dalam nat (yang biasa disebut “penyisipan langsung”), maka hambatannya besar sehingga jangkar sulit disisipkan.
- Karena grout masuk ke semua bagian, mulai dari selubung dalam hingga saluran pengaliran air mesin, proses pembersihannya menjadi sangat rumit
Karena grout segera menghilangkan air dari pasir, permukaan setelah disuntikkan akan mengeras sepenuhnya. Hal ini juga berarti tekanan terhadap pasir dapat bekerja dengan efektif, sehingga metode ini memungkinkan pelaksanaan pekerjaan sambil tetap memastikan bagian yang terikat dengan baik.
Selain itu, memang ada lokasi pekerjaan di mana tekanan airnya sangat tinggi sehingga grout terdesak keluar.
Saya juga pernah mengalaminya sekali di masa lalu, dan saat itu saya memang sempat panik. Karena cara menanganinya dalam kasus ini bergantung pada kondisi yang berbeda-beda, jika ada kesempatan, saya ingin membahasnya lagi dalam artikel terpisah.
Menurut saya, terangkatnya lapisan pasir adalah masalah yang cukup merepotkan, yang tidak bisa diatasi hanya dengan spesifikasi mesin atau pengaturan saja.
Volume air, kompresor, penggalian tambahan, dan cara memasukkan grout—keempat hal ini harus dikombinasikan sesuai dengan kondisi tanah; itulah kesimpulan yang sejauh ini saya peroleh di lapangan.
Saya juga tidak bisa mengatakan bahwa kami selalu melakukannya dengan sempurna. Justru, seperti kegagalan yang saya tulis kali ini, lebih sering kami mengalami kesulitan baru di setiap lokasi kerja dan akhirnya harus menanggung akibatnya.
Meski begitu, saya yakin bahwa dengan selalu mengidentifikasi dan mencatat setiap kegagalan, hal itu akan menjadi bahan pertimbangan dalam pengambilan keputusan di lokasi kerja berikutnya.
Sampai jumpa lagi.
