Beberapa kegagalan signifikan pada Proyek Teknik Sipil mulai dari bencana hingga kegagalan fungsional telah diselidiki yang melibatkan struktur atau komponen struktur.
Penyebab kegagalan ini telah dipelajari dan sebagai hasilnya, langkah-langkah perbaikan telah dilaksanakan. Kegagalan-kegagalan tersebut disebabkan oleh kekeliruan desain, kekurangan konstruksi dan terkadang kesalahan dalam Analisis dan Prosedur Desain yang terkomputerisasi. Kasus-kasus tersebut menyoroti perlunya tingkat kehati-hatian dan kewaspadaan yang lebih tinggi dalam analisis, desain, pengecekan dan konstruksi Proyek-proyek Teknik Sipil.
Pelajaran yang dipetik dapat dimanfaatkan dengan baik untuk menghindari terulangnya masalah serupa di masa depan.
Untuk alasan yang jelas, nama dan beberapa rincian tentang proyek telah diubah. Setiap referensi ke orang atau organisasi yang sebenarnya tidak disengaja dan murni kebetulan.
Pendahuluan
Kegagalan Struktur Teknik Sipil dapat berarti beberapa hal. Kegagalan tersebut dapat berupa kegagalan atau keruntuhan yang dahsyat, dapat juga berupa hilangnya fungsi atau dapat juga berarti penurunan kemampuan layanan bangunan hingga ke tingkat yang tidak ekonomis untuk dipertahankan.
Dalam menjalankan praktik profesinya, Insinyur Sipil sering dihadapkan pada masalah-masalah dalam Desain dan Konstruksi baik yang dilakukan oleh profesional atau organisasi lain maupun oleh profesional itu sendiri atau organisasinya. Masalah-masalah ini sering kali dapat mengakibatkan kerusakan pada orang atau properti dan melibatkan proses pengadilan yang memakan waktu. Belajar dari masa lalu atau kesalahan di masa lalu tentu dapat membantu Insinyur yang berpraktik untuk menghindari masalah seperti itu.
Tujuan dari makalah ini adalah untuk menyoroti beberapa kegagalan yang diselidiki oleh penulis. Makalah ini membahas kegagalan, penyebab kegagalan yang telah diverifikasi, aspek remediasi yang direkomendasikan, dan potensi biaya atau kerugian yang dialami oleh pihak-pihak yang terlibat.
Untuk alasan yang jelas, nama-nama orang atau organisasi yang terlibat telah dirahasiakan atau diubah, begitu juga dengan nama proyek yang sebenarnya.
Tujuan dari penyajian pengalaman-pengalaman ini adalah untuk membantu profesi dalam mengenali bahwa kegagalan dapat dan memang terjadi di dunia nyata. Pengalaman di masa lalu merupakan referensi dan sumber pengetahuan yang dapat diandalkan untuk menghindari terulangnya kecelakaan serupa.
1.0 STUDI KASUS NO. 1 - KERUNTUHAN SISTEM RANGKA ATAP
1.1 Latar Belakang
Sebuah gudang besar yang sedang dibangun untuk Perusahaan XYZ mengalami kecelakaan serius. Rangka Atap jatuh dengan gaya Domino ketika sedang dipasang. Kecelakaan ini menyebabkan beberapa korban jiwa, sebagian besar adalah pekerja yang sedang mengecat Rangka Atap yang sedang dipasang.
Penyebab kecelakaan segera dikaitkan dengan Boom Erection Crane yang menghantam rangka depan yang mengakibatkan kegagalan "Domino". Penyelidikan selanjutnya, sambil menerima hal ini sebagai "Pemicu" langsung dari kegagalan tersebut, mendeteksi beberapa kekurangan lain dalam konstruksi yang menyebabkan keruntuhan yang dahsyat.
Patut dicatat bahwa kekurangan dalam desain, meskipun secara umum tidak berkontribusi pada kegagalan juga dicatat. Yang mengejutkan adalah bahwa kekurangan-kekurangan ini dibatalkan oleh kesalahan dalam analisis komputer. Dengan demikian, desain yang cacat menjadi "Aman" oleh kesalahan kompensasi. Hasilnya adalah desain yang "Aman" secara tidak sengaja! Kontraktor umum adalah perusahaan terkemuka yang mensubkontrakkan jasa fabrikator baja dengan pengalaman yang sangat terbatas dalam pemasangan baja struktural. Geometri dari masing-masing rangka juga berkontribusi terhadap keruntuhan serta prosedur di bawah standar yang digunakan selama pemasangan.
1.2 Kecelakaan
Hampir 24 Bay Gedung telah menerima rangka dan purlins yang telah dipasang. Karena jadwal yang kritis, rangka telah dipasang hanya dengan lapisan cat dasar. Pengecatan akhir sedang dilakukan di atas rangka oleh beberapa pelukis saat rangka-rangka tersebut dipasang.
Kuda-kuda bagian bawah yang tidak cukup dikuatkan dengan purlins "C" pengukur ringan yang digandakan menjadi bagian kotak dengan pengelasan jahitan.
Beberapa pekerja yang sedang mengecat di atas rangka jatuh dan tertimpa rangka baja yang runtuh dan mengakibatkan beberapa orang tewas.
Segera pada hari setelah keruntuhan, kami dipanggil untuk menyelidiki penyebab kecelakaan tersebut.
Hasil investigasi kami mengungkapkan rincian yang sangat mengejutkan yang berkontribusi pada keruntuhan tersebut.
1.3 Investigasi
Kami harus melakukan investigasi dengan cepat untuk mencegah penghilangan barang bukti dan untuk mewawancarai orang-orang yang terlibat atau memiliki pengetahuan tentang kecelakaan tersebut. Banyak foto yang diambil yang berfungsi sebagai bukti tak terbantahkan tentang apa yang berkontribusi terhadap kecelakaan tersebut. Sebuah tinjauan menyeluruh terhadap desain juga dilakukan.
- Apa yang menyebabkan keruntuhan?
- Mengapa Rangka Rangka tersebut runtuh seperti kartu domino?
- Mengapa desain yang keliru tidak menjadi penyebab kegagalan?
- Mengapa lengkungan yang berdekatan tidak mengalami kegagalan?
Pertanyaan-pertanyaan ini dan pertanyaan-pertanyaan lainnya menjadi jelas setelah kami menyelesaikan investigasi.
1.4 Temuan
Temuan kami adalah sebagai berikut:
⦁ Prosedur pemasangan yang salah mengakibatkan sambungan yang berbahaya
Subkontraktor yang membuat dan memasang rangka bukan merupakan Fabrikasi Baja Struktural atau hanya memiliki sedikit pengalaman dalam fabrikasi dan pemasangan Baja Struktural. Selama proses pemasangan rangka, rangka menjadi "pendek" karena Lendutan Elastis karena rangka berada pada dua atau tiga titik pengangkatan. Hal ini mengakibatkan rangka batang menjadi "membungkuk" ke bawah sehingga memendek.
Karena baut jangkar sudah dicor ke cor beton, lubang baut pada pelat bantalan yang terpasang pada ujung Truss sekarang tidak sejajar karena pemendekan. Karena terburu-buru untuk memasang Rangka, lubang baut dan slot diperbesar agar Rangka dapat dipasang.
Dalam banyak kasus, lubang dan slot yang diperbesar lebih lebar atau lebih besar dari Mur! Dengan demikian, tidak ada penahan pada Rangka dan baut jangkar praktis tidak berguna kecuali beberapa yang sangat terbatas.
⦁ Geometri Rangka juga berkontribusi terhadap keruntuhan
Rangka dirancang sebagai Rangka yang ditopang secara sederhana dengan sambungan Roller-pin di ujungnya. Terdapat dua Gables atau Rangka Rangka dan Bent 'A' sedang dibangun sementara Bent 'B' telah selesai dibangun.
Inspeksi terhadap Bent 'B' yang sudah jadi menunjukkan kekurangan dan cacat yang sama.
Gambar di bawah ini menunjukkan geometri yang kurang baik yang diwakili oleh rangka berbentuk segitiga. Secara vertikal, sistem akan "Stabil". Namun, begitu ada gangguan lateral, sistem akan gagal dengan terguling secara progresif.
Seperti dapat dilihat, geometri yang kurang baik ini hanya memberikan sedikit tahanan rotasi ketika Rangka diberi beban lateral. Pada beberapa ujung Rangka yang tidak jatuh, ujung Rangka tertahan oleh baut tetapi tetap saja jatuh pada sisinya karena ujungnya terpuntir akibat kurangnya tahanan rotasi.
⦁ "Penyangga" Horisontal di Bawah Standar
Penyangga horisontal atau "Struts" untuk sengkang atas dan bawah Rangka menggunakan konstruksi di bawah standar dan berkualitas buruk.
Penyangga dirakit dari dua purlins "C" Light Gage yang disambung dengan las dengan jarak yang lebar. "Penyangga" akan melengkung secara progresif saat Rangka Utama terguling.
⦁ Desain yang dibuat "Aman" Secara Tidak Sengaja
Ada banyak kekurangan desain yang kadang-kadang serius yang dicatat selama proses Tinjauan Sejawat. Namun, seperti yang telah dinyatakan sebelumnya, proses desain tidak berkontribusi pada keruntuhan karena kesalahan berikutnya dalam program komputer yang disebabkan oleh "Bug" dalam perangkat lunak cenderung mengkompensasi kolom-kolom yang tidak didesain secara tepat dengan mendesainnya secara berlebihan!
Dengan demikian, desain tersebut menjadi aman karena adanya bug pada komputer. Temuan kami dalam tinjauan sejawat mengungkapkan hal tersebut:
- Bangunan tersebut akan sangat kurang dirancang. Kekurangan yang sangat besar ini dapat mengakibatkan keruntuhan pada kondisi pembebanan desain jika bukan karena kesalahan kompensasi akibat "Bug" perangkat lunak.
Berikut ini adalah kekurangannya:
1. Desain Kolom
Beban angin dan gempa yang digunakan salah. Gaya angin yang diterapkan pada atap semuanya positif (ke bawah) padahal sebenarnya beban yang bekerja adalah negatif (tekanan hisap) untuk kemiringan atap yang digunakan.
Kolom-kolom tersebut didesain dengan menggunakan Perangkat Lunak Analisis dan Desain Struktural Terpadu yang populer. "Bug" tersebut cenderung mendesain member kompresi secara berlebihan.
Pembebanan Seismik dan klasifikasi tipe bangunan sepenuhnya salah. Perkiraan yang terlalu rendah dari geser dasar menghasilkan pengurangan 60% dalam Pembebanan Seismik. Bangunan diklasifikasikan sebagai OMRSF - Ordinary Moment Resisting Space Frame yang mana untuk struktur beton dilarang oleh peraturan di Zona 4.
2. Desain Rangka Batang
Analisis mempertimbangkan bahwa member Rangka Batang dihubungkan secara kaku namun Rangka Batang didesain sebagai member yang dibebani secara aksial saja, dengan mengabaikan momen.
Keuntungannya adalah bahwa untuk Korda Bawah dan Korda Atas, hanya tegangan maksimum yang digunakan dalam desain. Demikian pula untuk member web, hanya nilai tegangan yang sangat terbatas yang digunakan. Sementara analisisnya mengarah ke desain yang kurang, penyederhanaan yang berlebihan pada desain cenderung ke arah desain yang berlebihan kecuali untuk beberapa member.
Hal ini dapat mengatasi masalah tetapi menghasilkan rangka atap yang sangat berat dan mahal. Desain berlebih yang dihasilkan karena penyederhanaan dan kesalahan yang tidak disengaja mengakibatkan peningkatan berat rangka sebesar 30%!
3. Struktur Tinggi
Ketinggian struktur yang digunakan dalam analisis dan desain adalah 10,0 meter. Ketinggian sebenarnya adalah 15,0 meter.
Tidak dapat dipastikan kapan dan pada titik mana ketinggiannya berubah. Hal ini seharusnya secara otomatis memicu desain ulang.
4. Kolom beton dianggap sebagai member yang dibebani secara aksial murni
Diagram Pembebanan Analisis terkomputerisasi dengan jelas menunjukkan bahwa reaksi rangka batang adalah aksial bersama dengan garis tengah kolom.
Pada kenyataannya, rangka batang ditumpu pada corbel 500mm dan karenanya menimbulkan momen lentur pada kolom.
Hal ini dapat mengakibatkan desain kolom yang kurang tepat jika tidak ada "Bug" pada program komputer.
5. Sistem Rangka Atap Secara Keseluruhan Tidak Efisien
Sistem Rangka Atap yang diadopsi terdiri dari dua Truss Bents yang bertumpu pada corbels dengan detail sambungan Roller/Pin seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
Dengan demikian, Truss Bents tidak dapat berpartisipasi secara efisien dalam membawa beban lateral dan mendistribusikan beban karena pada dasarnya ini hanya menopang ketinggian. Dengan demikian, tidak ada redundansi dalam struktur atau jalur tegangan alternatif jika terjadi tegangan berlebih.
Dengan demikian, Truss Bents tidak dapat berpartisipasi secara efisien dalam memikul beban lateral dan mendistribusikan beban karena pada dasarnya ini hanyalah elevasi yang didukung. Dengan demikian, tidak ada redundansi dalam struktur maupun jalur tegangan alternatif jika terjadi tegangan berlebih.
1.5 Pelajaran yang Dipetik
Ereksi adalah operasi kritis yang membutuhkan kehati-hatian dan pengalaman. Hal ini tidak dapat dipercayakan kepada kontraktor yang tidak berpengalaman.
- Penggunaan obor untuk memperbesar lubang baut angkur tidak boleh dilakukan di lokasi tanpa pengawasan teknis yang memadai.
- Penggunaan struts dan sambungan purlin di bawah standar memungkinkan keruntuhan merambat ke rangka yang berdekatan.
- Geometri rangka yang tidak stabil menyebabkan keruntuhan menjadi kegagalan sistem secara total.
- Meskipun desain bukan penyebab keruntuhan, kekeliruan dan kekurangan besar terjadi seperti:
- Kesalahan dalam asumsi pembebanan
- Kesalahan kode komputer yang tidak diperiksa
- Pemodelan komputer yang salah
- Kurangnya prosedur pemeriksaan tinjauan sejawat
2.0 STUDI KASUS NO. 2 - DESAIN ALTERNATIF MENGHASILKAN STRUKTUR YANG CACAT
2.1 Pendahuluan
Perusahaan kami dilibatkan untuk mendesain Kompleks Industri besar untuk Perusahaan ABC. Bagian dari Kompleks tersebut adalah gudang dengan area yang luas dengan luas lantai sekitar 4,0 Hektar (40.000 m2).
Ketika proyek ini ditawar, penawar terendah menawarkan proposal rancang bangun alternatif yang lebih rendah P20 juta dari penawaran mereka menggunakan desain kami.
Karena potensi penghematan yang sangat besar, pemilik memilih proposal rancang bangun alternatif.
Hal ini terbukti merupakan sebuah kesalahan!
2.2 Masalah Terdeteksi
Enam bulan setelah konstruksi dimulai dan ketika 4 hektar purlins telah terpasang dan semua rangka struktur tinggal menunggu pemasangan atap dan kelongsong, Insinyur Proyek dari pemilik proyek menyadari adanya lendutan pada purlins dan rangka yang hanya didasarkan pada bobot mati murni. Pemilik harus menggunakan jasa kami lagi untuk melakukan tinjauan ulang terhadap desain Kontraktor.
Selanjutnya, surat pernyataan profesional diperoleh dari Insinyur Kontraktor agar kami dapat melakukan tinjauan desain profesional.
2.3 TEMUAN
Kajian terhadap perhitungan desain dan data pembebanan mengungkapkan fakta-fakta yang sangat mengejutkan.
1. Tekanan angin yang digunakan sangat jauh di bawah nilai Code dan mengabaikan faktor eksposur karena lokasi yang akan meningkatkan tekanan angin lebih lanjut dan di beberapa lokasi tekanan pengangkatan akan menjadi dua kali lipat.
Catatan: Gudang ini terletak di sepanjang lereng datar yang menghadap ke laut. Faktor eksposur untuk hal ini seharusnya adalah Ce = 1,51 untuk Kategori Eksposur D.
Pada beberapa area kritis, beban angin secara tidak sengaja tidak dipertimbangkan.
2. Model komputasi yang digunakan oleh Insinyur Kontraktor menghasilkan mekanisme keruntuhan karena semua sambungan untuk kolom adalah sambungan "pin" dan juga sambungan rangka ke kolom. Hal ini tidak dapat diterima secara statis.
Pembebanan lateral dalam analisis komputer seharusnya sudah memicu atau menandakan kondisi "Gagal" namun hal ini terlewatkan atau terabaikan.
Untungnya, pada konstruksi aktual, sambungan angkur kolom menunjukkan bahwa itu adalah kondisi "semi-tetap" karena detail baut angkur tidak menunjukkan sambungan yang disematkan.
3. Asumsi pembebanan yang digunakan dalam desain adalah 50% lebih rendah dari ketentuan code. Hal ini secara langsung akan menghasilkan struktur yang juga akan didesain kurang dari nilai tersebut. Namun, kesalahan lain juga berkontribusi pada underdesign yang besar. Pembebanan seismik (meskipun tidak signifikan) diabaikan sama sekali.
2.4 Karena Anggota yang Dikonstruksi Kurang
Sebagai hasil dari asumsi yang keliru di atas dan pemodelan yang salah dari geometri struktur dan kondisi ketegakan, berikut ini adalah temuan-temuan kami:
- Member rangka batang sangat tidak memadai untuk beban desain yang sebenarnya.
- Kolom yang sekarang dengan kekakuan parsial yang diasumsikan dalam tinjauan sejawat adalah "aman".
- Purlins melebihi batas tegangan yang diijinkan sebanyak 100% dan melanggar batasan defleksi.
- Bulu-bulu dinding melebihi batas tegangan yang diijinkan sebanyak 100%.
- Gelagar pembawa rangka dirancang berdasarkan rasio kelangsingan yang tidak realistis sehingga menghasilkan member yang tidak sesuai dengan desain.
2.5 Bug Perangkat Lunak yang Berkontribusi pada Kesalahan
Dalam tinjauan kami, kami mencatat lebih lanjut bahwa tegangan yang diijinkan untuk member kompresi yang digunakan oleh Insinyur Kontraktor relatif lebih tinggi dibandingkan dengan hasil komputer kami.
Kami menggunakan program yang sama tetapi Insinyur Kontraktor menggunakan versi yang lebih baru (Ver. 22) dan kami menggunakan versi yang lebih lama tetapi berlisensi.
Kami kemudian melanjutkan untuk menghitung tegangan yang diijinkan dalam pemampatan dengan tangan dan kami dapat memverifikasi bahwa perhitungan kami benar.
Namun, Insinyur Kontraktor tetap bersikeras bahwa perhitungan mereka sudah benar mengingat mereka menggunakan versi yang lebih baru! Untuk menyelesaikan masalah ini, kami menulis surat pertanyaan resmi kepada perusahaan Perangkat Lunak tersebut. Mereka segera menjawab dengan mengakui adanya bug ketika mereka merevisi versi baru! Hal ini akhirnya menyelesaikan masalah ini. Kami memberikan salinan temuan kami kepada Insinyur Pemilik dan Kontraktor.
2.6 "Rekayasa Nilai" Berubah Menjadi Bencana Finansial
Akibatnya, 4,0 hektar purlins yang sudah terpasang harus dibongkar dan diganti seluruhnya. Kami menyiapkan langkah-langkah perbaikan untuk rangka batang dengan menyediakan pelat penutup untuk semua member yang mengalami tegangan berlebih dan memperkuat pengaku memanjang dan gelagar pengangkut. Pekerjaan ini terbukti memakan biaya yang cukup besar, baik bagi kontraktor maupun pemilik.
Pemilik mengalami penundaan selama 2,5 bulan dalam proyek tersebut. Mereka juga terpaksa menyewa ruang penyimpanan di luar untuk peralatan elektronik yang sensitif dan kontrol untuk pabrik industri.
Kontraktor mengalami kerugian finansial yang sangat besar. Purlins yang rusak seluas 4,0 hektar dibongkar dan diganti seluruhnya. Operasi pelapisan tulangan yang mahal yang melibatkan pekerjaan pengelasan di atas kepala dilakukan pada rangka-rangka tersebut ketika masih menggunakan penyangga sementara.
Kami tidak mengetahui apakah pemilik menjatuhkan denda kepada kontraktor.
2.7 Pelajaran yang Dipetik
Program komputer tidak dapat diberikan kepercayaan begitu saja.
Mempercayakan desain kepada Insinyur Junior yang tidak berpengalaman dapat mengakibatkan bencana.
Kekeliruan dalam interpretasi pembebanan yang ditentukan kode dan faktor eksposur merupakan kontributor utama terhadap masalah ini.
Tinjauan internal yang tepat dapat mendeteksi mekanisme keruntuhan yang tidak dapat diterima secara statis, namun hal ini tidak terdeteksi sama sekali hingga semuanya terlambat.
3.0 STUDI KASUS NO. 3 - NYARIS PANIK YANG DISEBABKAN OLEH DETAIL YANG SALAH
3.1 Pendahuluan
Kegagalan ini tidak begitu signifikan secara finansial maupun teknis seperti Nyaris Panik yang ditimbulkannya. Namun demikian, perbaikannya terbukti memakan biaya yang besar.
Proyek ini merupakan fasilitas sanitasi ultra higienis untuk pembuatan formulasi bayi. Fasilitas ini digunakan untuk mengeringkan susu cair menjadi bubuk.
Akses masuknya sangat terbatas dan harus mengenakan gaun, penutup kepala, melepas jam tangan dan kacamata, menggunakan kaus kaki sepatu sekali pakai, dan mencuci tangan dengan alkohol.
Manajer fasilitas hampir panik ketika noda hitam ditemukan di antara sambungan kolom/batako. Noda tersebut langsung dicurigai sebagai kotoran burung karena warnanya yang kehitaman. Kotoran burung adalah sumber paling umum dari bakteri "Salmonella" yang ditakuti. Setiap kejadian yang dilaporkan bisa saja membutuhkan penutupan total dan sterilisasi yang berkepanjangan pada Menara Pengering Tujuh Lantai.
Kami dipanggil untuk memberikan konsultasi. Kami memeriksa lokasi dan benar saja, kami memverifikasi adanya noda hitam di sepanjang sambungan vertikal antara kolom dan dinding batu. Hal ini sangat mengkhawatirkan, meskipun kami telah diberi tahu tentang apa yang akan terjadi jika "Salmonella" terdeteksi di fasilitas yang sangat higienis.
3.2 Identifikasi Masalah Seketika
Kami segera menuju ke kantor Teknik pabrikan untuk melihat Rencana As-Built.
Apa yang kami lihat segera mengidentifikasi masalahnya. Masalahnya dijelaskan oleh sketsa:
Pengisi Kompresibel Papan Mineral yang Diresapi Aspal terpapar pada elemen-elemen dan sealant ditempatkan di dalamnya. Pelapukan dan paparan sinar matahari melelehkan aspal dan mendegradasi serat mineral.
Kerusakan pada sealant memungkinkan aspal yang meleleh yang diencerkan oleh air masuk ke dalam dan pada awalnya dicurigai sebagai noda dari kotoran burung yang setara dengan potensi infeksi salmonella.
3.3 Tindakan Perbaikan
Langkah-langkah perbaikan yang direkomendasikan dan dilaksanakan adalah sederhana namun sangat mahal.
Hal ini membutuhkan pemindahan sejumlah sambungan vertikal di seluruh Fasilitas Tujuh Lantai dan penggantian dengan prosedur penyambungan yang tepat. Hal ini sangat mahal bagi pemilik.
3.4 Pelajaran yang Dipetik
Bahkan kesalahan yang sangat sederhana dan tampaknya tidak berbahaya pada detail-detail kecil dapat menyebabkan masalah jika tidak diperiksa dengan proses pengecekan dan peninjauan yang sudah ada.
4.0 STUDI KASUS NO. 4 - TENGGELAM ATAU NAIK?
4.1 Pendahuluan
Sebuah pabrik percetakan bahan kemasan khusus yang sangat besar dibangun sebagian dengan sistem potong dan sebagian lagi dengan sistem isi. Dua pertiga dari pabrik tersebut bertumpu pada bahan isi yang dipadatkan.
Peralatan cetak offset empat warna yang sangat mahal seharga puluhan juta peso dipasang. Mesin cetak offset tersebut terdiri dari empat mesin cetak yang dihubungkan dengan sebuah batang penggerak berukuran sekitar 35 mm. Mesin ini berdiri di atas fondasi alas tebal yang terintegrasi dengan lempengan lantai. Mesin offset memerlukan toleransi yang sangat kecil dan setiap ketidaksejajaran secara horizontal atau vertikal tidak dapat ditoleransi karena akan menghasilkan peletakan dan pencetakan warna yang tidak tepat.
Segera setelah commissioning, mesin cetak membuang banyak gulungan bahan yang mahal karena ketidaksejajaran. Koreksi dilakukan secara berkala, tetapi masalahnya menjadi semakin parah seiring berjalannya waktu hingga produksi dihentikan sama sekali untuk mesin ini. Seluruh jadwal produksi berada dalam bahaya.
Tapak bangunan dikelilingi oleh dua sisi dengan area cekungan yang menggenangi air selama hujan deras karena saluran air yang tidak memadai.
4.2 Masalah
Pemilik serta pemasok peralatan asing segera mencurigai pemukiman sebagai penyebabnya.
Kami diundang untuk mengunjungi lokasi untuk melihat masalahnya.
Apa yang kami lihat bertentangan dengan kecurigaan pemiliknya karena mesin benar-benar naik dan tidak mengendap!
Ketika kami memberi tahu pemiliknya tentang temuan awal kami, dia tidak percaya dengan apa yang dia dengar. Namun demikian, dia menggunakan jasa kami untuk membuktikannya dan merekomendasikan langkah-langkah perbaikan.
4.3 Program Investigasi
Kami merekomendasikan program investigasi yang terdiri dari empat bagian (yang kemudian diterima) yang terdiri dari:
- Melakukan Survei Ketinggian (Topografi) di area yang terkena dampak.
- Melakukan lima lubang uji dangkal untuk mengambil sampel tanah.
- Melakukan pengujian laboratorium untuk menentukan karakteristik pembengkakan dan tekanan pembengkakan sampel tanah yang diambil.
- Studi medan dan area drainase di sekitarnya.
Hasil dari program investigasi diformalkan dalam sebuah laporan termasuk prosedur remediasi kami.
4.4 Hasil Investigasi
Hasil investigasi menguatkan temuan awal kami. Survei Topo mengkonfirmasi bahwa lempengan tanah memang naik dan menyeret peralatan.
Penampang melalui sumbu longitudinal dan transversal peralatan menunjukkan adanya kenaikan vertikal pada pelat serta fondasi peralatan tanpa diragukan lagi.
Uji laboratorium juga pada dasarnya membuktikan kecenderungan pembengkakan tanah. Sebagian besar material timbunan di bawah pelat diklasifikasikan sebagai CH/MH dengan LL>55 PI>25. Potensi gelombang adalah dari sedang sampai tinggi dengan indeks gelombang setinggi 10 pada sebagian besar kasus.
Tekanan gelombang yang dihasilkan pada pengujian gelombang terbatas menunjukkan tekanan gelombang sebesar 744 psf (35.6 kPa). Berdasarkan perhitungan, tekanan gelombang ini saja tidak akan cukup untuk mengangkat pondasi matras yang berat. Oleh karena itu, pertanyaan: mengapa bisa naik? menjadi prioritas untuk dijawab.
Inspeksi terhadap pelat lantai dan pondasi peralatan memberikan jawabannya. Pelat lantai terhubung ke pondasi peralatan dan dicor secara monolitik dengan tulangan yang kontinu.
Hal ini memberikan koneksi ke pelat. Ketika area yang luas dari pelat terangkat, gaya besar yang terakumulasi cukup untuk menarik fondasi alat berat.
4.5 Mekanisme Kegagalan karena Heaving
4.6 Remediasi
4.6.1 Latar Belakang
Gangguan pada slab pasti disebabkan oleh Swelling/Heaving dan hanya perlu ditentukan mekanisme apa yang menyebabkan hal ini terjadi untuk menghasilkan proposal untuk menyelesaikan masalah.
Harus dipahami bahwa solusi apapun untuk menghilangkan tanah yang membengkak tidak akan sepenuhnya menghilangkan potensi pembengkakan.
Selain itu, adanya air yang terperangkap dalam bentuk kadar air alami dari tanah yang ada, yang relatif tinggi berdasarkan uji laboratorium terhadap sampel test pit, dapat memicu penurunan lebih lanjut. Hal ini masih mungkin terjadi meskipun telah dilakukan intervensi perbaikan.
4.6.2. Kejenuhan Air oleh Genangan Air
Drainase daerah dataran rendah di sekitar pabrik terhambat atau dicegah dengan tidak adanya struktur drainase dan saluran pembuangan yang memadai. Dengan demikian, limpasan permukaan terakumulasi dan daerah sekitarnya menjadi kolam penampungan yang menjenuhkan daerah tersebut.
Air memiliki kecenderungan alami untuk berpindah dari daerah panas ke daerah dingin. Karena tapak tanaman dinaungi oleh atap, diisolasi oleh pelat lantai dan berventilasi baik, tanah di bawahnya pasti lebih dingin di dalam daripada di luar tapak tanaman.
Dengan demikian, gradien termal terbentuk dan air mengikuti gradien ini. Gaya tarik menarik lebih besar daripada gaya gravitasi, dan oleh karena itu air dapat naik ke atas juga dibantu oleh aksi kapiler yang menyebabkan pembengkakan Tanah Sangat Plastis (CH/MH).
4.6.3 Mekanika Tanah yang Mengembang
Karena tanah ekspansif dicirikan oleh granulometri yang sangat halus dan dengan demikian rasio luas permukaan terhadap massa yang besar, maka tanah ini memiliki afinitas yang besar terhadap air. Air ditangkap dan diserap oleh air dan dipegang erat dengan gaya tarik yang besar.
Air yang diserap dan teradsorpsi meningkat dengan daya tarik lebih lanjut dan ekspansi volumetrik saat terjadi pembengkakan. Karena afinitas akibat gaya tarik menarik listrik dan kimia yang kuat sangat besar, ekspansi menghasilkan tekanan yang luar biasa saat dikurung atau ditahan. Hal ini menghasilkan tekanan gelombang tinggi yang dapat mengangkat pelat yang dibebani ringan atau fondasi mesin.
Oleh karena itu, kunci dari pembengkakan lebih lanjut adalah keberadaan air. Karena proses pembengkakan bersifat reversibel, pembasahan dan pengeringan secara bergantian seperti yang terjadi selama periode hujan dan kekeringan akan menyebabkan penyusutan dan pembengkakan, penyusutan menyebabkan runtuhnya struktur tanah dan oleh karenanya memperparah dan mempercepat kerusakan perkerasan.
Berdasarkan hal ini, maka perlu juga untuk mencapai keseimbangan kondisi kelembaban untuk mencegah perubahan volumetrik musiman dan siklus.
Dengan demikian, arah utama untuk solusi masalah yang berkaitan dengan tanah yang membengkak, jika tanah yang membengkak tidak dapat dihilangkan dan diganti adalah:
Menghilangkan sumber-sumber air
Pemeliharaan keseimbangan kelembaban di dalam area kritis yang dalam hal ini adalah tapak tanaman.
4.7 Tindakan Perbaikan yang Diusulkan
Kami telah membagi rekomendasi kami mengenai mitigasi dan pencegahan kerusakan akibat gelombang pasang menjadi yang paling mendesak dan segera.
4.7.1 Paling Mendesak
Kami telah merekomendasikan pemotongan atau pelepasan sambungan yang tidak disengaja atau sambungan gesekan antara pelat dan alas mesin.
Kami juga merekomendasikan agar pelat lantai secara umum dilepaskan atau sambungan dipotong di sepanjang perimeter dan dinding interior. Hal ini diperlukan untuk melepaskan penahan yang dapat menyebabkan keretakan lebih lanjut pada pelat.
Pemotongan dilakukan dengan roda pemotong berlian. Potongan tersebut kemudian disegel dengan sealant elastomer yang tahan terhadap pelarut dan minyak.
4.7.2 Solusi Segera
Penghapusan Sumber Air
Sengkedan dan area yang digenangi air diurug untuk mengalihkan air dari tapak tanaman. Pengurugan dipadatkan setelah tanah dasar dibersihkan dan digerus serta dipadatkan hingga 95% MDD berdasarkan ASTM D-698.
Drainase yang efektif menjauh dari lokasi diimplementasikan untuk menghilangkan genangan dan penahanan air.
Saluran air atap dan pengumpul (Pipa RCP) di dekat perimeter pabrik dinonaktifkan dan diganti dengan parit berjajar yang berjarak setidaknya 2,0 meter dari tapak pabrik. Hal ini akan memastikan bahwa setiap kebocoran atau kerusakan dapat terlihat dengan jelas.
Saluran pembuangan sekarang mengalir langsung ke parit-parit ini.
Jalan setapak di sepanjang perimeter bangunan memiliki kemiringan yang terbalik karena pembengkakan yang memungkinkan air merembes ke dalam bangunan. Hal ini direkonstruksi dengan tambahan lapisan beton yang miring menjauhi bangunan seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 1.0.
4.7.3 Rekomendasi untuk Mencegah Masuknya Air Lebih Lanjut dan untuk Menjaga Keseimbangan Kelembaban
Untuk mencegah masuknya air lebih lanjut di bawah tapak bangunan, maka perlu disediakan Dinding Penghalang yang kedap air. Dinding Penghalang dibangun sedekat mungkin dengan perimeter Bangunan dan diperpanjang setidaknya 1,5 meter secara vertikal di bawah Garis Lantai Selesai.
Barrier ini terdiri dari HDPE Liner setebal 2mm dan dengan semua sambungan yang dilas untuk memastikan bahwa tidak ada jeda pada penghalang kedap air. Parit ditimbun kembali dengan Compacted Fill dan bagian atasnya kedap air dengan perkerasan beton.
4.8 Pelajaran yang Dipetik
Pemilihan dan klasifikasi tanah timbunan di bawah struktur harus dilakukan dengan hati-hati.
Genangan air di sekitar struktur harus dihindari karena pada akhirnya akan menyalurkan air ke bawah struktur.
5.0 PENUTUP
Masih ada kegagalan-kegagalan lain yang perlu disampaikan. Namun, kasus-kasus lainnya disebabkan oleh alasan-alasan yang sudah sangat umum:
- Kelalaian Profesional
- Kesalahan Komputer
- Kurang Pengalaman
- Kelalaian dan Kelalaian Konstruksi
- Kurangnya Kontrol Kualitas, dll.
Sebagai Insinyur Sipil, kami memiliki kewajiban kepada klien kami dan masyarakat pada umumnya untuk menyediakan struktur yang aman dan fungsional, bebas dari cacat, dan sesuai dengan peraturan. Mempelajari masa lalu tentu saja merupakan salah satu cara untuk menghindari kesalahan yang sama.
Sumber: pgatech.com.ph