ANALISIS STABILITAS LERENG PADA RENCANA PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) KECAMATAN BAYUNG LENCIR KABUPATEN MUSI BANYUASIN

Transkripsi

1 ANALISIS STABILITAS LERENG PADA RENCANA PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) KECAMATAN BAYUNG LENCIR KABUPATEN MUSI BANYUASIN JURNAL SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (S1) Program Studi Teknik Sipil Dari Universitas Bina Darma Oleh : TRI HARTARTO PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BINA DARMA PALEMBANG 2015

2 ANALISIS STABILITAS LERENG PADA RENCANA PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) KECAMATAN BAYUNG LENCIR KABUPATEN MUSI BANYUASIN Tri Hartarto, Achmad Syarifudin, Farlin Rosyad Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Bina Darma Palembang ABSTRAK Stadi kasus ini membahas mengenai analisa perkuatan lereng pada rencanan pembangunan PLTU dikecamatan bayung lencir kabupaten musi banyuasin. Lereng ini akan dibangun perkuatan dengan menggunakan sheet pile, perkuatan ini mengantisipasi keruntuhan sehingga lereng gedung tersebut tidak mengalami kelongsoran. Parameter-parameter tanah di ambil dari korelasi data empirik dimana nilai dari parameter tersebut harus dalam batas yang diizinkan. Analisis studi kasus ini menggunakan program Plaxis V.8. Analisis yang dilakukan berupa analisis kondisi asli lereng dan di beri perkuatan sheet pile. Analisis dilakukan di 2 (dua) titik, titik 1 (satu) memiliki kedalaman 10,5 m dan titik 2 (dua) memiliki kedalaman 15 m. Nilai SF pada titik 1 (satu) sebelum diberi perkuatan sebesar 1,1135 dan nilai SF pada titik 2 (dua) sebesar 1,0308. Setelah diberi perkuatan nilai SF pada titik 1 (satu) menjadi 1,7769 dan pada titik 2 (dua) menjadi 1,8041. Kata kunci : Lereng, pembangunan, stabilitas ABSTRACT This case study is to discuss the strengthening of the slopes at the plant to PLTU in Bayung Lencir subdistrict Musi Banyuasin district. This slopes will be constructed using sheet pile reinforcement, this reinforcement is anticipating the collapse so that the building slopes are not experiencing sliding. Soil parameters taken from the correlation empirical data where the velue of these parameters must be within the allowed limit. This case study analysis using Plaxis program V.8. Analysis was done by analysis of the original condition of the slopes and the given reinforcement sheet pile. The analysis was performed in 2 (two) points, point 1 (one) has a depth of 10,5 m and point 2 (two) has a depth 15 m. SF value at point 1 (one) before it is strengthening at and SF value at point 2 (two) of 1,0308. Once given the strengthening the value of SF at point 1 (one) to 1,7769 and at point 2 (two) 1,8041. Keywords : Slope, development, stability

3 1. PENDAHULUAN Kajian bidang geoteknik didalam analisa stabilitas lereng cukup luas dan terus berkembang. Kajian geoteknik tersebut terutama dalam analisis kestabilan lereng dalam upaya menanggulangi longsor. Bagian dari teknologi struktur secara keseluruhan dengan membuat pemodelan yang tepat, akurat, dan nyata merupakan metode analisis kestabilan lereng. Tujuan utama dari suatu analisis stabilitas lereng adalah perencanaan struktur yang aman dan stabil berdasarkan umur rencana. Sehingga diperlukan suatu model yang dapat mewakili kondisi dilapangan. Hal-hal penting dalam penerapan prinsipprinsip stabilitas lereng merupakan pemahaman mengenai masalahmasalah perilaku tanah, geologi, hidrologi, dan karakteristik tanah. Dalam analisis tersebut harus memiliki faktor keamanan yang memadai dan pengambilan keputusan yang rasional. Kecilnya kestabilan tanah dan daya dukung yang rendah pada tanah dasar adalah permasalahan umum yang banyak dijumpai pada stabilitas lereng. Menurunnya kuat geser suatu massa tanah dan adanya faktor lain seperti iklim, cuaca, dan lingkungan merupakan penyebab terjadinya longsor pada lereng. Diperlukan analisis yang tepat dalam perkuatan tanah untuk mendapatkan solusi yang optimal dari permasalahan tersebut. Pada gedung yang memiliki lereng dengan kemiringan yang terjal dan adanya gangguan iklim, cuaca dan penurunan tahanan geser tanah. Jika lereng terlalu terjal atau tidak stabil dapat membahayakan jiwa manusia. Sehingga didalam analisa lereng gedung PLTU di Kecamatan Bayung Lencir didesain dengan menggunakan program PLAXIS V 8. Karena program ini mampu menganalisis kemantapan lereng dengan pendekatan Elemen Hingga. 2. TINJAUAN PUSTAKA Lereng adalah bagian dari muka bumi yang berbentuk miring atau suatu tepian yang terletak antara landasan dan tanjakan (dalam Irwandi Arif, 1999). Dilihat dari jenis material, ada 2 macam lereng yaitu lereng batuan dan lereng tanah. Dalam analisis dan penentuan jenis tindakan pengamanannya, lereng batuan tidak dapat disamakan dengan lereng tanah, karena parameter material, jenis dan penyebab longsor di kedua lereng tersebut sangat jauh berbeda. Sedangkan dilihat dari jenis terbentuk lereng dibagi menjadi 3 macam, yaitu : a. Lereng Alam Lereng alam adalah lereng yang terbentuk karena proses alam, misalnya lereng bukit atau pegunungan, lereng sungai dan sebagainya. b. Lereng Buatan Tanah Asli Lereng buatan tanah asli adalah lereng yang dibuat pada tanah asli atau kondisi alamiah dengan memotong atau memanggil tanah tersebut, misalnya untuk lereng jalan, lereng galian tambang dan sebagainya. c. Lereng Buatan Tanah yang Dipadatkan Lereng buatan tanah yang dipadatkan adalah tanah yang dipadatkan atau timbunan untuk membentuk lereng, misalnya lereng tanggul, lereng jalan ataupun lereng bendungan ukuran padat.

4 Beberapa lereng tidak dapat dianalisis dengan mudah, sebagi contoh adalah lereng-lereng dengan geologi yang kompleks atau lereng yang sangat lapuk dimana variasi material dan kekuatannya tidak dapat mudah diidentifikasi. Lereng-lereng pada lempung konsolidasi sangat berlebih dan lempung teguh retak-retak sulit untuk dianalisis (Beene, 1967). Adapun lereng-lereng yang dapat dianalisis dengan mudah atau dengan cara sederhana adalah lereng-lereng alam, lereng-lereng yang terbentuk secara alami dan embankment-embankment buatan. Jenis-jenis lereng berdasarkan bidang longsoran : 1. Lereng Kering Lereng kering diasumsikan bahwa lereng tersebut tidak memiliki tekanan air. Sehingga blok hanya dibebani dengan beratnya sendiri. 2. Lereng Tanah Homogen Bila tanah homogen yang tidak memiliki permukaan longsoran sebelumnya, sudut kemiringan keseimbangan adalah sama dengan sudut geser dalam dan faktor keamanan F = tan Φ / tan β pada hal yang terakhir ini F tidak tergantung pada tinggi lereng H dengan hukum Coulomb yang tidak berlaku. Untuk suatu lereng vertikal dengan tinggi lereng yang rendah untuk suatu tanah koheren, diperlihatkan bahwa Φ minimum untuk suatu bidang longsoran dengan kemiringan (π Φ 1 2 ). Jika Φ menuju ke 0 (kasus untuk lempung jenuh yang dikeringkan), tinggi limit dari suatu lereng vertikal adalah H = 4c/ɤ. (Irwandi Arif, 1999 : 6). 3. Lereng Tidak Kering (Basah) Pada suatu lereng dengan satu fissure (retakan) tarikan yang berisi air dengan ketinggian hw dan dengan asumsi bahwa tekanan lereng berkurang secara linier sepanjang bidang longsoran sampai 0. Gaya yang diakibatkan oleh tekanan hidrostatik dapat dihitung secara mudah. Dengan menambah gaya penggerak ( denominator) dan dengan mengurangi gaya penahan kekuatan batuan/tanah (numerator), dan air akan mengakibatkan berkurangnya faktor keamanan. Air ini juga menunjukkan penyebab utama dari longsoran batuan/tanah. 4. Lereng dengan Perkuatan Lereng dengan perkuatan secara umum kontribusi dari suatu kekuatan kepada kuat geser terhadap kekar ( joint) dengan adanya penambahan gaya kohesi yang ditimbulkan (PANET, 1987). Umur gerakan dan derajat aktivitas longsoran merupakan kondisi yang cukup penting diketahui. Longsoran aktif selalu bergerak sepanjang waktu atau sepanjang musim, sedangkan longsoran lama dapat kembali aktif sepanjang adanya faktor-faktor pemicu longsoran. Zaruba dan Mencl (1969) mempelajari longsoranlongsoran yang berumur plistosen dan menggunakan istilah fosil longsoran untuk longsoran yang sudah tidak aktif lagi.

5 3. METODOLOGI PENELITIAN Bayung Lencir merupakan salah satu kecamatan terluas di Kabupaten Musi Banyuasin Propinsi Sumatera Selatan. Letak geografis Kecamatan Bayung Lencir ini dibelah oleh Jalan raya Lintas Timur dari utara ke selatan dengan panjang jalannya ± 90 Km atau ± 1,5 jam perjalanan kendaraan bermotor. Jarak tempuh dari Ibukota Kecamatan Bayung Lencir ke pusat Kota terdekat adalah: 1.Ke Ibukota Kabupaten Musi Banyuasin, Kota Sekayu ± 200 Km. 2.Ke Ibukota Propinsi Sumatera Selatan, Kota Palembang ± 206 Km. 3.Ke Ibukota Propinsi Jambi, Kota Jambi ± 70 Km. Adapun batas wilayahnya antara lain : Sebelah utara berbatasan langsung dengan Propinsi Jambi. Sebelah Selatan dengan Kecamatan Sungai Lilin dalam kabupaten yang sama. Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Lalan yang merupakan pecahan dari Kecamatan Bayung Lencir. Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Batang Hari Leko dalam kabupaten yang sama. 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Awal Lereng Seperti diketahui sebelumnya bahwa kondisi tanah pada lereng memiliki lapisan tanah lunak dengan kedalaman antara 9 m sampai 9,5 m, dengan adanya lapisan lunak ini menyebabkan lereng di lokasi kurang aman karena safety factor mendekati angka satu, sehingga jika terdapat gangguan yang terjadi pada lereng dapat menimbulkan kelongsoran. Gangguan yang mungkin terjadi pada lereng misalnya tambahan pembebanan pada lokasi disekitar lereng sehingga dapat menurunkan faktor keamanan lereng. Berikut ini akan dibahas kondisi kekuatan asli lereng dengan menggunakan program plaxis 2D. Gambar 4.1 menunjukkan kondisi kemiringan lereng dan jenis tanah pada titik 1 yang dibedakan dengan warna. Dimana : Gambar 4.2 menjelaskan namanama tanah dari gambar 4.1. Dimana lapisannya meliputi lempung lanau, lanau campur pasir, lanau campur pasir, pasir campur lempung, pasir campur lanau, dan lanau.

6 Gambar 4.3 menunjukkan kondisi kemiringan lereng dan jenis tanah pada titik 2 yang dibedakan dengan warna. Dimana : 4.3 Analisis dan Perhitungan Perkuatan Lereng dengan Program Plaxis Proses perhitungan dengan menggunakan program plaxis pada kondisi awal memiliki dua phase, yaitu phase perhitungan kondisi awal lereng (kondisi tanpa beban) dan phase perhitungan angka keamanan. Hasil running dari program plaxis 2D, dapat dilihat pada gambar-gambar berikut : Gambar 4.4 menjelaskan nama-nama tanah dari gambar 4.3 dimana lapisannya meliputi lanau, lanau sedikit pasir, lempung berlanau, pasir campur lanau, dan pasir campur lanau. 4.2 Parameter Tanah Dalam menentukan parameter tanah, ada dua dasar yang dipakai, yaitu : Pertama, data lapangan seperti pada gambar diatas. Dengan menggunakan persamaan dan korelasi, maka parameter-parameter tanah dapat dicari. Kedua, dengan cara coba-coba dengan menggunakan program plaxis untuk mencari parameter c (kohesi) untuk lapisan 1 dan 2. Cara kedua ini dapat kita lakukan berdasarkan pada lereng yang telah longsor. Artinya SF lereng mendekati satu. Dengan asumsi ini, maka parameter-parameter tanah yang dibutuhkan untuk analisis plaxis dapat diketahui. Gambar 4.5 menunjukkan tahapan perhitungan pada titik 1. Dan memberi informasi bahwa tahapan perhitungan yang dilakukan benar. Gambar 4.6 menunjukkan displacement yang terjadi pada seluruh bagian lereng. Perbedaan warna

7 tersebut menunjukkan perbedaan displacement yang terjadi. Displacement terkecil ditunjukkan oleh bagian tanah yang berwarna biru, sedangkan displacement terbesar ditunjukkan dengan warna merah. Untuk bagian yang berbentuk menyerupai lingkaran merupakan bagian tanah yang mempunyai displacement yang cukup besar sehingga bagian tersebut dinyatakan sebagai bidang keruntuhan (artinya pada bagian inilah yang mengalami keruntuhan disaat kondisi awal). Gambar 4.7 menunjukkan kondisi faktor keamanan lereng yaitu 1,1135. Dengan nilai angka keamanan yang mendekati satu, maka lereng ini rawan terhadap kelongsoran. Gambar 4.8 menunjukkan tahapan perhitungan pada titik 2. Dan memberi informasi bahwa tahapan perhitungan yang dilakukan benar. Gambar 4.9 menunjukkan displacement yang terjadi pada seluruh bagian lereng. Perbedaan warna tersebut menunjukkan perbedaan displacement yang terjadi. Displacement terkecil ditunjukkan oleh bagian tanah yang berwarna biru, sedangkan displacement terbesar ditunjukkan dengan warna merah. Untuk bagian yang berbentuk menyerupai lingkaran merupakan bagian tanah yang mempunyai displacement yang cukup besar sehingga bagian tersebut dinyatakan sebagai bidang keruntuhan (artinya pada bagian inilah yang mengalami keruntuhan disaat kondisi awal). Gambar 4.10 menunjukkan kondisi faktor keamanan lereng yaitu

8 1,0308. Dengan nilai angka keamanan yang mendekati satu, maka lereng ini rawan terhadap kelongsoran. 4.4 Hasil Analisis dan Perkuatan dengan Plaxis 2D pada Titik 1 Harga safety factor lereng setelah adanya perkuatan adalah SF= 1,7769. Harga ini merupakan nilai SF dari lereng setelah pembebanan. Nilai ini cukup aman, karena untuk lereng dengan nilai SF = 1,25 merupakan angka yang cukup aman. Akan tetapi, untuk mereduksi resiko akibat dari data dan parameter tanah yang kurang akurat, nilai SF = 1,7769 masih bisa diterima. Output geometri lereng yang ditampilkan adalah output pada akhir phase stage construction. Yaitu pada tahap pembebanan, karena kondisi akhir geometri dan perkuatan lereng yang sebenarnya dapat ditinjau setelah adanya pembebanan yang terjadi pada lereng. Berikut ini adalah beberapa output geometri dan data-data penting dari lereng setelah perkuatan dan pembebanan. Gambar 4.12 menunjukkan displacement yang terjadi pada seluruh bagian lereng. Perbedaan warna tersebut menunjukkan perbedaan displacement yang terjadi. Displacement terkecil ditunjukkan oleh bagian tanah yang berwarna biru, sedangkan displacement terbesar ditunjukkan dengan warna merah. Untuk bagian yang berbentuk menyerupai lingkaran merupakan bagian tanah yang mempunyai displacement yang cukup besar sehingga bagian tersebut dinyatakan sebagai bidang keruntuhan (artinya pada bagian inilah yang mengalami keruntuhan disaat kondisi awal). Gambar 4.11 menunjukkan pergerakan lereng setelah diberi beban 10 KN dan perkuatan sheet pile. Gambar 4.13 menunjukkan momen lentur maksimal yang terjadi pada sheet pile sebesar 509,66 KN.m. momen lentur yang terbesar berada pada 2/3 sheet pile.

9 Gambar 4.14 menunjukkan nilai faktor keamanan lereng pada titik 1 sebesar 1,7769 dan tahapan konstruksi benar. Karena nilai SF > 1,5 maka lereng tersebut aman. 4.5 Hasil Analisis dan Perkuatan dengan Plaxis 2D pada Titik 2 Harga safety factor lereng setelah adanya perkuatan adalah SF= 1,8041. Harga ini merupakan nilai SF dari lereng setelah pembebanan. Nilai ini cukup aman, karena untuk lereng dengan nilai SF = 1,25 merupakan angka yang cukup aman. Akan tetapi, untuk mereduksi resiko akibat dari data dan parameter tanah yang kurang akurat, nilai SF = 1,8041 masih bisa diterima. Output geometri lereng yang ditampilkan adalah output pada akhir phase stage construction. Yaitu pada tahap pembebanan, karena kondisi akhir geometri dan perkuatan lereng yang sebenarnya dapat ditinjau setelah adanya pembebanan yang terjadi pada lereng. Berikut ini adalah beberapa output geometri dan data-data penting dari lereng setelah perkuatan dan pembebanan. Gambar 4.15 menunjukkan pergerakan lereng setelah diberi beban 10 KN dan perkuatan sheet pile. Gambar 4.16 menunjukkan displacement yang terjadi pada seluruh bagian lereng. Perbedaan warna tersebut menunjukkan perbedaan displacement yang terjadi. Displacement terkecil ditunjukkan oleh bagian tanah yang berwarna biru, sedangkan displacement terbesar ditunjukkan dengan warna merah. Untuk bagian yang berbentuk menyerupai lingkaran merupakan bagian tanah yang mempunyai displacement yang cukup besar sehingga bagian tersebut dinyatakan sebagai bidang keruntuhan (artinya pada bagian inilah yang mengalami keruntuhan disaat kondisi awal).

10 2 diatas dapat diketahui bahwa momen lentur maksimum yang terjadi pada sheetpile adalah 1,41.10 KN.m. Gambar 4.17 menunjukkan momen lentur maksimal yang terjadi pada sheet pile sebesar 1,41.10 KN.m. momen lentur yang terbesar berada pada 2/3 sheet pile. Gambar 4.18 menunjukkan nilai faktor keamanan lereng pada titik 1 sebesar 1,8041 dan tahapan konstruksi benar. Karena nilai SF > 1,5 maka lereng tersebut aman. 4.6 Analisis Hasil Perhitungan Struktur Perkuatan Kondisi lereng dengan perkuatan. - Dari gambar diagram momen lentur titik 1 diatas dapat diketahui bahwa momen lentur maksimum yang terjadi pada sheetpile adalah 509,66 KN.m. - Sedangkan dari gambar diagram momen lentur titik 5. PENUTUP Berdasarkan analisis dan perhitungan yang dilakukan pada bab sebelumnya, penulis dapat menyimpulkan bahwa : 1. Faktor keamanan lereng pada titik 1 (satu) sebelum diberi perkuatan sebesar 1,1135 dan faktor keamanan lereng pada titik 2 (dua) sebelum diberi perkuatan sebesar 1, Faktor keamanan lereng pada titik 1 (satu) setelah diberi perkuatan sheet pile dengan kedalam 10,5 m sebesar 1,7769 > SF ijin (1,5) dan faktor keamanan lereng pada titik 2 (dua) setelah diberi perkuatan sheet pile dengan kedalaman 15 m sebesar 1,8041 > SF ijin (1,5). 3. Momen lentur maksimum yang terjadi pada sheet pile titik 1 (satu) sebesar 509,66 KN.m. Sedangkan momen lentur maksimum pada sheet pile titik 2 (dua) sebesar 1,41.10 KN.m. DAFTAR PUSTAKA Arie Andika., Analisa Perkuatan Tebing Sungai Musi Desa Ulak Paceh Kecamatan Babat Toman Kabupaten Musi Banyuasin,Skripsi, Program Studi Teknik Sipil,2011 Balkema, A.A., Reference Manual PLAXIS, Brookfield, 1998.

11 Bowles, Joseph E, Foundation Analysis and Design, Fifth Edition, McGraw Hill International Edition, 1996 Chandra Hidayat., Analisa Kemantapan Lereng Jalan Simpang Tanjung Raya Tebing Tinggi Kabupaten Empat Lawang Provinsi Sumatera Selatan, Tugas Akhir, Program Studi Teknik Sipil, Das, Braja M., Mekanika Tanah, Gramedia Pustaka Umum, Jakarta,2002 Hardiyatmo,C.H., An Introduction to Geotecnical Engineering,Prentice Hall.,1981 Hendro Bab I Pendahuluan. /628/jbptitbpp-gdl-hendroatmo ts-1.pdf. Diunduh 29 Juli Kh Sunggono Buku Teknik Sipil. Mekanika Tanah Nova, Bandung.