PERHITUNGAN STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN GEOGRID MENGGUNAKAN PROGRAM PLAXIS 2D

Transkripsi

1 PERHITUNGAN STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN GEOGRID MENGGUNAKAN PROGRAM PLAXIS 2D JUDUL TUGAS AKHIR JUDU Oleh : I Komang Giya Pramardika JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016

2 HALAMAN PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini, saya: Nama : I Komang Giya Pramardika NIM : Judul TA : Perhitungan Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Geogrid Menggunakan Program Plaxis 2D Dengan ini saya nyatakan bahwa dalam Laporan Tugas Akhir/Skripsi saya ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini akan disebutkan dalam daftar pustaka. Denpasar, 09 Mei 2016 I Komang Giya Pramardika NIM i

3 LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR Tugas akhir ini telah diujikan dan dinyatakan lulus, sudah direvisi serta telah mendapat persetujuan pembimbing sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Program S-1 pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana. Judul Tugas Akhir : Perhitungan Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Geogrid Menggunakan Program Plaxis 2D Nama : I Komang Giya Pramardika NIM : Jurusan : Teknik Sipil Diuji Tanggal : 20 Mei 2016 Menyetujui: Bukit Jimbaran, 17 Juni 2016 Pembimbing I Pembimbing II I Nyoman Aribudiman, ST, MT. Ir. Tjok. Gde Suwarsa Putra, MT NIP NIP Mengetahui: Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana I KETUT SUDARSANA, ST, Ph.D. NIP ii

4 ABSTRAK Lereng yang memiliki sudut kemiringan cukup besar dan menerima beban mempunyai potensi longsor lebih besar. Oleh karena itu, perkuatan diperlukan untuk meningkatkan stabilitas lereng tersebut. Beberapa jenis perkuatan yang biasa digunakan antara lain adalah dinding penahan, turap, terasering, dan perkuatan geosintetik. Pada penelitian ini perhitungan dilakukan untuk mengetahui bagaimana stabilitas lereng pada kondisi alami dan stabilitas lereng dengan perkuatan geogrid yang dipasang pada dinding penahan. Data tanah yan geser ( kn/m3, c =13,21 kn/m2, kn/m2, m3, c=17,88 kn/m2, =14 kn/m3, c =10 kn/m2, Tenax dengan nilai kuat tarik sebesar 160 kn/m. Analisis stablitas lereng dilakukan dengan menggunakan program Plaxis 2D. Pertama-tama analisis dilakukan terhadap model kondisi tanah alami. Selanjutnya pada stage construction, dilakukan analisis terhadap lereng yang sudah diperkuat. Dari hasil analisis program Plaxis 2D pada kondisi alami didapatkan nilai angka keamanan sebesar 0,998 dan ini berarti lereng tersebut tidak aman. Sedangkan untuk kondisi lereng setelah diperkuat didapatkan nilai angka keamanan sebesar 1,496. Dari hasil analisis pada lereng dengan perkuatan, angka keamanan yang didapatkan lebih besar dari 1, sehingga lereng tersebut aman. Kata kunci: lereng, longsor, perkuatan, geogrid, Plaxis 2D, stabilitas. iii

5 UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang Perhitungan Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Geogrid Menggunakan Program Plaxis 2D Dalam proses penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan, arahan, dan informasi dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak I Nyoman Aribudiman, ST, MT. selaku dosen pembimbing I tugas akhir. 2. Bapak Ir. Tjok Gde Suwarsa Putra, MT. selaku dosen pembimbing II tugas akhir. 3. Teman-teman dan keluarga yang telah memberikan motivasi dalam penyusunan tugas ini. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki banyak kekurangan, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca sebagai bahan penyempurnaan dalam penyusunan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas ini dapat memberikan inspirasi dan informasi bagi para pembaca khususnya di dalam melaksanakan proses perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil. Bukit Jimbaran, 09 Mei 2016 Penulis iv

6 DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN... i LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR... ii ABSTRAK... iii UCAPAN TERIMA KASIH... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Lingkup/Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Tanah Klasifikasi Tanah Klasifikasi Berdasarkan Tekstur Klasifikasi Berdasarkan Pemakaian Sifat Fisik Tanah Ukuran Butiran Kadar Air Berat Jenis Tanah Angka Pori Porositas Derajat Kejenuhan Batas-Batas Atterberg Permukaan Spesifik Aktivitas Tanah Sifat Mekanik Tanah Pemadatan Tanah Percobaan Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) Percobaan CBR (California Bearing Ratio) Konsolidasi Parameter Tanah Modulus Young Poisson Ratio Sudut Geser Dalam Kohesi Kekuatan Geser Tanah Daya Dukung Tanah Pengertian Lereng Stabilitas Lereng Analisis Stabilitas Lereng Analisis Kelongsoran Translasi Bidang Metode Irisan (Method of Slide) v

7 2.9.4 Metode Bishop Disederhanakan (Simplified Bishop Method) Metode Elemen Hingga Jenis Stabilisasi Lereng Terasering Turap Soil Nailing Dinding Penahan Tanah Perkuatan Geosintetik Plaxis Geogrid Pengertian Geogrid Jenis-Jenis Geogrid Kelebihan Pemakaian Geogrid Tanah Timbunan Perkuatan Lereng dengan Geosintetik Kuat Tarik Ijin Rencana (Ta) Tegangan Lateral Tanah ( ) Spasi Vertikal Perkuatan (Sv) Panjang Perkuatan (L) Kontrol Stabilitas Eksternal BAB III METODE PENELITIAN Umum Identifikasi Masalah Studi Literatur Data Penelitian Data Tanah Data Geogrid Model Penampang Melintang Perencanaan Perkuatan Lereng Kerangka Penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Gambaran Umum Data Material Data Tanah Data Geogrid Perhitungan Model Lereng Kondisi Alami Input Model dan Material Calculation (Stage Construction) Output Perhitungan Perhitungan Model Lereng Dengan Perkuatan Geogrid Perencanaan Perkuatan Lereng Input Dinding Perkuatan Geogrid Calculation (Stage Construction) Output Perhitungan BAB V PENUTUP Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA vi

8 LAMPIRAN A DATA MATERIAL LAMPIRAN B OUTPUT PLAXIS 2D KONDISI ALAMI LERENG LAMPIRAN C OUTPUT PLAXIS 2D KONDISI LERENG SETELAH DIPERKUAT LAMPIRAN D SK TUGAS AKHIR vii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Klasifikasi tanah menurut Mississipi River Comission... 5 Gambar 2.2 Batas-batas konsistensi tanah (aterrberg) Gambar 2.3 Tipe-tipe keruntuhan lereng Gambar 2.4 Analisa lereng dengan metode irisan Gambar 2.5 Gaya gaya pada segmen Gambar 2.6 Contoh jaring jaring dari elemen hingga Gambar 2.7 Teras datar Gambar 2.8 Teras kredit Gambar 2.10 Teras guludan Gambar 2.11 Teras kebun Gambar 2.12 Teras bangku Gambar 2.13 Turap Gambar 2.14 Soil nailing Gambar 2.15 Dinding penahan tanah Gambar 2.15 Jenis-jenis geosintetik Gambar 2.16 Geogrid uniaksial Gambar 2.17 Geogrid biaksial Gambar 2.18 Geogrid triaksial Gambar 2.19 Tegangan lateral dan teori untuk geosintetik Gambar 3.1 Model penampang melintang Gambar 4.1 Penampang melintang lereng yang dimodelkan Gambar 4.2 Model penampang melintang Gambar 4.3 Tampilan geometry model setelah di generate mesh fine Gambar 4.4 Prosedur gravity loading pada initial condation Gambar 4.5 Staged contruction pada PLAXIS 2D Gambar 4.6 Edit phase window pada PLAXIS Gambar 4.7 Edit phase window pada PLAXIS 2D untuk proses Nil Step Gambar 4.8 Edit phase window pada PLAXIS 2D untuk proses SF Gambar 4.9 Informasi output calculation SF Gambar 4.10 Deformasi akibat berat sendiri lereng Gambar 4.11 Displacement akibat berat sendiri lereng Gambar 4.12 Arah pergerakan tanah akibat berat sendiri lereng Gambar 4.13 Tampilan PLAXIS Output 2D AE Gambar 4.14 Tampilan curves manager Gambar 4.15 Tampilan curve generation Gambar 4.16 Tampilan kurva SF Gambar 4.17 Gambar rencana dinding penahan geogrid Gambar 4.18 Perubahan beban akibat tanah Gambar 4.19 Diagram tegangan lateral Gambar 4.20 Perkuatan dengan Sv dan L yang direncanakan Gambar 4.21 Tegangan total tanah yang terjadi Gambar 4.22 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh Gambar 4.23 Model geometri lereng dengan dinding perkuatan geogrid Gambar 4.24 Aktivasi jenis geogrid Gambar 4.25 Aktivasi jenis tanah yang digunakan untuk interface viii

10 Gambar 4.26 Tampilan model geometri lereng dengan dinding perkuatan setelah di generate mesh fine Gambar 4.27 Model lereng pada phase initial condition lereng dengan dinding perkuatan Gambar 4.28 Proses activate geogrid dan interface pada phase pemasangan geogrid Gambar 4.29 Proses activate cluster pada phase timbunan Gambar 4.30 Windows edit phase pada phase SF 2 pada lereng dengan dinding perkuatan Gambar 4.31 Model lereng dengan dinding perkuatan pada phase terakhir Gambar 4.32 Deformasi lereng setelah diperkuat Gambar 4.33 Displacements lereng setelah diperkuat Gambar 4.34 Arah pergerakan tanah pada lereng setelah diperkuat Gambar 4.35 Informasi output calculation SF Gambar 4.36 Curve perbandingan SF ix

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi tanah sistem AASHTO... 6 Tabel 2.2 Klasifikasi tanah sistem Inified... 8 Tabel 2.3 Klasifikasi tanah sistem Inified (lanjutan)... 9 Tabel 2.4 Nilai Es berdasarkan jenis tanah Tabel 2.5 Nilai poisson ratio berdasarkan jenis tanah Tabel 2.6 Nilai sudut geser dalam berdasarkan jenis tanah Tabel 2.7 Klasifikasi kemiringan lereng menurut USSSM dan USLE Tabel 2.8 Beberapa kisaran nilai sifat-sifat indeks dan mekanis tanah Tabel 2.9 Rekomendasi nilai elongasi Tabel 2.10 Variasi faktor parsial pada tipe-tipe area aplikasi Tabel 3.1 Data tanah Tabel 3.2 Data spesifikasi geogrid TT160 SAMP Tabel 4.1 Data material tanah Tabel 4.2 Koordinat untuk input geometri model pada Plaxis untuk lereng Tabel 4.3 Hasil perhitungan spasi vertikal perkuatan Tabel 4.4 Hasil perhitungan panjang perkuatan x

12 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A : Aktivitas/Activity B : Panjang perkuatan paling bawah yang kontak dengan tanah c : Kohesi d1 : Lengan Pa sin untuk mencari momen ke titik O d2 : Lengan Pa cos untuk mencari momen ke titik O e : Angka pori FS : Faktor keamanan FSgeser FSguling FSDDTdasar Gs LL Nc Nq N Pa PI PL q : Faktor keamanan terhadap geser : Faktor keamanan terhadap guling : Faktor keamanan terhadap daya dukung tanah dasar : Berat jenis tanah : Tinggi dinding perkuatan : tan 2 (45 /2) : Koefisien tekanan tanah aktif : Panjang perkuatan : Panjang tertanam dibelakang garis runtuh/ embedment length : Panjang nonacting dimuka garis runtuh : Batas cair : Tinggi benda uji mula-mula : Jumlah pukulan pada kadar air : Koefisien daya dukung untuk kohesi : Koefisien daya dukung untuk berat tanah (beban) : Koefisien daya dukung untuk berat volume tanah : Porositas : Beban hidup : Tekanan yang menyebabkan gaya geser : Indeks Plastisitas : Batas plastis : Beban merata : Daya dukung tanah ( ) qact : Berat tanah xi

13 RF : Faktor reduksi ( RFCR x RFID x RFD x RFBD) RFCR RFID RFCD RFBD SL SS Sv Tall Tult : Faktor reduksi rangkak : Faktor reduksi kerusakan saat instalasi. : Faktor reduksi ketahanan terhadap faktor kimia : Faktor reduksi ketahanan terhadap faktor biologi : Derajat Kejenuhan : Batas susut : Permukaan spesifik (spesific surface) : Spasi vertikal perkuatan dalam satuan meter. : Kuat tarik jangka panjang per satuan lebar geosintetik : Kuat tarik ultimit geosintetik : 0,121 (tidak semua tanah mempunyai harga =0,121) : Volume keseluruhan massa tanah : Volume pori : Volume butir padat : Volume air : Volume tanah basah : Volume tanah kering w : Gaya karena beban tanah sendiri ( ) w Ww Ws : Kadar air : Berat air : Berat tanah kering : Kadar air saat tanah tertutup : Berat piknometer x : Berat piknometer + tanah + air : Berat piknometer + air : Lengan w untuk mencari momen ke titik O : Kedalaman dari permukaan yang ditinjau : Kedalaman : Berat isi tanah : Berat volume butiran xii

14 f : Berat volume air : Berat volume pada kondisi ZAV : Pemendekan/pengurangan tinggi benda uji : Regangan aksial : Sudut geser tanah : Kekuatan Geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah : Tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor : Tekanan aksial f : Tegangan efektif f - u : Tegangan horizontal total (lateral) : Tegangan horizontal akibat berat sendiri tanah : Tegangan horizontal akibat beban merata : Tegangan horizontal akibat beban hidup : Sudut friksi tanah dengan geosintetik (geogrid nilainya 2/3 tan ) xiii