Jurusan Teknik Sipil Itenas No.x Vol. Xx Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Januari 2016

Transkripsi

1 Reka Racana Jurusan Teknik Sipil Itenas No.x Vol. Xx Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Januari 2016 Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas-Sekatak,Kab.Bulungan Kalimantan Utara SANDI FEBRIANSYAH 1, INDRA NOER HAMDHAN 2 1 Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional 2 Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional sandifebriansyah@gmail.com ABSTRAK Pulau Kalimantan memiliki banyak kelerengan curam dan mempunyai curah hujan yang tinggi. Kasus longsor yang akan dianalisis pada studi ini terletak pada lereng di ruas jalan Tanjung Palas Sekatak Kab. Bulungan, Kalimantan Utara. Metode perkuatan lereng untuk menambah stabilitas pada lereng dibutuhkan untuk mengatasi terjadinya longsor. Perkuatan lereng dilakukan dengan cara melakukan pemodelan dengan menggunakan metode elemen hingga (analisis balik) pada kondisi eksisting dan setelah diberi perkuatan. Pada kondisi eksisting, nilai faktor keamanan (SF) yang didapat sebesar 1,247. Perkuatan lereng dilakukan menggunakan teramesh system, penentuan ukuran dan konfigurasi bentuk perkuatan tersebut dilakukan dengan cara coba-coba. Terdapat beberapa kondisi berdasarkan ukuran bronjong dan konfigurasi bentuk teramesh. Kondisi yang dibuat ada 4 kondisi yaitu 2 kondisi dengan ukuran teramesh 2x1 meter dan 2 kondisi dengan ukuran 1x1meter. Kata kunci : stabilitas lereng, geotekstile, teramesh system, metode elemen hingga, faktor keamanan. ABSTRACT Borneo island has many steep slopes and has a high rainfall. Landslide cases to be analyzed in this study is located on a slope in the road Tanjung Palas - Sekatak Kab. Bulungan, North Borneo. Slope reinforcement methods to increase the stability of the slope required to overcome the occurrence of landslides. The slopes retrofitting done by modeling using the finite element method (back analysis) on the existing condition and after being given a reinforcement. In the existing condition, the value of the safety factor (SF) obtained at 1,247. Retrofitting slope performed using teramesh system, determining the size and shape of reinforcement configuration is done by trial and error. There are some conditions based on the size and configuration of the gabion teramesh form. Conditions that are made there are four conditions, namely two conditions with teramesh size of 2x1 meters and 2 conditions with 1x1meter. Keywords: slope stability, geotextiles, terramesh system, finite element method, the safety factor Reka Racana - 1

2 Febriansyah,Sandi 1, Hamdan, Indra Noer 2, 1. PENDAHULUAN Indonesia mempunyai banyak sekali kondisi struktur geologi dan geografi, salah satunya yaitu memiliki banyak sekali daerah lereng. Indonesia juga merupakan negara yang beriklim tropis, maka Indonesia memiliki curah hujan yang tinggi. Hal tersebut sangat berpengaruh kepada kestabilan lereng, karena longsor terjadi akibat dari adanya peningkatan kadar air dalam tanah. Kondisi tanah yang buruk dan memiliki daya dukung yang rendah juga menjadi pemicu terjadinya longsoran. Daerah lereng di Indonesia banyak digunakan untuk permukiman dan akses jalan raya, maka apabila terjadi kelongsoran akan membahayakan orang yang tinggal atau melintas di daerah lereng tersebut. Solusi untuk mengatasi masalah kelongsoran tersebut salah satunya adalah dengan perkuatan lereng. Studi kasus yang digunakan untuk penelitian tugas akhir ini terletak di ruas jalan Tanjung Palas Sekatak Kalimantan Utara, dengan ketinggian lereng sebesar meter maka perkuatan lereng yang digunakan di studi kasus tugas akhir ini adalah dengan menggunakan teramesh system. Lereng curam dan tinggi tempat dibangunnya jalan memerlukan kestabilan lereng yang baik maka dianggap cocok untuk menangani permasalahan longsoran di ruas jalan Tanjung Palas-Sekatak. Teramesh system atau bronjong angkur adalah kombinasi dari sistem angkur (tile mesh) dan facing bronjong. Fungsi utama dari Bronjong Angkur adalah sebagai sistem perkuatan tanah, karena tile (angkur) didesain untuk dapat memotong garis keruntuhan sehingga tanah menjadi stabil. Teramesh system sangat cocok digunakan untuk infrastruktur sipil yang memang memerlukan kestabilan lereng yang baik, seperti contohnya jalan raya. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Jika komponen gravitasi lebih besar untuk menggerakan lereng yang melampaui perlawanan terhadap pergeseran yang dikerahkan tanah pada bidang longsornya maka akan terjadi kelongsoran tanah. 2.2 Klasifikasi Tanah Longsor Longsoran atau tanah longsor adalah bergeraknya massa penyusun lereng yaitu tanah, batuan maupun campuran keduanya ke arah bawah atau keluar lereng di bawah pengaruh gravitasi bumi (Vernes,1978). Tanah longsor tipe jatuhan (falls), tanah longsor tipe jatuhan (falls), tanah longsor tipe robohan (topless),tanah longsoran tipe gelincir (slides),tanah longsor tipe aliran (flows),lateral spread, dan compleks 2.3 Stabilitas Lereng SF = Sf... (1) Sd Keterangan : SF = Angka keamanan terhadap kekuatan tanah Sf = Kekuatan geser rata-rata dari tanah (kn/m2) Sd = Tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor kn/m2) η tanφ fe= available = c available... (2) tanφ failure c failure ukuran butir interlocking dan besarnya kontak antara butir, lebih besar kekuatan gesernya dari tanah yang lepas (Braja M. Das.,1993). Reka Racana - 2

3 Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas- Sekatak Kab Bulungan, Kalimantan Utara 2.4 Teori Keruntuhan Mohr- Columb Kriteria Mohr-Columb dapat ditulis : τ = f(σ)... (3) dan dapat digambarkan pada (σ, τ) oleh sebuah kurva pada Gambar 1 Gambar 1. Kriteria Mohr: τ=f(σ). τ = C + μσ... (4) Keterangan: τ = tegangan geser C = kohesi σ = tegangan normal μ = koefisien geser dalam batuan = tg ϕ Keterangan : u = tegangan air pori σ = tegangan efektif S = c + (σ u) tan ϕ = c + σ tan ϕ... (5) Gambar 2. Kriteria keruntuhan Mohr-Coloumb.. Keterangan gambar: r r = bidang rupture t t = Garis kuat geser Coloumb σ 1 σ 3 = diameter lingkaran Mohr Normal stress pada bidang rupture (r r) σ n = σ 1+ σ σ 1 σ 3 cos 2α...(6) 2 Reka Racana - 3

4 Febriansyah,Sandi 1, Hamdan, Indra Noer 2, Shear stress pada bidang rupture (r r): τ = σ 1 σ 3 sin 2α...(7) 2 Gambar 3. Penentuan faktor keamanan. Faktor Keamanan = a b = [ C tanα +σ 1+σ2] sin ϕ 2 σ1 σ (8) 2.5 Pemilihan Tipe Penanggulangan Longsor Pemilihan tipe penanggulangan terhadap gerakan tanah disesuaikan dengan tipe gerakan, faktor penyebab dan kemungkinan untuk pengerjaan tipe penanggulangan (work ability). a. Mengendalikan Air Permukaan Mengendalikan air di permukaan tanah dapat dilakukan dengan cara menanam tumbuhan yang bertujuan untuk mencegah erosi di permukaan tanah. b. Mengendalikan Air Rembesan Metode pengendalian air rembesan untuk mencegah terjadinya longsoran, dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti: a) Pembuatan Sumur Dalam b) Pembuatan Saluran Tegak c. Penambatan Penambatan tanah umumnya dilakukan dengan bangunan penahan yang berfungsi sebagai penahan terhadap massa tanah yang bergerak, sehingga meningkatkan tahanan geser. d. Teramesh System Teramesh system atau bronjong angkur merupakan kombinasi dari sistem angkur (tile mesh) dan facing bronjong. Fungsi utama dari Bronjong Angkur adalah sebagai sistem perkuatan tanah, karena tile (angkur) di-desain untuk dapat memotong garis keruntuhan sehingga tanah menjadi stabil. e. Geotekstile Sebagian besar Geotekstil terbuat dari Polypropylene, walaupun penggunaan Polyester dan Polyethylene cukup banyak ditemukan. 3. ANALISIS DATA 3.1 Pengumpulan Data Prosedur analisis yang dilakukan ditunjukan dengan bagan alir pada Gambar 2. Reka Racana - 4

5 Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas- Sekatak Kab Bulungan, Kalimantan Utara Mulai Perumusan masalah Studi pustaka Pengumpulan data Data Topografi Data Tanah Menentukan geometri Menentukan parameter tanah Pemodelan lereng kondisi eksisting dengan menggunakan Teramesh System Nilai SF (Safety Factor) SF < 1 Terjadi longsor Pemodelan lereng dengan perkuatan menggunakan PLAXIS 2D AE Ukuran Teramesh Konfigurasi Teramesh Nilai SF (Safety Factor) SF<1 SF > 1 Tidak terjadi longsor Pembahasan Kesimpulan Selesai Gambar 4. Bagan Alir Pemodelan Perkuatan Lereng dengan Teramesh System Menggunakan Program PLAXIS 2D AE. 3.2 Analisis Menggunakan Program PLAXIS 2D AE Analisis perkuatan lereng dengan teramesh system Menggunakan Program PLAXIS 2D AE. yang berbasis metode elemen hingga. Berikut parameter-parameter yang digunakan dalam pemodelan teramesh system : Reka Racana - 5

6 Febriansyah,Sandi 1, Hamdan, Indra Noer 2, γ Unsat Tabel 1. Parameter Tanah γ sat Lapisan Jenis k x k y E C φ Tanah Tanah (kn/m 3 ) (kn/m 3 ע ) m/day m/day (kn/m 2 ) (kn/m 2 ) ( ) 1 Clay 16,10 17,10 0, , , , Clay , , , , Clay , , , , Clay 16,8 17,8 0, , , ,8 16 Timbunan Sandy , , , clay 3.3 Analisis Stabilitas Kondisi Eksisting Analisis stabilitas lereng kondisi eksisting dilakukan untuk mendapatkan nilai faktor keamanan pada lereng di ruas jalan Tanjung Palas-Sekatak, Kalimantan Utara saat kondisi eksisting. Pada kondisi asli diperlihatkan bahwa lereng tidak diberikan perkuatan dahulu, karena ingin diketahui berapakah nilai faktor keamanan dan bidang runtuh yang terjadi pada kondisi asli. Hasil analisis yang didapat untuk kondisi eksisting dengan nilai SF 1,247 dapat dilihat pada Gambar 5 Gambar 5. Bidang Longsor Untuk Kondisi Eksisting 3.4 Analisa dengan Perkuatan Analisa perkuatan yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah perkuatan dengan teramesh system dan geotekstile Kondisi 1 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Kondisi teramesh ke-1 dibuat dengan konfigurasi teramesh menerus dengan sudut kemiringan 60 o dengan ukuran facing bronjong 2x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 1 dapat dilihat pada Gambar 6 SF 1,271 Gambar 6 Bidang longsor untuk kondisi 1 Reka Racana - 6

7 Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas- Sekatak Kab Bulungan, Kalimantan Utara Hasil analisis yang didapat untuk nilai faktor keamanan pada variasi 1 adalah sebesar 1,271. Nilai faktor keamanan yang didapat pada variasi 1 terlihat ada peningkatan sebesar 1,9 % dari nilai faktor keamanan kondisi eksisting. Selanjutnya untuk kondisi 1 dengan menggunakan geotekstile saja dapat dilihat pada Gambar 7 SF 1,249 SF 1,249 Gambar 7 Bidang longsor untuk kondisi 1 dengan perkuatan geotekstile saja Dari hasil analisis untuk variasi 1 pada kondisi 1 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,271 dan terjadi penurunan nilai faktor kemanan sebesar 1,7 % menjadi 1,249 pada kondisi dengan geotekstile Kondisi 2 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Konfigurasi bentuk dari kondisi 2 dibuat sama dengan kondisi 1, hanya diganti ukuran facing bronjong menjadi 1x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 2 dapat dilihat pada Gambar 8 SF 1,357 Gambar 8 Bidang longsor untuk kondisi 2 Hasil analisis untuk nilai faktor keamanan untuk variasi 1 pada kondisi 2 terlihat ada peningkatan 8,8 % menjadi 1,357 dari nilai SF untuk kondisi eksisting. Selanjutnya untuk kondisi 2 dengan menggunakan geotekstile saja dapat dilihat pada Gambar 9 SF 1,331 Gambar 9 Bidang longsor untuk kondisi 2 dengan geotekstile saja Reka Racana - 7

8 Febriansyah,Sandi 1, Hamdan, Indra Noer 2, Dari hasil analisis untuk kondisi 2 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,357 dan untuk yang menggunakan geotekstile saja didapat penurunan nilai faktor keamanan sebesar 1,9 % menjadi 1, Kondisi 3 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Konfigurasi untuk kondisi 3 dibuat berundak dengan ukuran 2x1 meter dan sudut kemiringan untuk tiap undak dibuat sama yaitu 60 o. Hasil perhitungan untuk kondisi 3 dapat dilihat pada Gambar 10 SF 1,429 S Gambar 10 Bidang longsor untuk kondisi 3 Nilai faktor keamanan yang didapat dari hasil perhitungan pada variasi 1 pada kondisi 3 terjadi peningkatan sebesar 14,6 % dari nilai faktor keamanan pada kondisi eksisting. Nilai faktor keamanan yang didapat pada kondisi 3 adalah sebesar 1,429.Selanjutnya untuk kondisi 3 menggunakan geotekstile saja hasilnya dapat dilihat pada Gambar 11 SF 1,421 Gambar 11 Bidang longsor untuk kondisi 3 dengan geotekstile saja Dari hasil analisis dengan perkuatan geotekstile didapat penurunan nilai faktor keamanan sebesar 0, 55 % dari kondisi dengan teramesh. Nilai faktor keamanan yang didapat adalah sebesar 1, Kondisi 4 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Konfigurasi bentuk dari kondisi 4 dibuat sama dengan kondisi 3, hanya saja ukuran facing bronjongnya menjadi 1x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 4 dapat dilihat pada Gambar 12 Reka Racana - 8

9 Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas- Sekatak Kab Bulungan, Kalimantan Utara SF 1,363 Gambar 12 Bidang longsor untuk kondisi 4 Dari hasil analisis untuk variasi 1 pada kondisi 4 didapat nilai SF mengalami peningkatan dari nilai SF pada kondisi eksisting sebesar 9,3 %. Nilai SF yang didapat dari hasil analisis adalah sebesar 1,363.Selanjutnya untuk kondisi 4 dengan hanya menggunakan perkuatan geotekstile hasilnya dapat dilihat pada Gambar 13 SF 1,356 Gambar 13 Bidang longsor untuk kondisi 4 dengan geotekstile saja Hasil analisis yang didapat untuk perkuatan menggunakan geotekstile didapat penurunan nilai SF sebesar 0,5 % dari nilai SF yang menggunakan teramesh.dari hasil analisis untuk kondisi 4 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,363 dan untuk perkuatan menggunakan perkuatan geotekstile saja didapat hasil sebesar 1,356. Nilai faktor keamanan dari hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan diagram nilai faktor keamanan ditunjukan pada Gambar 14 Reka Racana - 9

10 Febriansyah,Sandi 1, Hamdan, Indra Noer 2, Tabel 4.1 Tabel 2 Nilai Faktor Keamanan No Kondisi Variasi Teramesh Geotekstile 1 1 1,271 1,249 1 (2x1 m) 2 2 1,166 1, ,357 1,331 2 (1x1 m) 4 2 1,196 1, ,429 1, (2x1 m) 2 1,243 1, ,262 1, ,363 1, (1x1 m) 2 1,218 1, ,230 1,223 Gambar 14 Nilai faktor Keamanan 4. KESIMPULAN Nilai faktor keamanan untuk kondisi eksisting yang didapat dari hasil analisis menggunakan program PLAXIS 2D AE adalah sebesar 1,247. Pemilihan konfigurasi dengan penambahan berm mempunyai pengaruh yang besar pada perkuatan lereng yang menggunakan teramesh system. Terlihat ada peningkatan faktor keamanan yang pada variasi 1 kondisi 1 hanya sebesar 1,271 meningkat 12,43 % menjadi 1,429 pada variasi 1 kondisi 3. Sedangkan untuk jarak antar berm yang lebih pendek seperti pada kondisi 3 variasi 2 nilai faktor keamanan menurun 13,02 % dari nilai SF variasi 1 kondisi 3 sebesar 1,429 menjadi 1,243 pada variasi 2 kondisi 3.Pemilihan ukuran juga mempunyai pengaruh yang besar pada perkuatan lereng menggunakan teramesh system, tetapi pemilihan ukuran harus disertai dengan pemilihan konfigurasi bentuk yang tepat. Terlihat ada peningkatan faktor keamanan yang pada kondisi 1 hanya sebesar 1,271 meningkat menjadi 1,357 pada kondisi 2, Sedangkan untuk konfigurasi yang berundak justru terjadi penurunan yang pada kondisi 3 sebesar 1,429 menjadi 1,363 pada kondisi 4. Metode perkuatan lereng menggunakan teramesh system terlihat lebih baik dibanding dengan perkuatan yang hanya menggunakan geotekstile saja, terlihat dari diagram batang faktor keamanan yang menunjukan nilai faktor keamanan yang menggunakan Reka Racana - 10

11 Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas- Sekatak Kab Bulungan, Kalimantan Utara perkuatan teramesh selalu lebih besar dari perkuatan dengan geotekstile saja. nilai faktor keamanan yang menggunakan DAFTAR PUSTAKA Das, Braja M.,(1994), Mekanika Tanah : Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis Jilid 1 dan 2. Diterjemahkan oleh Noor Endah & Indrasurya Departemen Pekerjaan Umum, (1987). Petunjuk Perencanaan Penanggulangan Kelongsoran. Yayasan Penerbit PU. Jakarta. Geology, (2013),Varnes Landslide Clasification, [pdf], Diakses oktober 6, 2015, dari n.pdf SeputarGeotekstil, (2014), Geotekstil. Diakses oktober 25, 2015 dari Academia,(2015),Paper Yogie Longsoran. Diakses September 29,2015, dari Macaferri, Terramesh System. Diakses september 25, 2015, dari Reka Racana - 11