UNIVERSITAS BINA NUSANTARA

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Teknik Sipil Semester genap tahun 2007/2008 ANALISA PENGARUH GEMPA TERHADAP KONSTRUKSI LERENG DENGAN PERKUATAN GEOTEKSTIL WOVEN. Dita Pravitra A. Kasthalisti ( ) ABSTRAK Lereng merupakan suatu konstruksi tanah dengan ketinggian elevasi yang berbeda, sehingga menghasilkan komponen gravitasi yang cenderung menggerakkan massa tanah menuju ke permukaan lebih rendah. Gaya penggerak ini disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah gempa. Untuk mengatasi permasalahan kelongsoran lereng, perkuatan dengan menggunakan material geosintetik seperti geotekstil woven umum dilakukan untuk meningkatkan stabilitas lereng. Kondisi lereng yang dianalisa adalah lereng dengan ketinggian 5, 8 dan 10 m, sudut kemiringan 60, 75, dan 90, dan variasi nilai kohesi berkisar antara 5-20 kn/m 2. Pengaruh gempa akan dianalisa terhadap rancangan geotekstil woven sebagai perkuatan lereng dengan beban statik, menggunakan alat bantu program Slope/w berdasarkan metode keseimbangan batas. Proses perancangan material perkuatan geotekstil woven menggunakan metode Jewell. Dari hasil penelitian dengan menggunakan program Slope/w, dapat ditarik kesimpulan bahwa faktor keamanan menurun seiring dengan penambahan beban gempa. Dengan menggunakan perkuatan geotekstil woven, faktor keamanan lereng dapat ditingkatkan sampai dengan batas faktor keamanan minimum. Namun pada beberapa kasus untuk mencapai faktor keamanan minimum kuat tarik dan panjang penjangkaran geotekstil woven harus dikalikan dengan nilai faktor keamanan pengali sebesar 1,3. Kata kunci : Gempa, Geotekstil woven, Faktor keamanan, Konstrruksi lereng, Program Slope/w, Kuat geser tanah, Beban statik, Beban dinamik. iv

2 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-nya lah skripsi ini dapat terselesaikan tepat pada waktu yang ditetapkan. Penulisan skripsi dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan program studi strata satu (S-1) Teknik Sipil di Universitas Bina Nusantara. Pada penulisan skripsi ini, penulis mengangkat masalah mengenai pengaruh gempa terhadap konstruksi lereng yang diperkuat dengan konstruksi geotekstil woven. Penulis menyadari tidak sedikit bantuan yang diterima mulai dari awal hingga terselesaikannya skripsi ini. Melalui kesempatan ini, penulis akan menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara. 2. Bapak Iman H. Kartowisastro Ph.D selaku dekan Fakultas Teknik Unversitas Bina Nusantara. 3. Ibu Amelia Makmur, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. 4. Ibu Yuni Ayu Maharani, ST, selaku Sekertaris Jurusan Teknik Sipil Unversitas Bina Nusantara. 5. Bapak Dr. Made Suangga, selaku Koordinator Bidang Ilmu Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. 6. Ibu Ir. Godeliva Yuliastuti, MT, selaku Koordinator Mata Kuliah Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. 7. Bapak Irpan Hidayat, ST selaku Kepala Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara dan Mbak Eko Sri Wahyuni selaku Administrasi Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. 8. Bapak Ir. Andryan Suhendra, MT., selaku dosen pembimbing, atas bantuan, kesabaran, pengertian, penulis mengucapkan terima kasih yang tidak berujung. 9. Orang tua dan keluarga penulis, Mama, Ayah, Bunbun yang telah memberikan banyak bantuan, baik berupa fisik maupun materiil. v

3 10. Ning Bunga, atas bantuan secara moril, materiil, dan niat baik untuk meminjami printer. 11. Ibu Henny Lestari dan rekan-rekan di Kitacomm, atas pengertian dan dukungannya. 12. Ardiaz Kamil Nuryadin, terima kasih atas dukungan dan bantuannya. 13. Anggi, Dhini, Nia, dan Dian, terima kasih atas doa dan dukungannya sebelum sidang. 14. Desland T.C, teman seperjuangan yang selalu mau membantu, menunggu dan maklum jika saya terlambat (selalu). 15. Gusnellya, terima kasih atas printer, dukungan, semangat, dan niat rajinnya yang menular. 16. Teman-teman seangkatan yang juga skripsi, Panda, Arya, terima kasih untuk semuanya. 17. Teman-teman seluruh angkatan Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. Penulis berharap laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua, khususnya bagi mahasiswa Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. Terima kasih. Jakarta, 2007 Penulis vi

4 DAFTAR ISI Halaman Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Tabel Daftar Notasi vi ix xii xiii xiv Bab 1 Pendahuluan Latar Belakang 1.2 Identifikasi Masalah Tujuan dan Manfaat Analisa Ruang Lingkup dan Batasan Sistematika Penulisan 6 Bab 2 Tinjauan Pustaka Lereng Kelongsoran Lereng Kekuatan Geser Tanah Stabilitas Lereng Metode Irisan Konstruksi Penahan Tanah Geosintetik Geotekstil Woven Perancangan Perkuatan lereng menggunakan geotekstil woven 29 Dengan Metode Jewell (1990) Perhitungan Stabilitas Eksternal Masalah Pada Pondasi Bored Pile Gempa Peta Zona Gempa Program Geo-slope 42 Bab 3 Metodologi Prosedur Analisis Penyelidikan Lapangan dan Pengujian Laboratorium Pengeboran Pengujian Laboratorium Uji Penetrasi Standar Uji Penetrasi Kerucut Korelasi antara Poisson Ratio (υ) dan Indeks Plastisitas Parameter Percepatan Gempa Metodologi Perhitungan Program Slope/w 55 vii

5 Bab 4 Hasil dan Pembahasan Geometri Lereng Data Tanah Prosedur Perhitungan Hasil dan Analisa Perhitungan menggunakan 80 Program Slope/w Bab 5 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran 89 Daftar Pustaka 91 Riwayat Hidup 93 viii

6 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Keruntuhan Lereng akibat gempa 1 Gambar 2.1 Keruntuhan lereng 10 Gambar 2.2 Kelongsoran Translasi 11 Gambar 2.3 Kelongsoran Rotasi 11 Gambar 2.4. Jenis-Jenis Kelongsoran Rotasi 12 Gambar 2.5 Kelongsoran Kombinasi 13 Gambar 2.6 Garis Keruntuhan menurut Mohr 15 Gambar 2.7 Pembagian Blok Kelongsoran menjadi bagian-bagian kecil 19 Menurut metode Irisan Gambar 2.8 Detail Potongan Irisan dan Gaya-gaya yang Berlaku menurut 19 Metode Irisan Gambar 2.9 Grafik f o 23 Gambar 2.10 Dinding Penahan Tanah 24 Gambar 2.11 Soil Nailing 25 Gambar 2.12 Sheet Pile Cantilever Wall of Soldier Pile 25 Gambar 2.13 Konstruksi Geotekstil 26 Gambar 2.14 Geotekstil Woven 28 Gambar 2.15 Aplikasi Geotekstil Woven di Lapangan 28 Gambar 2.16 Detail Panjang Penjangkaran dan Tebal Lapisan Geotekstil 31 Gambar 2.17 Pembagian Lempeng Dunia 35 Gambar 2.18 Peta Kepulauan Indonesia pada Pertemuan 3 Lempeng 36 ix

7 Gambar 2.19 Pembagian Wilayah Gempa Berdasarkan Percepatan Puncak 40 Batuan Dasar Gambar 3.1 Diagram Alir Prosedur Analisis 44 Gambar 3.2 Korelasi antara Parameter C u, IP, dan E 52 Gambar 3.3 Korelasi antara Parameter C u dan E 53 Gambar 3.4 Hubungan antara IP dengan υ 54 Gambar 3.5 Diagram Alir Perhitungan 56 Gambar 3.6 Diagram Alir Proses Analisa dalam Program Slope/w 57 Gambar 3.7 Tampilan Awal Program Slope/w 58 Gambar 3.8 Tampilan Kolom Point pada program Slope/w 59 Gambar 3.9 Tampilan kolom Soil Properties pada Program Slope/w 60 Gambar 3.10 Tampilan Kolom Key in Lines pada Program Slope/w 61 Gambar 3.11 Tampilan Program Slope/w setelah memasukkan data tanah 62 Gambar 3.12 Tampilan Key in Reinforcement Load pada Program Slope/w 63 Gambar 3.13 Tampilan Kolom Water Pressure pada Program Slope/w 64 Gambar 3.14 Tampilan Program Slope/w Setelah dimasukkan Muka Air Tanah 65 Gambar 3.15 Tampilan Kolom Slip Surface pada Program Slope/w 66 Gambar 3.16 Tampilan Program Slope/w setelah Posisi Slip Surface ditentukan 67 Gambar 3.17 Tampilan Program Verify pada Program Slope/w 68 Gambar 3.18 Ikon Calculate untuk Menjalankan Proses Perhitungan 69 Gambar 3.19 Tampilan Kolom Faktor Keamanan pada Program Slope/w 69 Gambar 3.20 Tampilan Ikon Kontur Keruntuhan pada Program Slope/w 70 Gambar 3.21 Tampilan Pola Keruntuhan pada Program Slope/w 71 Gambar 3.22 Tampilan Kolom Keyin Seismic Load pada Program Slope/w 72 x

8 Gambar 4.1 Geometri Lereng 73 Gambar 4.2 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Sudut 60 dan Tinggi 5 m 83 Gambar 4.3 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Sudut 75 dan Tinggi 8 m 84 Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut 60 dan c = 5 kn/m 2 dengan Variasi Tinggi Lereng 88 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut 75 dan c = 5 kn/m 2 dengan Variasi Tinggi Lereng 89 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut dan c = 5 kn/m 2 Svj =1,0 m dengan Variasi nilai c Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut dan c = 5 kn/m 2 Svj = 0,5 m dan 1,0 m dengan variasi nilai c Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut dan c = 5 kn/m 2 Svj =1,0 m terhadap variasi nilai c= variasi xi

9 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Perhitungan faktor keamanan terhadap kondisi statik dan L1 dinamik Lampiran 2 Tabel perbandingan faktor keamanan terhadap beban statik L2 Dan dinamik Lampiran 3 Grafik Jewell L3 xii

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Faktor keamanan minimum 17 Tabel 2.2. Skala MMI 38 Tabel 2.4. Koefisien profil tanah Tabel 2.5. Percepatan maksimum dengan periode ulang 500 tahun dalam 41 6 wilayah Indonesia Tabel 3.1 Prosedur dan pengujian parameter tanah secara umum di laboratorium 41 Tabel 3.2 Korelasi antara nilai N-SPT dengan paremeter tanah non Kohesif 49 Tabel 3.3 Korelasi antara nilai N SPT dengan parameter tanah Kohesif 49 Tabel 3.4. Hubungan kerapatan relatif dan sudut geser dalam tanah pasir dari 50 penyelidikan lapangan Tabel 3.5. Percepatan puncak batuan dasar (g) berdasarkan zona gempa Indonesia 55 Tabel 4.1. Data tanah Bore hole 75 Tabel 4.2. Nilai K req Berdasarkan grafik Jewell (1990) seluruh perhitungan 77 Tabel 4.3. Hasil seluruh perhitungan kuat tarik desain dan kuat tarik batas 78 Tabel 4.5. Hasil perhitungan panjang penjangkaran seluruh perhitungan 79 Tabel 4.6. Nilai K h 83 Tabel 4.6. Perhitungan secara manual lereng sudut 60 dan tinggi 5 m 84 Tabel 4.7. Perhitungan secara manual lereng sudut 75 dan tinggi 8 m 85 Tabel 4.8 Perbandingan perhitungan antara program Slope/w dengan manual 97 xiii

11 DAFTAR NOTASI c = Kohesi Ø = Sudut geser internal FK = Faktor keamanan S n = Kuat geser pada bidang yang dituju S m = Kuat geser pada dasar bidang U m = Tekanan air pori U β = Tekanan air permukaan W = Luas irisan N = Tekanan normal efektif Q = Beban luar K v = Koefisien gempa vertikal K h = Koefisien gempa horizontal h α = Tinggi dari pusat ke dasar irisan h = Tinggi rata-rata irisan α = Besar sudut pada dasar irisan β = Besar sudut pada sisi atas irisan b = Lebar lapisan Svj = Tebal tanah antar lapisan geosintetik K req = Koefisien tegangan lateral tanah, didapat dari grafik Jewell Z max = Ketinggian lereng maksimum γ = Berat isi volume tanah xiv

12 n = Jumlah lapisan Lej = Panjang penjangkaran geotekstil (L R / H) = Ratio panjang penjangkaran terhadap tinggi, didapat dari grafik Jewell (1990) F = gaya tahan terhadap stabilitas ggeser P = gaya dorong M ov = Momen guling M s = momen stabilitas S = Koefisien profil tanah δ = Gaya gesek antara material perkuatan dengan lapisan tanah A 1 = Percepatan gempa maksimum hasil perhitungan pada suatu koordinat dan periode ulang tertentu. xv