ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN GEOTEKSTIL MENGGUNAKAN PROGRAM GEOSLOPE

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN GEOTEKSTIL MENGGUNAKAN PROGRAM GEOSLOPE Slope Stability Analysis with Geotextile Reinforcement Using Geoslope Computer Program SKRIPSI Disusun untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disusun oleh : USWATUN CHASANAH I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 i

2 digilib.uns.ac.id ii

3 digilib.uns.ac.id iii

4 digilib.uns.ac.id MOTTO Hidup adalah perjuangan yang harus diiringi dengan doa. Usaha, berdoa, dan serahkan semua kepada Allah SWT. (Anonim) iv

5 digilib.uns.ac.id PERSEMBAHAN Dengan segenap cinta dan rasa bangga, karya ini kupersembahkan kepada : 1. Ibu dan Bapak, yang selalu mendoakan, mendukung, dan menyayangiku dengan tulus ikhlas. Terima kasih telah menjadi orang tua terbaik untuk anakmu ini. 2. Adik-adik tercinta, M. Rahmat Hidayatullah dan Sabrina Rizqi M., yang selalu menjadi penyemangatku. 3. Keluarga besar Mess Ufo, Pondok Baru 1, dan teman-teman dekatku. v

6 digilib.uns.ac.id ABSTRAK Uswatun Chasanah, 2012, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geotekstil Menggunakan Program Geoslope, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Kondisi lereng dengan beban yang besar dan kemiringan yang curam dapat menyebabkan terjadinya kelongsoran sehingga diperlukan sebuah perkuatan lereng, salah satunya yaitu dengan geotekstil. Geotekstil sering digunakan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam pelaksanaan, murah, dan dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil (Sv) terhadap angka keamanan lereng yang dilakukan dengan membandingkan dua perhitungan yaitu perhitungan manual dan progam Geoslope. Analisis yang dilakukan dengan perhitungan manual, yaitu stabilitas internal dan eksternal (untuk lereng dengan perkuatan), serta stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa perkuatan). Sedangkan analisis dengan program Geoslope dilakukan untuk mengetahui stabilitas terhadap kelongsoran lereng. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa besarnya penurunan rata-rata nilai SF akibat kemiringan lereng sebesar 19,401%, 43,431%, 15,558%, 26,081%, dan 15,18% terhadap penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, dan kelongsoran lereng bawah. Besarnya peningkatan rata-rata nilai SF pada panjang geotekstil 8 m sebesar 60,014%, 59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, dan 9,915% terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan pada panjang geotekstil 10 m, 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%, 67,917%, dan 7,565% terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Besarnya penurunan rata-rata nilai SF pada Sv 1 m sebesar 50,04%, 49,93%, 49,526%, 49,997%, 32,932%, 35,68%, dan 27,115% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah, cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan pada Sv 1,5 m sebesar 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%, dan 10,176% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah, cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Perhitungan stabilitas lereng dengan perhitungan manual dan program Geoslope memberikan rata-rata selisih SF sebesar 3,71%. Kata Kunci : stabilitas lereng, geotekstil, Geoslope. vi

7 digilib.uns.ac.id ABSTRACT Uswatun chasanah,, 2012, Slope Stability Analysis with Geotextile Reinforcement Using Geoslope Computer Program, Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. The condition of a slope with a heavy load and a steep slope can cause the landslide therefore it requires a reinforcement, one of them is with geotextile. Geotextile is often used because it has several advantages, such as simple in installation, inexpensive, and can increase the stability of slope effectively. This study aims to know the influence of slope, length, and vertical distance between geotextile layers for safety factor of the slope that is analyzed by comparing manual calculation and Geoslope Computer Program. Analysis by manual calculation consist of internal and external stability (to the slope with reinforcement), and stability against the landslide (for the slope with and without reinforcement). While the analysis by Geoslope Computer Program was conducted to find out stability of the landslide. Based of the results it is found that the slope safety factor (SF) decrease 19,401%, 43,431%, 15,558%, 26,081%, and 15,18% for sliding, overturning of upper slope, overturning of lower slope, landslide of upper slope, and landslide of lower slope respectively. By using of 8 m geotextile length the SF increase 60,014%, 59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, and 9,915% for reinforcement pull out of upper and lower slope, sliding, overturning of upper slope, overturning of lower slope, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. By using of 10 m geotextile length the SF increase 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%, 67,917%, and 7,565% for pull out of reinforcement, sliding, overturning of upper slope, overturning of lower slope, and landslide of overall respectively. By using 1 m of vertical distance between geotextile layers the SF increase 50,04%, 49,93%, 49,526%, 49,997%, 32,932%, 35,68%, and 27,115% for rupture of reinforcement, pull out of reinforcement, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. By using 1,5 m of vertical distance between geotextile layers the SF increase 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%, and 10,176% for rupture of reinforcement, pull out of reinforcement, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. The stability of slope with manual calculation and Geoslope Computer Program is almost the same, with average difference of SF 3,714%. Key words: slope stability, geotextile, Geoslope. vii

8 digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penyusunan skripsi dengan judul Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geotekstil Menggunakan Program Geoslope ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Proses penyusunan skripsi ini tidak bisa lepas dari bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT, selaku Pembimbing Skripsi I. 3. Bambang Setiawan, ST, MT, selaku Pembimbing Skripsi II. 4. Ir. AMF. Subratayati, MSi dan Wibowo, ST, DEA, selaku Pembimbing Akademik. 5. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil angkatan Semua pihak yang telah membantu penyusunan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis berharap dengan kekurangan dan keterbatasan tersebut, skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, Mei 2012 Penyusun viii

9 digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xv BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2. LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Dasar Teori Lereng Struktur Perkerasan Beton Semen Pembebanan pada Lereng Analisis Stabilitas Lereng Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geotekstil Program Geoslope commit... to user 15 ix

10 digilib.uns.ac.id BAB 3. METODE PENELITIAN Uraian umum Pemodelan Lereng Pengumpulan Data Perencanaan Struktur Jalan Raya Variasi Pemodelan Lereng Analisis dengan Perhitungan Manual Analisis dengan Program Geoslope Pengaturan Awal Membuat Sketsa Gambar Analysis Settings Mendefinisikan Parameter Tanah Menentukan Parameter Tiap Lapisan Tanah Menggambar Entry and Exit Bidang Longsor Menggambar Beban Merata Menggambar Perkuatan Geotekstil Memeriksa Masukan Data Solving The Poblem Menyimpan Data Pembahasan Hasil Penelitian Kesimpulan Diagram Alir Penelitian BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Analisis Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan Analisis dengan Perhitungan Manual Analisis dengan Program Geoslope Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Stabilitas Internal Stabilitas Eksternal Analisis commit pada Lereng to user x

11 digilib.uns.ac.id Analisis pada Lereng Stabilitas terhadap Kelongsoran Lereng Analisis dengan Perhitungan Manual Analisis dengan Program Geoslope Pembahasan Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan Jarak Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas Internal Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan Jarak Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas Eksternal Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan Jarak Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas terhadap Kelongsoran Lereng Perbandingan Hasil Analisis Stabilitas Lereng dari Perhitungan Manual dengan Progra Geoslope Permasalahan pada Penggunaan Geotekstil BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen... 6 Gambar 2.2. Distribusi Beban Kendaraan ( Giroud dan Noiray, 1981)... 8 Gambar 2.3. Analisis Kestabilan Lereng dengan Metode Keseimbangan Batas... 9 Gambar 2.4. Perlawanan Perkuatan Tanah terhadap Gaya-Gaya yang Meruntuhkan Gambar 3.1. Sketsa Kondisi Lereng Gambar 3.2. Sketsa Struktur Jalan Raya dan Pembebanannya Gambar 3.3. Dimensi Kendaraan dan Kedudukannya Gambar 3.4. Penyaluran Beban oleh Roda Gambar 3.5. Jendela Pengaturan Kertas Kerja Gambar 3.6. Jendela Pengaturan Skala Gambar Gambar 3.7. Jendela Pengaturan Jarak Grid Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Geometri Lereng Gambar 3.9. Jendela Penentuan Project ID Gambar Jendela Penentuan Metode Analisis Gambar Jendela Penentuan Bidang Longsor Gambar Jendela Pendefinisian Parameter Tanah Gambar Jendela Penggambaran Lapisan Tanah Gambar Jendela Penggambaran Parameter Tanah Gambar Jendela Penggambaran Bidang Longsor Gambar Jendela Penggambaran Beban Merata Gambar Jendela Penggambaran Perkuatan Gambar Jendela Verifikasi Data Masukan Gambar Jendela Proses Running Program Gambar Jendela Penyimpanan Data Gambar Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1. Bidang Longsor Kritis Lereng xii

13 digilib.uns.ac.id Gambar 4.2. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope Gambar 4.3. Sketsa Lereng dan Tekanan Tanah Aktif yang Bekerja Gambar 4.4. Tegangan yang Bekerja pada Lapisan Tanah Gambar 4.5. Tekanan Tanah Aktif Akibat Beban Merata Gambar 4.6. Bidang Longsor Lereng dengan Perkuatan Gambar 4.7. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng Akibat Perkuatan dengan Program Geoslope Gambar 4.8. Hubungan antara Sv dengan Nilai SFr Gambar 4.9. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SFp Gambar Hubungan antara Kemiringan Lereng dan Panjang Geotekstil dengan SF terhadap Penggeseran Gambar Hubungan antara Kemiringan Lereng dan Panjang Geotekstil dengan SF terhadap Penggulingan Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 1 untuk Kemiringan 70 o Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 1 untuk Kemiringan 90 o Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 2 untuk Kemiringan 70 o Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 2 untuk Kemiringan 90 o Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk Kemiringan 70 o -70 o Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk Kemiringan 70 o -90commit o... to user 68 xiii

14 digilib.uns.ac.id Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk Kemiringan 90 o -70 o Gambar Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk Kemiringan 90 o -90 o Gambar Perbandingan Nilai SF dari Hasil Perhitungan Manual dengan Program Geoslope Gambar 4.21 Hasil Analisis Lereng secara Keseluruhan pada Variasi Gambar Hasil Analisis Lereng secara Keseluruhan Setelah Perencanaan Ulang xiv

15 digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi Tabel 2.2. Sifat Mekanik Geotekstil Tabel 3.1. Data Parameter Tanah Hasil Uji Laboratorium Tabel 3.2. Klasifikasi Lereng Tabel 3.3. Variasi Pemodelan Lereng Tabel 3.4. Gambaran Output Penelitian Tabel 4.1. Analisis pada Lereng Tabel 4.2. Analisis pada Lereng Tabel 4.3. Analisis pada Lereng secara Keseluruhan Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng Tabel 4.5. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng Tabel 4.6. Rekapitulasi Perhitungan Tekanan Akibat Beban Merata Tabel 4.7. Rekapitulasi Perhitungan Momen Aktif Tabel 4.8. Rekapitulasi Perhitungan Momen Pasif Tabel 4.9. Perhitungan Tanahan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada Lereng Tabel Perhitungan Tanahan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada Lereng Tabel Perhitungan Tanahan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada Lereng secara Keseluruhan Tabel Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng Tabel Persentase Penurunan Nilai SF Akibat Pertambahan Jarak Vertikalantar Geotekstil (Sv) pada Stabilitas terhadap Putus Tulangan (SFr) Tabel Persentase Penurunan Nilai SF Akibat Pertambahan Panjang Geotekstil (Sv) pada Stabilitas terhadap Cabut Tulangan (SFp) xv

16 digilib.uns.ac.id Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Persentase Penurunan Nilai SF Akibat Pertambahan Jarak Vertikalantar Geotekstil (Sv) pada Stabilitas terhadap Cabut Tulangan (SFp) Persentase Penurunan Nilai SF terhadap Penggeseran Akibat Pertambahan Kemiringan Lereng Persentase Peningkatan Nilai SF terhadap Penggeseran Akibat Pertambahan Panjang Geotekstil Persentase Penurunan Nilai SF terhadap Penggulingan Akibat Pertambahan Kemiringan Lereng Persentase Peningkatan Nilai SF terhadap Penggulingan Akibat Pertambahan Panjang Geotekstil xvi

17 digilib.uns.ac.id ABSTRAK Uswatun Chasanah, 2012, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geotekstil Menggunakan Program Geoslope, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Kondisi lereng dengan beban yang besar dan kemiringan yang curam dapat menyebabkan terjadinya kelongsoran sehingga diperlukan sebuah perkuatan lereng, salah satunya yaitu dengan geotekstil. Geotekstil sering digunakan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam pelaksanaan, murah, dan dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil (Sv) terhadap angka keamanan lereng yang dilakukan dengan membandingkan dua perhitungan yaitu perhitungan manual dan progam Geoslope. Analisis yang dilakukan dengan perhitungan manual, yaitu stabilitas internal dan eksternal (untuk lereng dengan perkuatan), serta stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa perkuatan). Sedangkan analisis dengan program Geoslope dilakukan untuk mengetahui stabilitas terhadap kelongsoran lereng. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa besarnya penurunan rata-rata nilai SF akibat kemiringan lereng sebesar 19,401%, 43,431%, 15,558%, 26,081%, dan 15,18% terhadap penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, dan kelongsoran lereng bawah. Besarnya peningkatan rata-rata nilai SF pada panjang geotekstil 8 m sebesar 60,014%, 59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, dan 9,915% terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan pada panjang geotekstil 10 m, 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%, 67,917%, dan 7,565% terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Besarnya penurunan rata-rata nilai SF pada Sv 1 m sebesar 50,04%, 49,93%, 49,526%, 49,997%, 32,932%, 35,68%, dan 27,115% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah, cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan pada Sv 1,5 m sebesar 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%, dan 10,176% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah, cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas, kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Perhitungan stabilitas lereng dengan perhitungan manual dan program Geoslope memberikan rata-rata selisih SF sebesar 3,71%. Kata Kunci : stabilitas lereng, geotekstil, Geoslope.

18 digilib.uns.ac.id ABSTRACT Uswatun chasanah,, 2012, Slope Stability Analysis with Geotextile Reinforcement Using Geoslope Computer Program, Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. The condition of a slope with a heavy load and a steep slope can cause the landslide therefore it requires a reinforcement, one of them is with geotextile. Geotextile is often used because it has several advantages, such as simple in installation, inexpensive, and can increase the stability of slope effectively. This study aims to know the influence of slope, length, and vertical distance between geotextile layers for safety factor of the slope that is analyzed by comparing manual calculation and Geoslope Computer Program. Analysis by manual calculation consist of internal and external stability (to the slope with reinforcement), and stability against the landslide (for the slope with and without reinforcement). While the analysis by Geoslope Computer Program was conducted to find out stability of the landslide. Based of the results it is found that the slope safety factor (SF) decrease 19,401%, 43,431%, 15,558%, 26,081%, and 15,18% for sliding, overturning of upper slope, overturning of lower slope, landslide of upper slope, and landslide of lower slope respectively. By using of 8 m geotextile length the SF increase 60,014%, 59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, and 9,915% for reinforcement pull out of upper and lower slope, sliding, overturning of upper slope, overturning of lower slope, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. By using of 10 m geotextile length the SF increase 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%, 67,917%, and 7,565% for pull out of reinforcement, sliding, overturning of upper slope, overturning of lower slope, and landslide of overall respectively. By using 1 m of vertical distance between geotextile layers the SF increase 50,04%, 49,93%, 49,526%, 49,997%, 32,932%, 35,68%, and 27,115% for rupture of reinforcement, pull out of reinforcement, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. By using 1,5 m of vertical distance between geotextile layers the SF increase 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%, and 10,176% for rupture of reinforcement, pull out of reinforcement, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. The stability of slope with manual calculation and Geoslope Computer Program is almost the same, with average difference of SF 3,714%. Key words: slope stability, geotextile, Geoslope.

19 digilib.uns.ac.id BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan transportasi di Indonesia yang semakin meningkat menyebabkan naiknya kebutuhan lahan untuk penggunaan jalan. Hal ini mendorong manusia untuk memanfaatkan setiap lahan yang ada sebaik mungkin, salah satunya di kawasan perbukitan dan berlereng yang topografinya cenderung beragam. Namun untuk mewujudkan transportasi yang aman, nyaman, dan memiliki konstruksi yang awet pada daerah lereng, diperlukan sebuah analisis terhadap tingkat keamanan lereng dalam perencanaannya. Tingkat keamanan suatu lereng dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah faktor kemiringan dan beban yang bekerja di atasnya. Kondisi lereng dengan beban yang besar dan kemiringan yang curam dapat menyebabkan terjadinya kelongsoran. Hal ini tentunya sangat membahayakan bangunan dan pengguna jalan di sekitar lereng sehingga diperlukan sebuah perkuatan lereng. Pada saat ini banyak dijumpai alternatif perkuatan lereng, salah satunya yaitu dengan geotekstil. Hardiyatmo (2007) menyatakan geotekstil merupakan material lolos air buatan pabrik yang dibuat dari bahan-bahan sintesis, seperti polypropylene, polyester, nylon, polyvinyl chloride, dan campuran dari bahanbahan tersebut. Seluruh material tersebut termasuk thermoplastic. Geotekstil sering digunakan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam pelaksanaan, murah, dan dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif. Pemanfaatan geotekstil untuk perkuatan lereng dapat dilakukan dengan memasang geotekstil pada bagian lereng dengan jarak dan panjang tertentu sehingga lereng terjaga stabilitasnya. 1

20 digilib.uns.ac.id 2 Ada beberapa metode dalam melakukan analisis stabilitas lereng, salah satunya yaitu metode keseimbangan batas (limit equilibrium method). Analisis stabilitas lereng dengan metode ini sangat membutuhkan ketelitian dan ketekunan untuk mendapatkan hasil yang akurat, sehingga analisis dapat dilakukan dengan menggunakan program komputer. Salah satu program komputer yang menggunakan prinsip metode keseimbangan batas (limit equilibrium method) dalam analisis stabilitas lereng yaitu program Geoslope. Kelebihan dari program ini yaitu dapat menghitung angka aman secara akurat dalam waktu yang singkat. Karena menggunakan prinsip metode keseimbangan batas (limit equilibrium method), maka program ini mudah dipelajari oleh pemula. Berdasarkan uraian di atas, maka penggunaan geotekstil pada lereng yang mempunyai beban yang tinggi dan kemiringan yang curam dengan menggunakan program Geoslope perlu dikaji lebih mendalam. Penelitian ini diharapkan mampu menjadi solusi untuk permasalahan tersebut Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana hubungan antara kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil dengan angka keamanan (SF)? 2. Bagaimana perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan perhitungan manual dengan program Geoslope? 1.3. Batasan Masalah Agar penelitian ini tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak menyimpang dari rumusan masalah yang ditetapkan, maka perlu adanya pembatasan terhadap masalah yang ditinjau. Batasan-batasan masalah yang diambil dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Data tanah yang digunakan adalah data tanah di Desa Bantas, Kecamatan Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali.

21 digilib.uns.ac.id 3 2. Lereng digambarkan dengan menggunakan permodelan dua dimensi, yang terdiri dari dua lereng, yaitu lereng atas dan lereng bawah. 3. Tanah urugan kembali (backfill) di belakang dan di dalam zona tanah perkuatan dianggap sama dengan tanah asli. 4. Beban terletak pada lereng dua (lereng bawah). 5. Tidak meninjau dari segi biaya dan waktu. 6. Tidak memperhitungkan adanya muka air tanah. 7. Analisis stabilitas lereng menggunakan metode keseimbangan batas. 8. Perhitungan dilakukan dengan perhitungan manual dan program Geoslope Tujuan Penelitian 1. Mengetahui hubungan antara kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil dengan angka keamanan (SF). 2. Mengetahui perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan perhitungan manual dengan program Geoslope Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini yaitu : 1. Menambah pengetahuan tentang stabilitas lereng. 2. Mendapatkan gambaran tentang visualisasi kelongsongan lereng dalam bentuk dua dimensi. 3. Mengenal dan dapat mengoperasikan program Geoslope. 4. Menghemat waktu dalam menyelesaikan permasalahan dalam bidang geoteknik dengan memanfaatkan program.

22 digilib.uns.ac.id BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Widiyanto, (1993), menyimpulkan bahwa penanggulangan kelongsoran subgrade jalan raya dengan stabilitas lereng memberikan angka keamanan yang kecil. Kondisi tersebut memberikan indikasi bahwa badan jalan dalam keadaan labil sehingga perlu dilakukan peningkatan stabilitas lereng. Hal ini dapat dilakukan dengan memperbaiki sifat fisis tanah maupun dengan membangun dinding penahan yang disertai dengan sistem drainase di bawah permukaan jalan yang baik. Geotekstil adalah kelompok bahan geosintetik yang mudah meloloskan air. Geotekstil sebenarnya merupakan bahan, baik yang berasal dari serat-serat asli seperi jute, kertas filter, papan kayu, dan bambu, maupun serat-serat sintetis (fiber) yang banyak berhubungan dengan pekerjaan-pekerjaan tanah. Awalnya pemanfaatan geotekstil untuk percepatan konsolidasi, pengganti pasir sebagai bahan drainase (vertical sand drain) yang banyak dilakukan di India, atau sebagai kertas filter yang banyak dilakukan di Belanda (Suryolelono, 2000). Metode keseimbangan batas telah digunakan untuk stabilitas lereng dalam waktu yang lama. Metode keseimbangan konvensional memiliki beberapa keterbatasan, salah satunya hanya memenuhi persamaan kesetimbangan gaya. Metode tersebut tidak menganggap tegangan dan perpindahan dari suatu lereng. Keterbatasan ini dapat diatasi dengan menggunakan program yang mampu menganalisis gaya dan tegangan geser total pada pada permukaan longsor sehingga dapat digunakan untuk menentukan angka keamanan (Krahn, 2003). 4

23 digilib.uns.ac.id 5 Studi kasus analisis stabilitas lereng pada badan jalan Wonosari km Piyungan, Yogyakarta dengan menggunakan program Geoslope diperoleh hasil berupa angka aman dan bentuk bidang longsor yang dimungkinkan terjadi pada badan jalan tersebut (Setiawan, 2004 dalam Takhmiluddin dan Arianto, 2008). Penelitian ini diharapkan mampu melengkapi penelitian-penelitian sebelumnya, yakni dengan meninjau tidak hanya pada satu konstruksi lereng tanpa perkuatan, melainkan dua konstruksi lereng yang diberi perkuatan geotekstil. Selain itu, analisis pada penelitian ini juga dilakukan dengan dua metode, yakni perhitungan manual dan program Geoslope sehingga hasil analisis tersebut dapat dibandingkan Dasar Teori Lereng Lereng adalah suatu permukaan tanah yang miring dan membentuk sudut tertentu terhadap suatu bidang horizontal. Pada tempat dimana terdapat dua permukaan tanah yang berbeda ketinggian, maka akan ada gaya-gaya yang mendorong sehingga tanah yang lebih tinggi kedudukannya cenderung bergerak ke arah bawah yang disebut dengan gaya potensial gravitasi yang menyebabkan terjadinya longsor (Tjokorda, dkk, 2010). Longsoran lereng adalah pergerakan massa tanah batuan dalam arah tegak, mendatar, atau miring dari kedudukan semula sebagai akibat ketidak mampuan lereng menahan gaya geser yang bekerja pada batas antara massa yang bergerak dan massa yang stabil (Skempton and Hutchinson, 1969 dalam Wicaksono, 2003).

24 digilib.uns.ac.id 6 Christoper, dkk, (1991), mengklasifikasikan: 1. Struktur timbunan dengan kemiringan lereng < 70 o yang lerengnya diperkuat, disebut lereng tanah bertulang (Reinforced Soil Slope, RSS). 2. Struktur timbunan dengan kemiringan lereng > 70 o yang lerengnya diperkuat, disebut struktur dinding tanah distabilisasi secara mekanis (Mechanically Stabilized Earth wall, MSE-wall) Struktur Perkerasan Beton Semen Perkerasan beton semen (perkerasan kaku) adalah struktur yang terdiri atas pelat beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar, tanpa atau dengan lapis permukaan beraspal (SNI PD T ). Pada umumnya perkerasan beton semen dilapisi dengan perkerasan aspal di atasnya. Namun struktur perkerasan beton semen secara tipikal sebagaimana terlihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen Bahan pondasi bawah pada perkerasan beton semen berdasarkan SNI PD T dapat berupa : 1. Bahan berbutir. 2. Stabilisasi atau dengan beton kurus giling padat (Lean Rolled Concrete). 3. Campuran beton kurus (Lean-Mix Concrete).

25 digilib.uns.ac.id 7 Tebal pondasi minimum yang mempunyai mutu sesuai dengan SNI No dan AASHTO M-15 serta SNI No adalah 10 cm. Perancangan tebal perkerasan beton semen dapat dihitung dengan menggunakan beberapa metode diantaranya; metode AASHTO, AUSTROAD 2000, metode Bina Marga, metode Asphalt Institute, metode ROAD NOTE 29, dan lain-lain. Pada umumnya tebal perkerasan beton semen berkisar antara cm. Bahan-bahan yang digunakan untuk perkerasan beton semen harus sesuai dengan peraturan yang telah ditetapkan. Daftar berat isi (γ) bahan-bahan yang digunakan untuk perkerasan beton semen berdasarkan Peraturan Pembebanan Jembatan Bab III hal. 37 dalam Herma, dkk 2010 adalah sebagai berikut : 1. Beton bertulang : 24 kn/m 3 2. Beton biasa : 22 kn/m 3 3. Perkerasan jalan beraspal : kn/m Pembebanan pada Lereng Gaya yang ditimbulkan oleh adanya struktur jalan raya di atas konstruksi lereng harus mampu ditahan oleh lereng tersebut. Gaya tersebut yaitu gaya vertikal yang disebabkan oleh beban perkerasan dan beban kendaraan. Gaya-gaya yang berasal dari kendaraan nantinya akan diteruskam pada perkerasan sebagai tekanan vertikal. Tekanan vertikal dapat ditentukan dengan menggunakan penyebaran tekanan ( 2H: 1V atau α = ± 26 0 ) dari Giroud dan Noiray (1981). Tekanan ban (p ) pada kedalaman (h) dari permukaan dapat diperoleh dengan rumus : 2 2 α 2 α 2.1. Keterangan : p = tekanan ban pada kedalaman h (kn/m 2 ) P = beban gandar (kn)

26 digilib.uns.ac.id 8 h = tebal perkerasan (m) α = sudut penyebaran beban terhadap vertikal ( 0 ) L = panjang bidang kontak (m) B = lebar bidang kontak (m) B pc L h p' α B + 2 h tg α Tanah Dasar Gambar 2.2. Distribusi Beban Kendaraan ( Giroud dan Noiray, 1981) Beban gandar (P) disebarkan mengikuti penyebaran tekanan yang bersudut α terhadap vertikal. Bidang kontak ekivalen tekanan ban di atas permukaan jalan adalah B x L. Untuk kendaraan berat dengan roda lebar dan ganda : 2, 0, Giroud dan Noiray, 1981, menyatakan besarnya tekanan ban (p c ) untuk kendaraan proyek sebesar 620 kpa Analisis Stabilitas Lereng Salah satu metode yang digunakan untuk analisis stabilitas terhadap kelongsoran lereng yaitu metode keseimbangan batas dengan asumsi bentuk bidang longsor berupa lingkaran seperti yang terlihat pada Gambar 2.3.

27 digilib.uns.ac.id 9 Gambar 2.3. Analisis Stabilitas Lereng dengan Metode Keseimbangan Batas Menurut Suryolelono, (1993), apabila digunakan Ordinary Slices Method maka persamaan angka keamanan Keterangan : SF R = angka keamanan θ = jari-jari lingkaran longsor (m) c = kohesi tanah (kn/m 2 ) ϕ = sudut gesek dalam tanah ( 0 ) a i W i N i 1,3 = panjang lengkung lingkaran pada irisan ke-i (m) = berat irisan tanah ke-i (kn/m) = W i. cos θ i θ i = sudut tengah pias ke-i ( 0 ) 2.3.

28 digilib.uns.ac.id Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Pada konstruksi lereng dengan sistem perkuatan lereng, gaya yang meruntuhkan akan dilawan dengan oleh kemampuan geser dan tarik dari bahan perkuatan tersebut (Suryolelono, 1993). Pada Gambar 2.4, tampak pengaruh bahan geotekstil dalam memberikan konstribusi perlawanan terhadap gaya yang melongsorkan cukup berperan, apabila bahan tersebut terpotong oleh bidang longsor. Gambar 2.4. Perlawanan Perkuatan Tanah terhadap Gaya-Gaya yang Meruntuhkan Dalam praktek, analisis stabilitas lereng didasarkan pada konsep keseimbangan plastis batas. Adapun maksud analisis stabilitas adalah untuk menentukan faktor aman dari bidang longsor yang potensial. Faktor aman didefinisikan dengan memperhatikan tegangan geser rata-rata sepanjang bidang longsor potensial, dan kuat geser tanah rata-rata sepanjang permukaan longsoran. Faktor aman (SF) merupakan nilai banding antara gaya yang menahan dan gaya yang menggerakkan (Hardiyatmo, 2007). Keterangan : 2.4. τ τ d = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kn) = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor (kn)

29 digilib.uns.ac.id 11 Menurut teori Mohr-Coulomb, tahanan geser (τ) yang dapat dikerahkan oleh tanah, disepanjang bidang longsornya dinyatakan oleh : 2.5. Keterangan : c = kohesi (kn/m 2 ) σ = tegangan normal (kn) φ = sudut gesek dalam tanah ( 0 ) Dengan cara yang sama, dapat dituliskan persamaan tegangan geser yang terjadi (τd) akibat beban tanah dan beban-beban lain pada bidang longsornya : 2.6. Keterangan : c d = kohesi (kn/m 2 ) φ d = sudut gesek dalam yang bekerja sepanjang bidang longsor ( 0 ) Analisis stabilitas lereng dengan perkuatan terdiri dari analisis stabilitas internal, stabilitas eksternal, dan stabilitas terhadap kelongsoran lereng. Stabilitas internal terdiri dari dari stabilitas terhadap putus dan cabut tulangan, yang = angka keamanan terhadap putus tulangan berupa stabilitas terhadap gaya-gaya internal yang diperhitungkan terhadap panjang dan jarak spasi antar perkuatan. Stabilitas terhadap gaya-gaya eksternal terdiri dari kemampuan perkuatan lereng dalam menahan gaya geser, guling, dan keruntuhan dasar pondasi akibat kuat dukung tanah. Anggapan yang digunakan adalah perkuatan lereng tanah merupakan satu kesatuan seperti pada konstruksi dinding penahan tanah. Sedangkan tinjauan stabilitas terhadap kelongsoran lereng dapat digunakan berbagai metode, salah satunya adalah merode keseimbangan batas (Suryolelono, 1993). 1. Stabilitas internal a. Angka keamanan (SF) terhadap putus tulangan Keterangan : SF r σ. 1,5 2.7.

30 digilib.uns.ac.id 12 S v T a = jarak tulangan arah vertikal (m) = kuat tarik ijin tulangan (kn/m) σ h = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kn/m 2 ) b. Angka keamanan (SF) terhadap cabut tulangan Keterangan : 2 σ σ. 1, SFp = angka keamanan terhadap cabut tulangan = koefisien gesek antara tanah dan tulangan, dapat diambil = tg (2ϕ/3) σ v = tekanan vertikal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kn/m 2 ) L e = panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor (m) σ h = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kn/m 2 ) S v = jarak tulangan arah vertikal (m) 2. Stabilitas eksternal a. Angka keamanan terhadap geser Keterangan : 1, F E = gaya yang melawan (kn) = jumlah gaya geser (kn) b. Angka keamanan terhadap guling Keterangan : 1, M P = jumlah momen pasif (knm) M A = jumlah momen aktif (knm) c. Angka keamanan terhadap kuat dukung tanah 1, Berdasarkan rumus Terzaghi untuk tegangan ultimate yaitu : σ ult = c. Nc + q. Nq + 0,5. γ. BNγ (2.12.)

31 digilib.uns.ac.id 13 Keterangan : SF = angka keamanan terhadap kuat dukung tanah σ ult = kuat dukung tanah (kn/m 2 ) σ terjadi = tegangan yang terjadi (kn/m 2 ) c = kohesi tanah pondasi (kn/m 2 ) γ = berat volume tanah pondasi (kn/m 3 ) q = tekanan overburden pada dasar pondasi (kn/m 2 ) B = panjang perkuatan pada dasar konstruksi (m) Nc, Nq, Nγ = koefisien-koefisien kuat dukung yang merupakan fungsi dari sudut geser dalam tanah, yang terdapat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi ф Nc Nq Nγ ф Nc Nq Nγ

32 digilib.uns.ac.id Stabilitas terhadap kelongsoran lereng Dalam tinjauan ini digunakan teori stabilitas tanpa perkuatan yang telah dibahas sebelumnya. Apabila kuat tarik bahan geotekstil untuk perkuatan satu lapis sebesar T (kn/m), maka besarnya angka keamanan lereng dengan perkuatan geotekstil ditentukan dengan menambahkan faktor aman lereng tanpa perkuatan dengan pengaruh tahanan momen oleh geotekstil: Keterangan : SF = angka keamanan. θ 1, SF u = angka keamanan lereng tanpa perkuatan R = jari-jari lingkaran longsor (m) W i = berat irisan tanah ke-i (kn/m) θ i = sudut tengah pias ke-i ( 0 ) Ti = jumlah gaya tarik per meter lebar geotekstil yang tersedian untuk setiap lapisan tulangan (kn/m) y i = R cos θ i = lengan momen geotekstil terhadap O (m) Geotekstil Geotekstil merupakan material lembaran yang dibuat dari bahan tekstil polymeric, bersifat lolos air, yang dapat berbentuk bahan nir-anyam (non woven), rajutan atau anyaman (woven) yang digunakan dalam kontak dengan tanah atau material lain dalam aplikasi teknik sipil. Fungsi perkuatan pada geotekstil dapat diterjemahkan sebagai fungsi tulangan, seperti istilah pada beton bertulang. Dalam pengertian yang identik, tanah hanya mempunyai kekuatan untuk menahan tekan, tapi tidak dapat menahan tarik. Kelemahan terhadap tarik ini dipenuhi oleh geotekstil. Material ini dapat diletakkan di bawah timbunan yang dibangun di atas tanah lunak, dapat digunakan untuk membangun penahan tanah, dan dapat pula digunakan untuk perkuatan bahan perkerasan jalan (Hardiyatmo, 2007).

33 digilib.uns.ac.id 15 Pemilihan geotekstil untuk perkuatan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu faktor internal dan eksternal. Faktor internal geotekstil terdiri dari kuat tarik geotekstil, sifat perpanjangan (creep), struktur geotekstil, dan daya tahan terhadap faktor lingkungan, sedangkan faktor eksternal adalah jenis bahan timbunan yang berinteraksi dengan geotekstil. Waktu pembebanan juga mengurangi kekuatan geotekstil karena akan terjadi degradasi pada geotekstil oleh faktor fatigue dan aging. Untuk menutupi kekurangan tersebut, tidak seluruh kuat tarik geotekstil yang tersedia dapat dimanfaatkan dalam perencanaan konstruksi perkuatan (Djarwadi, 2006). Tabel 2.2. menunjukkan sifat-sifat mekanik yang terdapat pada geotekstil. Tabel 2.2. Sifat Mekanik Geotekstil Jenis Tebal Berat perluas Kuat Tarik Perpanjangan Struktur Geotekstil (mm) (gr/m 2 ) kn/m (%) Polyfet IS50 Niranyam 1, Polyfet IS70 Niranyam 2, ,5 40 Polyfet IS80 Teranyam 2, Hate Renfox T Teranyam NA Hate Renfox R Teranyam NA Sumber : PT. Tetrasa Geosinido Perancangan lereng dengan perkuatan geotesktil menurut Holtz, dkk, (1998), dalam Hardiyatmo, (2007), dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu metode coba-coba dan metode langsung. Dalam perancangan coba-coba, hitungan dilakukan dengan membuat tampang lereng dengan susunan geotekstil secara coba-coba, kemudian dianalisis dengan program komputer. Dalam hitungan secara langsung, hitungan stabilitas lereng dilakukan dengan program komputer dan hitungan manual dilakukan dalam menghitung kebutuhan geotekstil. Selain itu, dalam perancangan lereng dengan perkuatan geotekstil juga harus diperhatikan panjang dari geotekstil tersebut. Salah satu syarat yang harus dipenuhi yaitu panjang geotekstil yang berada di belakang garis longsor (Le) minimum adalah 1m. Tahanan cabut tulangan hanya dihitung pada tulangan yang panjangnya lebih besar dari 1 m. Jika tahanan cabut tulangan tidak cukup, maka panjang tulangan ditambah.

34 digilib.uns.ac.id Program Geoslope Program Geoslope adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan geoteknik dan geo-lingkungan. Software ini melingkupi SLOPE W, SEEP W, SIGMA W, QUAKE W, TEMP W, dan CTRAN W, yang sifatnya terintegrasi sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam produk yang lain. Ini unik dan fitur yang kuat sangat memperluas jenis masalah yang dapat dianalisis dan memberikan fleksibilitas untuk memperoleh modul seperti yang dibutuhkan untuk proyek yang berbeda. SLOPE W merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan lereng dan kemiringan batuan. Dengan SLOPE W, kita dapat menganalisis masalah baik secara sederhana maupun kompleks dengan menggunakan salah satu dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagai permukaan yang miring, kondisi tekanan pori-air, sifat tanah, dan beban terkonsentrasi. Kita dapat menggunakan elemen tekanan pori air yang terbatas, tegangan statis, atau tekanan dinamik pada analisis stabilitas lereng. Selain itu kita juga dapat melakukan analisis probabilistik. SLOPE W Define merupakan program yang digunakan untuk pemodelan permasalahan lereng dalam bentuk penggambaran pada layar komputer dalam aplikasi Computer Aided Design (CAD). Kemudian data yang telah dimodelkan tersebut dianalisis dengan menggunakan SLOPE W Solve. Perhitungan dilakukan sesuai dengan data masukan dan pengaturan analisis (Analysis Setting) yang telah ditentukan. SLOPE W Contour akan menampilkan grafis seluruh bidang longsor dan nilai faktor aman dapat ditunjukkan dala bentuk kontur faktor aman serta diagram dan poligon tiap pias tertentu.

35 digilib.uns.ac.id BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan dua perhitungan yaitu perhitungan manual dan progam Geoslope. Variasi parameter yang digunakan pada penelitian ini antara lain kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal geotekstil, sedangkan parameter tetap yang digunakan yaitu parameter tanah, pembebanan, dan spesifikasi geotekstil. Tahapan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Pemodelan Lereng 2. Analisis dengan perhitungan manual 3. Analisis dengan program Geoslope. 4. Pembahasan hasil penelitian. 5. Kesimpulan Pemodelan Lereng Pengumpulan Data Data-data yang diperlukan pada penelitian ini antara lain: 1. Data Tanah Data tanah yang digunakan pada penelitian ini adalah data sekunder yang diperoleh dari penelitian Tjokorda, dkk (2010) di Desa Bantas, Kecamatan Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali. Tanah di lokasi tersebut merupakan tanah homogen dengan 3 jenis tanah seperti yang terdapat pada Tabel Geotekstil Geotekstil yang digunakan pada penelitian ini yaitu geotekstil teranyam (woven) dengan jenis Hate Renfox R. Spesifikasi yang terdapat pada geotekstil tersebut antara lain : 17

36 digilib.uns.ac.id 18 a. Kuat tarik (Ta) : 60 kn/m b. Perpanjangan (ε) : 44 % Tabel 3.1. Data Parameter Tanah Hasil Uji Laboratorium No. Jenis Pemeriksaan Tanah 1 Tanah 2 Tanah 1 (22-12m ) (12 8 m ) (8 m 0 m ) 1 Berat isi γ (kn/m 3 ) 21 19, Kohesi c (kn//m 2 ) 1,8 2,9 1,8 3 Sudut geser ϕ ( o ) Sumber : Tjokorda,dkk, 2010 Pembagian jenis tanah pada lereng ini dapat dilihat pada sketsa kondisi lereng pada Gambar 3.1. Tanah 1 γ = 2,1 t/m 3 Lereng 1 Tanah 2 γ = 1,95 t/m 3 β Badan jalan β Lereng 2 H Tanah 3 γ = 2,1 t/m 3 Gambar 3.1. Sketsa Kondisi Lereng Sedangkan untuk sudut kemiringan lereng yang digunakan yaitu 70 o dan 90 o. Alasan pemilihan kemiringan tersebut yaitu karena berdasarkan klasifikasi lereng yang dilakukan oleh Christopher, (1991), yang terdapat pada Tabel 3.2. Sudut Kemiringan Lereng ( o ) Tabel 3.2. Klasifikasi Lereng Klasifikasi 70 Dinding tanah distabilisasi secara mekanis 90 Dinding tanah distabilisasi secara mekanis

37 digilib.uns.ac.id Perencanaan Struktur Jalan Raya Kelas jalan yang direncanakan pada penelitian lereng ini yaitu Arteri III dengan asumsi VLHR sebesar smp/hari. Lebar jalur yang digunakan untuk kelas jalan Arteri IIIA pada penelitian ini yaitu 3 m dan lebar bahu sebesar 2 m (TPGJAK, 1997). Adapun struktur jalan yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar kn 100 kn 100 kn 100 kn 1. Perkerasan Jalan pondasi bawah bahu jalan jalur tanah dasar jalur bahu jalan 2 m 3 m 3 m 2 m perkerasan aspal perkerasan beton Gambar 3.2. Sketsa Struktur Jalan Raya dan Pembebanannya Perkerasan yang digunakan yaitu perkerasan beton yang dilapisi dengan perkerasan aspal, sedangkan pondasi bawah direncanakan menggunakan beton tumbuk. Adapun rincian struktur jalan raya pada lereng yaitu : Tebal perkerasan aspal Tebal perkerasan beton Tebal pondasi bawah = 10 cm = 30 cm = 15 cm, dengan Berat isi aspal (γ aspal ) = 24 kn/m 3 Berat isi beton (γ beton ) = 24 kn/m 3 2. Kendaraan Pada perancangan ini diasumsikan pada saat dua buah kendaraan berpapasan dan sejajar. Beban as kendaraan yang digunakan pada penelitian ini yaitu MST sumbu triple (3 as) sebesar 20 ton sehingga beban untuk masing-masing roda kendaraan sebesar 100 kn (Bina Marga, 1984 dalam Kusnandar, 2008). Dimensi kendaraan truk 3 as dan kedudukannya ditunjukkan pada Gambar 3.3.

38 digilib.uns.ac.id 20 Gambar 3.3. Dimensi Kendaraan dan Kedudukannya Keterangan : a 1 = a 2 = 30 cm ; Ma = Ms = muatan rencana sumbu b 1 b 2 = 12,50 cm = 50,00 cm 3. Perhitungan beban a. Beban perkerasan Berat perkerasan aspal = 0,10 x 24 = 2,4 kn/m 2 Berat perkerasan beton = 0,30 x 24 = 7,2 kn/m 2 Berat pondasi bawah = 0,15 x 24 = 3,6 kn/m 2 + Berat total perkerasan (q perkerasan )= 0,15 x 1 x = 13,2 kn/m 2 b. Beban kendaraan Beban roda kendaraan (P) L = 0,5 B = 0,24 m 0,48 = 100 kn Distribusi beban kendaraan dapat dilihat pada Gambar ,48 m 620 kpa 0,24 m 0,55 m p' 26 B + 2 h tg α Tanah Dasar Gambar 3.4. Penyaluran Beban oleh Roda

39 digilib.uns.ac.id 21 Maka tekanan akibat roda kendaraan 2 2 α 2 α ,48 2 0, ,24 2 0, ,59 / c. Beban total (q total) q total = q perkerasan + 4 = 13,2 + (4 x 63,59) = 267,58 kn/m 2 = Variasi Pemodelan Lereng Variasi pemodelan lereng yang digunakan pada penelitian ini ditinjau dari beberapa kondisi, seperti sudut kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil. Variasi tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.3. berikut : Tabel 3.3. Variasi Pemodelan Lereng Kemiringan Perkuatan No. Lereng 1 Lereng 2 Panjang Perkuatan Jarak antar Perkuatan (P) (Sv) ( o ) ( o ) (m) (m) , , , , , , , , , , , , , , , , , ,5

40 digilib.uns.ac.id 22 Tabel 3.3. Variasi Pemodelan Lereng (Lanjutan) Kemiringan Perkuatan No. Lereng 1 Lereng 2 Panjang Perkuatan Jarak antar Perkuatan (P) (Sv) ( o ) ( o ) (m) (m) , , , , , , , , , , , , , , , , , , Analisis dengan Perhitungan Manual Analisis dengan perhitungan manual dilakukan setelah mengetahui bidang longsor masing-masing lereng. Analisis yang dilakukan yaitu : 1. Stabilitas internal (untuk lereng dengan perkuatan). 2. Stabilitas eksternal (untuk lereng dengan perkuatan). 3. Stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa perkuatan) Analisis dengan Program Geoslope Pengaturan Awal Pengaturan awal untuk melakukan analisis dengan program Geoslope terdiri dari beberapa tahap, diantaranya pengaturan kertas kerja, skala gambar, dan jarak grid. Kertas kerja merupakan ukuran ruang yang disediakan untuk melakukan

41 digilib.uns.ac.id 23 mendefinisikan masalah. Skala gambar merupakan perbandingan yang digunakan untuk mendefinisikan ukuran lereng sebenarnya terhadap gambar pada program. Grid diperlukan untuk memudahkan dalam menggambarkan titik supaya tepat dengan koordinat yang diinginkan. Adapun langkah-langkah pengaturan awal adalah sebagai berikut : 1. Mengatur kertas kerja, dari menu utama set klik page. Gambar 3.5. Jendela Pengaturan Kertas Kerja 2. Mengatur skala gambar, dari menu utama set klik scale. Gambar 3.6. Jendela Pengaturan Skala Gambar 3. Mengatur jarak grid, dari menu utama set klik grid. Gambar 3.7. Jendela commit Pengaturan to user Jarak Grid

42 digilib.uns.ac.id Membuat Sketsa Gambar Pemodelan lereng dimulai dengan pembuatan sketsa gambar dari model, yang merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Pemodelan tersebut dibuat dari menu utama sketch, kemudian klik lines untuk menggambar model geometri lereng seperti yang terlihat pada Gambar 3.8. Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Geometri Lereng Analysis Settings Analysis Settings merupakan tahapan untuk menentukan pengaturan dalam menganalisis stabilitas kelongoran lereng. Langkah-langkahnya yaitu : 1. Menentukan Project ID, dari menu utama KeyIn klik analysis settings. Project ID digunakan untuk mendefinisikan nama atau judul pada masalah yang sedang dianalisis seperti terlihat pada Gambar 3.8. Gambar 3.9. Jendela commit Penentuan to user Project ID

43 digilib.uns.ac.id Menentukan metode analisis, klik tabsheet method pada analysis settings. Dalam tabsheet ini terdapat beberapa metode yang digunakan untuk analisis stabilitas lereng. Klik pada only Bishop, Ordinary, and Janbu seperti yang terdapat pada Gambar Gambar Jendela Penentuan Metode Analisis 3. Menentukan bidang longsor, klik tabsheet slip surface pada analysis settings. Dalam tabsheet ini pergerakan arah kelongsoran dapat ditentukan sesuai dengan keinginan, baik dari arah kiri ke kanan maupun sebaliknya. Bidang longsor ditentukan dengan memilih option Entry and Exit seperti yang terdapat pada Gambar Gambar Jendela Penentuan Bidang Longsor Mendefinisikan Parameter Tanah Jenis material yang diinput sesuai dengan uraian umum diatas. Material model yang digunakkan adalah Mohr-Coulomb. commit to Parameter user yang diperlukan yaitu berat

44 digilib.uns.ac.id 26 isi tanah (γ), kohesi (c), dan sudut geser (ϕ). Sebelum dilakukan input data perlu dilakukan penyeragaman satuan masing-masing parameter. Langkah untuk mendefinisikan parameter tanah yaitu dari tampilan menu utama KeyIn klik material properties seperti yang terdapat pada Gambar Gambar Jendela Pendefinisian Parameter Tanah Menentukan Parameter tiap Lapisan Tanah Setelah parameter tanah didefinisikan, maka langkah selanjutnya yaitu menentukan parameter masing-masing lapisan tanah. Ada dua tahapan dalam menentukan parameter tiap lapisan tanah, yaitu : 1. Menggambar batas lapisan tanah, dari menu utama sketch klik lines. Garis batas tiap lapisan tanah digambar sesuai dengan koordinat yang ditentukan seperti yang terlihat pada Gambar Gambar Jendela Penggambaran Lapisan Tanah

45 digilib.uns.ac.id Memilih parameter tanah, dari menu utama draw klik regions. Pilih tipe material yang telah didefinisikan sebelumnya pada tabsheet regions properties yang muncul seperti yang terdapat pada Gambar Gambar Jendela Penggambaran Parameter Tanah Menggambar Entry and Exit Bidang Longsor Salah satu kesulitan dengan metode Grid and Radius adalah untuk memvisualisasikan luasan atau berbagai permukaan bidang longsor. Keterbatasan ini dapat diatasi dengan menentukan lokasi dimana percobaan bidang longsor kemungkinan akan masuk dan keluar dari permukaan tanah. Metode ini disebut Entry and Exit. Untuk menggambarkan Entry and Exit bidang longsor yaitu dari menu utama draw klik slip surface, kemudian pilih Entry and Exit seperti yang terdapat pada Gambar Gambar Jendela Penggambaran Bidang Longsor

46 digilib.uns.ac.id Menggambar Beban Merata Beban merata yang diperoleh dari perhitungan kemudian dimodelkan dalam program. Langkahnya yaitu dari menu utama draw klik pressure lines, kemudian masukkan besarnya berat isi beban yang dikehendaki, lalu mulailah menggambar seperti yang terdapat pada Gambar Adapun panjang beban merata disesuaikan dengan panjang jalan yang direncanakan. Gambar Jendela Penggambaran Beban Merata Menggambar Perkuatan Geotekstil Spesifik geotekstil yang digunakan sesuai dengan yang dikeluarkan produsen, diantaranya kuat tarik yang digunakan. Langkah untk menggambar geotekstil pada model lereng yaitu pada menu utama draw klik reinforcement loads. Pilih fabric, lalu ketik spesifikasi geotekstil yang digunakan seperti yang terlihat pada Gambar Gambar Jendela Penggambaran Perkuatan

47 digilib.uns.ac.id Memeriksa Masukan Data Setelah data-data yang dibutuhkan untuk proses analisis termodelkan, maka dilakukan pemeriksaan data. Hal ini bertujuan untuk menghindari adanya kesalahan dalam proses pemasukan data. Jika dalam tabsheet verify tidak terdapat kesalahan (0 error), maka proses solving the problem dapat dilakukan. Langkah untuk melakukan pemeriksaan data yaitu dari menu utama tools klik verify seperti yang terlihat pada Gambar Gambar Jendela Verifikasi Data Masukan Solving The Poblem Solving the problem bertujuan untuk menghitung angka keamanan pada lereng berdasarkan data-data yang telah dimasukkan. Langkah untuk solving the problem yaitu dari menu utama tools klik SOLVE, kemudian klik start untuk memulai perhitungan. Selama perhitungan SOLVE menampilkan angka keamanan minimum dan jumlah slip surfaces yang sedang dianalisis seperti yang terdapat pada Gambar 3.19

48 digilib.uns.ac.id 30 Gambar Jendela Proses Running Program Menyimpan Data Setelah proses analisis selesai, hasil running program kemudian disimpan sehingga bisa dilihat kembali ketika dibutuhkan. Langkah yang harus dilakukan yaitu pada menu utama klik file, lalu pilih save seperti yang terdapat pada Gambar Gambar Jendela Penyimpanan Data

49 digilib.uns.ac.id Pembahasan Hasil Penelitian Pembahasan pada penelitian ini menitikberatkan pada output penelitian yang berupa hasil analisis stabilitas internal, eksternal, dan kelongsoran lereng. Gambaran output penelitian dapat dilihat pada Tabel 3.4. Variasi Tinjauan Lereng Tabel 3.4. Gambaran Output Penelitian Stabilitas Internal SF Putus Tulangan SF Cabut Tulangan SF Geser Stabilitas Eksternal SF Guling SF Kuat Dukung Tanah Stabilitas Kelongsoran Lereng SF Manual SF Geoslope Lereng 1 1 Lereng 2 Keseluruhan Lereng 1 2 Lereng 2 Keseluruhan Lereng 1 3 Lereng 2 Keseluruhan dst Dari output tersebut maka dapat diperoleh beberapa data, antara lain : 1. Hubungan antara kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil dengan angka keamanan (SF). 2. Perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan perhitungan manual dengan program Geoslope Kesimpulan Tahap kesimpulan yaitu membuat kesimpulan dari pembahasan yang telah dilakukan pada penelitian ini Diagram Alir Penelitian Tahapan pada penelitian ini digambarkan dalam bentuk diagram alir seperti terlihat pada Gambar 3.21.

50 digilib.uns.ac.id 32 MULAI STUDI LITERATUR DAN PEMAHAMAN PROGRAM GEOSLOPE PENGUMPULAN DATA SEKUNDER PEMODELAN LERENG TANPA PERKUATAN ANALISIS STABILITAS LERENG Analisis dengan perhitungan manual Analisis dengan program Geoslope PEMODELAN LERENG DENGAN PERKUATAN Trial panjang geotekstil Trial jarak vertikal antar geotekstil ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERHITUNGAN MANUAL Stabilitas internal Stabilitas terhadap cabut tulangan Stabilitas terhadap putus tulangan Stabilitas eksternal Stabilitas terhadap geser Stabilitas terhadap guling Stabilitas terhadap kuat dukung tanah Stabilitas terhadap kelongsoran lereng ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PROGRAM GEOSLOPE Stabilitas terhadap kelongsoran lereng PEMBAHASAN KESIMPULAN SELESAI Gambar Diagram Alir Penelitian

51 digilib.uns.ac.id BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisis Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan Analisis stabilitas lereng tanpa perkuatan lereng dilakukan dengan perhitungan manual dan program Geoslope. Tinjauan perhitungan yaitu selebar 1 m bidang gambar. Contoh perhitungan yang digunakan pada analisis ini yaitu variasi 1, dengan menggunakan tiga tinjauan kelongsoran, yaitu lereng 1, lereng 2, dan lereng secara keseluruhan Analisis dengan Perhitungan Manual Untuk mengetahui bidang longsor kritis masing-masing tinjauan lereng, maka dilakukan analisis dengan program Geoslope. Metode yang digunakan dalam melakukan analisis tersebut yaitu Ordinary Slices Method. Bidang longsor kritis yang telah diperoleh kemudian dibagi menjadi beberapa pias seperti yang terlihat pada Gambar 4.1. Lereng 1 O O γ = 21 kn/m 3 c = 1,8 kn/m 2 ϕ = 24 o Lereng Keseluruhan 10 m O γ = 19,5 kn/m 3 c = 2,9 kn/m 2 ϕ = 15 o Lereng 2 4 m γ = 21 kn/m 3 c = 1,8 kn/m 2 ϕ = 24 o Gambar 4.1. Bidang commit Longsor to user Kritis Lereng 33

52 digilib.uns.ac.id Perhitungan pada lereng 1 Langkah-langkah yang dilakukan sebelum menganalisis stabilitas lereng yaitu : a. Menentukan berat irisan tanah (W i ). W i = γ x A i x 1 Contoh pada irisan 1 W 1 = 21 x 0,5 x 4,292 x 1,1 x 1 = 49,573 kn b. Menentukan besarnya sudut dari pusat irisan ke titik berat (θ i ). Contoh pada irisan 1, diperoleh θ dari hasil pengukuran langsung sebesar c. Menentukan panjang garis longsor tiap irisan (α i ) Contoh pada irisan 1, diperoleh α dari hasil pengukuran langsung sebesar 4,431 m. Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Analisis pada Lereng 1 No. W θ c α cα.1 m W sin θ N=Wcosθ cα + N tan ϕ - (kn) ( o ) (kn/m 2 ) (m) (kn) (kn) (kn) (kn) 1 49, ,80 4,431 4,224 43,770 23,273 18, , ,80 2,067 1,976 87,293 81,402 39, , ,80 1,636 1,939 98, ,632 55, , ,80 1,424 1,645 99, ,557 68, , ,80 1,297 1,483 89, ,970 80, , ,80 1,266 1,384 70, ,171 76, , ,80 1,208 1,322 33, ,659 51, , ,80 1,172 1,233 9,613 45,225 22, , ,35 1,164 1,218 0,706 5,753 4, , ,90 1,000 1,219 0,116 2,212 3, , ,90 1,005 1,015-0,018 1,050 3,196 Σ , ,476 θ 423, ,656 0,794

53 digilib.uns.ac.id Perhitungan pada lereng 2 Langkah-langkah yang dilakukan sebelum menganalisis stabilitas lereng yaitu : a. Menentukan berat irisan tanah (W i ). W i = γ x A i x 1 Untuk irisan dengan beban jalan di atasnya, maka berat irisan diperoleh dengan cara W i = (γ x A i x 1) + ( q x L x 1) Dimana q merupakan besarnya beban jalan (kn/m 2 ) dan L merupakan lebar irisan (m). Contoh pada irisan 1 W 1 = (19,5 x 0,5 x 1,273 x 0,5 x 1) + (267, 58 x 0,5 x 1) = 139,996 kn b. Menentukan besarnya sudut dari pusat irisan ke titik berat (θ i ). Contoh pada irisan 1, diperoleh θ dari hasil pengukuran langsung sebesar c. Menentukan panjang garis longsor tiap irisan (α i ) Contoh pada irisan 1, diperoleh α dari hasil pengukuran langsung sebesar 1,367 m. Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2. Analisis pada Lereng 2 No. W θ c α cα.1 m W sin θ N=Wcosθ cα + N tan ϕ - (kn) ( o ) (kn/m 2 ) (m) (kn) (kn) (kn) (kn) 1 139, ,90 1,367 3, ,697 50,170 17, , ,90 0,909 2, ,718 81,642 24, , ,90 0,974 2,825 17,021 15,872 7, , ,90 0,838 2,430 17,580 23,329 8, , ,90 0,762 2,210 16,223 29,267 10, , ,90 0,607 1,760 12,245 30,308 9, , ,90 0,380 1,102 5,049 17,608 5, , ,35 0,585 1,375 1,016 5,763 3, , ,80 0,669 1,204 0,112 1,283 1, , ,80 0,667 1,201-0,053 1,514 1, , ,80 0,675 1,215-0,107 0,674 1,515 Σ ,502-92,537

54 digilib.uns.ac.id 36 θ 92, ,502 0, Perhitungan pada lereng secara keseluruhan Langkah-langkah yang dilakukan sebelum menganalisis stabilitas lereng secara keseluruhan pada dasarnya sama dengan analisis stabilitas pada lereng 1 dan 2, yaitu : a. Menentukan berat irisan tanah (W i ). W i = γ x A i x 1 Untuk irisan dengan beban jalan di atasnya, maka berat irisan diperoleh dengan cara W i = (γ x A i x 1) + ( q x L x 1) Dimana q merupakan besarnya beban jalan (kn/m 2 ) dan L merupakan lebar irisan (m). Contoh pada irisan 6 W 6 = {19,5 x 0,5 x (1, ,8) x 1,717 x 1} + (267, 58 x 1,717 x 1) W 6 = 536,543 kn b. Menentukan besarnya sudut dari pusat irisan ke titik berat (θ i ). Contoh pada irisan 1, diperoleh θ dari hasil pengukuran langsung sebesar c. Menentukan panjang garis longsor tiap irisan (α i ) Contoh pada irisan 1, diperoleh α dari hasil pengukuran langsung sebesar 4,911 m. Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3. Analisis pada Lereng secara Keseluruhan No. W θ c α cα.1 m W sin θ N=Wcosθ cα + N tan ϕ - (kn) ( o ) (kn/m 2 ) (m) (kn) (kn) (kn) (kn) 1 50, ,80 4,911 8,840 49,381 10,496 13, , ,80 3,602 6, ,051 69,871 37,592

55 digilib.uns.ac.id 37 Tabel 4.3. Analisis pada Lereng secara Keseluruhan (Lanjutan) No. W θ c α cα.1 m W sin θ N=Wcosθ cα + N tan ϕ 3 68, ,80 2,636 4,745 43,013 34,174 19, , ,80 0,283 0,509 0,454 0,583 0, , ,80 2,566 4,619 59,191 30,369 12, , ,90 1,984 5,754 0, , , , ,90 1,861 5,397 24, , , , ,90 1,784 5, , , , , ,35 0,864 2, , ,180 81, , ,35 2,008 4, , ,666 49, , ,35 1,501 3,527 25,912 67,747 21, , ,80 2,022 3,640 2,892 6,081 6,347 Σ , ,973 θ 683, ,915 0, Analisis dengan Program Geoslope Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh dari program Geoslope dapat dilihat pada Gambar 4.2. (a) Hasil Analisis Kelongsoran pada Lereng 1

56 digilib.uns.ac.id 38 (b) Hasil Analisis Kelongsoran pada Lereng 2 (c) Hasil Analisis Kelongsoran secara Keseluruhan Gambar 4.2. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope Berdasarkan dari Gambar 4.2. tersebut, diperoleh hasil sebagai berikut: 1. Angka keamanan (SF) ditinjau pada lereng 1 sebesar 0, Angka keamanan (SF) ditinjau pada lereng 2 sebesar 0, Angka keamanan (SF) ditinjau pada lereng secara keseluruhan sebesar 0, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Ada beberapa analisis stabilitas lereng dengan perkuatan, antara lain stabilitas internal, eksternal, dan kelongsoran lereng. Tinjauan perhitungan dilakukan

57 digilib.uns.ac.id 39 selebar 1m bidang gambar. Contoh perhitungan yang digunakan pada analisis ini yaitu variasi 9 (lihat Tabel 3.3. di BAB 3). Gambar 4.3. menunjukkan sketsa lereng dan tekanan aktif yang bekerja pada lereng tersebut. 1 θ Lereng 1 10 m Pa1 θ Pa2 Pa3 3,6 m θ W 9 10 θ 1,5 m q A 1 6,8 m W Pa4 8,5 m 1,5 m 8,5 m θ θ 1,5 m Lereng 2 B 4 m 5,1 m 10 m Gambar 4.3. Sketsa Lereng dan Tekanan Tanah Aktif yang Bekerja 10 m Stabilitas Internal Data yang diperlukan untuk analisisis stabilitas pada lereng dengan perkuatan, yaitu : Panjang geotekstil (L) = 10 m Jarak vertikal antar geotekstil (Sv) = 1 m Kuat tarik geotekstil (Ta) = 60 kn/m Tinggi lereng 1 (H 1 ) = 10 m Tinggi lereng 2 (H 2 ) = 4 m Tinggi lereng keseluruhan (H 3 ) = 14 m 1. Analisis pada lereng 1 Pada perkuatan pertama ( z = 1 m) Langkah-langkah perhitungan stabilitas internal yaitu : a. Menghitung koefisien gesek antara tanah dengan perkuatan. = tg (2ϕ 1 /3) = tg (2 x 24 0 /3) = 0,287

58 digilib.uns.ac.id 40 b. Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor. Le = L tg (45 0 ϕ 1 /2) (H-Z) = 10 tg ( /2) (10-1) = 4,155 m c. Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif. K = tg 2 (45 0 ϕ 1 /2) = tg 2 ( /2) = 0,422 d. Menghitung tegangan vertikal. σ v = γ 1 z = 21 x 1 = 21 kn/m 2 e. Menghitung tegangan horizontal. σ h = K 1 γ 1 z = 0,422 x 21 x 1 = 8,856 kn/m 2 f. Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan. 2 σ σ 2 x 0,2867x 21 x 4,1553 8,8563 x 1 5,651 1,5 g. Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan. σ 60 6,775 1,5 8,8563 x 1 Perhitungan stabilitas internal pada lereng 1 ditampilkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng 1 No. Perkuatan Kedalaman (m) Ka 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,505 Le (m) 4,155 4,805 5,454 6,104 6,753 7,402 8,052 8,701 9, σ v (kn/m 2 ) σ h ( kn/m 2 ) 8,856 17,713 26,569 35,425 44,282 53,138 61,994 70,851 79, ,105 SF P 5,651 6,534 7,417 8,299 9,183 10,066 10,949 11,832 12,715 11,350 SF R 6,775 3,387 2,258 1,693 1,355 1,129 0,968 0,847 0,753 0, Analisis pada lereng 2 Pada perkuatan pertama ( z = 1 m) Langkah-langkah perhitungan stabilitas internal yaitu : a. Menghitung koefisien gesek antara tanah dengan perkuatan. = tg (2ϕ 2 /3) = tg (2 x 15 0 /3) = 0,176

59 digilib.uns.ac.id 41 b. Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor. Le = L tg (45 0 ϕ 2 /2) (H-Z) = 10 tg ( /2) (4-1) = 7,698 m c. Menghitung koefisien tekanan tanah akibat perkuatan K = tg 2 (45 0 ϕ 2 /2) = tg 2 ( /2) = 0,589 d. Menghitung tegangan vertikal. σ v = γ 2 z + q = 19,5 x ,58 = 287,08 kn/m 2 e. Menghitung tegangan horizontal. σ h = Kaσ v = 0,589 x 287,08 = 169,03 kn/m 2 f. Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan. 2 σ σ 2 x 0,176 x 287,08 x 7, ,09 x 1 4,611 1,5 g. Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan. σ 60 0,355 1,5 169,09 x 1 Perhitungan stabilitas internal pada lereng 2 ditampilkan pada Tabel 4.5. Tabel 4.5. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng 2 No. Perkuatan Kedalaman (m) Ka 0,589 0,589 0,589 0,505 Le (m) 7,598 8,465 9, σ v (kn/m 2 ) 287,08 306,58 326,08 345,58 σ h ( kn/m 2 ) 169,03 180, , ,518 SF P 4,611 5,070 5,529 6,980 SF R 0,355 0,332 0,313 0, Stabilitas Eksternal Langkah-langkah yang harus dilakukan sebelum menghitung stabilitas eksternal yaitu : 1. Menghitung koefisien tekanan tanah aktif. Ka 1 = tg 2 (45 0 ϕ 1 /2) = tg 2 ( /2) = 0,422 Ka 2 = tg 2 (45 0 ϕ 2 /2) = tg 2 ( /2) = 0,589

60 digilib.uns.ac.id Menghitung tegangan tanah yang bekerja. Diagram tegangan pada masing-masing lapisan tanah ditampilkan pada Gambar 4.4. σ Lapisan 1 θ 10 m Lapisan 2 σ σ 4 m σ Gambar 4.4. Tegangan yang Bekerja pada Lapisan Tanah z = 0, σ 0 = 0 z = 10, σ 1 = γ 1 Ka 1 H 1 = 21 x 0,422 x 10 = 88, 563 kn/m 2 σ 2 = γ 1 Ka 2 H 1 2c 1 H 1 = 21 x 0,5889 x 10 2 x 1,8 x 10 x 0,589 = 120,884 kn/m 2 z = 14, σ 3 = σ 2 + γ 2 Ka 2 H 2 = 120, ,5 x 0,589 x 4 = 166,809 kn/m 2 3. Menghitung tekanan tanah aktif yang bekerja. P a1 = 0,5σ 1 H 1 = 0,5 x 88,557 x 10 x 1 = 442,817 kn P a2 = σ 2 H 2 = 120,884 x 4 x 1 = 483,535 kn P a3 = 0,5(σ 3 σ 2 ) H 2 = 0,5 x (166, ,884) x 4 x 1 = 91,851 kn 4. Menghitung tekanan tanah akibat beban merata. σ 2 sin 2

61 digilib.uns.ac.id 43 Keterangan : α dan β adalah sudut dalam radian yang ditunjukkan pada Gambar 4.5. q β/2 β Pax σ1 σ2 3,5 m θ θ α σ3 σ4 Β 1 m 1 m 1 m 1 m 4 Gambar 4.5. Tekanan Tanah Aktif Akibat Beban Merata Contoh perhitungan pada z = 1 m Berdasarkan Gambar 4.5. diperoleh α 1 sebesar 74 0 dan β 1 sebesar 10 0, maka : σ 2 sin ,58 = 3212,487 kn/m 2 19 sin 19 cos 2 63 Sehingga besarnya tekanan aktif (Pax 1 ) dapat diperoleh dengan cara Pax 1 = 0,5 x σ x h x 1 = 0,5 x 3212,487 x 1 x 1 = 1606,243 kn; = 4 0,5 x 1 = 3,5 m Perhitungan selanjutnya ditampilkan pada Tabel 4.6. Tabel 4.6. Rekapitulasi Perhitungan Tekanan Akibat Beban Merata No. σ i Pax i i Pax i. i (kn/m 2 ) (kn) (m) (knm) , ,243 3,5 5621, , ,198 2, , , ,376 1,5 8592, , ,379 0,5 3104,689 Σ , ,099

62 digilib.uns.ac.id 44 Jadi, resultan tekanan akibat beban merata dapat diperoleh dengan : 12175,196 4 Titik tangkap tekanan dapat diperoleh dengan cara 3043,799. θ. cosθ 27897, ,196 cos 20 2, Menghitung tekanan tanan arah horizontal. Berdasarkan Gambar 4.4., besarnya θ diperoleh dengan : θ 1 = arc tan 3,6/10 = 20 0 θ 2 = arc tan 1,5/4 = 20 0 Maka, tekanan tanah arah horizontal diperoleh dengan : Pah = Pa cos θ Pah 1 = 442,817 x cos 20 0 = 416,116 kn Pah 2 = 483,535 x cos 20 0 = 454,374 kn Pah 3 = 91,851 x cos 20 0 = 86,312 kn Paxh = 3043,799 x cos 20 0 = 2860,236 kn 6. Menghitung tekanan tanan arah vertikal. Tekanan tanah arah horizontal diperoleh dengan : Pav = Pa sin θ Pav 1 = 442,817 x sin 20 0 = -151,452 kn ( ) Pav 2 = 483,535 x sin 20 0 = -165,379 kn ( ) Pav 3 = 91,851 x sin 20 0 = -31,450 kn ( ) Paxv = 3043,799 x sin 20 0 = -1041,041 kn ( ) 7. Menghitung berat akibat perkuatan. W 1 = 0,5L 1 2 γ 1 tgβ 1, untuk L 1 < H 1 = 0,5 x 10 2 x 21 x tg 70 0 x 1 = 2884,851 kn W 2 = {LH-H 2 /(2tgβ 2 )}γ 2, untuk L 2 < H 2 Karena pada lereng 2 terdapat beban merata q sepanjang L meter, maka W 2 = {LH-H 2 /(2tgβ 2 )}γ 2 + ql ={(10 x 4)-(4 2 /(2 x tg 70 0 )) x 19,5 x 1 + (257,68 x 6) = 2328,701 kn

63 digilib.uns.ac.id Menghitung momen terhadap titik A dan B Perhitungan momen ditampilkan pada Tabel 4.7. dan Tabel 4.8. No. Gaya Horizontal (kn) Tabel 4.7. Rekapitulasi Perhitungan Momen Aktif Jarak dari A (m) Jarak dari B (m) Momen ke A (knm) Momen ke B (knm) 1 P ah1 = 416,112 1/3 x (10/3) 1387, ,485 2 P ah2 = 454,374-1/2 x 4-908,748 3 P ah3 = 86,312-1/3 x 4-115,083 4 P axh = 2860,236-2, ,087 Σ 3817, , ,403 Tabel 4.8. Rekapitulasi Perhitungan Momen Pasif N o. Gaya Vertikal (kn) Jarak dari A (m) Jarak dari B (m) Momen ke A (knm) Momen ke B (knm) 1 P av1 = -151, (1/3.3,6) 21,5+(1/3.3,6) -1696, ,966 2 P av2 = -165, (0,5.5,1) ,287 3 P av3 = -31, (1/3.5,1) ,706 4 P axv = -1041,041-1/3.1, ,520 5 W 1 = 2884,851 6,8 11,5 + 6, , ,779 6 W 2 = 2328,701-1,5 + (0,5. 8,5) ,029 Σ 3824, , , Analisis pada Lereng 1 1. Stabilitas terhadap penggeseran W tg ϕ Pah 2884, ,452 tg ,112 2,925 1,5 2. Stabilitas terhadap penggulingan 17920, ,039 12,920 1,5

64 digilib.uns.ac.id Stabilitas terhadap kuat dukung tanah Langkah-langkah perhitungannya adalah : a. Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah. ϕ 2 = 15 0 Menurut Terzaghi (1943), diperoleh : Nc = 12,86 Nq = 4,45 Nγ = 1,52 b. Menghitung tegangan ultimate. σ ult = c 2. Nc + q. Nq + 0,5. γ.b.nγ = c 2. Nc + γ 1.H 1. Nq + 0,5. γ 2. B.Nγ = (2,9 x 12,86) + (21 x 1,5 x 1 x 4,45) + (0,5 x 19,5 x 10 x x 1,52) = 325,669 kn/m c. Menghitung tegangan terjadi akibat konstruksi di atas tanah pondasi. σ tjd = γ 1.H 1 = 21 x 10 x 1 = 210 kn/m d. Menghitung angka keamanan terhadap kuat dukung tanah. 325, ,551 1, Analisis pada Lereng 2 1. Stabilitas terhadap penggeseran V tg ϕ ΣE 2884, ,452 x tg , ,379 31, ,041 x tg ,033 0,395 1,5

65 digilib.uns.ac.id 47 Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap penggeseran sebesar 0,283 (SF 1,5), maka lereng tersebut tidak aman terhadap bahaya penggeseran. 2. Stabilitas terhadap penggulingan 57813, ,403 5,649 1,5 3. Stabilitas terhadap kuat dukung tanah Langkah-langkah perhitungannya adalah : a. Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah. ϕ 2 = 24 0, maka menurut Terzaghi (1943) diperoleh : Nc = 23,36 Nq = 11,4 Nγ = 7,08 b. Menghitung tegangan ultimate. σ ult = c 3. Nc + q ult. Nq + 0,5. γ.b.nγ = c 3. Nc + Σγ.H. Nq + 0,5. γ 3. B.Nγ = (1,8 x 23,3) + {[(21 x 1,5 x 1) + (19,5 x 1,5 x 1)] x 11,4} + (0,5 x 21 x 10 x 1 x 7,08) = 1477,89 kn/m c. Menghitung tegangan terjadi akibat konstruksi di atas tanah pondasi. σ tjd = Σγ.H + q = (21 x 10 x 1) + (19,5 x 4 x 1) + 267,58 = 555,580 kn/m d. Menghitung angka keamanan terhadap kuat dukung tanah. 1477,89 555,580 2,66 1,5

66 digilib.uns.ac.id Stabilitas terhadap Kelongsoran Lereng Angka keamanan lereng dengan perkuatan diperoleh dengan menambahkan hasil analisis stabilitas lereng tanpa perkuatan dengan tahanan momen oleh perkuatan. Gambar 4.6. menunjukkan bidang longsor lereng yang telah diperkuat dengan geotekstil. Tinjauan analisis dilakukan terhadap lereng 1, lereng 2, dan lereng secara keseluruhan. R3 = 14,25 m R1 = 11,84 m O O y1= 4,5 m Lereng y1= 14,5 m R2 = 5,36 m Lereng Keseluruhan O y1= 2,35 m Lereng 2 10 m 4 m Gambar 4.6. Bidang Longsor Lereng dengan Perkuatan Analisis dengan Perhitungan Manual 1. Perhitungan pada lereng 1 Angka keamanan lereng tanpa perkuatan dari perhitungan sebelumnya (SF U ) sebesar 0,794. Jari-jari lingkaran longsor (R) = 11,84 m Kuat tarik geotesktil (Ta) = 60 kn/m Jarak perkuatan ke pusat lingkaran longsor (y) = 4,5 m (pada perkuatan 1) Perhitungan ditampilkan pada Tabel 4.9.

67 digilib.uns.ac.id 49 Tabel 4.9. Perhitungan Tahanan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada Lereng 1 No. Ti yi Ti.yi (kn) (m) (knm) , , , , , , , , , ,5 810 Σ ,794 1,648. θ ,656 11,84 2. Perhitungan pada lereng 2 Angka keamanan lereng tanpa perkuatan dari perhitungan sebelumnya (SF U ) sebesar 0,284. Jari-jari lingkaran longsor (R) = 5,36 m Jarak perkuatan ke pusat lingkaran longsor (y) = 2,35 (pada perkuatan 1) Kuat tarik geotesktil yang diperlukan (T) Perhitungan ditampilkan pada Tabel = 60 kn/m Tabel Perhitungan Tahanan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada Lereng 2 No. Ti yi Ti.yi (kn) (m) (knm) , , , , Σ

68 digilib.uns.ac.id 50 0,284 0,813. θ ,502 5,36 3. Perhitungan pada lereng secara keseluruhan Angka keamanan lereng tanpa perkuatan dari perhitungan sebelumnya (SF U ) sebesar 0,842. Jari-jari lingkaran longsor (R) Kuat tarik geotesktil (Ta) = 14,25 m = 60 kn/m Jarak perkuatan ke pusat lingkaran longsor (y) = 4,5 (pada perkuatan 1) Perhitungan ditampilkan pada Tabel Tabel Perhitungan Tahanan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada Lereng secara Keseluruhan No. Ti yi Ti.yi (kn) (m) (knm) , , , , , , , , , , , , , , Σ ,842 1,627. θ ,915 14,25

69 digilib.uns.ac.id Analisis dengan Program Geoslope Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh dari program Geoslope dapat dilihat pada Gambar 4.7. (a) Hasil Analisis Kelongsoran Akibat Perkuatan pada Lereng 1 (b) Hasil Analisis Kelongsoran Akibat Perkuatan pada Lereng 2

70 digilib.uns.ac.id 52 (c) Hasil Analisis Kelongsoran Akibat Perkuatan pada Lereng secara Keseluruhan Gambar 4.7. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng Akibat Perkuatan dengan Program Geoslope Berdasarkan dari Gambar 4.7. tersebut, diperoleh hasil sebagai berikut: 1. Angka keamanan (SF) ditinjau pada lereng 1 sebesar 1, Angka keamanan (SF) ditinjau pada lereng 2 sebesar 0, Angka keamanan (SF) ditinjau pada lereng secara keseluruhan sebesar 1,488. Hasil analisis stabilitas internal, eksternal, dan kelongsoran lereng dari seluruh variasi disajikan pada Tabel Tabel Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng Variasi 1 2 Tinjauan Lereng Stabilitas Internal SFp SFr SF Geser Stabilitas Eksternal SF Guling SF Kuat Dukung Tanah Stabilitas Kelongsoran Lereng SF SF Program Manual Geoslope Lereng ,794 0,790 Lereng ,284 0,290 Keseluruhan ,842 0,783 Lereng 1 1,131 11,350 1,381 3,795 1,551 1,591 1,350 Lereng 2 0,687 6,980 0,143 1,940 2,66 1,275 1,302 Keseluruhan ,823 1,786