BAB IV HASIL DAN ANALISIS

Transkripsi

1 BAB IV HASIL DAN ANALISIS 4.1 Data Teknis Tinjauan teknik berikut ini kami sampaikan terkait dengan adanya rencana konstruksi perkuatan lereng dengan geosintetik pada tepi Kali Code Yogyakarta. Adapun data yang diperlukan dalam perancangan adalah sebagai berikut : 1) Data Material Tanah Dasar Dalam suatu perencanaan suatu konstruksi perlu diketahui tipe profil tanah dasar sebagai material tempat konstruksi itu berdiri. Penyelidikan tipe profil ini penting selain untuk mengetahui seberapa besar tanah dasar mengalami kompresibel juga untuk penentuan parameter tanah yang tepat sebagai input suatu desain. Tipe tanah dasar yang didapatkan merupakan hasil dari penyelidikan tanah SPT dan DCPT, untuk desain konstruksi perkuatan lereng kali ini diambil dari hasil penyelidikan SPT yang sebelumnya telah dilakukan dengan 3 titik lokasi yaitu titik lokasi 1 (BD 1), titik lokasi 2 (BD 2) dan titik lokasi 3 (BD 3). Denah lokasi tempat pelaksanaan penyelidikan dapat dilihat pada Gambar 4.1: IV - 1

2 Gambar 4.1.Titik Pelaksanaan Penyelidikan Tanah Kali Code Dari tiga lokasi titik penyelidikan tanah diambil data pada titik BD 2 yang merupakan lokasi paling dekat dengan tepi Kali Code Yogyakarta atau titik yang terdekat dari jarak lokasi yang akan di desain untuk perkuatan, hasil penyelidikan menunjukkan sebagian besar lapisan tanah merupakan tanah pasir dan pasir dengan sedikit lanau dengan konsistensi kepadatan medium dense hingga very dense. Adapun hasil penyelidikan tanah dasar adalah sebagai berikut: IV - 2

3 Gambar 4.2. Klasifikasi Tanah dan Nilai SPT BD 2 IV - 3

4 Dalam mengklasifikasi jenis tanah per lapis diambil dari jenis tanah yang paling dominan di masing-masing kedalaman, sehingga untuk memudahkan dalam pembacaan klasifikasi jenis tanah dari hasil penyelidikan per lapisan dibuat tabel data lapisan tanah yang merujuk pada Gambar 4.2 adalah sebagai berikut : Tabel 4.1. Klasifikasi Lapisan Tanah dan Nilai SPT (BD 2) Kedalaman (m) Deskripsi Nilai N-SPT 0,00 4,50 silty fine sand >50 4,50 10,45 silty sand with gravel +boulder 31 - >50 10,45 13,50 gravelly sand 42 - >50 13,50 20,00 silty sand with gravel+ silty fine sand 34 - >50 Setelah diketahui hasil penyelidikan tanah dasar dapat disimpulkan bahwa dengan nilai N-SPT 31 sampai > 50 pada kedalaman 8-20 m untuk terjadinya settlement (penurunan) sangat kecil, sehingga dalam hal ini tanah dasar cukup stabil dalam menahan konstruksi. Selanjutnya dilakukan laboratorium test untuk mendapatkan parameter tanah yang diperlukan untuk desain, parameter tanah tersebut diantanya adalah nilai ϒ (berat isi tanah)kn/m3, C (kohesi tanah)kn/m2, ɸ (sudut geser tanah) 0, dan mengingat pada lapisan pasir tidak dapat diambil undisturbed sample maka untuk parameter tanahnya dapat diperoleh IV - 4

5 dari korelasi dengan nilai N-SPT. Korelasi yang dipakai untuk mendapatkan nilai ϒ dan ɸ adalah sebagai berikut : Tabel 4.2 Hasil Korelasi Pasir dengan Nilai SPT (Bowles J.E 1977) Deskripsi Sangat Lepas Lepas Medium Padat Sangat Padat N(halus) ? (Medium) >40 (Kasar) >45 Dr 0 0,15 0,35 0,65 0,85 ɸ (halus) <50 (medium) <50 (kasar) <50 ϒ(kN/m 3 ) Kemudian untuk korelasi nilai C (kohesi), disebabkan material tanah jenis pasir adalah tanah non kohesi jadi diambil nilai yang paling kritis untuk safety factor (SF) yaitu 0 kn/m2. Dari korelasi korelasi tersebut diperoleh parameter tanah per lapis untuk tanah dasar, nilai parameter tersebut adalah sebagai berikut : IV - 5

6 Tabel 4.3 Data Material Tanah Dasar Kedalaman Jenis Tanah ϒ C (kn/m3) (kn/m2 ɸ ( 0 ) 0,00-4,50 silty fine sand ,50-10,45 silty sand with gravel + boulder ,45-13,50 gravelly sand ,50-20,00 silty sand with gravel + silty fine sand ) Data Material Tanah Timbunan Pemilihan kriteria tanah timbunan yang akan diperkuat dengan geosintetik harus mempertimbangkan kinerja jangka panjang struktur, stabilitas masa konstruksi dan faktor degradasi lingkungan yang terjadi terhadap perkuatan. Pada lereng tahan yang diperkuat dengan dinding penahan tanah yang distabilisasi secara mekanis selama ini hanya dengan menggunakan tanah timbunan berbutir (non-kohesi). Oleh karena itu pengetahuan tentang distribusi tegangan internal, tahanan cabut, dan bentuk bidang keruntuhan terbatas pada sifat-sifat teknis unik dari jenis tanah tersebut. Setiap tanah yang memenuhi syarat sebagai timbunan dapat digunakan dalam sistem perkuatan lereng, akan tetapi material dengan kualitas tinggi akan memudahkan pemadatan dan meminimalkan kebutuhan perkuatan. Berdasarkan beberapa hal tersebut di atas, persyaratan tanah timbunan untuk perkuatan lereng yang direkomendasikan adalah seperti diperlihatkan pada Tabel 4.4 sebagai berikut : IV - 6

7 Tabel 4.4 Rekomendasi Persyaratan untuk Tanah Timbunan (Sumber Buku Pedoman Bina Marga No ) Tanah timbunan harus dipadatkan hingga mencapai 95% berat isi kering (γd) pada kadar air optimum wopt, (± 2%) sesuai dengan SNI tentang Metode Pengujian Kepadatan Ringan untuk Tanah (AASHTO T-99). Tanah kohesif sebaiknya dipadatkan dengan ketebalan penghamparan 15 cm sampai dengan 20 cm, sedangkan tanah granular dipadatkan dengan ketebalan penghamparan 30 cm sampai dengan 50 cm. Ketersediaan tanah disekitar lokasi yang di tinjau dari segi persyaratan dan volumenya telah memenuhi kriteria sebagai material timbunan, sehingga untuk tanah timbunan menggunakan tanah setempat, sebagai korelasi jenis tanah timbunan yang diambil tipe pasir padat yang kemudian didapatkan nilai parameter tanah pada tabel sebagai berikut : IV - 7

8 Tabel 4.5 Data Material Tanah Timbunan Properti ( (kn/m 3 ) C (kn/m²) (º) Tanah Timbunan ) Geometri Lereng dan Rencana Peletakan Geosintetik Perkuatan lereng direncanakan memiliki ketinggian 8m dan kemiringan 85 terhadap bidang horisontal, sedangkan untuk elevasi muka air tanah pada hasil penyelidikan SPT ditemukakan pada kedalaman > 8 m. Prinsip utama dari konstruksi perkuatan lereng dengan geosintetik ini adalah mengandalkan kuat tarik geosintetik yang diletakkan sedemikian rupa sehingga memotong garis kelongsoran lereng dan menahan terjadinya kelongsoran. Material tanah memiliki kuat tekan yang lebih besar, sementara kuat tariknya sangat kecil. Material geosintetik memiliki kuat tekan yang sangat kecil, sedangkan kuat tariknya sangat besar, sehingga prinsip kerja material geosintetik pada struktur perkuatan adalah seperti halnya aplikasi besi beton pada konstruksi beton bertulang, dimana gaya tarik yang dimiliki geosintetik berfungsi untuk menanggulangi gaya-gaya yang menyebabkan kelongsoran. Geometri lereng dan rencana peletakan geosintetik pada timbunan dapat dijelaskan dalam ilustrasi sebagai berikut : IV - 8

9 Gambar 4.3. Geometri Lereng dan Peletakan Geosintetik 4.2 Desain Material Geosintetik Penentuan Tipe dengan Perhitungan Kuat Tarik Geosintetik Tipe geosintetik yang diperlukan (P req ) ditentukan berdasarkan besarnya perkuatan yang dibutuhkan, yang dapat dihitung dengan persamaan: ( 1 ) Dimana : IV - 9

10 z S v : tinggi perkuatan dihitung dari puncak ke bawah : Jarak/spasi vertikal antar lembar perkuatan Besarnya kuat tarik (ijin) geotekstil (P all ) harus memenuhi persyaratan : ( 2 ) Nilai P all yang dipakai variasi tergantung dari tipe material geosintetik yang dipakai, adapun nilai P all yang didapat dari 2 tipe material geosintetik yang merupakan contoh dari produk internasional yaitu jenis PEC Reinforcing Geotextiles dan jenis Mirafi PET Geotextile yang dapat dilihat pada Tabel 4.6. Geosintetik komposit PEC merupakan kombinasi geotekstil nonwoven continuous filaments dengan material dasar polimer polypropylene (100% UV Stabilized), diperkuat serat-serat polyester bermodulus tinggi, mempunyai rangkak rendah. Beberapa tipe PEC berdasarkan kuat tarik batasnya yaitu rentang 50 kn/m -200 kn/m. Geosintetik Mirafi PET merupakan geotekstil woven yang terbuat dari serat polyester berkekuatan tinggi. Mirafi PET didesain untuk aplikasi jangka panjang pada tanah. Geosintetik ini dibuat dari polyester yang memungkinkan kekuatan tarik tinggi pada elongasi yang rendah dengan karakteristik rangkak yang minimal hingga umur desain mencapai 120 tahun. Aplikasi Mirafi PET di dalam tanah meningkatkan kapasitas geser tanah sehingga meningkatkan kestabilannya. Mirafi PET mempunyai kuat tarik antara 100 kn/m sampai 1000 kn/m. dan berikut Gambar dan spesifikasi material tipe PEC dan PET : IV - 10

11 Gambar 4.4. Geosintetik Komposit PEC dan Geosintetik Mirafi PET (Sumber Tencate Geosynthetics Asia Sdn.Bhd) Geosintetik Komposit PEC Geosintetik Mirafi PET IV - 11

12 Tabel 4.6 Spesifikasi Tipe Material Geosintetik (Sumber Tencate Geosynthetics Asia Sdn.Bhd) IV - 12

13 Dari persamaan 1 tersebut di atas melibatkan gaya-gaya lateral yang bekerja pada lereng dengan kemiringan 90. Jewell (1990) mempublikasikan suatu grafik di bawah ini untuk menentukan K req tanah timbunan yang berlaku untuk berbagai macam kemiringan lereng dan sudut geser dalam tanah timbunan serta tekanan air pori tanah. IV - 13

14 Gambar 4.5 Grafik Hasil Penentuan Nilai K req (Jewell 1990) Berdasarkan grafik Jewell 1990 untuk mendapatkan nilai K req dengan memakai kemiringan design ( 85 0 dan sudut geser dalam ( 35 0, sehingga didapat nilai K req adalah 0,24. Pada desain nilai pembebanan untuk lahan parkir disini diperhitungkan berdasarkan Buku Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung dengan Tabel sebagai berikut : IV - 14

15 Tabel 4.7 Beban Hidup Pada Lantai Gedung (Sumber Buku Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung SKBI ) a Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut dalam b 200 kg/m 2 b Lantai dan tangga rumah sederhana dan gudang-gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik atau bengkel 125 kg/m 2 c Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran,hotel, asrama dan rumah sakit 250 kg/m 2 d Lantai ruang olah raga 400 kg/m 2 e Lantai ruang dansa 500 kg/m 2 f Lantai dan balkon dalam dari ruang -ruang untuk pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a s/d e, seperti masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop dan 400 kg/m 2 panggung penonton g Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri 500 kg/m 2 h Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c 300 kg/m 2 i Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d, e, f, dan g 500 kg/m 2 k Lantai untuk : pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko buku, toko besi, ruang alat-alat dan ruang mesin, harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan 400 kg/m 2 tersendiri, dengan minimum l Lantai gedung parkir bertingkat : - Untuk lantai bawah 800 kg/m 2 m - Untuk lantai tingkat lainnya 400 kg/m 2 Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai ruang yang 300 kg/m 2 berbatasan, dengan minimum Note : 1kg/m 2 = 0, (kn/m 2 ) Jadi berdasarkan peraturan pembebanan tersebut nilai q untuk gedung parkir pada lantai bawah adalah 7.85 kn/m2 dengan menambahkan nilai safety factor (SF) 1,3 diperoleh nilai q adalah 10,21 kn/m 2 ~ 10 kn/m 2. Dengan memakai persamaan (1), sehingga didapat Nilai P req sebagai berikut : IV - 15

16 Tabel 4.8 Perhitungan P req Lapis K req γ Z q (kn/m 2 ) σ hs (soil) σ hq σ h(tot) Sv FK P req (kn/m 2 ) a b c d e f= b.c.d g=b.e h=f+g i j k=h.i.j 1 0, , ,16 2,4 4,56 0,5 1,3 2,96 2 0, , ,32 2,4 6,72 0,5 1,3 4,37 3 0, , ,48 2,4 8,88 0,5 1,3 5,77 4 0, , ,64 2,4 11,04 0,5 1,3 7,18 5 0, , ,8 2,4 13,2 0,5 1,3 8,58 6 0, , ,96 2,4 15,36 0,5 1,3 9,98 7 0, , ,12 2,4 17,52 0,5 1,3 11,39 8 0, , ,28 2,4 19,68 0,5 1,3 12,79 9 0, , ,44 2,4 21,84 0,5 1,3 14, , , ,6 2,4 24 0,5 1,3 15, , , ,76 2,4 26,16 0,5 1,3 17, , , ,92 2,4 28,32 0,5 1,3 18, , , ,08 2,4 30,48 0,5 1,3 19, , , ,24 2,4 32,64 0,5 1,3 21, , , ,4 2,4 34,8 0,5 1,3 22, , , ,56 2,4 36,96 0,5 1,3 24,02 Berdasarkan Tabel 4.8 dapat diketahui nilai P req dari masing masing lapis. Nilai tersebut dapat di pakai sebagai acuan dalam menentukan spesifikasi tipe material geosintetik yang tepat dengan memperhatikan nilai P all P req. Nilai P all dari masing masing tipe material geosintetik juga berbeda, untuk mengetahui nilai P all dari masing-masing tipe material dapat dilihat pada Tabel 4.6 bagian Properties long term design strengths at 120 years (P all ), bagian tersebut dapat dilihat tipe material geosintetik dengan nilai P all yang variasi. Dari kedua tabel tersebut sudah dapat kita klasifikasi jenis material geosintetik sebagai berikut : Untuk tipe material PEC Reinforcing Geotextiles : IV - 16

17 Lapis 1-10 pada tabel 4.8 diperoleh nilai P req maksimal 15,60 kn/m 2, jadi pada tabel 4.6 harus mencari nilai P all yang lebih besar dari nilai Preq tersebut, jadi material geosintetik yang tepat untuk layer 1-10 menggunakan tipe PEC 35 dengan nilai P all = 19,6 kn/m. Lapis pada tabel 4.8 diperoleh nilai P req maksimal 24,02 kn/m 2, jadi pada tabel 4.6 harus mencari nilai P all yang lebih besar dari nilai Preq tersebut, jadi material geosintetik yang tepat untuk layer menggunakan tipe PEC 50 dengan nilai P all = 28,8 kn/m. Sedangkan untuk tipe material Mirafi PET Geotextiles : Lapis 1-10 pada tabel 4.8 diperoleh nilai P req maksimal 15,60 kn/m 2, jadi pada tabel 4.6 harus mencari nilai P all yang lebih besar dari nilai Preq tersebut, jadi material geosintetik yang tepat untuk layer 1-10 menggunakan tipe PET dengan nilai P all = 57 kn/m. Lapis pada tabel 4.8 diperoleh nilai P req maksimal 24,02 kn/m 2, jadi pada tabel 4.6 harus mencari nilai P all yang lebih besar dari nilai Preq tersebut, jadi material geosintetik yang tepat untuk layer menggunakan tipe PET dengan nilai P all = 57 kn/m. Dalam pemilihan tipe material geosintetik selain memperhatikan nilai kuat tarik ijin (P all ) hal yang perlu diperhatikan adalah jenis material tanah timbunan, dikarenakan jenis material tanah timbunan adalah granular IV - 17

18 (pasir) yang mempunyai gaya gesek (friction) lebih besar, maka tipe material PEC lebih cocok pada desain konstruksi karena jenis material tersebut mempunyai ketahan kerusakan yang lebih tinggi dibanding dengan PET Perhitungan Panjang Penjangkaran Panjang penjangkaran perkuatan dengan geotekstil dapat dihitung dengan pemakaian grafik Jewell (1990) dengan perbandingan nilai (Lr/H) ovrl dengan nilai (Lr/H) ds : (( ) ( ( ))) ( 3 ) (( ) ( ( ))) ( 4 ) Gambar 4.6 Grafik Hasil Nilai (Lr/H) ovrl (Jewell 1990) Berdasarkan grafik Jewell 1990 untuk mendapatkan nilai (Lr/H) ovrl dengan memakai kemiringan design ( 85 0 dan sudut geser dalam tanah IV - 18

19 timbunan ( 35 0, sehingga didapat nilai (Lr/H) ovrl adalah 0,50. Setelah itu panjang penjangkaran perkuatan dengan geotekstil dapat dihitung dengan persamaan 3 : (( ) ( ( ))) (( ( ( ))) ( 5 ) m ( 6 ) Gambar 4.7 Grafik Hasil Nilai (Lr/H) ds (Jewell 1990) Berdasarkan grafik Jewell 1990 untuk mendapatkan nilai (Lr/H) ds dengan memakai kemiringan design ( 85 0 dan sudut geser dalam tanah timbunan ( 35 0, sehingga didapat nilai (Lr/H) ds adalah 0,17. Setelah itu panjang penjangkaran perkuatan dengan geotekstil dapat dihitung dengan persamaan 4 : (( ) ( ( ))) IV - 19

20 (( ( ( ))) ( 7 ) m ( 8 ) Dari hasil perhitungan persamaan (Lr/H) ovrl dan (Lr/H) ds adapun syarat L R mana yang harus dipakai untuk design panjang penjangkaran, syarat tersebut sebagai berikut : L R ovrl > L R ds maka L R = L R ovrl (panjang konstan) L R ovrl < L R ds maka L R = L R ovrl (puncak lereng) dan L R = L R ds (dasar lereng). Sehingga setelah didapat hasil perhitungan persamaan (Lr/H) ovrl dan (Lr/H) ds dan meninjau persyaratan penetuan panjang penjangkaran dapat diketahui bahwa L R ovrl > L R ds = > maka L R = L R ovrl (panjang konstan). Jadi panjang penjangkarn yang dipakai m pembulatan 6.00 m, berikut gambar detail pemasangan geosintetik : Gambar 4.8. Detail Pemasangan Material Geosintetik IV - 20

21 4.3 Analisis Stabilitas Manual Analisis Stabilitas Lereng Overall (FS > 1,3) tanpa Perkuatan Geosintetik dengan Metode Irisan Bishop (1955). Stabilitas lereng secara manual untuk menentukan FS (factor safety ) pada lereng tanpa perkuatan geosintetik dapat dihitung menggunakan metode irisan bhisop (1955) dengan persamaan berikut : ( 9 ) Gambar 4.9 Bidang Longsor Metode Irisan Bhisop dimana : b = lebar irisan arah horizontal W 1 W 2 = ϒbh1=Berat tanah diatas muka air (kn) = ϒbh2=Berat tanah dibawah muka air (kn) IV - 21

22 u = tekanan air dihitung dari muka air (m) h w = tinggi tekanan air dalam irisan yang ditinjau (m) No. Irisan Perhitungan nilai faktor aman dapat dilihat pada tabel 4.9 Data- data yang digunakan adalah data tanah timbunan tanpa perkuatan geosintetik : = 18 kn/m 3, = 0 kn/m2, = 30º Tabel 4.9 Perhitungan Stabilitas Lereng Overall tanpa Perkuatan Geosintetik dengan Metode Bhisop b (m) h1 (m) h2 (m) θi ( 0 ) W1 = ɣ.b.h1 (kn) W2 = ɣ.b.h2 (kn) 1 1,14 0,00 0,23 20,61 0,00 4,78 2 2,00 0,00 1,70 12,77 0,00 61,31 3 2,00 1,00 1,98 3,11 36,00 71,35 4 2,00 1,00 1,92 6,45 36,00 69,26 5 0,66 4,50 1,70 12,89 53,14 20,05 6 1,34 8,00 1,42 17,84 193,54 34,43 7 2,00 8,00 0,74 26,47 288,00 26,71 8 2,00 7,49 0,00 37,76 269,53 0,00 9 2,00 5,52 0,00 51,17 198,86 0, ,48 2,58 0,00 67,55 69,00 0,00 16,63 IV - 22

23 W tot =W1+W 2 (kn) sin θi ( 0 ) cos θi ( 0 ) Tabel 4.9 (Lanjutan) W tot sinθi (kn) W tot cosθi (kn) ai (m) Ui=ui.ai (kn/m) W tot cosθi - Ui(kN) 4,78 0,35 0,94 1,68 4,47 1,22 2,78 1,69 61,31 0,22 0,98 13,55 59,79 2,05 34,32 25,48 107,35 0,05 1,00 5,82 107,19 2,01 38,98 68,21 105,26 0,11 0,99 11,82 104,60 2,02 38,03 66,57 73,19 0,22 0,97 16,33 71,34 0,67 11,21 60,13 227,96 0,31 0,95 69,84 217,00 1,41 19,72 197,27 314,71 0,45 0,90 140,28 281,72 2,24 16,31 265,42 269,53 0,61 0,79 165,05 213,09 2,54 0,00 213,09 198,86 0,78 0,63 154,92 124,69 3,25 0,00 124,69 69,00 0,92 0,38 63,77 26,35 4,36 0,00 26,35 643, , ,89 Setelah didapat parameter yang diperlukan substitusikan persamaan 9,Sehingga nilai SF dapat dihitung : = 1,09 < 1,3... (tidak OK) Disamping perhitungan secara manual untuk stabilitas lereng Overall tanpa perkuatan geosintetik dicoba juga dengan menggunakan software Geo-Slope 2007 dan berikut nilai SF dengan menggunakan software : IV - 23

24 Gambar 4.10 Nilai SF Lereng tanpa Perkuatan Geosintetik Dari kedua perhitungan tersebut bahwa nilai SF yang di dapat tidak memenuhi persyaratan sehingga tanah timbunan perlu adanya perkuatan, dalam hal ini pemakaian geosintetik adalah merupakan alternatif yang dipilih dalam perkuatan tanah timbunan. Untuk hasil Perhitungan SF Stabilitas lereng overall dengan perkuatan material geosintetik dihitung dengan menggunakan software Geo-Slope 2007, dan pembahasannya ada pada Sub Bab Analisis Stabilitas Geser (FS>1.50) Gaya aktif tanah selain menimbulkan terjadinya momen juga menimbulkan gaya dorong sehingga dinding penahan akan bergeser, bila dinding penahan tanah dalam keadaan stabil, maka gaya-gaya yang bekerja dalam keadaan seimbang (ΣF = 0 dan ΣM =0).perlawanan terhadap gaya dorong ini terjadi pada bidang kontak antara tanah dasar dan tanah timbunan. (Sumber : Suryolelono, 1994) Stabilitas lereng terhadap geser dapat dihitung dengan persamaan berikut : IV - 24

25 ( ( 10 ) dimana : C a = kohesi tanah dasar yang direduksi akibat kontak dengan geosintetik = 0,8C. = sudut geser dalam yang direduksi akibat kontak dengan geotextile = 2/3 φ. W = Berat timbunan C a = 0,8.C = 0 kn/m2 L R = 6.00 m W = = =864 kn/m 2 Dimana : ( ( ) P a =q.k a =2,7 kn/m 2 P a1 =q.k a.h= =21,6 kn/m 1 P a =H.ϒ.K a =38,88 kn/m 2 P a2 =1/2.H 2.ϒ.K a = =155,52 kn/m 1 Σ Titik tangkap gaya tekanan aktif (P tot ) diperoleh dengan mengambil momen O : IV - 25

26 177,12. Y= 21, ,52. 2,67 Y= 2, 83 m, di atas O Adapun ilustrasi distibusi pembebanan dapat dilihat pada Gambar 4.11 sebagai berikut : Gambar 4.11 Distribusi Pembebanan γ kn m φ Setelah didapat parameter parameter yang diperlukan substitusikan persamaan 10,Sehingga nilai SF dapat dihitung : ( ( = 2,48 > 1,50... (OK) IV - 26

27 4.3.3 Analisis Stabilitas Guling (FS>2.0) Stabilitas lereng terhadap momen guling dapat dihitung dengan persamaan berikut (dengan asumsi titik pusat momen, O, terletak pada kaki lereng) : (11) Sebelum dianalisa sebelumnya di buat ilustrasi titik momen dan jaraknya terhadap titik O, yang dapat dilihat pada Gambar 4.12 sebagai berikut : Gambar 4.12 Titik & Jarak Momen terhadap O W1 = = = 864 kn/m 2, dimana X1 = 3,37 m W1 = = = 54 kn/m 2, dimana X1 =6,50 m IV - 27

28 P tot = 177,12 kn, dimana X2 = 6,75 m Pcos 3 = = = 21,6 kn, dimana X3 = 4,00 m Pcos 3 = = = 155,52 kn, dimana X3 = 2,67 m Setelah didapat parameter parameter yang diperlukan substitusikan persamaan 11,Sehingga nilai SF dapat dihitung : ( ( ( ( ( (... (OK) Analisis Stabilitas Daya Dukung Tanah Dasar (FS>2.0) Analisis stabilitas daya dukung tanah mempelajari kemampuan tanah dalam mendukung beban tanah timbunan yang bekerja diatasnya. Dinding perkuatan tanah adalah bagian dari struktur yang berfungsi meneruskan beban akibat berat strukutr secara langsung ketanah yang terletak dibawahnya. Banyak cara yang telah dibuat untuk merumuskan persamaan kapasitas dukung tanah, namun seluruhnya hanya merupakan cara pendekatan untuk memudahkan hitungan. Persamaan-persamaan yang dibuat di kaitkan dengan sifat-sifat tanah dan bentuk bidang geser yang terjadi saat keruntuhannya. (teori Terzaghi) IV - 28

29 Stabilitas daya dukung tanah dasar untuk menopang lereng dapat dihitung dengan persamaan berikut : (12) Dimana : = Faktor daya dukung tanah = 57.8, 41.4, 42.4 (dari Grafik Terzaghi) q 1 = berat timbunan yang tertanam dalam tanah. q 1 = (timbunan yang tertanam dalam tanah) = = 108 kn/m 2 Gambar 4.13 Grafik Hasil Nilai Faktor Daya Dukung Terzaghi 57,8 41,4 42,4 Setelah didapat nilai faktor daya dukung tanah yang diperoleh dari Gambar 4.13 (Grafik Faktor Daya DukungTerzaghi) sehingga stabilitas daya dukung tanah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 12: IV - 29

30 ... (OK) Tabel 4.10 Nilai-Nilai Faktor Kapasitas Daya Dukung Tanah Terzhagi IV - 30

31 4.4 Analisis Stabilitas Lereng Overall (FS >1,3) dengan Geo-Slope 2007 Analisis stabilitas lereng dilakukan secara komputerisasi dengan program komputer Geo-Slope 2007 yang menerapkan teori kesetimbangan gaya dengan metode irisan Bishop. Penyelesaian contoh model lereng simulasi dengan menjalankan software Geo-Slope/W. Menyesuaikan besarnya area penggambaran, skala, dan memasukkan data-data model lereng. Selanjutnya menginput data-data tanah penyusunannya seperti ϒ (berat isi tanah)kn/m3, C (kohesi tanah) kn/m2, ɸ (sedut geser tanah) 0. Berikut parameter tanah yang digunakan dalam perhitungan Geo-Slope yang merupakan hasil dari penyelidikan tanah : Tabel 4.11 Data Input Geo-slope/W Lapisan Kedalaman (m) ( (kn/m 3 ) C (kn/m²) (º) Lapisan 1. silty fine sand Lapisan 2. silty sand with gravel +boulder Lapisan 3. gravelly sand ± 0,00 4,50 4,50 10,45 10,45 13, Lapisan 4, silty sand with gravel + silty fine sand Lapisan TanahTimbunan, 13,50 20,00 ± 0,00 8, IV - 31

32 Setelah itu mulai melakukan analisis. Secara rinci langkah- langkah prosedur pengerjaan sofware Geo Slope/W adalah sebagai berikut : a) Mengatur Area Penggambaran Untuk memulai menggambarkan model lereng, sebaiknya mengatur ruang kerja dengan menentukan besarnya ruang untuk menggambar, skala yang digunakan dan menentukan satuan dalam engineering units. Langkah kerjanya adalah sebagai berikut : 1. Buka dan Klik software Geostudio 2007, kemudian klik New create a new Project dan pilih analysis Slope/W. Gambar 4.14 Tampilan Awal Geostudio Pilih Menu Set dalam pengaturan ruang kerja meliputi Page, Scala, sesuai keperluan IV - 32

33 Gambar 4.15 Pengaturan Area Gambar Pada Menu Set Sesuai dengan engineering units yang dipilih, satuan satuan yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut : IV - 33

34 Tabel 4.12 Satuan pada slope/w yang digunakan Parameter Symbol Units Geometry L Meters Unit weight of water F/L 3 kn/m 3 Soil unit weight F/L 3 kn/m 3 Cohesion F/L 2 kn/m 2 Water pressure F/L 2 kn/m 2 Pressure head L m Line load F/L kn/m b) Menyimpan Data Data yang telah diinput disimpan dengan cara sebagai berikut: 1. Pilih Menu File pilih Save, simpan data yang telah diinput. Klik Save. Gambar 4.16 Tampilan Kotak Dialog Save IV - 34

35 c) Menganalisis Kasus Untuk menganalisis model lereng, input data-data pada Menu-Keyin : 1. Pilih Analysis Setting pada Menu-Keyin lalu isi batasan-batasan masalah yang akan diselesaikan 2. Pada Tab Description, isi dengan data deskripsi file, 3. Tab analysis Type, pilih Bishop, Ordinary and Janbu Gambar 4.17 Tampilan Kotak Dialog Analysis Setting 4. Tab Slip Surface pilih Auto Locate kemudian memilih arah longsoran dari kiri ke kanan pada Direction of Movement IV - 35

36 Gambar 4.18 Tab Slip Surface 5. Tab FOS Distribution pilih constant Gambar 4.19 Tab FOS Distribution 6. Tab advance-pada Number of Slices isi dengan 30, yang merupakan banyaknya jumlah irisan dari longsoran lereng. IV - 36

37 Gambar 4.20 Tab Advance Menentukan Parameter Parameter Input Analisis Data input tanah yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Pilih Menu-Keyin klik Material Properties. Klik add material untuk memasukkan properties tanah per lapis, Pada model material pilih Mohr-Coulomb. bedakan warna per lapis tanah dengan Klik set. Untuk basic parameter (parameter dasar) masukkan data unit weight (ϒ), cohesion (C), dan phi (ɸ) sesuai dengan Tabel IV - 37

38 Gambar 4.21 Tampilan Kotak Dialog Material Properties 2. Menggambaran geometri lereng dan lapisan tanahdengan menggunakan menu Sketch. Gambar 4.22 Tampilan Penggambaran Desain IV - 38

39 3. Masing-masing lapisan dibatasi dengan menu Draw-region untuk membedakan kondisi antar lapisan. 4. Memasukkan Beban (Surcharge Loads), geosintetik (Reinforcements Loads). Gambar 4.23 Tampilan Parameter Beban dan Geosintetik 5. Langkah selanjutnya solve, kemudian akan muncul kotak dialog yang menunjukkan data minimum faktor keamanan. IV - 39

40 Gambar 4.24 Tampilan Solve Desain Gambar 4.25 Tampilan Bidang Longsor Kritis dan Nilai SF Dalam perhitungan stabilitas lereng overall pada desain menggunakan program Geo Slope di dapat nilai SF (safety factor) paling kritis (optimal) 1,369 > 1,3 yang mana telah memenuhi persyaratan, adapun cara untuk IV - 40

41 meningkatan nilai SF dapat dilakukan dengan penambahan panjang penjangkaran, pengurangan tebal pemadatan tanah per lapisan tapi dalam hal ini dalam desain perencanaan juga mempertimbangkan faktor ekonomis. Dalam pelaksanaan di lapangan untuk pemasangan geosintetik sebagai perkuatan harus diperhatikan supaya safety factor (SF) dapat terpenuhi, langkah langkah yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut : 4.5 Prosedur Pemasangan Geosintetik Persiapan Pra-Konstruksi 1. Pembersihan Lokasi Lokasi pekerjaan akan digali untuk lapisan seperti yang ditunjukkan pada perencanaan. Batu, kayu atau benda tajam lainnya harus dihilangkan dari lokasi pekerjaan sebagai pencegahan kerusakan (robekan) pada geotekstil. Penggalian lokasi pekerjaan harus diperiksa secara hati-hati. Setiap tanah yang tidak seragam harus dipadatkan atau digali dan diganti dengan material tanah pengisi (backfill) padat yang dipilih. Tanah pondasi di dasar penggalian dinding akan dipadatkan dengan mesin vibratory atau rubber tired roller, dan berikut contoh gambar pembersihan lahan : IV - 41

42 Gambar 4.26 Pembersihan Lahan (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) 2. Bekisting Bekisting dapat menggunakan kayu atau besi baja atau kombinasi keduanya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.27 sebagai berikut : Gambar 4.27 Bekisting (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) steel wood IV - 42

43 3. Material Material geosintetik harus disiapkan di tempat di mana terlindung dari cahaya matahari, meskipun geosintetik telah diberikan UV-stabilisasi. Cara ini diperlukan jika geosintetik akan terkena selama waktu yang lama di bawah sinar matahari. Hal ini biasanya dilakukan untuk meningkatkan waktu penggunaan geosintetik. Material tanah pengisi harus memenuhi persyaratan seperti yang telah dijelaskan syarat tanah timbunan pada Tabel Prosedur Instalasi 1. Instalasi Bekisting Tempatkan bekisting di sisi depan dinding penahan. Agar lebih kuat, bekisting dapat didukung oleh tumpukan kayu atau tiang pancang beton, sehingga bekisting tersebut tidak terdorong keluar selama pemadatan. Gambar 4.28 Instalasi Bekisting (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) 2. Penggelaran Geosintetik Geosintetik harus ditempatkan pada arah kekuatan utamanya arah tegak lurus bekisting. Hal Ini harus diperhatikan bentangannya untuk mencegah IV - 43

44 gerakan dan kondisi berkerut saat mengisi material tanah pengisi. Cara penggelaran material dapat dilihat pada gambar sebagai berikut : Gambar 4.29 Penggelaran Geosintetik (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) bekisting geotekstil untuk sisi atas geotekstil Geotekstil untuk sisi atas 3. Pengisian Material Pengisi dan Pekerjaan Pemadatan Material tanah pengisi (backfill) harus ditempatkan di atas geotekstil dengan ketebalan tanah yang dipadatkan 250 mm atau sebagaimana ditentukan oleh desain yang mana dapat dilihat pada Gambar Peralatan konstruksi (roller, dozer, truk, dll) tidak diperbolehkan untuk melintasi langsung pada geotekstil. Kemudian material tanah pengisi dipadatkan dengan setidaknya 90% dari maksimum kepadatan proctor standar atau di bawah kadar air optimum IV - 44

45 dan proses pemadatan dapat dilihat pada Gambar 4.31 dan Gambar Ketika penempatan dan pemadatan material tanah pengisi berlangsung, pengawasan terhadap geosintetik harus dilakukan untuk menghindari lipatan atau gerakan pada geosintetik. Gambar 4.30 Pengisian Material Tanah Pengisi diatas Lapisan Geosintetik (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) Fill & Compacted soil Geotextile IV - 45

46 Gambar 4.31 Pemadatan Material Tanah Pengisi (Backfill) (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) Hand Compactor Compactor Baby Roller 0.5 m 1.0 m 1.0 m 0.5 m Gambar 4.32 Pemadatan Material Tanah Pengisi (Backfill) Lanjutan (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) Hand Compactor Compactor Baby Roller 0.5 m 1.0 m 1.0 m 0.5 m IV - 46

47 4. Penutupan Lapisan Atas Geotekstil Setelah mengisi material tanah pengisi dan pekerjaan pemadatan telah selesai di mana ketebalan satu lapisan geotekstil telah tercapai, bagian ujung geotekstil dilipat kembali dan dijahit (Gambar 4.33). Dan kemudian bagian atas geosintetik diisi material tanah pengisi dan dipadatkan (Gambar 4.34). Setelah itu, lapisan geotekstil berikutnya diletakkan lagi (Gambar 4.34), dan selanjutnya berulang dari (Gambar 4.29) sampai (Gambar 4.34), hingga mencapai tinggi yang direncanakan. Gambar 4.33 Melipat Balik dan Menjahit Geosintetik IV - 47

48 Gambar 4.34 Mengisi dan Memadatkan Material Tanah Pengisi pada Sisi atas Geosintetik (Sumber Foto Proyek dari PT Geostructure Dynamic) 5. Penarikan Keluar Bekisting Bekisting bawah dapat ditarik keluar setelah lapisan ketiga tercapai, dan harus dilakukan dengan hati-hati, sehingga tidak akan menyebabkan kerusakan (robekan) pada geosintetik Pekerjaan Akhir Perlu diketahui material geosintetik tidak boleh terpapar sinar matahari karena akan terdegradasi sinar UV. Untuk mencegah kerusakan material geosintetik di permukaan lereng, diperlukan suatu sistem penutup yang dapat berfungsi juga sebagai nilai estetika. IV - 48

49 Penutup (facing) lereng yang beraneka ragam mulai dari yang berkesan asri dan hijau (tanaman/rumput), bronjong, sampai dengan yang kokoh (shotcrete, plesteran, atau blok beton non struktural). Dikarenakan sudut lereng yang sangat curam hingga mencapai 85 0, maka untuk lebih cocokya pada permukaan lereng tersebut menggunakan penutup shotcrete. IV - 49