TUGAS AKHIR. Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil. Disusun Oleh : ARAN GREGORIUS SIMARMATA BIDANG STUDI GEOTEKNIK

Transkripsi

1 ANALISIS STABILITAS LERENG MENGGUNAKAN PERKUATAN DOUBLE SHEET PILE DAN GEOGRID DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA (Studi Kasus Jalan Siantar Parapat Km.152) TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh : ARAN GREGORIUS SIMARMATA BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2 ABSTRAK Stabilitas lereng sangat erat kaitannya dengan longsor atau gerakan tanah yang merupakan proses perpindahan massa tanah secara alami dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Semakin besar sudut lereng semakin besar pula daya dorong disebabkan meningkatkan tegangan geser berbanding terbalik dengan tegangan normal berupa kekuatan penahan. Analisis stabilitas lereng mempunyai peran yang sangat penting pada perencanaan konstruksi-konstruksi sipil. Kondisi tanah asli yang tidak selalu sesuai dengan perencanaan yang diinginkan misalnya lereng yang terlalu curam diperlukan pemotongan bukit atau kondisi lain yang membutuhkan timbunan dan lain sebagainya. Sehingga diperlukan analisis stabilitas lereng yang lebih akurat agar diperoleh konstruksi lereng yang mantap (sesuai dengan syarat keamanan). Pada kasus ini kondisi Jalan Parapat KM 152 mengalami kelongsoran hingga badan jalan. Adapun tujuan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui perbandingan nilai safety factor (angka keamanan) dari perkuatan lereng dengan berbagai kondisi yaitu kondisi awal sebelum perkuatan, kondisi pada pengerjaan di lapangan yaitu perkuatan dengan menggunakan double sheet pile dan geogrid, kondisi dengan perkuatan alternatif I dengan menggunakan single sheet pile, geogrid dan conterweight, dan kondisi dengan perkuatan alternatif II dengan menggunakan double sheet pile geogrid dan conterweight. Keempat kondisi ini dibandingkan dengan menggunakan Metode Elemen Hingga (Plaxis 8.2). Dari hasil perhitungan didapatkan nilai safety factor pada kondisi awal adalah sebesar 0,78. Nilai safety factor pada perkuatan dengan menggunakan double sheet pile dan geogrid adalah sebesar 1,09. Nilai safety factor dengan menggunakan single sheet pile, geogrid dan conterweight adalah sebesar 1,23.Nilai safety factor dengan menggunakan double sheet pile, geogrid dan conterweight adalah sebesar 1,43. Perhitungan safety factor teraman adalah dengan penambahan beban conterweight dibelakang sheet pile sehingga didapatkan kelongsoran yang kecil. Kata Kunci : stabilitas lereng, safety factor, double sheet pile, geogrid, conterweight, metode elemen hingga 2

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Pengasih, yang telah memberikan berkat dan kasih-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang merupakan syarat utama yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar sarjana Teknik dari dengan judul Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Perkuatan Double Sheetpile dan Geogrid dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga (studi kasus : Ruas Jalan Siantar Parapat KM 152) Penulis menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak baik moril maupun materil. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang setulusnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil. 2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto MSCE, selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam memberikan bimbingan yang tiada hentinya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT., selaku dosen pembanding dan penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3

4 5. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada penulis selama menempuh masa studi di kampus tercinta ini. 6. Kedua Orang Tua saya tercinta, A. Simarmata dan M. Sinambela, yang selalu memberi dukungan dan kasih sayangnya serta doa yang selalu menyertai penulis. Buat kakak dan adik yang saya sayangi Dr. Evita Goretti Simarmata, Sesilia Gloria Simarmata,ST., dan Gita Angela Simarmata, saya ucapkan terima kasih kepada kalian atas dorongan dan doanya. 7. Semua teman-teman stambuk 2008, yang selalu menemani disaat susah dan senang khususnya ipar Andry Gunawan L. Gaol, pahoppu Yusry Marihot Siagian, pal David Pramono Silalahi, parna Dhoni Dalimunthe, lae Saur Purba, Lae Danny Siagian, Dewi, Ardi. Dan juga teman - teman yang yang lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Terima kasih. 8. Abang abang stambuk 2005 yang tiada hentinya memperhatikan dan memberikan motivasi, bg Ganda, bg Tonggo, bg Berlin, bg Gea, bg Ronal, bg Christian, bg Ucok, bg Kengkeng dan abang abang lainnya. Terima kasih bg. 9. Teman teman SMA saya khususnya Tejokers, Rudolfo, Bastian, Igor, Puji, Albert, Andi, Voky. 10. Adik-adik saya Maestoso Colia, Tam Saka, Ari Pinem, Ambon, Defrin, Ilham, Triboy, Mien, Mudek, Sormin, Jeriko, Piter terima kasih atas bantuan dan dukungan yang telah kalian berikan. 11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 4

5 Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan kemampuan dari penulis, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran agar penulis dapat meningkatkan kemampuan menulis pada masa akan datang. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dan memberikan sumbangan pengetahuan bagi yang membacanya. Medan, Juli 2014 Aran Gregorius Simarmata

6 DAFTAR ISI Abstrak... i Kata Pengantar... ii Daftar Isi... v Daftar Gambar... ix Daftar Tabel... xiii BAB I PENDAHULUAN Umum Tujuan Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum Parameter Tanah Klasifikasi Tanah dari Data Sondir BeratIsi ModulusYoung

7 2.2.4 Poisson Ratio Sudut Geser Dalam Kohesi Kekuatan Geser Tanah Kriteria Umum Tanah Timbunan Pemadatan Tanah Timbunan Tekanan Tanah Lateral Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam (At-Rest) Tekanan Tanah Aktif dan Pasif menurut Rankine Kondisi Aktif Kondisi Pasif Stabilitas Lereng Upaya Stabilisasi Lereng Klasifikasi Tanah Longsor Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Faktor Penyebab Kelongsoran Pengaruh Geologi Pengaruh Topografi Pengaruh Proses Cuaca Pengaruh Air dalam Tanah Turap (Sheet pile)

8 2.9.1 Tipe-tipe Turap Turap Kayu Turap Beton Turap Baja Pengertian Angka Keamanan (Safety Factor) dan Perlunya Perancangan Dinding Turap Tipe-tipe Dinding Turap Dinding Turap Kantilever Dinding Turap Diangker Dinding Turap dengan Landasan (Plafform) Bendungan Elak Seluler Geogrid Jenis Geogrid Geogrid Uni-Axial Geogrid Bi-Axial Geogrid Triax Keuntungan dari Penggunaan Geogrid Kekurangan Pemakaian Geogrid Metode / Cara Pemasangan Geotekstil Plaxis Metode Elemen Hingga Elemen untuk Analisa Dua Dimensi Interpolasi Displacement Regangan

9 Matrix Kekakuan Elemen Matrix Kekakuan Global Analisa Elastis Dua Dimensi Input Calculation Output BAB III METODE PENELITIAN Umum Data Umum Data Primer Data Sekunder Data Teknis Geogrid, Sheet Pile Metode Analisis Metode Perencanaan Menggunakan Metode Elemen Hingga Denah Lokasi dan Potongan Melintang Pemasangan Proyek BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN Kondisi Awal Lereng (Kondisi I) Kondisi Lereng dengan Pengerjaan di Lapangan (Kondisi II) Analisis dengan Perkuatan Alternatif I (Kondisi III) Analisis dengan Perkuatan Alternatif II (Kondisi IV)

10 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 10

11 DAFTAR GAMBAR No. Judul Hal 2.1 Hubungan antar fase tanah Distribusi tekanan tanah dalam keadaan diam (at rest) pada Dinding penahan Grafik hubungan pergerakan dinding penahan dan tekanan tanah Grafik hubungan antara angka stabilitas dengan sudut kemiringan lereng Turap kayu Turap beton Variasi turap baja Dinding turap kantilever Dinding turap diangker Dinding turap dengan landasan yang didukung tiang-tiang Bendungan elak selular Jenis-jenis geosintetik Geogrid Uni-Axial Geogrid Bi-Axial Geogrid Triax Contoh jaring-jaring dari elemen hingga Elemen-elemen triangular dan lagrange Elemen dan six-noded triangular 50 11

12 2.19 Analisa tegangan bidang Dialog box create/open project Tab sheet project dari windows general setting Tab sheet dimensions dari windows general setting Tab sheet general dari windows soil and interfaces data sets Tab sheet parameters Tab shee interfaces Tampilan setelah geometry model, standard fixities dan material setting Bentuk mesh dari potongan melintang model harga KO-procedure Effective stress Tahap perhitungan Titik yang ditinjau Peta lokasi proyek Bagan alir penelitian Potongan melintang pemasangan geogrid dan sheet pile Model penampang asli lereng Tahapan perhitungan dengan Plaxis 2D Kondisi displacement asli lereng Perhitungan safety factor asli lereng Potongan melintang tipikal perkuatan standar Tahapan perhitungan dengan Plaxis 2D Kondisi displacement dengan perkuatan standar 92 12

13 4.8 Kondisi strain pada lereng dengan perkuatan standar Displacement pada sheet pile 1 dan Safety factor dengan perkuatan standar Potongan melintang tipikal perkuatan alternatif Data parameter tanah counterweight Potongan melintang tipikal perkuatan alternatif Pembentukan mesh Kondisi air tanah model Effective stresses Perhitungan Plaxis 2D Total Displacement Shear strains Displacement pada sheet pile Safety factor perkuatan alternative Potongan melintang tipikal perkuatan alternatif Potongan melintang tipikal perkuatan alternatif Pembentukan mesh Kondisi air tanah model Effective stresses Perhitungan plaxis 2D Total displacement Shear strains Displacement pada sheetpile 1 dan Safety factor perkuatan alternatif

14 DAFTAR TABEL No. Judul Hal 2.1 Korelasi berbagai jenis parameter tanah Klasifikasi tanah dari data sondir Hubungan antara konsistensi dengan nilai tekanan konus pada sondir Hubungan antara kepadatan, relative density, nilai N, qc, dan ø (Mayerhof,1965) Korelasi empiris antara nilai N-SPT dengan unconfined compressive strength dengan berat jenis tanah jenuh (γ sat ) untuk tanah kohesif Korelasi berat jenis tanah (γ) untuk tanah non kohesif dan kohesif Korelasi berat jenis tanah jenuh (γ sat ) untuk tanah non kohesif Nilai perkiraan modulus elastisitas tanah (Bowles, 1997) Nilai perkiraan angka poisson tanah (Bowles, 1997) Hubungan antara sudut geser dalam dengan jenis tanah Nilai faktor keamanan untuk perencanaan lereng (Sosrodarsono, 2003) Data Tanah Data geogrid yang dipakai Parameter Geogrid Data sheet pile yang dipakai 71 14

15 3.5 Parameter sheet pile Klasifikasi jenis tanah Data parameter sheet pile Data parameter Geogrid dan Geotextile Nilai safety factor pada berbagai kondisi