ANALISIS ANGKA KEAMANAN (SF) LERENG SUNGAI CIGEMBOL KARAWANG DENGAN PERKUATAN PILE DAN SHEET PILE SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISIS ANGKA KEAMANAN (SF) LERENG SUNGAI CIGEMBOL KARAWANG DENGAN PERKUATAN PILE DAN SHEET PILE SLOPE SAFETY FACTOR (SF) ANALYSIS IN CIGEMBOL RIVER KARAWANG WITH PILE AND SHEET PILE REINFORCEMENT SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : ETIKA CAHYANING UTAMI I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2

3

4 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii MOTTO... iv HALAMAN PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Dasar Teori Stabilitas Lereng Pile Sheet Pile Metode Elemen Hingga (Finite Element Method / FEM) Umum ix

5 2.3.2 Tahapan Perhitungan Metode Elemen Hingga Program Plaxis Geometri Model Kondisi Batas Data Elemen Mesh Generation Perhitungan Data Keluaran BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Umum Pemodelan Bentuk Pemodelan Pemodelan Lereng Tanpa Perkuatan Pemodelan dengan Plaxis Masukan (Input) Diskritisasi Model Penentuan Kondisi Awal (Initial Condition) Perhitungan (Calculation) Keluaran Data (Output) Diagram Alir Penelitian BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Analisis Hasil Analisis dan Pembahasan Hasil Analisis Lereng Tanpa Perkuatan Hasil Analisis Lereng dengan Perkuatan Pile Hasil Analisis Lereng dengan Perkuatan Sheet Pile BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran x

6 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Lokasi Lereng Di Karawang, Jawa Barat Gambar 2.1. Definisi Penggunaan FEM pada Analisis Stabilitas Lereng 6 Gambar 2.2. Gaya-gaya yang Bekerja pada Irisan... 7 Gambar 2.3. Pengaruh Variasi Sudut Geser... 9 Gambar 2.4. Diagaram Tekanan Lateral pada Sheet Pile Gambar 3.1. Cross Section Lokasi Penelitian Gambar 3.2. Bentuk Pemodelan Gambar 3.3, Pemodelan Lereng Tanpa Perkuatan Gambar 3.4. Hasil Analisis Lereng Tanpa Perkuatan Gambar 3.5. Output Analisis Lereng Tanpa Perkuatan Gambar 3.6. Bidang Gelincir pada Lereng Tanpa Perkuatan Gambar 3.7. Jendela General Setting pada Plaxis Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Gambar 3.9. Input Pemodelan dalam Plaxis Gambar Diskritisasi (Mesh Generation) Model dalam Plaxis Gambar Kondisi Awal Model (Initial Condition) Gambar Jendela Perhitungan Plaxis Gambar Proses Perhitungan pada Plaxis Gambar Grafik Nilai Faktor Keamanan (SF) Gambar Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1. Bidang Gelincir Lereng Tanpa Perkuatan Gambar 4.2. Kurva Hasil Analisis Lereng Tanpa Perkuatan Gambar 4.3. Deformasi Lereng commit Tanpa to Perkuatan user xii

8 Gambar 4.4. Konfigurasi Pile pada Lereng dengan Jarak 2 m Gambar 4.5. Konfigurasi Pile pada Lereng dengan Jarak 5 m Gambar 4.6. Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Bidang Gelincir pada Lereng Setelah Diperkuat Pile cm dengan Jarak Antar Pile 2 m Bidang Gelincir pada Lereng Setelah Diperkuat Pile cm dengan Jarak Antar Pile 5 m Deformasi pada Lereng Setelah Diperkuat Pile cm dengan Jarak Antar Pile 2 m Deformasi pada Lereng Setelah Diperkuat Pile cm dengan Jarak Antar Pile 5 m Gambar Grafik Hubungan Angka Keamanan (SF) dengan Kedalaman Pile pada Jarak Pile 2 m Gambar Grafik Hubungan Angka Keamanan (SF) dengan Kedalaman Pile pada Jarak Pile 5 m Gambar Gambar Gambar 4.14 Gambar Gambar Gambar Grafik Analisis Tambahan Hubungan Angka Keamanan (SF) dengan Kedalaman Pile pada Jarak Antar Pile 2 m Grafik Analisis Tambahan Hubungan Angka Keamanan (SF) dengan Kedalaman Pile pada Jarak Antar Pile 5 m Grafik hubungan Dimensi Pile dengan Angka Keamanan (SF) pada Kedalaman 5 m Grafik hubungan Dimensi Pile dengan Angka Keamanan (SF) pada Kedalaman 6,25 m Grafik hubungan Dimensi Pile dengan Angka Keamanan (SF) pada Kedalaman 7,5 m Grafik hubungan Dimensi Pile dengan Angka Keamanan (SF) pada Kedalaman 10 m Gambar Konfigurasi Sheet Pile Kasus 1 pada Lereng Gambar Konfigurasi Sheet Pile Kasus 2 pada Lereng Gambar Konfigurasi Sheet Pile Kasus 3 pada Lereng xiii

9 Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Bidang Gelincir pada Lereng Setelah Diperkuat Sheet Pile pada Kasus Bidang Gelincir pada Lereng Setelah Diperkuat Sheet Pile pada Kasus Bidang Gelincir pada Lereng Setelah Diperkuat Sheet Pile pada Kasus Deformasi pada Lereng Setelah Diperkuat dengan Sheet Pile pada Kasus Deformasi pada Lereng Setelah Diperkuat dengan Sheet Pile pada Kasus Gambar Grafik Hubungan Angka Keamanan (SF) dengan Kedalaman Sheet Pile Gambar Grafik Analisis Tambahan Hubungan Angka Keamanan (SF) dengan Kedalaman Sheet Pile xiv

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Road Map Penelitian... 5 Tabel 2.2. Perbedaan Sheet Pile dengan Dinding Penahan Tanah Tabel 3.1. Variasi Sheet Pile pada Pemodelan Tabel 3.2. Variasi Pile pada Pemodelan Tabel 4.1. Data Material Tanah Tabel 4.2. Data Material Sheet Pile Tabel 4.3. Data Material Pile Tabel 4.4. Hasil Analisis Lereng dengan Perkuatan Pile Tabel 4.5. Hasil Analisis Lereng dengan Perkuatan Sheet Pile xv

11 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL c = Kohesi tanah (kn/m 2 ) ϕ = Sudut gesek dalam tanah ( ) σ n = Tegangan normal (kn/m) c r = Kohesi tanah tereduksi (kn/m 2 ) ϕ r = Sudut gesek dalam tanah tereduksi ( ) W i T i N i = Beban terpusat dari irisan ke-i (kn) = Gaya geser pada dasar irisan ke-i (kn) = Gaya normal pada dasar irisan ke-i (kn) α i = Sudut terhadap gaya P i yang bekerja ( ) P i l i = Gaya lateral tiap satuan panjang (kn/m) = Panjang dasar pada irisan ke-i (m) c i = Kohesi tanah efektif (kn/m 2 ) F = Angka keamanan dari hasil software sebelum diperkuat pile u i = Tekanan air pori pada irisan (kn/m 2 ) k i R = Nilai koefisien pile = Faktor reduksi tekanan tanah antar pile c o = Faktor reduksi geser lebih besar dari 1,0 P a = Tekanan tanah lateral aktif (kn/m 2 ) P p = Tekanan tanah lateral pasif (kn/m 2 ) K a K p L a L p = Koefisien tekanan tanah lateral aktif = Koefisien tekanan tanah lateral pasif = Jarak titik pusat tekanan tanah lateral aktif (m) = Jarak titik pusat tekanan tanah lateral pasif (m) xvi

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Hasil Analisis Perkuatan Pile dan Sheet Pile Lampiran B Data Tanah dan Data Input Plaxis 8.2 Lampiran C Kelengkapan Surat Skripsi xvii

13 ABSTRAK Etika Cahyaning Utami, 2016, Analisis Angka Keamanan (SF) Lereng Sungai Cigembol Karawang dengan Perkuatan Pile dan Sheet Pile, Skripsi, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Lereng didefinisikan sebagai permukaan tanah yang tidak horizontal. Pada permukaan tanah yang mempunyai perbedaan ketinggian rawan terjadi longsor. Perkuatan diperlukan untuk mencegah longsor. Penelitian dilakukan pada cross section 2 lereng sungai Cigembol, Karawang, Jawa Barat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya angka keamanan (Safety Factor/SF) lereng sebelum dan setelah diperkuat. Perkuatan lereng yang digunakan pada penelitian ini adalah pile dan sheet pile. Analisis yang dilakukan adalah analisis angka keamanan (SF) pada lereng. Konfigurasi variasi pile antara lain: kedalaman, dimensi, dan jarak antar pile. Konfigurasi variasi sheet pile adalah posisi peletakan dan kedalaman. Penelitian menggunakan bantuan program komputer Plaxis 8.2 2D. Besarnya faktor keamanan (SF) lereng sebelum mendapat perkuatan adalah 1,068. Nilai faktor keamanan (SF) perkuatan lereng dengan pile berkisar antara 1,295 hingga 1,982. Nilai faktor keamanan (SF) perkuatan lereng dengan sheet pile berkisar antara 1,087 hingga 1,748. Pemberi perkuatan baik pile maupun sheet pile pada lereng akan meningkatkan nilai angka keamanan (SF). Kedalaman mempengaruhi besarnya angka keamanan (SF). Semakin dalam pile ditanam, nilai SF akan semakin besar. Kedalaman dan posisi peletakan sheet pile mempengaruhi besarnya nilai SF pada perkuatan lereng dengan sheet pile. Nilai SF akan semakin meningkat bila sheet pile ditanam semakin dalam. Posisi peletakan sheet pile memberikan properti tanah yang berbeda sehingga nilai SF akan berubah seiring perubahan properti tanah. Kata kunci: nilai faktor keamanan (Safety Factor/SF), pile, Plaxis, sheet pile. vii

14 ABSTRACT Etika Cahyaning Utami, 2016, Slope Safety Factor (SF) Analysis in Cigembol River Karawang with Pile and Sheet Pile Reinforcement, Thesis, Civil Engineering Department, Technical Faculty, Sebelas Maret Surakarta University. Slope is defined as a soil surface having inclination angle. In the slope sruface, landslide or soil failure would happen. Reinforcement is needed to prevent the landslide/soil failure. The study is conducted in cross section 2 Cigembol river slope, Karawang, West Java. This study aims to determine the safety factor (SF) of slope before and after the reinforcement. The reinforcement used in this study are piles and sheet piles. The purpose of the study is to obtain the slope safety factor (SF). For piles reinforcement, the analysis is conducted with the variation of depth, dimension, and interval of piles. For sheet piles reinforcement, the analysis is conducted with the variation of position and depth. The study is using computer program Plaxis 8.2 2D. The slope safety factor (SF) before reinforcement is 1,068. The piles reinforced safety factor (SF) has the range of 1,295 to 1,982. The sheet piles reinforced safety factor (SF) has the range of 1,087 to 1,748. Reinforcement will increase the safety factor of a slope. Depth of piles is effecting the safety factor (SF). If piles are planted deeper, the SF will increase. Depth and position are effecting the safety factor (SF) of sheet piles. The SF will increase as the deeper sheet piles planted. Position of sheet piles give the different soil properties, so the safety factor will change as the changes of soil properties. Keywords: piles, Plaxis, safety factor (SF), sheet piles. viii