PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

Transkripsi

1 Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat dengan Perkuatan Gabion Stability Analysis Double-decker Slope with Gabion Reinforcement SKRIPSI Disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : Rendi Teguh Prayitno NIM. I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

2 ii

3 iii

4 PERSEMBAHAN Karya ini dipersembahkan untuk: 1. Ibu Endang Sukarminingsih dan Bapak Purwanta 2. Rendra Nur Cahya 3. Seluruh Keluarga di Ngawi iv

5 ABSTRAK Rendi Teguh Prayitno, 2016, Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat Dengan Perkuatan Gabion, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Permukaan tanah yang miring menyebabkan komponen berat tanah yang sejajar dengan kemiringan lereng bergerak kebawah. Perkuatan tambahan pada lereng diperlukan agar tidak terjadi kelongsoran. Aplikasi struktur perkuatan tambahan pada lereng yang sering digunakan adalah gabion. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya angka keamanan (SF) pada lereng bertingkat dengan pemodelan gabion menggunakan program Plaxis. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode analisis data, yakni dengan menganalisis data tanah dengan menggunakan program Plaxis (metode elemen hingga). Data analisis menggunakan kombinasi permodelan gabion gravitasi dan gabion terramesh pada tingkatan lereng dengan data tanah hasil korelasi N-SPT. Data analisis yang didapatkan berjumlah 64 variasi. Hasil analisis didapatkan peningkatan angka keamanan diperkuat gabion ditunjukkan pemobelan gabion terramesh dengan panjang angkur 6 m dan kelandaian 72 pada lereng atas dan lereng bawah sebesar 46.21% pada =47,75 dan 55,18% pada =45. Kata kunci: angka keamanan, gabion, lereng bertingkat, Plaxis. v

6 ABSTRACT Rendi Teguh Prayitno, 2016, Stability Analysis Double-decker Slope With Gabion Reinforcement, Thesis, Civil Enginering Department, Enginering Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. The sloping surface of soil cause the weight component of soil which parallel with the slope ismoving down. Additional reinforcement at the slope is needed to make the dislocation of soil not happen. The additional reinforcement at slope structure which is often to use is gabion. The purpose of this research is to know about the safety factor (SF) value od double decker slope with gabion modelling which use Plaxis programme. The methods which is used in this research is data analisys. It would analyse soil parameter by using Plaxis programme (Finite Element Method). The analysis use a model combination of gabion gravity and gabion terramesh at double decker slope with soil parameter which is resulted by correlation of N-SPT value The result of analysis are 64 variations. The results of the analysis is there is improvement of safety factor at the slope which reinforcement by gabion. It showed by terramesh gabion modelling with the length of anchor is 6 m and 72 of slope at the upperthe lower is 46.21% with =47,75 and 55,18% with =45. Key word: safety factor, gabion, double decker, Plaxis. vi

7 KATA PENGANTAR Segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penyusunan skripsi dengan judul Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat dengan Perkuatan Gabion 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. Bambang Setiawan, ST, MT, selaku Pembimbing Skripsi I, 3. R. Harya Dananjaya H.I. ST, M.Eng, selaku Pembimbing Skripsi II, 4. Eddy Purwanto, ST, MT, selaku pembimbing Akademik 5. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Transfer Angkatan Semua pihak yang telah membantu penyususnan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyususnan 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, Juli 2016 Penyusun RENDI TEGUH PRAYITNO vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv ABSTRACT... v KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 2 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Stabilitas lereng Gabion Beban lalulintas Korelasi parameter tanah Program Plaxis Masukan untuk perhitungan Perhitungan viii

9 Data keluaran hasil Perhitungan Kurva beban-perpindahan BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Umum Pemodelan Pemodelan lereng tanpa perkuatan Pemodelan lereng dengan perkuatan Pemodelan dengan Plaxis Pengaturan global Penggambaran model geometri Penyusunan jaring elemen (diskritisasi model) Penentuan kondisi awal (initial condition) Perhitungan (calculation) Data keluaran hasil perhitungan (output) BAB 4 METODE PENELITIAN 4.1. Analisis Parameter Data Tanah Analisis mekanika tanah Hasil korelasi nilai N-SPT Parameter Perkuatan Gabion Analisis Pembebanan Lereng Area setelah diperkuat Gabion Hasil Analisis Stabilitas Lereng Pembahasan Hubungan pemodelan gabion dengan persentse perubahan area Hubungan pemodelan gabion dengan angka keamanan BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran ix

10 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... xvi x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Teori keruntuhan Mohr-Coulomb (Gouw, J.L., 2012)... 5 Gambar 2.2. Lapisan kawat gabion (Maccaferri)... 7 Gambar 2.3. Anyaman kawat gabion (SNI )... 7 Gambar 2.4.Hubungan antara sudut geser (ϕ) dan nilai N-SPT untuk tanah pasir (Terzaghi dan Peck, 1948) Gambar 2.5. Plaxis input Gambar 2.6. Plaxis calculations Gambar 2.7. Plaxis output Gambar 2.8. Plaxis curves Gambar 3.1. Analisis lereng dengan Plaxis Gambar 3.2. Pemodelan geometri lereng tanpa perkuatan Gambar 3.3. Dimensi kendaraan tipe kendaraan PK 215 (Nissan, 2000) Gambar 3.4. Dimensi kendaraan tipe kendaraan PK 215 M (Nissan, 2000) Gambar 3.5. Pemodelan gabion front-face gravitasi variasi 1 (H/B<1,5).. 25 Gambar 3.6. Pemodelan gabion front-face gravitasi variasi 2 (H/B<1,5).. 26 Gambar 3.7. Pemodelan gabion back-face gravitasi variasi 1 (H/B<1,5).. 27 Gambar 3.8. Pemodelan gabion back -face gravitasi variasi 2 (H/B<1,5). 27 Gambar 3.9. Pemodelan gabion terramesh variasi Gambar Pemodelan gabion terramesh variasi Gambar Pemodelan gabion terramesh variasi Gambar Pemodelan gabion terramesh variasi Gambar Pengaturan global Gambar Penggambaran model Gambar Penyusunan jaringan elemen Gambar Penentuan kondisi awal Gambar Perhitungan Gambar Hasil perhitungan angka keamanan Gambar Hasil perhitungan perpindahan total Gambar Diagram alir tahapan penelitian xi

12 Gambar 4.1. Pembebanan lereng dengan Plaxis Gambar 4.2. Area lereng sebelum diperkuat gabion Gambar 4.3. Sketsa area lereng dengan pemodelan gabion tipe gravitasi.. 45 Gambar 4.4. Perpindahan total maksimum lereng sebelum diperkuat Gambar 4.5. Tegangan efektif maksimum lereng sebelum diperkuat Gambar 4.6. Model kelongsoran lereng tanpa perkuatan Gambar 4.7. Hubungan pemodelan gabion tipe gravitasi dengan persentase perubahan area Gambar 4.8. Hubungan pemodelan gabion tipe terramesh dengan persentase perubahan area Gambar 4.9. Hubungan pemodelan gabion front face gravitasi dengan angka keamanan Gambar Hubungan pemodelan gabion back face gravitasi dengan angka keamanan Gambar Hubungan pemodelan gabion terramesh dengan angka keamanan xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Hubungan angka keamanan dan kemungkinan kelongsoran lereng tanah (Bowles, J.E., 1989)... 5 Tabel 2.2. Indikasi berat volume batu pengisi (Maccaferri, 1987 )... 9 Tabel 2.3. Hubungan antara kepadatan, relative density, nilai N-SPT, q c, dan (Mayerhoff, 1965) Tabel 2.4. Korelasi empiris antara nilai N-SPT dengan unconfined compressive strength dengan berat jenis tanah jenuh (γ sat ) untuk tanah kohesif (Terzaghi and Peck, 1994) Tabel 2.5. Korelasi berat jenis tanah jenuh (γ sat ) untuk tanah non kohesif (Terzaghi and Peck, 1994) Tabel 2.6. Korelasi berat jenis tanah (γ) untuk tanah non kohesif dan Kohesif (Terzaghi and Peck, 1994) Tabel 2.7. Nilai perkiraan angka poisson tanah (Bowles, 1997) Tabel 2.8. Nilai perkiraan modulus elastisitas tanah (Bowles, 1997) Tabel 2.9. Hubungan antara sudut geser dalam dengan jenis tanah (Das, 1985) Tabel Harga-harga koefisien permeabilitas tanah pada umumnya (Das, 1985) Tabel 3.1. Variasi lereng bertingkat dengan pemodelan gabion tipe gravitasi Tabel 3.2. Variasi lereng bertingkat dengan pemodelan gabion tipe terramesh Tabel 4.1. Hasil uji laboratorium Tabel 4.2. Parameter input plaxis sudut geser hasil korelasi Hatanaka &Uchida (1996) Tabel 4.3. Parameter input plaxis sudut geser hasil korelasi Meyerhoff (1965) Tabel 4.4. Parameter batu pengisi gabion input plaxis(maccaferri 1987). 41 Tabel 4.5. Parameter pendekatan kawat /wire mesh input plaxis Tabel 4.6. Persentase perubahan area dengan pemodelan gabion xiii

14 Tabel 4.7. Hasil rekapitulasi analisis stabilitas global lereng xiv

15 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL Msf = angka keamanan c masukan = nilai c masukan (kn/m 2 ) c tereduksi masukan tereduksi EA F = nilai c terendah yang didapatkan pada saat tanah mengalami keruntuhan. (kn/m 2 ) = nilai masukan ( ) = nilai terendah yang didapatkan pada saat tanah mengalami keruntuhan. ( ) = kekakuan axial elastis (kn/m) = tensile strength (kn/m) = elongation s = berat volume batu padat (kn/m 3 ) n = rongga udara gabion anatara 30%-40% unsat = berat volume tak jenuh material pengisi (kn/m 3 ) sat = berat volume jenuh material pengisi (kn/m 3 ) = sudut geser material pengisi ( ) c = sudut geser material pengisi (kn/m 2 ) E = modulus geser gabion (kn/m 2 ) G = modulus Young gabion (kn/m 2 ) P u = berat volume kawat (kn/m 3 ) P i MST D MST B L KENDARAAN b = beban garis lajur roda (kn/m) = muatan sumbu terberat depan (kn) = muatan sumbu terberat belakang (kn) = jarak beban roda depan dengan belakang (m) = bench (m) xv