ANALISIS STABILITAS TANGGUL YANG DISTABILISASI MENGGUNAKAN KAPUR, FLY ASH, DAN BIOBAKTERI AKIBAT MUSIM HUJAN DAN MUSIM KEMARAU DI SUNGAI BENGAWAN SOLO BOJONEGORO Angga Ahmad Maulana (3111106018) Dosen Pembimbing: 1. Dr. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng. 2. Musta in Arif, ST., MT JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
Latar Belakang PENDAHULUAN
PENDAHULUAN Lokasi Penelitian Cross Section 0±000 (Ruas B1) Cross Section 0+500 (Ruas B2)
PENDAHULUAN Perumusan Masalah 1. Nilai angka keamanan Plaxis Geo-Slope Manual 2. Kestabilan Tanggul Kecepatan Kritis??? Kecepatan aktual
PENDAHULUAN Batasan Masalah 1. Tanah, bahan stabilisator, konfigurasi campuran tanah natural dan bahan stabilisator, dan konfigurasi pembasahan dan pengeringan Sesuai pengujian di laboratorium 2. Lokasi tanggul Cross Section 0±000 Desa Semambung disebut Ruas B1, dan Cross Section 0+500 Desa Semambung disebut Ruas B2. 3. Program bantu (software) yaitu Plaxis dan Geo-Slope. 4. Konfigurasi layer tanah Wetting 10% Inisial Drying 10%
METODOLOGI MULAI A STUDI LITERATUR 1. Perhitungan Stabilitas Tanggul Sungai 2. Pengoperasian Plaxis dan Geo Slope Analisis Stabilitas Tanggul PENGUMPULAN DATA 1. Potongan Profil Melintang sungai, 2. Data boring tanah dalam 3. Data Tanah hasil pengujian di Laboratorium Perhitungan Berdasarkan kecepatan arus sungai Perhitungan Tegangan Geser Kritis Tanah sebagai pemodelan beban arus Analisis Korelasi Parameter Tanah kedalaman -5 m sampai -30.5 m Perhitungan berdasarkan tegangan geser tanah Analisis Stabilitas Tanggul Sungai pada Kondisi Pembasahan dan Pengeringan Perhitungan Manual dengan Metode Fellenius pada kondisi drying wetting tanah natural Perhitungan Menggunakan Geo- Slope Perhitungan Menggunakan Plaxis ANGKA KEAMANAN (SF) Kondisi Inisial Kondisi Inisial + Stabilisator (kapur, flyash, biobakteri) KESIMPULAN Perubahan Muka Air Kondisi Pembasahan dan Pengeringan pada Kondisi Inisial natural Perubahan Muka Air Kondisi Pembasahan dan Pengeringan pada Kondisi Inisial natural + Stabilisator (kapur, flyash, biobakteri) SELESAI Konfigurasi susunan lapisan tanah permukaan penyusun tanggul Pemilihan Data Parameter Tanah Siklus Drying- Wetting A
METODOLOGI Pengumpulan Data 1. Data Penampang Melintang Sungai Bengawan Solo 2. Data Bor tanah dalam 3. Data Fluktuasi Muka Air dan Kecepatan arus Sungai Bengawan Solo 4. Data tanah dan tanah ditambah stabilisator dari hasil pengujian di laboratorium (γ t,γ sat, C u, ϕ, E, υ).
Konfigurasi Kondisi Tanah METODOLOGI
Konfigurasi Kondisi Tanah METODOLOGI
METODOLOGI Pemodelan beban arus dimana : τ c c σ Ø = tegangan kritis tanah = kohesi = tekanan overburden = sudut geser dalam τ c = c + σ tan Ø
METODOLOGI Perhitungan stabilitas berdasarkan kecepatan arus sungai Dimana: g = Percepatan gravitasi d = kedalaman air sin θ = kemiringan dasar sungai Apabila : V * > V aktual, maka tidak terjadi V * < V aktual, maka terjadi
DATA DAN ANALISIS DATA Penampang Melintang Tanggul Sungai Ruas B1
DATA DAN ANALISIS DATA Penampang Melintang Tanggul Sungai Ruas B2
DATA DAN ANALISIS DATA Data Tanah Kondisi Natural Inisial Ruas w c (%) G s n (%) Parameter Fisis e g t (kn/m 3 ) g sat (kn/m 3 ) g d (kn/m 3 ) B1 16.913 2.737 0.523 1.096 15.261 18.283 13.053 B2 40.48 2.625 0.525 1.104 17.530 17.723 12.480 Kedalaman (m) g (kn/m3) gsat (kn/m3) gd (kn/m3) e n Gs (wsat) (%) 5-9.5 13.342 16.444 10.240 1.640 0.620 2.700 60.816 9.5-14.5 11.056 14.667 7.445 2.646 0.722 2.700 97.879 14.5-16.5 13.683 16.222 11.143 1.421 0.586 2.700 52.814 16.5-20 13.435 17.000 9.870 1.739 0.635 2.700 64.443 20-24 12.750 16.000 9.500 1.850 0.650 2.700 68.550 24-25 14.476 17.333 11.619 1.326 0.571 2.700 49.199 25-30.5 14.206 17.111 11.301 1.390 0.581 2.700 51.609
DATA DAN ANALISIS DATA Data Tanah Kondisi Natural Inisial Kedalaman (m) B1 Parameter Mekanis q u (kn/m 2 ) c u (kn/m 2 ) Ø ( ) q u (kn/m 2 ) c u (kn/m 2 ) Ø ( ) 0-5 184.4 92.2 4.42 111.2 55.6 4.3 5-9.5 36.67 18.33 0 36.67 18.33 0 9.5-14.5 0 0 29.67 0 0 29.67 14.5-16.5 18.75 9.38 0 18.75 9.38 0 16.5-20 33.33 16.67 0 33.33 16.67 0 20-24 30.00 15.00 0 30.00 15.00 0 24-25 50.00 25.00 0 50.00 25.00 0 25-30.5 46.67 23.33 0 46.67 23.33 0 B2
DATA DAN ANALISIS DATA Data Tanah Natural + Kapur Tanah Natural B1 + 8% Kapur Ruas B1 LL (%) 37 Plastisitas PL (%) 32.907 PI (%) 4.093 e (%) 1.010 n (%) 0.502 ωc (%) 28.047 Parameter Fisis g d (gr/cc) 1.353 g t (gr/cc) 1.732 Sr (%) 75.508 Gs 2.718 g sat (gr/cc) 1.855 Parameter Mekanis c u (gr/cm 2 ) 6.290 Ø ( ) 1.191 q u (gr/cm 2 ) 12.579 Tanah Natural B2 + 6% Kapur Ruas B2 LL (%) 38 Plastisitas PL (%) 32.317 PI (%) 5.683 e (%) 0.984 n (%) 0.496 ωc (%) 27.081 Parameter Fisis g d (gr/cc) 1.364 g t (gr/cc) 1.733 Sr (%) 74.447 Gs 2.705 g sat (gr/cc) 1.859 Parameter Mekanis c u (gr/cm 2 ) 5.525 Ø ( ) 4.900 q u (gr/cm 2 ) 11.050
DATA DAN ANALISIS DATA Data Tanah Natural + Fly ash Tanah Natural B1 + 15% Flyash Ruas B1 LL (%) 49 Plastisitas PL (%) 25.317 PI (%) 23.183 e (%) 1.080 n (%) 0.519 ωc (%) 30.007 Parameter Fisis g d (gr/cc) 1.354 g t (gr/cc) 1.761 Sr (%) 78.267 Gs 2.817 g sat (gr/cc) 1.873 Parameter Mekanis c u (gr/cm 2 ) 1.094 Ø ( ) 3.831 q u (gr/cm 2 ) 2.188 Tanah Natural B2 + 10% Flyash Ruas B2 LL (%) 40 Plastisitas PL (%) 21.706 PI (%) 18.294 e (%) 1.018 n (%) 0.504 ωc (%) 24.969 Parameter Fisis g d (gr/cc) 1.368 g t (gr/cc) 1.710 Sr (%) 67.718 Gs 2.761 g sat (gr/cc) 1.873 Parameter Mekanis c u (gr/cm 2 ) 1.230 Ø ( ) 2.700 q u (gr/cm 2 ) 2.460
DATA DAN ANALISIS DATA Data Tanah Natural + Biobakteri Tanah Natural B1 + 5% Biobakteri Ruas B1 LL (%) 56 Plastisitas PL (%) 24.212 PI (%) 31.788 e (%) 1.061 n (%) 0.515 ωc (%) 30.003 Parameter Fisis g d (gr/cc) 1.349 g t (gr/cc) 1.754 Sr (%) 78.642 Gs 2.781 g sat (gr/cc) 1.864 Parameter Mekanis c u (gr/cm 2 ) 1.913 Ø ( ) 3.106 q u (gr/cm 2 ) 3.825 Tanah Natural B2 + 7% Biobakteri Ruas B2 LL (%) 50 Plastisitas PL (%) 27.205 PI (%) 22.795 e (%) 1.074 n (%) 0.518 ωc (%) 29.527 Parameter Fisis g d (gr/cc) 1.373 g t (gr/cc) 1.778 Sr (%) 78.262 Gs 2.847 g sat (gr/cc) 1.890 Parameter Mekanis c u (gr/cm 2 ) 2.211 Ø ( ) 2.600 q u (gr/cm 2 ) 4.422
DATA DAN ANALISIS DATA Tegangan Geser Kritis Tanah (Beban Arus) Kedalaman lapisan tanah g sat (KPa) g t (KPa) c (KPa) Ø ( ) (m) 0-5 18.283 15.261 61.478 4.42 5-9.5 16.444 13.342 12.222 0 Kedalaman lapisan tanah g sat (KPa) g t (KPa) c (KPa) Ø ( ) (m) 0-5 17.723 17.530 37.067 4.3 5-9.5 16.444 13.342 12.222 0
DATA DAN ANALISIS DATA Tegangan Geser Kritis Tanah (Beban Arus) Lokasi B1 Elevasi Muka Air dari dasar sungai (m) Besar Gaya Geser Kritis (kn) 8 12.296 7.5 12.296 7 12.296 6.5 12.296 6 12.296 5.5 12.296 5 12.296 4.5 12.296 4 12.296 3.5 12.296 3 2.444 2 2.444 1 2.444 Lokasi B2 Elevasi Muka Air dari dasar sungai (m) Besar Gaya Geser Kritis (kn) 13.5 12.973 13 12.973 12.5 12.973 12 12.973 11.5 12.973 11 12.973 10.5 12.973 10 12.973 9.5 12.973 9 12.973 8.5 12.973 7.5 4.278 6.5 4.278 5.5 4.278 4.5 4.278 4 4.278
DATA DAN ANALISIS DATA Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 1 Ruas B1 (muka air sungai +8 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 0.9703 SF = 1.1683 SF = 1.0842 SF = 1.1008 SF = 1.201 SF = 2.348 SF = 1.443 SF = 1.466
DATA DAN ANALISIS DATA Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 1 Ruas B2 (muka air sungai +13.5 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 0.9617 SF = 1.0589 SF = 1.0309 SF = 1.0106 SF = 1.052 SF = 1.401 SF = 1.283 SF = 1.052 SF = 1.401 SF = 1.283 SF = 1.171
DATA DAN ANALISIS DATA Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 10 Ruas B1 (muka air sungai +3.5 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 1.082 SF = 1.202 SF = 1.257 SF = 1.190 SF = 2.732 SF = 3.094 SF = 3.005 SF = 3.03
DATA DAN ANALISIS DATA Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 10 Ruas B2 (muka air sungai +9 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 1.042 SF = 1.113 SF = 1.065 SF = 1.051 SF = 1.315 SF = 1.503 SF = 1.434 SF = 1.473
KESIMPULAN Dari hasil perhitungan program Plaxis dan Geoslope, didapatkan hasil safety factor sebagai berikut. Lokasi Ruas B1 Konfigurasi Drying- Wetting Elevasi Muka Air dr dasar sungai (m) SF Tanah Natural SF Tanah Natural + Kapur SF Tanah Natural + Fly ash SF Tanah Natural + Biobakteri Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope 1 8 0.9703 1.201 1.1683 2.348 1.0842 1.443 1.1008 1.466 2 7.5 1.0087 1.271 1.1734 2.429 1.0935 1.521 1.1083 1.543 3 7 1.0148 1.335 1.1805 2.542 1.108 1.617 1.1225 1.638 4 6.5 1.0248 1.423 1.1909 3.019 1.1263 1.749 1.1362 1.784 5 6 1.0308 1.585 1.1997 3.022 1.1466 1.887 1.1514 2.073 6 5.5 1.0428 1.786 1.2092 3.025 1.1597 2.041 1.1644 2.377 7 5 1.0585 2.001 1.2187 3.031 1.1774 2.207 1.1732 2.735 8 4.5 1.0693 2.226 1.2334 3.041 1.1867 2.392 1.1787 3.013 9 4 1.0754 2.478 1.2434 3.048 1.1953 2.688 1.1848 3.015 10 3.5 1.082 2.732 1.2566 3.094 1.2017 3.005 1.1904 3.03
KESIMPULAN Dari hasil perhitungan program Plaxis dan Geoslope, didapatkan hasil safety factor sebagai berikut. Lokasi Ruas B2 Konfigurasi Drying- Wetting Elevasi Muka Air dr dasar sungai (m) SF Tanah Natural SF Tanah Natural + Kapur SF Tanah Natural + Fly ash SF Tanah Natural + Biobakteri Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope 1 13.5 0.9617 1.052 1.0589 1.401 1.0309 1.283 1.0106 1.171 2 13 0.8764 1.062 1.0654 1.422 1.0342 1.32 1.0128 1.222 3 12.5 0.8942 1.075 1.0691 1.422 1.0372 1.365 1.0206 1.256 4 12 0.9984 1.092 1.0729 1.427 1.0413 1.393 1.0269 1.305 5 11.5 1.0042 1.112 1.0784 1.442 1.0428 1.413 1.0359 1.372 6 11 1.0077 1.14 1.0846 1.455 1.0454 1.428 1.0402 1.385 7 10.5 1.0145 1.175 1.0906 1.473 1.0494 1.45 1.0427 1.401 8 10 1.0225 1.218 1.0976 1.472 1.054 1.465 1.044 1.411 9 9.5 1.0318 1.265 1.1064 1.503 1.0592 1.457 1.0469 1.429 10 9 1.0421 1.315 1.113 1.503 1.0649 1.434 1.051 1.473
KESIMPULAN Dari hasil perhitungan manual dengan metode Fellenius, didapatkan hasil safety factor sebagai berikut. Lokasi Konfigurasi Drying- Wetting Elevasi Muka Air dr dasar sungai (m) SF Tanah Natural Metode Fellenius SF Tanah Natural Geo- Slope Lokasi Konfigurasi Drying- Wetting Elevasi Muka Air dr dasar sungai (m) SF Tanah Natural Metode Fellenius SF Tanah Natural Geo- Slope Ruas B1 1 8 1.826 1.201 2 7.5 1.944 1.271 3 7 2.079 1.335 4 6.5 2.821 1.423 5 6 3.589 1.585 6 5.5 4.256 1.786 7 5 5.031 2.001 8 4.5 5.941 2.226 9 4 6.038 2.478 10 3.5 2.580 2.732 Ruas B2 1 13.5 1.402 1.052 2 13 1.414 1.062 3 12.5 1.428 1.075 4 12 1.446 1.092 5 11.5 1.472 1.112 6 11 1.494 1.14 7 10.5 1.529 1.175 8 10 1.570 1.218 9 9.5 1.623 1.265 10 9 1.670 1.315
KESIMPULAN Dari hasil perhitungan Stabilitas Tanggul berdasarkan kecepatan arus didapatkan hasil sebagai berikut. Lokasi B1 h air dari dasar sungai (m) V * (m/detik) V aktual (m/detik) 8 0.028 0.35 7.5 0.027 0.45 7 0.026 0.27 6.5 0.025 0.3 6 0.024 0.11 5.5 0.023 0.11 5 0.022 0.11 4.5 0.021 0.18 4 0.020 0.18 3.5 0.019 0.11 Keterangan Lokasi B2 h air dari dasar sungai (m) V teoritis (m/detik) V * (m/detik) 13.5 0.169 0.036 13 0.171 0.036 12.5 0.168 0.035 12 0.170 0.034 11.5 0.166 0.034 11 0.161 0.033 10.5 0.155 0.032 10 0.149 0.031 9.5 0.143 0.031 9 0.136 0.030 Keterangan
SEKIAN TERIMA KASIH