analisis stabilitas timbunan badan jalan pada …konteks.id/p/03-034.pdf · plaxis versi 8,20...

8
Konferensi Nasional Teknik Sipil 3 (KoNTekS 3) Jakarta, 6 – 7 Mei 2009 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta I - 179 ANALISIS STABILITAS TIMBUNAN BADAN JALAN PADA DESAIN JALAN LINGKAR UTARA KOTA LANGSA NANGROE ACEH DARUSSALAM Edy Purwanto Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia E-mail: [email protected] ABSTRAK Pembangunan jalan lingkar utara kota Langsa, propinsi NAD mempunyai peranan sangat strategis dalam mendukung, mendorong dan menunjang segala aspek kehidupan. Struktur jalan rencananya dibangun di atas tanah lunak, sehingga badan jalan harus diurug kurang lebih 3 meter dari muka tanah asli. Analisis stabilitas lereng untuk timbunan badan jalan dilakukan dengan cara menghitung angka aman lereng menggunakan teori tegangan geser datar (shear plane strain theory) dengan alat bantu Software Plaxis version 8,20 Professional. Hasil kajian menunjukan angka aman SF = 1,0212 untuk kondisi normal, sedangkan bila terjadi pasang surut angka aman SF = 1,2080, sehingga urugan badan jalan aman terhadap bahaya kelongsoran. Kata-kata kunci : Stabilitas lereng, Urugan, Tanah lunak, Angka aman, Program Plaxis 1. LATAR BELAKANG Jalan merupakan prasarana transportasi yang sangat dibutuhkan untuk melakukan mobilitas keseharian sehingga volume kendaraan yang melewati suatu ruas jalan mempengaruhi kapasitas dan kemampuang dukungnya. Kekuatan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat ditentukan oleh sifat-sifat daya dukung tanah dasar. Tanah dasar merupakan fondasi bagi perkerasan jalan yang terletak pada jalur lalu lintas maupun bahu. Dengan demikian tanah dasar merupakan konstruksi terakhir yang menerima beban kendaraan yang disalurkan oleh perkerasan. Tanah dasar dapat terdiri atas tanah asli atau tanah timbunan yang dipadatkan harus mempunyai kestabilan akibat pengaruh beban kendaran dan pengaruh lingkungan. Masalah daya dukung tanah dasar (subgrade) merupakan masalah yang paling sering dijumpai pada tanah berbutir halus yang basah dan jenuh air serta sangat peka terhadap gangguan (remoulding). Secara geologi rencana trase jalan lingkar utara kota Langsa NAD dibangun di atas tanah dasar lunak, di daerah rawa-rawa dengan kondisi permukaan tanah dasar relatif horizontal/datar serta selalu tergenang air. Kondisi tanah dasar yang demikian, sangat mungkin terjadinya deformasi dalam jangka waktu tertentu yang nantinya akan berpengaruh terhadap stabilitas struktur jalan. Untuk memenuhi desain alinyement vertical dan horisontal perencanaan jalan tersebut, maka badan jalan harus dilakukan penimbunan/urugan tanah di atas tanah dasar/asli untuk sepanjang rencana trase jalan. Tinggi timbunan bervariasi mulai dari ketinggian satu meter hingga tiga meter. Materi timbunan diambilkan dari tiga quarry yang terletak di sekitar proyek jalan yaitu daerah Aramiyah, Kebun Ireng dan Bukit Kemuning. Alasan lain, kondisi/keadaan di lapangan dimana pasang surut air laut sering terjadi hingga mencapai ketinggian kurang lebih dua meter dari muka tanah asli, trase jalan banyak bersimpangan dengan sungai, baik sungai besar maupun sungai kecil, dan sungai tersebut digunakan masyarakat untuk sarana transportasi. Urugan badan jalan yang relative tinggi hingga mencapai ketinggian tiga meter dari muka tanah dasar setempat serta menggunakan tanah dari lokasi sekitar proyek yang tanahnya berupa tanah berbutir halus, maka perlu dilakukan kajian/analisis stabilitas lereng pada badan jalan tersebut. 2. ANALISIS STABILITAS LERENG Stabilitas lereng merupakan salah satu aspek penting dalam analisis dan desain geoteknik. Untuk dapat melakukan analisis stabilitas lereng dengan baik, maka perlu diketahui dan dipahami metoda analisis stabilitas lereng. Analisis stabilitas lereng ini memerlukan pemahaman mengenai cara perhitungan lereng secara mekanika serta penguasaan terhadap pemilihan parameter-parameter tahanan geser tanah yang bersesuaian dengan kondisi-kondisi yang ada pada lereng tersebut. Kondisi-kondisi yang perlu diperhatikan dalam analisis stabilitas lereng antara lain adalah : geometri lereng, lapisan tanah, komposisi dan karakteristik masing-masing lapisan tanah, kondisi pembebanan dan

Upload: duongtuyen

Post on 06-Feb-2018

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Konferensi Nasional Teknik Sipil 3 (KoNTekS 3) Jakarta, 6 – 7 Mei 2009

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta I - 179

ANALISIS STABILITAS TIMBUNAN BADAN JALAN PADA DESAIN JALAN LINGKAR UTARA KOTA LANGSA

NANGROE ACEH DARUSSALAM

Edy Purwanto

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia E-mail: [email protected]

ABSTRAK Pembangunan jalan lingkar utara kota Langsa, propinsi NAD mempunyai peranan sangat strategis dalam mendukung, mendorong dan menunjang segala aspek kehidupan. Struktur jalan rencananya dibangun di atas tanah lunak, sehingga badan jalan harus diurug kurang lebih 3 meter dari muka tanah asli. Analisis stabilitas lereng untuk timbunan badan jalan dilakukan dengan cara menghitung angka aman lereng menggunakan teori tegangan geser datar (shear plane strain theory) dengan alat bantu Software Plaxis version 8,20 Professional. Hasil kajian menunjukan angka aman SF = 1,0212 untuk kondisi normal, sedangkan bila terjadi pasang surut angka aman SF = 1,2080, sehingga urugan badan jalan aman terhadap bahaya kelongsoran.

Kata-kata kunci : Stabilitas lereng, Urugan, Tanah lunak, Angka aman, Program Plaxis

1. LATAR BELAKANG Jalan merupakan prasarana transportasi yang sangat dibutuhkan untuk melakukan mobilitas keseharian sehingga volume kendaraan yang melewati suatu ruas jalan mempengaruhi kapasitas dan kemampuang dukungnya. Kekuatan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat ditentukan oleh sifat-sifat daya dukung tanah dasar.

Tanah dasar merupakan fondasi bagi perkerasan jalan yang terletak pada jalur lalu lintas maupun bahu. Dengan demikian tanah dasar merupakan konstruksi terakhir yang menerima beban kendaraan yang disalurkan oleh perkerasan. Tanah dasar dapat terdiri atas tanah asli atau tanah timbunan yang dipadatkan harus mempunyai kestabilan akibat pengaruh beban kendaran dan pengaruh lingkungan. Masalah daya dukung tanah dasar (subgrade) merupakan masalah yang paling sering dijumpai pada tanah berbutir halus yang basah dan jenuh air serta sangat peka terhadap gangguan (remoulding).

Secara geologi rencana trase jalan lingkar utara kota Langsa NAD dibangun di atas tanah dasar lunak, di daerah rawa-rawa dengan kondisi permukaan tanah dasar relatif horizontal/datar serta selalu tergenang air. Kondisi tanah dasar yang demikian, sangat mungkin terjadinya deformasi dalam jangka waktu tertentu yang nantinya akan berpengaruh terhadap stabilitas struktur jalan.

Untuk memenuhi desain alinyement vertical dan horisontal perencanaan jalan tersebut, maka badan jalan harus dilakukan penimbunan/urugan tanah di atas tanah dasar/asli untuk sepanjang rencana trase jalan. Tinggi timbunan bervariasi mulai dari ketinggian satu meter hingga tiga meter. Materi timbunan diambilkan dari tiga quarry yang terletak di sekitar proyek jalan yaitu daerah Aramiyah, Kebun Ireng dan Bukit Kemuning. Alasan lain, kondisi/keadaan di lapangan dimana pasang surut air laut sering terjadi hingga mencapai ketinggian kurang lebih dua meter dari muka tanah asli, trase jalan banyak bersimpangan dengan sungai, baik sungai besar maupun sungai kecil, dan sungai tersebut digunakan masyarakat untuk sarana transportasi.

Urugan badan jalan yang relative tinggi hingga mencapai ketinggian tiga meter dari muka tanah dasar setempat serta menggunakan tanah dari lokasi sekitar proyek yang tanahnya berupa tanah berbutir halus, maka perlu dilakukan kajian/analisis stabilitas lereng pada badan jalan tersebut.

2. ANALISIS STABILITAS LERENG Stabilitas lereng merupakan salah satu aspek penting dalam analisis dan desain geoteknik. Untuk dapat melakukan analisis stabilitas lereng dengan baik, maka perlu diketahui dan dipahami metoda analisis stabilitas lereng. Analisis stabilitas lereng ini memerlukan pemahaman mengenai cara perhitungan lereng secara mekanika serta penguasaan terhadap pemilihan parameter-parameter tahanan geser tanah yang bersesuaian dengan kondisi-kondisi yang ada pada lereng tersebut. Kondisi-kondisi yang perlu diperhatikan dalam analisis stabilitas lereng antara lain adalah : geometri lereng, lapisan tanah, komposisi dan karakteristik masing-masing lapisan tanah, kondisi pembebanan dan

Edy Purwanto

I - 180 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

kecepatan pembebanan, kondisi tegangan awal, overconsolidation ratio, lintasan tegangan, kondisi muka air dan kondisi tekanan air pori atau drainasinya.

Analisis stabilitas lereng harus sesuai dengan kondisi-kondisi tertentu di lapangan yang dicerminkan dalam penggunaan parameter-parameter tahanan geser tanh yang representatif. Lokasi penyelidikan dilakukan dengan mengambil titik-titik penyelidikan yang tersebar di lokasi rencana pembangunan jalan lingkar utara kota Langsa, Kabupaten Langsa, Propinsi Nagroe Aceh Darusalam (NAD).

Makalah ini mempresentasikan bagian hasil kajian geoteknik pada perencanaan jalan lingkar utara kota Langsa Nangroe Aceh Darrusalam yang dilakukan oleh tim, terutama stabilitas timbunan badan jalan yang mencapai ketinggian kurang lebih 3 meter dari tanah dasar. Analisis stabilitas menggunakan alat bantu Software program Plaxis versi 8.20 Profesional.

Maksud dari analisis stabilitas lereng adalah untuk menentukan faktor aman dari bidang longsor potensial. Dalam menganalisis stabilitas lereng harus ditentukan terlebih dahulu angka keamanan yang dimungkinkan. Pada umumnya angka aman (SF) didefinisikan sebagai :

d

fSFττ

= (1.)

dimana :τf = kekuatan geser rata2 dari tanah, τd = tegangan geser rata2 yang bekerja sepanjang bidang longsor.

Faktor keamanan dalam perhitungan stabilitas lereng didapatkan dengan menghitung ratio kuat geser yang tersedia (total resisting forces) sepanjang suatu permukaan keruntuhan terhadap besarnya tegangan geser yang terjadi (total driving forces). Besarnya angka aman yang diperlukan untuk suatu analisis stabilitas lereng adalah lebih besar dari satu.

3. PEMILIHAN SHEAR STRENGTH TANAH DALAM ANALISIS STABILITAS LERENG 1. Konsep Tegangan Efektif

Suatu massa tanah jenuh air terdiri atas dua fase, yaitu soil skeleton dan pori diantara partikel tanah yang jenuh air. Tegangan yang diterima tanah akan ditahan oleh skeleton dan air pori. Soil skeleton dapat mentransfer tegangan normal dan geser pada titik kontak antar partikel sedangkan air pori hanya berupa tekanan hidrostatik yang sama kesegala arah. Tegangan yang ditahan oleh soil skeleton disebut tegangan efektif, dan tegangan hidrostatik dari air di dalam void disebut tekanan air pori.

Tahanan geser tanah akan ditentukan oleh besarnya tegangan di dalam tanah. Besarnya tegangan efektif, σ’, yang bekerja pada suatu bidang di dalam massa tanah didefinisikan sebagai :

u' −σ=σ (2.)

dimana : σ = besarnya tegangan total yang bekerja, u = tekanan air pori

2. Kriteria Keruntuhan MOHR – COULOMB

Kriteria keruntuhan yang dipakai dalam analisis stabilitas lereng adalah criteria keruntuhan Mohr – Coulomb. Kriteria keruntuhan Mohr - Coulomb dapat dituliskan konsisten dalam keadaan efektif sebagai :

c'tan.' +ϕσ=τ (3.)

dimana : t = tegangan geser pada bidang runtuh pada saat keruntuhan, σ’ = tegangan normal efektif pd bid.runtuh pd saat keruntuhan, ϕ’ = sudut gesek dalam dalam keadaan efektif, c = kohesi dari tanah

4. METODE PENELITIAN Penelitian dilaksanakan dengan melakukan penyelidikan di lapangan dan pengujian di laboratorium. Pengujian di lapangan berupa pengujian Sondir ( C.P.T.= Cone penetration Test) dan Boring sebanyak 8 titik yang tersebar di sepanjang rencana trase jalan, hingga kedalaman 20 meter di bawah muka tanah dasar, serta pengambilan sampel tanah untuk uji di laboratorium. Tanah sampel untuk urug badan jalan diambil dari tiga quarry yaitu Aramiyah, Kebun Ireng dan Bukit Kemuning. Pengujian di laboratorium bertujuan untuk mengetahui jenis dan sifat-sifat tanah baik untuk tanah dasar dan tanah untuk material timbunan badan jalan. Selanjutnya data yang diperoleh dari hasil

Analisis Stabilitas Timbunan Badan Jalan pada Desain Jalan Lingkar Utara Kota Langsa Nangroe Aceh Darussalam

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta I - 181

pengujian digunakan untuk melakukan simulasi/analisis stabilitas lereng badan jalan dengan bantuan software Plaxis version 8,20 Profesional dengan kondisi tanpa dan dengan terjadi pasang surut air laut.

Program PLAXIS Version 8,20 Profesional

Plaxis versi 8,20 Profesional adalah sebuah program software 32-bit, dioperasikan under Microsoft Windows. Program ini merupakan paket program elemen hingga untuk digunakan dalam analisis deformasi dan stabilitas dua/tiga dimensi dalam rekayasa geoteknik. Aplikasi geoteknik membutuhkan model konstitutif tingkat lanjut untuk memodelkan perilaku tanah maupun batuan yang non-linier, bergantung pada waktu serta anisotropis. Program ini dapat dieksekusi dengan tiga program yaitu DEFINE untuk mendefiniskan model, CALCULATION untuk menghitung dan analisis hasil dan CONTOUR untuk menampilkan hasil analisis.

Simulasi/analisis stabilitas lereng badan jalan digunakan beberapa anggapan sebagai berikut :

data tanah yang dipakai sebagai simulasi adalah hasil dari uji dari sample tanah

kelongsoran terjadi di sepanjang permukaan bidang longsor tertentu dan dianggap sebagai masalah dua dimensi

massa tanah yang longsor dianggap berupa benda yang massif

tahanan geser dari massa tanah pada setiap titik sepanjang bidang longsor tidak tergantung dari orientasi bidang permukaan longsoran, atau dengan kata lain kuat geser tanah dianggap isotropis

faktor aman didefinisikan dengan memperhatikan tegangan geser rerata sepanjang bidang longsor yang potensial dan kuat geser tanah rerata sepanjang permukaan longsoran. Jadi kuat geser tanah mungkin terlampaui di titik-titik tertentu pada bidang longsornya. Faktor aman hasil hitungan lebih besar 1,00.

5. HASIL PENYELIDIKAN

1. Hasil Pekerjaan Survei Lapangan

Hasil pekerjaan survey lapangan dapat diuraikan sebagai berikut:

1.1. Lokasi Jalan

Tanah yang diambil dari quarry Aramiyah akan digunakan untuk timbunan rencana badan jalan dari St. 0.00 s/d Km.5.00, tanah dari quarry Kebun Ireng digunakan untuk Km 5 sampai dengan Km 10.00 sedangkan dari Km 10.00 sampai dengan Km.14,60 diambilkan dari quarry Bukit Kemuning. Hal tersebut dilakukan dengan alasan jenis dan kualitas tanah dari ketiga quarry sama dan jarak lokasi quarry ke lokasi rencana pembangunan jalan yang relatif dekat sehingga dapat menekan biaya transportasi. Rencana lokasi jalan dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.

Gambar 1 : Ploting jalan dan lokasi titik pengukuran

1.2. Cone Penetration Test (CPT)

Secara garis besar hasil pengujian CPT di lokasi ini seperti berikut:

Antara kedalaman 0 – 10 m, pada umumnya nilai cone resistanse qc sebesar 0.2 – 0.6 MPa (fery soft to soft),

Edy Purwanto

I - 182 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Antara kedalaman 10 – 20 m, nilai qc sebesar 0,10 - 0.5 MPa (soft),

Antara kedalaman 15 – 20 m, nilai qc pada umumnya sekitar 0,40 MPa (medium to stiff), dan pada dua tempat pengujian didapat lapisan yang kondisinya very stiff,

Sampai kedalaman 20 m, di lokasi ini tidak dijumpai lapisan keras/padat dengan nilai cone resistance lebih besar dari 10 MPa.

Nilai cumulative friction Qf pada uji CPT ini secara garis besar adalah:

a) untuk kedalaman 10m bervariasi antara 25 sampai 125 kN/m;

b) untuk kedalaman 15m bervariasi antara 60 sampai 160 kN/m; meskipun di satu dua titik dimana kedalaman kurang dari 15m ada yang mencapai sampai lebih dari 250 kN/m.

c) untuk kedalaman 20m bervariasi antara 100 sampai 250 kN/m. meskipun di satu dua titik ada yang mencapai sampai lebih dari 1000 kN/m.

1.3. Boring

Hasil boring menunjukkan bahwa jenis tanah yang dominan sampai kedalaman 10m adalah sandy silt (lanau kepasiran mengandung lempung) yang kondisinya berlapis-lapis pada konsistensi very soft sampai soft, dengan warna dominan kuning keabu-abuan.

2. Hasil Pengujian di laboratorium

Pengujian di laboratorium dilakukan pada sample tanah dasar dan tanah untuk rencana timbunan badan jalan yang diambil dari 3 quarry, terdiri atas :

Pengujian gradasi ukuran butir untuk tanah asli diambil dari 8 titik lokasi sebanyak 48 sampel ( undisturbed sample) dari pemboran, dan tanah dari 3 quarry sebanyak 9 sampel sebagai bahan timbunan rencana jalan.

Pengujian batas-batas Atterberg sebanyak 48 sampel dan 9 sampel, sama seperti tersebut di atas;

Pengujian Berat Jenis sebanyak 48 sampel dan 9 sampel, sama seperti tersebut di atas;

- Pengujian Kadar Air sebanyak 48 sampel dan 9 sampel, sama seperti tersebut di atas;

Pengujian Triaxial metode CU (consolidated undrained) terhadap sampel, sama seperti tersebut di atas

Pengujian kepadatan Proctor standard sama seperti tersebut di atas

Pengujian Geser Langsung sebanyak 6 sampel dari undisturb sample untuk tanah dasar dan 18 sampel (9 undisturb dan 9 disturb) untuk bahan timbunan rencana jalan;

Pengujian konsolidasi dari 8 titik lokasi sebanyak 48 sampel (undisturbed sample) dan dari 3 quarry sebanyak 9 sampel.

Secara garis besar, hasil pengujian di laboratorium adalah sebagai berikut:

2.1. Tanah asli/dasar

Sebagian besar tanah dasar/asli jenis tanahnya adalah high/low compressibility sandy silt dengan symbol klasifikasi system Unified MH atau ML, dan ada sebagian yang bersifat organic OH dan gambut, Pt, atau bersimbol ganda.

Gradasi butiran tanah, pada umumnya di atas 50% dengan indeks plastis di atas 17%.

Berat volume tanah basah sekitar 1.90-2.06 gr/cm3, sedangkan berat volume keringnya sekitar 1,60 – 1,80 gr/cm3.

Hasil pengujian konsolidasi tanah, menunjukkan bahwa 6 dari 9 sampel yang diuji kondisinya normally consolidated dengan nilai indeks kompresi tanah berkisar antara 0.6 sampai 1.3, sedangkan yang 3 sampel bersifat overconsolidated dengan nilai OCR (overconsolidation ratio) sebesar sekitar 3,5.

Hasil pengujian triaksial CU, menunjukkan bahwa terhadap tegangan total, nilai sudut gesek internal φ berkisar antara 2,0 sampai 6,5o dan kohesi c antara 1 sampai 1,6 kN/m2, Dari 46 sampel yang diuji semuanya mempunyai kombinasi nilai φ dan c. Hasil pengujian pemadatan Proctor standar sebagian besar menunjukkan bahwa nilai kadar air optimumnya (OMC), sebesar 15 sampai 18%, sedangkan nilai maximum dry density (MDD), sebesar 1.65 sampai 1.78 gr/cm3.

Analisis Stabilitas Timbunan Badan Jalan pada Desain Jalan Lingkar Utara Kota Langsa Nangroe Aceh Darussalam

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta I - 183

2.2. Tanah yang berasal dari quarry.

Tanah termasuk jenis tanah lunak, lebih dari 80% lolos saringan nomor 200, high/low compressibility sandy silt dengan symbol klasifikasi system Unified MH atau ML, dan ada sebagian yang bersifat organic OH dan gambut, Pt, atau bersimbol ganda. Tanah dengan kuat geser yang kecil, dan indeks kompresinya yang besar. Berdasarkan uji Proctor standar didapatkan hasil kadar air optimumnya (OMC), sebesar 15 sampai 18%, sedangkan nilai maximum dry density (MDD), sebesar 1.65 sampai 1.78 gr/cm3. Selanjutnya hasil uji Proctor ini dipakai sebagai acuan dalam pelaksanaan dan pengujian lainnya.

Dalam pelaksanaan agar mencapai nilai CBR 8% (nilai CBR perencanaan) maka tanah timbunan harus dilakukan pemadatan yang sempurna sesuai prosedur pemadatan. Pemadatan dilakukan lapis demi lapis, maksimal setebal 30cm, dan merata menggunakan alat pemadat yang sesuai dan pada kondisi kadar air optimum. Setiap 200m2 harus dilakukan pengecekan hasil pemadatan tanah di lapangan sebelum lapisan di atasnya ditebarkan. Apabila kepadatan di lapangan belum mencapai kepadatan yang ditentukan maka dilakukan pemadatan ulang/kembali hingga mencapai kepadatan yang ditentukan. Pekerjaan pemadatan harus memenuhi persyaratan baik dari peralatan, bahan/material timbunan serta metode pemadatannya sesuai dengan standar yang berlaku pada pemadatan tanah badan jalan dari Direktorat Jendral Binamarga, Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia atau menurut standar AASHTO dan ASTM atau standar lain yang baku. Tanah timbunan badan jalan setelah dipadatkan harus dijaga bentuk dan topographinya dan dilindungi dari pengaruh air hujan dan beban kendaraan yang tidak diijinkan.Dari hasil pengujian bahwa tanah di lokasi rencana pembangunan jalan baik itu tanah dasar dan tanah dari 3 quarry, hampir seluruhnya berupa lanau sangat lunak, dengan nilai sondir sangat rendah, kuat gesernya yang kecil, dan indeks kompresinya yang besar.

3. Analisis Stabilitas Lereng

Analisis stabilitas lereng badan jalan dilakukan pada kondisi bila pasang surut air laut terjadi (tinggi genangan kurang lebih 2 meter) dan pada kondisi normal dimana tanah dasar terendam air laut setinggi kurang lebih 80 cm, dengan pembebanan sebagai berikut : beban lalu lintas sebesar 2,2 ton/m’. Kondisi tanah adalah :

a. Subgrade : Tanah lanau kepasiran :

CBR = 4%, GS = 2,65, Gamma saturated = 2,14 t/m3. c = 1,6 t/m2, φ = 10,140

b. Lapisan I : Tanah lanau kepasiran :

CBR = 8% , Gamma basah.= 1,64 t/m3. GS = 2,65, c = 1,3 t/m2, φ = 12,780

c. Lapisan II : : Tanah lanau kepasiran

CBR= 8%, Gamma saturated = 2,35 t/m3. GS = 2,65, c = 1,48 t/m2, φ = 11,200

Analisis dengan menggunakan Software Plaxis versi 8,20 Profesional dilakukan dengan mengambil dua kasus, dimana kasus 1 pada kondisi muka air laut normal, sedangkan Kasus 2 pada kondisi dimana air laut terjadi pasang hingga mencapai ketinggian dua meter dari muka tanah setempat. Hasil analisis dipresentasikan pada Gambar 2 sampai dengan Gambar 15 berikut.

Kasus 1 :

Timbunan setinggi 3 meter dengan 2 tahapan timbunan dimana permukaan tanah dasar terendam air setinggi 0,80m (SWL Normal) dan Q lalulintas 22 kN/m’seperti dipresentasikan pada Gambar 2. berikut.

Tanah Dasar : Lanau kepasiran terendam i

M.Air Laut

3.00m 7,50m 3.00m

1.00m

2.00m

20.00 20.00

Lapisan II

Lapisan I

SWL normal

0,80 m

Gambar 2 : Potongan melintang badan jalan

7.50m

Edy Purwanto

I - 184 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Gambar 3: Arah total displacements sebesar 41,05*10-3 m pada kondisi tanah dasar terendam air

Gambar 4: Total displacements sebesar 41,05*10-3 m pada kondisi tanah dasar terendam air

Gambar 9: Arah total displacements 131,08*10-3 m pada kondisi air pasang 2 meter dari permukaan tanah dasar

Gambar 10 :Total displacements 131,08*10-3 m pada kondisi air pasang 2 meter dari permukaan tanah dasar

Gambar 7 : Tegangan effektif -132,83 kN/m2 pada kondisi tanah dasar terendam air

Gambar 8 : Failure surface pada kondisi timbunan 3m dimana permukaan tanah dasar terendam air

Gambar 5: Tekanan air pori aktif -50 kN/m2 pada kondisi tanah dasar terendam air (Paktif = Psteady + Pexcess)

Gambar 6 : Tegangan total -182,41 kN/m2 pada kondisi tanah dasar terendam air

Analisis Stabilitas Timbunan Badan Jalan pada Desain Jalan Lingkar Utara Kota Langsa Nangroe Aceh Darussalam

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta I - 185

6. PEMBAHASAN Gambar 3 s/d 8 menunjukan hasil output program Plaxis untuk Kasus 1 ( Timbunan setinggi 3 meter, dimana permukaan tanah dasar terendam air laut setinggi 0,80m (SWL Normal), sedangkan Gambar 9 s/d 14 untuk Kasus 2 dimana pasang air laut mencapai ketinggian 2 meter dari muka tanah dasar. Gambar 1 s/d 13 menggambarkan arah pergerakan tegangan (tegangan total dan efektif) yang terjadi baik pada tanah dasar maupun pada badan jalan, arah total penurunan, tekanan air pori serta keruntuhan permukaan (failure surface) untuk kedua kasus tersebut di atas. Sedangkan Gambar 15 menunjukan perbandingan/perbedaan besaran nilai SF (security factors) yang didapat. Dengan nilai SF lebih besar dari satu maka stabilitas lereng pada badan jalan terpenuhi atau struktur badan jalan stabil/aman..

Prediksi Total Displacement

Kasus 1, Gambar 3 dan 4 menggambarkan arah dan total displacement yang terjadi sebesar 0,041 m. Arah distribusi tegangan yang menggambarkan pergerakan tanah terilhat terdistribusi relatif rata dari bagian atas hingga lapisan bawah dan terkonsentrasi pada daerah yang terletak di bawah beban atau perkerasan jalan. Sedangkan pada Kasus 2 (Gambar 9 dan 10) besarnya total penurunan 0,131m, nilainya lebih besar dan mobilisasi tegangan dari lapisan atas sampai lapisan bawah dengan kerapatan tegangan yang lebih rapat dibandingkan dengan Kasus 1.

Gambar 15 Safety factor untuk Kasus 1 dan 2

Gambar 11: Tekanan air pori aktif -69,13kN/m2 pada kondisi air pasang 2 meter dari permukaan tanah dasar

Gambar 12 : Tegangan total -192,68 kN/m2 pada kondisi air pasang 2 meter dari permukaan tanah dasar

Gambar 13 : Tegangan effektif -132,45 kN/m2 pada kondisi air pasang 2 meter dari permukaan tanah dasar

Gambar 14: Failure surface pada kondisi timbunan 3m dimana air pasang setinggi 2m dari permukaan tanah dasar

Edy Purwanto

I - 186 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Prediksi Tekanan air pori aktif

Gambar 5 menggambarkan arah dan tekanan air pori aktif yang terjadi sebesar 50 kN/m2 yang terjadi hanya pada lapisan tanah dasar saja. Sedangkan pada Kasus 2 (Gambar 11) besarnya tekanan air pori aktif sebesar 69,13 kN/m2 dan termobilisasi dari lapisan atas hingga lapisan bawah.

Prediksi Tegangan Total dan Efektif

Kasus 1, Gambar 6 dan 7 menggambarkan arah pergerakan tanah dan tegangan total sebesar 182,41kN/m2 dan tegangan efektif 132,83 kN/m2 dimana tegangan termobilisasi dari lapisan atas yang kurang begitu rapat dan menuju lapisan dasar lebih rapat. Kasus 2, Gambar 12 dan 13 menggambarkan arah pergerakan tanah dan tegangan total sebesar 192,68 kN/m2 dan tegangan efektif 132,45 kN/m2 dengan mobilisasi tegangan dari lapisan atas yang cukup rapat hingga lapisan bawah, dan kerapatan tegangan relatif lebih rapat dibandiungkan dengan Kasus 1.

Prediksi Failure Surface

Gambar 8 menunjukan daerah dan jenis keruntuhan yang terjadi pada badan jalan timbunan pada Kasus 1.. Daerah kelongsoran terjadi di tepi dan diluar perkerasan jalan hingga menyentuh bagian atas lapisan bawah. Sedangkan pada Kasus 2, Gambar 14 menujukan daerah kelongsoran yang lebih luas dibandingkan dengan kelongsoran yang terjadi pada Kasus 1.

Security Factors

Kasus 1, didapat Angka aman (SF) = 1,0212 sedangkan pada Kasus 2 didapat SF = 1,2080. Dari kedua kasus didapat nilai SF masih lebih besar dari 1,00 berarti struktur konstruksi badan jalan urugan stabilitasnya terpenuhi atau aman.

Berdasarkan analisis tersebut di atas, menujukan bahwa pasang air laut yang menggenangi badan jalan berpengaruh terhadap stabilitas struktur timbunan badan jalan, hal itu disebabkan karena pada waktu pelaksanaan penimbunan badan jalan tanah dasar sudah memadat. Agar konstruksi badan jalan tetap aman sepanjang masa pelayanan maka direkomendasikan bagian bahu jalan dipadatkan dengan baik dan sebagai counteweight, ditanami jenis pohon-pohonan yang mempunyai akar tunjang keras, dan batau dipasang proteksi berupa sheetpile pada beberapa bagian jalan yang dirasa penting untuk mencegah abrasi air laut pasang.

7. KESIMPULAN Dari kajian di atas dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Badan jalan lingkar Utara Kota Langsa, Nangroe Aceh Darusalam dapat menggunakan tanah dari quarry sebagai bahan timbunan dengan tinggi timbunan kurang lebih 3 meter.

2. Nilai angka aman didapat SF = 1,0212 untuk Kasus 1 dan SF = 1,2080 untuk Kasus 2 sehingga badan jalan aman terhadap bahaya kelongsoran.

DAFTAR PUSTAKA Abramson W.T. et all. (1996) Slope stability and stabilization methods. John Wiley & Sons, Inc. New York. Ambraseys,N.N.,(1974). Review of The Seismic Stability of the Borobudur Temple. Indonesia”, BPCP Report

CC/III/4/1974, Depdikbud RI, Jakarta Anonim, (2003), Annual book of ASTM standards. Baltimore, MD. USA. Anonim, (1998)Peta zona seismik untuk perencanaan bangunan air tahan Gempa”, Direktorat Jendral Pengairan,

Indonesia. Anonim, (2008) “Laporan penyelidikan tanah untuk proyek perencanaan jalan lingkar utara kota Langsa,

Nangroe Aceh Darusalam”, Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan teknik Sipil, FTSP-UII, Yogyakarta. Braja M.Das. (1984) ”Fundamentals of soil dynamic”, Elservier Science Publishing Co.Inc. New York, USA. Fani, K.P., dan Edy Purwanto ( 2004) “Stabilitas lereng candi Borobudur”, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil,

FTSP, UII., Yogyakarta. Peck R.B. (1967). “Stability of natural slopes. Journal of Soil Mechanics and Foundation Division”, ASCE. vol.93.

No.SM4., pp.403-417. Sampurno, (1969) “Penelitian tanah dasar candi Borobudur”, Proyek PELITA Depdikbud RI., Bandung. ________,( 1969) “Penelitian tanah dasar candi Borobudur”, Proyek PELITA Depdikbud RI., Bandung.