yayang haslika dasopang 14 0404 001

68
ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN DINDING PENAHAN TANAH DAN GEOGRID MENGGUNAKAN PLAXIS V.8.2 (STUDI KASUS: RUAS JALAN PROVINSI KM. 150 SIBUHUAN) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil Disusun Oleh : YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001 BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2018 Universitas Sumatera Utara

Upload: others

Post on 02-Oct-2021

2 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN

DINDING PENAHAN TANAH DAN GEOGRID

MENGGUNAKAN PLAXIS V.8.2 (STUDI KASUS: RUAS

JALAN PROVINSI KM. 150 – SIBUHUAN)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat

penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil

Disusun Oleh :

YAYANG HASLIKA DASOPANG

14 0404 001

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018

Universitas Sumatera Utara

Page 2: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

dengan judul “Analisa Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Dinding Penahan

Tanah dan Geogrid Menggunakan Plaxis V.8.2 (Studi Kasus: Ruas Jalan Provinsi

KM.150 – Sibuhuan)” untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan studi

serta dalam rangka memperoleh gelar Sarjana Teknik Strata Satu pada Program

Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Penghargaan dan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ibunda tercinta

Leli Sukenti, Ayahanda tercinta Hasian Negara Dasopang dan Adik yang

kusayangi Fathur Raja Dasopang serta seluruh keluarga yang telah mencurahkan

segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun materil. Semoga

Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia dan keberkahan di

dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada penulis.

Terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak,

sehingga pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati dan penuh rasa

hormat penulis menghaturkan terima kasih yang sebesar-besarnya bagi semua

pihak yang telah memberikan bantuan moril maupun materil baik langsung

maupun tidak langsung dalam penyusunan skripsi ini hingga selesai, terutama

kepada yang saya hormati:

1. Bapak Prof. Dr. Runtung, S.H.,M.Hum., selaku Rektor Universitas

Sumatera Utara.

2. Ibu Ir. Seri Maulina, M.Si.,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, S.T.,M.T.,Ph.D., selaku Ketua

Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Prof. Dr. Ir. St. Roesyanto, M.S.C.E., selaku koordinator sub

jurusan Geoteknik.

Universitas Sumatera Utara

Page 3: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

iv

5. Ibu Ika Puji Hastuty, S.T.,M.T., selaku pembimbing yang telah

membimbing dan memberi arahan penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

6. Bapak Prof. Dr. Ir. St. Roesyanto, M.S.C.E., selaku pembanding I yang

terlah memberi kritik dan saran yang membangun.

7. Bapak Ir. Rudi Iskandar, M.T., selaku pembanding II yang telah memberi

kritik dan saran yang membangun.

8. Seluruh dosen Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang

telah memberikan ilmu kepada saya.

9. Bapak Trio, bapak Roy dan bapak Jonner yang telah memberi informasi

dan masukan dalam pengolahan data.

10. Saudari – saudari sehati Wardatan Kaddihan, Suci Amalia dan Dian

Ariyanti yang selalu memberikan motivasi.

11. Teman – teman seperjuangan angkatan 2014 khususnya Octa, Anggi, Vivi,

Arya, Feranita dan Cindy yang telah banyak mendukung selama

perkuliahan.

12. Seluruh keluarga laboratorium Mekanika Tanah yang telah banyak

memberikan ilmu kepada saya.

13. Adik-adik 2017 khususnya Sheika dan Ivan yang telah banyak membantu

untuk kelancaran skripsi ini.

Akhirnya, Penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada semua pihak dan

apabila ada yang tidak tersebutkan Penulis mohon maaf, dengan besar harapan

semoga skripsi yang ditulis oleh Penulis ini dapat bermanfaat khususnya bagi

Penulis sendiri dan umumnya bagi pembaca. Bagi para pihak yang telah

membantu dalam penulisan skripsi ini semoga segala amal dan kebaikannya

mendapatkan balasan yang berlimpah dari Allah SWT, Aamiin.

Medan, Juli 2018

Yayang Haslika Dasopang

14 0404 001

Universitas Sumatera Utara

Page 4: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL DEPAN ..................................................................... i

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .................................................................................... iii

DAFTAR ISI ................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x

ABSTRAK ...................................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................... 4

1.7 Jadwal Penelitian ............................................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 6

2.1 Parameter Tanah ............................................................................. 6

2.1.1 Klasifikasi Tanah dari Data Sondir ........................................ 7

2.1.2 Berat Isi................................................................................... 7

2.1.3 Modulus Young ....................................................................... 8

2.1.4 Poisson Ratio .......................................................................... 9

Universitas Sumatera Utara

Page 5: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

iv

2.1.5 Sudut Geser Dalam ................................................................. 10

2.1.6 Kohesi ..................................................................................... 10

2.1.7 Kekuatan Geser Tanah............................................................ 11

2.2 Kriteria Umum Tanah Timbunan .................................................... 11

2.3 Pemaatan Tanah Timbunan ............................................................ 13

2.4 Tekanan Tanah Lateral .................................................................... 13

2.4.1 Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam (At Rest) ..................... 13

2.4.2 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Menurut Rankine ................. 15

2.5 Stabilitas Lereng ............................................................................. 17

2.5.1 Upaya Stabilisasi Lereng..................................................... 18

2.5.2 Klasifikasi Tanah Longsor .................................................. 19

2.5.3 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng................................ 20

2.6 Faktor Penyebab Kelongsoran ......................................................... 22

2.6.1 Pengaruh Geologi ................................................................ 22

2.6.2 Pengaruh Topografi ............................................................. 23

2.6.3 Pengaruh Proses Cuaca ....................................................... 23

2.7 Geogrid ............................................................................................. 24

2.7.1 Jenis Geogrid ........................................................................ 28

2.7.1.1 Geogrid Uniaxial ..................................................... 28

2.7.1.2 Geogrid Biaxial........................................................ 29

2.7.1.3 Geogrid Triax .......................................................... 30

2.7.2 Kelebihan Pemakaian Geogrid ............................................. 30

Universitas Sumatera Utara

Page 6: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

v

2.7.3 Kekurangan Pemakaian Geogrid .......................................... 31

2.8 Dinding Penahan Tanah .................................................................... 31

2.8.1 Jenis Dinding Penahan Tanah .............................................. 32

2.8.1.1 Gravity Walls ........................................................... 33

2.8.1.2 In Situ atau Embedded Walls ................................... 34

2.8.1.3 Reinforced Soil Walls............................................... 35

2.8.1.4 Insitu Reinforcement ................................................ 35

2.9 Metode Elemen Hingga .................................................................... 35

2.10 Studi Literatur ................................................................................. 35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 38

3.1 Umum ............................................................................................. 38

3.2 Data Umum ..................................................................................... 38

3.3 Data Primer ...................................................................................... 38

3.4 Data Sekunder.................................................................................. 39

3.5 Data Teknik Geogrid dan Dinding Penahan Tanah ......................... 39

3.6 Denah Lokasi dan Potongan Melintang Pemasangan Proyek ......... 39

3.7 Metode Analisis ............................................................................... 40

3.8 Metode Perencanaan dengan Menggunakan MEH ......................... 40

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................. 47

4.1 Kondisi Awal Lereng....................................................................... 47

4.2 Kondisi Lereng dengan Pengerjaan Standar .................................... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 56

Universitas Sumatera Utara

Page 7: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

vi

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 56

5.2 Saran ................................................................................................ 56

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 53

LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

Page 8: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah dari Data Sondir .................................................. 7

Tabel 2.2 Korelasi Berat Jenis Tanah (γ) untuk Tanah non Kohesif dan

Kohesif .......................................................................................... 8

Tabel 2.3 Nilai Perkiraan Modulus Elastisitas Tanah ...................................... 9

Tabel 2.4 Nilai Perkiraan Angka Poisson Tanah ............................................ 10

Tabel 2.5 Hubungan Antara Sudut Geser dalam Dengan Jenis Tanah ............ 10

Tabel 2.6 Nilai Faktor Keamanan Untuk Perencanaan Lereng........................ 21

Tabel 3.1 Data Teknis Geogrid ........................................................................ 37

Universitas Sumatera Utara

Page 9: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Lokasi studi dilihat dari Google Earth Pro .................................. 2

Gambar 1.2 Longsor di ruas jalan provinsi KM.150 – Sibuhuan .................... 2

Gambar 2.1 Hubungan antar fase tanah ........................................................... 6

Gambar 2.2 Distribusi tekanan tanah dalam keadaan diam (at rest) pada

dinding penahan .......................................................................... 14

Gambar 2.3 Grafik hubungan pergerakan dinding penahan dan tekanan

tanah ............................................................................................ 15

Gambar 2.4 Grafik hubungan antara angka stabilitas dengan sudut

kemiringan lereng, Ø > 0 ............................................................ 22

Gambar 2.5 Jenis-jenis geosintetik .................................................................. 26

Gambar 2.6 Geogrid uniaxial ........................................................................... 28

Gambar 2.7 Geogrid biaxial ............................................................................ 29

Gambar 2.8 Geogrid triax ................................................................................ 30

Gambar 3.1 Potongan melintang pemasangan dinding penahan tanah dan

geogrid ........................................................................................ 40

Gambar 3.2 Detail penulangan dinding penahan tanah pondasi tapak ............ 40

Gambar 3.3 Bagan alir penelitian..................................................................... 46

Gambar 4.1 Model penampang melintang lereng ............................................ 47

Gambar 4.2 Tahapan perhitungan menggunakan Plaxis 2D ............................ 48

Gambar 4.3 Tahapan perhitungan Safety Factor asli lereng ............................ 48

Gambar 4.4 Potongan melintang tipikal perkuatan .......................................... 49

Gambar 4.5 Pemodelan proses penggalian selama 7 hari ................................ 50

Universitas Sumatera Utara

Page 10: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

xi

Gambar 4.6 Pemodelan proses pemasangan dinding penahan tanah selama

30 hari ......................................................................................... 51

Gambar 4.7 Pemodelan proses penimbunan dan pemasangan geogrid

selama 40 hari ........................................................................... 51

Gambar 4.8 Pemodelan proses counterweight selama 4 hari ........................... 52

Gambar 4.9 Tahapan perhitungan dengan Plaxis 2D....................................... 52

Gambar 4.10 Kondisi displacement dengan perkuatan .................................... 53

Gambar 4.11 Safety factor dengan menggunakan perkuatan ........................... 53

Gambar 4.12 Tahapan Perhitungan .................................................................. 54

Gambar 4.13 Safety factor sebelum counterweight ......................................... 55

Universitas Sumatera Utara

Page 11: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

xii

ABSTRAK

Lereng adalah kenampakan permukaan alam yang memiliki beda tinggi.

Stabilitas lereng berkaitan dengan longsor yang merupakan proses perpindahan

massa tanah dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah. Pada kasus di

Ruas Jalan Sibuhuan KM. 150 Kabupaten Padang Lawas Utara Provinsi Sumatera

Utara mengalami kelongsoran sampai memakan sebagian bahu jalan. Maka tujuan

dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui safety factor dari keadaan

lereng sebelum dan setelah diberi perkuatan.

Dalam tugas akhir ini stabilitas lereng dianalisis dengan 2 kondisi, yaitu

kondisi awal sebelum menggunakan perkuatan dan kondisi menggunakan

perkuatan yang sedang dikerjakan dilapangan menggunakan dinding penahan

tanah dan geogrid. Kedua kondisi ini dibandingkan dengan menggunakan Metode

Elemen Hingga atau Plaxis 2D V.8.

Dari hasil perhitungan didapat nilai safety factor pada kondisi awal adalah

sebesar 1,26. Nilai safety factor pada kondisi lereng dengan menggunakan

perkuatan dinding penahan tanah dan geogrid adalah 2,75.

Maka dapat disimpulkan bahwa lereng menjadi stabil jika diberi perkuatan

dinding penahan tanah dan geogrid dengan adanya kenaikan safety factor.

(2,75>1,26)

Kata kunci: stabilitas lereng, safety factor, dinding penahan tanah, geogrid, plaxis

Universitas Sumatera Utara

Page 12: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Lereng adalah kenampakan permukaan alam yang memiliki beda tinggi.

Apabila beda tinggi dua tempat tersebut dibandingkan dengan jarak lurus

mendatar, akan diperoleh besarnya kelerengan (slope). Lereng ini biasanya

terbentuk karena adanya aktivitas alami dari bumi ataupun dibuat oleh manusia.

Lereng memiliki parameter topografi yang terbagi dalam dua bagian, yaitu

kemiringan lereng dan beda tinggi relief. 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 lebih rendah.

Pergerakan tanah ini terjadi karena perubahan keseimbangan daya dukung tanah

dan akan berhenti setelah mencapai keseimbangan baru. Secara umum faktor yang

menyebabkan ketidakstabilan lereng ada dua yaitu faktor internal dan eksternal.

Faktor internal adalah faktor yang berasal dari tubuh lereng seperti material tanah

pembentuk lereng, muka air tanah, kemiringan lereng, retakan pada lereng,

pelapukan tanah, dan aktivitas geologi dari lereng untuk lereng alami. Sedangkan

faktor eksternal adalah faktor yang berasal dari luar seperti infiltrasi air hujan,

aktivitas manusia, keberadaan vegetasi, rayapan lereng, dan gempa.

Pengertian tanah longsor sebagai respon dari pada yang merupakan faktor

utama dalam proses geomorfologi akan terjadi di mana saja di atas permukaan

bumi, terutama permukaan relief pegunungan yang berlereng terjal, maupun

permukaan lereng bawah laut. Tanah longsor didefinisikan sebagai tanah batuan

atau tanah di atas lereng permukaan yang bergerak ke arah bawah lereng bumi

disebabkan oleh gravitasi / gaya berat. Longsoran umumnya terjadi jika tanah

sudah tidak mampu menahan berat lapisan tanah di atasnya karena ada

penambahan beban pada permukaan lereng dan berkurangnya daya ikat antara

butiran tanah relief.

Kelongsoran tanah merupakan salah satu yang paling sering terjadi pada

bidang Geoteknik akibat meningkatnya tegangan geser suatu massa tanah atau

Universitas Sumatera Utara

Page 13: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

2

menurunnya kekuatan geser suatu massa tanah. Dengan kata lain, kekuatan geser

dari suatu massa tanah tidak mampu memikul beban kerja yang terjadi. Gangguan

terhadap stabilitas lereng dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan manusia

maupun kondisi alam. Lereng yang tidak stabil sangatlah berbahaya terhadap

lingkungan sekitarnya, oleh sebab itu analisis stabilitas lereng sangat diperlukan.

Hujan deras yang secara konstan mengguyur wilayah Sibuhuan

mengakibatkan jurang di tepi ruas jalan Sibuhuan KM. 150 mengalami

kelongsoran dan mengikis sebagian bahu jalan. Ruas jalan Sibuhuan ini memiliki

kondisi geografis yang terdiri dari perbukitan serta terdapat lereng dan jurang

yang cukup tinggi, curam yang rawan mengalami kelongsoran sehingga

diperlukan pencegahan untuk mengurangi kelongsoran yang sering terjadi di titik

tersebut.

Gambar 1.1 Lokasi studi dilihat dari Google Earth Pro

Gambar 1.2. Longsor di ruas jalan provinsi KM.150 – Sibuhuan

Universitas Sumatera Utara

Page 14: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

3

Pada kasus di Ruas Jalan Sibuhuan KM. 150 Kabupaten Padang Lawas

Utara Provinsi Sumatera Utara mengalami kelongsoran sampai memakan

sebagian bahu jalan. Pada Tugas Akhir ini cara yang dilakukan untuk mengatasi

masalah ini adalah dengan menggunakan geogrid dan dinding penahan tanah

dengan metode elemen hingga.

1.2 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, sebagai

berikut:

1. Untuk mengetahui faktor-faktor terjadinya kelongsoran lereng

2. Bagaimana nilai faktor keamanan lereng jika menggunakan geogrid dan

dinding penahan tanah?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah:

1. Analisis stabilitas lereng pada kondisi awal sebelum menggunakan geogrid

dan dinding penahan tanah.

2. Analisis stabilitas lereng setelah menggunakan dinding penahan tanah dan

geogrid.

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Lokasi penelitian terletak di Ruas Jalan Provinsi KM. 150 - Sibuhuan

2. Tidak memperhitungkan gaya gempa.

3. Badan jalan dan saluran drainase di daerah penelitian tidak turut

dimodelkan.

4. Metode yang dilakukan untuk menganalisa stabilitas lereng menggunakan

metode elemen hingga program Plaxis versi 8.

5. Tidak membahas biaya pada pengerjaan proyek.

6. Dalam Tugas Akhir ini tidak dilakukan analisis menggunakan rumus

empiris.

Universitas Sumatera Utara

Page 15: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

4

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian ini antara lain:

1. Sebagai referensi mahasiswa yang akan membahas tugas akhir dengan

topik yang sama.

2. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal-hal yang

dibahas dalam laporan tugas akhir.

1.6 Sistematika Penulisan

Rancangan sistematika penulisan secara keseluruhan pada tugas akhir ini

terdiri dari 6 (enam) bab, uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut:

1. Bab I : Pendahuluan

Bab ini berisi tentang latar belakang penulisan, tujuan, pembatasan

masalah, dan sistematika penulisan.

2. Bab II : Tinjauan Pustaka

Bab ini mencakup teori dasar, rumus dan segala sesuatu yang

berhubungan dengan topik yang dibahas.

3. Bab III : Metodologi Penelitian

Berisikan data-data yang terkait dengan daerah studi yang menjadi

daerah penelitian. Bab ini juga menguraikan hasil analisis dari metode

yang dipergunakan dan perhitungan-perhitungan yang terkait untuk

pekerjaan penyelidikan tanah.

4. Bab IV : Analisis dan Pembahasan

Bab ini menampilkan analisis stabilitas lereng awal sebelum

perkuatan dan analisis stabilitas lereng menggunakan perkuatan geogrid

dan dinding penahan tanah dengan menggunakan metode elemen hingga

program Plaxis versi 8.2

5. Bab V : Kesimpulan dan Saran

Bab ini menampilkan rangkuman dari pembahasan dan

memberikan kesimpulan dari studi kasus pada laporan Tugas Akhir ini.

Universitas Sumatera Utara

Page 16: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

5

1.7 Jadwal Penelitian

No Kegiatan Februari Maret April Mei Juni Juli

1 Studi

Literatur

2

Pengumpulan

Data Primer

dan Sekunder

3 Penulisan

Proposal TA

4 Revisi

Proposal TA

5 Penyusunan

TA

6

Pendaftaran

Seminar Hasil

TA

7 Seminar Hasil

TA

8 Revisi TA

9 Pendaftaran

Sidang TA

10 Sidang TA

Universitas Sumatera Utara

Page 17: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Parameter Tanah

Dalam mendesain bangunan geoteknik, diperlukan data tanah yang dapat

menunjukkan kondisi tanah di lapangan. Data yang diperlukan dapat berupa data

pengujian di laboratorium dan data hasil pengujian di lapangan. Pengambilan

sampel tanah dan pengujian laboratorium tidak dilakukan pada seluruh lokasi

melainkan di tempat-tempat yang memungkinkan dianggap mewakili lokasi

sebenarnya.

Kelengkapan data dalam penyelidikan lapangan, menentukan akurasi dalam

perencanaan, tetapi tidak semua data dapat diperoleh dengan lengkap. Hal terkait

dengan masalah biaya pengambilan sampel atau kendala non teknis yang terjadi di

lapangan. Oleh karena itu, perencana harus dapat mengambil asumsi yang dapat

dipertanggung jawabkan dengan nilai kesalahan yang minimal. Asumsi tersebut

diperoleh dari korelasi empiris yang telah dilakukan oleh ahli-ahli geoteknik yang

mengacu pada pamahaman mekanika tanah yang baik.

Secara umum elemen tanah mempunyai 3 (tiga) fase, yaitu butiran padat, air

dan udara. Pemahaman mengenai komposisi tanah diperlukan untuk mengambil

keputusan dalam memperoleh parameter tanah. Berdasarkan ketiga fase tersebut,

diperoleh hubungan antara volume dengan berat seperti terlihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Hubungan antar fase tanah

Universitas Sumatera Utara

Page 18: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

7

Hubungan volume yang umum digunakan untuk suatu elemen tanah

adalah angka pori (void ratio), porositas (porosity), derajat kejenuhan (degree of

saturation), sedangkan untuk hubungan berat digunakan istilah kadar air (water

content), dan berat volume (unit weight).

2.1.1. Klasifikasi Tanah dari Data Sondir

Data tekanan conus ( qc ) dan hambatan pelekat ( fs ) yang didapatkan dari

hasil pengujian sondir dapat digunakan untuk menentukan jenis tanah seperti yang

ditunjukkan dalam Tabel 2.1:

Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah dari Data Sondir (Braja M. Das, 1995)

Hasil Sondir Klasifikasi

qc Fs

6,0 0,15 - 0,40 Humus, lempung sangat lunak

6,0 - 10,0 0,20 Pasir kelanauan lepas, pasir sangat lepas

0,20 - 0,60 Lempung lembek, lempung kelanauan lembek

10,0 - 30,0

0,10 Kerikil lepas

0,10 - 0,40 Pasir lepas

0,40 - 0,80 Lempung atau lempung kelanauan

0,80 - 2,00 Lempung agak kenyal

30 - 60 1,50 Pasir kelanauan, pasir agak padat

1,0 - 3,0 Lempung atau lempung kelanauan kenyal

60 - 150

1,0 Kerikil kepasiran lepas

1,0 - 3,0 Pasir padat, pasir kelanauan atau lempung padat dan

lempung kelanauan

3,0 Lempung kekerikilan kenyal

150 - 300 1,0 - 2,0 Pasir padat, pasir kekerikilan, pasir kasar pasir, pasir

kelanauan sangat padat

2.1.2. Berat Isi (ɣsat dan ɣunsat)

Berat volume atau berat isi (ɣ) merupakan berat tanah persatuan

volume,

maka: γ = 𝑩𝒆𝒓𝒂𝒕 (𝒘)

𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 (𝒗) (2.1)

Universitas Sumatera Utara

Page 19: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

8

Korelasi untuk menentukan berat jenis tanah (ɣ) dan berat jenis tanah

jenuh (ɣsat) pada tanah kohesif dan non kohesif dapat dilihat pada tabel 2.2:

Tabel 2.2 Korelasi berat jenis tanah (γ) untuk tanah non kohesif dan kohesif.

(Whitman, 1962)

Cohesionless Soil

N 0 - 10 11 - 30 31 - 50 > 50

Unit

Weight

γ, kN/m³

12 - 16 14 - 18 16 - 20 18 - 23

Angle of

Friction, ɸ 25 - 32 28 - 36 30 - 40 > 35

State Loose Medium Dense Very Dense

Cohesive

N > 4 4 - 6 6 - 15 16 - 25 > 25

Unit

Weight

γ, kN/m³

14 - 18 16 - 18 16 - 18 16 - 20 > 20

qu, kPa < 25 20 - 50 30 - 60 40 - 200 > 100

State Very Soft Soft Medium Stiff Hard

2.1.3. Modulus Young

Nilai modulus young menunjukkan besarnya nilai elastisitas tanah

yang merupakan perbandingan antara tegangan yang terjadi terhadap regangan.

Nilai ini bisa didapatkan dari Traxial Test.

Dengan menggunakan data sondir, booring dan grafik triaksial dapat

digunakan untuk mencari besarnya nilai elastisitas tanah. Nilai yang dibutuhkan

adalah nilai qc atau cone resistance. Yaitu dengan menggunakan rumus :

E = 2.qc kg/cm² (2.2)

E = 3.qc (untuk pasir) (2.3)

E = 2. sampai 8.qc (untuk lempung) (2.4)

Universitas Sumatera Utara

Page 20: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

9

Nilai yang dibutuhkan adalah nilai N. Modulus elastisitas didekati dengan

menggunakan rumus :

E = 6 ( N + 5 ) k/ft² (untuk pasir berlempung) (2.5)

E = 10 ( N + 15 ) k/ft² (untuk pasir) (2.6)

Tabel 2.3 Nilai Perkiraan Modulus Elastisitas Tanah (Bowles, 1997)

Macam Tanah E (Kg/cm2)

Lempung

Sangat Lunak 3 – 30

Lunak 20 – 40

Sedang 45 – 90

Berpasir 300 – 425

Pasir

Berlanau 50 – 200

Tidak Padat 100 – 250

Padat 500 – 1000

Pasir dan Kerikil

Padat 800 – 2000

Tidak Padat 500 – 1400

Lanau 20 – 200

Loess 150 – 600

Cadas 1400 – 14000

2.1.4. Poisson Ratio

Nilai poisson ratio ditentukan sebagai rasio kompresi poros terhadap

regangan pemuaian lateral. Nilai poisson ratio dapat ditentukan berdasar jenis

tanah seperti yang terlihat pada Tabel 2.4 di bawah ini.

Universitas Sumatera Utara

Page 21: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

10

Tabel 2.4 Nilai Perkiraan Angka Poisson Tanah (Bowles, 1997)

Macam Tanah V (angka poisson tanah)

Lempung Jenuh 0,40 - 0,50

Lempung Tak Jenuh 0,10 - 0,30

Lempung Berpasir 0,20 - 0,30

Lanau 0,30 - 0,35

Pasir Padat 0,20 - 0,40

Pasir Kasar 0,15

Pasir Halus 0,25

Batu 0,10 - 0,40

Loess 0,10 - 0,30

2.1.5. Sudut Geser Dalam

Kekuatan geser dalam mempunyai variabel kohesi dan sudut geser dalam.

Sudut geser dalam bersamaan dengan kohesi menentukan ketahanan tanah akibat

tegangan yang bekerja berupa tekanan lateral tanah. Nilai ini juga didapatkan dari

pengukuran engineering properties tanah dengan Direct Shear Test. Hubungan

antara sudut geser dalam dan jenis tanah ditunjukkan pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Hubungan antara sudut geser dalam dengan jenis tanah

Jenis Tanah Sudut Geser Dalam (𝝓)

Kerikil Kepasiran 35°-40°

Kerikil kerakal 35°-40°

Pasir padat 35°-40°

Pasir lepas 30°

Lempung kelanauan 25°-30°

Lempung 20°-25°

2.1.6. Kohesi

Kohesi merupakan gaya tarik menarik antar partikel tanah. Bersama

dengan sudut geser dalam, kohesi merupakan parameter kuat geser tanah yang

Universitas Sumatera Utara

Page 22: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

11

menentukan ketahanan tanah terhadap deformasi akibat tegangan yang bekerja

pada tanah dalam hal ini berupa gerakan lateral tanah. Deformasi ini terjadi akibat

kombinasi keadaan kritis pada tegangan normal dan tegangan geser yang tidak

sesuai dengan faktor aman dari yang direncanakan. Nilai ini didapat dari

pengujian Direct Shear Test. Nilai kohesi secara empiris dapat ditentukan dari

data sondir (qc) yaitu sebagai berikut:

Kohesi ( c ) = qc/20 (2.7)

2.1.7. Kekuatan Geser Tanah

Kekuatan geser tanah diperlukan untuk menghitung daya dukung tanah

(bearing capacity), tegangan tanah terhadap dinding penahan (earth pressure)

dan kestabilan lereng. Kekuatan geser tanah dalam tugas akhir ini pada ruas

jalan Provinsi KM. 150 Sibuhuan menggunakan analisa Direct Shear Test.

Kekuatan geser tanah terdiri dari dua parameter, yaitu:

1. Bagian yang bersifat kohesi c yang tergantung dari macam

2. Bagian yang mempunyai sifat gesekan / frictional yang sebanding

dengan tegangan efektif (σ) yang bekerja pada bidang geser.

Kekuatan geser tanah dapat dihitung dengan rumus:

S = c + (σ – u) tan ø (2.8)

Dimana :

S = Kekuatan geser

σ = Tegangan total pada bidang geser

u = Tegangan air pori

c = Kohesi

ø =Sudut geser

2.2. Kriteria Umum tanah Timbunan

Sebelum melakukan desain, terlebih dahulu kita harus mengetahui nilai-

nilai berat volume (γ), kohesi (c), sudut geser dalam tanah (ø) (yang digunakan

dalam hitungan tekanan tanah lateral. Nilai-nilai c dan ø dapat ditentukan dari uji

Universitas Sumatera Utara

Page 23: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

12

geser dan tes triaksial. Tipe-tipe tanah timbunan tanah untuk dinding penahan

tanah menurut Terzaghi dan Peck (1948) adalah :

1) Tanah berbutir kasar, tanpa campuran partikel halus, sangat lolos air

(pasir bersih atau kerikil).

2) Tanah berbutir kasar dengan permeabilitas rendah karena tercampur

oleh partikel lanau.

3) Tanah residu (residual soil) dengan batu-batu, pasir berlanau halus dan

material berbutir dengan kandungan lempung yang cukup besar.

4) Lempung lunak atau sangat lunak, lanau organik, atau lempung

berlanau.

5) Lempung kaku atau sedang yang diletakkan dalam bongkahan-

bongkahan dan dicegah terhadap masuknya air hujan kedalam sela-

sela bongkahan tersebut saat hujan atau banjir. Jika kondisi ini tidak

dapat dipenuhi, maka lempung sebaiknya tidak dipakai untuk tanah

timbunan. Dengan bertambahnya kekakuan tanah lempung maka

bertambah pula bahaya ketidakstabilan dinding penahan akibat

infitrasi air yang bertambah dengan cepat.

Hal pertama yang dilakukan saat mendesain dinding penahan tanah adalah

menggunakan salah satu dari lima material di atas. Contoh 1 sampai 3 mempunyai

sudut geser dalam tanah dengan permeabilitas sedang, ditentukan dengan uji

triaksial drained, karena angka pori-pori tanah ini dapat menyesuaikan sendiri

selama melaksanakan pekerjaan. Penyesuaian butiran sering dengan berjalannya

waktu, akan mengurangi angka pori dan meningkatkan kuat geser dalam tanah.

Untuk perhitungan, kohesi untuk tanah timbunan jenis 1-3 sebaiknya diabaikan.

Untuk jenis 4 dan 5, nilai c dan ø ditentukan dari pengujian triaksial

undrained. Pengujian dilakukan pada contoh tanah dengan kepadatan dan kadar

air yang diusahakan sama seperti yang diharapkan terjadi di lapangan, pada waktu

tanah timbunan selesai diletakkan. Penggunaan tanah timbunan berupa tanah

lempung sebaiknya dihindari sebab tanah ini dapat berubah kondisinya sewaktu

pekerjaan telah selesai.

Universitas Sumatera Utara

Page 24: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

13

2.3. Pemadatan Tanah Timbunan

Proses pemadatan tanah timbunan harus dilakukan lapis per lapis. Untuk

menghindari kerusakan pada dinding penahan tanah dan tekanan tanah lateral

yang berlebihan, digunakan alat pemadat yang ringan. Sebab pemadatan yang

berlebihan dengan alat yang berat, akan menimbulkan tekanan tanah lateral yang

bahkan beberapa kali lebih besar dari pada tekanan yang ditimbulkan oleh tanah

pasir yang tidak padat. Jika memakai tanah lempung sebagai tanah timbunan

maka diperlukan pengontrolan yang sangat ketat. Bahkan walaupun timbunan

berubah tanah berbutir dengan penurunan yang kecil dan dapat ditoleransikan,

tanah timbunan harus dipadatkan lapis per lapis dengan ketebalan maksimum 22,5

cm. Pekerjaan pemadatan sebaiknya tidak membentuk permukaan miring, karena

akan menyebabkan pemisahan lapisan dan akan berdampak pada keruntuhan

potensial. Oleh karena itu sebaiknya dilakukan dengan permukaan tanah

horizontal.

2.4. Tekanan Tanah Lateral

Analisa tekanan tanah lateral digunakan untuk perencanaan dinding

penahan tanah. Tekanan tanah lateral adalah gaya yang ditimbulkan oleh akibat

dorongan tanah di belakang struktur penahan tanah. Besarnya tekanan lateral

sangat dipengaruhi oleh perubahan letak (displacement) dari dinding penahan dan

sifat-sifat tanahnya.

2.4.1 Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam (At-Rest)

Suatu elemen tanah yang terletak pada kedalaman tertentu akan terkena

tekanan arah vertikal (σv) dan tekanan arah horizontal (σh). σv dan σh masing-

masing merupakan tekanan aktif dan tekanan total, sementara itu tegangan geser

pada bidang tegak dan bidang datar diabaikan. Bila dinding penahan tanah dalam

keadaan diam, yaitu bila dinding tidak bergerak ke salah satu arah baik ke kanan

atau ke kiri dari posisi awal, maka masa tanah berada dalam keadaan

keseimbangan elastis (elastic equilibrium). Rasio tekanan arah horizontal dan

tekanan arah vertical dinamakan “koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam

(coefficient of earth pressure at rest)”. K0”, atau:

Universitas Sumatera Utara

Page 25: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

14

k0=σh

σv (2.9)

Dimana:

σv = γ.h

σv = γz

σh = k0 (γz)

Untuk tanah berbutir, koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam

diperkenalkan oleh Jaky (1994) :

k0 = 1 – sin θ (2.10)

Broker dan Jreland (1965) memperkenalkan harga K0 untuk lempung yang

terkonsolidasi normal (normally consolidated) :

k0 = 0,95 – sin θ (2.11)

Untuk tanah lempung terkonsolidasi normal (normally consolidated),

Alpan (1967) telah memperkenalkan persamaan empiris lain:

k0 = 0.19 + 0.233 log (PI) (2.12)

Dimana: PI = Indeks Plastis untuk tanah lempung yang terkonsolidasi

lebih (overconsolidated):

k0 (over consolidated) = k0 (normaly consolidated) √𝑂𝐶𝑅 (2.13)

Dimana: OCR = overconsolidation ratio

OCR = 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑎 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠𝑖

𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑘𝑎𝑙 𝑎𝑘𝑖𝑏𝑎𝑡 𝑙𝑎𝑝𝑖𝑠𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑛𝑎ℎ 𝑑𝑖𝑎𝑡𝑎𝑠𝑛𝑦𝑎

Maka gaya total per satuan lebar dinding (P0) seperti yang terlihat pada

Gambar 2.2 adalah sama dengan luas dari diagram tekanan tanah yang

bersangkutan,

Jadi: P0 = 1

2k0γH2 (2.14)

Universitas Sumatera Utara

Page 26: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

15

Gambar 2.2 Distribusi tekanan tanah dalam keadaan diam (at rest) pada dinding

penahan.

2.4.2. Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Menurut Rankine

Keseimbangan plastis (plastic equilibrium) di dalam tanah adalah suatu

keadaan yang menyebabkan tiap-tiap titik di dalam massa tanah menuju proses ke

suatu keadaan runtuh. Rankine (1857) menyelidiki keadaan tegangan di dalam

tanah yang berada pada kondisi keseimbangan plastis.

Gambar 2.3 Grafik hubungan pergerakan dinding penahan dan tekanan tanah

Kondisi Aktif

Tegangan-tegangan utama arah vertikal dan horisontal (total dan efektif)

pada elemen tanah di suatu kedalaman adalah berturut-turut σv dan σh. Apabila

dinding penahan tidak diijinkan bergerak sama sekali, maka σh= K0.σv. Kondisi

tegangan dalam elemen tanah tadi dapat diwakili oleh lingkaran berwarna kuning.

Universitas Sumatera Utara

Page 27: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

16

Akan tetapi, bila dinding penahan tanah diijinkan bergerak menjauhi massa tanah

di belakangnya secara perlahan – lahan, maka tegangan utama arah horizontal

akan berkurang secara terus – menerus. Pada suatu kondisi yakni kondisi

keseimbangan plastis, akan dicapai bila kondisi tegangan di dalam elemen tanah

dapat diwakili oleh lingkaran berwarna merah dan kelonggaran di dalam tanah

terjadi. Keadaan tersebut diatas dinamakan sebagai “kondisi aktif menurut

Rankine” (Rankine’s Active State); tekanan (σh’) yang terlingkar berwarna biru

merupakan “tekanan tanah aktif menurut Rankine” (Rankine’s Active Earth

Pressure).

Untuk tanah yang tidak berkohesi (cohessionless soil), c = 0, maka koefisien

tekanan aktifnya adalah:

𝐾𝑎 =1−sinθ

1+sinθ= 𝑡𝑎𝑛² (45 −

θ

2) (2.15)

[𝜎′h] aktif = Ka 𝜎′v

[𝜎′h] aktif = 𝜎′v 𝑡𝑎𝑛² (45 −θ

2)

Langkah yang sama dipakai untuk tanah yang berkohesi (cohesive soil),

perbedaannya adalah c ≠ 0, maka tegangan utama arah horizontal untuk kondisi

aktif adalah:

[𝜎′h] aktif = Ka 𝜎′v – 2C√𝐾𝑎 (2.16)

Kondisi Pasif

Keadaan tegangan awal pada suatu elemen tanah diwakili oleh lingkaran

Mohr berwarna kuning. Apabila dinding penahan tanah didorong secara perlahan

– lahan kearah masuk ke dalam massa tanah, maka tegangan utama σh akan

bertambah secara terus – menerus. Akhirnya kita akan mendapatkan suatu

keadaan yang menyebabkan kondisi tegangan tanah dapat diwakili oleh lingkaran

Mohr berwarna merah. Pada keadaan ini, keruntuhan tanah akan terjadi, disebut

kondisi pasif menurut Rankine (Rankine’s Passive state). Tegangan utama besar

(major principal stress) (σh), dinamakan tekanan tanah pasif menurut Rankine

(Rankine’s passive earth pressure).

Untuk tanah yang tidak berkohesi (cohesionless soil), c = 0, maka

koefisien tekanan pasifnya adalah:

Universitas Sumatera Utara

Page 28: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

17

𝐾𝑝 =1+sinθ

1−sinθ= 𝑡𝑎𝑛² (45 +

θ

2) (2.17)

[𝜎′h] pasif = Kp 𝜎′v

[𝜎′h] pasif = 𝜎′v 𝑡𝑎𝑛² (45 +θ

2)

Langkah yang sama dipakai untuk tanah yang berkohesi (cohesive soil),

perbedaannya adalah c ≠ 0, maka tegangan ut ama arah horizontal untuk kondisi

pasif adalah :

[𝜎′h] pasif = Ka 𝜎′v – 2C√𝐾𝑝 (2.18)

2.5. Stabilitas Lereng

Sebuah permukaan tanah yang terbuka yang berdiri membentuk sudut

tertentu terhadap horisontal disebut sebuah lereng tanpa perkuatan. Lereng dapat

terjadi secara ilmiah atau buatan manusia. Jika tanah tidak horisontal, suatu

komponen gravitasi akan cenderung untuk menggerakkan tanah ke bawah. Jika

komponen gravitasi cukup besar maka kegagalan lereng akan terjadi, yakni massa

tanah dapat meluncur jatuh. Gaya yang meluncurkan mempengaruhi ketahanan

dari kuat geser tanah sepanjang permukaan keruntuhan.

Seorang engineer sering diminta untuk membuat perhitungan untuk

memeriksa keamanan dari lereng alamiah, lereng galian, dan lereng timbunan.

Pemeriksaan ini termasuk menentukan kekuatan geser yang terbangun sepanjang

permukaan keruntuhan dan membedakannya dengan kekuatan geser tanah. Proses

ini disebut analisa stabilitas lereng. Permukaan keruntuhan itu biasanya adalah

permukaan kritis yang memiliki faktor keamanan minimum.

Analisa stabilitas lereng adalah hal yang sulit untuk dilakukan. Evaluasi

variabel - variabel seperti stratifikasi tanah dan parameter - parameter tanahnya

bisa menjadi suatu pekerjaan yang berat. Rembesan pada lereng dan pemilihan

suatu permukaan gelincir potensial menambah kompleksitas dari permasalahan

ini.

Pengertian tanah longsor sebagai respon dari pada yang merupakan faktor

utama dalam proses geomorfologi akan terjadi di mana saja di atas permukaan

Universitas Sumatera Utara

Page 29: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

18

bumi, terutama permukaan relief pegunungan yang berlereng terjal, maupun

permukaan lereng bawah laut. Tanah longsor didefinisikan sebagai tanah batuan

atau tanah di atas lereng permukaan yang bergerak ke arah bawah lereng bumi

disebabkan oleh gravitasi / gaya berat.

Di daerah yang beriklim tropis termasuk Indonesia, air hujan yang jatuh ke

atas permukaan tanah yang memicu gerakan material yang ada di atas permukaan

lereng. Material berupa tanah atau campuran tanah dan rombakan batuan akan

bergerak ke arah bawah lereng dengan cara air meresap kedalam celah pori batuan

atau tanah, sehingga menambah beban material permukaan lereng dan menekan

material tanah dan bongkah-bongkah perombakan batuan, selanjutnya memicu

lepas dan bergeraknya material bersama-sama dengan air.

2.5.1. Upaya Stabilisasi Lereng

Ada beberapa upaya dalam pengendalian kelongsoran pada suatu lereng,

diantaranya adalah :

1. Mengurangi beban di puncak lereng

• Pemangkasan lereng

• Pemotongan lereng atau cut biasanya digabungkan dengan

pengisian pengurugan atau fill di kaki lereng.

2. Menambah beban di kaki lereng

• Menanam tanaman keras (biasanya pertumbuhannya cukup lama).

• Membuat dinding penahan (bisa dilakukan dalam waktu yang

relatif cepat berupa dinding penahan atau retaining wall).

• Membuat bronjong, yaitu batu-batu bentuk menyudut diikat

dengan kawat dengan bentuk angular atau menyudut lebih kuat

dan tahan lama dibandingkan dengan bentuk bulat.

3. Mencegah lereng jenuh dengan air tanah atau mengurangi kenaikan

kadar air

• Membuat beberapa pengaliran air (dari bambu atau pipa paralon)

di kemiringan lereng dekat ke kaki lereng yang berguna supaya

muka air tanah yang naik di dalam tubuh lereng akan mengalir ke

luar sehingga muka air tanah turun.

Universitas Sumatera Utara

Page 30: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

19

• Menanam vegetasi dengan daun lebar di puncak-puncak lereng

sehingga evapotranspirasi meningkat. Air hujan yang jatuh akan

masuk ke tubuh lereng (infiltrasi).

• Peliputan rerumputan. Cara yang sama untuk mengurangi

pemasukan atau infiltrasi air hujan ke tubuh lereng, selain itu

peliputan rerumputan jika disertai dengan desain drainase juga

akan mengendalikan run-off.

4. Mengendalikan air permukaan

• Membuat desain drainase yang memadai sehingga air permukaan

dari puncak-puncak lereng dapat mengalir lancar dan infiltrasi

berkurang.

• Penanaman vegetasi dan peliputan rerumputan juga mengurangi

air larian (run-off) sehingga erosi permukaan dapat dikurangi.

2.5.2. Klasifikasi Tanah Longsor

Tanah longsor yang disesuaikan dengan dasar klasifikasi yang

dipergunakan masing-masing ahli, berikut ini dijelaskan nama-nama kelas

gerakan tanah yang umum dipakai (Ritter, 1986) :

1. Tanah Longsor tipe jatuhan (falls)

Tanah longsor tipe ini, material batuan atau tanah atau campuran

kedua-duanya bergerak dengan cara jatuh bebas karena gaya beratnya

sendiri. Proses tanah longsor semacam ini umumnya terjadi pada lereng

terjal , bisa dalam bentuk bongkah individual batuan berukuran besar atau

dalam bentuk guguran fragmen bongkah bercampur dengan bongkah-

bongkah yang berukuran lebih kecil.

2. Tanah Longsor tipe robohan (toples)

Gerakan massa tipe robohan hampir serupa dengan tanah longsor tipe

falls, pada tipe topples ini gerakannya dimulai dengan bagian paling atas

dari bongkah lepas dari batuan dari batuan induknya karena adanya cela

retakan pemisah, bongkah terdorong kedepan hingga tidak dapat

menahan bebannya sendiri.

Universitas Sumatera Utara

Page 31: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

20

3. Tanah Longsor tipe gelincir (slides)

Tanah longsor tipe gelincir adalah tanah longsor batuan atau tanah

atau campuran keduanya yang bergerak melalui bidang gelincir tertentu

yang bertindak sebagai bidang diskontinuitas berupa bidang perlapisan

batuan atau bidang patahan, bidang kekar, bidang batas pelapukan. Jika

bidang-bidang diskontinuitas tersebut sejajar dengan bidang perlapisan,

maka semakin besar peluang terjadinya tanah longsor.

2.5.3 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng

Faktor Keamanan (FS) lereng tanah dapat dihitung dengan berbagai

metode. Faktor Keamanan (FS) adalah nilai banding antara gaya yang menahan

dan gaya-yang menggerakkan. Data-data yang diperlukan dalam perhitungan nilai

faktor keamanan suatu lereng adalah :

a. Data lereng (terutama diperlukan untuk membuat penampang lereng.)

• Sudut kemiringan lereng

• Tinggi lereng atau panjang lereng dari kaki lereng ke puncak

lereng.

b. Data mekanika tanah

• Sudut geser dalam (Ø)

• Berat isi tanah (ɣ)

• Kohesi (c)

• Kadar air tanah (w)

Perumusan dalam perhitungan suatu faktor keamanan (FS) suatu lereng

adalah: FS = 𝜏𝑓

𝜏𝑑 (2.19)

Dimana: FS = Faktor Keamanan

𝜏𝑓 = Tegangan geser rata-rata tanah

𝜏𝑑 = Tegangan geser yang terjadi di sepanjang bidang

runtuh

Sedangkan nilai 𝜏𝑓 dan 𝜏𝑑 dari adalah:

𝜏𝑓=c’+σ’tan𝝓’ (2.20)

Universitas Sumatera Utara

Page 32: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

21

𝜏𝑑=c’d+σ’dtan𝝓’d (2.21)

Sehingga diperoleh persamaan baru yakni :

FS = 𝑐’+𝜎’𝑡𝑎𝑛𝜙’

𝑐’𝑑+𝜎’𝑑𝑡𝑎𝑛𝜙’𝑑 (2.22)

Faktor keamanan yang diperhitungkan juga ditinjau dari faktor keamanan

kohesi (Fc’) dan faktor keamanan friksi (F𝝓’). Membandingkan nilai Fc’ dan F𝝓’,

sehingga diperoleh:

Maka: FS = Fc’= F𝝓’

Faktor keamanan suatu lereng dapat dilihat dari Tabel 2.6 yang dibuat

sesuai dengan besar kestabilan suatu lereng.

Tabel 2.6 Nilai Faktor Keamanan Untuk Perencanaan Lereng

(Sosrodarsono , 2003)

Faktor Keamanan ( FS ) Keadaan Lereng

FS < 1,00 Lereng dalam kondisi tidak mantap (lereng labil)

1,00 < FS < 1,20 Lereng dalam kondisi kemantapan diragukan

1,30 < FS < 1,40 Lereng dalam kondisi memuaskan

1,50 < FS < 1,70 Lereng dalam kondisi mantap (lereng stabil)

Dalam perhitungan perhitungan nilai faktor keamanan suatu lereng dapat

dilakukan dengan berbagai cara diantaranya dengan metode grafik. Menurut

Taylor (1937), perhitungan faktor keamanan dapat dilakukan dengan menghitung

resultan gaya dari faktor keamanan kohesi (Fc’) dan faktor keamanan friksi (F𝝓’).

Angka stabilitas (m) diperoleh dari plot antara nilai sudut geser dalam tanah

dengan sudut kemiringan lereng yang ditinjau, atau dengan menggunakan

rumusan berupa:

m = 𝑐

𝛾𝐻 (2.23)

Dimana : m = angka stabilitas

c = kohesi tanah (kg/cm²)

Universitas Sumatera Utara

Page 33: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

22

ɣ= berat isi tanah (g/cm3)

H = tinggi lereng (m)

Gambar 2.4 menunjukkan grafik hubungan antara angka stabilitas dengan

sudut kemiringan lereng (Ø > 0). Dengan menggunakan metode Taylor (1970)

juga memberikan grafik untuk menentukan angka-angka keamanan (FS) untuk

bermacam-macam kemiringan lereng. Grafik tersebut ditunjukkan dalam Gambar

2.4.

Gambar 2.4 Grafik Hubungan antara Angka Stabilitas dengan Sudut Kemiringan

Lereng, Ø > 0 (Taylor, 1970)

2.6. Faktor Penyebab Kelongsoran

Beberapa faktor-faktor penyebab kelongsoran antara lain dapat

dipengaruhi oleh geologi, topografi, proses cuaca, perubahan struktur tanah dan

pengaruh air dalam tanah.

2.6.1 Pengaruh Geologi

Proses geologi dalam pembentukan lapisan-lapisan kulit bumi dengan cara

pengendapan sedimen ternyata memungkinkan terbentuknya sutau lapisan yang

Universitas Sumatera Utara

Page 34: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

23

potensial mengalami kelongsoran. Sebagai contoh adalah pembentukan lapisan

tanah sebagai berikut, sungai yang mengalirkan air ke laut membawa partikel-

partikel halus yang jumlahnya tergantung dari volume dan kecepatan alirannya,

kemudian partikel-partikel tersebut mengendap di dasar laut membentuk lapisan

tanah, dimana penyebaran pengendapannya bisa merata atau tidak merata

tergantung arus air laut. Karena pembentukan tiap lapisan terjadi maka dasar tiap

lapisan adalah air, yang bisa dilihat sering sekali sebagai lapisan tipis pada zona

pemisah antara lapisan lempung dan lanau kepasiran atau sebagai aliran laminer

pada lapisan pasir yang lebih permeabel.

Dengan keadaan demikian bila banyak air memasuki lapisan pasir tipis

sedangkan pengeluaran air sedikit sehingga keadaan lapisan menjadi jenuh, maka

tekanan air akan bertambah dan tekanan air inilah yang akan menyebabkan

kelongsoran. Berbeda bila air memasuki lapisan pasir tebal sehingga keadaan

lapisan tidak sepenuhnya jenuh air, maka lapisan tersebut bahkan bisa menjadi

drainase alamiah.

2.6.2 Pengaruh Topografi

Variasi bentuk permukaan bumi yang meliputi daerah pegunungan dan

lembah dengan sudut kemiringan permukaannya yang cenderung besar, maupun

daerah dataran rendah yang permukaannya cenderung datar, ternyata memiliki

peranan penting dalam menentukan kestabilan. Daerah dengan kemiringan besar

tentu lebih potensial mengalami kelongsoran dibanding daerah datar, sehingga

kasus kelongsoran sering ditemukan di daerah perbukitan atau pegunungan, dan

pada perbedaan galian atau timbunan yang memiliki sudut kemiringan lereng

yang besar. Kestabilan lereng terganggu akibat lereng yang terlalu terjal,

perlemahan pada kaki lereng dan tekanan yang berlebihan dari beban di kepala

lereng. Hal tersebut terjadi karena erosi air pada kaki lereng dan kegiatan

penimbunan atau pemotongan lereng yang dilakukan manusia.

2.6.3 Pengaruh Proses Cuaca

Perubahan temperatur, fluktuasi muka air tanah musiman, gaya gravitasi

dan relaksasi tegangan sejajar permukaan ditambah dengan proses oksidasi dan-

Universitas Sumatera Utara

Page 35: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

24

dekomposisi akan mengakibatkan suatu lapisan tanah kohesif yang secara lambat

laun tereduksi kekuatan gesernya terutama nilai kohesi (c) dan sudut geser

dalamnya (ø).

Pada tanah non kohesif misalnya lapisan pasir, bila terjadi getaran gempa,

mesin atau sumber getaran lainnya akan mengakibatkan lapisan tanah tersebut

ikut bergetar sehingga pori-pori lapisan akan terisi oleh air atau udara yang akan

meningkatkan tekanan dalam pori. Tekanan pori yang meningkat dengan spontan

dan sangat besar ini akan menyebabkan terjadinya likuifikasi atau pencairan

lapisan pasir sehingga kekuatan gesernya hilang.

2.7. Geogrid

Istilah Geosintetik berasal dari kata geo, yang berarti bumi atau dalam

dunia teknik sipil diartikan sebagai tanah pada umumnya, dan kata synthetic yang

berarti bahan buatan, dalam hal ini adalah bahan polimer. Bahan dasar geosintetik

merupakan hasil polimerisasi dari industri-industri kimia/minyak bumi

(Suryolelono, 1988) dengan sifat-sifat yang tahan terhadap senyawa-senyawa

kimia, pelapukan, keausan, sinar ultra violet dan mikro organisme. Polimer utama

yang digunakan untuk pembuatan geosintetik adalah Polyester (PS), Polyamide

(PM), Polypropylene (PP) dan Polyethylene (PE). Jadi istilah geosintetik secara

umum didefinisikan sebagai bahan polimer yang diaplikasikan di tanah.

Geotekstil adalah lembaran sintesis yang tipis, fleksibel, permeable yang

digunakan untuk stabilisasi dan perbaikan tanah dikaitkan dengan pekerjaan

teknik sipil. Pemanfaatan geotekstil merupakan cara modern dalam usaha untuk

perkuatan tanah lunak.

Beberapa fungi dari geotekstil yaitu:

1. Untuk perkuatan tanah lunak.

2. Untuk konstruksi teknik sipil yang mempunyai umur rencana cukup lama

dan mendukung beban yang besar seperti jalan rel dan dinding penahan

tanah.

Universitas Sumatera Utara

Page 36: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

25

3. Sebagai lapangan pemisah, penyaring, drainase dan sebagai lapisan

pelindung.

Geotextile dapat digunakan sebagai perkuatan timbunan tanah pada kasus:

1. Timbunan tanah diatas tanah lunak.

2. Timbunan diatas pondasi tiang.

3. Timbunan diatas tanah yang rawan subsidence.

Geogrid adalah Perkuatan sistem anyaman.Geogrid berupa lembaran

berongga dari bahan polymer. Pada umumnya sistem serat tikar banyak digunakan

untuk memperkuat badan timbunan pada jalan, lereng atau tanggul dan dinding

tegak. Mekanisme kekuatan perkuatan dapat meningkatkan kuat geser. Menurut

struktur dan fungsinya, geosintetik diklasifikasikan atas :

1. Geotekstil

2. Geogrid

3. Geonet

4. Geosintetik clay liner

5. Geokomposite

6. Geopipe

Teknologi Geosinteik telah berkembang menjadi salah satu pionir dalam

hal perkuatan tanah maupun timbunan di belakang dinding penahan. Karena

dalam prateknya, dinding penahan tanah banyak mengalami kegagalan seperti

rendahnya daya dukung tanah dasar, penurunan yang terlalu besar dalam jangka

waktu lama, kelongsoran dan gelincir serta sampai permasalahan akibat air tanah

pada timbunan di belakang dinding. Material geosintetik telah banyak digunakan

untuk mengatasi persoalan-persoalan tersebut. Salah satu kelebihannya adalah

sifatnya yang fleksibel sehingga memberikan ketahanan yang cukup terhadap

beban-beban yang ditanggungnya.

Universitas Sumatera Utara

Page 37: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

26

Gambar 2.5 Jenis-Jenis Geosintetik

Fungsi utama dari geosintetik adalah :

1. Filtrasi

Dengan adanya fungsi ini, air atau cairan dapat dengan mudah melewati

material geosintetik pada arah yang tegak lurus dengan bidang geosintetik

tersebut, namun butiran-butiran tanah tidak lolos. Geosintetik juga mencegah

berpindahnya tanah ke agregat drainase atau pipa saluran, ketika dilakukan

pengaturan aliran air pada tanah.

2. Drainase

Geosintetik digunakan sebagai media untuk pengaliran air searah bidang

geosintetik dengan membiarkan air mengalir melalui tanah yang mempunyai

permeability rendah. Untuk itu, diperlukan adanya koefisien transmissivity

(pengaliran searah bidang) yang cukup besar.

3. Pemisah

Geosintetik juga berfungsi untuk memisahkan dua jenis material/agregat

yang berbeda dalam karakteristik dan ukurannya misalnya antara material

Universitas Sumatera Utara

Page 38: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

27

timbunan dengan tanah dasar yang lunak. Melalui fungsi separasi ini,

diharapkan properti dan karakteristik material timbunan akan tetap terjaga.

4. Perkuatan

Material geosintetik menambah kuat tarik pada matriks tanah sehingga

menghasilkan material tanah yang lebih baik. Mengingat tanah mempunyai

kemampuan yang baik terhadap tekan dan lemah terhadap gaya tarik,

pemakaian geosintetik akan berperan memikul gaya tarik yang harus dipikul

tanah.

5. Penghalang

Geosintetik berguna untuk menghalangi aliran cairan atau gas dari satu

lokasi ke lokasi lainnya. Aplikasi ini didapat dalam overlay perkerasan aspal,

pembungkus tanah kembang-susut dan tempat pengendalian sampah.

6. Proteksi

Umumnya fungsi geosintetik jenis ini diperlukan untuk melindungi suatu

material lain atau lapisan dari kerusakan akibat tusukan benda-benda tajam. Jenis

lapisan yang umumnya perlu dilindungi adalah geomembran yang merupakan

material kedap air. Geogrid mempunyai konfigurasi berupa grid, yaitu mempunyai

lubang yang cukup besar di antara rusuk-rusuknya. Mempunyai tegangan kecil

dan hanya meregang 1% di bawah beban. Kekuatannya melebihi geotekstil biasa,

dan fungsi khususnya adalah memperkuat dan menahan tarik. Penggunaan

Geogrid pada konstruksinya dapat diberikan lebih dari satu lapis sesuai kebutuhan

dan hasil dari perencanaan. Tiap lapisan Geogrid memikul beban berupa tanah di

atasnya. Dengan beban di atas tanah, tanah menahan tekan yang diberikan beban,

Geogrid menahan tarik, seperti pada tulangan yang diberikan pada bangunan.

Beton menahan tekan dan baja menahan tarik.

Geogrid merupakan pengembangan dari teknologi Geosintetik yang

dikenal dengan nama Geotextile. Geogrid sendiri adalah inovasi yang dibuat

untuk menutupi kekurangan pada Geotextile. Terutama masalah kekakuan bahan

dan mekanisme perkuatan. Suatu hal yang tidak dimiliki Geotextile, namun

Geogrid dapat menyediakannya. Sebagai gambaran, terkait dengan kekakuan

Universitas Sumatera Utara

Page 39: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

28

bahan, Geogrid memiliki kekakuan bahan yang lebih tinggi dibandingkan

geotextile.

2.7.1. Jenis Geogrid

Berdasarkan bentuk bukaannya (Aperture), maka Geogrid bisa dibagi

menjadi:

1. Geogrid Uniaxial adalah geogrid yang mempunyai bentuk bukaan tunggal

dalam satu segmen (ruas)

2. Geogrid Biaxial adalah geogrid yang mempunyai bukaan berbentuk

persegi.

3. Geogrid Triax adalah geogrid yang mempunyai bukaan berbentuk segitiga.

2.7.1.1. Geogrid Uniaxial

Geogrid Uniaxial berfungsi sebagai material perkuatan pada sistem

konstruksi dinding penahan tanah (Retaining Wall) dan perkuatan lereng (Slope

reinforcement). Uni-axial Geogrids adalah lembaran massif dengan celah yang

memanjang dengan bahan dasar HDPE (High Density Polyethelene), banyak

digunakan di Indonesia untuk perkuatan tanah pada DPT (dinding penahan tanah)

dan untuk memperbaiki lereng yang longsor dengan menggunakan tanah

setempat/bekas longsoran. Material ini memilki kuat tarik 40 kN/m hingga 190

kN/m. Geogrid jenis ini biasanya dipakai untuk perkuatan dinding penahan tanah

dan perbaikan lereng yang longsor.

Gambar 2.6 Geogrid Uniaxial

Universitas Sumatera Utara

Page 40: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

29

2.7.1.2. Geogrid Biaxial

Bi-axial Geogrids dari bahan dasar polypropylene (PP) dan banyak

digunakan di Indonesia sebagai bahan untuk meningkatkan tanah dasar lunak

(CBR < 1%). Bi-axial Geogrid adalah lembaran berbentuk lubang bujursangkar di

mana dengan struktur lubang bujursangkar ini partikel tanah timbunan akan saling

terkunci dan kuat geser tanah akan naik dengan mekanisme penguncian ini. Kuat

tarik bervariasi antara 20 kN/m – 40 kN/m. Keunggulan geogrid Biaxial ini antara

lain:

1. Kuat tarik yang bervariasi.

2. Kuat tarik tinggi pada regangan yang kecil

3. Tahan terhadap sinar ultra violet

4. Tahan terhadap rekasi kimia tanah vulkanik dan tropis

5. Tahan hingga 120 tahun

Geogrid Biaxial berfungsi sebagai stabilisasi tanah dasar. Seperti pada

tanah dasar lunak (soft clay maupun tanah gambut). Metode kerjanya adalah

interlocking, artinya mengunci agregat yang ada di atas geogrid sehingga lapisan

agregat tersebut lebih kaku, dan mudah dilakukan pemadatan.

Gambar 2.7 Geogrid Biaxial

Universitas Sumatera Utara

Page 41: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

30

2.7.1.3. Geogrid Triax

Fungsinya sama dengan Biaxial sebagai material stabilisasi tanah dasar

lunak, hanya saja performance nya lebih baik. Hal ini disebabkan bentuk bukaan

segitiga lebih kaku sehingga penyebaran beban menjadi lebih merata.

Gambar 2.8 Geogrid Triax

2.7.2. Kelebihan Pemakaian Geogrid

1. Kekuatan tarik yang tinggi

2. Pelaksanaan yang cepat

3. Memungkinkan penggunaan material setempat

4. Pemasangan yang mudah dan dapat membangun lebih tinggi dan tegak

5. Tambahan PVC sebagai pelindung terhadap ultraviolet

6. Pemasangan dan harga geogrid murah dibandingkan beton

7. Merupakan struktur yang fleksibel sehingga tahan terhadap gaya gempa

8. Tidak mempunyai resiko yang besar jika terjadi deformasi struktur

9. Tipe elemen penutup lapisan luar dinding penahan dapat dibuat dalam

bentuk yang bermacam-macam, sehingga memungkinkan untuk

menciptakan permukaan dinding yang mempunyai nilai estetika.

10. Biasanya perbaikan tanah dengan perkuatan dilakukan secara horisontal

artinya digelar karena lebih mudah pelaksanaannya ketimbang arah tegak

Universitas Sumatera Utara

Page 42: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

31

vertikal. Perkuatan horizontal dapat menerima beban tekan dari permukaan

atau tarik dari arah horizontal. Sedangkan perbaikan tanah arah vertikal

lebih utama menerima beban vertikal dari permukaannya tanpa mempu

menerima beban horisontal.

2.7.3. Kekurangan Pemakaian Geogrid

Geogrid tanpa PVC akan mengalami penurunan tingkat kemampuan

penahan gaya tarik. Karena bahan Geogrid sangat peka terhadap naik turunnya

temperatur udara, dimana pemuaian akan sangat mudah terjadi terhadap bahan

geogrid pada saat mendapatkan temperature tinggi. Pemuaian akan membuat

Geogrid getas, dan akhirnya akan mengurangi kuat tarik.

2.8. Dinding Penahan Tanah

Dinding penahan tanah berfungsi untuk menyokong tanah serta

mencegahnya dari bahaya kelongsoran. Baik akibat beban air hujan, berat tanah

itu sendiri maupun akibat beban yang bekerja di atasnya. Pada saat ini, konstruksi

dinding penahan tanah sangat sering digunakan dalam pekerjaan sipil walaupun

ternyata konstruksi dinding penahan tanah sudah cukup lama dikenal di dunia.

Salah satu bukti peninggalan sejarah bahwa dinding penahan tanah telah

digunakan pada masa lampau adalah Tembok Raksasa China yang mulai

dibangun pada zaman Dinasti Qin (221 SM) sepanjang 6.700 km dari timur ke

barat China dengan tinggi 8 meter, lebar bagian atasnya 5 meter, sedangkan lebar

bagian bawahnya 8 meter. Bukti lainnya yaitu taman gantung Babylonia yang

dibangun di atas bukit batuan yang bentuknya berupa podium bertingkat yang

ditanami pohon, rumput dan bunga-bungaan serta ada air terjun buatan berasal

dari air sungai Eufrat yang dialirkan ke puncak bukit lalu mengalir melalui saluran

buatan, yang dibangun pada zaman raja Nebukadnezar (612 SM) dengan tinggi

107 meter. Tembok Barat di Yerusalem (37 SM) juga dicatat sebagai bukti

peninggalan sejarah yang telah memakai dinding penahan tanah dalam

konstruksinya, dibangun pada zaman raja Herodes sebagai tembok penyangga

kota Yerusalem. Sekarang, tembok ini lebih populer dengan sebutan tembok

rapatan. Tembok ini terbuat dari batu bata dan batuan gunung.

Universitas Sumatera Utara

Page 43: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

32

Dinding penahan tanah adalah sebuah struktur yang didesain dan dibangun

untuk menahan tekanan lateral (horisontal) tanah ketika terdapat perubahan dalam

elevasi tanah yang melampaui sudut at-rest dalam tanah. Faktor penting dalam

mendesain dan membangun dinding penahan tanah adalah mengusahakan agar

dinding penahan tanah tidak bergerak ataupun tanahnya longsor akibat gaya

gravitasi. Tekanan tanah lateral di belakang dinding penahan tanah bergantung

kepada sudut geser dalam tanah (phi) dan kohesi (c). Tekanan lateral meningkat

dari atas sampai ke bagian paling bawah pada dinding penahan tanah. Jika tidak

direncanakan dengan baik, tekanan tanah akan mendorong dinding penahan tanah

sehingga menyebabkan kegagalan konstruksi serta kelongsoran. Kegagalan juga

disebabkan oleh air tanah yang berada di belakang dinding penahan tanah yang

tidak terdisipasi oleh sistem drainase. Oleh karena itu, sangatlah penting untuk

sebuah dinding penahan tanah mempunyai sistem drainase yang baik, untuk

mengurangi tekanan hidrostatik dan meningkatakan stabilitas tanah.

2.8.1. Jenis Dinding Penahan Tanah

Di kebanyakan proses konstruksi, terkadang diperlukan perubahan

penampang permukaan tanah dengan suatu cara untuk menghasilkan permukaan

vertikal atau yang dekat dengan permukaan vertikal tersebut (Whitlow, 2002).

Penampang baru tersebut mungkin saja dapat memikul beban sendiri, tetapi dalam

beberapa kasus, sebuah struktur dinding penahan lateral membutuhkan dukungan.

Dalam analisis stabilitas, kondisi tanah asli ataupun material pendukung sangatlah

penting, karena berhubungan dengan dampak bergeraknya dinding penahan atau

kegagalan struktur setelah proses konstruksi.

Jika struktur dinding penahan tanah telah didukung dengan material lain

sehingga bergerak mendekat ke tanah, maka tekanan horisontal dalam tanah akan

meningkat, hal ini disebut tekanan pasif. Jika dinding penahan bergerak menjauh

dari tanah, tekanan horisontal akan menurun dan hal ini disebut tekanan aktif. Jika

struktur dinding penahan tanah tidak runtuh, tekanan horisontal tanah dapat

dikatakan dalam tekanan at-rest. Dinding penahan tanah dapat dibedakan atas 2

bagian yakni Sistem Stabilisasi Eksternal (Externally Stabilized System) yang

terbagi atas Gravity Walls dan In-Situ atau Embedded Walls dan Sistem Stabilisasi

Universitas Sumatera Utara

Page 44: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

33

Internal (Internally Stabilized System) yang terbagi atas Reinforced Soil Walls dan

In-Situ Reinforcement.

2.8.1.1. Gravity Walls

1. Masonry Wall

Dapat terbuat dari beton, batu bata ataupun batu keras. Kekuatan dari material

dinding penahan biasanya lebih kuat daripada tanah dasar. Kakinya biasanya

dibuat dari beton dan biasanya akan mempunyai lebar sepertiga atau setengah

dari tinggi dinding penahan. Stabilitas dinding ini tergantung kepada massa dan

bentuk.

2. Gabion Wall

Gabion adalah kumpulan kubus yang terbuat dari galvanized steel mesh atau

woven strip, atau plastic mesh (hasil anyaman) dan diisi dengan pecahan batu atau

cobbles, untuk menghasilkan dinding penahan tanah yang mempunyai saluran

drainase bebas.

3. Crib Wall

Dinding penahan tanah jenis ini dibentuk dengan beton precast, stretchers

dibuat paralel dengan permukaan vertikal dinding penahan dan header diletakkan

tegak lurus dengan permukaan vertical. Pada ruang yang kosong diisikan dengan

material yang mempunyai drainase bebas, seperti pasir dan hasil galian.

4. Reinforced Concrete Wall/Cantilever Reinforced Concrete Wall

Reinforced concrete cantilever walls adalah bentuk modern yang paling

umum dari gravity wall, baik dalam bentuk L atau bentuk T terbalik. Dibentuk

untuk menghasilkan lempengan kantilever vertikal, kantilever sederhana,

beberapa menggunakan berat dari timbunan di belakang dinding untuk menjaga

agar dinding tetap stabil. Hal ini coccok digunakan untuk dinding sampai

ketinggian 6 m (Whitlow, 2001)

Universitas Sumatera Utara

Page 45: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

34

2.8.1.2. In Situ atau Embedded Walls

1. Sheet Pile Wall

Jenis ini merupakan struktur yang fleksibel yang dipakai khususnya untuk

pekerjaan sementara di pelabuhan atau di tempat yang mempunyai tanah

jelek. Material yang dipakai adalah timber, beton pre-cast dan baja. Timber

cocok dipakai untuk pekerjaan sementara dan tiang penyangga untuk dinding

kantilever dengan letinggian sampai 3 m. Beton pre-cast dipakai untuk

struktur permanen yang cukup berat. Sedangkan baja telah banyak dipakai,

khususnya untuk kantilever dan dinding penahan jenis tied-back, dengan

berbagai pilihan penampang, kapasitas tekuk yang kuat dan dapat digunakan

lagi untuk pekerjaan sementara. Kantilever akan mempunyai nilai ekonomis

jika hanya dipakai sampai ketinggian 4 m (Whitlow, 2001). Anchored atau

dinding tie-back dipakai untuk penggunaan yang luas dan berbagai aplikasi di

tanah yang berbeda-beda.

2. Braced or Popped Wall

Props, braces, shores dan struts biasanya ditempatkan di depan dinding

penahan tanah. Material-material tersebut akan mengurangi defleksi lateral

dan momen tekuk serta pemancangan tidaklah dibutuhkan. Dalam saluran

drainase, dipakai struts dan wales. Dalam penggalian yang dengan area yang

cukup luas, dipakai framed shores dan raking shores.

3. Contiguous and Secant Bored-Pile

Dinding contiguous bored pile dibentuk dari satu atau dua baris tiang

pancang yang dipasang rapat satu sama lain.

4. Diapraghm Wall

Biasanya dibangun sebagai saluran sempit yang telah digali yang untuk

sementara diperkuat oleh bentonite slurry, material perkuatan ditumpahkan ke

saluran dan beton ditaruh melaui sebuah tremie. Metode ini dipakai di tanah

Universitas Sumatera Utara

Page 46: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

35

yang sulit dimana sheet piles akan bermasalah atau level dengan muka air

yang tinggi atau area terbatas.

2.8.1.3. Reinforced Soil Walls

Menurut Schlosser (1990), konsep dari reinforced earth diperkenalkan

oleh Henry Vidal di Prancis. Vidal mengamati bahwa ketika lapisan pasir diberi

pemisah berupa lembaran horisontal yang terbuat dari baja, tanah tersebut lebih

kuat menahan pembebanan secara vertikal. Kemudian selanjutnya jenis perkuatan

ini mulai dipakai untuk perkuatan dalam konstruksi dinding penahan tanah.

2.8.1.4. In Situ Reinforcement

Perkuatan ini dikenal dengan nama Soil Nailing. Jenis perkuatan ini merupakan

metode in-situ reinforcement yang menggunakan material berupa baja atau

elemen metalik lain yang dimasukkan atau dengan melakukan grouting di dalam

lubang yang telah digali, tetapi materialnya bukan merupakan pre-stressed.

2.9. Metode Elemen Hingga

Plaxis (Finite Elemen Code for Soil and Rock Analyses) merupakan suatu

rangkuman program elemen hingga yang telah dikembangkan untuk menganalisis

deformasi dan stabilisasi geoteknik dalam perencanaan-perencanaan sipil. Grafik

prosedur-prosedur input data (soil properties) yang sederhana mampu

menciptakan model-model elemen hingga yang kompleks dan menyediakan

output tampilan secara detail berupa hasil-hasil perhitungan. Perhitungan program

ini seluruhnya secara otomatis dan berdasarkan pada prosedur-prosedur penulisan

angka yang tepat. Konsep ini dapat dikuasai oleh pengguna baru dalam waktu

yang relatif singkat setelah melakukan beberpa latihan (Plaxis, 2012).

2.10. Studi Literatur

Beberapa peneliti telah melakukan berbagai penelitian tentang analisis

stabilitas lereng menggunakan Plaxis. Penelitian tersebut dapat dijadikan sebagai

referensi untuk perhitungan metode elemen hingga. Beberapa hasil penelitiannya

adalah sebagai berikut:

Universitas Sumatera Utara

Page 47: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

36

Menurut Fuadi Ubaidillah (2016) bahwa umumnya nilai faktor keamanan

FK > 1,25 untuk kondisi existing dan FK ≥ 1,5 untuk lereng dengan perkuatan.

Jenis perkuatan geogrid terbukti mampu menjaga kestabilan lereng. Panjang

geogrid dan jarak vertikal geogrid terhadap pemasangan geogrid pada lereng

sangat berpengaruh sehingga dapat menaikkan angka keamanan lereng tersebut.

Menurut Iro Ganda dan Roesyanto (2012) kelongsoran tanah terjadi akibat

meningkatnya tegangan geser suatu massa tanah atau menurunnya kekuatan geser

suatu massa tanah. Dengan kata lain, kekuatan geser dari suatu massa tanah tidak

mampu memikul beban kerja yang terjadi. Dari hasil yang didapatkan yaitu nilai

safety faktor pada kondisi awal sebesar 0,67 maka kelongsoran yang terjadi cukup

besar. Nilai Safety Faktor pada perkuatan standart yang menggunakan Geogrid

dan Sheet pile sebesar 1.18 maka dinyatakan daerah rawan longsor. Dengan

penambahan timbunan dibelakang Sheetpile setinggi 3 meter berupa

Counterweight, mengakibatkan kemungkinan terjadinya kelongsoran semakin

kecil, dimana nilai SF yang didapat mendekati 1,25 (Nilai Standard Safety

Faktor).

Menurut Rahmawan Bagus Pratama, Imam Muslih Muhibbi, Indrastono

Dwi A. dan Siti Hardiyati (2014) yang telah melakukan penelitian sebelumnya,

analisa dilakukan dengan metode Fellenius dan program Plaxis V.8.2.

Berdasarkan hasil dari software Plaxis diperoleh nilai faktor keamanan kurang

dari 1,5, sehingga kondisi lereng tersebut berpotensi terjadi longsor. Setelah diberi

perkuatan maka angka keamanan lereng tersebut meningkat.

Menurut Apri Luriyanto, Iqbal Maulana, Sri Prabandiyani R.W.,

Indrastono Dwi Atmanto (2014) yang telah melakukan penelitian bahwa cara

analisis yang digunakan adalah menghitung stabilitas lereng serta memberikan

solusi terhadap permasalahan yang terjadi. Untuk menangani hal tersebut dicoba

dengan penanganan longsoran yaitu dengan perkuatan Geotextile jenis BW250

Woven dan perkuatan Boored Pile kombinasi dengan timbunan tanah, dimana

kedua alternatif penanganan tersebut mampu untuk menanggulangi longsor karna

angka keamanan lebih besar dari SF minimal yang disyaratkan yaitu sebesar 1,4

Universitas Sumatera Utara

Page 48: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

37

yang dibuktikan dengan hasil nilai Safety Factor 1,4114 untuk Geotextile dan

1,4617 untuk Boored Pile.

Menurut Setyanto, Ahmad Zakaria, dan Giwa Wibawa Permana (2016)

bahwasanya kondisi lereng dengan kondisi jenuh sebagian memiliki stabilitas

paling kecil dibandingkan dengan kondisi lainnya. Penanganan kelongsoran

lereng meningkatkan nilai faktor aman lereng dan menurunkan deformasi lereng

yang terjadi sehingga menjadi lebih aman dan lereng berada pada kondisi stabil.

Penanganan perkuatan lereng dilakukan dengan menggunakan sheet pile dan

menggunakan tanah timbunan untuk mendapatkan perkuatan lereng dengan nilai

angka aman yang stabil (Fs > 1).

Menurut Ramadhani Fajar Rinanditya (2016) bahwa lereng yang ada di

Piyungan, Yogyakarta rawan longsor sehingga harus diberikan perkuatan agar

stabil. Perkuatan yang diberikan adalah dinding penahan tanah kantilever dengan

struktur beton. Dari hasil program Plaxis, didapatkan angka keamanan dari lereng

tersebut meningkat setelah diberikan perkuatan.

Universitas Sumatera Utara

Page 49: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

38

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Umum

Sebelum melakukan suatau proses perhitungan analisis dinding penahan

tanah, kita terlebih dahulu melakukan metode pengumpulan data. Data-data yang

diperlukan antara lain data umum, data primer yang terdiri dari data tanah, data

sekunder yaitu data lokasi dan peta topografi serta data teknis yaitu data geogrid

dan data dinding penahan tanah.

Hasil perhitungan stabilitas lereng akibat kelongsoran badan jalan sangat

dipengaruhi oleh beberapa parameter, diantaranya adalah: kelas tanah dan

kemiringan lereng. Dalam studi ini beberapa parameter diambil sebagai parameter

variabel sedangkan parameter lainnya dianggap sebagai parameter tetap.

3.2 Data Umum

Data umum dari proyek Perbaikan Ruas Jalan Provinsi KM. 150 -

Sibuhuan adalah sebagai berikut:

1. Nama Proyek : Peningkatan Jalan Provinsi KM. 150 – Sibuhuan

2. Lokasi Proyek : Jalan Aek Godang – Sibuhuan KM. 150

3. Pemilik : Direktorat Jendral Bina Marga

4. Konsultan : CV. Indhoma Consultant

5. Kontraktor : PT. Duta Sumatera Perkasa

3.3 Data Primer

Data primer disini adalah data yang di dapat dari Laboratorium Mekanika

Tanah Universitas Darma Agung Medan yang telah melakukan Soil Investigation

langsung ke lapangan. Diperoleh dari pengambilan sampel di lokasi kemudian

dilakukan pengujian di Laboratorium Mekanika Tanah untuk mendapatkan sifat

fisik tanah. Data tanah yang kita perlukan pada kegiatan penyelidikan tanah untuk

analisa longsor pada ruas Jalan Provinsi KM. 150 - Sibuhuan meliputi:

1. Data Bor Mesin.

2. Soil properties, meliputi: berat isi (γ) tanah, water content (w),

Shieve Analysis Test, Atterberg Limit Test, spesifik gravity (Gs).

Universitas Sumatera Utara

Page 50: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

39

3. Soil Engineering, meliputi: hasil dari Direct Shear Test, Unconfined

Test dan Consolidation Test.

3.4 Data Sekunder

Data sekunder merupakan penunjang dari data primer yang sudah ada.

Data sekunder ini adalah peta lokasi proyek dan layout jalan. Hal-hal ini

didapatkan untuk meninjau lokasi dimana kelongsoran terjadi. Layout jalan pada

peta kontur geologi tanah yang bertujuan untuk mendapatkan gambar tentang

struktur tanah pada lokasi, tempat maupun daerah yang kita tinjau. Dari peta

kontur dibuat penampang melintang untuk memperoleh geometri lokasi yang

rawan terkena longsor. Lokasi proyek berada pada daerah ruas jalan Aek Godang

– Sibuhuan KM. 150.

3.5 Data Teknik Geogrid dan Dinding Penahan Tanah

Data ini diperoleh dari lapangan menurut perhitungan dari pihak

konsultan perencana dengan data sebagai berikut:

1. Panjang Geogrid : 5,5 m

2. Tinggi Dinding Penahan Tanah : 4 m

3. Mutu Beton : K-250

Tabel 3.1 Data Teknis Geogrid

Property Unit PEC 50 PEC 75

Characteristic Initial Strength

(ISO 10319)

kN/m 50 75

Strain at Initial strength % 10 10

Long term design strengths at

120 years design life

kN/m 28,8 44

3.6 Denah Lokasi dan Potongan Melintang Pemasangan Proyek

Pemasangan Geogrid dan Dinding Penahan Tanah pada proyek Penangan

Longsoran ruas jalan Provinsi KM. 150 - Sibuhuan dipasang dengan jarak antar

Geogrid adalah 0,5 m dan kedalaman dinding penahan tanah adalah 4 m. Adapun

gambar denah dan potongan melintang dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Universitas Sumatera Utara

Page 51: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

40

Gambar 3.1. Potongan Melintang Pemasangan Dinding Penahan Tanah dan

Geogrid

Gambar 3.2. Detail Penulangan Dinding Penahan Tanah Pondasi Tapak

3.7 Metode Analisis

1. Menghitung besarnya FK (faktor keamanan) pada kondisi awal dengan

menggunakan Plaxis 2D V.8.

2. Menghitung besarnya FK (faktor keamanan) setelah pengerjaan proyek

dengan pemasangan geogrid dan dinding penahan tanah.

Universitas Sumatera Utara

Page 52: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

41

3.8 Metode Perencanaan dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Dalam perhitungan pemasangan geogrid dan dinding penahan tanah ini,

penulis memperhitungkan besarnya faktor keamanan yang didapat, melalui

langkah-langkah berikut:

1. Menggambar geometri 2 dimensi struktur proyek yang dihitung. Untuk

membuat model geometri, berikut langkah-langkahnya:

a. Mulailah program masukan dan pilih proyek baru dalam kotak

dialog buka/buka proyek

b. Dalam lembar-tab proyek dari jendela pengaturan global,

masukkan judul yang sesuai, pastikan agar model dipilih pada

regangan bidang dan elemen dipilih pada 15 titik nodal.

c. Dalam lembar-tab dimensi, diterima satuan pra-pilih (panjang =

m; gaya = kN; waktu = hari) dan masukkan dimensi horizontal

(kiri, kanan) dan masukkan dimensi vertikal (bawah, atas).

Terima nilai pra-pilih untuk spasi grid (Spasi = 0.1 m dan

jumlah interval = 1)

d. Klik tombol <OK> yang akan diikuti dengan munculnya

lembar kerja

e. Pilih garis geometri dari toolbar dan gambarkan geometri dari

lereng.

f. Geometri yang digambar adalah lapisan-lapisan tanah, geogrid

dan dinding penahan tanah.

2. Kondisi Batas (Standard Fixities)

a. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar pada

toolbar. Program kemudian akan membentuk jepit penuh pada

bagian dasar dan jepit rol pada sisi-sisi vertikal.

3. Sifat-Sifat Material

Setelah memasukkan kondisi batas, sifat material untuk klaster-klaster

tanah dan objek geometri lainnya harus dimasukkan dalam kumpulan

data. Klik tombol kumpulan data material pada toolbar. Pilih tanah

Universitas Sumatera Utara

Page 53: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

42

dan antarmuka untuk jenis kumpulan data. Klik tombol <Baru> untuk

membuat kumpulan data baru.

a. Untuk lapisan tanah 1, ketik ‘lapisan 1’ untuk identifikasi dan

pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material

diatur ke terdrainase (drained)..

b. Masukkan sifat lapisan tanah 1 pada kotak isisan yang sesuai

dalam lembar-tab umum dan parameter.

c. Untuk lapisan tanah 2, ketik ‘lapisan 2’ untuk identifikasi dan

pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material

diatur ke terdrainase (drained).

d. Masukkan sifat lapisan tanah 2 pada kotak isian yang sesuai

dalam lembar-tab umum dan parameter.

e. Untuk lapisan tanah 3, ketik ‘lapisan 3’ untuk identifikasi dan

pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material

diatur ke tak drainase (drained).

f. Masukkan sifat lapisan tanah 3 pada kotak isian yang sesuai

dalam lembar-tab umum dan parameter.

g. Untuk timbunan, ketik ‘timbunan’ untuk identifikasi dan pilih

Mohr-Coulomb untuk model material.

h. Masukkan sifat timbunan pada kotak isian yang sesuai dalam

lembar-tab umum dan parameter.

i. Untuk dinding penahan tanah, ketik ‘DPT’ untuk identifikasi

dan pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material

diatur ke non-porous.

j. Seret kumpulan tanah lapisan 1, lapisan 2, lapisan 3, timbunan

dan dinding penahan tanah ke masing-masing klaster yang

telah ditentukan.

k. Atur parameter jenis kumpulan data dalam jendela kumpulan

data material ke geogrid dan klik tombol <Baru>. Ketik

‘Geogrid’ untuk identifikasi dari kumpulan data dan masukkan

sifat geogrid. Klik tombol <OK> untuk menutup jendela

kumpulan data.

Universitas Sumatera Utara

Page 54: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

43

l. Seret kumpulan data geogrid ke dinding dalam model geometri

dan lepaskan pada dinding saat bentuk kursor telah berubah

yang mengindikasikan bahwa aplikasi kumpulan data material

telah dapat dilakukan pada elemen tersebut.

m. Penyusunan jaring elemen (Generated Mesh). Klik tombol

susun jaring elemen pada toolbar. Beberapa detik kemudian

sebuah jaring elemen yang kasar akan ditampilkan dalam

jendela keluaran. Klik tombol <perbaharui> untuk kembali ke

masukkan geometri. Dari menu jaring elemen, pilih kekasaran

global. Distribusi elemen dalam combo box akan menunjukkan

kasar, yang merupakan nilai pra pilih. Untuk menghaluskan

kekasaran global, ubah pilihan dalam combo box menjadi

sedang dan klik tombol <Susun>. Alternatif lain adalah dengan

menggunakan pilihan perhalus global dari menu jaring elemen.

Jaring elemen yang lebih halus akan ditampilkan dalam jendela

keluaran. Klik tombol <perbaharui> untuk kembali.

4. Kondisi Awal (Initial Condition)

Kondisi awal dari proyek ini membutuhkan perhitungan tekanan air,

penonaktifan dari struktur dan beban serta perhitungan tegangan tanah

awal. Tekanan air (tekanan air pori dan tekanan air pada kondisi batas

eksternal) dapat dihitung dengan dua cara, yaitu dengan perhitungan

secara langsung berdasarkan masukan dari garis freatik dan tinggi

tekan dari permukaan air dalam tanah, atau berdasarkan hasil dari

perhitungan secara langsung saja.

a. Klik tombol kondisi awal pada toolbar

b. Klik <OK> untuk menerima nilai prapilih dari berat isi air

sebesar 10 kN/m3. Modus kondisi air sekarang akan menjadi

aktif, dimana tombol garis freatik telah terpilih. Secara pra-

pilih, garis freatik global akan terbentuk di dasar geometri.

c. Klik tombol hitung tekanan air (tanda positif bewarna biru)

pada toolbar. Jendela perhitungan tekanan air akan muncul.

Universitas Sumatera Utara

Page 55: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

44

d. Pada jendela perhitungan tekanan air, pilih garis freatik dari

kotak dihitung berdasarkan dan klik tombol <OK>.

e. Setelah tekanan air terbentuk, hasilnya akan ditampilkan dalam

jendela keluaran. Klik tombol <Perbaharui> untuk kembali

pada modus kondisi air.

f. Lanjutkan ke modus konfigurasi geometri awal dengan meng-

klik tombol sebelah kanan dari ‘switch’ pada toolbar.

g. Aktifkan struktur geogrid dan dinding penahan tanah pada

struktur lereng.

h. Klik tombol hitung tegangan awal pada toolbar. Kotak dialog

Prosedur-K0 akan muncul

i. Jaga agar faktor pengali total untuk berat tanah adalah 1.0.

Terima nilai pra-pilih untuk K0 dan klik tombol <OK>.

j. Setelah tegangan efektif awal terbentuk, hasilnya akan

ditampilkan dalam jendela keluaran. Klik tombol <perbaharui>

untuk kembali pada modus konfigurasi awal.

k. Klik tombol <hitung>. Pilih <Ya> untuk menjawab pertanyaan

apakah data akan disimpan dan masukkan nama yang

diinginkan.

5. Perhitungan (Calculation)

a. Selain tahap awal (Initial Condition), tahap perhitungan

pertama telah dibuat secara otomatis oleh program. Dalam

lembar-tab umum, terima seluruh nilai pra-pilih.

b. Lalu memilih titik noda. Pemilihan titik noda ini adalah untuk

penggambaran kurva beban perpindahan maupun

penggambaran lintasan tegangan.

c. Pada fase 1, buat judul “Penggalian” lalu klik parameter dan

masukkan waktu selama 4 hari. Lalu klik define dan

nonaktifkan lapisan tanah yg akan digali. Lakukan tahap diatas

sesuai dengan yang akan dilakukan.

d. Perhitungan pada tahap selanjutnya adalah untuk mendapatkan

nilai factor keamanan (safety factor). Pilih Phi/c Reduction

Universitas Sumatera Utara

Page 56: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

45

pada calculation type. Kemudian pilih incremental multipliers

pada loading input lalu klik calculate.

e. Klik pada tahap perhitungan terakhir dalam jendela

perhitungan. Klik tombol <keluaran> pada toolbar. Program

keluaran akan dimulai dan menampilkan jaring elemen

terdeformasi (skala diperbesar) pada akhir dari tahap

perhitungan yang dipilih, dengan indikasi perpindahan terbesar

yang terjadi.

Universitas Sumatera Utara

Page 57: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

46

Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian

Mulai

Persiapan (Studi Literatur)

Metode Penelitian

Pengumpulan Data

1. Analisis stabilitas lereng pada kondisi awal

2. Analisis stabilitas lereng pada kondisi

geogrid dan dinding penahan tanah

Analisa Hasil Perhitungan

Kesimpulan

Selesai

Universitas Sumatera Utara

Page 58: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

47

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Awal Lereng

Berikut adalah kondisi awal lereng tanpa menggunakan perkuatan dan tidak

ada muka air tanah.

Gambar 4.1 Model Penampang Melintang Lereng

Dimana:

No Kedalaman

(m)

Tebal Lapisan

(m)

Deskripsi Tanah

1 0,00 – 3,00 3,00 Silty Sandy Clay some Gravel.

Color: Yellowish Brown some

Grey. Consistensy: Soft to Stiff.

Plasticity: Low Plastic. Moisture

Content: Low

2 3,00 – 6,50 3,50 Silty Sandy Clay Some Gravel.

Color: Yellowish Brown some

Grey. Consistensy: Soft to stiff.

Plasticity: Low Plastic. Moisture

Content: Low.

3 6,50 – 12,50 6,00 Fine Gravelly Sandy Clay some

Silt. Color: Yellowish Gray some

Brown. Consistensy: Very stiff to

Hard. Plasticity: Medium Plastic.

Moisture Content: Medium.

Universitas Sumatera Utara

Page 59: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

48

Proses perhitungan dengan Plaxis pada kondisi awal memiliki 2 fase, yaitu

fase perhitungan kondisi awal lereng dan perhitungan angka keamanan (safety

factor).

Hasil running dari program Plaxis 2D dapat dilihat dari gambar berikut:

Gambar 4.2 Tahapan perhitungan menggunakan Plaxis 2D

Setelah dikalkulasikan, maka angka keamanan (safety factor) didapat

yaitu:

Gambar 4.3 Tahapan perhitungan Safety Factor asli lereng

Pada kondisi awal ini, faktor keamanan lereng yaitu, 1,26. Dengan nilai

angka keamanan yang lebih kecil dari 1,3, maka kondisi asli lereng diragukan

kemantapannya. Maka dari itu dilakukan perkuatan lereng dengan desain yang

sudah direncanakan.

Universitas Sumatera Utara

Page 60: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

49

4.2 Kondisi Lereng Dengan Pengerjaan Standar

Perkuatan standar ini menggunakan dinding penahan tanah dengan

pemasangan kedalaman yaitu ±4 m dan pemasangan geogrid dengan panjang 5,5

m. Model dari perkuatan ini dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut:

Gambar 4.4 Potongan melintang tipikal perkuatan.

Untuk input program plaxis dibutuhkan data-data dari parameter dinding

penahan tanah dan geogrid yang digunakan, yaitu:

Dinding Penahan Tanah (Model Mohr-Coloumb)

1. γ (berat jenis) = 25 kN/m3

2. Ec (kekakuan beton) = 2,143 × 104 kN/m3

3. υ (Poisson Ratio) = 0,2

Universitas Sumatera Utara

Page 61: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

50

Dengan menggunakan program plaxis 2D, perkuatan standar ini dianalisis

untuk melihat bagaimana pengaruh perkuatan standar ini terhadap lereng dan

menentukan angka keamanan lereng. Perhitungan angka keamanan lereng

menggunakan tahapan perhitungan secara umum, yaitu:

Phase 0: Initial condition.

Phase 1: Penggalian selama 7 hari.

Phase 2: Pemasangan dinding penahan tanah selama 30 hari.

Phase 3: Penimbunan dan pemasangan geogrid selama 40 hari.

Phase 4: Penambahan counterweight dibelakang dinding penahan tanah

selama 4 hari.

Phase 5: Perhitungan safety factor keseluruhan.

Phase 6: Perhitungan safety factor sebelum counterweight.

Hasil running dari program plaxis 2D, dapat dilihat pada gambar-gambar

berikut:

Gambar 4.5 Pemodelan proses penggalian selama 7 hari.

Universitas Sumatera Utara

Page 62: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

51

Gambar 4.6 Pemodelan proses pemasangan dinding penahan tanah selama 30

hari.

Gambar 4.7 Pemodelan proses penimbunan dan pemasangan geogrid selama 40

hari.

Universitas Sumatera Utara

Page 63: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

52

Gambar 4.8 Pemodelan proses counterweight selama 4 hari.

Gambar 4.9 Tahapan perhitungan dengan Plaxis 2D.

Universitas Sumatera Utara

Page 64: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

53

Gambar 4.10 Kondisi displacement dengan perkuatan.

Gambar 4.10 menunjukan displacement yang terjadi pada keseluruhan

bagian. Perbedaan warna tersebut menunjukkan perbedaan displacement yang

terjadi, displacement yang kecil ditunjukkan oleh bagian tanah yang berwarna

biru, dan displacement yang terbesar ditunjukkan dengan warna merah.

Nilai Safety Factor

Gambar 4.11 Safety factor dengan menggunakan perkuatan.

Universitas Sumatera Utara

Page 65: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

54

Dari analisis perhitungan plaxis 2D diatas dapat disimpulkan bahwa

perkuatan alternatif menghasilkan kelongsoran yang sangat kecil terjadi. Nilai

keamanan yang bagus (2,75), nilai angka keamanan yang melebihi 1,30

mengakibatkan tingkat kelongsoran jarang terjadi. Dan bila dibandingkan

dengan kondisi awal lereng maka dapat disimpulkan safety factor pada

perkuatan standar jauh lebih tinggi dibandingkan safety factor pada kondisi

awal (2,75 > 1,26).

Nilai Safety Factor Sebelum Counterweight

Gambar 4.12 Tahapan Perhitungan

Universitas Sumatera Utara

Page 66: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

55

Gambar 4.13 Safety Factor sebelum counterweight

Dari hasil calculation diatas dapat dilihat bahwa kondisi lereng menjadi

tidak stabil jika tidak digunakan counterweight dibelakang dinding penahan

tanah. Faktor keamanan menjadi 0,76 yang berarti lereng rawan akan longsor.

Universitas Sumatera Utara

Page 67: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

56

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh penulis selama mengerjakan Tugas Akhir

adalah:

1. Nilai Safety Factor pada kondisi awal dilokasi adalah sebesar 1,26.

Maka kondisi kemantapan lereng diragukan atau lereng kurang stabil.

2. Nilai Safety Factor pada perkuatan standar yang menggunakan dinding

penahan tanah dan geogrid adalah sebesar 2,75. Maka kondisi lereng

sudah stabil atau tingkat kelongsoran sangat rendah.

3. Nilai Safety Factor jika tidak menggunakan counterweight dibelakang

dinding penahan tanah adalah 0,76.

Dari hasil diatas, dapat disimpulkan bahwa lereng berada dalam kondisi

stabil jika diberi perkuatan dinding penahan tanah dan geogrid serta perlunya

diberikan counterweight dibelakang dinding penahan tanah.

5.2. Saran

1. Data-data tanah harus lengkap seperti data Triaxial, agar keakuratan data

lebih terjamin.

2. Dalam melakukan perencanaan stabilitas lereng selanjutnya dapat

dipertimbangan keadaan lereng dengan memperhitungkan gaya gempa dan

beban yang bekerja diatas lereng.

Universitas Sumatera Utara

Page 68: YAYANG HASLIKA DASOPANG 14 0404 001

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J.E., 1997, Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah Edisi Kedua. Jakarta:

Penerbit Erlangga.

Das, Braja M., 1995, Mekanika Tanah dan Prinsip Rekayasa Geoteknis. Jakarta:

Penerbit Erlangga.

Ganda, I., & Roesyanto, 2012, Analisis Stabilitas Lereng dan Alternatif

Penanganannya (Studi Kasus Longsoran Jalan Alternatif Tawangmangu

STA 3+150 – 3+200, Karanganyar), Medan: Departemen Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Luriyanto, A., & Maulana, I., 2014, ‘Analisis Stabilitas Lereng dan Alternatif

Penanganannya: Kasus Longsoran Pada Ruas Jalan Pringsurat KM.

MGL. 22+631 - 22+655 Kabupaten Temanggung’, Jurnal Karya Teknik

Sipil, Vol. 3, No.4, hh. 861-889.

Muhibbi, I., & Pratama, R., 2014, ‘Analisis Stabilitas Lereng dan Alternatif

Penanganannya (Studi Kasus Longsoran Jalan Alternatif Tawangmangu

STA 3+150 – 3+200, Karanganyar)’, Jurnal Karya Teknik Sipil, Vol. 3,

No. 4, hh. 573-585.

Permana, G.W., 2016, Analisis Stabilitas Lereng dan Penanganan Longsoran

Menggunakan Metode Elemen Hingga Plaxis V.8.2 (Studi Kasus: Ruas

Jalan Liwa-Simpang Gunung Kemala STA 263+650). Lampung: Fakultas

Teknik, Universitas Lampung.

Rinanditya, R. Fajar, 2016, Analisis Stabilitas Lereng dengan Dinding Penahan

Tanah Kantilever Menggunakan Program Plaxis (Studi Kasus Jalan

Piyungan-Batas Gunung Kidul, Yogyakarta). Yogyakarta: Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Simarmata, Aran. 2014, Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Perkuatan

Double Sheet Pile dan Geogrid dengan Menggunakan Metode Elemen

Hingga (Studi Kasus Jalan Siantar - Parapat KM. 152). Medan:

Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Ubaidillah, Fuadi, 2016, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geogrid

pada Ruas Jalan Banda Aceh-Meulaboh di Provinsi Aceh Menggunakan

Software Plaxis 8.2. Banda Aceh: Universitas Syiah Kuala.

Universitas Sumatera Utara