6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah

Tanah adalah campuran partikel-partikel yang trediri dari salah satu atau seluruh

jenis berikut :

Berangkal (boulders) adalah potongan batuan yang besar, biasanya lebih besar dari

250 sampai 300 mm. Untuk kisaran ukuran 150 sampai 250 mm, fragmen batuan

ini disebut kerakal (cobbles) atau pebbles.

Kerikil (gravel) yaitu partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai 150 mm.

Pasir (sand) yaitu partikel batuan yang berukuran dari 0,002 sampai 0,074 mm.

Lanau (silt) merupakan partikel batuan yang berukuran dari 0,002 sampai 0,074

mm.

Lempung (clay) adalah partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002 mm.

Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi pada tanah yang

”kohesif”.

Koloid (colloids) adalah partikel mineral yang ”diam”, berukuran lebih kecil dari

0,001 mm.

(Joseph E. Bowless 1993)

Tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah pasir. Tanah pasir

adalah tanah terbentuk dari batuan beku serta batuan sedimen yang memiliki butir kasar

dan berkerikil.

Berdasarkan lokasi terdapatnya, tanah pasir dibagi atas:

Pasir sungai

Pasir gunung

Pasir laut.

Berdasarkan ukurannya, pasir dibagi atas :

Pasir kasar : 0,6 mm - 2 mm.

Pasir setengah kasar : 0,2 mm – 0,6 mm.

Pasir halus : 0,06 mm – 0,2 mm.

7

2.2 Lereng

Lereng adalah suatu permukaan tanah yang miring dan membentuk sudut

tertentu terhadap suatu bidang horizontal. Pada tempat dimana terdapat dua permukaan

tanah yang berbeda ketinggian, maka akan ada gaya-gaya yang bekerja mendorong

sehingga tanah yang lebih tinggi kedudukannya cenderung bergerak kearah bawah yang

disebut dengan gaya potensial gravitasi yang menyebabkan terjadinya longsor.

Adapun jenis lereng yang sering dijumpai antara lain ;

Lereng alami, yaitu lereng yang terdapat pada bukit dan tebing sungai.

Lereng Buatan ada 2 tipe :

- Lereng akibat penggalian, baik itu berupa saluran maupun pemotongan

lahan biasa disebut cut slopes.

- Lereng akibat timbunan, misalnya untuk urugan ataupun sebagai

bendungan, biasa disebut fill slopes.

Sedangkan dalam analisis dapat dibedakan menjadi :

Lereng tak berhingga atau infinite slopes, atau lereng yang dapat dianggap tidak

terhingga ketinggiannya.

Lereng berhingga atau finite slopes atau lereng dengan tinggi yang terbatas.

2.2.1 Stabilitas Lereng Tanah

Suatu permukaan tanah yang miring dengan sudut tertentu terhadap bidang

horizontal dan tidak dilindungi biasanya dinamakan sebagai lereng tak tertahan

(unrestrained slope). Bila permukaan tanah tidak datar, maka komponen berat tanah

yang sejajar dengan kemiringan lereng akan menyebabkan tanah bergerak kearah

bawah. Bila komponen berat tanah tersebut cukup besar, kelongsoran lereng dapat

terjadi. Dengan kata lain, gaya dorong (driving force) melampaui gaya berlawanan yang

berasal dari kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor.

Faktor yang perlu dilakukan dalam pemeriksaan tersebut adalah menghitung dan

membandingkan tegangan geser yang terbentuk sepanjang permukaan retak yang paling

mungkin dengan kekuatan geser dari tanah yang bersangkutan. Proses ini dinamakan

analisis stabilitas lereng (slope stability analysis). Lereng dapat tidak stabil akibat dari

bencana alam yang berupa banjir, gempa bumi, ataupun gunung meletus. Di lain pihak,

ketidakstabilan lereng dapat disebabkan lereng yang terlalu tinggi.

8

2.3 Klasifikasi Tanah berdasarkan Sistem Unified (U.S.C.S)

Sistem ini mengelompokkan tanah dalam tiga kelompok besar :

a. Tanah berbutir kasar : apabila kurang dari 50% berat total contoh tanah ayakan

lolos ayakan No. 200

b. Tanah berbutir halus : apabila lebih dari 50% berat total contoh tanah ayakan

lolos ayakan No. 200

c. Tanah organik

Untuk tanah berbutir kasar menggunakan huruf penunjuk sebagai berikut:

Huruf pertama Huruf kedua

G – Kerikil (Gravel)

S - Pasir (Sand)

W – Bergradasi baik ( Well Graded)

P - Bergradasi jelek (Poor Graded)

M – Lanau (Silt / Moam)

C – Lempung (Clay)

Sistem ini pada mulanya diperkenalkan oleh Casagrande pada tahun 1942. Dan

secara internasional telah diakui serta dipakai untuk pekerjaan teknik pondasi, seperti:

bendungan, bangunan dan konstruksi yang hampir sama. Sering juga dipergunakan

untuk desain lapangan udara dan spesifikasi pekerjaan tanah bagi jalan. Sistem unified

merupakan hasil pengujian laboratorium. Pengujian yang digunakan adalah analisa

butir, dan batas-batas attenberg. Di bawah ini adalah tabel klasifikasi tanah menurut

sistem unified:

9

Tabel 2.1 Sistem klasifikasi unified

10

2.4 Jenis Kelongsoran Tanah

Jenis – jenis longsoran yang dapat terjadi, antara lain :

a. Tanah Longsor Tipe Translasi

Longsoran translasi adalah bergeraknya massa tanah dan batuan pada

bidang gelincir berbentuk rata atau menggelombang landai.

Gambar 2.1 Tanah Longsor Tipe Translasi

b. Tanah Longsor Tipe Rotasi

Longsoran rotasi yaitu bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang

gelincir berbentuk cekung.

Gambar 2.2 Tanah Longsor Tipe Rotasi

c. 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 sesar/patahan, bidang kekar, bidang batas pelapukan. Jika bidang-bidang

diskontinuitas tersebut sejajar dengan bidang perlapisan, maka semakin besar

peluang terjadinya tanah longsor.

11

Gambar 2.3 Tanah Longsor Tipe Gelincir

d. Tanah Longsor Tipe Jatuhan (Falls)

Runtuhan batu terjadi ketika sejumlah besar batuan atau material lain

bergerak ke bawah dengan cara jatuh bebas. Umumnya terjadi pada lereng yang

terjal hingga menggantung terutama di daerah pantai. Batu-batu besar yang jatuh

dapat menyebabkan kerusakan yang parah.

Gambar 2.4 Tanah Longsor Tipe Jatuhan

e. Tanah Longsor Tipe Rayapan (Creep)

Rayapan Tanah adalah jenis tanah longsor yang bergerak lambat. Jenis

tanahnya berupa butiran kasar dan halus. Jenis tanah longsor ini hampir tidak

dapat dikenali. Setelah waktu yang cukup lama longsor jenis rayapan ini bisa

menyebabkan tiang-tiang telepon, pohon, atau rumah miring ke bawah.

12

Gambar 2.5 Tanah Longsor Tipe Rayapan

f. Tanah Longsor Tipe Aliran (Flows)

Jenis tanah longsor ini terjadi ketika massa tanah bergerak didorong oleh

air. Kecepatan aliran tergantung pada kemiringan lereng, volume dan tekanan

air, dan jenis materialnya. Gerakannya terjadi di sepanjang lembah dan mampu

mencapai ratusan meter jauhnya. Di beberapa tempat bisa sampai ribuan meter

seperti di daerah aliran sungai di sekitar gunung api.

Gambar 2.6 Tanah Longsor Tipe Aliran

g. Tanah Longsor Tipe Robohan (Topples)

Gerakan massa tipe robohan hamper serupa dengan tanah longsor tipe

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

bongkah lepas dari batuan induknya karena adanya celah retakan pemisah,

bongkah terdorong ke depan hingga tidak dapat menahan bebannya sendiri.

13

Gambar 2.7 Tanah Longsor Tipe Robohan

Sedangkan dalam analisis dapat dibedakan menjadi :

Lereng tak berhingga atau infinite slopes, atau lereng yang dapat dianggap

tidak terhingga ketinggiannya.

Lereng berhingga atau finite slopes atau lereng dengan tinggi yang terbatas.

2.5 Analisis Stabilitas Lereng

Analisis kestabilan lereng harus berdasarkan model yang akurat mengenai

kondisi material bawah permukaan, kondisi air tanah dan pembebanan yang mungkin

bekerja pada lereng. Tanpa sebuah model geologi yang memadai, analisis hanya dapat

dilakukan dengan menggunakan pendekatan yang kasar sehingga kegunaan dari hasil

analisis dapat dipertanyakan. Metode yang digunakan adalah Metode Keseimbangan

Batas.

Tujuan dari analisis kestabilan lereng antara lain adalah sebagai berikut:

Membuat rancangan lereng yang aman dan ekonomis.

Merupakan dasar bagi rancangan ulang lereng setelah mengalami longsoran.

Memperkirakan kestabilan lereng selama konstruksi dilakukan dan untuk jangka

waktu yang panjang.

Mempelajari kemungkinan terjadinya longsoran, baik pada lereng buatan

maupun lereng alamiah.

Menganalisis penyebab terjadinya longsoran dan cara memperbaikinya.

Mempelajari pengaruh gaya-gaya luar pada kestabilan lereng.

Gangguan pada stabilitas lereng dapat mengakibatkan kelongsoran.

Pada prinsipnya, cara yang dipakai untuk menjadikan lereng agar lebih aman

dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu :

1. Memperkecil gaya penggerak

14

Gaya penggerak dapat diperkecil hanya dengan cara merubah bentuk lereng

yang bersangkutan. Untuk itu ada dua cara :

a. Membuat lereng lebih datar, yaitu mengurangi sudut kemiringan

b. Memperkecil ketinggian lereng

2. Memperbesar gaya melawan

Gaya melawan dapat ditambah dengan beberapa cara, yang sering dipakai

antata lain :

a. Dengan memakai “counterweight“, yaitu tanah timbunan pada kaki lereng

b. Dengan mengurangi tegangan air pori di dalam lereng

c. Dengan cara mekanis, dengan memasang tiang atau membuat dinding

penahan

d. Dengan cara injeksi

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil perhitungan dari analisis

stabilitas lereng, yaitu :

Pengaruh luar (external effect)

Pengaruh luar yaitu pengaruh yang menyebabkan bertambahnya gaya geser

dengan tanpa adanya perubahan kuat geser tanah. Misalnya akibat perbuatan

manusia mempertajam kemiringan tebing atau memperdalam galian tanah dan

erosi.

Pengaruh dalam (internal effect)

Pengaruh dalam yaitu longsoran yang terjadi dengan tanpa adanya perubahan

kondisi luar dan gempa bumi. Misalnya yang umum untuk kondisi ini adalah

pengaruh bertambahnya tekanan air pori di dalam lereng. (K. Terzaghi)

Menurut Smaalen (1980), penyebab keruntuhan lereng yang potensial tergantung

pada :

a. Sifat fisik tanah (kepadatan, tegangan geser, c dan ф)

Dimana nilai-nilai tersebut didapatkan dari tes di laboratorium. Sifat fisik tanah

tersebut dapat diubah dengan melakukan pemadatan tanah sehingga nilai-nilai

kepadatan, tegangan geser c dan ф dapat dinaikkan, tetapi permeabilitas

tanahnya menurun.

b. Tekanan Air Tanah

Dapat ditinjau dari tinggi muka air tanah dan biasanya diasumsikan dalam

keadaan kritis.

15

c. Pembebanan

Pembebanan yang dilakukan pada sisi atas lereng dimasukkan dalam

perhitungan

d. Bentuk Lereng

Kegunaan dari perhitungan tentu saja untuk menemukan bentuk lereng yang

aman.

Berdasarkan empat hal di atas, maka pembentukan model lereng harus

memperhatikan tiga hal diatas kecuali pembebanan, agar tidak terjadi keruntuhan lereng

sebelum model tersebut diuji.

Analisis stabilitas lereng adalah untuk menentukan nilai dari faktor keamanan

dari bidang longsor yang potensial. Asumsi yang dipakai dalam analisis tersebut yaitu :

a. Kelongsoran lereng terjadi di sepanjang permukaan bidang longsor tertentu dan

dapat dianggap sebagai masalah bidang dua dimensi.

b. Masa tanah yang longsor dianggap berupa benda yang massif.

c. Tahanan geser dari massa tanah pada setiap titik sepanjang bidang longsor tidak

tergantung dari orientasi permukaan longsoran, atau dengan kata lain kuat geser

tanah dianggap isotropis.

d. Faktor keamanan didefinisikan dengan memperhatikan tegangan geser rata-rata

sepanjang bidang longsor yang potensial dan kuat geser tanah rata-rata

sepanjang permukaan longsoran. Jadi kuat geser tanah mungkin terlampaui

dititik-titik tertentu pada bidang longsornya, padahal faktor keamanan hasil

perhitungan lebih besar dari 1.

2.5.1 Tipe Keruntuhan Lereng

Penyelidikan yang pernah diadakan di Swedia menegaskan bahwa bidang

keruntuhan lereng tanah menyerupai bentuk busur lingkaran Tipe keruntuhan lereng

yang normal terjadi dapat dibagi atas :

1. Keruntuhan pada lereng (slope failure)

2. Keruntuhan pada kaki lereng (toe failure)

3. Keruntuhan dibawah kaki lereng (base failure)

Keruntuhan pada lereng (slope failure) terjadi karena sudut lereng sangat besar

dan tanah yang dekat dengan kaki lereng tersebut memiliki kekuatan yang tinggi.

Keruntuhan pada kaki lereng terjadi ketika tanah yang berada di atas dan di bawah kaki

16

lereng bersifat homogen. Sedangkan keruntuhan dasar lereng terutama diakibatkan

sudut lereng yang kecil dan tanah yang berada di bawah kaki lereng lebih halus dan

lebih plastis daripada tanah di atasnya.

Gambar 2.8 Tipe-tipe keruntuhan pada lereng

2.5.2 Analisis Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan

Faktor keamanan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya geser yang

menahan kelongsoran dan gaya yang menggerakan atau menyebabkan kelongsoran,

atau :

dengan :

τ adalah tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah

τd adalah tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor

F adalah faktor keamanan

Menurut teori Mohr-Coulomb, tahanan geser (τ) yang dapat dikerahkan oleh

tanah, di sepanjang bidang longsor dinyatakan oleh :

τ = c + σ tan ф (2.2)

dengan :

c = kohesi, σ = tegangan normal, dan ф = sudut geser dalam tanah.

Nilai-nilai c dan ф adalah parameter kuat geser tanah di sepanjang bidang longsor.

(2.1)

17

Dengan cara yang sama, dapat dituliskan persamaan tegangan geser yang terjadi

(τd) akibat beban tanah dan beban-beban lain pada bidang longsornya:

τd = cd + σ tan фd (2.3)

dengan cd dan фd adalah kohesi dan sudut geser dalam yang terjadi atau yang

dibutuhkan untuk keseimbangan pada bidang longsornya.

Subsitusikan persamaan (2.4.2.2) dan (2.4.2.3) ke persamaan (2.4.2.1)

diperoleh persamaan faktor aman,

Persamaan (2-3) dapat pula dituliskan dalam bentuk :

Untuk maksud memberikan faktor aman terhadap masing-masing komponen kuat geser,

faktor aman dapat dinyatakan oleh :

dengan Fc = faktor aman pada komponen kohesi dan Fф = faktor aman pada komponen

geser dalam tanah. Umumnya faktor aman stabilitas lereng atau faktor aman terhadap

kuat geser tanah diambil lebih besar atau sama dengan 1,2.

2.5.3 Metode Analisis Tekanan Tanah Pada Kondisi Batas

Saat ini terdapat beberapa metode untuk menganalisis besar tekanan tanah yang

bekerja pada lereng yang diperkuat tiang. Salah satu metode berbasis teoritik yang

diperkenalkan oleh Ito dan Matsui (1975) dan De Beer dan Carpentier (1977). Terdapat

pula metode empirik dari hasil uji pembebanan secara lateral di lapangan untuk tekanan

tanah pada kondisi batas disampaikan oleh Broms (1964). Tekanan tanah dalam kondisi

batas menggunakan analisis metode elemen hingga tiga dimensi yang disampaikan oleh

Pan et al (2002) dan W.B. Wei (2009) serta tekanan tanah dalam kondis batas metode

elemen hingga dua dimensi yang disampaikan oleh Eng Chew Ang (2005).

(2.4)

(2.5)

(2.6a)

(2.6b)

18

a. Metode teoritis Ito dan Matsui (1975)

Gambar 2.9 Deformasi plastis disekitar tiang

Ito dan Matsui (1975) yang pertama kali mengusulkan metode untuk

memprediksi tekanan tanah pada kondisi batas untuk lereng yang diperkuat tiang dalam

baris berdasarkan pada teori deformasi plastis. Metode tersebut memprediksi besarnya

tekanan tanah padamana tanah mencapai keseimbangan plastis berdasarkan pada

kriteria leleh Mohr-Coulomb. Asumsi-asumsi pada metode Ito dan Matsui (1975) :

Tanah berperilaku plastis pada daerah AEBB´E´A´ disekeliling tiang seperti

ditunjukkan di gambar 2.9.

Tidak terjadi geseran pada permukaan EB dan E´B´ oleh karenanya tegangan

pada gaya antar muka tiang-tanah dipandang sebagai tegangan prinsipal.

Kondisi regangan bidang terjadi pada arah kedalaman.

Permukaan keruntuhan geser terjadi sepanjang keliling tiang bagian dalam.

Tiang adalah elemen yang kaku dibadingkan elemen tanah dalam arah vertikal.

Jika gaya geser bekerja pada permukaan AEB dan A´E´B´, distribusi tegangan

tanah pada AEBB´E´A´ selalu sama dan jika tidak terjadi gaya geser

permukaan.

Gaya horizontal lateral permukaan berada di belakang dan didepan baris tiang.

Metode analitik Ito dan Matsui (9175) ini analisisnya didasarkan pada perbedaan

atau tegangan lateral netto yang bekerja pada keliling tiang dalam baris tiang pada jarak

pusat ke pusat yang konstan. Tegangan lateral netto pada tiang bisa bervariasi dari nol

19

ketika tidak ada perpindahan sampai tegangan batas pada saat perpindahan lateral besar.

Gaya per satuan panjang tiang pada kondisi batas = p(z) pada setiap kedalaman z

dimana tanah berada pada keadaan keseimbangan plastis ( gambar 11) adalah fungsi

dari berat isi tanah = , sudut geser dalam tanah = , kohesi = c, jarak pusat ke pusat

tiang = D1, dan jarak antar tiang bagian dalam = D2 dan z = adalah kedalaman dari

permukaan tanah. Berdasarkan pada asumsi diatas, gaya lateral yang bekerja pada tiang

dapat diestimasikan dengan persamaan berikut :

Dimana :

D1 = jarak pusat ke pusat antar tiang

D2 = jarak antar tiang bagian dalam

= sudut geser dalam tanah

= berat isi tanah

= kedalaman dari permukaan tanah

(

Untuk jenis tanah pasir/sand, gaya lateral dapat diestimasi dengan menentukan c = 0

maka pada persamaan (6.15), menjadi :

(2.8)

(2.7)

20

Untuk jenis tanah lempung/clay, gaya lateral dapat diestimasi dengan menentukan =

0, maka pada pers (6.15) menjadi :

b. Metode De Beer dan Carpentier (1977)

De Beer dan Carpentier, 1977 dalam Sayhan Firat (2009), mengembangkan

persamaan komparasi dari Ito dan Matsui (1975), persamaan tekanan tanah pada

kondisi batas menjadi :

Dimana :

dan

Untuk jenis tanah pasir/sand, gaya lateral dapat diestimasi dengan menentukan c = 0

maka pada persamaan (6.18), menjadi :

Untuk jenis tanah lempung/clay, gaya lateral dapat diestimasi dengan menentukan =

0, maka pada pers (2.18) menjadi :

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

21

2.6 Stabilitas Lereng Menggunakan Perkuatan Pile

Penggunaan pile untuk menstabilisasi kelongsoran aktif, dan sebagai tindakan

pencegahan pada lereng stabil, menjadi salah satu teknik perkuatan lereng inovatif yang

penting dalam beberapa tahun belakangan ini. Pile yang digunakan pada stabilisasi

lereng biasanya dibebani dengan gaya lateral oleh perpindahan horisontal tanah di

sekitarnya dan karena itu pile tersebut dianggap sebagai pile pasif. Penelitian yang

terdahulu menyatakan bahwa lereng kelongsoran dapat distabilkan dengan

meningkatkan faktor keamanan sebesar beberapa persen (Viggiani 1981).

2.6.1 Reaksi Pile

Analisa stabilitas pile dilakukan untuk mengetahui bagaimana reaksi dan gaya-

gaya yang bekerja pada pile. Adapun variable yang dapat digunakan untuk mengukur

stabilitas pile adalah regangan yang terjadi pada pile. Regangan yang terjadi dapat

dilihat dari pembacaan nilai pada strain gauge. Sedangkan untuk perubahan pergerakan

pile, dapat dilihat berdasarkan pembacaan LVDT.

Melalui pembacaan strain gauge, dapat dilihat bagaimana reaksi pile terhadap

gaya-gaya yang dihasilkan oleh tanah. Melalui pembacaan strain gauge, maka dapat

dihitung besarnya gaya geser yang bekerja pada pile, momen pada pile, dan defleksi pile

akibat gaya-gaya tanah yang bekerja. Variable yang didapatkan dari pembacaan strain

gauge adalah variable regangan (ε), yang kemudian diolah untuk mendapatkan besarnya

gaya geser, momen dan defleksi pada pile.

a. Perhitungan regangan

Perhitungan nilai regangan dari pembacaan strain gauge dapat diolah untuk

menghitung nilai momen yang bekerja, lendutan pile dan gaya lateral yang terjadi.

εaxial = (εup slope + εdown slope ) / 2

εlintang = εtotal – εaxial

Gambar 2.10 Lokasi penempatan strain gauge

22

b. Perhitungan momen

Pada pile, perhitungan bending momen dapat dirumuskan sebagai berikut :

σ = (P / A) ± (M / W) , P = 0

E. εlintang = M / W

E. εlintang = ( M / I ) . x

M = ( I . E . εlintang ) / x

Dimana : M = Momen yang bekerja di pile

I = Momen inersia pile

E = Elastisitas pile = 24.107

kN/m2

εlintang = regangan lintang pile = εtotal – εaxial

x = jarak dari garis netral pada diagram regangan

P = 0 dikarenakan tidak ada gaya yang terjadi pada arah tegak lurus pile

c. Perhitungan defleksi

Pada perhitungan defleksi pile, digunakan formulasi sebagai berikut :

E.I ( d2y / dx

2 ) = M

y = { ∫∫( M (x) dx ) dx } / E.I

Dimana : y = defleksi yang terjadi pada pile

M = Momen yang bekerja pada pile

Bila dalam perhitungan distribusi bending momen sepanjang pile dicoba dalam

bentuk persamaan cubic polynomial untuk setiap kedalaman x, maka:

M (x) = ax3 + bx2 + cx + d

Dimana : x = panjang pile sepanjang poros dari permukaan atas

a, b, c dan d = konstanta yang didapatkan dari grafik

maka,

y (x) = { ∫∫( M (x) dx ) dx } / E.I

y (x) = 1 / EI . { (a/20) x5 + (b/12) x

4 + (c/6) x

3 + (d/2) x

2 + Fx + G }

Dimana : F dan G = konstanta integrasi yang didapatkan melalui persamaan kondisi

batas

23

d. Perhitungan gaya geser / gaya lateral

Sedangkan untuk menghitung gaya geser pada pile, digunakan persamaan

Deeken seperti dibawah ini :

σ = (P / A) ± (M / W) , M = 0

E. εaxial = P / A

P = E.A. εaxial

P = εaxial . E . A

Dimana : P = Gaya geser pada pile

εaxial = regangan axial pile

E = Elastisitas pile

A = Luas penampang pile

M = 0 dikarenakan pada arah axial / poros, tidak terjadi momen.

2.6.2 Analisis Stabilitas Lereng dengan Pile

Ketika faktor keamanan lereng dipertimbangkan menjadi tidak mencukupi,

stabilitas lereng dapat ditingkatkan dengan memasang struktur penahan seperti satu

baris pile. Pile harus didesain untuk dapat menghasilkan gaya stabilisasi yang

dibutuhkan untuk meningkatkan faktor keamanan yang dibutuhkan.

Gambar 2.11 Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Sebaris Pile

Jika gaya lateral bekerja pada pile (atau reaksi gaya lateral terhadap massa

longsor) diketahui, desain dari pile stabilisasi dapat dilakukan pada perlakuan berikut.

Tercatat bahwa sebuah penaksiran gaya lateral akurat adalah sebuah poin penting utama

untuk analisis stabilitas, karena efek gaya tersebut baik pada pile maupun lereng adalah

berkebalikan

24

Gambar 2.12 Analisa stabilitas lereng dengan stabilitas pile ( tiang )

Seperti tergambar pada gambar, diameter pile d diletakkan dalam satu baris

dengan jarak D1 melalui tanah berdeformasi plastis. Ketika deformasi lateral terjadi

pada tebal lapisan tanah H dengan arah tegak lurus terhadap arah satu baris pile, gaya

lateral bekerja pada pile sebagai hubungan antara pile dengan lapisan tanah. Pada

analisis, hal tersebut cukup untuk menghubungkan dengan perilaku lapisan tanah antara

dua pile, yang ditunjukkan pada gambar 2.6.

Ito dan Matsui ( 1975 ) dan Ito al et. (1979,1982) telah mengembangkan

analisis sebelumnya untuk menunjukkan bahwa piles menahan deformasi plastis tanah

seperti gerakan massa tanah atau kelongsoran, sehingga deformasi plastis tersebut dapat

dicegah. Teori yang dikemukakan Ito dan Matsui disebut dengan Teori Deformasi

Plastis, yang mengukur gaya lateral yang melewati dua piles dan pergerakan massa

tanah atau kelongsoran.

2.7 Lokasi Terbaik Tiang Pada Lereng Yang Diperkuat

Penetapan lokasi terbaik pada lereng yang diperkuat tergantung pada

pelaksanaan, faktor keamanan, momen dan gaya geser maksimum yang bekerja pada

tiang, banyaknya tiang yang digunakan, baris tiang yang digunakan serta jarak antar

tiang perkuatan. Terdapat dua kriteria yang bisa dipenuhi sebelum memutuskasn lokasi

terbaik perkuatan tiang pada lerang yang diperkuat (Poulos, 1995) sebagai berikut : (1)

25

Pemancangan tiang harus dimasukkan sampai dibawah permukaan keruntuhan kritis

untuk menghindari kegagalan dipermukaan, (2)

Untuk menghindari relokasi kegagalan permukaan dibelakang atau dimuka

tiang, tiang perkuatan seharusnya diletakkan disekitar pusat lingkaran keruntuhan kritis.

Lee et al. (1995), mengusulkan lokasi terbaik tiang pada tanah lempung homogen

sebagai berikut dan dapat dilihat di gambar 2.15:

Perkuatan tiang sebaiknya di kaki atau di puncak lereng.

Panjang tiang, jarak antar tiang adalah faktor penting yang mempengaruhi kinerja

stabilitas lereng yang diperkuat .

Modulus tanah dan kekakuan tiang mempunyai pengaruh yang kecil terhadap

respon stabilitas lereng yang diperkuat tiang.

Gambar 2.13 Analisis stabilitas tiang-tanah yang disederhanakan

Hassiotis et al. (1997), mengusulkan lokasi terbaik tiang untuk stabilitas lereng

yang diperkuat satu baris tiang sebagai berikut :

Untuk memberikan faktor keamanan yang maksimum, perkuatan tiang sebaiknya

diletakkan pada tengah-tengah kemiringan lereng.

Ujung tiang paling atas sebaiknya terkekang berupa jepit atau sendi untuk

meminimumkan momen lentur dan gaya geser yang bekerja pada tiang.

26

2.8 Perhitungan Stabilitas Lereng Menggunakan Program PLAXIS

Untuk menghitung stabilitas lereng dengan Finite Element Method (FEM)

dibutuhkan asumsi yang lebih sedikit dibandingkan dengan metode konvesional, yang

membuat koefisien keamanan minimum lebih akurat dibandingkan dengan

menggunakan metode irisan. Dengan menggunakan FEM untuk menganalisa sistem

interaksi lereng dengan perkuatan pile, pile biasanya dianggap menjadi elastis, yang

mengarahkan pada kenyataan bahwa hanya deformasi dan gaya dalam yang dapat

dianalisa sedangkan sistem stabilitas dan keruntuhan lereng tidak dapat. Dalam tulisan

ini, pengujian tentang barisan pile dan sistem interaksi lereng disajikan dengan program

PLAXIS yang menggunkan metode elemen hingga.

Pada PLAXIS yang kami gunakan adalah PLAXIS 2D, jadi untuk mengetahui

pengaruh jarak dan panjang pile tidak langsung bisa memasukkan ke dalam material

pile. Untuk mengetahui pengaruh jarak dan diameter maka harus mentransformasikan

EI dan EA baik pile maupun tanah ke dalam bentuk EI equivalen. Dinding sheet-pile

dimodelkan dengan elemen yang lebih kaku dalam jaring elemen hingga. Bentuk

analisis ini mengijinkan kelompok pile untuk dianalisa langsung dengan

menggabungkan kelompok pile tersebut dalam jaringan metode hingga, meskipun pile

tunggal sudah cukup mewakili, karena model dinding sheet-pile ekivalen memodelkan

satu baris pile dengan jarak yang sama. Randolph dan Stewart menunjukkan analisis

spesifik regangan bidang lapangan dimana satu baris pile digantikan oleh sheet-pile

ekivalen dengan kelenturan yang sama dengan kelenturan rata-rata satu baris pile dan

tanah yang ditunjukkan pada gambar berikut:

27

Gambar 2.14 Gambaran Dinding Sheet Pile Ekivalen untuk Analisis Elemen Hingga

Regangan Bidang

D1 =S= jarak pusat ke pusat pile

D2 = jarak tepi ke tepi pile

Untuk mentransformasikan digunakan persamaan berikut :

EIeq = (EI tanah + EI pile)/S

I eq = 1/12.D1.h3

Untuk penelitian ini kami mengambil E tanah 10550 kN/m2 dan E pile = 24.10

7

kN/m2.