PERENCANAAN KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN...

PERENCANAAN KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN

SOIL NAILING DI POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

TUGAS AKHIR

NURAISYAH YUNIATI

NIM : 140309243192

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL

BALIKPAPAN

2017

i

JUDUL

ii

LEMBAR PENGESAHAN

PERENCANAAN KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN

SOIL NAILING DI POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

Disusun oleh :

NURAISYAH YUNIATI

NIM : 140309243192

Pembimbing I Pembimbing II

Melviana Firsty, S.T., MT Lilik Damayanti, SS, M.Hum

NIDK. 8827320016 NIDN. 0012038209

Penguji I Penguji II

Karmila Achmad, ST., M.T Mersianty, ST., MT.

NIP. 197903172007012 017 NIP. 19790317 200701 2 017

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Drs. Sunarno, M.Eng

NIP. 19640413 199003 1 015

iii

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Nuraisyah Yuniati

Tempat & Tanggal Lahir : Balikpapan, 6 Juni 1996

NIM : 140309243192

Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul“PERENCANAAN

KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN SOIL NAILING DI POLITEKNIK

NEGERI BALIKPAPAN” adalah bukan merupakan hasil karya tulis orang lain, baik

sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam kutipan yang disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan saya buat dengan sebenar-benarnya tanpa paksaan

dari pihak manapun dan apabila pernyataan ini tidak benar, maka saya siap mendapat

sanksi akademis.

Balikpapan, 5 juni 2017

Mahasiswa,

NURAISYAH YUNIATI

NIM. 140309243192

iv

Lembar Persembahan

v

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademik Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang bertanda tangan di

bawah ini:

Nama : Nuraisyah Yuniati

NIM : 140309243192

Program Studi : Teknik Sipil

Judul TA : Perencanaan kestabilan Lereng Menggunakan Soil Nailing di

Politeknik Negeri Balikpapan

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan hak

kepada Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan, mengalih media atau

format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan

mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis /pencipta.

Demikian surat pernyataan saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Balikpapan

Pada Tanggal : 5 juni 2017

Yang menyatakan

Materai 6000

(Nuraisyah Yuniati)

vi

ABSTRAK

Analisis stabilitas lereng dilakukan untuk mengecek keamanan dari suatu lereng.

Usaha peningkatan stabilitas lereng ada beberapa cara, salah satu diantaranya adalah

perkuatan lereng dengan soil nailing. Soil nailing adalah metode perbaikan tanah asli

dengan cara melakukan pemakuan batang-batang seperti cerucuk, baja, bambu, dan

mini pile.Tujuan utama penelitian ini adalah mengetahui angka kemanan pada lereng

kondisi eksisting dan setelah di lakukan perbaikan dengan menggunakan soil nailing.

Tanah permukaan (kedalaman 0– 1meter) di ambil dari 2 lereng yaitu di belakang

gedung Direktorat Politeknik Negeri Balikpapan. Sifat fisik yang diteliti meliputi

berat jenis tanah (γt), berat jenis kering tanah (γd), kadar air (wc) , specific gravity(Gs),

dan batas atterberg (LL, PL, PI). Sifat mekanik yang diteliti meliputi kohesi (c) dan

sudut geser dalam (φ).Kemudian, dilakukan analis stabilitas lereng dengan

menggunakan program bantu Geo-slope pada kondisi eksisting dan setelah di berikan

perkuatan soil nailing.

Dari hasil penelitian diperoleh bahwa pada lereng kondisi eksisting angka

keamanan yang di peroleh sebesar 0,836, angka keamanan tersebut menandakan

lereng tidak aman atau perlunya perkuatan pada lereng, dengan diberikan perkuatan

berupa soil nailing dan lereng di bagi menjadi 2 model yaitu model 1 tanpa adanya

pematangan lahan dan model 2 dengan adanya pematangaan lahan. Pada lereng

model 1 di dapatkan angka keamanan 2,138 sedangkan pada model 2 angka

keamanan lebih tinggi yaitu sebesar 2,408.

Kata kunci : analisis stabilitas lereng, soil nailing, sifat fisik, sifat mekanik, angka

keamanan, model 1, model 2.

vii

ABSTRACT

Slope stability analysis is performed to check the saafety of a slope. There are several

ways in efforts to increase the stabiity of the slope, one of them is reinforcement of

slopes with soil nailing. Soil nailing is an original method of soil improvement by

doing such nailing cerucuk, steel, bamboo, and minipile. The aim of this research is

to knowing the safety factor of the slope existing condition and after using soil

nailing.

This research is located behind the Directorate State Polytechnic Balikpapan of soil

at a depth of -1m up to a depth of 0m. The physical properties include soil density

(γt), dry soil density (γd), water content (wc), Specific Gravity (Gs) and Atterberg

limits (LL, PL, PI). The mechanical properties include cohesion (c), and the angle of

friction (φ).Then the slope stability analysis is carried out by using Geo-slope

software with existing condition and after using soil nailing.

From the results it is obtained that ....

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa,

karena atas rahmat serta hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

dengan judul “Perencanaan Kestabilan Lereng Menggunakan Soil Nailing”.

Di dalam tulisan ini, disajikan pokok-pokok bahasan tugas akhir meliputi

gambaran tentang menghitung kestabilan lereng sebelum dan setelah menggunakan

soil nailing, sehingga dapat diketahui faktor keamanannya pada kondisi eksisting dan

setelahdi beri perkuatan soil nailing.

Penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ramli, S.E., M.M. sebagai Direktur Politeknik Negeri Balikpapan.

2. Drs. Sunarno, M. Eng, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri

Balikpapan.

3. Melviana Firsty, ST., M.T. dan Lilik Damayanti, SS, M.Humsebagai pembimbing

yang telah membimbing dan memberikan pengarahan selama pengerjaan tugas

akhir ini.

4. Ayahanda dan Ibunda yang telah membantu dalam segi finansial untuk

pengerjaan tugas akhir ini.

5. Seluruh teman angkatan 2014 Teknik Sipil yang telah banyak membantu selama

pengerjaan tugas akhir ini hingga selesai.

6. Semua pihak yang penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu, yang telah

memberikan bantuan secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan

tugas akhir ini hingga selesai.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini bukanlah karya yang sempurna, dan

masih banyak di temui kekurangan dan kelemahan. Oleh karena itu, saran dan

masukan yang membangun sangat diharapkan.

Balikpapan, 17 Maret 2017

Penulis

ix

DAFTAR ISI

JUDUL ........................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN............................................................................................. iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ...................................................................................... iv

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN ................................................................. v

PUBLIKASI KARYA ILMIAH ................................................................................... v

ABSTRAK ................................................................................................................... vi

ABSTRACT ................................................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ............................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xii

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xvi

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG............................................................ xvii

BAB IPENDAHULUAN .............................................................................................. 1

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah................................................................................................ 2

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 3

BAB IILANDASAN TEORI ........................................................................................ 4

2.1 Tanah ................................................................................................................. 4

2.1.1 Sifat-Sifat Tanah ............................................................................................... 4

2.2 Penurunan Permukaan Tanah ............................................................................ 8

2.2.1 Tahap Penurunan Tanah .................................................................................... 9

2.2.2 Kondisi Tanah di Alam ................................................................................... 10

2.3 Lereng ............................................................................................................. 10

2.4 Analisis Stabilitas Lereng ............................................................................... 13

x

2.4.1 Faktor Keamanan ............................................................................................ 13

2.4.2 Analisis Stabilitas Metode Irisan .................................................................... 15

2.4.2.1 Metode Fellenius ............................................................................................. 15

2.4.2.2 Metode Simplified Bishop ............................................................................... 17

2.5 Soil Nailing ..................................................................................................... 19

2.5.1 Elemen Dasar Dinding Soil Nailing ................................................................ 22

2.5.2 Kelebihan dan Kekurangan Soil Nailing ........................................................ 27

2.6 Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope ................................................... 28

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN..................................................................... 30

3.1 Jenis Penelitian ................................................................................................ 30

3.2 Tempat Penelitian............................................................................................ 30

3.3 Waktu Penelitian ............................................................................................. 30

3.4 Peralatan dan Bahan yang digunakan ............................................................. 31

3.5 Metodologi Penelitian ..................................................................................... 33

3.5.1 Tahap Persiapan .............................................................................................. 34

3.5.2 Tahap Perhitungan .......................................................................................... 42

3.5.3 Tahap Penyelesaian ......................................................................................... 44

BAB IVPEMBAHASAN ............................................................................................ 45

4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah ................................................................... 45

4.1.1 Uji Specifik Graviti (Gs) ................................................................................. 46

4.1.2 Uji Kadar Air ( ) .......................................................................................... 47

4.1.3 Uji Batas Atterberg Limit ................................................................................ 50

4.1.4 Uji Analisa Ayakan ......................................................................................... 53

4.1.5 Rekapitulasi Hasil Uji Sifat Fisik Tanah ......................................................... 56

4.2 Hasil Pengujian Sifat Mekanik Tanah............................................................. 57

4.2.1 Pengujian Direct Shear ................................................................................... 57

4.3 Permodelan Lereng dengan Program Geoslope .............................................. 61

4.3.1 Pengaturan Awal ............................................................................................. 61

4.3.2 Membuat Sketsa Gambar ................................................................................ 62

4.3.3 Mendefinisikan Parameter Tanah ................................................................... 63

xi

4.3.4 Menggambar Perkuatan Soil Nailing .............................................................. 63

4.3.5 Solving The Problem ....................................................................................... 63

4.3.6 Menampilkan Hasil Analisis ........................................................................... 64

4.4 Perhitungan Kestabilan Lereng Pada Titik A Tanpa Perkuatan...................... 64

4.5 Perhitungan Kestabilan Lereng Pada Titik B Tanpa Perkuatan ...................... 66

4.6 Perhitungan Kestabilan Lereng Pada Titik B dengan Perkuatan .................... 69

4.6.1 Perbaikan Lereng Model 1 .............................................................................. 70

4.6.2 Perbaikan Lereng Model 2 .............................................................................. 74

4.7 Perbandingan Hasil Stabilitas Lereng Eksisting,Model 1 dan Model 2 ......... 79

BAB VPENUTUP ....................................................................................................... 83

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 83

5.2 Saran ................................................................................................................ 83

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 84

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Penurunan Pada Teras Belakang Gedung Direktorat 1

Gambar 2.1 Diagram Fase Tanah 5

Gambar 2.2 Tahap Penurunan Tanah 10

Gambar 2.3 Lereng Terjal 11

Gambar 2.4 Lereng Sedang 11

Gambar 2.5 Lereng Cekung 12

Gambar 2.6 Lereng Cembung 12

Gambar 2.7 Lereng Seragam 12

Gambar 2.8 Lereng Berombak 13

Gambar 2.9 Gaya-gaya yang Bekerja pada Bidang Longsor 15

Gambar 2.10 Sistem Gaya Pada Cara Fellenius 17

Gambar 2.11 Sistem Gaya Pada Suatu Elemen Menurut Bishop 18

Gambar 2.12 Penentuan Harga 18

Gambar 2.13 Daerah Aktif dan Daerah Pasif 21

Gambar 2.14 Potongan Melintang Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing 22

Gambar 2.15 Properti Baja Ulir 22

Gambar 2.16 Nail Head 23

Gambar 2.17 Pengecoran (Grouting) Melalui Pipa Tremi 24

Gambar 2.18 Centralizers (PVC) 24

Gambar 2.19 Pembuatan Muka Sementara (Temporary Facing) 25

Gambar 2.20 Muka Permanen (Permanent Facing) Soil Nailing 25

Gambar 2.21 Perkuatan Soil Nailing Dengan Muka Geotekstil 26

Gambar 2.22 Lembaran Geokomposit pada Dinding Soil Nailing 26

Gambar 2.23 Sistem Drainase pada Dinding Soil Nailing 27

Gambar 3.1 Skema Penentuan Kadar Air 35

Gambar 3.2 Prinsip Pengujian Specific Gravity 37

Gambar 3.3 Penentuan Batas Cair 38

Gambar 3.4 Proses Penentuan Batas Plastis 39

xiii

Gambar 3.5 Contoh Penentuan Kadar Air pada Batas Plastis 40

Gambar 3.6 Skema Pengujian Direct Shear 41

Gambar 3.7 Skema Pembebanan 41

Gambar 3.8 Hasil Pengujian Direct Shear Test 43

Gambar 4.1 Lokasi Pengambilan Sampel Tanah 45

Gambar 4.2 Grafik Batas Cair Titik A 51

Gambar 4.3 Grafik Batas Cair Titik B 53

Gambar 4.4 Grafik Persentase Hasil Analisa Ayakan Titik A 55

Gambar 4.5 Grafik Persentase Hasil Analisa Ayakan Titik B 56

Gambar 4.6 Grafik Direct Shear Titik A 59

Gambar 4.7 Grafik Direct Shear Titik B 61

Gambar 4.8 Jendela Pengaturan Kertas Kerja 62

Gambar 4.9 Jendela Pengaturan Skala Gambar 62

Gambar 4.10 Jendela Pengaturan Grid 62

Gambar 4.11 Jendela Pendefinisian Parameter Tanah A 63

Gambar 4.12 Jendela Proses Running Program 64

Gambar 4.13 Jendela Hasil Analisis 64

Gambar 4.14 Gambar Lereng Di Titik A 65

Gambar 4.15 Angka keamanan Lereng di titik A 65

Gambar 4.16 Gambar Lereng Di Titik B 66

Gambar 4.17 Hasil Angka Keamanan Pada Lereng Di Titik B 66

Gambar 4.18 Angka Keamanan Pada Lereng Bagian 1 67




Gambar 4.22 Hasil Angka Keamanan Pada Lereng Model 1 70




Gambar 4.26 Angka keamanan pada lereng bagian 4 74

xiv

Gambar 4.27 Kontur Pemotongan Lereng Model 2 74

Gambar 4.28 Lereng Model 2 75

Gambar 4.29 Hasil Angka Keamanan Pada Lereng Model 2 75


Gambar 4.31 Lereng Bagian 2 77



Gambar 4.34 Grafik Faktor Keamanan Global 80

Gambar 4.35 Grafik Fator Keamanan Bagian 1 80




xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Rencana Waktu dan Kegiatan Penelitian 30

Tabel 4.1 Data Perhitungan Spesifik Graviti Pada Tanah di Titik A 46

Tabel 4.2 Data Perhitungan Spesifik Graviti Pada Tanah di Titik B 47

Tabel 4.3 Data Perhitungan Kadar Air Tanah Titik A 48

Tabel 4.4 Data Perhitungan Kadar Air Pada Tanah di Titik B 49

Tabel 4.5 Data Perhitungan Batas Cair Pada Tanah di Titik A 51

Tabel 4.6 Data Perhitungan Batas Plastis Pada Tanah di Titik A 51

Tabel 4.7 Data Perhitungan Batas Cair Pada Tanah di Titik B 52

Tabel 4.8 Data Perhitungan Batas Plastis Pada Tanah di Titik B 53

Tabel 4.9 Data Perhitungan Analisa Ayakan Pada Tanah di Titik A 54

Tabel 4.10 Data Perhitungan Analisa Ayakan Pada Tanah Di Titik B 55

Tabel 4.11 Rekapitulasi Hasil Uji Sifat Fisik Tanah Di Titik A 56

Tabel 4.12 Rekapitulasi Hasil Uji Sifat Fisik Tanah Di Titik B 57

Tabel 4.13 Rekapitulasi Data Gaya Direct Shear Titik A 58

Tabel 4.14 Rekapitulasi Input Grafik Direct Shear Pada Tanah Di Titik A 59

Tabel 4.15 Rekapitulasi Data Gaya Direct Shear Titik B 60

Tabel 4.16 Rekapitulasi Input Grafik Direct Shear Pada Tanah Di Titik B 60

Tabel 4.17 Hubungan Nilai Fk Dan Kemungkinan Kelongsoran 67

Tabel 4.18 Spesifikasi Soil Nailing Pada Lereng Bagian 1 70







Tabel 4.25 Hasil Perhitungan Stabilitas Lereng 82

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Data Tabel Perhitungan Pengujian

Lampiran 2

Hasil Pemeriksaan Laboratorium Uji Tanah

Lampiran 3 Dokumentasi Foto-foto Penelitian

Lampiran 4 Data Sondir

Lampiran 5 Sertifikat kalibrasi

xvii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

SINGKATAN NAMA Pemakaian

pertama kali

pada halaman

SPT Standard Penetration Test 9

FK Faktor Keamanan 15

ASTM American Standard Testing and Material 22

PVC Polyvinyl Chloride 24

LAMBANG

V Volume total 5

Va Volume udara (dalam bagian berongga) 5

Vw Volume air (dalam bagian berongga) 5

Vs Volume butir tanah 5

Vv Volume rongga 5

W Berat total 5

Ws Berat butiran padat 5

Ww Berat air 5

Wa Berat udara 5

n Porositas 6

S Derajat kejenuhan 6

Berat isi butir tanah 6

Berat isi air 6

Berat is tanah 7

Berat volume kering 7

Berat isi celup tanah 7

Kekuatan geser rata-rata dari tanah 14

Tegangan geser rata-rata yang bekerja 14

xviii

c Kohesi tanah 14

Sudut geser tanah 14

Tegangan normal rata-rata 14

R Gaya geser 16

r Jari-jari bidang longsor 16

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Lereng merupakan bagian dari permukaan bumi yang memiliki sudut

kemiringan tertentu dengan bidang datar (horisontal). Lereng dapat terjadi secara

alami ataupun karena buatan manusia dengan tujuan tertentu. Stabilitas lereng dapat

terganggu akibat pengaruh alam, iklim dan aktivitas manusia. Jika tanah tidak

horisontal, suatu komponen gravitasi akan cenderung untuk menggerakan tanah ke

bawah. Jika komponen gravitasi cukup besar, kegagalan lereng akan terjadi, yakni

massa tanah dapat meluncur jatuh. Gaya yang meluncurkan mempengaruhi ketahanan

dari kuat geser tanah sepanjang permukaan keruntuhan.

Kontur tanah di Balikpapan terdapat banyak lereng, sehingga secara tidak

langsung penduduk kota Balikpapan harus membangun konstruksi di lereng tersebut.

Salah satunya di Gedung Direktorat Politeknik Negeri Balikpapan, bangunan yang

berdiri pada tahun 2002 mengalami perubahan yang signifikan pada tahun 2017 yaitu

berupa pergerakan tanah. Selain itu, pergerakan tersebut juga telah menyebabkan

beberapa keretakan pada Gedung Direktorat, dan penurunan yang mencolok pada

selasar-selasar di tepi Gedung Direktorat (Indrasurya B. Mochtar, Prof. Ir. MSc.

PhD.) dapat di lihat pada gambar 1.1.

Gambar 1.1 Penurunan pada teras belakang Gedung Direktorat

2

Berdasarkan permasalahan tersebut, peneliti merasa perlu melakukan

penelitian lebih lanjut tentang kestabilan lereng pada lokasi tersebut menggunakan

soil nailing.Dengan judul, “Perencanan Kestabilan Lereng Menggunakan Soil

Nailingdi Politeknik Negeri Balikpapan” di harapkan dapat memberikan

rekomendasi kestabilan lereng pada Gedung Direktorat Politeknik Negeri Balikpapan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas, rumusan masalah dalam penelitian ini yaitu :

1. Berapa nilai faktor keamanan pada lereng kondisi eksisting?

2. Berapa nilai faktor keamanan kritis pada lereng setelah adanya alternatif

perkuatan dengan soil nailing?

3. Bagaimana desain lereng agar mendapat nilai faktor keamanan yang stabil dengan

menggunakan soil nailing?

1.3 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini di tetapkan batasan masalah sebagai berikut :

1. Tanah yang diteliti lokasi belakang Gedung Direktorat Politeknik Negeri

Balikpapan.

2. Data tanah sekunder yang di gunakan adalah data sondir dari penelitian

sebelumnya.

3. Data tanah primer yang di gunakan adalah data asli yang di dapat dari hasil

pengujiandi Laboratorium Uji Tanah.

4. Hanya merencanakan perkuatan lereng menggunakan soil nailingdengan aplikasi

geoslope.

5. Tidak di pengaruhi faktor gempa.

6. Tidak ada beban merata maupun terpusat

7. Tidak melakukan perhitungan biaya.

8. Analisa kestabilan lereng menggunakan metode simplified bishop method

9. Tidak dipengaruhi dinding penahan tanah.

10. Tanpa pengaruh rembesan dan muka air tanah di anggap sangat dalam.

3

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui nilai faktor keamanan pada kondisi eksisting.

2. Mengetahui desain slope agar dapat di manfaatkan.

3. Mengetahui nilai faktor keamanan setelah menggunakan soil nailing.

1.5 Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini dapat di peroleh manfaat antara lain :

1. Di harapkan dengan adanya penelitian ini dapat di gunakan untuk perkembangan

ilmu pengetahuan teknik sipil, khususnya menganalisis kestabilan lereng

berdasarkan data lapangan dengan menggunakan metode simplified bishop

method.

2. Dapat mengetahui desain slope yang di rencnakan menggunakan perkuatan soil

nailing dan di nyatakan aman.

3. Agar dapat menjadi acuan untuk solusi penanganan konsolidasi pada tanah agar

tidak berdampak semakin buruk bahkan terjadi kelongsoran.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tanah

Menurut Braja M. Das tanah merupakan material yang terdiri dari agregat dan

butiran mineralpadat yang tidak terikat secara kimia satu sama lain dan dari bahan-

bahan organik yang telah melapuk menjadi berpartikel padat disertai denganzat cair

dan gas yangmengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikelpadat tersebut.

Tanah terbentuk dari terjadinya pelapukan batuan menjadi partikel-

partikelyang lebih kecil akibat proses mekanis dan kimia. Pelapukan

mekanisdisebabkan oleh memuai dan menyusutnya batuan akibat perubahan

panasdan dingin secara terus menerus yang akhirnya menyebabkan hancurnyabatuan

tersebut. Tiga bagian yang membentuk tanah, yaitu udara, air, danpartikel-partikel

tanah itu sendiri kemudian membentuk suatu gumpalanyang mempunyai massa total

tanah.

2.1.1 Sifat-Sifat Tanah

Sifat tanah yang perlu diperhatikan untuk sebuah proyek tegantung padajenis /

fungsiproyek.Adapun sifat-sifatnya antara lain :

1. Permeabilitas (Permeability)

Sifat ini untuk mengukur/menentukan kemampuan tanah dilewati airmelaluipori-

porinya.Sifat ini penting dalam konstruksi bendung tanahurugan (earth dam) dan

persoalan drainase.

2. Konsolidasi (Consolidation)

Pada konsolidasi dihitung dari perubahan isi pori tanah akibat beban.Sifat ini

dipergunakan untuk mengetahui keruntuhan.sifat inidiperhitungkan untuk

menentukan penurunan (settlement).

3. Tegangan geser (Shear Strength)

Untuk menentukan kemampuan tanah menahan tekanan tanpamengalami

keruntuhan.

5

4. Sifat-sifat fisik lainya

Tanah terdiri dari dua bagian, yaitu bagian padat dan bagian rongga.Bagian

padat terdiri dari partikel-partikel padat, sedangkan bagianberongga terisi air atau

udara sepenuhnya bila tanah tersebut jenuhatau kering. Apabila gumpalan tanah tidak

sepenuhnya dalam keadaanbasah (jenuh), maka rongga tanah akan terisi oleh air dan

udara.Keseluruhan bagian tersebut dapat terlihat dalam diagram fase padaGambar

2.1:

Gambar 2.1 Diagram Fase Tanah

Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1 -Braja M. Das

Keterangan :

V : Volume total = Va + Vw + Vs

Va : Volume udara (dalam bagian berongga)

Vw : Volume air (dalam bagian berongga)

Vs : Volume butir tanah

Vv : Volume rongga = Va + Vw

W : Berat total = Ws + Ww

Ws : Berat butiran padat

Ww: Berat air

Wa : Berat udara = 0

6

Hubungan yang umum dipakai untuk suatu elemen tanah adalah :

1. Angka pori (void ratio)

Didefinisikan sebagai perbandingan antara volume rongga denganvolume butir

tanah (bagian padat).

2. Porositas (n)

Menyatakan perbandingan antara volume pori dengan volume tanahtotal yang

dinyatakan persen.

3. Derajat kejenuhan (S)

Menyatakan perbandingan antara volume air dengan volume rongga.

4. Kadar air (W)

Disebut juga sebagai water content yang didefinisikan sebagaiperbandingan

antara berat air dengan berat air butiran padat darivolume tanah yang diselidiki.

5. Berat jenis tanah (G)

Menyatakan perbandingan antara berat isi butir tanah (γs) dan berat isiair (γw).

6. Berat isi air (γw)

Menyatakan perbandingan antara berat air (Ww) dengan volumeair(Vw).

7. Berat isi butir (γs)

Menyatakan perbandingan antara berat butiran tanah (Ws) denganvolume butir

tanah (Vs)

7

8. Berat isi tanah (γ)

Menunjukkan perbandingan antar berat tanah dengan isi tanah.

Rumus tersebut berlaku untuk berat volume basah

9. Berat volume kering (dry unit weight)

Berat volume kering ( γd ) adalah berat kering persatuan volume, atau

Hubungan antara berat volume, berat volume kering, kadar air adalahsebagai

berikut:

10. Berat isi celup tanah (γsub)

Menyatakan suatu harga dari berat isi jenuh dikurangi berat isi air.

11. Batas-batas konsistensi (Atterberg Limits)

Batas-batas atterberg tergantung pada air yang terkandung dalammassa

tanah,ini dapat menunjukkan beberapa kondisi tanah, seperti :cair – kental – plastis –

semi plastis – padat, perubahan dari keadaanyang satu ke keadaan lainnya sangat

penting diperhatikan sifat fisiknya.Menurut Hary Christady Hardiyatmo ( 2002 )

batas – batas Atterbergadalah sebagai berikut:

a. Batas cair (Liquid Limit) = LL

Menyatakan kadar air minimum dimana tanah masih dapatmengalir dibawah

beratnya atau kadar air tanah pada batasantara keadaan cair ke keadaan plastis.

b. Batas plastis (Plastis Limit) = PL

Menyatakan kadar air minimum dimana tanah masih dalamkeadaan plastis atau

kadar air minimum dimana tanah dapatdigulung-gulung sampai diameter 3,1 mm

atau (1/8 inchi).

8

c. Batas susut (Shrinkage Limit) = SL

Menyatakan batas dimana sesudah kehilangan kadar air,selanjutnya

tidakmenyebabkan penyusutan volume tanah lagi.

d. Indeks plastis (Plasticity Index) = PI

Menunjukkan sejumlah kadar air pada saat kondisi tanah dalamkondisi plastis,

dimana harga ini adalah selisih antara batas cairdan batas plastis.

e. Indeks cair (Liquidity Index) = LI

Menyatakan perbandingan dalam prosentase antara kadar airtanah dikurangi batas

plastis dengan indeks plastis.

f. Konsistensi relatif (Relative Consistency) = RC

Menunjukkan perbandingan antara batas cair dikurangi kadarair tanah dengan

indeks plastis.

g. Nilai susut (Shrinkage Ratio) = SR

Adalah perbandingan antara selisih isi (dinyatakan dalamprosentase isi kering)

dengan kadar air yang bersangkutan.

2.2 Penurunan Permukaan Tanah

Penurunan permukaan tanah adalah turunnya permukaan tanah akibat

terjadinya perubahan volume pada lapisan-lapisan batuan di bawahnya. Penurunan

muka tanah ini secara tidak langsung merupakan aktivitas pemaksaan memadatkan

struktur tanah yang belum padat menjadi padat.Umumnya terjadi pada daerah yang

tadinya berupa rawa, delta, endapan banjir, dan sebagainya yang dialihkan fungsi

tataguna lahannya tanpa melakukan rekayasa tanah terlebih dahulu.

9

2.2.1 Tahap Penurunan Tanah

Untuk bisa mampat, air yang ada didalam pori tanah harus di keluarkan.

Kecepatan pemampatan di pengaruhi oleh proses keluarnya air dari dalam pori tanah

dan sifat kompresibelitas tanah. Pasir adalah tanah yang sangat permeabel dan tanah

yang tidak kompresibel, sehingga proses penurunan terjadi sangat cepat dan

penurunannya kecil. Lempung yang kenyang air adalah tanah yang rapat air dan

bersifat sangat kompresibel sehingga penurunan yang terjadi bisa bertahun-tahun dan

penurunan yang terjadi besar. Secara umum, penurunan dapat diklasifikasikan

menjadi 3 tahap, yaitu:

1. Immediate Settlement (penurunan seketika), diakibatkan dari deformasi elastis

tanah kering, basah, dan jenuh air, tanpa adanya perubahan kadar air. Immediate

settlement ini biasanya terjadi selama proses konstruksi berlangsung. Parameter

tanah yang dibutuhkan untuk perhitungan adalah undrained modulus dengan uji

coba tanah yang diperlukan seperti SPT, Sondir (dutch cone penetration test),

dan Pressuremeter test.

2. Primary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi

primer), yaitupenurunan yang disebabkan perubahan volume tanah selama

periodekeluarnya air pori dari tanah. Pada penurunan ini, tegangan air pori

secarakontinyu berpindah ke dalam tegangan efektif sebagai akibat dari keluarnya

air pori. Penurunan konsolidasi ini umumnya terjadi pada lapisan tanah kohesif

(clay / lempung).

3. Secondary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi sekunder), adalah

penurunan setelah tekanan air pori hilang seluruhnya. Hal ini lebih disebabkan

oleh proses pemampatan akibat penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir

tanah.

10

Gambar 2.2 Tahap Penurunan Tanah

Sumber: Fita Ratna, 2016

2.2.2 Kondisi Tanah di Alam

1. Tanah Normal (Normally Consolidated)

Tanah di alam pada umumnya telah mengalami konsolidasi primer selama

bertahun-tahun karena beratnya sendiri.

2. Tanah Prakonsolidasi (Over Consolidated)

Tanah prakonsolidasi adalah tanah yang pernah mengalami konsolidasi oleh

beban yang lebih besar daripada tekanan efektif yang ada sekarang. Misalnya

suatu bukit yang mengalami longsoran.

3. Tanah Teoritis

Tanah teoritis yaitu tanah yang belum pernah mengalami konsolidasi meskipun

oleh beratnya sendiri.

2.3 Lereng

Menurut Braja M. Das lereng adalah suatu permukaan tanah yang miring dan

membentuk sudut tertentu terhadap suatu bidang horisontal dan tidak terlindungi.

Lereng yang ada secara umum dibagi menjadi dua kategori lereng tanah, yaitu lereng

alami dan lereng buatan.Lereng alami terbentuk secara alamiah yang biasanya

11

terdapat di daerah perbukitan. Sedangkan lereng buatan terbentuk oleh manusia

biasanya untuk keperluan konstruksi, seperti tanggul sungai, bendungan tanah,

tanggul untuk badan jalan kereta api. Tipe dasar lereng dan ciri garis konturnya

terbagi menjadi 6 type, yakni sebgai berikut:

1. Lereng terjal, dicirikan dengan garis kontur yang rapat.

Gambar 2.3 Lereng Terjal

Sumber: Soepandji, 1995

2. Lereng sedang atau landai, dicirikan dengan jarak garis kontur yang renggang.

Gambar 2.4 Lereng Sedang


12

3. Lereng cekung, dicirikan dengan semakin tinggi tempat, jarak kontur semakin

berkurang.

Gambar 2.5 Lereng Cekung


4. Lereng cembung, dicirikan dengan kontur yang semakin tinggi tempat, jarak

kontur semakin renggang.

Gambar 2.6 Lereng Cembung


5. Lereng seragam, dicirikan dengan jarak kontur tetap.

Gambar 2.7 Lereng Seragam


13

6. Lereng berombak, dicirikan dengan kontur yang secara periodik jaraknya

berdekatan.

Gambar 2.8 Lereng Berombak


2.4 Analisis Stabilitas Lereng

Pada permukaan tanah yang tidak horisontal, konponen gravitasicenderung

untuk menggerakkan tanah ke bawah. Jika komponengravitasi sedemikian besar

sehingga perlawanan terhadap geseranyang dapat dikerahkan oleh tanah pada bidang

longsornya terlampaui,maka akan terjadi kelongsoran lereng. Analisis stabilitas

padapermukaan tanah yang miring ini, disebut analisis stabilitas lereng.Analisis ini

sering digunakan dalam perancangan-perancanganbangunan seperti: jalan kereta api,

jalan raya, bandara, bendunganurugan tanah, saluran, dan lainnya. Umumnya, analisis

stabilitasdilakukan untuk mengecek keamanan dari lereng alam, lereng galian,dan

lereng urugan tanah.

2.4.1 Faktor Keamanan

Hal yang perlu dipertimbangkan dalam penentuan kriteria faktor keamanan

adalah resiko yang dihadapi, kondisi beban dan parameter yang digunakan dalam

melakukan analisis stabilitas lereng. Resiko yang dihadapi dibagi menjadi tiga yaitu :

tinggi, menengah dan rendah. Tugas seorang engineer meneliti stabilitas lereng untuk

menentukan faktor keamanannya. Secara umum, faktor keamanan dapat dijelaskan

sebagai berikut:

14

Dimana:

FK = angka keamanan terhadap kekuatan tanah.

= kekuatan geser rata-rata dari tanah.

= Tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor.

Kekuatan geser suatu lahan terdiri dari dua komponen, friksi dan kohesi, dan dapat

ditulis,

Dimana:

c = kohesi tanah.

= sudut geser tanah.

= tegangan normal rata-rata pada permukaan bidang longsor.

Atau dapat ditulis,

Dimana cd adalah kohesi dan sudut geser yang bekerja sepanjang bidang longsor.

Dengan mensubstitusi persamaan (2.16) dan persamaan (2.17) ke dalam persamaan

(2.15) sehingga kita mendapat persamaan yang baru,

Sekarang kita dapat mengetahui beberapa parameter lain yang mempengaruhi angka

keamanan tadi, yaitu angka keamanan terhadap kohesi, Fc, dan angka keamanan

terhadap sudut geser F . Dengan demikian Fc dan F dapat kita definisikan sebagai:

Dan,

Bilamana persamaan (2.18), (2.19), dan (2.20) dibandingkan, adalah wajar bila Fc

menjadi sama dengan F , harga tersebut memberikan angka keamanan terhadap

kekuatan tanah. Atau, jika

15

Kita dapat menuliskan,

FK = 1, maka talud adalah dalam keadaan akan longsor. Umumnya harga 1,5 untuk

angka kamanan terhadap kekuatan geser dapat diterima untuk merencanakan

stabilitas talud.

2.4.2 Analisis Stabilitas Metode Irisan

Metode irisan merupakan cara-cara analisa stabilitas apabila tanah tidak

homogen dan aliran rembesan terjadi di dalam tanah tidak menentu.Dalam metode

irisan ini, massa tanah yang longsor dipecah-pecah menjadi beberapa irisan (pias)

vertikal. Kemudian, keseimbangan dari tiap-tiap irisan diperhatikan.Gambar 2.19.

Gambar 2.9 Gaya-Gaya yang Bekerja pada Bidang Longsor

Sumber : Mekanika Tanah, Braja M. Das Jilid 2

2.4.2.1 Metode Fellenius

Cara ini dapat digunakan pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non

isotropis dan berlapis-lapis.Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri dari atas

beberapa elemen vertikal. Lebar elemen dapat diambil tidak sama dan sedemikian

sehingga lengkung busur di dasar elemen dapat dianggap garis lurus. Berat total

tanah/batuan pada suatu elemen (Wt) termasuk beban Iuar yang bekerja pada

16

permukaan lereng Wt, diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada

dasar elemen.Faktor keamanan adalah perbandinganmomen penahan longsor dengan

penyebab Iongsor, momen tahanan geser pada bidang longsor adalah:

Dimana :

R = gaya geser

r = jari-jari bidang longsor

Tahanan geser pada setiap elemen adalah :

Momen penahan yang ada sebesar :

Faktor keamanan dari lereng menjadi :

∑

∑

Dimana :

u = tegangan air pori didasar bidang longsoran.

b = lebar irisan

Persamaan (2.26) dapat dijelaskan dalam gambar 2.10.

(a)

17

(b)

Gambar 2.10 Sistem Gaya Pada Cara Fellenius: (a) Memilih Irisan: (b) Memilih

Irisan Agar Dasar Busur Hanya pada Satu Jenis Tanah

Sumber : Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran – Dirjen Bina

Marga

2.4.2.2 Metode Simplified Bishop

Cara analisa yang dibuat oleh A.W. Bishop (1955) menggunakan cara elemen

dimana gaya yang bekerja pada tiap elemen ditunjukkan pada seperti pada gambar

2.11. Persyaratan keseimbangan diterapkan pada elemen yang membentuk lereng

tersebut.Faktor keamanan terhadap longsoran didefinisikan sebagai perbandingan

kekuatan geser maksimum yang dimiliki tanah di bidang longsor ( S tersedia ) dengan

tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan ( S perlu).

Bila kekuatan geser tanah adalah :

maka tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan adalah :

18

Gambar 2.11. Sistem Gaya Pada Suatu Elemen Menurut Bishop

Sumber : Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran – Dirjen Bina

Marga

Faktor keamanan di hitung berdasar rumus umum:

Ma = harga ini ditinjau pada masing-masing segmen dan dapat diperoleh dengan dua

cara:

1. Dihitung manual dengan persamaan sebagai berikut:

2. Menggunakan kurva hubungan α dengan Ma dengan variasi (tan /FK). Hal

ini ditunjukkan pada gambar 2.12

Gambar 2.12. Penentuan Harga

Sumber: Merkanika Tanah dalam Praktek Rekayasa – Terzaghi

19

Untuk metode Bishop apabila harga Ma dimasukkan ke dalam persamaan FK

maka akan terdapat dua buah nilai FK yaitu di kiri dan di kanan persamaan. Oleh

karena itu, dalam metode Bishop ini perlu dilakukan cara coba-coba.

Whitman & Bailey (1967) menyarankan apabila harga Ma < 0,2 umumnya

akan terdapat masalah pada analisis kestabilan lereng dan dianjurkan untuk

menggunakan metode lain yang lebih baik, sehingga metode Bishop dapat dikatakan

cukup akurat untuk kepentingan praktek dan tidak direkomendasikan apabila Ma <

0,2.

Untuk kasus sudut geser dalam ф = 0 maka formula Bishop sama persis

dengan metode Fellenius. Hal ini diakibatkan karena kmponen Ma sama dengan cos α

dimana l = b/cos α sehingga dalam penentuan FK tidak perlu dilakukan cara coba-

coba.

2.5 Soil Nailing

Soil nailng pertama kali di aplikasikan sebagaiperkuatan untuk sebuah

dinding penahan tanah di Perancis (1961). Kemudian di kembangkan oleh Rabcewicz

(1964, 1965), untuk di gunakan dalam galian terowongan, yang di kenal dengan “The

New Austrian Tunneling Method” (NATM).

Soil Nailing adalah teknik untuk stabilitas lereng dinding penahan tanah yang

paling ekonomis dengan proses pengerjaan dengan membuat angkur nail yang dibor

ke dalam tanah arah horisontal dengan sudut tertentu sesuai desain program Geoslope

dengan menginput parameter tanah di lokasi yang akan dikerjakan, proses pengerjaan

soil nailing ini tanah dibor kemudian digrouting dengan system pengerjaan per layer

dari atas ke bawah (Top Down Construction Method). Beberapa tahun terakhir soil

nailing telah terbukti menghemat biaya didalam memperkuat tanah dan menolong

tanah didalam menyokong dirinya sendiri, lebih baik dari pada semua jenis perkuatan

dengan menggunakan retaining wall atau dinding penahan.Banyak metode perkuatan

tanah yang meggunakan metode soil nailing misalnya perkuatan pada terowongan,

stabilitas timbunan (embankment) dan stabilitas longsoran. Metode soil nailing juga

digunakan untuk menahan galian tanah dan perkuatan stabilitas lereng Pada soil

20

nailing (permukaan tanah) untuk menahan galian tanah,tulangan umumnya terbuat

dari batang-batang baja,pipa baja, baja/besi ulir, atau lain-lain metal yang tidak hanya

menarik gaya tarik tapi juga gaya geser dan momen lentur. Tulangan-tulangan

dipasang dengan cara menekan atau mengebor terlebih dahulu dan kemudian di

grouting (ditutup dengan larutan semen) Pada soil nailing (pemakuan tanah)

bermaksud untuk meningkatkan stabilitis lereng, umumnya dipakai tiang-tiang beton.

Dalam sistem pemakuan tanah (soilnailing), interaksi antara tanah dan tulangan

dalam tanah yang dipaku bergantung pada

1. Kekakuan bahan tulangan relatif terhadap tanah.

2. Kemiringan tulangan terhadap bidang runtuh potensial.

3. Kecepatan gerakan tanah.

Elias dan Juran, (1991) mengemukakan bahwa konsep dasar suatu struktur

dengan soil nailing adalah:

1. Pengalihan gaya tarik yang ditimbulkan oleh nailing pada daerah aktif ke daerah

tahanan melalui friksi atau lekatan. Friksi atau lekatan tersebut timbul pada muka

tanah dan nail.

2. Tahanan pasif timbul pada permukaan yang tegak lurus dengan pergerakan relatif

tanah atau nail. Interaksi friksi antara tanah nail membatasi pergerakan tanah

selama dan sesudah pelaksanaan kostruksi. Gaya tarik yang timbul pada nail akan

menyebabkan terjadinya pengangkatan tegangan normal disepanjang permukaan

gelincir potensial dan sekaligus meningkatkan tahanan geser keseluruhan dari

massa tanah asli. Nail yang ditempatkan memotong permukaan gelincir potensial

mengembangkan tahan pasif yang dapat mengimbangi gaya geser dan momen

lentur yang timbul.

Tempat kedudukan gaya tarik maksimum yang terjadi pada setiap nail akan

membuat suatu garis yang membagi massa tanah yang menjadi dua daerah gambar

2.13, yaitu:

1. Daerah aktif, daerah dimana timbul tegangan geser lateral dan menimbulkan

tegangan pada nail.

2. Daerah tahanan, daerah dimana gaya yang timbul pada nail dialihkan ke tanah.

21

Gambar 2.13 Daerah Aktif dan Daerah Pasif

Sumber: Abraham, 2002

Interaksi dari nail timbul selama pelaksanaan konstruksi, dan pergesekan timbul

begitu gaya perlawanan bekerja pada nail.

Prinsip kerja suatu soil nailing wall mirip dengan dinding gravitasi, yaitu

dimana nail dan struktur penutup permukaan digunakan untuk membentuk suatu

massa gravitasi, perbedaannya adalah:

1. Perbedaan yang mencolok pada tahap pelaksanaan, sehingga penambahan pada

elemen perkuatan pun akan berbeda.

2. Pada soil nailing wall digunakan tanah asli (in-situ).

3. Elemen perkuatan di grout ditempat.

Sementara itu, perilaku soil nailingwall dapat dibagi menjadi dua yaitu: perilaku

internal dan perilaku eksternal. Perilaku internal biasanya mengacu padastabilitas

dalam (internal stability) yang berhubungan dengan karakteristik tanah, tegangan

yang timbul pada struktur, karakteristik dari nail dan struktur penutup permukaan

(facing). Sedangkan perilaku eksternal mempertimbangkan stabilitas luar (eksternal

stability), yang mana pada konstruksi soil nailingsama dengan yang diperhitungkan

pada jenis dinding penahan tanah lainnya, yaitu: gelincir, overtuning (terguling),

bearing capacity (daya dukung) dan ada permukaan gelincir di dalam massa tanah

yang diperkuat.

22

Gambar 2.14 Potongan Melintang Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing

Sumber: ”Soil Nail Walls”, Report FHWA-IF-03-017

2.5.1 Elemen Dasar Dinding Soil Nailing

Secara umum elemen-elemen yang diperlukan dalam praktek soil nailing

adalah:

1. Nail Bars

Batangan baja yang umum digunakan pada soil nailing, adalah baja ulir yang

sesuai dengan standar ASTM A615, dengan daya dukung tarik 420Mpa (60 ksi atau

Grade 60) atau 520 Mpa (75 ksi atau Grade 75). Ukuran diameternya yang tersedia

adalah 19, 22, 25, 29, 32, 36, dan 43 mm, serta ukuran panjang mencapai 18 m

(gambar 2.15).

Gambar 2.15 Properti Baja Ulir [ASTM A615 Fy 420 dan 525 Mpa (60 dan 75 ksi)]

Sumber: Bynre et al, 1998

23

2. Nail Head

Komponen nail head terdiri dari bearing plate (pelat penahan), hex mut (mur

persegi enam), washer (cincin yang terbuat dari karet atau logam), dan headed stud.

Bearing plate umumnya berbentuk persegi dengan panjang sisi 200-250 mm, tebal 19

mm, dan kuat leleh 250 Mpa (ASTM A36), sedangkan untuk nut, dan washer yang

digunakan harus memiliki kuat leleh yang sama dengan batangan bajanya.

Gambar 2.16 Nail Head

Sumber: Porterfield et al. (1994)

3. Grout(Cor beton)

Cor beton untuk soil nailing dapat berupa adukan semen pasir. Semen yang

digunakan adalah semen tipe I, II, dan III. Semua tipe I (normal) paling banyak

digunakan untuk kondisi yang tidak memerlukan syarat khusus, semen tipe II

digunakan jika menginginkan panas hidrasi lebih rendah dan ketahanan korosi

terhadap sulfat yang lebih baik daripada semen tipe I, sedangkan semen tipe III

digunakan jika memerlukan waktu pengerasan yang lebih cepat.

24

Gambar 2.17 Pengecoran (Grouting) Melalui Pipa Tremi

Sumber: Porterfield et al. (1994)

4. Centraliziers (Penengah)

Centralizier adalah alat yang dipasang pada sepanjan batangan baja dengan

jarak tertentu (0,5-2,5 m) untuk memastikan tebal selimut beton sesuai dengan

rencana (Gambar 2.18), alat ini terbuat dari PVC atau material sintetik lainnya.

Gambar 2.18 Centralizers (PVC)

Sumber: http://www.williamsform.com

5. Wall facing (Muka/tampilan dinding)

Pebuatan muka/tampilan dinding terbagi menjadi dua tahap. Tahap pertama,

muka/tampilan sementara (temporary facing) yang dibuat dari shotcrete, berfungsi

sebagai penghubung antar batangan-batangan baja (nail bars), dan sebagai proteksi

permukaan galian tanah terhadap erosi.

25

Gambar 2.19 Pembuatan Muka Sementara (Temporary Facing)

Sumber:www.bydrillinginc.com

Tahap berikutnya adalah pembuatan muka/tampilan permanen (permanent facing).

Muka permanen memiliki fungsi yang sama dengan muka sementara, tetapi dengan

fungsi proteksi terhadap erosi yang lebih baik, dan sebagai penambah keindahan

(fungsi estetika).

Gambar 2.20 Muka Permanen (Permanent Facing) Soil Nailing

Sumber: www.tc17.poly.edu

Sejalan dengan perkembangan aplikasi geosintetik dalam praktek geoteknik,

geosintetik juga dapat digunakan sebagai muka dari lereng dengan perkuatan soil

nailing, dengan pertimbangan bahwa geosintetik memiliki permeabilitas yang lebih

26

baik daripada menggunakan beton dan memungkinkan untuk menumbuhkan vegetasi,

menjadikan tampilan lereng tampak alamiah (Gambar 2.31).

Gambar 2.21 Perkuatan Soil Nailing Dengan Muka Geotekstil

Sumber: www.tc17.poly.edu

6. Drainage system(Sistem drainase)

Untuk mencegah meningkatnya tekanan air pada lereng di belakang muka

dinding, biasanya dipasangkan lembaran vertikal geokomposit di antara muka

dinding sementara dan permukaan galian (Gambar 2.22).

Gambar 2.22 Lembaran Geokomposit pada Dinding Soil Nailing

Sumber: www.bydrillinginc.com

Pada kaki lereng harus disediakan saluran pembuangan (weephole) untuk air yang

telah dikumpulkan oleh lembaran geokomposit.

27

Gambar 2.23 Sistem Drainase pada Dinding Soil Nailing: (a) Toe Drain ; (b)

Footing Drain

Sumber: “Soil Nail Walls”, Report FHWA-IF-03-017

2.5.2 Kelebihan dan Kekurangan Soil Nailing

Dalam upaya stabilitas lereng dengan menggunakan perkuatan soil nailing

terdapat banyak kelebihan apabila di bandingkan dengan perkuatan lereng dengan

metode lain, tetapi adapula kelemahan dalam perkuatan soil nailing.

Kelebihan soil nailing dibandingkan dengan metode lain adalah :

1. Dapat menghemat biaya karena volume baja untuk nail bars dalam soil nailing

lebih sedikit dibandingkan dengan ground anchors, karena umumnya batangan

baja pada soil nailing lebih pendek. Material yang dibutuhkan juga relatif lebih

sedikit, waktu pengerjaan lebih cepat dan dapat memakai peralatan pengeboran

kecil jika di bandingkan dengan ground anchors.

2. Luas area yang dibutuhkan dalam masa konstruksi lebih kecil dibandingkan

dengan teknik lain, sehingga cocok untuk pekerjaan yang memiliki areal

konstruksi terbatas.

3. Dinding dengan soil nailing relatif lebih fleksibel terhadap penurunan, karena

dinding untuk soil nailing lebih tipis dibandingkan dengan dinding gravitasi.

4. Dapat dipakai untuk struktur permanen maupun struktur sementara.

5. Dapat menyesuaikan dengan kondisi lapangan terhadap kemiringan permukaan

dan tulangan, bentuk struktur, density, dan dimensi perkuatan dapat di sesuaikan

28

dengan kondisi lapangan dan karakteristik tanah diketahui pada tiap level

kedalaman selama proses penggalian.

6. Mempunyai tahanan terhadap gempa

Metode konstruksinya tidak mengganggu lingkungan sekitarnya karena memakai

peralatan yang relatif kecil, tingkat kebisingan rendah, bebas getaran.

Disamping kelebihan-kelebihannya, berikut kekurangan dari metode soil nailing :

1. Metode soil nailing tidak cocok untuk daerah dengan muka air tanah tinggi.

2. Soil nailing tidak cocok diaplikasikan untuk struktur yang membutuhkan kontrol

ketat terhadap deformasi. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan post tension

nail, namun langkah ini akan meningkatkan biaya konstruksi.

3. Pelaksanaan konstruksi soil naiing relatif lebih sulit, sehingga membutuhkan

kontraktor yang ahli, dan berpengalaman.

2.6 Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope

Slope/w adalah suatu program yang menggunakan metode kesetimbangan

batas untuk memecahkan (mencari faktor keamanan). Program ini di buat oleh Geo-

Slope International Ltd, Calgary, Alberta, Canada. Software ini melingkupi slope w,

seep w, sigma w, quaqe w, temp w dan ctran w. Bersifat terintegrasi sehingga

memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam produk yang

lain.

Slope w merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor

keamanan tanah dan kemiringan tanah. Dengan slope w, kita dapat menganalisis

masalah baik secara sederhana maupun kompleks dengan menggunakan salah satu

dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagai permukaan yang minring,

kondisi tekanan pori-air, sifat tanah dan beban terkonsentrasi. Kita dapat

menggunakan elemen tekanan pori air yang terbatas, tegangan statis, atau tekanan

dinamik pada anaisis kestabilan lereng, dan juga dapat melakukan analisis

probabilistik.

29

Slope w Definemerupakan program yang digunakan untuk permodelan

permasalahan lereng dalam bentuk penggambaran pada layar komputer dalam

aplikasi Computer Aided Design (CAD). Perhitungan dilakukan dengan input data

material properties tanah (c, , dan ) dan pengaturan analisis maka tahap verify

untuk pengecekan apakah terjadi kesalahan dalam proses penginputan data.

Kemudian data yang telah dimodelkan dianalisis dengan menggunakan slope w solve.

Hasil analisis kemudian dapat ditunjukkan dalam bentuk faktor keamanan (SF) serta

diagram dan poligon yang dapat di lihat pada tiap bidang longsor.

Ada beberapa metode perhitungan faktor keamanan (SF) antara lain dengan

metode ordinary, bishop dan janbu, yang dapat dipilih sesuai keinginan. Hasil gambar

output perhitungan bisa di export kedalam bentuk foto format (bmp, wmf dan emf)

dan gambar dalam bentuk auto cad dengan format dxf.

30

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian ini adalahstudi kasus untuk menghitung nilai faktor keamanan

lereng pada kondisi eksisting dan mendesain lereng menggunakan soil nailing agar

dapat di manfaatkan.

3.2 Tempat Penelitian

Pengambilan sample tanah dilakukan di belakang Gedung Direktorat

Politeknik Negeri Balikpapan dan pengujian sample tanah di lakukan di

Laboratorium Uji Tanah Politeknik Negeri Balikpapan.

3.3 Waktu Penelitian

Pengambilan sample tanah di lakukan pada tanggal 29 maret 2017 kemudian

pengujian sample tanah di lakukan pada tanggal 29 - 31 maret 2017. Dilanjutkan

perhitungan faktor keamanan lereng pada kondisi eksisting di lakukan pada tanggal

31 maret - 15 april 2017.Dan kemudian mendesain lereng menggunakan soil nailing

dengan aplikasi Geo Slope di lakukan pada tanggal 16 - 30 maret 2016, waktu

penelitian dapat di lihat pada tabel 3.1.

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Asistensi

2 Studi Literatur

3 Seminar Proposal

4 Pengambilan Sample Tanah

5 Uji Laboratorium

6 Menghitung FK Kondisi Eksisting

7 Desain Lereng Menggunakan Soil Nailing

8 Menghitung FK Menggunakan Soil Nailing

9 Sidang Tugas Akhir

Nama KegiatanNo Januari Februari Maret

Waktu Kegiatan

April Mei Juni

Tabel 3.1 Rencana Waktu dan Kegiatan Penelitian

31

3.4 Peralatan dan Bahan yang digunakan

Pengumpulan data primer dilakukan dengan cara pengujian tanah. Pengujian

tanah yang di lakukan untuk mendapatkan nilai sudut geser dalam tanah ( ), kohesi

(c), berat isi tanah (γ), dan indeks plastisitas tanah adalah sebagai berikut:

3.4.1 Direct Shear Test

Alat dan bahan yang digunakan:

1. Sample tanah terganggu

2. Mesin direct shear test

3. Cetakan/ring pemotong contoh tanah

4. Kawat pemotong (trimmer)

5. Tabung percobaan

6. Batu porous (porous stone)

7. Plat bergerigi

8. Dial penurunan

9. Alat pengukur waktu (timer)

3.4.2 Specific Gravity ( )



2. Piknometer 250 mL

3. Air suling yang sudah di vakum (de-aired-distilled water)

4. Timbangan

5. Pompa hisap (vacum pump)

3.4.3 Water Content ( )



2. Cawan alumunium

3. Oven

4. Timbangan

32

3.4.4 Batas-batas Atteberg Batas Cair (Liquid Limit, LL)



2. Alat casagrande untuk menentukan batas cair

3. Alat grooving tool untuk membuat alur (coakan) berbentuk “V”

4. Cawan alumunium

5. Timbangan

6. Mangkok tempat mengaduk tanah

7. Spatula

8. Oven

9. Botol air (squeezer)

3.4.5 Batas-batas Atteberg Batas Plastis (Plastic Limit, PL)



2. Cawan alumunium

3. Timbangan

4. Mangkok tempat mengaduk tanah

5. Spatula

6. Oven

7. Botol air (squeezer)

8. Kaca datar

9. Standar ukuran berbentuk silinder yang terbuat dari logam dengan diameter 3 mm

dan panjang sekitar 10 cm sebagai acuan

33

3.5 Metodologi Penelitian

MULAI

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Data Sekunder Data Primer

Uji Sondir

1. Tahanan Konus (qc)

Uji Laboratorium

1. Sifat Fisik Tanah

- Uji Kadar Air ( )

- Uji Berat Jenis(γ)

- Uji Berat Volume ( )

- Uji Batas Atterberg (PL, LL)

2. Sifat Mekanis Tanah

- Uji Geser Langsung ( dan c)

Survei Lapangan

Pengambilan Sampel Tanah

Terganggu (Disturb Sample)

Tahap

Persiapan

Analisa Kestabilan Lereng Kondisi Eksisting

Simplified Bishop Method

Desain Lereng Menggunakan Soil Nailing

Geo Slope

Analisa Kestabilan Lereng Menggunakan Soil Nailing

Geo Slope

Kesimpulan

Faktor

Keamanan

SELESAI

Tahap

Perhitungan

Tahap

Penyelesaian

34

3.5.1 Tahap Persiapan

1. Studi literatur

Studi literatur adalah mencari referensi teori yang relefan dengan kasus atau

permasalahan yang ditemukan. Referensi tersebut berisikan tentang:

a) Analisis Stabilitas Lereng secara umum.

b) Analisis Stabilitas Lereng menggunakan Soil Nailing.

c) Desain Lereng Menggunakan Soil Nailing dengan aplikasi Geo Slope.

Referensi ini dapat dicari dari buku, jurnal, artikel laporan penelitian, dan situs-situs

di internet.Output daristudi literatur ini adalah didapatkannya referensi yang relefan

dengan perumusan masalah.Tujuannya adalah untuk memperkuat permasalahan serta

sebagai dasar teori dalam melakukan studi dan juga menjadi dasar untuk melakukan

Perencanaan Kestabilan Lereng Menggunakan Soil Nailing.

2. Pengumpulan Data

Data sekunder yang dibutuhkan untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini di

dapatkan dari pengujian sondir dan data primer di dapatkan dari pengujian sample

tanah yang di ambil di lokasi penelitian, pengujian tersebut yaitu:

a) Uji kadar air

Secara umum tanah terdiri dari tiga unsur yaitu butiran tanah atau partikel

padat (solid), air (water), dan udara (air atau gas). Kandungan air dan udara yang

terdapat di dalam tanah menempati rongga (void)yang terdapat di antara butiran, yang

disebut pori tanah. Bila volumepori di dalam tanah dipenuhi oleh air, maka tanah

dinyatakan dalamkondisijenuh. Sebaliknya bila didalam poritanah tidak berisi air

samasekali, maka tanah dalam kondisi kering.

Besarnya volume air yang terkandung di dalam pori tanah dibandingdengan

volume pori tanah yang ditempati oleh air dan udara disebutderajat kejenuhan (degree

of saturation) yang dinotasikan dengan S.Besarnya kandungan air yang terdapat di

dalam suatu contoh tanahyang sering disebut kadar air, w (moisture content atau

water content)dinyatakan dalam presentase terhadap berat tanah dalam

keadaankering, sehingga:

35

Dimana:

= kadar air (water content)

= berat air

= berat tanah dalam keadaan kering (oven dry)

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air yang terkandung di

dalam suatu contoh tanah. Dalam pengujian ini di ketahui prosedur sebagai berikut:

1. Timbang beberapa cawan alumunium kosong (bersih dan kering),kemudian catat

beratnya masing-masing menurut kode yangtercantum di cawan ( ).

2. Masukkan contoh tanah basah ke dalam cawan alumunium dantimbang ( )

3. Masukan cawan yang berisi tanah ke dalam oven yangmempunyaitemperatur 1O5

+ 5" C dan biarkan selama 24 iam.

4. Keluarkan cawan yang berisi contoh tanah dari oven sepertiterlihat pada gambar

3.1, dinginkanbeberapa saat dan timbang ( )

5. Hitung kadar air tanah dengan perumusan:

(a) (b) (c)

Gambar 3.1 Skema Penentuan Kadar Air: (a) Cawan Kosong: (b) Cawan Berisi

Tanah Basar: (c) Cawan Berisi Tanah Setelah di Oven

Sumber: Gogot SB (2011)

b) Uji specific gravity ( )

Specific gravity adalah perbandingan (rasio) antara masa (berat)kering

butirantanah dan masa (berat) air suling (distilled water)pada volume yang sama

36

dengan volume butiran tersebut. Nilai C, inidapat dipakai untuk mengetahui berat

relatif tanah terhadap berat airyang mempunyai berat-volume sebesar satu (1.0).

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan specific gravity suatu contoh

tanah.

Langkah-langkah pengujian specific gravity adalah sebagai berikut:

1. Timbang piknometer kosong dan kering seperti pada gambar 3.2 a ( ).

2. Masukkan contoh tanah (yang sudah dikeringkan dengan cara (dioven) ke dalam

piknometer yang sudah diketahui beratnya ( ),lalu timbang piknometer yang

berisi tanah ( ). Untuk tanahlempung sebaiknya ditumbuk agar butiran tanah

terpisah antarayang satu dengan yang lain (gambar 3.2b).

3. Masukkan air suling ke dalam piknometer yang berisi tanah sampaihampir penuh.

4. Hisap piknometer yang berisi air dan tanah dengan menggunakanpompa

penghisap (vacuum pump), sampai tidak ada gelembungudara.

5. Tambahkan air suling ke dalam piknometer sampai batas penuh.

6. Timbang berat piknometer yang berisi tanah dan air seperti terlihatpada gambar

3.2d ( ).

7. Kosongkan dan bersihkan piknometer, lalu isi kembali piknometerdengan air

suling sampai hampir penuh dan hisap dengan pompapenghisap sampai tidak ada

gelembung udara di dalam air (gambar3.2c).

8. Penuhi piknometer dengan air suling sampai batas penuh dantimbang ( ).

9. Specific Cravity ( ) tanah dapat ditentukan dengan perumusan:

Dimana:

= berat tanah kering

=

= berat air yang dipindahkan oleh tanah kering

= atau

=

37

Gambar 3.2 Prinsip Pengujian Specific Gravity: (a) Piknometer Kosong: (b)

Piknometer Berisi Tanah: (c) Piknometer berisi air: (d) Piknometer berisi air: (e)

Piknometer berisi air


c) Uji Batas-batas Atteberg Batas Cair (Liquid Limit, LL)

Batas cair (liquid limit)dideflnisikan sebagai kadar air (water content)yang

terkandung di dalam tanah pada perbatasan antara fase cair danfase plastis. Metode

pengujian batas cair secara lebih detail dapatdilihat pada ASTM D4318 (1998) dan

Hough (1969).Pengujian batas cair dimaksudkan untuk menentukan besarnya

kadarair di dalam contoh tanah pada saat fase tanah akan berubah dari cairmenjadi

plastis atau sebaliknya.

Langkah-langkah pengujian batas cair (liquid limit, LL) adalah sebagai berikut:

1. Ambil 4 atau 5 buah cawan aluminium (kosong, bersih, dankering) dan timbang

masing-masing berat dan kodenya.

2. Masukkan contoh tanah ke dalam mangkok pengaduk dantambahkan airsedikit

demi sedikit sambil diaduk memakai spatulasampai adonan merata dan terlihat

"plastis".

3. Tuangkan adonan tanah ke dalam kontainer alat Casagrande danratakan hingga

ketebalan tanah kurang lebih 1 cm.

4. Buat alur atau coakan (grooving)pada adonan di dalam container(grooving too/

digerakkan dari arah pukul 12 ke arah pukul 6).Pada saat membuat alur, alat

pembuat coakan (grooving tool)harus tegak lurus dengan dasar container.

38

5. Gerakkan tuas pemutar berlawanan arah jarum jam dengankecepatan 2 putaran

(ketukan) per detik dan hitung jumlah putaransampai kedua dinding alur adonan

tanah di dalam containermenutup sepanjang 1.27 cm (1/2 inch).

6. Ambil contoh tanah dan masukkan ke dalam salah satu cawanalumunium yang

sudah diketahui beratnya dan timbang.

7. Masukkan cawan dan tanah ke dalam oven yang mempunyaitemperatur 105°±5°

C, dan diamkan selama 24 iam.

8. Ulangi langkah ke-2 sampai dengan langkah ke-7 pada contoh tanahyang

mempunyai kadar air berbeda-beda, sehingga didapatkancontoh adonan yang

menutup sepanjang 1.27 cm pada jumlahputaran kurang dari 25 dan lebih dari 25

putaran masing-masingdua buah. Sedapat mungkin jumlah putaran antara 20

sampai 35.Apabila alur pada adonan sudah menutup sebelum 20 putaranmaka

tanah terlalu basah, sebaliknya apabila alur belum menutupsetelah 35 putaran,

maka tanah terlalu kering, sehingga keduapercobaan harus diulang.

9. Ambil semua cawan dari oven, dinginkan dan timbang.

10. Batas cair tanah ditentukan berdasarkan besarnya kadar air, dimanaalur menutup

sepanjang 1.27 cm (112 inch) pada putaran ke 25.Oleh karena sulit untuk

mendapatkan adonan yang tepat padabatas cairnya, maka kadar air ditentukan

dengan cara menggambargrafik hubungan antara jumlah putaran (ketukan)

dengan kadar air sepertipada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Penentuan Batas Cair


39

Batas cair suatu contoh tanah dapat pula ditentukan dari rumus empirisberdasarkan

jumlah ketukan dan kadar air secara individual (AASHTO,1982) sebagai berikut:

(

)

Dimana:

= kadar air pada ketukan n

= jumlah ketukan

d) Uji Batas-batas Atteberg Batas Plastis (Plastic Limit, PL)

Batas plastis (ASTM D-4318, 1998) didefinisikan sebagai kadar airdi dalam

tanah pada fase antara plastis dan semi padat. apabila kadar air di dalam tanah

berkurang,maka tanah menjadi lebih keras dan memiliki kemampuan untukmenahan

perubahan bentuk. Perubahan tanah dari cair menjadi padattersebutakan melalui fase

yang dinamakan semi padat.

Pengujianbatasplastisdimaksudkanuntukmenentukanbesarnyakadar air di dalam

contoh tanah pada saat tanah akan berubah darifase plastis menjadi fase semi padat

atau sebaliknya

Gambar 3.4 Proses Penentuan Batas Plastis


Langkah-langkah pengujian Batas Plastis (Plastic Limit, PL)adalah sebagai berikut:

1. Bersihkan Cawan alumunium dan timbang beserta tutupnya, catatberatnya.

2. Ambil tanah (yang agak kering) dan letakkan di dalam mangkok.

3. Tambahkan air ke dalam contoh tanah dan aduk dengan spatulasampai merata.

40

4. Ambil contoh tanah kira-kira setengah ruas ujung jari kelingkingdan remas-remas

sehingga berbentuk seperti bola (kelereng).

5. Letakkan bola tanah tersebut di atas kaca datar dan gulung ataugelintir (rolted)

menggunakan telapak tangan berulangkali sampaitanah berbentuk silinder dengan

diameter 3 mm, seperti terlihatpada gambar 3.4.

6. Amati tekstur tanah dengan seksama. Apabila contoh tanah yangberbentuk

silinder dengan diameter 3 mm tersebut terlihat mulairetak, maka masukkan tanah

tersebut ke dalam cawan alumuniumdan tutup cawan dengan rapat agar kadar air

tidak berubah.

7. Jika tanah yang di gulung sampai diameter 3 mm belum terlihatretak, maka tanah

terlalu basah dan sebaliknya bila tanah sudahretak sebelum mencapai diameter 3

mm, maka tanah terlalukering.

8. Ulangi lagi proses ke 3 sampai dengan 7, sampai mendapatkansilinder tanah yang

mulai retak pada diameter 3 mmsebanyak 4– 5 sampel.

9. Timbang contoh tanah dan cawan, kemudian masukkan ke dalamoven selama 24

jam pada temperatur 105°C±5°.

10. Keluarkan contoh tanah dari oven dan timbang cawan yang berisitanah kering.

11. Batas plastis ditentukan berdasarkan kadar air, dimana contohtanah yang digulung

(rolled) sampai diameter 3 mm mulai retakseperti terlihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Contoh Penentuan Kadar Air pada Batas Plastis (PL)


e) Uji Direct Shear Test

Pada pengujian direct Shear seperti terlihat pada gambar 3.6,kekuatan geser

tanah diperoleh dengan cara menggeser contohtanah yang diberi beban normal (N).

Kekuatan tanah yang diperolehdari percobaan tersebut adalah dalam kondisi drained,

41

karena air didalam pori tanah diijinkan keluar selama pembebanan. oleh karenaitu

percobaan direct shear pada umumnya digunakan untuk tanahpasir (granular).

Hubungan antara besarnya gaya geser (T) dan beban normar

(N)dipresentasikan dalam grafik seperti terlihat pada gambar 3.7, untukmenentukan

parameter kohesi (c) dan sudut geser-dalam tanah (S).Agar diperoleh hasil yang

akurat, maka pengujian dilakukan minimum3 kali dengan beban normal yang

berbeda-beda.

Gambar 3.6 Skema Pengujian Direct Shear


Memperhatikan skema pembebanan pada gambar 3.6, makabesarnya tekanan normal

( ) dan tegangan geser ( ) dapat diperolehdari perumusan:

Gambar 3.7 Skema Pembebanan


Langkah-langkah pengujian Direct Shear Test adalah sebagai berikut:

42

1. Keluarkan contoh tanah daritabung, dan potong menggunakanring pemotong.

Potong ketebalan tanah dengan menggunakankawat pemotong (trimmer), agar

ketebalan contoh tanah samadengan ketebalan ring pemotong.

2. Pasang batu porous pada bagian bawah tabung percobaan,kemudian pasang plat

bergerigi di atas batu porous.

3. Keluarkan contoh tanah dari ring pemotong, dan masukkan kedalam tabung

percobaan (di atas plat bergerigi).

4. Letakkan batu bergerigi di atas contoh tanah, kemudian pasangbatu porous di atas

batu bergerigi.

5. Masukkan tabung percobaan ke dalam kompartemen, dan aturdial penurunan agar

jarum menunjukkan angka nol.

6. Atur torak beban dan pencatat gaya geser (proving ring) agar tepatmenempel pada

tabung percobaan.

7. Selesai persiapan (gambar 3.6), siapkan timer (stop watch) untukmemulai

percobaan.

8. Pasang beban N, dan segera jalankan mesin (T) bersamaan denganstop watch.

9. Catat besarnya gaya yang terjadi pada proving ring (T) dan dialpenurunan pada

setiap interval tertentu.

10. Percobaan dilanjutkan sampai contoh tanah hancur, yangditunjukkan dari gaya

pada proving ring yang konstan

11. Ulangi proses percobaan (langkah l sampai 10) pada contoh tanahyang baru dan

beban norma (N) yang lebih besar.

12. Percobaan dilakukan minimum tiga (3) kali dengan beban normal(N)yang

berbeda-beda.

13. Hitung tekanan normal ( ) dan tegangan geser ( ) maksimum yangterjadi dengan

menggunakan perumusan 3.4 dan 3.5.

14. Gambarkan grafik hubungan antara tekanan normal dan tegangangeser seperti,

kemudian tentukanbesarnya kohesi (c) dan sudut geserdalam tanah ( ).

3.5.2 Tahap Perhitungan

1. Analisa Kestabilan Lereng Kondisi Eksisting Simplified Bishop Method

43

Faktor keamanan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

∑

∑

Dengan dapat dilihat pada persamaan (2.31) atau menggunakan kurva hubungan

α dengan Ma dengan variasi (tan /FK) dapat dilihat pada gambar (2.22). Untuk

penyederhanaan, bila kita mengumpamakan = 0, maka persamaan (3.6) berubah

menjadi:

∑

∑

Dimana:

= faktor keamanan

c = kohesi tanah (kN/m³)

= lebar irisan ke-n

= berat isi tanah irisan ke-n

= sudut gesek dalam tanah

2. Desain lereng menggunakan soil nailing dengan geo slope

a) Pengaturan awal

Pengaturan awal untuk melakukan analisis dengan program Geoslope terdiri dari

beberapa tahap, diantaranya pengaturan kertas kerja, skala gambar, dan jarak grid.

b) Membuat sketsa gambar

Permodelan lereng dimulai dengan pembuatan sketsa gambar dari model, yang

merupakan representasi dari masalah yang ingin di analisis.

c) Analysis Setting

Analysis Setting merupakan tahapan untuk menentukan pengaturan dalam

menganalisis kestabiln lereng.

d) Mendefinisikan parameter tanah

Parameter yang diperlukan yaitu berat isi tanah ( ), kohesi (c), dan sudut geser

( )

44

e) Variasi lereng

Membagi lereng menjadi 2 model yaitu model 1 dan model 2. Pada model 1

lereng dalam keadaan eksisting tidak ada pematangan lahan, sedangkan pada

model 2 lereng dilakukan pematangan lahan. Pada lereng model 1 dan 2 angka

keamanan di tinjau menjadi 4 bagian masing-masing sepanjang 15 meter.

f) Menggambar beban merata

g) Menggambar perkuatan soil nailing

Spesifikasi nail yang digunakan diantaranya, diameter lubang, kuat gesek, spasi

antar nail, kapasitas beban dan lain-lain.

h) Memeriksa masukan data

Setelah data-data yang dibutuhkan untuk proses analisis termodelkan, maka di

lakukan pemeriksaan data. Hal ini bertujuan untuk menghindari adanya kesalahan

dalam pemasukan data.

i) Solving the problem

Solving the problem bertujuan untuk menghitung angka keamanan pada lereng

berdasarkan data-data yang telah di masukkan.

j) Menampilkan hasil analisis

Ada beberapa metode analisis keamanan lereng yang dapat di gunakan,

diantaranya metode bishop, ordinary, dan janbu.

k) Menyimpan data

Setelah proses analisis selesai, hasil running program kemudian disimpan

sehingga bisa dilihat kembali ketika di butuhkan.

3.5.3 Tahap Penyelesaian

Setelah di dapatkan hasil dari perhitungan faktor keamanan lereng kondisi

eksisting dan faktor keamanan dengan menggunakan soil nailing, maka dapat di

bandingkan faktor keamanan sebelum dan sesudah di beri perkuatan soil nailingdari

kedua analisis kestabilan lereng tersebut.

45

BAB IV

PEMBAHASAN

Pada penelitian ini pengujian sifat fisik dan mekanik dilakukan di

laboratorium Uji Tanah Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Balikpapan.

Penelitian di lakukan pada lokasi yaitu lereng di belakang gedung Rektorat Politeknik

Negeri Balikpapan; dimana sampel tanah diambil di dua titik pada kedalaman 0 – 1

m. Titik A di ambil di lereng yang belum mengalami pergerakan dan titik B di ambil

pada daerah lereng yang telah mengalami pergerakan. Sifat fisik yang akan dibahas

yaitu kadar air, berat jenis, berat volume, batas cair dan plastis, sedangkan untuk

perubahan sifat mekanik meliputi kohesi (c) dan sudut geser (φ). Dengan

menggunakan parameter tanah dari hasil pengujian tersebut, dilakukan simulasi

model lereng untuk mendapatkan perubahan angka keamanan dari lereng. Untuk

membantu mempermudah perhitungan, digunakan program aplikasi Geoslope yaitu

Slope W.

Gambar 4.1 Lokasi pengambilan sampel tanah

4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah

Data sifat fisik tanah meliputi kadar air, berat volume tanah, dan spesifik

gravity. Data yang lain adalah data batas-batas Atterberg(konsistensi) tanah yang

meliputi batas cair, batas plastis, dan plastisitas indek tanah.

46

4.1.1 Uji Specifik Graviti (Gs)

Pengujian specifik graviti tanah adalah angka perbandingan antara berat isi

butir tanah dengan berat isi air suling pada volume yang sama dan suhu tertentu.

Pengujian di lakukan laboratorium Politeknik Negeri Baikpapan menggunakan dua

sampel tanah, sampel pertama tanah yang di ambil pada titik A dan yang kedua tanah

pada titik B. Masing-masing sampel tanah di lakukan dua kali percobaan agar di

dapatkan specifik graviti rata-rata pada tanah. Dari pengujian laboratorium, hasil

penelitian sifat fisik tanah sebagai berikut:

A. Uji Specifik Graviti Pada Titik A

Dari persamaan (3.2) di dapatkan specifik graviti sebesar 2,10 pada tanah di

titik A dengan contoh perhitungan tanah sebagai berikut:

Gs (pada T1°C) =

= 2,17

Kemudian di cari Gs (pada 20°C)

Gs (pada 20°C) = α x Gs (pada T1°C)

= 2,17 x 0,998

= 2,17

Gs rata-rata di dapatkan dengan cara yaitu:

Gs rata-rata = (2,17 + 2,04) : 2 = 2,10.

Tabel 4.1 Data perhitungan spesifik graviti pada tanah di titik A

Keterangan Satuan Uji 1 Uji 2

No Piknometer 1-A Pink 2-A Pink

Berat Piknometer Gr 135,90 135,70

Berat Piknometer + Air Gr 235,10 230,00

Berat Piknometer + Tanah + Air Gr 248,70 242,90

Berat Piknometer + Tanah Kering Gr 161,10 156,00

Temperatur Campuran Tanah + Air (T1°C) °C 31,00 31,00

Gs (Pada T1°C) 2,17 2,04

Corection Factor1 α 0,99 0,99

Gs (Pada 20°C) = Gs (Pada T1°C) 2,17 2,04

Gs Rata-rata 2,10

47

B. Uji Specifik Graviti Pada Titik B

Dari persamaan (3.2) di dapatkan specifik graviti sebesar 2,57 pada tanah di

titik B dengan contoh perhitungan tanah sebagai berikut:

Gs (pada T1°C) =

= 2,64

Kemudian di cari Gs (pada 20°C)

Gs (pada 20°C) = α x Gs (pada T1°C)

= 2,64 x 0,998

= 2,63

Gs rata-rata di dapatkan dengan cara yaitu:

Gs rata-rata = (2,63 + 2,51) : 2 = 2,57

Tabel 4.2 Data perhitungan spesifik graviti pada tanah di titik B


No Piknometer 1-A Oren 2-A Oren

Berat Piknometer gr 145,60 90,30

Berat Piknometer + Air gr 243,80 189,30

Berat Piknometer + Tanah + Air gr 259,50 204,60

Berat Piknometer + Tanah Kering gr 170,90 115,70

Temperatur Campuran Tanah + Air (T1°C) °C 31,00 31,00

Gs (Pada T1°C) 2,64 2,51

Corection Factor1 α 0,998 0,998

Gs (Pada 20°C) = Gs (Pada T1°C) 2,63 2,51

Gs Rata-rata 2,57

4.1.2 Uji Kadar Air ( )

Pengujian kadar air tanah di lakukan untuk mengetahui kandungan air tanah.

Kandungan air tanah yaitu perbandingan pada berat air yang terdapat dalam tanah

dengan berat kering tanah yaitu yang dinyatakan dalam persen (%). Pengujian kadar

air tanah dilakukan di laboratorium uji tanah Politeknik Negeri Balikpapan dengan

dua sampel tanah yang berbeda, yaitu sampel pertama sampel pertama tanah yang di

ambil pada titik A dan yang kedua tanah pada titik B. Masing-masing sampel tanah di

48

lakukan dua kali percobaan agar di dapatkan kadar air rata-rata pada tanah.Dari

pengujian laboratorium, hasil penelitian sifat fisik tanahsebagai berikut:

A. Uji Kadar Air Pada Titik A

Dari persamaan (3.1) di dapatkan kadar air sebesar 33,58 % pada tanah di titik

A dengan contoh cara perhitungan kadar air tanah sebagai berikut:

Mencari berat air dan berat tanah kering.

Berat air: 73,50 – 58,80 = 14,50 gr

Berat tanah basah: 73,30 – 13,30 = 60,00 gr

Dilanjutkan mencari kadar air.

=

= 31,87 %

Kadar air rata-rata didapatkan dengan cara yaitu:

Wc rata-rata: (31,87 + 3,29) : 2 = 33,58 %

Tabel 4.3 Data perhitungan kadar air tanah titik A


No Cawan 1-A Pink 2-A Pink

Berat Cawan gr 13,30 14,80

Berat Cawan + Tanah Basah gr 73,30 67,70

Berat cawan + Tanah kering gr 58,80 53,90

Berat Air gr 14,50 13,80

Berat Tanah Kering gr 45,50 39,10

Kadar Air % 31,87 35,29

Kadar Air Rata-rata % 33,58

Berat Cawan Peluberan gr 38,00 38,00

Berat Cawan Peluberan + Hg luber gr 213,34 188,56

Berat Hg luber gr 175,34 150,56

Berat Tanah Basah gr 60,00 52,90

Volume Tanah cc 12,89 11,07

Berat Volume Tanah gr/cc 4,65 4,78

Berat Volume Tanah Rata-rata gr/cc 4,72

Berat Volume Tanah Kering gr/cc 3,53 3,53

Berat Volume Tanah Kering Rata-rata gr/cc 3,53

49

B. Uji Kadar Air Pada Titik B

Dari persamaan (3.1) di dapatkan kadar air sebesar 34,64 % pada tanah di titik

B dengan contoh perhitungan kadar air tanah sebagai berikut.

Mencari berat air dan berat tanah kering.

Berat air: 89,40 – 70,00 = 19,40 gr

Berat tanah basah: 70,00 – 13,40 = 56,50 gr

Dilanjutkan mencari kadar air.

=

= 34,28 %

Kadar air rata-rata didapatkan dengan cara yaitu:

Wc rata-rata: (34,28 + 35,00) : 2 = 34,64 %

Tabel 4.4 Data perhitungan kadar air pada tanah di titik B


No Cawan 1-A Oren 2-A Oren






Kadar Air % 34,28 35,00

Kadar Air Rata-rata % 34,64

Berat Cawan Peluberan + Hg luber gr 205,12 195,34

Berat Hg luber gr 167,12 157,34


Volume Tanah cc 12,29 11,57

Berat Volume Tanah gr/cc 6,18 4,43

Berat Volume Tanah Rata-rata gr/cc 5,31

Berat Volume Tanah Kering gr/cc 4,61 3,28

Berat Volume Tanah Kering Rata-rata gr/cc 3,95

50

4.1.3 Uji Batas Atterberg Limit

Pengujian batas atterberg meliputi batas cair adalah kadar air tertentu dimana

perilaku berubah dari kondisi plastis ke cair. Pada kadar air tersebut tanah

mempunyai kuat geser terendah. Batas plastis adalah kadar air terendah dimana tanah

mulai bersifat plastis. Dalam hal ini sifat plastis di tentukan berdasarkan kondisi

dimana tanah digulungoleh telapak tangan di atas kaca mulai retak setelah mencapai

1/8 inch. Dan indeks plastis adalah selisih antara batas cair dan batas plastis, daerah

diantaranya disebut daerah keadaan plastis. Pengujian batas atterberg limit dilakukan

di laboratorium uji tanah Politeknik Negeri Balikpapan dengan dua sampel tanah

yang berbeda, yaitu sampel pertama sampel pertama tanah yang di ambil pada titik A

dan yang kedua tanah pada titik B. Masing-masing sampel tanah di lakukan dua kali

percobaan agar di dapatkan hasil rata-rata pada tanah. Dari pengujian laboratorium,

hasil penelitian sifat fisik tanah sebagai berikut:

A. Uji Batas Atterberg Limit Pada Titik A

Dari persamaan (3.3) di dapatkan batas cair sebesar 60,35% batas plastis

sebesar 31,43% dan indeks plastis sebesar 28,93% pada tanah di titik A. Untuk

mendapatkan batas cair perlu mencari kadar air terlebih dahulu, kemudian kadar air

dan jumlah pukulan di jadikan grafik dan akan mendapatkan persamaan y = -

5,934In(x) + 79,455. Dari persamaan tersebut dilanjutkandengan contoh perhitungan

tanah sebagai berikut.

Batas Cair: -5,934 x 25 + 79,455 = 60,35 %

Untuk mencari batas plastis dapat di lihat pada contoh perhitungan sebagai berikut

Berat tanah kering: 16,9 – 13,4 = 3,5 gr

Berat air: 4,6 – 3,5 = 1,1 gr

Kemudian menghitung batas plastis.

Batas Plastis: (1,1 : 3,5) x 100 % = 31,43 %

Setelah mendapakan nilai batas cair dan batas plastis kemudian di lanjutkan dengan

mencari indeks plastisitas.

Indeks plastisitas: 60,35 % - 31,43 % = 28,93 %

51

Tabel 4.5 Data perhitungan batas cair pada tanah di titik A


No Cawan 1-A Pink 2-A Pink







Kadar Air % 61,10 59,10

Jumlah Pukulan 29 31

Tabel 4.6 Data perhitungan batas plastis pada tanah di titik A

Keterangan Satuan Uji 1

No Cawan gr Pink A

Berat Cawan gr 13,40

Berat Cawan + Tanah Basah gr 18,00

Berat cawan + Tanah kering gr 16,90

Berat Tanah Basah gr 4,60

Berat Tanah Kering gr 3,50

Berat Air gr 1,10

Batas Plastis % 31,43

Dari hasil perhitungan tabel batas cair di atas di dapatkan grafik untuk mendapatkan

batas cair sebagai berikut :

Gambar 4.2 Grafik batas cair

52

Dari gambar di atas di dapatkan persamaan y = -5,93In(x) + 79,45 kemudian di

dapatkan batas cair (liqud limits) LL sebesar 60,35 % kemudian batas plastis (plastic

limits) PL sebesar 31,43 % dan indeks plastis (plasticity index) PI sebesar 28,93 %.

B. Batas Atterberg Limit Pada Titik B

Dari persamaan (3.3) di dapatkan batas cair sebesar 59,06% batas plastis

sebesar 38,46% dan indeks plastis sebesar 20,59% pada tanah di titik B. Untuk

mendapatkan batas cair perlu mencari kadar air terlebih dahulu, kemudian kadar air

dan jumlah pukulan di jadikan grafik dan akan mendapatkan persamaan y =

7,2625In(x) + 35,678. Dari persamaan tersebut dilanjutkan dengan contoh

perhitungan tanah sebagai berikut.

Batas Cair: 7,2625 x 25 + 35,678 = 59,06 %

Untuk mencari batas plastis dapat di lihat pada contoh perhitungan sebagai berikut

Berat tanah kering: 15,7 – 13,1 = 2,6 gr

Berat air: 3,6 – 2,6 = 1 gr

Kemudian menghitung batas plastis.

Batas Plastis: (1 : 2,6) x 100 % = 38,46 %

Setelah mendapakan nilai batas cair dan batas plastis kemudian di lanjutkan dengan

mencari indeks plastisitas.

Indeks plastisitas: 59,06 % - 38,46 % = 20,59 %

Tabel 4.7 Data perhitungan batas cair pada tanah di titik B


No Cawan 1-A Oren 2-A Oren







Kadar Air % 57,40 60,10

Jumlah Pukulan 20 29

53

Tabel 4.8 Data perhitungan batas plastis pada tanah B

Keterangan Satuan Uji 1

No Cawan gr Oren A

Berat Cawan gr 13,10

Berat Cawan + Tanah Basah gr 16,70

Berat cawan + Tanah kering gr 15,70

Berat Tanah Basah gr 3,60

Berat Tanah Kering gr 2,60

Berat Air gr 1,00

Batas Plastis % 38,46

Dari hasil perhitungan tabel batas cair di atas di dapatkan grafik untuk mendapatkan

batas cair sebagai berikut :

Gambar 4.3 Grafik batas cair

Dari grafik di atas di dapatkan persamaan y = 7,262In(x) + 35,67 kemudian di

dapatkan batas cair (liqud limits) LL sebesar 59,06 % kemudian batas plastis (plastic

limits) PL sebesar 38,46 % dan indeks plastis (plasticity index) PI sebesar 20,59 %.

4.1.4 Uji Analisa Ayakan

Analisa saringan atau analisa ayakan (sieve analysis) adalah prosedur

pengujian yang digunakan untuk mengukur distribusi ukuran partikel dari suatu

tanah. Distribusi ukuran partikel sangat penting untuk mengetahui jenis butiran

54

termasuk pasir, tanah liat, batu kerikil, dan sebagainya. Pengujian analisa ayakan

dilakukan di laboratorium uji tanah Politeknik Negeri Balikpapan dengan dua sampel

tanah yang berbeda, yaitu sampel pertama tanah yang di ambil pada titik A dan yang

kedua tanah pada titik B. Masing-masing sampel tanah di lakukan satu kali

percobaan. Dari pengujian laboratorium, hasil penelitian sifat fisik tanah sebagai

berikut:

1. Uji Batas Analisa Ayakan Pada Titik A

Data perhitungan sebagai berikut :

Tabel 4.9 Data perhitungan analisa ayakan pada tanah di titik A

Ayakan Berat Berat % Berat % Berat % KomulatifNo. - f (mm) tertahan lolos (gr) tertahan lolos tertahan lolos

3" - 75

2" - 50

1" - 25

3/4" - 18

3/8" - 9.5

4 - 4.75 2,4 197,6 1,200 98,800 1,200 98,800

10 - 2.0 18,9 181,1 9,450 90,550 10,650 90,550

20 - 0.85

50 - 0.30 54,4 126,7 27,200 63,350 37,850 63,350

60 - 0.25

100 - 0.15 27,4 99,3 13,700 49,650 50,350 49,650

120 - 0.125

200 - 0.075 40 59,3 20,000 29,650 70,350 29,650

Pan

Dari data perhitungan tersebut di dapatkan grafik persentase lolos sebagai berikut :

55

Gambar 4.4 Grafik persentase hasil analisa ayakan

Dari perhitungan analisa ayakan dan grafik persentase lolos ayakan di dapatkan hasil

kerikil sebanyak 0,00 % pasir sebanyak 69,15 % lanau sebanyak 8,75 % dan lempung

22,10 %.

2. Uji Batas Analisa Ayakan Pada Titik B

Data perhitungan sebagai berikut :

Tabel 4.10 Data perhitungan analisa ayakan pada tanah di titik B

Ayakan Berat Berat % Berat % Berat % KomulatifNo. - f (mm) tertahan lolos (gr) tertahan lolos tertahan lolos

3" - 75

2" - 50

1" - 25

3/4" - 18

3/8" - 9.5

4 - 4.75 4 186 2,105 97,895 2,105 97,895

10 - 2.0 18,7 171,3 9,842 90,158 11,947 90,158

20 - 0.85

50 - 0.30 53,5 117,8 28,158 62,000 40,105 62,000

60 - 0.25

100 - 0.15 21,1 96,7 11,105 50,895 49,105 50,895

120 - 0.125

200 - 0.075 36,13 60,57 19,016 31,879 68,121 31,879

Pan

Dari data perhitungan tersebut di dapatkan grafik persentase lolos sebagai berikut :

56

Gambar 4.5 Grafik persentase hasil analisa ayakan

Dari perhitungan analisa ayakan dan grafik persentase lolos ayakan di dapatkan hasil

yaitu jenis tanah 0,00% kerikil 66,02 % pasir, 9,57 % lanau dan 24,41 % lempung.

4.1.5 Rekapitulasi Hasil Uji Sifat Fisik Tanah

1. Rekapitulasi hasil uji sifat fisik tanah di titik A

Tabel 4.11Rekapitulasi hasil uji sifat fisik tanah di titik A

Jenis Pengujian Satuan Hasil

1. Specifik Graviti 2,10

2. Kadar Air, (w) (%) 33,58

3. Berat Volume Tanah, t (gr/cm3) 4,72

4. Berat Volume Kering d (gr/cm3) 3,53

5. Batas Cair (liqud limits) LL (%) 60,35

6. Batas Plastis (plastic limits) PL (%) 31,43

7. Indeks plastis (plasticity index) PI (%) 28,93

57

2. Rekapitulasi hasil uji sifat fisik tanah di titik B

Tabel 4.12 Rekapitulasi hasil uji sifat fisik tanah di titik B

Jenis Pengujian Satuan Hasil

1. Specifik Graviti 2,57

2. Kadar Air, (w) (%) 34,64

3. Berat Volume Tanah, t (gr/cm3) 5,31

4. Berat Volume Kering d (gr/cm3) 3,95

5. Batas Cair (liqud limits) LL (%) 59,06

6. Batas Plastis (plastic limits) PL (%) 38,46

7. indeks plastis (plasticity index) PI (%) 20,59

Hasil penelitian kadar air pada tanah yang belum mengalami pergerakan lebih

tinggi (w = 33,51%) dibandingkan kadar air tanah eksisting yang telah mengalami

pergerakan (w = 33,72%). Hardjowigeno (1993) menyimpulkan bahwa kadar air

dalam tanah tergantung pada banyaknya curah hujan, kemampuan tanah menahan air,

besarnya evapotranspirasi, kandungan bahan organik dan tingginya muka air tanah.

Hasil penelitian batas-batas plastis menunjukan bahwa kedua tanah

mempunyai batas cair yang berkisar antara 59% sampai 61% sedangkan untuk batas

plastis yang berkisar antara 31% sampai 39% dan indeks plastis yang berkisar antara

20% sampai 29%.

4.2 Hasil Pengujian Sifat Mekanik Tanah

Pengujian sifat mekanik di lakukan di kedalaman 0 – 1 meter pada titik A dan

titik B meliputi: nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam (φ). Hasil-hasil pengujian sifat

mekanik tanah pada dua lokasi yang di peroleh adalah sebagai berikut.

4.2.1 Pengujian Direct Shear

Pengujian geser langsung (direct shear) dilakukan untuk mengertahui harga

kohesi tanah (c) serta mendapatkan sudut geser dalam tanah (φ), yang mana kohesi

adalah gaya tarik menarik antara molekul yang sama jenisnya.Pengujian direct

58

sheardilakukan di laboratorium uji tanah Politeknik Negeri Balikpapan dengan dua

sampel tanah yang berbeda, yaitu sampel pertama tanah yang di ambil pada titik A

dan yang kedua tanah pada titik B. Masing-masing sampel tanah di lakukan tiga kali

percobaan dengan beban yang berbeda yaitu 5 kg, 10 kg dan 15 kg. Dari pengujian

laboratorium, hasil penelitian sifat fisik tanah sebagai berikut:

1. Uji direct shear pada titik A

Dari hasil uji direct shear yaitu sudut geser 41,19° dan kohesi sebesar 0,0291

kg/cm2. Data perhitungan sebagai berikut :

Tabel 4.13 Rekapitulasi data gaya direct sheartitik A

Waktu

(dtk) Dial Geser

Gaya Beban

5kg

Gaya Beban

10kg

Gaya Beban

15kg

0 0 0 0 0

15 10 3 27 35

30 20 15 47 65

45 30 18,5 51 74

60 40 18,5 47 75

75 50 17,5 45 70

90 60 - 42 64,5

Dari tabel 4.13 diatas diperoleh data pembacaan dial di direct shear berupa waktu,

dial geser dan gaya beban. Rekapitulasi tersebut digunakan untuk perhitungan

tegangan geser dan tegangan maksimum, dengan contoh perhitungan sebagai berikut :

Diameter sampel (d): 6,35 cm

Beban (p): 5kg

Sampel area (A):

=

= 31,669 cm2

Normal stress :

=

= 0,157 kg/cm

2

Calibration: 0,411 kg/cm

Gaya pada waktu ke 0 detik: (0 0,1549) + 0,411 = 0,411 kg

Setelah menghitung gaya di lanjutkan menghitung tegangan geser

Tegangan geser pada waktu ke 0 detik: 0,411 : 31,67 = 0,013 kg/cm2

59

Dari perhitungan tegangan geser di dapatkan tegangan geser maksimal dan normal

stress yang akan di gunakan sebagai input grafik yaitu sebgai berikut:

Tabel 4.14 Rekapitulasi input grafik direct shear pada tanah di titik A

Keterangan Satuan Beban 5 kg Beban 10 kg Beban 15 kg

Tegangan Geser Maksimum kg/cm2

0,103 0,262 0,380

Normal Stress kg/cm2 0,158 0,331 0,380

Dari data perhitugan di atas di dapatkan grafik hubungan antara sudut geser dan

kohesi seperti pada gambar.

Gambar 4.6Grafik direct shear

Dari gambar 4.6 diatas hubungan antara tegangan geser maksimum dan normal stress

di dapatkan persamaan garis yaitu y = 0,875x – 0,028. Dengan persamaan (3.4) dan

(3.5) diketahui nilai kohesi (c) dari uji direct shear di titik A adalah 0,0289kg/cm2

dan nilai sudut geser dalam dapat dihitung sebagai berikut.

Sudut geser dalam ( ): tan-1

(0,875) = 41,19°

2. Uji direct shear pada titik B

Dari hasil uji direct shear yaitu sudut geser 19,21° dan kohesi sebesar 0,10

kg/cm2. Data perhitungan sebagai berikut :

60

Tabel 4.15 Rekapitulasi data gaya direct sheartitik B

Waktu

(dtk) Dial Geser

Gaya Beban

5kg

Gaya Beban

10kg

Gaya Beban

15kg

0 0 0 0 0

15 10 21,5 35 45,5

30 20 24,5 43 48

45 30 25,5 44,5 45,5

60 40 25,2 43,5 43,5

75 50 20 41,5 40

90 60 13,5 39,5 -

Dari tabel 4.15 diatas diperoleh data pembacaan dial di direct shear berupa waktu,

dial geser dan gaya beban. Rekapitulasi tersebut digunakan untuk perhitungan

tegangan geser dan tegangan maksimum, dengan contoh perhitungan sebagai berikut :

Diameter sampel (d): 6,35 cm

Beban (p): 5kg

Sampel area (A):

=

= 31,669 cm2

Normal stress :

=

= 0,157 kg/cm

2

Calibration: 0,411 kg/cm

Gaya pada waktu ke 0 detik: (0 0,1549) + 0,411 = 0,411 kg

Setelah menghitung gaya di lanjutkan menghitung tegangan geser

Tegangan geser pada waktu ke 0 detik: 0,411 : 31,67 = 0,013 kg/cm2

Dari perhitungan tegangan geser di dapatkan tegangan geser maksimal dan normal

stress yang akan di gunakan sebagai input grafik yaitu sebgai berikut:

Tabel 4.16 Rekapitulasi input grafik direct shear pada tanah di titik B

Keterangan Satuan Beban 5 kg Beban 10 kg Beban 15 kg

Tegangan Geser Maksimum kg/cm2

0,140 0,234 0,252

Normal Stress kg/cm2 0,168 0,331 0,497

Dari data perhitugan di atas di dapatkan grafik hubungan antara sudut geser dan

kohesi seperti pada gambar.

61

Gambar 4.7 Grafik direct shear

Dari gambar 4.6 diatas hubungan antara tegangan geser maksimum dan normal stress

di dapatkan persamaan garis yaitu y = 0,348x – 0,10. Dengan persamaan (3.4) dan

(3.5) diketahui nilai kohesi (c) dari uji direct shear di titik B adalah 0,10kg/cm2 dan

nilai sudut geser dalam dapat dihitung sebagai berikut.

Sudut geser dalam ( ): tan-1

(0,348) = 19,21°

4.3 Permodelan Lereng dengan Program Geoslope

4.3.1 Pengaturan Awal

Pengaturan awal untuk melakukan analisis dengan program geoslope terdiri

dari beberapa tahap, diantaranya pengaturan kertas kerja, skala gambar, dan jarak

grid. Kertas kerja merupakan ukuran ruang yang disediakan untuk melakukan

mendefinisikan masalah. Skala gambar merupakan perbandingan yang di gunakan

untuk mendefinisikan ukuran lereng sebenarnya terhadap gambar pada program. Grid

diperlukan untuk memudahkan dalam menggambarkan titik supaya tepat dengan

koordinat yang di inginkan. Adapun langkah-langkah pengaturan awal adalah sebagai

berikut:

62

a. Mengatur kertas kerja, klik menu utama set kemudian klik page

Gambar 4.8 Jendela pengaturan kertas kerja

b. Mengatur skala gambar, dari menu utama set klik scale

Gambar 4.9 Jendela pengaturan skala gambar

c. Mengatur jarak grid dri menu utama set klik grid

Gambar 4.10 Jendela pengaturan grid

4.3.2 Membuat Sketsa Gambar

Permodelan lereng dimulai dengan pembuatan sketsa gambar dari model,

yang merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Permodelan tersebut

dibuat dari autocad kemudian di import kedalam aplikasi geoslope.

63

4.3.3 Mendefinisikan Parameter Tanah

Setelah gaambar di import kedalam geoslope, jenis material yang di input

sesuai dengan uraian umum pada langkah-langkah sebelumnya. Material yang di

gunakan adalah Mohr-Coulomb. Parameter yang di perlukan yaitu berat isi tanah (γ),

kohesi (c), dan sudut geser (φ). Sebelum dilakukan input data perlu dilkukan

penyeragaman satuan masing-masing parameter. Langkah untuk mendefinisikan

parmeter tanah yaitu dari tampilan menu utama keyin klik material properties seperti

yang terdapat pada gambar 4.11.

Gambar 4.11 Jendela pendefinisian parameter tanah

4.3.4 Menggambar Perkuatan Soil Nailing

Spesifik soil nailing yang di gunakan diantaranya diameter lubang, kuat

gesek, spasi antar nail, kapasitas beban dan lain-lain. Untuk menggambar soil nailing

pada model lereng yaitu pada menu utama draw klik reinforcement loads pilih nail,

lalu ketik spesifikasi nail yang di gunakan.

4.3.5 Solving The Problem

Solving the problem bertujuan untuk menghitung angka keamanan pada

lereng berdasarkan data-data yang telah di masukan. Langkah untuk solving the

problem yaitu dari menu utama tools klik SOLVE, kemudian klik start utnuk memulai

perhitungan. Selama perhitungan SOLVE menampilkan angka keamanan minimum

dan jumlah slip surfaces yang sedang dianalisis.

64

Gambar 4.12 Jendela proses running program

4.3.6 Menampilkan Hasil Analisis

Untuk menampilkan hasil analisis dalam bentuk gambar bidang longsor pada

menu disamping kiri pilih gambar contour. Ada beberapa metode analisis keamanan

lereng diantaranya metode bishop, ordinary, dan janbu.

Gambar 4.13 Jendela hasil analisis

4.4 Perhitungan Kestabilan LerengPada Titik A Tanpa Perkuatan

Analisis kestabilan lereng tanpa perkuatan lereng di lakukan pada stabilitas

terhadap kelongsoran lereng. Dengan bantuan geoslope didapatkan bentuk bidang

65

gelincir kritis yang mungkin terjadi. Parameter yang di input adalah berat volume

tanah γ = 4,72 kN/m3 , kohesi c = 0,0291 kN/m

2dan sudut geser dalam φ = 41,19°.

Gambar 4.14 Gambar Lereng di titik A

Angka keamanan terhadap kelongsoran yang di peroleh dari program geoslope dapat

di lihat pada gambar 4.15

Gambar 4.15 Angka keamanan Lereng di titik A

Dari hasil perhitungan dengan geoslope didapatkan angka keamanan sebesar 1,362

dan bentuk bidang longsor dan diperoleh angka keamanan pada lereng di titik A. Dari

angka keamanan tersebut tidak perlu adanya perkuatan karena lereng di titik A dapat

di katakan aman atau kelongsoran jarang terjadi menurut Bowles, J.E.

66

4.5 Perhitungan Kestabilan Lereng Pada Titik B Tanpa Perkuatan

Analisis kestabilan lereng tanpa perkuatan lereng di lakukan pada stabilitas

terhadap kelongsoran lereng. Dengan bantuan geoslope didapatkan bentuk bidang

gelincir kritis yang mungkin terjadi. Parameter yang di input adalah berat volume

tanah γ = 5,31 kN/m3 , kohesi c = 0,10 kN/m

2dan sudut geser dalam φ = 19,21°.

Gambar 4.16 Gambar Lereng di titik B

Angka keamanan terhadap kelongsoran yang di peroleh dari program geoslope dapat

di lihat pada gambar 4.17

Gambar 4.17 Hasil angka keamanan pada lereng di titik B

Hasil perhitungan dengan geoslope didapatkan bentuk bidang longsor dan diperoleh

angka keamanan pada lereng di titik B sebesar

67

Dari angka keamanan tersebut, lereng di titik B dapat di katakan tidak aman atau

kelongsoran biasa terjadi menurutBowles, J.E. Degan begitu lereng di titik B perlu di

beri perkuatan agar angka keamanan lereng meningkat.

Tabel

4.17HubungannilaiFkdankemungkinankelongsoranlerengtanah menurutBowles, J.E

NilaiFk KemungkinanLongsor

< 1,07

1,07 <Fk< 1,25

> 1,25

Kelongsoranbiasaterjadi

Kelongsoranpernahterjadi

Kelongsoranjarangterjadi

Sumber: Mekanika Tanah, Braja M. Das Jilid 2

Kemudian angka keamanan kritis di tinjau menjadi 4 bagian lereng masing-masing

sepanjang 15 m.

A. Bagian 1

Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng bagian 1

seperti yang terdapat pada gambar 4.18 berikut :

Gambar 4.18 Angka keamanan pada lereng bagian 1


angka keamanan pada bagian 1 sebesar 0,824.

B. Bagian 2



68




C. Bagian 3






69

D. Bagian 4


seperti yang terdapat pada gambar berikut :




4.6 Perhitungan Kestabilan Lereng Pada Titik B dengan Perkuatan

Perhitungan kestabilan lereng dengan perkuatan lereng dilakukan pada

stabilitas keruntuhan lereng. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk

bidang gelincir kritis yang mungkin terjadi, titik koordinat dari bidang longsor

tersebut dijadikan acuan untuk menentukan titik entry and exit pada analisis stabilitas

lereng dengan perkuatan. Perkuatan yang di berikan pada lereng adalah dengan

menggunakan soil nailing, dengan membandingkan model pemberian nailing pada

tanah maka perhitungan angka keamanan di bagi menjadi dua permodelan, yaitu:

1. Model 1 lereng tidak di perbaiki atau tidak adanya pematangan lahan

2. Model 2 lereng di perbaiki dengan adanya pematangan lahan

Serta pada masing-masing permodelan di tinjau angka keamanan kritisnya menjadi 4

dengan interval jarak 15 m. Pada lereng bagian 1 di tinjau dari jarak 0 – 15 m, pada

bagian 2 di tinjau dari jarak 15 – 30 m, pada bagian 3 ditinjau dari jarak 30 – 45 m

dan pada lereng ke 4 ditinjau dari jarak 45 m sampai ujung lereng.

70

4.6.1 Perbaikan Lereng Model 1

Lereng pada model 1 adalah lereng pada titik B yang di beri perkuatan

soilnailing tanpa adanya perubahan kontur tanah (tanah asli) atau pematangan lahan

dengan sudut 15°. Pengambilan sudut 15° dikarenakan semakin besar sudut

pemasangan nail semakin kecil nilai angka keamanan (Fitriana Kumalasari 2012).

Hasil perhitungan lereng pada titik B di tinjau menjadi empat bagian dengan jarak

15m.Angka keamanan kritis lereng model 1 ditinjau dari segi keseluruhan yaitu

sebagai berikut :

Gambar 4.22 Hasil angka keamanan pada lereng model 1


angka keamanan sebesar 2,138. Kemudian angka keamanan kritis di di tinjau menjadi

4 bagian lereng masing-masing sepanjang 15 m.

A. Perbaikan Lereng Model 1Bagian 1

Lereng pada bagian 1 di beriperkuatan 6 buahnailingdengan spesifikasi

nailing sebagai berikut :

Tabel 4.18 Spesifikasi soil nailing pada lereng bagian 1

Keterangan Sat N1 N2 N3 N4 N5 N6

Length m 1 1,5 2 5 5 5

Direction ° 15 15 15 15 15 15

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318 0,318 0,318 0,318

71


Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1 1 1 1

Bar Capacity kN 300 300 300 300 300 300

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng bagian 1 seperti

yang terdapat pada gambar berikut :

(a) (b)

Gambar 4.23 (a) Kelongsoran pada bagian 1; (b) Detail kelongsoran


angka keamanan pada bagian 1sebesar 2,274.

B. Perbaikan Lereng Model 1Bagian 2

Lereng pada bagian 2 di beri perkuatan 3 buah nailing dengan spesifikasi



Keterangan Sat N1 N2 N3

Length m 5 5 5

Direction ° 15 15 15

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318

Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1

72


Bar Capacity kN 300 300 300

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5



(a) (b)

Gambar 4.24(a) Kelongsoran pada bagian 2; (b) Detail kelongsoran


angka keamanan pada bagian 2sebesar 4,182.

C. Perbaikan Lereng Model 1Bagian 3




Keterangan Sat N1 N2 N3 N4

Length m 5 5 6 6

Direction ° 15 15 15 15

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318 0,318

Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1 1

Bar Capacity kN 300 300 300 300

73

Keterangan Sat N1 N2 N3 N4

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5



(a) (b)



angka keamanan pada type 1 sebesar 3,369.

D. Perbaikan Lereng Model 1Bagian 4





Length m 2,5 3 3

Direction ° 15 15 15

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318

Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1

Bar Capacity kN 300 300 300

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5

74



(a) (b)




4.6.2 Perbaikan Lereng Model 2

Lereng pada model 2 adalah lereng pada titik B yang di beri perkuatan

soilnailingdenganperubahan kontur tanah dengan sudutnailing sebesar 15°, Hasil

perhitungan lereng pada titik B di tinjau menjadi empat bagian dengan jarak 15m.

Tanah pada lereng di rubah dengan cara memotong tanah tanpa adanya timbunan

seperti gambar.

Gambar 4.27Kontur pemotongan lereng model 2

75

Gambar 4.28 Lereng model 2

Angka keamanan kritis lereng model 2 ditinjau dari segi keseluruhan yaitu sebagai

berikut :

Gambar 4.29 Hasil angka keamanan pada lereng model 2


angka keamanan sebesar 2,409. Kemudian angka keamanan kritis di di tinjau menjadi

4 bagian lereng masing-masing sepanjang 15 m.

A. Perbaikan Lereng Model 2Bagian 1



76



Length m 3 3,4 3,8 4,2 4,6 5

Direction ° 25 25 25 25 25 25

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318 0,318 0,318 0,318

Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1 1 1 1

Bar Capacity kN 300 300 300 300 300 300

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5



(a) (b)

Gambar 4.30 Angka keamanan pada lereng bagian 1; (a) Kelongsoran pada bagian 1;

(b) Detail kelongsoran



B. Perbaikan Lereng Model 2Bagian 2

Lereng pada bagian 2 tidak di perlukan adanya perkuatan dikarenakan lereng

bagian 2 sudah dilakukan pematangan lahan seperti pada gambar berikut :

77

Gambar 4.31 lereng bagian 2

C. Perbaikan Lereng Model 2Bagian 3




Keterangan Sat N1 N2 N3 N4 N5

Length m 5 5 5,2 5,5 6

Direction ° 25 25 25 25 25

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318 0,318 0,318

Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1 1 1

Bar Capacity kN 300 300 300 300 300

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5



78

(a) (b)





D. Perbaikan Lereng Model 2Bagian 4




Keterangan Sat N1 N2 N3 N4 N5

Length m 3 3 3 2,5 1,5

Direction ° 25 25 25 25 25

Bond Diameter m 0,318 0,318 0,318 0,318 0,318

Bond Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Bond Skin Friction kPa 100 100 100 100 100

Nail Spacing m 1 1 1 1 1

Bar Capacity kN 300 300 300 300 300

Bar Safety Factor 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

79



(a) (b)





4.7 Perbandingan Hasil Stabilitas Lereng Eksisting,Model 1 dan Model 2

Analisis stabilitas lereng terhadap kelongsoran global lereng di lakukan

dengan tinjauan lereng model 1 dan model 2. Hasil perhitungan faktor keamanan

lereng pada keadaan eksisting, model 1 dan model 2 dapat di lihat pada tabel dan

gambar berikut ini :

Tabel 4.25Hasilperhitungan stabilitas lereng

Kelongsoran Eksisting Model 1 Model 2

Global 0,836 2,138 2,409

Bagian 1 0,824 2,274 4,828

Bagian 2 2,637 4,598 -

Bagian 3 1,079 3,369 2,372

Bagian 4 1,503 2,153 1,995

Sumber: hasil perhitungan

80

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Eksisting Model 1 Model 2

An

gka

Ke

aman

an

Jenis Lereng

Faktor Keamanan Global

0

1

2

3

4

5

6


An

gka

Ke

aman

an

Jenis Lereng

Faktor Keamanan Bagian 1

Gambar 4.34 Grafik Faktor Keamanan Global

Dilihat dari gambar grafik keruntuhan global maka model 2 memiliki angka

keamanan lebih tinggi di bandingkan model 1, maka model 2 lebih di sarankan untuk

pengaplikasian, selain itu model 2 sudah mengalami pematangan lahan sehingga

pemasangan nailing pada tanah lebih teratur.

Gambar 4.35 Grafik Fator keamanan Bagian 1

Dilihat dari grafik keruntuhan pada bagian 1 maka model 2 memiliki angka

keamanan lebih tinggi di bandingkan model 1.

81

0

1

2

3

4

5

Eksisting Model 1

An

gka

Ke

aman

an

Jenis Lereng


0

1

2

3

4


An

gka

Ke

aman

an

Jenis Lereng



Dilihat dari grafik keruntuhan pada bagian 2 karena model 2 tidak perlu memakai

perkuatan jadi angka keamanan hanya ada pada model 1.




82

0

0,5

1

1,5

2

2,5


An

gka

Ke

aman

an

Jenis Lereng





83

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini yaitu :

1. Pada kondisi eksisting didapatkan nilai faktor keamanan global sebesar 0,836,

pada bagian 1 sebesar 0,824, pada bagian 2 sebesar 2,637, pada bagian 3

sebesar 1,079 dan pada bagian 4 sebesar 1,503.

2. Setelah adanya perkuatan soilnailing angka keamanan pada keadaan eksisting

meningkat, pada model 1 tanpa adanya pematangan lahan di dapatkan faktor

keamanan kritis sebesar 2,138. Pada model 2 dengan adanya pematangan

lahan di dapatkan faktor keamanan kritis sebesar 1,995.

3. Desain lereng menggunakan soil nailing yang stabil yaitu lereng dengan

perkuatan model 2 yang telah dilakukan pematangan lahan dan lebih mudah

untuk mengaplikasikan soil nailing. Untuk angka keamanan lereng pada

model 2 memiliki angka keamanan lebih besar dibandingkan model 1 yaitu

sebesar 2,409.

5.2 Saran

a. Disarankan memakai model 2 di karenakan angka keamanan pada model 2

lebih tinggi dibandingkan model 1, dari segi desain lereng 2 lebih teratur

konturnya dibandingkan model 1 dan dari segi pengaplikasian model 2 lebih

mudah pengaplikasiannya.

b. Diperlukan adanya penelitian lebih lanjut analisis kestabilan lereng dengan

menggunakan aplikasi geoteknik lainnya.

c. Diperlukan data tanah dengan jumlah titik dan kedalaman yang lebih besar.

d. Diperlukan adanya perhitungan manual agar dapat di bandingkan hasilnya

dengan menggunakan program aplikasi.

84

DAFTAR PUSTAKA

Budi, G. S. (2011). Pengujian Tanah di Laboratorium. Surabaya: Graha Ilmu.

Caraka, L. (2016). Karakteristik Fisik dan Mekanik Tanah Balikpapan Utara Akibat

Pengaruh Variasi Kadar Air. Tugas Akhir .

Das, B. M. (1995). Mekanika Tanah 2. Jakarta: Erlangga.

Firmansyah, S. (2010). Perencanaan Penanggulangan Longsoran pada Proyek Jalan di

Lokasi Bayah. Laporan Tugas Akhir .

Hidayah, S. (2007). Program Analisis Stabilitas Lereng. Laporan Tugas Akhir .

Kumalasari, V. (2012). Analisis kestabilan Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing

Menggunakan Program Geoslope. Skripsi .

Kumalasari, V. (2012). Analisis Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing.

Laporan Tugas Akhir .

Mandala, A. (2013). Desain Perkuatan Lereng dengan Menggunakan Soil Nailing.

Laporan Tugas Akhir .

Nakazawa, S. d. (2000). Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta: PT. Pradnya

Paramita.

Suryadi, B. H. (1998). Mekanika Tanah Lanjutan. Jakarta: Gunadarma.

Terzaghi, K. (1987). Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa. Jakarta: Erlangga.

PERENCANAAN KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN...

Documents

Transcript of PERENCANAAN KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN...