PENGGUNAAN BAHAN GEOTEKSTIL UNTUK
MENCEGAH KELONGSORAN PADA LERENG
OLEH :
IR. I GUSTI NGURAH WARDANA, MT
196201021987021002
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang maha Esa, karena
berkat rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan tulisan ini yang berjudul
“PENGGUNAAN BAHAN GEOTEKSTIL UNTUK MENCEGAH
KELONGSORAN PADA LERENG”.
Karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan dari kami. Oleh karena
itu, kami mengharapkan saran dan koreksinya untuk penyempurnaan penulisan
laporan ini.
Akhir kata kami berharap semoga laporan yang kami susun ini dapat
bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan terhadap tulisan ini
Denpasar, Juni 2017
Penulis
i
PENGGUNAAN BAHAN PERKUATAN GEOTEKSTIL UNTUK
MENCEGAH KELONGSORAN PADA LERENG
ABSTRAK
Kondisi lereng dengan kemiringan yang curam dapat menyebabkan
terjadinya kelongsoran. Diperlukan sebuah perkuatan lereng, salah satunya yaitu
dengan geotekstil. Penggunaan bahan geotekstil sering digunakan karena memiliki
beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam pelaksanaan serta dapat
meningkatkan stabilitas lereng secar. Penggunaan bahan perkuatan geotekstil
untuk mencegah kelongsoran pada lereng dilakukan di Desa Songan, Kabupaten
Bangli. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui desain penahan tanah dengan
perkuatan geotekstil. Adapun hasil desain yang dimaksud meliputi panjang
geotekstil yang diperlukan (panjang penjangkaran, panjang nonacting dan
panjang overlap), serta jarak vertikal antar geotekstil (Sv).
Data-data yang dibutuhkan adalah data primer meliputi : berat volume
tanah ( ), kohesi tanah (c), sudut geser ( ) tanah. Analisis desain dilakukan
dengan perhitungan manual dengan menggunakan metode Rankine. Analisis data
meliputi spasi antar lapisan geosintetik (Sv), tegangan izin (Tall), tegangan lateral
tanah ( h' ), kuat tarik geosintetik yang dibutuhkan ( reqP ), panjang
penjangkaran + panjang nonacting (L), panjang overlap (Lo), tekanan aktif
tanah (Pa). Setelah proses desain dari metode Rankine selesai dikerjakan,
selanjutnya diperlukan analisis untuk menghitung stabilitas terhadap faktor-
faktor penyebab kegagalannya, analisis itu disebut stabilitas internal
(internal stability) dan stabilitas eksternal (external stability).
Berdasarkan hasil penyelidikan tanah pada laboratorium, didapatkan berat
volume tanah ( ) sebesar 16120 N/m3, kohesi tanah (c) sebesar 8420 N/m
2, serta
sudut geser ( ) tanah sebesar 28. Dilanjutkan dengan proses desain dengan
metode Rankine diperoleh kuat tarik geotekstil (Preq) sebesar 55 kN/m, spasi
antar lapisan geotekstil berturut-turut sebesar 0,30 m, 0,40 m, 0,50 m. Diperoleh
hasil L dengan panjang 3,00 m pada kedalaman 0,50 m, 1,00 m, 1,50 m, dan
1,90 m, serta L dengan panjang 2,00 m pada kedalaman 2,30 m, 2,70 m, 3,00
m, 3,30 m, dan 3,60 m. Lo diperoleh hasil yang sama yaitu 1,00 m pada setiap
kedalaman.
Hasil desain yang diperoleh telah memenuhi kontrol stabilitas eksternal
yang meliputi kegagalan geser, kegagalan guling, kegagalan daya dukung tanah
dasar serta kontrol terhadap stabilitas internal yang meliputi putusnya perkuatan
dan tercabutnya perkuatan lereng
Kata kunci : desain penahan tanah, perkuatan tanah, geotekstil.
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
ABSTRAK ................................................................................................ i
DAFTAR ISI ............................................................................................ ii
DAFTAR TABEL....................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR.. .............................................................................. vii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 3
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan ......................................................... 3
1.3 Batasan Masalah.............................................................................. 4
1.4 Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………………6
2.1 Umum………………………………………………………………..6
2.2 Dinding Penahan Tanah................................................................... 6
2.2.1 Jenis Dinding Penahan Tanah ................................................. 7
2.3 Tanah ............................................................................................ 13
2.3.1 Kriteria Umum Tanah Timbunan ............................................ 14
2.3.2 Pemadatan Tanah Timbunan .................................................. 15
2.4 Tekanan Tanah lateral ................................................................... 16
2.4.1 Tekanan Tanah Aktif Menurut Rankine ................................... 18
2.4.2 Tekanan Tanah Pasif Menurut Rankine ................................... 22
2.5 Geosintetik .................................................................................... 25
2.5.1 Umum .................................................................................. 25
2.5.2 Klasifikasi Geosintetik .......................................................... 26
2.5.2.1 Geosintetik Berbentuk Tekstil. .................................. 27
2.5.2.2 Identifikasi Geosintetik ............................................. 32
2.5.3 Pemilihan Jenis Geosintetik .................................................. 35
2.5.4 Fungsi dan Aplikasi Geosintetik ........................................... 38
2.5.5 Proses Pembuatan Geotekstil Teranyam ................................ 40
2.5.6 Proses Pembuatan Geotekstil Tak Teranyam ......................... 41
2.5.7 Sifat-Sifat Geotekstil ............................................................ 41
2.5.7.1 Sifat Fisik.................................................................. 41
iii
2.5.7.2 Berat Jenis ................................................................ 42
2.5.7.3 Massa per Satuan Luas .............................................. 43
2.5.7.4 Ketebalan .................................................................. 44
2.5.8 Sifat Mekanik ....................................................................... 45
2.5.8.1 Kompresibilitas ......................................................... 45
2.5.8.2 Kekuatan Tarik ......................................................... 45
2.5.8.3 Kuat Grab ................................................................. 46
2.5.9 Kelebihan Pemakaian Geotekstil ......................................... 47
2.5.10 Kekurangan Pemakaian Geotekstil .................................... 48
2.5.11 Contoh Aplikasi Penggunaan Geotekstil …………… ...... 49
2.6 Perkuatan pada Tanah ..................................................................... 52
2.6.1 Umum .................................................................................. 52
2.6.2 Tanah Berperkuatan .............................................................. 53
2.6.3 Prinsip dan Interaksi Perkuatan-Tanah .................................. 53
2.6.4 Pengaruh Perkuatan pada Kekuatan Geser Tanah .................. 56
2.6.4.1 Sudut Geser, Kohesi, dan Tegangan Overburden ....... 57
2.6.5 Bidang Longsor .................................................................... 60
2.6.6 Desain Penahan Tanah dengan Perkuatan Geotekstil ............. 62
2.6.6.1 Menghitung Spasi Antar lapisan Geosintetik ............. 64
2.6.6.2 Menghitung Tegangan Izin (Tall) ............................... 64
2.6.6.3 Menghitung Tegangan lateral Tanah ......................... 65
2.6.6.4 Menghitung Kuat Tarik Geotekstil yang Digunakan .. 66
2.6.6.5 Menghitung Panjang Penjangkaran + Nonacting ....... 67
2.6.6.6 Menghitung Panjang Overlap .................................... 68
2.6.6.7 Menghitung Tekanan Aktif Tanah (Pa) ...................... 68
2.6.6.8 Stabilitas Eksternal .................................................... 68
2.6.6.9 Stabilitas Internal ...................................................... 83
BAB III METODE DESAIN ……………………………………………... 85
3.1 Umum ............................................................................................ 85
3.2 Observasi Awal .............................................................................. 86
3.3 Pengumpulan Data Tanah ............................................................... 86
3.4 Teknik Pengumpulan Data .............................................................. 87
3.4.1 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah .............................................. 87
iv
3.4.2 Pemadatan Tanah................................................................... 89
3.4.3 Unconfined Compression Test .............................................. 91
3.5 Langkah-Langkah Desain .............................................................. 93
3.5.1 Menghitung Spasi Antar lapisan Geosintetik ......................... 94
3.5.2 Menghitung Tegangan Izin (Tall) ........................................... 94
3.5.3 Menghitung Tegangan lateral Tanah ..................................... 94
3.5.4 Menghitung Kuat Tarik Geosintetik yang Digunakan ............ 95
3.5.5 Menghitung Panjang Penjangkaran + Nonacting ................... 95
3.5.6 Menghitung Panjang Overlap ............................................... 96
3.5.7 Menghitung Tekanan Aktif Tanah (Pa) .................................. 96
3.5.8 Stabilitas Eksternal ............................................................... 97
3.5.8.1 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser ........... 97
3.5.8.2 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Guling ......... 98
3.5.8.3 Faktor Keamanan Kegagalan Daya Dukung Tanah .... 98
3.5.8.4 Faktor Keamanan Kegagalan Stabilitas Global .......... 99
3.5.9 Stabilitas Internal .............................................................. 100
3.5.9.1 Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Tulangan ...... 100
3.5.9.2 Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Tulangan . 100
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN DESAIN ………………………103
4.1 Umum ......................................................................................... 103
4.2 Komponen Utama Penahan Tanah ............................................... 103
4.2.1 Material Timbunan ............................................................. 103
4.2.2 Lapisan Perkuatan............................................................... 104
4.3 Pemilihan Sifat Teknis ................................................................ 106
4.3.1 Tanah Dasar........................................................................ 106
4.3.2 Tanah Timbunan yang Diperkuat ........................................ 106
4.3.3 Tanah Timbunan yang Ditahan ........................................... 107
4.3.4 Sifat-Sifat Kekuatan Geotekstil ........................................... 107
4.4 Interaksi Tanah dan Geotekstil .................................................... 109
4.5 Konsep Dasar Analisis ................................................................ 110
4.6 Perencanaan Desain ..................................................................... 110
4.6.1 Koefisien Tanah Aktif ........................................................ 111
4.6.2 Menghitung Tegangan Izin ................................................. 111
v
4.6.3 Perencanaan Tanpa Mempertimbangkan Air Tanah ............ 112
4.6.3.1 Perhitungan Tegangan Lateral Tanah ...................... 112
4.6.3.2 Perhitungan Spasi Antar Geotekstil ......................... 113
4.6.4 Perencanaan Dengan Mempertimbangkan Air Tanah .......... 117
4.6.4.1 Perhitungan Tegangan Lateral Tanah ...................... 118
4.6.4.2 Perhitungan Spasi Antar Geotekstil ......................... 121
4.6.5 Panjang Penjangkaran + Nonacting ..................................... 130
4.6.6 Menghitung Panjang Overlap ............................................. 132
4.6.7 Panjang Kebutuhan Geotekstil ............................................ 133
4.7 Kontrol Stabilitas ........................................................................ 134
4.7.1 Kontrol Stabilitas Eksternal ................................................ 137
4.7.1.1 Keamanan terhadap Kegagalan Geser ..................... 137
4.7.1.2 Keamanan terhadap Kegagalan Guling .................... 139
4.7.1.3 Keamanan Tanah Dasar........................................... 140
4.7.1.4 Keamanan Stabilitas Global .................................... 141
4.7.2 Kontrol Stabilitas Internal ................................................... 150
4.7.2.1 Keamanan terhadap Putusnya Perkuatan ................. 150
4.7.2.2 Keamanan terhadap Tercabutnya Perkuatan ............ 153
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………..……...158
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 158
5.2 Saran ........................................................................................... 160
DAFTAR PUSTAKA
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. : Gabion Wall………………………………...…………………. 8
Gambar 2.2. : Crip Wall…………..................................................................... 9
Gambar 2.3. : Reinforced Concrete Wall……………………..………………. 9
Gambar 2.4. : Sheet Pile……………………………………………………...10
Gambar 2.5. : Secant Bored-Pile Wall……………………..…………………11
Gambar 2.6. : Diapraghm Wall….....................................................................12
Gambar 2.7. : Reinforced Soil Walls …………...………………...……….12
Gambar 2.8. :Soil Nailing ……………..……………………….………..……13
Gambar 2.9. :Diagram Fase Tanah ……………….……………………..……14
Gambar 2.10. :Jenis Tekanan Tanah Berdasarkan Arah Pergerakan Dinding....16
Gambar 2.11. :Grafik Arah Perpindahan Dinding Terhadap Tekanan Yang
Bekerja………………………...……………………….………17
Gambar 2.12. : Tekanan Tanah Aktif ………………..………….…………......18
Gambar 2.13. :Lingkaran Mohr Tekanan Aktif ………………..………………19
Gambar 2.14. : Resultan Tekanan Tanah Aktif……………………………..….20
Gambar 2.15. : Contoh Dinding Penahan Tanah dengan Permukaan Atas Yang
Miring..…………..…………………….…..……….….21
Gambar 2.16. : Lingkaran Mohr Tekanan Pasif ……………….….....…...……22
Gambar 2.17. : Resultan Tekanan Tanah Pasif ……..…….……………….…..23
Gambar 2.18. : Kasus Permukaan Atas Yang Meningkat Elevasinya................24
Gambar 2.19. : Jenis-Jenis Geosintetik………...................................................26
Gambar 2.20. : Pengelompokan Geosintetik…...................................................27
Gambar 2.21. : Contoh Geotekstil Bersifat Lulus Air.........................................29
Gambar 2.22. : Contoh Geotekstil Bersifat Kedap Air........................................30
Gambar 2.23. : Contoh Geogrid..........................................................................31
Gambar 2.24. : Contoh Geokomposit………………..........................................31
Gambar 2.25. : Uji Ketebalan Geotekstil…………............................................44
Gambar 2.26. : Alat Uji Kuat Tarik Pita Lebar……..........................................46
Gambar 2.27. : Grip Alat Uji Kuat Grab……………........................................47
Gambar 2.28. : Simulasi Lapangan dengan Uji Kuat Tarik Grab......................47
Gambar 2.29. : Kondisi Semula……..................................................................49
vii
Gambar 2.30. : Pemyebab Utama Kerusakan……….........................................49
Gambar 2.31. : Kelongsoran yang Terjadi…….…….........................................50
Gambar 2.32. : Pemecahan dengan Bahan Geotekstil dan Geomembran...........50
Gambar 2.33. : Dokumentasi Kerusakan serta Pemasangan Geotekstil.............51
Gambar 2.34. : Transfer geser tanah-tulangan................................................... 54
Gambar 2.35. : Variasi gaya tarik sepanjang tulangan ………………...………55
Gambar 2.36. : Hubungan linear antara tegangan normal dan tegangan geser ..57
Gambar 2.37. :Penjelasan Kohesi Tampak pada Peningkatan Kekuatan
Tulangan......................................................................................58
Gambar 2.38. : Konsep Naiknya Confinement Tanah Bertulang ……..……….59
Gambar 2.39. : Garis kekuatan untuk pasir dan pasir bertulang ………………59
Gambar 2.40. : Dinding Penahan Tanah tanpa Perkuatan..................................61
Gambar 2.41. : Dinding Penahan Tanah dengan Perkuatan...............................61
Gambar 2.42. : Konsep Desain Rankine…………………………….…………62
Gambar 2.43. : Arah-Arah Gaya yang Bekerja.................................................63
Gambar 2.44. : Mekanisme kegagalan dinding penahan ……………….……..69
Gambar 2.45. : Stabilitas Lereng dengan Metode Bishop..................................79
Gambar 2.46. : Penentuan Tegangan Air Pori....................................................82
Gambar 2.47. : Zona Aktif Dan Zona Penahan Dinding Penahan......................83
Gambar 3.1. : Lokasi Studi Kasus…………………........................................86
Gambar 3.2. : Pengambilan Tanah Sampel…………......................................87
Gambar 4.1. : Geotekstil yang Digunakan……………….............................105
Gambar 4.2. : Konsep Diagram Tegangan Lateral Tanah.............................112
Gambar 4.3. : Spasi Antar Geotekstil…………............................................115
Gambar 4.4. : Tegangan Lateral Tanah pada Kedalaman z = 0,70 m...........116
Gambar 4.5. : Konsep Diagram Tegangan Lateral Tanah………………….118
Gambar 4.6. : Spasi Antar Geotekstil………...…………………………….123
Gambar 4.7. : Tegangan Lateral Tanah pada Kedalaman z = 0,50 m...........124
Gambar 4.8. : Tegangan Lateral Tanah pada Kedalaman z = 2,30 m….......126
Gambar 4.9. : Panjang Penjangkaran dan Panjang Overlap per Kedalaman133
Gambar 4.10. : Resultan Pa………….............................................................134
Gambar 4.11. : Diagram Tegangan Lateral Tanah.........................................135
Gambar 4.12. : Ilustrasi kegagalan Geser......................................................137
Gambar 4.13. : Ilustrasi Kegagalan Guling...................................................139
viii
Gambar 4.14. : Ilustrasi Kegagalan Tanah Dasar..........................................140
Gambar 4.15. : Pembagian Pias pada Lereng..................................................142
Gambar 4.16. : Tinggi Pias pada Lereng.........................................................143
Gambar 4.17. : Sudut antara jari-Jari R dengan Garis Vertikal………….…..143
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. : Ketahanan Polimer terhadap Faktor Lingkungan..................34
Tabel 2.2. : Identifikasi Fungsi Primer Geosintetik...............................35
Tabel 2.3. : Nilai Umum Sifat Polimer……….....................................36
Tabel 2.4. : Rentang Umum Sifat-Sifat Geosintetik..............................37
Tabel 2.5. : Sifat Penting Geosintetik sesuai Fungsinya.........................38
Tabel 2.6. : Variasi Faktor Parsial Pada Tipe-Tipe Area Aplikasi............65
Tabel 2.7. : Faktor-faktor daya dukung Meyerhoff (1963),
Brinch Hansen (1961), dan Vesic (1973)............................71
Tabel 2.8. : Faktor bentuk pondasi oleh Vesic........................ ..............74
Tabel 2.9. : Faktor kedalaman pondasi................................................74
Tabel 2.10. : Faktor kemiringan beban........................................ ..........75
Tabel 2.11. : Faktor kemiringan dasar pondasi ......................................76
Tabel 2.12. : Faktor kemiringan permukaan.......................................... 76
Tabel 4.1. : Tanah Timbunan untuk Dinding Penahan Tanah……......... 104
Tabel 4.2. : Data Perbandingan Spesifikasi Sifat Geotekstil yang
Digunakan……………………………………………………105
Tabel 4.3. : Nilai Sifat-Sifat Indeks dan Mekanis Tanah…...…….........107
Tabel 4.4. : Variasi Faktor Parsial pada Tipe-Tipe Area Aplikasi...........109
Tabel 4.5. : Rangkuman Tekanan Lateral Tanah per Kedalaman z.........117
Tabel 4.6. : Rangkuman Tekanan Lateral Tanah per Kedalaman z
dengan Air Tanah…………………………………..……128
Tabel 4.7. : Rangkuman Perhitungan panjang Perkuatan Geotekstil........131
Tabel 4.8. : Perhitungan tekanan dan momen ………...…..................135
Tabel 4.9. : Perhitungan FSnonperkuatan dengan Metode Bishop.......... 144
Tabel 4.10. : Lanjutan perhitungan FSnonperkuatan dengan
Metode Bishop……………………………………………….144
Tabel 4.11. : FS dicoba dengan Nilai 1,40, 1,75, 1,85, dan 1,865............145
Tabel 4.12. : Hasil dari FS = 1,40…………………………….……........ 145
Tabel 4.13. : Hasil dari FS = 1,75…………………………….…….........146
Tabel 4.14. : Hasil dari FS = 1,85…………………………….…….........147
Tabel 4.15. : Hasil dari FS = 1,865…………………………...…….........148
Tabel 4.16. : Perhitungan Mg………..…………………………...……........ 149
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seringkali konstruksi dinding penahan mutlak dibutuhkan untuk
menahan tanah dari dampak akibat ketidakstabilan tanah tersebut. Sehingga
muncul inovasi-inovasi baru pengganti cara konvensional untuk memperkuat
tanah. Sebagai hasilnya, pekerjaan perkuatan tanah menjadi salah satu bagian
yang paling cepat berkembang di dunia teknik sipil (Koerner, R.M.). Dalam
aplikasinya di lapangan, material-material perkuatan tersebut ternyata mampu
menyediakan kekuatan yang dibutuhkan konstruksi dinding penahan dan
struktur tanah di belakangnya untuk menahan beban yang bekerja.
Diketahui bahwa material tanah, sesuai dengan karakteristik kepadatannya
masing-masing dapat menerima beban kompresi dengan cukup baik. Peristiwa
longsor merupakan salah satu kegagalan tanah dalam menerima gaya tarik.
Longsoran terjadi karena geseran tanah yang meningkat sudah tidak mampu lagi
ditahan oleh tanah. Tegangan geser yang meningkat disebabkan oleh
bertambahnya beban lereng (bangunan dan timbunan pada bagian atasnya),
perubahan muka air yang berbatasan dengan lereng yang berlangsung cepat
(sudden draw down) yang pada akhirnya akan meningkatkan tegangan lateral
tanah yang nantinya akan berpotensi mengakibatkan longsor. Salah satu daerah di
Bali yang sering terjadi longsor yaitu Desa Songan, Kabupaten Bangli. Longsor
yang terjadi ini dapat memberikan dampak negatif terhadap masyarakat sekitar
maupun pengguna jalan.
Seiring perkembangan zaman, dikembangkan teknologi dalam pencegahan
dan penanggulangan longsor yaitu perkuatan tanah dengan bahan geotekstil.
Dinding penahan tanah konvensional seperti dinding penahan dengan batu kali,
dinding penahan dari beton, dan batu bata diaplikasikan pada kondisi lereng yang
terjal atau berpotensi longsor. Dinding penahan tanah konvensional ini berfungsi
sebagai pencegahan terjadinya longsor. Material yang digunakan sebagai
2
perkuatan biasanya adalah tulangan baja galvanis, bronjong, sheet pile.
Perkuatan tanah didefinisikan sebagai suatu inklusi
(pemasukan/penggabungan) elemen-elemen penahan ke dalam massa tanah yang
bertujuan untuk menaikkan perilaku mekanis massa tanah. Sebagai hasilnya, daya
tahan terhadap geser dapat ditingkatkan karena adanya gesekan pada permukaan
perkuatan dan tanah. Meningkatkan kekuatan geser tanah adalah dengan cara
meningkatkan parameter kekuatan geser tanah. Geotekstil merupakan suatu
material yang terbuat dari bahan polimer dan dirajut dimana fungsi utamanya
sebagai perkuatan, separator, dan filtrasi. Dengan memakai perkuatan geotekstil,
parameter kekuatan geser tanah bertambah, sehingga struktur semakin kuat
menahan beban. Oleh karena itu, geotekstil disebut sebagai material perkuatan.
Pentingnya peran perkuatan dengan geotekstil ini yaitu adanya mekanisme
transfer tegangan tanah seperti gaya gesekan antara tanah dan geotekstil.
Dengan gaya gesekan ini, tanah mentransfer gaya-gaya yang bekerja padanya
kepada geotekstil tersebut. Tanah dan geotekstil membentuk satu kesatuan
struktur yang saling menopang dan membagi beban agar dapat dipikul
bersama-sama. Seperti pada kasus beton bertulang, penyisipan besi baja yang
kuat terhadap tarikan dapat menghasilkan material komposit yang memiliki
perilaku mekanis yang jauh lebih baik (Koerner, R.M, 1990). Beban yang
dapat ditransfer per luasan perkuatan tergantung pada karakteristik interface
tanah dan material geotekstil, serta tegangan normal di antara keduanya. Karena
kelebihan-kelebihan yang ditawarkan, teknologi geotekstil ini kini merupakan
salah satu alternatif solusi dalam dunia geoteknik, diantaranya untuk: perkuatan
dinding penahan tanah, stabilisasi lereng, perkuatan badan jalan, pondasi, penahan
erosi, penahan abrasi pantai, dan lain-lain. Penggunaan geotekstil dalam
pembangunan dinding penahan tanah pada lereng ataupun daerah pegunungan
juga memiliki keuntungan antara lain adanya kemudahan proses pendistribusian
material karena tidak di pergunakannya kendaraan pengangkut yang sering kali
tidak mampu melewati daerah-daerah yang memiliki topografi yang relatif curam.
Sehingga hambatan yang kerap kali terjadi dalam pembangunan dinding penahan
tanah di daerah lereng atau jalanan yang curam bisa dikurangi.
3
Berdasaran penjelasan di atas, diharapkan adanya perencanaan terkait
dengan penggunaan geotekstil di lapangan. Maka dari itu diperlukan sebuah
desain penahan tanah dengan menggunakan bahan geotekstil sebagai perkuatan,
dengan harapan nantinya akan terwujud tujuan utama dari perkuatan lereng yaitu
untuk dapat memberikan kompetensi terhadap suatu perencanaan konstruksi yang
stabil, aman dan ekonomis.
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan diangkat pada penyusunan tugas akhir ini adalah
bagaimana mendesain penahan tanah dengan perkuatan geotekstil.
1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan
1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan yang hendak dicapai dalam penulisan ini adalah
menguraikan secara jelas desain penahan tanah dengan perkuatan
geotekstil.
1.3.2 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
1. Hasil desain yang diperoleh diharapkan dapat ditindaklanjuti dengan
pelaksanaan di lapangan sebagai alternatif lain selain dengan dinding
penahan tanah dari pasangan batu kali.
2. Diharapkan berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan informasi
dan mempelajari hal yang dibahas dalam laporan ini.
1.4. Batasan Masalah
Mengingat luasnya lingkup permasalahan dan keterbatasan waktu
maupun kemampuan, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Sampel tanah timbunan yang digunakan diambil pada kawasan Jalan Raya
Desa Songan, Kabupaten Bangli, dimana kohesi dan berat jenis tanah
timbunan sama dengan tanah dasar,
2. Perhitungan desain hanya menggunakan metode Rankine.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum
Dinding penahan tanah berfungsi untuk menyokong tanah serta
mencegahnya dari bahaya kelongsoran. Baik akibat beban air hujan, berat tanah
itu sendiri maupun akibat beban yang bekerja di atasnya. Pada saat ini,
konstruksi dinding penahan tanah sangat sering digunakan dalam pekerjaan
sipil walaupun ternyata konstruksi dinding penahan tanah sudah cukup lama
dikenal di dunia. Salah satu bukti peninggalan sejarah bahwa dinding
penahan tanah telah digunakan pada masa lampau adalah Tembok Raksasa
China yang mulai dibangun pada zaman Dinasti Qin (221 SM) sepanjang 6.700
km dari timur ke barat China dengan tinggi 8 meter, lebar bagian atasnya 5
meter, sedangkan lebar bagian bawahnya 8 meter. Bukti lainnya yaitu taman
gantung Babylonia yang dibangun di atas bukit batuan yang bentuknya berupa
podium bertingkat yang ditanami pohon, rumput dan bunga-bungaan serta ada
air terjun buatan berasal dari air sungai Eufrat yang dialirkan ke puncak bukit
lalu mengalir melalui saluran buatan, yang dibangun pada zaman raja
Nebukadnezar (612 SM) dengan tinggi 107 meter. Tembok Barat di Yerusalem
(37 SM) juga dicatat sebagai bukti peninggalan sejarah yang telah memakai
dinding penahan tanah dalam konstruksinya, dibangun pada zaman raja Herodes
sebagai tembok penyangga kota Yerusalem. Sekarang, tembok ini lebih
populer dengan sebutan tembok rapatan. Tembok ini terbuat dari batu bata dan
batuan gunung.
2.2. Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah adalah sebuah struktur yang didesain dan
dibangun untuk menahan tekanan lateral (horisontal) tanah ketika terdapat
perubahan dalam elevasi tanah yang melampaui sudut longsor dalam tanah.
Faktor penting dalam mendesain dan membangun dinding penahan tanah adalah
mengusahakan agar dinding penahan tanah tidak bergerak ataupun tanahnya
5
longsor akibat gaya gravitasi. Tekanan tanah lateral di belakang dinding
penahan tanah bergantung kepada sudut geser dalam tanah ( ) dan kohesi
(c). Tekanan lateral meningkat dari atas sampai ke bagian paling bawah pada
dinding penahan tanah. Jika tidak direncanakan dengan baik, tekanan tanah
akan mendorong dinding penahan tanah sehingga menyebabkan kegagalan
konstruksi serta kelongsoran. Kegagalan juga disebabkan oleh air tanah yang
berada di belakang dinding penahan tanah yang tidak terdisipasi oleh sistem
drainase. Oleh karena itu, sangatlah penting untuk sebuah dinding penahan
tanah mempunyai sistem drainase yang baik, untuk mengurangi tekanan
hidrostatik dan meningkatkan stabilitas tanah.
2.2.1. Jenis Dinding Penahan Tanah
Di kebanyakan proses konstruksi, terkadang diperlukan perubahan
penampang permukaan tanah dengan suatu cara untuk menghasilkan
permukaan vertikal atau yang dekat dengan permukaan vertikal tersebut
(Whitlow, 2002). Dalam analisis stabilitas, kondisi tanah asli ataupun material
pendukung sangatlah penting, karena berhubungan dengan dampak bergeraknya
dinding penahan atau kegagalan struktur setelah proses konstruksi.
Jika struktur dinding penahan tanah telah didukung dengan material lain
sehingga bergerak mendekat ke tanah, maka tekanan horisontal dalam tanah
akan meningkat, hal ini disebut tekanan pasif. Jika dinding penahan bergerak
menjauh dari tanah, tekanan horisontal akan menurun dan hal ini disebut
tekanan aktif. Jika struktur dinding penahan tanah tidak runtuh, tekanan
horisontal tanah dapat dikatakan dalam tekanan at-rest.
Dinding penahan tanah dapat dibedakan atas 2 bagian yakni sistem
stabilisasi eksternal (externally stabilized system) yang terbagi atas gravity walls
dan in-situ atau embedded walls dan sistem stabilisasi internal (internally
stabilized system) yang terbagi atas reinforced soil walls dan in-situ
reinforcement.
6
2.2.1.1. Gravity Walls
a. Masonry Wall
Dapat terbuat dari beton, batu bata ataupun batu keras. Kekuatan dari
material dinding penahan biasanya lebih kuat daripada tanah dasar. Kakinya
biasanya dibuat dari beton dan biasanya akan mempunyai lebar sepertiga atau
setengah dari tinggi dinding penahan. Stabilitas dinding ini tergantung kepada
massa dan bentuk.
b. Gabion Wall
Gabion adalah kumpulan kubus yang terbuat dari galvanized steel mesh
atau woven strip, atau plastic mesh (hasil anyaman) dan diisi dengan pecahan
batu atau cobbles, untuk menghasilkan dinding penahan tanah yang
mempunyai saluran drainase bebas.
Gambar 2.1. Gabion wall
c. Crib Wall
Dinding penahan tanah jenis ini dibentuk dengan beton precast,
stretchers dibuat paralel dengan permukaan vertikal dinding penahan
dan header diletakkan tegak lurus dengan permukaan vertikal. Pada ruang
yang kosong diisikan dengan material yang mempunyai drainase bebas, seperti
pasir dan hasil galian.
7
Gambar 2.2. Crip wall
d. Reinforced Concrete Wall (Cantilever Reinforced Concrete Wall)
Reinforced concrete cantilever walls adalah bentuk modern yang
paling umum dari gravity wall, baik dalam bentuk L atau bentuk T terbalik.
Dibentuk untuk menghasilkan lempengan kantilever vertikal, kantilever
sederhana, beberapa menggunakan berat dari timbunan di belakang dinding
untuk menjaga agar dinding tetap stabil. Hal ini coccok digunakan untuk
dinding sampai ketinggian 6 m (Whitlow, 2001).
Gambar 2.3. Reinforced concrete wall
8
2.2.1.2. In Situ or Embedded Walls
a. Sheet Pile Wall
Jenis ini merupakan struktur yang fleksibel yang dipakai khususnya
untuk pekerjaan sementara di pelabuhan atau di tempat yang mempunyai tanah
jelek. Material yang dipakai adalah timber, beton pre-cast dan baja. Timber
cocok dipakai untuk pekerjaan sementara dan tiang penyangga untuk
dinding kantilever dengan letinggian sampai 3 m. Beton pre-cast dipakai untuk
struktur permanen yang cukup berat. Sedangkan baja telah banyak dipakai,
khususnya untuk kantilever dan dinding penahan jenis tied-back, dengan
berbagai pilihan penampang, kapasitas tekuk yang kuat dan dapat digunakan lagi
untuk pekerjaan sementara. Kantilever akan mempunyai nilai ekonomis jika
hanya dipakai sampai ketinggian 4 m (Whitlow, 2001). Anchored atau dinding
tie-back dipakai untuk penggunaan yang luas dan berbagai aplikasi di tanah yang
berbeda-beda.
Gambar 2.4. Sheet pile
9
b. Braced or Propped Wall
Props, braces, shores dan struts biasanya ditempatkan di depan
dinding penahan tanah. Material-material tersebut akan mengurangi defleksi
lateral dan momen tekuk serta pemancangan tidaklah dibutuhkan. Dalam
saluran drainase, dipakai struts dan wales. Dalam penggalian yang dengan area
yang cukup luas, dipakai framed shores dan raking shores.
c. Contiguous dan Secant Bored-Pile Wall
Dinding contiguous bored pile dibentuk dari satu atau dua baris tiang
pancang yang dipasang rapat satu sama lain.
Gambar 2.5. Secant bored-pile wall
d. Diapraghm Wall
Biasanya dibangun sebagai saluran sempit yang telah digali yang
untuk sementara diperkuat oleh bentonite slurry, material perkuatan
ditumpahkan ke saluran dan beton ditaruh melaui sebuah tremie. Metode ini
dipakai di tanah yang sulit dimana sheet piles akan bermasalah atau level dengan
muka air yang tinggi atau area terbatas.
10
Gambar 2.6. Diapraghm wall
2.2.1.3. Reinforced Soil Walls
Menurut Schlosser (1990), konsep dari reinforced earth
diperkenalkan oleh Henry Vidal di Prancis. Vidal mengamati bahwa ketika
lapisan pasir diberi pemisah berupa lembaran horisontal yang terbuat dari baja,
tanah tersebut lebih kuat menahan pembebanan secara vertikal. Kemudian
selanjutnya jenis perkuatan ini mulai dipakai untuk perkuatan dalam konstruksi
dinding penahan tanah.
Gambar 2.7. Reinforced soil walls
11
2.2.1.4. In Situ Reinforcement
Soil Nailing
Jenis perkuatan ini merupakan metode in-situ reinforcement
yang menggunakan material berupa baja atau elemen metalik lain yang
dimasukkan atau dengan melakukan grouting di dalam lubang yang telah
digali, tetapi materialnya bukan merupakan pre-stressed.
Gambar 2.8. Soil nailing
2.3. Tanah
Beban utama yang dipikul oleh dinding penahan tanah adalah berat
tanah itu sendiri. Oleh karena itu diperlukan pengetahuan yang memadai
tentang tanah untuk dapat mendesain dinding penahan tanah.
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran)
mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama
lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat)
disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara
partikel-partikel padat tersebut. Tanah umumnya dapat disebut sebagai kerikil
12
(gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran
partikel yang paling dominan pada tanah tersebut. Untuk menerangkan hal di
atas, berikut adalah gambar diagram fase tanah.
Gambar 2.9. Diagram fase tanah
Besarnya kadar air dan udara berpengaruh besar pada stabilitas
tanah, oleh karena itu tidak semua jenis tanah dapat digunakan untuk
timbunan di belakang dinding penahan tanah. Bahan timbunan yang paling
baik digunakan adalah tanah yang kering dan tidak kohesif.
2.3.1. Kriteria Umum Tanah Timbunan
Sebelum melakukan desain, terlebih dahulu kita harus mengetahui
nilai-nilai berat volume (γ), kohesi (c), sudut geser dalam tanah yang
digunakan dalam hitungan tekanan tanah lateral. Nilai-nilai c dan ø dapat
ditentukan dari uji geser dan tes triaksial. Tipe-tipe tanah timbunan untuk
dinding penahan tanah menurut Terzaghi dan Peck (1948) adalah :
a. Tanah berbutir kasar, tanpa campuran partikel halus, sangat lolos air (pasir
bersih atau kerikil).
b. Tanah berbutir kasar dengan permeabilitas rendah karena tercampur oleh
partikel lanau.
c. Tanah residu (residual soil) dengan batu-batu, pasir berlanau halus dan
material berbutir dengan kandungan lempung yang cukup besar.
13
d. Lempung lunak atau sangat lunak, lanau organik, atau lempung berlanau.
e. Lempung kaku atau sedang yang diletakkan dalam bongkahan-bongkahan
dan dicegah terhadap masuknya air hujan ke dalam sela-sela bongkahan
tersebut saat hujan atau banjir. Jika kondisi ini tidak dapat dipenuhi, maka
lempung sebaiknya tidak dipakai untuk tanah timbunan. Dengan
bertambahnya kekakuan tanah lempung maka bertambah pula bahaya
ketidakstabilan dinding penahan akibat infiltrasi air yang bertambah dengan
cepat.
Hal pertama yang dilakukan saat mendesain dinding penahan tanah
adalah menggunakan salah satu dari lima material di atas. Contoh 1 sampai 3
mempunyai sudut geser dalam tanah dengan permeabilitas sedang, ditentukan
dengan uji triaksial drained. Penyesuaian butiran seiring dengan berjalannya
waktu, akan mengurangi angka pori dan meningkatkan kuat geser dalam
tanah.
Untuk jenis 4 dan 5 , nilai c dan ø ditentukan dari pengujian triaksial
undrained. Pengujian dilakukan pada contoh tanah dengan kepadatan dan
kadar air yang diusahakan sama seperti yang diharapkan terjadi di lapangan,
pada waktu tanah timbunan selesai diletakkan. Penggunaan tanah timbunan
berupa tanah lempung sebaiknya dihindari sebab tanah ini dapat berubah
kondisinya sewaktu pekerjaan telah selesai.
2.3.2. Pemadatan Tanah Timbunan
Proses pemadatan tanah timbunan harus dilakukan lapis per lapis.
Untuk menghindari kerusakan pada dinding penahan tanah dan tekanan tanah
lateral yang berlebihan, digunakanlah alat pemadat yang ringan. Sebab
pemadatan yang berlebihan dengan alat yang berat, akan menimbulkan
tekanan tanah lateral yang bahkan beberapa kali lebih besar daripada tekanan
yang ditimbulkan oleh tanah pasir yang tidak padat.
Jika memakai tanah lempung sebagai tanah timbunan maka
diperlukan pengontrolan yang sangat ketat. Bahkan walaupun timbunan berupa
14
tanah berbutir dengan penurunan yang kecil dan dapat ditoleransikan, tanah
timbunan harus dipadatkan lapis per lapis dengan ketebalan maksimum
22.5 cm. Pekerjaan pemadatan sebaiknya tidak membentuk permukaan
miring, karena akan menyebabkan pemisahan lapisan dan akan berdampak
pada keruntuhan potensial. Oleh karena itu sebaiknya dilakukan dengan
permukaan tanah horisontal.
2.4. Tekanan Lateral Tanah
Tekanan lateral tanah adalah tekanan oleh tanah pada bidang horizontal.
Contoh aplikasi teori tekanan lateral adalah untuk desain-desain seperti dinding
penahan tanah, dinding basement, terowongan, dll. Tekanan lateral tanah dapat
dibagi menjadi 3 kategori, yaitu:
a. Jika dinding tidak bergerak K menjadi koefisien tekanan tanah diam (K0).
b. Jika dinding bergerak menekan ke arah tanah hingga runtuh, koefisien K
mencapai nilai maksimum yang dinamakan tekanan tanah pasif (Kp).
c. Jika dinding menjauhi tanah, hingga terjadi keruntuhan, nilai K mencapai
minimum yang dinamakan tekanan tanah aktif (Ka).
Gambar di bawah ini mendeskripsikan tentang arah pergerakan dinding menurut
tekanan lateral yang bekerja.
Tekanan Tanah Aktif (Ka)
(Dinding menjauhi tanah)
Tekanan Tanah Diam
(Ko)
Tekanan Tanah Pasif (Kp)
(Dinding mendekati tanah)
Gambar 2.10. Jenis tekanan tanah berdasarkan arah pergerakan dinding
15
Jenis tanah, tinggi dinding dan tekanan lateral yang bekerja mempengaruhi
besarnya perpindahan dinding penahan tanah. Tabel di bawah ini mendeskripsikan
tentang korelasi jenis tanah, tinggi dinding dan perpindahan dinding akibat
tekanan lateral tanah yang bekerja.
Titik Pasif
Titik Ko
Titik Aktif
(Sumber: Gouw, 2009)
Gambar 2.11. Grafik arah perpindahan dinding terhadap tekanan yang
bekerja
Beberapa teori tentang tekanan tanah aktif dan pasif, serta tekanan tanah
diam adalah teori Rankine dan Coulomb. Adapun penjelasan mengenai teori-teori
tersebut adalah sebagai berikut:
Teori Rankine berasumsi bahwa:
a. Tidak ada adhesi atau friksi antara dinding dengan tanah (friksi sangat kecil
sehingga diabaikan).
b. Tekanan lateral terbatas hanya untuk dinding vertikal 90°.
c. Kelongsoran (pada urugan) terjadi sebagai akibat dari pergeseran tanah yang
ditentukan oleh sudut geser tanah (ϕ´).
d. Tekanan lateral bervariasi linier terhadap kedalaman dan resultan tekanan
yang berada pada sepertiga tinggi dinding, diukur dari dasar dinding.
ζ
´hp
Δ
xaktif
Δ
xpasif
16
e. Resultan gaya bersifat pararel terhadap permukaan urugan.
2.4.1. Tekanan Tanah Aktif (Ka) Menurut Rankine
Disebut tekanan tanah aktif jika tekanan yang bekerja mengakibatkan
dinding menjauhi tanah yang ditahan, seperti ditunjukkan oleh gambar di bawah
ini:
Titik Rotasi
Zona Aktif
H
Gambar 2.12. Tekanan tanah aktif
Keruntuhan tanah mengikuti prinsip lingkaran Mohr (Mohr-Coulomb). Jika
pergerakan dinding membuat Δx semakin besar, maka pada akhirnya, lingkaran
Mohr akan menyentuh garis keruntuhan (Menurut Rankine, sudut keruntuhan
adalah (45 + 2
'), sehingga keruntuhan akan terjadi. Tahanan geser tanah
mengikuti persamaan:
τf = c´ + σv´ tan ϕ´ (2.1)
dimana:
Δx
45° + ϕ /́2
ζ
v´ ζ
h´
17
ηf : tahanan geser tanah
ζ´v : tekanan efektif tanah
c´ : kohesi tanah
ϕ´ : sudut geser tanah
Garis Keruntuhan
Gaya
Normal
GayaGeser
Gambar 2.13. Lingkaran Mohr tekanan aktif
Besar gaya-gaya yang bekerja mengikuti persamaan sebagai berikut:
ζv´ = ζ´1
ζh´ = ζ´3
2
'45tan'c2
2
'45tan'' 2
31 (2.2)
2
'45tan'c2
2
'45tan'' 2
13 (2.3)
dimana:
ζ´h : tekanan lateral tanah
ζ´v : tekanan efektif tanah
c´ : kohesi tanah
ϕ
´ ζ
v´
K
o∙ζv
ζ
h´
ζ
´ha
ηf = c´ + ζv´
tan ϕ´
45
+ ϕ´/2
9
0 + ϕ´
c
´
18
ϕ´ : sudut geser tanah
Ka : koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (45 -
2
')
Karena Ka = tan2 (45 -
2
'), maka besar tekanan saat terjadi keruntuhan
menggunakan persamaan yang dikenal dengan nama Bell’s Equation, yaitu:
aavha
vha
KcK
c
'2''
2
'45tan'2
2
'45tan'' 2
(2.4)
dimana:
ζ´ha : tekanan lateral aktif
ζ´v : tekanan efektif tanah
c´ : kohesi tanah
ϕ´ : sudut geser tanah
Ka : koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (45 -
2
')
Resultan tekanan aktif akibat kohesi dapat dideskripsikan oleh gambar
berikut ini:
H
Z
Akib
at p
engar
uh
po
sisi
mu
ka
air
tanah
Akib
at b
eban
luar
Gambar 2.14. Resultan tekanan tanah aktif
Total tekanan tanah yang bekerja dirumuskan mengikuti:
pa = γ´∙H∙Ka - 2c´∙√Ka (2.5)
ζ
v´∙Ka
-
2c´∙√
Ka
ζv´∙Ka –
2c´∙√Ka
-
2c´∙√
Ka
P
a
19
dimana:
pa : total tekanan tanah aktif
ζ´v: tekanan efektif tanah
c´ : kohesi tanah
H : tinggi dinding penahan tanah
Ka : koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (45 -
2
')
Jika permukaan tanah yang ditahan, pada permukaan atas elevasinya miring, maka rumus mencari Ka adalah sebagai berikut:
'coscoscos
'coscoscoscosK
22
22
a
(2.6)
dimana:
ϕ´ : sudut geser tanah
α : sudut elevasi tanah di permukaan atas dinding
H
15°
Gambar 2.15. Dinding penahan tanah dengan permukaan yang miring
Total tekanan tanah yang bekerja dirumuskan mengikuti:
pa = γ∙H∙Ka (2.7)
dimana:
pa : total tekanan tanah aktif
H : tinggi dinding penahan tanah
Ka : koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (45 -
2
')
20
2.4.2. Tekanan Tanah Pasif (Kp) Menurut Rankine
Disebut tekanan tanah pasif jika tekanan yang bekerja mengakibatkan
dinding mendekati tanah yang ditahan. Keruntuhan tanah mengikuti prinsip
lingkaran Mohr (Mohr-Coulomb). Jika pergerakan dinding membuat Δx semakin
besar, maka pada akhirnya, lingkaran Mohr akan menyentuh garis keruntuhan.
Tahanan geser tanah mengikuti persamaan 2.1.
Garis Keruntuhan
Gaya
Normal
GayaGeser
Gambar 2.16. Lingkaran Mohr tekanan pasif
Besar gaya-gaya pada gambar di atas adalah sebagai berikut:
ζv´ = ζ´3
ζh´ = ζ´1
2
'45tan'c2
2
'45tan'' 2
31
(2.8)
dimana:
ζ´h : tekanan lateral tanah
ζ´v : tekanan efektif tanah
c´ : kohesi tanah
ϕ´ : sudut geser tanah
ζ
´hp
ζ
h´
K
o∙ζh
9
0 + ϕ´ ϕ
´
c
´
s = c ́ + ζv´
tan ϕ´
45
+ ϕ´/2
21
Kp : koefisien tekanan tanah aktif, Kp = tan2 (45 +
2
')
Karena Kp = tan2 (45 + ϕ´/2), maka besar tekanan lateral saat terjadi
keruntuhan mengikuti persamaan:
ppvhp
2
vhp
K'c2K''
245tan'c2
245tan''
(2.9)
dimana:
ζ´hp : tekanan lateral pasif
ζ´v : tekanan efektif tanah
c´ : kohesi tanah
ϕ´ : sudut geser tanah
Kp : koefisien tekanan tanah aktif, Kp = tan2 (45 +
2
')
Resultan tekanan pasif akibat kohesi dapat dideskripsikan sebagai berikut:
Gambar 2.17. Resultan tekanan tanah pasif
Total tekanan tanah yang bekerja dirumuskan sebagai berikut:
pp = γ∙H∙Ka + 2c∙√Ka (2.10)
H
Ak
ibat
pen
gar
uh
po
sisi
mu
ka
air
tanah
Ak
ibat
beb
an l
uar
ζ
v´∙Kp
2
c´∙√Kp
ζv´∙Kp +
2c´∙√Kp
22
Jika permukaan tanah yang ditahan, pada permukaan atas elevasinya
meningkat, maka rumus mencari Kp adalah:
'coscoscos
'coscoscoscosK
22
22
p
(2.11)
dimana:
ϕ´ : sudut geser tanah
α : elevasi tanah di permukaan atas dinding
H
15°
Gambar 2.18. Kasus permukaan atas yang meningkat elevasinya
Total tekanan tanah yang bekerja dirumuskan mengikuti:
pp = γ∙H2∙Kp (2.12)
dimana:
pa : total tekanan tanah pasif
α : sudut elevasi tanah di permukaan atas dinding
Kp : koefisien tekanan tanah aktif, Kp = tan2 (45 +
2
')
23
2.5. Geosintetik
2.5.1. Umum
Istilah Geosintetik berasal dari kata geo, yang berarti bumi atau
dalam dunia teknik sipil diartikan sebagai tanah pada umumnya, dan kata
synthetic yang berarti bahan buatan, dalam hal ini adalah bahan polimer.
Bahan dasar geosintetik merupakan hasil polimerisasi dari industri-industri
kimia/minyak bumi (Suryolelono, 1988) dengan sifat-sifat yang tahan terhadap
senyawa-senyawa kimia, pelapukan, keausan, sinar ultra violet dan mikro
organisme. Polimer utama yang digunakan untuk pembuatan geosintetik adalah
Polyester (PS), Polyamide (PM), Polypropylene (PP) dan Polyethylene (PE).
Jadi istilah geosintetik secara umum didefinisikan sebagai bahan polimer
yang diaplikasikan di tanah. Menurut struktur dan fungsinya, geosintetik
diklasifikasikan atas :
• Geotekstil
• Geotekstil
• Geonet
• Geosintetik clay liner
• Geokomposit
• Geopipe
Teknologi Geosinteik telah berkembang menjadi salah satu pionir
dalam hal perkuatan tanah maupun timbunan di belakang dinding penahan.
Karena dalam prateknya, dinding penahan tanah banyak mengalami kegagalan
seperti rendahnya daya dukung tanah dasar, penurunan yang terlalu besar
dalam jangka waktu lama, kelongsoran dan gelincir serta sampai permasalahan
akibat air tanah pada timbunan di belakang dinding. Material geosintetik telah
banyak digunakan untuk mengatasi persoalan-persoalan tersebut. Salah satu
kelebihannya adalah sifatnya yang fleksibel sehingga memberikan ketahanan
yang cukup terhadap beban-beban yang ditanggungnya.
24
Gambar 2.19. Jenis-jenis geosintetik
2.5.2. Klasifikasi Geosintetik
Geosintetik adalah suatu produk berbentuk lembaran yang terbuat dari
bahan polimer lenturyangdigunakan dengan tanah, batuan, atau material geoteknik
lainnya sebagai bagian yang tidak terpisahkan dari suatu pekerjaan, struktur atau
sistem (ASTM D 4439).
Untuk mempermudah pemahaman tentang jenis geosintetik, Gambar 2.20.
memperlihatkan pengelompokkan geosintetik yang dimulai dengan
pengelompokkan berdasarkan bentuk fisik, sifat kelulusan air dan proses
pembuatannya. Klasifikasi tersebut diterangkan secara ringkas di bawah ini.
25
Gambar 2.20. Pengelompokkan geosintetik
Berdasarkan bentuk fisik, geosintetik terbagi menjadi dua jenis yaitu tekstil dan
jaring (web).
2.5.2.1.Geosintetik Berbentuk Tekstil
Berdasarkan sifat kelulusan air (permeabilitas), geosintetik berbentuk
tekstil dapat dibagi menjadi kedap air dan lolos air. Geotekstil adalah jenis
geosintetik yang lolos air yang berasal dari bahan tekstil. Geomembran dan
Geosynthetic Clay Liner (GCL) merupakan jenis geosintetik kedap air yang biasa
digunakan sebagai penghalang zat cair.
Geotekstil kemudian dikelompokkan berdasarkan proses pembuatannya.
Jenis geotekstil yang utama adalah teranyam (woven), tak-teranyam (non-woven)
dan rajutan (knitted). Proses penganyaman untuk geosintetik teranyam sama
dengan pembuatan tekstil biasa. Geotekstil tak-teranyam dilakukan dengan
teknologi canggih dimana serat polimer atau filamen didesak keluar dan dipuntir
secara menerus, ditiup atau ditempatkan pada suatu sabuk berjalan. Kemudian
massa filamen atau serat tersebut disatukan dengan proses mekanis dengan
26
tusukan jarum-jarum kecil atau disatukan dengan panas dimana serat tersebut
“dilas” oleh panas dan/atau tekanan pada titik kontak serat dengan massa teksil
tak-teranyam.
Geosintetik berbentuk jaring (web) yang terdiri dari geosintetik dengan
jaring rapat dan jaring terbuka. Net dan matras merupakan salah satu jenis
geosintetik berbentuk jaring rapat.
Geogrid merupakan suatu contoh dari jenis geosintetik yang berbentuk
jaring (web) terbuka. Fungsi geogrid yang utama adalah sebagai perkuatan.
Geogrid dibentuk oleh suatu jaring teratur dengan elemen-elemen tarik dan
mempunyai bukaan berukuran tertentu sehingga saling mengunci (interlock)
dengan bahan pengisi di sekelilingnya.
Saat ini terdapat beberapa material yang dikombinasikan antara geotekstil
dengan geomembran atau bahan sintetik lainnya untuk mendapatkan karakteristik
terbaik dari setiap bahan. Produk tersebut dikenal sebagai geokomposit dan
produk ini dapat berupa gabungan dari geotekstil-geonet, geotekstil-geogrid,
geotekstil-geomembran, geomembran-geonet, dan bahkan struktur sel polimer tiga
dimensi. Kombinasi bahan-bahan pembentuk geokomposit tersebut sangat banyak
dan hampir tidak terbatas. Selain itu terdapat juga tipe-tipe geosintetik lain seperti
geosynthetic clay liner, geopipa, geofoam,
Gambar 2.21. sampai Gambar 2.24. secara berturut-turut memperlihatkan
contoh geotekstil lulus air, geotekstil kedap air, dan geogrid.
27
Gambar a. Tak teranyam
Gambar b. Teranyam
Gambar c. Rajutan
Gambar 2.21. Contoh geotekstil bersifat lulus air
28
Gambar a. Geomembran
Gambar b. Geosynthetic Clay Liner
Gambar 2.22. Contoh geotekstil bersifat kedap air
29
Gambar 2.23. Contoh geogrid
Gambar a. Geomembran dan geotekstil tak-teranyam
Gambar b. Geogrid dan geotekstil tak-teranyam
Gambar 2.24. Contoh geokomposit
30
2.5.2.2. Identifikasi Geosintetik
Pada umumnya geosintetik dapat diidentifikasi berdasarkan:
a. Tipe polimer (definisi deskriptif, misalnya polimer berkepadatan tinggi,
polimer berkepadatan rendah).
b. Tipe elemen (misalnya filamen, tenunan, untaian, rangka, rangka yang
dilapis).
c. Proses pembuatan (misalnya teranyam, tak teranyam dan dilubangi dengan
jarum, tak teranyam dan diikat dengan panas, diperlebar atau ditarik, dijahit,
diperkeras, diperhalus).
d. Tipe geosintetik primer (misalnya geotekstil, geogrid, geomembran).
e. Massa per satuan luas (untuk geotekstil, geogrid, geosynthetic clay liner, dan
geosintetik penahan erosi) dan atau ketebalan (untuk geomembran).
a. Tipe Polimer
Bahan baku dasar untuk hampir semua polimer yang digunakan untuk
membuat geosintetik adalah gas etilen. Etilen diperoleh dari pemecahan panas
bahan baku hidrokarbon (umumnya dari nafta). Nafta merupakan produk destilasi
dari minyak atau tar batu bara. Etilen tersebut direaksikan dengan katalis untuk
membentuk partikel yang disebut lempengan (flake) dalam suatu kilang
penyulingan.
Bahan baku geosintetik umumnya adalah polimer sintetik. Polimer berasal
dari kata poli yang berarti banyak dan meros yang berarti bagian. Jadi bahan
polimer terdiri dari dari beberapa bagian yang digabungkan untuk membentuk
suatu bahan. Setiap bagian, atau unit, disebut monomer yang kemudian akan
melalui proses penggabungan (polimerisasi) untuk menjadi molekul rantai
panjang.
Jumlah monomer dalam rantai polimer menentukan panjang rantai polimer
dan berpengaruh terhadap berat molekul. Berat molekul berpengaruh terhadap
sifat fisik dan mekanis, ketahanan terhadap suhu dan durabilitas (ketahanan
terhadap serangan kimia dan biologi) dari geosintetik. Sifat fisik dan mekanis
polimer juga dipengaruhi oleh ikatan dalam rantai dan antar rantai, cabang rantai,
31
dan derajat kristalinitas. Peningkatan derajat kristalinitas berakibat pada
meningkatnya kekakuan, kuat tarik, kekerasan, dan titik lembek, dan penurunan
permeabilitas kimiawi.
Alasan utama PP banyak digunakan dalam manufaktur geotekstil adalah
karena harganya yang murah. PP banyak digunakan untuk struktur yang tidak
kritis. Keuntungan lainnya, PP mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia dan
pH karena strukturnya yang semikristalin. Aditif dan stabilizer (seperti karbon
hitam) harus ditambahkan agar PP lebih tahan sinar ultraviolet selama
pemrosesan. Untuk struktur yang kritis, atau ketika dibutuhkan kinerja struktur
jangka panjang, PP tidak efektif karena PP mempunyai sifat yang buruk terhadap
rangkak akibat beban konstan dalam jangka panjang.
Penggunaan bahan poliester (PET) saat ini semakin meningkat untuk
geosintetik perkuatan seperti geogrid karena kuat tariknya yang tinggi dan
ketahanan terhadap rangkak. Ketahanan kimia poliester umumnya sangat baik,
kecuali pada lingkungan dengan pH yang sangat tinggi. Secara alamiah, PET juga
stabil terhadap sinar ultraviolet.
Polietilena (PE) merupakan polimer organik yang paling sederhana yang
paling sering digunakan untuk memproduksi geomembran. PE digunakan dalam
bentuk kepadatan rendah dan sedikit terkristal (crystalline) untuk menjadi LDPE
(low density polyethylene) yang mempunyai keunggulan mudah dibentuk, mudah
diproses dan mempunyai sifat fisik yang baik. PE juga digunakan sebagai HDPE
(high density polyethylene), yang lebih kaku dan tahan terhadap bahan kimia.
PVC merupakan jenis resin berbasis vinil yang sering digunakan. Dengan
peliat (plasticizers) dan bahan aditif lainnya, PVC dapat dibuat menjadi berbagai
macam bentuk. Jika PVC tidak dicampur dengan zat penstabil yang tepat, PVC
cenderung menjadi getas dan buram ketika terpapar sinar ultraviolet serta dapat
terdegradasi akibat suhu.
Poliamida (PA), banyak dikenal sebagai nilon, merupakan zat termoplastik
yang dapat diproses dengan cara dilelehkan. PA mempunyai keunggulan kuat
tarik yang tinggi pada suhu tinggi, daktilitas, ketahanan terhadap aus dan usang,
permeabilitas yang rendah karena udara dan hidrokarbon serta tahan terhadap zat
kimia. Kelemahannya adalah kecenderungannya untuk menyerap air, yang
32
mengakibatkan perubahan sifat fisik dan mekanis, serta ketahanan yang terbatas
terhadap zat asam dan pelapukan.
Beberapa faktor lingkungan berpengaruh terhadap durabilitas polimer.
Komponen ultraviolet dari radiasi sinar matahari, suhu dan oksigen, dan
kelembaban merupakan faktor di atas tanah yang berpengaruh terhadap degradasi.
Di bawah tanah, faktor utama yang berpengaruh adalah durabilitas polimer adalah
ukuran butir tanah dan angularitas kerikil, keasaman/kadar alkali, ion logam berat,
kandungan oksigen, kadar air, kadar organik dan temperatur. Ketahanan polimer
terhadap faktor-faktor lingkungan diperlihatkan Tabel 2.1. Perlu diketahui bahwa
reaksi yang terjadi biasanya lambat dan dapat lebih ditahan dengan menambahkan
zat aditif yang sesuai.
Tabel 2.1. Ketahanan polimer terhadap faktor lingkungan
Sumber : Departemen PU (2009)
2.5.3. Pemilihan Jenis Geosintetik
Setelah memahami fungsi dan aplikasi geosintetik maka kita harus dapat
memilih jenis geosintetik yang berhubungan dengan tipe polimer, elemen dan
proses produksi geosintetik. Tabel 2.2. memperlihatkan fungsi utama atau fungsi
primer yang dapat diperoleh dari setiap jenis geosintetik. Akan tetapi, pada
33
beberapa kasus geosintetik dapat juga memberikan fungsi sekunder atau bahkan
fungsi tersier. Sebagai contoh, geosintetik untuk perkuatan timbunan di atas tanah
lunak fungsi primernya adalah perkuatan, tetapi kita juga membutuhkan fungsi
sekunder sebagai separator dan fungsi tersier sebagai filter.
Tabel 2.2. Identifikasi fungsi primer geosintetik
Sumber : Koerner (1990)
Pemilihan geosintetik dipengaruhi beberapa faktor seperti spesifikasi,
durabilitas, ketersediaan bahan, biaya dan konstruksi. Durabilitas dan sifat-sifat
geosintetik lainnya termasuk biaya tergantung dari jenis polimer yang digunakan
sebagai bahan mentah geosintetik. tabel 2.3. memperlihatkan sifat umum beberapa
jenis polimer yang sering digunakan dan tabel 2.4. memperlihatkan nilai-nilai sifat
geosintetik berdasarkan proses pembuatannya geosintetik . Kedua tabel tersebut
dapat membantu memilih jenis geosintetik.
Sebagai contoh, geotekstil dapat berfungsi untuk separator, perkuatan,
filter, drainase dan proteksi (lihat tabel 2.2). Geotekstil terbuat dari PE, PP, PET
atau PA (lihat tabel 2.3.). Jika kita membutuhkan geotekstil untuk perkuatan,
maka kita membutuhkan geotekstil dengan kuat tarik dan modulus elastisitas yang
tinggi tapi mempunyai nilai regangan yang rendah. tabel 2.3. dan tabel 2.4.
memberikan indikasi bahwa geotekstil poliester teranyam dapat kita pilih.
34
Perlu dipahami bahwa faktor lingkungan dan kondisi lapangan juga
menentukan geosintetik yang akan dipilih. Kadang-kadang, beberapa jenis
geosintetik memenuhi persyaratan yang kita inginkan. Dalam kasus ini,
geosintetik harus dipilih berdasarkan nilai ekonomis (rasio biaya-manfaat),
termasuk pengalaman lapangan.
Sifat-sifat geosintetik dapat berubah seperti akibat penuaan (ageing),
kerusakan mekanis (terutama saat pemasangan di lapangan), rangkak, hidrolisis
atau reaksi dengan air, serangan biologi dan kimia, paparan sinar matahari dan
sebagainya.
Tabel 2.3. Nilai umum sifat polimer
Sumber : Departemen PU (2009)
35
Tabel 2.4. Rentang umum sifat-sifat geosintetik
Sumber : Departemen PU (2009)
Tabel 2.5. memperlihatkan sifat-sifat utama yang perlu diperhatikan
sehubungan dengan fungsi yang kita rencanakan. Perlu diperhatikan bahwa data
interaksi tanah dengan geosintetik diperlukan untuk perkuatan dan separator. Data
interaksi itu dibutuhkan suatu kasus dimana dapat terjadi perbedaan pergerakan
antara geosintetik dan material di sekitarnya yang dapat membahayakan struktur.
Data rangkak tarik juga dibutuhkan untuk memberikan indikasi durabilitas
geosintetik terhadap beban konstan dalam jangka panjang jika kita menggunakan
geosintetik sebagai perkuatan. Data kuat tusuk diperlukan untuk filter dan
separator jika kondisi lapangan dapat mengakibatkan tertusuknya geosintetik.
36
Tabel 2.5. Sifat penting geosintetik sesuai fungsinya
Sumber : Departemen PU (2009)
2.5.4. Fungsi & Aplikasi Geotekstil
Geotekstil memiliki enam fungsi sebagai berikut:
1. Separator: bahan Geotekstil digunakan di antara dua material tanah yang
tidak sejenis untuk mencegah terjadi pencampuran material. Sebagai
contoh, bahan ini digunakan untuk mencegah bercampurnya lapis pondasi
jalan dengan tanah dasar yang lunak sehingga integritas dan tebal rencana
struktur jalan dapat dipertahankan.
37
2. Perkuatan: sifat tarik bahan Geotekstil dimanfaatkan untuk menahan
tegangan atau deformasi pada struktur tanah. Untuk fungsi ini, Geotekstil
banyak digunakan untuk perkuatan timbunan di atas tanah lunak,
perkuatan lereng dan dinding tanah yang distabilisasi secara mekanis
(mechanically stabilized earth wall, MSEW).
3. Filter: bahan Geotekstil digunakan untuk mengalirkan air ke dalam sistem
drainase dan mencegah terjadinya migrasi partikel tanah melalui filter.
Contoh penggunaan Geotekstil sebagai filter adalah pada sistem drainase
porous.
4. Drainase: bahan Geotekstil digunakan untuk mengalirkan air dari dalam
tanah. Bahan ini contohnya digunakan sebagai drainase di belakang
abutmen atau dinding penahan tanah.
5. Proteksi: bahan Geotekstil digunakan sebagai lapisan yang memperkecil
tegangan lokal untuk mencegah atau mengurangi kerusakan pada
permukaan atau lapisan tersebut. Sebagai contoh, tikar geotekstil (mat)
38
digunakan untuk mencegah erosi tanah akibat hujan dan aliran air. Contoh
lainnya, geotekstil tak-teranyam digunakan untuk mencegah tertusuknya
geomembran oleh tanah atau batu di sekelilingnya pada saat pemasangan.
2.5.5. Proses Pembuatan Geotekstil Teranyam
Proses pembuatan geotekstil pada dasarnya terdiri dari dua tahap: tahap
pertama merupakan pembuatan elemen linier seperti serat (fiber) atau benang
(yarn) dari pelet atau butiran polimer dengan memberikan panas dan tekanan.
Tahap kedua adalah mengkombinasikan elemen-elemen linier tersebut menjadi
struktur lembaran atau serupa dengan kain. Benang (yarn) dapat terdiri dari satu
atau beberapa serat.
Pada prinsipnya, terdapat empat jenis serat yang biasa digunakan dalam geotekstil
yaitu:
1. Filamen. Filamen dibuat dengan menekan polimer yang dilelehkan melalui
lubang cetakan dan kemudian menariknya ke arah longitudinal.
2. Serabut serat (staple fiber), diperoleh dengan memotong filamen-filamen
menjadi lebih pendek, biasanya 2-10 cm.
3. Potongan film (slit film), merupakan serat seperti pita, biasanya lebarnya 1-3
mm, dibuat dengan memotong pita plastik dan kemudian menariknya ke arah
longitudinal.
4. Untaian benang (strand) adalah suatu bundel serat-serat seperti pita yang
dapat diikatkan satu sama lain.
Beberapa jenis benang digunakan untuk membuat geotekstil teranyam,
yaitu: benang monofilamen (dari filamen tunggal), benang multifilamen (terbuat
dari filamen-filamen halus yang di-searah-kan), benang pintal (terbuat dari
serabut-serabut serat yang dijalin), benang potongan film (dari sebuah serat
potongan film) dan benang fibrilasi yang dibuat dari strand.
Walaupun saat ini alat pembuat geotekstil teranyam semakin canggih,
namun secara prinsip prosesnya sama dengan proses alat tenun konvensional, lihat
Proses penganyaman membuat geotekstil terlihat seperti dua set benang yang
39
saling menyilang tegak lurus. Istilah warp dan weft biasa digunakan untuk
membedakan dua arah benang yang berbeda. Warp adalah benang arah
longitudinal yang bergerak searah mesin. Weft merupakan benang yang bergerak
dalam arah lebar atau melintang. Karena arah warp sejajar dengan arah
pembuatan geotekstil dalam mesin tenun, warp juga disebut “arah mesin” atau
machine direction (MD), dan sebaliknya weft disebut “arah melintang mesin” atau
cross machine direction (CMD).
2.5.6. Proses Pembuatan Geotekstil Tak-teranyam
Geotekstil tak-teranyam dibuat dengan proses yang berbeda dibandingkan
geotekstil teranyam. Proses ini mencakup penebaran serat-serat secara menerus
pada conveyor belt sehingga membentuk jaring lepas. Jaring lepas ini kemudian
melewati alat untuk mengikat dengan cara mekanis, pemanasan maupun kimiawi.
Pengikatan dengan cara mekanis dilakukan dengan menghantamkan ribuan jarum
melalui jaring lepas tersebut.
2.5.7. Sifat-sifat Geotekstil
Perlu diketahui bahwa geotekstil adalah suatu produk berbasis polimer
sehingga bersifat viscoelastic. Sifat ini menyebabkan kinerja geotekstil
terpengaruh oleh suhu, tingkat tegangan, lamanya beban yang bekerja, dan
besarnya beban yang bekerja. Sifat-sifat geotekstil dapat dibagi menjadi sifat fisik,
sifat mekanik, sifat hidrolik, dan durabilitas serta degradasi.
2.5.7.1. Sifat Fisik
Sifat-sifat fisik geotekstil yang perlu diketahui adalah berat jenis, massa
per satuan luas, ketebalan dan kekakuan. Sifat-sifat tersebut disebut sifat indeks
geotekstil. Beberapa sifat fisik lainnya yang penting hanya untuk geonet dan
geogrid adalah jenis struktur, jenis persilangan, ukuran bukaan (aperture) dan
bentuk, dimensi rib dan sudut planar yang dibentuk oleh rib-rib yang bersilangan.
Sifat-sifat fisik tersebut lebih terpengaruh oleh suhu dan kelembaban
dibandingkan dengan tanah dan batuan. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil
40
yang konsisten dalam laboratorium, dibutuhkan pengendalian suhu dan
kelembaban selama pengujian.
2.5.7.2. Berat Jenis
Berat jenis serat pembentuk geotekstil merupakan berat jenis dari bahan
baku polimer. Berat jenis didefinisikan sebagai rasio dari unit volume bahan
(tanpa rongga) terhadap unit volume berat air yang didestilasi dan tanpa udara
pada suhu 4oC.
Berat jenis merupakan sifat yang penting karena sifat ini dapat membantu
dalam mengidentifikasi jenis polimer dasar geotekstil. Berat jenis sering
digunakan untuk identifikasi geomembran dan untuk uji kendali mutu. Untuk
polietilena (PE), berat jenis penting untuk mengetahui apakah PE tersebut
tergolong kepadatan rendah (LDPE, low density polyethylene), sedang atau tinggi
(HDPE, high density polyethylene). Jika geosintetik menggunakan zat aditif, maka
berat jenis polimer dapat bertambah atau berkurang.
Di bawah ini adalah beberapa nilai berat jenis poliester bersama dengan
berat jenis baja dan tanah sebagai pembanding. Perlu diketahui beberapa polimer
mempunyai berat jenis kurang dari 1, misalnya PP dan PE, sehingga jika
geotekstil digunakan dalam air akan mengapung.
Berat jenis baja = 7.87
Berat jenis tanah/batuan = 2.4 sampai 2.9
Berat jenis polietilena (PE) = 0.91 sampai 0.96
Berat jenis polipropilena (PP) = 0.90 sampai 0.91
Berat jenis polivinilklorica (PVC) = 1.3 sampai 1.5
Berat jenis poliester (PET) = 1.22 sampai 1.38
Berat jenis poliamida (PA) = 1.05 sampai 1.15
2.5.7.3. Massa per Satuan Luas
Massa per satuan luas ditentukan dengan menimbang beberapa benda uji
berbentuk persegi atau lingkaran dengan luas 100 cm2. Nilai yang diperoleh
kemudian dirata-ratakan untuk memperoleh massa per satuan luas dari contoh
geotekstil.
41
Massa per satuan luas geosintetik berguna untuk memberikan indikasi
tentang harga dan sifat-sifat lainnya seperti kuat tarik, kuat robek, kuat tusuk dan
sebagainya. Nilai massa per satuan luas juga dapat digunakan untuk uji kendali
mutu terhadap bahan geosintetik yang dikirimkan ke lapangan jika dipersyaratkan
dalam spesifikasi.
Standar pengujian berat geotekstil adalah:
ISO 9864: 2005. Geosynthetics - Test method for the Determination of Mass
per Unit Area of Geotextiles and Geotextile-Related Products.
ASTM D 5261. Standard Test Method for Measuring Mass per Unit Area of
Geotextiles.
2.5.7.4. Ketebalan
Ketebalan geotekstil adalah jarak antara permukaan atas dan bawah
geotekstil yang diukur tegak lurus terhadap permukaan dengan tegangan tekan
normal (2 kPa untuk geotekstil dan 20 kPa untuk geogrid dan geomembran)
selama 5 detik. Ketebalan geosintetik harus diukur dengan instrumen yang akurat
hingga 0.025 mm. Gambar 2.25 memperlihatkan pengujian ketebalan geotekstil.
42
Gambar 2.25. Uji ketebalan geotekstil
Sifat fisik tebal merupakan sifat dasar yang digunakan untuk kendali mutu
geosintetik. Tebal geosintetik biasanya tidak dicantumkan dalam spesifikasi
geotekstil kecuali untuk geotekstil tak-teranyam yang tebal. Akan tetapi tebal
geosintetik harus dicantumkan untuk spesifikasi geomembran. Tebal geosintetik
juga diperlukan untuk menghitung parameter lainnya seperti permeabilitas sejajar
bidang geotekstil dan permeabilitas tegak lurus bidang geotekstil (daya tembus
air).
Standar pengujian ketebalan geotekstil adalah:
SNI 08-4420-1997. Cara Uji Ketebalan Geotekstil.
ISO 9863-2:1996. Geotextiles And Geotextile-Related Products -
Determination Of Thickness At Specified Pressures - Part 2: Procedure For
Determination Of Thickness Of Single Layers Of Multilayer Products
ASTM D 5199. Standard Test Method For Measuring Nominal Thickness Of
Geosynthetics.
43
2.5.8. Sifat Mekanik
Sifat-sifat mekanik merupakan sifat penting untuk geotekstil yang
digunakan untuk menahan kerusakan saat instalasi dan menahan beban. Sifat
mekanik yang penting adalah kompresibilitas, kuat tarik dan modulus tarik,.
2.5.8.1. Kompresibilitas
Kompresibilitas geotekstil diukur dari penurunan ketebalan akibat
peningkatan tegangan normal yang diberikan. Sifat mekanik ini sangat penting
untuk geotekstil tak teranyam yang berfungsi untuk mengalirkan zat cair sejajar
bidang geotekstil misalnya geotekstil tak-teranyam yang dipasang di belakang
dinding penahan tanah. Jika geotekstil semakin tertekan akibat beban, maka
kemampuan untuk mengalirkan airnya semakin berkurang. Terlihat bahwa
geotekstil tak-teranyam yang dilubangi jarum (needle punched) merupakan
geotekstil yang paling kompresibel, oleh karena itu ketebalan geotekstil tersebut
harus dipertimbangkan.
2.5.8.2. Kekuatan Tarik
Kuat Tarik dengan Cara Pita Lebar (Wide Width)
Kuat tarik didefinisikan sebagai tegangan tarik maksimum yang mampu
ditahan oleh benda uji pada titik keruntuhan. Seluruh aplikasi geotekstil
bergantung pada sifat mekanik ini baik sebagai fungsi primer maupun fungsi
sekunder.
Uji kuat tarik dengan cara pita lebar adalah menempatkan benda uji
geotekstil pada suatu klem atau grip, kemudian menariknya dengan sampai terjadi
keruntuhan atau putus. Standar pengujian kuat tarik dengan metoda pita lebar
adalah:
SNI 08-4416-1997. Cara Uji Kekuatan Tarik dan Mulur Geotekstil Cara Pita
Lebar.
ISO 10319 : 2008. Geosynthetics – Wide-width Tensile Test.
ASTM D4595–09. Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles
by the Wide-Width Strip Method.
44
Gambar 2.26. Alat uji kuat tarik pita lebar
Beberapa hal yang berpengaruh terhadap kuat tarik adalah rasio lebar
terhadap panjang benda uji, suhu dan kelembaban ruangan saat pengujian serta
ketebalan geotekstil. Untuk meminimalkan pengaruh, SNI, ASTM dan ISO
mensyaratkan ukuran lebar benda uji 200 mm dan panjang gauge (panjang sampel
di luar penjepit) 100 mm. Semakin tinggi suhu ruangan saat pengujian maka kuat
tarik geosintetik semakin rendah sehingga SNI, ASTM dan ISO mempersyaratkan
suhu ruangan 21 ± 20C dan kelembaban 65 ± 5 %. Ditunjukkan bahwa semakin
besar massa maka kuat tarik semakin tinggi. Selain itu, kuat tarik geotekstil juga
dipengaruhi oleh kecepatan penarikan. Semakin rendah kecepatan penarikan,
maka kuat tarik semakin tinggi dan begitu juga sebaliknya.
2.5.8.3. Kuat Grab
Salah satu cara uji kuat tarik selain uji cara pita lebar adalah uji grab
seperti diperlihatkan pada Gambar 2.27. Uji ini pada dasarnya merupakan uji kuat
tarik uniaksial seperti uji kuat tarik cara pita lebar, tetapi benda uji geosintetik
selebar 101.6 mm dijepit dan ditarik sampai terjadi keruntuhan oleh jaw penjepit
selebar 25.4 mm.
45
Gambar 2.27. Grip alat uji kuat grab
Uji ini merupakan simulasi terhadap kondisi lapangan seperti pada
Gambar 2.28. Sangat sulit untuk menghubungkan kuat grab dengan kuat tarik pita
lebar tanpa uji korelasi secara langsung. Oleh karena itu, kuat tarik grab hanya
berguna sebagai uji kendali mutu atau uji penerimaan untuk geotekstil.
Gambar 2.28. Simulasi kondisi lapangan dengan uji kuat tarik grab
2.5.9. Kelebihan Pemakaian Geotekstil
1. Kekuatan tarik yang tinggi,
2. Pelaksanaan yang cepat,
3. Memungkinkan penggunaan material setempat,
4. Pemasangan yang mudah dan dapat membangun lebih tinggi dan
tegak,
5. Tambahan PVC sebagai pelindung terhadap ultraviolet,
6. Pemasangan dan harga geotekstil murah dibandingkan beton.
7. Merupakan struktur yang fleksibel tahan terhadap gaya gempa,
8. Tidak mempunyai resiko yang besar jika terjadi deformasi struktur,
9. Tipe elemen penutup lapisan luar dinding penahan dapat dibuat
46
dalam bentuk yang bermacam-macam, sehingga
memungkinkan untuk menciptakan permukaan dinding yang
mempunyai nilai estetika.
10. Biasanya perbaikan tanah dengan perkuatan dilakukan secara
horisontal artinya digelar karena lebih mudah pelaksanaannya
ketimbang arah tegak vertikal. Perkuatan horizontal dapat
menerima beban tekan dari permukaan atau tarik dari arah
horizontal. Sedangkan perbaikan tanah arah vertikal lebih utama
menerima beban vertikal dari permukaannya tanpa mampu
menerima beban horizontal.
2.5.10. Kekurangan Pemakaian Geotekstil
Geotekstil tanpa PVC akan mengalami penurunan tingkat kemampuan
penahan gaya tarik. Karena bahan Geotekstil sangat peka terhadap naik
turunnya temperatur udara, dimana pemuaian akan sangat mudah terjadi terhadap
bahan geotekstil pada saat mendapatkan temperatur tinggi. Pemuaian akan
membuat Geotekstil getas, dan akhirnya akan mengurangi kuat tarik.
2.5.11. Contoh Aplikasi Penggunaan Geotekstil
Gambar 2.29. Kondisi Semula
47
Gambar 2.30. Penyebab utama kerusakan
Gambar 2.31. Kelongsoran yang Terjadi
Saluran tersumbat dgn
kondisi dinding saluran
retak-2 atau tanpa dinding
batu kali. Air hujan yang
menggenang, merembes ke
dalam badan jalan
Jalan longsor dan
tinggal ± separuh badan
jalan yang tersisa.
Sehingga jalan dipakai
gantian 2 arah.
48
Gambar 2.32. Pemecahan dengan bahan geotekstil dan geomembran
Geomembrane,
(saluran menjadi
kedap air)
Geomembrane
Geotekstile
49
Gambar 2.33. Dokumentasi kerusakan serta pemasangan geotekstil
2.6. Perkuatan pada Tanah
2.6.1. Umum
Pada beton, perkuatan yang diberikan pada balok ataupun pelat dalam
perencanaan beton bertulang dapat menahan gaya tarik, sehingga meningkatkan
kekuatan. Gaya luar dalam bentuk momen positif akan dilawan oleh gaya dalam
yang dilakukan oleh perkuatan. Beton akan bekerja menahan gaya tekan,
perkuatan menahan gaya tarik, sehingga kombinasi antara keduanya akan
mampu menahan beban yang diberikan pada balok atau pelat tersebut.
Tanah bertulang berawal dari perkuatan alamiah oleh akar tanaman dan
pohon, yang berkembang menjadi perkuatan buatan yang dipadatkan bersama
dengan lapisan tanah di belakang dinding penahan. Ikatan antara perkuatan
dan tanah menaikkan kekuatan arah horizontal dan vertikal, sisi tanah di belakang
dinding penahan mampu berdiri tegak, tingginya naik, daya pikul naik,
sehingga secara teoritis, tanah bertulang mampu berdiri sendiri, dan dalam
praktek dinding berfungsi sebagai pelindung permukaan.
Jika diperhatikan, prinsip tanah bertulang hampir sama dengan beton
bertulang. Menggabungkan dua material yang mempunyai sifat berbeda agar
membentuk satu kesatuan struktur yang saling menopang.
50
Tanah bertulang pada dinding penahan adalah konstruksi material yang
terdiri dari material timbunan friksional dan lembaran perkuatan (perkuatan)
linear, biasanya ditempatkan secara horisontal. Sistem perkuatan, yang dapat
menahan gaya tarik yang tinggi, menahan deformasi lateral massa tanah yang
diperkuat. Struktur perkuatan tanah bertulang: material timbunan, lembaran
perkuatan (perkuatan) yang linear, digabungkan dengan timbunan, membentuk
massa tanah bertulang, dan lapisan luar, yang mempunyai peranan mencegah
material timbunan di belakang dinding penahan dari kelongsoran.
2.6.2. Tanah Berperkuatan
Tanah bertulang berkembang sejak diperkenalkan oleh seorang
arsitek dan engineer Prancis H. Vidal pada tahun 1963, ditandai dengan :
1 . Dinding penahan tanah pertama yang dibangun di Pragneres, Prancis
pada 1965.
2 . Kelompok struktur pertama yang dibangun di proyek jalan raya
Roquebrune-Menton, selatan Prancis selama tahun 1968-1969. Sepuluh
dinding penahan tanah dengan luas total permukaan dinding penahan
sekitar 6600 square yard dibangun di lereng yang tidak stabil.
3 . Abutment jembatan untuk jalan raya pertama (ketinggian 46 ft) dibangun
Thionville di 1972.
4 . Dinding penahan pertama dibangun di Amerika Serikat pada tahun 1972
pada California State Highway 39 timur laut Los Angeles.
Terbukti, ternyata metode tanah bertulang menawarkan penghematan
biaya yang signifikan jika dibandingkan dengan alternatif lain yang
konvensional bagi kondisi pondasi di tempat tinggi yang sangat sulit.
Komponen penyusun suatu dinding penahan tanah dengan perkuatan adalah :
perkuatan atau perkuatan, tanah timbunan atau tanah asli, elemen untuk lapisan
luar dinding penahan.
2.6.3. Prinsip dan Interaksi Perkuatan-Tanah
Pada tanah bertulang, mekanisme transfer tegangan tanah adalah gaya
gesekan antara tanah dan perkuatan. Dengan gaya gesekan ini, tanah
51
mentransfer tegangan gaya-gaya yang bekerja padanya kepada perkuatan-
perkuatan tersebut. Pengetahuan tentang transfer tegangan pada tanah bertulang
telah berkembang dari banyak uji gaya cabut (pullout) pada perkuatan yang
diletakkan pada keadaan yang sebenarnya atau pada model. Tanah dan perkuatan
membentuk satu kesatuan struktur yang saling menopang dan membagi beban
agar dapat dipikul bersama-sama. Transfer geser dapat dilihat pada Gambar
2.34. Beban yang dapat ditransfer per luasan perkuatan tergantung pada
karakteristik interface tanah dan material perkuatan, serta tegangan normal di
antara keduanya.
Gambar 2.34. Transfer geser tanah-perkuatan
Tegangan normal yang bekerja pada bidang kontak tanah-perkuatan masih
bergantung pada sifat-sifat tegangan-tegangan tanah, dimana sifat ini juga
dipengaruhi oleh besarnya tegangan yang bekerja. Akibatnya, koefisien geser
relatif antara tanah dan perkuatan (μ) tidak dapat langsung ditentukan dengan
satu analisis saja. Karena itu, hasil pengujian seperti uji cabut, uji geser
langsung (direct shear test), uji model yang dilengkapi dengan alat-alat uji, uji
struktur skala penuh sering digunakan sebagai dasar untuk memilih nilai-nilai
koefisien geser relatif tanah-perkuatan yang dianggap cocok dengan strukturnya.
Analisis keseimbangan lokal dari bagian perkuatan dalam tanah
menghasilkan kondisi transfer seperti yang terlihat pada gambar 2.35.
dT = T2 – T1 = 2 b η (dl) (2.13)
dimana :
52
b = lebar perkuatan ; l = panjang perkuatan ; T = kuat tarik ; η =
tegangan geser sepanjang interface tanah dan perkuatan.
Gambar 2.35. Variasi gaya tarik sepanjang perkuatan
Jika η hanya dihasilkan oleh geser interface, maka :
η = μ ζv (2.14)
dimana :
ζv = tegangan normal yang bekerja sepanjang perkuatan
μ = koefisien geser antara tanah dan perkuatan
Koefisien geser interface antara pasir, lanau dan permukaan material
konstruksi yang berbeda dalam uji geser langsung adalah dalam rentang 0.5-0.8
kali tahanan geser langsung yang dapat disebarkan dalam tanah. Yaitu :
μ = tan δ = (0.5 sampai 0.8) tan ø (2.15)
dimana :
δ = sudut geser antara tanah dan permukaan yang rata.
ø = sudut geser dalam tanah
53
Jika nilai ζv diketahui, maka akan lebih mudah untuk menghitung nilai
batasan tahanan pullout perkuatan. Tetapi, perhitungan sederhana tak dapat
sepenuhnya diandalkan karena tegangan normal efektif berubah oleh interaksi
perkuatan dan tanah. Lebih spesifik lagi, regangan geser dibebankan di atas
tanah berbutir yang padat, tanah akan cenderung mengembang. Jika
kecenderungan untuk menggembung dikendalikan sebagian (yaitu pertambahan
volume dicegah sebagian) dengan kondisi batas, tegangan confining lokal
dapat naik secara signifikan. Untuk tanah yang telah diketahui kerapatannya,
kecenderungan untuk mengembang berkurang seiring meningkatnya tegangan
confining. Oleh karena itu, efek mengembang pada koefisien geser dihitung dari
uji pullout. Lagipula, dengan kemungkinan yang hanya dimiliki geotekstil, tidak
ada perkuatan yang mempunyai permukaaan rata dan halus sepanjang
permukaannya. Oleh sebab itu, koefisien geser yang paling dapat
dipercaya diukur dari pengukuran langsung (tampak).
2.6.4. Pengaruh Penggunaan Perkuatan pada Kekuatan Geser Tanah
Kekuatan geser suatu massa tanah merupakan perlawanan internal tanah
tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang
geser dalam tanah yang dimaksud. Mohr (1980) menyuguhkan sebuah teori
tentang keruntuhan pada material yang menyatakan bahwa keruntuhan terjadi
pada suatu material akibat kombinasi kritis antara tegangan normal dan geser.
Garis keruntuhan (failure envelope) sebenarnya berbentuk garis
lengkung. Namun, untuk sebagian besar masalah-masalah mekanika tanah, garis
tersebut cukup didekati dengan sebuah garis lurus yang menunjukkan
hubungan linear antara tegangan normal dan tegangan geser (Coulomb, 1776),
seperti yang terlihat pada gambar 2.36. Persamaan parameter tanah dapat kita
tuliskan sebagai berikut :
(2.16)
54
dimana :
ηf = tegangan geser
c = kohesi
ζ = tegangan normal
= sudut geser dalam tanah
Gambar 2.36. Hubungan linear antara tegangan normal dan tegangan geser
Berarti, meningkatkan kekuatan geser tanah adalah dengan cara
meningkatkan parameter kekuatan geser tanah. Dengan memakai perkuatan,
parameter kekuatan geser tanah bertambah, sehingga struktur semakin kuat
menahan beban. Oleh karena itu, perkuatan disebut sebagai material perkuatan.
Berikut adalah sebagian hal-hal yang mempengaruhi kekuatan geser tanah :
2.6.4.1 Sudut Geser, Kohesi Tanah dan Tegangan Overburden
Sudut geser yang bekerja pada tanah bertulang ada 2 (dua) jenis, yaitu :
1. Sudut geser dalam tanah ( )
2. Sudut geser antara tanah dan perkuatan (δ)
Uji pullout pada perkuatan yang dilakukan pada struktur yang sebenarnya,
sebaik yang dilakukan di laboratorium dengan memakai pasir padat, telah
menunjukkan bahwa nilai koefisien geser tampak menurun ketika tegangan
55
vertikal overburden meningkat. Hal ini lebih jelas tampak pada kasus pemakaian
perkuatan yang berusuk daripada perkuatan yang permukaannya halus. Penurunan
μ* karena dilatansi berkurang ketika tekanan keliling bertambah. Di bawah
tegangan overburden yang tinggi, nilai μ* mendekati nilai tan , untuk perkuatan
yang berusuk yang juga menyebarkan geser antara butiran tanah ke butiran tanah
lainnya. Nilai μ* juga mendekati nilai tan δ, untuk perkuatan yang permukaannya
halus.
Mekanisme kenaikan kuat geser tanah yang diperkuat telah diterangkan
menurut beberapa cara.
1. Menurut Schlosser dan Vidal (1969), kuat pullout perkuatan dan
transfer tegangan dalam tanah ke perkuatan menghasilkan kohesi tampak
(apparent cohesion).
2. Dengan dipakainya perkuatan pada tanah, juga berakibat naiknya
tegangan kekang, hal ini dikemukakan oleh Yang (1972).
3. Basset dan Last (1978) menganggap bahwa perkuatan memberikan
tahanan anisotropis terhadap pergeseran tanah searah dengan perkuatan.
4. Konsep kelakuan tanah dibuktikan oleh Schlosser dan Long (1972) dari hasil
uji Triaksial pada contoh tanah yang diberikan perkuatan dengan
lembaran-lembaran alumunium, bahwa dalam tegangan confining kecil,
tanah akan runtuh akibat penggelinciran. Dengan adanya perkuatan,
kekuatan sistem bertambah akibat pengaruh kohesi tampak.
Gambar 2.37. Penjelasan kohesi tampak pada peningkatan kekuatan karena
perkuatan
56
Gambar 2.38. Konsep naiknya confinement tanah bertulang
Pada daerah dimana terjadinya keruntuhan akibat putusnya perkuatan,
kekuatan bertambah karena konsep kohesi anisotropis tampak yang dijelaskan
dalam diagram Mohr pada Gambar 2.37. c‟ adalah kohesi tampak yang
dihasilkan perkuatan. ζ1R adalah peningkatan tegangan utama mayor pada saat
keruntuhan. Sudut geser dari pasir bertulang diambil sama dengan pasir tanpa
perkuatan, yang berdasarkan asumsi yang sesuai, dijelaskan pada Gambar 2.39.
Gambar 2.39. Garis kekuatan untuk pasir dan pasir bertulang
Untuk perkuatan yang mempunyai tahanan retak tarik (RT) dan spasi vertikal
antara lapis perkuatan horizontal Sv, geometri yang ditunjukkan pada Gambar 2.38
menghasilkan :
57
v
pT
RS
KRC
2
' (2.21)
dimana :
)2
45(tan2 pK (2.22)
Seperti yang dinyatakan Yang (1972), kenaikan Δζ3R yang tampak pada
tekanan confining efektif minor saat keruntuhan adalah :
v
TR
S
R 3 (2.23)
Persamaan garis keruntuhan :
p
v
TcR K
S
R
31 (2.24)
2.6.5. Bidang Longsor
Beberapa anggapan mengenai bidang longsor :
1. Pengukuran struktur tanah bertulang (Schlosser dan Elias) menunjukkan
bahwa penyebaran gaya tarik pada perkuatan relatif kecil pada muka
dinding namun semakin meningkat sampai keadaan maksimum pada jarak
tertentu di belakang dinding. Bidang longsor hampir berimpit dengan lokasi-
lokasi gaya tarik, namun bergantung pada tipe struktur dan sistem
penulangannya.
2. Beberapa penelitian menganggap bidang longsor berasal dari kaki dinding
penahan tanah menuju ke atas bersudut (45 + ø/2) terhadap horizontal.
3. Ada anggapan bidang longsor berbentuk spiral logaritmik.
4. Bentuk-bentuk yang lain seperti bentuk dua garis linear (bilinear) atau
campuran bidang longsor lingkaran dan linear (Goure dkk, 1992)
5. Permukaan bidang longsor untuk dinding vertikal dengan tanah
bertulang, perkuatannya mudah meregang, umumnya dianggap berimpit
58
dengan bidang longsor Rankine (keruntuhan terjadi di sudut (45+ø/2)
terhadap bidang horizontal.
Berikut pada Gambar 2.40 dan Gambar 2.41 dijelaskan mengenai
perbedaan bidang longsor saat tanah tanpa perkuatan dan dengan perkuatan :
Gambar 2.40. Dinding penahan tanah tanpa perkuatan
Gambar 2.41. Dinding penahan tanah dengan perkuatan
59
2.6.6. Perancangan Desain Dinding Penahan Tanah Dengan
Perkuatan Geotekstil
Ada metode desain yang dapat digunakan untuk mendesain sebuah
dinding penahan tanah jenis MSE dengan perkuatan geosintetik. Metode
tersebut yaitu metode Rankine (Single Wedge). Penjelasan mengenai metode
tersebut adalah sebagai berikut:
Metode Rankine
Metode Rankine hanya berlaku untuk kemiringan tanah 90°. Panjang
overlap geosintetik dapat divariasikan seperti ditunjukkan oleh gambar berikut
ini:
Gambar 2.42. Konsep desain Rankine
Keterangan gambar:
H : tinggi dinding penahan tanah
Sv : spasi antar lapisan perkuatan
LR : panjang nonacting
Lo : panjang overlap
LE : panjang penjangkaran
L : panjang penjangkaran + panjang nonacting
z : kedalaman titik yang ditinjau dari permukaan tanah
Φ´ : sudut geser tanah
60
Gaya-gaya yang bekerja diantaranya adalah tekanan horizontal tanah
(Pa & h ), tekanan aktif tanah (Ka), beban hidup (P), beban mati tambahan
(q), dan beban tanah sendiri (Q). Adapun arah gaya ditunjukkan oleh gambar
di berikut ini:
Gambar 2.43. Arah-arah gaya yang bekerja
Keterangan gambar:
Pa : total tekanan tanah aktif
Σh : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
Ka : koefisien tekanan tanah aktif
P : beban terpusat
q : beban merata
Q : gaya karena beban tanah sendiri yang runtuh
x : jarak horizontal beban dari dinding penahan tanah
R : jarak radial dari titik beban pada dinding penahan tanah dimana
tekanan dihitung
Φ´ : sudut geser tanah
Γ : berat volume tanah
c´ : kohesi tanah
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
61
Berikut ini adalah alur metode perancangan geosintetik pada dinding
penahan tanah menurut metode Rankine:
2.6.6.1. Menghitung spasi antar lapisan geosintetik
FS
TS
h
all
v
.'
(2.34)
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geometrik
Tall : tegangan izin
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
2.6.6.2. Menghitung tegangan izin (Tall)
BDCDCRID
ultallFSFSFSFS
TT1
(2.35)
Dimana :
Tult : tegangan tarik batas geosintetik
FSID : faktor parsial kerusakan instalasi saat konstruksi
FSCR : faktor parsial akibat rangkak (creep)
FSCD : faktor parsial akibat degradasi kimia
FSBD : faktor parsial akibat degradasi biologi
62
Tabel 2.6. Variasi faktor parsial pada tipe-tipe area aplikasi
Tipe Area Aplikasi
Variasi Faktor Parsial
Ker
usakan R
angkak
De
gradasi
De
gradasi
Inst
alasi
Ki
mia
Bio
logi
Separation
1,1
- 2,5
1,
5 - 2,5
1,0
- 1,5
1,0
- 1,2
Cushioning
1,1
- 2,0
1,
2 - 1,5
1,0
- 2,0
1,0
- 1,2
Unpaved roads
1,1
- 2,0
1,
5 - 2,5
1,0
- 1,5
1,0
- 1,2
Walls
1,1
- 2,0
2,
0 - 4,0
1,0
- 1,5
1,0
- 1,3
Enbankment
1,1
- 2,0
2,
0 - 3,5
1,0
- 1,5
1,0
- 1,3
Bearing capacity
1,1
- 2,0
2,
0 - 4,0
1,0
- 1,5
1,0
- 1,3
Slope stabilization
1,1
- 1,5
2,
0 - 3,0
1,0
- 1,5
1,0
- 1,3
Pavement overlays
1,1
- 1,5
1,
0 - 2,0
1,0
- 1,5
1,0
- 1,1
Railroads
1,5
- 3,0
1,
0 - 1,5
1,0
- 2,0
1,0
- 1,2
Flexible forms
1,1
- 1,5
1,
5 - 3,0
1,0
- 1,5
1,0
- 1,1
Silt fences
1,1
- 1,5
1,
5 - 2,5
1,0
- 1,5
1,0
- 1,1
(Sumber: Koerner, 1990)
63
2.6.6.3. Menghitung tegangan lateral tanah ( '
h )
zKahs ' (2.36)
Dimana :
'
hs : tekanan lateral karena beban tanah sendiri
Ka :
245tan2
, koefisien tekanan tanah aktif
z : kedalaman titik yang ditinjau dari permukaan tanah
: berat volume tanah
qKahq ' (2.37)
Dimana :
'
hq : tekanan lateral karena beban luar
q : beban merata pada permukaan; dimana besarnya D
jika merupakan tanah timbunan
D : ketinggian timbunan
5
2'
R
zxPhl (2.38)
Dimana :
'
hl : tekanan lateral akibat beban hidup atau terpusat
P : beban hidup atau terpusat
x : jarak horizontal beban dari dinding penahan tanah
R : jarak radial dari titik beban pada dinding penahan tanah
dimana tekanan dihitung
hlhqhsh ' (2.39)
Dimana :
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu akibat
berat tanah sendiri dan beban luar
64
2.6.6.4. Menghitung kuat tarik geosintetik yang dibutuhkan ( reqP )
FSSP vhreq ' (2.40)
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geosintetik
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
2.6.6.5. Menghitung panjang penjangkaran ditambah panjang nonacting
(L)
RE LLL (2.41)
Dimana :
LE : embedment length / panjang penjangkaran
LR : nonacting lengths / panjang nonacting
245tan)(
zHLR (2.42)
Dimana :
H : tinggi dinding penahan tanah
z : kedalaman titik yang ditinjau dari permukaan tanah
: sudut geser tanah
tan.2 zc
FSSL hv
E
(2.43)
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geosintetik
h : total tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
c : kohesi tanah
: berat volume tanah
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
65
2.6.6.6. Menghitung panjang overlap (Lo)
tan.4
.. '
zc
FSSL hv
o
(2.44)
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geosintetik
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
C : kohesi tanah
: berat volume tanah
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
2.6.6.7. Menghitung tekanan aktif tanah (Pa)
aa KHP ...5,0 2 (2.45)
Dimana :
Pa : tekanan aktif tanah
: berat volume tanah
H : tinggi dinding penahan tanah
Ka : koefisien tekanan aktif tanah, )2
45(tan2 aK
2.6.6.8.Stabilitas Eksternal
Stabilitas eksternal pada dinding penahan tanah bergantung pada
kemampuan massa tanah bertulang untuk menahan beban-beban dari luar
(eksternal), termasuk tekanan tanah lateral dari tanah bertulang di belakang
dinding penahan dan beban yang akan bekerja di atas dinding penahan
(jika ada), tanpa adanya satupun kegagalan dari mekanisme-mekanisme
berikut: kegagalan akibat pergeseran sepanjang dasar dinding atau
sepanjang semua plane di atas dasar dinding, penggulingan di sekitar kaki
dinding penahan, kegagalan akibat daya dukung tanah pondasi, serta kegagalan
stabilitas lereng global.
66
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 2.44. Mekanisme kegagalan dinding penahan (a)Kegagalan Pergeseran;
(b)Kegagalan Penggulingan; (c)Kegagalan daya dukung tanah; (d)Kegagalan
stabilitas lereng global
Metode yang biasa dipakai di mekanika tanah dan teknik pondasi dipakai
untuk mengevaluasi faktor keamanan melawan mekanisme-mekanisme
kegagalan di atas, antara lain sebagai berikut :
2.6.6.8.1. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser
Kuat geser material timbunan dan tanah pondasi harus cukup lebih besar
untuk menahan tegangan horisontal akibat beban hidup yang dikenakan pada
massa tanah bertulang. Faktor keamanan untuk dinding penahan agar dapat
menahan kegagalan geser biasanya diambil sebesar 1.5 bagi sebagian besar
perancang dinding penahan tanah.
Untuk permukaan dinding vertikal, faktor aman terhadap pergeseran
dinyatakan oleh persamaan :
67
5,1geserFK (2.46)
5,1tan.
a
e
geserP
QLcFK
(2.47)
Dimana :
c : kohesi tanah
LE : panjang penjangkaran geosintetik
Q : gaya karena beban tanah sendiri ( HLQ E )
: berat volume tanah
Pa : tekanan yang menyebabkan gaya geser
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
2.6.6.8.2. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Guling
Para engineer desain biasanya akan memakai FS setidaknya sebesar
2.0 untuk kegagalan guling dinding penahan bertulang. Jumlah momen
penahan (Resisting Moment) dibagi dengan jumlah momen penyebab guling
(Driving Moment), nilainya harus lebih besar dari FS.
Faktor keamanan terhadap guling :
2.
.
adP
arQFS
a
guling (2.48)
Dimana :
Q :gaya karena beban tanah sendiri ( HLQ E )
H : tinggi dinding penahan tanah
: berat volume tanah
ar : 0,5 L
Pa : tekanan yang menyebabkan gaya geser
ad : 3
1H
Karena sifat struktur dinding penahan bertulang yang fleksibel,
kegagalan struktur akibat guling jarang terjadi.
68
2.6.6.8.3. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Daya Dukung Tanah
Dasar
Daya dukung tanah dasar harus dicek untuk memastikan apakah beban
vertikal yang bekerja akibat berat dinding dan surcharge tidak berlebihan. Faktor
Keamanan (FS) yang biasanya dipakai untuk tipe kegagalan ini adalah 2.0. Faktor
Keamanan ini lebih rendah dari yang dipakai untuk dinding penahan
konvensional karena sifat fleksibel yang dimiliki oleh dinding penahan
bertulang dan kemampuannya untuk berfungsi maksimal bahkan setelah
menerima differential settlement (penurunan tak seragam) yang cukup besar.
Nilai-nilai faktor daya dukung pondasi dari usulan-usulan Meyerhoff
(1963), Brinch Hansen (1961) dan Vesic (1973) dituliskan dalam tabel berikut :
Tabel 2.7. Faktor-faktor daya dukung Meyerhoff (1963), Brinch Hansen
(1961), dan Vesic (1973)
ø
(°)
Meyerhoff (1963) Hansen (1961) Vesic (1973)
N
c
N
q
N
γ
N
c
N
q
N
γ
N
c
N
q
N
γ
0
5
.14 1 0
5
.14 1 0
5
.14 1 0
1
5
.38
1
.09 0
5
.38
1
.09 0
5
.38
1
.09
0
.07
2
5
.63
1
.2
0
.01
5
.63
1
.2
0
.01
5
.63
1
.2
0
.15
3
5
.9
1
.31
0
.02
5
.9
1
.31
0
.02
5
.9
1
.31
0
.24
4
6
.19
1
.43
0
.04
6
.19
1
.43
0
.05
6
.19
1
.43
0
.34
5
6
.49
1
.57
0
.07
6
.49
1
.57
0
.07
6
.49
1
.57
0
.45
6
6
.81
1
.72
0
.11
6
.81
1
.72
0
.11
6
.81
1
.72
0
.57
7
7
.16
1
.88
0
.15
7
.16
1
.88
0
.16
7
.16
1
.88
0
.71
69
8
7
.53
2
.06
0
.21
7
.53
2
.06
0
.22
7
.53
2
.06
0
.86
9
7
.92
2
.25
0
.28
7
.92
2
.25
0
.3
7
.92
2
.25
1
.03
1
0
8
.34
2
.47
0
.37
8
.34
2
.47
0
.39
8
.34
2
.47
1
.22
1
1
8
.8
2
.71
0
.47
8
.8
2
.71
0
.5
8
.8
2
.71
1
.44
1
2
9
.28
2
.97
0
.6
9
.28
2
.97
0
.63
9
.28
2
.97
1
.69
1
3
9
.81
3
.26
0
.74
9
.81
3
.26
0
.78
9
.81
3
.26
1
.97
1
4
1
0.37
3
.59
0
.92
1
0.37
3
.59
0
.97
1
0.37
3
.59
2
.29
1
5
1
0.98
3
.94
1
.13
1
0.98
3
.94
1
.18
1
0.98
3
.94
2
.65
1
6
1
1.63
4
.34
1
.37
1
1.63
4
.34
1
.43
1
1.63
4
.34
3
.06
1
7
1
2.34
4
.77
1
.66
1
2.34
4
.77
1
.73
1
2.34
4
.77
3
.53
1
8
1
3.1
5
.26 2
1
3.1
5
.26
2
.08
1
3.1
5
.26
4
.07
1
9
1
3.93
5
.8
2
.4
1
3.93
5
.8
2
.48
1
3.93
5
.8
4
.68
2
0
1
4.83
6
.4
2
.87
1
4.83
6
.4
2
.95
1
4.83
6
.4
5
.39
2
1
1
5.81
7
.07
3
.42
1
5.81
7
.07
3
.5
1
5.81
7
.07
6
.2
2
2
1
6.88
7
.82
4
.07
1
6.88
7
.82
4
.13
1
6.88
7
.82
7
.13
2
3
1
8.05
8
.66
4
.82
1
8.05
8
.66
4
.88
1
8.05
8
.66
8
.2
2
4
1
9.32
9
.6
5
.72
1
9.32
9
.6
5
.75
1
9.32
9
.6
9
.44
2 2 1 6 2 1 6 2 1 1
70
5 0.72 0.66 .77 0.72 0.66 .76 0.72 0.66 0.88
2
6
2
2.25
1
1.85 8
2
2.25
1
1.85
7
.94
2
2.25
1
1.85
1
2.54
2
7
2
3.94
1
3.2
9
.46
2
3.94
1
3.2
9
.32
2
3.94
1
3.2
1
4.47
2
8
2
5.8
1
4.72
1
1.19
2
5.8
1
4.72
1
0.94
2
5.8
1
4.72
1
6.72
2
9
2
7.86
1
6.44
1
3.24
2
7.86
1
6.44
1
2.84
2
7.86
1
6.44
1
9.34
3
0
3
0.14
1
8.4
1
5.67
3
0.14
1
8.4
1
5.07
3
0.14
1
8.4
2
2.4
3
1
3
2.67
2
0.63
1
8.56
3
2.67
2
0.63
1
7.69
3
2.67
2
0.63
2
5.99
3
2
3
5.49
2
3.18
2
2.02
3
5.49
2
3.18
2
0.79
3
5.49
2
3.18
3
0.21
3
3
3
8.34
2
6.09
2
6.17
3
8.34
2
6.09
2
4.44
3
8.34
2
6.09
3
5.19
3
4
4
2.16
2
9.44
3
1.15
4
2.16
2
9.44
2
8.77
4
2.16
2
9.44
4
1.06
3
5
4
2.12
3
3.3
3
7.15
4
2.12
3
3.3
3
3.92
4
2.12
3
3.3
4
8.03
3
6
5
0.59
3
7.75
4
4.43
5
0.59
3
7.75
4
0.05
5
0.59
3
7.75
5
6.31
3
7
5
5.63
4
2.92
5
3.27
5
5.63
4
2.92
4
7.38
5
5.63
4
2.92
6
6.19
3
8
6
1.35
4
8.93
6
4.07
6
1.35
4
8.93
5
6.17
6
1.35
4
8.93
7
8.02
3
9
6
7.87
5
5.96
7
7.33
6
7.87
5
5.96
6
6.76
6
7.87
5
5.96
9
2.25
4
0
7
5.31
6
4.2
9
3.69
7
5.31
6
4.2
7
9.54
7
5.31
6
4.2
1
09.41
4
1
8
3.86
7
3.9
1
13.99
8
3.86
7
3.9
9
5.05
8
3.86
7
3.9
1
30.21
4
2
9
3.71
8
5.37
1
39.32
9
3.71
8
5.37
1
13.96
9
3.71
8
5.37
1
55.54
71
4
3
1
05.11
9
9.01
1
71.14
1
05.11
9
9.01
1
37.1
1
05.11
9
9.01
1
86.53
4
4
1
18.37
1
15.31
2
11.41
1
18.37
1
15.31
1
65.58
1
18.37
1
15.31
2
24.63
4
5
1
33.87
1
34.87
2
62.74
1
33.87
1
34.87
2
00.81
1
33.87
1
34.87
2
71.75
4
6
1
52.1
1
58.5
3
28.73
1
52.1
1
58.5
2
44.65
1
52.1
1
58.5
3
30.34
4
7
1
73.64
1
87.21
4
14.33
1
73.64
1
87.21
2
99.52
1
73.64
1
87.21
4
03.65
4
8
1
99.26
2
22.3
5
26.45
1
99.26
2
22.3
3
68.67
1
99.26
2
22.3
4
96
4
9
2
29.92
2
65.5
6
74.92
2
29.92
2
65.5
4
56.4
2
29.92
2
65.5
6
13.14
5
0
2
66.88
3
19.06
8
73.86
2
66.88
3
19.06
5
68.57
2
66.88
3
19.06
7
62.86
Sumber : Koerner (1990)
Faktor keamanan tanah tanah dasar atau pondasi (bearing capacity)
3tan q
qFK ult
pondasiah (2.49)
Dimana :
ultq :daya dukung tanah ( NBNqNcq qcult ...5,0.. )
Q : berat tanah
c : kohesi tanah
: berat volume tanah
B : lebar dasar pondasi yang kontak dengan tanah
Nc : koefisien daya dukung untuk kohesi
Nq : koefisien daya dukung untuk berat tanah (beban)
N : koefisien daya dukung untuk berat volume tanah
Daya dukung ultimit tanah dasar dapat dihitung dengan menggunakan
Metode Vesic. Vesic menyarankan penggunaan faktor-faktor kapasitas daya
72
dukung yang diperoleh dari beberapa peneliti yang telah dirangkum sesuai
dengan prinsip superposisi. Diperoleh persamaan daya dukung ultimate untuk
pondasi memanjang:
NBNpcNq qcu 5,00 (2.50)
Persamaan daya dukung Vesic yang selengkapnya memasukkan
pengaruh-pengaruh seperti kedalaman, bentuk pondasi, kemiringan dan
eksentrisitas beban, kemiringan dasar dan kemiringan permukaan.
'' LB
Qq u
u sc.dc.ic.bc.gc.(c.Nc) + sq.dq.iq.bq.gq.(po.Nq) +
sγ.dγ.iγ.bγ.gγ.(0,5.B.γ.Nγ) (2.51)
Berikut ini faktor-faktor daya dukung untuk masukan persamaan Vesic:
Tabel 2.8. Faktor bentuk pondasi oleh Vesic
F
aktor Pondasi Pondasi Empat
Pondasi Bujur
Sangkar
B
entuk Memanjang Persegi Panjang
atau
Lingkaran
S
c 1
1 +
(B/L)(Nq/Nc) 1 + (Nq/Nc)
S
q 1 1 + (B/L) tan ø 1 + tan ø
S
γ 1 1 - (B/L) ≥ 0.6 0.6
Sumber : Vesic (1975)
73
Tabel 2.9. Faktor kedalaman pondasi
Faktor Nilai Keterangan
Bentuk
Dc 1 + 0.4 (D/B) Batasan : Bila D/B > 1,
Dq 1 + 2 (D/B) tan ø (1-sin ø)2 Maka D/B diganti dengan
Dγ 1 arc tan D/B
Sumber : Vesic (1975)
Tabel 2.10. Faktor kemiringan beban
Faktor
Kemiringan Beban
Nilai
Keterangan
ic tan
1
c
q
qN
ii
Untuk ø > 0
ic‟ ca NcA
mH
'1
Untuk ø = 0
iq 0cot'
1
m
acAV
H
iγ
0cot'
1
1
m
acAV
H
LB
LBmm B
/1
/2
BL
BLmm L
/1
/2
Jika inklinasi beban pada arah n
dan membuat sudut θn terhadap
Untuk dasar horizontal
Kemiringan beban searah
lebar B
Kemiringan searah panjang
L
74
arah L pondasi, maka mn
diperoleh dari
mn = mL cos2 θn + mB sin2 θn
H ≤ caA‟ + V tan δ
Sumber : Vesic (1975)
Tabel 2.11. Faktor kemiringan dasar pondasi
Faktor Kemiringan
Dasar
Nilai Keterangan
Bc
tan
1
c
q
qN
bb
α dalam radian,
ø dalam derajat
bc‟
2
21
bq = bγ
2)tan1(
Sumber : Vesic (1975)
Tabel 2.12. Faktor kemiringan permukaan
Faktor Kemiringan
Permukaan
Nilai
Keterangan
Gc
tan14,5
1 q
q
ii
β dalam radian
Batasan :
β > 45° dan β < ø
gc‟
2
21
gq = gγ
2)tan1(
Sumber : Vesic (1975)
75
dimana :
ø = sudut geser antara tanah dan dasar pondasi
= sudut geser dalam tanah
= sudut lereng pendukung pondasi (positif searah jarum jam)
α = sudut kemiringan dasar pondasi (positif searah jarum jam)
D= kedalaman pondasi
ca = faktor adhesi dikali c
= adhesi antara tanah dan dasar pondasi
V = Rv = komponen beban vertikal
H = Rh = komponen beban horizontal
Qu = komponen beban vertikal ultimit
B = lebar pondasi
L‟, B‟ = panjang efektif dan lebar efektif pondasi
γ = berat isi tanah
c = kohesi tanah dasar
po = Df γ
= tekanan overburden di dasar pondasi
sc, sq, sγ = faktor-faktor bentuk pondasi
dc, dq, dγ = faktor-faktor kedalaman pondasi
ic, iq, iγ = faktor-faktor kemiringan beban
bc, bq, bγ = faktor-faktor kemiringan dasar pondasi
gc, gq, gγ = faktor-faktor kemiringan permukaan pondasi
Nc, Nq, Nγ = faktor-faktor daya dukung Vesic
76
2.6.6.8.4. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Stabilitas Global
Baik lereng in-situ dengan perkuatan maupun dinding penahan
bertulang, harus memenuhi syarat stabilitas lereng global. Tanah bertulang
dianggap struktur dinding penahan gravitasi. Faktor Keamanan terhadap
keruntuhan lereng global yang tanahnya telah diperkuat dengan perkuatan
geogrid (FSperkuatan) diambil sebesar 2. Faktor Keamanan terhadap kegagalan
stabilitas lereng global tanah non perkuatan (FSnon-perkuatan) biasanya diambil
1.3 sampai 1.5. Dimana faktor aman dari hasil analisis tanah non-perkuatan
dijumlahkan dengan pembagian stabilitas momen gaya tarik perkuatan geogrid
dengan momen pengguling, seperti dituliskan dalam persamaan berikut :
D
g
tulangannontulanganM
MFSFS (2.52)
dimana :
i
zi iimaksg bTM (2.53)
2cos. qqh PP (2.54)
2cos. EEh PP (2.55)
aE KHP 25,0 (2.56)
aq KHqP .. (2.57)
dimana :
MD = jumlah momen guling akibat gaya horizontal
FSnon-perkuatan = faktor keamanan terhadap kelongsoran lereng tanah non-perkuatan
FSperkuatan = faktor keamanan terhadap kelongsoran lereng tanah berperkuatan
Mg = momen stabilitasTmaks = gaya tarik maksimum geotekstil untuk setiap lapisan
Pqh = tekanan tanah aktif horizontal akibat beban q
PEh = tekanan tanah aktif horisontal akibat berat sendiri tanah
77
bi = L -Lp (garis keruntuhan dihitung sesuai dengan bidang longsor Rankine)
= panjang geotekstil di zona kegagalan
Metode Bishop
Untuk menghitung faktor keamanan pada lereng tanah non-perkuatan lebih
sering dipakai Metode Bishop, karena dianggap lebih akurat. Berikut langkah-
langkahnya:
cossin)()(sintan
tan
1
tan
ulFS
clXXWulP
FSulP
perkuanon
nn
perkuanon
(2.58)
cossin
)()(sintan
tan
1
tan
uFS
clXXWulP
FSulP
perkuanon
nn
perkuanon
(2.59)
tan
tan
1
sintancos
cossin
)(
perkuanon
perkuanon
nn
FS
uFS
clXXW
ulP
(2.60)
78
Gambar 2.45. Stabilitas lereng dengan metode Bishop
Pada analisis Bishop ini, harga (Xn-Xn+1) = 0, sehingga :
tan
tan
sintancos
cossin
perkuanon
perkuanon
FS
uFS
clW
ulP
(2.61)
Maka faktor keamanan untuk tanah non-perkuatan (FSnon-perkuatan) adalah :
tan
tan tantan1
sectan)(
sin
1
perkuanon
perkuanon
FS
ubWcbW
FS
(2.62)
Dalam hal ini, b=1
dimana :
79
c = kohesi tanah dalam kondisi tegangan aktif
b = lebar irisan arah dasar
l = panjang busur pias
W = berat setiap pias tanah
u = tekanan air pori
= sudut geser dalam tanah
α = sudut antara garis vertikal dan jari-jari R
(tanda negatif di sebelah kanan dan positif di sebelah kiri)
Kemudian, lereng dibagi menjadi beberapa pias dengan batas-batas
vertikal. Kemudian nilai untuk lebar (b), tinggi (h) dan tinggi air (z) dan sudut
diukur dengan teliti pada gambar yang telah diskalakan dengan benar. Dan berat
setiap pias tanah :
hbW s (2.63)
Harga FSnon-perkuatan dalam persamaan terdapat di sebelah kiri dan kanan,
karena itu untuk menghitung harga FSnon-perkuatan harus dipakai cara iterasi, yaitu
mengambil harga FSnon-perkuatan dengan coba-coba. Kemudian harga FSnon-perkuatan
yang diperoleh dimasukkan lagi pada sebelah kanan dan demikian seterusnya, dan
biasanya hanya sampai dua kali saja. Metode Bishop secara umum dipakai karena
faktor keamanan yang cukup tepat, akibat pengaruh tekanan air dan sudut .
Persamaan faktor aman Bishop ini lebih sulit pemakaiannya
dibandingkan dengan metode irisan lainnya. Lagipula, membutuhkan cara
coba-coba (trial and error), karena nilai faktor aman FS Nampak di kedua
sisi persamaannya. Akan tetapi, cara ini telah terbukti menghasilkan nilai
faktor keamanan yang mendekati hasil hitungan secara manual. Untuk
mempermudah perhitungan, dapat digunakan untuk menentukan nilai fungsi Mi,
dengan :
FS
xM i
ii
tantan1cos (2.64)
80
Penentuan Tegangan Air Pori
Untuk menentukan tegangan air pori pada dinding lereng, perlu
dipasang alat pengukur yang disebut „piezometer‟. Piezometer yang paling
sederhana ialah pipa yang dipasang di dalam lubang bor. Pipa tersebut
sebaiknya dibuat dari besi dengan diameter dalam sebesar 1 atau 2 cm. Pada
ujung bawah dari pipa tersebut dibuat banyak lubang kecil supaya air dapat
masuk, dan lubang bor disini diisi dengan pasir. Di atas pasir ini, lubang bor
ditutupi dengan lempung yang dipadatkan sampai benar-benar padat. Dengan
demikian air yang masuk pipa ini hanya berasal dari tanah di sekitar ujung
pipa saja, dan tinggi air di dalam pipa benar-benar menunjukkan tegangan
air pori pada ujung pipa. Pipa semacam ini dapat dipasang pada sejumlah
tempat dan dalam yang berlainan sehingga kita mendapat keterangan
lengkap mengenai keadaan tegangan air pori. Dengan flownet ini tegangan
air pori (u) dapat ditentukan pada setiap bagian dari bidang longsor. Misalnya
untuk mendapat nilai u pada titik pias 3 (titik B) kita membuat garis
„ekipotensial‟ dari titik B sampai titik A pada permukaan air freatis. Dengan
demikian nilai tegangan air pori (u) pada titik B = γw h.
Gambar 2.46. Penentuan tegangan air pori
Nilai banding tekanan pori (pore pressure ratio) didefinisikan sebagai :
h
u
W
ubru
dimana :
81
ru = Nilai banding tekanan pori
u = Tekanan air pori
b = Lebar irisan
= Berat volume tanah
h = Tinggi irisan rata-rata
2.6.6.9. Stabilitas Internal
Massa tanah bertulang dibagi menjadi dua daerah, zona aktif dan zona
penahan. Zona aktif berada tepat di belakang muka dinding. Pada daerah ini,
tanah cenderung bergerak menjauh dari tanah di belakangnya. Tegangan yang
berasal dari gerakan ini diarahkan keluar dari dinding, dan harus ditahan oleh
perkuatan. Gaya-gaya pada perkuatan dipindahkan ke zona penahan dimana
tegangan geser tanah dikerahkan di arah yang berlawanan untuk mencegah
tercabutnya perkuatan. Gambar 2.47. menunjukkan dua daerah yang berbeda.
Perkuatan menahan dua daerah yang berbeda ini bersama-sama sehingga
membentuk massa tanah yang menyatu.
Stabilitas internal adalah stabilitas massa tanah bertulang pembentuk
dinding penahan tanah bertulang terhadap pengaruh gaya-gaya yang
bekerja. Analisis stabilitas internal struktur tanah bertulang meliputi resiko-
resiko sebagai berikut : putusnya perkuatan dan tercabutnya perkuatan dari zona
penahan.
Gambar 2.47. Zona aktif dan zona penahan dinding penahan
82
2.6.6.9.1. Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Perkuatan
Perkuatan-perkuatan tidak boleh putus saat menahan tegangan-
tegangan yang dipindahkan oleh tanah ke perkuatan tersebut. Biasanya, faktor
keamanan terhadap putusnya perkuatan diambil sebesar 3.0. Faktor keamanan
terhadap putusnya perkuatan (FKos) dinyatakan dalam persamaan berikut :
ipendorong
all
OST
TFK (2.65)
vhi ST '
max (2.66)
Dimana :
Tall : tegangan yang dimiliki tiap geotekstil
Tpendorong i : tegangan tarik maksimum pada tiap geotekstil
i
h : tekanan lateral pada kedalaman tertentu
Sv : spasi pemasangan geotekstil
2.6.6.9.2. Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Perkuatan
Perkuatan-perkuatan harus cukup panjang, sehingga tanah pada zona
aktif yang akan longsor dapat ditahan oleh tahanan geser perkuatan yang
berada pada zona penahan. Gaya tahan perkuatan maksimum per meter lebar
yang dapat dihasilkan dari geser antara tanah dan perkuatan adalah:
ipendorong
ipenahan
POT
TFK (2.67)
tan2 ' haiipenahan LT (2.68)
Dimana :
Tpenahan i : tegangan penahan yang mencegah geotekstil tercabut dari
tanah yang menjepitnya
Tpendorong i : tegangan tarik maksimum pada tiap geotekstil
Lai : panjang geotekstil penahan (panjang zona angkur di belakang
bidang runtuh)
'
h : tekanan lateral pada kedalaman tertentu
: sudut friksi antara tanah dengan geotekstil
83
BAB III
METODE DESAIN
3.1. Umum
Perencanaan terhadap segala macam kegiatan mempunyai suatu cara atau
metode yang perlu diperhatikan untuk lebih mendekatkan pada tujuan dan sasaran
yang ingin dicapai. Sebelum melakukan proses mendesain sebuah dinding
penahan dengan perkuatan geotekstil, terlebih dahulu dilakukan proses observasi
awal tentang tanah. Hal ini dilakukan agar selanjutnya dapat ditentukan besarnya
tekanan tanah terhadap dinding penahan tanah. Selanjutnya setelah data tanah
diketahui, proses desain bisa dilakukan. Adapun metode yang digunakan dalam
mendesain yaitu metode Rankine. Setelah proses desain dari metode Rankine
selesai dikerjakan, selanjutnya diperlukan analisis untuk menghitung stabilitas
terhadap faktor-faktor penyebab kegagalannya, analisis itu disebut
stabilitas internal (internal stability) dan stabilitas eksternal (external
stability). Prosedur perhitungan desain untuk struktur dinding penahan bertulang
berupa perhitungan analisis stabilitas eksternal dan internal biasanya dilakukan
secara terpisah.
Untuk stabilitas internal, ada dua anggapan terhadap mekanisme
kegagalan:
1. Kegagalan akibat putusnya perkuatan, dirancang untuk memastikan
apakah penampang melintang perkuatan sudah memenuhi syarat.
2. Kegagalan akibat tercabutnya (pullout) perkuatan, dirancang untuk
memastikan apakah luasan permukaan dan panjang perkuatan sudah
memenuhi syarat.
Untuk stabilitas eksternal, ada empat anggapan mekanisme kegagalan
yang dianalisis:
1. Kegagalan geser dari penahan tanah.
2. Kegagalan guling dari penahan tanah.
3. Kegagalan daya dukung tanah.
4. Kegagalan stabilitas global.
84
3.2. Observasi Awal
Pengamatan yang dilakukan adalah kondisi lereng yang rentan
terhadap longsor. Penelitian ini berlokasi di Desa Songan, Kabupaten Bangli.
Untuk lebih rinci mengenai situasi di lapangan, dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Lokasi studi kasus
3.3. Pengumpulan Data
Data yang digunakan dalam menyelesaikan studi ini adalah data primer
berupa sampel tanah timbunan. Pengambilan tanah timbunan dilakukan di desa
Songan, Kabupaten Bangli, mengingat di daerah tersebut sering terjadi longsor.
Gambar 3.2. Pengambilan tanah sampel
Sebelum melakukan desain, terlebih dahulu harus diketahui nilai-nilai
berat volume k e r i n g t a n a h (γd), kohesi (c), sudut geser dalam tanah ( ).
85
Nilai-nilai c, ø, γ dapat ditentukan dari penyelidikan tanah di laboratorium
melalui tes pemadatan dan tes UCT.
3.4. Metode Pengumpulan Data
3.4.1. Pemeriksaan Berat Jenis Tanah
3.4.1.1. Tujuan
Untuk menentukan berat jenis tanah.
3.4.1.2. Benda Uji
Contoh tanah yang digunakan untuk pemeriksaan secara duplo (dua
percobaan yang terpisah).
3.4.1.3. Peralatan
a) Piknometer.
b) Timbangan.
c) Air.
d) Alat pemanas (kompor).
e) Oven.
f) Cawan porselen (mortas) dengan pestel (penumbuk berkepala karet
untuk menghancurkan gumpalan tanah menjadi butir – butir halus).
(ambil fotonya).
3.4.1.4. Pelaksanaan
a) Piknometer dibersihkan luar dalam dan dikeringkan, kemudian
ditimbang (= W1).
b) Contoh tanah tersebut dihancurkan dalam cawan porselen dengan
menggunakan pestel, kemudian dikeringkan dalam oven. Ambil tanah
kering dari oven dan langsung didinginkan dalam desikator, setelah
dingin dimasukkan kedalam piknometer sebanyak ± 10 gram.
Piknometer dengan tutupnya yang berisi tanah ditimbang (= W2).
c) Isikan piknometer tersebut dengan air sehingga tanah terendam
sepenuhnya dan didiamkan ± 2 – 10 jam.
d) Setelah langkah diatas, air destilasi ditambah 1/2 sampai 2/3
piknometer. Udara yang terperangkap diantara butiran tanah harus
86
dihilangkan dengan cara merebus piknometer kira-kira selama 10
menit, kemudian didinginkan kembali.
e) Setelah dingin air destilasi ditambahkan lagi hingga piknometer penuh
lalu ditutup. Bagian luarnya dikeringkan dengan kain kering.
Kemudian piknometer, air dan tanah ditimbang (= W3) dan suhunya
diukur.
f) Setelah selesai, piknometer dikosongkan dan dibersihkan kemudian
diisi penuh dengan air destilasi bebas udara. Bagian luarnya
dikeringkan dengan kain, lalu ditimbang (= W4).
3.4.1.5. Perhitungan
Setelah seluruh tahapan kegiatan di atas selesai dilakukan dan data-data
yang diperlukan diperoleh, maka spesific gravity/ berat jenis dapat dihitung
dengan rumus sebagai berikut :
Gs = Air Volume Berat
ButirTanahButir Volume Berat
= )WW()WW(
)WW(
4312
12
3.4.2. Pemadatan Tanah (Soil Compaction)
3.4.2.1. Tujuan :
1. Untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah apabila
dipadatkan dengan dengan tenaga tertentu (dalam hal ini digunakan cara
Standar Proctor)
2. Untuk menentukan berat volume kering maximum ( γd max ) dan kadar air
optimum (Wopt) dari suatu contoh tanah.
3.4.2.2. Peralatan
a. Cetakan besi yang berbentuk silinder. Silinder ini terdiri dari silinder
utama dan silinder sambungan yang dapat dilepas dan pelat alas yag dapat
dilepas pula.
b. Penumbuk, digunakan penumbuk tangan.
c. Alat untuk mengeluarkan contoh tanah dari silinder.
87
d. Timbangan dengan ketelitian 0,001 gram.
e. Lengser besar (large flat-pan).
f. Penggaris dengan pinggiran lurus atau pisau.
g. Ayakan no. 4
h. Cawan.
i. Oven.
3.4.2.3. Pelaksanaan
Persiapan Benda Uji :
a. Contoh tanah yang telah diangin-anginkan diambil sebanyak 15 kg.
Kemudian semua gumpalan-gumpalan tanah dipecahkan.
b. Tanah tersebut diayak dengan ayakan no. 4. Lalu semua tanah yang telah
lolos ayakan no. 4 dikumpulkan dalam lengser besar.
c. Karena akan dilakukan 5 kali percobaan, maka disediakan lima benda uji
dengan berat masing-masing 2,5 kg.
d. Pada tiap benda uji ditambahkan air, lalu dicampur dengan rata. Dan
diperoleh benda uji dengan kadar air berbeda-beda.
Persiapan Alat :
a. Alat silinder pemadatan (Silinder utama) dibersihkan dan ditimbang
beratnya.
b. Plat alas dan silinder dipasang. Pada saat penumbukan silinder dipasang
ditempat yang kokoh.
Pemadatan :
a. Tanah lembab yang telah disiapkan dimasukkan kedalam cetakan dalam
tiga lapis yang kira sama tebalnya. Tiap lapis harus dipadatkan secara
merata dengan standard proctor test harmer sebanyak 25 kali (tanah yang
diletakkan pada lapisan teratas harus lebih tinggi daripada cetakan).
Silinder perpanjangan yang disambung pada bagian atas cetakan
dilepaskan. Pelepasan silinder harus hati-hati, agar tidak merusak tanah
yang sudah dipadatkan dalam silinder.
b. Dengan menggunakan penggaris besi atau pisau, kelebihan tanah dipotong
di atas cetakan tersebut.
88
c. Berat dari silinder dan tanah yang telah dipadatkan ditimbang.
d. Tanah dari cetakan dikeluarkan, kemudian sedikit contoh tanah diambil
lalu ditimbang bersama dengan cawan timbang (M2) lalu oven selama 16-
24 jam. Kemudian kadar airnya ditentukan.
e. Hal yang sama dilakukan pada tiap benda uji ( 5 kali percobaan ), sehingga
diperoleh 5 data.
3.4.2.4. Perhitungan :
Berat Volume tanah lembab dari tiap-tiap test :
γ = V
A
CetakanVolume
PadatTanahBerat
Berat Volume kering dari tiap-tiap test :
γd = W1
wGs
wGszav
1
Gsw
wzav
1
Keterangan :
zav = Berat volume saat kadar udara nol
Gs = Berat spesifik butiran padat tanah
w = Berat volume air
w = Kadar air
3.4.3. Pemeriksaan Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)
3.4.3.1. Tujuan :
89
1. Untuk menentukan nilai kekuatan tanah tersebut dalam keadaan bebas
sampai mencapai keruntuhan. Kuat tekan bebas adalah besarnya tekanan
aksial yang diperlukan untuk menekan suatu silinder tanah sampai pecah.
2. Untuk menentukan besarnya sudut geser dalam sampel tanah.
3. Untuk menentukan besarnya kohesi sampel tanah.
3.4.3.2. Benda Uji :
Sampel tanah disturb yang dicampur dengan kadar air optimum
kemudian dilakukan pemadatan pada cetakan dengan diameter 5 cm dan tinggi
10 cm. Berat tanah sampel yang diperlukan untuk dimasukkan ke cetakan
merupakan hasil kali antara berat volume yang didapat pada tes pemadatan
dengan volume cetakan. Diameter minimum benda uji adalah 3,30 cm. Apabila
diameter benda uji 7,0 cm, butir tanah terbesar diijinkan adalah 1/10 kali
diameter benda uji, sedangkan bila diameter benda uji lebih besar dari 7,10
cm, butir tanah terbesar yang diijinkan adalah 1/6 kali diameter benda uji.
3.4.3.3. Peralatan :
1. Alat pengeluar contoh tanah
2. Unconfined Compression Test
3. Tabung cetak belah
4. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram.
5. Pisau tipis dan tajam
6. Mistar ukur
7. Oven
3.4.3.4. Pelaksanaan :
Persiapan benda uji :
a. Contoh tanah dikeluarkan dengan alat pengeluar, kemudian cetakan
diolesi tipis dengan pelumas. Setelah itu contoh tanah dimasukkan ke
cetakan belah, benda uji dipotong rata bagian atas dan bawahnya,
kemudian cetakan dibuka.
b. Ukuran contoh tanah asli bisa disesuaikan dengan diameter silinder
benda uji yang diinginkan.
Pembebanan :
90
a. Benda uji diletakkan pada alat tekan, berdiri vertikal dan sentris pada
pelat dasar alat.
b. Alat tekan diatur, sehingga pelat atas menyentuh benda uji tegangan
pada pembacaan nol.
c. Alat tersebut dikerjakan dengan kecepatan 0,5 – 20 % terhadap tinggi
benda uji permenitnya. Pembacaan arloji pengukur dicatat setiap 30
detik.
d. Pembebanan dihentikan apabila telah tampak keretakan pada benda uji.
e. Perubahan bentuk benda uji dicatat dan disket/digambar sudut
keretakannya (α).
f. Pelaksanaan pemeriksaan ini harus secepatnya, agar kadar air tidak
berubah karena penguapan.
3.4.3.5. Perhitungan :
a. Luas penampang contoh tanah dikoreksi dengan rumus :
A = 1
A0
Dimana :
A0 = Luas contoh tanah mula-mula (cm2)
1 – ε = Koreksi
b. Beban (P) dihitung dengan rumus :
P = γ . χ
Dimana :
γ = Kalibrasi alat (1,19 kg/cm2)
χ = Beban pembacaan arloji
c. Dari sudut keretakan (α), dapat dihitung sudut geser dalam (Φ) dengan
rumus: Φ = 2 (α – 45o).
91
3.5. Langkah-Langkah Desain
Ada metode desain yang dapat digunakan untuk mendesain sebuah
dinding penahan tanah jenis MSE dengan perkuatan geotekstil. Metode
tersebut yaitu metode Rankine (Single Wedge). Adapun langkah-langkahnya
sebagai berikut :
1. Menghitung spasi antar lapisan geosintetik
FS
TS
h
all
v
.'
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geometrik
Tall : tegangan izin
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
2. Menghitung tegangan izin (Tall)
BDCDCRID
ultallFSFSFSFS
TT1
Dimana :
Tult : tegangan tarik batas geosintetik
FSID : faktor parsial kerusakan instalasi saat konstruksi
FSCR : faktor parsial akibat rangkak (creep)
FSCD : faktor parsial akibat degradasi kimia
FSBD : faktor parsial akibat degradasi biologi
3. Menghitung tegangan lateral tanah tanpa mempertimbangkan muka
air tanah ('
h )
92
hlhqhsh '
Dimana :
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu akibat berat
tanah sendiri dan beban luar
4. Menghitung tegangan lateral tanah dengan mempertimbangkan muka
air tanah ( '
h )
hwhshqhshlhqh 2111
'
Dimana :
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
1hq : tekanan lateral akibat beban luar (beban merata)
hl : tekanan lateral akibat beban hidup
1hs : tekanan lateral akibat beban tanah diatas muka air
2hq : tekanan lateral akibat beban tanah diatasnya
hs : tekanan lateral akibat beban tanah dibawah muka air
hw : tekanan lateral akibat pengaruh air tanah
5. Menghitung panjang penjangkaran ditambah panjang nonacting (L)
RE LLL
Dimana :
LE : embedment length / panjang penjangkaran
LR : nonacting lengths / panjang nonacting
245tan)(
zHLR
Dimana :
H : tinggi dinding penahan tanah
z : kedalaman titik yang ditinjau dari permukaan tanah
93
: sudut geser tanah
tan.2 zc
FSSL hv
E
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geosintetik
h : total tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
c : kohesi tanah
: berat volume tanah
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
6. Menghitung panjang overlap (Lo)
tan.4
.. '
zc
FSSL hv
o
Dimana :
Sv : spasi antar lapisan geosintetik
'
h : tekanan lateral tanah pada kedalaman tertentu
FS : faktor keamanan (1,3 – 1,5)
c : kohesi tanah
: berat volume tanah
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
7. Menghitung tekanan aktif tanah (Pa)
aa KHP ...5,0 2
Dimana :
Pa : tekanan aktif tanah
: berat volume tanah
H : tinggi dinding penahan tanah
Ka : koefisien tekanan aktif tanah, )2
45(tan2 aK
8. Mengecek Stabilitas Eksternal
Stabilitas eksternal pada dinding penahan tanah bergantung pada
94
kemampuan massa tanah bertulang untuk menahan beban-beban dari luar
(eksternal), termasuk tekanan tanah lateral dari tanah bertulang di belakang
dinding penahan dan beban yang akan bekerja di atas dinding penahan
(jika ada), tanpa adanya satupun kegagalan dari mekanisme-mekanisme
berikut: kegagalan akibat pergeseran sepanjang dasar dinding atau
sepanjang semua plane di atas dasar dinding, penggulingan di sekitar kaki
dinding penahan, kegagalan akibat daya dukung tanah pondasi, serta kegagalan
stabilitas lereng global.
Metode yang biasa dipakai di mekanika tanah dan teknik pondasi
dipakai untuk mengevaluasi faktor keamanan melawan mekanisme-mekanisme
kegagalan di atas, antara lain sebagai berikut :
8.1. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser
Kuat geser material timbunan dan tanah pondasi harus cukup lebih
besar untuk menahan tegangan horisontal akibat beban hidup yang dikenakan
pada massa tanah bertulang. Faktor keamanan untuk dinding penahan agar
dapat menahan kegagalan geser biasanya diambil sebesar 1.5 bagi sebagian
besar perancang dinding penahan tanah.
5,1tan.
a
e
geserP
QLcFK
Dimana :
c : kohesi tanah
LE : panjang penjangkaran geosintetik
Q : gaya karena beban tanah sendiri ( HLQ E )
: berat volume tanah
Pa : tekanan yang menyebabkan gaya geser
: sudut friksi antara tanah dengan geosintetik
8.2. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Guling
Para engineer desain biasanya akan memakai FS setidaknya sebesar
2.0 untuk kegagalan guling dinding penahan bertulang. Jumlah momen
penahan (Resisting Moment) dibagi dengan jumlah momen penyebab guling
95
(Driving Moment), nilainya harus lebih besar dari FS.
2.
.
adP
arQFS
a
guling
Dimana :
Q :gaya karena beban tanah sendiri ( HLQ E)
H : tinggi dinding penahan tanah
: berat volume tanah
ar : 0,5 L
Pa : tekanan yang menyebabkan gaya geser
ad : 3
1H
8.3. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Daya Dukung Tanah Dasar
Daya dukung tanah dasar harus dicek untuk memastikan apakah beban
vertikal yang bekerja akibat berat dinding dan surcharge tidak berlebihan. Faktor
Keamanan (FS) yang biasanya dipakai untuk tipe kegagalan ini adalah 2.0. Faktor
Keamanan ini lebih rendah dari yang dipakai untuk dinding penahan
konvensional karena sifat fleksibel yang dimiliki oleh dinding penahan
bertulang dan kemampuannya untuk berfungsi maksimal bahkan setelah
menerima differential settlement (penurunan tak seragam) yang cukup besar.
Daya dukung ultimit tanah dasar dapat dihitung dengan menggunakan
Metode Vesic. Persamaan daya dukung Vesic yang selengkapnya
memasukkan pengaruh-pengaruh seperti kedalaman, bentuk pondasi,
kemiringan dan eksentrisitas beban, kemiringan dasar dan kemiringan
permukaan.
3tan q
qFK ult
pondasiah
Dimana :
ultq :daya dukung tanah ( NBNqNcq qcult ...5,0.. )
Q : berat tanah
c : kohesi tanah
96
: berat volume tanah
B : lebar dasar pondasi yang kontak dengan tanah
Nc : koefisien daya dukung untuk kohesi
Nq : koefisien daya dukung untuk berat tanah (beban)
N : koefisien daya dukung untuk berat volume tanah
8.4. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Stabilitas Global
0,2tantan
D
g
perkuanonperkuaM
MFSFS
ni
i
ii
ii
ni
i
uii
perkuanon
W
FrWbc
FS
1
1
tan
sin
/'tantan1cos
1'tan1.
Dimana :
c = kohesi tanah dalam kondisi tegangan aktif
b = lebar irisan arah dasar
ru = Nilai banding tekanan pori
W = berat setiap pias tanah
u = tekanan air pori
I = sudut geser dalam tanah
‟ = sudut antara garis vertikal dan jari-jari R
(tanda negatif di sebelah kiri dan positif di sebelah kanan)
9. Menghitung Stabilitas Internal
Massa tanah bertulang dibagi menjadi dua daerah, zona aktif dan zona
penahan. Zona aktif berada tepat di belakang muka dinding. Analisis stabilitas
internal struktur tanah bertulang meliputi resiko-resiko sebagai berikut :
putusnya tulangan dan tercabutnya tulangan dari zona penahan.
9.1. Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Tulangan
Tulangan-tulangan tidak boleh putus saat menahan tegangan-tegangan
97
yang dipindahkan oleh tanah ke tulangan tersebut.
ipendorong
all
OST
TFK
vhi ST '
max
Dimana :
Tall : tegangan izin yang dimiliki tiap geosintetik
Tpendorong i : tegangan tarik maksimum pada tiap geosintetik
i
h : tekanan lateral pada kedalaman tertentu
Sv : spasi pemasangan geosintetik
9.2. Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Tulangan
Tulangan-tulangan harus cukup panjang, sehingga tanah pada zona
aktif yang akan longsor dapat ditahan oleh tahanan geser tulangan yang
berada pada zona penahan.
ipendorong
ipenahan
POT
TFK
tan2 ' haiipenahan LT
Dimana :
Tpenahan i : tegangan penahan yang mencegah geotekstil tercabut dari
tanah yang menjepitnya
Tpendorong i : tegangan tarik maksimum pada tiap geosintetik
Lai : panjang geotekstil penahan (panjang zona angkur di belakang
bidang runtuh)
'
h : tekanan lateral pada kedalaman tertentu
: sudut geser tanah
98
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN DESAIN
4.1. Umum
Dinding penahan tanah konvensional (sistem gravitasi dan kantilever)
yang terbuat dari mansory dan beton yang menahan tekanan tanah lateral dengan
massanya yang besar. Dinding tersebut bekerja sebagai unit kaku dan telah
digunakan secara luas selama bertahun-tahun. Meskipun demikian, sejak tahun
1980an dikenalkan jenis penahan tanah baru dengan menggunakan geotekstil.
Geotekstil ini selain berfungsi untuk perkuatan lereng, digunakan juga untuk
menahan geser antara tanah timbunan dan material geotekstil itu sendiri.
Perkuatan dinding penahan tanah sudah dijelaskan pada Bab II. Untuk
selanjutnya, pada bab ini akan dibahas mengenai analisis dan desain penahan
tanah, yang diperkuat dengan geotekstil. Desain penahan tanah yang diperkuat
dengan geotekstil sudah banyak dilakukan. Sejumlah pendekatan desain telah
dibuat, dan yang paling umum digunakan adalah pendekatan desain berbasis
analisis kesetimbangan batas.
4.2. Komponen Utama Penahan Tanah
Dinding penahan tanah yang diperkuat dengan geotekstil terdiri dari
lapisan-lapisan geotekstil yang berfungsi sebagai elemen penguat di dalam
timbunan. Elemen ini membantu melawan tekanan tanah lateral.
Tiga komponen dasar penahan tanah adalah:
1. Material timbunan, yang merupakan tanah berbutir,
2. Lapisan perkuatan, yang dalam hal ini adalah lapisan geotekstil.
4.2.1. Material timbunan
Apabila lapisan geotekstil yang digunakan sebagai perkuatan, maka tanah
kohesif dapat pula digunakan sebagai material timbunan. Tabel 4.1. berikut
memberikan panduan dalam memilih material timbunan yang sesuai dengan
menggunakan dua parameter dasar, yaitu sudut geser ( ‟), kuat geser saat
dipadatkan serta dalam kondisi jenuh (c).
99
Tabel 4.1. Tanah timbunan untuk dinding penahan tanah
Sudut geser
(derajat)
Kuat geser saat
dipadatkan
Keterangan
37-42 Sangat baik hingga baik Direkomendasikan sebagai
material timbunan
25-36 Baik hingga cukup baik Direkomendasikan sebagai
material timbunan dengan
kriteria tambahan
- Buruk Umumnya tidak
direkomendasikan untuk
material timbunan Sumber : Shukla, et.al. (2006)
Berdasarkan hasil penelitian pada laboratorium, didapatkan hasil sudut
geser sebesar 28o, hal ini berarti tanah sampel dapat digunakan sebagai tanah
timbunan.
4.2.2. Lapisan perkuatan
Geotekstil teranyam (woven geotextiles) dengan modulus elastisitas yang
tinggi pada umumnya digunakan sebagai elemen perkuatan tanah. Akibat fungsi
perkuatannya yang permanen, geotekstil tersebut harus memiliki durabilitas yang
cukup tinggi. Perlu diingat bahwa transfer beban jangka panjang pada tanah yang
diperkuat dengan geotekstil sangat tergantung kepada durabilitas dan karakteristik
rangkak (creep) dari geotekstil tersebut.
Pada penelitian ini, digunakan geotextiles woven polypropylene. Adapun
nama produknya adalah BW-250.
Gambar 4.1. Geotekstil yang digunaka
100
Pemilihan geotekstil BW-250 karena mempunyai wide width tensile
strength lebih besar dibandingkan tipe lainnya, misalnya GW-150 dimana tensile
strength dari GW-150 sebesar 25 kN/m. Berikut data geotekstil akan dipaparkan
pada tabel berikut ini.
Tabel 4.2. Data perbandingan spesifikasi sifat geotekstil yang digunakan
Sumber : www.permathene.com (2010)
4.3. Pemilihan Sifat Teknis
4.3.1. Tanah Dasar
Seperti halnya lereng yang diperkuat, pemilihan tanah dasar untuk dinding
penahan tanah yang diperkuat dengan geotekstil sebaiknya difokuskan pada
penentuan daya dukung, potensi penurunan, dan posisi muka air tanah. Pemilihan
sifat-sifat teknis tanah dasar harus difokuskan untuk penentuan daya dukung,
potensi penurunan, dan posisi muka air tanah. Penentuan kapasitas daya dukung
membutuhkan parameter kohesi (c), sudut geser ( ) dan berat isi ( ) tanah.
Sifat
Mekanik
Standar yang digunakan Satuan
BW-250
Tipe
polimer
ASTM D 1777 PP
Massa/luas ASTM D 5261, AS 3706-1 g/m2 235
Ketebalan ASTM D 5199, AS 3706-1 mm 0,70
Grab
Tensile Strength
ASTM D 4632, AS 2001.2.3 B N 1555 x 1555
Elongation ASTM D 4632, AS 2001.2.3 B % 20 x 20
Wide
Width Tensile
Strength
ASTM D 4595, AS 3706-2 kN/m 55 55
Wide
Width Elongation
ASTM D 4595, AS 3706-2 % 14 x 12
Trapezoida
l Tear
ASTM D 4533 N 645 x 645
101
Pada penelitian ini, data teknis tanah dasar dianggap sama dengan tanah
timbunan yang diperkuat. Hal ini karena tanah timbunan yang diperkuat
merupakan hasil kelongsoran dari lereng, sehingga menjadi tanah dasar.
Adapun data-data kohesi (c), sudut geser ( ) dan berat isi ( ) tanah yang
didapatkan pada laboratorium yang merupakan data primer pada penelitian ini
yaitu :
c= 8420 N/m2
= 28o
=1,612 gr/cm3
4.3.2. Tanah Timbunan yang Diperkuat
Seluruh material timbunan harus bebas dari material organik atau material
perusak lainnya. Tanah harus dipadatkan hingga mencapai 95% berat isi kering
( d) pada kadar air optimum wopt = 2%. Spesifikasi pemadatan harus
mencantumkan tebal penghamparan dan rentang kadar air yang diijinkan terhadap
kadar air optimum. Cara pemadatan berbeda untuk daerah di dekat penutup muka
(sekitar 1,5 sampai 2,0 m). Alat pemadat yang lebih ringan digunakan untuk
pemadatan timbunan di dekat muka dinding. Hal ini bertujuan untuk mencegah
timbulnya tegangan lateral yang tinggi serta mencegah bergeraknya panel penutup
permukaan. Karena penggunaan alat pemadat yang lebih ringan maka disarankan
untuk menggunakan bahan timbunan dengan kualitas lebih baik dari segi friksi
dan drainase seperti batu pecah di dekat muka dinding.
Tabel 4.3. Beberapa kisaran nilai sifat-sifat indeks dan mekanis tanah
Indeks
Plastisitas
Berat Isi
(kN/m3)
Berat Isi
Kering Max
(kN/m3)
c (KPa) (o)
Pasir Halus
sampai Kasar
- 19-20 19 - 35-40
Pasir sedikit
kelempungan
- 18-19 18 - 27-32,5
Tanah
Lempung
30-50 16-17,5 14 10-25 20-40
Sumber : Shukla, et.al. (2006)
102
Berdasarkan tabel diatas, data primer yang tercantum pada tanah dasar
memenuhi syarat sifat-sifat indeks dan mekanis dari tanah lempung.
4.3.3. Tanah Timbunan yang Ditahan
Tanah timbunan yang ditahan adalah material timbunan yang terletak
dibelakang zona tanah yang distabilisasi secara mekanis. Sifat penting yang
dibutuhkan adalah kuat geser dan berat isi tanah. Kohesi dan sudut geser serta
berat isi ditentukan melalui uji UCT pada laboratorium. Apabila contoh tanah tak
terganggu tidak dapat diperoleh, maka sudut geser dapat diperoleh dari pengujian
lapangan ataupun korelasi dengan hasil uji indeks. Parameter kuat geser ini
digunakan untuk menentukan nilai tekanan tanah aktif (Ka).
4.3.4. Sifat-sifat Kekuatan Geotekstil
Sifat-sifat kekuatan geotekstil ditentukan oleh faktor lingkungan seperti
rangkak, kerusakan saat instalasi, penuaan, suhu dan tegangan pengekang
(confining stress). Kuat geser ijin jangka panjang geotekstil harus ditentukan
melalui pertimbangan menyeluruh terhadap elongasi ijin, potensi rangkak dan
seluruh potensi mekanisme degradasi kekuatan.
Secara umum, produk-produk poliester (PET) peka terhadap penurunan
kekuatan akibat penuaan karena hidrolisis (ketersediaan air) dan temperatur
tinggi. Produk-produk poliolefin (PP dan HDPE) peka terhadap kehilangan
kekuatan akibat penuaan karena oksidasi (kontak dengan oksigen) dan atau
temperatur tinggi. Oksidasi geotekstil dalam tanah dapat terjadi dengan laju yang
hampir sama dibandingkan dengan geotekstil yang berada di atas tanah.
Walaupun sebagian besar perkuatan geotekstil dikubur dalam tanah,
stabilitas geotekstil terhadap ultraviolet selama masa konstruksi harus tetap
diperhatikan. Jika geotekstil digunakan pada lokasi yang terpapar ultraviolet
(misalnya untuk membungkus dinding atau bagian muka lereng), maka geotekstil
sebaiknya dilindungi dengan bahan pelindung atau unit-unit penutup untuk
mencegah kerusakan. Penutupan dengan tanaman dapat dilakukan jika
menggunakan geotekstil anyaman terbuka atau geogrid.
103
Kerusakan saat penanganan dan konstruksi, seperti akibat abrasi dan aus,
coblos dan robek atau gores, serta retak dapat terjadi pada grid polimer yang
getas. Jenis-jenis kerusakan ini dapat dihindari dengan perlakuan yang hati-hati
selama penanganan dan konstruksi. Alat berat dengan roda rantai baja (track)
tidak diperbolehkan melintas langsung di atas geotekstil.
Kerusakan saat penimbunan merupakan fungsi dari beban yang
ditimpakan pada geotekstil selama masa konstruksi serta ukuran dan kebundaran
(angularity) bahan timbunan. Untuk lereng tanah yang diperkuat, penggunaan
geotekstil bermassa rendah dan kekuatan rendah sebaiknya dihindari untuk
meminimalkan kerusakan yang menyebabkan berkurangnya kekuatan geotekstil.
Kuat tarik jangka panjang geotekstil harus ditentukan berdasarkan pendekatan
faktor keamanan parsial. Faktor reduksi digunakan untuk menghitung kekuatan
geotekstil meliputi faktor kerusakan pada saat instalasi, faktor rangkak serta
kondisi biologi dan kimia. Data variasi faktor parsial pada tipe-tipe area aplikasi
dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4. Variasi faktor parsial pada tipe-tipe area aplikasi
Tipe Area Aplikasi
Variasi Faktor Parsial
Kerusakan Rangkak
Degradasi Degradasi
Instalasi Kimia Biologi
Separation 1,1 - 2,5 1,5 - 2,5 1,0 - 1,5 1,0 - 1,2
Cushioning 1,1 - 2,0 1,2 - 1,5 1,0 - 2,0 1,0 - 1,2
Unpaved roads 1,1 - 2,0 1,5 - 2,5 1,0 - 1,5 1,0 - 1,2
Walls 1,1 - 2,0 2,0 - 4,0 1,0 - 1,5 1,0 - 1,3
Enbankment 1,1 - 2,0 2,0 - 3,5 1,0 - 1,5 1,0 - 1,3
Bearing capacity 1,1 - 2,0 2,0 - 4,0 1,0 - 1,5 1,0 - 1,3
Slope stabilization 1,1 - 1,5 2,0 - 3,0 1,0 - 1,5 1,0 - 1,3
Pavement overlays 1,1 - 1,5 1,0 - 2,0 1,0 - 1,5 1,0 - 1,1
Railroads 1,5 - 3,0 1,0 - 1,5 1,0 - 2,0 1,0 - 1,2
Flexible forms 1,1 - 1,5 1,5 - 3,0 1,0 - 1,5 1,0 - 1,1
Silt fences 1,1 - 1,5 1,5 - 2,5 1,0 - 1,5 1,0 - 1,1
Sumber: Koerner (1994)
Pada penahan tanah digunakan katerogi walls. Pada penelitian ini, faktor
reduksi karena kerusakan pada saat instalasi ditentukan sebesar 1,20, faktor
104
rangkak sebesar 2,50, faktor kondisi biologi sebesar 1,20, dan faktor kimia sebesar
1,20.
4.4. Interaksi Tanah Dan Geotekstil
Koefisien interaksi tanah dengan geotekstil atau disebut kemampuan cabut
harus dipertimbangkan dalam perencanaan meliputi koefisien cabut dan koefisien
gesekan antar bidang permukaan.
Gesekan antar permukaan
Gesekan antar permukaan geotekstil dan tanah timbunan seringkali lebih
rendah daripada sudut geser tanah, sehingga dapat membentuk bidang gelincir.
koefisien gesekan antar permukaan ditentukan dengan persamaan 2/3 tan untuk
geotekstil, geogrid dan drainase komposit tipe geonet.
Perhitungan gesekan antar permukaan dapat dihitung sebagai berikut :
28tan3
2tan
3
2 355,0
4.5. Konsep Dasar Analisis
Analisis kesetimbangan batas memiliki tiga konsep dasar.
1. Analisis stabilitas internal atau disebut juga analisis stabilitas lokal. Analisis
ini mengasumsikan penggunaan bidang keruntuhan Rankine, dengan
mempertimbangkan kemungkinan model keruntuhan massa tanah yang
diperkuat dengan geotekstil. Model-model keruntuhan tersebut adalah:
geosynthetic rupture, tercabutnya (pullout) geotekstil, kegagalan koneksi
(dan/atau elemen penutup muka) dan rangkak. Analisis ini terutama
difokuskan kepada penentuan tahanan tarik dan rangkak geotekstil, panjang
geosinteti dan keutuhan elemen penutup muka.
2. Analisis stabilitas eksternal atau disebut juga analisis stabilitas global. Analisis
ini dilakukan untuk mengecek gelincir (sliding), guling (overturning) pada
titik resultan gaya, keruntuhan daya dukung dan keruntuhan keseluruhan
lereng (deep seated slope failure).
105
4.6. Perencanaan Desain
Dirancang sebuah desain penahan tanah dengan menggunakan perkuatan
geotekstil. Desain penahan tanah dibuat setinggi lereng yang terletak pada daerah
Jalan Raya Bedugul-Singaraja, Desa Pancasari, Kecamatan Sukasada, Kabupaten
Buleleng, dimana tinggi lereng adalah 3,60 meter. Perancangan tanpa dan dengan
memasukkan air tanah, dimana direncanakan tinggi muka air tanah setinggi 1,70
meter. Direncanakan penahan tanah mampu menahan beban mati sebesar 5000
N/m2 serta beban hidup berupa beban orang dewasa sebesar 800 N/m
2. Tanah
yang dipakai merupakan tanah timbunan setempat dimana sampel tanahnya telah
diteliti di laboratorium. hasil dari pengujian tanah di laboratorium mendapatkan
data-data yang merupakan data primer dari penelitian ini yaitu tanah, kohesi
(c), dan sudut geser ( ) tanah. Nilai dari tanah = 16,120 kN/m3, tanah =
28o, dan kohesi (c) = 8,42 kN/m
2. Kekuatan tarik dari geotekstil woven tipe BW-
250 yang digunakan adalah 55 kN/m.
Dari data primer yang diperoleh dari kegiatan di laboratorium yaitu
tanah, dapat dihitung koefisien tanah aktif sebagai berikut.
4.6.1. Koefisien Tanah Aktif (Ka)
Ka = )2
45(tan2
361,0
)2
2845(tan2
Setelah diperoleh nilai Ka, langkah berikutnya yaitu menghitung
tegangan izin dari geotekstil, dimana nilai BDCDCRID FSFSFSFS ,,, diperoleh
pada tabel 4.4. Hasil perhitungan Tall dijelaskan sebagai berikut.
4.6.2. Menghitung Tegangan Izin (Tall)
BDCDCRID
ultallFSFSFSFS
TT1
mN /16700
2,12,15,22,1
155000
Faktor parsial seperti kerusakan instalasi, rangkak, degradasi kimia,
serta degradasi biologi sangat mempengaruhi hasil dari tegangan izin dari
106
geotekstil ini. Terbukti dengan kekuatan tarik geotekstil woven tipe BW-250
yang digunakan (Tult) adalah 55 kN/m, setelah dibagi dengan factor parsial, hanya
diperoleh tegangan izin sebesar 16,70 kN/m. Semakin banyak jenis factor parsial
yang digunakan, semakin kecil tegangan izin dari geotekstil tersebut.
Nilai dari tegangan izin dari geotekstil (Tall) ini nantinya akan dipakai pada
perhitungan tinggi spasi antar lapisan geotekstil (Sv).
4.6.3. Perencanaan tanpa Mempertimbangkan Air Tanah
Perencanaan ini mencakup perhitungan tegangan lateral dan spasi antar
lapisan geotekstil tidak terdapat pengaruh air tanah di dalamnya, hanya
dipengaruhi oleh beban merata, beban terpusat, dan beban tanah. Tujuan
perencanaan ini adalah untuk membandingkan seberapa besar perbedaan jika
direncanakan penahan tanah dengan atau tanpa pengaruh air tanah.
Pada akhir perhitungan tegangan lateral tanah, nantinya akan ditarik
beberapa kesimpulan mengenai seberapa besar pengaruh air tanah dalam
perencanaan desain penahan tanah ini.
4.6.3.1. Perhitungan Tegangan Lateral Tanah ( '
h )
0.70
0.70
0.60
0.60
0.50
0.50
3.60 m
Titik yang Ditinjau
+ + =
q
X
Gambar 4.2. Konsep diagram tegangan lateral tanah
hs
hq
hl
h
107
hlhqhsh '
zKahs '
2/32,5819
361,016120
mNz
z
qKahq '
2/1805
5000361,0
mN
5
2'
R
zxPhl
2
5
2
/909,74
12,2
2800
mNz
z
hlhqhsh '
2
2
/180523,5894
/909,74180532,5819
mNz
mNzz
Setelah mendapatkan persamaan tegangan lateral tanah, selanjutnya
substitusikan persamaan 180523,5894 z untuk menghitung spasi antar lapisan
geotekstil dengan rumus di bawah ini.
FS
TS
h
allv
'
4,1)180523,5894(
16700
z
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,60 m di kedalaman z =
3,60 m
4,1)180523,5894(
16700
zSv
108
)(587,0
4,1]1805)60,3(23,5894[
16700
OKTIDAKm
Berarti Sv = 0,60 m tidak dapat dipasang pada kedalaman 3,60 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,50 m di kedalaman z = 3,10 m
4,1)180523,5894(
16700
zSv
)(594,0
4,1]1805)10,3(23,5894[
16700
OKm
Berarti Sv = 0,50 m dapat dipasang pada kedalaman 3,10 m dan 3,60 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,60 m di kedalaman z = 2,60 m
4,1)180523,5894(
16700
zSv
)(671,0
4,1]1805)60,2(23,5894[
16700
OKm
Berarti Sv = 0,60 m dapat dipasang pada kedalaman 2,60 m dan 2,00 m
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,70 m di kedalaman z = 1,40 m
4,1)180523,5894(
16700
zSv
)(865,0
4,1]1805)40,1(23,5894[
16700
OKm
Berarti Sv = 0,70 m dapat dipasang pada kedalaman 1,40 m dan 0,70 m.
109
Hasil perhitungan Sv dapat digambarkan menjadi gambar 4.3.
0.70
0.70
0.60
0.60
0.50
0.50
3.60 m
Gambar 4.3. Spasi antar geotekstil (Sv)
Setelah diperoleh spasi antar geotekstil, langkah selanjutnya yaitu
menghitung ulang tegangan lateral tanah ( '
h ) per kedalaman z.
Ditinjau z = 0,70 m. Posisi z ditunjukkan pada gambar 4.4.
0.70
0.70
0.60
0.60
0.50
3.20 m
z = 0,70 m
q
X
0.50
Gambar 4.4. Tegangan lateral tanah pada kedalaman z = 0,70 m
110
hlhqhsh '
zKahs '
2/32,5819
361,016120
mNz
z
qKahq '
2/1805
5000361,0
mN
5
2'
R
zxPhl
2
5
2
/909,74
12,2
2800
mNz
z
hlhqhsh '
2
2
2
/96,5930
1805)7,0(23,5894
/180523,5894
/909,74180532,5819
mN
mNz
mNzz
Perhitungan pada lapisan lainnya telah dibahas pada lampiran B-1.
Hasil perhitungan tegangan lateral tanah pada masing-masing kedalaman z
dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.5. Rangkuman tegangan lateral tanah per kedalaman z tanpa air
tanah
z
(m) hs (N/m
2)
hq (N/
m2)
hl (N/
m2)
'
h (N/m2)
0.7 4073,524 1805 52.436
5930,96
0
1.4 8147,048 1805 51,799
10003,8
48
2,0 11638,64 1805 34,572 13478,2
111
20
2.6
15130,23
2 1805 21,915
16957,1
47
3.1
18039,89
2 1805 14,502
19859,3
94
3.6
20949,55
2 1805 9,72
22764,2
72
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
4.6.4. Perencanaan dengan Mempertimbangkan Air Tanah
Perencanaan ini mencakup perhitungan tegangan lateral dan spasi antar
lapisan geotekstil, dimana terdapat pengaruh air tanah di dalamnya selain
dipengaruhi oleh beban merata, beban terpusat, dan beban tanah. Perencanaan
dengan air tanah ini direncanakan memiliki tinggi air tanah setinggi 1,70 meter
dari dasar lereng. Tujuan perencanaan penahan tanah dengan
mempertimbangkan air tanah karena disesuaikan dengan lokasi studi kasus,
dimana intensitas hujan pada lokasi sangat besar, terbukti dari seringnya hujan
pada lokasi.
4.6.4.1. PerhitunganTegangan Lateral Tanah ( '
h )
Perhitungan tegangan lateral dengan pengaruh air tanah dipengaruhi
oleh beban luar (beban merata), beban hidup (terpusat), beban tanah diatas
muka air, beban merata akibat beban di atasnya, beban tanah dibawah muka air,
serta akibat pengaruh air tanah. Diagram tegangan lateralnya dapat dilihat pada
gambar 4.5.
112
0.30
0.30
0.300.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60+ + + + +
h2 = 1.70 m
q
X
h1 = 1,90 m
Gambar 4.5. Konsep diagram tegangan lateral tanah
Perhitungan Tegangan lateral per Kedalaman (z)
Ditinjau pada Kedalaman z = 3,60 m (Dibawah Muka Air)
a. Tegangan lateral akibat Beban Luar (Beban Merata)
qKahq 1
'
2/1805
5000361,0
mN
b. Tegangan lateral akibat Beban Hidup (Terpusat)
5
2'
R
zxPhl
2
5
2
/70,9
12,4
60,,32800
mN
c. Tegangan lateral akibat Beban Diatasnya
1hq hl 1hs
2hq 2hs hw
113
zKahq 2
'
2/708,11056
90,116120361,0
mN
d. Tegangan lateral akibat Beban Tanah Dibawah Muka Air
zKahs '
zKawhs )(2
'
2/84,3755
70,1361,0)1000016120(
mN
e. Tegangan lateral akibat Pengaruh Air Tanah
whw z '
2/17000
1000070,1
mN
Persamaan Tegangan lateral Total
hwhshqhlhqh 221
'
2
2
/277.33627
/1700084,3755708.1105670,91805
mN
mN
Ditinjau pada Kedalaman z = 1,50 m (Diatas Muka Air)
a. Tegangan lateral akibat Beban Luar (Beban Merata)
qKahq 1
'
2/1805
5000361,0
mN
b. Tegangan lateral akibat Beban Hidup (Terpusat)
5
2'
R
zxPhl
114
2
5
2
/152,49
50,2
50,12800
mN
c. Tegangan lateral akibat Beban Tanah Diatas Muka Air
zKahs '
zKahs 1
'
2/98,8728
50,1361,016120
mN
Persamaan Tegangan lateral Total
11
'
hshlhqh
2
2
/132,10583
/98,8728152,491805
mN
mN
Selanjutnya akan dilakukan perhitungan tegangan lateral dengan bantuan
Microsoft Excel dimana kedalaman z ditinjau pada kelipatan 0,10 m. Perhitungan
dapat dilihat pada lampiran B-2.
4.6.4. Menghitung Spasi Antar Perkuatan Geotekstil (Sv)
Setelah mendapatkan hasil tegangan lateral tanah per kedalaman,
langkah selanjutnya adalah menghitung spasi antar lapisan geotekstil dengan
rumus di bawah ini.
FS
TS
h
all
v
.'
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,50 m di kedalaman z =
3,60 m
FS
TS
h
all
v
.'
115
)(35,0
4,1277,33627
16700
OKTIDAKm
Berarti Sv = 0,50 m tidak dapat dipasang pada kedalaman 3,60 m.
Sv sebesar 0,30 m dapat dipasang pada kedalaman 3,60 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,30 m di kedalaman z =
3,00 m
FS
TS
h
all
v
.'
)(37,0
4,1715,26307
16700
OKm
Jadi, spasi antar perkuatan geotekstil dapat dipasang pada jarak 0,30 m
pada kedalaman 3,60 m, 3,30 m, dan 3,00 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,40 m di kedalaman z =
2,70 m
FS
TS
h
all
v
.'
)(48,0
4,1337,22649
16700
OKm
Berarti Sv = 0,40 m dapat dipasang pada kedalaman 2,70 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,50 m di kedalaman z =
1,90 m
FS
TS
h
all
v
.'
116
)(48,0
4,1766,12899
16700
OKTIDAKm
Berarti Sv = 0,50 m tidak dapat dipasang pada kedalaman 1,90 m.
Sv sebesar 0,40 m dapat dipasang pada kedalaman 1,90 m.
Jadi, Spasi antar perkuatan geotekstil dapat dipasang pada jarak 0,40 m
pada kedalaman 2,70 m, 2,30 m, dan 1,90 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,50 m di kedalaman z =
1,50 m
FS
TS
h
all
v
.'
)(57,0
4,1132,10583
16700
OKm
Berarti Sv = 0,50 m dapat dipasang pada kedalaman 1,50 m.
Dengan trial and error, dicoba memakai Sv = 0,50 m di kedalaman z =
1,00 m
FS
TS
h
all
v
.'
)(59,0
4,1563,7681
16700
OKm
Berarti Sv = 0,50 m dapat dipasang pada kedalaman 1,00 m.
Jadi, Spasi antar perkuatan geotekstil dapat dipasang pada jarak 0,50 m
pada kedalaman 1,50 m, 1,00 m, dan 0,50 m.
Hasil perhitungan Sv dapat digambarkan menjadi gambar 4.6.
117
0.30
0.30
0.30
0.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60
Gambar 4.6. Spasi antar geotekstil (Sv)
Setelah diperoleh spasi antar geotekstil, langkah selanjutnya yaitu
menghitung ulang tegangan lateral tanah per kedalaman z ( '
h ) sesuai dengan
nilai Sv yang telah didapat.
Ditinjau pada Kedalaman z = 0,50 m (Diatas Muka Air)
Posisi z ditunjukkan pada gambar 4.7.
118
0.30
0.30
0.30
0.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60
z = 0,50 m
q
X
1.70
Gambar 4.7. Tegangan lateral tanah pada kedalaman z = 0,50 m
a. Tegangan lateral akibat Beban Luar (Beban Merata)
qKahq 1
'
2/1805
5000361,0
mN
b. Tegangan lateral akibat Beban Hidup (Terpusat)
5
2'
R
zxPhl
2
5
2
/97,42
06,2
50,02800
mN
c. Tegangan lateral akibat Beban Tanah Diatas Muka Air
119
zKahs '
zKahs 1
'
2/660,2909
50,0361,016120
mN
Persamaan Tegangan lateral Total
11
'
hshlhqh
2
2
/628,4757
/660,2909968,421805
mN
mN
Ditinjau pada Kedalaman z = 2,30 m (Dibawah Muka Air)
Posisi z ditunjukkan pada gambar 4.8.
0.30
0.30
0.30
0.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60
z = 2,30 m
q
X
1.70
Gambar 4.8. Tegangan lateral tanah pada kedalaman z = 2,30 m
120
a. Tegangan lateral akibat Beban Luar (Beban Merata)
qKahq 1
'
2/1805
5000361,0
mN
b. Tegangan lateral akibat Beban Hidup (Terpusat)
5
2'
R
zxPhl
2
5
2
/979,27
05,3
30,22800
mN
c. Tegangan lateral akibat Pengaruh Beban Diatasnya
zKahq 2
'
2/708,11056
90,1361,016120
mN
d. Tegangan lateral akibat Beban Tanah Dibawah Muka Air
zKahs '
zKawhs )(2
'
2/728,883
40,0361,0)1000016120(
mN
e. Tegangan lateral akibat Pengaruh Air Tanah
whw z '
2/4000
1000040,0
mN
Persamaan Tegangan lateral Total
hwhshqhlhqh 221
'
121
2
2
/415,17773
/4000728,883708,11056979,271805
mN
mN
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran B-3.
Perbandingan Perencanaan Tanpa dan Dengan Air Tanah
Dari perencanaan tanpa melibatkan air tanah dan dengan melibatkan air
tanah dapat disimpulkan sebagai berikut :
Tabel 4.5. Rangkuman tegangan lateral tanah per kedalaman z tanpa air
tanah
z
(m) hs (N/m
2)
hq (N/
m2)
hl (N/
m2)
'
h (N/m2)
0.7 4073,524 1805 52.436
5930,96
0
1.4 8147,048 1805 51,799
10003,8
48
2,0 11638,64 1805 34,572
13478,2
20
2.6
15130,23
2 1805 21,915
16957,1
47
3.1
18039,89
2 1805 14,502
19859,3
94
3.6
20949,55
2 1805 9,72
22764,2
72
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
Tabel 4.6. Rangkuman tegangan lateral tanah per kedalaman z dengan air
tanah
z
(m) 1hq
(N/m2)
hl
(N/m2)
'
1hs
(N/m2)
'
2hq
(N/
m2)
'
2hs
(N/
m2)
'
hw
(
N/m2)
'
h
(N/
m2)
122
0
,50
1
805
4
2,968
290
9,660 -
-
-
475
7,628
1
,00
1
805
5
7,243
581
9,320 -
-
-
768
1,563
1
,50
1
805
4
9,152
872
8,980 -
-
-
105
83,132
1
,90
1
805
3
8,058
110
56,708 -
-
-
128
99,766
2
,30
1
805
2
7,979 -
110
56,708
88
3,728
4
000
177
73,415
2
,70
1
805
2
0,173 -
110
56,708
17
67,456
8
000
226
49,337
3
,00
1
805
1
5,755 -
110
56,708
24
30,252
1
1000
263
07,715
3
,30
1
805
1
2,343 -
110
56,708
30
93,048
1
4000
299
67,099
3
,60
1
805
9
,725 -
110
56,708
37
55,844
1
7000
336
27,277
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
Dari kedua tabel, dapat dilihat perbedaan tegangan lateral yang besar.
Contohnya pada kedalaman z = 3,60 m, disini nampak jika direncanakan
penahan tanah tanpa memasukkan faktor air tanah, didapatkan tegangan lateral
sebesar 22,764 kN/m. Namun jika direncanakan dengan memasukkan air tanah
dengan ketinggian 1,70 m dari dasar lereng, ternyata hasil yang didapatkan pada
kedalaman z = 3,60 m cukup besar yaitu 33,627 kN/m.
Adapun faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan tegangan lateral
yang cukup besar ini adalah perencanaan tanpa memasukkan air tanah hanya
menggunakan tiga komponen, yaitu hanya dipengaruhi oleh beban merata,
beban terpusat, dan beban tanah. Sedangkan perencanaan dengan air tanah
melibatkan beban yang lebih kompleks yaitu oleh akibat beban luar (beban
merata), beban hidup (terpusat), beban tanah diatas muka air, beban merata
akibat beban di atasnya, beban tanah dibawah muka air, serta akibat pengaruh
air tanah.
123
Perbedaan tegangan lateral dari masing-masing perencanaan berakibat
pada berbedanya kebutuhan akan banyaknya lapisan geotekstil. Pada
perencanaan tanpa mempertimbangkan air tanah tampak hanya menggunakan
enam lapisan geotekstil. Berbeda dengan perencanaan yang mempertimbangkan
air tanah yang menggunakan lapisan geotekstil sebanyak sembilan buah.
Hal yang mempengaruhi perbedaan kebutuhan lapisan geotekstil pada
masing-masing perencanaan yaitu perhitungan lapisan antar geotekstil (Sv)
sangat bergantung pada tegangan lateral tanah. Berdasarkan rumus
FS
TS
h
all
v
.'
didapatkan hubungan antara Sv dengan tegangan lateral.
Semakin besar tegangan lateral, semakin kecil dimensi tinggi dari Sv, demikian
sebaliknya. Semakin kecil tinggi Sv, semakin banyak pula lapisan geotekstil
yang dibutuhkan.
Keuntungan aplikasi dari perencanaan penahan tanah tanpa memasukkan
air tanah yaitu :
a. Penahan tanah stabil pada saat di lapangan memang tidak terdapat hujan
atau kandungan air tanah dalam lereng.
b. Pekerjaan di lapangan cenderung lebih cepat karena hanya melibatkan enam
lapisan perkuatan geotekstil.
c. Biaya yang dikeluarkan juga lebih rendah dibanding perencanaan dengan
melibatkan air tanah. Hal ini karena penggunaan lapisan geotekstil yang
lebih sedikit.
Kerugian dari perencanaan penahan tanah tanpa melibatkan air tanah :
a. Saat hujan datang, atau kondisi air tanah naik, lereng menjadi tidak stabil
sehingga tetap akan berpotensi longsor.
Keuntungan aplikasi dari perencanaan penahan tanah dengan melibatkan
kondisi air tanah yaitu :
a. Penahan tanah stabil di saat musim kemarau maupun musim hujan, karena
dalam perhitungan telah melibatkan air tanah.
124
Kerugian aplikasi dari perencanaan penahan tanah dengan melibatkan
kondisi air tanah yaitu :
a. Pekerjaan di lapangan cenderung lebih lambat, karena melibatkan lebih
banyak lapisan geotekstil.
b. Lebih banyak diperlukan biaya karena lebih banyak membutuhkan
geotekstil.
Mengingat perbedaan tegangan lateral antara dua perencanaan di atas
cukup signifikan, perhitungan selanjutnya hanya melibatkan perencanaan
dengan air tanah. Hal ini dilakukan karena didukung kondisi dari lokasi studi
kasus, dimana intensitas hujan pada lokasi studi kasus cukup besar. Intensitas
hujan yang cukup besar mengakibatkan lereng mengandung air tanah.
Data tegangan lateral tanah yang telah diperoleh dari perencanaan
dengan pengaruh air tanah digunakan untuk menghitung panjang penjangkaran
ditambah panjang nonacting (L).
4.6.5. Panjang Penjangkaran Ditambah Panjang Nonacting (L)
4.6.5.1. Ditinjau pada kedalaman z = 0,50 meter
RE LLL
245tan)(
zHLR
m86,1
2
2845tan)50,060,3(
tan.84202 z
FSSL hv
E
m197,0
355,050,01612084202
4,1628,475750,0
Karena panjang LE minimum = 1 meter, maka yang dipakai adalah
LE minimum.
125
ER LLL
m86,2
0,186,1
Perhitungan pada lapisan lainnya dapat dilihat pada lampiran B-4.
Hasil perhitungan panjang penjangkaran dan nonacting dilihat pada tabel
berikut.
Tabel 4.7. Rangkuman perhitungan panjang perkuatan geotekstil
L
apisan
ke-
z
(m)
S
v (m)
L
e (m)
Le
min (m)
Lr
(m)
L
(m)
L yang
digunakan (m)
1 0,
50
0,
50
0
,045
1,
00
1,
86
2
,86 3,00
2 1,
00
0,
50
0
,066
1,
00
1,
56
2
,56 3,00
3 1,
50
0,
50
0
,090
1,
00
1,
26
2
,26 3,00
4 1,
90
0,
40
0
,095
1,
00
1,
02
2
,02 3,00
5 2,
30
0,
40
0
,120
1,
00
0,
78
1
,78 2,00
6 2,
70
0,
40
0
,132
1,
00
0,
54
1
,54 2,00
7 3,
00
0,
30
0
,141
1,
00
0,
36
1
,36 2,00
8 3,
30
0,
30
0
,156
1,
00
0,
18
1
,18 2,00
9 3,
60
0,
30
0
,174
1,
00
0,
00
1
,00 2,00
Sumber : Hasil Perhitungan (2013)
Dari hasil perhitungan panjang penjangkaran dan panjang nonacting dapat
dibahas beberapa hal yaitu :
a. Panjang LR dipengaruhi oleh tinggi yang ditinjau dari permukaan (z).
Berpijak pada rumus
245tan)(
zHLR , dapat dikembangkan
126
menjadi )(2
45tanzH
LR
. Dari rumus tangen itu dapat
disimpulkan bahwa semakin kecil kedalaman z yang ditinjau, semakin
panjang LR nya, demikian sebaliknya.
b. Panjang LE dipengaruhi oleh tegangan lateral tanah aktif ( h ). Semakin
besar nilai h , semakin panjang LE yang didapat. Namun pada perhitungan
di atas nampak nilai LE tidak mencapai nilai minimum, maka yang dipakai
adalah panjang minimum dari LE yaitu 1 meter.
4.6.6. Menghitung Panjang Overlap (Lo)
Terdapat hubungan antara perhitungan panjang overlap (Lo) dengan
perhitungan nonacting (LE). Nilai tegangan lateral untuk menghitung panjang
overlap diasumsikan sebesar setengah dari tegangan lateral tanah aktif.
4.6.6.1. Panjang Overlap (Lo) Ditinjau pada kedalaman z = 0,50 meter
tan.84204 z
FSSL hv
E
m0985,0
355,050,01612084204
4,1628,475750,0
Karena panjang Lo minimum = 1 meter, maka yang dipakai adalah Lo
minimum. Perhitungan pada lapisan lainnya, dapat dilihat pada lampiran B-4.
Berdasarkan tabel 4.7. diperoleh gambar panjang penjangkaran dan
panjang overlap per kedalaman seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
127
0.30
0.30
0.30
0.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60
L = 2 m
Lr = 1 m Le = 1 m
Lo = 1 m
Lr = 1 m Le = 2 m
L = 3 m
Gambar 4.9. Panjang penjangkaran dan panjang overlap per kedalaman
4.6.7. Panjang Kebutuhan Geotekstil
Panjang total geotekstil yang dibutuhkan :
Jika Sv = 0,30 meter
Panjang kebutuhan geotekstil per meter adalah
3x (L + Sv + Lo) = 3x (2 + 0,30 + 1) = 9,90 m
Jika Sv = 0,40 meter
Panjang kebutuhan geotekstil per meter adalah
3x (L + Sv + Lo) = 3x (2 + 0,40 + 1) = 10,20 m
Jika Sv = 0,50 meter
Panjang kebutuhan geotekstil per meter adalah
128
3x (L + Sv + Lo) = 3x (2 + 0,50 + 1) = 10,50 m
Panjang total = 9,90 + 10,20 + 10,50 = 30,60 meter.
4.8. Kontrol Stabilitas
Setelah proses desain dari metode Rankine selesai dikerjakan, selanjutnya
diperlukan analisis untuk menghitung stabilitas terhadap faktor-faktor
penyebab kegagalannya, analisis itu disebut stabilitas internal (internal
stability) dan stabilitas eksternal (external stability). Prosedur perhitungan
desain untuk struktur dinding penahan bertulang berupa perhitungan analisis
stabilitas eksternal dan internal biasanya dilakukan secara terpisah.
Sebelum melakukan kontrol tersebut, terlebih dahulu dihitung tekanan
aktif tanah (Pa). Resultan Pa dapat dilihat pada gambar 4.10.
0.30
0.30
0.30
0.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60
L = 2 m
Lr = 1 m Le = 1 m
Lo = 1 m
Lr = 1 m Le = 2 m
L = 3 m
Pa
Ø
1.20
Gambar 4.10. Resultan Pa
129
Terdapat gaya-gaya yang bersifat mendorong maupun menahan penahan
tanah, seperti gaya yang diakibatkan oleh tegangan lateral tanah. Berikut adalah
perhitungan dari tegangan lateral tanah yang bersifat mendorong penahan tanah.
0.30
0.30
0.300.40
0.40
0.40
0.50
0.50
0.50
3.60+ + + + +
h2 = 1.70 m
q
X
h1 = 1,90 m
Gambar 4.11. Diagram Tegangan Lateral Tanah
Tabel 4.8. Perhitungan tekanan dan momen
N
o. Tekanan Tanah (Pa)
Lengan
Terhadap A
Momen
Terhadap A
1
.
Pa1= Ka.q.H
= 0,361.5000.3,60
= 6498 N/m
1,80 m
M1 = 6498.1,80
= 11696,4
N.m
2
. Pa2= P.x
2.H
2 / R
5
= 800.22.3,60
2 / 4,12
5
= 34,94 N/m
2,41 m
M2 = 34,94.
2,41
= 84,21
N.m
3
. Pa3= Ka..h1
2.cos 20
o / 2
=
0,361.16120.1,902.0,94 / 2
= 9873,64 N/m
2,33 m
M3 = 7745,71.
2,33
= 23005,58
N.m
4
. Pa4= Ka..h1.h2.cos 20
o
=
0,361.16120.1,9.1,7.0,94
0,85 m
M4 = 13860,73.
0,85
= 15018,33
130
= 17668,62 N/m N.m
5
. Pa5= Ka.‟.h2
2 / 2
= 0,361.6120.1,702.cos
20o / 2
= 2999,94 N/m
0,57 m
M5 = 1298,99.
0,57
= 1709,97
N.m
6
. Pa6= w.h2
2 / 2
= 10000. 1,702 / 2
= 14450 N/m
0,57 m
M6 = 14450.
0,57
= 8236,5
N.m
Pa = 51525,14 N/m
M = 59750,99
N.m
Karena terdapat pengaruh sudut friksi antara tanah dengan geotekstil
sebesar 20o, maka khusus untuk Pa3, Pa4, Pa5 pada tabel diatas dikonversikan ke
arah horizontal, maka perlu dikalikan cos . Konversi ke arah horizontal bertujuan
untuk memperoleh gaya dorong tanah terhadap penahan tanah.
Konversi ke arah vertikal bertujuan untuk memperoleh gaya-gaya yang
bekerja untuk meredam/menahan terjadinya geser ataupun momen guling.
Perhitungan tegangan lateral tanah ke arah vertikal :
Pa3 x sin 2
sKa 2
1 inh
mN /54,3592
2
20sin90,116120361,0 2
Pa4 x sin inhh sKa 21
mN /75,6428
20sin70,190,116120361,0
Pa5 x sin 2
s'Ka 2
2 inh
mN /89,1091
2
20sin70,1)1000016120(361,0 2
131
89,109175,642854,3592sin aP
mN /18,11113
4.7.1. Kontrol Stabilitas Eksternal
4.7.1.1. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser
Gambar 4.12. Ilustrasi kegagalan geser
132
5,1geserFK
5,1)tan(
a
egeser
P
QLcFK
)(5,162,1
5,114,51525
2355,02
)15000(18,11113)16120190,1()16120260,3(8420
5,1tan.sin21
OK
P
LqPwwLc
a
aEa
Konsep dari kontrol geser adalah bagaimana suatu penahan tanah
memiliki gaya penahan minimal sebesar 1,5 kali dari gaya yang bersifat
mendorong penahan tanah tersebut.
Peristiwa geser sangat melibatkan kohesi, berat tanah, gaya-gaya yang
bersifat menahan geser, serta interaksi antara tanah dengan geotekstil, dimana
peran yang disebut diatas adalah sebagai penahan sehingga tidak terjadi geser.
Penyebab geser adalah gaya-gaya dorong yang aktif mendorong penahan
tanah seperti yang diakibatkan oleh aktivitas tanah di belakang struktur, beban
merata, beban terpusat, serta pengaruh air.
Kegagalan geser tidak terjadi karena kuat geser material timbunan dan
tanah pondasi telah lebih besar untuk menahan tegangan horisontal akibat beban
hidup yang dikenakan pada massa tanah berperkuatan. Hal ini dibuktikan dengan
hasil perhitungan geser yang lebih besar dari faktor keamanannya yaitu sebesar
1,5.
133
4.7.1.2. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Guling
Gambar 4.13. Ilustrasi kegagalan guling
0,2.
M
arQFS guling
134
)(0,283,3
0,299,59750
)5,05000(318,11113)5,216120190,1()116120260,3(
0,2..sin.. 02211
OK
M
xqLPxwxw a
Konsep dari kontrol guling adalah bagaimana suatu penahan tanah
memiliki momen penahan guling minimal sebesar 2 kali dari momen yang
bersifat menggulingkan penahan tanah tersebut.
Hal-hal yang terlibat dalam melindungi penahan tanah dari kegagalan
guling adalah panjang perkuatan geotekstil, gaya vertikal tanah, serta gaya-gaya
vertikal lain yang bersifat meredam guling.
Penyebab guling adalah momen-momen yang aktif bersifat
menggulingkan penahan tanah seperti momen yang diakibatkan oleh aktivitas
tanah di belakang struktur, beban merata, beban terpusat, serta pengaruh air.
Gaya-gaya penyebab guling biasanya bekerja pada sepertiga dari tinggi lereng.
Kegagalan guling tidak terjadi karena Jumlah momen penahan (Resisting
Moment) dibagi dengan jumlah momen penyebab guling (Driving Moment).
Menurut perhitungan didapatkan nilainya sudah lebih besar dari faktor
keamanannya (FS).
4.7.1.3. Faktor Keamanan Tanah Dasar
135
Gambar 4.14. Ilustrasi kegagalan tanah dasar
2tan act
ultpondasiah
q
qFK
)(0,265,6
0,288988
2,1123034
0,28420)6,316120(
19,112161205,008,258420
2).(
...5,0..
OK
cH
NBNqNc qc
Kegagalan daya dukung tanah dasar sangat dipengaruhi oleh kohesi
tanah dasar. Nilai kohesi tanah dasar pada perencanaan ini memiliki nilai yang
sama dengan kohesi pada dinding lereng. Hal ini terjadi karena tanah dasar
diasumsikan merupakan hasil dari runtuhan tanah dari dinding lereng.
136
Nilai-nilai yang bersifat koefisien seperti Nc, Nq, dan N didapat dari
tabel Meyerhoff tergantung pada sudut geser pada perencanaan.
Kegagalan daya dukung tanah dasar tidak terjadi karena beban vertikal
yang bekerja akibat berat dinding dan surcharge mampu ditahan oleh tanah dasar.
Dari hasil perhitungan didapat bahwa nilai perhitungannya sudah lebih dari faktor
keamanannya.
4.7.1.4. Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Stabilitas Global
0,2tantan
D
g
perkuanonperkuaM
MFSFS
a. Perhitungan Faktor Keamanan terhadap Stabilitas Global Nonperkuatan
ni
i
ii
ii
ni
i
uii
perkuanon
W
FrWbc
FS
1
1
tan
sin
/'tantan1cos
1'tan1.
R
1 2 3
4
56
7
1.70
R
Gambar 4.15. Pembagian Pias pada Lereng
Untuk menghitung faktor keamanan untuk kegagalan stabilitas global
137
dipakai analisis dengan Metode Bishop. Lereng dibagi menjadi 7 pias (segmen).
Semakin banyak pias yang dipakai, semakin baik nilainya. Nilai-nilai dari lebar
(b), tinggi pias (h), tinggi air (z), i diukur dengan teliti pada gambar yang telah
diskalakan dengan benar.
O
R
1 2 3
4
56
7
1.70
66°
40°
25°
12°1°
9°
19°
R
Gambar 4.16. Tinggi Pias pada Lereng
138
O
R
1 2 3
4
56
7
1.70
1.08
2.87
3.553.91
0.440.37
0.12
0.35
0.98
1.66
2.02
R
Gambar 4.17. Sudut antara Jari-Jari R dengan Garis Vertikal
Tabel 4.9. Perhitungan FSnon-perkuatan dengan metode Bishop
P
ias
k
e-
L
ebar
P
ias (b)
m
T
inggi
P
ias
(
h)
m
K
ohesi
Tanah
(
c)
(
N/m2)
S
udut
(
)
Berat
Tanah
per Pias
x sin
(W x sin
)
(N)
S
udut
(
)
1
.
1
,00
0
,12
8
420
-
19
-629,779 2
8
2
.
1
,00
0
,37
8
420
-
9
-933,038 2
8
3
.
1
,00
0
,44
8
420
-
1
-123,786 2
8
4
.
1
,00
3
,91
8
420
1
2
13104,50
8
2
8
5
.
1
,00
3
,55
8
420
2
5
24184,50
8
2
8
139
6
.
1
,00
2
,87
8
420
4
0
29184,75
3
2
8
7
.
1
,00
1
,08
8
420
6
6
15904,46
1
2
8
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
Tabel 4.10. Lanjutan perhitungan FSnon-perkuatan dengan metode Bishop
P
ias
k
e-
Tin
ggi Muka
Air
m
Te
kanan
Air Pori
N/
m2
Nilai
Banding
Tekanan Air
Pori (ru)
1- ru x
tan
'tan
1.
uii rWbc
1
.
0,1
2
12
00
0,620 0,202 8810,487
2
.
0,3
7
37
00
0,620 0,202 9624,003
3
.
0,4
4
44
00
0,620 0,202 9851,787
4
.
2,0
2
20
200
0,320 0,361 31192,227
5
.
1,6
6
16
600
0,290 0,377 30021,227
6
.
0,9
8
98
00
0,212 0,419 27808,465
7
.
0,3
5
35
00
0,201 0,425 15815,866
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
Untuk mendapatkan nilai FS, dimasukkan nilai dengan cara coba-coba
(iterasi) sebesar 1,40, 1,75, 1,85, dan 1,865. Karena diperlukan cara coba-coba
(iterasi) maka pengerjaan dibantu oleh Microsoft Excel. Hasil perhitungan
lengkap dapat dilihat pada tabel.
=
81245,301
140
Tabel 4.11. FS dicoba dengan Nilai 1,20, 1,45, 1,70, dan 1,745
P
ias
k
e-
20,1/'tantan1cos
1
ii
40,1/'tantan1cos
1
ii
70,1/'tantan1cos
1
ii
745,1/'tantan1cos
1
ii
1
.
1,248 1,217 1,185 1,182
2
.
1,089 1,078 1,065 1,064
3
.
1,008 1,007 1,006 1,006
4
.
0,934 0,946 0,959 0,960
5
.
0,914 0,937 0,963 0,966
6
.
0,952 0,989 1,034 1,040
7
.
1,232 1,327 1,444 1,460
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
Dicoba menggunakan FS = 1,20.
Tabel 4.12. Hasil dari
FrWbc
ii
ni
i
uii/'tantan1cos
1'tan1.
1 untuk FS =
1,20
P
ias
k
e-
20,1/'tantan1cos
1'tan1.
1
ii
ni
i
uii rWbc
1
.
10995,76
2
.
10479,40
141
3
.
9930,09
4
.
29144,65
5
.
27452,59
6
.
26462,59
7
.
19489,17
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
ni
i
ii
ii
ni
i
uii
perkuanon
W
rWbc
FS
1
1
tan
sin
20,1/'tantan1cos
1'tan1.
301,81245
30,133954tan perkuanonFS
649,1
Ternyata antara FS yang dicoba = 1,20 dengan FS hasil = 1,649, belum
memperlihatkan nilai yang mendekati.
Dicoba menggunakan FS = 1,40
Tabel 4.13. Hasil dari
FrWbc
ii
ni
i
uii/'tantan1cos
1'tan1.
1 dengan FS
= 1,40
P
ias
k
e-
40,1/'tantan1cos
1'tan1.
1
ii
ni
i
uii rWbc
1
.
10720,05
2
.
10367,61
= 133954,30
= 137168,14
142
3
.
9919,04
4
.
29507,49
5
.
28140,99
6
.
27528,49
7
.
20984,46
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
ni
i
ii
ii
ni
i
uii
perkuanon
W
rWbc
FS
1
1
tan
sin
40,1/'tantan1cos
1'tan1.
301,81245
14,137168tan perkuanonFS
688,1
Ternyata FS hasil = 1,688 masih belum memperlihatkan nilai yang
mendekati dengan FS yang dicoba yaitu 1,40.
Dicoba menggunakan FS = 1,70
143
Tabel 4.14. Hasil dari
FrWbc
ii
ni
i
uii/'tantan1cos
1'tan1.
1 dengan FS
= 1,70
P
ias
k
e-
70,1/'tantan1cos
1'tan1.
1
ii
ni
i
uii rWbc
1
.
10442,80
2
.
10251,82
3
.
9907,38
4
.
29901,65
5
.
28908,53
6
.
28754,81
7
.
22839,90
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
ni
i
ii
ii
ni
i
uii
perkuanon
W
rWbc
FS
1
1
tan
sin
70,1/'tantan1cos
1'tan1.
301,81245
88,141006tan perkuanonFS
736,1
Ternyata FS hasil = 1,736 belum memperlihatkan nilai yang mulai
mendekati dengan FS yang dicoba yaitu 1,70.
= 141006,88
144
Dicoba menggunakan FS = 1,745
Tabel 4.15. Hasil dari
FrWbc
ii
ni
i
uii/'tantan1cos
1'tan1.
1 dengan FS =
1,745
P
ias
k
e-
745,1/'tantan1cos
1'tan1.
1
ii
ni
i
uii rWbc
1
.
10410,39
2
.
10238,06
3
.
9905,97
4
.
29949,80
5
.
29003,73
6
.
28909,79
7
.
23085,55
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
= 141503,30
145
ni
i
ii
ii
ni
i
uii
perkuanon
W
rWbc
FS
1
1
tan
sin
745,1/'tantan1cos
1'tan1.
301,81245
30,141503tan perkuanonFS
742,1
Ternyata pada saat dicoba FS 1,745, didapatkan nilai FSnon-perkuatan hasil
yang mendekati hasil coba-coba tersebut yaitu sebesar 1,742. Maka nilai FSnon-
perkuatan yang dipakai yaitu sebesar 1,742.
b. Perhitungan Faktor Keamanan terhadap Stabilitas Global dengan Perkuatan
Perhitungan Md telah dilakukan pada tabel 4.8. dimana didapatkan nilai
dari momen guling adalah 59750,99 N/m.
Perhitungan momen stabilitas (Mg) dapat dilihat pada tabel 4.16.
Tabel 4.16. Perhitungan Mg
Lapis
an ke-
Tmaks
(N)
bi
(m)
Mg = Tmaks x bi
(N.m)
1. 1670
0
3,0
0 50100
2. 1670
0
3,0
0 50100
3. 1670
0
3,0
0 50100
4. 1670
0
3,0
0 50100 Mg = 359885
146
5. 1670
0
2,0
0 33400
6. 1670
0
2,0
0 33400
7. 1670
0
2,0
0 33400
8. 1670
0
2,0
0 33400
9. 1670
0
1,5
5 25885
Sumber : Hasil perhitungan (2013)
Jadi,
0,2tantan
D
g
perkuanonperkuaM
MFSFS
)(0,2765,7
0,2023,6742,1
0,299,59750
359885742,1
OK
Faktor kohesi sangat berperan dalam stabilitas global. Semakin besar
kohesinya, semakin besar nilai/angka keamanan dari lereng tersebut. Selain
kohesi, berat tanah juga merupakan penentu faktor keamanan dari lereng tersebut.
Semakin berat tanah yang dipikul, semakin rentan lereng tersebut mengalami
longsor. Sudut geser aktif juga merupakan faktor penentu apakah lereng tersebut
aman dari longsor atau tidak.
Fungsi perkuatan geotekstil pada stabilitas global ini adalah memberikan
interaksi antara geotekstil dengan kohesi tanah sehingga terdapat hubungan yang
bersifat saling menguatkan. Selain itu geotekstil juga berfungsi untuk memikul
berat tanah.
Kontrol yang menunjukkan nilai yang lebih besar dari 2,0 menunjukkan
147
bahwa kegagalan stabilitas global tidak akan terjadi pada perencanaan desain ini.
4.7.2. Kontrol Stabilitas Internal
4.7.2.1. Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Perkuatan Geotekstil
ipendorong
all
OST
TFK
vhi ST '
max
Cek pada lapisan 1, dengan Sv = 0,50 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,346,19
0,350,0628,4757
55000
OK
Cek pada lapisan 2, dengan Sv = 0,50 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,332,14
0,350,0563,7681
55000
OK
Cek pada lapisan 3, dengan Sv = 0,50 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3394,10
0,350,0132,10583
55000
OK
Cek pada lapisan 4, dengan Sv = 0,40 meter
148
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3659,10
0,340,0766,12899
55000
OK
Cek pada lapisan 5, dengan Sv = 0,40 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3736,7
0,340,0415,17773
55000
OK
Cek pada lapisan 6, dengan Sv = 0,40 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3071,6
0,340,0337,22649
55000
OK
Cek pada lapisan 7, dengan Sv = 0,30 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3968,6
0,330,0715,26307
55000
OK
Cek pada lapisan 8, dengan Sv = 0,30 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3117,6
0,330,0099,29967
55000
OK
149
Cek pada lapisan 9, dengan Sv = 0,30 meter
vh
all
OSS
TFK
'
)(0,3452,5
0,330,0277,33627
55000
OK
Terputusnya perkuatan terjadi karena kuat tarik dari geotekstil tidak
mampu lagi menahan menahan tegangan-tegangan yang dipindahkan oleh
tanah ke perkuatan yang disebabkan oleh tegangan lateral per segmen Sv.
Kontrol terhadap putusnya perkuatan sangat tergantung pada performa kuat tarik
geotekstil yang dipakai.
Rumus vh
all
OSS
TFK
' memiliki arti bahwa lapisan geotekstil yang
terletak pada lapisan Sv tertentu harus memiliki kuat tarik minimal tiga kali lebih
besar dari tegangan lateral yang bekerja pada segmen Sv tertentu tersebut.
Pada hasil perhitungan diatas, di masing-masing spasi antar lapisan
geotekstil (Sv), perkuatan geotekstil tidak akan putus, mengingat nilai-nilai yang
didapat telah melebihi dari faktor keamanan yang telah ditentukan sebesar 3,00.
4.7.2.2. Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Tulangan
ipendorong
ipenahan
POT
TFK
tan2 ' vaiipenahan LT
)()
245tan( zHLLai
vhpendorongi ST '
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-1, dengan z = 0,50 meter
150
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1596,1
50,1814,2378
46,5119
50,150,0628,4757
355,050,016120)5,06,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-2, dengan z = 1,00 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,135,2
50,1782,3840
36,12933
50,150,0563,7681
355,000,116120)00,16,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-3, dengan z = 1,50 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1997,4
50,1566,5291
72,26441
50,150,0132,10583
355,050,116120)5,16,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-4, dengan z = 1,90 meter
151
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1936,6
50,1906,5159
403,35788
50,140,0766,12899
355,090,116120)9,16,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-5, dengan z = 2,30 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1732,6
50,1366,7109
54,47859
50,140,0415,17773
355,030,216120)3,26,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-6, dengan z = 2,70 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1805,6
50,1734,9059
123,61655
50,140,0337,22649
355,070,216120)7,26,3()2
2845tan(32
OK
152
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-7, dengan z = 3,00 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1266,9
50,1315,7892
48,73133
50,130,0715,26307
355,000,316120)0,36,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-8, dengan z = 3,30 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1408,9
50,1129,8990
84,84581
50,130,0099,29967
355,030,316120)3,36,3()2
2845tan(32
OK
Ditinjau Perkuatan pada lapisan ke-9, dengan z = 3,60 meter
vh
v
POS
zHL
FK
'
' tan)()2
45tan(2
)(50,1784,9
50,1183,10088
2,98700
50,130,0277,33627
355,060,316120)6,36,3()2
2845tan(32
OK
153
Hal penting yang perlu diperhatikan agar geotekstil pada penahan tanah
tidak terlepas/tercabut adalah panjang geotekstil tidak terlalu pendek.
Dari hasil perhitungan kontrol putusnya perkuatan, dapat dilihat bahwa
semakin dalam z yang ditinjau, semakin besar faktor keamanan yang didapat.
Artinya, semakin mendekati dasar lereng, semakin aman penahan tanah tersebut
dari tercabutnya perkuatan. Hal ini terjadi karena panjang perkuatan telah
memenuhi persyaratan panjang perkuatan geotesktil, sehingga tanah pada zona
aktif yang akan longsor dapat ditahan oleh tahanan geser perkuatan yang
berada pada zona penahan.
Berdasarkan hasil perhitungan, di masing-masing lapisan perkuatan pada
kedalaman (z) yang ditentukan, perkuatan geotekstil tidak akan tercabut,
mengingat nilai-nilai yang didapat telah melebihi dari faktor keamanan yang telah
ditentukan sebesar 1,50.
154
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan desain yang telah dilakukan, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
a) Data-data primer berupa kohesi (c), sudut geser ( ) dan berat isi ( ) tanah
yang didapatkan pada laboratorium pada penelitian ini yaitu :
c = 0,0842 kg/cm2
= 28o
= 1,612 gr/cm3
b) Hasil analisis desain
1. Kekuatan tarik dari geotekstil woven tipe BW-250 yang digunakan adalah
55 kN/m.
2. Tegangan izin (Tall) diperoleh sebesar 16700 N/m.
3. Spasi Antar Lapisan Geosintetik didapatkan hasil sebagai berikut :
Sv = 0,50 m dapat dipasang pada kedalaman 0,50 m, 1,00, dan 1,50
m.
Sv = 0,40 m dapat dipasang pada kedalaman 1,90 m, 2,30 m, dan
2,70 m
Sv = 0,30 m dapat dipasang pada kedalaman 3,00 m, 3,30 m, dan
3,60 m.
4. Panjang perkuatan geotekstil dicantumkan pada tabel di bawah.
L
apisan
ke-
z
(m)
S
v (m)
L
e (m)
Le
min (m)
Lr
(m)
L
(m)
L yang
digunakan (m)
1 0,
50
0,
50
0
,045
1,
00
1,
86
2
,86 3,00
155
2 1,
00
0,
50
0
,066
1,
00
1,
56
2
,56 3,00
3 1,
50
0,
50
0
,090
1,
00
1,
26
2
,26 3,00
4 1,
90
0,
40
0
,095
1,
00
1,
02
2
,02 3,00
5 2,
30
0,
40
0
,120
1,
00
0,
78
1
,78 2,00
6 2,
70
0,
40
0
,132
1,
00
0,
54
1
,54 2,00
7 3,
00
0,
30
0
,141
1,
00
0,
36
1
,36 2,00
8 3,
30
0,
30
0
,156
1,
00
0,
18
1
,18 2,00
9 3,
60
0,
30
0
,174
1,
00
0,
00
1
,00 2,00
c) Tegangan normal yang bekerja pada tanah di belakang struktur bergantung
pada sifat-sifat tegangan tanah akibat beban yang bekerja. Berarti ada 3 hal
mutlak yang sangat menentukan transfer beban tanah-perkuatan yakni : tanah,
perkuatan, dan beban.
d) Perbedaan tegangan lateral pada perencanaan yang melibatkan pengaruh air
tanah dengan perencanaan yang tidak melibatkan pengaruh air tanah sangat
besar yang nantinya akan mempengaruhi banyaknya lapisan perkuatan
geotekstil yang diperlukan.
e) Tinggi spasi antar geotekstil rapat pada dasar lereng dan semakin merenggang
ketika mencapai permukaan lereng.
156
f) Panjang geotekstil berbanding terbalik dengan kedalaman (z) yang ditinjau,
namun berbanding lurus dengan berat beban yang ditanggungnya dan
tegangan lateral tanah aktif.
g) Stabilitas Internal khusus menganalisis stabilitas dari perkuatan tanah itu
sendiri. Stabilitas Eksternal khusus menganalisis stabilitas dari media yang
diperkuat.
h) Kontrol Stabilitas
1. Kontrol Stabilitas Eksternal
Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser
Gaya geser terjadi jika kohesi tanah, berat tanah, gaya-gaya
yang bersifat menahan geser, serta interaksi antara tanah dengan
geotekstil tidak mampu menahan gaya yang diakibatkan oleh
tegangan leteral aktif tanah. Kegagalan geser tidak terjadi karena kuat
geser material timbunan dan tanah pondasi telah lebih besar untuk
menahan tegangan horisontal akibat beban yang dikenakan pada massa
tanah berperkuatan.
Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Guling
Hal-hal yang terlibat dalam melindungi penahan tanah dari
kegagalan guling adalah panjang perkuatan geotekstil, gaya vertikal
tanah, serta gaya-gaya vertikal lain yang bersifat meredam guling.
Kegagalan guling tidak terjadi karena Jumlah momen penahan
(Resisting Moment) dibagi dengan jumlah momen penyebab guling
(Driving Moment).
Faktor Keamanan Tanah Tanah Dasar
Kegagalan daya dukung tanah dasar dipengaruhi oleh kohesi tanah
dasar. Kegagalan daya dukung tanah dasar tidak terjadi karena beban
vertikal yang bekerja akibat berat dinding dan surcharge mampu
ditahan oleh tanah dasar.
Faktor Keamanan Keruntuhan Stabilitas Global
Kohesi sangat berpengaruh pada hasil akhir perhitungan faktor
keamanan terhadap kegagalan stabilitas global pada Metode Bishop,
157
karena itu semakin kohesif tanahnya, maka faktor keamanan yang
dihasilkan semakin besar. Keruntuhan stabilitas global tidak terjadi
pada perencanaan desain ini.
2. Kontrol Stabilitas Internal
Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Perkuatan Geotekstil
Agar terhindar dari putusnya perkuatan, perlu direncanakan kuat
tarik dari geotekstil yang lebih besar dari tegangan lateral yang bekerja
per kedalaman z. Pada perencanaan ini perkuatan geotekstil tidak akan
putus mengingat geotekstil masih mampu menahan tegangan-tegangan
lateral yang terjadi.
Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Perkuatan
Perkuatan akan tercabut jika panjang penjangkaran (LE) tidak
cukup panjang untuk menopang interaksi antara tanah dan geotekstil.
Perkuatan pada permukaan lereng lebih rentan tercabut dibanding pada
dasar lereng karena pengaruh sudut geser sesuai bidang longsor
menurut Rankine. Berdasarkan perhitungan, perkuatan geotekstil tidak
akan tercabut.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil desain yang diperoleh dalam penelitian ini, maka dapat
diberikan beberapa saran sebagai berikut.
a) Desain yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat dijadikan sebagai salah satu
alternatif penanggulangan longsor di Jalan Raya Bedugul-Singaraja, Desa
Pancasari, Kecamatan Sukasada, Kabupaten Buleleng pada khususnya dan
daerah rawan longsor lainnya.
b) Bagi pihak-pihak yang ingin mengembangkan studi ini lebih lanjut,
hendaknya memperhatikan / merancang pemasangan saluran drainase pada
penahan tanah ini.
c) Hendaknya metode yang dipakai dalam desain tidak hanya dengan metode
Rankine. Bisa juga memakai metode metode satu baji (single wedge method)
dan dua baji (two part wedge method) ataupun dengan penggunaan software
158
seperti Geoslope agar nantinya hasil masing-masing metode dapat
dibandingkan sehingga didapatkan hasil akhir yang paling efisien untuk kasus
longsor ini.
159
DAFTAR PUSTAKA
Badan Penanggulangan Bencana Daerah (BPBD) Kabupaten Buleleng. 2013. Titik
Bencana Longsor 2012 - 2013.
http://bpbd.bulelengkab.go.id/index.php?sik=berita/Titik-Bencana-
Longsor.html. Diakses tanggal 28 Juli 2013.
Civiliana. 2012. Modul Pelatihan Geosintetik.
http://civiliana.blogspot.com/2012/05/modul-pelatihan-geosintetik.html.
Diakses tanggal 14 Juni 2013.
Das, Braja.M. 1993. Mekanika Tanah Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Das, Braja.M. 1993. Mekanika Tanah Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga.
DPU. 2009. Pedoman Konstruksi dan Bangunan: Perencanaan dan Pelaksanaan
Perkuatan Tanah dengan Geosintetik. Departemen Pekerjaan Umum (DPU),
Indonesia.
Koerner, Robert M. 1990. Designing with Geosynthetics, Second Edition. New
Jersey: Prentice-Hall Inc.
Leonsius, Calvin. 2012. Analisa Dinding Perkuatan Tanah dengan Metode Satu
Baji dan Dua Baji. Skripsi (tidak diterbitkan). Universitas Bina Nusantara.
Jakarta.
Mochtar, Indrasurya B. 1994. Rekayasa Penanggulangan Masalah Pembangunan
pada Tanah-Tanah yang “Sulit”. Surabaya: Jurusan Teknik Sipil dan
Perencanaan ITS.
Redana, I Wayan. 2010. Teknik Pondasi. Denpasar: Udayana University
Press.
Redana, I Wayan. 2011. Mekanika Tanah. Denpasar: Udayana University
Press.
Tempo. 2013. Longsor di Bali Tewaskan Dua Orang.
http://www.tempo.co/read/news/2013/02/20/058390178/Longsor-di-Bali-
Tewaskan-Dua-Orang.html. Diakses tanggal 28 Juli 2013.
160
Top Related