vitriana Kumalasari-I0108156 (1).pdf

8/18/2019 vitriana Kumalasari-I0108156 (1).pdf

1/94

ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN SOIL

NAILING MENGGUNAKAN PROGRAM GEOSLOPE

Stability Analysis with Soil Nailing Reinforcement Using Geoslope Computer Program

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

VITRIANA KUMALASARI

I 0108156

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


2/94

aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa


3/94

vi

ABSTRAK

Vitriana Kumalasari, 2012. Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Soil Nailing

Menggunakan Program Geoslope, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.

Analisis stabilitas lereng dilakukan untuk mengecek keamanan dari suatu lereng. Usaha

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

dengan soil nailing. Soil nailing adalah metode perbaikan tanah asli (in-situ) dengan caramelakukan pemakuan batang-batang seperti cerucuk, baja, bambu, dan mini pile. Penelitian ini

bersifat teoritis yang dimodelkan dengan bantuan program geoslope, dan tidak dilakukan

permodelan fisik di laboratorium.

Hasil analisis menggunakan program geoslope kemudian dibandingkan dengan perhitunganmanual menggunakan metode bishop pada lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) padalereng dengan perkuatan. Dilakukan analisis stabilitas eksternal terhadap penggeseran dan

kegagalan daya dukung tanah. Analisis stabilitas internal juga dilakukan terhadap putus tulangan

dan cabut tulangan. Variasi dalam penelitian ini yaitu kemiringan lereng (450, 60

0 dan 90

0),

pemasangan sudut nail (100, 20

0dan 30

0), dan jarak antar nail (1m, 1.5m dan 2m).

Dari hasil penelitian diperoleh bahwa semakin curam lereng, maka nilai SF semakin kecil.

Bertambahnya kemiringan lereng dari 450

ke 600 dan dari 60

0 ke 90

0 menyebabkan pengurangan

angka keamanan yaitu 7% dan 47% pada perhitungan manual dan 6% dan 46% dengan

menggunakan program geoslope. Bertambahnya jarak antar nail (ΔH) = 0,5m menyebabkan

penurunan angka keamanan yaitu 16% dan 30% dengan perhitungan manual dan dengan

menggunakan program geoslope. Kasus yang sama juga ditemukan pada kemiringan nail,

dimana setiap bertambahnya sudut pemasangan nail (i)=100 menyebabkan penurunan angka

keamanan yaitu dengan perhitungan manual +14%, dengan program geoslope +16%. Didapatkan pula perbandingan nilai SF analisis stabilitas terhadap kelongsoran lereng menggunakan program

geoslope dan manual dengan metode baji (wedge) yaitu 50%.

Kata kunci : analisis stabilitas lereng, soil nailing, kemiringan lereng, sudut nail, jarak antar nail,

geoslope, metode baji(wedge)


4/94

vii

ABSTRACT

Vitriana Kumalasari, 2012. Slope Stability Analysis with Soil Nailing Reinforcement Using

Geoslope Computer Program, Thesis, Civil Engineering Faculty, Sebelas Maret University of

Surakarta.

Slope stability analysis is performed to check the safety of a slope. There are several ways In

efforts to increase the stability of the slope, one of them is reinforcement of slopes with soil

nailing. Soil nailing is an original method of soil improvement (in-situ) by doing such nailingcerucuk, steel, bamboo, and minipile. This research is theoretical work by modelling the slope

using geoslope computer program, without physical in modelling laboratory.

The results of slope stability analysis by geoslope computer program then is compared with the

manual calculation using Bishop method for the slope without reinforcement and usingthe wedge method for the slope with reinforcement. Manual calculation of external stabilityalso performed for the sliding stability failure and soil bearing capacity failure. Internal stability

analysis is also conducted to the nail tensile failure and nail pull-out failure. The variations of

parameters in this research are slope inclination (450, 60

0 and 90

0), the nail inclination (10

0, 20

0

and 300), and the nail space (1m, 1.5m and 2m).

From the results it is obtained that the steeper slope, the smaller the value of SF. By increasing

the slope from 450 to 600 and from 600 to 900 coused the decreasing of safety factor of 7% and47% by manual calculation and of 6% and 46% by computer program respectively. The

increasing nail space (ΔH) of 0,5m caused the decreasing factor of safety of 16% and 30% by

manual calculation and by computer program. The same case occurred in the nail inclinationwhere the increase of 10

0 of the nail inclination decreased the slope stability of 14

0 by manual

calculation and 16% by geoslope computer program. It was also also found that there was a

dicrepancy up to 50% of slope safety factor after comparing the manual calculation to geoslope

computer program.

Keyword : Slope stability analysis, soil nailing, nail inclination, nail space, geoslope, wedge

method


5/94

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

MOTTO ...................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ....................................................................................... v

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

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

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

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

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xvi

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

1.1.

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

1.2.

Rumusan Masalah ...................................................................... 21.3. Batasan Masalah ............ ............................................................ 2

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

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

BAB 2. LANDASAN TEORI ................................................................. 4

2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................... 4

2.2. Dasar Teori .................................................................................. 5

2.2.1.

Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan ................................. 5

2.2.2. Struktur Perkerasan Beton Semen .................................. 7

2.2.3. Pembebanan pada Lereng ............................................... 8

2.2.4. Perancangan elemen dasar sinding soil nailing ............. 9

2.2.5. Tahapan Konstruksi ....................................................... 13

2.2.6. Kelebihan dan Kekurangan Soil Nailing ........................ 18

2.2.7.

Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Soil Nailing

....................................................................................... 19


6/94

x

2.2.8. Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope .................. 28

BAB 3. METODE PENELITIAN ......................................................... 30

3.1.

Pemodelan Lereng............................... ........................................ 30

3.1.1. Data Parameter Tanah dan Spesifikasi Soil Nailing ....... 30

3.1.2. Perencanaan Struktur Jalan Raya .................................... 32

3.1.3. Variasi Permodelan ......................................................... 35

3.2. Analisis dengan Perhitungan Manual............................... ........... 36

3.3.

Analisis dengan Program Geoslope............................... ............. 36

3.3.1. Pengaturan Awal ............................................................. 36

3.3.2.

Membuat Sketsa Gambar ................................................ 373.3.3. Analysis Settings .............................................................. 38

3.3.4. Mendefinisikan Parameter Tanah .................................... 40

3.3.5. Menentukan Parameter Tiap Lapisan Tanah ................... 40

3.3.6.

Menggambar Entry and Exit Bidang Longsor ................ 41

3.3.7. Menggambar Beban Merata ............................................ 42

3.3.8. Menggambar Perkuatan Soil Nailing .............................. 43

3.3.9.

Memeriksa Masukan Data ............................................... 43

3.3.10. Solving The Poblem ......................................................... 44

3.3.11. Menampilkan Hasil Analisis ........................................... 45

3.3.12.

Menyimpan Data ............................................................. 45

3.4. Pembahasan Hasil Penelitian............................... ........................ 46

3.5. Kesimpulan............................... ................................................... 46

3.6.

Diagram Alir Penelitian............................... ................................ 47

BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................... 48

4.1.

Analisis Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan ................................ 48

4.1.1. Analisis pada Lereng Atas ............................................... 48

4.1.2. Analisis pada Lereng Bawah ........................................... 50

4.2.

Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan ............................. 52

4.2.1. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Keruntuhan Global

Lereng .............................................................................. 52

4.2.1.1. Analisis pada Lereng Atas. ............................... 53


7/94

xi

4.2.1.2. Analisis pada Lereng Bawah. ........................... 57

4.2.2. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Penggeseran .......... 61

4.2.2.1. Analisis pada Lereng Atas. ................................ 62

4.2.2.2. Analisis pada Lereng Bawah. ............................ 62

4.2.3. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Kegagalan Daya

Dukung Tanah ................................................................. 64

4.2.3.1. Analisis pada Lereng Atas. ................................ 64

4.2.3.2. Analisis pada Lereng Bawah ............................. 64

4.2.4. Analisis Stabilitas Internal Terhadap Putus Tulangan dan

Cabut Tulangan ................................................................. 65

4.2.4.1. Analisis pada Lereng Atas. .................................. 654.2.4.2. Analisis pada Lereng Bawah ................................ 66

4.3. Hasil Perhitungan ....................................................................... 67

4.4. Pembahasan ................................................................................. 71

4.4.1.

Hubungan Kemiringan Lereng dengan Angka Keamanan

(SF) ................................................................................. 71

4.4.2. Hubungan Jarak Vertikal Antar Nail dan Kemiringan

Nail dengan Angka keamanan (SF)…………………… 72

4.4.3. Hubungan Jarak Vertikal Antar Nail dengan Stabilitas

Internal ............................................................................. 76

4.4.4.

Perbandingan Hasil Analisis Stabilitas Lereng dari

Perhitungan Manual dengan Program Geoslope ............ 80

4.4.5. Permasalahan pada Penggunaan Soil Nailing ................. 81

4.4.5.1. Perhitungan Stabilitas Lereng Keseluruhan (Global)

....................................................................................... 81

4.4.5.2. Efisiensi Penggunaan Nail ................................. 83

4.4.5.3. Penentuan Sudut Bidang Longsor Pada Perhitungan

Manual ................................................................ 84

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 85

5.1. Kesimpulan .................................................................................. 85

5.2. Saran............................... ............................................................. 85


8/94

xii

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 87

LAMPIRAN ................................................................................................ 89


9/94

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Kegiatan transportasi merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan

manusia. Transportasi berperan penting dalam kehidupan manusia antara lain dalam aspek

-aspek sosial, politik, ekonomi, dan keamanan. Sebagai pemenuhan kebutuhan manusia

akan sarana dan prasarana transportasi yang tinggi maka banyak dilakukan proyek

pembangunan jalan raya. Terkadang ditemui rute jalan yang melalui daerah perbukitan

dan berlereng dengan kondisi tanah yang kurang baik. Lereng-lereng tersebut harus

mampu menahan beban yang besar akibat pembangunan jalan raya, kondisi ini dapat

memicu berkurangnya tingkat keamanan lereng yang berdampak pada kelongsoran. Hal

ini perlu diantisipasi untuk mencegah dari kemungkinan terburuk yang disebabkan oleh

bahaya longsor yang dapat menelan banyak korban jiwa dan kerugian ekonomi.

Untuk mencegah bencana tanah longsor perlu dilakukan adanya upaya perkuatan pada

lereng. Pada saat ini telah banyak alternatif perkuatan lereng, salah satu diantaranya yaitu

dengan soil nailing . Soil nailing adalah merupakan metode perbaikan tanah asli (in-situ)

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

pile. Soil nailing dapat digunakan untuk banyak jenis tanah, dan kondisi. Pengalaman dari

berbagai proyek menunjukkan beberapa kondisi tanah yang menguntungkan, akan

membuat metode soil nailing menjadi lebih efektif dari segi biaya dibandingkan dengan

teknik lain (Lazarte, 2003).

Dalam penelitian ini akan membahas pengaruh penggunaan soil nailing pada lereng yang

di variasikan dengan kemiringan lereng, sudut nail dan jarak nail, terhadap nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng. Pengamatan ini dianalisis menggunakan program geoslope

dan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop pada lereng

tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.


10/94

2

1.2. Rumusan Masalah

Dari uraian di atas maka diambil rumusan masalah :

1) Seberapa besar pengaruh kemiringan lereng terhadap besarnya nilai faktor keamanan

(SF) pada lereng?

2) Seberapa besar pengaruh jarak antar nail terhadap besarnya nilai faktor keamanan (SF)

pada lereng?

3) Seberapa besar pengaruh sudut kemiringan nail terhadap besarnya nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng?

4) Seberapa besar perbandingan hasil analisis stabilitas lereng dengan menggunakan

program geoslope dan secara manual?

1.3.

Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak terlalu meluas

maka perlu pembatasan masalah. Batasan-batasan masalah yang diambil dalam penelitian

ini adalah sebagai berikut :

1)

Data tanah yang digunakan adalah data tanah di Desa Bantas, Kecamatan Selemadeg

Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali dengan 3 lapisan tanah.

2) Lereng terdiri dari dua tingkat, dengan ketinggian yang berbeda.

3) Model material tanah yang digunakan adalah Mohr-Coulumb.

4) Model berupa lereng miring dengan perkuatan soil nailing dengan dimensi nail

disesuaikan dengan kebutuhan di lapangan.

5) Analisis stabilitas lereng menggunakan bantuan program geoslope dan perhitungan

manual. Perhitungan manual menggunakan metode bishop pada lereng tanpa

perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

6) Longsor lereng diamati dengan menggunakan permodelan dua dimensi.

7)

Muka air tanah tidak ikut diperhitungkan.


11/94

3

1.4. Tujuan Penelitian

1)

Mengetahui seberapa besar pengaruh kemiringan lereng terhadap besarnya nilai faktorkeamanan (SF) pada lereng.

2) Mengetahui seberapa besar pengaruh jarak antar nail terhadap besarnya nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng.

3) Mengetahui seberapa besar pengaruh sudut kemiringan nail terhadap besarnya nilai

faktor keamanan (SF) pada lereng.

4) Mengetahui seberapa besar perbandingan hasil analisis stabilitas lereng dengan

menggunakan program dan secara manual.

1.5.

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini untuk :

1) Menambah pengetahuan tentang stabilitas lereng dengan perkuatan soil nailing .

2) Mendapatkan gambaran tentang visualisasi kelongsongan lereng dalam bentuk dua

dimensi.

3)

Mengenal dan dapat mengoperasikan program geoslope.

4) Menghemat waktu dalam menyelesaikan permasalahan dalam bidang geoteknik

dengan memanfaatkan program komputer.


12/94

4

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Soil nailing merupakan jenis perkuatan pasif pada tanah dengan menancapkan

potongan-potongan baja (nails) yang kemudian di- grout . Soil nailing digunakan

secara khusus untuk menstabilisasi lereng atau galian yang lebih menguntungkan

dibandingkan sistem dinding penahan tanah yang lain. Pada beberapa kondisi, soil

nailing memberikan alternatif yang bisa dilakukan dilihat dari sisi kemungkinan

pelaksanaan, biaya pembuatan, dan lamanya waktu pengerjaan jika dibandingkan

dengan sistem perkuatan lereng yang lain (Lazarte, 2003).

Analisis tegangan – perpindahan dan faktor keamanan (SF) pada lereng miring

dengan perkuatan soil nailing menggunakan program plaxis 8.2. Hasil analisisnya

nilai faktor keamanan (SF) lereng mengalami peningkatan seiring dengan

penambahan panjang nail dan nilai faktor keamanan (SF) mengalami penurunanseiring dengan penambahan sudut kemiringan lereng (Aza, 2012).

Analisis stabilitas lereng pada badan jalan dan perencanaan perkuatan dinding

penahan tanah pada studi kasus jalan raya Selemadeg, Desa Bantas, Kecamatan

Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali. Hasil analisisnya nilai

faktor keamanan (SF) lereng pada kontur alami kurang dari 1. Faktor keamanan

(SF) mencapai angka lebih dari 1 setelah mengurangi kecuraman lereng dan

dibangun dinding penahan tanah (Tjokorda, 2010).

Metode kesetimbangan batas telah digunakan untuk stabilitas lereng dalam waktu

yang lama. Metode kesetimbangan konvensional memiliki beberapa keterbatasan,

salah satunya hanya memenuhi persamaan kesetimbangan gaya. Metode tersebut

tidak menganggap tegangan dan perpindahan dari suatu lereng. Keterbatasan ini

dapat diatasi dengan menggunakan program yang mampu menganalisis gaya dan


13/94

5

tegangan geser total pada pada permukaan longsor sehingga dapat digunakan

untuk menentukan angka keamanan (Krahn, 2003).

Penelitian ini diharapkan mampu melengkapi penelitian-penelitian sebelumnya,

analisis yang dilakukan dengan bantuan program geoslope kemudian hasilnya

dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop pada

lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

Dilakukan pula analisis manual stabilitas eksternal terhadap penggulingan dan

kegagalan daya dukung tanah. Analisis stabilitas internal terhadap putus tulangan

dan cabut tulangan.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan

Suatu lereng dikatakan stabil jika lereng tersebut tidak mengalami pergerakan dan

tidak berpotensi mengalami pergerakan, yaitu apabila besarnya komponen gaya

penahan pada lereng lebih besar dibanding komponen gaya penggerak lereng.

Klasifikasi kemiringan lereng menurut SNI 03-1997-1995 yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.1. Klasifikasi Kemiringan Lereng Menurut SNI 03-1997-1995

Sudut Kemiringan Lereng

(….o)

Kondisi menurut

SNI 03-1997-1995

45

Sedang

60 Curam

90 Curam

(Sumber : SNI 03-1997-1995)

Adapula pendapat dari Christoper, dkk, (1990), mengklasifikasikan:

1) Struktur timbunan dengan kemiringan lereng < 70o yang lerengnya diperkuat,

disebut lereng tanah bertulang ( Reinforced Soil Slope, RSS ).

2) Struktur timbunan dengan kemiringan lereng > 70o yang lerengnya diperkuat,

disebut struktur dinding tanah distabilisasi secara mekanis ( Mechanically Stabilized Earth wall, MSE-wall )


14/94

6

Di dalam menganalisis stabilitas lereng tidaklah mudah, karena terdapat banyak

faktor yang sangat mempengaruhi hasil hitungan. Faktor-faktor tersebut

misalnya, kondisi tanah yang berlapis-lapis, kuat geser tanah yang anisotropis,

aliran rembesan air dalam tanah dan lain-lainya. Maka diperlukan ketelitian

dalam proses perhitunganya. Untuk mencari nilai faktor keamanan (SF) lereng

tanpa perkuatan pada penelitian ini dihitung mengggunakan metode bishop

sebagai berikut:

?x

Gambar 2.1. Analisis Stabilitas Lereng dengan metode bishop

= ( .∆+ tan ) (2.1) = cos 1 + tan (2.2)

Keterangan :

SF = faktor aman

C = kohesi tanah (kN/m2)

= sudut gesek dalam tanah (0)

= sudut irisan dengan bidang longsor (0)

W = berat irisan tanah ke-n + q (kN/m)

Q = beban merata (kN/m2)

∆x = panjang irisan ke-n (m)

F = faktor aman rencana

Δ


15/94

7

2.2.2. Struktur Perkerasan Beton Semen

Perkerasan beton semen (perkerasan kaku) adalah struktur yang terdiri atas pelat

beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau

menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar,

tanpa atau dengan lapis permukaan beraspal (SNI PD T-14-2003).

Pada umumnya perkerasan beton semen dilapisi dengan perkerasan aspal di

atasnya. Namun struktur perkerasan beton semen secara tipikal sebagaimana terlihat

pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen

Bahan pondasi bawah pada perkerasan beton semen berdasarkan SNI PD T-14-

2003 dapat berupa :

1) Bahan berbutir.

2) Stabilisasi atau dengan beton kurus giling padat (Lean Rolled Concrete).

3)

Campuran beton kurus (Lean-Mix Concrete).

Tebal pondasi minimum yang mempunyai mutu sesuai dengan SNI No. 03-6388-

2000 dan AASHTO M-15 serta SNI No. 03-1743-1989 adalah 10 cm. Perancangan

tebal perkerasan beton semen dapat dihitung dengan menggunakan beberapa

metode diantaranya; metode AASHTO , AUSTROAD 2000, metode Bina Marga,

metode Asphalt Institute, metode ROAD NOTE 29, dan lain-lain. Pada umumnya

tebal perkerasan beton semen berkisar antara 20 - 30 cm.

Bahan-bahan yang digunakan untuk perkerasan beton semen harus sesuai dengan

peraturan yang telah ditetapkan. Daftar berat isi () bahan-bahan yang digunakan


16/94

8

B + 2 h tg

B

Tanah Dasar

h

L

pc

p'

untuk perkerasan beton semen berdasarkan Peraturan Pembebanan Jembatan Bab

III hal. 37 dalam Herma, dkk 2010 adalah sebagai berikut :

1) Beton bertulang : 24 kN/m3

2) Beton biasa : 22 kN/m3

3) Perkerasan jalan beraspal : 20 – 25 kN/m3

2.2.3. Pembebanan pada Lereng

Gaya yang ditimbulkan oleh adanya struktur jalan raya di atas konstruksi lereng

harus mampu ditahan oleh lereng tersebut. Gaya tersebut yaitu gaya vertikal yang

disebabkan oleh beban perkerasan dan beban kendaraan. Gaya-gaya yang berasal

dari kendaraan nantinya akan diteruskam pada perkerasan sebagai tekanan vertikal.

Tekanan vertikal dapat ditentukan dengan menggunakan penyebaran tekanan ( 2H:

1V atau = ± 260) dari Giroud dan Noiray (1981).

Tekanan ban (p’) pada kedalaman (h) dari permukaan dapat diper oleh dengan

rumus :

′=

2 + 2 + 2 (2.3)

Keterangan :

p’ = tekanan ban pada kedalaman h (kN/m2)

P = beban gandar (kN)

h = tebal perkerasan (m)

= sudut penyebaran beban terhadap vertikal (0)

L = panjang bidang kontak (m)

B = lebar bidang kontak (m)

Gambar 2.3. Distribusi Beban Kendaraan ( Giroud dan Noiray, 1981)


17/94

9

Beban gandar (P) disebarkan mengikuti penyebaran tekanan yang bersudut

terhadap vertikal. Bidang kontak ekivalen tekanan ban di atas permukaan jalan

adalah B x L .

Untuk kendaraan berat dengan roda lebar dan ganda :

= 2 , = 0,5 (2.4)

Giroud dan Noiray, 1981, menyatakan besarnya tekanan ban (p c) untuk kendaraan

proyek sebesar 620 kPa.

2.2.4. Perancangan elemen dasar sinding soil nail ing

Secara umum elemen-elemen yang dibutuhkan dalam perkuatan dengan soil nailing

adalah sebagai berikut :

Gambar 2.4. Potongan Melintang Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing

(Sumber: GEO Civil Engineering and Development Department TheGovernment of The Hong Kong )


18/94

10

Gambar 2.5. Potongan Melintang Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing

(Sumber: Porterfield et al. (1994)., dalam “Soil Nail Walls”,

Report FHWA-IF-03-017)

1) Batang baja ( Nail Bars)

Besarnya nilai kuat tarik yang dianjurkan oleh Federal Highway Administration

(FHWA) adalah sebesar 420 MPa – 520 MPa dengan diameter bervariasi yaitu 19

mm, 22 mm, 25 mm, 29 mm, 32 mm, 36 mm, dan 43 mm, tergantung kebutuhan

(Lazarte, 2003).

Menurut standar ASTM A615 baja yang umum digunakan pada soil nailing adalah

baja ulir dengan daya dukung tarik 420 MPa (60 ksi atau Grade 60) atau 520 MPa

(75ksi atau Grade 75). Ukuran diameternya yang tersedia adalah 19, 22, 25, 29, 32,36, dan43 mm, serta ukuran panjang mencapai 18 m (Tabel 2.2).


19/94

11

Tabel 2.2. Properti Baja Ulir [ASTM A615, Fy = 420 dan 525 MPa (60 dan 75 ksi)]

Diameter Luas Penampang Berat Jenis Kuat Leleh Kapasitas Beban

Aksial

Inggris mm inch2 mm2 lbs/ft Kg/m ksi MPa Kips kN

#6 19 0.44 284 0.86 21.860 414 26.4 118

75 517 33.0 118

#7 22 0.66 387 0.99 25.160 414 36.0 160

75 517 45.0 200

#8 25 0.79 510 1.12 28.460 414 47.4 211

75 517 59.3 264

#9 29 1.00 645 1.26 32.060 414 60.0 267

75 517 75.0 334

#10 32 1.27 819 1.43 36.360 414 76.2 339

75 517 95.3 424

#11 36 1.56 1006 1.61 40.9

60 414 93.6 417

75 517 117.0 520

#14 43 2.25 1452 1.86 47.260 414 135.0 601

75 517 168.8 751

(Sumber: Byrne et al, 1998)

Mengacu pada standar ASTM baja yang umum digunakan pada soil nailing adalah

baja ulir dengan daya dukung tarik 420 MPa, pada penelitian ini dipakai baja ulir

diameter 25 mm, dengan fy 420 Mpa dan kapasitas beban aksial 211 kN.

2) Nail Head

Nail Head adalah bagian ujung dari baja yang menonjol keluar dari wall facing

(tampilan dinding).

3) Hex nut , washer, dan bearing plate

Hex nut (mur persegi enam) , dan washer (cincin yang terbuat dari karet atau logam)

yang digunakan harus memiliki kuat leleh yang sama dengan batangan bajanya.

Bearing plate (pelat penahan) umumnya berbentuk persegi dengan panjang sisi

200-250 mm, tebal 19m, dan kuat leleh 250 MPa (ASTM A36).

4) Grout (Cor beton)

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

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


20/94

12

digunakan untuk kondisi yang tidak memerlukansyarat khusus, semen tipe II

digunakan jika menginginkan panas hidrasi lebih rendah dan ketahanan korosi

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

digunakan jika memerlukan waktu pengerasan yang lebih cepat.

5) Centralizers (Penengah)

Centralizers adalah alat yang dipasang pada sepanjang batangan baja dengan jarak

tertentu (0.5 – 2.5m) untuk memastikan tebal selimut beton sesuai dengan rencana

sehingga dalam terhindar dari karat yang diakibatkan oleh oksidasi dalam tanah dapat

dihindari. Alat ini terbuat dari PVC atau material sintetik lainnya.

Gambar 2.6. Centralizers (Penengah)(Sumber : www.navidfotovati.blogspot.com)

6)

Reinforcement Connector (Coupler ) / Penghubung

Coupler / penghubung digunakan untuk menyambung potongan – potongan baja

apabila terjadi penyambungan baja karena kebutuhan baja terlalu panjang.

7) Wall Facing (Muka/Tampilan Dinding)

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

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

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

permukaan galian tanah terhadap erosi. Tahap berikutnya adalah pembuatan

muka/tampilan permanen ( permanent facing ). Muka permanen dapat berupa panel

beton pracetak terbuat dari shotcrete. Muka permanen memiliki fungsi yang sama

dengan muka sementara, tetapi dengan fungsi proteksi terhadap erosi yang lebih

baik, dan sebagai penambah keindahan (fungsi estetika).

http://www.navidfotovati.blogspot.com/http://www.navidfotovati.blogspot.com/


21/94

13

8) Drainage System (Sistem Drainase)

Untuk mencegah meningkatnya tekanan air pada lereng di belakang muka dinding,

biasanya dipasangkan lembaran vertikal geokomposit di antara muka dinding

sementara dan permukaan galian Pada kaki lereng harus disediakan saluran

pembuangan (weep hole) untuk air yang telah dikumpulkan oleh lembaran

geokomposit.

Gambar 2.7. Sistem Drainase Pada Dinding Soil Nailing

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

2.2.5.

Tahapan Konstruksi

Tahapan-tahapan pekerjaan sebuah konstruksi dinding soil nailing secara umum

digambarkan secara skematis seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Tahapan Konstruksi Dinding Soil Nailing Secara Umum



22/94

14

Lanjutan Gambar 2.8. Tahapan Konstruksi Dinding Soil Nailing Secara Umum


Keterangan :Tahap 1. Galian Tanah

Galian tanah dilakukan secara bertahap dengan kedalaman galian tertentu

(umumnya 1-2 m / 3 and 6 ft), hingga mencapai kedalaman galian

rencana. Kedalaman galian tiap tahap harus disesuaikan dengan

kemampuan tanah, sehingga muka galian dapat berdiri tanpa perkuatan,

dalam periode waktu yang singkat (umumnya 24-48 jam).


23/94

15

Gambar 2.9. Pekerjaan Galian Tanah

(Sumber : www.sully-miller.com)

Tahap 2. Pengeboran lubang nail

Dalam pekerjaan soil nailing , pengeboran dilakukan dengan alat auger

dengan lubang terbuka (tanpa casing /selubung) digunakan karena

pekerjaannya menjadi relatif lebih cepat dan biaya yang lebih rendah.

Namun, untuk tanah yang kurang stabil, pengeboran berdiameter besar

harus berhati-hati dan dianjurkan pengeboran dengan drill

casing /selubung untuk menghindari keruntuhan tanah pada lubang bor.

Gambar 2.10. Pengeboran lubang nail

(Sumber : http://protexttunnel.com)

Tahap 3. Pemasangan Nail Bar dan Grouting

Batangan baja yang sudah terpasang dengan centralizers, dimasukkan ke

dalam lubang bor, dan kemudian dicor dengan beton. Secara umum,

pengecoran dengan menuangkan adukan beton, menghasilkan ikatan yang

cukup baik antara tanah dengan hasil pengecoran. Namun, untuk kasus

http://protexttunnel.com/http://protexttunnel.com/


24/94

16

tertentu pada tanah yang lemah memerlukan daya ikatan yang lebih tinggi,

ini dapat dihasilkan dengan melakukan pengecoran dengan tekanan tinggi

( jet grouting ). Adanya tekanan juga dapat menghasilkan beton yang lebih

padat, dan diameter efektif pengecoran mengembung menjadi lebih besar,

dengan demikian kemampuan menahan gaya cabut juga menjadi lebih baik.

Aliran air ke dalam dinding galian harus dicegah. Oleh karena itu, metode

konvensional dalam pengendalian air permukaan dan drainase, diperlukan

selama masa konstruksi. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya,

penambahan lembaran geokomposit vertikal, dapat membantu mencegah

peningkatan tekanan air tanah pada muka lereng.

Gambar 2.11. Grouting dengan menggunakan pipa tremi

(Sumber: Porterfield et al. (1994)., dalam “Soil Nail Walls”, Report FHWA-IF-03-017)

Tahap 4. Pembuatan Muka Sementara (Temporary Wall Facing )

Muka sementara dari sebuah dinding soil nailing umumnya terbuat dari

shotcrete, dengan ketebalan antara 75 sampai 100 mm. Lapisan shotcrete

akan menjadi perkuatan sementara, dan melindungi permukaan galian dari

erosi, serta sebagai pengisi rongga-rongga yang terbentuk akibat keretakan

tanah.


25/94

17

Gambar 2.12. Muka/tampilan sementara (temporary facing )(Sumber : http://www.fhwa.dot.gov)

Tahap 5. Pembangunan Tingkat Selanjutnya (Construction of Subsequent Levels)

Pengulangan langkah dari tahap 1 hingga 4, pada tiap – tiap level

selanjutnya. Disetiap level penggalian gulungan dibuka hingga sampailah

ke penggalian paling bawah. Di galian paling bawah kemudian

geokomposit diikat pada collecting toe drain.

Tahap 6. Pembuatan Muka Permanen ( Permanent Wall Facing )

Metode yang umum dilakukan dalam pembuatan muka permanen adalah

dengan shotcrete, dan beton pracetak. Di samping dua metode ini, masih banyak metode yang dapat dilakukan, dan masih terus dikembangkan.

Pembuatan muka permanen dari shotcrete sama dengan yang dilakukan

dalam pembuatan muka sementara. Ketebalan muka permanen dari

shotcrete umumnya berkisar antara 150, dan 300 mm, belum termasuk

ketebalan dari dinding sementara. Pengecoran dilakukan secara berlapis

dengan ketebalan tiap lapisan antara 50 hingga 100 mm.

Gambar 2.13. Muka/tampilan permanen ( Permanent Wall Facing )

(Sumber : http://www.fhwa.dot.gov)

http://www.fhwa.dot.gov/http://www.fhwa.dot.gov/http://www.fhwa.dot.gov/http://www.fhwa.dot.gov/http://www.fhwa.dot.gov/


26/94

18

2.2.6. Kelebihan dan Kekurangan Soil Nailing

Dalam upaya stabilitas lereng dengan menggunakan perkuatan soil nailing terdapat

banyak kelebihan apabila dibandingkan dengan perkuatan lereng dengan metode

lain, tetapi adapula kelemahan dalam perkuatan soil nailing.

Kelebihan soil nailing dibandingkan dengan metode lain adalah:

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

lebih sedikit dibandingkan dengan ground anchors, karena umumnya batangan

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

sedikit, waktu pengerjaan lebih cepat dan dapat memakai peralatan pengeboran

kecil jika dibandingkan dengan ground anchors.

2)

Luas area yang dibutuhkan dalam masa konstruksi lebih kecil dibandingkan

dengan teknik lain, sehingga cocok untuk pekerjaan yang memiliki areal

konstruksi terbatas.

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

dinding untuk soil nailing lebih tipis jika dibandingkan dengan dinding

gravitasi.

4)

Dapat dipakai untuk struktur permanen maupun struktur sementara.5) Dapat menyesuaikan dengan kondisi lapangan terhadap kemiringan permukaan

dan tulangan, bentuk struktur, density, dan dimensi perkuatan dapat disesuaikan

dengan kondisi lapangan dan karakteristik tanah diketahui pada tiap level

kedalaman selama proses penggalian.

6) Mempunyai tahanan terhadap gempa.

7) Metode kontruksinya tidak mengganggu lingkungan sekitarnya karena memakai

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

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

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

2)

Soil nailing tidak cocok diaplikasikan untuk struktur yang membutuhkan

kontrol ketat terhadap deformasi. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan

post tension nail , namun langkah ini akan meningkatkan biaya konstruksi.

3) Pelaksanaan konstruksi soil nailing relatif lebih sulit, sehingga membutuhkan

kontraktor yang ahli, dan berpengalaman.


27/94

19

2.2.7. Analisis stabilitas lereng dengan perkuatan soil nail ing

Suatu perkuatan dinding penahan tanah harus dirancang agar aman/ stabil terhadap

pengaruh-pengaruh gaya dalam dan gaya luar. Analisis terbagi menjadi dua yaitu

stabilitas ekstern atau stabilitas luar (external stability) dan stabilitas intern atau

stabilitas dalam (internal stability).

Gambar 2.14. Analisis external stability dan internal stability



28/94

20

1)

Analisis stabilitas eksternal

a) Faktor aman terhadap keruntuhan lereng global ( global stability failure)

Perkuatan lereng harus aman terhadap keruntuhan, pada perhitungan

manual, mengadopsi metode baji (wedge) dengan bidang longsor

planar.yaitu :

Gambar 2.15. Gaya yang Bekerja Dalam Metode Baji (Wedge Method )

∑i - Pn Sin∝ + Pt Cos∝ = 0 (2.5)

−

−

−∑= 0 (2.6)

Variabel “P” dalam persamaan 2.5 dan 2.6 merupakan gaya dari tanah pada

permukaan bidang longsor, dan dengan mempertimbangkan keseimbangan

gaya, maka:

= (2.7)Pada tanah yang memiliki nilai kohesi, maka perlu diperhitungkan kuat

geser tanah pada sepanjang permukaan bidang longsor, berikut persamaan

untuk menghitung kuat geser:

= . (2.8)Dari persamaan 2.5, 2.6, 2.7, dan 2.8, nilai faktor keamanan dapat dihitung

dengan persamaan berikut:

= .+(+)cos .tan +∑ +−∑ +(+) −∑ +−∑ + (2.9)


29/94

21

Keterangan :

FS = faktor aman

c = kohesi tanah (kN/m2)


= sudut kemiringan bidang longsor terhadap garis horisontal

W = berat irisan tanah ke-n (kN/m)

Q = beban mati diatas lereng (kN/m)

Lf = panjang lengkung lingkaran pada irisan ke-n (m)

Le = panjang nail bar di belakang bidang longsor (m)

β = kemiringan lereng(0)

i = kemiringan nail (0)

ΣTi = jumlah daya dukung terhadap gaya tarik (kN/m)

ΣVi = jumlah daya dukung gaya geser (kN/m)

Gaya Geser dan Gaya Tarik Ijin Global

Untuk menghitung stabilitas lereng dengan perkuatan secara global perlu

diperhatikan Gaya geser, dan gaya tarik ijin dari sebuah nail bar dapat dihitung

dengan persamaan 2.9, dan 2.10.

= 2 1+4 2(900−) (2.10)

= 4(900 − ) (2.11)Keterangan:

V = gaya geser ijin nail bar

T = gaya tarik ijin nail bar

Rn = daya dukung tarik nail bar

Untuk menghitung gaya geser ijin dari tanah dapat dihitung dengan persamaan

berikut:

= 2 (2.12)


30/94

22

Keterangan:

V = gaya geser ijin pasif tanah

D = diameter nail bar+grouting

=

4

4

= panjang penyaluran

EI = kekakuan nail bar , dengan diameter nail bar tanpa grouting

K s = modulus reaksi lateral tanah, ditentukan dari Tabel 2.3.

Pmax =Pu/ 2= tegangan pasif yang dibatasi menjadi setengah dari tegangan

pasif ultimit,

Pu dihitung dengan mengambil nilai terkecil dari persamaan berikut:

= (1 + 2)′ (2.13)1.

= 3′ (2.14)z = 2/3H (2.15)1.

(Nilai koefisien C1, C2, dan C3, ditentukan dari Gambar 2.16)

2.

Koefisien C1, C2, dan C3

Gambar 2.16. Grafik Korelasi Untuk Tanah Pasir API

(Sumber: API, 1987)


31/94

23

Tabel 2.3. Harga Perkiraan Modulus Reaksi Lateral Tanah (ks)

Jenis Tanah ks ,kcf ks ,kN/m3

Pasir lepas

Pasir padat sedang

Pasir padat

Pasir padat berlempung

Pasir padat sedang berlanau

Tanah berlempung

qu ≤ 200 k Pa (4 ksf)

200 < qu ≤ 400 kPa

qu > 800 k Pa

300 – 100

60 – 500

400 – 800

200 – 500

150 – 300

75 – 150

150 – 300

> 300

4800 – 16000

9600 – 80000

64000 – 128000

32000 – 80000

24000 – 48000

12000 – 24000

24000 – 48000

> 48000

(Sumber : Bowles, Foundation Analysis and Design)

Setelah mendapatkan gaya geser ijin terkecil antara nail bar dan tanah, maka gaya

tarik ijin pada nail bar perlu dibatasi, yang ditentukan dari persamaan berikut:

22 + 2 2 =1 (2.16)

Keterangan:

Vmax = gaya geser ijin global,

Tmax = gaya tarik ijin global,

R c = R n/2 = daya dukung geser nail bar

Gaya Tarik Ijin Dari Perkuatan Soil Nailing

Apabila lebih besar dari gaya ijin global lebih besar daripada gaya tarik ijin dari

masing-masing nail maka gaya ijin yang digunakan adalah gaya ijin global, baik

untuk gaya ijin tarik.

=

DL e f max

(2.17)

f max adalah daya dukung geser pada ikatan antara tanah dengan permukaan

sepanjang nail bar , sebaiknya dilakukan pengujian di lapangan untuk medapatkan

nilai ini. Berikut nilai f max pada beberapa jenis tanah pasir pada tabel 2.4.


32/94

24

Tabel 2.4. Daya Dukung Geser Soil Nailing pada Tanah Pasir

Soil Type Ultimate Bond Strength (kN/m2)

Sand/gravel 100 – 180

Silty sand 100 – 150

Silty clayey sand 60 – 140Silty fine sand 55 – 90

(Sumber: Ellias and Juran, 1991)

b) Faktor aman terhadap penggeseran ( sliding stability failure)

Gambar 2.17. Stabilitas terhadap penggulingan pada perkuatan soil nailing


Faktor aman terhadap penggulingan :

= cb BL +(W + Q+PA sin δ) tan φPA cos δ (2.18)

Tekanan aktif lateral dihitung menggunakan rumus berikut :

= .122

. (2.19)Ka = tg

2 (45

0 – /2) (2.20)


33/94

25

Keterangan :

FS = faktor aman

Cb = kohesi tanah (kN/m2)

Bl = lebar struktur (m)

W = berat irisan tanah (kN/m)

Q = beban mati diatas lereng (kN/m)


H = tinggi dinding tanah (m)

= Berat isi tanah (kN/m3)

δ = sudut gesek antara tanah fondasi dan dasar struktur

(fondasi dianggap sangat kasar terbuat dari beton tgδ=tgφ)

c) Faktor Aman terhadap kegagalan daya dukung tanah (bearing failure)

= .+0.5 . (2.21)Keterangan :

c = kohesi tanah pondasi (kN/m2)

γ = berat volume tanah pondasi (kN/m3)

q = tekanan overburden pada dasar pondasi (kN/m2)

Nc, Nγ = koefisien-koefisien kuat dukung yang merupakan fungsi

dari sudut geser dalam tanah, yang dapat dalam Tabel 2.5.

Heq = tinggi dinding tanah (m)

Be = lebar excavation (m)


34/94

26

Tabel 2.5. Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi

ф Nc Nq Nγ ф Nc Nq Nγ

0 5.70 1.00 0.00 26 27.09 14.21 9.84

1 6.00 1.10 0.01 27 29.24 15.90 11.60

2 6.30 1.22 0.04 28 31.61 17.81 13.70

3 6.62 1.35 0.06 29 34.24 19.98 16.18

4 6.97 1.49 0.10 30 37.16 22.46 19.13

5 7.34 1.64 0.14 31 40.41 25.28 22.65

6 7.73 1.81 0.20 32 44.04 28.52 26.87

7 8.15 2.00 0.27 33 48.09 32.23 31.94

8 8.60 2.21 0.35 34 52.64 36.50 38.04

9 9.09 2.44 0.44 35 57.75 41.44 45.41

10 9.61 2.69 0.56 36 63.53 47.16 54.36

11 10.16 2.98 0.69 37 70.01 53.80 65.27

12 10.76 3.29 0.85 38 77.50 61.55 78.61

13 11.41 3.63 1.04 39 85.97 70.61 95.03

14 12.11 4.02 1.26 40 95.66 81.27 115.31

15 12.86 4.45 1.52 41 106.81 93.85 140.51

16 13.68 4.92 1.82 42 119.67 108.75 171.99

17 14.60 5.45 2.18 43 134.58 126.50 211.56

18 15.12 6.04 2.59 44 151.95 147.74 261.60

19 16.56 6.70 3.07 45 172.28 173.28 325.34

20 17.69 7.44 3.64 46 196.22 204.19 407.11

21 18.92 8.26 4.31 47 224.55 241.80 512.84

22 20.27 9.19 5.09 48 258.28 287.85 650.67

23 21.75 10.23 6.00 49 298.71 344.63 831.99

24 23.36 11.40 7.08 50 347.50 415.14 1072.80

25 25.13 12.72 8.34


35/94

27

2) Analisis stabilitas internal

a) Faktor aman (SF) terhadap putus tulangan :

Gambar 2.18. Keruntuhan putus tulangan

(Sumber: Soil Nail for Stabilization of Steep Slopes Near Railway Tracks)

Faktor aman (SF) terhadap putus tulangan :

=

(0.25xπx d 2xf y

1000)

.

.

(2.22)

= . (2.23)Keterangan :

Sv = jarak tulangan arah vertikal (m)

Sh = jarak tulangan arah horisontal(m) = daya dukung tarik baja (MPa)d = diameter tulangan (mm)

σh = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m2

)

= Berat isi tanah (kN/m3)

z = kedalaman yang ditinjau (m)

= koefisien tekanan aktif lateral pada rumus 2.20.


36/94

28

b) Faktor aman (SF) terhadap cabut tulangan :

Gambar 2.19. Keruntuhan cabut tulangan

(Sumber: “Soil Nail for Stabilization of Steep Slopes Near Railway Tracks”,

Report RDSO Lucknow)

Faktor aman (SF) terhadap cabut tulangan :

= π .qu .Ddh Lp.. (2.24)Keterangan :

Sv = jarak tulangan arah vertikal (m)

qu = ultimate bond strength (kN/m

2

)σh = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m

2)

L p = panjang tulangan yang berada di zona pasif (m)

φ = sudut gesek internal tanah (0

)

DDH = diameter lunang bor (m)

2.2.8.

Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope

Slope/w adalah suatu program yang menggunakan metode kesetimbangan batas untuk

memecahkan (mencari faktor keamanan). Program ini dibuat oleh Geo-Slope

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

sigma w, quake w, temp w, dan ctran w. Bersifat terintegrasi sehingga memungkinkan

untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam produk yang lain.


37/94

29

Slope w merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan

tanah dan kemiringan tanah. Dengan slope w, kita dapat menganalisis masalah baik

secara sederhana maupun kompleks dengan menggunakan salah satu dari delapan metode

kesetimbangan batas untuk berbagai permukaan yang miring, kondisi tekanan pori-air,

sifat tanah dan beban terkonsentrasi. Kita dapat menggunakan elemen tekanan pori air

yang terbatas, tegangan statis, atau tekanan dinamik pada analisis kestabilan lereng. Anda

juga dapat melakukan analisis probabilistik.

Slope w Define merupakan program yang digunakan untuk pemodelan permasalahan

lereng dalam bentuk penggambaran pada layar komputer dalam aplikasi Computer Aided

Design (CAD). Perhitungan dilakukan dengan input data material properties tanah

(c,γ,danφ) dan pengaturan analisis ( Analysis Setting ) sesuai kebutuhan. Setelah proses

penginputan dan pengaturan analisis maka tahap verify untuk pengecekan apakah terjadi

kesalahan dalam proses penginputan data. Kemudian data yang telah dimodelkan

dianalisis dengan menggunakan slope w solve. Hasil analisis kemudian dapat ditampilkan

menggunakan slope w contour dan ditampilkan grafis seluruh bidang longsor yang

berbentuk sirkular (lingkaran) dan nilai faktor aman dapat ditunjukkan dalam bentuk

faktor keamanan (SF) serta diagram dan poligon yang dapat dilihat pada tiap pias bidang

longsor.

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

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

perhitungan bisa di export ke dalam bentuk foto format (bmp, wmf dan emf) dan gambar

dalam bentuk auto cad dengan format dxf.


38/94

30

BAB 3

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan progam geoslope dengan metode

bishop dan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop

pada lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

Di dalam penelitian ini menggunakan variasi yaitu dari kemiringan lereng, kemiringan

nail dan jarak nail. Parameter tetap yang digunakan yaitu parameter tanah dan

besarnya pembebanan. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk bidang

gelincir kritis yang mungkin terjadi, kemudian bidang longsor ini dijadikan acuan

untuk menentukan panjang nail agar dapat menembus bidang kritis longsor lereng.Hasil dari penelitian ini analisis stabilitas lereng dengan menggunakan program

geoslope dan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop

pada lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

3.1.

Pemodelan Lereng

Pemodelan lereng menggunakan program geoslope dengan data-data yang diperlukan

berikut:

3.1.1.

Data Parameter Tanah dan Spesifikasi Soil Naili ng

Pada penelitian ini digunakan pemodelan lereng di Desa Bantas, Kecamatan

Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali dengan 3 lapisan tanah. Data

tanah didapat dari hasil uji laboratorium tanah di lokasi tersebut, diambil dari jurnal

Tjokorda Gde Suwarsa Putra.dkk tahun 2010 yang berjudul analisi s stabilitas lereng

pada badan jalan dan perencanaan perkuatan dinding penahan tanah jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana.


39/94

31

X=2m

Tabel 3.1. Data Parameter Tanah

No. Jenis pemeriksaan

Lapisan tanah 3

(22m – 12 m )

Lapisan tanah 2

(12 m – 8 m )

Lapisan tanah 1

(8 m – 0 m )

1 Berat isi (kN/m3) 21 19,5 21

2 Kohesi c (kN//m2) 1,8 2,9 1,8

3 Sudut geser φ (o) 24 15 24

(Sumber: Tjokorda Gde Suwarsa Putra.dkk, 2010)

Model lereng yang digunakan dapat dilihat dalam gambar berikut:

Gambar 3.1. Sketsa Kondisi Lereng

Sedangkan untuk variasi sudut kemiringan lereng yang digunakan yaitu 45o, 60

o, dan

90o. Pemilihan kondisi lereng tersebut berdasarkan pada SNI 03-1997-1995 dan

klasifikasi lereng yang dilakukan oleh Christopher, (2000), yang dapat dilihat dalam

Tabel 3.2.

@P=20ton

H

Tanah 3 =21 kN/m3

c=1,8 kN/m2

φ=24 o

Tanah 2

= 19,5 kN/m3

c=2,9 kN/m2

φ=15

Tanah 1

= 21 kN/m3

c=1,8 kN/m2

φ=24 o

Beban kendaraan

Badan jalan


40/94

32

100 kN 100 kN 100 kN 100 kN

2 m 3 m 3 m 2 m

bahu jalan jalur bahu jalan jalur tanah dasar

pondasi bawah

perkerasan beton

perkerasan aspal

Tabel 3.2. Kondisi Lereng

Sudut Kemiringan

Lereng (….o)

Kondisi menurut

SNI 03-1997-1995

klasifikasi menurut

Christopher

45 Sedang lereng tanah bertulang

60 Curam lereng tanah bertulang

90 - Dinding tanah distabilisasi secara mekanis

Mengacu pada beberapa sumber pada dasar teori pada penelitian ini dipakai baja ulir

diameter 25mm, dengan fy 420Mpa dan kapasitas beban aksial 211 kN. Daya dukung

geser soil nailing pada tanah silty sand 100 – 150 kN/m2, diambil 125 kN/m

2.

3.1.2.

Perencanaan Struktur Jalan Raya

Kelas jalan yang direncanakan dalam penelitian lereng ini yaitu Arteri III dengan

asumsi VLHR sebesar 8.000 smp/hari. Lebar jalur yang digunakan untuk kelas jalan

Arteri IIIA dalam penelitian ini yaitu 3 m dan lebar bahu sebesar 2m. Adapun struktur

jalan yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Sketsa Struktur Jalan Raya dan Pembebanannya

1) Perkerasan Jalan

Perkerasan yang digunakan yaitu perkerasan beton yang dilapisi dengan

perkerasan aspal, sedangkan pondasi bawah direncanakan menggunakan beton

tumbuk. Adapun rincian struktur jalan raya pada lereng yaitu :


41/94

33

Tebal perkerasan aspal = 10 cm

Tebal perkerasan beton = 30 cm

Tebal pondasi bawah = 15 cm

Jarak gelagar memanjang = 140 cmBerat isi aspal (sspal) = 24 kN/m

3

Berat isi beton ( beton) = 24 kN/m3

2) Kendaraan

Pada perancangan ini diasumsikan pada saat dua buah kendaraan berpapasan dan

sejajar. Beban as kendaraan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu MST

sumbu triple (3 as) sebesar 20 ton sehingga beban untuk masing-masing roda

kendaraan sebesar 100 kN (Bina Marga, 1984). Dimensi kendaraan truk 3 as dan

kedudukannya ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Keterangan :

a1 = a2 = 30 cm ;

Ma = Ms = muatan rencana sumbu

b1 = 12,50 cm

b2 = 50,00 cm

3) Perhitungan beban

a) Beban perkerasan

Berat perkerasan aspal = 0,10 x 24 = 2,4 kN/m2

Gambar 3.3. Dimensi Kendaraan dan Kedudukannya


42/94

34

B + 2 h tg

0,48 m

Tanah Dasar

0,55 m

620 kPa

p'

0,24 m

Berat perkerasan beton = 0,30 x 24 = 7,2 kN/m2

Berat pondasi bawah = 0,15 x 24 = 3,6 kN/m2 +

Berat total perkerasan (q perkerasan)= 0,15 x 1 x = 13,2 kN/m2

b) Beban kendaraan

Beban roda kendaraan (P) = 100 kN

= 2 = 100 2620 = 0,48 L = 0,5 B = 0,24 m

Distribusi beban kendaraan dapat dilihat dalam Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Penyaluran Beban oleh Roda

Maka tekanan akibat roda kendaraan

′ = 2 + 2ℎ + 2ℎ =

100

2 0,48 + 2 0,55 2600,24 + 2 0,55 260 = 63,59 / 2

c) Beban total (qtotal)

qtotal = q perkerasan + 4′ = 13,2 + (4 x 63,59)= 267,58 kN/m

2=


43/94

35

3.1.3.

Variasi Pemodelan

Tabel 3.3. Variasi Kemiringan Lereng, Kemiringan Nail, dan Jarak antar Nail

Variasi

ke-

Sudut Kemiringan Lereng SudutKemiringan

Nail (i)

Jarak Antar

Nail /∆h(m)

Lereng atas Lereng bawah

1 45 45 - -

2 45 45 10 1

3 45 45 20 1

4 45 45 30 1

5 45 45 10 1,5

6 45 45 20 1,5

7 45 45 30 1,5

8 45 45 10 2

9 45 45 20 2

10 45 45 30 2

11 60 60 - -

12 60 60 10 1

13 60 60 20 1

14 60 60 30 1

15 60 60 10 1,5

16 60 60 20 1,5

17 60 60 30 1,5

18 60 60 10 2

19 60 60 20 2

20 60 60 30 2

21 90 90 - -

22 90 90 10 1

23 90 90 20 1

24 90 90 30 1

25 90 90 10 1,5

26 90 90 20 1,5

27 90 90 30 1,5

28 90 90 10 2

29 90 90 20 2

30 90 90 30 2


44/94

36

3.2.

Analisis dengan Perhitungan Manual

Analisis dengan perhitungan manual dilakukan setelah mengetahui bidang gelincir

masing-masing lereng. Dari analisis ini diperoleh beberapa data, antara lain:

1) Stabilitas internal (untuk lereng dengan perkuatan).

2) Stabilitas eksternal (untuk lereng dengan perkuatan).

3) Stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa

perkuatan).

3.3.

Pemodelan Lereng dengan Program Geoslope

3.3.1.

Pengaturan Awal

Pengaturan awal untuk melakukan analisis dengan program Geoslope terdiri dari

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

Kertas kerja merupakan ukuran ruang yang disediakan untuk melakukan

mendefinisikan masalah. Skala gambar merupakan perbandingan yang digunakan

untuk mendefinisikan ukuran lereng sebenarnya terhadap gambar pada program. Grid

diperlukan untuk memudahkan dalam menggambarkan titik supaya tepat dengan

koordinat yang diinginkan. Adapun langkah-langkah pengaturan awal adalah sebagai

berikut :

1) Mengatur kertas kerja, klik menu utama set kemudian klik page.

Gambar 3.5. Jendela Pengaturan Kertas Kerja


45/94

37

2) Mengatur skala gambar, dari menu utama set klik scale.

Gambar 3.6. Jendela Pengaturan Skala Gambar

3) Mengatur jarak grid, dari menu utama set klik grid .

Gambar 3.7. Jendela Pengaturan Jarak Grid

3.3.2.

Membuat Sketsa Gambar

Pemodelan lereng dimulai dengan pembuatan sketsa gambar dari model, yang

merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Pemodelan tersebut dibuat

dari menu utama sketch, kemudian klik lines untuk menggambar model geometri

lereng seperti yang terlihat pada Gambar 3.8.


46/94

38

Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Geometri Lereng

3.3.3.

Analysis Settings

Analysis Settings merupakan tahapan untuk menentukan pengaturan dalam

menganalisis stabilitas kelongoran lereng. Langkah-langkahnya yaitu :

1) Menentukan Project ID, dari menu utama KeyIn klik analysis settings.

Project ID digunakan untuk mendefinisikan nama atau judul pada masalah yang

sedang dianalisis seperti terlihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.9. Jendela Penentuan Project ID


47/94

39

2) Menentukan metode analisis, klik tabsheet method pada analysis settings.

Dalam tabsheet ini terdapat beberapa metode yang digunakan untuk analisis

stabilitas lereng. Klik pada only Bishop, Ordinary, and Janbu seperti yang

terdapat pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10. Jendela Penentuan Metode Analisis

3) Menentukan bidang gelincir, klik tabsheet slip surface pada analysis settings.

Dalam tabsheet ini pergerakan arah kelongsoran dapat ditentukan sesuai

dengan keinginan, baik dari arah kiri ke kanan maupun sebaliknya. Bidang

longsor ditentukan dengan memilih option Entry and Exit seperti yang

terdapat pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Jendela Penentuan Bidang Longsor


48/94

40

3.3.4.

Mendefinisikan Parameter Tanah

Jenis material yang diinput sesuai dengan uraian umum pada langkah-langkahsebelumnuya. Material model yang digunakkan adalah Mohr-Coulomb. Parameter

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

dilakukan input data perlu dilakukan penyeragaman satuan masing-masing parameter.

Langkah untuk mendefinisikan parameter tanah yaitu dari tampilan menu utama

KeyIn klik material properties seperti yang terdapat pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12. Jendela Pendefinisian Parameter Tanah

3.3.5.

Menentukan Parameter Tiap Lapisan Tanah

Setelah parameter tanah didefinisikan, maka langkah selanjutnya yaitu menentukan

parameter masing-masing lapisan tanah. Ada dua tahapan dalam menentukan

parameter tiap lapisan tanah, yaitu :

1) Klik sketch pada menu utama kemudian pilih lines, gambar masing-masing

lapisan tanah. Klik pointer lalu tarik sehingga embentuk lapisan tanah yang

dikehendaki.


49/94

41

Gambar 3.13. Jendela Penggambaran Lapisan Tanah

2)

Menggambar properties tanah klik draw lalu plih regions. Klik titik pertama

yang dijadikan titik acuan kemudian buat garis mengelilingi lapisan tanah

tersebut dan kembali ke titik pertama. Lalu pilih tipe material.

Gambar 3.14. Jendela Penggambaran Parameter Tanah

3.3.6. Menggambar Entry and Exit Bidang Longsor

Salah satu kesulitan dengan metode Grid and Radius adalah untuk memvisualisasikan

luasan atau berbagai permukaan bidang longsor. Keterbatasan ini dapat diatasi dengan


50/94

42

menentukan lokasi dimana percobaan bidang longsor kemungkinan akan masuk dan

keluar dari permukaan tanah. Metode ini disebut Entry and Exit. Untuk

menggambarkan Entry and Exit bidang longsor yaitu dari menu utama draw klik slip

surface, kemudian pilih Entry and Exit seperti yang terdapat pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15. Jendela Penggambaran Bidang Longsor

3.3.7.

Menggambar Beban Merata

Menggambar beban merata langkah pertama klik draw lalu pilih pressure lines isi

beban yang dikehendaki lalu mulailah menggambar.

Gambar 3.16. Jendela Penggambaran Beban Merata


51/94

43

3.3.8.

Menggambar Perkuatan Soil Nail ing

Spesifik geotekstil yang digunakan sesuai dengan yang spesifikasi nail yang

digunakan, diantaranya diameter lubang, kuat gesek, spasi antar nail , kapasitas bebandll. Langkah untuk menggambar soil nailing pada model lereng yaitu pada menu

utama draw klik reinforcement loads. Pilih nail, lalu ketik spesifikasi nail yang

digunakan seperti yang terlihat pada Gambar 3.17.

Gambar 3.17. Jendela Penggambaran Perkuatan Soil Nailing

3.3.9.

Memeriksa Masukan Data

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

pemeriksaan data. Hal ini bertujuan untuk menghindari adanya kesalahan dalam

proses pemasukan data. Jika dalam tabsheet verify tidak terdapat kesalahan (0 error ),

maka proses solving the problem dapat dilakukan. Langkah untuk melakukan

pemeriksaan data yaitu dari menu utama tools klik verify seperti yang terlihat pada


52/94

44

Gambar 3.18. Jendela Verifikasi Data Masukan

3.3.10.

Solving The Poblem

Solving the problem bertujuan untuk menghitung angka keamanan pada lereng

berdasarkan data-data yang telah dimasukkan. Langkah untuk solving the problem

yaitu dari menu utama tools klik SOLVE , kemudian klik start untuk memulai

perhitungan. Selama perhitungan SOLVE menampilkan angka keamanan minimum

dan jumlah slip surfaces yang sedang dianalisis seperti yang terdapat pada Gambar

3.19

Gambar 3.19. Jendela Proses Running Program


53/94

45

3.3.11.

Menampilkan Hasil Analisis

Untuk menampilkan hasil analisis dalam bentuk gambar bidang longsor pada menu

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

diantaranya metode bishop, ordinary, dan janbu.

Gambar 3.20. Jendela Hasil Analisis

3.3.12.

Menyimpan Data

Setelah proses analisis selesai, hasil running program kemudian disimpan sehingga bisa dilihat kembali ketika dibutuhkan. Langkah yang harus dilakukan yaitu pada

menu utama klik file, lalu pilih save seperti yang terdapat pada Gambar 3.21.

Gambar 3.21. Jendela Penyimpanan Data


54/94

46

3.4. Pembahasan Hasil Penelitian

Pembahasan dalam penelitian ini menitikberatkan pada output penelitian yangterdapat pada Tabel 3.4. berikut :

Tabel 3.4. Gambaran Output Penelitian

Variasi Tinjauan Lereng

Stabilitas Internal Stabilitas Eksternal

SFp SFr SF GeserKuat

DukungTanah

Stabilitas Kelongsoran

Lereng

Manual Geoslope

1Lereng Atas

Lereng Bawah

2 Lereng Atas

Lereng Bawah

3Lereng Atas

Lereng Bawah

Dari output tersebut maka dapat diperoleh beberapa data, antara lain :

1)

Pengaruh kemiringan lereng, kemiringan nail , dan jarak vertikal antar nail

terhadap angka keamanan (SF).

2) Perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan perhitungan manual

dengan program Geoslope.

3.5. Kesimpulan

Tahap kesimpulan yaitu membuat kesimpulan dari pembahasan yang telah dilakukan

dalam penelitian ini.


55/94

47

3.6. Diagram Alir

Gambar 3.23. Diagram Alir Penelitian

MULAI

STUDI LITERATUR SOIL NAILING DAN PEMAHAMANPROGRAM GEOSLOPE

PENGUMPULAN DATA SEKUNDER

Data Parameter Tanah

Struktur Jalan Raya

Spesifikasi soil nailing

ANALISIS KESTABILAN LERENG DENGAN

PROGRAM GEOSLOPE UNTUK MENGETAHUI

BIDANG LONGSOR DAN MENENTUKAN

PANJANG NAIL

PEMBAHASAN

KESIMPULAN DAN SARAN

SELESAI

ANALISIS KESTABILAN LERENG DENGAN PROGRAM

GEOSLOPE

Stabilitas terhadap kelongsoran global lereng

ANALISIS KESTABILAN LERENG SECARA MANUALStabilitas internal

Stabilitas terhadap cabut tulangan

Stabilitas terhadap putus tulangan

Stabilitas eksternal

Stabilitas terhadap guling

Stabilitas terhadap kuat dukung tanah

Stabilitas terhadap kelongsoran global lereng


56/94

48

1

2

3

45

6

78

91 0 1 1

12

3 45 6

78 91011

Lereng Atas

Lereng Bawah

BAB 4

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1.

Lereng Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan

Analisis kestabilan lereng tanpa perkuatan lereng dilakukan pada stabilitas terhadap

kelongsoran lereng. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk bidang

gelincir kritis yang mungkin terjadi, kemudian hasil perhitungan program geoslope

dibandingkan dengan perhitungan manual dengan menggunakan metode bishop.

Tinjauan perhitungan dilakukan selebar 1 m bidang gambar. Contoh perhitungan

yang digunakan dalam analisis ini yaitu variasi 1 seperti yang terlihat pada Gambar

4.1.

Gambar 4.1. Penampang Lereng Variasi 1

4.1.1.

Analisis pada Lereng Atas

1) Perhitungan manual dengan metode Bishop

Perhitungan Berat Irisan Tanah

W1 = x A1 = 21 x 0.5 x 4.0846 x 1 x 1= 42.89 kN

W2 = x A2 = 21 x 0.5 x (4.0846+4.7725) x 1 x 1 = 93 kN

= 21 kN/m3

c = 1.8 kN/m2

= 24o

= 19.5 kN/m3

c = 2,9 kN/m2

= 15o

= 21 kN/m3

c = 1.8 kN/m2

= 24o


57/94

49

W3 = x A3 = 21 x 0.5 x (4.7725+4.9543)x 1.1701x 1= 119.5 kN

W4 = x A4 = 21 x 0.5 x (4.9543+4.7694) x 1.1687x 1 = 119.32 kN

W5 = x A5 = 21 x 0.5 x (4.9543+4.7694) x 1.1687x 1= 111.73 kN

W6 = x A

6= 21 x 0.5 x (4.3356+3.7089) x 1.1687x 1= 98.72 kN

W7 = x A7 = 21 x 0.5 x (3.7089+2.9203) x 1.1687x 1 = 81.35 kN

W8 = x A8 = 21 x 0.5 x (2.9203+1.9877) x 1.1687x 1= 60.23 kN

W9 = x A9 = (21x 0.5 x (1.9877+0.9939)x 0.9939 x 1) +

(19.5x 0.5 x 0.9939 x 0.095 x 1) = 32.03 kN

W10 = x A10 = (21x 0.5 x 0.9939 x 1 x 1) +

(19.5x 0.9939 x 0.095 x 1) = 12.21 kN

W11= x A11 = 19.5 x 0.5 x 0.095 x 1 x 1 = 0.92 kN

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Analisis pada Lereng Atas

No Δx c.Δx W W sin an W tanφ (3)+(7) Mi (8)/(9)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (10)

1 1 1.8 42.89 76.24 41.66 19.10 20.90 0.79 26.38

2 1 1.8 93.00 59.36 80.02 41.41 43.21 1.00 43.17

3 1.1701 2.106 119.50 49.13 90.37 53.21 55.31 1.09 50.93

4 1.1687 2.104 119.32 40.09 76.84 53.13 55.23 1.13 48.765 1.1687 2.104 111.73 32.16 59.48 49.75 51.85 1.15 45.07

6 1.1687 2.104 98.72 24.88 41.54 43.95 46.06 1.15 40.14

7 1.1687 2.104 81.35 18.01 25.15 36.22 38.32 1.13 33.99

8 1.1687 2.104 60.23 11.42 11.93 26.82 28.92 1.09 26.45

9 0.9939 2.882 32.03 5.45 3.04 8.58 11.47 1.03 11.15

10 0.9939 2.882 12.21 0.00 0.00 3.27 6.15 1.00 6.15

11 1 2.9 0.92 -5.43 -0.09 0.25 3.15 0.96 3.27

Jumlah 429.93 335.47

Hasil nilai F dicoba-coba hingga sama dengan nilai Fs

= (10)(6) F = 0.78

Fs = 0.78


58/94

50

2) Perhitungan dengan Program Geoslope

Dari hasil perhitungan dengan program geoslope didapatkan bentuk bidang

longsor pada lereng atas dengan kemiringan lereng 450, yang kemudian titik

koordinat dari bidang longsor tersebut dijadikan acuan untuk menentukan titik

entry and exit pada perhitungan selanjutnya. Angka keamanan terhadap

kelongsoran yang diperoleh pada lereng atas sebesar 0.774 seperti yang terdapat

pada Gambar 4.2. berikut :

4.1.2.

Analisis pada Lereng Bawah

1) Perhitungan manual dengan metode bishop

Perhitungan Berat Irisan Tanah

W1 = ( x A

1)+(q x L) = (19.5 x 0.5 x 1.28 x 0.875 x 1) + (267.58 x 0.875)

= 245 kN

W2 = ( x A2)+(q x L) = (19.5 x 0.5 x (1.28 + 2.16) x 0.875 x 1) + (267.58 x

0.875)= 263.4kN

W3 = x A3 = 19.5 x 0.5 x (2.16 + 2. 89) x 1 x 1= 49.2 kN

W4 = x A4 = 19.5 x 0.5 x (2.89 + 2.41) x 1 x 1= 51.67 kN

Gambar 4.2. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope padaLereng Atas


59/94

51

W5 = x A5 = 19.5 x 0.5 x (2.41 + 1.76) x 1 x 1= 40.69 kN

W6 = x A6 = 19.5 x 0.5 x (1.763+0.973) x 0.207 x 1= 5.52 kN

W7 = x A7 = 19.5 x 0.5 x (0.973+0.793) x 0.21 x 1= 3.56 kN

W8= x A

8= ((19.5 x 0.5 x 0.79 x 0.79) + (21 x 0.5 x 0.05 x 0.79)) x 1 = 6.58 kN

W9 = x A9 = 21 x 0.5 x 0.051 x 0.998 x 1 = 0.53 kN

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.2. berikut :

Tabel 4.2. Analisis pada Lereng Bawah

No Δx c.Δx W W sin an W tanφ (3)+(7) Mi (8)/(9)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (10)

1 0.875 2.5375 245.00 55.51 201.94 65.65 68.19 1.17 58.38

2 0.875 2.5375263.40

45.28 187.18 70.58 73.12 1.22 59.81

3 1 2.9 49.20 36.18 29.05 13.18 16.08 1.24 12.99

4 1 2.9 51.67 27.51 23.86 13.84 16.74 1.22 13.68

5 1 2.9 40.69 19.49 13.57 10.90 13.80 1.19 11.63

6 1 2.9 5.52 11.85 1.13 1.48 4.38 1.13 3.88

7 0.207 0.6003 3.56 7.34 0.46 0.96 1.56 1.09 1.43

8 0.796 1.4328 6.58 3.67 0.42 2.93 4.36 1.08 4.06

9 0.998 1.7964 0.53 -2.91 -0.03 0.24 2.03 0.94 2.17

Jumlah 457.58 168.03

Hasil nilai F dicoba-coba hingga sama dengan nilai Fs

= (10)(6) F = 0.367

Fs = 0.367


Dari hasil perhitungan dengan program geoslope didapatkan bentuk bidang

longsor pada lereng bawah dengan kemiringan lereng 450, yang kemudian titik

koordinat dari bidang longsor tersebut dijadikan acuan untuk menentukan titik

entry and exit pada perhitungan selanjutnya. Angka keamanan terhadap

kelongsoran yang diperoleh pada lereng bawah sebesar 0,383 seperti yang terdapat

pada Gambar 4.3. berikut :


60/94

52

4.2.

Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan

4.2.1. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Keruntuhan Global

Lereng

Analisis kestabilan lereng dengan perkuatan lereng dilakukan pada stabilitas terhadap

keruntuhan global lereng. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk

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

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

lereng dengan perkuatan. Kemudian hasil perhitungan program geoslope

dibandingkan dengan perhitungan manual dengan menggunakan metode baji (wedge).

Penentuan sudut bidang longsor α dihitung dengan trial and error, pada setiap

kemiringan lereng yang sama besarnya α selalu sama agar dapat terlihat hasil apakah

variasi kemiringan nail (i) dan jarak atar nail berpengaruh pada nilai keamanan (SF)

ataukah tidak.

Gambar 4.3. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope pada

Lereng Bawah


61/94

53

Lereng Atas

Lereng Bawah

W1

W2

L1

L2

4.2.1.1. Analisis pada Lereng Atas

1) Perhitungan Manual dengan mengadopsi metode baji (wedge) dengan bidang

longsor planar

Kemiringan bidang longsor kritis dalam kasus ini dihitung dengan trial and error ,

menghasilkan nilai sebesar α = 30 o

untuk sudut kemiringan lereng (β) = 45o dan

kemiringan nail (i) = 10o. Besarnya α pada lereng 45

0 pada lereng atas selalu

sama yaitu 300.

W = berat massa tanah yang berada dalam bidang gelincir

W1 = x A1 =21 x 36.602 = 768.653 kN

LF = panjang bidang gelincir

LF = 10 x cos(90-α) = 20m

Cek terhadap gaya tarik dan gaya geser

Hitung daya dukung tarik tulangan

Rn = Fy x As tul

= 420 x π x 252

=206.0625 kN

Rc = 0.5 x Rn = 103.0313 kN

Gambar 4.4. Sketsa Lereng dengan Perkuatan terhadap Keruntuhan Global Variasi 2

Kemiringan Lereng 450, Kemiringan Nail 10

0, dan Jarak Antar Nail 1m

= 21 kN/m3

c = 1,8 kN/m2

= 24o

= 21 kN/m3

c = 1,8 kN/m2

= 24o

= 19,5 kN/m3

c = 2,9 kN/m2

= 15o

L nail = 10m

i = 100

Kemiringan lereng = 450

α=300

L nail =8

i = 100

Kemiringan lereng = 450

α=310


62/94

54

Gaya geser ijin tulangan

= 2 1 + 42(90 − ( + ))

=206.0625

2 1+4 2(90−(30+10)) = 39.861 kN

Gaya tarik ijin tulangan

T = 4 x V x tan (90 − ( + ))= 4 x 39.861 x tan(90-40) = 190.016 kN

Gaya geser ijin dari tanah

- Pu = (c1.2/3H + c2D).γ. 2/3H

= (1.1x6.667 + 1.95x x0.025) x 21 x 6.667 = 1033.49 kN

- Pu = c3.D.γ.Z = 12 x 0.025 x 21 x 6.667 = 42 kN

1. (Nilai koefisien C1, C2, dan C3, ditentukan dari Gambar 2.16.)

Diambil Pu terkecil = 42 kN

Pmax =Pu/ 2= 42/ 2= 21 kN

= 44

= 42.11031.9. 10−8460000.0254 = 0.344

Parameter-parameter yang dibutuhkan dalam persamaan di atas adalah:

E = modulus elastisitas baja = 2.108 kN/m2

I = momen inertia penampang nail bar

=πd464

=

π0,025464

= 1,917.10

-8 m

4

D = diameter nail bar (dalam kasus ini tidak di- grouting )

= 0,025 m

Ks = 46000 kN/m3

(dari tabel 2.3.)

=

2 = 21.

0.025

2

. 0.344 = 0.0903 kN < V = 39.861 kN

Karena Vs < Vn, maka gaya geser ijin global (Vmax) yang digunakan adalah

sebesar 0.0903 kN. Adanya pembatasan gaya geser ijin, maka gaya tarik ijin dari

nail bar harus dikoreksi menjadi :


63/94

55

Vmax 2

Rc 2 +

Tmax 2

Rn 2 = 1

0.0903 2

103.031 2 +

Tmax 2

206.0625 2

= 1

Tmax = 206.0524 kN

Menghitung panjang Le

Gambar 4.5. Panjang Le pada Lereng Atas

Misal perhitungan untuk nail ke-1

FS = faktor keamanan, untuk perhitungan pertama dapat menggunakan asumsi faktorkeamanan sebesar 2

f max = 125 kN/m2 (didapatkan dari Tabel 2.4) untuk nail 1

T1 =π

T1 =πx0.025 4.634 125

2 = 18.248 kN < Tmax

Untuk nail bar 2-10 dapat dilihat dalam tabel 4.3.

Lereng 1Lereng Atas


64/94

56

Tabel 4.3. Hasil perhitungan manual Lereng Atas

no.nail hi(m) le (m) T(kN) V(kN)

1 9.5 4.634 18.248 0.090

2 8.5 5.253 20.683 0.090

3 7.5 5.876 23.139 0.090

4 6.5 6.376 25.107 0.090

5 5.5 6.901 27.172 0.090

6 4.5 7.516 29.595 0.090

7 3.5 8.067 31.765 0.090

8 2.5 8.625 33.960 0.090

9 1.5 9.184 36.163 0.090

10 0.5 9.782 38.518 0.090

∑ 284.350 0.903

Gaya tarik ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣTi =1+2+⋯+ =

390.488

1 = 284.350kN/m

SH = 1 m = spasi horisontal (tegak lurus bidang)

Gaya geser ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣVi =1+2+⋯+ =

0.9030

1 = 0.9030 kN/m lari

Menghitung Faktor Keamanan

Nilai faktor keamanan dapat dihitung dengan persamaan yang di bawah ini :

= . + cos .tan + ∑ + −∑ + −∑ + −∑ + = 1.820 + 768.653 cos 30. tan 24 + 284.3530+10 − 0.9030 30+1024

768.653 30 − 284.3530+10 − 0.903030+10

FS = 3.859

Nilai faktor keamanan hasil perhitungan (FS = 3.859) berbeda dengan nilai faktor

keamanan yang diasumsikan di awal perhitungan (FS = 2), maka perhitungan

harus dilakukan ulang dengan faktor keamanan asumsi yang berbeda. Dalam


65/94

57

penelitian ini proses trial dilakukan dengan menggunakan program EXCEL, dan

memberikan nilai faktor keamanan yang konvergen sebesar 2.492.


Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng atas sebesar

3.303 seperti yang terdapat pada Gambar 4.5. berikut :

Gambar 4.6. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope pada

Lereng Atas

4.2.1.2. Analisis pada Lereng Bawah

1) Perhitungan Manual dengan mengadopsi metode baji (wedge) dengan bidang

longsor planar

Kemiringan bidang longsor kritis dalam kasus ini dihitung dengan trial and error

dan menghasilkan nilai sebesar α = 31 o

untuk sudut kemiringan lereng (β) = 45o

dan kemiringan nail (i) = 10o. Besarnya α pada lereng 45

0 pada lereng bawah

selalu sama yaitu 310.

W = berat massa tanah yang berada dalam bidang gelincir

W2 = ( x A2) + (Q x L) = (19.5 x 5.314) + (267.58 x 0.7)= 290.934 kN

LF = panjang bidang gelincir

LF = 4 x cos(90-α) = 7.77 m


66/94

58

Cek terhadap gaya tarik dan gaya geser

Hitung daya dukung tarik tulangan

Rn = Fy x As tul

= 420 x π x 252

= 206.0625 kN

Rc = 0.5 x Rn = 103.0313 kN

Gaya geser ijin tulangan

= 2 1 + 42(90 − ( + ))

=206.0625

2 1+4 2(90−(31+10)) = 41.07 kN

Gaya tarik ijin tulanganT = 4 x V x tan (90 − ( + ))

= 4 x 41.07 x tan(90-41) = 188.983 kN

Gaya geser ijin dari tanah

- Pu = (c1.2/3H + c2D).γ. 2/3H

= (0.8 x 2/3x4+ 1.6 x 0.025) x 19.5 x 2/3x4= 113.0133 kN

- Pu = c3.D.γ.Z = 8 x 0.025 x 19.5 x 6.667 = 10.4 kN

Diambil Pu terkecil = 10.4 kN

Pmax =Pu/ 2= 10.4/ 2= 5.2 kN

= 44

= 42.11031.9. 10−8460000.0254 = 0.344

Parameter-parameter yang dibutuhkan dalam persamaan di atas adalah:

E = modulus elastisitas baja = 2.108 kN/m

2

I = momen inertia penampang nail bar

= πd4

64

= π0,0254

64

= 1,917.10-8

m4

D = diameter nail bar (dalam kasus ini tidak di- grouting )

= 0,025 m

Ks = 46000 kN/m3

(dari tabel 2.3.)

= 2 = 5.2 x 0.0252 x 0.344 = 0.0224 kN < V = 41.07 kN


67/94

59

Karena Vs < Vn, maka gaya geser ijin global (Vmax) yang digunakan adalah

sebesar 0.0224 kN. Adanya pembatasan gaya geser ijin, maka gaya tarik ijin dari

nail bar harus dikoreksi menjadi :

Vmax 2

Rc 2 +

Tmax 2

Rn 2 = 1

0.0224 2

103.031 2 +

Tmax 2

206.0625 2

= 1

Tmax = 206.0625 kN

Menghitung panjang Le

Gambar 4.7. Panjang Le pada Lereng Bawah

Misal perhitungan untuk nail ke-1

D = 0,025 m

FS = faktor keamanan, untuk perhitungan pertama dapat menggunakan asumsi faktor

keamanan sebesar 2

f max = 125 kN/m2 (didapatkan dari Tabel 2.4) untuk nail 1

T1 =π

T1 =πx0.025 6.2 125

2 = 28.589 kN < Tmax

Untuk nail bar 2-4 dapat dilihat dalam tabel 4.4.

Q

Lereng 2Lereng Bawah


68/94

60

Tabel 4.4. Hasil perhitungan manual Lereng Bawah

no.nail hi(m) le (m) T(kN) V(kN)

1 3.5 6.200 28.589 0.022

2 2.5 6.721 30.991 0.022

3 1.5 7.242 33.394 0.022

4 0.5 7.763 35.796 0.022

∑ 128.771 0.089

Gaya tarik ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣTi =1+2+⋯+ =

128.771

1 = 128.771 kN/m

SH = 1 m = spasi horisontal (tegak lurus bidang)

Gaya geser ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣVi = 1+2+⋯+ = 0.089

1 = 0.089 kN/m lari

Menghitung Faktor Keamanan

Nilai faktor keamanan dapat dihitung dengan persamaan yang di bawah ini :

= . + cos .tan + ∑ + −∑ + −∑ + −∑ +

=

2.97.77 + 290.934 cos31. tan15 + 128.771 31+10 − 0.089 31+1015290.934 31 − 128.771 31+10 − 0.089 31+10

FS = 2.445

Nilai faktor keamanan hasil perhitungan (FS = 2.445) berbeda dengan nilai faktor

keamanan yang diasumsikan di awal perhitungan (FS = 2), maka perhitungan

h

vitriana Kumalasari-I0108156 (1).pdf

Documents