BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.6 Denah Lokasi dan Potongan Melintang Pemasangan Proyek
Pemasangan Geogrid dan Dinding Penahan Tanah pada proyek Penangan Longsoran ruas jalan Provinsi KM. 150 - Sibuhuan dipasang dengan jarak antar Geogrid adalah 0,5 m dan kedalaman dinding penahan tanah adalah 4 m. Adapun gambar denah dan potongan melintang dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Potongan Melintang Pemasangan Dinding Penahan Tanah dan Geogrid
Gambar 3.2. Detail Penulangan Dinding Penahan Tanah Pondasi Tapak 3.7 Metode Analisis
1. Menghitung besarnya FK (faktor keamanan) pada kondisi awal dengan menggunakan Plaxis 2D V.8.
2. Menghitung besarnya FK (faktor keamanan) setelah pengerjaan proyek dengan pemasangan geogrid dan dinding penahan tanah.
3.8 Metode Perencanaan dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga Dalam perhitungan pemasangan geogrid dan dinding penahan tanah ini, penulis memperhitungkan besarnya faktor keamanan yang didapat, melalui langkah-langkah berikut:
1. Menggambar geometri 2 dimensi struktur proyek yang dihitung. Untuk membuat model geometri, berikut langkah-langkahnya:
a. Mulailah program masukan dan pilih proyek baru dalam kotak dialog buka/buka proyek
b. Dalam lembar-tab proyek dari jendela pengaturan global, masukkan judul yang sesuai, pastikan agar model dipilih pada regangan bidang dan elemen dipilih pada 15 titik nodal.
c. Dalam lembar-tab dimensi, diterima satuan pra-pilih (panjang = m; gaya = kN; waktu = hari) dan masukkan dimensi horizontal (kiri, kanan) dan masukkan dimensi vertikal (bawah, atas).
f. Geometri yang digambar adalah lapisan-lapisan tanah, geogrid dan dinding penahan tanah.
2. Kondisi Batas (Standard Fixities)
a. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar pada toolbar. Program kemudian akan membentuk jepit penuh pada bagian dasar dan jepit rol pada sisi-sisi vertikal.
3. Sifat-Sifat Material
Setelah memasukkan kondisi batas, sifat material untuk klaster-klaster tanah dan objek geometri lainnya harus dimasukkan dalam kumpulan data. Klik tombol kumpulan data material pada toolbar. Pilih tanah
dan antarmuka untuk jenis kumpulan data. Klik tombol <Baru> untuk membuat kumpulan data baru.
a. Untuk lapisan tanah 1, ketik ‘lapisan 1’ untuk identifikasi dan pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material diatur ke terdrainase (drained)..
b. Masukkan sifat lapisan tanah 1 pada kotak isisan yang sesuai dalam lembar-tab umum dan parameter.
c. Untuk lapisan tanah 2, ketik ‘lapisan 2’ untuk identifikasi dan pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material diatur ke terdrainase (drained).
d. Masukkan sifat lapisan tanah 2 pada kotak isian yang sesuai dalam lembar-tab umum dan parameter.
e. Untuk lapisan tanah 3, ketik ‘lapisan 3’ untuk identifikasi dan pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material diatur ke tak drainase (drained).
f. Masukkan sifat lapisan tanah 3 pada kotak isian yang sesuai dalam lembar-tab umum dan parameter.
g. Untuk timbunan, ketik ‘timbunan’ untuk identifikasi dan pilih Mohr-Coulomb untuk model material.
h. Masukkan sifat timbunan pada kotak isian yang sesuai dalam lembar-tab umum dan parameter.
i. Untuk dinding penahan tanah, ketik ‘DPT’ untuk identifikasi dan pilih Mohr-Coulomb untuk model material. Jenis material diatur ke non-porous.
j. Seret kumpulan tanah lapisan 1, lapisan 2, lapisan 3, timbunan dan dinding penahan tanah ke masing-masing klaster yang telah ditentukan.
k. Atur parameter jenis kumpulan data dalam jendela kumpulan data material ke geogrid dan klik tombol <Baru>. Ketik
‘Geogrid’ untuk identifikasi dari kumpulan data dan masukkan sifat geogrid. Klik tombol <OK> untuk menutup jendela kumpulan data.
l. Seret kumpulan data geogrid ke dinding dalam model geometri dan lepaskan pada dinding saat bentuk kursor telah berubah yang mengindikasikan bahwa aplikasi kumpulan data material telah dapat dilakukan pada elemen tersebut.
m. Penyusunan jaring elemen (Generated Mesh). Klik tombol susun jaring elemen pada toolbar. Beberapa detik kemudian sebuah jaring elemen yang kasar akan ditampilkan dalam jendela keluaran. Klik tombol <perbaharui> untuk kembali ke masukkan geometri. Dari menu jaring elemen, pilih kekasaran global. Distribusi elemen dalam combo box akan menunjukkan kasar, yang merupakan nilai pra pilih. Untuk menghaluskan kekasaran global, ubah pilihan dalam combo box menjadi sedang dan klik tombol <Susun>. Alternatif lain adalah dengan menggunakan pilihan perhalus global dari menu jaring elemen.
Jaring elemen yang lebih halus akan ditampilkan dalam jendela keluaran. Klik tombol <perbaharui> untuk kembali.
4. Kondisi Awal (Initial Condition)
Kondisi awal dari proyek ini membutuhkan perhitungan tekanan air, penonaktifan dari struktur dan beban serta perhitungan tegangan tanah awal. Tekanan air (tekanan air pori dan tekanan air pada kondisi batas eksternal) dapat dihitung dengan dua cara, yaitu dengan perhitungan secara langsung berdasarkan masukan dari garis freatik dan tinggi tekan dari permukaan air dalam tanah, atau berdasarkan hasil dari perhitungan secara langsung saja.
a. Klik tombol kondisi awal pada toolbar
b. Klik <OK> untuk menerima nilai prapilih dari berat isi air sebesar 10 kN/m3. Modus kondisi air sekarang akan menjadi aktif, dimana tombol garis freatik telah terpilih. Secara pra-pilih, garis freatik global akan terbentuk di dasar geometri.
c. Klik tombol hitung tekanan air (tanda positif bewarna biru) pada toolbar. Jendela perhitungan tekanan air akan muncul.
d. Pada jendela perhitungan tekanan air, pilih garis freatik dari kotak dihitung berdasarkan dan klik tombol <OK>.
e. Setelah tekanan air terbentuk, hasilnya akan ditampilkan dalam jendela keluaran. Klik tombol <Perbaharui> untuk kembali pada modus kondisi air.
f. Lanjutkan ke modus konfigurasi geometri awal dengan meng-klik tombol sebelah kanan dari ‘switch’ pada toolbar.
g. Aktifkan struktur geogrid dan dinding penahan tanah pada struktur lereng.
h. Klik tombol hitung tegangan awal pada toolbar. Kotak dialog Prosedur-K0 akan muncul
i. Jaga agar faktor pengali total untuk berat tanah adalah 1.0.
Terima nilai pra-pilih untuk K0 dan klik tombol <OK>.
j. Setelah tegangan efektif awal terbentuk, hasilnya akan ditampilkan dalam jendela keluaran. Klik tombol <perbaharui>
untuk kembali pada modus konfigurasi awal.
k. Klik tombol <hitung>. Pilih <Ya> untuk menjawab pertanyaan apakah data akan disimpan dan masukkan nama yang diinginkan.
5. Perhitungan (Calculation)
a. Selain tahap awal (Initial Condition), tahap perhitungan pertama telah dibuat secara otomatis oleh program. Dalam lembar-tab umum, terima seluruh nilai pra-pilih.
b. Lalu memilih titik noda. Pemilihan titik noda ini adalah untuk penggambaran kurva beban perpindahan maupun penggambaran lintasan tegangan.
c. Pada fase 1, buat judul “Penggalian” lalu klik parameter dan masukkan waktu selama 4 hari. Lalu klik define dan nonaktifkan lapisan tanah yg akan digali. Lakukan tahap diatas sesuai dengan yang akan dilakukan.
d. Perhitungan pada tahap selanjutnya adalah untuk mendapatkan nilai factor keamanan (safety factor). Pilih Phi/c Reduction
pada calculation type. Kemudian pilih incremental multipliers pada loading input lalu klik calculate.
e. Klik pada tahap perhitungan terakhir dalam jendela perhitungan. Klik tombol <keluaran> pada toolbar. Program keluaran akan dimulai dan menampilkan jaring elemen terdeformasi (skala diperbesar) pada akhir dari tahap perhitungan yang dipilih, dengan indikasi perpindahan terbesar yang terjadi.
Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian Mulai
Persiapan (Studi Literatur)
Metode Penelitian
Pengumpulan Data
1. Analisis stabilitas lereng pada kondisi awal 2. Analisis stabilitas lereng pada kondisi
geogrid dan dinding penahan tanah
Analisa Hasil Perhitungan
Kesimpulan
Selesai
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Awal Lereng
Berikut adalah kondisi awal lereng tanpa menggunakan perkuatan dan tidak ada muka air tanah.
Gambar 4.1 Model Penampang Melintang Lereng Dimana:
Plasticity: Low Plastic. Moisture Content: Low
2 3,00 – 6,50 3,50 Silty Sandy Clay Some Gravel.
Color: Yellowish Brown some Grey. Consistensy: Soft to stiff.
Plasticity: Low Plastic. Moisture Content: Low.
3 6,50 – 12,50 6,00 Fine Gravelly Sandy Clay some Silt. Color: Yellowish Gray some Brown. Consistensy: Very stiff to Hard. Plasticity: Medium Plastic.
Moisture Content: Medium.
Proses perhitungan dengan Plaxis pada kondisi awal memiliki 2 fase, yaitu fase perhitungan kondisi awal lereng dan perhitungan angka keamanan (safety factor).
Hasil running dari program Plaxis 2D dapat dilihat dari gambar berikut:
Gambar 4.2 Tahapan perhitungan menggunakan Plaxis 2D
Setelah dikalkulasikan, maka angka keamanan (safety factor) didapat yaitu:
Gambar 4.3 Tahapan perhitungan Safety Factor asli lereng
Pada kondisi awal ini, faktor keamanan lereng yaitu, 1,26. Dengan nilai angka keamanan yang lebih kecil dari 1,3, maka kondisi asli lereng diragukan kemantapannya. Maka dari itu dilakukan perkuatan lereng dengan desain yang sudah direncanakan.
4.2 Kondisi Lereng Dengan Pengerjaan Standar
Perkuatan standar ini menggunakan dinding penahan tanah dengan pemasangan kedalaman yaitu ±4 m dan pemasangan geogrid dengan panjang 5,5 m. Model dari perkuatan ini dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut:
Gambar 4.4 Potongan melintang tipikal perkuatan.
Untuk input program plaxis dibutuhkan data-data dari parameter dinding penahan tanah dan geogrid yang digunakan, yaitu:
Dinding Penahan Tanah (Model Mohr-Coloumb) 1. γ (berat jenis) = 25 kN/m3
2. Ec (kekakuan beton) = 2,143 × 104 kN/m3 3. υ (Poisson Ratio) = 0,2
Dengan menggunakan program plaxis 2D, perkuatan standar ini dianalisis untuk melihat bagaimana pengaruh perkuatan standar ini terhadap lereng dan menentukan angka keamanan lereng. Perhitungan angka keamanan lereng menggunakan tahapan perhitungan secara umum, yaitu:
Phase 0: Initial condition.
Phase 1: Penggalian selama 7 hari.
Phase 2: Pemasangan dinding penahan tanah selama 30 hari.
Phase 3: Penimbunan dan pemasangan geogrid selama 40 hari.
Phase 4: Penambahan counterweight dibelakang dinding penahan tanah selama 4 hari.
Phase 5: Perhitungan safety factor keseluruhan.
Phase 6: Perhitungan safety factor sebelum counterweight.
Hasil running dari program plaxis 2D, dapat dilihat pada gambar-gambar berikut:
Gambar 4.5 Pemodelan proses penggalian selama 7 hari.
Gambar 4.6 Pemodelan proses pemasangan dinding penahan tanah selama 30 hari.
Gambar 4.7 Pemodelan proses penimbunan dan pemasangan geogrid selama 40 hari.
Gambar 4.8 Pemodelan proses counterweight selama 4 hari.
Gambar 4.9 Tahapan perhitungan dengan Plaxis 2D.
Gambar 4.10 Kondisi displacement dengan perkuatan.
Gambar 4.10 menunjukan displacement yang terjadi pada keseluruhan bagian. Perbedaan warna tersebut menunjukkan perbedaan displacement yang terjadi, displacement yang kecil ditunjukkan oleh bagian tanah yang berwarna biru, dan displacement yang terbesar ditunjukkan dengan warna merah.
Nilai Safety Factor
Gambar 4.11 Safety factor dengan menggunakan perkuatan.
Dari analisis perhitungan plaxis 2D diatas dapat disimpulkan bahwa perkuatan alternatif menghasilkan kelongsoran yang sangat kecil terjadi. Nilai keamanan yang bagus (2,75), nilai angka keamanan yang melebihi 1,30 mengakibatkan tingkat kelongsoran jarang terjadi. Dan bila dibandingkan dengan kondisi awal lereng maka dapat disimpulkan safety factor pada perkuatan standar jauh lebih tinggi dibandingkan safety factor pada kondisi awal (2,75 > 1,26).
Nilai Safety Factor Sebelum Counterweight
Gambar 4.12 Tahapan Perhitungan
Gambar 4.13 Safety Factor sebelum counterweight
Dari hasil calculation diatas dapat dilihat bahwa kondisi lereng menjadi tidak stabil jika tidak digunakan counterweight dibelakang dinding penahan tanah. Faktor keamanan menjadi 0,76 yang berarti lereng rawan akan longsor.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh penulis selama mengerjakan Tugas Akhir adalah:
1. Nilai Safety Factor pada kondisi awal dilokasi adalah sebesar 1,26.
Maka kondisi kemantapan lereng diragukan atau lereng kurang stabil.
2. Nilai Safety Factor pada perkuatan standar yang menggunakan dinding penahan tanah dan geogrid adalah sebesar 2,75. Maka kondisi lereng sudah stabil atau tingkat kelongsoran sangat rendah.
3. Nilai Safety Factor jika tidak menggunakan counterweight dibelakang dinding penahan tanah adalah 0,76.
Dari hasil diatas, dapat disimpulkan bahwa lereng berada dalam kondisi stabil jika diberi perkuatan dinding penahan tanah dan geogrid serta perlunya diberikan counterweight dibelakang dinding penahan tanah.
5.2. Saran
1. Data-data tanah harus lengkap seperti data Triaxial, agar keakuratan data lebih terjamin.
2. Dalam melakukan perencanaan stabilitas lereng selanjutnya dapat dipertimbangan keadaan lereng dengan memperhitungkan gaya gempa dan beban yang bekerja diatas lereng.
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, J.E., 1997, Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah Edisi Kedua. Jakarta:
Penerbit Erlangga.
Das, Braja M., 1995, Mekanika Tanah dan Prinsip Rekayasa Geoteknis. Jakarta:
Penerbit Erlangga.
Ganda, I., & Roesyanto, 2012, Analisis Stabilitas Lereng dan Alternatif Penanganannya (Studi Kasus Longsoran Jalan Alternatif Tawangmangu STA 3+150 – 3+200, Karanganyar), Medan: Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Luriyanto, A., & Maulana, I., 2014, ‘Analisis Stabilitas Lereng dan Alternatif Penanganannya: Kasus Longsoran Pada Ruas Jalan Pringsurat KM.
MGL. 22+631 - 22+655 Kabupaten Temanggung’, Jurnal Karya Teknik Sipil, Vol. 3, No.4, hh. 861-889.
Muhibbi, I., & Pratama, R., 2014, ‘Analisis Stabilitas Lereng dan Alternatif Penanganannya (Studi Kasus Longsoran Jalan Alternatif Tawangmangu STA 3+150 – 3+200, Karanganyar)’, Jurnal Karya Teknik Sipil, Vol. 3, No. 4, hh. 573-585.
Permana, G.W., 2016, Analisis Stabilitas Lereng dan Penanganan Longsoran Menggunakan Metode Elemen Hingga Plaxis V.8.2 (Studi Kasus: Ruas Jalan Liwa-Simpang Gunung Kemala STA 263+650). Lampung: Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
Rinanditya, R. Fajar, 2016, Analisis Stabilitas Lereng dengan Dinding Penahan Tanah Kantilever Menggunakan Program Plaxis (Studi Kasus Jalan Piyungan-Batas Gunung Kidul, Yogyakarta). Yogyakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Simarmata, Aran. 2014, Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Perkuatan Double Sheet Pile dan Geogrid dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus Jalan Siantar - Parapat KM. 152). Medan:
Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Ubaidillah, Fuadi, 2016, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geogrid pada Ruas Jalan Banda Aceh-Meulaboh di Provinsi Aceh Menggunakan Software Plaxis 8.2. Banda Aceh: Universitas Syiah Kuala.
