Mencari Jarak Vertikal (Sv) Antar Geotextile

BAB III PEMBAHASAN

3.6 PERHITUNGAN ALTERNATIF 2 (POTONGAN B-B)

3.6.1 Mencari Jarak Vertikal (Sv) Antar Geotextile

3.6 PERHITUNGAN ALTERNATIF 2 (POTONGAN B-B)

Perhitungan untuk geotextile sebagai Walls dengan tinggi 3,5 meter ( potongan B-B) adalah sebagai berikut :

3.6.1 Mencari Jarak Vertikal (Sv) Antar Geotextile

 Ka = tan²(45 – 30/2) = 1/3  σ’h = q x Ka + ϒ x Z x Ka o Untuk z = 0m  σ’h = 1,5 t/m2 x 1/3 + 1,9 t/m² x 0 m x 1/3 = 1,5 t/m² o Untuk z = 3,5m  σ’h = 1,5 t/m2 x 1/3 + 1,9 t/m² x 3,5 m x 1/3 = 2,717 t/m2

Hasil perhitungan ini di dapat dari tekanan horizontal seperti yang tergambar dalam ilustrasi di bawah ini :

Gambar 17. Diagram Tekanan Horizontal (H = 3,5m)

Perhitungan jarak vertikal ( SV) menggunakan formula di bawah ini : Sv = ^{𝑇−𝐴𝑙𝑙𝑜𝑤 (𝑊𝑎𝑙𝑙𝑠)}

𝜎′ℎ 𝑥 𝐹𝑆

Hasil perhitungan Sv disajikan di dalam tabel berikut: Tabel 14. Perhitungan Nilai Sv (H = 3,5m)

No Kedalaman σ'h (t/m2) FS SV (m) SV-Pilih (m) 1 bott 3,5 2,717 1,4 0,511 0,5 2 3 2,400 1,4 0,578 0,5 3 2,5 2,083 1,4 0,666 0,5 4 2 1,767 1,4 0,785 0,5 5 1,5 1,450 1,4 0,957 0,75 6 top 0,75 0,975 1,4 1,423 0,75 0

35 Jumlah lapis geotekstile yang di gunakan adalah sebanyak 18 lapis dengan jarak antar geotextile (SV) = 0,5 m untuk 4 lapis dan SV = 0.75 m untuk 2.

Gambar 18. Jumlah Lapisan Geotekstil (H = 3,5m)

3.6.2 Mencari Kebutuhan Panjang Geotekstil

 Kebutuhan panjang geotekstil di belakang bidang longsor (Le): Le = ^{𝑆𝑣 𝑥 𝜎}

′ℎ 𝑥 𝐹𝑆 2 𝑥 (𝑐+ 𝜎′

𝑣 𝑥 tan 𝛿)

 Kebutuhan panjang geotekstil di depan bidang longsor (Lr): Lr = (Tinggi Timbunan (H) – Kedalaman (Z)) x tan (45 - ɸ/2)  Kebutuhan panjang lipatan geotekstil (Lo):

Lo = ½ x Le

Tabel 15. Perhitungan Nilai Le, Lr dan Lo (H = 3,5m) Layer No. Depth (Z) Spacing (Sv) σh Le Le Min. Le Used Lr L Lo Lo min Lo Used L Used (m) (m)m (t/m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 1 0.75 0.75 0.975 0.45 1 1 3.32 4.32 0.50 1 1 4.5 2 1.5 0.75 1.450 0.45 1 1 2.89 3.89 1.00 1 1 4.5 3 2 0.5 1.767 0.30 1 1 2.60 3.60 1.50 1 1 4.5 4 2.5 0.5 2.083 0.30 1 1 2.31 3.31 2.00 1 1 3.5 5 3 0.5 2.400 0.30 1 1 2.02 3.02 2.50 1 1 3.5 6 3.5 0.5 2.717 0.55 1 1 1.73 2.73 3.00 1 1 3.5

36 Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan jumlah keseluruhan panjang pada tiap layer geotextile yang digunakan adalah 5,5 meter (L pakai + Lo). Sedangkan kebutuhan total seluruh geotextile untuk semua layer adalah 60 meter karena setiap lapisan dikaliakn dengan kedua sisi timbunan.

3.6.3 Menghitung Stabilitas Eksternal

Kemudian dihitung stabilitas eksternalnya, antara lain ditinjau terhadap guling, geser, dan bearing capacity.

 Stabilitas Terhadap Guling

Dinding penahan tanah dikatakan aman apabila rasio antara momen penahan dengan momen guling adalah > 3,0. Terlebih dahulu perlu dicari besarnya gaya horizontal yang bekerja serta berat dari tanah di atas geotekstil, kemudian dicari momen yang bekerja. Perhitungannya antara lain adalah sebagai berikut:

o Pa-1 = 0,5 t/m2 x 3,5 m x 1 m = 1,75 ton Pa-1 x sinδ = 1,75 ton x sin (2/3 x 30) = 0,598 ton Pa-1 x cosδ = 1,75 ton x cos (2/3 x 30) = 1,644 ton

o Pa-2 = (2,717 – 0,5)t/m² x 3,5 m x 1 m x 0,5 = 3,879 ton Pa-2 x sinδ = 3,879 ton x sin (2/3 x 30) = 1,327 ton

Pa-2 x cosδ = 3,879 ton x cos (2/3 x 30) = 3,645 ton o Wt-1 = 3,5 m x 3,5 m x 1 m x 1,9 t/m³ = 23,275 ton

Wt-2 = (4,5 – 3,5)m x 2 m x 1 m x 1,9 t/m3 = 3,8 ton Tabel 16. Perhitungan Momen yang bekerja

Gaya Besar (Ton) Lengan Momen (m) Momen (Ton.m) Momen Total (Ton.m) Ph 1.cos 1,644 1,750 2,878 7,131 Ph 2.cos 3,645 1,167 4,253 Ph 1.sin 0,599 4,500 2,693 56,618 Ph 2.sin 1,327 3,500 4,644 Wt-1 23,275 1,750 40,731 Wt-2 3,800 2,250 8,550

Berdasarkan perhitungan di atas, diketahui momen-momen yang bekerja. Diketahui momen pendorong didapatkan dari gaya Pa-1 cos δ dan gaya Pa-2 cos δ yaitu sebesar 7,131 Ton.m sedangkan gaya Pa-1.sin δ, Pa-2.sin δ dan berat sendiri tanah (Wt) merupakan gaya yang menghasilkan momen penahan sebesar 56,618 Ton.m. Dari hasil tersebut maka:

SF-Guling = _{𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔}^{𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑃𝑒𝑛𝑎ℎ𝑎𝑛}

=

^{56,618 𝑇𝑜𝑛.𝑚}

7,131 𝑇𝑜𝑛.𝑚

= 7,940 > 3,0

Dari hasil perhitungan didapatkan SF sebesar 7,940 > 3,0 sehingga dinding geotekstil aman ditinjau terhadap guling.

37  Stabilitas Terhadap Geser

Stabilitas terhadap geser dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini dengan cara membandingkan gaya penahan dengan gaya pendorong. SF-Geser = ^{𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑎ℎ𝑎𝑛}

𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔 > 3,0 = ^{(𝐶−2 𝑥 𝐿)+(𝜎}

′𝑣)𝑥 tan (𝛿−2) Pa1.cos δ+Pa2.cos δ > 3,0 Dari persamaan di atas maka SF-Geser dapat dihitung. σ’v = Pa-1.sin δ + Pa-2.sin δ + Wt-1 + Wt-2

= 0,599 ton + 1,327 ton + 23,275 ton + 3,8 ton = 29,000 ton

SF-Geser = ^{(0,25 𝑡/𝑚}

2𝑥 3,5 𝑚 𝑥 1 𝑚)+(29,000 𝑡𝑜𝑛)𝑥 tan (2/3 𝑥 0) 1,644 ton+ 3,645 ton

= 2,161 < 3,0

Dari perhitungan didapatkan bahwa nilai SF adalah < 3,0 sehingga dinding geotekstil tidak aman terhadap geser. Maka sebaiknya agar SF gesernya aman maka geotextile yang di ginakan kita perpanjang.

 Stabilitas Terhadap Daya Dukung

Gambar 19.Gambar factor daya dukung

Stabilitas terhadap daya dukung akan tercapai apabila rasio antara kekuatan dukung tanah terhadap beban yang terjadi adalah > 3,0 yang dirumuskan sebagai berikut:

SF-Daya Dukung = ^{𝑃−𝑈𝑙𝑡𝑖𝑚𝑎𝑡𝑒}

𝑃−𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 > 3,0 = ^{𝑐.𝑁𝑐+𝑞.𝑁𝑞+0,5ϒ.𝐵.𝑁ϒ}

𝑃−𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙

Mengacu pada rumus tersebut maka:

P-Ultimate = c.Nc + q.Nq + 0,5.(ϒ’-2).L.Nϒ = 0,05 t/m² x 5,7 + 0 + 0,5 x (1,686 – 1,0) t/m³ x 3,5 m x 0 = 0,285 t/m² P-Aktual = q + ϒt x 3,5m = 1,5 t/m2 + 1,9 t/m3 x 3,5m Untuk ɸ = 0, maka: Nc = 5,7; Nq = 1; Nϒ = 0

38 = 8,15 t/m² SF-Daya Dukung = ^{𝑃−𝑈𝑙𝑡𝑖𝑚𝑎𝑡𝑒} 𝑃−𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙

=

^{0,285 𝑡/𝑚} 2 8,15 𝑡/𝑚2 = 0,03 < 3,0

Dari hasil perhitungan SF terhadap daya dukung didapatkan hasil 0,03< 3,0 sehingga dinding geotekstil tidak aman jika ditinjau terhadap daya dukung.

39

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil perhitungan kedua alternatif( 1 dan 2) yaitu geotekstile sebagai perkuatan timbunan (embankment) ataupun geotekstile sebagai dinding penahan (wall) di dapatkan hasil bahwa kedua perbaikan tanah tersebut tidak dapat di realisasikan karena kondisi tanah dasar yang lunak dan di dominasi oleh tanah memiliki nilai kohesi 0 dan sudut geser dalam 0. Hal ini berakibat pada sangat rendahnya daya dukung tanah dan tahanan geser, sehingga syarat kestabilan tahan geser dan daya dukung tidak terpenuhi. Makadari itu kelompok kami menyarankan untuk melakukan perkuatan terhadap lapisan tanha dasar yang bertujuan untuk meningkatkan kekuatan geser dan daya dukung dari tanah lunak tersebut. Agar nantinya alternatif 1 dan alternatif 2 dapat di realisasikan. Beberapa solusi perbaikan tanah dasar yang kami sarankan adalah sebagai berikut :

1. Memberikan perkuatan tambahan dengan cara memasang cerucuk. 2. Memasang micropile.

3. Memasang Tiang pancang bisa berupa bore pile atau PC spun pile, sehingga struktur yang akan kita bangun diatas tanah tersebut tidak lagi menumpuh pada tanah lunak tersebut akan tetap menumpu pada lapisan tanah keras dibawahnya.

40 LAMPIRAN

44 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 GEOTEXTILE UNTUK PENINGKATAN DAYA DUKUNG TANAH DASAR

2.1.1 DASAR PERENCANAAN UNTUK STABILITAS TIMBUNAN

Tiga kondisi harus ditinjau untuk perencanaan stabilitas embankment diatas tanah lunak yang diperkuat dengan bahan geosynthetis, yaitu:

4. Internal Stability 5. Overall Stability 6. Foundation Stability

Gambar 2.1.1.1 Konsep Desain Stabilitas Timbunan yang Diperkuat dengan Bahan Geotextile 2.1.2 INTERNAL STABILITY

 Syarat tidak terjadi failure di lereng AC Check stabilitas lereng dengan cara Bishop, Taylor, atau dengan menggunakan program STABL.

 Pa1 ≤ ( Berat tanah / berat efektif) x tan δ ) x ( ¹

𝑆𝐹 ) Pa1 = ( qo x Ka1 x H ) + ( ½ x γm x Ka1 x ( H - hw)² ) +

45 Keterangan:

δ = sudut geser dalam antara tanah timbunan dengan bahan geosynthetis umumnya ( δ = φ )

SF min = 2,0 ( beban tetap ) SF min = 1,35 ( beban sementara )

 Syarat ketentutan bahan SI Pa1 ≤ ^𝑆1

𝑆𝐹

Keterangan:

SF min = 2,0 ( beban tetap ) SF min = 1,35 ( beban sementara )

S1 = kekuatan tarik bahan geosynthetis.

Bila syarat ini tak terpenuhi, gunakan beberapa lapis bahan. 2.1.5 OVERALL STABILITY

 Momen penggerak

MD = Σg h (dL) L = ∫ g h L d L Keterangan:

MD = Berat segmen busur ABCDEA x jarak pusat berat ABCDEA terhadap0

 Momen penahan MR = Στi R dL + S3 T = ∫ τi R d L + S3 T  Syarat stability SF ≤ ^{𝑀 𝑝𝑒𝑛𝑎ℎ𝑎𝑛} 𝑀 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘 Keterangan:

SF min = 1,25 ( beban tetap ) SF min = 1,1 ( beban sementara ) 2.1.6 FOUNDATION STABILITY

 Pa2 ≤ ^{𝑃𝑝+( 2 𝑥 𝑆𝑢 𝑥 𝐿 )}

𝑆𝐹

Keterangan:

SF min = 2,0 ( beban tetap ) SF min = 1,35 ( beban sementara )

Su = Cu = undrained shear strength dari tanah lembekdi dasar embankment q = q0 + ( H – hw ) γm + ( γsat - γw) hw

Pa2 = ( ½ ( γsat2 – γw ) h2 Ka2 -2 Su h √Ka2 ) + ( q Ka2 h ) Pp = ( ½ ( γsat2 – γw ) h2 Kp ) + ( 2 Su h √ Kp )

Untuk Φ = 0 → Ka2 = Kp = 1 Pa2 = ( ½ γ2' h2 - 2 Su h ) + q h

Pa2 = ( ½ γ2' h2 ) + ( h ( q - 2 Su ) ). . . (1) Pp = ( ½ γ2' h2 ) + ( 2 Su h ). . . . … (2)

46 Catatan:

Rumus (1) berlaku bila q - 2 Su ≥ 0 Bila q – 2 Su < 0 → Pa = ½ γ2' h2

Dimana: h = h – x ( x = kedalaman dimana: q + x γ2' = 2 Su ) Jadi bila φ = 0

½ γ2' h2 + h ( q - 2 Su ) ≤ ^{½ γ′h2+ 2 Su h+2 Su L}

𝑆𝐹

Cari kedalaman h terkecil yang masih memenuhi persyaratan diatas

 Syarat bahan

S2 ≥ (Su x L) x SF Keterangan:

SF min = 2,0 ( beban tetap )

2.2 GEOTEXTILE UNTUK DINDING PENAHAN TANAH Stabilitas dinding penahan yang perlu ditinjau:

3. Internal Stablity 4. External Stability

4.2.1 INTERNAL STABILITY

 Gaya-gaya yang diperhatikan: 3. Tanah di belakang dinding

4. Beban luar: beban subcharge dan beban hidup

 Beban horizontal yang diterima dinding ( σH ) σH = σHS + σHq + σHL

Keterangan:

σHS = tegangan horisontal akibat tanah dibelakang dinding σHq = tegangan horisontal akibat tanah timbunan / surcharge σHL = tegangan horisontal akibat tanah hidup

 Jarak vertikal pemasangan geotextile ( Sv ) σHZ x Sv x 1 = ^{𝑇𝑎𝑙𝑙}

𝑆𝐹

Sv = ^{𝑇𝑎𝑙𝑙}

𝑆𝐹 𝑥 σHZ x 1

Keterangan:

σHZ = tegangan horisontal pada kedalaman Z SF = 1,3 s/d 1,5

 Panjang geotextile yang ditanam ( L ) L = Le + LR

Keterangan:

Le = panjang geotextile yang berada dalam anchorage zone ( minimum = 3 ft /1.0m )

47 Panjang LR LR = ( H – Z ) x tan ( 45° - ^Ø 2 ) Panjang Le σH x Sv x SF = 2 x 𝜏 x Le 𝜏 = c + σV x tan 𝛿 Keterangan: SF = 1,3 s/d 1,5

Panjang lipatan Lo → gaya yang diperhitungkan ½ σH Lo = ^{𝑆𝑣 𝑥 𝜎𝐻𝑥 𝑆𝐹}

4 𝑥 ( 𝑐+ 𝜎_{𝑣 𝑥 tan 𝛿} )

Keterangan:

SF = 1,3 s/d 1,5

4.2.2 EXTERNAL STABILITY Cek pada external stability:

4. Aman terhadap geser 5. Aman terhadap guling