iv UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Jurusan Teknik Sipil Semester genap tahun 2007/2008
ANALISA PENGARUH GEMPA TERHADAP KONSTRUKSI LERENG DENGAN PERKUATAN GEOTEKSTIL WOVEN.
Dita Pravitra A. Kasthalisti (0700733841)
ABSTRAK
Lereng merupakan suatu konstruksi tanah dengan ketinggian elevasi yang berbeda, sehingga menghasilkan komponen gravitasi yang cenderung menggerakkan massa tanah menuju ke permukaan lebih rendah. Gaya penggerak ini disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah gempa. Untuk mengatasi permasalahan kelongsoran lereng, perkuatan dengan menggunakan material geosintetik seperti geotekstil woven umum dilakukan untuk meningkatkan stabilitas lereng.
Kondisi lereng yang dianalisa adalah lereng dengan ketinggian 5, 8 dan 10 m, sudut kemiringan 60°, 75°, dan 90°, dan variasi nilai kohesi berkisar antara 5-20 kN/m2. Pengaruh gempa akan dianalisa terhadap rancangan geotekstil woven sebagai perkuatan lereng dengan beban statik, menggunakan alat bantu program Slope/w berdasarkan metode keseimbangan batas. Proses perancangan material perkuatan geotekstil woven menggunakan metode Jewell.
Dari hasil penelitian dengan menggunakan program Slope/w, dapat ditarik kesimpulan bahwa faktor keamanan menurun seiring dengan penambahan beban gempa. Dengan menggunakan perkuatan geotekstil woven, faktor keamanan lereng dapat ditingkatkan sampai dengan batas faktor keamanan minimum. Namun pada beberapa kasus untuk mencapai faktor keamanan minimum kuat tarik dan panjang penjangkaran geotekstil woven harus dikalikan dengan nilai faktor keamanan pengali sebesar 1,3.
v
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya lah skripsi ini dapat terselesaikan tepat pada waktu yang ditetapkan. Penulisan skripsi dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan program studi strata satu (S-1) Teknik Sipil di Universitas Bina Nusantara.
Pada penulisan skripsi ini, penulis mengangkat masalah mengenai pengaruh gempa terhadap konstruksi lereng yang diperkuat dengan konstruksi geotekstil woven.
Penulis menyadari tidak sedikit bantuan yang diterima mulai dari awal hingga terselesaikannya skripsi ini. Melalui kesempatan ini, penulis akan menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara.
2. Bapak Iman H. Kartowisastro Ph.D selaku dekan Fakultas Teknik Unversitas Bina Nusantara.
3. Ibu Amelia Makmur, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
4. Ibu Yuni Ayu Maharani, ST, selaku Sekertaris Jurusan Teknik Sipil Unversitas Bina Nusantara.
5. Bapak Dr. Made Suangga, selaku Koordinator Bidang Ilmu Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
6. Ibu Ir. Godeliva Yuliastuti, MT, selaku Koordinator Mata Kuliah Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
7. Bapak Irpan Hidayat, ST selaku Kepala Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara dan Mbak Eko Sri Wahyuni selaku Administrasi Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
8. Bapak Ir. Andryan Suhendra, MT., selaku dosen pembimbing, atas bantuan, kesabaran, pengertian, penulis mengucapkan terima kasih yang tidak berujung. 9. Orang tua dan keluarga penulis, Mama, Ayah, Bunbun yang telah memberikan
vi 10.Ning Bunga, atas bantuan secara moril, materiil, dan niat baik untuk meminjami
printer.
11.Ibu Henny Lestari dan rekan-rekan di Kitacomm, atas pengertian dan dukungannya.
12.Ardiaz Kamil Nuryadin, terima kasih atas dukungan dan bantuannya.
13.Anggi, Dhini, Nia, dan Dian, terima kasih atas doa dan dukungannya sebelum sidang.
14.Desland T.C, teman seperjuangan yang selalu mau membantu, menunggu dan maklum jika saya terlambat (selalu).
15.Gusnellya, terima kasih atas printer, dukungan, semangat, dan niat rajinnya yang menular.
16.Teman-teman seangkatan yang juga skripsi, Panda, Arya, terima kasih untuk semuanya.
17.Teman-teman seluruh angkatan Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
Penulis berharap laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua, khususnya bagi mahasiswa Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
Terima kasih.
Jakarta, 2007
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Daftar Isi vi
Daftar Gambar ix
Daftar Lampiran xii
Daftar Tabel xiii Daftar Notasi xiv Bab 1 Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1.2 Identifikasi Masalah 2 1.3 Tujuan dan Manfaat Analisa 3 1.4 Ruang Lingkup dan Batasan 4 1.5 Sistematika Penulisan 6 Bab 2 Tinjauan Pustaka 7 2.1. Lereng 7 2.1.1. Kelongsoran Lereng 7
2.1.2. Kekuatan Geser Tanah 14
2.1.3. Stabilitas Lereng 16
2.1.4. Metode Irisan 18
2.1.5. Konstruksi Penahan Tanah 24
2.2. Geosintetik 26 2.2.1 Geotekstil Woven 26 2.3. Perancangan Perkuatan lereng menggunakan geotekstil woven 29 Dengan Metode Jewell (1990) 2.3.1 Perhitungan Stabilitas Eksternal 32 2.3.2 Masalah Pada Pondasi Bored Pile 23 2.4. Gempa 34 2.4.1 Peta Zona Gempa 39
2.5. Program Geo-slope 42
Bab 3 Metodologi 43 3.1 Prosedur Analisis 44 3.2 Penyelidikan Lapangan dan Pengujian Laboratorium 45 3.2.1 Pengeboran 46
3.2.2 Pengujian Laboratorium 47
3.2.3 Uji Penetrasi Standar 48
3.2.4 Uji Penetrasi Kerucut 51
3.2.5 Korelasi antara Poisson Ratio (υ) dan Indeks Plastisitas 52
3.3 Parameter Percepatan Gempa 53
3.4 Metodologi Perhitungan 54
viii
Bab 4 Hasil dan Pembahasan 71
4.1 Geometri Lereng 71
4.2 Data Tanah 72
4.3 Prosedur Perhitungan 73
4.4. Hasil dan Analisa Perhitungan menggunakan 80 Program Slope/w
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 88
5.1 Kesimpulan 88
5.2 Saran 89
Daftar Pustaka 91
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Keruntuhan Lereng akibat gempa 1
Gambar 2.1 Keruntuhan lereng 10
Gambar 2.2 Kelongsoran Translasi 11
Gambar 2.3 Kelongsoran Rotasi 11
Gambar 2.4. Jenis-Jenis Kelongsoran Rotasi 12
Gambar 2.5 Kelongsoran Kombinasi 13
Gambar 2.6 Garis Keruntuhan menurut Mohr 15
Gambar 2.7 Pembagian Blok Kelongsoran menjadi bagian-bagian kecil 19 Menurut metode Irisan
Gambar 2.8 Detail Potongan Irisan dan Gaya-gaya yang Berlaku menurut 19 Metode Irisan
Gambar 2.9 Grafik fo 23
Gambar 2.10 Dinding Penahan Tanah 24
Gambar 2.11 Soil Nailing 25 Gambar 2.12 Sheet Pile Cantilever Wall of Soldier Pile 25
Gambar 2.13 Konstruksi Geotekstil 26
Gambar 2.14 Geotekstil Woven 28
Gambar 2.15 Aplikasi Geotekstil Woven di Lapangan 28
Gambar 2.16 Detail Panjang Penjangkaran dan Tebal Lapisan Geotekstil 31
Gambar 2.17 Pembagian Lempeng Dunia 35
x Gambar 2.19 Pembagian Wilayah Gempa Berdasarkan Percepatan Puncak 40 Batuan Dasar
Gambar 3.1 Diagram Alir Prosedur Analisis 44
Gambar 3.2 Korelasi antara Parameter Cu, IP, dan E 52
Gambar 3.3 Korelasi antara Parameter Cu dan E 53
Gambar 3.4 Hubungan antara IP dengan υ 54
Gambar 3.5 Diagram Alir Perhitungan 56
Gambar 3.6 Diagram Alir Proses Analisa dalam Program Slope/w 57
Gambar 3.7 Tampilan Awal Program Slope/w 58
xi
Gambar 4.1 Geometri Lereng 73
Gambar 4.2 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Sudut 60° dan Tinggi 5 m 83 Gambar 4.3 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Sudut 75° dan Tinggi 8 m 84 Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut
60° dan c = 5 kN/m2 dengan Variasi Tinggi Lereng 88 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut
75° dan c = 5 kN/m2 dengan Variasi Tinggi Lereng 89 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut 90 90° dan c = 5 kN/m2 Svj =1,0 m dengan Variasi nilai c
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Faktor Keamanan Terhadap Lereng sudut 92 60° dan c = 5 kN/m2 Svj = 0,5 m dan 1,0 m dengan variasi nilai c
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Perhitungan faktor keamanan terhadap kondisi statik dan L1 dinamik
Lampiran 2 Tabel perbandingan faktor keamanan terhadap beban statik L2
Dan dinamik
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Faktor keamanan minimum 17
Tabel 2.2. Skala MMI 38
Tabel 2.4. Koefisien profil tanah Tabel 2.5. Percepatan maksimum dengan periode ulang 500 tahun dalam 41
6 wilayah Indonesia Tabel 3.1 Prosedur dan pengujian parameter tanah secara umum di laboratorium 41
Tabel 3.2 Korelasi antara nilai N-SPT dengan paremeter tanah non Kohesif 49
Tabel 3.3 Korelasi antara nilai N – SPT dengan parameter tanah Kohesif 49
Tabel 3.4. Hubungan kerapatan relatif dan sudut geser dalam tanah pasir dari 50
penyelidikan lapangan Tabel 3.5. Percepatan puncak batuan dasar (g) berdasarkan zona gempa Indonesia 55
Tabel 4.1. Data tanah Bore hole 75
Tabel 4.2. Nilai Kreq Berdasarkan grafik Jewell (1990) seluruh perhitungan 77
Tabel 4.3. Hasil seluruh perhitungan kuat tarik desain dan kuat tarik batas 78
Tabel 4.5. Hasil perhitungan panjang penjangkaran seluruh perhitungan 79
Tabel 4.6. Nilai Kh 83
Tabel 4.6. Perhitungan secara manual lereng sudut 60°dan tinggi 5 m 84
Tabel 4.7. Perhitungan secara manual lereng sudut 75° dan tinggi 8 m 85
xiv
DAFTAR NOTASI
c = Kohesi
Ø = Sudut geser internal
FK = Faktor keamanan
Sn = Kuat geser pada bidang yang dituju Sm = Kuat geser pada dasar bidang Um = Tekanan air pori
Uβ = Tekanan air permukaan
W = Luas irisan
N’ = Tekanan normal efektif
Q = Beban luar
Kv = Koefisien gempa vertikal Kh = Koefisien gempa horizontal hα = Tinggi dari pusat ke dasar irisan h = Tinggi rata-rata irisan
α = Besar sudut pada dasar irisan β = Besar sudut pada sisi atas irisan
b = Lebar lapisan
Svj = Tebal tanah antar lapisan geosintetik
Kreq = Koefisien tegangan lateral tanah, didapat dari grafik Jewell Zmax = Ketinggian lereng maksimum
xv n = Jumlah lapisan
Lej = Panjang penjangkaran geotekstil
(LR / H) = Ratio panjang penjangkaran terhadap tinggi, didapat dari grafik
Jewell (1990)
F = gaya tahan terhadap stabilitas ggeser
P = gaya dorong
Mov = Momen guling
Ms = momen stabilitas S = Koefisien profil tanah
δ = Gaya gesek antara material perkuatan dengan lapisan tanah A1 = Percepatan gempa maksimum hasil perhitungan pada suatu
