PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH DASAR LUNAK DENGAN PEMAKAIAN CERUCUK DAN GEOTEXTILE UNTUK KONSTRUKSI JALAN AKSES BANDARA LOMBOK

Tugas Akhir- RC 09 1380

PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH DASAR LUNAK DENGAN PEMAKAIAN CERUCUK DAN GEOTEXTILE UNTUK KONSTRUKSI JALAN AKSES BANDARA LOMBOK

Wildan Hamdi 3106 100 722

Dosen Pembimbing Ir. Suwarno, M.Eng

Prof. Ir. Indrasurya B Mochtar, MSc,.PhD Teknik Sipil

Fakultas Teknik Sipil

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011

1.1 Latar Belakang

- Dengan dibangunnya bandara internasional Lombok di kabupaten Lombok Tengah sebagai pengganti bandara Selaparang di Mataram yang perlu ditingkatkan kapasitas dan pelayanannya, maka untuk dapat mencapai lokasi bandara yang baru dabangun jalan akses sebagai jalan pintas menuju bandara yang baru.

- Pada jalan akases ruas Kuripan-Penujak dibangun diatas lokasi yang semula berupa areal persawahan.

- Ruas jalan akses ini memiliki panjang fungsional 11,250 Km yang dibangun secara bertahap. Pada tahun anggaran 2009 pekerjaan segmen jalan pada STA 3+240 sampai dengan 2+690 telah dirampungkan. Kemudian pada tahun anggaran 2010 pekerjaan akan dilanjutkan kembali mulai dari STA 2+690 sampai dengan STA 0+940 sepanjang 1,75 Km.

1.1 Latar Belakang

- Dari hasil penyelidikan tanah dasar pada lokasi rencana pembangunan segmen berikutnya ini didapatkan susunan tanah dasar dari kedalaman 0 sampai dengan 1,5 m berupa tanah lempung murni berwarna hitam yang berpotensi mengembangnya sangat tinggi, sedangkan pada kedalaman > 2,0 m berupa lempung berbutir kasar berwarna keputihan yang berpotensi mengembangnya tinggi hingga sedang.

- Dari pengamatan pada STA 3+240 sampai dengan STA 2+690 telah terjadi penurunan setempat permukaan jalan pada titik-titik tertentu yang mengakibatkan jalan bergelombang.

- Oleh karena itu, pada perencanaan pembangunan segmen berikutnya perlu dilakukan perbaikan tanah terlebih dahulu sebelum pelaksanaan pembangunan konstruksi jalan diatasnya sehingga penurunan permukaan jalan akibat settlement tanah dasar dapat dihindari.

1.2 Perumusan Masalah - Permasalahan Utama:

Untuk perencanaan perbaikan tanah dasar lunak akan dilakukan alternatif berupa pemakaian Cerucuk dan Geotextile untuk mendukung konstruksi perkerasan jalan diatasnya, kemudian akan ditentukan manakah alternatif perbaikan tanah yang lebih cocok diterapkan pada jalan tersebut.

- Rincian Permasalahan:

1. Berapa tebal perkerasan lentur yang akan direncanakan?

2. Berapa besar pemampatan tanah dasar yang terjadi akibat beban

konstruksi jalan diatasnya?

3. Jika menggunakan Cerucuk, berapa jumlah, panjang dan jarak

pemasangannya?

4. Jika menggunakan Geotextile, berapa lapis dan berapa panjang yang dibutuhkan?

5. Alternatif perbaikan tanah mana yang lebih cocok diterapkan dalam perbaikan tanah dasar?

6. Berapa besar penambahan anggaran yang perlu disediakan jika

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam Tugas Akhir ini adalah dapat merencanakan dan menentukan tebal perkerasan serta alternatif perbaikan tanah dasar guna mencegah terjadinya penurunan setempat pada permukaan jalan akibat beban konstruksi perkerasan jalan diatasnya sehingga pada segmen permukaan jalan akses bandara STA 0+940 sampai dengan STA 2+690 tidak bergelombang.

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Perencanaan dilakukan pada segmen jalan STA 0+940 sampai dengan STA 2+690.

2. Tidak membahas geometri dari jalan.

3. Data tanah dan data lalu lintas menggunakan data sekunder. 4. Umur rencana jalan adalah 10 tahun.

5. Konstruksi jalan direncanakan menggunakan perkerasan lentur metode Analisa Komponen Bina Marga.

1.5 Manfaat

Perencanaan dalam Tugas Akhir ini dimaksudkan dapat menjadi alternatif perencanaan konstruksi perkerasan jalan dan perbaikan tanah pada akses Bandara Internasional Lombok yang dibangun diatas tanah lunak yang mungkin dapat dijadikan bahan pertimbangan oleh para pengambil keputusan di Pemda NTB.

START

Studi Literatur

Pengumpulan Data Sekunder 1.Data Penduduk dan Perekonomian 2.Data LHR

3.Data Timbunan dan CBR 4.Data Tanah Dsar 5.Data Spesifikasi Bahan

Data Tanah Dasar Data Lalu-lintas

Perencanaan Tebal Perkerasan Perhitungan

Settlement Tanah Dasar

Perhitungan Metode Perbaikan Tanah 1.Dengan Pemakaian Cerucuk 2.Dengan Pemakaian Geotextile

Stabilitas Timbunan

Penentuan Alternatif Perbaikan Tanah

FINISH

NO

ANALISA PERTUMBUHAN KENDARAAN

• Peramalan Pertumbuhan Penduduk dan Pendapatan

Regional

- Untuk melakukan pendekatan, maka yang dibutuhkan adalah data kependudukan, PDRB dan PDRB per kapita.

- Berikut data yang didapat dari BPS NTB :

Tahun PENDUDUK PDRB PDRB per Kapita

(jiwa) ( Rp.) (Rp.) 2004 4.076.040 2.568.120 529.205 2005 4.143.292 2.859.360 732.565 2006 4.257.306 3.351.860 831.255 2007 4.292.491 3.577.810 934.722 2008 4.363.756 3.952.450 1.036.456

ANALISA PERTUMBUHAN KENDARAAN

• Peramalan Pertumbuhan Penduduk dan Pendapatan

Regional

- Metode yang dipakai adalah dengan metode regresi linear. Y = aX+b

Faktor Pertumbuhan (i) untuk Bus Faktor Pertumbuhan (i) untuk Truk

Tahun PENDUDUK Pertumbuhan

(jiwa) I(%) 2009 4443966 -2010 4516429 0.016 2014 4806282 -2015 4878745 0.015 2019 5168597 -2020 5241060 0.014 Tahun PDRB Pertumbuhan (Rp) I(%) 2009 4308050 -2010 4656760 0.081 2014 6051610 -2015 6400320 0.057 2019 7795160 -2020 8143870 0.045

ANALISA PERTUMBUHAN KENDARAAN

• Peramalan Pertumbuhan Penduduk dan Pendapatan

Regional

Faktor Pertumbuhan (i) untuk Kendaraan Pribadi

Tahun PDRB perkapita Pertumbuhan (Rp) I(%) 2009 1177780 -2010 1299440 0.103 2014 1786080 -2015 1907740 0.068 2019 2394380 -2020 2516040 0.051

ANALISA PERTUMBUHAN KENDARAAN

• Hasil Analisis Rekapitulasi Pertumbuhan Kendaraan Pada Awal Dan

Akhir Umur Rencana

Golongan Tahun 2010 Tahun 2020

Sepeda Motor, Sekuter,sepeda kumbang dan roda 3 11069 16502

Sedan, Jeep,station dan taxi 2289 3412

Opelet Pich-up, Suburban,Combi,Mini Bus (MPU dan

Angkot) 645 962

Pich-up, Micro Truk, Mobil Hantaran, dan Truk Ban

Belakang 378 564

Bus Kecil 73 109

Bus Besar 79 90

Truk/Box, truk Tangki 2 sumbu 3/4 138 199

Truk/Box, Truk Tangki 2 sumbu 64 92

Truk/Box, Truk Tangki 3 Sumbu 29 42

Truk/Truk Tangki Gandeng 30 43

Truk Semi Treiler dan Truk Trailer 31 45

TANAH TIMBUNAN

γt= 1,79 t/m3_{, c = 0,} Φ _{= 30}o Htimbunan = 1,5 m SFrencana = 1,5 Wc Op. = 17,0% CBR max = 14,5 %

Dengan tinggi timbunan 1,5 meter, besar beban yang terjadi akibat timbunan yaitu

TANAH DASAR

Uraian Kedalaman 0.75 m 1.25 m 1.40 m STA. 0+940 CBR Max 0.673% 0.400% 0.770% 1.330% 1.200% 1.180% Kepadatan 1.133t/m3 _1.193t/m3 _1.176t/m3 _1.252t/m3 _1.178t/m3 _1.182t/m3 Kadar Air 40.91% 47.52% 44.01% 38.47% 43.00% 42.77% STA 1+ 500 CBR Max 0.750% 0.670% 0.570% 0.970% 1.030% 1.200% Kepadatan 1.105t/m3 _1.038t/m3 _0.749t/m3 _1.084t/m3 _1.093t/m3 _1.056t/m3 Kadar Air 49.26% 46.31% 48.94% 48.01% 41.70% 48.48% STA 2+ 650 CBR Max 0.660% 0.870% 0.000% 0.000% 1.100% 0.770% Kepadatan 1.040t/m3 _1.022t/m3 _1.019t/m3 _0.925t/m3 _1.022t/m3 _0.947t/m3 Kadar Air 78.28% 63.72% 52.21% 65.42% 59.14% 59.52%

TANAH DASAR

Uraian

Tegangan Tanah Dasar > 2,00 kg/cm2 terletak pada kedalaman

Kedalaman (m) Tegangan Tanah (Kg/cm2)

Sta 0 + 400 2.60 2.37 Sta 0 + 650 3.40 3.56 Sta 0 + 900 3.80 7.59 Sta 1 + 150 3.20 2.37 Sta 1 + 400 4.00 2.37 Sta 1 + 650 3.60 2.85 Sta 1 + 900 3.60 7.12 Sta 2 + 150 3.80 5.69 Sta 2 + 400 3.40 3.08 Sta 2 + 650 3.80 5.69 Hasil sondir Uraian Kedalaman 0-1.50 1.50-4.00 Att.Limit Liquit Limit 91.50 % 72.00 % Plastic Limit 25.98 % 24.36 % Index Plastik 65.52 % 47.64 % Klasifikasi OH OH Hidrometer Clay 45.00 % 37.00 % Silt 11.00 % 17.00 % Sand 44.00 % 46.00 %

Klasifikasi Clay Clayey Loam

Berat Jenis 2.439 2.566

SPESIFIKASI BAHAN

Cerucuk Kayu

Data cerucuk kayu yang digunakan dalam perencanaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

• D cerucuk = 10 cm

• L cerucuk ( dibawah bidang gelincir ) = 1,5 m

• Σ ijin = 190 kg/cm2

• Kayu kelas kuat III

Geotextile

Geotextile yang digunakan pada perencanaan ini adalah jenis geotextile polypropylene woven, UW-250. Geotextile woven ini memiliki berat 250 gr/m2 dalam bentuk gulungan lebar 3,2 – 4 m, panjang antara 150 – 200 m

BAB V

PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN

DAN PERBAIKAN TANAH DASAR

PERHITUNGAN TEBAL PERKERASAN LENTUR

• Hasil Perhitungan Perkerasan Lentur.

– ITP_{diatas base}= 6,9

D₁ = 6,9/0,4 = 17,25 cm > Dmin = 10 cm…ok!

Dipakai D₁= 18 cm

– ITP_{diatas subbase}= 8,1

D₂ = (8,1-(18x0,4))/0,14 = 6,42 cm < Dmin = 20 cm…not ok!

Dipakai D₂ = 20 cm

– ITP_{diatas subgrade}= 10,5

D₃ = (10,5 –((18x0,4)+(20x0,14)))/0,12 = 4,17 cm < Dmin = 20

cm…not ok!

PERHITUNGAN TEBAL PERKERASAN LENTUR

Detail Lapisan Perkerasan Jalan

LASTON D₁ =18 cm Agregat Kelas A D₂ = 20 cm Agregat Kelas B D₃ = 20 cm Urugan Pilihan 100 cm Surface Base Subbase Subgrade

PERHITUNGAN BEBAN

• Dalam perencanaan Tugas Akhir ini, beban traffic (qtraffic) diasumsikan sebagai beban timbunan. Besarnya beban akibat lau-lintas ditentukan sebesar, qtraffic = 1,0 t/m2. Jadi beban total untuk tanah dasar adalah:

– qtimb = 1,5 x 1,79 = 2,685 t/m2 – qperkerasan = 0,18 x 2,4 = 0,432 t/m2 – qtraffic = 1,0 t/m2 +

qtotal = 4,117 t/m2 qtotal = 41,17 Kpa

PEMAMPATAN TANAH DASAR

Dari perhitungan didapatkan settlement total pada tanah dasar akibat beban diatasnya sebesar 0,632 m. Kedalaman Tebal tiap lapisan H Z(m) e Cc Cs γsat t/m3 Po’ t/m2 Pc t/m2 a/z b/z 2I _t/m2ΔP Po’+ Pc t/m2 Sc -0.5 1 0.5 1.069 0.728 0.177 1.672 0.336 1.336 3 7 1 4.117 4.453 0.235 -1.5 1 1.5 1.069 0.728 0.177 1.672 1.008 2.008 1 2.33 0.98 4.035 5.043 0.166 -2.5 1 2.5 1.069 0.728 0.177 1.672 1.680 2.680 0.6 1.4 0.94 3.870 5.550 0.128 -3.5 1 3.5 1.069 0.728 0.177 1.672 2.352 3.352 0.43 1 0.88 3.623 5.975 0.101 Total 0.632

PERBAIKAN TANAH DASAR

• Dengan Cerucuk Kayu

- Untuk kayu kelas kuat III nilai E = 52029 kg/cm2

σlt = 190 kg/cm2

faktor kekakuan relatif (T)

I = ¼ x π x r4 = ¼ x π x 54 = 490,625 cm4

qu = 2 x Cu = 2 x 0,089 = 0,178 kg/cm2 = 0,1822 tcf

Dari gambar 2.4 didapatkan nilai f = 2 tcf = 0,064 kg/cm3 Maka didapatkan nilai T sebesar =

= 52,50 cm 5 1













=

f

EI

T

- Perhitungan gaya horizontal yang mampu ditahan 1 buah cerucuk. Mmax 1 cerucuk = Mp = w x σlt W = ; c = ½ D = ½ x 10 = 5 cm W = 98,125 cm3 Mmax 1 cerucuk = Mp = 98,125 x 190 = 18643,75 kg.cm 355,12 kg

- Menghitung kebutuhan cerucuk (n)

Untuk menghitung kebutuhan cerucuk dibutuhkan data-data seperti: SF min, Mresistan dan R; semua data yang dibutuhkan didapatkan dari hasil STABL yaitu:

SF min = 1,332

Mresisten = 454,5 KNm/m’ = 4545000 Kg cm/m’ R = 7,34 m = 734 cm

Dari data diatas dengan menggunakan Persamaan 2.8, dapat diperoleh kebutuhan cerucuk sebagai berikut:

MD = 3412162 kg cm

= 2,2 buah ≈ 3 buah

Untuk jarak cerucuk direncanakan sebesar 0,3 m.

R x cerucuk P MD x ada yang SF diinginkan yang SF n 1 max ) ( − =

=

=

332

,

1

4545000

SF

Mres













−

=

734

12

,

355

3412162

)

332

,

1

5

,

1

(

x

x

n

• Dengan Geotextile

Momen Penahan : MRmin = 454,5 kNm SF min = 1,332 Circle centre ; x = 3,40 y = 12,08 R (radius) = 7,34 m M resistan = 454,5 KNm Koordinat O = 3.40 , 12.08 Koordinat A = 1.5 , 5 Koordinat B = 5.45 , 5.04 Koordinat C = 3.48 , 4.75 Koordinat Z = 5 , 5 SF = 1,332 A Timbunan Tanah Dasar B C Z 1 : 1 Hinisial O

- Perhitungan nilai Momen dorong

M dorong = 341,22 KNm

- Perhitungan Mres (rencana)

Mres (rencana) = Mdorong x Sfrencana = 341,22 x 1,5 = 511,83 KNm - Perhitungan ΔMR ΔMR = Mres(rencana) – Mres(min) = 511,83 – 454,5 = 57,33 KNm

- Menghitung Kekuatan Geotextile (Tallow)

15,15 KN/m

=

=

332

,

1

5

,

454

SF

Mres

)

(

Fsid

x

Fscr

x

Fscd

x

Fsbd

T

T

_allow

=

=

=

)

1

,

1

2

,

1

2

3

,

1

(

52

x

x

x

T

_allow

- Panjang geotextiledi belakang bidang longsor :

= 1,21 meter

- Menghitung Kebutuhan Geotextile

Mgeotextile = Tallow x Ti

Pada geotextile lapisan pertama (pada dasar timbunan) Hi1 = H timbunan = 1,5 meter

Ti1 = yo – yZ

= 12,08 –5 = 7,08 meter Mgeotextile = 15,15 x 7,08

= 107,26 kNm

Kebutuhan Geotextile ditentukan dari ΣMomen akibat pemasangan geotextile lebih besar dari momen tambahan yang dibutuhkan,

ΣMomen > ∆MR

ΣM= Mgeotextile > ∆MR

107,26 kNm > 57,33 kNm  (OK)

sehingga geotextile yang dibutuhkan dalam perencanaan ini sebanyak 1 lapis.

(

)

xE

xFS

T

L

_e allow 2 1

τ

τ

+

=

(

15

,

50

8

)

0

.

8

5

,

1

15

,

15

x

x

+

=

- Menghitung Panjang Geotextile di depan bidang longsor (L_D)

- Menghitung Panjang Total Geotextile

Panjang total geotextile 1 sisi = Le + LD + Sv+ Lo

= 1,21 + 0,45 + 0,5 + 0,5 = 2,66 m

Panjang total geotextile 2 sisi = 2 x (Le + LD + Sv+ Lo -) = 2 x 2,66

= 5,32 m

untuk mempermudah pemasangan di lapangan, geotextile dipasang selebar timbunan sehingga panjang total geotextile adalah:

Ltotal = L jalan + 2(LD + Sv+ Lo) = 7 + 2,9

= 9,9 m

Jadi digunakan geotextile type UW-250 dengan pemasangan arah memanjang. Kebutuhan geotextile sebesar 9,9 per meter panjang.

Jumlah Koordinat

Y

Koordinat pakai Koordinat X tepi

Ld

x y (m)

PEMILIHAN ALTERNATIF PERBAIKAN TANAH

Cerucuk dan Geotextile sama-sama dapat digunakan

untuk mencegah kelongsoran timbunan, namun dalam

hal mencegah pemampatan tanah dasar Geotextile

bergunan sebagai separator yang dapat mencegah

bercampurnya timbunan pilihan dengan tanah dasar

yang

jelek.

Geotextile

juga

lebih

mudah

dalam

pelaksanaannya

dibandingkan

Cerucuk

dan

tidak

memakan waktu yang lama dalam penginstalannya.

Sehingga dalam perencanaan ini dipilih penggunaan

Geotextile sebagai alternatif perbaikan tanah dasar.

ANALISA BIAYA ALTERNATIF PERBAIKAN

TANAH

No URAIAN SATUAN VOLUME HARGA SATUAN JUMLAH

1 Bahan - Geotextile Woven m2 1.2000 Rp 9,000.00 Rp 10,800.00 2 Upah - Mandor oh 0.0200 Rp 51,120.00 Rp 1,022.40 - Pekerja oh 0.1800 Rp 28,800.00 Rp 5,184.00 - Tukang oh 0.0180 Rp 43,200.00 Rp 777.60 3 Alat Bantu

- Alat bantu 0,06 x upah pekerja Ls 0.0600 Rp 5,184.00 Rp 311.04

T O T A L Rp 18,095.04

Pemasangan Geotextile Woven

Dari tabel diatas dapat diketahui anggaran pemasangan Geotextile

per m2- sebesar Rp 18.095,04

- Luas pemasangan Geotextile keseluruhan yaitu: 1750 m x 9,9 m = 17325 m2

- Total biaya penginstalan Geotextile yaitu:

KESIMPULAN

1. Tebal perkerasan jalan

Lapisan permukaan =18 cm Lapisan Pondasi Atas = 20 cm Lapisan Pondasi Bawah = 20 cm Urugan Pilihan = 100 cm

2. Pemampatan pada tanah dasar dibawah timbunan akibat beban konstruksi jalan sebesar 0,632 m.

3. Berdasarkan hasil perhitungan dengan program STABL didapatka

besarnya angka keamanan (SF) = 1,332 < SF rencana 1,5 maka perlu dilakukan perbaikan tanah dasar.

4. Jumlah Cerucuk yang dibutuhkan per meter panjang adalah 3 buah dengan jarak 0,3 m.

5. Didapatkan jumlah lembar Geotextile yang terpasang sebanyak 1 lapisan dengan panjang total adalah 9,90 m.

6. Alternatif perbaikan tanah yang digunakan yaitu dengan Geotextile.

7. Total anggaran tambahan untukpelaksanaan perbaikan tanah dasar yaitu Rp. 313.496.568,00

SARAN

1. Untuk dapat mencapai target pekerjaan yang diinginkan serta hasil yang maksimal, maka perlu digunakan alternatif perbaikan yang lebih cepat dalam pelaksanaannya serta dapat mendukung beban konstruksi perkerasan jalan, maka dalam proyek ini digunakan perkuatan berupa Geotextile.

2. Dalam pelaksanaan pekerjaan instalasi Geotextile, perlu dilakukan pengawasan oleh ahli yang berpengalaman dalam hal instalasi Geotextile agar hasilnya sesuai dengan spesifikasi.

SEKIAN