ANALISA KEMANTAPAN LERENG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA DENGAN PENDEKATAN MODEL SOFT SOIL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil
Disusun Oleh :
HARIANTI WIRA PRATAMA
10 0404 139
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Kelongsoran merupakan salah satu kasus pada bidang Geoteknik yang sering terjadi akibat meningkatnya tegangan tanah atau berkurangnya kekuatan geser suatu massa tanah. Dengan kata lain, kekuatan geser dari suatu massa tanah tidak mampu menahan tegangan geser yang dialami oleh massa tanah tersebut. Gangguan terhadap stabilitas lereng dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan manusia maupun kondisi alam. Lereng yang tidak stabil sangatlah berbahaya pada lingkungan sekitar yang dapat menimbulkan korban jiwa ataupun kerugian materi. Pada penelitian ini diambil lokasi tebing jalan Medan – Berastagi Km. 35,6 – 37.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai faktor keamanan dari lereng sehingga lereng tersebut dapat diklasifikasikan tingkat kemantapannya. Adapun metode yang dilakukan untuk menganalisa kemantapan lereng adalah metode elemen hingga yaitu program Plaxis 2D ver. 8 dengan pendekatan model Soft Soil.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang studi geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul :
“ ANALISA KEMANTAPAN LERENG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN
HINGGA DENGAN PENDEKATAN MODEL SOFT SOIL ”
Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Suria Dharma dan Ibunda Annisah Pasaribu yang telah membesarkan dan menyayangi saya sepenuh hati serta memberikan dukungan yang besar baik moral maupun material. 2. Bapak Rudi Iskandar, ST, MT. selaku dosen pembimbing sekaligus
pembanding yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. dan Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT., sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Teristimewa buat Agung Dermawan Panemiko, ST sebagai orang terkasih yang telah memberikan doa, dukungan, semangat dan arahan pada penulis. 7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya.
8. Asisten Laboratorium Mekanika Tanah Iqbalsyah Pasaribu.
9. Buat Abangda Muhammad Reza Pahlevi dan kakanda Yenni Pasaribu serta Rohana.
10. Buat saudara/i seperjuangan: Rahmad, Reza, Fauzi, Iffah, Monica, Dwi, Naurah, Sari, Dara, Ricky, Arif, Taslim, Yudha, Wihardi, Andry, Kaka, Dery, Prisquilla dan semua mahasiswa Teknik Sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 11. Seluruh Anggota Keluarga Mahasiswa Bidik Misi (GAMADIKSI)
Universitas Sumatera Utara.
12. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Maret 2014
Penulis
DAFTAR ISI
2.2.1.1 Klasifikasi Tanah Berdasarkan Ukuran Buti.. 16
2.2.1.2 Sistem Klasifikasi ASSTHO……….. 18
2.2.2 Kuat Geser Tanah ……… 22
2.2.2.1 Pengujian Kuat Geser Tanah di Laboratorium .………. 24
4.1 Geometri Pada Daerah Penelitian ……….……… 60
4.2 Sifat Keteknikan Tanah ……….…… 61
4.2.1 Sifat Fisik Tanah ………. 62
4.2.2 Sifat Mekanika Tanah ………. 63
4.3 Faktor Keamanan Pada Daerah Penelitian ……… 63
4.3.1 Permodelan Lereng ………. 64
4.3.2 Identifikasi Parameter ………. 64
4.3.3 Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Menggunakan Plaxis ………. 65
4.4 Analisa Kemantapan Lereng Pada Daerah Penelitian …….. 66
4.5 Simulasi Pengaruh Muka Air Tanah ………. 68
4.6 Jenis Longsoran Pada Daerah Penelitian ………... 72
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……….... 73
5.1 Kesimpulan ……… 73
5.2 Saran ……….. 74
DAFTAR PUSTAKA ………... 76
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi Daerah Penelitian ……….. 5
Gambar 1.2 Bagan Alir Penelitian ……….…... 6
Gambar 2.1 Beberapa Tipe Longsoran Gerakan Tanah ………...…… 11
Gambar 2.2 Diagram Representasi Sembilan Jenis Longsoran Berdasarkan Kemiringan ………... 12
Gambar 2.3 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur Tanah Oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) ……….... 17
Gambar 2.4 Skema Pengujian Geser Langsung ……… 24
Gambar 2.5 Alat Uji Triaxial ……….... 25
Gambar 2.6 Skema Uji Geser Langsung ………... 27
Gambar 2.7 Alat Uji Geser Kipas ……… 28
Gambar 2.8 Mekanisme Gerakan Tanah Pada Bidang Miring ………. 31
Gambar 2.9 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Longsoran Lingkaran ………….. 34
Gambar 2.10 Sistem Gaya Pada Metode Fellenius ………... 37
Gambar 2.11 Stabilitas Lereng Dengan Metode Bishop ………... 38
Gambar 2.12 Harga m.a Untuk Persamaan Bishop ………. 39
Gambar 2.13 Aplikasi Metode Janbu ………... 40
Gambar 2.14 Faktor Daya Dukung Ijin Dengan Sudut Geser Dalam ………... 41
Gambar 2.15 Analisa Metode Janbu ………... 41
Gambar 2.16 Sistem Gaya Pada Suatu Elemen Menurut Cara Janbu ……….. 42
Gambar 2.17 Jenis-Jenis Elemen ……….. 43
Gambar 2.18 Titik Nodal dan Titik Integrasi ………... 44
Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian ………... 53
Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian ……… 55
Gambar 3.3 Grafik Konsolidasi ………... 58
Gambar 4.1 Visualisasi Geometri Lereng ……….. 61
Gambar 4.3 Grafik Faktor Keamanan S1………... 66
Gambar 4.4 Grafik Faktor Keamanan S2……… 66
Gambar 4.5 Bidang Longsor Pada Daerah Penelitian ………... 67
Gambar 4.6 Bentuk Deformasi Pada Daerah Penelitian ………... 68
Gambar 4.7 Permodelan Muka Air Tanah ……….... 69
Gambar 4.8 Faktor Keamanan Pengaruh Muka Air Tanah Pada S1………….. 69
Gambar 4.9 Faktor Keamanan Pengaruh Muka Air Tanah Pada S2………….. 70
Gambar 4.10 Bidang Longsor Akibat Pengaruh Muka Air Tanah ……… 70
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi Gerakan Tanah HWRBLC (1978) Vide Sudarsono &
Pangular 1986 ………. 9
Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Menurut ASSHTO …………..……….. 18
Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah Menurut ASSHTO ……….... 19
Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi Tanah Unified ……….. 20
Tabel 2.5 Harga-harga Koefisien Rembesan Pada Umumnya ……… 30
Tabel 2.6 Tabel Hubungan Nilai FK Dengan Kestabilan Lereng Menurut Sowers (1979) Dalam Cheng Liu (1981) ……….……… 32
Tabel 2.7 Pemilihan Fungsi Perpindahan ………... 46
Tabel 4.1 Geometri Lereng Daerah Penelitian ………... 60
Tabel 4.2 Hasil Analisa Sifat Fisik Tanah ……….. 62
Tabel 4.3 Hasil Analisa Atterberg Limit………. 62
Tabel 4.4 Hasil Anlaisa Mekanika Tanah Pada Daerah Penelitian ……… 63
Tabel 4.5 Parameter Perhitungan Faktor Keamanan Model Soft Soil ………... 64
Tabel 4.6 Hubungan Antara FK Dengan Tingkat Kemantapan Lereng Daerah Penelitian ……… 67
NOTASI
Simbol – simbol berikut telah digunakan pada penelitian ini
Symbol Keterangan Inggris
c kohesi tanah
Cc koefisien pemampatan
Cu kuat geser tanah terdrainase
Cs koefisien pengembangan
e angka pori
E modulus elastisitas tanah
eo angka pori awal
Fk faktor keamanan
Gs berat jenis
k koefisien permeabilitas tanah
k* kappa bintang
Ms massa padat tanah
Mw massa air
n porositas
Nc,Nq daya dukung ujung tiang berdasarkan tabel janbu
Sr derajat kejenuhan
p tekanan pada saat konsolidasi
Wi berat sepanjang segmen tanah
Vs volume partikel padat
Vv volume pori tanah
Vw volume air
w kadar air
Yunani
τ kuat geser tanah
σ tegangan total tanah
µ tekanan air pori
Ф sudut geser dalam tanah
λ*
lamda bintang γd berat isi kering
γs berat isi basah
