REHABILITASI KERUSAKAN AMBLAS BADAN JALAN
PADA TIMBUNAN TINGGI
(RUAS JALAN SIMPANG KALIANDA-BAKAUHENI PROVINSI LAMPUNG)
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Teknik Rehabilitasi dan Pemeliharaan Bangunan Sipil
Oleh:
Ade Kurnia
S941202009
MAGISTER TEKNIK SIPIL
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
Ade Kurnia. 2014. Rehabilitasi Kerusakan Amblas Badan Jalan pada Timbunan Tinggi (Ruas Jalan Simpang Kalianda-Bakauheni Provinsi Lampung). TESIS. Pembimbing I: Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T.,
dan Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Terdapat banyak jalan di Provinsi Lampung yang dibangun di atas tanah timbunan tinggi dikarenakan kondisi topografi provinsi Lampung yang berbukit dan berlembah. secara teknis, jalan yang dibangun di atas tanah timbunan tinggi mempunyai resiko terjadinya amblasan dan longsoran. Amblas dan longsor tersebut terjadi pada ruas jalan nasional 020 (Simpang Kalianda-Bakauheni) tepatnya pada Km. 80+200. Ruas jalan tersebut berada dalam wilayah kabupaten Lampung Selatan. Kondisi demikian merupakan salah satu jenis kerusakan jalan, sehingga perlu dilakukan analisis terhadap sebab terjadinya amblas badan jalan serta menghitung dan menentukan teknik rehabilitasi yang digunakan dalam penanganan kerusakan badan jalan akibat amblas tersebut.
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini yaitu analisis penyebab kerusakan untuk menentukan desain teknik rehabilitasi yang tepat, dengan tujuan agar mendapatkan stabilitas yang baik serta memberikan kapasitas dukung yang besar. Parameter utama yang digunakan dalam perhitungan desain, yaitu faktor keamanan (SF) yang baik dan aman.
Dengan menggunakan desain teknik perbaikan plat beton sebagai alas dasar timbunan baru dengan perkuatan cerucuk kayu Gelam diharapkan dapat menahan penurunan yang terjadi akibat adanya keruntuhan kembali pada tanah timbunan eksisting. Selanjutnya menggunakan geosintetic sebagai pemisah (spa rator) yang berfungsi untuk menambah kapasitas dukung tanah pada timbunan. Penggunaan pondasi plat beton dengan pendukung cerucuk kayu pada rehabilitasi longsor timbunan memberikan nilai keamanan dan kapasitas dukung yang lebih baik daripada penggunaan geotekstil sebagai perkuatan. Kapasitas dukung yang baik ini diperoleh dari kekakuan bahan pondasi plat beton dan tahanan ujung maupun tahanan gesek cerucuk kayu.
Kata kunci: amblasan, kapasitas dukung tanah, pondasi plat beton, cerucuk
Ade Kurnia. 2014. Damage Rehabilitation of Road Subsidence on High Embankment (Road Segment of Simpang Kalianda -Bakauheni, Lampung Province). THESIS. Supervisor I: Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T.,
Program Study Technique of Rehabilitation and Maintenance in Civil Infrastructure, Post-graduate Program, Sebelas Maret University Surakarta.
ABSTRACT
There are many roa ds in La mpung P rovince built on high emba nkment soil beca use of La mpung Province ha ve a hilly a nd va lley topogra phic condition. Technica lly, the road built on high emba nkment ha ve a high risk of subsidence support capa city tha n using the geotextile for strengthening. This better support ca pa city is achived from the stiffness of the concrete sla b, tip and frictiona l resista nce of the wooden sta kes.
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN... iii
PERNYATAAN ORISINALITAS ... iv
UCAPAN TERIMA KASIH... v
KATA PENGANTAR ... vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT... ix
DAFTAR ISI... x
DAFTAR TABEL... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ... xx
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 6
1.3. Tujuan Penelitian ... 6
1.4. Batasan Masalah... 7
1.5. Manfaat Penelitian ... 7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI... 9
2.1. Tinjauan Pustaka ... 9
2.1.1. Parameter Tanah dan Batuan... 15
2.1.2. Faktor Aman ... 16
2.1.3. Teori Pondasi... 17
2.1.3.2. Pondasi Plat Beton (Sla b) ... 19
2.1.3.3. Pondasi Tiang (Cerucuk Kayu) ... 20
2.1.3.4. Kapasitas Dukung dengan Geosintetik . 24 2.1.4. Program Plaxis 8.2. ... 26
2.2. Landasan Teori... 29
2.2.1. Kapasitas Dukung Pondasi Plat Beton ... 29
2.2.2. Kapasitas Dukung Pondasi Tiang ... 33
2.2.3. Kapasitas Dukung Geosintetik ... 39
BAB III. METODE PENELITIAN ... 45
3.1. Lokasi Penelitian... 45
3.2. Metode Penelitian... 46
3.2.1. Jenis Penelitian ... 46
3.2.2. Tahapan Penelitian ... 47
3.3. Bagan Alir ... 54
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 55
4.1. Perolehan Data ... 55
4.2. Perhitungan Pondasi Plat Beton ... 59
4.2.1. Beban Gross yang Bekerja di Bawah Pondasi Plat Beton ... 61
4.2.2. Dimensi Lebar Pondasi Plat Beton... 64
4.2.3. Menentukan Faktor Keamanan Acuan pada Kedalaman Pondasi ... 68
4.2.4. Kapasitas Dukung Ijin Gross... 72
4.2.5. Kapasitas Dukung Ijin Netto ... 73
4.2.6. Kapasitas Dukung Ijin Gross Terhadap Keruntuhan Geser ... 74
4.3. Perhitungan Cerucuk Tiang Kayu ... 76
4.3.1. Beban-beban di atas Tiang Tunggal dan Kelompok Tiang... 78
4.3.2. Tiang Tunggal ... 79
4.3.2.2. Tahanan Gesek Tiang Tunggal Ultimit 80
4.3.2.3. Kapasitas Ijin Tiang Tunggal Ultimit ... 83
4.3.3. Kelompok Tiang... 84
4.3.3.1. Jarak dan Jumlah Tiang ... 84
4.3.3.2. Efisiensi Kelompok Tiang Tunggal ... 86
4.3.3.3. Kapasitas Ijin Kelompok Tiang Ultimit 87 4.3.3.4. Hasil Perhitungan Kelompok Tiang ... 88
4.3.3.5. Pembahasan Kapasitas Dukung Tiang.. 90
4.4. Perhitungan Geotekstil dengan Lebar Penuh Timbunan... 96
4.4.1. Estimasi Dimensi Timbunan ... 99
4.4.2. Kapasitas Geotekstil ... 100
4.4.2.1. Perasan Lateral (La tera l Squeezing) ... 101
4.4.2.2. Penggelinciran Timbunan Terhadap Geotekstil ... 103
4.5. Perhitungan Geotekstil se-Lebar Perkerasan Jalan ... 108
4.5.1. Estimasi Dimensi Timbunan ... 109
4.5.2. Perasan Lateral (La tera l Squeezing) ... 110
4.5.3. Penggelinciran Timbunan Terhadap Geotekstil .... 112
4.6. Perhitungan Estimasi Biaya ... 114
4.6. Analisis Program Plaxis ... 118
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 124
5.1. Kesimpulan ... 124
5.2. Saran... 125
DAFTAR PUSTAKA ... 126
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Persyaratan Cerucuk Kayu ... 21
Tabel 2.2. Macam-macam aplikasi geosintetik dan fungsinya ... 25
Tabel 2.3. Nilai Kdpada tanah granular ... 35
Tabel 2.4. Sudut gesek antara dindin ... 35
Tabel 4.1. Identifikasi kondisi longsoran pada Km. 80+200 ... 56
Tabel 4.2. Rangkuman Hasil Test Tanah Timbunan Km. 80+200 ... 57
Tabel 4.3. Analisa Saringan Tanah Timbunan Km. 80+200... 57
Tabel 4.4. Data pembebanan untuk perhitungan beban gross... 62
Tabel 4.5. Berat beban merata pada beberapa lapisan ... 63
Tabel 4.6. Nilai-nilai Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi (1943)... 65
Tabel 4.7. Rekapitulasi faktor keamanan terpakai ... 70
Tabel 4.8. Kesimpulan perhitungan kapasitas dukung batas... 76
Tabel 4.9. Data parameter perhitungan kapasitas dukung tiang kayu cerucuk untuk kedalaman tanah -5 m ... 77
Tabel 4.10. Berat beban pada lapisan terhadap kapasitas dukung tanah... 79
Tabel 4.11. Data parameter perhitungan kapasitas dukung tiang kayu cerucuk untuk kedalaman tanah -10 m ... 79
Tabel 4.12. Nilai Kduntuk tiang pada tanah granular... 81
Tabel 4.13. Sudut gesek antara tanah granular dan tiang ( )... 81
Tabel 4.14. Jarak tiang minimum... 85
Tabel 4.15. Rekapitulasi kapasitas dukung tiang tunggal ... 89
Tabel 4.16. Rekapitulasi kapasitas dukung kelompok tiang ... 89
Tabel 4.17. Data tanah rimbunan eksisting untuk kedalaman 0 - 10 m ... 98
Tabel 4.18. Data tanah rimbunan eksisting untuk kedalaman 10 - 27 m .... 98
Tabel 4.20. Spesifikasi geotekstil... 101
Tabel 4.21. Faktor reduksi yang digunakan ... 108
Tabel 4.22. Perbandingan biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan... 115
Tabel 4.23. Estimasi biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan dengan
plat beton dan cerucuk kayu... 116
Tabel 4.24. Estimasi biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan dengan
geosintetik lebar penuh... 117
Tabel 4.25. Estimasi biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan dengan
geosintetik selebar perkerasan... 118
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Kondisi badan jalan yang berlubang ketika terjadi amblas . 3
Gambar 1.2. Ilustrasi potongan melintang keruntuhan timbunan
pada badan jalan ... 5
Gambar 2.1. Fungsi utama dari berbagai macam geosintetik ... 24
Gambar 2.2. Masukan program (input) ... 28
Gambar 2.3. Perhitungan program (ca lculation)... 28
Gambar 2.4. Keluaran program (output) ... 28
Gambar 2.5. Kurva program (curve) ... 29
Gambar 2.6. Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang: (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang... 37
Gambar 2.7. Penggelinciran timbunan di atas tulangan geosintetik ... 40
Gambar 2.8. Tulangan putus dan timbunan menggelincir di atas tanah pondasi... 41
Gambar 2.9. Ilustrasi tanah pondasi terperas keluar (latera l squeezing) . 43 Gambar 3.1. Peta lokasi ruas jalan yang terjadi amblas dan longsoran ... 46
Gambar 3.2. Bagan Alir Analisis Setabilitas Timbunan ... 54
Gambar 4.1. Ilustrasi galian timbunan untuk pondasi plat beton ... 61
Gambar 4.2. Ilustrasi rencana kedudukan pondasi plat beton ... 64
Gambar 4.3. Ilustrasi dimensi kedudukan pondasi hasil perhitungan ... 67
Gambar 4.4. Grafik hubungan faktor keamanan acuan dan kedalaman pondasi ... 70
Gambar 4.5. Grafik untuk faktor adhesi tiang pancang dalam tanah lempung... 82
Gambar 4.6. Ilustrasi pondasi tiang pancang kayu cerucuk ... 84
Gambar 4.8. Panjang dan lebar kelompok tiang Ø10 cm jarak 5d... 86
Gambar 4.9. Ilustrasi konfigurasi tiang cerucuk Ø10 cm jarak 5d dan pondasi plat ... 88
Gambar 4.10. Ilustrasi penempatan plat beton dan tiang cerucuk di bawah perkerasan jalan pada tubuh timbunan ... 90
Gambar 4.11. Kapasitas dukung keruntuhan blok ... 91
Gambar 4.12. Kapasitas ijn kelompok tiang tunggal dengan efisiensi ... 92
Gambar 4.13. Nilai maksimum kapasitas ijin kelompok tiang ... 93
Gambar 4.14. Beban kerja terhadap beban gross ... 94
Gambar 4.15. Eksisting potongan melintang timbunan dan kepala timbunan yang akan direhabilitasi... 97
Gambar 4.16. Ilustrasi tipikal rencana dimensi timbunan... 100
Gambar 4.17. Grafik hubungan faktor keamanan acuan dan tinggi timbunan... 101
Gambar 4.18. Stabilitas internal tanah pondasi yang terperas keluar (interna l squeezing) ... 103
Gambar 4.19. Penggelinciran timbunan di atas tulangan geotekstil ... 104
Gambar 4.20. Ilustrasi tulangan (geotekstil) putus dan timbunan menggelincir ... 105
Gambar 4.21. Grafik stabilitas untuk timbunan bertulang pada tanah lunak ... 106
Gambar 4.22. Grafik stabilitas untuk timbunan bertulang pada tanah lunak ... 106
Gambar 4.23. Pondasi plat beton dan cerucuk mengamankan penurunan dan kestabilan lereng yang terjadi ... 109
Gambar 4.24. Deformasi pada penggunaan pondasi plat beton dan cerucuk... 115
Gambar 4.25. Gaya perpindahan tanah pada penggunaan pondasi plat beton dan cerucuk... 121
Gambar 4.26. Deformasi akibat menggunakan perkuatan geotekstil... 122
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
A = luas pondasi
As = luas selimut tiang
Ab = luas penampang ujung bawah tiang
B = lebar kelompok tiang (pada pondasi tiang)
B = lebar timbunan (pada dimensi timbunan)
B = lebar pondasi (pada dimensi pondasi dangkal)
c = kohesi tanah
= 2/3 c
ca = adhesi antara tanah pondasi dan geosintetik
cb = kohesi tanah di sekitar ujung tiang
cd = kohesi yang timbul akibat geser
cu = kohesi tak terdrainase (undr ained)
Df = kedalaman pondasi
Eg = efisiensi kelompok tiang
fs = tahanan gesek per satuan luas
h = kedalaman lapisan lunak di bawah timbunan
H = tinggi timbunan
Kd = koefisien tekanan lateral pada dinding tiang
Ka = koefisien tekanan tanah aktif
L = panjang lereng yang mengalami penggelinciran (pada timbunan)
L = panjang kelompok tiang (pada kelompok tiang)
m = jumlah baris tiang
Nq = faktor kapasitas dukung
Nc = faktor kapasitas dukung
= faktor kapasitas dukung
= jumlah kolom tiang (arah sumbu y) dalam kelompok tiang
Pn; Pn+1 = gaya horizontal yang bekerja pada sisi irisan
Pu = beban ultimit
po = overburdenrata-rata
pb = overburdenpada ujung tiang
Pa = tekanan tanah aktif total
Pa1 = tekanan tanah aktif di belakang bidang vertikal
Pa1 = tekanan aktif total pada tanah setebal h
Pp1 = tekanan tanah pasif total
Pqa = tekanan tanah aktif total akibat beban timbunan
Pqp = tekanan tanah pasif total akibat timbunan di luar kaki timbunan
Pw = tekanan air total
qu = kapasitas dukung ultimit
Qb = tahanan ujung bawah ultimit tiang
Qg = beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan
Qs = tahanan gesek dinding ultimit tiang
Qu = beban maksimum tiang tunggal yang mengakibatkan keruntuhan
qs1 = beban terbagi rata akibat timbunan
qs2 = beban terbagi rata pada tanah asli di luar kaki timbunan
RFCR = faktor reduksi oleh rayapan, yaitu ratio Tuterhadap kuat tarik batas
RFID = faktor reduksi akibat kerusakan saat pemasangan
RFD = faktor reduksi keawetan, yaitu pengaruh degradasi oleh zat kimia
dan biologi
Rseam = faktor reduksi jahitan, yaitu pengaruh reduksi kekuatan akibat
penyambungan
s = jarak pusat ke pusat tiang
S = kekuatan geser yang bekerja sepanjang bidang longsor
SF = faktor keamanan (sa fety factor)
Tn; Tn+1 = gaya tangensial pada sisi irisan
Tu = kuat tarik ultimit, berdasar pada nilai gulungan rata-rata minimum
(minimum a ver age roll va lues, MARV).
u = tekanan air pori, tegangan air pori di dasar bidang longsoran
Wt = berat tanah irisan
Wp = berat sendiri tiang
z = kedalaman titik yang ditinjau dari permukaan tanah
zc = kedalaman kritis, yaitu kedalaman dimana tekanan overburden
efektif dihitung dari titik ini dianggap konstan.
= kemiringan bidang longsor
= sudut lereng
= sudut geser dalam efektif
= sudut gesek dinding efektif antara dinding tiang dan tanah
= arc tg d/s, dalam derajat
d = sudut gesek antara dinding tiang dan tanah
= sudut gesek antara geosintetik dengan tanah
= berat volume tanah timbunan
w = berat volume air
d = berat volume tanah
= tegangan total pada bidang atau tahanan geser tanah
