Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan
Teramesh System Studi Kasus Di Ruas
Jalan Tanjung Palas-Sekatak,Kab.Bulungan
Kalimantan Utara
SANDI FEBRIANSYAH
1, INDRA NOER HAMDHAN
21
Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional
2Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional
Email : sandifebriansyah@gmail.com
ABSTRAK
Pulau Kalimantan memiliki banyak kelerengan curam dan mempunyai curah hujan yang tinggi. Kasus longsor yang akan dianalisis pada studi ini terletak pada lereng di ruas jalan Tanjung Palas – Sekatak Kab. Bulungan, Kalimantan Utara. Metode perkuatan lereng untuk menambah stabilitas pada lereng dibutuhkan untuk mengatasi terjadinya longsor. Perkuatan lereng dilakukan dengan cara melakukan pemodelan dengan menggunakan metode elemen hingga (analisis balik) pada kondisi eksisting dan setelah diberi perkuatan. Pada kondisi eksisting, nilai faktor keamanan (SF) yang didapat sebesar 1,247. Perkuatan lereng dilakukan menggunakan teramesh system, penentuan ukuran dan konfigurasi bentuk perkuatan tersebut dilakukan dengan cara coba-coba. Terdapat beberapa kondisi berdasarkan ukuran bronjong dan konfigurasi bentuk teramesh. Kondisi yang dibuat ada 4 kondisi yaitu 2 kondisi dengan ukuran teramesh 2x1 meter dan 2 kondisi dengan ukuran 1x1meter.
Kata kunci : stabilitas lereng, geotekstile, teramesh system, metode elemen
hingga, faktor keamanan.
ABSTRACT
Borneo island has many steep slopes and has a high rainfall. Landslide cases to be analyzed in this study is located on a slope in the road Tanjung Palas - Sekatak Kab. Bulungan, North Borneo. Slope reinforcement methods to increase the stability of the slope required to overcome the occurrence of landslides. The slopes retrofitting done by modeling using the finite element method (back analysis) on the existing condition and after being given a reinforcement. In the existing condition, the value of the safety factor (SF) obtained at 1,247. Retrofitting slope performed using teramesh system, determining the size and shape of reinforcement configuration is done by trial and error. There are some conditions based on the size and configuration of the gabion teramesh form. Conditions that are made there are four conditions, namely two conditions with teramesh size of 2x1 meters and 2 conditions with 1x1meter .
Keywords: slope stability, geotextiles, terramesh system, finite element method,
1. PENDAHULUAN
Indonesia mempunyai banyak sekali kondisi struktur geologi dan geografi, salah satunya yaitu memiliki banyak sekali daerah lereng. Indonesia juga merupakan negara yang beriklim tropis, maka Indonesia memiliki curah hujan yang tinggi. Hal tersebut sangat berpengaruh kepada kestabilan lereng, karena longsor terjadi akibat dari adanya peningkatan kadar air dalam tanah. Kondisi tanah yang buruk dan memiliki daya dukung yang rendah juga menjadi pemicu terjadinya longsoran. Daerah lereng di Indonesia banyak digunakan untuk permukiman dan akses jalan raya, maka apabila terjadi kelongsoran akan membahayakan orang yang tinggal atau melintas di daerah lereng tersebut. Solusi untuk mengatasi masalah kelongsoran tersebut salah satunya adalah dengan perkuatan lereng. Studi kasus yang digunakan untuk penelitian tugas akhir ini terletak di ruas jalan Tanjung Palas – Sekatak Kalimantan Utara, dengan ketinggian lereng sebesar 10-20 meter maka perkuatan lereng yang digunakan di studi kasus tugas akhir ini adalah dengan menggunakan teramesh system. Lereng curam dan tinggi tempat dibangunnya jalan memerlukan kestabilan lereng yang baik maka dianggap cocok untuk menangani permasalahan longsoran di ruas jalan Tanjung Palas-Sekatak. Teramesh system atau bronjong angkur adalah kombinasi dari sistem angkur (tile mesh) dan facing bronjong. Fungsi utama dari Bronjong Angkur adalah sebagai sistem perkuatan tanah, karena tile (angkur) didesain untuk dapat memotong garis keruntuhan sehingga tanah menjadi stabil. Teramesh system sangat cocok digunakan untuk infrastruktur sipil yang memang memerlukan kestabilan lereng yang baik, seperti contohnya jalan raya.
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum
Jika komponen gravitasi lebih besar untuk menggerakan lereng yang melampaui perlawanan terhadap pergeseran yang dikerahkan tanah pada bidang longsornya maka akan terjadi kelongsoran tanah.
2.2 Klasifikasi Tanah Longsor
Longsoran atau tanah longsor adalah bergeraknya massa penyusun lereng yaitu tanah, batuan maupun campuran keduanya ke arah bawah atau keluar lereng di bawah pengaruh gravitasi bumi (Vernes,1978). Tanah longsor tipe jatuhan (falls), tanah longsor tipe jatuhan (falls), tanah longsor tipe robohan (topless) ,tanah longsoran tipe gelincir (slides) ,tanah longsor tipe aliran (flows) ,lateral spread , dan compleks
2.3 Stabilitas Lereng
𝑆𝐹 = 𝑆𝑓
𝑆𝑑 ... (1) Keterangan :
SF = Angka keamanan terhadap kekuatan tanah Sf = Kekuatan geser rata-rata dari tanah (kN/m2)
Sd = Tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor kN/m2) η fe= tanφavailable tanφfailure = cavailable cfailure ... (2) ukuran butirinterlockingdan besarnya kontak antara butir, lebih besar kekuatan gesernya dari tanah yang lepas (Braja M. Das.,1993).
2.4 Teori Keruntuhan Mohr- Columb
Kriteria Mohr-Columb dapat ditulis :
𝜏 = 𝑓(𝜎) ... (3) dan dapat digambarkan pada (𝜎, 𝜏) oleh sebuah kurva pada Gambar 1
Gambar 1. Kriteria Mohr: τ=f(σ).
𝜏 = 𝐶 + 𝜇𝜎 ... (4) Keterangan:
𝜏 = tegangan geser 𝐶 = kohesi
𝜎 = tegangan normal
𝜇 = koefisien geser dalam batuan = tg ϕ
S = c + (σ – u) tan ϕ = c + σ’ tan ϕ ... (5) Keterangan :
u = tegangan air pori σ’ = tegangan efektif
Gambar 2. Kriteria keruntuhan Mohr-Coloumb..
Keterangan gambar:
r – r = bidang rupture
t – t = Garis kuat geser Coloumb 𝜎1− 𝜎3 = diameter lingkaran Mohr 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠 pada bidang 𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒 (r – r) 𝜎𝑛 = 𝜎1+ 𝜎3 2 + 𝜎1− 𝜎3 2 cos 2𝛼 ... (6)
𝑆ℎ𝑒𝑎𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠 pada bidang 𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒 (r – r): 𝜏 = 𝜎1− 𝜎3
2 sin 2𝛼 ... (7)
Gambar 3. Penentuan faktor keamanan.
Faktor Keamanan =𝑎 𝑏= [ 𝐶 𝑡𝑎𝑛𝛼+ 𝜎1+𝜎2 2 ] sin ϕ 𝜎1−𝜎2 2
... (8)
2.5 Pemilihan Tipe Penanggulangan Longsor
Pemilihan tipe penanggulangan terhadap gerakan tanah disesuaikan dengan tipe gerakan, faktor penyebab dan kemungkinan untuk pengerjaan tipe penanggulangan (work ability).
a. Mengendalikan Air Permukaan
Mengendalikan air di permukaan tanah dapat dilakukan dengan cara menanam tumbuhan yang bertujuan untuk mencegah erosi di permukaan tanah.
b. Mengendalikan Air Rembesan
Metode pengendalian air rembesan untuk mencegah terjadinya longsoran, dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti:
a) Pembuatan Sumur Dalam b) Pembuatan Saluran Tegak
c. Penambatan
Penambatan tanah umumnya dilakukan dengan bangunan penahan yang berfungsi sebagai penahan terhadap massa tanah yang bergerak, sehingga meningkatkan tahanan geser.
d. Teramesh System
Teramesh system atau bronjong angkur merupakan kombinasi dari sistem angkur (tile mesh) dan facing bronjong. Fungsi utama dari Bronjong Angkur adalah sebagai sistem perkuatan tanah, karena tile (angkur) di-desain untuk dapat memotong garis keruntuhan sehingga tanah menjadi stabil.
e. Geotekstile
Sebagian besar Geotekstil terbuat dari Polypropylene, walaupun penggunaan Polyester dan Polyethylene cukup banyak ditemukan.
3. ANALISIS DATA 3.1 Pengumpulan Data
Gambar 4. Bagan Alir Pemodelan Perkuatan Lereng dengan Teramesh System
Menggunakan Program PLAXIS 2D AE.
3.2 Analisis Menggunakan Program PLAXIS 2D AE
Analisis perkuatan lereng dengan teramesh system Menggunakan Program PLAXIS 2D AE. yang berbasis metode elemen hingga. Berikut parameter-parameter yang digunakan dalam pemodelan teramesh system :
Mulai
Studi pustaka
Pemodelan lereng kondisi eksisting dengan menggunakan Teramesh
System
Perumusan masalah
Pengumpulan data
Data Topografi Data Tanah
Menentukan geometri Menentukan parameter tanah SF < 1 Terjadi longsor
Pemodelan lereng dengan perkuatan menggunakan PLAXIS 2D AE
SF > 1 Tidak terjadi longsor
Selesai Nilai SF (Safety Factor) Nilai SF (Safety Factor) Kesimpulan Ukuran Teramesh Pembahasan Konfigurasi Teramesh SF<1
Tabel 1. Parameter Tanah
Lapisan
Tanah Tanah Jenis (kN/m𝜸𝑼𝒏𝒔𝒂𝒕3) (kN/m𝜸𝒔𝒂𝒕3) m/day kx m/day ky ﬠ (kN/mE 2) (kN/mC 2) (°) φ
1 Clay 16,10 17,10 0,00198 0,00198 0,3 20000 10,3 18 2 Clay 16 17 0,00198 0,00198 0,3 25000 11,2 19 3 Clay 17 18 0,00198 0,00198 0,3 15000 14,1 15 4 Clay 16,8 17,8 0,00198 0,00198 0,3 25000 12,8 16 Timbunan Sandy clay 17 18 0,01199 0,01199 0,3 50000 30 35
3.3 Analisis Stabilitas Kondisi Eksisting
Analisis stabilitas lereng kondisi eksisting dilakukan untuk mendapatkan nilai faktor keamanan pada lereng di ruas jalan Tanjung Palas-Sekatak, Kalimantan Utara saat kondisi eksisting. Pada kondisi asli diperlihatkan bahwa lereng tidak diberikan perkuatan dahulu, karena ingin diketahui berapakah nilai faktor keamanan dan bidang runtuh yang terjadi pada kondisi asli. Hasil analisis yang didapat untuk kondisi eksisting dengan nilai SF 1,247 dapat dilihat pada
Gambar 5
Gambar 5. Bidang Longsor Untuk Kondisi Eksisting
3.4 Analisa dengan Perkuatan
Analisa perkuatan yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah perkuatan dengan teramesh system dan geotekstile
3.4.1 Kondisi 1 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile
Kondisi teramesh ke-1 dibuat dengan konfigurasi teramesh menerus dengan sudut kemiringan 60o dengan ukuran facing bronjong 2x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 1 dapat dilihat
pada Gambar 6
Gambar 6 Bidang longsor untuk kondisi 1 SF 1,271
Hasil analisis yang didapat untuk nilai faktor keamanan pada variasi 1 adalah sebesar 1,271. Nilai faktor keamanan yang didapat pada variasi 1 terlihat ada peningkatan sebesar 1,9 % dari nilai faktor keamanan kondisi eksisting. Selanjutnya untuk kondisi 1 dengan menggunakan
geotekstile saja dapat dilihat pada Gambar 7
Gambar 7 Bidang longsor untuk kondisi 1 dengan perkuatan geotekstile saja
Dari hasil analisis untuk variasi 1 pada kondisi 1 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,271 dan terjadi penurunan nilai faktor kemanan sebesar 1,7 % menjadi 1,249 pada kondisi dengan
geotekstile.
3.4.2 Kondisi 2 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile
Konfigurasi bentuk dari kondisi 2 dibuat sama dengan kondisi 1, hanya diganti ukuran facing bronjong menjadi 1x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 2 dapat dilihat pada Gambar 8
Gambar 8 Bidang longsor untuk kondisi 2
Hasil analisis untuk nilai faktor keamanan untuk variasi 1 pada kondisi 2 terlihat ada peningkatan 8,8 % menjadi 1,357 dari nilai SF untuk kondisi eksisting. Selanjutnya untuk kondisi 2 dengan menggunakan geotekstile saja dapat dilihat pada Gambar 9
Gambar 9 Bidang longsor untuk kondisi 2 dengan geotekstile saja SF 1,249
SF 1,249
SF 1,357
Dari hasil analisis untuk kondisi 2 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,357 dan untuk yang menggunakan geotekstile saja didapat penurunan nilai faktor keamanan sebesar 1,9 % menjadi 1,331.
3.4.3 Kondisi 3 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile
Konfigurasi untuk kondisi 3 dibuat berundak dengan ukuran 2x1 meter dan sudut kemiringan untuk tiap undak dibuat sama yaitu 60o. Hasil perhitungan untuk kondisi 3 dapat dilihat pada Gambar 10
Gambar 10 Bidang longsor untuk kondisi 3
Nilai faktor keamanan yang didapat dari hasil perhitungan pada variasi 1 pada kondisi 3 terjadi peningkatan sebesar 14,6 % dari nilai faktor keamanan pada kondisi eksisting. Nilai faktor keamanan yang didapat pada kondisi 3 adalah sebesar 1,429.Selanjutnya untuk kondisi 3 menggunakan geotekstile saja hasilnya dapat dilihat pada Gambar 11
Gambar 11 Bidang longsor untuk kondisi 3 dengan geotekstile saja
Dari hasil analisis dengan perkuatan geotekstile didapat penurunan nilai faktor keamanan sebesar 0, 55 % dari kondisi dengan teramesh. Nilai faktor keamanan yang didapat adalah sebesar 1,421.
3.4.4 Kondisi 4 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile
Konfigurasi bentuk dari kondisi 4 dibuat sama dengan kondisi 3, hanya saja ukuran facing
bronjongnya menjadi 1x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 4 dapat dilihat pada Gambar
12
S
SF 1,429
Gambar 12 Bidang longsor untuk kondisi 4
Dari hasil analisis untuk variasi 1 pada kondisi 4 didapat nilai SF mengalami peningkatan dari nilai SF pada kondisi eksisting sebesar 9,3 %. Nilai SF yang didapat dari hasil analisis adalah sebesar 1,363.Selanjutnya untuk kondisi 4 dengan hanya menggunakan perkuatan geotekstile
hasilnya dapat dilihat pada Gambar 13
Gambar 13 Bidang longsor untuk kondisi 4 dengan geotekstile saja
Hasil analisis yang didapat untuk perkuatan menggunakan geotekstile didapat penurunan nilai SF sebesar 0,5 % dari nilai SF yang menggunakan teramesh.Dari hasil analisis untuk kondisi 4 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,363 dan untuk perkuatan menggunakan perkuatan
geotekstile saja didapat hasil sebesar 1,356.
Nilai faktor keamanan dari hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan diagram nilai faktor keamanan ditunjukan pada Gambar 14
SF 1,363
Tabel 4.1
Tabel 2 Nilai Faktor KeamananGambar 14 Nilai faktor Keamanan 4. KESIMPULAN
Nilai faktor keamanan untuk kondisi eksisting yang didapat dari hasil analisis menggunakan program PLAXIS 2D AE adalah sebesar 1,247. Pemilihan konfigurasi dengan penambahan
berm mempunyai pengaruh yang besar pada perkuatan lereng yang menggunakan teramesh system. Terlihat ada peningkatan faktor keamanan yang pada variasi 1 kondisi 1 hanya sebesar 1,271 meningkat 12,43 % menjadi 1,429 pada variasi 1 kondisi 3. Sedangkan untuk jarak antar berm yang lebih pendek seperti pada kondisi 3 variasi 2 nilai faktor keamanan menurun 13,02 % dari nilai SF variasi 1 kondisi 3 sebesar 1,429 menjadi 1,243 pada variasi 2 kondisi 3.Pemilihan ukuran juga mempunyai pengaruh yang besar pada perkuatan lereng menggunakan teramesh system, tetapi pemilihan ukuran harus disertai dengan pemilihan konfigurasi bentuk yang tepat. Terlihat ada peningkatan faktor keamanan yang pada kondisi 1 hanya sebesar 1,271 meningkat menjadi 1,357 pada kondisi 2, Sedangkan untuk konfigurasi yang berundak justru terjadi penurunan yang pada kondisi 3 sebesar 1,429 menjadi 1,363 pada kondisi 4. Metode perkuatan lereng menggunakan teramesh system terlihat lebih baik dibanding dengan perkuatan yang hanya menggunakan geotekstile saja, terlihat dari diagram batang faktor keamanan yang menunjukan nilai faktor keamanan yang menggunakan
No Kondisi Variasi Teramesh Geotekstile
1 1 (2x1 m) 1 1,271 1,249 2 2 1,166 1,160 3 2 (1x1 m) 1 1,357 1,331 4 2 1,196 1,190 5 3(2x1 m) 1 1,429 1,421 6 2 1,243 1,188 7 3 1,262 1,253 8 4(1x1 m) 1 1,363 1,356 9 2 1,218 1,196 10 3 1,230 1,223
perkuatan teramesh selalu lebih besar dari nilai faktor keamanan yang menggunakan perkuatan dengan geotekstile saja.
DAFTAR PUSTAKA
Das, Braja M.,(1994), Mekanika Tanah : Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis Jilid 1 dan 2. Diterjemahkan oleh Noor Endah & Indrasurya
Departemen Pekerjaan Umum, (1987). Petunjuk Perencanaan Penanggulangan Kelongsoran. Yayasan Penerbit PU. Jakarta.
Geology, (2013),Varnes Landslide Clasification, [pdf], Diakses oktober 6, 2015, dari http://www.geology.cz/projekt681900/vyukoveaterialy/2_Varnes_landslide_classificatio n.pdf
SeputarGeotekstil, (2014), Geotekstil. Diakses oktober 25, 2015 dari http://seputargeotekstil.blogspot.co.id
Academia,(2015),Paper Yogie Longsoran. Diakses September 29,2015, dari https://www.academia.edu/6628223/PAPER_YOGIE_LONGSORAN
Macaferri, Terramesh System. Diakses september 25, 2015, dari http://www.maccaferri-indonesia.com/index.php/berita-agenda/item/20-terramesh-system
