SISTEM GEOSINTETIK DAN ANGKUR UNTUK STABILISASI LERENG Yosef Cahyo SP., ST., MT., M.Eng *) Abstraksi

(1)

Jurnal Ilmiah Berkala Universitas Kadiri, Edisi : Oktober 2013 - Januari 2014

13 SISTEM GEOSINTETIK DAN ANGKUR UNTUK STABILISASI LERENG

Yosef Cahyo SP., ST., MT., M.Eng *)

Abstraksi

Kelongsoran tanah pada lereng merupakan bencana alam yang sering terjadi di Indonesia. Kota Kediri juga merupakan daerah yang beresiko terjadi kelongsoran, karena ada beberapa bukit yang mengelilingi kota Kediri.

Dalam hal ini penulis memberikan Konsep dasar dari Sistem Geosintetik dan Angkur adalah menambah kompresi pada tanah dibawah geosintetik dengan cara memancangkan angkur sampai kedalaman tertentu. Dengan adanya tambahan kompresi pada tanah maka akan terjadi pemadatan tanah sehingga kuat geser tanah meningkat. Interaksi antara geosintetik dengan angkur terjadi pada koneksi antara keduanya, dengan diameter konektor dan kuat tarik ( tensile strength ) geosintetik sebagai parameter penentu.

Hasil pengujian yang dilakukan pada suatu lereng alam yang tidak stabil yang terletak di Desa Pojok, Kecamatan Mojoroto, Kediri, Jawa Timur. Spesifikasi Sistem Geosintetik dan Angkur yang digunakan adalah sebagai berikut:

 Tensile strength geotekstil yang digunakan sebesar 35 kN/m.

 Angkur terbuat dari baja tulangan dengan diameter 12 mm, dan panjang angkur lebih besar dari kedalaman bidang longsor.

 Angkur dipasang dalam konfigurasi segitiga dgn jarak angkur sebesar 1,5 m.

(2)

14 1. PENDAHULUAN

Kelongsoran tanah pada lereng merupakan bencana alam yang sering terjadi di Indonesia. Berbagai peristiwa kelongsoran dan kerugian yang diakibatkan kelongsoran yang dicatat oleh Direktorat Geologi Tata Lingkungan dapat dilihat pada Tabel 1 dan Gambar 1.

Tabel 1.

Gambar 1.

Salah satu solusi jangka pendek ( temporary ) untuk mengatasi kelongsoran adalah dengan cara memperbaiki geometri lereng. Sedangkan solusi jangka panjang ( permanent ) yang dapat dilakukan adalah dengan cara membangun dinding penahan tanah, atau dengan memancang tiang. Pada suatu lereng, pembangunan dinding

penahan tanah maupun pemancangan tiang sulit dilaksanakan dan biaya yang diperlukan sangat mahal. Cara lain untuk menahan kelongsoran adalah menggunakan Sistem Geosintetik dan Angkur ( AGS ) yang diperkenalkan oleh Robert Koerner pada tahun 1986. Ilustrasi pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur dapat dilihat pada Gambar 2. Konsep dasar dari Sistem Geosintetik dan Angkur adalah menambah kompresi pada tanah dibawah geosintetik dengan cara memancangkan angkur sampai kedalaman tertentu. Dengan adanya tambahan kompresi pada tanah maka akan terjadi pemadatan tanah sehingga kuat geser tanah meningkat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui keefektifan penggunaan Sistem Geosintetik dan Angkur sebagai metoda pencegahan kelongsoran lereng. Penelitian yang dilakukan meliputi pengujian di laboratorium, dan pengujian di lapangan.

(3)

Jurnal Ilmiah Berkala Universitas Kadiri, Edisi : Oktober 2013 - Januari 2014 15 2. PERKUATAN TANAH DENGAN BAHAN GEOSINTETIK Suryolelono, 2000, Stabilitas konstruksi memanfaatkan kemampuan tarik bahan geosintetik tipe geotekstil / geogrid pada Gambar 3, dengan tanah untuk melawan gaya-gaya yang bekerja. Tipe bahan geotekstile yang digunakan dapat berupa anyaman / nir-anyaman. Bahan ini mempunyai sifat porus artinya air dengan mudah melaluinya dan bersifat filter yang berarti dapat menyaring butiran-butiran tanah.

Gambar 3.

Dari sifat bahan tersebut, maka tanah dibelakang konstruksi dapat dikatakan bersifat kering dan tekanan hidrostatisnya dapat diturunkan. Selain sifat porus dan menahan butiran tanah / filter, diharapkan rumput dapat tumbuh melalui pori-pori bahan geotekstile pada Gambar 4, sehingga terjadi ikatan antara

butiran tanah dan serat-serat geotekstile. Bila digunakan geogrid yang berfungsi sebagai perkuatan, perlu dilapisi dengan geotkstile di sebelah dalam yang berfungsi sebagai filter atau digunakan sand bag.

Gambar 4

Bentuk perkuatan tanah dengan bagan geotekstile / geogrid dapat dilihat dalam Gambar 5. Untuk tinjauan lebih jauh tentang konstruksi perkuatan lereng tanah, perlu dilakukan tinjauan gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi ini, akibat tekanan tanah lateral itu sendiri maupun pengaruh beban lain seperti beban terbagi rata, strip dan beban titik.

(4)

16 3. MEKANISME TRANSFER

BEBAN PADA SISTEM GEOSINTETIK DAN ANGKUR

Sistem Geosintetik dan Angkur memiliki 3 (tiga) komponen utama yaitu angkur, pasir, dan geosintetik. Dalam fungsinya sebagai pencegah kelongsoran pada sistem tersebut akan terjadi 3 macam mekanisme transfer beban antara angkur-geosintetik, mekanisme transfer beban antara geosintetik dengan tanah.

Mekanisme Transfer Beban antara Angkur dengan Tanah

Mekanisme transfer beban antara angkur dengan tanah perlu dipelajari sehingga beberapa parameter pada angkur yang dapat menghasilkan tahanan tarik angkur maksimum dapat diketahui. Mekanisme interaksi antara angkur dengan tanah yang menghasilkan tahanan angkur, dipengaruhi oleh beberapa parameter yang terdapat pada angkur maupun tanah, yaitu :

 Tingkat kepadatan tanah.

 Jarak sirip pada angkur.

 Tegangan normal yang bekerja pada angkur.

 Kekasaran permukaan angkur.

Mekanisme Transfer Beban

antara Angkur dengan

Geosintetik

Interaksi antara geosintetik dengan angkur terjadi pada koneksi antara keduanya, dengan diameter konektor dan kuat tarik ( tensile strength ) geosintetik sebagai parameter penentu. Tidak sempurnanya koneksi antara keduanya berakibat mekanisme transfer tidak dapat sempurna dan akan terjadinya pelepasan geosintetik dari konektor.

Model uji pada eksperimen tahanan punching ini adalah konektor dan geosintetik, konektor harus dibuat sedemikian rupa agar mekanisme interaksi antara konektor dengan sintetik dapat terjadi dengan sempurna. Geotekstil yang digunakan jenis woven dengan jenis pertimbangan tersebut memiliki kuat tarik (tensile strength) yang cukup tinggi, elongation yang relatif kecil dan bersifat porous. Eksperimen tahanan punching ini dilakukan terhadap beberapa jenis geotekstil woven dengan maksud agar dapat diketahui perbedaan kemampuannya dalam menahan beban punching. Beberapa jenis geotekstil yang

(5)

17 digunakan dapat dilihat pada Tabel

2.

Tabel 2. Kuat Tarik Geotekstil Jenis Kuat tari ( kN/m ) Geolon 1200 120

BW 250 32,50

BW 200 27,50

BW 150 22,50

Peralatan yang digunakan dalam uji laboratorium dapat dilihat pada Gambar 6, sedangkan hasil uji laboratorium dapat dilihat pada Gambar 7 berikut ini.

Gambar 6.

Gambar 7.

Mekanisme Transfer Beban antara Geosintetik dengan Tanah

Mekanisme interaksi antara geosintetik dengan tanah pada Sistem Geosintetik dan Angkur terjadi pada 2 (dua) kondisi yaitu

pada saat pemancangan angkur dan keruntuhan.

Uji laboratorium dilakukan menggunakan peralatan berupa tabung baja dengan diameter 4,0 m dan tinggi 2,0 m, didirikan di atas meja baja ukuran 4,50 x 4,50 m tinggi 1,0 m ( Gambar 6 ). Pembebanan pada angkur dilakukan melalui pompa hidrolik ( hydraulic pump ) yang ditempatkan di bawah meja baja. Geotekstil yang digunakan adalah jenis woven Geolon 1200 dengan kuat tarik 120 kN/m dengan pertimbangan kompleksnya pelaksanaan eksperimen ini dan hasil kelengkungan serta distribusi terhadap jenis woven lain. Konektor dibuat seperti pada uji tahanan punching, namun bagian bawah perlu dibuat bentuk konus agar memudahkan menembus/menerobos pasir ( Gambar 8 ). Konektor Pasir yang digunakan adalah pasir untuk cor beton dengan besar butiran mendekati seragam. Kepadatan pasir dibuat medium dense dengan Dr 50-70 %. Pasir berada dalam keadaan kering alami, sehingga pengaruh air pori dapat diabaikan. Angkur yang digunakan pada eksperimen ini

(6)

18 adalah baja tulangan deform D12

(diameter 12 m) pada Gambar 8.

Gambar 8.

4. UJI PENGGUNAAN SISTEM GEOSINTETIK DAN ANGKUR PADA LERENG TIMBUNAN 4.1 Pengujian Skala Kecil di Laboratorium

Penelitian pola keruntuhan lereng buatan di laboratorium dilaksanakan menggunakan kotak baja berukuran 16 cm x 30 cm yang diisi dengan pasir Ottawa 20-30 seperti terlihat pada Gambar 9. Untuk Memodelkan Sistem Geosintetik dan Angkur digunakan kain dan kawat. Kawat yang digunakan untuk memodelkan angkur dipasang dalam konfigurasi segitiga dengan jarak 4,0 cm.

Gambar 9.

Pemberian beban merata dilakukan dengan bantalan udara yang diberi tekanan dari sebuah kompresor udara sampai terjadi keruntuhan. Tahap-tahap pemasangan alat uji dapat dilihat pada Gambar 10.

Gambar 10.

Hasil pengujian

memperlihatkan bahwa keruntuhan yang terjadi ditentukan oleh kapasitas tarik angkur dan kapasitas punching dari geosintetik. Tipikal permukaan runtuh pada puncak timbunan terjadi pada jarak lebih kurang sepertiga tinggi timbunan dengan pola runtuh berupa kurva logarithmic spiral dan melalui kaki timbunan.

4.2 Pengujian Skala Penuh di Padalarang

Penelitian ini meliputi pembuatan dan pengujian model skala penuh di lapangan (full scale model) dengan cara membuat suatu model timbunan yang diperkuat

(7)

19 dengan Sistem Geosintetik dan

Angkur. Untuk mendapatkan kepadatan rendah dengan keseragaman tertentu, penimbunan dilakukan secara perlahan dengan tinggi jatuh yang rendah. Penimbunan ini dilakukan secara bertahap yang disisipi dengan pemasangan angkur dengan konfiguirasi tertentu. Pada setiap tahap penimbunan dilakukan pengujian kepadatan tanah lapangan dengan menggunakan metoda pengujian sand cone. Geotekstil yang digunakan adalah woven geotextile Geolon 1200 dimana memiliki tensile strength sebesar 120 kN/m, sedangkan angkur dibuat dari besi spiral diameter 13 mm, panjang 4 m, dan jarak sisip 10 mm. Angkur dengan geosintetik diikat dengan ring dan bout ½”.

Untuk memudahkan keruntuhan, model dibuat dengan kemiringan yang mendekati vertikal dimana untuk menghindari keruntuhan selama pengurugan ditahan dengan perancah. Untuk mendapatkan keruntuhan dilakukan dengan cara membongkar perancah satu-persatu.

Pengamatan keruntuhan dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan inclinometer untuk

keruntuhan bawah permukaan, dan dengan theodolite untuk mengamati keruntuhan di permukaan. Hasil pengamatan bawah permukaan dan atas permukaan kemudian diplot sehingga diperoleh pola keruntuhan secara keseluruhan.

Model uji skala penuh setelah perancah dibuka dapat dilihat hasil pengamatan menunjukkan terjadi perambatan (propagation) bidang runtuh. Pada awalnya bidang runtuh terjadi pada jarak 1,2 m dari muka timbunan, dengan bentuk keruntuhan mendekati pola logarithmic spiral/bilinear, sedangkan bidang runtuh akhir terjadi pada jarak 1,8 m dari muka timbunan dengan bentuk keruntuhan mendekati pola keruntuhan Rankine.

5. UJI PENGGUNAAN SISTEM GEOSINTETIK DAN ANGKUR PADA LERENG ALAM

Pengujian dilakukan pada suatu lereng alam yang tidak stabil yang terletak di Desa Pojok, Kecamatan Mojoroto, Kediri, Jawa Timur. Spesifikasi Sistem Geosintetik dan Angkur yang digunakan adalah sebagai berikut:

(8)

20

 Tensile strength geotekstil yang digunakan sebesar 35 kN/m.

 Angkur terbuat dari baja tulangan dengan diameter 12 mm, dan panjang angkur lebih besar dari kedalaman bidang longsor.

 Angkur dipasang dalam konfigurasi segitiga dgn jarak angkur sebesar 1,5 m.

 Konektor pengikat geosintetik - angkur terbuat dari alumunium disain khusus.

Prosedur instalasi Sistem Geosintetik dan Angkur di lapangan adalah sbb:

 Membersihkan permukaan lereng yang akan ditutupi dengan geotekstil (Menggelar geotekstil dimulai dari bagian atas lereng menuju kaki lereng).

 Pemasangan konektor pada geotekstil.

 Pemancangan angkur melalui konektor yang telah dipasang pada geotekstil sampai melewati bidang longsor.

 Mengunci ikatan antara angkur dengan geotekstil.

 Setelah seluruh angkur dipancang, maka dilakukan peregangan geotekstil.

Untuk mengetahui dampak pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur pada lereng yang tidak stabil, maka dilakukan pengamatan secara berkala pergerakan tanah baik sebelum pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur maupun setelah pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur. Pergerakan tanah diamati menggunakan alat inklinometer dan strain gauge.

Hasil pencatatan pergerakan tanah adalah sebagai berikut:

 Berdasarkan data hasil pencatatan inklinometer dan data hasil pencatatan strain gauge dapat diketuhai bahwa kecepatan pergerakan tanah menurun drastis setelah pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur. Hasil pencatatan inklinometer dan strain gauge selama 6 (enam) bulan terakhir sebelum pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur dan selama 3 (tiga) bulan setelah pemasangan Sistem Geosintetik dan Angkur.

6. KESIMPULAN

 Keberhasilan Sistem Geosintetik dan Angkur sebagai metoda

(9)

21 stabilisasi lereng ditentukan oleh:

kuat tarik geosintetik, koneksi antara angkur dengan geosintetik, kapasitas cabut angkur, dan bentuk bidang gelincir lereng.

 Tipikal bentuk bidang gelincir pada lereng timbunan berbentuk kurva logarithmic spiral yang melalui kaki timbunan dan pada puncak timbunan berjarak H/3 dari tepi lereng.

 Agar angkur dapat berfungsi dengan baik, maka pemancangan angkur harus melewati bidang longsor baik pada lereng timbunan maupun pada lereng alami.

 Sistem Geosintetik dan Angkur dapat mengurangi kecepatan pergerakan tanah pada lereng alami yang tidak stabil.

 Komponen-komponen Sistem Geosintetik dan Angkur pada uji lereng alami tidak mengalami keruntuhan. Pergerakan lereng yang masih terjadi setelah instalasi Sistem Geosintetik dan Angkur disebabkan karena pemasangan sistem ini hanya pada sebagian lereng.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM, 2003, Annual Book of ASTM standard, Vol.04/08, soil and Rock ( I )

Bowles, J.E 1988, Foundation Analysis and Design, Fourt Edition Mc. Graw Hill Book Company, New York

Craig, R.F, Soil Mechanichs, 1987, Fourt Edition, Van Nostroad Rein hold ( UK ) Co.Ltd, London

Dunnicliff, J., Green, G.E., 1993,

Geotechnical Instrumentation

for Monitoring Field

Performance, John Wiley and Sons, New York

Hardiyatmo, H.C., 2001, Teknik Fondasi I Edisi Kesatu, Beta Offset, Perum Seturan FT-UGM Seturan, Yogyakarta.

Hardiyatmo, H.C., 2002, Mekanika Tanah I, Edisi Kedua, Beta Offset, Perum Seturan FT-UGM Seturan, Yogyakarta.

Hardiyatmo, H.C., 2002, Mekanika Tanah II Edisi Kedua, Beta Offset, Perum Seturan FT-UGM Seturan, Yogyakarta.

Schuster, R.L., Krizek, R., 1978, Landslide Analysis and Control, National Academy of Sciences, Washington D.C.

Suryolelono, K.B., 2000, Geosintetik Geoteknik, Nafiri, Yogyakarta. Tatsuoka, F., Tateyama, M, Uchimura, T. and Koseki, J. (1997), Geosynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls as

(10)

22 Important Permanent Structures,

1996-1997 Mercer Lecture,

Geosynthetic International,

Vol.4, No.2, pp.81-136.

Weltman, A.J, Head, J.M., 1983, Site

Investigation Manual, Ciria,

London

_______, 2003, Prosiding KOGEI - VI & PIT – VII HATTI, Jakarta.