1
I.PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dinding penahan tanah bisa memberikan kontribusi untuk mengurangi bahaya longsor, karena di Indonesia sering terjadi longsor maka analisi tentang kestabilan dinding penahan sangat diperlukan.
Analisis stabilitas dinding penahan tanah terhadap bahaya pergeseran,
penggulingan dan juga keruntuhan akan digunakan dari hasil pengolahan data CPT dengan metode probabilitas.Perbedaan metode deterministik dengan metode probablitas adalah pada cara deterministik hanya menggunakan satu nilai propertis tanah tertentu yang dianggap mewakili (Taruna, 2011), sedangkan konsep probabilitas memakai semua data propertis tanah yang ada mengakomodasi setiap variasi yang terjadi. Sehingga dalam penelitian ini mengunakan metode Probabilitas karena dianggap metode ini akan lebih mewakili semua data-data yang digunakan dan akan mengahasilikan data yang lebih mewakili juga. Salah satu propertis tanah yang menunjukkan tingginya variasi data adalah hasil Cone Penetration Test (CPT) yang di Indonesia lebih dikenal dengan nama Sondir. Variasi data yang begitu tinggi dapat dilihat pada nilai tahanan konus (qc) maupun hambatan lekat (fs) dari hasil CPT. Pengolahan data CPT yang akan digunakan dalam analisis model probabilitas yang selanjutnya dipakai untuk analisis stabilitas dinding penahan.
B. Batasan Masalah
1. Data sondir diambil dari penyondiran pasir murni (c = 0).
2. Data sondir sekunder diambil dari uji CPT di sungai Jamuna, Bangladesh.
3. Keamanan stabilitas dinding penahan tanah terhadap gaya pergeseran. 4. Keamanan stabilitas dinding penahan tanah terhadap gaya penggulingan.
5. Keamanan stabilitas dinding penahan tanah terhadap gaya keruntuhan kapasitas dukung tanah dengan menggunakan persamaan Hansen (1970) dan Vesic (1970).
6. Dalam penelitian ini menggunakan dinding penahan tanah jenis gravitasi
7. Kriteria dinding penahan jenis gravitasi dalam penelitian ini meliputi a = 0,5 m; B = 3,5 m; H = 7 m; tanah dibelakang dinding penahan adalah pasir murni
dengan c = 0; b = 17 kN/m3; sat = 20 kN/m3; w = 10 kN/m3. Tanah di bawah
pondasi adalah tanah campuran dengan sat = 20 kN/m3; c = 12 kN/m2; =
35; b = 2/3 (karena dianggap gesekan pada dasar dinding tidak terlalu
kasar)
8. Variasi I pada tanah di belakang dinding tanpa muka air tanah.
9. Variasi II pada tanah di belakang dinding terdapat muka air tanah pada elevasi 3 m dari muka tanah.
II. Tinjauan Pustaka
A. Longsoran
Longsoran adalah perpindahan material pembentuk lereng yang bisa berupa batuan, bahan rombakan dan tanah, bergerak ke bawah atau keluar lereng. dibedakan menjadi beberapa jenis, berdasarkan kecepatan longsoran, bedasarkan bidang gelincir, dan berdasarkan pergerakan massanya (Agung, 2010).
B. Dinding Penahan
Dinding penahan adalah suatu konstruksi yang pada umumnya berfungsi untuk menstabilkan tanah akibat adanya tekanan tanah lateral.
E. Pengujian Penetrasi Bikonus Belanda
Menurut Mayerhof (1956) untuk perbandingan nilai tahanan konus dengan nilai N dari uji SPT menggunakan persamaan sebagai berikut :
qc = 4N dengan :
qc
N
= Tahanan ujung konus (kg/cm2)
= Nilai pengujian SPT
Dari hasil perbandingan tersebut kemudian dikorelasikan ke sudut gesek
Tabel II.1 Hubungan antara kepadatan relatif, sudut geser dalam nilai N dari tanah pasir.
Nilai N Klasifikasi
Kepadatan Relatif 1. Analisis stabilitas dinding terhadap gaya pergeseran
Faktor aman terhadap penggeseran (Fgs), didefinisikan sebagai berikut;
Fgs = 1,5
Rh = tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran
W = berat total dinding penahan dan tanah di atas pelat fondasi (kN) b = sudut gesek antara tanah dan dasar pondasi diambil 2/3
ca = adhesi antara tanah dan dasar dinding (kN/m2) B = lebar pondasi
c = kohesi tanah dasar (kN/m2) Ph = jumlah gaya-gaya horizontal (kN)
f = tg. b = koefisiensi gesek antara tanah dasar dan dasar fondasi.
Faktor aman terhadap penggeseran dasar fondasi (Fgs) minimum adalah 1,5 (Bowles, 1997) menyatakan:
2. Analisis stabilitas dinding penahan terhadap penggulingan
Mw = momen yang melawan penggulingan (kN.m) Mgl = momen yang mengakibatkan penggulingan (kN.m)
Faktor aman terhadap penggulingan (Fgl), tergantung pada tanah itu sendiri, yaitu:
Fgl 1,5 untuk tanah dasar granuler Fgl 2 untuk tanah dasar kohesif.
3.Analisis stabilitas dinding terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah
(Hasen (1970) dan Vesic (1975))
qu = dc.ic.c.Nc + dq iq. DfNq + d.i. 0,5 B. N
dan untuk menghitung faktor-faktor daya dukung menggunakan:
Nq = e.tan . tan2 (45 + ’/β) Nc=(Nq–1)/tan N=1,5(Nq–1)tan’ Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung di definisikan:
F = 3
q qu
B. Tekanan Tanah Lateral
Tekanan tanah lateral terbagi menjadi beberapa, sebagai berikut; 1. Tekanan tanah lateral dalam keadaan diam (earth preasure at rest)
σh = Ko. σv = Ko. z. dengan,
Ko = Koefisien tekanan tanah pada saat keadaan diam
= berat volume tanah (kN/m3 ) 2.Tekanan tanah aktif (active earth preasure)
C.Statistik
Menurut Sunarto (2009) Statistik adalah cabang ilmu pengetahuan yang membhas tentang teknik pengumpilan data, penyajian, pengolahan atau analis dan interprestasi (penarikan kesimpilan) terhadap suatu data.
D.Pengumpulan dan tampilan data
Pemilihan jumlah kelas interval untuk jumlah data yang besar dapat menggunakan persamaan Sturges, yaitu :
k = 1 + 3,3 log n dengan: k = jumlah interval kelas
n = jumlah data
C. Uji chi-kuadrat
dapat dihitung dengan formula dibawah ini :
�2 = (��−��)2
�� � �=1
dengan : �2 = Chi kuadrat
Tahap I
Konversi data CPT ke sudut gesek dalam
Fungsi kepadatan probabilitas :
1. Distribusi normal
2. Distribusi gamma
3. Distribusi beta
4. Distribusi lognormal
Uji Chi-Kuadrat
Analisa stabiltas dinding penahan secara manual, dengan variasi
tanpa m.a.t & variasi terdapat m.a.t 3 m dari permukaan tanah
Analisa stabilitas dinding penahan metode probabilitas
(Crystal Ball), dengan variasi
tanpa m.a.t & variasi terdapat
Pembahasan
Kesimpulan dan saran
Tahap IX Selesai
Gambar IV.1. Bagan alir tahapan penelitian
V. Analisis dan pembahasan
A. Pengambilan data CPT
Data sondir diambil dari hasil pengujian sondir tanah pasir murni di sungai Jamuna, Bangladesh. Hasil pengujian data sondir yang berupa data tahanan ujung
konus, dikorelasikan ke dalam sudut gesek dalam (φ) dengan kedalaman sampai
dengan 7 m.
Gambar V.1 Grafik hubungan h, qcdan sudut φ
B. Analisis statistik
1. Analisis dengan program MATLAB
Hasil dari analisis statistik dengan menggunakan program MATLAB 7.0 dapat dilihat pada Gambar V.2 :
Gambar V.2.1. Figure 1&2 Gambar V.2.2. Figure 3
Gambar V.2.3. Figure 4 Gambar V.2.4. Figure 5
Tabel V.1. Hasil uji statistik untuk nilai χ² best fit distribution
Distribusi χ²
Normal 1.5193
Lognormal 1.415
Beta ( ) 0.27975
Gamma (Г) 1.955
Dengan nilai k = 11, m = β, maka diperoleh nilai db(v) = 8. Dari tabel χ²
(Chi-kuadrat) pada lampiran, dengan db = 8 dan α = 0.05, didapat nilai χ² = 15.507. Dari hasil runing program MATLAB, nilai χ² pada distribusi normal = 1.5193. H0 = 1.519γ ≤ 15.507, maka diterima artinya data sudut gesek dalam dapat didistribusikan secara normal.
C. Parameter-parameter statistic
Mean Standart Deviasi Koefisien Variasi
31,0420° 6 0,1933
D.Analisis Stabilitas dinding penhan manual (metode Hansen )
Variasi I (tanpa muka air tanah):
1 2
3 4
Pa
o
beton = 24 kN/m3
Hasil perhitungan nilai keamanan pada kedua variasi;
Tabel V.2. Hasil perhitungan Nilai keamanan manual dari masing-masing variasi
Angka Aman Fgs Fgl F
I 1,4189 2,4313 6,9258
II 0,9824 1,9733 4,7237
Tanah Pasir: c = 0; b = 17 kN/m3;
sat = 20 kN/m3
Tanah Campuran:
c2 = 12 kN/m2; sat = 20 kN/m3;w = 10 kN/m3 ;
Gambar V.3. Grafik Hasil Peritungan Manual
Dari Gambar V.6. terlihat bahwa dari dari kedua variasi dinding penahan pada tanah pasir yang dianalisa, terdapat selisih nilai antara kedua variasi dengan nilai angka keamanan untuk variasi I (tanpa m.a.t) lebih besar yaitu untuk Fgs = 1,4189; Fgl = 2,4313; F = 6,9258.
E. Analisa Stabilitas Dinding Penahan dengan Metode Probabilitas dengan program Crystal Ball
1. Variasi dinding penahan tanah I (tanpa ada muka air tanah)
Standar deviasi (σ) = 6 dan nilai mean sudut gesek dalam (μ) = γ1,04β0, dengan percobaan sebanyak 10.000 kali diperoleh grafik seperti pada dibawah ini;
Gambar V.5.3 Grafik frekuensi 50% Gambar V.5.4 Grafik frekuensi niali Fgs>1 pada nilai Fgs variasi I pada nilai Fgs variasi I
Gambar V.5.5 Grafik frekuensi nilai Fgs > 1,5 variasi I
Gambar V.6.1 Grafik frekuensi awal Gambar V.6.2 Grafik frekuensi komulatif pada nilai Fgl variasi I pada nilai Fgl variasi I
Gambar V.5.5 Grafik frekuensi nilai Fgl > 1,5 variasi I
Gambar V.7.1 Grafik frekuensi awal Gambar V.7.2 Grafik frekuensi komulatif pada nilai F variasi I pada nilai F variasi I
Gambar V.7.3 Grafik frekuensi 50% Gambar V.7.4 Grafik frekuensi niali Fgs>1 pada nilai F variasi I pada nilai F variasi I
Gambar V.8.1 Grafik frekuensi awal Gambar V.8.2 Grafik frekuensi komulatif pada nilai Ka variasi I pada nilai Ka variasi I
Gambar V.8.3 Grafik frekuensi 50% Ka variasi I
Tabel V.3. Hasil perhitunga manual (Hansen&Vesic) dan analisis Crystal Ball
Analisis Perhitungan
Variasi I (tanpa m.a.t) Variasi II (terdapat m.a.t )
Fgs Fgl F Fgs Fgl F
Gambar V.9. Grafik Nilai Keamanan Pada Prosentase 50%
1,4146
Grafik Nilai keamanan pada prosentase 50%
Gambar V.10. Grafik Prosentase Nilai Keamanan >1
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil analisis dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Hasil analisis program MATLAB 7.0 nilai distribusi yang paling mewakili
adalah pada distribusi Beta ( ) dengan nilai χ² best fit distribution sebesar 0,27975. Dengan pengujian chi kuadrat (χ²) diperoleh bahwa χ² (normal)
1,519γ < χ² (α=0,050;df=8) 15,507. Oleh karena itu nilai sudut gesek dalam
(qc) dapat di distribusikan secara normal.
2. Hasil analisis menunjukkan angka keamanan Variasi I (tanpa m.a.t) lebih besar, untuk perhitungan secara manual nilai Fgs = 1,4189, nilai Fgl = 2,4313 dan untuk nilai F = 6,9258 . Dari analisis rogram Crystall Ball nilai Fgs = 1,4146, nilai Fgl = 2,4236 dan untuk nilai F = 6,6853.
3. Kedua jenis Variasi itu tudak cukup aman untuk menahan stabilitas yang bekerja pada dinding.
B. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan metode perhitungan stabilitas dinding penahan yang lain.
2. Analisis stabilitas dinding penahan dengan jenis dan dimensi dinding penahan yang lain.
Grafik prosentase Nilai Keamanan > 1
P
Variasi F (Fgs, Fgl, F)
