ANALISIS STABILITAS LERENG TANAH LEMPUNG JENUH
DENGAN METODE PROBABILITAS
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
Bayu Chahyono NIM : D 100 060 013 NIRM : 06 6 106 03010 50013
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
ii
ANALISIS STABILITAS LERENG TANAH LEMPUNG JENUH
DENGAN METODE PROBABILITAS
Tugas Akhir
diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada tanggal ………...
diajukan oleh :
Bayu Chahyono NIM : D 100 060 013 NIRM : 06 6 106 03010 50013
Susunan dewan penguji :
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Senja Rum Harnaeni, S.T, M.T. Anto Budi Listyawan, S.T, M.Sc.
NIK : 795 NIK : 100.913
Anggota,
Ir. Renaningsih, M.T. NIK : 733
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu
persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Surakarta, ...
Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. Agus Riyanto, M.T. Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T. NIK : 483 NIK :732
iii
MOTTO
„”Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan maka apabila kamu telah selesai
mengerjakan sesuatu urusan, kerjkanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain
dan hanya kepada tuhanmulah kamu berharap”
( Q.s. Alam nasyrah : 6-8 )
“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu dan sesungguhnya yang demekian
itu sungguh berat kecuali orang-orang yang khusyu”
( Q.S. Al Baqarah :45 )
”Berapa lamakah kau akan tetap menggantung disayap orang lain. Kembangkanlah
sayapmu sendiri dan terbanglah lepas seraya menghirup udara bebas. Ditaman yang
luas”
( Dr. Sir. M. Iqbal )
“Pancen kabeh podo pengen urip mulyo, wiwitan rekoso pancen nyoto”
( Koes Plus )
”Hidup adalah perjuangan yamg tanpa henti, maka jadikanlah hidupmu lebih
bermakna melalui ihtiar dan doa, karena itu merupakan kunci menuju kehidupan
yang lebih baik”
( BC )
“Masa depanmu ada di tangan dan fikirmu, maka jangan sia-siakan setiap waktu
yang kamu miliki dengan hal-hal yang tidak bermanfaat”
iv
PERSEMBAHAN
Atas Ridho Allah SWT dan perjuanganku
selama ini kupersembahkan karya indah ini untuk
Ayah dan Bunda terimakasih atas doa, kasih sayang dan bimbingannya
selama ini. Nasehat dan petuah kalian akan selalu ananda ingat. Maaf
hanya bisa mengucapkan terimakasih. Ananda akan tetap berusaha dan
berdoa karena perjalanan untuk kedepan nya masih panjang dan lebih sulit.
My Sister yang menjadi semangatku selama ini.
Rekan seperjuanganku,Slaamet dan Dimas terimakasih kerjasamanya dan
bantuan baik dari materiil maupun spirituil.
Sahabat-sahabatku yang tak bisa aku sebutin satu persatu, terimakasih
dukungan, kerja samdan doanyaa .
Teman-teman Sipil 2006 ( Dimas, Slamet, Wahab, Danang, Basori, Dani,
Syamsudin, Puput, Novit, Guntur, Winardi, Efandi, Eka, Andre, Teguh,
Irman, Nanda, Adit, Dika, Eko, Agus, Erni, Jayanti, Tiak, Zaid, Fajar,
Patria, Hasyim, Mujahidin, Dedi), serta yang teman - teman lainnya,
terimakasih semangat dan kekompakkannya.
v
PRAKATA
Assaalamu’alaikum Wr Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta .
2. Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Ibu Senja Rum Harnaeni, S.T., M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai Ketua Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
4. Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5. Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6. Bapak Kuswartomo, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan arahan, dorongan dan nasehatnya.
7. Bapak – bapak dan ibu – ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 8. Ayahanda, Ibunda, serta keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan dorongan baik
material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian, selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas.
9. Dimas,Slamet, Novit, Teguh, Darus, Wisnu, Azam, Winardi, Yasirul, Danang, Adit, Zaeit, Wahab, Puput, Basori, Guntur, Andri, Hasim, Irman, Singgih, dan teman – teman angkatan 2006 Teknik Sipil UMS yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, teman
vi
seperjuangan susah dan senang, terima kasih buat bantuannya dan semangatnya. Canda tawa kalian tak kan kulupakan. Perjuangan untuk ke depan masih panjang dan lebih sulit, kita harus berusaha dan berdoa.
10. Anak – anak ” Kost Semua ” yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, terima kasih buat dukungan dan semangatnya. Canda dan tawa kalian tak kan kulupakan.
11. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, Januari 2012
vii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ... i HALAMAN PENGSAHAN ... ii MOTTO ... iii PERSEMBAHAN ... iv PRAKATA ...v
DAFTAR ISI... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
DAFTAR NOTASI... xiii
ABSTRAKSI ...xv BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ...2 C. Tujuan Penelitian ...2 D. Manfaat Penelitian ...3 E. Batasan Masalah ...3
F. Keaslian Tugas Akhir ...4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Lereng ...5
B. Longsoran ...6
C. Pengujian Bikonus Belanda ...10
BAB III LANDASAN TEORI A. CPT (Cone Penetration Test) / Sondir ...12
B. Statistik ...16
C. Tanah Lempung ...16
D. Pengukuran dan Pengumpulan Data ...17
E. Distribusi Probabilitas ...19
F. Uji Chi Kuadrat ...24
G. Pengenalan Program Matlab7.0 ...25
viii
I. Pengenalan Program Crystal Ball ...29
BAB IV METODE PENELITIAN A. Umum ...30
B. Data Penelitian ...30
C. Alat Bantu Penelitian ...30
D. Tahapan Penelitian ...31
E. Pelaksanaan Penelitian ...33
BAB V ANALISA DAN PEMBAHASAN A. Pengambilan Data CPT ...36
B. Analisa Statistik ...42
C. Parameter – parameter Statistik ...45
D. Analisis Stabilitas Lereng Lempung Jenuh Manual ...47
E. Analisis Stabilitas Lereng dengan Program Crystal Ball.. ...49
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ...58
B. Saran ...58
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1. Sketsa Longsoran Tipe Gelinciran ... 7
Gambar II.2. Sketsa Longsoran Tipe Runtuhan ... 7
Gambar II.3. Sketsa Longsoran Tipe Gulingan ... 8
Gambar II.4. Sketsa Longsoran Tipe Aliran ... 8
Gambar III.1. Skema alat sondir (SNI-2827, 2008) ... 13
Gambar III.2. Contoh grafik histogram. ... 18
Gambar III.3. Contoh grafik distribusi normal... 20
Gambar III.4. Contoh grafik distribusi gamma. ... 22
Gambar III.5. Contoh grafik distribusi beta. ... 23
Gambar III.6. Contoh grafik distribusi log-normal. ... 24
Gambar III.7. Stabilitas lereng. ... 28
Gambar IV.1. Bagan alir tahapan penelitian. ... 32
Gambar IV.2. Bagan alir MATLAB ... 35
Gambar IV.3. Bagan alir program Crystal Ball ... 35
Gambar V.1. Grafik hubungan kedalaman (h), tahanan ujung konus (qc), dan cu, pada sondir 1... 39
Gambar V.2. Grafik hubungan kedalaman (h), tahanan ujung konus (qc), dan cu, pada sondir 2... 42
Gambar V.3. Hasil uji statistik program MATLAB 7.0. ... 43
Gambar V.4. Stabilitas lereng ... 48
Gambar V.5. Contoh input data sondir 1 (S1)... 49
Gambar V.6. Grafik frekuensi awal pada titik 1 (S1) ... 50
Gambar V.7. Grafik frekuensi komulatif awal pada titik 1 (S1) ... 50
Gambar V.8. Hasil uji statistik pada titik 1 (S1) ... 50
Gambar V.9. Grafik frekuensi 50% F pada titik 1 (S1) ... 51
Gambar V.10. Contoh input data sondir 1 (S1) ... 51
x
Gambar V.12. Grafik frekuensi komulatif awal pada titik 2 (S2) ... 52
Gambar V.13. Hasil uji statistik pada titik 2 (S2) ... 53
Gambar V.14. Grafik frekuensi 50% F pada titik 2 (S2) ... 53
Gambar V.15. Contoh input data sondir 2 (S2) ... 54
Gambar V.16. Grafik frekuensi awal pada gabungan semua titik ... 54
Gambar V.17. Grafik frekuensi komulatif awal pada gabungan semua titik ... 55
Gambar V.18. Hasil uji statistik pada gabungan semua titik ... 55
Gambar V.19. Grafik frekuensi 50% F pada gabungan semua titik ... 56
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel II.1. Klasifikasi longsoran menurut kecepatan pergerakan
massa runtuh (Varnes, 1978) ... 9 Tabel V.1. Data hasil data sondir 1 yang dikonversikan ke cu ... 36
Tabel V.2. Data hasil data sondir 2 yang dikonversikan ke cu ... 39
Tabel V.3. Hasil uji statistik untuk nilai best fit distribution pada setiap titik
dan gabungan... 43 Tabel V.4. Hasil perhitungan best fit distribtion pada setiap titik dan gabungan
semua titik ... 44 Tabel V.5. Hasil perhitungan nilai mean untuk setiap titik dan gabungan semua
titik ... 45 Tabel V.6. Hasil perhitungan nilai standar deviasi untuk setiap titik dan gabungan semua titik ... 46 Tabel V.7. Hasil perhitungan nilai koefisien variasi untuk setiap titik dan
gabungan semua titik ... 46 Tabel V.8.Hasil perhitungan nilai angka keamanan untuk setiap titik dan
gabungan semua titik ... 48 Tabel V.9. Hasil perhitungan nilai F pada tingkat keyakinan untuk setiap titik dan
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Chi-Kuadrat (χ2) Lampiran 2. Perhitungan Manual Lampiran 3. Program MATLAB 7.0 Lampiran 4. Program Crystal Ball
xiii
DAFTAR NOTASI
CPT = Cone Penetration Test
Cu = Komponen kohesi (kN/m2)
Cw = Pembacaan dari nilai perlawanan konus (kg/cm2) d = Jarak pusat berat terhadap (m)
= Frekuensi yang diharapkan F = Faktor keamanan
Fs = Hambatan lekat
h = Kedalaman atau tinggi pembacaan pada sondir (m)
k = Jumlah interval kelas
Kw = Selisih nilai dari nilai Tw dikurangi nilai Cw (kg/cm2) La = Panjang pada bagian lingkaran (m) Lf = Nilai perlawanan geser atau hambatan setempat (kg/cm2) m = Parameter populasi dari statistik sempel
n = Jumlah data
Nc’ = Konstanta yang nilainya diantara 5 sampai 70, tergantung dari
macam tanah dan OCR. = Frekuensi pengamatan
po’ = Tekanan efektif akibat tanah diatasnya pada kedalaman CPT (kN/m2)
qc = Nilai perlawanan konus (kg/cm2)
r = Jari – jari (m)
Rf = Nilai angka banding geser (%)
Tf = Nilai jumlah hambatan (kg/cm)
Tw = Nilai perlawanan konus dan hambatan setempat (kg/cm2)
V = Koefisien variasi (%)
v = Derajat kebebasan
W = Berat total massa tanah (Ton)
= Chi-Kuadrat
xiv
γ = Berat isi tanah (kN/m3)
γ1 = Berat isi tanah diatas muka air tanah (kN/m3)
γsat = Berat isi tanah dibawah muka air tanah (kN/m3)
γw = Berat isi air (kN/m3)
µ = Tekanan pori
= Standart deviasi (kN/m2)
xv
ABSTRAKSI
Penelitian ini dimaksudkan untuk menganalisis stabilitas lereng tanah lempung jenuh dengan metode probabilitas menggunakan data 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 lereng tanah lempung di lokasi Jakarta.
Analisa tanah lempung jenuh menggunakan dua metode, dengan menggunakan model deterministik (manual) dan menggunakan model probabilitas, yang selanjutnya dianalisis dengan metode statistik, antara lain
Mean, Standart deviasi, koefisien variasi. Nilai cu sebagai variabel pada
perhitungan stabilitas lereng dan menghasilkan nilai Chi-kuadrat (χ2) berupa empat jenis distribusi, yaitu distribusi normal, gamma, beta, dan log-normal. Pengujian kesesuaian distribusi frekuensi menggunakan metode Chi-kuadrat. Data-data statistik diolah dengan Software MATLAB. Data statistik dari MATLAB digunakan untuk menganalisis stabilitas lereng dengan metode probabilitas menggunakan Software Crystall Ball.
Dari hasil analisis dapat diperoleh nilai χ² best fit distribution dari data sondir Titik 1 (S1) nilai distribusi yang paling mewakili adalah Beta sebesar 0,0034211, pada Titik 2 (S2) adalah Beta sebesar 0,0057937, dan pada Gabungan semua titik adalah Beta sebesar 0,0029426. Dengan pengujian Chi-kuadrat (χ²) diperoleh bahwa nilai cu dapat distribusikan secara normal. Dari hasil perhitungan
manual dan analisis program Crystal Ball dari Titik 1 (S1), Titik 2 (S2), dan Gabungan semua titik sondir nilai keamanan yang paling besar F > 1 terjadi pada Titik 1 (S1) sebesar 5,0373 dan analisis program Crystal Ball sebesar 93,745%, sehingga kemungkinan besar tidak akan terjadi longsor, karena nilai keamanan sangat besar dengan nilai persentasenya lebih dari 90%.
