UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Teknik Sipil
Skripsi Sarjana Semester Genap 2006 / 2007
Analisa Perbandingan Perhitungan Efektifitas Penggunaan Material Bambu dan Material Geosintetik pada Konstruksi Timbunan Tinggi di atas Lahan
Gambut dengan Menggunakan Program Plaxis ( Studi Kasus Proyek Perkebunan Kelapa Sawit,
Rantau – Sumatra Utara ) Desland Tigs Christina
NIM : 0600658595 Abstrak
Gambut (Peat) merupakan campuran dari fragmen material organik yang berasal dari tumbuh –tumbuhan yang telah berubah sifatnya secara kimiawi dan menjadi fosil.
Permasalahan longsoran timbunan jalan yang banyak terjadi selama ini dapat ditanggulangi dengan membuat sistem perkuatan timbunan. Salah satu alternatif perkuatan timbunan adalah dengan mengembangkan teknologi sederhana dengan sistem perkuatan (penulangan) timbunan menggunakan matras bambu (Corduroy) atau cerucuk bambu. Pengunaan geosintetik telah banyak berkembang, berbagai jenis dan ragam dari geosintetik telah dikembangkan, salah satunya untuk pengunaan perkuatan tanah, untuk itu diperlukan pengetahuan yang baik agar pengaplikasian jenis geosintetik tepat pada kebutuhan kondisi tanah dan bangunan.
Nilai displacement tanpa perkuatan rata-rata sebesar 0,03 m dan dengan perkuatan didapatkan nilai terbesar sebesar 3,08.10-4 m (Geosintetik BH 3), nilai terkecil didapatkan sebesar 1,4.10-4 m ( Cerucuk bambu BH 2).Nilai displacement timbunan untuk perkuatan dengan Geosintetik lebih stabil.
Nilai Faktor keamanan minimum untuk konstruksi global dengan stabilitas eksternal (excavation) pada struktur sementara dan tetap (permanent) adalah sebesar 1,2 – 1,3. Faktor keamanan terbesar sebelum pembebanan adalah sebesar 8,5 (Cerucuk Bambu BH1) dan setelah pembebanan sebesar 5,5(Corduroy Bambu BH3).Faktor keamanan terkecil sebelum pembebanan adalah sebesar 4,4 (Geosintetik BH3 ) dan setelah pembebanan sebesar 2,9 (Geosintetik BH3).
Geotekstil non woven dipandang cukup efektif untuk digunakan sebagai perkuatan tanah pada timbunan jalan diatas tanah gambut karena nilai faktor keamanan pada Geotekstil non woven (minimum 2,9 ) telah memenuhi syarat minimum Faktor Keamanan konstruksi (1,2 – 1,3).
Pada penulisan ini menjelaskan penanggulangan masalah timbunan jalan diatas tanah Gambut yang dianalisa pada program PLAXIS 7.11 yang dengan metode elemen hingga. Yang hasil akhirnya berupa nilai Faktor keamanan dan Displacement timbunan.
Kata kunci : Timbunan jalan, Gambut, Geosintetik, Bambu,Plaxis.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas berkat rahmat-Nya lah penulisan skripsi ini dapat terselesaikan tepat pada waktu yang telah ditetapkan. Segala Pujian, Hormat dan Syukur hanya bagi Dia yang termulia. Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan program studi strata satu (S-1) Teknik Sipil di Universitas Bina Nusantara-Jakarta.
Pada penulisan skripsi ini, penulis mengangkat masalah mengenai dalam menganalisa keefektifitasan antara material geosintetik dan material bambu dalam perkuatan timbunan tanah gambut, yang mana kasus yang diteliti terletak pada Perkebunan Kelapa Sawit di daerah Rantau – Sumatera utara.
Penulis menyadari tidak sedikit bantuan yang diterima mulai dari sejak awal sampai selesainya penulisan skripsi ini. Melalui kesempatan ini, penulis akan menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara.
2. Bapak Iman H. Kartowisastro Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bina Nusantara.
3. Ibu Amelia Makmur, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
4. Ibu Yuni Ayu Maharani, ST, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
5. Bapak Dr. Made Suangga, selaku Koordinator Bidang Ilmu Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
6. Ibu Ir. Godeliva Yuliastuti, MT, selaku Koordinator Mata Kuliah Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
7. Bapak Irpan Hidayat, ST, selaku Kepala Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara dan dan Mbak Eko Sri Wahyuni selaku Administrasi Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara.
8. Bapak Andryan Suhendra, ST.,MT, selaku dosen pembimbing skripsi penulis untuk bimbingan, ilmu, pengalaman dan kesabarannya.
9. Seluruh Bapak / Ibu guru dan Dosen tercinta untuk segala Ilmu, bimbingan dan arahannya, tanpa beliau semua tak mungkin aku jadi sarjana.
10. Rekan asisten laboratorium Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara untuk dukungan dan kerjasamanya.
11. Papa Jhon Libert B Sinaga untuk pertanyaan ” kapan kau lulus nak?”, mama Rosma Manurung untuk doa, kesabaran dan dukungannya, kakak Marta Sertini dan abang Sarwo De Hart untuk laptop, pulsa dan segala hiburan selama skripsi dan abang Twondo Natalub untuk lebih dahulu jadi PNS diantara kami semua, “aku nyusul ya bang”.
12. Teman-teman 3B Sleadie dan “ girls” PPKr SMUN 7 2002 ( Alin, Juli,Vera dan Fang akhirnya gw lulus juga bu...) yang senasib dalam menyusun skripsi dan juga atas bantuan dan doanya.
13. Untuk Riani dan Elisabeth untuk persahabatan, petualangan dan cerita bersama. 14. Teman-teman HIMTES dan SIPIL 2002 ( Yang sudah lulus Hadi, Henrico,
Erick, James, Meni, Artha, Toni, Raymond, dan yang sedang berjuang Dimas, Bagus, Henry, Noni, Rio, Freddy dan Ferry..Ganbate Friend!! ) Universitas Bina Nusantara, yang juga telah banyak membantu penulis dari POM Binusian hingga kini dan nanti.
15. Dan juga buat semua pihak yang telah mendoakan, membantu, mendukung maupun menjatuhkan, sehingga penulisan ini dapat selesai.
Penulis berharap laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua, khususnya bagi dunia pendidikan dan semua mahasiswa jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. Terima Kasih.
Jakarta, 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Cover Depan i
Halaman Cover Dalam ii
Halaman Persetujuan iii
Abstrak iv
Prakata v
Daftar Isi vii
Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
Daftar Simbol xv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Identifikasi Masalah 3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 4
1.4 Lingkup Penelitian 5
1.5 Sistematika Penulisan 6
BAB 2 TINJAUAN KEPUSTAKAAN
2.1 Gambut 7
2.1.1 Sifat dan Jenis tanah Gambut 8
2.1.2 Klasifikasi Tanah Gambut 10 2.1.3 Sejarah Tanah Gambut di Indonesia 15 2.1.4 Tanah Gambut di Indonesia 16 2.1.5 Pengujian pada Tanah Gambut 18
2.2 Timbunan pada Lahan Gambut 22
2.2.1 Kasus – Kasus pada timbunan Lahan Gambut 22 2.2.2 Alternatif Penanggulangan pada Lahan Gambut 22
2.3 Geosintetik 24
2.3.1 Sejarah Geosintetik 24
2.3.2 Sifat dan Jenis Geosintetik pada perkuatan tanah 25 2.3.3 Aplikasi Geosintetik pada perkuatan tanah 26
2.4 Bambu 27
2.4.1 Keunggulan Bambu 28
2.4.2 Jenis Bambu 29
2.4.3 Sifat Mekanik Bambu 32
2.4.4 Aplikasi Bambu untuk perkuatan tanah 35 2.4.5 Perkuatan Timbunan Jalan dengan Bambu 37
2.5 Metode Elemen Hingga 39 2.5.1 Langkah-langkah dalam Metode Elemen Hingga 39
2.6 Program Plaxis 55
2.6.1 Sejarah Program Plaxis 55
BAB 3 METODOLOGI
3.1 Pendekatan Penelitian 58
3.1.1 Klasifikasi Tanah dan Indeks Properties 58 3.1.2 Satuan Unit Berat Tanah 58 3.1.3 Kuat Geser Tanah tanpa Kohesi 59 3.1.4 Kuat Geser Tanah Berbutir Halus 61
3.1.5 Korelasi tanah gambut 65
3.2 Metodologi Pengumpulan Data 66 3.2.1 Penyelidikan Lapangan dan Pengujian Laboratorium 66
3.3. Faktor Keamanan 71
3.3.1 faktor Keamanan pada Program Plaxis 72 3.3.2 Batasan faktor keamanan 73
3.4. Struktur Program Plaxis 73
BAB 4 HASIL dan PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengumpulan Data 80
4.1.1 Data Tanah dasar 80
4.1.2 Data material timbunan 82
4.1.3 Geometri timbunan 82
4.1.4 Data material Konstruksi 83
4.2 Proses Analisa Faktor Keamanan dengan Plaxis 84
4.3 Hasil Plaxis 86 4.3.1 Faktor keamanan 86 4.3.2 Nilai displacement 87 4.4 Pembahasan Hasil 88 BAB 5 KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan 89 5.2 Saran 90 DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN x
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Unsur utama Gambut Berdasarkan perbedaan tingkat Humifikasi. 10 Tabel 2. 2 Klasifikasi Tanah berdasarkan OSRC System. 14 Tabel 2. 3 Klasifikasi tanah Gambut menurut Amaryan, dkk. 14 Tabel 3.1 Korelasi hasil dan sudut pergeseran. 60 Tabel 3.4 Korelasi antara hasil SPT dan CPT 64 Tabel 3.5 Korelasi dengan parameter indeks 65 Tabel 3.6 Korelasi nilai tanah Gambut 65 Tabel 3.7 Uraian kepekatan tanah 67 Tabel 3.8 Uraian kemantapan tanah 67 Tabel 3.9 Standar pengujian laboratorium 71 Tabel 3.10 Faktor keamanan minimun 73 Tabel 4.1 Tabel data tanah Bore Hole 1 80 Tabel 4.2 Tabel data tanah Bore Hole 2 81 Tabel 4.3 Tabel data tanah Bore Hole 3 81
Tabel 4.4 Data input timbunan 82
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Lahan Gambut. 8
Gambar 2.2 Peta penyebaran Gambut di Indonesia. 17 Gambar 2. 3 Uji Baling – baling 20 Gambar. 2. 4 Grafik Korelasi Uji baling – baling. 21 Gambar 2. 5 Alternatif Penanggulangan pada Tanah Gambut 24
Gambar 2.6 Contoh Geosintetik 26
Gambar 2.7. Bagan tipe geosintetik untuk perkuatan tanah 26 Gambar 2.8 (a) Geosintetik woven dan (b) non woven 27 Gambar 2.9 (a) Biaksial geogrid dan (b) Uniaksial geogrid 27
Gambar 2.10 Hutan Bambu 27
Gambar 2. 11. Uji Spesimen Bambu 33 Gambar 2.12. Diagram Tegangan dan Regangan Bambu dan Baja. 34 Gambar 2. 13. Pengambilan Spesimen Bambu 35 Gambar 2.15. Konstruksi Perkuatan Bambu. 38
Gambar 2.16. Elemen umum e. 40
Gambar 2.17. Berbagai jenis elemen 41
Gambar 2.18. Diskritisasi untuk batas tak teratur 42 Gambar 2.19 Pendekatan potongan-potongan kecil jawaban 45 Gambar 2.20. Persoalan-persoalan yang di idealisasi menjadi satu-dimensi 46 Gambar 2.21. Kecocokan antar elemen. 50 Gambar 2.22. Syarat batas atau batasan 52 Gambar 2.23. Contoh syarat batas. 52 Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian 56
Gambar 3.2 Flowchart program Plaxis 57
Gambar 3.3 Korelasi dari sudut pergeseran efektif 59 Gambar 3.4 Sudut pergeseran tanah tanpa kohesi 62 Gambar 3.5 Korelasi antara sudut pergeseran terdrainase 63
Gambar 3.9 Input program Plaxis 74
Gambar 3.10 Penentuan Dimensi 74
Gambar 3.11 Dimensi tanah 75
Gambar 3.12 input properti tanah 75 Gambar 3.13 Permodelan Elemen Hingga (generate mesh) 76 Gambar 3.13 Menentukan Tinggi Muka Air 76
Gambar 3.13 Tekanan Tanah 77
Gambar 3.14 Air Pori 77
Gambar 3.15 Penghitungan 78
Gambar 3.15 Menentukan titik deformasi 78
Gambar 3.16 Proses Penghitungan 79
Gambar 3.17 Faktor keamanan 79
Gambar 4.1 Pemodelan Geometri Timbunan. 82 Gambar 4. 2 Geometri Timbunan dengan Cerucuk Bambu 83 Gambar 4. 3 Geometri Timbunan dengan Corduroy Bambu 83 Gambar 4. 4 Geometri Timbunan dengan Geosintetik 84 Gambar 4. 5 Displacement BH 1 tanpa perkuatan. 85 Gambar 4. 6 Displacement BH 2 tanpa perkuatan. 85 Gambar 4. 7 Displacement BH 3 tanpa perkuatan. 85 Gambar 4.8 Grafik Faktor Keamanan sebelum pembebanan 86 Gambar 4.9 Grafik Faktor Keamanan dengan pembebanan. 87 Gambar 4.10 Grafik displacement Timbunan ( meter ). 87
DAFTAR SIMBOL A luas penampang. c kohesi. E modulus Young. Es modulus elastisitas.
e angka
pori.e
0 angka pori awal.Gs berat jenis buturan tanah. H tebal lapisan tanah. k permeabilitas lapisan. LL batas cair.
P tekanan.
u tekanan air pori. V volume.
ε regangan. ν poisoon ratio. σ tegangan.
γ total berat dari massa tanah. γdry berat volume tanah kering. γwet berat volume tanah jenuh. γw berat volume air.
μ perlawanan tarik yang dinormalisir yang diijinkan .
