analisis stabilitas tanggul yang distabilisasi...
TRANSCRIPT
ANALISIS STABILITAS TANGGUL YANG DISTABILISASI MENGGUNAKAN KAPUR, FLY ASH, DAN BIOBAKTERI
AKIBAT MUSIM HUJAN DAN MUSIM KEMARAU DI SUNGAI BENGAWAN SOLO – BOJONEGORO
Angga Ahmad Maulana (3111106018) Dosen Pembimbing: 1. Dr. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng. 2. Musta’in Arif, ST., MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
PENDAHULUAN
Perumusan Masalah 1. Nilai angka keamanan
2. Kestabilan Tanggul
???
Plaxis Geo-Slope Manual
Kecepatan Kritis
Kecepatan aktual
PENDAHULUAN
Batasan Masalah 1. Tanah , bahan stabilisator, konfigurasi campuran tanah natural dan bahan
stabilisator, dan konfigurasi pembasahan dan pengeringan Sesuai pengujian di laboratorium
2. Lokasi tanggul Cross Section 0±000 Desa Semambung disebut Ruas B1, dan Cross Section 0+500 Desa Semambung disebut Ruas B2.
3. Program bantu (software) yaitu Plaxis dan Geo-Slope.
4. Konfigurasi layer tanah
Wetting 10%
Inisial
Drying 10%
METODOLOGI MULAI
STUDI LITERATUR 1. Perhitungan Stabilitas Tanggul Sungai2. Pengoperasian Plaxis dan Geo Slope
PENGUMPULAN DATA 1. Potongan Profil Melintang sungai,
2. Data boring tanah dalam3. Data Tanah hasil pengujian di
Laboratorium
Analisis Korelasi Parameter Tanah
kedalaman -5 m sampai -30.5 m
Perubahan Muka Air Kondisi Pembasahan dan Pengeringan pada Kondisi Inisial natural
Analisis Stabilitas Tanggul Sungai pada Kondisi
Pembasahan dan Pengeringan
Perubahan Muka Air Kondisi Pembasahan dan Pengeringan pada Kondisi Inisial natural +
Stabilisator (kapur, flyash, biobakteri)
Kondisi InisialKondisi Inisial +
Stabilisator (kapur, flyash, biobakteri)
A
Konfigurasi susunan lapisan tanah permukaan penyusun
tanggul
Pemilihan Data Parameter Tanah Siklus Drying-
Wetting
KESIMPULAN
SELESAI
Perhitungan Menggunakan Geo-
Slope
Perhitungan Manual dengan Metode Fellenius
pada kondisi drying
wetting tanah natural
ANGKA KEAMANAN (SF)
Perhitungan Menggunakan Plaxis
A
Analisis Stabilitas Tanggul
Perhitungan Berdasarkan kecepatan arus sungai
Perhitungan berdasarkan tegangan geser tanah
Perhitungan Tegangan Geser Kritis Tanah sebagai pemodelan
beban arus
METODOLOGI
Pengumpulan Data 1. Data Penampang Melintang Sungai Bengawan Solo 2. Data Bor tanah dalam 3. Data Fluktuasi Muka Air dan Kecepatan arus Sungai Bengawan Solo 4. Data tanah dan tanah ditambah stabilisator dari hasil pengujian di
laboratorium (γt,γsat, Cu, ϕ, E, υ).
METODOLOGI
Pemodelan beban arus
τc = c + σ tan Ø dimana : τc = tegangan kritis tanah c = kohesi σ = tekanan overburden Ø = sudut geser dalam
METODOLOGI
Perhitungan stabilitas berdasarkan kecepatan arus sungai
Dimana: g = Percepatan gravitasi d = kedalaman air sin θ = kemiringan dasar sungai Apabila : V*> Vaktual, maka tidak terjadi gerusan V*< Vaktual, maka terjadi gerusan
DATA DAN ANALISIS DATA
Data Tanah Kondisi Natural Inisial
Kedalaman (m) g (kN/m3) gsat (kN/m3) gd (kN/m3) e n Gs (wsat) (%)5-9.5 13.342 16.444 10.240 1.640 0.620 2.700 60.816
9.5-14.5 11.056 14.667 7.445 2.646 0.722 2.700 97.87914.5-16.5 13.683 16.222 11.143 1.421 0.586 2.700 52.81416.5-20 13.435 17.000 9.870 1.739 0.635 2.700 64.44320-24 12.750 16.000 9.500 1.850 0.650 2.700 68.55024-25 14.476 17.333 11.619 1.326 0.571 2.700 49.199
25-30.5 14.206 17.111 11.301 1.390 0.581 2.700 51.609
Ruas Parameter Fisis
wc (%) Gs n
(%) e gt (kN/m3) gsat (kN/m3) gd (kN/m3)
B1 16.913 2.737 0.523 1.096 15.261 18.283 13.053 B2 40.48 2.625 0.525 1.104 17.530 17.723 12.480
DATA DAN ANALISIS DATA
Data Tanah Kondisi Natural Inisial
Kedalaman (m) Parameter Mekanis
B1 B2 qu (kN/m2) cu (kN/m2) Ø (°) qu (kN/m2) cu (kN/m2) Ø (°)
0-5 184.4 92.2 4.42 111.2 55.6 4.3 5-9.5 36.67 18.33 0 36.67 18.33 0
9.5-14.5 0 0 29.67 0 0 29.67 14.5-16.5 18.75 9.38 0 18.75 9.38 0 16.5-20 33.33 16.67 0 33.33 16.67 0 20-24 30.00 15.00 0 30.00 15.00 0 24-25 50.00 25.00 0 50.00 25.00 0
25-30.5 46.67 23.33 0 46.67 23.33 0
DATA DAN ANALISIS DATA
Data Tanah Natural + Kapur
Tanah Natural B1 + 8% Kapur Ruas B1
Plastisitas LL (%) 37 PL (%) 32.907 PI (%) 4.093
Parameter Fisis
e (%) 1.010 n (%) 0.502
ωc (%) 28.047 gd (gr/cc) 1.353 gt (gr/cc) 1.732 Sr (%) 75.508
Gs 2.718 gsat (gr/cc) 1.855
Parameter Mekanis cu (gr/cm2) 6.290
Ø (°) 1.191 qu (gr/cm2) 12.579
Tanah Natural B2 + 6% Kapur Ruas B2
Plastisitas LL (%) 38 PL (%) 32.317 PI (%) 5.683
Parameter Fisis
e (%) 0.984 n (%) 0.496
ωc (%) 27.081 gd (gr/cc) 1.364 gt (gr/cc) 1.733 Sr (%) 74.447
Gs 2.705 gsat (gr/cc) 1.859
Parameter Mekanis cu (gr/cm2) 5.525
Ø (°) 4.900 qu (gr/cm2) 11.050
DATA DAN ANALISIS DATA
Data Tanah Natural + Fly ash
Tanah Natural B1 + 15% Flyash Ruas B1
Plastisitas LL (%) 49 PL (%) 25.317 PI (%) 23.183
Parameter Fisis
e (%) 1.080 n (%) 0.519
ωc (%) 30.007 gd (gr/cc) 1.354 gt (gr/cc) 1.761 Sr (%) 78.267
Gs 2.817 gsat (gr/cc) 1.873
Parameter Mekanis cu (gr/cm2) 1.094
Ø (°) 3.831 qu (gr/cm2) 2.188
Tanah Natural B2 + 10% Flyash Ruas B2
Plastisitas LL (%) 40 PL (%) 21.706 PI (%) 18.294
Parameter Fisis
e (%) 1.018 n (%) 0.504
ωc (%) 24.969 gd (gr/cc) 1.368 gt (gr/cc) 1.710 Sr (%) 67.718
Gs 2.761 gsat (gr/cc) 1.873
Parameter Mekanis cu (gr/cm2) 1.230
Ø (°) 2.700 qu (gr/cm2) 2.460
DATA DAN ANALISIS DATA
Data Tanah Natural + Biobakteri
Tanah Natural B1 + 5% Biobakteri Ruas B1
Plastisitas LL (%) 56 PL (%) 24.212 PI (%) 31.788
Parameter Fisis
e (%) 1.061 n (%) 0.515
ωc (%) 30.003 gd (gr/cc) 1.349 gt (gr/cc) 1.754 Sr (%) 78.642
Gs 2.781 gsat (gr/cc) 1.864
Parameter Mekanis cu (gr/cm2) 1.913
Ø (°) 3.106 qu (gr/cm2) 3.825
Tanah Natural B2 + 7% Biobakteri Ruas B2
Plastisitas LL (%) 50 PL (%) 27.205 PI (%) 22.795
Parameter Fisis
e (%) 1.074 n (%) 0.518
ωc (%) 29.527 gd (gr/cc) 1.373 gt (gr/cc) 1.778 Sr (%) 78.262
Gs 2.847 gsat (gr/cc) 1.890
Parameter Mekanis cu (gr/cm2) 2.211
Ø (°) 2.600 qu (gr/cm2) 4.422
DATA DAN ANALISIS DATA
Tegangan Geser Kritis Tanah (Beban Arus)
Kedalaman lapisan tanah
(m) gsat (KPa) gt (KPa) c’ (KPa) Ø (°)
0-5 17.723 17.530 37.067 4.3 5-9.5 16.444 13.342 12.222 0
Kedalaman lapisan tanah
(m) gsat (KPa) gt (KPa) c’ (KPa) Ø (°)
0-5 18.283 15.261 61.478 4.42 5-9.5 16.444 13.342 12.222 0
DATA DAN ANALISIS DATA
Tegangan Geser Kritis Tanah (Beban Arus)
Lokasi
Elevasi Muka Air dari dasar sungai (m)
Besar Gaya Geser
Kritis (kN)
B1
8 12.296 7.5 12.296 7 12.296
6.5 12.296 6 12.296
5.5 12.296 5 12.296
4.5 12.296 4 12.296
3.5 12.296 3 2.444 2 2.444 1 2.444
Lokasi Elevasi Muka Air dari dasar
sungai (m)
Besar Gaya Geser Kritis
(kN)
B2
13.5 12.973 13 12.973
12.5 12.973 12 12.973
11.5 12.973 11 12.973
10.5 12.973 10 12.973 9.5 12.973 9 12.973
8.5 12.973 7.5 4.278 6.5 4.278 5.5 4.278 4.5 4.278 4 4.278
DATA DAN ANALISIS DATA
Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 1 Ruas B1 (muka air sungai +8 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 0.9703 SF = 1.1683 SF = 1.0842 SF = 1.1008 SF = 1.201 SF = 2.348 SF = 1.443 SF = 1.466
DATA DAN ANALISIS DATA
Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 1 Ruas B2 (muka air sungai +13.5 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 0.9617 SF = 1.0589 SF = 1.0309 SF = 1.0106 SF = 1.052 SF = 1.401 SF = 1.283 SF = 1.052 SF = 1.401 SF = 1.283 SF = 1.171
DATA DAN ANALISIS DATA
Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 10 Ruas B1 (muka air sungai +3.5 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 1.082 SF = 1.202 SF = 1.257 SF = 1.190 SF = 2.732 SF = 3.094 SF = 3.005 SF = 3.03
DATA DAN ANALISIS DATA
Nilai safety factor Plaxis dan Geo-Slope Tanah Natural dan Tanah Natural + Stabilisator pada kondisi 10 Ruas B2 (muka air sungai +9 m dari dasar sungai) Natural Kapur Fly ash Biobakteri SF = 1.042 SF = 1.113 SF = 1.065 SF = 1.051 SF = 1.315 SF = 1.503 SF = 1.434 SF = 1.473
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan program Plaxis dan Geoslope, didapatkan hasil safety factor sebagai berikut.
Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope1 8 0.9703 1.201 1.1683 2.348 1.0842 1.443 1.1008 1.4662 7.5 1.0087 1.271 1.1734 2.429 1.0935 1.521 1.1083 1.5433 7 1.0148 1.335 1.1805 2.542 1.108 1.617 1.1225 1.6384 6.5 1.0248 1.423 1.1909 3.019 1.1263 1.749 1.1362 1.7845 6 1.0308 1.585 1.1997 3.022 1.1466 1.887 1.1514 2.0736 5.5 1.0428 1.786 1.2092 3.025 1.1597 2.041 1.1644 2.3777 5 1.0585 2.001 1.2187 3.031 1.1774 2.207 1.1732 2.7358 4.5 1.0693 2.226 1.2334 3.041 1.1867 2.392 1.1787 3.0139 4 1.0754 2.478 1.2434 3.048 1.1953 2.688 1.1848 3.015
10 3.5 1.082 2.732 1.2566 3.094 1.2017 3.005 1.1904 3.03
SF Tanah Natural + Fly
ash
SF Tanah Natural + Biobakteri
Ruas B1
LokasiKonfigurasi
Drying-
Wetting
Elevasi Muka Air dr dasar sungai (m)
SF Tanah NaturalSF Tanah Natural +
Kapur
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan program Plaxis dan Geoslope, didapatkan hasil safety factor sebagai berikut.
Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope Plaxis Geo-Slope1 13.5 0.9617 1.052 1.0589 1.401 1.0309 1.283 1.0106 1.1712 13 0.8764 1.062 1.0654 1.422 1.0342 1.32 1.0128 1.2223 12.5 0.8942 1.075 1.0691 1.422 1.0372 1.365 1.0206 1.2564 12 0.9984 1.092 1.0729 1.427 1.0413 1.393 1.0269 1.3055 11.5 1.0042 1.112 1.0784 1.442 1.0428 1.413 1.0359 1.3726 11 1.0077 1.14 1.0846 1.455 1.0454 1.428 1.0402 1.3857 10.5 1.0145 1.175 1.0906 1.473 1.0494 1.45 1.0427 1.4018 10 1.0225 1.218 1.0976 1.472 1.054 1.465 1.044 1.4119 9.5 1.0318 1.265 1.1064 1.503 1.0592 1.457 1.0469 1.429
10 9 1.0421 1.315 1.113 1.503 1.0649 1.434 1.051 1.473
Ruas B2
LokasiKonfigurasi
Drying-
Wetting
Elevasi Muka Air dr dasar sungai (m)
SF Tanah NaturalSF Tanah Natural +
KapurSF Tanah Natural + Fly
ash
SF Tanah Natural + Biobakteri
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan manual dengan metode Fellenius, didapatkan hasil safety factor
sebagai berikut.
LokasiKonfigurasi
Drying-
Wetting
Elevasi Muka Air dr dasar
sungai (m)
SF Tanah Natural Metode Fellenius
SF Tanah Natural Geo-
Slope
1 8 1.826 1.2012 7.5 1.944 1.2713 7 2.079 1.3354 6.5 2.821 1.4235 6 3.589 1.5856 5.5 4.256 1.7867 5 5.031 2.0018 4.5 5.941 2.2269 4 6.038 2.47810 3.5 2.580 2.732
Ruas B1
LokasiKonfigurasi
Drying-
Wetting
Elevasi Muka Air dr dasar
sungai (m)
SF Tanah Natural Metode Fellenius
SF Tanah Natural Geo-
Slope
1 13.5 1.402 1.0522 13 1.414 1.0623 12.5 1.428 1.0754 12 1.446 1.0925 11.5 1.472 1.1126 11 1.494 1.147 10.5 1.529 1.1758 10 1.570 1.2189 9.5 1.623 1.26510 9 1.670 1.315
Ruas B2
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan Stabilitas Tanggul berdasarkan kecepatan arus didapatkan hasil sebagai berikut.
Lokasi
h air dari dasar
sungai (m)
V*
(m/detik) V aktual (m/detik)
Keterangan
B1
8 0.028 0.35 Terjadi gerusan
7.5 0.027 0.45 Terjadi gerusan
7 0.026 0.27 Terjadi gerusan
6.5 0.025 0.3 Terjadi gerusan
6 0.024 0.11 Terjadi gerusan
5.5 0.023 0.11 Terjadi gerusan
5 0.022 0.11 Terjadi gerusan
4.5 0.021 0.18 Terjadi gerusan
4 0.020 0.18 Terjadi gerusan
3.5 0.019 0.11 Terjadi gerusan
Lokasi
h air dari dasar
sungai (m)
V teoritis (m/detik)
V*
(m/detik) Keterangan
B2
13.5 0.169 0.036 Terjadi gerusan
13 0.171 0.036 Terjadi gerusan
12.5 0.168 0.035 Terjadi gerusan
12 0.170 0.034 Terjadi gerusan
11.5 0.166 0.034 Terjadi gerusan
11 0.161 0.033 Terjadi gerusan
10.5 0.155 0.032 Terjadi gerusan
10 0.149 0.031 Terjadi gerusan
9.5 0.143 0.031 Terjadi gerusan
9 0.136 0.030 Terjadi gerusan