Download - USWATUN CHASANAH -(I0108153)
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
1/94
i
ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN
GEOTEKSTIL MENGGUNAKAN PROGRAM GEOSLOPE
Slope Stability Analysis with Geotextile Reinforcement Using
Geoslope Computer Program
SKRIPSI
Disusun untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Disusun oleh :
USWATUN CHASANAH
I 0108153
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
2/94
ii
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
3/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
4/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
5/94
v
PERSEMBAHAN
Dengan segenap cinta dan rasa bangga, karya ini kupersembahkan kepada :
1. Ibu dan Bapak, yang selalu mendoakan, mendukung, dan menyayangiku
dengan tulus ikhlas. Terima kasih telah menjadi orang tua terbaik untuk
anakmu ini.
2. Adik-adik tercinta, M. Rahmat Hidayatullah dan Sabrina Rizqi M., yang selalu
menjadi penyemangatku.
3. Keluarga besar Mess Ufo, Pondok Baru 1, dan teman-teman dekatku.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
6/94
vi
ABSTRAK
Uswatun Chasanah, 2012, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan
Geotekstil Menggunakan Program Geoslope, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Kondisi lereng dengan beban yang besar dan kemiringan yang curam dapat
menyebabkan terjadinya kelongsoran sehingga diperlukan sebuah perkuatan
lereng, salah satunya yaitu dengan geotekstil. Geotekstil sering digunakan karena
memiliki beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam pelaksanaan, murah, dan
dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kemiringan lereng, panjang
geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil (Sv) terhadap angka keamanan
lereng yang dilakukan dengan membandingkan dua perhitungan yaitu perhitungan
manual dan progam Geoslope. Analisis yang dilakukan dengan perhitunganmanual, yaitu stabilitas internal dan eksternal (untuk lereng dengan perkuatan),
serta stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa
perkuatan). Sedangkan analisis dengan program Geoslope dilakukan untuk
mengetahui stabilitas terhadap kelongsoran lereng.
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa besarnya penurunan rata-rata nilai
SF akibat kemiringan lereng sebesar 19,401%, 43,431%, 15,558%, 26,081%, dan
15,18% terhadap penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng
bawah, kelongsoran lereng atas, dan kelongsoran lereng bawah. Besarnya
peningkatan rata-rata nilai SF pada panjang geotekstil 8 m sebesar 60,014%,59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, dan 9,915%
terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah penggeseran,
penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, kelongsoran lereng atas,
kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan
pada panjang geotekstil 10 m, 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%,
67,917%, dan 7,565% terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng
bawah penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, dan
kelongsoran lereng secara keseluruhan. Besarnya penurunan rata-rata nilai SF
pada Sv 1 m sebesar 50,04%, 49,93%, 49,526%, 49,997%, 32,932%, 35,68%, dan
27,115% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah, cabut
tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas,kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan
pada Sv 1,5 m sebesar 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%,
dan 10,176% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah,
cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas,
kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan.
Perhitungan stabilitas lereng dengan perhitungan manual dan program Geoslope
memberikan rata-rata selisih SF sebesar 3,71%.
Kata Kunci : stabilitas lereng, geotekstil, Geoslope.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
7/94
vii
ABSTRACT
Uswatun chasanah,, 2012, Slope Stability Analysis with Geotextile Reinforcement
Using Geoslope Computer Program, Thesis, Civil Engineering Department,
Engineering Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta .
The condition of a slope with a heavy load and a steep slope can cause the
landslide therefore it requires a reinforcement, one of them is with geotextile.
Geotextile is often used because it has several advantages, such as simple in
installation, inexpensive, and can increase the stability of slope effectively.
This study aims to know the influence of slope, length, and vertical distance
between geotextile layers for safety factor of the slope that is analyzed by
comparing manual calculation and Geoslope Computer Program. Analysis by
manual calculation consist of internal and external stability (to the slope with
reinforcement), and stability against the landslide (for the slope with and withoutreinforcement). While the analysis by Geoslope Computer Program was
conducted to find out stability of the landslide.
Based of the results it is found that the slope safety factor (SF) decrease 19,401%,
43,431%, 15,558%, 26,081%, and 15,18% for sliding, overturning of upper slope,
overturning of lower slope, landslide of upper slope, and landslide of lower slope
respectively. By using of 8 m geotextile length the SF increase 60,014%,
59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, and 9,915%
for reinforcement pull out of upper and lower slope, sliding, overturning of upper
slope, overturning of lower slope, landslide of upper slope, landslide of lowerslope, and landslide of overall respectively. By using of 10 m geotextile length the
SF increase 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%, 67,917%, and 7,565%
for pull out of reinforcement, sliding, overturning of upper slope, overturning of
lower slope, and landslide of overall respectively. By using 1 m of vertical
distance between geotextile layers the SF increase 50,04%, 49,93%, 49,526%,
49,997%, 32,932%, 35,68%, and 27,115% for rupture of reinforcement, pull out
of reinforcement, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide
of overall respectively. By using 1,5 m of vertical distance between geotextile
layers the SF increase 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%,
and 10,176% for rupture of reinforcement, pull out of reinforcement, landslide of
upper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. Thestability of slope with manual calculation and Geoslope Computer Program is
almost the same, with average difference of SF 3,714%.
Key words: slope stability, geotextile, Geoslope.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
8/94
viii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan
hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Penyusunan skripsi dengan judul “Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan
Geotekstil Menggunakan Program Geoslope” ini merupakan salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta. Proses penyusunan skripsi ini tidak bisa lepas dari
bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penyusun menyampaikan
terima kasih kepada :
1.
Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
2. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT, selaku Pembimbing Skripsi I.
3. Bambang Setiawan, ST, MT, selaku Pembimbing Skripsi II.
4. Ir. AMF. Subratayati, MSi dan Wibowo, ST, DEA, selaku Pembimbing
Akademik.
5. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil angkatan 2008.
6.
Semua pihak yang telah membantu penyusunan skripsi ini yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam
penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis berharap dengan kekurangan dan
keterbatasan tersebut, skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis
khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Mei 2012
Penyusun
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
9/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
10/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
11/94
xi
4.2.2.2. Analisis pada Lereng 2. ..................................... 46
4.2.3. Stabilitas terhadap Kelongsoran Lereng ......................... 48
4.2.3.1. Analisis dengan Perhitungan Manual. .............. 48
4.2.3.2. Analisis dengan Program Geoslope .................. 51
4.3. Pembahasan ................................................................................ 55
4.3.1. Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan
Jarak Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas Internal 56
4.3.2. Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan
Jarak Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas Eksternal
......................................................................................... 59
4.3.3.
Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan
Jarak Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas
terhadap Kelongsoran Lereng ......................................... 65
4.3.4. Perbandingan Hasil Analisis Stabilitas Lereng dari
Perhitungan Manual dengan Progra Geoslope ............... 71
4.3.5. Permasalahan pada Penggunaan Geotekstil ................... 72
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 74
5.1. Kesimpulan ................................................................................. 74
5.2. Saran............................... ............................................................. 75
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 77
LAMPIRAN ................................................................................................ 79
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
12/94
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen ............................ 6
Gambar 2.2. Distribusi Beban Kendaraan ( Giroud dan Noiray, 1981) ..... 8
Gambar 2.3. Analisis Kestabilan Lereng dengan Metode Keseimbangan
Batas ...................................................................................... 9
Gambar 2.4. Perlawanan Perkuatan Tanah terhadap Gaya-Gaya yang
Meruntuhkan ......................................................................... 10
Gambar 3.1. Sketsa Kondisi Lereng .......................................................... 18
Gambar 3.2. Sketsa Struktur Jalan Raya dan Pembebanannya .................. 19
Gambar 3.3. Dimensi Kendaraan dan Kedudukannya .............................. 20
Gambar 3.4. Penyaluran Beban oleh Roda ................................................ 20
Gambar 3.5. Jendela Pengaturan Kertas Kerja........................................... 23
Gambar 3.6. Jendela Pengaturan Skala Gambar ........................................ 23
Gambar 3.7. Jendela Pengaturan Jarak Grid .............................................. 23
Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Geometri Lereng .................. 24
Gambar 3.9. Jendela Penentuan Project ID ............................................... 24
Gambar 3.10. Jendela Penentuan Metode Analisis ...................................... 25
Gambar 3.11. Jendela Penentuan Bidang Longsor ...................................... 25
Gambar 3.12. Jendela Pendefinisian Parameter Tanah ................................ 26
Gambar 3.13. Jendela Penggambaran Lapisan Tanah ................................. 26
Gambar 3.14. Jendela Penggambaran Parameter Tanah .............................. 27
Gambar 3.15. Jendela Penggambaran Bidang Longsor ............................... 27
Gambar 3.16. Jendela Penggambaran Beban Merata................................... 28
Gambar 3.17. Jendela Penggambaran Perkuatan ......................................... 28
Gambar 3.18. Jendela Verifikasi Data Masukan .......................................... 29
Gambar 3.19. Jendela Proses Running Program .......................................... 30
Gambar 3.20. Jendela Penyimpanan Data.................................................... 30
Gambar 3.21. Diagram Alir Penelitian ....................................................... 32
Gambar 4.1. Bidang Longsor Kritis Lereng............................................... 33
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
13/94
xiii
Gambar 4.2. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program
Geoslope ................................................................................ 38
Gambar 4.3. Sketsa Lereng dan Tekanan Tanah Aktif yang Bekerja ....... 39
Gambar 4.4. Tegangan yang Bekerja pada Lapisan Tanah ........................ 42
Gambar 4.5. Tekanan Tanah Aktif Akibat Beban Merata ......................... 43
Gambar 4.6. Bidang Longsor Lereng dengan Perkuatan ........................... 48
Gambar 4.7. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng Akibat Perkuatan dengan
Program Geoslope ................................................................. 52
Gambar 4.8. Hubungan antara Sv dengan Nilai SFr .................................. 56
Gambar 4.9. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SFp .... 58
Gambar 4.10. Hubungan antara Kemiringan Lereng dan Panjang Geotekstil
dengan SF terhadap Penggeseran ......................................... 60
Gambar 4.11. Hubungan antara Kemiringan Lereng dan Panjang Geotekstil
dengan SF terhadap Penggulingan ....................................... 62
Gambar 4.12. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 1 untuk Kemiringan
70o ......................................................................................... 65
Gambar 4.13. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 1 untuk Kemiringan
90o ......................................................................................... 66
Gambar 4.14. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 2 untuk Kemiringan
70o ......................................................................................... 66
Gambar 4.15. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng 2 untuk Kemiringan90
o ......................................................................................... 67
Gambar 4.16. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk
Kemiringan 70o-70
o ............................................................... 67
Gambar 4.17. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk
Kemiringan 70o-90
o ............................................................... 68
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
14/94
xiv
Gambar 4.18. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk
Kemiringan 90o-70
o ............................................................... 68
Gambar 4.19. Hubungan antara Panjang Geotekstil dan Sv dengan SF
terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Keseluruhan untuk
Kemiringan 90o-90
o ............................................................... 69
Gambar 4.20. Perbandingan Nilai SF dari Hasil Perhitungan Manual dengan
Program Geoslope ................................................................. 71
Gambar 4.21 Hasil Analisis Lereng secara Keseluruhan pada Variasi 2.... 72
Gambar 4.22. Hasil Analisis Lereng secara Keseluruhan Setelah Perencanaan
Ulang ..................................................................................... 73
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
15/94
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi ....................................... 13
Tabel 2.2. Sifat Mekanik Geotekstil ....................................................... 15
Tabel 3.1. Data Parameter Tanah Hasil Uji Laboratorium ..................... 18
Tabel 3.2. Klasifikasi Lereng ................................................................. 18
Tabel 3.3. Variasi Pemodelan Lereng .................................................... 21
Tabel 3.4. Gambaran Output Penelitian ................................................. 30
Tabel 4.1. Analisis pada Lereng 1 .......................................................... 34
Tabel 4.2. Analisis pada Lereng 2 .......................................................... 35
Tabel 4.3. Analisis pada Lereng secara Keseluruhan ............................. 36
Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng 1 .. 40
Tabel 4.5. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng 2 .. 41
Tabel 4.6. Rekapitulasi Perhitungan Tekanan Akibat Beban Merata ..... 43
Tabel 4.7. Rekapitulasi Perhitungan Momen Aktif ................................ 45
Tabel 4.8. Rekapitulasi Perhitungan Momen Pasif ................................ 45
Tabel 4.9. Perhitungan Tanahan Momen oleh Perkuatan Geotekstil
pada Lereng 1 ........................................................................ 49
Tabel 4.10. Perhitungan Tanahan Momen oleh Perkuatan Geotekstil
pada Lereng 2 ........................................................................ 49
Tabel 4.11. Perhitungan Tanahan Momen oleh Perkuatan Geotekstil
pada Lereng secara Keseluruhan ........................................... 50
Tabel 4.12. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng ....................... 52
Tabel 4.13. Persentase Penurunan Nilai SF Akibat Pertambahan Jarak
Vertikalantar Geotekstil (Sv) pada Stabilitas terhadap Putus
Tulangan (SFr) ...................................................................... 57
Tabel 4.14. Persentase Penurunan Nilai SF Akibat Pertambahan Panjang
Geotekstil (Sv) pada Stabilitas terhadap Cabut Tulangan
(SFp) ...................................................................................... 58
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
16/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
17/94
ABSTRAK
Uswatun Chasanah, 2012, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan
Geotekstil Menggunakan Program Geoslope, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Kondisi lereng dengan beban yang besar dan kemiringan yang curam dapat
menyebabkan terjadinya kelongsoran sehingga diperlukan sebuah perkuatan
lereng, salah satunya yaitu dengan geotekstil. Geotekstil sering digunakan karena
memiliki beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam pelaksanaan, murah, dan
dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kemiringan lereng, panjang
geotekstil, dan jarak vertikal antar geotekstil (Sv) terhadap angka keamanan
lereng yang dilakukan dengan membandingkan dua perhitungan yaitu perhitungan
manual dan progam Geoslope. Analisis yang dilakukan dengan perhitunganmanual, yaitu stabilitas internal dan eksternal (untuk lereng dengan perkuatan),
serta stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa
perkuatan). Sedangkan analisis dengan program Geoslope dilakukan untuk
mengetahui stabilitas terhadap kelongsoran lereng.
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa besarnya penurunan rata-rata nilai
SF akibat kemiringan lereng sebesar 19,401%, 43,431%, 15,558%, 26,081%, dan
15,18% terhadap penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng
bawah, kelongsoran lereng atas, dan kelongsoran lereng bawah. Besarnya
peningkatan rata-rata nilai SF pada panjang geotekstil 8 m sebesar 60,014%,59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, dan 9,915%
terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah penggeseran,
penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, kelongsoran lereng atas,
kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan
pada panjang geotekstil 10 m, 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%,
67,917%, dan 7,565% terhadap cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng
bawah penggeseran, penggulingan lereng atas, penggulingan lereng bawah, dan
kelongsoran lereng secara keseluruhan. Besarnya penurunan rata-rata nilai SF
pada Sv 1 m sebesar 50,04%, 49,93%, 49,526%, 49,997%, 32,932%, 35,68%, dan
27,115% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah, cabut
tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas,kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan. Sedangkan
pada Sv 1,5 m sebesar 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%,
dan 10,176% terhadap putus tulangan lereng atas, putus tulangan lereng bawah,
cabut tulangan lereng atas, cabut tulangan lereng bawah, kelongsoran lereng atas,
kelongsoran lereng bawah, dan kelongsoran lereng secara keseluruhan.
Perhitungan stabilitas lereng dengan perhitungan manual dan program Geoslope
memberikan rata-rata selisih SF sebesar 3,71%.
Kata Kunci : stabilitas lereng, geotekstil, Geoslope.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
18/94
ABSTRACT
Uswatun chasanah,, 2012, Slope Stability Analysis with Geotextile Reinforcement
Using Geoslope Computer Program, Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta .
The condition of a slope with a heavy load and a steep slope can cause the
landslide therefore it requires a reinforcement, one of them is with geotextile.
Geotextile is often used because it has several advantages, such as simple in
installation, inexpensive, and can increase the stability of slope effectively.
This study aims to know the influence of slope, length, and vertical distance
between geotextile layers for safety factor of the slope that is analyzed by
comparing manual calculation and Geoslope Computer Program. Analysis by
manual calculation consist of internal and external stability (to the slope with
reinforcement), and stability against the landslide (for the slope with and without
reinforcement). While the analysis by Geoslope Computer Program was
conducted to find out stability of the landslide.
Based of the results it is found that the slope safety factor (SF) decrease 19,401%,
43,431%, 15,558%, 26,081%, and 15,18% for sliding, overturning of upper slope,
overturning of lower slope, landslide of upper slope, and landslide of lower slope
respectively. By using of 8 m geotextile length the SF increase 60,014%,
59,978%, 45,612%, 69,339%, 116,522%, 74,931%, 41,81%, 15,18%, and 9,915%
for reinforcement pull out of upper and lower slope, sliding, overturning of upperslope, overturning of lower slope, landslide of upper slope, landslide of lower
slope, and landslide of overall respectively. By using of 10 m geotextile length the
SF increase 23,84%, 25,005%, 43,16%, 44,48%, 74,313%, 67,917%, and 7,565%
for pull out of reinforcement, sliding, overturning of upper slope, overturning of
lower slope, and landslide of overall respectively. By using 1 m of vertical
distance between geotextile layers the SF increase 50,04%, 49,93%, 49,526%,
49,997%, 32,932%, 35,68%, and 27,115% for rupture of reinforcement, pull out
of reinforcement, landslide of upper slope, landslide of lower slope, and landslide
of overall respectively. By using 1,5 m of vertical distance between geotextile
layers the SF increase 33,27%, 33,43%, 33,332%, 33,336%, 15,441%, 11,549%,
and 10,176% for rupture of reinforcement, pull out of reinforcement, landslide ofupper slope, landslide of lower slope, and landslide of overall respectively. The
stability of slope with manual calculation and Geoslope Computer Program is
almost the same, with average difference of SF 3,714%.
Key words: slope stability, geotextile, Geoslope.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
19/94
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan transportasi di Indonesia yang semakin meningkat menyebabkan
naiknya kebutuhan lahan untuk penggunaan jalan. Hal ini mendorong manusia
untuk memanfaatkan setiap lahan yang ada sebaik mungkin, salah satunya di
kawasan perbukitan dan berlereng yang topografinya cenderung beragam. Namun
untuk mewujudkan transportasi yang aman, nyaman, dan memiliki konstruksi
yang awet pada daerah lereng, diperlukan sebuah analisis terhadap tingkat
keamanan lereng dalam perencanaannya.
Tingkat keamanan suatu lereng dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya
adalah faktor kemiringan dan beban yang bekerja di atasnya. Kondisi lereng
dengan beban yang besar dan kemiringan yang curam dapat menyebabkan
terjadinya kelongsoran. Hal ini tentunya sangat membahayakan bangunan dan
pengguna jalan di sekitar lereng sehingga diperlukan sebuah perkuatan lereng.
Pada saat ini banyak dijumpai alternatif perkuatan lereng, salah satunya yaitu
dengan geotekstil. Hardiyatmo (2007) menyatakan geotekstil merupakan material
lolos air buatan pabrik yang dibuat dari bahan-bahan sintesis, seperti
polypropylene, polyester , nylon, polyvinyl chloride, dan campuran dari bahan-
bahan tersebut. Seluruh material tersebut termasuk thermoplastic. Geotekstil
sering digunakan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain mudah dalam
pelaksanaan, murah, dan dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif.
Pemanfaatan geotekstil untuk perkuatan lereng dapat dilakukan dengan memasang
geotekstil pada bagian lereng dengan jarak dan panjang tertentu sehingga lereng
terjaga stabilitasnya.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
20/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
21/94
3
2. Lereng digambarkan dengan menggunakan permodelan dua dimensi, yang
terdiri dari dua lereng, yaitu lereng atas dan lereng bawah.
3. Tanah urugan kembali (backfill) di belakang dan di dalam zona tanah
perkuatan dianggap sama dengan tanah asli.
4. Beban terletak pada lereng dua (lereng bawah).
5. Tidak meninjau dari segi biaya dan waktu.
6. Tidak memperhitungkan adanya muka air tanah.
7. Analisis stabilitas lereng menggunakan metode keseimbangan batas.
8. Perhitungan dilakukan dengan perhitungan manual dan program Geoslope.
1.4.
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui hubungan antara kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak
vertikal antar geotekstil dengan angka keamanan (SF).
2. Mengetahui perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan
perhitungan manual dengan program Geoslope.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. Menambah pengetahuan tentang stabilitas lereng.
2. Mendapatkan gambaran tentang visualisasi kelongsongan lereng dalam
bentuk dua dimensi.
3. Mengenal dan dapat mengoperasikan program Geoslope.
4.
Menghemat waktu dalam menyelesaikan permasalahan dalam bidang
geoteknik dengan memanfaatkan program.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
22/94
4
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Widiyanto, (1993), menyimpulkan bahwa penanggulangan kelongsoran subgrade
jalan raya dengan stabilitas lereng memberikan angka keamanan yang kecil.
Kondisi tersebut memberikan indikasi bahwa badan jalan dalam keadaan labil
sehingga perlu dilakukan peningkatan stabilitas lereng. Hal ini dapat dilakukan
dengan memperbaiki sifat fisis tanah maupun dengan membangun dinding
penahan yang disertai dengan sistem drainase di bawah permukaan jalan yang
baik.
Geotekstil adalah kelompok bahan geosintetik yang mudah meloloskan air.
Geotekstil sebenarnya merupakan bahan, baik yang berasal dari serat-serat asli
seperi jute, kertas filter, papan kayu, dan bambu, maupun serat-serat sintetis
( fiber) yang banyak berhubungan dengan pekerjaan-pekerjaan tanah. Awalnya
pemanfaatan geotekstil untuk percepatan konsolidasi, pengganti pasir sebagai
bahan drainase (vertical sand drain) yang banyak dilakukan di India, atau sebagai
kertas filter yang banyak dilakukan di Belanda (Suryolelono, 2000).
Metode keseimbangan batas telah digunakan untuk stabilitas lereng dalam waktu
yang lama. Metode keseimbangan konvensional memiliki beberapa keterbatasan,
salah satunya hanya memenuhi persamaan kesetimbangan gaya. Metode tersebut
tidak menganggap tegangan dan perpindahan dari suatu lereng. Keterbatasan ini
dapat diatasi dengan menggunakan program yang mampu menganalisis gaya dan
tegangan geser total pada pada permukaan longsor sehingga dapat digunakan
untuk menentukan angka keamanan (Krahn, 2003).
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
23/94
5
Studi kasus analisis stabilitas lereng pada badan jalan Wonosari km 15-16
Piyungan, Yogyakarta dengan menggunakan program Geoslope diperoleh hasil
berupa angka aman dan bentuk bidang longsor yang dimungkinkan terjadi pada
badan jalan tersebut (Setiawan, 2004 dalam Takhmiluddin dan Arianto, 2008).
Penelitian ini diharapkan mampu melengkapi penelitian-penelitian sebelumnya,
yakni dengan meninjau tidak hanya pada satu konstruksi lereng tanpa perkuatan,
melainkan dua konstruksi lereng yang diberi perkuatan geotekstil. Selain itu,
analisis pada penelitian ini juga dilakukan dengan dua metode, yakni perhitungan
manual dan program Geoslope sehingga hasil analisis tersebut dapat
dibandingkan.
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Lereng
Lereng adalah suatu permukaan tanah yang miring dan membentuk sudut tertentu
terhadap suatu bidang horizontal. Pada tempat dimana terdapat dua permukaan
tanah yang berbeda ketinggian, maka akan ada gaya-gaya yang mendorong
sehingga tanah yang lebih tinggi kedudukannya cenderung bergerak ke arah
bawah yang disebut dengan gaya potensial gravitasi yang menyebabkan terjadinya
longsor (Tjokorda, dkk, 2010).
Longsoran lereng adalah pergerakan massa tanah batuan dalam arah tegak,
mendatar, atau miring dari kedudukan semula sebagai akibat ketidak mampuan
lereng menahan gaya geser yang bekerja pada batas antara massa yang bergerak
dan massa yang stabil (Skempton and Hutchinson, 1969 dalam Wicaksono, 2003).
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
24/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
25/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
26/94
8
B + 2 h tg α
B
Tanah Dasar
α
h
L
pc
p'
h = tebal perkerasan (m)
α = sudut penyebaran beban terhadap vertikal (0)
L = panjang bidang kontak (m)
B = lebar bidang kontak (m)
Gambar 2.2. Distribusi Beban Kendaraan ( Giroud dan Noiray, 1981)
Beban gandar (P) disebarkan mengikuti penyebaran tekanan yang bersudut α
terhadap vertikal. Bidang kontak ekivalen tekanan ban di atas permukaan jalan
adalah B x L .
Untuk kendaraan berat dengan roda lebar dan ganda :
√ 2 , 0,5 2.2.
Giroud dan Noiray, 1981, menyatakan besarnya tekanan ban (pc) untuk kendaraan
proyek sebesar 620 kPa.
2.2.4. Analisis Stabilitas Lereng
Salah satu metode yang digunakan untuk analisis stabilitas terhadap kelongsoran
lereng yaitu metode keseimbangan batas dengan asumsi bentuk bidang longsor
berupa lingkaran seperti yang terlihat pada Gambar 2.3.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
27/94
9
Gambar 2.3. Analisis Stabilitas Lereng dengan Metode Keseimbangan Batas
Menurut Suryolelono, (1993), apabila digunakan Ordinary Slices Method maka
persamaan angka keamanan
∑ ∑ θ 1,3 2.3.
Keterangan :
SF = angka keamanan
R = jari-jari lingkaran longsor (m)
c = kohesi tanah (kN/m2)
ϕ = sudut gesek dalam tanah (0)
ai = panjang lengkung lingkaran pada irisan ke-i (m)
Wi = berat irisan tanah ke-i (kN/m)
Ni = Wi. cos θi
θi = sudut tengah pias ke-i (0)
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
28/94
10
2.2.5. Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan
Pada konstruksi lereng dengan sistem perkuatan lereng, gaya yang meruntuhkan
akan dilawan dengan oleh kemampuan geser dan tarik dari bahan perkuatan
tersebut (Suryolelono, 1993). Pada Gambar 2.4, tampak pengaruh bahan geotekstil
dalam memberikan konstribusi perlawanan terhadap gaya yang melongsorkan
cukup berperan, apabila bahan tersebut terpotong oleh bidang longsor.
Gambar 2.4. Perlawanan Perkuatan Tanah terhadap Gaya-Gaya yang
Meruntuhkan
Dalam praktek, analisis stabilitas lereng didasarkan pada konsep keseimbangan
plastis batas. Adapun maksud analisis stabilitas adalah untuk menentukan faktor
aman dari bidang longsor yang potensial. Faktor aman didefinisikan dengan
memperhatikan tegangan geser rata-rata sepanjang bidang longsor potensial, dan
kuat geser tanah rata-rata sepanjang permukaan longsoran.
Faktor aman (SF) merupakan nilai banding antara gaya yang menahan dan gayayang menggerakkan (Hardiyatmo, 2007).
2.4. Keterangan :
τ = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kN)
τd = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor
(kN)
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
29/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
30/94
12
Sv = jarak tulangan arah vertikal (m)
Ta = kuat tarik ijin tulangan (kN/m)
σh = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m2)
b.
Angka keamanan (SF) terhadap cabut tulangan
2σ σ . 1,5 2.8.
Keterangan :
SFp = angka keamanan terhadap cabut tulangan
= koefisien gesek antara tanah dan tulangan, dapat diambil = tg (2ϕ /3)
σv = tekanan vertikal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m2)
Le = panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor (m)
σh = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m2)
Sv = jarak tulangan arah vertikal (m)
2. Stabilitas eksternal
a. Angka keamanan terhadap geser
∑ 1,5 2.9.
Keterangan :
F = gaya yang melawan (kN)
∑E = jumlah gaya geser (kN)
b. Angka keamanan terhadap guling
∑ ∑ 1,5 2.10. Keterangan :
∑MP = jumlah momen pasif (kNm)
∑ MA = jumlah momen aktif (kNm)
c. Angka keamanan terhadap kuat dukung tanah
1,5 2.11. Berdasarkan rumus Terzaghi untuk tegangan ultimate yaitu :
σult = c . Nc + q. Nq + 0,5 . γ . BNγ (2.12.)
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
31/94
13
Keterangan :
SF = angka keamanan terhadap kuat dukung tanah
σult = kuat dukung tanah (kN/m2)
σterjadi = tegangan yang terjadi (kN/m2)
c = kohesi tanah pondasi (kN/m2)
γ = berat volume tanah pondasi (kN/m3)
q = tekanan overburden pada dasar pondasi (kN/m2)
B = panjang perkuatan pada dasar konstruksi (m)
Nc, Nq, Nγ = koefisien-koefisien kuat dukung yang merupakan fungsi
dari sudut geser dalam tanah, yang terdapat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi
ф γ ф γ
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
32/94
14
3. Stabilitas terhadap kelongsoran lereng
Dalam tinjauan ini digunakan teori stabilitas tanpa perkuatan yang telah
dibahas sebelumnya. Apabila kuat tarik bahan geotekstil untuk perkuatan satu
lapis sebesar T (kN/m), maka besarnya angka keamanan lereng dengan
perkuatan geotekstil ditentukan dengan menambahkan faktor aman lereng
tanpa perkuatan dengan pengaruh tahanan momen oleh geotekstil:
∑ .∑ θ 1,3 2.13. Keterangan :
SF = angka keamanan
SFu = angka keamanan lereng tanpa perkuatan
R = jari-jari lingkaran longsor (m)
Wi = berat irisan tanah ke-i (kN/m)
θi = sudut tengah pias ke-i (0)
Ti = jumlah gaya tarik per meter lebar geotekstil yang tersedian untuk setiap
lapisan tulangan (kN/m)
yi = R cos θi = lengan momen geotekstil terhadap O (m)
2.2.6. Geotekstil
Geotekstil merupakan material lembaran yang dibuat dari bahan tekstil polymeric,
bersifat lolos air, yang dapat berbentuk bahan nir-anyam (non woven), rajutan atau
anyaman (woven) yang digunakan dalam kontak dengan tanah atau material lain
dalam aplikasi teknik sipil. Fungsi perkuatan pada geotekstil dapat diterjemahkan
sebagai fungsi tulangan, seperti istilah pada beton bertulang. Dalam pengertianyang identik, tanah hanya mempunyai kekuatan untuk menahan tekan, tapi tidak
dapat menahan tarik. Kelemahan terhadap tarik ini dipenuhi oleh geotekstil.
Material ini dapat diletakkan di bawah timbunan yang dibangun di atas tanah
lunak, dapat digunakan untuk membangun penahan tanah, dan dapat pula
digunakan untuk perkuatan bahan perkerasan jalan (Hardiyatmo, 2007).
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
33/94
15
Pemilihan geotekstil untuk perkuatan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu faktor
internal dan eksternal. Faktor internal geotekstil terdiri dari kuat tarik geotekstil,
sifat perpanjangan (creep), struktur geotekstil, dan daya tahan terhadap faktor
lingkungan, sedangkan faktor eksternal adalah jenis bahan timbunan yang
berinteraksi dengan geotekstil. Waktu pembebanan juga mengurangi kekuatan
geotekstil karena akan terjadi degradasi pada geotekstil oleh faktor fatigue dan
aging. Untuk menutupi kekurangan tersebut, tidak seluruh kuat tarik geotekstil
yang tersedia dapat dimanfaatkan dalam perencanaan konstruksi perkuatan
(Djarwadi, 2006). Tabel 2.2. menunjukkan sifat-sifat mekanik yang terdapat pada
geotekstil.
Tabel 2.2. Sifat Mekanik Geotekstil
Jenis
GeotekstilStruktur
Tebal
(mm)
Berat perluas
(gr/m2)
Kuat Tarik
kN/m
Perpanjangan
(%)
Polyfet IS50 Niranyam 1,90 200 15 35
Polyfet IS70 Niranyam 2,50 285 21,5 40
Polyfet IS80 Teranyam 2,90 325 24 40
Hate Renfox T Teranyam NA 250 40 21
Hate Renfox R Teranyam NA 325 60 44
Sumber : PT. Tetrasa Geosinido
Perancangan lereng dengan perkuatan geotesktil menurut Holtz, dkk, (1998),
dalam Hardiyatmo, (2007), dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu metode
coba-coba dan metode langsung. Dalam perancangan coba-coba, hitungan
dilakukan dengan membuat tampang lereng dengan susunan geotekstil secara
coba-coba, kemudian dianalisis dengan program komputer. Dalam hitungan
secara langsung, hitungan stabilitas lereng dilakukan dengan program komputer
dan hitungan manual dilakukan dalam menghitung kebutuhan geotekstil.
Selain itu, dalam perancangan lereng dengan perkuatan geotekstil juga harus
diperhatikan panjang dari geotekstil tersebut. Salah satu syarat yang harus
dipenuhi yaitu panjang geotekstil yang berada di belakang garis longsor (Le)
minimum adalah 1m. Tahanan cabut tulangan hanya dihitung pada tulangan yang
panjangnya lebih besar dari 1 m. Jika tahanan cabut tulangan tidak cukup, maka
panjang tulangan ditambah.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
34/94
16
2.2.7. Program Geoslope
Program Geoslope adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan geoteknik dan
geo-lingkungan. Software ini melingkupi SLOPE W, SEEP W, SIGMA W,
QUAKE W, TEMP W, dan CTRAN W, yang sifatnya terintegrasi sehingga
memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam produk yang
lain. Ini unik dan fitur yang kuat sangat memperluas jenis masalah yang dapat
dianalisis dan memberikan fleksibilitas untuk memperoleh modul seperti yang
dibutuhkan untuk proyek yang berbeda.
SLOPE W merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor
keamanan lereng dan kemiringan batuan. Dengan SLOPE W, kita dapat
menganalisis masalah baik secara sederhana maupun kompleks dengan
menggunakan salah satu dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagai
permukaan yang miring, kondisi tekanan pori-air, sifat tanah, dan beban
terkonsentrasi. Kita dapat menggunakan elemen tekanan pori air yang terbatas,
tegangan statis, atau tekanan dinamik pada analisis stabilitas lereng. Selain itu kita
juga dapat melakukan analisis probabilistik.
SLOPE W Define merupakan program yang digunakan untuk pemodelan
permasalahan lereng dalam bentuk penggambaran pada layar komputer dalam
aplikasi Computer Aided Design (CAD). Kemudian data yang telah dimodelkan
tersebut dianalisis dengan menggunakan SLOPE W Solve. Perhitungan dilakukan
sesuai dengan data masukan dan pengaturan analisis ( Analysis Setting) yang telah
ditentukan. SLOPE W Contour akan menampilkan grafis seluruh bidang longsordan nilai faktor aman dapat ditunjukkan dala bentuk kontur faktor aman serta
diagram dan poligon tiap pias tertentu.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
35/94
17
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum
Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan dua perhitungan yaitu
perhitungan manual dan progam Geoslope. Variasi parameter yang digunakan
pada penelitian ini antara lain kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak
vertikal geotekstil, sedangkan parameter tetap yang digunakan yaitu parameter
tanah, pembebanan, dan spesifikasi geotekstil. Tahapan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut :
1. Pemodelan Lereng
2. Analisis dengan perhitungan manual
3. Analisis dengan program Geoslope.
4. Pembahasan hasil penelitian.
5. Kesimpulan.
3.2. Pemodelan Lereng
3.2.1. Pengumpulan Data
Data-data yang diperlukan pada penelitian ini antara lain:
1. Data Tanah
Data tanah yang digunakan pada penelitian ini adalah data sekunder yang
diperoleh dari penelitian Tjokorda, dkk (2010) di Desa Bantas, Kecamatan
Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali. Tanah di lokasi tersebut
merupakan tanah homogen dengan 3 jenis tanah seperti yang terdapat pada
Tabel 3.1.
2. Geotekstil
Geotekstil yang digunakan pada penelitian ini yaitu geotekstil teranyam
(woven) dengan jenis Hate Renfox R. Spesifikasi yang terdapat pada
geotekstil tersebut antara lain :
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
36/94
18
a. Kuat tarik (Ta) : 60 kN/m
b. Perpanjangan (ε) : 44 %
Tabel 3.1. Data Parameter Tanah Hasil Uji Laboratorium
No. Jenis PemeriksaanTanah 1
(22-12m )
Tanah 2
(12 – 8 m )
Tanah 1
(8 m – 0 m )
1 Berat isi γ (kN/m3) 21 19,5 21
2 Kohesi c (kN//m2) 1,8 2,9 1,8
3 Sudut geser ϕ (o) 24 15 24
Sumber : Tjokorda,dkk, 2010
Pembagian jenis tanah pada lereng ini dapat dilihat pada sketsa kondisi
lereng pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Sketsa Kondisi Lereng
Sedangkan untuk sudut kemiringan lereng yang digunakan yaitu 70o dan
90o. Alasan pemilihan kemiringan tersebut yaitu karena berdasarkan
klasifikasi lereng yang dilakukan oleh Christopher, (1991), yang terdapat
pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Klasifikasi Lereng
Sudut Kemiringan Lereng
(o)
Klasifikasi
70
Dinding tanah distabilisasi secara mekanis
90
Dinding tanah distabilisasi secara mekanis
Tanah 1
γ = 2,1 t/m3
Tanah 2
γ = 1,95 t/m3
Tanah 3
γ = 2,1 t/m3
H
Badan jalan
Lereng 1
Lereng 2
β
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
37/94
19
100 kN 100 kN 100 kN 100 kN
2 m 3 m 3 m 2 m
bahu jalan jalur bahu jalan jalurtanah dasar
pondasi bawah
perkerasan beton perkerasan aspal
3.2.2. Perencanaan Struktur Jalan Raya
Kelas jalan yang direncanakan pada penelitian lereng ini yaitu Arteri III dengan
asumsi VLHR sebesar 8.000 smp/hari. Lebar jalur yang digunakan untuk kelas
jalan Arteri IIIA pada penelitian ini yaitu 3 m dan lebar bahu sebesar 2 m
(TPGJAK, 1997). Adapun struktur jalan yang direncanakan dapat dilihat pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Sketsa Struktur Jalan Raya dan Pembebanannya
1. Perkerasan Jalan
Perkerasan yang digunakan yaitu perkerasan beton yang dilapisi dengan
perkerasan aspal, sedangkan pondasi bawah direncanakan menggunakan beton
tumbuk. Adapun rincian struktur jalan raya pada lereng yaitu :
Tebal perkerasan aspal = 10 cm
Tebal perkerasan beton = 30 cm
Tebal pondasi bawah = 15 cm, dengan
Berat isi aspal (γ aspal) = 24 kN/m3
Berat isi beton (γ beton) = 24 kN/m3
2.
Kendaraan
Pada perancangan ini diasumsikan pada saat dua buah kendaraan berpapasan
dan sejajar. Beban as kendaraan yang digunakan pada penelitian ini yaitu
MST sumbu triple (3 as) sebesar 20 ton sehingga beban untuk masing-masing
roda kendaraan sebesar 100 kN (Bina Marga, 1984 dalam Kusnandar, 2008).
Dimensi kendaraan truk 3 as dan kedudukannya ditunjukkan pada Gambar
3.3.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
38/94
20
B + 2 h tg α
0,48 m
Tanah Dasar
26
0,55 m
620 kPa
p'
0,24 m
Gambar 3.3. Dimensi Kendaraan dan Kedudukannya
Keterangan :
a1 = a2 = 30 cm ;
Ma = Ms = muatan rencana sumbu
b1 = 12,50 cm
b2 = 50,00 cm
3. Perhitungan beban
a. Beban perkerasan
Berat perkerasan aspal = 0,10 x 24 = 2,4 kN/m2
Berat perkerasan beton = 0,30 x 24 = 7,2 kN/m2
Berat pondasi bawah = 0,15 x 24 = 3,6 kN/m2 +
Berat total perkerasan (qperkerasan)= 0,15 x 1 x = 13,2 kN/m2
b. Beban kendaraan
Beban roda kendaraan (P) = 100 kN
√ √ L = 0,5 B = 0,24 mDistribusi beban kendaraan dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Penyaluran Beban oleh Roda
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
39/94
21
Maka tekanan akibat roda kendaraan
α
α
c. Beban total (qtotal)
qtotal = qperkerasan + 4 = 13,2 + (4 x 63,59)
= 267,58 kN/m2=
3.2.3. Variasi Pemodelan Lereng
Variasi pemodelan lereng yang digunakan pada penelitian ini ditinjau dari
beberapa kondisi, seperti sudut kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak
vertikal antar geotekstil. Variasi tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.3. berikut :
Tabel 3.3. Variasi Pemodelan Lereng
No.
Kemiringan Perkuatan
Lereng 1 Lereng 2Panjang Perkuatan
(P)
Jarak antar Perkuatan
(Sv)
(o) (o) (m) (m)
1 70 70 - -
2 70 70 5 0,5
3 70 70 5 1,0
4 70 70 5 1,5
5 70 70 8 0,5
6 70 70 8 1,0
7 70 70 8 1,5
8 70 70 10 0,5
9 70 70 10 1,0
10 70 70 10 1,5
11 70 90 - -
12 70 90 5 0,5
13 70 90 5 1,0
14 70 90 5 1,5
15 70 90 8 0,5
16 70 90 8 1,0
17 70 90 8 1,5
18 70 90 10 0,5
19 70 90 10 1,0
20 70 90 10 1,5
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
40/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
41/94
23
mendefinisikan masalah. Skala gambar merupakan perbandingan yang digunakan
untuk mendefinisikan ukuran lereng sebenarnya terhadap gambar pada program.
Grid diperlukan untuk memudahkan dalam menggambarkan titik supaya tepat
dengan koordinat yang diinginkan. Adapun langkah-langkah pengaturan awal
adalah sebagai berikut :
1. Mengatur kertas kerja, dari menu utama set klik page.
Gambar 3.5. Jendela Pengaturan Kertas Kerja
2. Mengatur skala gambar, dari menu utama set klik scale.
Gambar 3.6. Jendela Pengaturan Skala Gambar
3. Mengatur jarak grid, dari menu utama set klik grid .
Gambar 3.7. Jendela Pengaturan Jarak Grid
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
42/94
24
3.4.2. Membuat Sketsa Gambar
Pemodelan lereng dimulai dengan pembuatan sketsa gambar dari model, yang
merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Pemodelan tersebut
dibuat dari menu utama sketch, kemudian klik lines untuk menggambar model
geometri lereng seperti yang terlihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Geometri Lereng
3.4.3. Analysis Settings
Analysis Settings merupakan tahapan untuk menentukan pengaturan dalam
menganalisis stabilitas kelongoran lereng. Langkah-langkahnya yaitu :
1. Menentukan Project ID, dari menu utama KeyIn klik analysis settings.
Project ID digunakan untuk mendefinisikan nama atau judul pada masalah
yang sedang dianalisis seperti terlihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.9. Jendela Penentuan Project ID
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
43/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
44/94
26
isi tanah (γ ), kohesi (c), dan sudut geser (ϕ). Sebelum dilakukan input data perlu
dilakukan penyeragaman satuan masing-masing parameter. Langkah untuk
mendefinisikan parameter tanah yaitu dari tampilan menu utama KeyIn klik
material properties seperti yang terdapat pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12. Jendela Pendefinisian Parameter Tanah
3.4.5. Menentukan Parameter tiap Lapisan Tanah
Setelah parameter tanah didefinisikan, maka langkah selanjutnya yaitu
menentukan parameter masing-masing lapisan tanah. Ada dua tahapan dalam
menentukan parameter tiap lapisan tanah, yaitu :
1. Menggambar batas lapisan tanah, dari menu utama sketch klik lines.
Garis batas tiap lapisan tanah digambar sesuai dengan koordinat yang
ditentukan seperti yang terlihat pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13. Jendela Penggambaran Lapisan Tanah
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
45/94
27
2. Memilih parameter tanah, dari menu utama draw klik regions.
Pilih tipe material yang telah didefinisikan sebelumnya pada tabsheet regions
properties yang muncul seperti yang terdapat pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14. Jendela Penggambaran Parameter Tanah
3.4.6. Menggambar Entry and Exit Bidang Longsor
Salah satu kesulitan dengan metode Grid and Radius adalah untuk
memvisualisasikan luasan atau berbagai permukaan bidang longsor. Keterbatasan
ini dapat diatasi dengan menentukan lokasi dimana percobaan bidang longsor
kemungkinan akan masuk dan keluar dari permukaan tanah. Metode ini disebut
Entry and Exit. Untuk menggambarkan Entry and Exit bidang longsor yaitu dari
menu utama draw klik slip surface, kemudian pilih Entry and Exit seperti yang
terdapat pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15. Jendela Penggambaran Bidang Longsor
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
46/94
28
3.4.7. Menggambar Beban Merata
Beban merata yang diperoleh dari perhitungan kemudian dimodelkan dalam
program. Langkahnya yaitu dari menu utama draw klik pressure lines, kemudian
masukkan besarnya berat isi beban yang dikehendaki, lalu mulailah menggambar
seperti yang terdapat pada Gambar 3.16. Adapun panjang beban merata
disesuaikan dengan panjang jalan yang direncanakan.
Gambar 3.16. Jendela Penggambaran Beban Merata
3.4.8. Menggambar Perkuatan Geotekstil
Spesifik geotekstil yang digunakan sesuai dengan yang dikeluarkan produsen,
diantaranya kuat tarik yang digunakan. Langkah untk menggambar geotekstil
pada model lereng yaitu pada menu utama draw klik reinforcement loads. Pilih
fabric, lalu ketik spesifikasi geotekstil yang digunakan seperti yang terlihat pada
Gambar 3.17.
Gambar 3.17. Jendela Penggambaran Perkuatan
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
47/94
29
3.4.9. Memeriksa Masukan Data
Setelah data-data yang dibutuhkan untuk proses analisis termodelkan, maka
dilakukan pemeriksaan data. Hal ini bertujuan untuk menghindari adanya
kesalahan dalam proses pemasukan data. Jika dalam tabsheet verify tidak terdapat
kesalahan (0 error ), maka proses solving the problem dapat dilakukan. Langkah
untuk melakukan pemeriksaan data yaitu dari menu utama tools klik verify seperti
yang terlihat pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18. Jendela Verifikasi Data Masukan
3.4.10. Solving The Poblem
Solving the problem bertujuan untuk menghitung angka keamanan pada lereng
berdasarkan data-data yang telah dimasukkan. Langkah untuk solving the problem
yaitu dari menu utama tools klik SOLVE , kemudian klik start untuk memulai
perhitungan. Selama perhitungan SOLVE menampilkan angka keamanan
minimum dan jumlah slip surfaces yang sedang dianalisis seperti yang terdapat
pada Gambar 3.19
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
48/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
49/94
31
3.5. Pembahasan Hasil Penelitian
Pembahasan pada penelitian ini menitikberatkan pada output penelitian yang
berupa hasil analisis stabilitas internal, eksternal, dan kelongsoran lereng.
Gambaran output penelitian dapat dilihat pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4. Gambaran Output Penelitian
VariasiTinjauan
Lereng
Stabilitas Internal Stabilitas EksternalStabilitas Kelongsoran
Lereng
SF Putus
Tulangan
SF Cabut
Tulangan
SF
Geser
SF
Guling
SF Kuat
Dukung
Tanah
SF
Manual
SF
Geoslope
1Lereng 1Lereng 2
Keseluruhan
2
Lereng 1
Lereng 2
Keseluruhan
3
Lereng 1
Lereng 2
Keseluruhan
dst … … … … … … … …
Dari output tersebut maka dapat diperoleh beberapa data, antara lain :
1. Hubungan antara kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal
antar geotekstil dengan angka keamanan (SF).
2. Perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan perhitungan manual
dengan program Geoslope.
3.6. Kesimpulan
Tahap kesimpulan yaitu membuat kesimpulan dari pembahasan yang telah
dilakukan pada penelitian ini.
3.7.
Diagram Alir Penelitian
Tahapan pada penelitian ini digambarkan dalam bentuk diagram alir seperti terlihat
pada Gambar 3.21.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
50/94
32
Gambar 3.21. Diagram Alir Penelitian
SELESAI
PEMBAHASAN
KESIMPULAN
ANALISIS STABILITAS LERENG
DENGAN PERHITUNGAN MANUAL
•
Stabilitas internal
Stabilitas terhadap cabut tulangan Stabilitas terhadap putus tulangan
• Stabilitas eksternal
Stabilitas terhadap geser
Stabilitas terhadap guling
Stabilitas terhadap kuat dukung tanah
• Stabilitas terhadap kelongsoran lereng
ANALISIS STABILITAS LERENGDENGAN PROGRAM GEOSLOPE
•
Stabilitas terhadap kelongsoran lereng
STUDI LITERATUR DAN PEMAHAMANPROGRAM GEOSLOPE
PENGUMPULAN DATA SEKUNDER
PEMODELAN LERENG TANPA PERKUATAN
ANALISIS STABILITAS LERENG
• Analisis dengan perhitungan manual
• Analisis dengan program Geoslope
MULAI
PEMODELAN LERENG DENGAN PERKUATAN
• Trial panjang geotekstil
• Trial jarak vertikal antar geotekstil
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
51/94
33
BAB 4
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisis Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan
Analisis stabilitas lereng tanpa perkuatan lereng dilakukan dengan perhitungan
manual dan program Geoslope. Tinjauan perhitungan yaitu selebar 1 m ⊥ bidang
gambar. Contoh perhitungan yang digunakan pada analisis ini yaitu variasi 1,
dengan menggunakan tiga tinjauan kelongsoran, yaitu lereng 1, lereng 2, dan
lereng secara keseluruhan.
4.1.1. Analisis dengan Perhitungan Manual
Untuk mengetahui bidang longsor kritis masing-masing tinjauan lereng, maka
dilakukan analisis dengan program Geoslope. Metode yang digunakan dalam
melakukan analisis tersebut yaitu Ordinary Slices Method. Bidang longsor kritis
yang telah diperoleh kemudian dibagi menjadi beberapa pias seperti yang terlihatpada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Bidang Longsor Kritis Lereng
10 m
4 m
OO
O
Lereng 1
LerengKeseluruhan
Lereng 2
γ = 21 kN/m3
c = 1,8 kN/m2
= 24o
γ = 19,5 kN/m3
c = 2,9 kN/m2
= 15o
γ = 21 kN/m3
c = 1,8 kN/m2
ϕ = 24o
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
52/94
34
1. Perhitungan pada lereng 1
Langkah-langkah yang dilakukan sebelum menganalisis stabilitas lereng yaitu
:
a.
Menentukan berat irisan tanah (Wi).
Wi = γ x Ai x 1
Contoh pada irisan 1
W1 = 21 x 0,5 x 4,292 x 1,1 x 1 = 49,573 kN
b. Menentukan besarnya sudut dari pusat irisan ke titik berat (θi).
Contoh pada irisan 1, diperoleh θ dari hasil pengukuran langsung sebesar
620.
c.
Menentukan panjang garis longsor tiap irisan (αi)
Contoh pada irisan 1, diperoleh α dari hasil pengukuran langsung sebesar
4,431 m.
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Analisis pada Lereng 1
No. W θ α cα .1 m W sin θ N=Wcosθ cα Ntan ϕ
- (kN) ( (kN/m2) (m) (kN) (kN) (kN) (kN)
1 49,573 62 1,80 4,431 4,224 43,770 23,273 18,338
2 119,358 47 1,80 2,067 1,976 87,293 81,402 39,963
3 153,557 40 1,80 1,636 1,939 98,705 117,632 55,318
4 177,986 34 1,80 1,424 1,645 99,528 147,557 68,260
5 196,373 27 1,80 1,297 1,483 89,152 174,970 80,236
6 181,608 23 1,80 1,266 1,384 70,960 167,171 76,708
7 115,715 17 1,80 1,208 1,322 33,832 110,659 51,443
8 46,235 12 1,80 1,172 1,233 9,613 45,225 22,245
9 5,796 7 2,35 1,164 1,218 0,706 5,753 4,277
10 2,216 3 2,90 1,000 1,219 0,116 2,212 3,493
11 1,050 -1 2,90 1,005 1,015 -0,018 1,050 3,196
Σ - - - - - 533,656 - 423,476
∑
∑ θ
423,476
533,656 0,794
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
53/94
35
2. Perhitungan pada lereng 2
Langkah-langkah yang dilakukan sebelum menganalisis stabilitas lereng yaitu
:
a.
Menentukan berat irisan tanah (Wi).
Wi = γ x Ai x 1
Untuk irisan dengan beban jalan di atasnya, maka berat irisan diperoleh
dengan cara
Wi = (γ x Ai x 1) + ( q x L x 1)
Dimana q merupakan besarnya beban jalan (kN/m2) dan L merupakan
lebar irisan (m).
Contoh pada irisan 1
W1 = (19,5 x 0,5 x 1,273 x 0,5 x 1) + (267, 58 x 0,5 x 1) = 139,996 kN
b. Menentukan besarnya sudut dari pusat irisan ke titik berat (θi).
Contoh pada irisan 1, diperoleh θ dari hasil pengukuran langsung sebesar
690.
c. Menentukan panjang garis longsor tiap irisan (αi)
Contoh pada irisan 1, diperoleh α dari hasil pengukuran langsung sebesar
1,367 m.
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Analisis pada Lereng 2
No. W θ α cα .1 m W sin θ N=Wcosθ cα Ntan ϕ
- (kN) ( (kN/m
2) (m) (kN) (kN) (kN) (kN)
1 139,996 69 2,90 1,367 3,964 130,697 50,170 17,407
2 149,902 57 2,90 0,909 2,636 125,718 81,642 24,5123 23,273 47 2,90 0,974 2,825 17,021 15,872 7,078
4 29,211 37 2,90 0,838 2,430 17,580 23,329 8,681
5 33,462 29 2,90 0,762 2,210 16,223 29,267 10,052
6 32,688 22 2,90 0,607 1,760 12,245 30,308 9,881
7 18,318 16 2,90 0,380 1,102 5,049 17,608 5,820
8 5,852 10 2,35 0,585 1,375 1,016 5,763 3,940
9 1,288 5 1,80 0,669 1,204 0,112 1,283 1,775
10 1,515 -2 1,80 0,667 1,201 -0,053 1,514 1,875
11 0,683 -9 1,80 0,675 1,215 -0,107 0,674 1,515
Σ - - - - - 325,502 - 92,537
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
54/94
36
∑
∑ θ
92,537
325,502 0,284
3. Perhitungan pada lereng secara keseluruhan
Langkah-langkah yang dilakukan sebelum menganalisis stabilitas lereng
secara keseluruhan pada dasarnya sama dengan analisis stabilitas pada lereng
1 dan 2, yaitu :
a. Menentukan berat irisan tanah (Wi).
Wi = γ x Ai x 1
Untuk irisan dengan beban jalan di atasnya, maka berat irisan diperolehdengan cara
Wi = (γ x Ai x 1) + ( q x L x 1)
Dimana q merupakan besarnya beban jalan (kN/m2) dan L merupakan
lebar irisan (m).
Contoh pada irisan 6
W6 = {19,5 x 0,5 x (1,806 + 2,8) x 1,717 x 1} + (267, 58 x 1,717 x 1)
W6 = 536,543 kNb. Menentukan besarnya sudut dari pusat irisan ke titik berat (θi).
Contoh pada irisan 1, diperoleh θ dari hasil pengukuran langsung sebesar
660.
c. Menentukan panjang garis longsor tiap irisan (αi)
Contoh pada irisan 1, diperoleh α dari hasil pengukuran langsung sebesar
4,911 m.
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Analisis pada Lereng secara Keseluruhan
No. W θ α cα .1 m W sin θ N=Wcosθ cα Ntan ϕ
- (kN) ( (kN/m
2) (m) (kN) (kN) (kN) (kN)
1 50,484 78 1,80 4,911 8,840 49,381 10,496 13,513
2 144,121 61 1,80 3,602 6,484 126,051 69,871 37,592
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
55/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
56/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
57/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
58/94
40
b. Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor.
Le = L – tg (450 – ϕ1 /2) (H-Z)
= 10 – tg (450 – 24/2) (10-1)
= 4,155 m
c. Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.
K = tg2 (45
0 – ϕ1 /2) = tg
2 (45
0 – 24/2) = 0,422
d. Menghitung tegangan vertikal.
σv = γ 1z = 21 x 1 = 21 kN/m2
e. Menghitung tegangan horizontal.
σh = K1γ 1z = 0,422 x 21 x 1 = 8,856 kN/m2
f.
Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan.
2σσ
2 0,2867 21 4,1553
8,8563 1 5,651 1,5
g. Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan.
σ
60
8,8563 1 6,775 1,5
Perhitungan stabilitas internal pada lereng 1 ditampilkan pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng 1
No.
Perkuatan1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Kedalaman
(m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ka 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,422 0,505
Le (m) 4,155 4,805 5,454 6,104 6,753 7,402 8,052 8,701 9,351 10
σv (kN/m2) 21 42 63 84 105 126 147 168 189 210
σh (kN/m2) 8,856 17,713 26,569 35,425 44,282 53,138 61,994 70,851 79,707 106,105
SFP 5,651 6,534 7,417 8,299 9,183 10,066 10,949 11,832 12,715 11,350SFR 6,775 3,387 2,258 1,693 1,355 1,129 0,968 0,847 0,753 0,565
2. Analisis pada lereng 2
Pada perkuatan pertama ( z = 1 m)
Langkah-langkah perhitungan stabilitas internal yaitu :
a. Menghitung koefisien gesek antara tanah dengan perkuatan.
= tg (2ϕ2 /3) = tg (2 x 150
/3) = 0,176
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
59/94
41
b. Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor.
Le = L – tg (450 – ϕ2 /2) (H-Z)
= 10 – tg (450 – 15
0 /2) (4-1) = 7,698 m
c.
Menghitung koefisien tekanan tanah akibat perkuatan
K = tg2 (45
0 – ϕ2 /2) = tg
2 (45
0 – 15
0 /2) = 0,589
d. Menghitung tegangan vertikal.
σv = γ 2z + q = 19,5 x 1 + 267,58 = 287,08 kN/m2
e. Menghitung tegangan horizontal.
σh = Kaσv = 0,589 x 287,08 = 169,03 kN/m2
f. Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan.
2σσ
2 0,176 287,08 7,698169,09 1
4,611 1,5
g. Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan.
σ
60
169,09 1 0,355 1,5
Perhitungan stabilitas internal pada lereng 2 ditampilkan pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng 2
No. Perkuatan 1 2 3 4
Kedalaman (m) 1 2 3 4
Ka 0,589 0,589 0,589 0,505
Le (m) 7,598 8,465 9,233 10
σv (kN/m2) 287,08 306,58 326,08 345,58
σh (kN/m2) 169,03 180,576 192,061 174,518
SFP 4,611 5,070 5,529 6,980
SFR 0,355 0,332 0,313 0,344
4.2.2. Stabilitas Eksternal
Langkah-langkah yang harus dilakukan sebelum menghitung stabilitas eksternal
yaitu :
1. Menghitung koefisien tekanan tanah aktif.
Ka1 = tg2 (45
0 – ϕ1 /2) = tg
2 (45
0 – 24
0 /2) = 0,422
Ka2 = tg2 (45
0 – ϕ2 /2) = tg
2 (45
0 – 15
0 /2) = 0,589
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
60/94
42
2. Menghitung tegangan tanah yang bekerja.
Diagram tegangan pada masing-masing lapisan tanah ditampilkan pada
Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Tegangan yang Bekerja pada Lapisan Tanah
z = 0, σ0 = 0
z = 10, σ1 = γ 1Ka1H1 = 21 x 0,422 x 10 = 88, 563 kN/m2
σ2 = γ 1Ka2H1 – 2c1H1
= 21 x 0,5889 x 10 – 2 x 1,8 x 10 x 0,589
= 120,884 kN/m2
z = 14, σ3 = σ2 + γ 2Ka2H2
= 120,884 + 19,5 x 0,589 x 4
= 166,809 kN/m2
3. Menghitung tekanan tanah aktif yang bekerja.
Pa1 = 0,5σ1H1 = 0,5 x 88,557 x 10 x 1 = 442,817 kN
Pa2 = σ2H2 = 120,884 x 4 x 1 = 483,535 kN
Pa3 = 0,5(σ3 – σ2) H2 = 0,5 x (166,809 – 120,884) x 4 x 1 = 91,851 kN
4. Menghitung tekanan tanah akibat beban merata.
σ 2
2
10 m
4 m
Lapisan 1
Lapisan 2
σ
σ
σ
σ
θ
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
61/94
43
q
αβ
1 m
1 m
1 m
1 m
β/2
3,5 m
4
σ1
σ2
σ3
σ4Pax
Β
θ
θ
Keterangan :
α dan β adalah sudut dalam radian yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5. Tekanan Tanah Aktif Akibat Beban Merata
Contoh perhitungan pada z = 1 m
Berdasarkan Gambar 4.5. diperoleh α1 sebesar 740 dan β1 sebesar 10
0, maka :
σ 2
2
2 267,58
19 19 c 2 63
= 3212,487 kN/m2
Sehingga besarnya tekanan aktif (Pax1) dapat diperoleh dengan cara
Pax1 = 0,5 x σ x h x 1 = 0,5 x 3212,487 x 1 x 1 = 1606,243 kN;
= 4 – 0,5 x 1 = 3,5 m
Perhitungan selanjutnya ditampilkan pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6. Rekapitulasi Perhitungan Tekanan Akibat Beban Merata
No.σi
(kN/m2)
Paxi(kN)
i(m)
Paxi.i(kNm)
1 3212,487 1606,243 3,5 5621,851
2 5249,909 4231,198 2,5 10577,995
3 6206,842 5728,376 1,5 8592,564
4 6211,916 6209,379 0,5 3104,689
Σ - 12175,196 - 27897,099
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
62/94
44
Jadi, resultan tekanan akibat beban merata dapat diperoleh dengan :
∑
12175,1964
3043,799
Titik tangkap tekanan dapat diperoleh dengan cara
. θ ∑ .
∑ cθ
27897,09912175,196
c 20 2,153
5. Menghitung tekanan tanan arah horizontal.
Berdasarkan Gambar 4.4., besarnya θ diperoleh dengan :
θ1 = arc tan 3,6/10 = 200
θ2 = arc tan 1,5/4 = 200
Maka, tekanan tanah arah horizontal diperoleh dengan :
Pah = Pa cos θ
Pah1 = 442,817 x cos 200 = 416,116 kN
Pah2 = 483,535 x cos 200 = 454,374 kN
Pah3 = 91,851 x cos 200 = 86,312 kN
Paxh = 3043,799 x cos 200 = 2860,236 kN
6. Menghitung tekanan tanan arah vertikal.
Tekanan tanah arah horizontal diperoleh dengan :
Pav = Pa sin θ
Pav1 = 442,817 x sin 200 = -151,452 kN (↑)
Pav2 = 483,535 x sin 200 = -165,379 kN (↑)
Pav3 = 91,851 x sin 200 = -31,450 kN (↑)
Paxv = 3043,799 x sin 200 = -1041,041 kN (↑)
7. Menghitung berat akibat perkuatan.
W1 = 0,5L12γ 1tgβ1, untuk L1 < H1
= 0,5 x 102 x 21 x tg 70
0 x 1 = 2884,851 kN
W2 = {LH-H2 /(2tgβ2)}γ 2, untuk L2 < H2
Karena pada lereng 2 terdapat beban merata q sepanjang L meter, maka
W2 = {LH-H2 /(2tgβ2)}γ 2 + qL
={(10 x 4)-(42 /(2 x tg 70
0)) x 19,5 x 1 + (257,68 x 6)
= 2328,701 kN
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
63/94
45
8. Menghitung momen terhadap titik A dan B
Perhitungan momen ditampilkan pada Tabel 4.7. dan Tabel 4.8.
Tabel 4.7. Rekapitulasi Perhitungan Momen Aktif
No.
Gaya
Horizontal
(kN)
Jarak
dari A
(m)
Jarak dari B
(m)
Momen ke A
(kNm)
Momen ke B
(kNm)
1 Pah1 = 416,112 1/3 x 10 4 + (10/3) 1387,039 3051,485
2 Pah2 = 454,374 - 1/2 x 4 - 908,748
3 Pah3 = 86,312 - 1/3 x 4 - 115,083
4 Paxh = 2860,236 - 2,153 - 6158,087
Σ 3817,033 - - 1387,039 10233,403
Tabel 4.8. Rekapitulasi Perhitungan Momen Pasif
N
o.
Gaya Vertikal
(kN)
Jarak dari A
(m)
Jarak dari B
(m)
Momen ke A
(kNm)
Momen ke B
(kNm)
1 Pav1 = -151,452 10 + (1/3.3,6) 21,5+(1/3.3,6) -1696,265 -3437,966
2 Pav2 = -165,379 - 20+(0,5.5,1) - -3729,287
3 Pav3 = -31,450 - 20+(1/3.5,1) - -681,706
4 Paxv = -1041,041 - 1/3 .1,5 - -520,520
5 W1 = 2884,851 6,8 11,5 + 6,8 19616,989 52792,779
6 W2 = 2328,701 - 1,5 + (0,5. 8,5) - 13390,029
Σ 3824,266 - - 17920,724 57813,328
4.2.2.1. Analisis pada Lereng 1
1. Stabilitas terhadap penggeseran
∑
W ϕ
Pa
2884,851 151,452 24
416,112
2,925 1,5
2. Stabilitas terhadap penggulingan
∑ ∑
17920,7241387,039
12,920 1,5
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
64/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
65/94
47
Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap penggeseran
sebesar 0,283 (SF ≤ 1,5), maka lereng tersebut tidak aman terhadap bahaya
penggeseran.
2.
Stabilitas terhadap penggulingan
∑ ∑
57813,3210233,403
5,649 1,5
3. Stabilitas terhadap kuat dukung tanah
Langkah-langkah perhitungannya adalah :
a.
Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah.
ϕ2 = 240, maka menurut Terzaghi (1943) diperoleh :
Nc = 23,36
Nq = 11,4
Nγ = 7,08
b. Menghitung tegangan ultimate.
σult = c3 . Nc + qult. Nq + 0,5 . γ .B.Nγ
= c3 . Nc + Σγ .H. Nq + 0,5 . γ3 . B.Nγ
= (1,8 x 23,3) + {[(21 x 1,5 x 1) + (19,5 x 1,5 x 1)] x 11,4} +
(0,5 x 21 x 10 x 1 x 7,08)
= 1477,89 kN/m
c. Menghitung tegangan terjadi akibat konstruksi di atas tanah pondasi.
σtjd = Σγ .H + q
= (21 x 10 x 1) + (19,5 x 4 x 1) + 267,58
= 555,580 kN/m
d. Menghitung angka keamanan terhadap kuat dukung tanah.
1477,89555,580
2,66 1,5
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
66/94
48
4.2.3. Stabilitas terhadap Kelongsoran Lereng
Angka keamanan lereng dengan perkuatan diperoleh dengan menambahkan hasil
analisis stabilitas lereng tanpa perkuatan dengan tahanan momen oleh perkuatan.
Gambar 4.6. menunjukkan bidang longsor lereng yang telah diperkuat dengan
geotekstil. Tinjauan analisis dilakukan terhadap lereng 1, lereng 2, dan lereng
secara keseluruhan.
Gambar 4.6. Bidang Longsor Lereng dengan Perkuatan
4.2.3.1. Analisis dengan Perhitungan Manual
1.
Perhitungan pada lereng 1
Angka keamanan lereng tanpa perkuatan dari perhitungan sebelumnya (SFU)
sebesar 0,794.
Jari-jari lingkaran longsor (R) = 11,84 m
Kuat tarik geotesktil (Ta) = 60 kN/m
Jarak perkuatan ke pusat lingkaran longsor (y) = 4,5 m (pada perkuatan 1)
Perhitungan ditampilkan pada Tabel 4.9.
10 m
4 m
OO
O
Lereng 1
LerengKeseluruhan
Lereng 2
R2 = 5,36 m
R1 = 11,84 m
R3 = 14,25 m
y1= 4,5 m
y1= 14,5 m
y1= 2,35 m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
3
4
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
67/94
49
Tabel 4.9. Perhitungan Tahanan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada
Lereng 1
No.Ti
(kN)
yi
(m)
Ti.yi
(kNm)1 60 4,5 270
2 60 5,5 330
3 60 6,5 390
4 60 7,5 4505 60 8,5 5106 60 9,5 5707 60 10,5 6308 60 11,5 6909 60 12,5 75010 60 13,5 810
Σ - - 5400
∑ .
∑ θ
0,794 5400
533,656 11,84
1,648
2. Perhitungan pada lereng 2
Angka keamanan lereng tanpa perkuatan dari perhitungan sebelumnya (SFU)
sebesar 0,284.
Jari-jari lingkaran longsor (R) = 5,36 m
Jarak perkuatan ke pusat lingkaran longsor (y) = 2,35 (pada perkuatan 1)
Kuat tarik geotesktil yang diperlukan (T) = 60 kN/m
Perhitungan ditampilkan pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10. Perhitungan Tahanan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada
Lereng 2
No.Ti
(kN)yi
(m)Ti.yi
(kNm)
1 60 2,35 141
2 60 3,35 201
3 60 4,35 261
4 60 5,35 321
Σ - - 924
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
68/94
50
∑ .
∑ θ
0,284 924
325,502 5,36 0,813
3. Perhitungan pada lereng secara keseluruhan
Angka keamanan lereng tanpa perkuatan dari perhitungan sebelumnya (SFU)
sebesar 0,842.
Jari-jari lingkaran longsor (R) = 14,25 m
Kuat tarik geotesktil (Ta) = 60 kN/m
Jarak perkuatan ke pusat lingkaran longsor (y) = 4,5 (pada perkuatan 1)
Perhitungan ditampilkan pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11. Perhitungan Tahanan Momen oleh Perkuatan Geotekstil pada
Lereng secara Keseluruhan
No.Ti
(kN)
yi
(m)
Ti.yi
(kNm)
1 60 4,5 270
2 60 5,5 330
3 60 6,5 390
4 60 7,5 4505 60 8,5 5106 60 9,5 5707 60 10,5 6308 60 11,5 6909 60 12,5 75010 60 13,5 81011 60 14,5 870
12 60 15,5 930
13 60 16,5 990
14 60 17,5 1050
Σ - - 9240
∑ .
∑ θ
0,842 9240
811,915 14,25
1,627
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
69/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
70/94
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
71/94
53
Tabel 4.12. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng (Lanjutan)
VariasiTinjauan
Lereng
Stabilitas Internal Stabilitas EksternalStabilitas
Kelongsoran Lereng
SFp SFrSF
Geser
SF
Guling
SF
Kuat Dukung
Tanah
SF
Manual
SF
Program
Geoslope
3
Lereng 1 0,565 5,675 1,381 3,795 1,551 1,249 1,090
Lereng 2 0,344 3,490 0,143 1,940 2,66 0,814 0,826
Keseluruhan - - - 1,390 1,314
4
Lereng 1 0,377 3,783 1,381 3,795 1,551 1,150 1,001
Lereng 2 0,229 2,327 0,143 1,940 2,66 0,733 0,727
Keseluruhan - - - - - 1,276 1,167
5
Lereng 1 1,131 18,161 1,813 6,716 1,551 2,455 2,549
Lereng 2 0,687 11,167 0,263 3,380 2,66 1,275 1,302
Keseluruhan - - - - - 2,075 1,948
6
Lereng 1 0,565 9,080 1,813 6,716 1,551 1,648 1,682
Lereng 2 0,344 5,584 0,263 3,380 2,66 0,814 0,826
Keseluruhan - - - - - 1,474 1,394
7Lereng 1 0,377 6,054 1,813 6,716 1,551 1,425 1,406Lereng 2 0,229 3,722 0,263 3,380 2,66 0,733 0,727
Keseluruhan - - - - - 1,362 1,204
8
Lereng 1 1,131 22,701 2,925 12,920 1,551 2,455 2,549
Lereng 2 0,687 13,959 0,395 5,649 2,66 1,275 1,302
Keseluruhan - - - - - 2,376 2,154
9
Lereng 1 0,565 11,350 2,925 12,920 1,551 1,648 1,682
Lereng 2 0,344 6,980 0,395 5,649 2,66 0,814 0,824
Keseluruhan - - - - - 1,627 1,488
10
Lereng 1 0,377 7,567 2,925 12,920 1,551 1,425 1,406
Lereng 2 0,229 4,653 0,395 5,649 2,66 0,733 0,745
Keseluruhan - - - - - 1,441 1,281
11
Lereng 1 - - - - - 0,794 0,790
Lereng 2 - - - - - 0,252 0,252
Keseluruhan - - - - - 0,692 0,694
12
Lereng 1 1,131 11,350 0,610 1,559 1,551 1,591 1,350
Lereng 2 0,687 6,980 0,210 1,631 2,66 1,071 1,095
Keseluruhan - - - 1,675 1,842
13
Lereng 1 0,565 5,675 0,610 1,559 1,551 1,249 1,090
Lereng 2 0,344 3,490 0,210 1,631 2,66 0,690 0,718
Keseluruhan - - - - - 1,196 1,279
14
Lereng 1 0,377 3,783 0,610 1,559 1,551 1,110 1,001
Lereng 2 0,229 2,327 0,210 1,631 2,66 0,623 0,602
Keseluruhan - - - 1,090 1,122
15
Lereng 1 1,131 18,161 1,813 6,716 1,551 2,455 2,549
Lereng 2 0,687 11,167 0,325 2,847 2,66 1,071 1,095
Keseluruhan - - - - - 1,900 2,005
16Lereng 1 0,565 9,080 1,813 6,716 1,551 1,648 1,682Lereng 2 0,344 5,584 0,325 2,847 2,66 0,690 0,718
Keseluruhan - - - - - 1,346 1,317
17
Lereng 1 0,377 6,054 1,813 6,716 1,551 1,425 1,406
Lereng 2 0,229 3,722 0,325 2,847 2,66 0,623 0,602
Keseluruhan - - - - - 1,170 1,187
18
Lereng 1 1,131 22,701 2,925 12,920 1,551 2,455 2,549
Lereng 2 0,687 13,959 0,451 4,803 2,66 1,071 1,095
Keseluruhan - - - - - 2,104 2,185
19
Lereng 1 0,565 11,350 2,925 12,920 1,551 1,648 1,682
Lereng 2 0,344 6,980 0,451 4,803 2,66 0,690 0,718
Keseluruhan - - - - - 2,66 1,469
20
Lereng 1 0,377 7,567 2,925 12,920 1,551 1,425 1,406
Lereng 2 0,229 4,653 0,451 4,803 2,66 0,623 0,602Keseluruhan - - 1,243 1,248
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
72/94
54
Tabel 4.12. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng (Lanjutan)
VariasiTinjauan
Lereng
Stabilitas Internal Stabilitas EksternalStabilitas
Kelongsoran Lereng
SFp SFrSF
Geser
SF
Guling
SF
Kuat Dukung
Tanah
SF
Manual
SF
Program
Geoslope
21
Lereng 1 - - - - - 0,333 0,333
Lereng 2 - - - - - 0,284 0,290
Keseluruhan - - - - - 0,783 0,764
22
Lereng 1 1,131 11,350 1,056 1,778 1,551 1,315 1,306
Lereng 2 0,687 6,980 0,127 1,703 2,66 1,275 1,294
Keseluruhan - - - - - 1,221 1,303
23
Lereng 1 0,565 5,675 1,056 1,778 1,551 0,959 0,950
Lereng 2 0,344 3,490 0,127 1,703 2,66 0,814 0,824
Keseluruhan - - - - - 1,008 1,047
24
Lereng 1 0,377 3,783 1,056 1,778 1,551 0,855 0,790
Lereng 2 0,229 2,327 0,127 1,703 2,66 0,733 0,727
Keseluruhan - - - - - 0,956 0,960
25Lereng 1 1,131 18,161 1,689 4,553 1,551 1,993 2,097Lereng 2 0,687 11,167 0,271 3,415 2,66 1,275 1,294
Keseluruhan - - - - - 1,418 1,554
26
Lereng 1 0,565 9,080 1,689 4,553 1,551 1,187 1,267
Lereng 2 0,344 5,584 0,271 3,415 2,66 0,814 0,824
Keseluruhan - - - - - 1,085 1,168
27
Lereng 1 0,377 6,054 1,689 4,553 1,551 0,964 0,995
Lereng 2 0,229 3,722 0,271 3,415 2,66 0,733 0,727
Keseluruhan - - - - - 1,022 1,061
28
Lereng 1 1,131 22,701 2,111 7,114 1,551 1,993 2,097
Lereng 2 0,687 13,959 0,330 4,852 2,66 1,275 1,294
Keseluruhan - - - 1,548 1,672
29
Lereng 1 0,565 11,350 2,111 7,114 1,551 1,187 1,267
Lereng 2 0,344 6,980 0,330 4,852 2,66 0,814 0,824
Keseluruhan - - - - - 1,175 1,237
30
Lereng 1 0,377 7,567 2,111 7,114 1,551 0,964 0,995
Lereng 2 0,229 4,653 0,330 4,852 2,66 0,733 0,727
Keseluruhan - - - - - 1,070 1,105
31
Lereng 1 - - - - - 0,333 0,333
Lereng 2 - - - - - 0,252 0,247
Keseluruhan - - - - - 0,672 0,651
32
Lereng 1 1,131 11,350 1,056 1,778 1,551 1,315 1,306
Lereng 2 0,687 6,980 0,203 1,479 2,66 1,071 1,122
Keseluruhan - - - - - 1,242 1,247
33
Lereng 1 0,565 5,675 1,056 1,778 1,551 0,959 0,950
Lereng 2 0,344 3,490 0,203 1,479 2,66 0,690 0,730
Keseluruhan 0,000 0,000 - - - 0,993 0,981
34 Lereng 1 0,377 3,783 1,056 1,778 1,551 0,855 0,790Lereng 2 0,229 2,327 0,203 1,479 2,66 0,623 0,610
Keseluruhan - - - - - 0,914 0,896
35
Lereng 1 1,131 18,161 1,689 4,553 1,551 1,993 2,097
Lereng 2 0,687 11,167 0,347 2,979 2,66 1,071 1,122
Keseluruhan - - - - - 1,467 1,584
36
Lereng 1 0,565 9,080 1,689 4,553 1,551 1,187 1,267
Lereng 2 0,344 5,584 0,347 2,979 2,66 0,690 0,730
Keseluruhan - - - - - 1,078 1,133
37
Lereng 1 0,377 6,054 1,689 4,553 1,551 0,964 0,995
Lereng 2 0,229 3,722 0,347 2,979 2,66 0,623 0,610
Keseluruhan - - - - - 1,007 0,999
38
Lereng 1 1,131 22,701 2,111 7,114 1,551 1,993 2,097
Lereng 2 0,687 13,959 0,406 3,988 2,66 1,071 1,122
Keseluruhan - - - - - 1,615 1,703
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
73/94
55
Tabel 4.12. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng (Lanjutan)
VariasiTinjauan
Lereng
Stabilitas Internal Stabilitas EksternalStabilitas
Kelongsoran Lereng
SFp SFrSF
Geser
SF
Guling
SF
Kuat Dukung
Tanah
SF
Manual
SF
Program
Geoslope
39
Lereng 1 0,565 11,350 2,111 7,114 1,551 1,187 1,267
Lereng 2 0,344 6,980 0,406 3,988 2,66 0,690 0,730
Keseluruhan - - - - - 1,178 1,190
40
Lereng 1 0,377 7,567 2,111 7,114 1,551 0,964 0,995
Lereng 2 0,229 4,653 0,406 3,988 2,66 0,623 0,610
Keseluruhan - - - - - 1,058 1,026
Berdasarkan pada Tabel 4.12., untuk variasi 1, variasi 11, variasi 21, dan variasi
31 tidak ditampilkan hasil analisis stabilitas internal dan eksternal. Variasi
tersebut merupakan pemodelan lereng tanpa perkuatan (lihat Tabel 3.3. pada BAB3) sehingga analisis dilakukan hanya pada stabilitas terhadap kelongsoran lereng.
Pada kondisi lereng dengan perkuatan geotekstil (selain variasi 1, 11, 21, dan 31),
hasil analisis stabilitas internal yang disajikan pada Tabel 4.12. tersebut hanya
untuk perkuatan pada dasar masing-masing lereng, sedangkan untuk hasil
analisis setiap perkuatan dapat dilihat pada lampiran. Selain itu dari tabel tersebut
dapat diketahui bahwa analisis dengan program Geoslope hanya untuk mencari
besarnya angka keamanan terhadap kelongsoran lereng. Untuk analisis stabilitas
internal dan eksternal hanya dilakukan dengan perhitungan manual.
4.3.
Pembahasan
Pembahasan pada penelitian ini menitikberatkan pada hubungan antara masing-
masing parameter, yaitu kemiringan lereng, panjang geotekstil, dan jarak vertikal
antar geotekstil (Sv) dengan angka keamanan (SF) lereng yang merupakan hasil
dari hasil analisis stabilitas lereng sebelumnya. Hasil analisis tersebut kemudian
digambarkan dalam bentuk grafik.
-
8/16/2019 USWATUN CHASANAH -(I0108153)
74/94
56
4.3.1. Hubungan Kemiringan Lereng, Panjang Geotekstil, dan Jarak
Vertikal antar Geotekstil dengan Stabilitas Internal
Analisis stabilitas internal terdiri dari analisis terhadap putus dan cabut tulangan.
Analisis dilakukan pada lereng 1 dan 2, sedangkan analisis pada lereng
keseluruhan tidak dilakukan karena kedua lereng tersebut tidak dapat dianggap
sebagai kesatuan konstruksi perkuatan. Berdasarkan Tabel 4.12., nilai SF terhadap
putus tulangan (SFr) tidak dipengaruhi oleh kemiringan lereng dan panjang
geotekstil, melainkan Sv. Hubungan antara Sv dengan nilai SFr dapat dilihat pada
Gambar 4.8.
Gambar 4.8. Hubungan antara Jarak Vertikal antar Geotekstil (Sv) dengan Nilai
SFr
Gambar 4.8. menunjukkan bahwa semakin besar Sv, maka nilai SFr semakin
kecil. Hal ini dikarenakan nilai SFr merupakan perbandingan antara kuat tarik
geotekstil (Ta) dengan besarnya gaya horizontal yang harus ditahan (Ph). Jika