ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN …...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user vii ABSTRACT Vitriana Kumalasari, 2012. Slope Stability Analysis with Soil Nailing Reinforcement

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PERKUATAN SOIL

NAILING MENGGUNAKAN PROGRAM GEOSLOPE

Stability Analysis with Soil Nailing Reinforcement Using Geoslope Computer Program

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

VITRIANA KUMALASARI I 0108156

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user

aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa


commit to user

vi

ABSTRAK

Vitriana Kumalasari, 2012. Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Soil Nailing Menggunakan Program Geoslope, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Analisis stabilitas lereng dilakukan untuk mengecek keamanan dari suatu lereng. Usaha peningkatan stabilitas lereng ada beberapa cara, salah satu diantaranya adalah perkuatan lereng dengan soil nailing. Soil nailing adalah metode perbaikan tanah asli (in-situ) dengan cara melakukan pemakuan batang-batang seperti cerucuk, baja, bambu, dan mini pile. Penelitian ini bersifat teoritis yang dimodelkan dengan bantuan program geoslope, dan tidak dilakukan permodelan fisik di laboratorium.

Hasil analisis menggunakan program geoslope kemudian dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop pada lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan. Dilakukan analisis stabilitas eksternal terhadap penggeseran dan kegagalan daya dukung tanah. Analisis stabilitas internal juga dilakukan terhadap putus tulangan dan cabut tulangan. Variasi dalam penelitian ini yaitu kemiringan lereng (450, 600 dan 900), pemasangan sudut nail (100, 200 dan 300), dan jarak antar nail (1m, 1.5m dan 2m).

Dari hasil penelitian diperoleh bahwa semakin curam lereng, maka nilai SF semakin kecil. Bertambahnya kemiringan lereng dari 450 ke 600 dan dari 600 ke 900 menyebabkan pengurangan angka keamanan yaitu 7% dan 47% pada perhitungan manual dan 6% dan 46% dengan menggunakan program geoslope. Bertambahnya jarak antar nail (ΔH) = 0,5m menyebabkan penurunan angka keamanan yaitu 16% dan 30% dengan perhitungan manual dan dengan menggunakan program geoslope. Kasus yang sama juga ditemukan pada kemiringan nail, dimana setiap bertambahnya sudut pemasangan nail (i)=100 menyebabkan penurunan angka keamanan yaitu dengan perhitungan manual +14%, dengan program geoslope +16%. Didapatkan pula perbandingan nilai SF analisis stabilitas terhadap kelongsoran lereng menggunakan program geoslope dan manual dengan metode baji (wedge) yaitu 50%.

Kata kunci : analisis stabilitas lereng, soil nailing, kemiringan lereng, sudut nail, jarak antar nail, geoslope, metode baji(wedge)


commit to user

vii

ABSTRACT

Vitriana Kumalasari, 2012. Slope Stability Analysis with Soil Nailing Reinforcement Using Geoslope Computer Program, Thesis, Civil Engineering Faculty, Sebelas Maret University of Surakarta.

Slope stability analysis is performed to check the safety of a slope. There are several ways In efforts to increase the stability of the slope, one of them is reinforcement of slopes with soil nailing. Soil nailing is an original method of soil improvement (in-situ) by doing such nailing cerucuk, steel, bamboo, and minipile. This research is theoretical work by modelling the slope using geoslope computer program, without physical in modelling laboratory.

The results of slope stability analysis by geoslope computer program then is compared with the manual calculation using Bishop method for the slope without reinforcement and using the wedge method for the slope with reinforcement. Manual calculation of external stability also performed for the sliding stability failure and soil bearing capacity failure. Internal stability analysis is also conducted to the nail tensile failure and nail pull-out failure. The variations of parameters in this research are slope inclination (450, 600 and 900), the nail inclination (100, 200

and 300), and the nail space (1m, 1.5m and 2m).

From the results it is obtained that the steeper slope, the smaller the value of SF. By increasing the slope from 450 to 600 and from 600 to 900 coused the decreasing of safety factor of 7% and 47% by manual calculation and of 6% and 46% by computer program respectively. The increasing nail space (ΔH) of 0,5m caused the decreasing factor of safety of 16% and 30% by manual calculation and by computer program. The same case occurred in the nail inclination where the increase of 100 of the nail inclination decreased the slope stability of 140 by manual calculation and 16% by geoslope computer program. It was also also found that there was a dicrepancy up to 50% of slope safety factor after comparing the manual calculation to geoslope computer program.

Keyword : Slope stability analysis, soil nailing, nail inclination, nail space, geoslope, wedge method


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

MOTTO ...................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ....................................................................................... v

ABSTRAK .................................................................................................. vi

ABSTRACT .................................................................................................. vii

KATA PENGANTAR ................................................................................... viii

DAFTAR ISI .............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xvi

BAB 1. PENDAHULUAN ...................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ...................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ............ ............................................................ 2

1.4. Tujuan Penelitian ....................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................... 3

BAB 2. LANDASAN TEORI ................................................................. 4

2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................... 4

2.2. Dasar Teori .................................................................................. 5

2.2.1. Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan ................................. 5

2.2.2. Struktur Perkerasan Beton Semen .................................. 7

2.2.3. Pembebanan pada Lereng ............................................... 8

2.2.4. Perancangan elemen dasar sinding soil nailing ............. 9

2.2.5. Tahapan Konstruksi ....................................................... 13

2.2.6. Kelebihan dan Kekurangan Soil Nailing ........................ 18

2.2.7. Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Soil Nailing

....................................................................................... 19


commit to user

x

2.2.8. Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope .................. 28

BAB 3. METODE PENELITIAN ......................................................... 30

3.1. Pemodelan Lereng............................... ........................................ 30

3.1.1. Data Parameter Tanah dan Spesifikasi Soil Nailing ....... 30

3.1.2. Perencanaan Struktur Jalan Raya .................................... 32

3.1.3. Variasi Permodelan ......................................................... 35

3.2. Analisis dengan Perhitungan Manual............................... ........... 36

3.3. Analisis dengan Program Geoslope............................... ............. 36

3.3.1. Pengaturan Awal ............................................................. 36

3.3.2. Membuat Sketsa Gambar ................................................ 37

3.3.3. Analysis Settings .............................................................. 38

3.3.4. Mendefinisikan Parameter Tanah .................................... 40

3.3.5. Menentukan Parameter Tiap Lapisan Tanah ................... 40

3.3.6. Menggambar Entry and Exit Bidang Longsor ................ 41

3.3.7. Menggambar Beban Merata ............................................ 42

3.3.8. Menggambar Perkuatan Soil Nailing .............................. 43

3.3.9. Memeriksa Masukan Data ............................................... 43

3.3.10. Solving The Poblem ......................................................... 44

3.3.11. Menampilkan Hasil Analisis ........................................... 45

3.3.12. Menyimpan Data ............................................................. 45

3.4. Pembahasan Hasil Penelitian............................... ........................ 46

3.5. Kesimpulan............................... ................................................... 46

3.6. Diagram Alir Penelitian............................... ................................ 47

BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................... 48

4.1. Analisis Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan ................................ 48

4.1.1. Analisis pada Lereng Atas ............................................... 48

4.1.2. Analisis pada Lereng Bawah ........................................... 50

4.2. Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan ............................. 52

4.2.1. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Keruntuhan Global

Lereng .............................................................................. 52

4.2.1.1. Analisis pada Lereng Atas. ............................... 53


commit to user

xi

4.2.1.2. Analisis pada Lereng Bawah. ........................... 57

4.2.2. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Penggeseran .......... 61

4.2.2.1. Analisis pada Lereng Atas. ................................ 62

4.2.2.2. Analisis pada Lereng Bawah. ............................ 62

4.2.3. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Kegagalan Daya

Dukung Tanah ................................................................. 64

4.2.3.1. Analisis pada Lereng Atas. ................................ 64

4.2.3.2. Analisis pada Lereng Bawah ............................. 64

4.2.4. Analisis Stabilitas Internal Terhadap Putus Tulangan dan

Cabut Tulangan ................................................................. 65

4.2.4.1. Analisis pada Lereng Atas. .................................. 65

4.2.4.2. Analisis pada Lereng Bawah ................................ 66

4.3. Hasil Perhitungan ....................................................................... 67

4.4. Pembahasan ................................................................................. 71

4.4.1. Hubungan Kemiringan Lereng dengan Angka Keamanan

(SF) ................................................................................. 71

4.4.2. Hubungan Jarak Vertikal Antar Nail dan Kemiringan

Nail dengan Angka keamanan (SF)…………………… 72

4.4.3. Hubungan Jarak Vertikal Antar Nail dengan Stabilitas

Internal ............................................................................. 76

4.4.4. Perbandingan Hasil Analisis Stabilitas Lereng dari

Perhitungan Manual dengan Program Geoslope ............ 80

4.4.5. Permasalahan pada Penggunaan Soil Nailing ................. 81

4.4.5.1. Perhitungan Stabilitas Lereng Keseluruhan (Global)

....................................................................................... 81

4.4.5.2. Efisiensi Penggunaan Nail ................................. 83

4.4.5.3. Penentuan Sudut Bidang Longsor Pada Perhitungan

Manual ................................................................ 84

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 85

5.1. Kesimpulan .................................................................................. 85

5.2. Saran............................... ............................................................. 85


commit to user

xii

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 87

LAMPIRAN ................................................................................................ 89


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kegiatan transportasi merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan

manusia. Transportasi berperan penting dalam kehidupan manusia antara lain dalam aspek

-aspek sosial, politik, ekonomi, dan keamanan. Sebagai pemenuhan kebutuhan manusia

akan sarana dan prasarana transportasi yang tinggi maka banyak dilakukan proyek

pembangunan jalan raya. Terkadang ditemui rute jalan yang melalui daerah perbukitan

dan berlereng dengan kondisi tanah yang kurang baik. Lereng-lereng tersebut harus

mampu menahan beban yang besar akibat pembangunan jalan raya, kondisi ini dapat

memicu berkurangnya tingkat keamanan lereng yang berdampak pada kelongsoran. Hal

ini perlu diantisipasi untuk mencegah dari kemungkinan terburuk yang disebabkan oleh

bahaya longsor yang dapat menelan banyak korban jiwa dan kerugian ekonomi.

Untuk mencegah bencana tanah longsor perlu dilakukan adanya upaya perkuatan pada

lereng. Pada saat ini telah banyak alternatif perkuatan lereng, salah satu diantaranya yaitu

dengan soil nailing. Soil nailing adalah merupakan metode perbaikan tanah asli (in-situ)

dengan cara melakukan pemakuan batang-batang seperti cerucuk, baja, bambu, dan mini

pile. Soil nailing dapat digunakan untuk banyak jenis tanah, dan kondisi. Pengalaman dari

berbagai proyek menunjukkan beberapa kondisi tanah yang menguntungkan, akan

membuat metode soil nailing menjadi lebih efektif dari segi biaya dibandingkan dengan

teknik lain (Lazarte, 2003).

Dalam penelitian ini akan membahas pengaruh penggunaan soil nailing pada lereng yang

di variasikan dengan kemiringan lereng, sudut nail dan jarak nail, terhadap nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng. Pengamatan ini dianalisis menggunakan program geoslope

dan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop pada lereng

tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.


commit to user

2

1.2. Rumusan Masalah

Dari uraian di atas maka diambil rumusan masalah :

1) Seberapa besar pengaruh kemiringan lereng terhadap besarnya nilai faktor keamanan

(SF) pada lereng?

2) Seberapa besar pengaruh jarak antar nail terhadap besarnya nilai faktor keamanan (SF)

pada lereng?

3) Seberapa besar pengaruh sudut kemiringan nail terhadap besarnya nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng?

4) Seberapa besar perbandingan hasil analisis stabilitas lereng dengan menggunakan

program geoslope dan secara manual?

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak terlalu meluas

maka perlu pembatasan masalah. Batasan-batasan masalah yang diambil dalam penelitian

ini adalah sebagai berikut :

1) Data tanah yang digunakan adalah data tanah di Desa Bantas, Kecamatan Selemadeg

Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali dengan 3 lapisan tanah.

2) Lereng terdiri dari dua tingkat, dengan ketinggian yang berbeda.

3) Model material tanah yang digunakan adalah Mohr-Coulumb.

4) Model berupa lereng miring dengan perkuatan soil nailing dengan dimensi nail

disesuaikan dengan kebutuhan di lapangan.

5) Analisis stabilitas lereng menggunakan bantuan program geoslope dan perhitungan

manual. Perhitungan manual menggunakan metode bishop pada lereng tanpa

perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

6) Longsor lereng diamati dengan menggunakan permodelan dua dimensi.

7) Muka air tanah tidak ikut diperhitungkan.


commit to user

3

1.4. Tujuan Penelitian

1) Mengetahui seberapa besar pengaruh kemiringan lereng terhadap besarnya nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng.

2) Mengetahui seberapa besar pengaruh jarak antar nail terhadap besarnya nilai faktor

keamanan (SF) pada lereng.

3) Mengetahui seberapa besar pengaruh sudut kemiringan nail terhadap besarnya nilai

faktor keamanan (SF) pada lereng.

4) Mengetahui seberapa besar perbandingan hasil analisis stabilitas lereng dengan

menggunakan program dan secara manual.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini untuk :

1) Menambah pengetahuan tentang stabilitas lereng dengan perkuatan soil nailing.

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 komputer.


commit to user

4

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Soil nailing merupakan jenis perkuatan pasif pada tanah dengan menancapkan

potongan-potongan baja (nails) yang kemudian di-grout. Soil nailing digunakan

secara khusus untuk menstabilisasi lereng atau galian yang lebih menguntungkan

dibandingkan sistem dinding penahan tanah yang lain. Pada beberapa kondisi, soil

nailing memberikan alternatif yang bisa dilakukan dilihat dari sisi kemungkinan

pelaksanaan, biaya pembuatan, dan lamanya waktu pengerjaan jika dibandingkan

dengan sistem perkuatan lereng yang lain (Lazarte, 2003).

Analisis tegangan – perpindahan dan faktor keamanan (SF) pada lereng miring

dengan perkuatan soil nailing menggunakan program plaxis 8.2. Hasil analisisnya

nilai faktor keamanan (SF) lereng mengalami peningkatan seiring dengan

penambahan panjang nail dan nilai faktor keamanan (SF) mengalami penurunan

seiring dengan penambahan sudut kemiringan lereng (Aza, 2012).

Analisis stabilitas lereng pada badan jalan dan perencanaan perkuatan dinding

penahan tanah pada studi kasus jalan raya Selemadeg, Desa Bantas, Kecamatan

Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali. Hasil analisisnya nilai

faktor keamanan (SF) lereng pada kontur alami kurang dari 1. Faktor keamanan

(SF) mencapai angka lebih dari 1 setelah mengurangi kecuraman lereng dan

dibangun dinding penahan tanah (Tjokorda, 2010).

Metode kesetimbangan batas telah digunakan untuk stabilitas lereng dalam waktu

yang lama. Metode kesetimbangan 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


commit to user

5

tegangan geser total pada pada permukaan longsor sehingga dapat digunakan

untuk menentukan angka keamanan (Krahn, 2003).

Penelitian ini diharapkan mampu melengkapi penelitian-penelitian sebelumnya,

analisis yang dilakukan dengan bantuan program geoslope kemudian hasilnya

dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop pada

lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

Dilakukan pula analisis manual stabilitas eksternal terhadap penggulingan dan

kegagalan daya dukung tanah. Analisis stabilitas internal terhadap putus tulangan

dan cabut tulangan.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan

Suatu lereng dikatakan stabil jika lereng tersebut tidak mengalami pergerakan dan

tidak berpotensi mengalami pergerakan, yaitu apabila besarnya komponen gaya

penahan pada lereng lebih besar dibanding komponen gaya penggerak lereng.

Klasifikasi kemiringan lereng menurut SNI 03-1997-1995 yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.1. Klasifikasi Kemiringan Lereng Menurut SNI 03-1997-1995

Sudut Kemiringan Lereng

(….o)

Kondisi menurut

SNI 03-1997-1995

45

Sedang

60 Curam

90

Curam

(Sumber : SNI 03-1997-1995)

Adapula pendapat dari Christoper, dkk, (1990), mengklasifikasikan:

1) Struktur timbunan dengan kemiringan lereng < 70o yang lerengnya diperkuat,

disebut lereng tanah bertulang (Reinforced Soil Slope, RSS).

2) Struktur timbunan dengan kemiringan lereng > 70o

yang lerengnya diperkuat,

disebut struktur dinding tanah distabilisasi secara mekanis (Mechanically

Stabilized Earth wall, MSE-wall)


commit to user

6

Di dalam menganalisis stabilitas lereng tidaklah mudah, karena terdapat banyak

faktor yang sangat mempengaruhi hasil hitungan. Faktor-faktor tersebut

misalnya, kondisi tanah yang berlapis-lapis, kuat geser tanah yang anisotropis,

aliran rembesan air dalam tanah dan lain-lainya. Maka diperlukan ketelitian

dalam proses perhitunganya. Untuk mencari nilai faktor keamanan (SF) lereng

tanpa perkuatan pada penelitian ini dihitung mengggunakan metode bishop

sebagai berikut:

?x

Gambar 2.1. Analisis Stabilitas Lereng dengan metode bishop

𝑆𝐹 =(𝑐 .∆𝑥+𝑊 tan 𝜑

𝑚)

𝑊 𝑆𝑖𝑛 𝜑 (2.1)

𝑚 = cos 𝛼 1 +tan 𝛼 𝑡𝑎𝑛𝜑

𝐹 (2.2)

Keterangan :

SF = faktor aman

C = kohesi tanah (kN/m2)

= sudut gesek dalam tanah (0)

= sudut irisan dengan bidang longsor (0)

W = berat irisan tanah ke-n + q (kN/m)

Q = beban merata (kN/m2)

∆x = panjang irisan ke-n (m)

F = faktor aman rencana

Δ


commit to user

7

2.2.2. Struktur Perkerasan Beton Semen

Perkerasan beton semen (perkerasan kaku) adalah struktur yang terdiri atas pelat

beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau

menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar,

tanpa atau dengan lapis permukaan beraspal (SNI PD T-14-2003).

Pada umumnya perkerasan beton semen dilapisi dengan perkerasan aspal di

atasnya. Namun struktur perkerasan beton semen secara tipikal sebagaimana terlihat

pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen

Bahan pondasi bawah pada perkerasan beton semen berdasarkan SNI PD T-14-

2003 dapat berupa :

1) Bahan berbutir.

2) Stabilisasi atau dengan beton kurus giling padat (Lean Rolled Concrete).

3) Campuran beton kurus (Lean-Mix Concrete).

Tebal pondasi minimum yang mempunyai mutu sesuai dengan SNI No. 03-6388-

2000 dan AASHTO M-15 serta SNI No. 03-1743-1989 adalah 10 cm. Perancangan

tebal perkerasan beton semen dapat dihitung dengan menggunakan beberapa

metode diantaranya; metode AASHTO , AUSTROAD 2000, metode Bina Marga,

metode Asphalt Institute, metode ROAD NOTE 29, dan lain-lain. Pada umumnya

tebal perkerasan beton semen berkisar antara 20 - 30 cm.

Bahan-bahan yang digunakan untuk perkerasan beton semen harus sesuai dengan

peraturan yang telah ditetapkan. Daftar berat isi () bahan-bahan yang digunakan


commit to user

8

B + 2 h tg

B

Tanah Dasar

h

L

pc

p'

untuk perkerasan beton semen berdasarkan Peraturan Pembebanan Jembatan Bab

III hal. 37 dalam Herma, dkk 2010 adalah sebagai berikut :

1) Beton bertulang : 24 kN/m3

2) Beton biasa : 22 kN/m3

3) Perkerasan jalan beraspal : 20 – 25 kN/m3

2.2.3. Pembebanan pada Lereng

Gaya yang ditimbulkan oleh adanya struktur jalan raya di atas konstruksi lereng

harus mampu ditahan oleh lereng tersebut. Gaya tersebut yaitu gaya vertikal yang

disebabkan oleh beban perkerasan dan beban kendaraan. Gaya-gaya yang berasal

dari kendaraan nantinya akan diteruskam pada perkerasan sebagai tekanan vertikal.

Tekanan vertikal dapat ditentukan dengan menggunakan penyebaran tekanan ( 2H:

1V atau = ± 260) dari Giroud dan Noiray (1981).

Tekanan ban (p’) pada kedalaman (h) dari permukaan dapat diperoleh dengan

rumus :

𝑝′ =𝑃

2 𝐵 + 2𝑕 𝑡𝑔 𝐿 + 2𝑕 𝑡𝑔 (2.3)

Keterangan :

p’ = tekanan ban pada kedalaman h (kN/m2)

P = beban gandar (kN)

h = tebal perkerasan (m)

= sudut penyebaran beban terhadap vertikal (0)

L = panjang bidang kontak (m)

B = lebar bidang kontak (m)

Gambar 2.3. Distribusi Beban Kendaraan ( Giroud dan Noiray, 1981)


commit to user

9

Beban gandar (P) disebarkan mengikuti penyebaran tekanan yang bersudut

terhadap vertikal. Bidang kontak ekivalen tekanan ban di atas permukaan jalan

adalah B x L .

Untuk kendaraan berat dengan roda lebar dan ganda :

𝐵 = 𝑃 2

𝑝𝑐, 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐿 = 0,5 𝐵 (2.4)

Giroud dan Noiray, 1981, menyatakan besarnya tekanan ban (pc) untuk kendaraan

proyek sebesar 620 kPa.

2.2.4. Perancangan elemen dasar sinding soil nailing

Secara umum elemen-elemen yang dibutuhkan dalam perkuatan dengan soil nailing

adalah sebagai berikut :

Gambar 2.4. Potongan Melintang Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing

(Sumber: GEO Civil Engineering and Development Department The

Government of The Hong Kong)


commit to user

10

Gambar 2.5. Potongan Melintang Lereng Dengan Perkuatan Soil Nailing

(Sumber: Porterfield et al. (1994)., dalam “Soil Nail Walls”,

Report FHWA-IF-03-017)

1) Batang baja (Nail Bars)

Besarnya nilai kuat tarik yang dianjurkan oleh Federal Highway Administration

(FHWA) adalah sebesar 420 MPa – 520 MPa dengan diameter bervariasi yaitu 19

mm, 22 mm, 25 mm, 29 mm, 32 mm, 36 mm, dan 43 mm, tergantung kebutuhan

(Lazarte, 2003).

Menurut standar ASTM A615 baja yang umum digunakan pada soil nailing adalah

baja ulir dengan daya dukung tarik 420 MPa (60 ksi atau Grade 60) atau 520 MPa

(75ksi atau Grade 75). Ukuran diameternya yang tersedia adalah 19, 22, 25, 29, 32,

36, dan43 mm, serta ukuran panjang mencapai 18 m (Tabel 2.2).


commit to user

11

Tabel 2.2. Properti Baja Ulir [ASTM A615, Fy = 420 dan 525 MPa (60 dan 75 ksi)]

Diameter Luas Penampang Berat Jenis Kuat Leleh Kapasitas Beban

Aksial

Inggris mm inch2 mm2 lbs/ft Kg/m ksi MPa Kips kN

#6 19 0.44 284 0.86 21.8 60 414 26.4 118

75 517 33.0 118

#7 22 0.66 387 0.99 25.1 60 414 36.0 160

75 517 45.0 200

#8 25 0.79 510 1.12 28.4 60 414 47.4 211

75 517 59.3 264

#9 29 1.00 645 1.26 32.0 60 414 60.0 267

75 517 75.0 334

#10 32 1.27 819 1.43 36.3 60 414 76.2 339

75 517 95.3 424

#11 36 1.56 1006 1.61 40.9 60 414 93.6 417

75 517 117.0 520

#14 43 2.25 1452 1.86 47.2 60 414 135.0 601

75 517 168.8 751

(Sumber: Byrne et al, 1998)

Mengacu pada standar ASTM baja yang umum digunakan pada soil nailing adalah

baja ulir dengan daya dukung tarik 420 MPa, pada penelitian ini dipakai baja ulir

diameter 25 mm, dengan fy 420 Mpa dan kapasitas beban aksial 211 kN.

2) Nail Head

Nail Head adalah bagian ujung dari baja yang menonjol keluar dari wall facing

(tampilan dinding).

3) Hex nut , washer, dan bearing plate

Hex nut (mur persegi enam), dan washer (cincin yang terbuat dari karet atau logam)

yang digunakan harus memiliki kuat leleh yang sama dengan batangan bajanya.

Bearing plate (pelat penahan) umumnya berbentuk persegi dengan panjang sisi

200-250 mm, tebal 19m, dan kuat leleh 250 MPa (ASTM A36).

4) Grout (Cor beton)

Cor beton untuk soil nailing dapat berupa adukan semen pasir. Semen yang

digunakan adalah semen tipe I, II, dan III. Semen tipe I (normal) paling banyak


commit to user

12

digunakan untuk kondisi yang tidak memerlukansyarat khusus, semen tipe II

digunakan jika menginginkan panas hidrasi lebih rendah dan ketahanan korosi

terhadap sulfat yang lebih baik daripada semen tipe I, sedangkan semen tipe III

digunakan jika memerlukan waktu pengerasan yang lebih cepat.

5) Centralizers (Penengah)

Centralizers adalah alat yang dipasang pada sepanjang batangan baja dengan jarak

tertentu (0.5–2.5m) untuk memastikan tebal selimut beton sesuai dengan rencana

sehingga dalam terhindar dari karat yang diakibatkan oleh oksidasi dalam tanah dapat

dihindari. Alat ini terbuat dari PVC atau material sintetik lainnya.

Gambar 2.6. Centralizers (Penengah) (Sumber : www.navidfotovati.blogspot.com)

6) Reinforcement Connector (Coupler) / Penghubung

Coupler / penghubung digunakan untuk menyambung potongan – potongan baja

apabila terjadi penyambungan baja karena kebutuhan baja terlalu panjang.

7) Wall Facing (Muka/Tampilan Dinding)

Pembuatan muka/tampilan dinding terbagi menjadi dua tahap. Tahap pertama,

muka/tampilan sementara (temporary facing) yang dibuat dari shotcrete, berfungsi

sebagai penghubung antar batangan-batangan baja (nail bars), dan sebagai proteksi

permukaan galian tanah terhadap erosi. Tahap berikutnya adalah pembuatan

muka/tampilan permanen (permanent facing). Muka permanen dapat berupa panel

beton pracetak terbuat dari shotcrete. Muka permanen memiliki fungsi yang sama

dengan muka sementara, tetapi dengan fungsi proteksi terhadap erosi yang lebih

baik, dan sebagai penambah keindahan (fungsi estetika).

http://www.navidfotovati.blogspot.com/


commit to user

13

8) Drainage System (Sistem Drainase)

Untuk mencegah meningkatnya tekanan air pada lereng di belakang muka dinding,

biasanya dipasangkan lembaran vertikal geokomposit di antara muka dinding

sementara dan permukaan galian Pada kaki lereng harus disediakan saluran

pembuangan (weep hole) untuk air yang telah dikumpulkan oleh lembaran

geokomposit.

Gambar 2.7. Sistem Drainase Pada Dinding Soil Nailing

(Sumber: “Soil Nail Walls”, Report FHWA-IF-03-017)

2.2.5. Tahapan Konstruksi

Tahapan-tahapan pekerjaan sebuah konstruksi dinding soil nailing secara umum

digambarkan secara skematis seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Tahapan Konstruksi Dinding Soil Nailing Secara Umum



commit to user

14

Lanjutan Gambar 2.8. Tahapan Konstruksi Dinding Soil Nailing Secara Umum


Keterangan :

Tahap 1. Galian Tanah

Galian tanah dilakukan secara bertahap dengan kedalaman galian tertentu

(umumnya 1-2 m / 3 and 6 ft), hingga mencapai kedalaman galian

rencana. Kedalaman galian tiap tahap harus disesuaikan dengan

kemampuan tanah, sehingga muka galian dapat berdiri tanpa perkuatan,

dalam periode waktu yang singkat (umumnya 24-48 jam).


commit to user

15

Gambar 2.9. Pekerjaan Galian Tanah

(Sumber : www.sully-miller.com)

Tahap 2. Pengeboran lubang nail

Dalam pekerjaan soil nailing, pengeboran dilakukan dengan alat auger

dengan lubang terbuka (tanpa casing/selubung) digunakan karena

pekerjaannya menjadi relatif lebih cepat dan biaya yang lebih rendah.

Namun, untuk tanah yang kurang stabil, pengeboran berdiameter besar

harus berhati-hati dan dianjurkan pengeboran dengan drill

casing/selubung untuk menghindari keruntuhan tanah pada lubang bor.

Gambar 2.10. Pengeboran lubang nail

(Sumber : http://protexttunnel.com)

Tahap 3. Pemasangan Nail Bar dan Grouting

Batangan baja yang sudah terpasang dengan centralizers, dimasukkan ke

dalam lubang bor, dan kemudian dicor dengan beton. Secara umum,

pengecoran dengan menuangkan adukan beton, menghasilkan ikatan yang

cukup baik antara tanah dengan hasil pengecoran. Namun, untuk kasus

http://protexttunnel.com/


commit to user

16

tertentu pada tanah yang lemah memerlukan daya ikatan yang lebih tinggi,

ini dapat dihasilkan dengan melakukan pengecoran dengan tekanan tinggi

(jet grouting). Adanya tekanan juga dapat menghasilkan beton yang lebih

padat, dan diameter efektif pengecoran mengembung menjadi lebih besar,

dengan demikian kemampuan menahan gaya cabut juga menjadi lebih baik.

Aliran air ke dalam dinding galian harus dicegah. Oleh karena itu, metode

konvensional dalam pengendalian air permukaan dan drainase, diperlukan

selama masa konstruksi. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya,

penambahan lembaran geokomposit vertikal, dapat membantu mencegah

peningkatan tekanan air tanah pada muka lereng.

Gambar 2.11. Grouting dengan menggunakan pipa tremi

(Sumber: Porterfield et al. (1994)., dalam “Soil Nail Walls”,

Report FHWA-IF-03-017)

Tahap 4. Pembuatan Muka Sementara (Temporary Wall Facing)

Muka sementara dari sebuah dinding soil nailing umumnya terbuat dari

shotcrete, dengan ketebalan antara 75 sampai 100 mm. Lapisan shotcrete

akan menjadi perkuatan sementara, dan melindungi permukaan galian dari

erosi, serta sebagai pengisi rongga-rongga yang terbentuk akibat keretakan

tanah.


commit to user

17

Gambar 2.12. Muka/tampilan sementara (temporary facing) (Sumber : http://www.fhwa.dot.gov)

Tahap 5. Pembangunan Tingkat Selanjutnya (Construction of Subsequent Levels)

Pengulangan langkah dari tahap 1 hingga 4, pada tiap – tiap level

selanjutnya. Disetiap level penggalian gulungan dibuka hingga sampailah

ke penggalian paling bawah. Di galian paling bawah kemudian

geokomposit diikat pada collecting toe drain.

Tahap 6. Pembuatan Muka Permanen (Permanent Wall Facing)

Metode yang umum dilakukan dalam pembuatan muka permanen adalah

dengan shotcrete, dan beton pracetak. Di samping dua metode ini, masih

banyak metode yang dapat dilakukan, dan masih terus dikembangkan.

Pembuatan muka permanen dari shotcrete sama dengan yang dilakukan

dalam pembuatan muka sementara. Ketebalan muka permanen dari

shotcrete umumnya berkisar antara 150, dan 300 mm, belum termasuk

ketebalan dari dinding sementara. Pengecoran dilakukan secara berlapis

dengan ketebalan tiap lapisan antara 50 hingga 100 mm.

Gambar 2.13. Muka/tampilan permanen (Permanent Wall Facing)

(Sumber : http://www.fhwa.dot.gov)

http://www.fhwa.dot.gov/

http://www.fhwa.dot.gov/


commit to user

18

2.2.6. Kelebihan dan Kekurangan Soil Nailing

Dalam upaya stabilitas lereng dengan menggunakan perkuatan soil nailing terdapat

banyak kelebihan apabila dibandingkan dengan perkuatan lereng dengan metode

lain, tetapi adapula kelemahan dalam perkuatan soil nailing.

Kelebihan soil nailing dibandingkan dengan metode lain adalah:

1) Dapat menghemat biaya karena volume baja untuk nail bars dalam soil nailing

lebih sedikit dibandingkan dengan ground anchors, karena umumnya batangan

baja dalam soil nailing lebih pendek. Material yang dibutuhkan juga relatif lebih

sedikit, waktu pengerjaan lebih cepat dan dapat memakai peralatan pengeboran

kecil jika dibandingkan dengan ground anchors.

2) Luas area yang dibutuhkan dalam masa konstruksi lebih kecil dibandingkan

dengan teknik lain, sehingga cocok untuk pekerjaan yang memiliki areal

konstruksi terbatas.

3) Dinding dengan soil nailing relatif lebih fleksibel terhadap penurunan, karena

dinding untuk soil nailing lebih tipis jika dibandingkan dengan dinding

gravitasi.

4) Dapat dipakai untuk struktur permanen maupun struktur sementara.

5) Dapat menyesuaikan dengan kondisi lapangan terhadap kemiringan permukaan

dan tulangan, bentuk struktur, density, dan dimensi perkuatan dapat disesuaikan

dengan kondisi lapangan dan karakteristik tanah diketahui pada tiap level

kedalaman selama proses penggalian.

6) Mempunyai tahanan terhadap gempa.

7) Metode kontruksinya tidak mengganggu lingkungan sekitarnya karena memakai

peralatan yang relatif kecil, tingkat kebisingan rendah, bebas dari getaran.

Disamping kelebihan-kelebihannya, berikut kekurangan dari metode soil nailing:

1) Metode soil nailing tidak cocok untuk daerah dengan muka air tanah tinggi.

2) Soil nailing tidak cocok diaplikasikan untuk struktur yang membutuhkan

kontrol ketat terhadap deformasi. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan

post tension nail, namun langkah ini akan meningkatkan biaya konstruksi.

3) Pelaksanaan konstruksi soil nailing relatif lebih sulit, sehingga membutuhkan

kontraktor yang ahli, dan berpengalaman.


commit to user

19

2.2.7. Analisis stabilitas lereng dengan perkuatan soil nailing

Suatu perkuatan dinding penahan tanah harus dirancang agar aman/ stabil terhadap

pengaruh-pengaruh gaya dalam dan gaya luar. Analisis terbagi menjadi dua yaitu

stabilitas ekstern atau stabilitas luar (external stability) dan stabilitas intern atau

stabilitas dalam (internal stability).

Gambar 2.14. Analisis external stability dan internal stability



commit to user

20

1) Analisis stabilitas eksternal

a) Faktor aman terhadap keruntuhan lereng global (global stability failure)

Perkuatan lereng harus aman terhadap keruntuhan, pada perhitungan

manual, mengadopsi metode baji (wedge) dengan bidang longsor

planar.yaitu :

Gambar 2.15. Gaya yang Bekerja Dalam Metode Baji (Wedge Method)

∑𝑇i - Pn Sin∝ + Pt Cos∝ = 0 (2.5)

𝑊 − 𝑃𝑛 𝐶𝑜𝑠𝛼 − 𝑃𝑡 𝑆𝑖𝑛𝛼 − ∑𝑉𝑖 = 0 (2.6)

Variabel “P” dalam persamaan 2.5 dan 2.6 merupakan gaya dari tanah pada

permukaan bidang longsor, dan dengan mempertimbangkan keseimbangan

gaya, maka:

𝑃𝑡 =𝑃𝑛

𝐹𝑜𝑠 (2.7)

Pada tanah yang memiliki nilai kohesi, maka perlu diperhitungkan kuat

geser tanah pada sepanjang permukaan bidang longsor, berikut persamaan

untuk menghitung kuat geser:

𝑆 =𝑐 .𝐿𝑓

𝐹𝑜𝑠 (2.8)

Dari persamaan 2.5, 2.6, 2.7, dan 2.8, nilai faktor keamanan dapat dihitung

dengan persamaan berikut:

𝐹𝑆 =𝑐 .𝐿𝑓+(𝑊+𝑄) cos 𝛼𝑛 .tan 𝜑+ ∑𝑇𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼+𝑖 −∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼+𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑

(𝑊+𝑄) 𝑆𝑖𝑛 𝛼𝑛−∑𝑇𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼+𝑖 −∑𝑉𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼+𝑖 (2.9)


commit to user

21

Keterangan :

FS = faktor aman

c = kohesi tanah (kN/m2)


= sudut kemiringan bidang longsor terhadap garis horisontal

W = berat irisan tanah ke-n (kN/m)

Q = beban mati diatas lereng (kN/m)

Lf = panjang lengkung lingkaran pada irisan ke-n (m)

Le = panjang nail bar di belakang bidang longsor (m)

β = kemiringan lereng(0)

i = kemiringan nail (0)

ΣTi = jumlah daya dukung terhadap gaya tarik (kN/m)

ΣVi = jumlah daya dukung gaya geser (kN/m)

Gaya Geser dan Gaya Tarik Ijin Global

Untuk menghitung stabilitas lereng dengan perkuatan secara global perlu

diperhatikan Gaya geser, dan gaya tarik ijin dari sebuah nail bar dapat dihitung

dengan persamaan 2.9, dan 2.10.

𝑉 =𝑅𝑛

2 1+4𝑡𝑎𝑛 2(900−𝛼) (2.10)

𝑇 = 4𝑉𝑡𝑎𝑛(900 − 𝛼) (2.11)

Keterangan:

V = gaya geser ijin nail bar

T = gaya tarik ijin nail bar

Rn = daya dukung tarik nail bar

Untuk menghitung gaya geser ijin dari tanah dapat dihitung dengan persamaan

berikut:

𝑉 = 𝑃𝑚𝑎𝑥𝐷

2𝐿𝑜 (2.12)


commit to user

22

Keterangan:

V = gaya geser ijin pasif tanah

D = diameter nail bar+grouting

𝐿𝑜 = 4𝐸𝐼

𝐾𝑠𝐷

4 = panjang penyaluran

EI = kekakuan nail bar, dengan diameter nail bar tanpa grouting

Ks = modulus reaksi lateral tanah, ditentukan dari Tabel 2.3.

Pmax =Pu/ 2= tegangan pasif yang dibatasi menjadi setengah dari tegangan

pasif ultimit,

Pu dihitung dengan mengambil nilai terkecil dari persamaan berikut:

𝑃𝑢 = (𝐶1𝑍 + 𝐶2𝐷)𝛾′𝑍 (2.13)

1. 𝑃𝑢 = 𝐶3𝐷𝛾′𝑧 (2.14)

z = 2/3H (2.15)

1. (Nilai koefisien C1, C2, dan C3, ditentukan dari Gambar 2.16)

2.

Koefisien C1, C2, dan C3

Gambar 2.16. Grafik Korelasi Untuk Tanah Pasir API

(Sumber: API, 1987)


commit to user

23

Tabel 2.3. Harga Perkiraan Modulus Reaksi Lateral Tanah (ks)

Jenis Tanah ks,kcf ks,kN/m3

Pasir lepas

Pasir padat sedang

Pasir padat

Pasir padat berlempung

Pasir padat sedang berlanau

Tanah berlempung

qu ≤ 200 k Pa (4 ksf)

200 < qu ≤ 400 kPa

qu > 800 k Pa

300 – 100

60 – 500

400 – 800

200 – 500

150 – 300

75 – 150

150 – 300

> 300

4800 – 16000

9600 – 80000

64000 – 128000

32000 – 80000

24000 – 48000

12000 – 24000

24000 – 48000

> 48000

(Sumber : Bowles, Foundation Analysis and Design)

Setelah mendapatkan gaya geser ijin terkecil antara nail bar dan tanah, maka gaya

tarik ijin pada nail bar perlu dibatasi, yang ditentukan dari persamaan berikut:

𝑉𝑚𝑎𝑥2

𝑅𝑐2 +

𝑇𝑚𝑎𝑥2

𝑅𝑛2 =1 (2.16)

Keterangan:

Vmax = gaya geser ijin global,

Tmax = gaya tarik ijin global,

Rc = Rn/2 = daya dukung geser nail bar

Gaya Tarik Ijin Dari Perkuatan Soil Nailing

Apabila lebih besar dari gaya ijin global lebih besar daripada gaya tarik ijin dari

masing-masing nail maka gaya ijin yang digunakan adalah gaya ijin global, baik

untuk gaya ijin tarik.

𝑇𝑖 =𝜋DLe fmax

𝐹𝑜𝑆 (2.17)

fmax adalah daya dukung geser pada ikatan antara tanah dengan permukaan

sepanjang nail bar, sebaiknya dilakukan pengujian di lapangan untuk medapatkan

nilai ini. Berikut nilai fmax pada beberapa jenis tanah pasir pada tabel 2.4.


commit to user

24

Tabel 2.4. Daya Dukung Geser Soil Nailing pada Tanah Pasir

Soil Type Ultimate Bond Strength (kN/m2)

Sand/gravel 100 – 180

Silty sand 100 – 150

Silty clayey sand 60 – 140

Silty fine sand 55 – 90

(Sumber: Ellias and Juran, 1991)

b) Faktor aman terhadap penggeseran (sliding stability failure)

Gambar 2.17. Stabilitas terhadap penggulingan pada perkuatan soil nailing


Faktor aman terhadap penggulingan :

𝐹𝑆 =cb BL +(W + Q+PA sin δ) tan φ

PA cos δ (2.18)

Tekanan aktif lateral dihitung menggunakan rumus berikut :

𝑃𝐴 =𝐶.𝐻1

2

2. 𝐾𝑎 (2.19)

Ka = tg2 (45

0 – /2) (2.20)


commit to user

25

Keterangan :

FS = faktor aman

Cb = kohesi tanah (kN/m2)

Bl = lebar struktur (m)

W = berat irisan tanah (kN/m)

Q = beban mati diatas lereng (kN/m)


H = tinggi dinding tanah (m)

= Berat isi tanah (kN/m3)

δ = sudut gesek antara tanah fondasi dan dasar struktur

(fondasi dianggap sangat kasar terbuat dari beton tgδ=tgφ)

c) Faktor Aman terhadap kegagalan daya dukung tanah (bearing failure)

𝑆𝐹 =𝑐 .𝑁𝑐+0.5𝛾𝐵𝑒𝑁𝛾

𝐻𝑒𝑞 .𝛾 (2.21)

Keterangan :

c = kohesi tanah pondasi (kN/m2)

γ = berat volume tanah pondasi (kN/m3)

q = tekanan overburden pada dasar pondasi (kN/m2)

Nc, Nγ = koefisien-koefisien kuat dukung yang merupakan fungsi

dari sudut geser dalam tanah, yang dapat dalam Tabel 2.5.

Heq = tinggi dinding tanah (m)

Be = lebar excavation (m)


commit to user

26

Tabel 2.5. Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi

ф Nc Nq Nγ ф Nc Nq Nγ

0 5.70 1.00 0.00 26 27.09 14.21 9.84

1 6.00 1.10 0.01 27 29.24 15.90 11.60

2 6.30 1.22 0.04 28 31.61 17.81 13.70

3 6.62 1.35 0.06 29 34.24 19.98 16.18

4 6.97 1.49 0.10 30 37.16 22.46 19.13

5 7.34 1.64 0.14 31 40.41 25.28 22.65

6 7.73 1.81 0.20 32 44.04 28.52 26.87

7 8.15 2.00 0.27 33 48.09 32.23 31.94

8 8.60 2.21 0.35 34 52.64 36.50 38.04

9 9.09 2.44 0.44 35 57.75 41.44 45.41

10 9.61 2.69 0.56 36 63.53 47.16 54.36

11 10.16 2.98 0.69 37 70.01 53.80 65.27

12 10.76 3.29 0.85 38 77.50 61.55 78.61

13 11.41 3.63 1.04 39 85.97 70.61 95.03

14 12.11 4.02 1.26 40 95.66 81.27 115.31

15 12.86 4.45 1.52 41 106.81 93.85 140.51

16 13.68 4.92 1.82 42 119.67 108.75 171.99

17 14.60 5.45 2.18 43 134.58 126.50 211.56

18 15.12 6.04 2.59 44 151.95 147.74 261.60

19 16.56 6.70 3.07 45 172.28 173.28 325.34

20 17.69 7.44 3.64 46 196.22 204.19 407.11

21 18.92 8.26 4.31 47 224.55 241.80 512.84

22 20.27 9.19 5.09 48 258.28 287.85 650.67

23 21.75 10.23 6.00 49 298.71 344.63 831.99

24 23.36 11.40 7.08 50 347.50 415.14 1072.80

25 25.13 12.72 8.34


commit to user

27

2) Analisis stabilitas internal

a) Faktor aman (SF) terhadap putus tulangan :

Gambar 2.18. Keruntuhan putus tulangan

(Sumber: Soil Nail for Stabilization of Steep Slopes Near Railway Tracks)

Faktor aman (SF) terhadap putus tulangan :

𝐹𝑟 =(

0.25xπx d 2x fy

1000)

𝜎𝑕 .𝑆𝑣 .𝑆 𝑕 (2.22)

𝜎𝑕 = 𝐾𝑎𝛾. 𝑧 (2.23)

Keterangan :

Sv = jarak tulangan arah vertikal (m)

Sh = jarak tulangan arah horisontal(m)

𝑓𝑦 = daya dukung tarik baja (MPa)

d = diameter tulangan (mm)

σh = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m2)

= Berat isi tanah (kN/m3)

z = kedalaman yang ditinjau (m)

𝐾𝑎 = koefisien tekanan aktif lateral pada rumus 2.20.


commit to user

28

b) Faktor aman (SF) terhadap cabut tulangan :

Gambar 2.19. Keruntuhan cabut tulangan

(Sumber: “Soil Nail for Stabilization of Steep Slopes Near Railway Tracks”,

Report RDSO Lucknow)

Faktor aman (SF) terhadap cabut tulangan :

𝐹𝑝 =π .qu .Ddh Lp

𝜎𝑕.𝑆𝑣.𝑆 𝑕 (2.24)

Keterangan :

Sv = jarak tulangan arah vertikal (m)

qu = ultimate bond strength (kN/m2)

σh = tekanan horizontal tanah pada kedalaman yang ditinjau (kN/m2)

Lp = panjang tulangan yang berada di zona pasif (m)

φ = sudut gesek internal tanah ( 0

)

DDH = diameter lunang bor (m)

2.2.8. Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope

Slope/w adalah suatu program yang menggunakan metode kesetimbangan batas untuk

memecahkan (mencari faktor keamanan). Program ini dibuat oleh Geo-Slope

International Ltd, Calgary, Alberta, Canada.. Software ini melingkupi slope w, seep w,

sigma w, quake w, temp w, dan ctran w. Bersifat terintegrasi sehingga memungkinkan

untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam produk yang lain.


commit to user

29

Slope w merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan

tanah dan kemiringan tanah. 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 kestabilan lereng. Anda

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). Perhitungan dilakukan dengan input data material properties tanah

(c,γ,danφ) dan pengaturan analisis (Analysis Setting) sesuai kebutuhan. Setelah proses

penginputan dan pengaturan analisis maka tahap verify untuk pengecekan apakah terjadi

kesalahan dalam proses penginputan data. Kemudian data yang telah dimodelkan

dianalisis dengan menggunakan slope w solve. Hasil analisis kemudian dapat ditampilkan

menggunakan slope w contour dan ditampilkan grafis seluruh bidang longsor yang

berbentuk sirkular (lingkaran) dan nilai faktor aman dapat ditunjukkan dalam bentuk

faktor keamanan (SF) serta diagram dan poligon yang dapat dilihat pada tiap pias bidang

longsor.

Ada beberapa metode perhitungan faktor keamanan (SF) antara lain dengan metode

ordinary, bishop dan janbu, yang dapat dipilih sesuai keinginan. Hasil gambar ouput

perhitungan bisa di export ke dalam bentuk foto format (bmp, wmf dan emf) dan gambar

dalam bentuk auto cad dengan format dxf.


commit to user

30

BAB 3

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan progam geoslope dengan metode

bishop dan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop

pada lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

Di dalam penelitian ini menggunakan variasi yaitu dari kemiringan lereng, kemiringan

nail dan jarak nail. Parameter tetap yang digunakan yaitu parameter tanah dan

besarnya pembebanan. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk bidang

gelincir kritis yang mungkin terjadi, kemudian bidang longsor ini dijadikan acuan

untuk menentukan panjang nail agar dapat menembus bidang kritis longsor lereng.

Hasil dari penelitian ini analisis stabilitas lereng dengan menggunakan program

geoslope dan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan metode bishop

pada lereng tanpa perkuatan dan metode baji (wedge) pada lereng dengan perkuatan.

3.1. Pemodelan Lereng

Pemodelan lereng menggunakan program geoslope dengan data-data yang diperlukan

berikut:

3.1.1. Data Parameter Tanah dan Spesifikasi Soil Nailing

Pada penelitian ini digunakan pemodelan lereng di Desa Bantas, Kecamatan

Selemadeg Timur, Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali dengan 3 lapisan tanah. Data

tanah didapat dari hasil uji laboratorium tanah di lokasi tersebut, diambil dari jurnal

Tjokorda Gde Suwarsa Putra.dkk tahun 2010 yang berjudul analisis stabilitas lereng

pada badan jalan dan perencanaan perkuatan dinding penahan tanah jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana.


commit to user

31

X=2m

Tabel 3.1. Data Parameter Tanah

No. Jenis pemeriksaan Lapisan tanah 3

(22m – 12 m )

Lapisan tanah 2

(12 m – 8 m )

Lapisan tanah 1

(8 m – 0 m )

1 Berat isi (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 Gde Suwarsa Putra.dkk, 2010)

Model lereng yang digunakan dapat dilihat dalam gambar berikut:

Gambar 3.1. Sketsa Kondisi Lereng

Sedangkan untuk variasi sudut kemiringan lereng yang digunakan yaitu 45o, 60

o, dan

90o. Pemilihan kondisi lereng tersebut berdasarkan pada SNI 03-1997-1995 dan

klasifikasi lereng yang dilakukan oleh Christopher, (2000), yang dapat dilihat dalam

Tabel 3.2.

@P=20ton

H

Tanah 3

=21 kN/m3

c=1,8 kN/m2

φ=24 o

Tanah 2

= 19,5 kN/m3

c=2,9 kN/m2

φ=15

Tanah 1

= 21 kN/m3

c=1,8 kN/m2

φ=24 o

Beban kendaraan

Badan jalan


commit to user

32

100 kN 100 kN 100 kN 100 kN

2 m 3 m 3 m 2 m

bahu jalan jalur bahu jalanjalurtanah dasar

pondasi bawah

perkerasan beton

perkerasan aspal

Tabel 3.2. Kondisi Lereng

Sudut Kemiringan

Lereng (….o)

Kondisi menurut

SNI 03-1997-1995

klasifikasi menurut

Christopher

45

Sedang lereng tanah bertulang

60 Curam lereng tanah bertulang

90

- Dinding tanah distabilisasi secara mekanis

Mengacu pada beberapa sumber pada dasar teori pada penelitian ini dipakai baja ulir

diameter 25mm, dengan fy 420Mpa dan kapasitas beban aksial 211 kN. Daya dukung

geser soil nailing pada tanah silty sand 100 – 150 kN/m2, diambil 125 kN/m

2.

3.1.2. Perencanaan Struktur Jalan Raya

Kelas jalan yang direncanakan dalam penelitian lereng ini yaitu Arteri III dengan

asumsi VLHR sebesar 8.000 smp/hari. Lebar jalur yang digunakan untuk kelas jalan

Arteri IIIA dalam penelitian ini yaitu 3 m dan lebar bahu sebesar 2m. 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 :


commit to user

33

Tebal perkerasan aspal = 10 cm

Tebal perkerasan beton = 30 cm

Tebal pondasi bawah = 15 cm

Jarak gelagar memanjang = 140 cm

Berat isi aspal (sspal) = 24 kN/m3

Berat isi beton (beton) = 24 kN/m3

2) Kendaraan

Pada perancangan ini diasumsikan pada saat dua buah kendaraan berpapasan dan

sejajar. Beban as kendaraan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu MST

sumbu triple (3 as) sebesar 20 ton sehingga beban untuk masing-masing roda

kendaraan sebesar 100 kN (Bina Marga, 1984). Dimensi kendaraan truk 3 as dan

kedudukannya ditunjukkan pada Gambar 3.3.

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

Gambar 3.3. Dimensi Kendaraan dan Kedudukannya

pa


commit to user

34

B + 2 h tg

0,48 m

Tanah Dasar

0,55 m

620 kPa

p'

0,24 m

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

𝐵 = 𝑃 2

𝑝𝑐= 100 2

620= 0,48 𝑚

L = 0,5 B = 0,24 m

Distribusi beban kendaraan dapat dilihat dalam Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Penyaluran Beban oleh Roda

Maka tekanan akibat roda kendaraan

𝑝′ =𝑃

2 𝐵 + 2ℎ 𝑡𝑔 𝐿 + 2ℎ 𝑡𝑔

=100

2 𝑥 0,48 + 2 𝑥 0,55 𝑥 𝑡𝑔 260 0,24 + 2 𝑥 0,55 𝑡𝑔 260

= 63,59 𝑘𝑁/𝑚 2

c) Beban total (qtotal)

qtotal = qperkerasan + 4𝑝′

= 13,2 + (4 x 63,59)

= 267,58 kN/m2=


commit to user

35

3.1.3. Variasi Pemodelan

Tabel 3.3. Variasi Kemiringan Lereng, Kemiringan Nail, dan Jarak antar Nail

Variasi

ke-

Sudut Kemiringan Lereng Sudut

Kemiringan

Nail (i)

Jarak Antar

Nail /∆h(m)

Lereng atas Lereng bawah

1 45 45 - -

2 45 45 10 1

3 45 45 20 1

4 45 45 30 1

5 45 45 10 1,5

6 45 45 20 1,5

7 45 45 30 1,5

8 45 45 10 2

9 45 45 20 2

10 45 45 30 2

11 60 60 - -

12 60 60 10 1

13 60 60 20 1

14 60 60 30 1

15 60 60 10 1,5

16 60 60 20 1,5

17 60 60 30 1,5

18 60 60 10 2

19 60 60 20 2

20 60 60 30 2

21 90 90 - -

22 90 90 10 1

23 90 90 20 1

24 90 90 30 1

25 90 90 10 1,5

26 90 90 20 1,5

27 90 90 30 1,5

28 90 90 10 2

29 90 90 20 2

30 90 90 30 2


commit to user

36

3.2. Analisis dengan Perhitungan Manual

Analisis dengan perhitungan manual dilakukan setelah mengetahui bidang gelincir

masing-masing lereng. Dari analisis ini diperoleh beberapa data, antara lain:

1) Stabilitas internal (untuk lereng dengan perkuatan).

2) Stabilitas eksternal (untuk lereng dengan perkuatan).

3) Stabilitas terhadap kelongsoran (untuk lereng dengan perkuatan dan tanpa

perkuatan).

3.3. Pemodelan Lereng dengan Program Geoslope

3.3.1. Pengaturan Awal

Pengaturan awal untuk melakukan analisis dengan program Geoslope terdiri dari

beberapa tahap, diantaranya pengaturan kertas kerja, skala gambar, dan jarak grid.

Kertas kerja merupakan ukuran ruang yang disediakan untuk melakukan

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, klik menu utama set kemudian klik page.

Gambar 3.5. Jendela Pengaturan Kertas Kerja


commit to user

37

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

3.3.2. 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.


commit to user

38

Gambar 3.8. Jendela Penggambaran Model Geometri Lereng

3.3.3. 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


commit to user

39

2) Menentukan metode analisis, klik tabsheet method pada analysis settings.

Dalam tabsheet ini terdapat beberapa metode yang digunakan untuk analisis

stabilitas lereng. Klik pada only Bishop, Ordinary, and Janbu seperti yang

terdapat pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10. Jendela Penentuan Metode Analisis

3) Menentukan bidang gelincir, klik tabsheet slip surface pada analysis settings.

Dalam tabsheet ini pergerakan arah kelongsoran dapat ditentukan sesuai

dengan keinginan, baik dari arah kiri ke kanan maupun sebaliknya. Bidang

longsor ditentukan dengan memilih option Entry and Exit seperti yang

terdapat pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Jendela Penentuan Bidang Longsor


commit to user

40

3.3.4. Mendefinisikan Parameter Tanah

Jenis material yang diinput sesuai dengan uraian umum pada langkah-langkah

sebelumnuya. Material model yang digunakkan adalah Mohr-Coulomb. Parameter

yang diperlukan yaitu berat isi tanah (), kohesi (c), dan sudut geser (). 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

3.3.5. 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) Klik sketch pada menu utama kemudian pilih lines, gambar masing-masing

lapisan tanah. Klik pointer lalu tarik sehingga embentuk lapisan tanah yang

dikehendaki.


commit to user

41

Gambar 3.13. Jendela Penggambaran Lapisan Tanah

2) Menggambar properties tanah klik draw lalu plih regions. Klik titik pertama

yang dijadikan titik acuan kemudian buat garis mengelilingi lapisan tanah

tersebut dan kembali ke titik pertama. Lalu pilih tipe material.

Gambar 3.14. Jendela Penggambaran Parameter Tanah

3.3.6. 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


commit to user

42

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

3.3.7. Menggambar Beban Merata

Menggambar beban merata langkah pertama klik draw lalu pilih pressure lines isi

beban yang dikehendaki lalu mulailah menggambar.

Gambar 3.16. Jendela Penggambaran Beban Merata


commit to user

43

3.3.8. Menggambar Perkuatan Soil Nailing

Spesifik geotekstil yang digunakan sesuai dengan yang spesifikasi nail yang

digunakan, diantaranya diameter lubang, kuat gesek, spasi antar nail, kapasitas beban

dll. Langkah untuk menggambar soil nailing pada model lereng yaitu pada menu

utama draw klik reinforcement loads. Pilih nail, lalu ketik spesifikasi nail yang

digunakan seperti yang terlihat pada Gambar 3.17.

Gambar 3.17. Jendela Penggambaran Perkuatan Soil Nailing

3.3.9. 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


commit to user

44

Gambar 3.18. Jendela Verifikasi Data Masukan

3.3.10. 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

Gambar 3.19. Jendela Proses Running Program


commit to user

45

3.3.11. Menampilkan Hasil Analisis

Untuk menampilkan hasil analisis dalam bentuk gambar bidang longsor pada menu

disamping kiri pilih gambar contour. Ada beberapa metode analisis keamanan lereng

diantaranya metode bishop, ordinary, dan janbu.

Gambar 3.20. Jendela Hasil Analisis

3.3.12. Menyimpan Data

Setelah proses analisis selesai, hasil running program kemudian disimpan sehingga

bisa dilihat kembali ketika dibutuhkan. Langkah yang harus dilakukan yaitu pada

menu utama klik file, lalu pilih save seperti yang terdapat pada Gambar 3.21.

Gambar 3.21. Jendela Penyimpanan Data


commit to user

46

3.4. Pembahasan Hasil Penelitian

Pembahasan dalam penelitian ini menitikberatkan pada output penelitian yang

terdapat pada Tabel 3.4. berikut :

Tabel 3.4. Gambaran Output Penelitian

Variasi Tinjauan Lereng

Stabilitas Internal Stabilitas Eksternal

SFp SFr SF Geser

Kuat

Dukung

Tanah

Stabilitas Kelongsoran

Lereng

Manual Geoslope

1 Lereng Atas

Lereng Bawah

2 Lereng Atas

Lereng Bawah

3

Lereng Atas

Lereng Bawah

Dari output tersebut maka dapat diperoleh beberapa data, antara lain :

1) Pengaruh kemiringan lereng, kemiringan nail, dan jarak vertikal antar nail

terhadap angka keamanan (SF).

2) Perbandingan hasil analisis stabilitas lereng menggunakan perhitungan manual

dengan program Geoslope.

3.5. Kesimpulan

Tahap kesimpulan yaitu membuat kesimpulan dari pembahasan yang telah dilakukan

dalam penelitian ini.


commit to user

47

3.6. Diagram Alir

Gambar 3.23. Diagram Alir Penelitian

MULAI

STUDI LITERATUR SOIL NAILING DAN PEMAHAMAN

PROGRAM GEOSLOPE

PENGUMPULAN DATA SEKUNDER

Data Parameter Tanah

Struktur Jalan Raya

Spesifikasi soil nailing

ANALISIS KESTABILAN LERENG DENGAN

PROGRAM GEOSLOPE UNTUK MENGETAHUI

BIDANG LONGSOR DAN MENENTUKAN

PANJANG NAIL

PEMBAHASAN

KESIMPULAN DAN SARAN

SELESAI

ANALISIS KESTABILAN LERENG DENGAN PROGRAM

GEOSLOPE

Stabilitas terhadap kelongsoran global lereng

ANALISIS KESTABILAN LERENG SECARA MANUAL

Stabilitas internal

Stabilitas terhadap cabut tulangan

Stabilitas terhadap putus tulangan

Stabilitas eksternal

Stabilitas terhadap guling

Stabilitas terhadap kuat dukung tanah

Stabilitas terhadap kelongsoran global lereng


commit to user

48

1

2

3

45

6

78

910 11

12

34

5 67

8 91011

Lereng Atas

Lereng Bawah

BAB 4

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Lereng Stabilitas Lereng Tanpa Perkuatan

Analisis kestabilan lereng tanpa perkuatan lereng dilakukan pada stabilitas terhadap

kelongsoran lereng. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk bidang

gelincir kritis yang mungkin terjadi, kemudian hasil perhitungan program geoslope

dibandingkan dengan perhitungan manual dengan menggunakan metode bishop.

Tinjauan perhitungan dilakukan selebar 1 m bidang gambar. Contoh perhitungan

yang digunakan dalam analisis ini yaitu variasi 1 seperti yang terlihat pada Gambar

4.1.

Gambar 4.1. Penampang Lereng Variasi 1

4.1.1. Analisis pada Lereng Atas

1) Perhitungan manual dengan metode Bishop

Perhitungan Berat Irisan Tanah

W1 = x A1 = 21 x 0.5 x 4.0846 x 1 x 1= 42.89 kN

W2 = x A2 = 21 x 0.5 x (4.0846+4.7725) x 1 x 1 = 93 kN

= 21 kN/m3

c = 1.8 kN/m2

= 24o

= 19.5 kN/m3

c = 2,9 kN/m2

= 15o

= 21 kN/m3

c = 1.8 kN/m2

= 24o


commit to user

49

W3 = x A3 = 21 x 0.5 x (4.7725+4.9543)x 1.1701x 1= 119.5 kN

W4 = x A4 = 21 x 0.5 x (4.9543+4.7694) x 1.1687x 1 = 119.32 kN

W5 = x A5 = 21 x 0.5 x (4.9543+4.7694) x 1.1687x 1= 111.73 kN

W6 = x A6 = 21 x 0.5 x (4.3356+3.7089) x 1.1687x 1= 98.72 kN

W7 = x A7 = 21 x 0.5 x (3.7089+2.9203) x 1.1687x 1 = 81.35 kN

W8 = x A8 = 21 x 0.5 x (2.9203+1.9877) x 1.1687x 1= 60.23 kN

W9 = x A9 = (21x 0.5 x (1.9877+0.9939)x 0.9939 x 1) +

(19.5x 0.5 x 0.9939 x 0.095 x 1) = 32.03 kN

W10 = x A10 = (21x 0.5 x 0.9939 x 1 x 1) +

(19.5x 0.9939 x 0.095 x 1) = 12.21 kN

W11= x A11 = 19.5 x 0.5 x 0.095 x 1 x 1 = 0.92 kN

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Analisis pada Lereng Atas

No Δx c.Δx W W sin an W tanφ (3)+(7) Mi (8)/(9)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (10)

1 1 1.8 42.89 76.24 41.66 19.10 20.90 0.79 26.38

2 1 1.8 93.00 59.36 80.02 41.41 43.21 1.00 43.17

3 1.1701 2.106 119.50 49.13 90.37 53.21 55.31 1.09 50.93

4 1.1687 2.104 119.32 40.09 76.84 53.13 55.23 1.13 48.76

5 1.1687 2.104 111.73 32.16 59.48 49.75 51.85 1.15 45.07

6 1.1687 2.104 98.72 24.88 41.54 43.95 46.06 1.15 40.14

7 1.1687 2.104 81.35 18.01 25.15 36.22 38.32 1.13 33.99

8 1.1687 2.104 60.23 11.42 11.93 26.82 28.92 1.09 26.45

9 0.9939 2.882 32.03 5.45 3.04 8.58 11.47 1.03 11.15

10 0.9939 2.882 12.21 0.00 0.00 3.27 6.15 1.00 6.15

11 1 2.9 0.92 -5.43 -0.09 0.25 3.15 0.96 3.27

Jumlah 429.93

335.47

Hasil nilai F dicoba-coba hingga sama dengan nilai Fs

𝐹𝑠 =𝛴(10)

𝛴(6)

F = 0.78

Fs = 0.78


commit to user

50

2) Perhitungan dengan Program Geoslope

Dari hasil perhitungan dengan program geoslope didapatkan bentuk bidang

longsor pada lereng atas dengan kemiringan lereng 450, yang kemudian titik

koordinat dari bidang longsor tersebut dijadikan acuan untuk menentukan titik

entry and exit pada perhitungan selanjutnya. Angka keamanan terhadap

kelongsoran yang diperoleh pada lereng atas sebesar 0.774 seperti yang terdapat

pada Gambar 4.2. berikut :

4.1.2. Analisis pada Lereng Bawah

1) Perhitungan manual dengan metode bishop

Perhitungan Berat Irisan Tanah

W1 = ( x A1)+(q x L) = (19.5 x 0.5 x 1.28 x 0.875 x 1) + (267.58 x 0.875)

= 245 kN

W2 = ( x A2)+(q x L) = (19.5 x 0.5 x (1.28 + 2.16) x 0.875 x 1) + (267.58 x

0.875)= 263.4kN

W3 = x A3 = 19.5 x 0.5 x (2.16 + 2. 89) x 1 x 1= 49.2 kN

W4 = x A4 = 19.5 x 0.5 x (2.89 + 2.41) x 1 x 1= 51.67 kN

Gambar 4.2. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope pada

Lereng Atas

pa


commit to user

51

W5 = x A5 = 19.5 x 0.5 x (2.41 + 1.76) x 1 x 1= 40.69 kN

W6 = x A6 = 19.5 x 0.5 x (1.763+0.973) x 0.207 x 1= 5.52 kN

W7 = x A7 = 19.5 x 0.5 x (0.973+0.793) x 0.21 x 1= 3.56 kN

W8= x A8 = ((19.5 x 0.5 x 0.79 x 0.79) + (21 x 0.5 x 0.05 x 0.79)) x 1 = 6.58 kN

W9 = x A9 = 21 x 0.5 x 0.051 x 0.998 x 1 = 0.53 kN

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.2. berikut :

Tabel 4.2. Analisis pada Lereng Bawah

No Δx c.Δx W W sin an W tanφ (3)+(7) Mi (8)/(9)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (10)

1 0.875 2.5375 245.00 55.51 201.94 65.65 68.19 1.17 58.38

2 0.875 2.5375 263.40 45.28 187.18 70.58 73.12 1.22 59.81

3 1 2.9 49.20 36.18 29.05 13.18 16.08 1.24 12.99

4 1 2.9 51.67 27.51 23.86 13.84 16.74 1.22 13.68

5 1 2.9 40.69 19.49 13.57 10.90 13.80 1.19 11.63

6 1 2.9 5.52 11.85 1.13 1.48 4.38 1.13 3.88

7 0.207 0.6003 3.56 7.34 0.46 0.96 1.56 1.09 1.43

8 0.796 1.4328 6.58 3.67 0.42 2.93 4.36 1.08 4.06

9 0.998 1.7964 0.53 -2.91 -0.03 0.24 2.03 0.94 2.17

Jumlah 457.58

168.03

Hasil nilai F dicoba-coba hingga sama dengan nilai Fs

𝐹𝑠 =𝛴(10)

𝛴(6)

F = 0.367

Fs = 0.367


Dari hasil perhitungan dengan program geoslope didapatkan bentuk bidang

longsor pada lereng bawah dengan kemiringan lereng 450, yang kemudian titik

koordinat dari bidang longsor tersebut dijadikan acuan untuk menentukan titik

entry and exit pada perhitungan selanjutnya. Angka keamanan terhadap

kelongsoran yang diperoleh pada lereng bawah sebesar 0,383 seperti yang terdapat

pada Gambar 4.3. berikut :


commit to user

52

4.2. Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan

4.2.1. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Keruntuhan Global

Lereng

Analisis kestabilan lereng dengan perkuatan lereng dilakukan pada stabilitas terhadap

keruntuhan global lereng. Dengan bantuan program geoslope didapatkan bentuk

bidang gelincir kritis yang mungkin terjadi, titik koordinat dari bidang longsor

tersebut dijadikan acuan untuk menentukan titik entry and exit pada analisis stabilitas

lereng dengan perkuatan. Kemudian hasil perhitungan program geoslope

dibandingkan dengan perhitungan manual dengan menggunakan metode baji (wedge).

Penentuan sudut bidang longsor α dihitung dengan trial and error, pada setiap

kemiringan lereng yang sama besarnya α selalu sama agar dapat terlihat hasil apakah

variasi kemiringan nail (i) dan jarak atar nail berpengaruh pada nilai keamanan (SF)

ataukah tidak.


Lereng Bawah

2

pa


commit to user

53

Lereng Atas

Lereng Bawah

W1

W2

L1

L2

4.2.1.1. Analisis pada Lereng Atas

1) Perhitungan Manual dengan mengadopsi metode baji (wedge) dengan bidang

longsor planar

Kemiringan bidang longsor kritis dalam kasus ini dihitung dengan trial and error ,

menghasilkan nilai sebesar α = 30 o

untuk sudut kemiringan lereng (β) = 45o dan

kemiringan nail (i) = 10o. Besarnya α pada lereng 45

0 pada lereng atas selalu

sama yaitu 300.

W = berat massa tanah yang berada dalam bidang gelincir

W1 = x A1 =21 x 36.602 = 768.653 kN

LF = panjang bidang gelincir

LF = 10 x cos(90-α) = 20m

Cek terhadap gaya tarik dan gaya geser

Hitung daya dukung tarik tulangan

Rn = Fy x As tul

= 420 x π x 252

=206.0625 kN

Rc = 0.5 x Rn = 103.0313 kN

Gambar 4.4. Sketsa Lereng dengan Perkuatan terhadap Keruntuhan Global Variasi 2

Kemiringan Lereng 450, Kemiringan Nail 10

0, dan Jarak Antar Nail 1m

pa

= 21 kN/m3

c = 1,8 kN/m2

= 24o

= 21 kN/m3

c = 1,8 kN/m2

= 24o

= 19,5 kN/m3

c = 2,9 kN/m2

= 15o

L nail = 10m

i = 100

Kemiringan lereng = 450

α=300

L nail =8

i = 100

Kemiringan lereng = 450

α=310


commit to user

54

Gaya geser ijin tulangan

𝑉 = 𝑅𝑛

2 1 + 4𝑡𝑎𝑛2(90 − (𝛼 + 𝑖))

= 206.0625

2 1+4𝑡𝑎𝑛 2(90−(30+10)) = 39.861 kN

Gaya tarik ijin tulangan

T = 4 x V x tan (90 − (𝛼 + 𝑖))

= 4 x 39.861 x tan(90-40) = 190.016 kN

Gaya geser ijin dari tanah

- Pu = (c1.2/3H + c2D).γ. 2/3H

= (1.1x6.667 + 1.95x x0.025) x 21 x 6.667 = 1033.49 kN

- Pu = c3.D.γ.Z = 12 x 0.025 x 21 x 6.667 = 42 kN

1. (Nilai koefisien C1, C2, dan C3, ditentukan dari Gambar 2.16.)

Diambil Pu terkecil = 42 kN

Pmax =Pu/ 2= 42/ 2= 21 kN


𝐾𝑠𝐷

4

= 4𝑥2.1𝑥103𝑥1.9. 10−8

46000𝑥0.025

4

= 0.344 𝑚

Parameter-parameter yang dibutuhkan dalam persamaan di atas adalah:

E = modulus elastisitas baja = 2.108 kN/m

2

I = momen inertia penampang nail bar

= πd4

64

= π0,0254

64

= 1,917.10

-8 m

4

D = diameter nail bar (dalam kasus ini tidak di-grouting)

= 0,025 m

Ks = 46000 kN/m3

(dari tabel 2.3.)


2𝐿𝑜 = 21.

0.025

2. 0.344 = 0.0903 kN < V = 39.861 kN

Karena Vs < Vn, maka gaya geser ijin global (Vmax) yang digunakan adalah

sebesar 0.0903 kN. Adanya pembatasan gaya geser ijin, maka gaya tarik ijin dari

nail bar harus dikoreksi menjadi :


commit to user

55

Vmax 2

Rc 2 +

Tmax 2

Rn 2

= 1

0.0903 2

103.031 2 +

Tmax 2

206.0625 2

= 1

Tmax = 206.0524 kN

Menghitung panjang Le

Gambar 4.5. Panjang Le pada Lereng Atas

Misal perhitungan untuk nail ke-1

FS = faktor keamanan, untuk perhitungan pertama dapat menggunakan asumsi faktor

keamanan sebesar 2

fmax = 125 kN/m2 (didapatkan dari Tabel 2.4) untuk nail 1

T1 = π𝐷 𝐿𝑒𝑓𝑚𝑎𝑥

𝐹𝑆

T1 = πx0.025𝑥 4.634 𝑥125

2 = 18.248 kN < Tmax

Untuk nail bar 2-10 dapat dilihat dalam tabel 4.3.

Lereng 1Lereng Atas


commit to user

56

Tabel 4.3. Hasil perhitungan manual Lereng Atas

no.nail hi(m) le (m) T(kN) V(kN)

1 9.5 4.634 18.248 0.090

2 8.5 5.253 20.683 0.090

3 7.5 5.876 23.139 0.090

4 6.5 6.376 25.107 0.090

5 5.5 6.901 27.172 0.090

6 4.5 7.516 29.595 0.090

7 3.5 8.067 31.765 0.090

8 2.5 8.625 33.960 0.090

9 1.5 9.184 36.163 0.090

10 0.5 9.782 38.518 0.090

∑ 284.350 0.903

Gaya tarik ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣTi = 𝑇1+𝑇2+⋯+𝑇𝑖

𝑆𝐻 =

390.488

1 = 284.350kN/m

SH = 1 m = spasi horisontal (tegak lurus bidang)

Gaya geser ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣVi = 𝑉1+𝑉2+⋯+𝑉𝑖

𝑆𝐻 =

0.9030

1 = 0.9030 kN/m lari

Menghitung Faktor Keamanan

Nilai faktor keamanan dapat dihitung dengan persamaan yang di bawah ini :

𝐹𝑆 =𝑐. 𝐿𝑓 + 𝑊 cos𝛼𝑛. tan𝜑 + ∑𝑇𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼 + 𝑖 − ∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼 + 𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑

𝑊𝑆𝑖𝑛 𝛼𝑛 − ∑𝑇𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼 + 𝑖 − ∑𝑉𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼 + 𝑖

𝐹𝑆 =1.8𝑥20 + 768.653 cos 30. tan 24 + 284.35𝑆𝑖𝑛 30 + 10 − 0.9030 𝐶𝑜𝑠 30 + 10 𝑡𝑎𝑛24

768.653 𝑆𝑖𝑛 30 − 284.35𝐶𝑜𝑠 30 + 10 − 0.9030𝑆𝑖𝑛 30 + 10

FS = 3.859

Nilai faktor keamanan hasil perhitungan (FS = 3.859) berbeda dengan nilai faktor

keamanan yang diasumsikan di awal perhitungan (FS = 2), maka perhitungan

harus dilakukan ulang dengan faktor keamanan asumsi yang berbeda. Dalam


commit to user

57

penelitian ini proses trial dilakukan dengan menggunakan program EXCEL, dan

memberikan nilai faktor keamanan yang konvergen sebesar 2.492.


Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng atas sebesar

3.303 seperti yang terdapat pada Gambar 4.5. berikut :


Lereng Atas

4.2.1.2. Analisis pada Lereng Bawah

1) Perhitungan Manual dengan mengadopsi metode baji (wedge) dengan bidang

longsor planar

Kemiringan bidang longsor kritis dalam kasus ini dihitung dengan trial and error

dan menghasilkan nilai sebesar α = 31 o

untuk sudut kemiringan lereng (β) = 45o

dan kemiringan nail (i) = 10o. Besarnya α pada lereng 45

0 pada lereng bawah

selalu sama yaitu 310.

W = berat massa tanah yang berada dalam bidang gelincir

W2 = ( x A2) + (Q x L) = (19.5 x 5.314) + (267.58 x 0.7)= 290.934 kN

LF = panjang bidang gelincir

LF = 4 x cos(90-α) = 7.77 m


commit to user

58

Cek terhadap gaya tarik dan gaya geser

Hitung daya dukung tarik tulangan

Rn = Fy x As tul

= 420 x π x 252

= 206.0625 kN

Rc = 0.5 x Rn = 103.0313 kN

Gaya geser ijin tulangan

𝑉 = 𝑅𝑛

2 1 + 4𝑡𝑎𝑛2(90 − (𝛼 + 𝑖))

= 206.0625

2 1+4𝑡𝑎𝑛 2(90−(31+10)) = 41.07 kN

Gaya tarik ijin tulangan

T = 4 x V x tan (90 − (𝛽 + 𝑖))

= 4 x 41.07 x tan(90-41) = 188.983 kN

Gaya geser ijin dari tanah

- Pu = (c1.2/3H + c2D).γ. 2/3H

= (0.8 x 2/3x4+ 1.6 x 0.025) x 19.5 x 2/3x4= 113.0133 kN

- Pu = c3.D.γ.Z = 8 x 0.025 x 19.5 x 6.667 = 10.4 kN

Diambil Pu terkecil = 10.4 kN

Pmax =Pu/ 2= 10.4/ 2= 5.2 kN


𝐾𝑠𝐷

4

= 4𝑥2.1𝑥103𝑥1.9. 10−8

46000𝑥0.025

4

= 0.344 𝑚

Parameter-parameter yang dibutuhkan dalam persamaan di atas adalah:

E = modulus elastisitas baja = 2.108 kN/m

2

I = momen inertia penampang nail bar

= πd4

64

= π0,0254

64

= 1,917.10

-8 m

4

D = diameter nail bar (dalam kasus ini tidak di-grouting)

= 0,025 m

Ks = 46000 kN/m3

(dari tabel 2.3.)


2𝐿𝑜 = 5.2 x

0.025

2 x 0.344 = 0.0224 kN < V = 41.07 kN


commit to user

59

Karena Vs < Vn, maka gaya geser ijin global (Vmax) yang digunakan adalah

sebesar 0.0224 kN. Adanya pembatasan gaya geser ijin, maka gaya tarik ijin dari

nail bar harus dikoreksi menjadi :

Vmax 2

Rc 2 +

Tmax 2

Rn 2

= 1

0.0224 2

103.031 2 +

Tmax 2

206.0625 2

= 1

Tmax = 206.0625 kN

Menghitung panjang Le

Gambar 4.7. Panjang Le pada Lereng Bawah

Misal perhitungan untuk nail ke-1

D = 0,025 m

FS = faktor keamanan, untuk perhitungan pertama dapat menggunakan asumsi faktor

keamanan sebesar 2

fmax = 125 kN/m2 (didapatkan dari Tabel 2.4) untuk nail 1

T1 = π𝐷 𝐿𝑒𝑓𝑚𝑎𝑥

𝐹𝑆

T1 = πx0.025𝑥 6.2 𝑥125

2 = 28.589 kN < Tmax

Untuk nail bar 2-4 dapat dilihat dalam tabel 4.4.

Q

Lereng 2Lereng Bawah


commit to user

60

Tabel 4.4. Hasil perhitungan manual Lereng Bawah

no.nail hi(m) le (m) T(kN) V(kN)

1 3.5 6.200 28.589 0.022

2 2.5 6.721 30.991 0.022

3 1.5 7.242 33.394 0.022

4 0.5 7.763 35.796 0.022

∑ 128.771 0.089

Gaya tarik ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣTi = 𝑇1+𝑇2+⋯+𝑇𝑖

𝑆𝐻 =

128.771

1 = 128.771 kN/m

SH = 1 m = spasi horisontal (tegak lurus bidang)

Gaya geser ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)

ΣVi = 𝑉1+𝑉2+⋯+𝑉𝑖

𝑆𝐻 =

0.089

1 = 0.089 kN/m lari

Menghitung Faktor Keamanan

Nilai faktor keamanan dapat dihitung dengan persamaan yang di bawah ini :

𝐹𝑆 =𝑐. 𝐿𝑓 + 𝑊 cos𝛼𝑛. tan𝜑 + ∑𝑇𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼 + 𝑖 − ∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼 + 𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑

𝑊𝑆𝑖𝑛 𝛼𝑛 − ∑𝑇𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼 + 𝑖 − ∑𝑉𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼 + 𝑖

𝐹𝑆 =2.9𝑥7.77 + 290.934 cos 31. tan 15 + 128.771 𝑆𝑖𝑛 31 + 10 − 0.089 𝐶𝑜𝑠 31 + 10 𝑡𝑎𝑛15

290.934 𝑆𝑖𝑛 31 − 128.771 𝐶𝑜𝑠 31 + 10 − 0.089 𝑆𝑖𝑛 31 + 10

FS = 2.445

Nilai faktor keamanan hasil perhitungan (FS = 2.445) berbeda dengan nilai faktor

keamanan yang diasumsikan di awal perhitungan (FS = 2), maka perhitungan

harus dilakukan ulang dengan faktor keamanan asumsi yang berbeda. Dalam

penelitian ini proses trial dilakukan dengan menggunakan program EXCEL, dan

memberikan nilai faktor keamanan yang konvergen sebesar 2.128.


commit to user

61


Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng bawah sebesar

2.036 seperti yang terdapat pada Gambar 4.6. berikut :


Lereng Bawah

4.2.2. Analisis Stabilitas Terhadap Penggeseran

Gambar 4.9. Stabilitas lereng terhadap penggeseran pada perkuatan soil nailing

Lereng Bawah

L nail Bawah = 8m

L nail Atas = 10m Pa

Lx X1X2

= 21 kN/m3

c = 1,8 kN/m2

= 24o

= 19,5 kN/m3

c = 2,9 kN/m2

= 15o

Lereng Atas


commit to user

62


Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.

Ka = tg2 (45

0 – /2)

= tg2 (45

0 – 24/2)

= 0,4217

Menghitung tekanan tanah aktif total di belakang zona perkuatan.

𝑃𝑎 =𝛾.𝐻12

2.𝐾𝑎

= 0,5 x 21 x 102 x 0,4217

= 442,8167 kN/m

Faktor aman terhadap penggeseran :

𝐿𝑥 = 𝐿𝑛𝑎𝑖𝑙 𝑥𝑐𝑜𝑠 𝑖 − 𝑡. 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 10𝑥𝑐𝑜𝑠10 − 0.5𝑥 𝑡𝑎𝑛45 = 9.348 𝑚

𝑊 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑥 𝛾 = (0.5𝑥 9.348 + 19.348 𝑥10) x21 = 3013.096 kN

𝐹𝑆 =cb BL + (W + Q + PA sinδ) tan φ

PA cos δ

= 1.8𝑥19.348 + (3013.096 + 0 + 442,8167 sin 24) tan 24

442,8167 cos 24

= 3.005

Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap penggeseran sebesar

3.005 (SF >1,5), maka lereng tersebut aman terhadap bahaya penggeseran.


Besarnya c,γ, danφ dirata-rata terlebih dahulu :

C =1.8+2.9

2= 2.35 kN/m

2

Φ =24+15

2= 19.5𝑜

γ=21+19.5

2= 20.25 kN/m3


commit to user

63

Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.

Ka = tg2 (45

0 – /2)

= tg2 (45

0 – 19.5/2)

= 0,4995

Menghitung tekanan tanah aktif total di belakang zona perkuatan.

𝑃𝑎 =𝛾.𝐻12

2.𝐾𝑎

=20.25 x 142

2x 0,4995

= 991.258 kN/m

𝐿𝑥 = 𝐿𝑛𝑎𝑖𝑙 𝑥𝑐𝑜𝑠 𝑖 − 𝑡. 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 10𝑥𝑐𝑜𝑠10 − 0.5𝑥 𝑡𝑎𝑛45 = 9.348 𝑚

𝑊 = 𝑊1 + 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑥 𝛾 = 3013.096 + 0.5𝑥 29.348 + (29.348 +

𝑡𝑎𝑛45𝑥4 𝑥4 )

x19.5 = 8020.246 kN

Q = 267.58 kN/m

Faktor aman terhadap penggeseran :

𝐹𝑆 =cb BL + (W + Q + PA sinδ) tan φ

PA cos δ

= 2.35𝑥33.3864 + (8020.246 + 267.58 + 991.258 sin 19.5) tan 19.5

991.258 cos 19.5

= 2.98

Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap penggeseran sebesar

2.98 (SF > 1,5), maka lereng tersebut aman terhadap bahaya penggeseran.


commit to user

64

4.2.3. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Kegagalan Daya Dukung

Tanah


Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah.

2 = 150, maka menurut Terzaghi (1943) diperoleh :

Nc = 12,86

N = 1,52

Faktor aman terhadap kegagalan daya dukung tanah :

𝑆𝐹 =𝑐.𝑁𝑐 + 0.5𝛾𝐵𝑒𝑁𝛾

𝐻𝑒𝑞 .𝛾

= 2.9 𝑥12,86 + 0.5𝑥19,5𝑥10𝑥1,52

10𝑥19,5= 0,951

Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap kegagalan daya dukung

tanah sebesar 0,951 (SF < 1,5), maka lereng tersebut tidak aman terhadap bahaya

kegagalan daya dukung tanah.


Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah.

2 =19,50, maka menurut Terzaghi (1943) diperoleh :

Nc = 17,125

N = 3,355

Faktor aman terhadap kegagalan daya dukung tanah :

𝑆𝐹 =𝑐.𝑁𝑐 + 0.5𝛾𝐵𝑒𝑁𝛾

𝐻𝑒𝑞 .𝛾


commit to user

65

= 2.35 𝑥17.125 + 0.5𝑥20.25𝑥14𝑥3.355

14𝑥20.25= 1.819

Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap kegagalan daya dukung

tanah sebesar 1.819 (SF > 1,5), maka lereng tersebut aman terhadap bahaya

kegagalan daya dukung tanah.

4.2.4. Analisis Stabilitas Internal Terhadap Putus Tulangan dan

Cabut Tulangan


Pada perkuatan pertama nail no.1

Panjang nail = 10 m

Jarak vertikal antar nail = 1 m

a) Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor.

Le1 = 4.636 m

b) Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.

Ka1 = tg2 (45

0 – /2) = tg

2 (45

0 – 24/2) = 0,4217

c) Menghitung tegangan horizontal.

h = Kaz = 0,4217 x 21 x (0.5+sin10x10) = 19.81 kN/m2

d) Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan.

𝐹𝑟 =(

0.25xπx d 2xfy

1000)

𝜎ℎ .𝑆𝑣 .𝑆 ℎ=

(0.25xπx252x 420

1000)

19.81𝑥1𝑥1 = 10.4 ≥ 1,5 (𝑂𝐾)

e) Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan.

𝐹𝑝 =π. qu . Ddh Lp

𝜎ℎ.𝑆𝑣.𝑆 ℎ=

3.14𝑥125𝑥0.1𝑥4.636

19.81 x 1 𝑥 1= 9.18 ≥ 1,5 (𝑂𝐾)

Perhitungan stabilitas internal pada lereng Atas ditampilkan dalam Tabel 4.5.


commit to user

66

Tabel 4.5. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng Atas

No.

Perkuatan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kedalaman

(m) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5

Ka 0.4217 0.4217 0.4217 0.4217 0.4217 0.4217 0.4217 0.4217 0.4995 0.4995

Le (m) 4.634 5.253 5.876 6.376 6.901 7.516 8.067 8.625 9.184 9.782

h (kN/m2) 19.806 28.661 37.517 46.373 55.228 64.084 72.940 81.796 107.369 117.857

Fr 10.40 7.19 5.49 4.44 3.73 3.22 2.83 2.52 1.92 1.75

Fp 9.18 7.19 6.15 5.40 4.90 4.60 4.34 4.14 3.36 3.26


Pada perkuatan nail no.11

Panjang nail = 8 m

Jarak vertikal antar nail = 1 m

Langkah-langkah perhitungan stabilitas internal yaitu :

a) Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor.

Le1 = 6.2 m

b) Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.

Ka = tg2 (45

0 – /2) = tg

2 (45

0 – 15/2) = 0,5888

c) Menghitung tegangan horizontal.

h = Kaz = 0,5888 x 19.5 x (0.5+sin10x4) = 13.716kN/m2

d) Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan.

𝐹𝑟 =(0.25xπxd2xfy

1000 )

𝜎ℎ .𝑆𝑣 .𝑆 ℎ=

(0.25xπx252x420

1000 )

13.716𝑥1𝑥1= 15.02 ≥ 1,5 (𝑂𝐾)

e) Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan.


𝜎ℎ.𝑆𝑣.𝑆 ℎ=

3.14 x 125 x 0.1 x 6.2

13.716 x 1 𝑥1=17.74 ≥ 1,5 (𝑂𝐾)

Perhitungan stabilitas internal pada lereng bawah ditampilkan dalam Tabel 4.6.


commit to user

67

Tabel 4.6. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng Bawah

No.

Perkuatan 1 2 3 4

Kedalaman

(m) 0.5 1.5 2.5 3.5

Ka 0.5888 0.5888 0.5888 0.4995

Le (m) 6.200 6.721 7.242 7.763

h (kN/m2) 13.716 25.197 36.678 40.854

Fr 15.02 8.18 5.62 5.04

Fp 17.74 10.47 7.75 7.46

4.3. Hasil Perhitungan

Analisis perhitungan faktor keamanan soil nailing dengan perhitungan manual dan

program geoslope dapat dilihat dalam tabel 4.7. Untuk mengetahui lebih detail lagi

mengenai variasi dapat dilihat pada tabel 3.3.


commit to user

68

Tabel 4.7. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng

Variasi Tinjauan Lereng

Stabilitas Internal Stabilitas Eksternal

SFp SFr SF

Guling

Kuat

Dukung

Tanah

Stabilitas Kelongsoran

Lereng

Manual Geoslope

1 Lereng Atas - - - - 0.780 0.774

Lereng Bawah - - - - 0.367 0.383

2 Lereng Atas 3.258 1.748 3.005 0.951 2.492 3.303

Lereng Bawah 7.458 5.044 2.977 1.819 2.128 2.036

3 Lereng Atas 2.836 1.521 2.916 0.951 2.407 3.054

Lereng Bawah 5.984 4.036 2.290 1.819 1.971 1.938

4 Lereng Atas 2.543 1.355 2.771 0.951 2.234 2.784

Lereng Bawah 5.313 3.572 2.233 1.819 1.771 1.887

5 Lereng Atas 1.451 0.777 3.103 0.951 2.039 2.070

Lereng Bawah 3.073 2.082 2.364 1.819 1.764 1.458

6 Lereng Atas 1.268 0.676 3.014 0.951 1.986 1.981

Lereng Bawah 2.675 1.794 2.329 1.819 1.660 1.188

7 Lereng Atas 1.127 0.602 2.870 0.951 1.867 1.866

Lereng Bawah 2.388 1.588 2.272 1.819 1.511 1.100

Lanjutan Tabel 4.17. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng

8 Lereng Atas 0.840 0.480 3.103 0.951 1.693 1.457

Lereng Bawah 1.801 1.304 2.364 1.819 1.372 1.034 9

Lereng Atas 0.731 0.412 3.014 0.951 1.684 1.427

Lereng Bawah 1.775 1.270 2.329 1.819 1.313 1.055

10 Lereng Atas 0.653 0.364 2.870 0.951 1.597 1.337

Lereng Bawah 1.546 1.091 2.272 1.819 1.219 1.028

11 Lereng Atas - - - - 0.715 0.743

Lereng Bawah - - - - 0.344 0.351

12 Lereng Atas 3.230 1.748 2.510 0.951 1.791 2.850

Lereng Bawah 6.872 4.684 1.980 1.819 1.315 1.818

13 Lereng Atas 2.840 1.521 2.421 0.951 1.742 2.720

Lereng Bawah 5.944 4.036 1.945 1.819 1.227 1.690

14 Lereng Atas 2.519 1.355 2.276 0.951 1.638 2.523

Lereng Bawah 5.296 3.572 1.887 1.819 1.110 1.670

15 Lereng Atas 1.430 0.777 2.680 0.951 1.491 1.849

Lereng Bawah 3.071 2.082 2.048 1.819 1.120 1.318

16 Lereng Atas 1.256 0.676 2.591 3.740 1.467 1.820

Lereng Bawah 2.642 1.794 2.012 1.819 1.054 1.203


commit to user

69

17 Lereng Atas 1.122 0.602 2.446 3.740 1.401 1.744

Lereng Bawah 2.777 1.880 1.955 1.819 0.970 1.159

18 Lereng Atas 0.820 0.480 2.680 3.740 1.261 1.341

Lereng Bawah 1.758 1.304 1.977 1.819 0.891 0.842

19 Lereng Atas 0.715 0.412 2.591 3.740 1.257 1.334

Lereng Bawah 1.737 1.270 2.012 1.819 0.855 0.800

20 Lereng Atas 0.639 0.364 2.446 3.740 1.217 1.291

Lereng Bawah 1.508 1.091 1.955 1.819 0.805 0.784

21 Lereng Atas - - - - 0.270 0.291

Lereng Bawah - - - - 0.233 0.243

22 Lereng Atas 3.259 1.748 2.102 3.740 1.256 2.063

Lereng Bawah 6.873 4.684 1.137 1.819 0.874 1.788

23 Lereng Atas 2.834 1.521 2.013 3.740 1.090 1.818

Lereng Bawah 5.924 4.036 1.102 1.819 0.785 1.511

24 Lereng Atas 2.540 1.355 1.868 3.740 0.929 1.410

Lereng Bawah 5.246 3.572 1.045 1.819 0.690 1.199

25 Lereng Atas 1.448 0.777 2.102 3.740 1.037 1.416

Lereng Bawah 3.055 2.082 1.137 1.819 0.744 1.131

26 Lereng Atas 1.262 0.676 2.013 3.740 0.941 1.173

Lereng Bawah 2.630 1.794 1.102 1.819 0.683 0.998

Lanjutan Tabel 4.17. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng

27 Lereng Atas 1.095 0.602 1.868 3.740 0.797 0.982

Lereng Bawah 2.333 1.588 1.045 1.819 0.611 0.849

28 Lereng Atas 0.848 0.480 2.102 3.740 0.859 0.890

Lereng Bawah 1.741 1.304 1.137 1.819 0.596 0.711

29 Lereng Atas 0.733 0.412 2.013 3.740 0.795 0.855

Lereng Bawah 1.716 1.270 1.102 1.819 0.559 0.680

30 Lereng Atas 0.654 0.364 1.868 3.740 0.709 0.757

Lereng Bawah 1.486 1.091 1.045 1.819 0.515 0.620

Keterangan :

: Variasi lereng dengan kemiringan 450




commit to user

70

Hasil perhitungan stabilitas internal yang tercantum pada tabel 4.17 hanya sebagian

saja yaitu yang memiliki nilai keamanan yang paling kecil dan terletak pada dasar

lereng, untuk data yang lebih lengkap dapat dilihat pada lampiran.


commit to user

71

4.4. Pembahasan

4.4.1. Hubungan Kemiringan Lereng dengan Angka keamanan (SF)

Pada variasi kemiringan lereng 450, 60

0 dan 90

0, menunjukan penurunan nilai

kemaaman (SF) yang cukup signifikan seiring dengan bertambahnya sudut

kemiringan lereng. Berikut adalah grafik hubungan angka keaman (SF) dengan

kemiringan lereng :

Gambar 4.10. Hubungan Kemiringan Lereng dengan Faktor Keamanan (SF)

Dari grafik dapat dilihat angka keamanan lereng semakin berkurang seiring

bertambahnya sudut kemiringan lereng. Angka keamanan (SF) terbesar yaitu pada

lereng dengan kemiringan 450 kemudian pada kemiringan 60

0 menurun, hingga pada

lereng 900 yang memiliki nilai SF terkecil. Semakin lereng curam nilai keamanan

lereng semakin kecil.

Penurunan rata - rata angka keamanan lereng dari kemiringan 450

ke 600 dengan

perhitungan manual +7%, dengan program geoslope +6%, sedangkan pada

kemiringan lereng 600 ke 90

0 perhitungan manual +47%, dengan program geoslope

+46%.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

45 60 90

Manual Lereng Atas

Geoslope Lereng Atas

Manual Lereng Bawah

Geoslope Lereng BawahKemiringan lereng

An

gka

Ke

man

anan

(SF)


commit to user

72

4.4.2. Hubungan Jarak Vertikal Antar Nail dan Kemiringan Nail

dengan Angka keamanan (SF)

Analisis stabilitas terhadap kelongsoran gobal lereng dilakukan dengan tinjauan lereng

atas dan lereng bawah, parameter jarak antar nail juga ikut berpengaruh terhadap

angka keamanan lereng, hal ini ditunjukan dari hasil analisis faktor keamanan SF

terhadap kelongsoran lereng baik secara manual maupun menggunakan program

geoslope, yang disajikan dalam gambar 4.11. sampai dengan gambar 4.16. di bawah

ini :

Gambar 4.11. Hubungan Jarak Antar Nail dan Kemiringan Nail dengan

Faktor Keamanan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada

Lereng Atas untuk Kemiringan 45o

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

F)

Jarak antar nail (ΔH)

i=10: manual

i=10; geoslope

i=20; manual

i=20; geoslope

i=30; manual

i=30; geoslope

Lereng Atas; kemiringan 45


commit to user

73




Gambar 4.13. Hubungan Jarak Antar nail dan Kemiringan Nail dengan



0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

F)


i=10; manual

i=10; geoslope

i=20; manual

i=20; geoslope

i=30; manual

i=30; geoslope


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

F)


i=10; manual

i=10; geoslope

i=20; manual

i=20; geoslope

i=30; manual

i=30; geoslope



commit to user

74



Lereng Bawah untuk Kemiringan 45o




0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 2 3

An

gka

Ke

aman

an(S

F)


i=10; manual

i=10; geoslope

i=20; manual

i=20; geoslope

i=30, manual

i=30; geoslope

Lereng Bawah; kemiringan 45

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

F)


i=10: manual

i=10; geoslope

i=20; manual

i=20; geoslope

i=30; manual

i=30; geoslope



commit to user

75




Dari gambar 4.11. sampai dengan gambar 4.16. dapat dilihat angka keamanan (SF)

menurun seiring dengan bertambahnya jarak antar nail. Angka keamanan (SF)

terbesar pada jarak antar nail = 1m, kemudian menurun pada saat jarak antar nail =

1.5m, lalu mengalami penurunan kembali pada saat jarak antar nail = 2m. Hal ini

dikarenakan semakin besar jarak antar nail (ΔH) semakin sedikit pula jumlah nail

yang terpasang pada lereng. Semakin kecil besar jarak antar nail (ΔH) semakin

banyak nail yang terpasang dan gaya T yang menahan longsoran tanah sesuai dengan

persamaan (2.9.) menjadi bertambah

𝐹𝑆 =𝑐 .𝐿𝑓+(𝑊+𝑄) cos 𝛼𝑛 .tan 𝜑+ ∑𝑇𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼+𝑖 −∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼+𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑

(𝑊+𝑄) 𝑆𝑖𝑛 𝛼𝑛−∑𝑇𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼+𝑖 −∑𝑉𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼+𝑖

Penurunan rata - rata angka keamanan (SF) setiap bertambahnya jarak antar nail (ΔH)

= 0.5 m dengan perhitungan manual +16%, dengan program geoslope +30%.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

F)


i=10: manual

i=10; geoslope

i=20; manual

i=20; geoslope

i=30; manual

i=30; geoslope



commit to user

76

Sudut pemasangan nail juga ikut berpengaruh terhadap gaya tarik dari nailing tersebut

sesuai dengan persamaan (2.9) di atas. Dari gambar 4.11. sampai dengan gambar 4.16.

dapat dilihat angka keamanan (SF) menurun seiring dengan bertambahnya sudut

pemasangan nail (i). Angka keamanan terbesar pada kemiringan nail = 100, kemudian

menurun pada saat kemiringan nail = 200, lalu mengalami penurunan kembali pada

saat kemiringan nail = 300. Dari hasil penelitian tersebut maka dapat disimpulkan

semakin besar sudut pemasangan nail (i) semakin kecil nilai angka keamanan (SF).

Penurunan rata - rata angka keamanan lereng (SF) ) setiap bertambahnya sudut

pemasangan nail (i)=100 dengan perhitungan manual +14%, dengan program

geoslope +16%.

4.4.3. Hubungan Jarak Vertikal antar Nail dengan Stabilitas

Internal

Analisis stabilitas internal terdiri dari analisis terhadap putus tulangan (SFr) dan cabut

tulangan (SFp). Analisis dilakukan pada lereng atas dan bawah. Hubungan antara

jarak antar nail dengan nilai SFr dan SFp dapat dilihat dalam Gambar 4.17. dan

Gambar 4.23.

Gambar 4.17. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFr terhadap

Putus Tulangan untuk Kemiringan Lereng 45o

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

Fr)


lereng atas;i=10

lereng atas,i=20;

lereng atas;i=30;

lereng bawah; i=10

lereng bawah; i=20

lereng bawah; i=30

Kemiringan Lereng 45


commit to user

77





0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

Fr)


lereng atas;i=10

lereng atas,i=20;

lereng atas;i=30;

lereng bawah; i=10

lereng bawah; i=20

lereng bawah; i=30


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

Fr)


lereng atas;i=10

lereng atas,i=20;

lereng atas;i=30;

lereng bawah; i=10

lereng bawah; i=20

lereng bawah; i=30



commit to user

78

Gambar 4.20. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFp terhadap

Cabut Tulangan untuk Kemiringan Lereng 45o

Gambar 4.21. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFp terhadap


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

Fp)


lereng atas;i=10

lereng atas,i=20;

lereng atas;i=30;

lereng bawah; i=10

lereng bawah; i=20

lereng bawah; i=30


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

Fp)


lereng atas;i=10

lereng atas,i=20;

lereng atas;i=30;

lereng bawah; i=10

lereng bawah; i=20

lereng bawah; i=30



commit to user

79

Gambar 4.22. Hubungan Jarak antar Nail dengan Faktor Keamanan SFp terhadap


Gambar 4.17. dan Gambar 4.22. menunjukkan bahwa semakin besar jarak antar nail,

maka nilai angka keamanan SFr dan SFp semakin kecil. Hal ini dikarenakan semakin

besar jarak antar nail semakin besar pula luasan gaya yang harus ditahan oleh nail,

sesuai dengan persamaan (2.22). dan (2.24).

𝐹𝑟 =(

0.25xπxd 2x fy

1000)

𝜎ℎ .𝑆𝑣 .𝑆 ℎ


𝜎ℎ.𝑆𝑣.𝑆 ℎ

Penurunan rata - rata angka keamanan SFr lereng dari jarak antar nail 1m ke 1.5m

yaitu +56%, sedangkan dari jarak antar nail 1.5 m ke 2 m yaitu +41%. Sedangkan

penurunan rata - rata angka keamanan SFp lereng dari jarak antar nail 1m ke 1.5m

yaitu +55%, sedangkan dari jarak antar nail 1.5 m ke 2 m yaitu +36%.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

1 1,5 2

An

gka

Ke

aman

an(S

Fp)


lereng atas;i=10

lereng atas,i=20;

lereng atas;i=30;

lereng bawah; i=10

lereng bawah; i=20

lereng bawah; i=30



commit to user

80

Perhitungan Manual

4.4.4. Perbandingan Hasil Analisis Stabilitas Lereng dari

Perhitungan Manual dengan Program Geoslope

Program geoslope merupakan program yang digunakan untuk mencari nilai SF

terhadap kelongsoran lereng, sehingga dalam penelitian ini yang bisa diperbandingkan

dengan program geoslope hanyalah hasil perhitungan manual analisis stabilitas

terhadap kelongsoran lereng. Perbandingan nilai SF dari hasil perhitungan manual dan

program Geoslope dapat dilihat pada Gambar 4.23.

Gambar 4.23. Perbandingan Nilai SF dari Hasil Perhitungan Manual dengan Program

Geoslope

Dari hasil penelitian didapatkan nilai SF analisis stabilitas terhadap kelongsoran

lereng menggunakan program geoslope dan perhitungan manual memiliki selisih rata-

rata yang jauh cukup jauh yaitu 50%. Pada tabel 4.17. hasil analisis stabilitas lereng,

dapat dilihat perbedaan antara hasil perhitungan manual dengan program geoslope.

Pada gambar 4.10 dapat dilihat perbandingan hasil analisis perhitungan lereng tanpa

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Per

hit

ungan

Geo

slope

Perhitungan Manual


commit to user

81

perkuatan baik secara manual ataupun menggunakan program geoslope hasilnya tidak

berbeda jauh karena persamaan dalam menentukan bidang gelincir yaitu berupa

lingkaran dan dihitung dengan metode bishop. Berbeda dengan hasil analisis

perhitungan lereng dengan perkuatan yang ditunjukan dari gambar 4.18. sampai

dengan gambar 4.22. memiliki selisih angka keamanan yang cukup besar, hal ini

dikarenakan adanya perbedaan cara pada penentuan bidang gelincir dan metode

penyelesaiannya. Pada program geoslope bidang gilincir berupa lingakaran

menggunakan metode bishop sedangkan pada perhitungan manual menggunakan

metode baji (wedge) bidang gelincir berupa planar.

4.4.5. Permasalahan pada Penggunaan Soil Nailing

4.4.5.1. Perhitungan Stabilitas Lereng Keseluruhan (Global)

Pada penelitian ini hanya dihitung stabilitas pada lereng atas dan lereng bawah, tidak

diperhitungkan stabilitas lereng secara keseluruhan (global). Hal ini dikarenakan pada

penelitian ini hasil perhitungan stabilitas dengan progrm geoslope nantinya akan

dibandingkan dengan perhitungan manual. Oleh karena perhitungan manual dengan

menggunakan metode baji (wedge) terbatas hanya bisa menghitung satu bidang

longsor saja dan tidak bisa digunakan dalam kasus menghitung stabilitas lereng secara

keseluruhan maka pada penelitian ini tidak ikut dihitung stabiltas lereng keseluruhan.

Perhitungan stabilitas lereng keseluruhan sebenarnya sangat penting untuk

mengetahui suatu lereng dapat dikatakan aman atau tidak apabila aman terhadap

bahaya longsor baik lokal maupun keseluruhan (global). Maka dari itu pada sub bab

ini ditambahkan perhitungan stabilitas keseluruhan (global) dengan menggunakan

program geoslope sebagai contoh pada kasus variasi 1 dengan lereng dengan

kemiringan 450 dapat dilihat pada gambar 4.24.


commit to user

82

Gambar 4.24. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng Keseluruhan (global) dengan

Program Geoslope

Pada perhitungan sebelumnya didapatkan hasil analisis stabilitas kelengsoran lereng

lokal pada lereng atas sebesar 0,78 dan pada lereng bawah sebesar 0,367.Pada analisis

kelongsoran keseluruhan (global) didapatkan angka keamanan sebesar 0,951. Gambar

4.25. adalah kondisi lereng setelah dipasang nail dengan panjang nail sama dengan

perhitungan sebelumnya yaitu pada lereng atas 10 m dan pada lereng bawah 8m,

sebagai contoh pada variasi 2 dengan kemiringan lereng 450, kemiringan nail 10

0, dan

jarak antar nail 1m dapat dilihat pada

Gambar 4.25. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Perkuatan Keseluruhan

(global) denganProgram Geoslope


commit to user

83

Pada perhitungan sebelumnya didapatkan hasil analisis stabilitas kelengsoran lereng

lokal pada lereng atas sebesar 3,303 dan pada lereng bawah sebesar 2,036. Dan pada

analisis kelongsoran keseluruhan (global) sebesar 2,303.

4.4.5.2. Efisiensi Penggunaan Nail

Dengan menggunakan panjang nail pada lereng atas 10m dan pada lereng bawah 8m

menunjukan stabilitas lereng yang dikatakan aman baik stabilitas lereng lokal maupun

global, akan tetapi kondisi ini kurang efisien karena terjadi pemborosan nail pada

lereng atas, sedangkan panjang nail pada lereng bawah mengalami kekurangan yang

memungkinkan terjadinya kelongsoran pada lereng bawah tersebut. Oleh karena itu

diperlukan perencanaan ulang, yaitu dengan mengurangi panjang nail pada lereng atas

dan menambah panjang nail pada lereng bawah. Hasil analisis stabilitas lereng

terhadap kelongsoran lereng setelah dilakukan perencanaan ulang ditunjukkan pada

Gambar 4.26.

Gambar 4.26. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng Keseluruhan (global) Setelah

Perencanaan Ulang dengan Program Geoslope

Setelah perencanaan ulang dengan mencoba-coba panjang nail paling efisien

menggunakan program geoslope, didapatkan panjang nail paling efesien. Panjang nail

bervariasi disesuaikan dengan kebutuhan agar menembus bidang longsor. Didapatkan

nilai angka keamanan (SF) sebesar 2,331 jauh lebih besar daripada perhitungan

sebelumnya yaitu 2,303 dan bila melihat dari segi ekonomisnya bila menggunakan

panjang nail sesuai perencanaan ulang maka akan menghemat sebasar 6m baja.


commit to user

84

4.4.5.3. Penentuan Sudut Bidang Longsor Pada Perhitungan Manual

Pada penelitian ini penentuan sudut bidang longsor pada perhitungan manual pada

kemiringan lereng 450 dan 60

0 menggunakan cara coba-coba, sedangkan pada

kemiringan 900 berdasarkan hasil analisis dari program geoslope yang hasil grafis

outputnya di export ke dalam format auto cad, kemudian diukur kemiringan bidang

longsornya. Pada variasi 22 pada lereng atas didapatkan sudut bidang longsor 620 ,

dan pada lereng bawah didapatkan sudut bidang longsor 530. Untuk penentuan sudut

bidang longsor biasanya menggunakan teori Rankine yaitu sebagai berikut :

θ = 450+φ/2 (4.1)

Keterangan :

θ = sudut bidang longsor/ zona aktif (0)

φ = sudut geser (0)

Apabila menggunakan teori Rankine maka sudut bidang longsor didapatkan, yaitu :

1) Pada Lereng atas

θ = 450+φ/2 = 45

0+24/2 = 57

0

2) Pada Lereng bawah

θ = 450+φ/2 = 45

0+15/2 = 52,5

0

Dari perhitungan sudut bidang longsor menggunakan teori Rankine didapatkan sudut

bidang longsor pada lereng atas sebesar 570 dan pada lereng bawah sebesar 52,5

0.

Terdapat selisih angka sudut bidang longsor dari program geoslope dan teori Rankine

pada lereng atas selisihnya cukup jauh yaitu 50, tetapi pada lereng bawah mempunyai

selisih yang kecil yaitu 0,5. Ini membuktikan baik menggunakan program ataupun

menggunakan rumus manual seperti teori Rankine memiliki kecenderungan yang

sama terhadap penentuan sudut bidang longsor, hanya saja dengan fasilitas yang

disediakan oleh program geoslope kita dipermudah untuk mendapatkan sudut bidang

longsor yang paling kritis.


commit to user

86

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini yaitu :

1. Penurunan rata - rata angka keamanan lereng dari kemiringan 450

terhadap

600 dengan perhitungan manual +7%, dengan program geoslope +6%,

sedangkan pada kemiringan lereng 600 terhadap 90

0 perhitungan manual

+47%, dengan program geoslope +46%.

2. Penurunan rata - rata angka keamanan (SF) setiap bertambahnya jarak antar

nail (ΔH) = 0.5 m dengan perhitungan manual +16%, dengan program

geoslope +30%.

3. Penurunan rata - rata angka keamanan lereng (SF) ) setiap bertambahnya

sudut pemasangan nail (i)=100 dengan perhitungan manual +14%, dengan

program geoslope +16%.

4. Penurunan rata - rata angka keamanan SFr lereng dari jarak antar nail 1m ke

1.5m yaitu +56%, sedangkan dari jarak antar nail 1.5 m ke 2 m yaitu +41%.

Penurunan rata - rata angka keamanan SFp lereng dari jarak antar nail 1m ke

1.5m yaitu +55%, sedangkan dari jarak antar nail 1.5 m ke 2 m yaitu +36%.

5. Dari hasil penelitian didapatkan nilai SF analisis stabilitas terhadap

kelongsoran lereng menggunakan program geoslope dan manual dengan

metode baji (wedge) memiliki selisih yang jauh yaitu 50%.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian, maka perlu adanya penelitian lanjut untuk

melengkapi dan mengembangkan tema penelitian ini. Adapun saran – saran yang

dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya:

1. Perlu dilakukan penelitian analisis stabilitas lereng secara manual dengan

metode yang bidang longsornya berupa lingkaran.


commit to user

87

2. Membandingkan dengan pemodelan fisik secara nyata di laboratorium.

3. Posisi beban jalan lebih divariasikan, tidak hanya di lereng bawah saja tetapi

juga di lereng atas.

4. Ditambahkan perhitungan stabilitas lereng secara keseluruhan (global).

5. Ada perhitungan awal untuk memeriksa jarak antar nail yang lebih rapat

untuk mengetahui jarak antar nail yang lebih optimal.

Documents

ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN …...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user vii ABSTRACT Vitriana Kumalasari, 2012. Slope Stability Analysis with Soil Nailing Reinforcement