ANALISIS DAN PEMBAHASAN
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
W 1 = xA 1 = 21 x 0.5 x 4.0846 x 1 x 1= 42.89 kN
W 2 = xA 2 = 21 x 0.5 x (4.0846+4.7725) x 1 x 1 = 93 kN
= 21 kN/m 3 c = 1.8 kN/m 2 = 24 o
= 19.5 kN/m 3 c = 2,9 kN/m 2 = 15 o
= 21 kN/m 3 c = 1.8 kN/m 2 = 24 o
W 4 = xA 4 = 21 x 0.5 x (4.9543+4.7694) x 1.1687x 1 = 119.32 kN
W 5 = xA 5 = 21 x 0.5 x (4.9543+4.7694) x 1.1687x 1= 111.73 kN
W 6 = xA 6 = 21 x 0.5 x (4.3356+3.7089) x 1.1687x 1= 98.72 kN
W 7 = xA 7 = 21 x 0.5 x (3.7089+2.9203) x 1.1687x 1 = 81.35 kN
W 8 = xA 8 = 21 x 0.5 x (2.9203+1.9877) x 1.1687x 1= 60.23 kN
W 9 = xA 9 = (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 W 10 = xA 10 = (21x 0.5 x 0.9939 x 1 x 1) + (19.5x 0.9939 x 0.095 x 1) = 12.21 kN W 11 = xA 11 = 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
W tanφ
Hasil nilai F dicoba-coba hingga sama dengan nilai Fs 𝐹𝑠 =
F = 0.78 Fs = 0.78
2) Perhitungan dengan Program Geoslope Dari hasil perhitungan dengan program geoslope didapatkan bentuk bidang longsor pada lereng atas dengan kemiringan lereng 45 0 , 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
W 1 =( xA 1 )+(q x L) = (19.5 x 0.5 x 1.28 x 0.875 x 1) + (267.58 x 0.875) = 245 kN W 2 =( xA 2 )+(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
W 3 = xA 3 = 19.5 x 0.5 x (2.16 + 2. 89) x 1 x 1= 49.2 kN
W 4 = xA 4 = 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
W 6 = xA 6 = 19.5 x 0.5 x (1.763+0.973) x 0.207 x 1= 5.52 kN
W 7 = xA 7 = 19.5 x 0.5 x (0.973+0.793) x 0.21 x 1= 3.56 kN
W 8 = xA 8 = ((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
W 9 = xA 9 = 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
W tanφ
Hasil nilai F dicoba-coba hingga sama dengan nilai Fs 𝐹𝑠 =
𝛴(10) 𝛴(6)
F = 0.367 Fs = 0.367
2) Perhitungan dengan Program Geoslope Dari hasil perhitungan dengan program geoslope didapatkan bentuk bidang longsor pada lereng bawah dengan kemiringan lereng 45 0 , 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 :
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.
Gambar 4.3. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope pada Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
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) = 45 o dan
kemiringan nail (i) = 10 o . Besarnya α pada lereng 45 0 pada lereng atas selalu
sama yaitu 30 0 .
W = berat massa tanah yang berada dalam bidang gelincir
W 1 = xA 1 =21 x 36.602 = 768.653 kN L F = panjang bidang gelincir L F = 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 25 2 =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 45 0 , Kemiringan Nail 10 0 , dan Jarak Antar Nail 1m pa
= 21 kN/m 3 c = 1,8 kN/m 2 = 24 o
= 21 kN/m 3 c = 1,8 kN/m 2 = 24 o
= 19,5 kN/m 3 c = 2,9 kN/m 2 = 15 o
L nail = 10m
i = 10 0
Kemiringan lereng = 45 0
α=30 0
L nail =8 i = 10 0 Kemiringan lereng = 45 0 α=31 0
= 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 = (c 1. 2/3H + c 2 D).γ. 2/3H = (1.1x6.667 + 1.95x x0.025) x 21 x 6.667 = 1033.49 kN - Pu = c 3. D.γ.Z = 12 x 0.025 x 21 x 6.667 = 42 kN
1. (Nilai koefisien C 1 ,C 2 , dan C 3 , ditentukan dari Gambar 2.16.) Diambil Pu terkecil = 42 kN P max =P u / 2= 42/ 2= 21 kN
Parameter-parameter yang dibutuhkan dalam persamaan di atas adalah:
E = modulus elastisitas baja = 2.10 8 kN/m 2
I = momen inertia penampang nail bar
= 1,917.10 -8 m 4
D = diameter nail bar (dalam kasus ini tidak di-grouting) = 0,025 m Ks = 46000 kN/m 3 (dari tabel 2.3.)
𝑉=𝑃 𝑚𝑎𝑥 𝐷 2 𝐿 𝑜 = 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 :
Rc 2 Rn 2 0.0903
T max = 206.0524 kN
Menghitung panjang L e
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
f max
= 125 kN/m 2 (didapatkan dari Tabel 2.4) untuk nail 1
π𝐷 𝐿 𝑒 𝑓 𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑆
πx0.025𝑥 4.634 𝑥125 2
= 18.248 kN < Tmax
Untuk nail bar 2-10 dapat dilihat dalam tabel 4.3.
Lereng 1 Lereng Atas
no.nail hi(m) le (m) T(kN) V(kN)
Gaya tarik ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)
ΣTi = 𝑇 1 + 𝑇 2 + ⋯+𝑇 𝑖 𝑆 𝐻
= 390.488 1 = 284.350 kN/m
SH = 1 m = spasi horisontal (tegak lurus bidang) Gaya geser ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)
ΣVi = 𝑉 1 + 𝑉 2 + ⋯+𝑉 𝑖 𝑆 𝐻
= 0.9030 1 = 0.9030 kN/m lari
Menghitung Faktor Keamanan Nilai faktor keamanan dapat dihitung dengan persamaan yang di bawah ini :
𝑐. 𝐿𝑓 + 𝑊 cos 𝛼𝑛. tan 𝜑 + ∑𝑇 𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼 + 𝑖 − ∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼 + 𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑
1.8 𝑥20 + 768.653 cos 30. tan 24 + 284.35 𝑆𝑖𝑛 30 + 10 − 0.9030 𝐶𝑜𝑠 30 + 10 𝑡𝑎𝑛24 768.653 𝑆𝑖𝑛 30 − 284.35 𝐶𝑜𝑠 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 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
2) Perhitungan dengan Program Geoslope Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng atas sebesar 3.303 seperti yang terdapat pada Gambar 4.5. berikut :
Gambar 4.6. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope pada 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) = 45 o
dan kemiringan nail (i) = 10 o . Besarnya α pada lereng 45 0 pada lereng bawah
selalu sama yaitu 31 0 .
W = berat massa tanah yang berada dalam bidang gelincir W 2 =( xA 2 ) + (Q x L) = (19.5 x 5.314) + (267.58 x 0.7)= 290.934 kN L F = panjang bidang gelincir L F = 4 x cos(90- α) = 7.77 m
Cek terhadap gaya tarik dan gaya geser Hitung daya dukung tarik tulangan
Rn = Fy x As tul
= 420 x π x 25 2 = 206.0625 kN
Rc = 0.5 x Rn = 103.0313 kN Gaya geser ijin tulangan
= 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 = (c 1. 2/3H + c 2 D).γ. 2/3H = (0.8 x 2/3x4+ 1.6 x 0.025) x 19.5 x 2/3x4= 113.0133 kN - Pu = c 3. D.γ.Z = 8 x 0.025 x 19.5 x 6.667 = 10.4 kN Diambil Pu terkecil = 10.4 kN P max =P u / 2= 10.4/ 2= 5.2 kN
Parameter-parameter yang dibutuhkan dalam persamaan di atas adalah:
E = modulus elastisitas baja = 2.10 8 kN/m 2
I = momen inertia penampang nail bar
= 1,917.10 -8 m 4
D = diameter nail bar (dalam kasus ini tidak di-grouting) = 0,025 m Ks = 46000 kN/m 3 (dari tabel 2.3.)
𝑉=𝑃 𝑚𝑎𝑥 𝐷 2 𝐿 𝑜 = 5.2 x 0.025 2 x 0.344 = 0.0224 kN < V = 41.07 kN
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
T max = 206.0625 kN
Menghitung panjang L e
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
f max = 125 kN/m 2 (didapatkan dari Tabel 2.4) untuk nail 1 T 1 =
= 28.589 kN < Tmax
Untuk nail bar 2-4 dapat dilihat dalam tabel 4.4.
Lereng 2
Lereng Bawah
no.nail hi(m) le (m) T(kN) V(kN)
Gaya tarik ijin total dari nail bar (per unit panjang tegak lurus bidang)
ΣTi = 𝑇 1 + 𝑇 2 + ⋯+𝑇 𝑖 𝑆 𝐻
= 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 = 𝑉 1 + 𝑉 2 + ⋯+𝑉 𝑖 𝑆 𝐻
= 0.089 kN/m lari
Menghitung Faktor Keamanan Nilai faktor keamanan dapat dihitung dengan persamaan yang di bawah ini :
𝑐. 𝐿𝑓 + 𝑊 cos 𝛼𝑛. tan 𝜑 + ∑𝑇 𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼 + 𝑖 − ∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼 + 𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑
𝐹𝑆 = 2.9 𝑥7.77 + 290.934 cos 31. tan 15 + 128.771 𝑆𝑖𝑛 31 + 10 − 0.089 𝐶𝑜𝑠 31 + 10 𝑡𝑎𝑛15
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.
2) Perhitungan dengan Program Geoslope Angka keamanan terhadap kelongsoran yang diperoleh pada lereng bawah sebesar 2.036 seperti yang terdapat pada Gambar 4.6. berikut :
Gambar 4.8. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Program Geoslope pada 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 X1 X2
= 21 kN/m 3 c = 1,8 kN/m 2 = 24 o
= 19,5 kN/m 3 c = 2,9 kN/m 2 = 15 o
Lereng Atas
4.2.2.1. Analisis pada Lereng Atas
Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif. Ka
= tg 2 (45 0 – /2) = tg 2 (45 0 – 24/2)
Menghitung tekanan tanah aktif total di belakang zona perkuatan. 𝑃𝑎 =
= 0,5 x 21 x 10 2 x 0,4217
= 442,8167 kN/m Faktor aman terhadap penggeseran :
𝐿𝑥 = 𝐿 𝑛𝑎𝑖𝑙 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
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.
4.2.2.2. Analisis pada Lereng Bawah
Besarnya c,γ, danφ dirata-rata terlebih dahulu :
C = 1.8+2.9
= 2.35 kN/m 2
Φ= 24+15 2 = 19.5 𝑜 γ= 21+19.5 2 = 20.25 kN/m 3
Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif. Ka
= tg 2 (45 0 – /2) = tg 2 (45 0 – 19.5/2)
Menghitung tekanan tanah aktif total di belakang zona perkuatan. 𝑃𝑎 =
= 991.258 kN/m
x19.5 = 8020.246 kN
Q = 267.58 kN/m Faktor aman terhadap penggeseran :
2.35𝑥33.3864 + (8020.246 + 267.58 + 991.258 sin 19.5) tan 19.5
991.258 cos 19.5
Dari perhitungan tersebut diperoleh angka keamanan terhadap penggeseran sebesar
2.98 (SF > 1,5), maka lereng tersebut aman terhadap bahaya penggeseran.
4.2.3. Analisis Stabilitas Lereng Terhadap Kegagalan Daya Dukung Tanah
4.2.3.1. Analisis pada Lereng Atas
Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah.
2 = 15 0 , maka menurut Terzaghi (1943) diperoleh :
Nc
= 12,86 N = 1,52
Faktor aman terhadap kegagalan daya dukung tanah :
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.
4.2.3.2. Analisis pada Lereng Bawah
Menentukan nilai-nilai faktor kapasitas dukung tanah.
maka menurut Terzaghi (1943) diperoleh : Nc
= 17,125 N = 3,355
Faktor aman terhadap kegagalan daya dukung tanah :
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
4.2.4.2. Analisis pada Lereng Atas
Pada perkuatan pertama nail no.1 Panjang nail
= 10 m
Jarak vertikal antar nail
=1m
a) Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor.
L e1 = 4.636 m
b) Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.
Ka1 = tg 2 (45 0 – /2) = tg 2 (45 0 – 24/2) = 0,4217
c) Menghitung tegangan horizontal.
h = Ka z = 0,4217 x 21 x (0.5+sin10x10) = 19.81 kN/m 2
d) Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan.
0.25x πxd2xfy
( 0.25x πx252x420 1000 )
e) Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan. 𝐹𝑝 =
Perhitungan stabilitas internal pada lereng Atas ditampilkan dalam Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng Atas
No. Perkuatan
0.4995 0.4995 Le (m)
8.625 9.184 9.782 h( kN/m 2 )
19.806 28.661 37.517 46.373 55.228 64.084 72.940 81.796 107.369 117.857 F r 10.40 7.19 5.49 4.44 3.73 3.22 2.83 2.52 1.92 1.75 F p 9.18 7.19 6.15 5.40 4.90 4.60 4.34 4.14 3.36 3.26
4.2.4.3. Analisis pada Lereng Bawah
Pada perkuatan nail no.11 Panjang nail
=8m
Jarak vertikal antar nail
=1m
Langkah-langkah perhitungan stabilitas internal yaitu :
a) Menghitung panjang perkuatan yang berada di belakang garis longsor.
L e1 = 6.2 m
b) Menghitung koefisien tekanan tanah lateral aktif.
Ka = tg 2 (45 0 – /2) = tg 2 (45 0 – 15/2) = 0,5888
c) Menghitung tegangan horizontal. h = Ka z = 0,5888 x 19.5 x (0.5+sin10x4) = 13.716kN/m 2
d) Menghitung angka keamanan terhadap putus tulangan. 𝐹𝑟 =
0.25x πxd 2 xf y
0.25x πx25 2 x420
e) Menghitung angka keamanan terhadap cabut tulangan.
𝐹𝑝 = π.q u .D dh L 𝜎 p
3.14 x 125 x 0.1 x 6.2 13.716 x 1 𝑥1
Perhitungan stabilitas internal pada lereng bawah ditampilkan dalam Tabel 4.6.
Tabel 4.6. Rekapitulasi Perhitungan Stabilitas Internal pada Lereng Bawah
No. Perkuatan
Kedalaman (m)
h( kN/m 2 ) 13.716
F r 15.02 8.18 5.62 5.04 F p 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.
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
Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
4 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
6 Lereng Atas
Lereng Bawah
7 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lanjutan Tabel 4.17. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng
8 Lereng Atas
Lereng Bawah
9 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
11 Lereng Atas
- - - - 0.715 0.743
Lereng Bawah
- - - - 0.344 0.351
12 Lereng Atas
Lereng Bawah
13 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
15 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
Lereng Bawah
18 Lereng Atas
Lereng Bawah
19 Lereng Atas
Lereng Bawah
20 Lereng Atas
Lereng Bawah
21 Lereng Atas
- - - - 0.270 0.291
Lereng Bawah
- - - - 0.233 0.243
22 Lereng Atas
Lereng Bawah
23 Lereng Atas
Lereng Bawah
24 Lereng Atas
Lereng Bawah
25 Lereng Atas
Lereng Bawah
26 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lanjutan Tabel 4.17. Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng
Lereng Atas
Lereng Bawah
28 Lereng Atas
Lereng Bawah
Lereng Atas
Lereng Bawah
30 Lereng Atas
Lereng Bawah
Keterangan :
: Variasi lereng dengan kemiringan 45 0 : Variasi lereng dengan kemiringan 60 0 : Variasi lereng dengan kemiringan 90 0 : Variasi lereng dengan kemiringan 45 0 : Variasi lereng dengan kemiringan 60 0 : Variasi lereng dengan kemiringan 90 0
4.4. Pembahasan
4.4.1. Hubungan Kemiringan Lereng dengan Angka keamanan (SF)
Pada variasi kemiringan lereng 45 0 , 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 45 0 kemudian pada kemiringan 60 0 menurun, hingga pada lereng 90 0 yang memiliki nilai SF terkecil. Semakin lereng curam nilai keamanan lereng semakin kecil.
Penurunan rata - rata angka keamanan lereng dari kemiringan 45 0 ke 60 0 dengan
perhitungan manual +7%, dengan program geoslope +6%, sedangkan pada
kemiringan lereng 60 0 ke 90 0 perhitungan manual +47%, dengan program geoslope +46%.
Manual Lereng Atas Geoslope Lereng Atas Manual Lereng Bawah
Kemiringan lereng Geoslope Lereng Bawah
g ka
an
an
an
(SF
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 45 o
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
Gambar 4.12. Hubungan Jarak Antar Nail dan Kemiringan Nail dengan Faktor Keamanan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Atas untuk Kemiringan 60 o
Gambar 4.13. Hubungan Jarak Antar nail dan Kemiringan Nail dengan Faktor Keamanan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Atas untuk Kemiringan 90 o
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 60
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 90
Gambar 4.14. Hubungan Jarak Antar Nail dan Kemiringan Nail dengan Faktor Keamanan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Bawah untuk Kemiringan 45 o
Gambar 4.15. Hubungan Jarak Antar Nail dan Kemiringan Nail dengan Faktor Keamanan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Bawah untuk Kemiringan 60 o
Jarak antar nail ( ΔH)
i=10; manual i=10; geoslope i=20; manual i=20; geoslope i=30, manual i=30; geoslope
Lereng Bawah; kemiringan 45
Jarak antar nail ( ΔH)
i=10: manual i=10; geoslope i=20; manual i=20; geoslope i=30; manual i=30; geoslope
Lereng Bawah; kemiringan 60
Gambar 4.16. Hubungan Jarak Antar Nail dan Kemiringan Nail dengan Faktor Keamanan SF terhadap Kelongsoran Lereng pada Lereng Bawah untuk Kemiringan 90 o
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+ ∑𝑇 𝑖 𝑆𝑖𝑛 𝛼+𝑖 −∑𝑉𝑖 𝐶𝑜𝑠 𝛼+𝑖 𝑡𝑎𝑛𝜑 (
𝑊+𝑄) 𝑆𝑖𝑛 𝛼𝑛 −∑𝑇 𝑖 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%.
Jarak antar nail ( ΔH)
i=10: manual i=10; geoslope i=20; manual i=20; geoslope i=30; manual i=30; geoslope
Lereng Bawah; kemiringan 90
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 = 10 0 , kemudian menurun pada saat kemiringan nail = 20 0 , lalu mengalami penurunan kembali pada saat kemiringan nail = 30 0 . 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)=10 0 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 45 o
Jarak antar nail ( ΔH)
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
Gambar 4.18. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFr terhadap Putus Tulangan untuk Kemiringan Lereng 60 o
Gambar 4.19. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFr terhadap Putus Tulangan untuk Kemiringan Lereng 90 o
Jarak antar nail ( ΔH)
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 60
Jarak antar nail ( ΔH)
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 90
Gambar 4.20. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFp terhadap
Cabut Tulangan untuk Kemiringan Lereng 45 o
Gambar 4.21. Hubungan Jarak Antar Nail dengan Faktor Keamanan SFp terhadap
Cabut Tulangan untuk Kemiringan Lereng 60 o
Jarak antar nail ( ΔH)
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
Jarak antar nail ( ΔH)
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 60
Gambar 4.22. Hubungan Jarak antar Nail dengan Faktor Keamanan SFp terhadap Cabut Tulangan untuk Kemiringan Lereng 90 o
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 = (
0.25x πxd2xfy
1000
𝐹𝑝 = π.q u .D dh L 𝜎 p
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%.
Jarak antar nail ( ΔH)
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 90
Perhitungan Manual
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
Perhitungan Manual Perhitungan Manual
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 45 0 dapat dilihat pada gambar 4.24.
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 45 0 , 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 Gambar 4.25. Hasil Analisis Kelongsoran Lereng dengan Perkuatan Keseluruhan (global) denganProgram Geoslope
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
Pada penelitian ini penentuan sudut bidang longsor pada perhitungan manual pada
kemiringan lereng 45 0 dan 60 0 menggunakan cara coba-coba, sedangkan pada kemiringan 90 0 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 62 0 , dan pada lereng bawah didapatkan sudut bidang longsor 53 0 . Untuk penentuan sudut bidang longsor biasanya menggunakan teori Rankine yaitu sebagai berikut :
(4.1) Keterangan : θ
= sudut bidang longsor/ zona aktif ( 0 )
= sudut geser ( 0 )
Apabila menggunakan teori Rankine maka sudut bidang longsor didapatkan, yaitu :
1) Pada Lereng atas
2) Pada Lereng bawah
Dari perhitungan sudut bidang longsor menggunakan teori Rankine didapatkan sudut
bidang longsor pada lereng atas sebesar 57 0 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 5 0 , 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.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini yaitu :
1. Penurunan rata - rata angka keamanan lereng dari kemiringan 45 0 terhadap
60 0 dengan perhitungan manual +7%, dengan program geoslope +6%, sedangkan pada kemiringan lereng 60 0 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)=10 0 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:
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.