30
Hal pertama yang dilakukan saat mendesain dinding penahan tanah adalah menggunakan salah satu dari lima material di atas. Contoh 1 sampai 3 mempunyai
sudut geser dalam tanah dengan permeabilitas sedang, ditentukan dengan uji triaksial drained, karena angka pori-pori tanah ini dapat menyesuaikan sendiri
selama melaksanakan pekerjaan. Penyesuaian butiran sering dengan berjalannya waktu, akan mengurangi angka pori dan meningkatkan kuat geser dalam tanah.
Untuk perhitungan, kohesi untuk tanah timbunan jenis 1-3 sebaiknya diabaikan. Untuk jenis 4 dan 5, nilai c dan ø ditentukan dari pengujian triaksial
undrained . Pengujian dilakukan pada contoh tanah dengan kepadatan dan kadar
air yang diusahakan sama seperti yang diharapkan terjadi di lapangan, pada waktu tanah timbunan selesai diletakkan. Penggunaan tanah timbunan berupa tanah
lempung sebaiknya dihindari sebab tanah ini dapat berubah kondisinya sewaktu pekerjaan telah selesai.
2.5 Pemadatan Tanah Timbunan
Proses pemadatan tanah timbunan harus dilakukan lapis per lapis. Untuk menghindari kerusakan pada dinding penahan tanah dan tekanan tanah lateral
yang berlebihan, digunakan alat pemadat yang ringan. Sebab pemadatan yang berlebihan dengan alat yang berat, akan menimbulkan tekanan tanah lateral yang
bahkan beberapa kali lebih besar dari pada tekanan yang ditimbulkan oleh tanah pasir yang tidak padat. Jika memakai tanah lempung sebagai tanah timbunan
maka diperlukan pengontrolan yang sangat ketat. Bahkan walaupun timbunan berubah tanah berbutir dengan penurunan yang kecil dan dapat ditoleransikan,
tanah timbunan harus dipadatkan lapis per lapis dengan ketebalan maksimum 22,5 cm. Pekerjaan pemadatan sebaiknya tidak membentuk permukaan miring, karena
Universitas Sumatera Utara
31
akan menyebabkan pemisahan lapisan dan akan berdampak pada keruntuhan potensial. Oleh karena itu sebaiknya dilakukan dengan permukaan tanah
horizontal.
2.6 Tekanan Tanah Lateral
Analisa tekanan tanah lateral digunakan untuk perencanaan dinding penahan tanah. Tekanan tanah lateral adalah gaya yang ditimbulkan oleh akibat
dorongan tanah di belakang struktur penahan tanah. Besarnya tekanan lateral sangat dipengaruhi oleh perubahan letak displacement dari dinding penahan dan
sifat-sifat tanahnya.
2.6.1 Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam At-Rest
Suatu elemen tanah yang terletak pada kedalaman tertentu akan terkena tekanan arah vertikal
σv dan tekanan arah horizontal σh. σv dan σh masing- masing merupakan tekanan aktif dan tekanan total, sementara itu tegangan geser
pada bidang tegak dan bidang datar diabaikan. Bila dinding penahan tanah dalam keadaan diam, yaitu bila dinding tidak bergerak ke salah satu arah baik ke kanan
atau ke kiri dari posisi awal, maka masa tanah berada dalam keadaan keseimbangan elastis elastic equilibrium. Rasio tekanan arah horizontal dan
tekanan arah vertical dinamakan “koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam coefficient of earth pressure at rest”
. Ko”, atau
σ
v
= berat jenis x kedalaman σ
v
= γz
Universitas Sumatera Utara
32
σ
h
= k
o
γz Untuk tanah berbutir, koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam diperkenalkan
oleh jaky1994 : k
= 1 – sin θ
Broker dan Jreland 1965 memperkenalkan harga Ko untuk lempung yang terkonsolidasi normal normally consolidated :
k = 0,95 –
sin θ Untuk tanah lempung terkonsolidasi normal normally consolidated, Alpan
1967 telah memperkenalkan persamaan empiris lain: k
= 0.19 + 0.233 log PI Dimana : PI = Indeks Plastis untuk tanah lempung yang terkonsolodasi lebih
overconsolidated : k
0over consolidated
= k
0normaly consolidated
Dimana : OCR = overconsolidation ratio
Maka gaya total per satuan lebar dinding P seperti yang terlihat pada
Gambar 2.2 adalah sama dengan luas dari diagram tekanan tanah yang bersangkutan
Jadi :
Universitas Sumatera Utara
33
Gambar 2.2 Distribusi tekanan tanah dalam keadaan diam at rest pada dinding
penahan
2.6.2 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Menurut Rankine
Keseimbangan plastis plastic equilibrium di dalam tanah adalah suatu keadaan yang menyebabkan tiap-tiap titik di dalam massa tanah menuju proses ke
suatu keadaan runtuh. Rankine 1857 menyelidiki keadaan tegangan di dalam tanah yang berada pada kondisi keseimbangan plastis.
Gambar 2.3
Grafik hubungan pergerakan dinding penahan dan tekanan tanah
Universitas Sumatera Utara
34
2.6.2.1 Kondisi Aktif
Tegangan-tegangan utama arah vertikal dan horisontal total dan efektif pada elemen tanah di suatu kedalaman adalah berturut-
turut σv dan σh. Apabila dinding penahan tidak diijinkan bergerak sama sekali, maka σh= Ko.σv. Kondisi
tegangan dalam elemen tanah tadi dapat diwakili oleh lingkaran berwarna kuning. Akan tetapi, bila dinding penahan tanah diijinkan bergerak menjauhi massa tanah
di belakangnya secara perlahan – lahan, maka tegangan utama arah horizontal akan berkurang secara terus – menerus. Pada suatu kondisi yakni kondisi
keseimbangan plastis, akan dicapai bila kondisi tegangan di dalam elemen tanah dapat diwakili oleh lingkaran berwarna merah dan kelonggaran di dalam tanah
terjadi. Keadaan tersebut diatas dinamakan sebagai “kondisi aktif menurut Rankine” Rankine’s Active State; tek
anan σh’ yang terlingkar berwarna biru merupakan “tekanan tanah aktif menurut Rankine” Rankine’s Active Earth
Pressure .
Untuk tanah yang tidak berkohesi cohessionless soil, c = 0, maka koefisien tekanan aktifnya adalah :
Langkah yang sama dipakai untuk tanah yang berkohesi cohesive soil, perbedaannya adalah c
≠ 0, maka tegangan utama arah horizontal untuk kondisi aktif adalah :
Universitas Sumatera Utara
35
2.7.2.2 Kondisi Pasif
Keadaan tegangan awal pada suatu elemen tanah diwakili oleh lingkaran Mohr berwarna kuning. Apabila dinding penahan tanah didorong secara perlahan
– lahan kea rah masuk ke dalam massa tanah, maka tegangan utama σh akan
bertambah secara terus – menerus. Akhirnya kita akan mendapatkan suatu keadaan yang menyebabkan kondisi tegangan tanah dapat diwakili oleh lingkaran
Mohr berwarna merah. Pada keadaan ini, keruntuhan tanah akan terjadi, disebut kondisi pasif menurut Rankine Rankine’s Passive state. Tegangan utama besar
major principal stress σh, dinamakan tekanan tanah pasif menurut Rankine
Rankine’s passive earth pressure Untuk tanah yang tidak berkohesi cohesionless soil, c = 0, maka
koefisien tekanan pasifnya adalah :
Langkah yang sama dipakai untuk tanah yang berkohesi cohesive soil, perbedaannya adalah c
≠ 0, maka tegangan ut ama arah horizontal untuk kondisi pasif adalah :
2.7 Stabilitas Lereng
Sebuah permukaan tanah yang terbuka yang berdiri membentuk sudut tertentu terhadap horisontal disebut sebuah lereng tanpa perkuatan. Lereng dapat
Universitas Sumatera Utara
36
terjadi secara ilmiah atau buatan manusia. Jika tanah tidak horisontal, suatu komponen gravitasi akan cenderung untuk menggerakkan tanah ke bawah. Jika
komponen gravitasi cukup besar maka kegagalan lereng akan terjadi, yakni massa tanah dapat meluncur jatuh. Gaya yang meluncurkan mempengaruhi ketahanan
dari kuat geser tanah sepanjang permukaan keruntuhan. Seorang engineer sering diminta untuk membuat perhitungan untuk
memeriksa keamanan dari lereng alamiah, lereng galian, dan lereng timbunan. Pemeriksaan ini termasuk menentukan kekuatan geser yang terbangun sepanjang
permukaan keruntuhan dan membedakannya dengan kekuatan geser tanah. Proses ini disebut analisa stabilitas lereng. Permukaan keruntuhan itu biasanya adalah
permukaan kritis yang memiliki faktor keamanan minimum. Analisa stabilitas lereng adalah hal yang sulit untuk dilakukan. Evaluasi
variabel - variabel seperti stratifikasi tanah dan parameter - parameter tanahnya bisa menjadi suatu pekerjaan yang berat. Rembesan pada lereng dan pemilihan
suatu permukaan gelincir potensial menambah kompleksitas dari permasalahan ini.
Pengertian tanah longsor sebagai respon dari pada yang merupakan faktor utama dalam proses geomorfologi akan terjadi di mana saja di atas permukaan
bumi, terutama permukaan relief pegunungan yang berlereng terjal, maupun permukaan lereng bawah laut. Tanah longsor didefinisikan sebagai tanah batuan
atau tanah di atas lereng permukaan yang bergerak ke arah bawah lereng bumi disebabkan oleh gravitasi gaya berat.
Di daerah yang beriklim tropis termasuk Indonesia, air hujan yang jatuh ke atas permukaan tanah yang memicu gerakan material yang ada di atas permukaan
Universitas Sumatera Utara
37
lereng. Material berupa tanah atau campuran tanah dan rombakan batuan akan bergerak ke arah bawah lereng dengan cara air meresap kedalam celah pori batuan
atau tanah, sehingga menambah beban material permukaan lereng dan menekan material tanah dan bongkah-bongkah perombakan batuan, selanjutnya memicu
lepas dan bergeraknya material bersama-sama dengan air.
2.7.1 Upaya Stabilisasi Lereng
Ada beberapa upaya dalam pengendalian kelongsoran pada suatu lereng, diantaranya adalah :
1. Mengurangi beban di puncak lereng
• Pemangkasan lereng • Pemotongan lereng atau cut biasanya digabungkan dengan pengisian
pengurugan atau fill di kaki lereng. 2.
Menambah beban di kaki lereng • Menanam tanaman keras biasanya pertumbuhannya cukup lama.
• Membuat dinding penahan bisa dilakukan dalam waktu yang relatif cepat berupa dinding penahan atau retaining wall.
• Membuat bronjong, yaitu batu-batu bentuk menyudut diikat dengan kawat dengan bentuk angular atau menyudut lebih kuat dan tahan
lama dibandingkan dengan bentuk bulat. 3.
Mencegah lereng jenuh dengan air tanah atau mengurangi kenaikan kadar air
• Membuat beberapa pengaliran air dari bambu atau pipa paralon di kemiringan lereng dekat ke kaki lereng yang berguna supaya muka air
Universitas Sumatera Utara
38
tanah yang naik di dalam tubuh lereng akan mengalir ke luar sehingga muka air tanah turun.
• Menanam vegetasi dengan daun lebar di puncak-puncak lereng sehingga evapotranspirasi meningkat. Air hujan yang jatuh akan
masuk ke tubuh lereng infiltrasi. • Peliputan rerumputan. Cara yang sama untuk mengurangi pemasukan
atau infiltrasi air hujan ke tubuh lereng, selain itu peliputan rerumputan jika disertai dengan desain drainase juga akan
mengendalikan run-off. 4.
Mengendalikan air permukaan • Membuat desain drainase yang memadai sehingga air permukaan dari
puncak-puncak lereng dapat mengalir lancar dan infiltrasi berkurang. • Penanaman vegetasi dan peliputan rerumputan juga mengurangi air
larian run-off sehingga erosi permukaan dapat dikurangi.
2.7.2 Klasifikasi Tanah Longsor
Tanah longsor yang disesuaikan dengan dasar klasifikasi yang dipergunakan masing-masing ahli, berikut ini dijelaskan nama-nama kelas
gerakan tanah yang umum dipakai Ritter, 1986 :
1. Tanah Longsor tipe jatuhan
falls
Tanah longsor tipe ini, material batuan atau tanah atau campuran kedua- duanya bergerak dengan cara jatuh bebas karena gaya beratnya sendiri. Proses
tanah longsor semacam ini umumnya terjadi pada lereng terjal , bisa dalam bentuk
Universitas Sumatera Utara
39
bongkah individual batuan berukuran besar atau dalam bentuk guguran fragmen bongkah bercampur dengan bongkah-bongkah yang berukuran lebih kecil.
2. Tanah Longsor tipe robohan
toples
Gerakan massa tipe robohan hampir serupa dengan tanah longsor tipe falls
, pada tipe topples ini gerakannya dimulai dengan bagian paling atas dari bongkah lepas dari batuan dari batuan induknya karena adanya cela retakan
pemisah, bongkah terdorong kedepan hingga tidak dapat menahan bebannya sendiri
3. Tanah Longsor tipe gelincir
slides
Tanah longsor tipe gelincir adalah tanah longsor batuan atau tanah atau campuran keduanya yang bergerak melalui bidang gelincir tertentu yang bertindak
sebagai bidang diskontinuitas berupa bidang perlapisan batuan atau bidang patahan, bidang kekar, bidang batas pelapukan. Jika bidang-bidang diskontinuitas
tersebut sejajar dengan bidang perlapisan, maka semakin besar peluang terjadinya tanah longsor.
2.7.3 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng
Faktor Keamanan FS lereng tanah dapat dihitung dengan berbagai metode. Faktor Keamanan FS adalah nilai banding antara gaya yang menahan
dan gaya yang menggerakkan. Data-data yang diperlukan dalam perhitungan nilai faktor keamanan suatu lereng adalah :
a. Data lereng terutama diperlukan untuk membuat penampang lereng. • Sudut kemiringan lereng
• Tinggi lereng atau panjang lereng dari kaki lereng ke puncak lereng.
Universitas Sumatera Utara
40
b. Data mekanika tanah • Sudut geser dalam Ø
• Berat isi tanah ɣ • Kohesi c
• Kadar air tanah w Perumusan dalam perhitungan suatu faktor keamanan FS suatu lereng
adalah :
Dimana : FS = Faktor Keamanan
= Tegangan geser rata-rata tanah = Tegangan geser yang terjadi di sepanjang bidang runtuh
Sedangkan nilai dan
dari adalah: dan
Sehingga diperoleh persamaan baru yakni :
Faktor keamanan yang diperhitungkan juga ditinjau dari faktor keamanan kohesi
dan faktor keamanan friksi . Persamaan untuk mendapatkan nilai
dari faktor keamanan kohesi dan faktor keamanan friksi
adalah : dan
Membandingkan nilai dan
, sehingga diperoleh :
Universitas Sumatera Utara
41
Maka Faktor keamanan suatu lereng dapat dilihat dari Tabel 2.11 yang dibuat
sesuai dengan besar kestabilan suatu lereng.
Tabel 2.11
Nilai Faktor Keamanan Untuk Perencanaan Lereng
Sosrodarsono , 2003
Faktor Keamanan FS Keadaan Lereng
FS 1,00 Lereng dalam kondisi tidak mantap lereng labil
1,00 FS 1,20 Lereng dalam kondisi kemantapan diragukan
1,30 FS 1,40 Lereng dalam kondisi memuaskan
1,50 FS 1,70 Lereng dalam kondisi mantap lereng stabil
Dalam perhitungan perhitungan nilai faktor keamanan suatu lereng dapat dilakukan dengan berbagai cara diantaranya dengan metode grafik. Menurut
Taylor 1937, perhitungan faktor keamanan dapat dilakukan dengan menghitung
resultan gaya dari faktor keamanan kohesi dan faktor keamanan friksi
. Angka stabilitas m diperoleh dari plot antara nilai sudut geser dalam tanah
dengan sudut kemiringan lereng yang ditinjau, atau dengan menggunakan rumusan berupa :
Dimana : m = angka stabilitas c = kohesi tanah kgcm²
ɣ = berat isi tanah gcm
3
H = tinggi lereng m
Universitas Sumatera Utara
42
Gambar 2.4 menunjukkan grafik hubungan antara angka stabilitas dengan sudut kemiringan lereng Ø 0.
Dengan menggunakan metode Taylor, Singh 1970 juga memberikan grafik untuk menentukan angka-angka keamanan FS untuk bermacam-macam
kemiringan lereng. Grafik tersebut ditunjukkan dalam Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Grafik Hubungan antara Angka Stabilitas
dengan Sudut Kemiringan Lereng, Ø 0 Taylor, 1937
Universitas Sumatera Utara
43
2.8 Faktor Penyebab Kelongsoran
Beberapa faktor-faktor penyebab kelongsoran antara lain dapat dipengaruhi oleh geologi, topografi, proses cuaca, perubahan struktur tanah dan
pengaruh air dalam tanah.
2.8.1 Pengaruh Geologi
Proses geologi dalam pembentukan lapisan-lapisan kulit bumi dengan cara pengendapan sedimen ternyata memungkinkan terbentuknya sutau lapisan yang
potensial mengalami kelongsoran. Sebagai contoh adalah pembentukan lapisan tanah sebagai berikut, sungai yang mengalirkan air ke laut membawa partikel-
partikel halus yang jumlahnya tergantung dari volume dan kecepatan alirannya, kemudian partikel-partikel tersebut mengendap di dasar laut membentuk lapisan
tanah, dimana penyebaran pengendapannya bisa merata atau tidak merata tergantung arus air laut. Karena pembentukan tiap lapisan terjadi maka dasar tiap
lapisan adalah air, yang bisa dilihat sering sekali sebagai lapisan tipis pada zona pemisah antara lapisan lempung dan lanau kepasiran atau sebagai aliran laminer
pada lapisan pasir yang lebih permeabel. Dengan keadaan demikian bila banyak air memasuki lapisan pasir tipis
sedangkan pengeluaran air sedikit sehingga keadaan lapisan menjadi jenuh, maka tekanan air akan bertambah dan tekanan air inilah yang akan menyebabkan
kelongsoran. Berbeda bila air memasuki lapisan pasir tebal sehingga keadaan lapisan tidak sepenuhnya jenuh air, maka lapisan tersebut bahkan bisa menjadi
drainase alamiah.
Universitas Sumatera Utara
44
2.8.2 Pengaruh Topografi
Variasi bentuk permukaan bumi yang meliputi daerah pegunungan dan lembah dengan sudut kemiringan permukaannya yang cenderung besar, maupun
daerah dataran rendah yang permukaannya cenderung datar, ternyata memiliki peranan penting dalam menentukan kestabilan. Daerah dengan kemiringan besar
tentu lebih potensial mengalami kelongsoran dibanding daerah datar, sehingga kasus kelongsoran sering ditemukan di daerah perbukitan atau pegunungan, dan
pada perbedaan galian atau timbunan yang memiliki sudut kemiringan lereng yang besar. Kestabilan lereng terganggu akibat lereng yang terlalu terjal,
perlemahan pada kaki lereng dan tekanan yang berlebihan dari beban di kepala lereng. Hal tersebut terjadi karena erosi air pada kaki lereng dan kegiatan
penimbunan atau pemotongan lereng yang dilakukan manusia.
2.8.3 Pengaruh Proses Cuaca
Perubahan temperatur, fluktuasi muka air tanah musiman, gaya gravitasi dan relaksasi tegangan sejajar permukaan ditambah dengan proses oksidasi dan
dekomposisi akan mengakibatkan suatu lapisan tanah kohesif yang secara lambat laun tereduksi kekuatan gesernya terutama nilai kohesi c dan sudut geser
dalamnya ø. Pada tanah non kohesif misalnya lapisan pasir, bila terjadi getaran gempa,
mesin atau sumber getaran lainnya akan mengakibatkan lapisan tanah tersebut ikut bergetar sehingga pori-pori lapisan akan terisi oleh air atau udara yang akan
meningkatkan tekanan dalam pori. Tekanan pori yang meningkat dengan spontan
Universitas Sumatera Utara
45
dan sangat besar ini akan menyebabkan terjadinya likuifikasi atau pencairan lapisan pasir sehingga kekuatan gesernya hilang.
2.8.4 Pengaruh Air Dalam Tanah
Keberadaan air dapat dikatakan sebagai faktor dominan penyebab terjadinya kelongsoran, karena hampir sebagian besar kasus kelongsoran
melibatkan air didalamnya.
Tekanan air pori memiliki nilai besar sebagai tenaga pendorong terjadinya kelongsoran, semakin besar tekanan air semakin tenaga pendorong.
Penyerapan maupun konsentrasi air dalam lapisan tanah kohesif dapat
melunakkan lapisan tanah tersebut yang pada akhirnya mereduksi nilai kohesi dan sudut geser dalam sehingga kekuatan gesernya berkurang.
Aliran air dapat menyebabkan erosi yaitu pengikisan lapisan oleh aliran
air, sehingga keseimbangan lereng menjadi terganggu. Dalam menganalisa stabilitas lereng harus ditentukan terlebih dahulu
faktor keamanan FK dari lereng tersebut. Secara umum faktor keamanan didefenisikan sebagai perbandingan antara gaya penahan dan gaya penggerak
longsoran.
Suatu lereng dikatakan stabil apabila memiliki faktor keamanan FK lebih dari 1,3. Untuk meningkatkan stabiitas lereng ada beberapa cara yang dapat
dilaksanakan diantaranya :
Universitas Sumatera Utara
46
1. Memperkecil gaya penggerak momen penggerak.
Gaya dan momen penggerak dapat diperkecil hanya dengan merubah bentuk lereng, yaitu dengan membuat lereng lebih datar dengan cara
mengurangi sudut kemiringan dan memperkecil ketinggian lereng. 2.
Memperbesar gaya penahan momen penahan. Untuk memperbesar gaya penahan dapat dilakukan dengan menerapkan
beberapa metode perkuatan tanah, diantaranya dinding penahan tanah, box culvert, abutmen jembatan.
Untuk memilih jenis dinding penahan tanah yang akan digunakan hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain : sifat tanah, kondisi lokasi, dan metode
pelaksanaan. Beberapa jenis dinding penahan antara lain : 1.
Dengan memancangkan tiang-tiang pancang pada permukaan lereng yang labil. Tiang tersebut dapat berupa sheet pile berbahan beton concrete
ataupun baja, cerucuk dari rel bekas, angkur, pancang beton, dan kayu. 2.
Dengan menggunakan geotekstil, yaitu bahan perkuatan tanah yang terbuat dari serat sintetis berbentuk lembaran-lembaran, yang disusun secara
berlapis-lapis untuk menahan tekanan tanah pada lereng. 3.
Membuat counterweight. 4.
Grouting, yaitu metode untuk meningkatkan stabilitas dan daya dukung tanah lereng dengan cara menginjeksikan bahan grouting semen sehingga
semen tersebut mengisi pori-pori tanah.
Universitas Sumatera Utara
47
2.9 Turap
Sheetpile
Dinding turap sheet pile adalah dinding vertikal relatif tipis yang berfungsi kecuali menahan tanah juga berfungsi untuk menahan masuknya air ke
dalam lubang galian. Karena pemasangan yang mudah dan biaya pelaksanaan yang relatif murah, turap banyak digunakan pada pekerjaan-pekerjaan, seperti:
penahan tebing galian sementara, bangunan-bangunan di pelabuhan, dinding penahan tanah, bendungan elak dan lain-lain. Dinding turap tidak cocok untuk
menahan tanah timbunan yang sangat tinggi karena akan memerlukan luas tampang bahan turap yang besar. Selain itu, dinding turap juga tidak cocok
digunakan pada bahan tanah yang mengandung banyak batuan-batuan, karena menyulitkan pemancangan.
2.9.1 Tipe-tipe Turap
Tipe turap dapat dibedakan menurut bahan yang digunakan. Bahan turap tersebut bermacam-macm, contohnya: kayu, beton bertulang, dan baja.
2.9.1.1Turap Kayu
Turap kayu digunakan untuk dinding penahan tanah yang tidak begitu tinggi, karena tidak kuat menahan beban-beban lateral yang besar. Turap ini tidak
cocok digunakan pada tanah berkerikil, karena turap cenderung pecah bila dipancang. Bila turap kayu digunakan untuk bangunan permanen yang berada di
atas muka air, maka perlu diberikan lapisan pelindung agar tidak mudah lapuk. Turap kayu banyak digunakan pada pekerjaan-pekerjaan sementara, misalnya
untuk penahan tebing galian.
Universitas Sumatera Utara
48
Gambar 2.5
Turap kayu
2.9.1.2 Turap Beton
Turap beton merupakan balok balok beton yang telah dicetak sebelum dipasang dengan bentuk tertentu. Balok-balok turap dibuat saling mengkait satu
sama lain. Masing-masing balok, selain dirancang kuat menahan beban-beban yang bekerja pada turap, juga terhadap beban-beban yang akan bekerja pada
waktu pengangkatannya. Ujung bawah turap biasanya dibentuk meruncing untuk memudahkan pemancangan.
Gambar 2.6
Turap beton
Universitas Sumatera Utara
49
2.9.1.3 Turap Baja
Biasa digunakan pada bangunan permanen. Konstruksi dinding turap ini lebih ringan, lebih mudah pelaksanaannya, dapat digunakan berulang-ulang,
mempunyai keawetan yang tinggi, serta hasilnya lebih baik. Sedangkan kerugiannya adalah adanya tenggang waktu pemesanan serta adanya bahan korosi.
Bahan korosi pada konstruksi ini dapat dicegah dengan memberikan catodic protection
. Variasi kontruksi baja sangat tergantung pada pabrik pembuatan. Beberapa
variasi antara lain: -
Variasi di daerah eropa seperti Laarsen, Krupp dan De Wendell DPF. -
Variasi di daerah Amerika seperti DP type dan ZP type
Gambar 2.7
Variasi turap baja
Universitas Sumatera Utara
50
Biasanya pada setiap pabrik akan disediakan bentuk penampang tipe-tipe di bawah ini:
- Tipe penampang U U type sections
- Tipe penampang Z Z type sections
- Tipe penampang F F type sections
- Tipe penampang kotakboks Box type sections
- Tipe penampang straight web
- Tipe penampang tabung pipa Pipa type sections
Jika tidak berdasarkan faktor ekonomi ataupun keterpaksaan pengadaan jenis bahan, maka pada pemakaian konstruksi dinding turap sheet pile
dianjurkan untuk memilih konstruksi baja dengan alasan: • Lebih tahan driving stresses misalnya pemancangan pada tanah dengan
lapisan tanah keras atau batuan • Lebih tipis penampangnya
• Bisa digunakan berulang-ulang • Panjang turap bisa ditambah atau dikurangi dengan mudah
• Bisa digunakan baik di bawah atau di atas air • Penyambungan yang mudah memungkinkan untuk mendapatkan dinding
yang menerus dan lurus pada waktu pemancangan.
2.9.2 Pengertian angka keamanan safety factor dan perlunya
perancangan dinding turap
Pengertian angka keamanan safety factor
Pengertian angka keamanan pada dinding turap selama ini tidaklah begitu jelas. Sebagai contoh dari suatu perhitungan diperoleh suatu harga dalamnya
Universitas Sumatera Utara
51
pemancangan. Bila dalam pelaksanaan diperdalam 30 dari dalam pemancangan semula, belum berarti didapat angka keamanan 1,3. Karena belum tentu angka
keamanan dari struktur yang baru ini sama dengan 1,3. Selama ini anggapan angka keamanan safety factor untuk sheet pile
berdasarkan cara konvensional yaitu dengan memperpanjang dalamnya pemancangan. Misalnya didapat dalamnya pemancangan adalah ‘D’ dari dredge
line kemudian untuk mendapatkan safety factor, harga ‘D’ tersebut dikalikan dengan suatu angka tertentu. Atau dengan cara membagi harga koefisien pasif
Kp dan kohesi c dengan suatu angka keamanan tertentu. Anggapan yang disebutkan pertama tidak benar. Seperti yang diterangkan
di depan, yang diperlukan sebetulnya menghitung kembali gaya-gaya yang bekerja sesuai dengan anggapan pertama. Dari hasil perhitungan ini akan
diperoleh angka keamanan yang sebenarnya. Sedangkan anggapan kedua, pada umumnya memberikan angka keamanan yang cukup memadai.
Lebih dianjurkan untuk menghitung pertambahan dalamnya pemancangan yang diabaikan oleh kriteria-kriteria antara lain sebagai berikut:
- Bertambahnya gaya horizontal yang disebabkan oleh karena naiknya harga
berat isi tanah atau adanya pembebanan. -
Menurunnya dredge line akibat pelaksanaan misalnya pada perhitungan cara perletakan sendi Free Earth Method.
Lingkup Perancangan dinding turap
Perencanaan dinding turap mencakup: 1.
Penentuan karakteristik dari dinding turap sheet pile dengan mengetahui:
Universitas Sumatera Utara
52
- Panjang dinding turap yang diperlukan untuk konstruksi statistik.
Panjang yang ada di pasaran 27 meter, sedangkan jika dipesan di pabrik dapat mencapai 37 meter.
- Profil sheet pile terutama yang mudah di pasaran.
- Karakteristik mekanik dari baja yang dapat digunakan, komposisi
kimia, dan harga limit elastiknya. 2.
Penentuan sistem jangkar anchor yaitu dengan menentukan: -
Daerah penjangkaran, kemiringan dan luas penampang tali jangkar -
Panjang tali jangkar yang menjamin stabilitas bersama turap -
Sistem penjangkaran, dapat berupa jangkar pasif, jangkar aktif, dan lain-lain
3. Dan kemungkinan penentuan stabilitas lebih umum, yaitu stabilitas
terhadap gelincir, bersama-sama dalam satu sistem dari dinding turap dan tali jangkar.
2.9.3 Tipe-tipe dinding turap
Terdapat 4 tipe dinding turap, yaitu: 1.
Dinding turap kantilever. 2.
Dinding turap diangker 3.
Dinding turap dengan landasanpanggung platform yang didukung tiang- tiang
4. Bendungan elak seluler cellular cofferdam
Universitas Sumatera Utara
53
2.9.3.1 Dinding Turap kantilever
Dinding turap kantilever Gambar 2.8 merupakan turap yang dalam menahan beban lateral mengandalkan tahanan tanah di depan dinding. Turap
kantilever adalah dinding penahan tanah yang tidak menggunakan jangkar. Defleksi lateral yang terjadi relatif lebih besar pada pemakaian turap kantilever.
Karena luas tampang bahan turap yang dibutuhkan bertambah besar dengan ketinggian tanah yang ditahan akibat momen lentur yang timbul, turap
kantilever hanya cocok untuk menahan tanah dengan ketinggian sedang.
Gambar 2.8
Dinding turap kantilever
2.9.3.2 Dinding Turap diangker
Dinding turap diangker cocok untuk menahan tebing galian yang dalam, tetapi masih juga bergantung pada kondisi tanah Gambar 2.9. Dinding turap ini
menahan beban lateral dengan mengandalkan tahanan tanah pada bagian turap yang terpancang ke dalam tanah dengan dibantu oleh angker yang dipasang pada
bagian atasnya. Kedalaman turap menembus tanah bergantung pada besarnya tekanan tanah. Untuk dinding turap yang tinggi, diperlukan turap baja dengan
Universitas Sumatera Utara
54
kekuatan tinggi. Stabilitas dan tegangan-tegangan pada turap yang diangker bergantung pada banyak faktor, misalnya: kekuatan relatif bahan turap, kedalaman
penetrasi turap, kemudah-mampatan tanah, kuat geser tanah, keluluhan angker dan lainnya.
Gambar 2.9
Dinding turap diangker
2.9.3.3 Dinding Turap dengan Landasan Platform
Dinding turap semacam ini dalam menahan tekanan tanah lateral dibantu oleh tiang-tiang, dimana di atas tiang-tiang tersebut dibuat landasan untuk
meletakkan bangunan tertentu Gambar 2.10. Tiang-tiang pendukung landasan
Universitas Sumatera Utara
55
juga berfungsi untuk mengurangi beban lateral pada turap. Dinding turap ini dibuat bila di dekat lokasi dinding turap direncanakan akan dibangun jalan kereta
api, mesin derek, atau bangunan-bangunan berat lainnya.
Gambar 2.10
Dinding turap dengan landasan yang didukung tiang-tiang
2.9.3.4 Bendungan Elak Seluler
Bendungan elak seluler cellular cofferdam merupakan turap yang berbentuk sel-sel yang diisi dengan pasir Gambar 2.11. Dinding ini menahan
tekanan tanah dengan mengandalkan beratnya sendiri.
Universitas Sumatera Utara
56
Gambar 2.11 Bendungan elak selular
2.10 Geogrid
Geogrid adalah salah satu jenis material Geosintetik Geosynthetic yang mempunyai bukaan yang cukup besar, dan kekuatan badan yang lebih baik
dibanding Geotextile. Istilah Geosintetik berasal dari kata geo, yang berarti bumi atau dalam dunia teknik sipil diartikan sebagai tanah pada umumnya, dan kata
synthetic yang berarti bahan buatan, dalam hal ini adalah bahan polimer.
Geogrid adalah perkuatan sistem anyaman. Geogrid berupa lembaran berongga dari bahan polymer. Pada umumnya sistem serat tikar banyak digunakan
untuk memperkuat badan timbunan pada jalan, lereng atau tanggul dan dinding tegak. Mekanisme kekuatan perkuatan dapat meningkatkan kuat geser. Material
Universitas Sumatera Utara
57
dasar Geogrid bisa berupa: Polyphropylene, Polyethilene, dan Polyesther atau material polymer yang lain.
Gambar 2.12 Jenis-jenis Geosintetik
2.10.1 Jenis Geogrid
Geogrid dapat dibedakan berdasarkan arah penarikannya yaitu:
2.10.1.1 Geogrid Uni-Axial
Uni-axial Geogrid adalah lembaran massif dengan celah yang memanjang dengan bahan dasar HDPE high density polyethelene, banyak digunakan di
Indonesia untuk perkuatan tanah pada dinding penahan tanah untuk memperbaiki lereng yang longsor dengan menggunakan tanah setempatbekas longsoran.
Material ini memiliki kuat tarik 40 kNm hingga 190 kNm. Geogrid jenis ini biasanya dipakai untuk perkuatan dinding penahan tanah dan perbaikan lereng
yang longsor. Geogrid Uni-Axial berfungsi sebagai material perkuatan pada sistem
konstruksi dinding penahan tanah retaining wall dan perkuatan lereng slope reinforcement
.
Universitas Sumatera Utara
58
Gambar 2.13 Geogrid Uni-Axial
2.10.1.2 Geogrid Bi-Axial
Bi-axial Geogrid dari bahan dasar polypropylene PP dan banyak digunakan di Indonesia sebagai bahan untuk meningkatkan tanah dasar lunak
CBR 1. Bi-axial Geogrid adalah lembaran berbentuk lubang bujursangkar dimana dengan struktur lubang bujursangkar ini partikel tanah timbunan akan
saling terkunci dan kuat geser tanah akan naik dengan mekanisme penguncian ini. Kuat tarik bervariasi antara 20 kNm – 40 kNm. Keunggulan Geogrid Bi-Axial
ini antara lain:
Kuat tarik yang bervariasi
Kuat tarik tinggi pada regangan yang kecil
Tahan terhadap sinar ultraviolet
Tahan terhadap reaksi kimia tanah vulkanik dan tropis
Tahan hingga 120 tahun
Universitas Sumatera Utara
59
Geogrid Bi-Axial berfungsi sebagai stabilitas tanah dasar. Seperti pada tanah dasar lunak soft clay maupun tanah gambut. Metode kerjanya adalah
interlocking, artinya mengunci agregat yang ada di atas Geogrid sehingga lapisan agregat tersebut lebih kaku, dan mudah dilakukan pemadatan.
Gambar 2.14 Geogrid Bi-Axial
2.10.1.3 Geogrid Triax
Fungsinya sama dengan Biaxial sebagai material stabilisasi dasar lunak, hanya saja performance nya lebih baik. Hal ini disebabkan bentuk bukaan segitiga
lebih kaku sehingga penyebaran beban menjadi lebih merata.
Universitas Sumatera Utara
60
Gambar 2.15 Geogrid Triax
2.10.2 Keuntungan dari Penggunaan Geogrid
Beberapa keuntungan-keuntungan atau kelebihan dari penggunaan Geogrid antara lain:
Kekuatan tarik yang tinggi,
Pelaksanaan yang cepat,
Memungkinkan penggunaan material setempat,
Pemasangan yang mudah dan dapat membangun lebih tinggi dan tegak,
Tambahan PVC sebagai pelindung terhadap ultraviolet,
Pemasangan dan harga geogrid yang murah dibandingkan beton,
Merupakan struktur yang fleksibel sehingga tahan terhadap gaya gempa,
Tidak mempunyai resiko yang besar jika terjadi deformasi struktur
Universitas Sumatera Utara
61
Tipe elemen penutup lapisan luar dinding penahan dapat dibuat dalam
bentuk yang bermacam-macam, sehingga memungkinkan untuk menciptakan permukaan dinding yang mempunyai nilai estetika.
Biasanya perbaikan tanah dengan perkuatan dilakukan secara horisontal
artinya digelar karena lebih mudah pelaksanaannya ketimbang arah tegak vertikal. Perkuatan horizontal dapat menerima beban tekan dari permukaan
atau tarik dari arah horizontal. Sedangkan perbaikan tanah arah vertikal lebih utama menerima beban vertikal dari permukaannya tanpa mampu
menerima beban horizontal.
2.10.3 Kekurangan Pemakaian Geogrid
Geogrid tanpa PVC akan mengalami penurunan tingkat kemampuan penahan gaya tarik. Karena bahan Geogrid sangat peka terhadap naik turunnya
temperatur udara, dimana pemuaian akan sangat mudah terjadi terhadap bahan geogrid pada saat mendapatkan temperatur tinggi. Pemuaian akan membuat
geogrid atas, dan akhirnya akan mengurangi kuat tarik. Selain itu, geotekstil juga mempunyai kelemahan, yaitu sinar ultraviolet,
karena bahan geosintetik akan mengalami degradasi yang cepat di bawah terik sinar matahari.
2.10.4 Metode Cara Pemasangan Geotekstil
1. Geotekstil harus digelar di atas tanah dalam keadaan terhampar tanpa
gelombang atau kerutan.
Universitas Sumatera Utara
62
2. Sambungan geotekstil tiap lembarannya dipasang overlapping terhadap
lembaran berikutnya. 3.
Pada daerah pemasangan yang berbetuk kurva misalnya tikungan jalan, geotekstil dipasang mengikuti arah kurva.
4. Jangan membuat overlapping atau jahitan pada daerah yang searah dengan
beban roda beban lalu-lintas. 5.
Jika geotekstil dipasang untuk terkena langsung sinar matahari maka digunakan geotekstil yang berwarna hitam.
2.11 Plaxis
2.11.1 Metode Elemen Hingga
Metode elemen hingga adalah prosedur perhitungan yang dipakai untuk mendapatkan pendekatan dari permasalahan matematis yang sering muncul pada
rekayasa teknik. Inti dari metode tersebut adalah membuat persamaan matematis dengan berbagai pendekatan dan rangkaian persamaan aljabar yang melibatkan
nilai - nilai pada titik – titik diskrit pada bagian yang dievaluasi. Persamaan metode elemen hingga dibuat dan dicari solusinya dengan sebaik mungkin untuk
menghindari kesalahan pada hasil akhirnya. Jaring mesh terdiri dari elemen - elemen yang dihubungkan oleh node.
Node merupakan titik - titik pada jaring di mana nilai dari variabel primernya
dihitung. Misal untuk analisa displacement, nilai variabel primernya adalah nilai dari displacement. Nilai - nilai nodal displacement diinterpolasikan pada elemen
agar didapatkan persamaan aljabar untuk displacement, dan regangan, melalui jaring - jaring yang terbentuk.
Universitas Sumatera Utara
63
Gambar 2.16 Contoh jaring – jaring dari elemen hingga
2.11.1.1Elemen untuk Analisa Dua Dimensi
Analisa dua dimensi pada umumnya merupakan analisa yang menggunakan elemen triangular atau quadrilatelar Gambar 2.17 . Bentuk
umum dari elemen – elemen tersebut berdasarkan pada pendekatan Iso- Parametric
di mana fungsi interpolasi polynomial dipakai untuk menunjukkan displacement
pada elemen.
Gambar 2.17
Elemen-elemen Triangular dan Lagrange
Universitas Sumatera Utara
64
2.11.1.2 Interpolasi Displacement
Nilai - nilai nodal displacement pada solusi elemen hingga dianggap sebagal primary unknown. Nilai ini merupakan nilai displacement pada nodes.
Untuk mendapatkan nilai - nilai tersebut harus menginterpolasikan fungsi - fungsi yang biasanya merupakan polynomial.
Gambar 2.18 Elemen dan six-noded triangular
Anggap sebuah elemen seperti pada Gambar 2.18 U dan V adalah Displacement
pada sebuah titik di elemen pada arah x dan y. Displacement ini didapatkan dengan menginterpolasikan displacement pada nodes dengan
menggunakan persamaan polynomial : Ux,y = a0 + a1x + a2y2 + a3x2 + a4xy + a5y2
Vx,y = b0 + b1x + b2y + b3x2 + b4xy + b5y 2
Konstanta a1, a2, …, a5 dan b1, b2, …, b5 tergantung pada nilai nodal displacement
. Jika jumlah nodes yang menjabarkan elemen bertambah maka fungsi interpolasi untuk polynomial yang juga akan bertambah.
Universitas Sumatera Utara
65
2.11.1.3 Regangan
Regangan pada elemen dapat diturunkan dengan memakai definisi standar. Sebagai contoh untuk six-node triangle :
ε = ∂u ∂x = a1 + 2a3x + a4y ε = ∂v ∂y = b2 + b4x + 2b5y
ε = ∂u ∂y + ∂v ∂x = b1+ a2 a4 + 2b3x + 2a5x + b4y Persamaan yang menghubungkan regangan dengan nodal displacement ditulis
dalam bentuk persamaan matrix : ε = B. Ue
Vektor regangan ε dan vektor nodal displacement masing – masing dihubungkan dengan Ue :
2.11.1.4 Matrix Kekakuan Elemen
Gaya pada tanah yang diaplikasikan pada elemen dianggap sebagai gaya yang bekerja pada nodes. Vektor nodal forces Pe ditulis :
Universitas Sumatera Utara
66
Nodal forces yang bekerja pada titik i di arah x dan y adalah Pix dan Piy, dan
dihubungkan dengan nodal displacement dengan matrik : KeUe = Pe
Sedangkan Ke merupakan Matrik Kekakuan Elemen yang ditulis : Ke = Bt.D.B.dv
Keterangan : D : Matrik kekakuan material
B : Matrik penghubung nodal displacement dengan regangan dv
: Elemen dari volume
2.11.1.5 Matrik Kekakuan Global
Matriks kekakuan K untuk jaring mesh elemen hingga dihitung dengan menggabungkan matrik - matrik kekakuan elemen di atas.
K.U = P Di mana U merupakan vektor yang mempunyai unsur displacement pada semua
titik pada jaring elemen hingga.
Universitas Sumatera Utara
67
2.11.1.6 Analisa Elastis Dua Dimensi
Dalam mencari solusi dan analisa numerik dua dimensi kondisi model yang dianalisa tersebut harus seperti pada kondisi tiga dimensi. Pendekatan yang
digunakan adalah tegangan bidang plane stress dan regangan bidang plain strain
. Pendekatan yang sering digunakan dalam ilmu tanah adalah kondisi regangan bidang plain strain .
Gambar 2.19 Analisa regangan bidang
Pada analisa regangan bidang, nilai regangan yang terletak di luar bidang out - of plain
, dalam hal ini bidang z, adalah nol.
2.11.2 Input
Memulai program PLAXIS V. 8. 2 dari start kemudian program, pilih PLAXIS V.8.2. Dialog Box A Create Open Project akan timbul. Pilih New
Project dan klik OK, window General Setting akan muncul yang terdiri dari
dua tab sheet Project dan Dimensions lihat Gambar 2.20 dan 2.21 .
Universitas Sumatera Utara
68
Gambar 2.20 Dialog box CreateOpen project
Gambar 2.21 Tab sheet Project dari windows General Settings
General Settings
Langkah paling awal dari setiap analisis adalah membuat parameter dasar dari metode elemen hingga. Tahap ini dilakukan pada windows General Setting
yang mencantumkan tipe analisis, tipe elemen, basic unit dan ukuran bidang gambar. Langkah – langkahnya adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
69
• Berikan judul proyek pada box Title dan keterangan pada box Comments.
• Spesifikasikan pada box General tipe analisis dan tipe elemen. Untuk
kasus ini dipilih model Plain Strain dan tipe elemen memakai 15 nodal 15 node
. Program komputer ini menggunakan elemen segitiga dengan pilihan 6
nodal atau 15 nodal. Pada penggunaan 6 nodal lebih mempercepat proses perhitungan komputer dengan menggunakan memori yang jauh lebih kecil
daripada 15 nodal. Dengan menggunakan elemen ini akurasi hasil analisis sudah cukup teliti dan dapat diandalkan.
• Box Accelerations memberi nilai sudut gravitasi -90° yang menunjukkan
arah kebawah. Nilai-nilai pada box Accelerations dibiarkan nol, karena pemberian nilai – nilai pada box tersebut hanya untuk analisa Pseudo-
dinamis. •
Nilai-nilai pada tab sheet Dimension dibiarkan sesuai dengan defaultnya di box Unit Length = m: Force = kN: Time = day
• Masukkan nilai yang diperlukan pada box Geometry Dimensions.
• Masukkan nilai untuk Spacing besar kecilnya spacing bergantung pada
nilai ketelitian berapa angka dibelakang koma yang diinginka,dan 1 untuk Intervals
. •
Tekan OK untuk konfirmasi penyetingan.
Universitas Sumatera Utara
70
Geometry Contour
Apabila tahap pengisian General settings telah selesai maka bidang gambar akan muncul dengan sumbu x dan y. sumbu x menuju arah kanan dan
sumbu y ke arah atas. Untuk membuat objek gambar dapat dipilih dari tombol ikon pada toolbar atau dari menu Geometry. Langkah-langkah pembuatan sebagai
berikut: •
Pilih Geometry Line.
Gambar 2.22 Tab sheet Dimensions dari windows General Setting
• Klik tombol mouse sebelah kiri pada titik titik geometri sampai terbentuk
sebuah cluster dengan kembali pada titik asal •
Untuk membuat cluster baru, ulangi langkah yang sama agar terbentuk cluster - cluster yang diinginkan.
Universitas Sumatera Utara
71
Boundary Conditions
Ikon Boundary Condition bisa dicari di bagian tengah toolbar atau di menu Loads. Prinsipnya, semua batas harus mempunyai satu kondisi batas
boundary conditions pada tiap arah. Jika suatu model tidak diberi boundary conditions
maka kondisi alamiah akan terjadi di mana gaya yang ditentukan sama dengan nol dan terjadi free displacement.
Tahapan pembuatannya dilakukan sebagai berikut: •
Tekan ikon Standard Fixities pada toolbar atau pilih Standard Fixities
dari menu Loads untuk memilih standard boundary conditions. •
Program Plaxis akan membentuk jepit pada dasar geometri dan kondisi nol pada dasar geometri Ux = 0: Uy = free .
• Pilih ikon Traction-Load System A dari toolbar atau pilih dari menu
Loads . Traction-Load System A digunakan untuk memodelkan beban
merata yang bekerja pada permukaan.
Material Data Set
Simulasi sifat tanah pada geometri perlu dilakukan agar dapat dilakukan analisis elemen hingga. Program Plaxis V.8.2 dilengkapi dengan database
mengenai material tanah dan struktur beam, anchors dan geotextile , namun pengguna program ini dapat juga memasukkan database sesuai kebutuhan.
Tahapan pendefinisian material tanah dilakukan setelah tahap pemberian boundary conditions
. Sebelum dilakukan meshing pada geometri, cluster-cluster
Universitas Sumatera Utara
72
pada geometri sudah didefinisikan jenis materialnya. Tahapan untuk memasukkan data tanah dapat dilihat pada halaman beriktunya :
• Pilih ikon material sets pada toolbar.
• Klik tombol New di bagian bawah window dari material sets. Dialog
box yang baru akan muncul dengan tiga buah tab sheet: General, Parameter
dan Interface lihat Gambar 2.23 dan 2.24 .
Gambar 2.23 Tab sheet General dari windows Soil and interfaces data sets
• Ketikan nama material box Identification.
• Pilih model material pada kombo boks material model dan tipe material
pada kombo boks material type.
Universitas Sumatera Utara
73
Perilaku tanah dan batuan di bawah beban umumnya bersifat non-linier. Perilaku ini dapat dimodelkan dengan berbagai persamaan, diantaranya model
Mohr-Coulomb, Linear Elastic Model, Hardening Soil Model, Soft Soil Model, dan Soft Soil Creep Model. Pada analisis ini digunakan model Mohr-Coulomb
yang memerlukan 5 buah parameter yaitu modulus elastisitas E , Poisson’s Ratio
ν , kohesi c , sudut geser tanah φ , dan sudut dilatansi ψ . Dipilih metode Mohr-Coloumb karena metode ini berdasarkan parameter-parameter tanah
yang ada paling mendekati dengan sifat tanah di lokasi. Material Type menggambarkan hubungan antara air dan sifat tanah, di
mana tanah dibedakan menjadi 3, yaitu : Drained, yaitu tanah yang diijinkan adanya excess pore pressure, contoh pada kasus full drainage pada tanah
permeabilitas tinggi dan atau dengan beban rendah. Pada umumnya tanah lempung adalah undrained, di mana digunakan adanya excess pore pressure
dengan permeabilitas yang rendah dan beban yang berat. Nonporous behaviour , digunakan dalam analisa batuan.
• Masukkan nilai – nilai yang sesuai dari data yang didapatkan
• Tekan tombol Next atau langsung tombol parameters untuk masuk ke
tab Parameters sesuai dengan model yang dipilih pada tab General.
Universitas Sumatera Utara
74
Gambar 2.24 Tab Sheet Parameters
• Masukkan nilai – nilai yang terdapat pada data, sesuai dengan nama boks
yang ada pada tab sheet parameters. Biarkan tab sheet interfaces sesuai kondisi defaultnya
Gambar 2.25
Tab sheet interfaces
Universitas Sumatera Utara
75
• Proses di atas diulang untuk material yang lain
• Drag tiap material tanah tersebut pada layer dimana material tersebut
bertempat berdasarkan hasil dari stratifikasi tanah.
Gambar 2.26 Tampilan setelah Geometry model, Standard fixities dan Material
setting
Mesh Generation
Program Plaxis 8.2 dapat membangun jaring mesh secara otomatis, di mana jaring - jaring tersebut membagi geometri menjadi beberapa elemen.
Pembuatan jaring elemen berdasarkan prinsip triangulasi yang akan membentuk jaringan yang kokoh dan jaringan tersebut bentuknya tidak teratur unstructured
mesh . Untuk melakukan mesh dilakukan tahap :
• Tekan tombol ikon Mesh generations pada toolbar atau pilih lewat
opsi Generate dari menu Mesh. Sebuah window baru akan muncul dan memperlihatkan bentuk mesh dari model Gambar 2.27
Universitas Sumatera Utara
76
Gambar 2.27 Bentuk Mesh dari potongan melintang model
• Tekan tombol Update untuk kembali ke mode Geometry input.
Initial Condition Kondisi Awal
Initial condition berfungsi untuk mendefinisikan keadaan awal geometri
sebelum dilakukan tahap perhitungan. Keadaan awal meliputi kondisi air tanah awal Initial ground water condition, konfigurasi awal dari geometri dan keadaan
awal tegangan efektif. Pengaktifan tegangan awal dengan cara Gravity loading tidak dapat dilakukan melalui menu Initial conditions. Pengaktifan dilakukan di
tahap perhitungan. Langkah-langkahnya sebagai berikut :
• Tekan tombol Initial conditions pada toolbar atau pilih
opsi Initial conditions dari menu Initial •
Akan muncul windows yang menunjukkan nilai default untuk berat jenis air 10 kNm3. tekan OK untuk menerima nilai default tersebut, setelah
Universitas Sumatera Utara
77
itu muncul mode Ground water conditions. Dalam data tanah tidak ditemukan adanya muka air tanah.
• Kliklah tombol Generate water pressures pada toolbar sehingga
window Water pressure generation terlihat. Pilih Phreatic line pada kotak Generate b
y lalu klik OK •
Hasilnya ditampilkan dalam output window. Klik Update untuk kembali ke model groundwater conditions.
• Tekan tombol switch untuk menuju kodel Geometry
configuration .
• Tekan tombol Generate Initial Procedure untuk mengaktifkan K0-
Procedure.
Gambar 2.28 . Harga K0-procedure
Universitas Sumatera Utara
78
Gambar 2.29
Effective stress
2.11.3 Calculation
Tahapan Perhitungan dimulai setelah menekan tombol Calculate dan menyimpan data input pada tahap pemasukkan data. Program penghitungan
digunakan untuk mendefinisikan dan mengeksekusikan fasa-fasa perhitungan. Simulasi pemodelan dapat dibagi menjadi beberapa tahap fasa perhitungan,
• Pada tab sheet General pilih Plastic pada combo box pertama dari Calculation type
dan Load adv. ultimate level pada combo box kedua. • Pada kotak NumberID beri nama phase 1 dengan Gravity loading.
Tahap awal dari analisis digunakan untuk menghitung tegangan-tegangan awal akibat berat sendiri massa tanah dan tegangan horizontal. Permukaan
potongan melintang model yang dianalisa, bentuknya tidak horizontal non- horizontal surface
sehingga untuk mencari tegangan dan regangan awalnya digunakan cara Gravity Loading. Metode ini digunakan untuk menghitung
tegangan awal dengan cara memasukkan beban tanah pada tahap perhitungan,
Universitas Sumatera Utara
79
oleh karena itu default dari program yang memakai persamaan Jaky Ko = 1 – sin φ tidak diperlukan dalam mencari regangan dan tegangan awal dari model
elemen hingga. • Tekan tombol Parameter, pada tab sheet ini terdapat parameter-
parameter untuk mengontrol perhitungan. Nilai default pada combo box Additional step = 250.
• Pada kotak Loading input pilih Total multipliers, kemudian tekan tombol Define
• Tab sheet multiplier akan terpilih setelah menekan tombol Define. Pada tab sheet ini terdapat banyak tingkat variasi pembebanan.
• Pengaktifan Gravity loading dengan memasukkan nilai 1 pada kotak Total
Multipliers Σ-Mweight, kemudian tekan Next
• Jika ada beban yang bekerja dapat diaktifkan bersama sama pada tahap perhitungan ini, caranya dengan masukkan nilai beban pada
kotak Σ-Mload –A, lalu tekan tombol Next
• Nilai faktor keamanan dari fasa Gravity loading dicari dengan metode Phi-c
reduction, beri nama fase tersebut sebagai Safety factor analysis1
. • Pada Calculation type combo box pilih Load Adv. Number of Steps.
Periksa pada combo box Start from phase harus dimulai dari fase 1- Gravity loading
. • Tekan tombol Parameters, pada Additional steps untuk memberikan
gambaran detail pada output berikan nilai yang lebih rendah dari nilai default
. Untuk memberikan gambaran umum berikan nilai default,
Universitas Sumatera Utara
80
yaitu 30. Beri tanda centang pada Reset displacement to zero dan Delete intermediate step
. Pilih Phi-c reduction pada Loading input, lalu tekan Define
• Pada tab sheet multipliers biarkan semua nilai default yang ada. Nilai Msf pada Incremental loading = 0.1
• Tekan tombol; Calculate untuk memulai perhitungan fase-fase tersebut. Fase-fase yang akan dihitung diberi tanda anak panah biru di
depan tulisan Phase, yang akan menjadi centang hijau apabila perhitungan sukses dilakukan.
Gambar 2.30
Tahap perhitungan
Universitas Sumatera Utara
81
Gambar 2.31 Titik yang ditinjau
2.11.4 Output
Apabila proses perhitungan telah selesai kita bisa melihat hasil berupa gambar dan nilai nilai hasil proses perhitungan dengan menekan tombol output
• Klik tombol open file dan buka file yang ingin dilihat output hasil perhitungannya
• Kita bisa melihat gambar output berupa, deformasi, incremental atau diagram momen, geser dan axial pada beam
• Dengan mengubah arrows ke shading pada gambar incremental displacement
kita bisa mendapatkan gambaran informasi mengenai bidang gelincir yang bisa diaplikasikan pada geometri.
Universitas Sumatera Utara
82
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Sebelum melakukan suatau proses perhitungan analisis dinding penahan tanah, kita terlebih dahulu melakukan metode pengumpulan data. Data-data yang
diperlukan antara lain data umum, data primer yang terdiri dari data tanah, data sekunder yaitu data lokasi dan peta topografi serta data teknis yaitu data geogrid
dan data sheet pile. Hasil perhitungan stabilitas lereng pada timbunan akibat kelongsoran
badan jalan sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter, diantaranya adalah: kelas tanah, tinggi timbunan kedalaman galian, kemiringan lereng. Dalam studi
ini beberapa parameter diambil sebagai parameter variabel sedangkan parameter lainnya dianggap sebagai parameter tetap.
3.2 Data Umum
Data umum dari proyek Perbaikan Ruas Jalan Bts. P. Siantar – Parapat adalah sebagai berikut:
1. Nama Proyek
: Penanganan Longsoran Ruas Jalan Bts. Kota P. Siantar – Parapat
2. Lokasi Proyek
: Jalan Batas P. Siantar – Parapat Km. 152+750 Provinsi Sumatera Utara
3. Pekerjaan:
a Perusahaan
: Direktorat Jendral Bina Marga b
Konsultan : PT. Citra Diecona CE.
Universitas Sumatera Utara
83
3.3 Data Primer
