Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat Dengan Perkuatan Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga.

Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat Dengan Perkuatan
Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga

Stabillity Analysis and Slope Reinforcement With Geotextile Using
Finite Element Method
SKRIPSI
Disusun Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Program Studi Teknik Sipil FakultasTeknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta

Disusun Oleh

ICHSAN PRASETYO
NIM I 1114039

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016

i

Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT

ii

iii

ABSTRAK

Ichsan Prasetyo, 2016, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan
Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga, Skripsi, Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Metode yang dikembangkan oleh ahli untuk menangani kestabilitasan lereng
banyak mengalami perkembangan, dari sistem yang konvensional yaitu penerapan
terasering, turap, dinding penahan tanah (DPT), dan terucuk. Sistem yang banyak
digunakan di dunia teknik sipil, geosintetik,adalah nailing, dan penerapan pra
tegang. Kemajuan teknologi sangat membantu dalam proses analisis dan
perencanaan terutama dalam analisis dan kestabilitasan lereng, saat ini program
yang sudah dapat digunkan yaitu program Plaxis 2D v 8.2. Manfaat dari penelitian

ini adalah mengetahui tingkat keamanan suatu lereng yang digunakan sebagai
infrastruktur jalan dan merencanakan perkuatan lereng yang aman
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode elemen hingga
dengan menggunakan program Plaxis 8.2. Permodelan dilakukan dengan beberapa
variasi pada panjang geotekstil dan tebal tanah timbunan pengisi. Permodelan
elemen hingga yang dipilih dalam penelitian ini berupa plane strain. Permodelan
material tanah yang dipilih adalah Mohr-Coulomb. Model Mohr-Coulomb dipilih
karena model ini merupakan suatu pendekatan “ordo peratama” dari perilaku
tanah dan batuan. Perhitungan elemen hingga dalam penelitian mengunakan
perhitungan (calculation type) mengunakan plastic dan phi/c reduction. Jenis
plastic adalah jenis proses analisis yang digunakan pada model karena dianggap
apabila beban yang diberikan sudah tidak bekerja lagi, model dianggap pada
kondisi plastis, sedangkan jenis phi/c reduction digunakan untuk analisis faktor
keamanan.
Analisis stabilitas lereng bertingkat existing didapat angka keamanan lereng untuk
pendekatan sudut geser Mayerhoff adalah 1,2221 sehingga menurut angka
keamanan Bowless maka kelongsoran pernah terjadi. Angka keamanan lereng
diperkuat geotekstil panjang 2 m, dengan variasi tebal timbunan tanah 0,3 m; 0,4
m; 0,5 m; dan 0,6 m memiliki SF di bawah angka keamanan Bowless 1,25
sehingga longsor bisa terjadi. Angka keamanan lereng diperkuat geotekstil

panjang 4 m dan 6 m dengan variasi tebal timbunan tanah 0,3 m; 0,4 m; 0,5 m;
dan 0,6 m memiliki SF di atas angka keamanan Bowless 1,25 sehingga longsor
jarang terjadi.

Kata kunci : stabilitas lereng, lereng bertingkat, geotekstil, angka keamanan
iv

ABSTRACT
Ichsan Prasetyo, 2016, Stabillity Analysis and Slope Reinforcement with
Geotextile Using Finite Element Method, Essay, Civil Engineering
Department of Surakarta Sebelas Maret University.
The method developed by experts to handle the slope stability undergone many
developments , from conventional systems , namely the implementation of
terracing , plaster , retaining wall, and terucuk . The system is widely used in the
world of civil engineering , geosynthetic , nailing , and the application of prestrained . Advances in technology are very helpful in the process of analysis and
planning , especially in the analysis and slope stability , the current program can
already be used mainly by a civil engineer , namely , PLAXIS. The benefits of this
research was to determine the level of safety of a slope which is used as road
infrastructure and planning a safe slope reinforcement.
The method used in this research is the finite element method using 8.2 Plaxis

program . Modeling is done with a few variations on the length of geotextile and
soil embankment filling . Finite element modeling is selected in this study a plane
strain . Modelling of soil material is selected Mohr-Coulomb . Mohr-Coulomb
model chosen for this model is an approach " first ordo " from the behavior of soil
and rock . Finite element calculation in the study using the calculation (
calculation type) using plastic and phi / c reduction. The type of plastic used in
the analytical process models because it is considered if a given load are no
longer working, the model is considered on the condition of plastic , while the
type of phi / c reduction is used for the analysis of the safety factor .
Terraced slope stability analysis of existing security figures obtained slope for
approach Mayerhoff shear angle is 1.2221 so by security numbers Bowless the
landslide never happened. The numbers security geotextile reinforced slope length
of 2 m, with a variation of 0.3 m thick soil deposits; 0.4 m; 0.5 m; and 0.6 m have
SF below 1.25 Bowless security numbers so that landslides could happen. The
numbers security geotextile reinforced slope length of 4 m and 6 m with a
thickness variation of 0.3 m soil deposits; 0.4 m; 0.5 m; and 0.6 m have SF above
the 1.25 Bowless security so landslides are rare.

Keywords: slope stability, terraced slope, geotextile, safety factor.
v


PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan
ijin dan kuasanya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini dengan
baik. Skripsi dengan judul “ Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat Dengan
Perkuatan Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga” ini merupakan salah
satu syarat dalam meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, karena itu
penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1.

Dr. Bambang Setiawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi I.

2.

R. Harya Dananjaya H.I. ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing Skripsi II.

3.


Teman-teman S1 Non Reg Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Segala
kekurangan dan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis menyebabkan
kekurangsempurnaan tersebut. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan
manfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya.

Surakarta,

Oktober 2016

Ichsan Prasetyo

vi

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................

i


HALAMAN PENGESAHAN...................................................................

ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .....................................

iii

ABSTRAK .................................................................................................

iv

ABSTRAC...................................................................................................

v

PENGANTAR ...........................................................................................

vi


HALAMAN PERSEMBAHAN ...............................................................

vii

DAFTAR ISI..............................................................................................

viii

DAFTAR GAMBAR.................................................................................

x

DAFTAR TABEL .....................................................................................

xi

DAFTAR NOTASI....................................................................................

xii


BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .....................................................................................

1

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

2

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

2

1.4. Tujuan penelitian .................................................................................

2

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

3


BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................

4

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

7

2.2.1. Stabilitas Lereng.......................................................................

7

2.2.2. Reduksi phi-c............................................................................

9

2.2.3. Geotekstil .................................................................................


10

2.2.4. Beban Lalu Lintas ....................................................................

12

2.2.5. Korelasi Parameter Tanah ........................................................

14

2.3 Metode Elemen Hingga.........................................................................

19

2.3.1 Diskritasi Elemen......................................................................

19

2.3.2 Pemilihan Model atau Fungsi Pendekatan ................................

20

viii

2.4 Program Plaxis ......................................................................................

23

BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Umum ..................................................................................................

25

3.2. Korelasi Empiris Parameter Tanah Berdasarkan Nilai N-SPT ...............

26

3.3. Pendektan Parameter Geotekstil ..........................................................

28

3.4. Pembebanan Lereng.............................................................................

29

3.5. Permodelan ..........................................................................................

30

3.2.1. Permodelan Lereng Tanpa Perkuatan ......................................

30

3.2.2. Permodelan Lereng dengan Perkuatan .....................................

32

3.6. Permodelan dengan Plaxis ..................................................................

35

3.3.1. Pengaturan Global.....................................................................

35

3.3.2. Penggambaran Model Geometri ...............................................

35

3.3.3. Penyusunan Jaring Elemen (Diskritasi Model) ........................

36

3.3.4. Penentuan Kondisi Awal (initial condition) .............................

37

3.3.5. Perhitungan (calculation)..........................................................

38

3.3.6. Data Hasil Keluaran Perhitungan (output)................................

39

3.7. Diagram Alir .......................................................................................

41

BAB 4 PEMBAHASAN
4.1. Hasil Analisis Stabilitas Lereng ..........................................................

42

4.4.1. Lereng Tanpa Perkuatan .........................................................

42

4.4.2. Lereng Dengan Perkuatan.......................................................

43

4.2. Pembahasan.........................................................................................

44

4.5.1. Lereng Perkuatan Geotekstil...................................................

44

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .........................................................................................

48

5.2. Saran....................................................................................................

49

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................

50

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Getotekstil woven anyam polyester .......................................

12

Gambar 2.2

Dimensi kendaraan tipe kendaraan PK 215 ...........................

13

Gambar 2.3

Dimensi kendaraan tipe kendaraan PK 215 M.......................

13

Gambar 2.4

Diskritasi elemen....................................................................

20

Gambar 2.5

Elemen segitiga dalam sumbu lokal dan global.....................

21

Gambar 2.6

Elemen segitiga dalam sumbu lokal.......................................

21

Gambar 3.1

Permodelan geometri lereng tanpa perkuatan ........................

31

Gambar 3.2

Geotekstil variasi 1, 2, 3.........................................................

32

Gambar 3.3

Geotekstil variasi 4, 5, 6.........................................................

33

Gambar 3.4

Geotekstil variasi 7, 8, 9.........................................................

33

Gambar 3.5

Geotekstil variasi 10, 11, 12...................................................

34

Gambar 3.6

Pengaturan global...................................................................

35

Gambar 3.7

Penggambaran model .............................................................

36

Gambar 3.8

Penyusunan jaringan elemen..................................................

37

Gambar 3.9

Penentuan kondisi awal..........................................................

38

Gambar 3.10 Perhitungan ............................................................................

39

Gambar 3.11 Hasil perhitungan perpindahan total ......................................

40

Gambar 3.12 Hasil perhitungan angka keamanan .......................................

40

Gambar 3.13 Diagram alir tahapan penelitian .............................................

41

Gambar 4.1

Bidang kelongsoran lereng sebelum diperkuat hasil
pendekatan sudut geser Meyerhof..........................................

42

Gambar 4.2

Geometri perkuatan lereng dengan geotekstil........................

43

Gambar 4.3

Angka keamanan pendekatan sudut geser Meyerhof.............

45

Gambar 4.4

Extreme total displacement pendekatan sudut geser Meyerhof 46

Gambar 4.5

Principal direction total stress pendekatan sudut geser
Meyerhoff...............................................................................

x

47

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Rangkuman hasil kajian pustaka .................................................

5

Tabel 2.2 Hubungan nilai Safety Factor dan kemungkinan
kelongsoran lereng tanah.............................................................
Tabel 2.3 Hubungan antara kepadatan, relative density, nilai N, qc, dan φ

9
14

Tabel 2.4 Korelasi empiris antara nilai N-SPT dengan
unconfined compressive strength dengan berat jenis
tanah jenuh (γ

sat)

untuk tanah kohesif ........................................

15

Tabel 2.5 Korelasi berat jenis tanah (γ ) untuk tanah
non kohesif dan kohesif ..............................................................
Tabel 2.6 Korelasi berat jenis tanah jenuh (γ

sat)

16

untuk tanah non kohesif ..

16

Tabel 2.7 Nilai perkiraan modulus elastisitas tanah ...................................

17

Tabel 2.8 Nilai perkiraan angka poisson tanah ...........................................

17

Tabel 2.9 Hubungan antara sudut geser dalam dengan jenis tanah ............

18

Tabel 2.10 Harga-harga koefisien permeabilitas tanah pada umumnya .......

19

Tabel 3.1 Korelasi parameter tanah dengan pendekatan sudut
Geser Mayerhoff .........................................................................

27

Tabel 3.3 Variasi model perkuatan geotekstil.............................................

34

Tabel 4.4 Hasil analisis lereng sebelum diperkuat dengan plaxis ..............

43

Tabel 4.5 Hasil analisis SF lereng dengan perkuatan .................................

44

xi

DAFTAR NOTASI

SF

= Faktor keamanan lereng

τf

= Tahanan geser rata-rata dari tanah

τd

= Tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah

c

= Kohesi

σ

= Tegangan normal

φ

= Sudut geser dalam tanah

EA

= Kekakuan axial elastis

F

= Tensile Strength

Δ l/l

= Elongation

γs

= Berat volume batu padat

n

= Rongga udara

γunsat

= Berat volume tak jenuh material pengisi

γsat

= Berat volume jenuh material pengisi

MST STRT

= Muatan sumbu tunggal sumbu tunggal roda tunggal

MST SGRG

= Muatan sumbu tunggal sumbu ganda roda ganda

LKENDARAAN

= Jarak sumbu

N-SPT

= Number of Blow

e

= Angka pori

ψ

= Sudut dilatansi

qc

= Nilai kuat tekan ujung konus

Gs

= Berat jenis

w

= Kadar air

k

= Koefisien Permeabilitas

xii