ANALISA PENGARUH TAHAPAN PENIMBUNAN TERHADAP PERKUATAN GEOTEKSTIL PADA DASAR TIMBUNAN DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PROGRAM PLAXIS 8.6

  

Jurusan Teknik Sipil

Skripsi Sarjana

Semester Genap Tahun 2007/2008

  

ANALISA PENGARUH TAHAPAN PENIMBUNAN TERHADAP PERKUATAN

GEOTEKSTIL PADA DASAR TIMBUNAN DI ATAS TANAH LUNAK

DENGAN PROGRAM PLAXIS 8.6

Arief Tjandianto

0800777503

  

ABSTRAK

Sebagian besar tanah yang ada di Indonesia merupakan tanah lunak, yang dikenal sebagai tanah

berkarakteristik buruk. Dikatakan demikian karena tanah lunak memiliki tingkat kompresibilitas yang

tinggi serta memiliki daya dukung yang relatif rendah. Oleh karena itu, sebelum dilakukan pembebanan di

atas tanah lunak diperlukan suatu upaya untuk memperbaiki tanah jenis ini. Metode perbaikan tanah yang

umum digunakan akhir-akhir ini adalah dengan menggunakan material geosintetik, seperti geotekstil.

Perencanaan geotekstil sebagai perkuatan dasar timbunan di atas tanah lunak umumnya dilakukan tanpa

memperhatikan tahapan penimbunan. Para engineer umumnya menganalisa perkuatan dasar timbunan

dengan menggunakan tinggi timbunan akhir. Melihat permasalahan yang ada, maka melalui penelitian ini

akan dilakukan analisa untuk mengetahui pengaruh tahapan penimbunan terhadap gaya tarik yang timbul

pada material geotekstil serta faktor keamanan struktur timbunan. Selain itu juga dilihat pengaruh

penggunaan material geotekstil sebagai perkuatan dasar terhadap peningkatan tinggi timbunan dan faktor

keamanan.

Penelitian ini dimulai dengan identifikasi masalah melalui studi literatur terkait masalah penggunaan

geotekstil sebagai material perkuatan dasar timbunan di atas tanah lunak. Setelah itu penelitian dilanjutkan

dengan pengumpulan data sekunder. Data sekunder yang digunakan diperoleh dari hasil studi literatur dan

juga dari hasil korelasi antar parameter. Data yang telah terkumpul kemudian akan dianalisa dengan

menggunakan Program PLAXIS 8.6 dengan dua pendekatan, yaitu dengan menggunakan perkuatan

geotekstil dan tanpa menggunakan perkuatan geotekstil pada dasar timbunan dimana timbunan dengan

menggunakan perkuatan dasar dianalisa dengan memperhatikan tahapan penimbunan dan tanpa

memperhatikan tahapan penimbunan. Hasil keluaran program yang diperoleh kemudian akan

dibandingkan untuk mengetahui tingkat efisiensi kuat tarik perlu material geotekstil serta pengaruh

penggunaan material geotekstil terhadap peningkatan tinggi timbunan dan faktor keamanan struktur

timbunan. Setelah itu dilakukan penarikan kesimpulan atas hasil yang diperoleh.

Berdasarkan hasil yang diperoleh diketahui bahwa pengaruh tahapan penimbunan terhadap gaya tarik

geotekstil pada tanah lempung lunak dengan permeabilitas rendah tidak memberikan pengaruh yang

signifikan, dimana tingkat efisiensi rata-rata yang dicapai adalah sebesar 5,50 % terhadap perhitungan

analisa timbunan tanpa mempertimbangkan pengaruh tahapan penimbunan. Disamping itu juga diketahui

bahwa penggunaan material geotekstil sebagai perkuatan dasar timbunan dapat meningkatkan tinggi

timbunan hingga 25 % serta mampu meningkatkan faktor keamanan struktur timbunan hingga 21 %.

  Kata kunci: Tahapan penimbunan, geotekstil, perkuatan dasar timbunan, tanah lunak

  

PRAKATA

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Skripsi yang berjudul “ANALISA PENGARUH TAHAPAN PENIMBUNAN TERHADAP PERKUATAN GEOTEKSTIL PADA DASAR TIMBUNAN DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PROGRAM PLAXIS 8.6” ini tepat pada waktunya.

  Pada kesempatan ini penulis juga ingin berterima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

• Bapak Prof. Dr. Drs. Gerardus Polla, M.App.Sc selaku Rektor Universitas Bina Nusantara • Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bina Nusantara • Ibu Amelia Makmur, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara • Ibu Ir.Godeliva Juliastuti, M.T. selaku Koordinator Mata Kuliah dan Koordinator Skripsi Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara • Bapak Dr. Ir. Made Suangga, M.T. selaku Koordinator Bidang Ilmu Teknik Sipil Universitas Bina Nuasantara • Bapak Irpan Hidayat, S.T. selaku Kepala Laboratorium/Studio Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara • Ibu Eko Sri Wahyuni selaku Administrasi Laboratorium/Studio Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara
• Bapak Ir. Andryan Suhendra, M.T. selaku pembimbing skripsi yang telah memberikan banyak masukan yang sangat berharga
• Bapak Ir. GOUW Tjie Liong, M.Eng., Ch.FC. selaku dosen Aplikasi Komputer dalam Teknik Sipil yang telah memberikan saran-saran yang sangat berharga bagi skripsi ini
• Kedua orang tua dan kakak saya yang selalu memberi doa, dukungan, serta dorongan
• Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara angkatan 2004

  (Kristian, John, Iwan, Arie, Rendy, Victor, Yusan, Hardi, Dimas, Ricco, Evi, Wendy, Pascal, Gerry, Henry, Shellmy, Eras, Rachman, Andika, Gandung, Astri, dan Rony)

• Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara angkatan 2005 khususnya Mela, Dewi, Bagus yang telah banyak memberikan saran serta masukan kepada penulis tentang Program PLAXIS,
• Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara angkatan 2006 khususnya Frandy atas flash disk-nya, Devi, Lishia, dan Lungguk atas masukan- masukannya,
• Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2007, dan
• Semua pihak yang telah banyak membantu penulis di dalam penyusunan laporan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu

  Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran dari para pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan karya ilmiah penulis di masa yang akan datang. Akhir kata semoga laporan skripsi ini dapat menambah pengetahuan pembaca dan juga mampu memberikan sumbangan berharga bagi perkembangan Teknik Sipil di Indonesia khususnya dalam bidang Geoteknik. Terima kasih.

  Jakarta, Juli 2008 Penulis

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL LUAR................................................................................................ i HALAMAN JUDUL DALAM........................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN HARD COVER................................................................ iii HALAMAN PERNYATAAN DEWAN PENGUJI .......................................................... iv ABSTRAK .......................................................................................................................... v PRAKATA......................................................................................................................... vi DAFTAR ISI...................................................................................................................... ix DAFTAR TABEL.............................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................................... xvi DAFTAR NOTASI ......................................................................................................... xvii

  BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 LATAR BELAKANG .......................................................................... 1

  1.1 IDENTIFIKASI MASALAH................................................................ 2

  1.2 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ........................................ 3

  1.3 LINGKUP PENELITIAN..................................................................... 3

  1.4 SISTEMATIKA PENULISAN............................................................. 5

  1.5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 7 TANAH LUNAK.................................................................................. 7

  2.1 GEOSINTETIK .................................................................................. 17

  2.2

  2.3 TEKNIK PENINGKATAN STABILITAS TANAH DASAR PADA KONSTRUKSI TIMBUNAN................................................. 24

  2.4 ANALISA KESEIMBANGAN BATAS PADA TIMBUNAN DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK ....................................... 26

  2.5 METODE ELEMEN HINGGA .......................................................... 36

  2.6 PLAXIS............................................................................................... 37

  2.7 MATERIAL GEOSINTETIK DALAM PROGRAM PLAXIS ......... 44

  2.8 KORELASI EMPIRIS ANTAR PARAMETER UNTUK TANAH LEMPUNG ......................................................................................... 46

  BAB 3 METODOLOGI .............................................................................................. 52

  3.1 PENDEKATAN PENELITIAN ......................................................... 52

  3.2 TEKNIK PENGUMPULAN DATA .................................................. 55

  BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................................... 56

  4.1 HASIL PENGUMPULAN DATA ..................................................... 56

  4.2 HASIL PENGOLAHAN DATA ........................................................ 59

  4.3 PEMBAHASAN HASIL .................................................................... 67

  BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN....................................................................... 81

  5.1 KESIMPULAN................................................................................... 81

  5.2 SARAN ............................................................................................... 82 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 83 RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Kisaran Parameter pada Tanah Lunak (Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah; 2002) .................................................................. 50Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Tinggi Timbunan Maksimum Tanpa Perkuatan

  Geotekstil dengan Faktor Daya Dukung Pilot .......................................... 59

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Gaya Tarik Geotekstil dan Faktor Keamanan

  Timbunan pada Program PLAXIS 8.6...................................................... 60

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Deformasi dan Faktor Keamanan Timbunan Tanpa

  Perkuatan Geotekstil ................................................................................. 62

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Deformasi dan Faktor Keamanan Timbunan Dengan

  Perkuatan Geotekstil ................................................................................. 63

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Peningkatan Tinggi Timbunan pada Timbunan

  Dengan dan Tanpa Geotekstil untuk Faktor Keamanan yang Relatif Sama.......................................................................................................... 65

  Tabel

  4.6 Hasil Perhitungan Efisiensi Kuat Tarik Geotekstil dengan Memperhatikan Tahapan Penimbunan...................................................... 74

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.11 Teknik Penimbunan dengan Menggunakan Berm ................................. 25Gambar 2.20 Posisi Titik Nodal dan Titik Tegangan pada Elemen Tanah ................. 40Gambar 2.19 Contoh Permasalahan Regangan Bidang dan Axi-simetri..................... 39Gambar 2.18 Faktor Kapasitas Daya Dukung (Pilot; 1976) ........................................ 36Gambar 2.17 Model Keruntuhan pada Overall Stability (Hird dan Jewel; 1990) ....... 32Gambar 2.16 Keseimbangan Batas pada Stabilitas Pondasi........................................ 31Gambar 2.15 Model Keruntuhan pada Foundation Stability (Hird dan Jewel; 1990). 30Gambar 2.14 Keseimbangan Batas pada Stabilitas Internal ........................................ 27Gambar 2.13 Model Keruntuhan pada Internal Stability (Hird dan Jewel; 1990) ...... 27Gambar 2.12 Teknik Penimbunan dengan Perkuatan Dasar Timbunan ...................... 25Gambar 2.10 Teknik Penimbunan dengan Metode Penimbunan Bertahap ................. 24Gambar 2.1 Peta Penyebaran Tanah Lunak di Indonesia ............................................ 7Gambar 2.9 Konsep Perkuatan Tanah dengan Material Geotekstil........................... 23Gambar 2.8 Ilustrasi Perilaku Material Perkuatan pada Pengujian Direct Shear...... 22Gambar 2.7 Material Geosintetik Sebagai Lapis Perkuatan ...................................... 19Gambar 2.6 Material Geosintetik Sebagai Lapis Pemisah ........................................ 18Gambar 2.5 Kenaikan Kuat Geser Tanah Dasar Akibat Konsolidasi........................ 15Gambar 2.4 Hubungan Gaya Terhadap Waktu Penurunan Total .............................. 13Gambar 2.3 Hubungan Antara Penurunan dan Waktu............................................... 12

  1 (Janbu, Bjerrum, dan Kjaernsli; 1956) .................... 9

Gambar 2.2 Koefisien µ dan µGambar 2.21 Sistem Koordinat dan Perjanjian Tanda Positif untuk Tegangan .......... 41Gambar 2.22 Posisi Titik Nodal dan Titik Tegangan dalam Elemen Geogrid dengan 3 dan 5 Buah Titik Nodal .......................................................... 46Gambar 2.23 Interval Nilai Kohesi Tanah dalam Kondisi Undrained Berdasarkan

  Konsistensi Tanah (Hamilton; 1987) ..................................................... 47

Gambar 2.24 Korelasi Antara Kohesi Tanah dan Modulus Young Tanah dalam

  Kondisi Undrained Berdasarkan Nilai OCR dan Indeks Plastisitas (Ducan dan Buchignani; 1976) .............................................................. 48

Gambar 2.25 Korelasi Antara Kohesi Tanah dan Modulus Young Tanah dalam

  Kondisi Undrained Berdasarkan Nilai Indeks Plastisitas (Termaat, Vermeer, dan Vergeer; 1985)................................................................. 49

Gambar 2.26 Hubungan Antara Indeks Plastisitas dengan Poisson Rasio (Wroth;

  1975) ...................................................................................................... 49

Gambar 2.27 Interval Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah Berdasarkan Jenis

  Tanah (Casagrande dan Fadum; 1940) .................................................. 51

Gambar 3.1 Metodologi Penelitian ............................................................................ 53Gambar 3.2 Diagram Alir Analisa Stabilitas Timbunan pada Program PLAXIS

  8.6........................................................................................................... 54

Gambar 4.1 Pemodelan Timbunan dalam Program PLAXIS 8.6.............................. 58Gambar 4.2 Perbandingan Gaya Tarik Geotekstil Untuk Kuat Tarik Batas 10 kN/m dengan Variasi Nilai Kuat Geser ................................................. 67Gambar 4.3 Perbandingan Gaya Tarik Geotekstil Untuk Kuat Tarik Batas 50 kN/m dengan Variasi Nilai Kuat Geser ................................................. 68Gambar 4.4 Perbandingan Gaya Tarik Geotekstil Untuk Kuat Tarik Batas 100 kN/m dengan Variasi Nilai Kuat Geser ................................................. 68Gambar 4.5 Perbandingan Gaya Tarik Geotekstil Untuk Kuat Tarik Batas 500 kN/m dengan Variasi Nilai Kuat Geser ................................................. 69Gambar 4.6 Perbandingan Gaya Tarik Geotekstil Untuk Kuat Tarik Batas 1000 kN/m dengan Variasi Nilai Kuat Geser ................................................. 69Gambar 4.7 Perbandingan Faktor Keamanan Timbunan Untuk Geotekstil dengan

  Kuat Tarik Batas 10 kN/m ..................................................................... 70

Gambar 4.8 Perbandingan Faktor Keamanan Timbunan Untuk Geotekstil dengan

  Kuat Tarik Batas 50 kN/m ..................................................................... 71

Gambar 4.9 Perbandingan Faktor Keamanan Timbunan Untuk Geotekstil dengan

  Kuat Tarik Batas 100 kN/m ................................................................... 71

Gambar 4.10 Perbandingan Faktor Keamanan Timbunan Untuk Geotekstil dengan

  Kuat Tarik Batas 500 kN/m ................................................................... 72

Gambar 4.11 Perbandingan Faktor Keamanan Timbunan Untuk Geotekstil dengan

  Kuat Tarik Batas 1000 kN/m ................................................................. 72

Gambar 4.12 Peningkatan Tinggi Timbunan untuk Geotekstil dengan Kuat Tarik

  Batas 10 kN/m........................................................................................ 76

Gambar 4.13 Peningkatan Tinggi Timbunan untuk Geotekstil dengan Kuat Tarik

  Batas 50 kN/m........................................................................................ 76

Gambar 4.14 Peningkatan Tinggi Timbunan untuk Geotekstil dengan Kuat Tarik

  Batas 100 kN/m...................................................................................... 77

Gambar 4.15 Peningkatan Tinggi Timbunan untuk Geotekstil dengan Kuat Tarik

  Batas 500 kN/m...................................................................................... 77

Gambar 4.16 Peningkatan Tinggi Timbunan untuk Geotekstil dengan Kuat Tarik

  Batas 1000 kN/m.................................................................................... 78

Gambar 4.17 Perbandingan Faktor Keamanan Struktur Timbunan Dengan dan

  Tanpa Perkuatan Geotekstil ................................................................... 79