BAB II TINJAUAN PUSTAKA

D3 TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Tinjauan Umum Negara Indonesia dibentuk oleh daerah-daerah pegunungan dan perbukitan

dengan kemiringan yang landai hingga terjal, hal ini dikarenakan adanya jalur gunung api yang terbentuk akibat adanya tubrukan antara 3 lempeng dunia yang

selalu bergerak dan saling menumbuk yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng Pasifik, dan Lempeng Australia, pertemuan 3 lempeng tersebut terletak di Indonesia. Kondisi ini merupakan penyebab tingginya potensi bencana longsor di Indonesia yang dapat memicu adanya korban jiwa, kerugian materi dan kerusakan lingkungan hidup. Daerah-daerah di Indonesia yang sering mengalami longsoran adalah pada daerah jaringan jalan, jaringan pengairan, dan daerah pemukiman. Prasarana diatas cukup vital, sehingga diperlukan penanggulangan khusus dengan tepat, cepat dan ekonomis untuk menanggulangi kerugian-kerugian dalam pemanfaatan prasarana tersebut oleh masyarakat. Kelongsoran terjadi akibat kondisi geologi, morpologi, hidrologi dan iklim suatu daerah yang kurang menguntungkan, daerah seperti ini sangat peka terhadap gangguan luar, baik yang bersifat alami maupun aktivitas manusia yang merupakan faktor pemicu gerakan tanah. Longsoran secara alami terjadi antara lain karena menurunnya kemantapan suatu lereng, akibat degradasi tanah/batuan bersamaan waktu dan usianya. 2.2

Kelongsoran Gerakan tanah/longsoran adalah perpindahan massa tanah/batuan pada arah

tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula. Dalam definisi ini termasuk juga deformasi lambat atau jangka panjang dari suatu lereng yang biasa disebut rayapan (creep). Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng .....

6


2.2.1 Klasifikasi Longsoran Penetapan klasifikasi longsoran dimaksudkan untuk menyeragamkan istilah,

memudahkan pengenalan tipe longsoran, membantu dalam menentukan penyebab longsoran dan pemilihan cara penanggulangannya.

Klasifikasi longsoran ditetapkan berdasarkan :

1. Jenis material dan batuan dasarnya. 2. Jenis gerakan/meknisme longsoran dengan diskripsi lengkap mengenai

bentuk bidang longsor/gelincir.

Klasifikasi longsoran dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1 Klasifikasi Longsoran

JENIS MATERIAL JENIS GERAKAN

Runtuhan

Runtuhan batu

Jungkiran

Jungkiran batu

Rotasi Gelinciran

Tanah

Batuan

Sedikit

Translasi Banyak

Nendatan batu

Aliran

Butiran Halus

Runtuhan bahan

Runtuhan

rombakan

tanah

Jungkiran bahan

Jungkiran

rombakan

tanah

Nendatan bahan

Gelincir

rombakan

bongkah tanah

Gelincir

Gelincir bongkah

bongkahan batu

bahan rombakan

Gelincir tanah

Gelincir bahan

Gerakan

rombakan

laterial tanah

Gerakan

Gerakan Laterial

Gerakan

Laterial batu

bahan rombakan

Laterial tanah

Gelincir batu Gerakan Laterial

Butiran kasar

Aliran bahan rombakan

Aliran batu

Aliran tanah

Rayapan Tanah Majemuk

Gabungan dua atau lebih tipe gerak

Sumber : Petunjuk-Teknis-Perencanaan-Penanganan-Longsoran

Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng .....

7


2.2.2 Diskripsi Longsoran Longsoran perlu diberi diskripsi mengenai sifat lainnya seperti kedalaman,

aktivitas atau kecepatannya. Macam material longsoran perlu dibedakan antara (lempung, lanau, pasir, kerikil, atau campuran, residual, kolovial, debris dan tanah

seterusnya) dan batuan (serpih, breksi dan seterusnya). Daerah berpotensi longsor adalah daerah di mana kondisi terrain dan geologi tidak menguntungkan (unfavourable). Daerah ini sangat peka terhadap gangguan

gangguan luar baik yang bersifat alami maupun aktivitas manusia yang merupakan faktor pemicu longsoran.

Pada umumya lereng yang terjadi secara alami akan menunjukkan kemantapan suatu lereng pada jangka panjang, namun tidak semuanya terjadi seperti demikian. Hal ini dikarenakan dipengaruhi oleh geometrik lereng. Oleh karena itu, perlu adanya perubahan geometrik lereng berdasarkan parameter geotekniknya.

Sumber : Braja M. Das

Gambar 2.1 Kemiringan lereng yang sesuai untuk tingkat pelapukan batuan


Gambar 2.2 Contoh pemotongan Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng .....

8


2.2.3 Tipe Longsoran Setiap massa tanah yang terletak di bawah permukaan tanah yang miring

atau dibawah sisi miring dari suatu galian terbuka memiliki kecenderungan bergerak ke arah bawah dan ke arah luar karena pengaruh gravitasi dan rembesan

(seepage). Tanah yang longsor dapat merupakan tanah timbunan, tanah yang diendapkan secara alami, atau kombinasi keduanya. Terdapat beberapa tipe longsoran yang sering terjadi diantaranya:

1 . Kelongsoran rotasi (rotational slip) Kelongsoran translasi (translational slip) 2.

3. Kelongsoran gabungan (compound slip).


Gambar 2.3 Tipe - tipe longsoran

2.2.4 Faktor-Faktor Penyebab Kelongsoran Beberapa faktor-faktor penyebab kelongsoran antara lain dapat dipengaruhi oleh geologi, topografi, proses cuaca, perubahan struktur tanah lempung dan lanau akibat proses psikokimia, dan pengaruh air dalam tanah. a) Pengaruh Geologi Proses geologi dalam pembentukan lapisan-lapisan kulit bumi dengan cara pengendapan sedimen ternyata memungkinkan terbentuknya suatu lapisan yang potensial mengalami kelongsoran. Sebagai contoh adalah pembentukan lapisan tanah sebagai berikut, sungai yang mengalirkan air ke laut membawa partikelpartikel 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 Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng .....

9


tergantung arus air laut. Karena pembentukan tiap lapisan terjadi di air maka dasar tiap lapisan adalah air, yang bisa dilihat seringkali sebagai lapisan tipis

pada zona pemisah antara lapisan lempung dan lanau kepasiran atau sebagai aliran laminar 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 tdak sepenuhnya jenuh air, maka lapisan tersebut

bahkan bisa menjadi drainase alamiah. b) Pengaruh Topografi Variasi bentuk permukaan bumi yang meliputi daerah pegunungan dan lembah dengan sudut kemiringan permukaannya yang cenderung besar maupun daerah-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 pebedaan 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. c) 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 dan sudut geser dalamnya. Pada tanah non kohesif misalnya lapisan pasir, bila terjadi getaran gempa, mesin atau sumber getaran lainnya akan mengakibatkan lapisan tanah tersebut Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 10


ikut bergetar sehingga pori-pori lapisan akan terisi oleh air atau udara yang akan meningkatkan tekanan dalam pori. Tekanan pori yang meningkat dengan

spontan dan sangat besar ini akan menyebabkan terjadinya likuifikasi atau pencairan lapisan pasir sehingga kekuatan gesernya hilang.

d) Perubahan Struktur Tanah Lempung dan Lanau Akibat Proses Psikokimia

Kehilangan kekuatan geser tanah lanau dan lempung disebabkan yang

pertama adalah akibat penyerapan air dan kembang susut tanah, sedangkan yang kedua adalah akibat pertukaran ion dimana ion bebas dalam mineral lempung

digantikan ion mineral lain. Seringkali kedua faktor tersebut saling bekerja sama dan mempercepat proses. Misalnya tanah lempung yang menyerap air yang mengandung larutan garam, air tersebut menyebabkan lempung menjadi lunak yang lambat laun akan mereduksi kekuatannya, dan di pihak lain ion garam dapat menggantikan ion bebas mineral lempung sehingga susunan ion lempung berubah yang otomatis mempengaruhi pula kekuatannya. e) Pengaruh Air Dalam Tanah Keberadaan air dapat dikatakan sebagai faktor dominan penyebab terjadinya kelongsoran, karena hampir sebagian besar kasus kelongsoran melibatkan air di dalamnya. 

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 akhimya 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.

Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 11


2.3

Stabilitas Lereng

2.3.1 Prinsip Stabilitas Lereng

Analisis stabilitas lereng meliputi konsep kemantapan lereng yaitu

penerapan pengetahuan mengenai kekuatan geser tanah. Keruntuhan geser pada

tanah dapat terjadi akibat gerak relatif antar butirnya. Karena itu kekuatannya tergantung pada gaya yang bekerja antar butirnya, sehingga dapat disimpulkan bahwa kekuatan geser terdiri atas :

1. Bagian yang bersifat kohesif, tergantung pada macam tanah dan ikatan butirnya. 2. Bagian yang bersifat gesekan, yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang geser. Dalam menganalisa stabilitas lereng harus ditentukan terlebih dahulu faktor

keamanan (FK) dari lereng tersebut. Secara umum menurut Braja M. Das faktor keamanan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya penahan dan gaya pendorong. Gaya pendorong atau driving force yaitu gaya yang menyebabkan kelongsoran sedangkan gaya penahan atau resisting force yaitu gaya penahan yang melawan kelongsoran yang ada pada bidang gelincir tersebut serta tergantung pada besar atau kecilnya sudut bidang gelincir atau sudut lereng. 𝐹𝐾 =

𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑕𝑎𝑛 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔

Dimana, FK > 1 berarti lereng aman FK = 1 berarti lereng dalam keadaan labil / kritis FK < 1 berarti lereng dianggap longsor Analisis kestabilan lereng dapat dihitung dengan menghitung momen penahan dan momen penggerak pada lingkaran longsoran. Nampak pada Gambar 2.4 menjelaskan bahwa bidang gesek sepanjang bidang gelincir akan berlawanan arah dengan arah gerak masa tanah.




Gambar 2.3 Mekanika pada sebuah bidang longsoran rotasi

(Metoda Lengkung Swedia, untuk ɸu=0)

𝑟.𝑇

𝐹𝐾 = 𝑋.𝑤

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(1)

Keterangan : r

: Jari – jari lingkaran kelongsoran

T

: Jumlah gaya geser dari bidang longsoran

X

: Jarak titik berat massa ke titik pusat lingkaran

w

: Berat massa di atas lingkaran longsoran Pada dasarnya untuk meningkatkan stabilitas lereng ada dua pendekatan

yang biasa diterapkan dalam penanganan longsoran, dengan menaikan angka keamanan, diantaranya yaitu: 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 lereng, diantaranya konstruksi penahan seperti dinding penahan tanah, tiang, bronjong atau timbunan pada kaki lereng. 2.3.2 Metode Analisis Stabilitas Lereng Pada umumnya analisis stabilitas lereng dapat dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu : Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 13


a. Prosedur Massa (Mass Procedure) Pada cara analisis ini massa tanah yang berada di atas bidang gelincir

diambil sebagai satu kesatuan. Prosedur ini berguna bila tanah yang membentuk lereng dianggap homogen (Braja M. Das, 2002).

b. Metoda Irisan (Method of Slice) Pada cara analisis ini tanah yang ada di atas bidang gelincir dibagi menjadi beberapa irisan-irisan parallel tegak. Stabilitas dari tiap-tiap irisan dihitung

secara terpisah. Metode ini lebih teliti karena tanah yang tidak homogen dapat dimasukkan dalam perhitungan (Braja M. Das, 2002). juga

Namun dalam perhitungannya kami hanya memakai metoda irisan saja,

karena metoda ini dianggap metoda yang hasilnya mendekati dan paling masuk akal dibanding dengan metoda prosedur massa. Ada beberapa metode irisan, diantaranya sebagi berikut : 1.

Fellenius Cara ini dapat dipakai pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non

isotropis dan berlapis-lapis. Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri atas beberapa elemen vertikal. Lebar elemen dapat diambil tidak sama dan sedemikian sehingga lengkung busur di dasar elemen dapat dianggap garis lurus (SKBI-2.3.06, 1987). Berat ”total” tanah/batuan pada suatu elemen (Wt) temasuk beban luar yang bekerja pada permukaan lereng (Gambar 2.5 dan 2.6). Wt diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada dasar elemen. Dengan cara ini pengaruh gaya T dan E yang bekeja di samping elemen diabaikan. Faktor keamanan adalah perbandingan momen penahan longsoran dengan penyebab longsor. Pada Gambar 2.10 momen tahanan geser pada bidang longsoran adalah (SKBI-2.3.06, 1987) : 𝑀𝑃𝑒𝑛𝑎 𝑕𝑎𝑛 = 𝑅. 𝑟 .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) dimana R adalah gaya geser dan r adalah jari-jari bidang longsoran. Tahanan geser pada dasar tiap elemen adalah : 𝑅 = 𝑆. 𝑙 = 𝑙 𝑐 ′ + 𝜎 tan ∅′ ; 𝜎 =

𝑤 𝑡 cos 𝛼 𝑙

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(3)

Momen penahan yang ada sebesar : Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 14


𝑀𝑃𝑒𝑛𝑎 𝑕𝑎𝑛 = 𝑟 𝑐 ′ 𝑙 + 𝑊𝑡 cos 𝜎 tan ∅′ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4)

Komponen

tangensial

Wt

bekerja

sebagai

penyebab

longsoran

menimbulkan momen penyebab :

𝑀𝑃𝑒𝑛𝑦𝑒𝑏𝑎𝑏 = 𝑊𝑡 sin 𝛼 . 𝑟

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)

Faktor keamanan dari lereng menjadi :

𝐹𝐾 =

𝑐 ′ 𝑙+𝑊𝑡 cos 𝛼 tan ∅′ 𝑊𝑡 sin 𝛼

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(6)

Sumber : Soil Mechanic Book

Gambar 2.4 Sistem gaya pada cara Fellenius


Gambar 2.5 Gaya-gaya yang bekerja pada potongan tunggal

2.

Bishop Cara analisis yang dibuat oleh A.W. Bishop (1955) menggunakan cara

elemen dimana gaya yang bekerja pada tiap elemen ditunjukkan seperti pada Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 15


Gambar 2.6. Persyaratan keseimbangan yang diterapkan pada elemen yang membentuk

lereng

tersebut.

Faktor

keamanan

terhadap

keruntuhan

didefinisikan sebagai perbandingan kekuatan geser maksimum yang dimiliki tanah di bidang longsoran (Stersedia) dengan tahanan geser yang diperlukan

untuk keseimbangan (Sperlu) (SKBI-2.3.06, 1987). 𝐹𝐾 =

𝑆𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑆𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(7)

Bila kekuatan geser tanah adalah :

𝑆𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑑𝑖𝑎 = 𝑐 ′ + 𝜎 − 𝜇 tan ∅′ = 𝑐 ′ + 𝜎′ tan ∅′

. . . . . . . . . . . . . . .(8)

maka tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan adalah : 1

𝑆𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 = 𝐹𝐾 𝑐 ′ + 𝜎 − 𝜇 tan ∅′

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . (9)

Faktor keamanan dihitung berdasar rumus : 𝐹𝐾 =

1 𝑚

𝑐 ′ 𝑙+ 𝑊−𝜇𝑙 tan ∅′ 𝑊 sin 𝛼

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(10)

Cara penyelesaian merupakan coba ulang (trial dan error) harga faktor keamanan FK di ruas kiri persamaan diatas, dengan menggunakan Gambar 2.12 untuk mempercepat perhitungan (SKBI-2.3.06, 1987). Faktor keamanan menurut cara ini menjadi tidak sesuai dengan kenyataan, terlalu besar, bila sudut negatif (-) di lereng paling bawah mendekati 30°. Kondisi ini bisa timbul bila lingkaran longsor sangat dalam atau pusat rotasi yang diandaikan berada dekat puncak lereng. Faktor keamanan yang diperoleh dengan cara ini lebih besar daripada dengan cara Fellenius (SKBI-2.3.06, 1987).


Gambar 2.6 Suatu gaya pada suatu elemen menurut Bishop Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 16


3.

Janbu Asumsi yang digunakan dalam metode ini adalah :

a.

Gaya-gaya disisi irisan adalah gaya horizontal

b.

Tidak ada gaya geser antar irisan, Xi+Xi+1 = 0

c.

Janbu menggunakan faktor koreksi (fo) untuk menggantikan peranan gaya geser agar FS lebih masuk akal


Gambar 2.7 Suatu gaya pada suatu elemen menurut Janbu



Persamaan Janbu yang disederhanakan 𝐹𝑆 =



𝑓0

𝑊 1−𝑟𝑢 𝑚 𝑡𝑎𝑛 𝜙 ′𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑊𝑡𝑎𝑛𝜃

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(11)

Jika muka air tanah berada dibawah slip surface, ru = 0 𝐹𝑆 = 𝑓0

𝑊 𝑚 𝑡𝑎𝑛 𝜙 ′ 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑊 𝑡𝑎𝑛𝜃

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(12)

Nilai fo dapat dilihat pada grafik dibawah ini




Gambar 2.8 Grafik nila f0

2.4

Software GeoStudio Slope/W

2.4.1 Umum Software GeoStudio Slope/W merupakan program yang dapat digunakan untuk mempermudah dan mempercepat proses menganalisis stabilitas suatu lereng. Output dari program yang dikembangkan oleh Geo Slope International Ltd, (Alberta, Canada) ini adalah nilai faktor keamanan dan output - output lain seperti gaya yang bekerja disetiap irisan dan grafik-grafik yang menggambarkan gaya geser pada lereng yang ditinjau. Program ini dalam proses analisisnya menggunakan metode keseimbangan batas dengan metode analisis berdasarkan gaya-gaya dari antar potongan irisan. Program ini bisa menganalisis dengan beberapa metode diantaranya metode ordinary, bishop yang disederhanakan, janbu yang disederhanakan, spenser, Morgenstern – Price, Corps of Engineers, Lowe – Larafiath, dan metode Generalized Limit Equilibrium (GLE). 2.4.2 Input Data Berikut adalah langkah - langkah input data pada software Geostudio Slope/W : 1. Buka software geo slope 2. Pilih new, kemudian pilih create a slope/w



Sumber : Penulis

Gambar 2.9 Tampilan layar pertama dibuka

3. Pada dialog KeyIn Analyses, masukkan ketentuan seperti Tabel 2.2. Tabel 2.2 Input Keyin Analyses

No

Ketentuan

1

Analysis type

2

Setting – PWP Condition from

Yang harus dipakai/dipilih Bishop, ordinary

Metode yang digunakan adalah

and janbu

Bishop, ordinary dan janbu

Piezometric line

-

Slip surface – 3

directon of

Right to left

movement 4

Slip surface – slip surface option

Keterangan

Grid and radius

Berarti arah pergerakan longsor dari kanan ke kiri Metode analisis yang dipakai menggunakan grid dan radius

Sumber : Penulis

4. Pilih menu set, dan masukkan ketentuan pada Tabel 2.3.



Tabel 2.3 Input Menu Set

No Menu

Penjelasan

Gambar

Set page

1

Masukkan ukuran kertas yang akan digunakan untuk lembar kerja / work sheet

Gambar 2.10 Set Page

Unit and scale

2

3

Grid

4

Axes

 Engineering units : satuan yang akan digunakan  Scale : Skala yang akan digunakan  Problem extents - minimum (x,y) : jarak dari tepi kertas ke grafik yang akan digunakan  Grid spacing : jarak antar grid  Display grid : untuk menampilkan atau menyembunyikan grid  Snap to grid : untuk membuat garis dapat menempel pada grid

Gambar 2.11 Set Unit and Scale

2.12 Set Grid

Untuk memasukkan panjang garis bidang kerja dalam arah x dan y

Sumber : Penulis

Gambar 2.13 Set Axes

5. Simpan file dengan cara memilih menu file - save as. 6. Pilih menu Draw untuk mengGambar lereng seperti yang dijelaskan pada Tabel 2.4. 7. Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 20


Tabel 2.4 Input Menu Draw

No

Menu

Penjelasan

Gambar

Untuk memasukkan koordinat Gambar.

Points

1

Setelah koordinat dimasukkan hubungkan tiap titik koordinat

dengan polyline.

Gambar 2.14 Draw Points

Untuk mendefinisikan bahwa tiap lapisan 2

Region

tanah memiliki parameter yang berbeda. Gambar 2.15 Draw Region

Untuk mendefinisikan parameter tanah tiap 3

Materials

lapisan. Pada menu material model, dipilih Mohr-Coulomb

Gambar 2.16 Draw Materials

Untuk mengeplotkan 4

Assign

parameter tanah pada lapisan tanah yang diinginkan

Gambar 2.17 Draw Assign

Sumber : Penulis



Tabel 2.5 Input Menu Draw (lanjutan)

No

Menu

Penjelasan

Gambar

Pore –

5

water pressure

Untuk mengeplotkan muka air tanah

Gambar 2.18 Draw Pore – water pressure

6

Slip surface

Untuk mengeplotkan

– grid dan

grid dan radius

rad

bidang longsor

Gambar 2.19 Draw Grid dan radius Sumber : Penulis

8. Jalankan program dengan cara menggunakan menu tools – solve analyses atau menggunakan shortcut

. Kemudian gunakan shortcut

untuk

melihat bidang longsor.



Sumber : Penulis

Gambar 2.20 Tampilan contoh hasil analisis

Untuk mengetahui nilai FK dan bidang longsor pada titik lain maka gunakan shortcut

, lalu klik titik yang diinginkan. Apabila bidang

longsor tidak sesuai dengan yang terjadi dilapangan meskipun telah dilakukan pada titik lain maka lakukan penggeseran grid dan radius. 9. Apabila terdapat kesalahan / error, maka temukan permasalahannya dengan cara menggunakan menu tools – verify/opimize, kemudian lakukan langkah tujuh kembali.

Sumber : Penulis

10. Selesai

Gambar 2.21 Tampilan menu tools – verify/opimize.



2.5

Perkuatan Lereng Perkuatan lereng yang penulis gunakan dalam penulisan TA ini yaitu

menggunakan bronjong berangkur dan cantilever wall berangkur. Bronjong 2.5.1

2.5.1.1 Umum Bronjong termasuk salah satu dinding penahan tanah yang bersifat gravity wall atau dinding yang mengandalkan berat sendiri bronjong untuk menahan

beban yang ada. Bronjong adalah bangunan penambat berupa anyaman kawat baja berbentuk persegi dan persegi panjang yang kemudian diisi batu belah. Pada

penggunaannya bronjong dipasang pada lereng-lereng, tepi sungai untuk menghindari kelongsoran dan erosi yang proses pengerjaannya secara masinal yang biasanya dilakukan dengan cara ditumpuk seperti tangga. Acuan penggunaan bronjong yaitu ada pada SNI 03.0090-1987 tentang Mutu dan Cara Uji Bronjong dan Kawat Bronjong dan syarat bahan baku mengacu pada SNI 03-6154-1999 tentang Kawat Bronjong. Bronjong banyak digunakan karena material yang digunakan mudah diperoleh dan biayanya relatif murah. Contoh penggunaan bronjong sebagai dinding penahan tanah dapat dilihat pada Gambar 2.22 dibawah.

Sumber : www.ieca.org

Gambar 2.22 Penggunaan bronjong sebagai dinding penahan tanah

Di Indonesia ada dua tipe bronjong yang biasa digunakan, yaitu: 1. Bronjong bentuk I Bronjong bentuk I merupakan bronjong dengan bentuk persegi dan persegi panjang memiliki beberepa ukuran seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.6, dan sketsa gambarnya dapat dilihat pada Gambar 2.23 dibawah ini. Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 24


Tabel 2.6 Ukuran bronjong bentuk I

Kode

Ukuran dalam meter

Jumlah sekat

Kapasitas (m3)

a

B

c

A

2

1

1

1

2

B

3

1

1

2

3

C

4

1

1

3

4

D

2

1

0,5

1

1

E

3

1

0,5

2

1,5

F

4

1

0,5

3

2

Sumber : SNI 03-0090-1999

Sumber : SNI 03-0090-1999

Gambar 2.23 Bronjong bentuk I

Ukuran anyaman bronjong bentuk I ini yaitu 80mm x 100 mm atau 100 mm x 120 mm dengan Ø kawat anyamannya 2,70 mm atau 3,00mm. Sketsa kawat bronjong bentuk I ini dapat dilihat pada Gambar 2.24 dibawah ini.

Sumber : SNI 03-0090-1999

Gambar 2.24 Anyaman kawat bronjong



2. Bronjong bentuk II

Bronjong bentuk II merupakan bronjong dengan bentuk plat dengan

beberapa ukuran yang dapat diliha pada Tabel 2.7, sedangkan sketsa

gambarnya dapat dilihat pada Gambar 2.25 dibawah ini.

Tabel 2.7 Ukuran bronjong bentuk II

Kode

Jumlah sekat

Kapasitas (m3)

a

B

c

G

6

2

0,17

5

2,04

H

6

2

0,23

5

2,76

I

6

2

0,30

5

3,6

Ukuran dalam meter

Sumber : SNI 03-0090-1999

Sumber : SNI 03-0090-1999

Gambar 2.25 Bronjong bentuk II

Ukuran anyaman bronjong bentuk II yaitu 60 mm x 80 mm dengan Ø kawat anyamannya 2,00 mm. Untuk anyaman yang berukuran 80 mm x 100 mm, Ø kawat anyamannya 2,7 mm 2.5.1.2 Perencanaan Bronjong Persamaan dan standar FK yang digunakan dalam perencanaan bronjong diambil dari referensi Modular Gabion System. A. Tekanan Aktif Pada Dinding Bronjong Tekanan utama yang bekerja pada sistem bronjong yaitu gaya vertikal yang berasal dari berat sendiri bronjong dan tekanan tanah lateral aktif yang menekan / Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 26


mendorong dinding. Menurut teori Coulomb nilai tekanan tanah aktif yang bekerja pada dinding bronjong, 𝑃𝑎 yaitu :

1

𝑃𝑎 = 2 𝐾𝑎 . γ′ . H2 ............................................................................................. (13)

Apabila terdapat beban merata diatas bermukaan tanah, maka persamaan 13

dimodifikasi menjadi persamaan 14

𝑃𝑎 = 𝐾𝑎

𝛾 ′𝐻 2 2

+ 𝑞𝐻 ....................................................................................... (14)

Dimana,

𝐾𝑎: koefisien tekanan tanah aktif

𝛾 ′ : berat volume efektif tanah H : tinggi dinding bronjong (m) q : beban terbagi rata 𝐾𝑎 adalah koefisien tekanan tanah aktif, dimana menurut teori Coulomb nilainya adalah :

.................................... (15) dimana, α : Sudut kemiringan pada permukaan tanah urugan di belakang dinding bronjong β : Sudut kemiringan bagian belakang dinding bronjong δ : Sudut geser antara tanah dan dinding bronjong (δ =2/3 ɸ) ɸ : Sudut geser dalam tanah Nilai 𝑃𝑎 cenderung membentuk sudut δ terhadap bidang tegak lurus pada bagian belakang dinding. Namun karena pengaruh gesekan dinding kecil, maka δ sering kali diabaikan. Komponen horizontal dari 𝑃𝑎 dapat ditulis seperti persamaan 16 dibawah ini. 𝑃𝑕 = 𝑃𝑎 cos β ................................................................................................. (16)



B. Momen Guling Prinsip utama dari momen guling dapat ditinjau menggunakan prinsip statika

dasar yang dapat dilihat pada persamaan 17 berikut. 𝐹𝐾 𝐺𝑢𝑙𝑖𝑛𝑔 = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛

𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑎 𝑕𝑎𝑛 (𝑀𝑟 ) 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔 (𝑀𝑜 )

≥ 1,5 ....................................................... (17)

Momen penahan berasal dari berat sendiri bronjong dikalikan dengan lengan

momennya terhadap titik nol (titik guling) sedangkan momen pendorong berasal dari tekanan tanah lateral tanah dikalikan dengan titik nol (titik guling). Hasil dari perhitungan tersebut yaitu berupa nilai FK, dimana nilainya harus ≥ 1,5. Dengan

tidak menghiraukan gesekan pada dinding, tekanan tanah aktif memiliki nilai

lengan momen 1/3 H dari dasar dinding. Ilustrasi guling dapat dilihat pada Gambar 2.26 berikut

Sumber : Penulis

Gambar 2.26 Ilustrasi guling

C. Momen Geser Besarnya tekanan tanah aktif pada dinding bronjong dapat mengakibatkan bronjong mengalami geser. Apabila ini terjadi maka akan mengakibatkan kegagalan struktur, oleh karena itu saat mendasain bronjong, struktur harus mampu menahan gaya dorong tersebut. Perlawanan geser berasal dari berat



sendiri bronjong dan tekanan tanah pasif. Nilai dari tahanan geser dirumuskan pada persamaan 18 berikut.

𝐹𝐾 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟 =

𝑉∗tan 𝜙 +𝑐∗𝐵

≥ 1,5 ..................................................................... (18)

𝑃𝑎

Dimana,

𝑉: total gaya vertikal yang bekerja (kN) 𝜙 : sudut geser dalam tanah bidang geser (º) 𝑐 : kohesi tanah bidang geser (Kg/cm2) 𝐵 : lebar kaki bronjong (m)

𝑃𝑎

: total tekanan tanah aktif

Ilustrasi geser dapat dilihat pada Gambar 2.27 berikut.

Sumber : Penulis

Gambar 2.27 Ilustrasi geser

D. Daya Dukung Tanah Selain aman terhadap guling dan geser, berat struktur bronjong harus mampu diterima oleh tanah dibawahnya. Seringkali dimensi struktur yang langsing namun memiliki berat yang besar mengakibatkan tanah mengalami kegagalan daya dukung. Nilai FK terhadap daya dukung dihitung menggunakan teori terzaghi yang dapat diliha pada persamaan 19 berikut. 𝑞𝑢

𝐹𝐾 𝑏𝑒𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑦 = 𝑞𝑚𝑎𝑥 ......................................................................... (19) 1

𝑞𝑢 = 𝑐 ∗ 𝑁𝑐 + 𝑞′ ∗ 𝑁𝑞 + 𝛾 ∗ 𝐵 ∗ 𝑁𝛾 ............................................................ (20) 2



qmax =

𝑉 𝐵

+

1 12𝐵

............................................................................................. (21)

dimana,

𝑐 : kohesi tanah

𝑞′ : tekanan tanah efektif (effective overburden pressure)

𝛾′𝑖 ∗ 𝐻𝑖 𝐵 : lebar kaki bronjong 𝑁𝑐, 𝑁𝑞, 𝑁𝛾 : faktor daya dukung Faktor daya dukung diperoleh dari korelasi nilai sudut geser dalam tanah (ϕ)

pada grafik yang dapat dilihat pada Gambar 2.28.

Gambar 2.28 Korelasi nilai ϕ dan faktor daya dukung

2.5.2 Cantilever Wall 2.5.2.1 Umum Dinding penahan tipe cantilever dibuat dari beton bertulang yang tersusun dari suatu dinding vertikal dan tapak lantai. Masing - masing berperan sebagai balok atau pelat cantilever. Stabilitas konstruksi diperoleh dari berat sendiri Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 30


dinding penahan dan berat tanah di atas tumit tapak. Terdapat 3 bagian struktur yang berfungsi sebagai cantilever, yaitu bagian dinding vertikal (steem), tumit

tapak dan ujung kaki tapak (toe). Biasanya ketinggian dinding ini tidak lebih dari 6-7 meter. Sketsa untuk dinding penahan tanah cantilever dapat dilihat pada

Gambar 2.29.


Gambar 2.29 Sketsa ukuran dinding penahan tanah cantilever

Bagian tapak dinding harus dibuat sedemikian tebal, sehingga kuat menahan gaya geser berfaktor. Pada umumnya lebar bagian tapak dapat diambil sebesar (0,45 s/d 0,75) H, dimana H adalah tinggi dinding penahan yang dihitung dari dasar tapak ke ujung atas dinding vertikal. Besarnya lebar tapak dasar tergantung pada beban yang bekerja di belakang dinding. Lebar tapak L, terdiri dari lebar ujung kaki dan tumit. Lebar ujung kaki L1, dapat diambil tidak lebih dari sepertiga lebar tapak (L1 ≤ 1/3L). Besarnya lebar tumit dapat dihitung dari nilai (L – L1). Ketebalan dinding vertikal pada pangkal bawah biasanya dibuat sama dengan tebal tapak, sedang ketebalan minimal ujung atas dinding diambil 20 cm. 2.5.2.2 Perencanaan Cantilever Wall A. Tekanan Aktif Pada Cantilever Wall Tekanan utama yang bekerja pada cantilever wall yaitu gaya vertikal yang berasal dari berat sendiri struktur dinding dan tekanan tanah lateral aktif yang Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 31


menekan / mendorong dinding. Menurut teori Coulomb nilai tekanan tanah aktif yang bekerja pada struktur dinding, 𝑃𝑎 yaitu :

1

𝑃𝑎 = 2 𝐾𝑎 . γ′ . H2.............................................................................................. (22)

Apabila terdapat beban merata diatas bermukaan tanah, maka persamaan 22

dimodifikasi menjadi

𝑃𝑎 = 𝐾𝑎

𝛾 ′ 𝐻2 2

+ 𝑞𝐻

........................................................................... (23)

Dimana,

𝐾𝑎 : koefisien tekanan tanah aktif

𝛾′

: berat volume efektif tanah

H

: tinggi dinding penahan tanah (m)

q

: beban terbagi rata 𝐾𝑎 adalah koefisien tekanan tanah aktif, dimana menurut teori Coulomb

nilainya adalah (Modular Gabion System) : ...................................... (24) Dimana, α

: Sudut kemiringan pada permukaan tanah urugan di belakang dinding bronjong

β

: Sudut kemiringan bagian belakang dinding bronjong

δ

: Sudut geser antara tanah dan dinding bronjong (δ =2/3 ɸ)

ɸ

: Sudut geser dalam tanah Untuk tanah timbunun datar (i = 00), besarnya koefisien tekanan tanah aktif

menjadi : ……………………………………..…...……(25)



B. Tekanan Pasif Pada Cantilever Wall Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.30, dinding penahan berotasi ke kanan

terhadap titik A, atau dengan perkataan lain dinding mendekati tanah isian, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan akan bertambah perlahan-lahan

sampai mencapai suatu harga tetap. Tekanan tanah yang mempunyai harga tetap dalam kondisi ini disebut tekanan tanah pasif. Menurut teori rankine, untuk tanah pasir tidak kohesif, besarnya gaya lateral pada dinding akibat tekanan tanah pasif

setinggi H dapat dinyatakan dalam persamaan berikut : Pp = 1/2 s H2 Kp ...................................................................................................(26)

𝐾𝑝 =

1+sin

𝜑

1−sin

𝜑

.....................................................................................................(27)

Sumber : Penulis

Gambar 2.30 Gaya Pasif yang Bekerja Sepanjang Struktur

C. Momen Guling Prinsip utama dari momen guling dapat ditinjau menggunakan prinsip statika dasar yang dapat dilihat pada persamaan 28 berikut. 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑎 𝑕𝑎𝑛 (𝑀𝑟 )

𝐹𝐾 𝐺𝑢𝑙𝑖𝑛𝑔 = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛

𝑝𝑒𝑛𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔 (𝑀𝑜 )

≥ 1,5 ........................................................(28)

Momen penahan berasal dari berat sendiri struktur dinding penahan tanah dikalikan dengan lengan momennya terhadap titik nol (titik guling) sedangkan momen pendorong berasal dari tekanan tanah lateral tanah dikalikan dengan titik nol (titik guling). Hasil dari perhitungan tersebut yaitu berupa nilai FK, dimana nilainya harus ≥ 1,5. Dengan tidak menghiraukan gesekan pada dinding, tekanan tanah aktif memiliki nilai lengan momen 1/3 H dari dasar dinding. Ilustrasi terjadinya guling dapat dilihat pada Gambar 2.31.



Sumber : Penulis

Gambar 2.31 Ilustrasi terjadinya guling pada struktur

D. Momen Geser Besarnya tekanan tanah aktif pada dinding struktur dapat mengakibatkan dinding penahan tanah mengalami geser. Apabila ini terjadi maka akan mengakibatkan kegagalan struktur, oleh karena itu saat mendasain dinding penahan tanah, struktur harus mampu menahan gaya dorong tersebut. Perlawanan geser berasal dari berat sendiri struktur dinding penahan tanah dan tekanan tanah pasif Nilai dari tahanan geser dirumuskan pada persamaan 29 berikut. 𝐹𝐾 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟 =

𝑉∗tan 𝜙 +𝑐∗𝐵 𝑃𝑎

≥ 1,5 .......................................................................(29)

Dimana, 𝑉 : total gaya vertikal yang bekerja (kN) 𝜙

: sudut geser dalam tanah bidang geser (º)

𝑐

: kohesi tanah bidang geser (Kg/cm2)

𝐵

: lebar kaki bronjong (m) 𝑃𝑎

: total tekanan tanah aktif

Kegagalan dalam menahan gaya geser akan mengakibatkan bergesernya struktur, seperti terlihat pada Gambar 2.32.



Sumber : Penulis

Gambar 2.32 Ilustrasi pergeseran akibat kegagalan menahan gaya geser

E. Daya Dukung Tanah Selain aman terhadap guling dan geser, berat struktur dinding penahan tanah harus mampu diterima oleh tanah dibawahnya. Seringkali dimensi struktur yang langsing namun memiliki berat yang besar mengakibatkan tanah mengalami kegagalan daya dukung. Nilai FK terhadap daya dukung dihitung menggunakan teori terzaghi yang dapat diliha pada persamaan-persamaan berikut. 𝐹𝐾 𝑏𝑒𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑦 =

𝑞𝑢 𝑞𝑚𝑎𝑥

..........................................................................(30)

1

𝑞𝑢 = 𝑐 ∗ 𝑁𝑐 + 𝑞′ ∗ 𝑁𝑞 + 𝛾 ∗ 𝐵 ∗ 𝑁𝛾 .............................................................(31) 2

qmax=

𝑉 𝐵

1

+ 12𝐵 .................................................................................................(32)

Dimana, 𝑐

: kohesi tanah

𝑞′ : tekanan tanah efektif (effective overburden pressure) 𝛾′𝑖 ∗ 𝐻𝑖 𝐵

: lebar kaki cantilever wall

𝑁𝑐, 𝑁𝑞, 𝑁𝛾 : faktor daya dukung Faktor daya dukung diperoleh dari korelasi nilai sudut geser dalam tanah (ϕ) pada grafik yang dapat dilihat pada Gambar 2.33



Gambar 2.33. Korelasi nilai ϕ dan faktor daya dukung

2.5.3 Angkur Tanah 2.5.3.1 Umum Angkur tanah adalah suatu elemen struktur yang ditambatkan kedalam tanah atau batuan yang berguna untuk mentransmisikan gaya tarik kedalam tanah. Cara penggunaan angkur tanah dilakukan dengan cara memasukan batangan baja atau rangkaian kawat baja (strand) kedalam tanah yang telah dibor yang kemudian disuntikkan campuran beton kedalamnya (grouting). Seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.34, komponen angkur tanah secara global terdiri dari kepala angkur dan badan angkur. Pada badan angkur terdapat bagian yang terkena grouting beton (anchor bond) dan yang tidak terkena grouting beton (unbounded).



Sumber : FHWA-IF-99-015

Gambar 2.34. Komponen angkur

Komponen angkur dengan batangan baja dapat dilihat pada Gambar 2.35 sedangkan angkur dengan strand dapat dilihat pada Gambar 2.36 dibawah.


Gambar 2.35 Komponen angkur batang baja


Gambar 2.36 Komponen angkur strand



Angkur tanah seringkali dikombinasikan dengan dinding penahan tanah untuk meningkatkan stabilitas geser dan guling. Angkur tanah biasa digunakan

untuk stabilitas lereng (lihat Gambar 2.37) yang memiliki tekanan tanah besar menjadi tidak efektif apabila dinding penahan tanah tetap dipaksakan sehingga

didesain tanpa menggunakan angkur karena menyebabkan dimensi yang sangat besar.

Sumber : FHWA-IF-99-015 Gambar 2.37 Angkur tanah untuk stabilitas lereng

2.5.3.2 Perencanaan Angkur Ada beberapa hasil perhitungan FK yang harus dipenuhi pada perencanaan angkur untuk dapat digunakan hasil perancangannya dilapangan diantaranya sebagai berikut :  Kegagalan akibat pull out / tercabutnya angkur dari tanah  Kegagalan akibat putusnya angkur  Kegagalan putusnya headed stud/ kepala angkur  Stabilitas global / stabilitas secara keseluruhan Adapun referensi persamaan dan standar nilai FK pada perencanaan angkur penulis cuplik dari FHWA-IF-03-01. A. Kegagalan Akibat Pull Out Kegagalan Akibat Pull out suatu kondisi dimana angkur sudah tidak mampu lagi mengahan gaya dorong, sehingga mengakibatkan angkur tercabut dari tanah. Apabila hal ini terjadi maka struktur akan mengalami kegagalan. Untuk menghitung kuat cabut angkur adalah dengan mencari nilai kekuatan ikatan antara angkur dengan tanah disekitarnya, Qu dengan persamaan berikut. Qu = π. qu. DDH .................................................................................................(33) Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 38


Dimana, Qu

: kekuatan ikatan antara angkur dengan tanah

DDH : Diameter efektif lubang bor

: kuat ikatan ultimit (gaya/luas)

qu

Adapun qu diperoleh berdasarkan jenis tanah yang dapat dilihat pada Tabel 2.8 berikut Tabel 2.8 Daya dukung geser angkur pada tanah pasir

qu

Soil Type

(KN/m2)

Sand/Gravel

100 – 180

Silty Sand

100 –150

Silty Clayey Sand

60 – 140

Silty Fine Sand

55 – 60

Sumber: Eliasand Juran,1991

Kemudian dihitung gaya tahan angkur, T terhadap pull out menggunakan persamaan berikut: T = Qu . Lp

.....................................................................................................(34)

Dimana, Lp adalah panjang penyaluran (panjang angkur yang menahan pull out, sehingga nilai FK 𝑃𝑢𝑙𝑙 𝑜𝑢𝑡 adalah hasil bagi dari T dengan gaya yang mengakibatkan menyebabkan angkur tercabut, 𝑇𝑐. 𝑇

𝐹𝐾 𝑃𝑢𝑙𝑙 𝑜𝑢𝑡 = 𝑇𝑐 ...............................................................................................(35) Nilai 𝑇𝑐 diperoleh dengan persamaan berikut. Tc = 𝐾𝑎 γ H SH SV ................................................................................................(36) Dimana, 𝐾𝑎 : Koefisien tanah aktif tanah timbunan ɸ

𝑡𝑎𝑛2 45 − 2 ...........................................................................................(37) ɸ

: sudut geser dalam

γ

: berat volume tanah timbunan Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 39


H

: tinggi bidang longsor

SH : jarak antar angkur arah horizontal

SV : jarak antar angkur arah vertikal

B. Kegagalan Akibat Putusnya Angkur Secara prinsip kegagalan akibat putusnya angkur dihitung menggunakan persamaan berikut.

RT

=

𝜋𝑑 2 𝑓𝑦

.........................................................................................(38)

4 𝐹𝑠𝑇

Dimana,

RT : Kapasitas tarik angkur d

: diameter angkur

fy : kuat tarik batang angkur FST : nilai angka keamanan akibat tarik angkur (biasanya 1,8) C. Kegagalan Akibat Putusnya Headed-stud/ Kepala Angkur

Sumber : “Soil Angkur Walls”, Report FHWA-IF-03-017

Gambar 2.38 Kegagalan Akibat Putusnya Headed stud/ Kepala Angkur

Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2.38 diatas, Kegagalan Akibat Putusnya Headed-stud adalah suatu kondisi dimana kepala angkur lepas atau



putus akibat tidak mampu menahan beban dibelakang dinding. Adapun nilai FK terhadap putusnya headed-stud dapat dlihat pada persamaan berikut.

FsHT =

To

.....................................................................................................(39)

Untuk meghitung kegagalan putusnya kepala angkur, maka perlu dihitung

R HT

gaya tarik yang bekerja pada permukaan dinding, T o. Adapun rumus yang digunakan dapat dilihat pada persamaan berikut.

To = Tmax [0,6 + 0,2 x (Smax[m] – 1)] ................................................................(40)

Dimana,

To

: gaya tarik yang bekerja pada permukaan

Tmax

: gaya tarik maksimum angkur yang bekerja pada permukaan

Smax

: jarak maksimum antar angkur Tmax-s diperoleh menggunakan persamaan berikut.

Tmax-s = t max-s γ SH SV H C1F ..............................................................................(41) Dimana, t max-s : nilai normalisasi gaya angkur γ

: berat volume tanah

SH

: jarak horzontal antar angkur

SV

: jarak Vertikal antar angkur

H


C1F

: faktor koreksi lubang bor Faktor koreksi lubang bor (C1F) diperolehkan berdasarkan ukuran lubang bor

dengan melihat Gambar grafik dibawah ini.




Gambar 2.39 Faktor koreksi lubang bor

Untuk memperoleh nilai tmax-s maka perlu dihitung nilai normalisasi kekuatan, 𝜇 terlebih dahulu menggunakan persamaan berikut. 𝜇

=

𝑞 𝑢 𝐷 𝐷𝐻 𝐹𝑠𝑝 𝛾 𝑆𝐻 𝑆 𝑉

....................................................................................(42)

Dimana, qu

: kuat ikatan ultimit (gaya/luas)

DH

: diameter bor

Fsp : nilai angka keamanan akibat pull-out (biasanya= 2) γ


SH

: jarak horzontal antar angkur

Sv

: jarak Vertikal antar angkur Adapun nilai kuat ikatan ultimit, qu diperoleh dengan menggunakan Tabel

2.9 berikut.



Tabel 2.9 Variabel parameter

Parameter

Satuan

Nilai qu

Face batter

Derajat

0, 10

Backslope

Derajat

0, 10, 20, 30

Effective friction angle

Derajat

27, 31, 35, 39

Ultimate bond strength

Kpa

52, 104, 172, 276, 689

Psi

8,15,25,40,100


Setelah diperoleh nilai normalisasi kekuatan,𝜇 maka hubungkan nilai tersebut

kedalam Gambar grafik dengan memotong garis nilai sudut geser dalam ɸ.


Gambar 2.40 Grafik hubungan normalisasi kekuatan dengan normalisasi gaya angkur

Setelah perhitungan diatas selesai maka perlu dipilih diameter,

DS

dan jumlah

headed-stud dalam satu luasan pelat dengan cara coba-coba, sehingga menghasilkan nilai FK yang memenuhi persayaratan, yakni FK > 2,0. Adapun standar dimensi headed stud dapat dilihat pada Tabel 2.10 dibawah ini.



Tabel 2.10 Standar dimensi headed-stud

Ukuran

Panjang

Diameter

Diameter

Tebal

nominal

Head

Shaft

Head

Ls

DH

DS

tH

Headed

Stud

Head Area/

Tebal Head

Shaft Area

(DiameterHead –

mm

in.

Mm

in.

mm

in.

in.

mm

in.

1/4x41/8

105

4.125

12.7

0.5

6.4

0.25

4.7

0.19

4.0

0.75

3/8x41/8

105

4.125

19.1

0.75

9.7

0.38

7.1

0.28

4.0

0.75

3/8x61/8 1/2x41/8 1/2x55/16

156 105 135 156 162 89 106 132 157 102 127 152

6.125 4.125 53.125 6.125 7.875 15.5 41.875 51.875 61.875 4 5 6

19.1 25.4 25.4 25.4 31.8 31.8 31.8 31.8 31.8 34.9 34.9 34.9

0.75 1 1 1 1.3 1.3 1.25 1.25 1.25 1.4 1.4 1.4

9.7 12.7 12.7 12.7 15.9 19.1 19.1 19.1 19.1 22.2 22.2 22.2

0.38 0.5 0.5 0.5 0.625 0.750 0.75 0.75 0.75 0.875 0.875 0.875

7.1 7.9 7.9 7.9 7.9 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5

0.28 0.31 0.31 0.31 0.31 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38

4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 2.8 2.8 2.8 2.8 2.5 2.5 2.5

0.75 0.62 0.62 0.62 0.50 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75

1/2x61/8 5/8x69/16 3/4x311/16 3/4x43/16 3/4x53/16 3/4x63/16 7/8x43/16 7/8x53/16 7/8x63/16

DiameterShaft)

sumber: http://www.dywidag-systems.com. dalam“Soil Angkur Walls”, Report FHWA-IF-03-017

Nilai dari kapasitas kepala angkur dalam menahan gaya tarik terhadap headed-stud adalah: RHT = NH.ASH.fy

.........................................................................................(43)

Dimana, NH : jumlah headed-stud dalam satu luasan plat bearing ASH : luas penampang headed-stud fy : kuat tarik headed-stud D. Perhitungan FK Global Perhitungan FK global atau FK secara keseluruhan struktur dihitung menggunakan rumus seperti pada persamaan berikut. FK global =

c.L f +( W −Wair ) cos α+ T i . sin (α+β − V i . cos (α+β )).tan ɸ2 𝑊 sin 𝛼− T i . cos α+β − V i . sin (α+β )

..............................(44)



Dimana, W

: berat tanah bidang longsor

Wair

: berat air pada bidang longsor

Ti .

: jumlah daya dukung terhadap tarik (kN/m)

Vi .

: jumlah daya dukung terhadapa geser (kN/m)

Langkah perhitungannya adalah sebagai berikut  Menghitung berat bidang longsor

Prinsip perhitungan berat bidang longsor yaitu dengan cara mengalikan jumlah

luasan bidang longsor dengan berat volumenya. Adapun rumus yang digunakan adalah W = ∑Ai x γ.......................................................................................................(45) Wair = ( Ai) γair.....................................................................................................(46)  Menghitung gaya penahan akibat kohesi 𝑐 ∗ 𝐿𝑓 = 𝐶𝑖 ∗ 𝐿𝑓𝑖 ................................................................................................(47) Dimana, 𝑐 : nilai kohesi tanah 𝐿𝑓𝑖 : panjang bidang longsor  Menghitung tahanan jumlah daya dukung terhadap daya dukung gaya geser (∑Vi) Rumus yang digunakan yaitu : Vi =

Va SH

..........................................................................................................(48)

Dimana, Va : gaya geser ijin pasif tanah yang nilainya adalah 𝜎y.

𝐷𝐻 2

. Lo..............................................................................................(49)

DH

: diameter lobang bor

𝜎y

: tegangan pasif ultimit

EI

: modulus elastisitas angkur Ari Pramudhito, Irsan Reza Karunia, Desain Perkuatan Lereng ..... 45


Lo

: panjang penyaluran

Ks

𝟒

4 𝐸𝐼 𝐾𝑠 𝑥 D H

.................................................................................................(50)

: modulus reaksi lateral tanah Menghitung tegangan pasif ultimit , 𝜎y



Rumus yang digunakan adalah

𝜎𝑖 = 𝛾 ∗ 𝐻 ∗ 𝐾𝑝𝑖 + 2𝐶

𝐾𝑝𝑖 ............................................................................(51)

Dimana,

𝛾


𝐻


𝐶

: nilai kohesi tanah

𝐾𝑝𝑖 : koefisien tegangan pasif tanah 𝑡𝑎𝑛2 (45 +ɸ/2) Sehingga gaya geser angkur total adalah: ∑Va

= Va . n

.................................................................................................(52)

Dimana, n

: jumlah angkurg


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents