Jurusan Teknik Sipil Itenas No.x Vol. Xx Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Januari 2016

Reka Racana Jurnal Online Institut Teknologi Nasional

© Jurusan Teknik Sipil Itenas | No.x | Vol. Xx Januari 2016

Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung Palas-Sekatak,Kab.Bulungan Kalimantan Utara SANDI FEBRIANSYAH1, INDRA NOER HAMDHAN2 Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional 2Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Email : [email protected]

1Mahasiswa,

ABSTRAK

Pulau Kalimantan memiliki banyak kelerengan curam dan mempunyai curah hujan yang tinggi. Kasus longsor yang akan dianalisis pada studi ini terletak pada lereng di ruas jalan Tanjung Palas – Sekatak Kab. Bulungan, Kalimantan Utara. Metode perkuatan lereng untuk menambah stabilitas pada lereng dibutuhkan untuk mengatasi terjadinya longsor. Perkuatan lereng dilakukan dengan cara melakukan pemodelan dengan menggunakan metode elemen hingga (analisis balik) pada kondisi eksisting dan setelah diberi perkuatan. Pada kondisi eksisting, nilai faktor keamanan (SF) yang didapat sebesar 1,247. Perkuatan lereng dilakukan menggunakan teramesh system, penentuan ukuran dan konfigurasi bentuk perkuatan tersebut dilakukan dengan cara coba-coba. Terdapat beberapa kondisi berdasarkan ukuran bronjong dan konfigurasi bentuk teramesh. Kondisi yang dibuat ada 4 kondisi yaitu 2 kondisi dengan ukuran teramesh 2x1 meter dan 2 kondisi dengan ukuran 1x1meter. Kata kunci : stabilitas lereng, geotekstile, teramesh system, metode elemen hingga, faktor keamanan. ABSTRACT Borneo island has many steep slopes and has a high rainfall. Landslide cases to be analyzed in this study is located on a slope in the road Tanjung Palas - Sekatak Kab. Bulungan, North Borneo. Slope reinforcement methods to increase the stability of the slope required to overcome the occurrence of landslides. The slopes retrofitting done by modeling using the finite element method (back analysis) on the existing condition and after being given a reinforcement. In the existing condition, the value of the safety factor (SF) obtained at 1,247. Retrofitting slope performed using teramesh system, determining the size and shape of reinforcement configuration is done by trial and error. There are some conditions based on the size and configuration of the gabion teramesh form. Conditions that are made there are four conditions, namely two conditions with teramesh size of 2x1 meters and 2 conditions with 1x1meter . Keywords: slope stability, geotextiles, terramesh system, finite element method, the safety factor

Reka Racana - 1

Febriansyah,Sandi1, Hamdan, Indra Noer2,

1. PENDAHULUAN Indonesia mempunyai banyak sekali kondisi struktur geologi dan geografi, salah satunya yaitu memiliki banyak sekali daerah lereng. Indonesia juga merupakan negara yang beriklim tropis, maka Indonesia memiliki curah hujan yang tinggi. Hal tersebut sangat berpengaruh kepada kestabilan lereng, karena longsor terjadi akibat dari adanya peningkatan kadar air dalam tanah. Kondisi tanah yang buruk dan memiliki daya dukung yang rendah juga menjadi pemicu terjadinya longsoran. Daerah lereng di Indonesia banyak digunakan untuk permukiman dan akses jalan raya, maka apabila terjadi kelongsoran akan membahayakan orang yang tinggal atau melintas di daerah lereng tersebut. Solusi untuk mengatasi masalah kelongsoran tersebut salah satunya adalah dengan perkuatan lereng. Studi kasus yang digunakan untuk penelitian tugas akhir ini terletak di ruas jalan Tanjung Palas – Sekatak Kalimantan Utara, dengan ketinggian lereng sebesar 10-20 meter maka perkuatan lereng yang digunakan di studi kasus tugas akhir ini adalah dengan menggunakan teramesh system. Lereng curam dan tinggi tempat dibangunnya jalan memerlukan kestabilan lereng yang baik maka dianggap cocok untuk menangani permasalahan longsoran di ruas jalan Tanjung Palas-Sekatak. Teramesh system atau bronjong angkur adalah kombinasi dari sistem angkur (tile mesh) dan facing bronjong. Fungsi utama dari Bronjong Angkur adalah sebagai sistem perkuatan tanah, karena tile (angkur) didesain untuk dapat memotong garis keruntuhan sehingga tanah menjadi stabil. Teramesh system sangat cocok digunakan untuk infrastruktur sipil yang memang memerlukan kestabilan lereng yang baik, seperti contohnya jalan raya. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Jika komponen gravitasi lebih besar untuk menggerakan lereng yang melampaui perlawanan terhadap pergeseran yang dikerahkan tanah pada bidang longsornya maka akan terjadi kelongsoran tanah. 2.2 Klasifikasi Tanah Longsor Longsoran atau tanah longsor adalah bergeraknya massa penyusun lereng yaitu tanah, batuan maupun campuran keduanya ke arah bawah atau keluar lereng di bawah pengaruh gravitasi bumi (Vernes,1978). Tanah longsor tipe jatuhan (falls), tanah longsor tipe jatuhan (falls), tanah longsor tipe robohan (topless) ,tanah longsoran tipe gelincir (slides) ,tanah longsor tipe aliran (flows) ,lateral spread , dan compleks 2.3 Stabilitas Lereng 𝑆𝐹 =

𝑆𝑓 𝑆𝑑

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

Keterangan : SF = Angka keamanan terhadap kekuatan tanah Sf = Kekuatan geser rata-rata dari tanah (kN/m2) Sd = Tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor kN/m2) ηfe= tanφavailable = cavailable ............................................... (2) tanφfailure

cfailure

ukuran butir interlocking dan besarnya kontak antara butir, lebih besar kekuatan gesernya dari tanah yang lepas (Braja M. Das.,1993).

Reka Racana - 2

Pemodelan Lereng Dengan Perkuatan Teramesh System Studi Kasus Di Ruas Jalan Tanjung PalasSekatak Kab Bulungan, Kalimantan Utara

2.4 Teori Keruntuhan Mohr- Columb Kriteria Mohr-Columb dapat ditulis : 𝜏 = 𝑓(𝜎) ............................................................ (3) dan dapat digambarkan pada (𝜎, 𝜏) oleh sebuah kurva pada Gambar 1

Gambar 1. Kriteria Mohr: τ=f(σ).

𝜏 = 𝐶 + 𝜇𝜎 ........................................................ (4) Keterangan: 𝜏 = tegangan geser 𝐶 = kohesi 𝜎 = tegangan normal 𝜇 = koefisien geser dalam batuan = tg ϕ S = c + (σ – u) tan ϕ = c + σ’ tan ϕ ............................... (5) Keterangan : u = tegangan air pori σ’ = tegangan efektif

Gambar 2. Kriteria keruntuhan Mohr-Coloumb..

Keterangan gambar: r–r = bidang rupture t–t = Garis kuat geser Coloumb 𝜎1 − 𝜎3 = diameter lingkaran Mohr 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠 pada bidang 𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒 (r – r) 𝜎𝑛 =

𝜎1 + 𝜎3 2

+

𝜎1 − 𝜎3 2

Reka Racana - 3

cos 2𝛼 ....................................... (6)


𝑆ℎ𝑒𝑎𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠 pada bidang 𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒 (r – r): 𝜏=

𝜎1 − 𝜎3 sin 2𝛼 .................................................. (7) 2

Gambar 3. Penentuan faktor keamanan. 𝑎

Faktor Keamanan = 𝑏 =

𝐶 𝜎 +𝜎 + 1 2 ] sin ϕ 𝑡𝑎𝑛𝛼 2 𝜎1 −𝜎2 2

[

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

2.5 Pemilihan Tipe Penanggulangan Longsor Pemilihan tipe penanggulangan terhadap gerakan tanah disesuaikan dengan tipe gerakan, faktor penyebab dan kemungkinan untuk pengerjaan tipe penanggulangan (work ability). a. Mengendalikan Air Permukaan Mengendalikan air di permukaan tanah dapat dilakukan dengan cara menanam tumbuhan yang bertujuan untuk mencegah erosi di permukaan tanah. b. Mengendalikan Air Rembesan Metode pengendalian air rembesan untuk mencegah terjadinya longsoran, dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti: a) Pembuatan Sumur Dalam b) Pembuatan Saluran Tegak c. Penambatan Penambatan tanah umumnya dilakukan dengan bangunan penahan yang berfungsi sebagai penahan terhadap massa tanah yang bergerak, sehingga meningkatkan tahanan geser. d. Teramesh System Teramesh system atau bronjong angkur merupakan kombinasi dari sistem angkur (tile mesh) dan facing bronjong. Fungsi utama dari Bronjong Angkur adalah sebagai sistem perkuatan tanah, karena tile (angkur) di-desain untuk dapat memotong garis keruntuhan sehingga tanah menjadi stabil. e. Geotekstile Sebagian besar Geotekstil terbuat dari Polypropylene, walaupun penggunaan Polyester dan Polyethylene cukup banyak ditemukan. 3. ANALISIS DATA 3.1 Pengumpulan Data

Prosedur analisis yang dilakukan ditunjukan dengan bagan alir pada Gambar 2. Reka Racana - 4


Mulai Perumusan masalah

Studi pustaka

Pengumpulan data

Data Topografi

Data Tanah

Menentukan geometri

Menentukan parameter tanah

Pemodelan lereng kondisi eksisting dengan menggunakan Teramesh System

Nilai SF (Safety Factor)

SF < 1 Terjadi longsor

Pemodelan lereng dengan perkuatan menggunakan PLAXIS 2D AE

Ukuran Teramesh

Konfigurasi Teramesh

Nilai SF (Safety Factor)

SF<1

SF > 1 Tidak terjadi longsor

Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Gambar 4. Bagan Alir Pemodelan Perkuatan Lereng dengan Teramesh System Menggunakan Program PLAXIS 2D AE.

3.2 Analisis Menggunakan Program PLAXIS 2D AE Analisis perkuatan lereng dengan teramesh system Menggunakan Program PLAXIS 2D AE. yang berbasis metode elemen hingga. Berikut parameter-parameter yang digunakan dalam pemodelan teramesh system :

Reka Racana - 5


Tabel 1. Parameter Tanah

Lapisan Tanah 1 2 3 4 Timbunan

Jenis Tanah

Clay Clay Clay Clay Sandy clay

𝜸𝑼𝒏𝒔𝒂𝒕 𝜸𝒔𝒂𝒕 (kN/m3) (kN/m3) 16,10 17,10 16 17 17 18 16,8 17,8 17 18

kx m/day 0,00198 0,00198 0,00198 0,00198 0,01199

ky m/day 0,00198 0,00198 0,00198 0,00198 0,01199

‫ﬠ‬ 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

E (kN/m2) 20000 25000 15000 25000 50000

C (kN/m2) 10,3 11,2 14,1 12,8 30

φ (°) 18 19 15 16 35

3.3 Analisis Stabilitas Kondisi Eksisting Analisis stabilitas lereng kondisi eksisting dilakukan untuk mendapatkan nilai faktor keamanan pada lereng di ruas jalan Tanjung Palas-Sekatak, Kalimantan Utara saat kondisi eksisting. Pada kondisi asli diperlihatkan bahwa lereng tidak diberikan perkuatan dahulu, karena ingin diketahui berapakah nilai faktor keamanan dan bidang runtuh yang terjadi pada kondisi asli. Hasil analisis yang didapat untuk kondisi eksisting dengan nilai SF 1,247 dapat dilihat pada Gambar 5

Gambar 5. Bidang Longsor Untuk Kondisi Eksisting

3.4 Analisa dengan Perkuatan Analisa perkuatan yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah perkuatan dengan teramesh system dan geotekstile 3.4.1 Kondisi 1 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Kondisi teramesh ke-1 dibuat dengan konfigurasi teramesh menerus dengan sudut kemiringan 60o dengan ukuran facing bronjong 2x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 1 dapat dilihat pada Gambar 6

SF 1,271 Gambar 6 Bidang longsor untuk kondisi 1

Reka Racana - 6


Hasil analisis yang didapat untuk nilai faktor keamanan pada variasi 1 adalah sebesar 1,271. Nilai faktor keamanan yang didapat pada variasi 1 terlihat ada peningkatan sebesar 1,9 % dari nilai faktor keamanan kondisi eksisting. Selanjutnya untuk kondisi 1 dengan menggunakan geotekstile saja dapat dilihat pada Gambar 7

SF SF 1,249 1,249 Gambar 7 Bidang longsor untuk kondisi 1 dengan perkuatan geotekstile saja Dari hasil analisis untuk variasi 1 pada kondisi 1 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,271 dan terjadi penurunan nilai faktor kemanan sebesar 1,7 % menjadi 1,249 pada kondisi dengan

geotekstile.

3.4.2 Kondisi 2 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Konfigurasi bentuk dari kondisi 2 dibuat sama dengan kondisi 1, hanya diganti ukuran facing bronjong menjadi 1x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 2 dapat dilihat pada Gambar 8

SF 1,357 Gambar 8 Bidang longsor untuk kondisi 2 Hasil analisis untuk nilai faktor keamanan untuk variasi 1 pada kondisi 2 terlihat ada peningkatan 8,8 % menjadi 1,357 dari nilai SF untuk kondisi eksisting. Selanjutnya untuk kondisi 2 dengan menggunakan geotekstile saja dapat dilihat pada Gambar 9

SF 1,331 Gambar 9 Bidang longsor untuk kondisi 2 dengan geotekstile saja

Reka Racana - 7


Dari hasil analisis untuk kondisi 2 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,357 dan untuk yang menggunakan geotekstile saja didapat penurunan nilai faktor keamanan sebesar 1,9 % menjadi 1,331. 3.4.3 Kondisi 3 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Konfigurasi untuk kondisi 3 dibuat berundak dengan ukuran 2x1 meter dan sudut kemiringan untuk tiap undak dibuat sama yaitu 60o. Hasil perhitungan untuk kondisi 3 dapat dilihat pada Gambar 10

SFS1,429 Gambar 10 Bidang longsor untuk kondisi 3 Nilai faktor keamanan yang didapat dari hasil perhitungan pada variasi 1 pada kondisi 3 terjadi peningkatan sebesar 14,6 % dari nilai faktor keamanan pada kondisi eksisting. Nilai faktor keamanan yang didapat pada kondisi 3 adalah sebesar 1,429.Selanjutnya untuk kondisi 3 menggunakan geotekstile saja hasilnya dapat dilihat pada Gambar 11

SF 1,421 Gambar 11 Bidang longsor untuk kondisi 3 dengan geotekstile saja Dari hasil analisis dengan perkuatan geotekstile didapat penurunan nilai faktor keamanan sebesar 0, 55 % dari kondisi dengan teramesh. Nilai faktor keamanan yang didapat adalah sebesar 1,421. 3.4.4 Kondisi 4 Perkuatan dengan Teramesh System dan Geotekstile Konfigurasi bentuk dari kondisi 4 dibuat sama dengan kondisi 3, hanya saja ukuran facing bronjongnya menjadi 1x1 meter. Hasil perhitungan untuk kondisi 4 dapat dilihat pada Gambar 12

Reka Racana - 8


SF 1,363 Gambar 12 Bidang longsor untuk kondisi 4 Dari hasil analisis untuk variasi 1 pada kondisi 4 didapat nilai SF mengalami peningkatan dari nilai SF pada kondisi eksisting sebesar 9,3 %. Nilai SF yang didapat dari hasil analisis adalah sebesar 1,363.Selanjutnya untuk kondisi 4 dengan hanya menggunakan perkuatan geotekstile hasilnya dapat dilihat pada Gambar 13

SF 1,356 Gambar 13 Bidang longsor untuk kondisi 4 dengan geotekstile saja Hasil analisis yang didapat untuk perkuatan menggunakan geotekstile didapat penurunan nilai SF sebesar 0,5 % dari nilai SF yang menggunakan teramesh.Dari hasil analisis untuk kondisi 4 didapat nilai faktor kemanan sebesar 1,363 dan untuk perkuatan menggunakan perkuatan geotekstile saja didapat hasil sebesar 1,356. Nilai faktor keamanan dari hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan diagram nilai faktor keamanan ditunjukan pada Gambar 14

Reka Racana - 9


Tabel 4.1 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tabel 2 Nilai Faktor Keamanan

Kondisi 1 (2x1 m) 2 (1x1 m) 3(2x1 m)

4(1x1 m)

Variasi 1 2 1 2 1 2 3 1 2 3

Teramesh

Geotekstile

1,271 1,166 1,357 1,196 1,429 1,243 1,262 1,363 1,218 1,230

1,249 1,160 1,331 1,190 1,421 1,188 1,253 1,356 1,196 1,223

Gambar 14 Nilai faktor Keamanan 4. KESIMPULAN Nilai faktor keamanan untuk kondisi eksisting yang didapat dari hasil analisis menggunakan program PLAXIS 2D AE adalah sebesar 1,247. Pemilihan konfigurasi dengan penambahan berm mempunyai pengaruh yang besar pada perkuatan lereng yang menggunakan teramesh system. Terlihat ada peningkatan faktor keamanan yang pada variasi 1 kondisi 1 hanya sebesar 1,271 meningkat 12,43 % menjadi 1,429 pada variasi 1 kondisi 3. Sedangkan untuk jarak antar berm yang lebih pendek seperti pada kondisi 3 variasi 2 nilai faktor keamanan menurun 13,02 % dari nilai SF variasi 1 kondisi 3 sebesar 1,429 menjadi 1,243 pada variasi 2 kondisi 3.Pemilihan ukuran juga mempunyai pengaruh yang besar pada perkuatan lereng menggunakan teramesh system, tetapi pemilihan ukuran harus disertai dengan pemilihan konfigurasi bentuk yang tepat. Terlihat ada peningkatan faktor keamanan yang pada kondisi 1 hanya sebesar 1,271 meningkat menjadi 1,357 pada kondisi 2, Sedangkan untuk konfigurasi yang berundak justru terjadi penurunan yang pada kondisi 3 sebesar 1,429 menjadi 1,363 pada kondisi 4. Metode perkuatan lereng menggunakan teramesh system terlihat lebih baik dibanding dengan perkuatan yang hanya menggunakan geotekstile saja, terlihat dari diagram batang faktor keamanan yang menunjukan nilai faktor keamanan yang menggunakan Reka Racana - 10


perkuatan teramesh selalu lebih besar dari perkuatan dengan geotekstile saja.

nilai faktor keamanan yang menggunakan

DAFTAR PUSTAKA Das, Braja M.,(1994), Mekanika Tanah : Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis Jilid 1 dan 2. Diterjemahkan oleh Noor Endah & Indrasurya Departemen Pekerjaan Umum, (1987). Petunjuk Perencanaan Penanggulangan Kelongsoran. Yayasan Penerbit PU. Jakarta. Geology, (2013),Varnes Landslide Clasification, [pdf], Diakses oktober 6, 2015, dari http://www.geology.cz/projekt681900/vyukoveaterialy/2_Varnes_landslide_classificatio n.pdf SeputarGeotekstil, (2014), Geotekstil. Diakses oktober 25, 2015 dari http://seputargeotekstil.blogspot.co.id Academia,(2015),Paper Yogie Longsoran. Diakses September 29,2015, dari https://www.academia.edu/6628223/PAPER_YOGIE_LONGSORAN Macaferri, Terramesh System. Diakses september 25, 2015, dari http://www.maccaferriindonesia.com/index.php/berita-agenda/item/20-terramesh-system

Reka Racana - 11

Jurusan Teknik Sipil Itenas No.x Vol. Xx Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Januari 2016

Recommend Documents