perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
REHABILITASI KERUSAKAN AMBLAS BADAN JALAN PADA TIMBUNAN TINGGI (RUAS JALAN SIMPANG KALIANDA-BAKAUHENI PROVINSI LAMPUNG)
TESIS Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Teknik Rehabilitasi dan Pemeliharaan Bangunan Sipil
Oleh: Ade Kurnia S941202009
MAGISTER TEKNIK SIPIL PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Ade Kurnia. 2014. Rehabilitasi Kerusakan Amblas Badan Jalan pada Timbunan Tinggi (Ruas Jalan Simpang Kalianda-Bakauheni Provinsi Lampung). TESIS. Pembimbing I: Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T., dan Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta. ABSTRAK Terdapat banyak jalan di Provinsi Lampung yang dibangun di atas tanah timbunan tinggi dikarenakan kondisi topografi provinsi Lampung yang berbukit dan berlembah. secara teknis, jalan yang dibangun di atas tanah timbunan tinggi mempunyai resiko terjadinya amblasan dan longsoran. Amblas dan longsor tersebut terjadi pada ruas jalan nasional 020 (Simpang Kalianda-Bakauheni) tepatnya pada Km. 80+200. Ruas jalan tersebut berada dalam wilayah kabupaten Lampung Selatan. Kondisi demikian merupakan salah satu jenis kerusakan jalan, sehingga perlu dilakukan analisis terhadap sebab terjadinya amblas badan jalan serta menghitung dan menentukan teknik rehabilitasi yang digunakan dalam penanganan kerusakan badan jalan akibat amblas tersebut. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini yaitu analisis penyebab kerusakan untuk menentukan desain teknik rehabilitasi yang tepat, dengan tujuan agar mendapatkan stabilitas yang baik serta memberikan kapasitas dukung yang besar. Parameter utama yang digunakan dalam perhitungan desain, yaitu faktor keamanan (SF) yang baik dan aman. Dengan menggunakan desain teknik perbaikan plat beton sebagai alas dasar timbunan baru dengan perkuatan cerucuk kayu Gelam diharapkan dapat menahan penurunan yang terjadi akibat adanya keruntuhan kembali pada tanah timbunan eksisting. Selanjutnya menggunakan geosintetic sebagai pemisah (sparator) yang berfungsi untuk menambah kapasitas dukung tanah pada timbunan. Penggunaan pondasi plat beton dengan pendukung cerucuk kayu pada rehabilitasi longsor timbunan memberikan nilai keamanan dan kapasitas dukung yang lebih baik daripada penggunaan geotekstil sebagai perkuatan. Kapasitas dukung yang baik ini diperoleh dari kekakuan bahan pondasi plat beton dan tahanan ujung maupun tahanan gesek cerucuk kayu. Kata kunci: amblasan, kapasitas dukung tanah, pondasi plat beton, cerucuk kayu, geotekstil.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Ade Kurnia. 2014. Damage Rehabilitation of Road Subsidence on High Embankment (Road Segment of Simpang Kalianda-Bakauheni, Lampung Province). THESIS. Supervisor I: Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T., Program Study Technique of Rehabilitation and Maintenance in Civil Infrastructure, Post-graduate Program, Sebelas Maret University Surakarta. ABSTRACT There are many roads in Lampung Province built on high embankment soil because of Lampung Province have a hilly and valley topographic condition. Technically, the road built on high embankment have a high risk of subsidence and landslide. The subsidence and landslide occur on the national road segment 020 (Simpang Kalianda-Bakauheni) precisely at Km. 80+200. It is located in South Lampung Regency. This condition is one of the road damage which is necesarry to analyze the causes of the subsidence of the road as well as to calculate and determine the rehabilitation techniques used to overcome the road subsidence damage. Research method used in this research is the damage causes analysis to determine the right rehabilitation technique design with good stability and great support capability. Main parameter used in the design calculation is a good and safe safety factor (SF). Using the design of concrete slab repair technique as base of the new embankment with the Gelam wooden stakes reinforcement is expected to withstand the occuring deformation due to the collapse of the existing embankment. Furthermore, using geosintetic as separator serves to increase the soil support capacity on the pile. Using concrete slab foundation with wooden stakes support on landslide rehabilitation provide a better safety factor and support capacity than using the geotextile for strengthening. This better support capacity is achived from the stiffness of the concrete slab, tip and frictional resistance of the wooden stakes. Keywords: subsidence, soil support capacity, concrete slab foundation, wooden stakes, geotextile.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL...................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN.....................................................................
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS .............................................................
iv
UCAPAN TERIMA KASIH.......................................................................
v
KATA PENGANTAR ................................................................................
vii
ABSTRAK ..................................................................................................
viii
ABSTRACT..................................................................................................
ix
DAFTAR ISI...............................................................................................
x
DAFTAR TABEL.......................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ...........................................................
xvii
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xx
BAB I.
PENDAHULUAN .....................................................................
1
1.1. Latar Belakang Masalah....................................................
1
1.2. Rumusan Masalah .............................................................
6
1.3. Tujuan Penelitian ..............................................................
6
1.4. Batasan Masalah................................................................
7
1.5. Manfaat Penelitian ............................................................
7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI.............
9
2.1. Tinjauan Pustaka ...............................................................
9
2.1.1. Parameter Tanah dan Batuan.................................
15
2.1.2. Faktor Aman .........................................................
16
2.1.3. Teori Pondasi.........................................................
17
2.1.3.1.
Kapasitas Dukung Pondasi ...................
18
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.1.3.2.
Pondasi Plat Beton (Slab) .....................
19
2.1.3.3.
Pondasi Tiang (Cerucuk Kayu) ............
20
2.1.3.4.
Kapasitas Dukung dengan Geosintetik .
24
2.1.4. Program Plaxis 8.2. ...............................................
26
2.2. Landasan Teori..................................................................
29
2.2.1. Kapasitas Dukung Pondasi Plat Beton ..................
29
2.2.2. Kapasitas Dukung Pondasi Tiang .........................
33
2.2.3. Kapasitas Dukung Geosintetik ..............................
39
BAB III. METODE PENELITIAN ........................................................
45
3.1. Lokasi Penelitian...............................................................
45
3.2. Metode Penelitian..............................................................
46
3.2.1. Jenis Penelitian ......................................................
46
3.2.2. Tahapan Penelitian ................................................
47
3.3. Bagan Alir .........................................................................
54
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................
55
4.1. Perolehan Data ..................................................................
55
4.2. Perhitungan Pondasi Plat Beton ........................................
59
4.2.1. Beban Gross yang Bekerja di Bawah Pondasi Plat Beton ..............................................................
61
4.2.2. Dimensi Lebar Pondasi Plat Beton........................
64
4.2.3. Menentukan Faktor Keamanan Acuan pada Kedalaman Pondasi ...............................................
68
4.2.4. Kapasitas Dukung Ijin Gross.................................
72
4.2.5. Kapasitas Dukung Ijin Netto .................................
73
4.2.6. Kapasitas Dukung Ijin Gross Terhadap Keruntuhan Geser ..................................................
74
4.3. Perhitungan Cerucuk Tiang Kayu .....................................
76
4.3.1. Beban-beban di atas Tiang Tunggal dan Kelompok Tiang....................................................
78
4.3.2. Tiang Tunggal .......................................................
79
4.3.2.1.
Tahanan Ujung Tiang Tunggal Ultimit
79
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.3.2.2.
Tahanan Gesek Tiang Tunggal Ultimit
80
4.3.2.3.
Kapasitas Ijin Tiang Tunggal Ultimit ...
83
4.3.3. Kelompok Tiang....................................................
84
4.3.3.1.
Jarak dan Jumlah Tiang ........................
84
4.3.3.2.
Efisiensi Kelompok Tiang Tunggal ......
86
4.3.3.3.
Kapasitas Ijin Kelompok Tiang Ultimit
87
4.3.3.4.
Hasil Perhitungan Kelompok Tiang .....
88
4.3.3.5.
Pembahasan Kapasitas Dukung Tiang..
90
4.4. Perhitungan Geotekstil dengan Lebar Penuh Timbunan...
96
4.4.1. Estimasi Dimensi Timbunan .................................
99
4.4.2. Kapasitas Geotekstil ..............................................
100
4.4.2.1.
Perasan Lateral (Lateral Squeezing) .....
4.4.2.2.
Penggelinciran Timbunan Terhadap
101
Geotekstil ..............................................
103
4.5. Perhitungan Geotekstil se-Lebar Perkerasan Jalan ...........
108
4.5.1. Estimasi Dimensi Timbunan .................................
109
4.5.2. Perasan Lateral (Lateral Squeezing) .....................
110
4.5.3. Penggelinciran Timbunan Terhadap Geotekstil ....
112
4.6. Perhitungan Estimasi Biaya ..............................................
114
4.6. Analisis Program Plaxis ....................................................
118
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN.................................................
124
5.1. Kesimpulan .......................................................................
124
5.2. Saran..................................................................................
125
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
126
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Persyaratan Cerucuk Kayu .......................................................
21
Tabel 2.2. Macam-macam aplikasi geosintetik dan fungsinya .................
25
Tabel 2.3. Nilai Kd pada tanah granular ....................................................
35
Tabel 2.4. Sudut gesek antara dindin
.........
35
Tabel 4.1. Identifikasi kondisi longsoran pada Km. 80+200 ....................
56
Tabel 4.2. Rangkuman Hasil Test Tanah Timbunan Km. 80+200 ...........
57
Tabel 4.3. Analisa Saringan Tanah Timbunan Km. 80+200.....................
57
Tabel 4.4. Data pembebanan untuk perhitungan beban gross...................
62
Tabel 4.5. Berat beban merata pada beberapa lapisan ..............................
63
Tabel 4.6. Nilai-nilai Faktor Kapasitas Dukung Terzaghi (1943).............
65
Tabel 4.7. Rekapitulasi faktor keamanan terpakai ....................................
70
Tabel 4.8. Kesimpulan perhitungan kapasitas dukung batas.....................
76
Tabel 4.9. Data parameter perhitungan kapasitas dukung tiang kayu cerucuk untuk kedalaman tanah -5 m..............................
77
Tabel 4.10. Berat beban pada lapisan terhadap kapasitas dukung tanah.....
79
Tabel 4.11. Data parameter perhitungan kapasitas dukung tiang kayu cerucuk untuk kedalaman tanah -10 m ............................
79
Tabel 4.12. Nilai Kd untuk tiang pada tanah granular.................................
81
Tabel 4.13. Sudut gesek antara tanah granular dan tiang ( )......................
81
Tabel 4.14. Jarak tiang minimum................................................................
85
Tabel 4.15. Rekapitulasi kapasitas dukung tiang tunggal ...........................
89
Tabel 4.16. Rekapitulasi kapasitas dukung kelompok tiang .......................
89
Tabel 4.17. Data tanah rimbunan eksisting untuk kedalaman 0 - 10 m ......
98
Tabel 4.18. Data tanah rimbunan eksisting untuk kedalaman 10 - 27 m ....
98
Tabel 4.19. Rekapitulasi faktor keamanan acuan terpakai..........................
101
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.20. Spesifikasi geotekstil................................................................
101
Tabel 4.21. Faktor reduksi yang digunakan ................................................
108
Tabel 4.22. Perbandingan biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan...............
115
Tabel 4.23. Estimasi biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan dengan plat beton dan cerucuk kayu.....................................................
116
Tabel 4.24. Estimasi biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan dengan geosintetik lebar penuh.............................................................
117
Tabel 4.25. Estimasi biaya pekerjaan rehabilitasi timbunan dengan geosintetik selebar perkerasan..................................................
118
Tabel 4.26. Parameter pendukung masukan (input) program Plaxis ..........
119
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1. Kondisi badan jalan yang berlubang ketika terjadi amblas .
3
Gambar 1.2. Ilustrasi potongan melintang keruntuhan timbunan pada badan jalan ..................................................................
5
Gambar 2.1. Fungsi utama dari berbagai macam geosintetik ..................
24
Gambar 2.2. Masukan program (input) ....................................................
28
Gambar 2.3. Perhitungan program (calculation)......................................
28
Gambar 2.4. Keluaran program (output) ..................................................
28
Gambar 2.5. Kurva program (curve) ........................................................
29
Gambar 2.6. Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang: (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang................................
37
Gambar 2.7. Penggelinciran timbunan di atas tulangan geosintetik ........
40
Gambar 2.8. Tulangan putus dan timbunan menggelincir di atas tanah pondasi.................................................................................
41
Gambar 2.9. Ilustrasi tanah pondasi terperas keluar (lateral squeezing) .
43
Gambar 3.1. Peta lokasi ruas jalan yang terjadi amblas dan longsoran ...
46
Gambar 3.2. Bagan Alir Analisis Setabilitas Timbunan ..........................
54
Gambar 4.1. Ilustrasi galian timbunan untuk pondasi plat beton .............
61
Gambar 4.2. Ilustrasi rencana kedudukan pondasi plat beton ..................
64
Gambar 4.3.
67
Ilustrasi dimensi kedudukan pondasi hasil perhitungan ......
Gambar 4.4. Grafik hubungan faktor keamanan acuan dan kedalaman pondasi ..............................................................
70
Gambar 4.5. Grafik untuk faktor adhesi tiang pancang dalam tanah lempung...........................................................
82
Gambar 4.6. Ilustrasi pondasi tiang pancang kayu cerucuk .....................
84
Gambar 4.7. Rencana jarak tiang cerucuk untuk contoh perhitungan......
86
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.8. Panjang dan lebar kelompok tiang Ø10 cm jarak 5d...........
86
Gambar 4.9. Ilustrasi konfigurasi tiang cerucuk Ø10 cm jarak 5d dan pondasi plat ...................................................................
88
Gambar 4.10. Ilustrasi penempatan plat beton dan tiang cerucuk di bawah perkerasan jalan pada tubuh timbunan ...
90
Gambar 4.11. Kapasitas dukung keruntuhan blok .....................................
91
Gambar 4.12. Kapasitas ijn kelompok tiang tunggal dengan efisiensi ......
92
Gambar 4.13. Nilai maksimum kapasitas ijin kelompok tiang ..................
93
Gambar 4.14. Beban kerja terhadap beban gross .......................................
94
Gambar 4.15. Eksisting potongan melintang timbunan dan kepala timbunan yang akan direhabilitasi....................................................... Gambar 4.16. Ilustrasi tipikal rencana dimensi timbunan..........................
97 100
Gambar 4.17. Grafik hubungan faktor keamanan acuan dan tinggi timbunan....................................................................
101
Gambar 4.18. Stabilitas internal tanah pondasi yang terperas keluar (internal squeezing) .............................................................
103
Gambar 4.19. Penggelinciran timbunan di atas tulangan geotekstil ..........
104
Gambar 4.20. Ilustrasi tulangan (geotekstil) putus dan timbunan menggelincir ........................................................................ Gambar 4.21. Grafik stabilitas untuk timbunan bertulang
105
pada tanah lunak ..................................................................
106
Gambar 4.22. Grafik stabilitas untuk timbunan bertulang pada tanah lunak ..................................................................
106
Gambar 4.23. Pondasi plat beton dan cerucuk mengamankan penurunan dan kestabilan lereng yang terjadi .....................
109
Gambar 4.24. Deformasi pada penggunaan pondasi plat beton dan cerucuk..........................................................................
115
Gambar 4.25. Gaya perpindahan tanah pada penggunaan pondasi plat beton dan cerucuk......................................................... Gambar 4.26. Deformasi akibat menggunakan perkuatan geotekstil.........
121 122
Gambar 4.27.Gaya perpindahan tanah pada penggunaan geotekstile.........
122
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
A
=
luas pondasi
As
=
luas selimut tiang
Ab
=
luas penampang ujung bawah tiang
B
=
lebar kelompok tiang (pada pondasi tiang)
B
=
lebar timbunan (pada dimensi timbunan)
B
=
lebar pondasi (pada dimensi pondasi dangkal)
c
=
kohesi tanah
=
2/3 c
ca
=
adhesi antara tanah pondasi dan geosintetik
cb
=
kohesi tanah di sekitar ujung tiang
cd
=
kohesi yang timbul akibat geser
cu
=
kohesi tak terdrainase (undrained)
Df
=
kedalaman pondasi
Eg
=
efisiensi kelompok tiang
fs
=
tahanan gesek per satuan luas
h
=
kedalaman lapisan lunak di bawah timbunan
H
=
tinggi timbunan
Kd
=
koefisien tekanan lateral pada dinding tiang
Ka
=
koefisien tekanan tanah aktif
L
=
panjang lereng yang mengalami penggelinciran (pada timbunan)
L
=
panjang kelompok tiang (pada kelompok tiang)
m
=
jumlah baris tiang
Nq
=
faktor kapasitas dukung
Nc
=
faktor kapasitas dukung
=
faktor kapasitas dukung
=
jumlah tiang dalam kelompok tiang
n
perpustakaan.uns.ac.id
=
digilib.uns.ac.id
jumlah kolom tiang (arah sumbu y) dalam kelompok tiang
Pn ; Pn+1 =
gaya horizontal yang bekerja pada sisi irisan
Pu
=
beban ultimit
po
=
pb
=
Pa
=
tekanan tanah aktif total
Pa1
=
tekanan tanah aktif di belakang bidang vertikal
Pa1
=
tekanan aktif total pada tanah setebal h
Pp1
=
tekanan tanah pasif total
Pqa
=
tekanan tanah aktif total akibat beban timbunan
Pqp
=
tekanan tanah pasif total akibat timbunan di luar kaki timbunan
Pw
=
tekanan air total
qu
=
kapasitas dukung ultimit
Qb
=
tahanan ujung bawah ultimit tiang
Qg
=
beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan
Qs
=
tahanan gesek dinding ultimit tiang
Qu
=
beban maksimum tiang tunggal yang mengakibatkan keruntuhan
qs1
=
beban terbagi rata akibat timbunan
qs2
=
beban terbagi rata pada tanah asli di luar kaki timbunan
RFCR
=
faktor reduksi oleh rayapan, yaitu ratio Tu terhadap kuat tarik batas
RFID
=
faktor reduksi akibat kerusakan saat pemasangan
RFD
=
faktor reduksi keawetan, yaitu pengaruh degradasi oleh zat kimia
overburden rata-rata overburden pada ujung tiang
dan biologi Rseam
=
faktor reduksi jahitan, yaitu pengaruh reduksi kekuatan akibat penyambungan
s
=
jarak pusat ke pusat tiang
S
=
kekuatan geser yang bekerja sepanjang bidang longsor
SF
=
faktor keamanan (safety factor)
Tn ; T n+1 =
gaya tangensial pada sisi irisan
Tg
kuat tarik geosintetik
=
perpustakaan.uns.ac.id
Tu
=
digilib.uns.ac.id
kuat tarik ultimit, berdasar pada nilai gulungan rata-rata minimum (minimum average roll values, MARV).
u
=
tekanan air pori, tegangan air pori di dasar bidang longsoran
Wt
=
berat tanah irisan
Wp
=
berat sendiri tiang
z
=
kedalaman titik yang ditinjau dari permukaan tanah
zc
=
kedalaman kritis, yaitu kedalaman dimana tekanan overburden efektif dihitung dari titik ini dianggap konstan.
=
kemiringan bidang longsor
=
sudut lereng
=
sudut geser dalam efektif
=
sudut gesek dinding efektif antara dinding tiang dan tanah
=
arc tg d/s, dalam derajat
=
sudut gesek antara dinding tiang dan tanah
=
sudut gesek antara geosintetik dengan tanah
=
berat volume tanah timbunan
w
=
berat volume air
d
=
berat volume tanah
=
tegangan total pada bidang atau tahanan geser tanah
=
tegangannnormal
d
