usulan perbaikan stabilitas tanah pada lokasi...

Konferensi Nasional Teknik Sipil 12 Batam, 18-19 September 2018

ISBN: 978-602-60286-1-7 GT - 123

USULAN PERBAIKAN STABILITAS TANAH PADA LOKASI BANGUNAN YANG

TERLETAK SEBAGIAN DI TANAH ASLI DAN TIMBUNAN : STUDI KASUS PABRIK

DI KABUPATEN BANDUNG BARAT

Clinton Girsang1, Budijanto Widjaja2 dan Freddy Gunawan3

1Mahasiswa Pascasarjana, Universitas Katolik Parahyangan, Jl. Ciumbuleuit No. 94, Bandung

Email: [email protected] 2Jurusan Teknik Sipil, Universitas Katolik Parahyangan, Jl. Ciumbuleuit No. 94, Bandung

Email: [email protected] 3Praktisi Geoteknik, GW & Asociates, Jl. Mulyasari II No.12, Bandung

Email: [email protected]

ABSTRAK

Bangunan pabrik yang ditinjau sebagian berada pada tanah asli dan sebagian tanah timbunan. Hal ini

menyebabkan terjadinya penurunan sebesar 6 cm selama 5 tahun pada lokasi yang berbatasan dengan

lereng. Pada bangunan pabrik direncanakan akan ditambah mesin oven yang berada dekat dengan

lereng. Adanya penambahan mesin tersebut dikhawatirkan menyebabkan penurunan dan reduksi

keamanan lereng. Tanah pada lokasi pabrik didominasi oleh lempung. Analisis stabilitas lereng

dilakukan dengan metode analitik untuk kondisi jangka pendek, jangka panjang, dan gempa. Pada

kondisi jangka pendek, faktor keamanan memenuhi batas minimum. Namun pada kondisi jangka

panjang dan kondisi gempa, faktor keamanan minimum tidak tercapai. Karena kondisi jangka panjang

dan kondisi gempa yang tidak aman dianjurkan untuk melakukan perkuatan lereng menggunakan

soldier pile. Hasil analisis kestabilan lereng dengan menggunakan soldier pile pada ketiga kondisi

menunjukkan lereng aman.

Kata Kunci: timbunan, penurunan, faktor keamanan, analisis kestabilan lereng

1. PENDAHULUAN

Bangunan pabrik yang dibangun tahun 2013 sebagian berada pada tanah asli dan sebagian tanah timbunan seperti

dapat dilihat pada Gambar 1. Hal ini menyebabkan telah terjadi penurunan sebesar 6 cm selama 5 tahun pada lokasi

yang dekat dengan lereng. Indikasi ini dapat dilihat dengan adanya retakan pada beberapa tempat (Gambar 2).

Bangunan pabrik direncanakan menambah mesin oven yang berada dekat dengan lereng. Dengan adanya

penambahan mesin tersebut dikhawatirkan terjadi penurunan dan reduksi keamanan lereng. Di daerah pabrik, tanah

didominasi oleh lapisan tanah lempung. Untuk itu, analisis dilakukan untuk kondisi jangka pendek, jangka panjang,

dan gempa.

Timbunan

Gedung U

Tanah Asli

Gambar 1. Ilustrasi bangunan

GT - 124

ISBN: 978-602-60286-1-7

(a) (b) (c)

Gambar 2. Retakan pada (a) kamar mandi, (b) pelat lantai, (c) kolom Gedung U

2. KONDISI LAPANGAN DAN KONDISI TANAH

Kondisi lapangan

Daerah pabrik yang mengalami penurunan elevasi dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar 4 menunjukkan layout

gedung pabrik dan lokasi penyelidikan tanah. Kondisi bangunan pabrik saat ini dapat dilihat pada Gambar 5.

TB

S

U

77

23

50.0

0

77

23

75.0

0

77

24

00.0

0

77

24

25.0

0

77

24

50.0

0

77

24

75.0

0

77

25

00.0

0

77

25

25.0

0

77

25

50.0

0

77

25

75.0

0

77

26

00.0

0

77

26

25.0

0

77

26

50.0

0

77

26

75.0

0

9243475.00

9243500.00

9243525.00

9243550.00

9243575.00

9243600.00

9243625.00

9243650.00

9243675.00

BH-1

BH-2

BH-3

Keterangan:

titik bor

titik sondir

S-2

S-3

S-4

S-5

S-1

Gambar 3. Denah pabrik dan lokasi penyelidikan tanah

GT - 125

ISBN: 978-602-60286-1-7

Gambar 4. Daerah gedung pabrik yang mengalami penurunan

Gambar 5. Kondisi gedung pabrik (2 Maret 2018)

Penyelidikan tanah

Pada lokasi proyek dilakukan pemboran teknik dengan variasi kedalaman antara 20 m – 30 m. Pengujian lapangan

yang dilakukan adalah Standard Penetration Test (SPT). SPT dilakukan untuk memperoleh informasi konsistensi

dan kepadatan tanah. Selain pemboran teknik dilakukan uji sondir atau Cone Penetraton Test (CPT), serta dilakukan

pengambilan sampel tak terganggu Undisturbed Sample (UDS) untuk kemudian dilakukan pengujian di

laboratorium. Hasil penyelidikan geoteknik mengacu pada Laporan Penyelidikan Geoteknik (DRRI, 2018).

Hasil uji laboratorium

Pengujian laboratorium dilakukan pada sampel tanah tak terganggu (UDS) yang diambil pada saat pemboran teknik.

Gambar 6 menunjukkan nilai kadar air (wn), batas plastis (PL), dan batas cair (LL) terhadap kedalaman. Nilai kadar

air berkisar antara 44 % - 74 %. Kadar air cenderung berada pada kondisi plastis, namun untuk kedalaman 8 m – 10

m, nilai kadar air berdekatan dengan LL. Hal ini mengindikasikan adanya lapisan tanah lunak. Gambar 7

menunjukkan nilai indeks likuiditas (LI) terhadap kedalaman yang berkisar antara 0.25 – 1.06.

GT - 126

ISBN: 978-602-60286-1-7

Gambar 6. Nilai kadar air (wn), batas plastis (PL) dan batas cair terhadap kedalaman

Gambar 7. Nilai indeks likuiditas (LI) terhadap kedalaman

Gambar 8 menunjukkan bahwa sebagian besar perilaku tanah yang diuji di laboratorium berdasarkan kurva

plastisitas dari Cassagrande didominasi oleh tanah lempung degnan plastisitas tinggi (CH) dan lanau dengan

plastisitas tinggi (MH).

GT - 127

ISBN: 978-602-60286-1-7

Gambar 8. Perilaku tanah pada proyek berdasarkan kurva plastisitas Cassagrande (after Das, 2005)

Kondisi pelapisan tanah

Berdasarkan hasil penyelidikan tanah, pelapisan tanah di lokasi proyek dapat dilihat pada Gambar 9. Berdasarkan

data pemboran pada BH-1 tanah berupa campuran tanah asli dan timbunan yang didominasi tanah lempung

konsistensi lunak hingga sedang dengan nilai NSPT 2 – 3 pada kedalaman 0 m – 10 m. Kedalaman 10 m – 12 m

merupakan tanah lanau konsistensi sedang hingga sangat teguh dengan nilai NSPT 7 – 19.

Gambar 9. Pelapisan tanah pada lokasi proyek

Pada kedalaman lebih dari 12 m ditemukan lapisan pasir kepadatan sangat padat dengan nilai NSPT>50. Pada BH-2

merupakan tanah timbunan dengan ketebalan 15 m yang didominasi tanah lempung dengan konsistensi sangat lunak

hingga sedang dengan nilai NSPT 2 – 6. Kedalaman 15 m – 20 m merupakan tanah lanau dengan konsistensi lunak

hingga keras. Kedalaman lebih dari 20 m ditemukan lapisan pasir kepadatan sangat padat dengan nilai NSPT>50.

Pada BH-3 merupakan tanah asli yang didominasi tanah lempung konsistensi lunak hingga sedang dengan nilai NSPT

2 – 3 pada kedalaman 0 m – 9 m. Kedalaman 9 m – 14 m merupakan tanah lanau konsistensi sedang hingga teguh

dengan nilai NSPT 5 – 12. Kedalaman lebih dari 12 m merupakan tanah pasir dengan nilai NSPT >50.

3. ANALISIS STABILITAS LERENG DAN DESAIN PERKUATANNYA

Berdasarkan hasil data uji lapangan (SPT) dan uji laboratorium dapat dilakukan pengambilan parameter tanah untuk

dianalisis yang dapat dilihat pada Tabel 1. Pemodelan pelapisan tanah dengan model Mohr Coulomb yang

digunakan dalam analisis dapat dilihat Gambar 10. Analisis dilakukan pada 3 kondisi yaitu Total Stress Analysis

(TSA), Total Stress Analysis dengan gempa (TSA-EQ), dan Effective Stress Analysis (ESA). Koefisien gempa yang

digunakan pada kondisi TSA-EQ adalah sebesar 0.5 x PGA (Peak Ground Acceleration), di mana nilai PGA pada

lokasi adalah sebesar 0.5 g (g = gravitasi).

GT - 128

ISBN: 978-602-60286-1-7

Gambar 10. Pemodelan pada lokasi proyek

Tabel 1. Parameter tanah yang digunakan dalam analisis

Jenis

Tanah NSPT

kN/m3

Jangka Pendek Jangka Panjang

c kPa Eu kPa c’ kPa ’ Ed kPa

Clay 3 15 0.33 30 - 6000 5 28 4800

Clay 5 15 0.33 50 - 10000 5 28 8000

Silt 22 16 0.33 183 - 36666 5 28 29333

Silt 2 15 0.33 17 - 3333 5 28 2666

Silt 39 17 0.33 325 - 50000 5 28 40000

Silt 7 15 0.33 58 - 11666 5 28 9333

Clay 12 15.5 0.33 120 - 24000 5 28 19200

Sand 50 20 0.30 - 42 50000 - 42 40000

Hasil analisis dengan menggunakan progam Slide 5.0 dapat dilihat Gambar 11 sampai dengan Gambar 13. Hasil

analisis menunjukkan bahwa pada kondisi TSA dapat dikatakan aman karena nilai faktor keamanan lebih besar dari

faktor keamanan minimum. Namun, untuk kondisi TSA-EQ dan ESA, nilai FK lebih rendah dari FK minimum.

Rangkuman nilai faktor kemanan hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 2. Untuk meningkatkan nilai FK, diperlukan

perkuatan lereng. Nilai faktor keamanan minimum mengacu pada SNI Geoteknik, Duncan (1975), dan Lee, at al.

(2002).

1.7611.761

10.00 kN/m2 10.00 kN/m2

1.7611.761

Batas Bangunan Gedung U

Safety Factor

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000+

60

40

20

0-2

0-4

0

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Gambar 11. Hasil analisis kestabilan lereng pada kondisi TSA

GT - 129

ISBN: 978-602-60286-1-7

0.7470.747

10.00 kN/m2 10.00 kN/m2

0.7470.747


0.25

Safety Factor

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000+

60

40

20

0-2

0-4

0

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

Gambar 12. Hasil analisis kestabilan lereng pada kondisi TSA-EQ

1.1211.121

W

W

10.00 kN/m2 10.00 kN/m2

1.1211.121


Safety Factor

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000+

60

40

20

0-2

0-4

0

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

Gambar 13. Hasil analisis kestabilan lereng pada kondisi ESA

Secara umum berdasarkan hasil analisis kestabilan lereng kondisi TSA dapat dikatakan aman karena nilai faktor

keamanan lebih besar dari faktor keamanan minimum. Namun, untuk kondisi TSA-EQ dan ESA, nilai FK lebih

rendah dari FK minimum. Untuk meningkatkan nilai FK, direkomendasikan lereng harus diperkuat.

Alternatif perkuatan lereng untuk kemiringan lereng pada area tersebut dengan menggunakan soldier pile diameter

60 cm jarak as ke as 1.0 m (Gambar 14). Panjang soldier pile adalah 20.0 m. Hasil analisis pada kondisi TSA, TSA-

EQ, dan ESA menggunakan soldier pile dapat dilihat pada Gambar 15 sampai dengan Gambar 17.

Penampang Soldier Pile PT. LMB Padalarang

Tiang Bor

D60 cm

100 cm 100 cm 100 cm

A A

Gambar 14. Perkuatan lereng dengan menggunakan soldier pile diameter 60 cm jarak 1.0 m

GT - 130

ISBN: 978-602-60286-1-7

2.4112.411

10.00 kN/m2 10.00 kN/m2

2.4112.411


Soldier Pile

20.0

Safety Factor

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000+

40

20

0-2

0-4

0

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Gambar 15. Hasil analisis kestabilan lereng pada kondisi TSA dengan soldier pile

1.0911.091

10.00 kN/m2 10.00 kN/m2

1.0911.091


Soldier Pile

20.0

0.25

Safety Factor

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000+

40

20

0-2

0-4

0

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

Gambar 16. Hasil analisis kestabilan lereng pada kondisi TSA-EQ dengan soldier pile

1.3111.311

W

W

10.00 kN/m2 10.00 kN/m2

1.3111.311

20.0


Soldier Pile

Safety Factor

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000+

60

40

20

0-2

0-4

0

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Gambar 17. Hasil analisis kestabilan lereng pada kondisi ESA dengan soldier pile

GT - 131

ISBN: 978-602-60286-1-7

Hasil analisis dengan menggunakan soldier pile meningkatkan nilai faktor keamanan lereng. Hal tersebut dapat

dilihat dari Tabel 2.

Tabel 2. Faktor keamanan dan hasil analisis kestabilan lereng

Kondisi Faktor Keamanan

minimum tanpa soldier pile dengan soldier pile

TSA 1.5 1.7 2.4

TSA-EQ 1.1 0.7 1.1

ESA 1.3 1.1 1.3

Gaya-gaya dan defleksi pada soldier pile diperoleh dengan melakukan analisis dengan menggunakan metode elemen

hingga. Gaya yang bekerja pada soldier pile dapat dilihat pada Tabel 3. Gambar 18 menunjukkan kurva bending

moment, gaya geser, dan defleksi untuk kondisi jangka pendek dan jangka panjang.

Tabel 3. Nilai bending moment, gaya geser, dan deformasi pada soldier pile

Gaya Kondisi

jangka pendek jangka panjang

Bending moment (kN.m/m) -15.88 -4.55

Gaya geser (kN/m) -16.92 -4.07

Defleksi (cm) 2.18 0.87

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-20 -10 0 10 20

Kedala

man (

m)

Bending Moment (kN.m)

BENDING MOMENT

Soldier Pile D60 cm, L = 20.0 m


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-20 -15 -10 -5 0 5 10

Kedala

man (

m)

Gaya Geser (kN)

GAYA GESER



0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 1 2 3 4 5 6

Kedala

man (

m)

Defleksi (cm)

DEFLEKSI



(a) (b) (c)

Gambar 18. (a) bending moment, (b) gaya geser, dan (c) defleksi pada soldier pile

4. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis lereng pada kasus ini, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:

1. Hasil analisis stabilitas lereng menunjukkan bahwa nilai faktor keamanan lereng tanpa perkuatan lereng

kondisi TSA, TSA-EQ, dan ESA berturut-turut adalah 1.7, 0.7, dan 1.1. Nilai faktor keamanan ini tidak sesuai

dengan faktor keamanan minimum berdasarkan SNI Geoteknik (SNI 8460-2017).

2. Hasil analisis stabilitas lereng menunjukkan bahwa nilai faktor keamanan lereng menggunakan perkuatan

lereng dengan soldier pile diameter 60 cm dengan jarak as 1 m kondisi TSA, TSA-EQ dan ESA berturut-turut

GT - 132

ISBN: 978-602-60286-1-7

adalah 2.4, 1.1, dan 1.3. Hasil analisis kestabilan lereng dengan menggunakan soldier pile pada ketiga kondisi

menunjukkan lereng aman.

3. Untuk mengetahui pergerakan lereng, dapat dilakukan pemasangan monitoring seperti inklinometer.

DAFTAR PUSTAKA

Das, M. Braja. (2005). Principles of Geotechnical Engineering 6th Edition, Sacramento: Thomson

SNI 8460:2017. (2017). Persyaratan Perancangan Geoteknik, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta

Lee, W. Abramson, Thomas S. Lee, Sunil Sharma, and Glenn M. Boyce (2002). Slope Stability and Stabilization

Methods, John Wiley & Sons

Michael, J. Duncan, Stephen, G. Wright, Thomas, L. Brandon (2014). Soil Strength and Slope Stability, John Wiley

& Sons

DRRI (2018). Laporan Penyelidikan Geoteknik, Duta Rangka Rekayasa Indonesia, Bandung

usulan perbaikan stabilitas tanah pada lokasi...

Documents