Analisa Data Clay

8/16/2019 Analisa Data Clay

1/56

BAB IV ANALISIS DATA

4. 1 TINJAUAN UMUM

Analisis data akan membahas mengenai data-data yang ada, meliputi

pengklasifikasian tiap lapisan tanah berdasar pada sifat-sifat fisik tanah ( γ , w, Gs, e, n,Sr ), sifat plastisitas ( LL, PL, LI, SL, Ac ), sifat butiran tanah ( Clay, Lime, Sand ), sifat

mekanik ( c, Ø, q u , CBR ) ,sifat konsolidasi dan permeabilitas ( Cc, Cv, k, Ch, n v) serta

penyebaran tiap lapisan tanah berdasar hasil pemboran. Stratifikasi tanah akan

memberikan penjelasan gambaran mengenai penyebaran tanah berdasar pada analisa

terhadap data-data yang ada.

Selain data tanah diperlukan juga data yang akan digunakan untuk memodelkan

pembebanan pada struktur perkerasan jalan dan struktur dinding penahan tanahnya. Data

ini akan menghasilkan estimasi berat struktur secara keseluruhan yang membebani lerengdan menghasilkan model struktur yang akan dikaji dalam analisa pada kondisi awal dan

kondisi setelah terjadi kelongsoran.

4. 2 ANALISA DATA TANAH

Analisis data tanah memberikan penjelasan hasil penyelidikan tanah di sekitar

bukit Gombel yaitu di Lapangan golf gombel Semarang yang meliputi data boring log

yang dilakukan di lokasi tersebut dan pengolahannya dilakukan oleh pihak laboratorium

PT. Selimut Bumi Adhi Cipta. Penyelidikan tanah yang dilakukan berada kurang lebih

200 meter dari lokasi studi dengan asumsi karakteristik tanahnya menyerupai

karakteristik tanah pada lokasi studi. Analisis data tanah diperlukan untuk evaluasi dan

penentuan alternatif penanganan pada kasus ini.

4. 2. 1 ANALISA DATA SPT

Pemboran untuk tanah asli dilakukan sebanyak 6 (enam) titik dengan kedalaman

titik 10 meter sampai dengan 20 meter dengan menggunakan bor log. Hasil pemboran

untuk tanah asli ditunjukkan pada berikut ini :

Tabel 4.1 Hasil pemboran pada B-30Kedalaman Tebal Material Deskripsi N-SPT

0,00 m – 0,50 m 0,50 mLempung

kepasiran

Coklat kekuningan,

lunak7

0,50 m – 3,00 m 2,50 mLempung

kepasiran

Coklat kekuningan,

teguh7


2/56

50

3,00 m – 5,50 m 2,50 m LempungKuning kecoklatan,

teguh sampai kaku6 - 10

5,50 m – 6,00 m 0,50 m LempungCoklat kehitaman, teguh

sampai kaku10

6,00 m – 12,00 m 6,00 m Batu lempung

Abu-abu keputihan

sangat lemah sampai

lemah

10 - 56

12,00 m –14,00 m 2,00 m Batu lempungAbu-abu kehitaman,

lemah50 – 56

14,00 m –15,00 m 1,00 m Batu lempungAbu-abu keputihan,

lemah56 - 60


lemah> 60

15,00 m –20,00 m 5,00 m Batu lempungAbu-abu keputihan,

lemah54 - 58

Tabel 4.2 Hasil pemboran pada B-33

Kedalaman Tebal Material Deskripsi N-SPT

0,00 m – 0,50 m 0,50 mLempung

kepasiran

Abu-abu kehitaman,

lunak4

0,50 m – 6,00 m 5,50 mLempung

kepasiran

Abu-abu kehitaman,

lunak sampai teguh,4-9

6,00 m – 10,00 m 4,00 m LempungAbu-abu, teguh sampai

kaku8-16

10,00 m – 15,00 m 5,00 m Batu lempungAbu-abu kehitaman,

sangat lemah28-40

15,00 m – 16,00 m 1,00 m Batu lempung

Abu-abu kecoklatan

sangat lemah sampai

lemah

41


lemah42-56



0,00 m – 2,60 m 2,60 m LempungCoklat kekuningan,

lunak sampai teguh6


3/56

51

2,60 m – 3,10 m 0,50 m LempungAbu-abu kecoklatan,

teguh10

3,10 m – 10,00 m 6,90 m LempungAbu-abu, kaku sampai

sangat kaku16 - 35



0,00 m – 0,50 m 0,50 m LempungCoklat kekuningan,

lunak-

0,50 m – 2,30 m 1,70 m LempungCoklat keabu-abuan,

lunak sampai teguh,4

2,30 m – 10,00 m 4,00 m LempungAbu-abu, kaku sampai

sangat kaku8-24



0,00 m – 1,00 m 1,00 mLempung

kepasiran

Merah kecoklatan,

lunak sampai teguh-

1,00 m – 3,10 m 2,10 m LempungAbu-abu kehijauan,

teguh sampai kaku,13-15

3,10 m – 15,00 m 4,00 m BreksiCoklat kekuningan,

setengah padat

27-60



0,00 m – 1,00 m 1,00 mLempung

kepasiran

Merah kecoklatan,

lunak-

1,00 m – 8,60 m 7,60 m LempungCoklat keabu-abuan,

lunak sampai teguh,3-6

8,60 m – 11,50 m 3,40 m LempungAbu-abu keclokatan,

sangat kaku 16-17

11,50 m – 15,00 m 4,00 m Batu lempung

Abu-abu, sangat lemah

mengandung cangkang

kerang

32-33

Sumber : Laporan Penyelidikan Tanah PT Selimut Bumi Adhi Cipta


4/56

52

4. 2. 2 Analisa Data Geolistrik

A. Dasar dan Metoda Pengukuran

Pengukuran geolistrik yang dilaksanakan menggunakan metoda pengukuran

Resistivitas Konfigurasi Schlumberger dengan resolusi Vertical Electric Sounding (VES)

dengan panjang bentang pengukuran rata-rata sejauh 400 meter. Dalam pelaksanaan

pengukuran geolistrik, tahanan jenis arus listrik bolak-balik berfrekuensi rendah dialirkan

ke dalam bumi melalui elektrode arus dan distribusi potensial yang dihasilkan akan

diukur melalui elektoda potensial.

Konfigurasi Schlumberger seperti pada Gambar 4.1 , jarak elektroda diatur

sehingga r1= R2 = (a-1/2 b) dan r2 = R1 = (a + ½ b), dimana a adalah jarak titik pusat

elektroda arus dan b adalah jarak antara kedua elektroda potensial.

Gambar 4. 1 Skema susunan elektroda konfigurasi Schlumberger

Pelaksanaan di lapangan digunakan sistem Sounding untuk mendapatkan

gambaran litologi secara vertikal di bawah titik pengukuran, sedangkan penyebaran

secara lateral suatu satuan litologi dapat diperoleh dengan korelasi satu titik sounding

terhadap titik sounding lainnya.

Jarak elektroda potensial P1 – P2 dimulai dari 1/3 jarak elektroda arus C1 – C2.

selanjutnya pengukuran dilakukan hanya dengan memindahkan elektroda arus sampai

suatu jarak dimana hasil ukur beda potensial P1 – P2 sudah kecil, P1 – P2 dilebarkan

secara bertahap sesuai dengan yang telah ditentukan sehingga kurva yang diperoleh

memenuhi kurva standar yang ada.

B. Interprestasi Data dalam Pendugaan Lapisan

Prinsip utama pengukuran Geolistrik akan menghasilkan suatu tahanan jenis yang

akan berubah nilainya sesuai lapisan tanah tersebut. Jadi pendugaan litologi suatu lapisan

tanah dapat diperlihatkan melalui perubahan tahanan jenis yang merupakan nilai tahanan

C1 P1 P2 b

a a

C2

R2R1


5/56

53

terhadap aliran arus listrik ( Ωm). Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi besarnyaharga tahanan jenis meliputi :

• Jenis material : semakin mudah menghantarkan arus listrik, semakin kecil tahanan jenisnya.

• Kandungan air dalam batuan : semakin banyak kandungan air dalam batuan, makasemakin kecil tahanan jenisnya.

• Porositas batuan : semakin besar porositas batuan semakin kecil tahanan jenisnyakarena makin banyak air yang terkandung.

• Sifat kimiawi air : ion ion (Na + dan Cl -)akan mudah menghantarkan arus listrik,sehingga tahanan jenisnya semakin kecil.

Dari data lapangan yang dihasilkan, diolah dan selanjutnya dilakukan interprestasi

dengan cara menyamakan lengkung (Curve Matching) terhadap kurva baku yang telah

dikeluarkan oleh Schlumberger. Penyamaan lengkung ini dilakukan untuk menentukan

parameter tahanan jenis secara matematis pada suatu model perlapisan batuan.

Berdasarkan nilai tahanan jenis untuk setiap lapisan, dilakukan interprestasi jenis litologi

dan kemungkinan merupakan lapisan pembawa air dengan mempertimbangkan dari data-

data geologi.

Demikian pendugaan lapisan tanah atau jenis batuan dengan korelasi terhadap

tahanan jenis (Todd,1980) yang diperlihatkan dalam Gambar 4.2 .

Clay

Soft shale

Hard shale

Tilt

Sand

Sandstone

Porous limestone

Dense limestone

Resistivity, ohm meter ( Ωm)

Gambar 4. 2 Pendugaan Jenis Batuan dengan Korelasi Tahanan Jenis ( Ωm)

10-1

100

101

102

103

104

105

106


6/56

54

Pembagian interval nilai tahanan jenis di Gombel Lama dapat dilihat tabel 4.7 :

Tabel 4. 7 Tabel Prediksi Jenis Batuan Pengukuran Geolistrik di Lokasi Penelitian

TitikBatas Pendugaan

Tebal Lapisan(m)

NilaiTahanan Jenis

( Ωm)Prediksi Jenis Batuan

GL - 3

0.00 – 1.80 90.00 Breksi1.80 – 4.50 9.00 Lempung kepasiran

4.50 – 11.80 2.25 Lempung11.80 – 13.20 1.17 Lempung13.20 – 27.50 2.24 Batu Lempung

GL – 4

0.00 – 1.45 105 Breksi1.45 – 3.80 10.50 Lempung kepasiran3.80 – 6.60 3.90 Lempung6.60 – 9.50 1.40 Lempung

9.50 – 27.00 21.60 Batu lempungSumber : Hasil Uji Lapangan PT. Selimut Bumi Adhi Cipta

Dari analisa data hasil pengujian boring dan geolistrik, maka dapat diprediksi

profil lapisan tanah di lokasi penelitian.

4. 2. 3 ANALISA DATA TANAH DI LABORATORIUM

Nilai-nilai parameter tanah yang akan digunakan sebagai input pada program

Plaxis V8 tercantum dalam berikut ini :

Tabel 4.8 Nilai-nilai parameter tanah pada B-30

Jenis Pengujian SatuanTitik Bor

B - 30Parameter 0-2,0 m 2,0-4,0 m 4,0-6,0 m 6,0-7,5 m 7,5-20 m

Indeks Properti- Kadar Air (w) % 46.08 36.16 37.32 38.42 33.44- Gs 2.682 2.633 2.605 2.611 2.643- Berat vol. basah ( γwet ) KN/m 3 16.410 16.860 17.830 17.370 16.450

- Berat vol. kering ( γd ) KN/m 3 11.240 12.719 13.467 12.119 12.330Uji Geser Langsung ( Direct Shear Test)

- Kohesi ( c) KN/m 2 21 26 20 19 18.3- Sudut Geser Dalam ( φ) ...º 19 10 16 26 30

Grain Size- Lolos ayakan no. 200 % 90.35 89.56 100 100 -- Butiran < 0.002 mm % 30.44 31.25 31.25 30.27 -Atterberg Limit- Batas Cair ( LL) % 59.80 59.10 60.10 60.20 -- Batas Plastis ( PL ) % 28.24 29.06 30.08 30.65 -- Indeks Plastisitas ( PI ) % 31.56 30.04 30.02 29.55 -- Indeks Kekentalan (Ic) 0.435 0.764 0.759 0.737- Activity (Ac) 1.033 1.156 1.160 1.197


7/56

55

Uji Permeabilitas- Permeabilitas ( k ) m/hr - - - - -

Kuat Tekan Bebas (Unconfied Compression Test)

- Kuat Tekan (qu) KN/m 2 1308.89 1628.20 465.26 266.89 516.90

- Modulus Young (E) KN/m 2 13977.5 11212.5 7779.2 2905.2 19876.9

- Poisson Ratio (v) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.208

Tabel 4.9 Nilai-nilai parameter tanah pada B-33

Jenis PengujianSatuan

Titik BorB - 33

Parameter 0-2,0 m 2,0-4,0 m 4,0-6,0 m 6,0-7,5 m 7,5-20 mIndeks Properti- Kadar Air (w) % 37.57 36.07 34.37 49.04 34.50- Gs 2.606 2.687 2.640 2.603 2.625

- Berat vol. basah ( γwet ) KN/m 3 16.260 17.170 18.180 16.360 16.420

- Berat vol. kering ( γd ) KN/m 3 12.044 12.625 13.567 10.980 12.210Uji Geser Langsung ( Direct Shear Test)

- Kohesi ( c) KN/m 2 20 16 21 19 18.2- Sudut Geser Dalam ( φ) ...º 19 19 16 21 30Grain Size- Lolos ayakan no. 200 % 89.74 90.42 91.35 100 -- Butiran < 0.002 mm % 28.47 28.47 28.56 28.79 -Atterberg Limit- Batas Cair ( LL) % 62.00 60.02 61.80 60.90 -- Batas Plastis ( PL ) % 30.00 28.10 28.60 30.55 -- Indeks Plastisitas ( PI ) % 32.00 32.10 33.20 30.35 -

- Indeks Kekentalan (Ic) 0.763 0.746 0.826 0.391- Activity (Ac) 1.014 1.050 1.200 1.168Uji Permeabilitas- Permeabilitas ( k ) m/hr 2.52 E-4 2.52 E-4 2.52 E-4 4.72 E-6 3.6 E-5

Kuat Tekan Bebas (Unconfied Compression Test) - Kuat Tekan (qu) KN/m 2 762.13 428.71 745.66 287.72 471.68- Modulus Young (E) KN/m 2 6486.4 9155.7 7942.7 4856.5 22140.0- Poisson Ratio (v) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.105

Tabel 4.10 Nilai-nilai parameter tanah pada B-40 dan B-41

Jenis PengujianSatuan

Titik Bor Titik BorB - 40 B - 41Parameter 1,0-1,5 m 5,5-6,0 m 1,0-1,5 m 5,5-6,0 m

Indeks Properti- Kadar Air (w) % 39.05 35.29 38.12 34.31- Gs 2.584 2.651 2.586 2.637- Berat vol. basah ( γwet ) KN/m 3 15.91 16.38 15.83 16.48- Berat vol. kering ( γd ) KN/m 3 11.44 12.11 11.46 12.27


8/56


9/56

57

Rangkuman

Analisa Saringan

Menurut aturan sistem klasifikasi tanah Unified Soil Classification System

(USCS) bahwa tanah digolongkan berbutir halus apabila lebih dari 50% dari berat sample

lolos ayakan no. 200, dan sebaliknya jika lebih dari 50% tertahan saringan no. 200 makadigolongkan tanah berbutir kasar. Hasil analisa saringan pada sampel tanah B-30, B-33,

B-40, B-41 dan B-43 menunjukkan bahwa lebih dari 50% tanah di setiap kedalaman lolos

ayakan no. 200. Sedangkan pada B-42 pada kedalaman 3,1 meter lebih menunjukkan

bahwa kurang dari 50% dari berat sampel lolos ayakan no 200. Maka sampel tanah B-30,

B-33, B-40, B-41, B-43 dan B-42 untuk kedalaman 0 – 3,1 meter dapat didefinisikan

sebagai tanah berbutir halus.

Indeks Plastisitas Tanah ( IP )

Sedangkan pemeriksaan Atterberg Limit bertujuan untuk mendapatkan nilai batas

cair ( Liquid Limit ), batas plastis ( Plastic Limit ) dan indeks plastisitas ( Plasticity Index )

yang berguna untuk mengetahui klasifikasi jenis tanah. Dari data-data nilai batas cair

( Liquid Limit ) dan indeks plastisitas ( Plasticity Index ) yang terdapat pada Gambar 4.3

tersebut tiap-tiap kedalaman kemudian diplotkan pada bagan plastisitas sistem USCS

(grafik Casagrande ).

Gambar 4. 3 Ploting data plasticity index ( PI ) dan liquid limit ( LL ) untuk

pengklasifikasian tanah sistem USCS

CL

CL-ML

MH & OH

ML & OL

CH


10/56

58

Dari hasil ploting data plasticity index ( PI ) serta liquid limit ( LL) pada bagan

plastisitas maka diperoleh garis besar klasifikasi sample tanah pada masing-masing titik

pemboran secara umum adalah termasuk pada kelompok jenis tanah CL dan CH, yaitu

lempung non-organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi.

Indeks Kekentalan ( Ic )

Indeks kekentalan menyatakan perbandingan antara selisih batas cair dan kadar

air tanah asli terhadap indeks plastisitas. Dari nilai Ic didapat kan maka dapat diketahui

konsistensi tanah sebagai berikut:

Tabel 4.12 Nilai Konsistensi Tanah pada Titik Bor

Titik Bor Nilai Ic Konsistensi Tanah

B-30 0.435 – 0.764 Lunak

B-33 0.397 – 0.826 Lunak - KakuB-40 0.487 – 0.525 Sangat Lunak -Lunak

B-41 0.425 – 0.556 Sangat Lunak -Lunak

B-42 0.440 Sangat Lunak

B-43 0.480 – 0.500 Sangat Lunak

Activity (Ac)

Konsep tingkat keaktifan dikembangkan oleh Skempton (1953) yang

menunjukkan bahwa suatu jenis lempung tertentu, nilai PI bergantung pada partikel yang

lebih halus dari 0,002 mm (c) dan angkacPI

adalah konstan. Berikut ini adalah tingkat

keaktifan lempung pada tiap – tiap titik pemboran.

Tabel 4.13 Keaktifan Tanah pada Titik Bor

Titik Bor Nilai Ac Keaktifan Tanah

B-30 1.033 – 1.197 Normal

B-33 1.014 – 1.200 Normal

B-40 1.006 - 1.028 Normal

B-41 1.035 – 1.181 Normal

B-42 0.978 Tidak Aktif

B-43 1.105 – 1.221 Normal


11/56

59

Harga N menunjukkan kekuatan tanah, dan menurut Bowles dalam Sifat-Sifat

Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah) , 1991, harga N dapat dikorelasikan

kembali untuk mendapatkan nilai-nilai parameter tanah seperti yang ditunjukkan dalam

Tabel 4. 14 .

Tabel 4. 14 Korelasi uji penetrasi standar (N-SPT)

Tanah Tidak Kohesif N 0 – 10 11 – 30 31 – 50 > 50Berat isi γ,KN/m 3

12 – 16 14 – 18 16 – 20 18 – 23

Sudut geser φ 25 – 32 28 – 36 30 – 40 > 35Keadaan Lepas Sedang Padat Sangat padat

Tanah Kohesif N < 4 4 – 6 6 – 15 16 – 25 > 25Berat isi γ , KN/m 3

14 – 18 16 – 18 16 – 18 16 – 18 > 20

qu , KPa < 25 20 – 50 30 – 60 40 – 200 > 100Konsistensi Sangat lunak Lunak Sedang Kenyal ( Stiff ) KerasSumber : Bowles, Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah ), 1991.

Tabel 4. 15 Orde nilai-nilai permeabilitas k yang didasarkan pada deskripsi tanah

100 10 -2 10 -5 10 -9 10 -11

Kerikil bersihGW, GP

Campuran kerikil bersih dan pasir

GW, GP, SW,SP, GM

Campuran pasir berlanau

SM, SL, SCLempung

Sumber : Bowles, Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1, 1997 hal 49.

Tabel 4. 16 Harga-harga angka Poisson Ratio (υ )

Jenis Tanah Angka Poisson

Lempung jenuh 0,4-0,5

Lempung tak jenuh 0,1-0,3

Lempung berpasir 0,2-0,3

Lanau 0,3-0,35

Pasir padat 0,1-1,00

Batuan 0,1-0,4

Tanah Lus 0,1-0,3

Es 0,36

Beton 0,15

Sumber : Bowles dalam Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1, 1997 hal 95.


12/56

60

Tabel 4. 17 Nilai-nilai Kohesi (c) untuk deskripsi tanah

Jenis Tanah Kohesi Jenis Tanah Kohesi

Kerikil Bergradasi Baik * Pasir Berlempung 0,766 ± 0,155

Kerikil Bergradasi Jelek * Lumpur 0,673 ± 0,063

Kerikil Berpasir * Lumpur Berlempung 0,647 ± 0,167Kerikil Berlempung * Lempung 0,386 ± 0,105

Pasir Bergragasi Baik 0,401 ± 1,042 Lempung Organik *

Pasir Bergragasi Jelek 0,232 ± 0,063 Lumpur Elastis 0,738 ± 0,301

Pasir Berlumpur 0,520 ± 0,063 Lempung Jenuh 1,048 ± 0,345

Pasir Berlempung, Lumpur 0,513 ± 0,218 Tanah Organik *

Parameter tanah untuk tiap lapisan tanah sudah diketahui melalui pemeriksaan di

laboratorium terhadap sampel boring tanah. Pengujian ini mendapatkan parameter tanah

sampai kedalaman –20,00 meter saja. Maka parameter tiap lapisan tanah yang digunakan

untuk input program Plaxis V 8 adalah sebagai berikut :

Lapisan 1 (Lempung Kepasiran)

• Berat volume kering ( γd ) : 12,369 KN/m 3 • Berat volume basah ( γwet ) : 17,005 KN/m 3 • Permeabilitas ( k ) : 2,52 E-04 m/hari

• Modulus Young ( E ) : 13977,5 KN/m2

• Kohesi ( c) : 19, 5 KN/m 2 • Sudut geser dalam ( φ) : 18,25 ˚ • Angka Poisson (υ) : 0,30

Lapisan 2 (Lempung)

• Berat volume kering ( γd ) : 12,224 KN/m 3 • Berat volume basah ( γwet ) : 17,095 KN/m 3

• Permeabilitas ( k ) : 2,52 E-04 m/hari• Modulus Young ( E ) : 11212,5 KN/m 2 • Kohesi ( c) : 19,5 KN/m 2 • Sudut geser dalam ( φ) : 18,5 ˚ • Angka Poisson (υ) : 0,30


13/56

61

Lapisan 3 (Batu Lempung)

• Berat volume kering ( γd ) : 12,270 KN/m 3 • Berat volume basah ( γwet ) : 16,435 KN/m 3 • Permeabilitas ( k ) : 3,6 E-5 m/hari

• Modulus Young ( E ) : 22140,0 KN/m 2 • Kohesi ( c) : 18,25 KN/m 2 • Sudut geser dalam ( φ) : 30 ˚ • Angka Poisson (υ) : 0,157

Tabel 4.18 Ketebalan lapisan tanah pada posisi titik boring

Lapisan

Ketebalan lapisan tanah padaposisi

B - 30 B - 33

Lapisan 13,00 m 6,00 m

Lempung Kepasiran

Lapisan 23,00 m 4,00 m

Lempung

Lapisan 314,00 m 10,00 m

Batu Lempung

4.2.3 ANALISA DATA GEOLOGI

Keadaan geologi dan potensi kelongsoran pada lereng di lokasi studi dihubungkan

dengan data sekunder sebagai pendukung data primer yang digunakan. Data sekunder

meliputi Peta Geologi dan Tata Lingkungan serta Peta Zona Kerentanan Gerakan Tanah

Daerah Semarang - Magelang.

A. HASIL INTERPRETASI TOPOGRAFI

Penyelidikan topografi di lokasi meliputi pengukuran dengan menggunakan

peralatan teodolith dan Global Positioning System (GPS) yang menghasilkan elevasi

permukaan tanah serta garis-garis konturnya, apabila dipadukan dengan hasil

penyelidikan tanah yang mencakup ketebalan lapisan tanah, jenis lapisan tanah dan

besarnya N rata-rata tiap lapisan akan memberikan penampang topografi dan profil

melintang tanah seperti pada gambar berikut ini.


14/56

62

Gambar 4.4 Peta Lokasi Penyelidikan Tanah

Gambar 4.5 Perkiraan arah Kelongsoran pada Lokasi Studi


15/56

Gambar 4.6 Potongan Melintang GL-3 dan GL-4


16/56

Gambar 4.7 Potongan Melintang B-40 dan B-33

Gambar 4.8 Potongan Melintang B-40 dan B-41


17/56

Gambar 4.9 Potongan Memanjang B-30 dan B-33


18/56




19/56

67

B. Stratigrafi

Lapisan tanah di daerah Gombel, Semarang Utara termasuk jenis batuan sedimen,

pada Gambar 4.12 dari sumber Peta Geologi Tata Lingkungan Indonesia, Jawa pada

lembar Magelang Semarang yang disusun oleh M. Wahid Tahun 1993 dengan skala 1 :

100.000. Peta diperoleh dari Direktorat Geologi Tata Lingkungan.

Gambar 4.12 Peta Geologi Tata Kota Semarang

C. Struktur Geologi

Lokasi penelitian yang terletak di daerah perbukitan yang terletak di daerah

Semarang Utara Propinsi Jawa Tengah. Daerah Gombel menurut Peta Zona Kerentanan

Gerakan Tanah Lembar Magelang-Semarang Tahun 1991 seperti pada Gambar 4.13

termasuk dalam Zona Kerentanan Gerakan Tanah Tinggi. Daerah yang mempunyai

tingkat kerentanan tinggi untuk terjadi gerakan tanah. Pada zona ini dapat terjadi gerakan

tanah terutama pada daerah yang berbatasan dengan lembah sungai, tebing jalan atau jika

lereng mengalami gangguan. Gerakan tanah lama dapat aktif kembali akibat curah hujan

yang tinggi. Kisaran kemiringan lereng mulai dari landai (5 - 15%) sampai sangat terjal

(50 - 70%). Tergantung pada kondisi sifat fisik dan keteknikan batuan dan tanah sebagai

material pembentuk lereng. Umumnya lereng mempunyai vegetasi penutup kurang.

Lereng pada umumnya dibentuk oleh batuan napal (Tmk), perselingan batu lempung dan

napal (Tmkl), batu pasir tufaan (QTd), breksi volkanik (Qpkg), lava (Qhg) dan lahar

(Qpk).


20/56

68

Gambar 4.13 Peta Kerentanan Gerakan Tanah Lembar Semarang – Magelang

4. 3. ANALISA PEMBEBANAN LALU LINTAS

Data lalu lintas adalah data pokok untuk melakukan perencanaan suatu jalan baik

jalan baru maupun untuk peningkatan jalan lama. Data lalu lintas yang diperlukan adalah

data lalu lintas harian rata-rata. Data lalu lintas harian rata-rata diperlukan untuk

merencanakan suatu konstruksi struktur perkerasan jalan.

Pada program Plaxis V.8 pembebanan diberikan berdasarkan pada beban lalu

lintas. Beban tersebut berupa tanah sendiri setinggi 0,5 meter untuk standar Amerika dan

0,6 meter untuk standar Inggris (Pasal 1.4 PPPJJR SKBI 1.3.28.1987) sehingga beban

traffic yang diberikan adalah :

A. Standar Amerika

Beban lalu lintas = 0,5 x γtimb = 0,5 x 17,005 = 8,5025 KN/m 2 B. Standar Inggris

Beban lalu lintas = 0,6 x γtimb = 0,6 x 17,005 = 10,203 KN/m 2

4.4. ANALISA REMBESAN

Dari data pemboran tanah, dapat diketahui bahwa bidang longsor merupakan

perpotongan antara lapisan lempung kepasiran dan batu lempung pada sekitar kedalaman

15 meter pada lokasi yang dianalisa. Resapan air dari lapisan tanah di atasnya akan

terhenti pada bagian atas Batu Lempung yang merupakan lapisan jenuh air. Hal ini dapat

mengakibatkan terjadinya bidang gelincir pada lereng. Hal ini dibuktikan dengan

ditemukannya mata air di dekat lereng yang akan dianalisa yang digunakan oleh

penduduk. Pada program Plaxis V.8 muka air tanah dikondisikan pada kedalaman 10


21/56


22/56

70

Gambar 4.15 Permodelan Lereng

Gambar 4.16 Irisan Penampang Lereng Busur Longsor

A. Kondisi Tanah Kering Pada Musim Kemarau

Lapisan tanah yang termasuk dalam bidang longsor adalah lempung kepasiran

dalm lempung. Untuk kondisi kering tanah lempung kepasiran memiliki nilai kohesi (c)

yang sebesar 19,5 KN/m 2 dengan sudut geser ( φ) 18,25° dan γdry sebesar 12,369 KN/m 3.Sedangkan pada tanah lempung memiliki nilai kohesi (c) yang sebesar 19,5 KN/m 2

dengan sudut geser ( φ) 18,5° dan γdry sebesar 12,224 KN/m3

. Beban lalu lintas yang bekerja di kepala lereng sebagai beban merata sebesar 10,203 KN/m 2 merupakan

komponen tenaga pendorong terhadap kestabilan lereng di samping berat sendiri tanah,

dimana:

Ka 1 = φ+1φ−

sinsin1

=,251+1

−8sin

25,18sin1 = 0,523


23/56

71

Ka 2 = φ+1φ−

sinsin1

=25,18sin25,18sin1

+1−

= 0,518

PL = q . Ka . H . 1

= 10,203 × 0,523 × 10 × 1

= 53,362 KNSehingga rumus umum kestabilan lereng pada kondisi tanah kering adalah :

Fk =∑∑

ΜdΜr

=∑ +

∑ +φPL.r Ti.Ric.Li)Ri Ni.(tan

=∑ +

∑ +φ)r/Ri(PLTi

c.Li Ni.tan

Dari data-data yang diperoleh sebelumnya pada Tabel 4.19 , maka dapat dihitung nilai

angka keamanan lereng masing-masing busur longsor sebagai berikut :

Fk 0 =)67,17/81,9(362,35130,076560,381

)06,335,19()387,359()1637,937×++

×+×0,335+×(0,330 = 1,820

Fk 1 =)86,17/97,10(362.35180,637032,325

)25,305,19()128,219()1500.681×++ ×+×0,384+×(0,330 = 1,508

Fk 2 =)26,18/12,12(362,350,401509,388

)86,275,19()2,286()788,2951×++

×+×0,330+×(0,330 = 1,775

Fk 3 =)87,18/27,13(362,35426,545)84,255,19()997,568

×+×+×(0,330

= 1,781

Fk 4 =)66,19/42,14(362,35894,733)15,2425,19()777,722

×+×+×(0,330

= 1,746


24/56

Tabel 4.19 Komponen Gaya Normal (N) Dan Tangensial (T) Irisan Busur Percobaan Untuk Kondisi Kering

Pusat Kurva Oo O1

Gaya IrisanR θ Lc r R θ Lc r R θ

17.67 107 33.06 9.81 17.86 97 30.25 10.97 18.26 87 A w N T A w N T A

1 10.85 -25 134.204 121.630 -56.717 9.55 -19 118.124 111.688 -38.457 8.44 -11 1042 20.92 -10 258.759 254.828 -44.933 20.67 -5 255.667 254.694 -22.283 19.97 1 2473 27.61 3 341.508 341.040 17.873 27.61 8 341.508 338.185 47.529 27.6 13 3414 33.65 19 416.217 393.541 135.507 33.33 23 412.259 379.486 161.082 31.45 27 3895 31.61 35 390.984 320.275 224.259 31.64 37 391.355 312.550 235.523 25 43 3096 28.42 54 351.527 206.622 284.391 14.67 55 181.453 104.077 148.638 5.92 56 737 0.17 -18 2.078 1.976 -0.642 1.74 -2 21.270 21.257 -0.742 0.04 68 1.86 -10 22.737 22.391 -3.948 4.22 8 51.585 51.083 7.179 0.15 11 9 8.7 3 106.349 106.203 5.566 3.54 21 43.273 40.399 15.508

10 9.99 16 122.118 117.387 33.660 1.51 33 18.458 15.480 10.05311 9.53 30 116.495 100.887 58.24712 4.38 44 53.541 38.514 37.193

JUMLAH 1637.937 560.381 1500.6809 532.03201 387.359 130.076 128.219 180.635

Pusat Kurva O3 O4

Gaya IrisanR θ Lc r R θ Lc r

18.87 78 25.84 13.27 19.66 70 24.15 14.42A w N T A w N T

1 7.44 -5 92.025 91.675 -8.021 6.53 1 80.770 80.757 1.4102 17.36 6 214.726 213.550 22.445 15.09 11 186.648 183.219 35.6143 23.72 18 293.393 279.033 90.663 20.1 23 248.617 228.853 97.142

4 25.94 32 320.852 272.098 170.026 20.75 36 256.657 207.640 150.8595 16.74 47 207.057 141.213 151.432 9.52 49 117.753 77.253 88.869JUMLAH 997.568 426.545 777.722 373.894


25/56


26/56


27/56

75

Analisa kestabilan lereng badan Jalan Gombel Lama dilakukan terhadap dua

kondisi lapisan tanah suatu lereng, dimana kondisi tanah diperlakukan dalam keadaan

kering dan basah yang dianggap mendekati keadaan lereng sebenarnya pada musim

kemarau dan musim penghujan.

Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Angka Keamanan Masing-Masing Busur Percobaan

Titik Pusat

Busur

R

(m)

Fk

Kering

Fk

Basah

O0 17,67 1,820 0,756

O1 17,86 1,508 0,610

O2 18,26 1,775 0,704

O3 18,87 1,781 0,704

O4 19,66 1,746 0,687

Dari hasil perhitungan dengan metode Fellinius dapat diketahui nilai Safety

Factor terkecil dan letak bidang longsor yang dapat terjadi seperti pada Gambar 4.17.

Nilai SF akibat gravity loading pada kondisi tanah kering adalah 1,508. Angka ini lebih

besar dibandingkan dengan SF minimal untuk keruntuhan yaitu sebesar 1,5 sehingga

dapat disimpulkan bahwa lereng tetap aman apabila beban akibat berat sendiri bekerja

maksimal baik pada kondisi tanah basah, sedangkan SF akibat gravity loading pada

kondisi tanah jenuh adalah 0,610 . Angka ini lebih kecil dibandingkan dengan SF minimal

untuk keruntuhan yaitu sebesar 1,5. Sehingga dapat disimpulkan bahwa lereng akan

mengalami failure apabila beban akibat berat sendiri bekerja maksimal baik pada kondisi

tanah kering

Gambar 4.17 Permodelan Bidang Longsor Maksimum


28/56

76

4.5.2 EVALUASI DINDING PENAHAN TANAH

Dalam mengevaluasi struktur dinding penahan tanah, struktur perkerasan jalan

dimodelkan sebagai beban merata. Pada evaluasi struktur dinding penahan tanah akan

diperhitungkan pengaruh tekanan tanah terhadap DPT.

Gambar 4.18 Konstruksi dinding penahan tanah dan diagram tekanan tanah

Parameter lapisan tanah

Lapisan Lempung kepasiran γ1 = 1700 kg/m 3 ; c1 = 1950 kg/m 2; φ1 = 18,25 o Perhitungan koefisien tekanan tanah

Menurut Rankine ,1857 besarnya koefisien tekanan tanah aktif ( Ka ) dan koefisien tekanan

tanah pasif ( Kp) adalah :

Ka 1 = tan 2 (45 – 2

1ϕ ) = tan 2 (45 –225,18

) = 0,523

Kp1 = tan2 (45 +

22ϕ ) = tan 2 (45 +

225,18

) = 1,911

Perhitungan Tekanan Tanah

• Tekanan Tanah Aktifσ a1 = γ1 x h1 x Ka 1 - 2c 1√ Ka 1 = 1700 x 4 x 0,523 – 2 x 1950 x √0,523

= 735,969 kg/m 2

• Tekanan Tanah Pasif

σ p1 = γ1 x h4 x Kp1 + 2c1√ Kp1 = 1700 x 0,5 x 1,911 + 2 x 195025 x √1,911 = 7015,668 kg/m 2

Perhitungan gaya akibat tekanan tanah

• Gaya akibat tekanan tanah aktif

Pa 1 =21

x σ a 1 x h1 =21

x 735,969 x 4 = 1471,938 kg/m


29/56

77

• Gaya akibat tekanan tanah pasif

Pp 1 =21

x σ p1 x h2 =21

x 7015,668 x 0,5 = 1753,917 kg/m

Gaya Akibat Tekanan Karena Adanya Beban Lajur

Menurut Jarquio ,1981 besarnya beban lajur ( Ph ) adalah

Ph =90q

[ H ( 2θ – 1θ )]

dimana : Ph = besarnya beban lajur (kg/m)

q = beban merata (kg/m 2)

1θ = tan-1 (

H b'

) = tan -1 (46,1

) = 21,801

2θ = tan-1 ⎟

⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ +

H ba ''

= tan -1 ⎟ ⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ +

46,17

= 65,056

Ph =90

3,1020[ 4 (65,056 – 21,801)] = 1961,470 kg/m

Letak titik berat beban lajur ( z )

R = (a’ + b’) 2 ( 90 - 2θ ) = (7 + 1,6)2 (90 – 65,056) = 1844,858

ϕ = b’ 2 ( 90 - 1θ ) = 1,62 (90 – 21,801) = 174,589

z =)(2

'3,57)()(

12

122

θ θ ϕ θ θ −

××−−+−− H

H a R H H

=)801,21056,65(42

473,57)589,174858,1844()801,21056,65(442

−×××−−+−−

= 2,224 m

Perhitungan momen akibat gaya berat ( Σ M w) terhadap titik A

Tabel 4. 22 Momen akibat gaya berat ( Σ M w) terhadap titik A

IndexLuas BeratVolume Berat

Lenganmomen Momen

(m2) (kg/m3) (kg) (m) (kg.m)

G1 1 2200 2200 3.1 6820.000G2 0.93 2200 2046 2.12 4337.52

G3 0.6 2200 1320 0.77 1016.400

G4 0.3 2200 660 0.3 198.000

Σ G 6226 Σ M w 12371.92


30/56

78

Perhitungan momen akibat tekanan tanah ( Σ M p) terhadap titik A

Tabel 4. 23 Momen akibat tekanan tanah ( Σ M P ) terhadap titik A

Index P Lengan Momen

(kg/m) momen (m) (kg.m)

Pa 1 1471.94 1.333 1962.093 Ph 1961.47 2.224 4362.309

Pp 1 1753.92 0.17 -298.166∑ Pa 3433.41 ∑ M p 6026.2367∑ Pp 1753.92

1. Kontrol stabilitas konstruksi terhadap geser

SF = Pa

Ppc BG

∑∑+×+×∑ φ tan

5,1≥ ( safety factor )

=41,3433

92,175319506,025,18tan6266 +×+×

= 1,453 ≥ 1,5 (tidak aman)

2. Kontrol stabilitas konstruksi terhadap guling

SF = P

w

M M

∑∑

2≥ ( safety factor )

=24,602692,12371

= 2,053 ≥ 2 (aman)

3. Kontrol stabilitas konstruksi terhadap daya dukung pondasi

Perhitungan beban maksimal yang terjadi

q max / min =W

M M

AG pw ∑+∑±∑

=2

6,00,161

24,602692,123710,16,0

6266

××

+±×

q max / min = 10443,33 ± 306636

q max = 317079,33 kg/m2


31/56

79

Perhitungan beban yang mampu ditahan

q ult =SF

N B N D N c qC γ γ γ ×××+××+× 5,0 > q max

dimana : D = kedalaman pondasi (m)

B = lebar pondasi ; diambil ukuran yang paling kecil (m)SF ( safety factor ) = 2 – 3 ; diambil SF = 2

Nc ; Nq: N γ = faktor daya dukung Terzaghi tergantung pada sudutgeser dalam ( ϕ )

Untuk ϕ = 18,25 o

Tabel 4. 24 Faktor daya dukung pondasi menurut Terzaghi

φ Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal

Nc Nq N γ N’c N’q N’ γ 0 5,7 1,0 0,0 5,7 1,0 0,0

5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2

10 9,6 2,7 1,2 8,0 1,9 0,5

15 12,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0,9

20 17,7 7,4 5,0 11,8 3,9 1,7

25 25,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3,2

30 37,2 22,5 19,7 19,0 8,3 5,7

34 52,6 36,5 35,0 23,7 11,7 9,0

35 57,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10,1

40 95,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18,8

45 172,3 173,3 297,5 51,2 35,1 37,7

48 258,3 287,9 780,1 66,8 50,5 60,4

50 347,6 415,3 1153,2 81,3 65,6 87,1

Sumber : Bowles , Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1, 1997

Berdasarkan Tabel 4.24 faktor daya dukung Terzaghi dengan interpolasi didapat

Nc = 16,02 ; Nq = 6,35 ; N γ = 4,125 .

q ult = 2125,46,017005,035,65,0170002,161950 ×××+××+×

> q max

= 38740,25 kg/m 2 < q max = 317079,33 kg/m2 (tidak aman)

Struktur dinding penahan tanah tidak memenuhi persyaratan kontrol terhadap

geser maupun daya dukung pondasi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa dinding penahan

tanah tidak mampu menahan tekanan tanah yang terjadi pada lokasi studi.


32/56

80

4.5.3 SIMULASI KELONGSORAN DENGAN PROGRAM PLAXIS V.8

Dengan diperolehnya penampang melintang lapisan tanah dari SPT dan

penyelidikan laboratorium, maka dapat diketahui parameter tanah masing-masing lapisan

tersebut untuk keperluan simulasi kelongsoran dengan program Plaxis V 8.

Plaxis V .8 adalah program analisa geoteknik, terutama untuk analisa stabilitas

tanah dengan menggunakan metode elemen hingga yang mampu melakukan analisa yang

dapat mendekati perilaku sebenarnya. Geometri tanah yang akan dianalisa

memungkinkan untuk diinput dengan cukup teliti. Selain itu Plaxis V .8 menyediakan

berbagai analisa tentang displacement, tegangan-tegangan yang terjadi pada tanah, faktor

keamanan lereng dan lain-lain. Untuk melakukan analisis dari penampang melintang

lereng daerah Gombel, digunakan metode elemen hingga dengan kondisi plane strain

(regangan bidang). Model plane strain digunakan dengan asumsi bahwa sepanjang

sumbu potongan melintang lereng relatif sama dan peralihan dalam arah tegak lurus

potongan tersebut dianggap tidak terjadi.

Program komputer ini menggunakan elemen segitiga dengan pilihan 6 nodes

(titik) atau 15 titik. Pada analisis ini digunakan elemen segitiga dengan 6 titik. Dengan

menggunakan elemen 6 titik, agar dapat dilakukan interpolasi dari peralihan noda dengan

mengugunakan turunan berderajat dua. Selain itu komputer menggunakan memori yang

lebih kecil daripada 15 noda akan tetapi hasilnya analisis sudah cukup akurat dan dapat

diandalkan.

4.5.4 PEMODELAN MATERIAL

Perilaku tanah dan batuan dibawah beban umumnya bersifat non-linier. Perilaku

ini dapat dimodelkan dengan berbagai persamaan, yaitu model Mohr Coulomb,

Hardening Soil model, Soft Soil Model, dan Soft Soil Creep Model . Pada analisis ini

digunakan model Mohr-Coulomb yang memerlukan 5 buah parameter :

• Kohesi ( c )• Sudut geser dalam ( φ )

• Modulus Young ( E ref )• Poisson’s ratio ( ν )• Berat isi tanah kering ( γdry )• Berat isi tanah jenuh air ( γ sat ).


33/56

81

Nilai nilai kohesi ( c) dan sudut geser dalam ( φ ) didapat dari hasil pengujian tanah

direct shear ( geser langsung ), dikarenakan elemen tanah telah mengalami deformasi

jauh melewati tegangan puncak sehingga tegangan yang tersisa adalah tegangan sisa

(residual strength ). Dalam hal ini kuat geser yang representatif adalah kuat geser

residual. Sedangkan modulus Young ( E ref ) didapat dari pengujian Unconfined

Compression Test . Nilai Poisson’s ratio untuk tanah lempung adalah berkisar antara 0,3 -

0,35. Dengan menggunakan model Mohr-Coloumb nilai Poisson’s ratio diambil nilai

0,30. Sedang nilai sudut dilatansi ( ψ ) = 0 o, untuk nilai sudut geser kurang dari 30 o. PadaTabel 4.25 diberikan penjelasan mengenai parameter parameter tanah yang digunakan

pada analisa stabilitas lereng.

Tabel 4.25 Parameter Desain Material Pada Simulasi Kelongsoran

Tabel Properties Tanah

Properties Lapisan LempungKepasiran LempungBatu

Lempung Unit

Kedalaman - 0 – 9,0 9,0 – 12,00 12,00 – 20,00 m

Material model Model Mohr-Coloumb Mohr-

Coloumb Mohr-

Coloumb -

Type ofmaterial

behaviourType Drained Drained Drained -

Soil unit weightabove phreatic

levelγdry 12,369 12,224 12,270 kN/m 3

Soil unit below phreatic level

γwet 17,005 17,095 16,435 kN/m 3

Permeability inhorizontaldirection

K x 2,52 E-04 2,52 E-04 3,6E-05 m/day

Permeability invertical

direction K y 2,52 E-04 2,52 E-04 3,6E-05 m/day

Young’s

modulus(constant)

E ref 13977,5 11212,5 22140,0 kN/m2

Poisson’s ratio ν 0,3 0,3 0,157 -Cohession(constant) cref 19,5 19,5 18,25 kN/m

2

Friction angle φ 18,25 18,5 30 o Dilatancy angle ψ 0 0 0 o


34/56


35/56

83

sama dengan nol dan terjadi kondisi bebas bergerak . Kondisi batas yang digunakan

adalah standard fixities (kekakuan standar) yang memodelkan lapisan bawah tanah

terjepit sempurna atau tidak bergerak sama sekali, sedangkan untuk bagian samping kiri-

kanan memungkinkan untuk bergerak secara vertikal (U x=0; U y= bebas). Kekakuan

standar diberikan dengan toolbar sehingga terbentuk suatu model seperti gambar di

bawah.

Tabel 4.26 Input koordinat pada Plaxis V.8

Point X Y Point X Y0 0 0 18 34 17

1 60 0 19 30 14

2 60 25 20 24 12

3 50 24 21 0 8

4 48.6 24 22 0 5.5

5 47.8 23.9 23 25 9.5

6 44.6 24 24 32 11.5

7 41.4 23.9 25 40 14.3

8 40 24 26 46.3 17.3

9 39.5 24 27 53 20.8

10 39.3 21.5 28 0 3

11 38 21.5 29 25 7.5

12 37 20.5 30 32.5 9.5

13 37 19.9 31 40 12

14 36.4 19.9 32 46.6 15

15 36.4 20.5 33 53 18.5

16 37.8 22 34 60 23

17 38.9 22

Gambar 4.21 Model Geometri Lereng Gombel Lama


36/56

84

Untuk beban lalu lintas dimodelkan sebagai beban merata dalam Plaxis V.8

disebut sebagai tractions . Struktur perkerasan jalan yang dimodelkan sebagai

tractions , didefinisikan besarnya beban adalah sebesar 10,203 kN/m 2 sesuai dengan

perhitungan pada pembebanan lalu lintas. Pada Plaxis , tanda negatif ( - ) menandakan

arah gaya ke bawah. Sehingga besarnya tractions adalah -10,203 kN/m 2 yang bekerja

pada sumbu y sedangkan pada sumbu x tidak ada gaya yang bekerja. Klik ganda pada

posisi beban tersebut maka akan muncul kotak dialog, pilih Load System (A) dan isi

besarnya beban yang bekerja pada posisi tersebut seperti pada gambar 4.22 .

Gambar 4.22 Besar Pembebanan Akibat Beban Lalu Lintas

Material lapisan tanah yang dimodelkan kemudian didefinisikan propertisnya

dengan mengklik toolbar Material Sets . Kemudian drag data set tiap lapisan dari

jendela Material Sets ke area lapisan tanah yang diikuti oleh perubahan warna pada

model geometri.

Gambar 4.23 Properties Untuk Tiap Lapisan Tanah


37/56

85

Proses berikutnya adalah melakukan meshing generation untuk membagi material

tanah ke dalam elemen-elemen diskret yang berhingga, dengan menggunakan toolbar

Generate Mesh . Tingkat kekasaran meshing dapat dipilih :

• Sangat kasar ( Very Coarse) : sekitar 50 elemen• Kasar ( Coarse ) : sekitar 100 elemen• Menengah ( Medium ) : sekitar 250 elemen• Halus ( Fine ) : sekitar 500 elemen• Sangat halus ( Very Fine ) : sekitar 1000 elemen

Dalam simulasi ini, material di- mesh Fine , kemudian klik .

Gambar 4.24 Tampilan setelah dilakukan Mesh Generation

Penetapan kondisi awal ( Initial Condition ) Pada model ini muka

air tanah terletak pada perpotongan lapisan lempung dan btu lempung. Model geometri

yang sudah dibuat harus ditetapkan kondisi awalnya. Kondisi awal memiliki 2 mode,

yaitu :

• Mode 1 untuk pembangkitan tekanan air awal ( water condition mode ).• Mode 2 untuk menetapkan konfigurasi tekanan efektif awal ( geometry

configuration mode )

Langkah ini dapat ditentukan dengan memilih prosedur Ko atau Gravity Loading.

Ko Procedure dipilih jika kondisi geometri relatif horisontal, yaitu dengan memilih ikon

Geometri initial stress, dengan menekan toolbar untuk menuju model Geometry

configuration , tekan (sebelah kanan) untuk mengaktifkan Ko- Procedure kemudian

klik .


38/56

86

Gambar 4.25 Tampilan Setelah Menetapkan Kondisi Awal

Tahapan perhitungan selanjutnya adalah mengidentifikasikan, mendefinisikan,

dan mengeksekusi tahapan fase-fase perhitungan untuk memperoleh output program yang

diinginkan dengan menekan toolbar untuk menuju PLAXIS

CALCULATION V 8.

PLAXIS CALCULATIONS V.8

Tahap-tahap perhitungan ( calculation ) dibagi menjadi empat tahap / phase yaitu:

1. Initial Phase , merupakan default dari program (fase 0).

2. Tahap Gravity Loading , yaitu phase dimana tegangan dan regangan awal akibat

berat tanah sendiri dari model dihitung (fase 1).

3. Tahap perhitungan faktor keamanan ( SF ), yaitu fase dimana kestabilan lereng

akibat fase 1 dihitung (fase 2).

4. Tahap Vertical Loading , yaitu phase dimana tegangan dan regangan awal akibat

berat tanah sendiri dan akibat beban luar dari model dihitung (fase 3).



6. Tahap DPT , yaitu phase dimana tegangan dan regangan awal akibat berat tanah

sendiri dan pengaruh dinding penahan tanah dari model dihitung (fase 5).




39/56

87

Pada perhitungan faktor keamanan ( SF ) digunakan metode Phi-c reduction. Phi-c

reduction adalah option yang tersedia dalam Plaxis untuk menghitung faktor keamanan

(SF ). Option ini hanya tersedia untuk tipe perhitungan secara Plastic menggunakan

Manual control atau dengan prosedur Load advencement number of steps. Dalam Phi-c

reduction dilakukan pendekatan parameter-parameter kekuatan tanah tan φ dan c denganmengurangi nilainya sampai tercapainya keadaan dimana kegagalan struktur terjadi.

Jumlah pengali Σ Msf digunakan untuk mendefinisikan harga dari parameter-parameterkekuatan tanah.

Σ Msf =reduced

input

reduced

input

c

c=ϕ

ϕ

tan

tan

Parameter-parameter kekuatan tanah secara otomatis dikurangi sampai tercapainya

kegagalan struktur.

== failure

availableSF σ

σ harga Σ Msf saat kegagalan

Langkah-langkah perhitungan pada Plaxis Calculations adalah sebagai berikut :

1. Tahap Gravity Loading

Pada window General pilih Plastic pada combo box (kotak kombo) pertama dari

Calculation type dan Load adv. ultimate level pada kotak kombo kedua. Ada kotak

Number/ID beri nama fase 1 dengan Gravity Loading. Calculation type : plastic/ load

adv. ultimate level. Start from phase : 0 - Initial Phase.

Tahap awal dari analisis digunakan untuk menghitung tegangan-tegangan awal

akibat berat sendiri massa tanah dan tegangan horizontal. Untuk mencari tegangan dan

regangan awalnya digunakan cara gravity loading. Metode ini digunakan untuk

menghitung tegangan awal dengan cara memasukkan beban tanah pada tahap

perhitungan, oleh karena itu bawaan dari program yang memakai persamaan Jacky (K o =

1 – sin φ ) tidak diperlukan dalam mencari regangan dan tegangan awal dari model

elemen hingga.


40/56

88

Gambar 4.26 Window General Pada Fase Gravity Loading

Tekan tahap < Parameter >, pada tahapan ini terdapat parameter-parameter untuk

mengontrol perhitungan. Pada kotak kombo Additional step = 100 dan klik d elete

intermediate step . Pada kotak Loading input pilih Staged construction , kemudian tekan

tombol Define. Akan tampil geometry input, pilih geometry input yang akan

dinonaktifkan dengan cara diklik pada bagian yang dimaksud.

Gambar 4.27 Window Parameter Pada Fase Gravity Loading

Tahapan multiplier akan terpilih setelah menekan tombol Define . Pada window

Multipliers secara otomatis akan ditutup oleh program sehingga yang aktif hanya Σ- M weight dengan nilai 1. Jadi secara default program akan mengaktifkan gravity loading jika


41/56

89

option staged construction dipilih user , kemudian tekan < Next > untuk memasuki fase

perhitungan kedua.

Gambar 4.28 Window Multipliers Pada Fase Gravity Loading

Gambar 4.29 Window Input Gambar Pada Fase Gravity Loading

2. Tahap Safety Factor akibat Gravity Loading

Pada Phase box Number/ID beri nama untuk fase perhitungan kedua sebagai SF ,

untuk mencari angka keamanan tubuh lereng akibat Gravity Loading dengan metode Phi-

c reduction. Fase kedua ini dimulai dari fase pertama, untuk mendefinisikannya klik start

from phase : 1-Gravity Loading.


42/56


43/56

91

Gambar 4.32 Window Multiplier Pada Fase SF Gravity Loading

3. Tahap Vertical Loading

Pada kotak Number/ID beri nama phase 3 dengan Vertical Loading . Calculation

type : plastic/load adv. ultimate level . Start from phase : 1 – Gravity Loading.

Gambar 4.33 Window General Pada Fase Vertical Loading


mengontrol perhitungan. Pada kotak kombo Additional step =100 dan klik d elete


44/56

92

intermediate step. Pada kotak Loading input pilih Stage construction , kemudian tekan

tombol Define.

Gambar 4.34 Window Parameter Pada Fase Vertical Loading

Tahapan multiplier akan terpilih setelah menekan tombol Define . Pada window

Multipliers secara otomatis akan ditutup oleh program sehingga yang aktif hanya Σ- M weight dengan nilai 1. Jadi secara default program akan mengaktifkan gravity loading jika

option staged construction dipilih user , kemudian tekan < Next >.

Gambar 4.35 Window Multiplier Pada Fase Vertical Loading


45/56

93

Gambar 4.36 Window Input Gambar Pada Fase Vertical Loading

4. Tahap Safety Factor akibat Vertical Loading

Pada Phase box Number/ID beri nama SF Vertical Loading untuk mencari angka

keamanan lereng akibat Vertical Loading dengan Phi-c reduction. Fase keempat ini

dimulai dari fase ketiga ( Vertical Loading ), untuk mendefinisikannya klik start from

phase : 3-Vertical Loading.

Gambar 4.37 Window General Pada Fase SF Vertical Loading


46/56

94

Pada tahap < Parameter >, pada tahapan ini terdapat parameter-parameter untuk

mengontrol perhitungan. Pada kotak kombo Additional step =100 dan klik reset

displacements to zero, kemudian pilih Incremental multipliers pada Loading input , lalu

tekan < Define >.

Gambar 4.38 Window Parameters Pada Fase SF Vertical Loading

Pada tahapan multipliers biarkan semua nilai bawaan yang ada. Nilai MSF pada

Incremental loading = 0.1

Gambar 4.39 Window Multipliers Pada Fase SF Vertical Loading


47/56

95

5. Tahap DPT

Pada kotak Number/ID beri nama phase 5 dengan DPT . Calculation type :

plastic/load adv. ultimate level . Start from phase : 3 – Vertical Loading.

Gambar 4.40 Window General Pada Fase DPT


mengontrol perhitungan. Pada kotak kombo Additional step =100 dan klik d elete

intermediate step. Pada kotak Loading input pilih Staged construction , kemudian tekan

tombol Define. Akan tampil geometry input, pilih geometry input yang akan diaktifkan.

Gambar 4.41 Window Parameter Pada Fase DPT


48/56

96

Pada window Multipliers secara otomatis akan ditutup oleh program sehingga

yang aktif hanya Σ- M weight dengan nilai 1. Jadi secara default program akan mengaktifkan gravity loading jika option staged construction dipilih user , kemudian tekan < Next >

untuk memasuki fase perhitungan selanjutnya

Gambar 4.42 Window Multiplier Pada Fase DPT

Gambar 4.43 Window Input Pada Fase DPT


49/56

97

6. Tahap Safety Factor akibat DPT

Pada Phase box Number/ID beri nama untuk fase perhitungan keenam sebagai SF

DPT untuk mencari angka keamanan tubuh lereng akibat DPT dengan Phi-c reduction.

Fase keenam ini dimulai dari fase kelima ( DPT ), untuk mendefinisikannya klik start from

phase : 5-DPT.

Gambar 4.44 Window General Pada Fase SF DPT

Pada tahap < Parameter >, pada tahapan ini terdapat parameter-parameter untuk

mengontrol perhitungan. Pada kotak kombo Additional step =100 dan klik reset

displacements to zero.

Gambar 4.45 Window Parameters Pada Fase SF DPT


50/56

98

Pada tahapan multipliers biarkan semua nilai bawaan yang ada. Nilai MSF pada

Incremental loading = 0.1

Gambar 4.46 Window Multipliers Pada Fase SF DPT

Setelah enam fase perhitungan telah dimodelkan, maka langkah selanjutnya

adalah menentukan letak titik-titik yang akan kita selidiki . PLAXIS V8 memberikan

kemungkinan sampai 10 titik.

Gambar 4.47 Titik Yang Akan Ditinjau

Tekan tombol < Calculate > untuk memulai perhitungan fase-fase tersebut. Fase-

fase yang akan dihitung akan diberi tanda anak panah biru di depan tulisan Phase ,

yang akan menjadi centang hijau apabila perhitungan sukses dilakukan.


51/56

99

Gambar 4.48 Proses Kalkulasi

Tekanlah tombol untuk melihat hasil simulasi Plaxis Output V8.

PLAXIS OUTPUT V 8


52/56

100


Pada tahap ini menunjukkan hasil bahwa dengan berat sendiri tanah, pada bagian

badan jalan mengalami pergerakan sebesar 7,100 cm.

Gambar 4.49 Lereng yang terdeformasi akibat Gravity Loading

Gambar 4.50 Arah gerakan tanah dan penurunan akibat Gravity Loading


53/56


54/56


55/56

103

PLAXIS CURVES V 8

Gambar 4.55 Angka keamanan akibat gravity loading dan vertical loading


Dari Gambar 4.55 dapat diketahui bahwa SF akibat gravity loading adalah 1,537 .

Angka ini lebih kecil dibandingkan dengan SF minimal untuk keruntuhan yaitu

sebesar 1,5. Sehingga dapat disimpulkan bahwa lereng akan mengalami failure jika

beban akibat berat sendiri bekerja maksimal.

2. Tahap Vertical Loading Dari Gambar 4.55 dapat diketahui bahwa SF akibat vertical loading adalah 1,475 .



gravity loading dan vertical loading bekerja maksimal.

3. Tahap DPT

Dari Gambar 4.55 dapat diketahui bahwa SF akibat vertical loading adalah 1,423 .



gravity loading dan vertical loading bekerja maksimal.


56/56

Analisa Data Clay

Documents

Transcript of Analisa Data Clay