1

DESAIN PENULANGAN TANAH DENGAN

TULANGAN LEMBARAN BERUPA GEOTEKSTIL

UNTUK PERKUATAN TANAH

TUGAS AKHIR

Oleh :

I Made Ribeg Kapitan

NIM: 0919151030

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

1

1

)

1

2

έ

i

ABSTRAK

Lereng yang memiliki kemiringan yang curam dan dipengaruhi beban-

beban yang dipikul dapat menyebabkan terjadinya bencana tanah longsor. Dengan

bercermin pada kasus yang sering terjadi di jalan raya Baturiti kabupaten

Tabanan, Bali yang merupakan daerah perbukitan diperlukan penangggulangan

agar terhindar dari bencana tanah longsor. Salah satu cara dengan penulangan

tanah dengan tulangan lembaran berupa geotekstil. Geotekstil mempunyai

keunggulan dalam hal proses pelaksanaan di lapangan, lebih ekonomis, ringan

dalam proses pengangkutan, dan dapat meningkatkan stabilitas lereng dengan

baik. Tujuan penelitian (1) Untuk menguraikan secara jelas cara melakukan desain

penulangan tanah dengan tulangan lembaran berupa geotekstil untuk perkuatan

tanah sebagai salah satu alternatif mencegah bencana tanah longsor, (2) Untuk

mengetahui berapa hasil perhitungan desain yang bisa digunakan di lokasi

penelitian untuk mencegah bencana tanah longsor.

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer dan data

sekunder. Data primer antara lain: kohesi tanah (c), berat volume kering tanah (γ),

sudut geser (φ) tanah dan tinggi lereng (H) berdasarkan pengukuran di lokasi;

sedangkan data sekunder berasal dari data karakteristik geotekstil. Analisis desain

dilakukan dengan perhitungan manual menggunakan Metode Rankine. Analisis

data meliputi spasi antar lapisan geosintetik (Sv), tegangan ijin (Tall), tegangan

lateral tanah ( h'σ ), panjang penjangkaran dijumlahkan dengan panjang

nonacting (L), panjang overlap (Lo) dan tekanan aktif tanah (Pa). Analisis

selanjutnya adalah menghitung stabilitas terhadap faktor-faktor penyebab

kegagalannya, yang terdiri dari stabilitas internal dan stabilitas eksternal .

Hasil yang diperoleh dari proses pengujian sampel tanah di laboratorium

adalah berat volume kering tanah (γ d) sebesar 11,56 kN/m3, (γ b) sebesar 15,73

kN/m3, (γ sat) sebesar 17,00 kN/m

3, kohesi tanah (c) sebesar 13,6 kN/m

2 dan sudut

geser (φ ) tanah sebesar 26°. Dilanjutkan dengan proses desain dengan metode

Rankine, spasi antar lapisan geotekstil berturut-turut sebesar 0,60 m, 0,50 m, 0,40

m, 0,20 m, 0,15 m, 0,10 m. Diperoleh hasil L dengan panjang 4,00 m pada

kedalaman 0,60 m sampai 1,70, L dengan panjang 3,00 m pada kedalaman 2,20

m sampai 3,20 m dan L dengan panjang 2,00 m pada kedalaman 3,40 m sampai

5,00 m. Lo diperoleh hasil yang sama yaitu 1,00 m pada setiap kedalaman.

Hasil desain yang diperoleh telah memenuhi kontrol stabilitas eksternal

yang meliputi kegagalan geser, kegagalan guling, kegagalan daya dukung tanah

dasar serta kontrol terhadap stabilitas internal yang meliputi putusnya perkuatan

dan tercabutnya perkuatan.

Kata kunci : tanah longsor, penulangan tanah, geotekstil.

)

ii

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang maha Esa, karena

berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul

“DESAIN PENULANGAN TANAH DENGAN TULANGAN LEMBARAN

BERUPA GEOTEKSTIL UNTUK PERKUATAN TANAH”.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh

mahasiswa dalam rangka menyelesaikan studi pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Udayana.

Dengan kerendahan hati dan keterbatasan yang penulis miliki dalam

penguasaan pengetahuan maupun pengalaman, sehingga penulis sangat

mengharapkan bantuan dari berbagai pihak. Atas bantuan tersebut, penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Udayana, Bapak Prof. Ir. I

Nyoman Arya Thanaya, ME., Ph.D karena telah meluangkan waktunya

dalam proses tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. I Gusti Ngurah Wardana, MT, selaku dosen pembimbing I yang

telah banyak memberikan arahan, motivasi, dan petunjuk selama

penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak Ir. Tjokorda Suwarsa Putra, MT. selaku dosen pembimbing II yang

telah banyak meluangkan waktu untuk memperhatikan, mengarahkan

tugas akhir ini sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.

4. Semua dosen di Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana yang telah

banyak memberikan ilmu mengenai ketekniksipilan serta yang terkait

dengan tugas akhir ini.

5. Keluarga tercinta Bapak Yabex Alex Kapitan, SE., Ibu Ir. Ni Nyoman

Suratni., Kakak Putri Victoria Kapitan, SP., Marthen Yusuf Kapitan, SH.,

Adik Agrineh Kapitan. yang telah memotivasi, menuntun dan memberikan

semangat kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselaesaikan.

6. Teman-teman Teknik Sipil Non-Reguler Universitas Udayana angkatan

2009, serta pihak-pihak yang telah memberikan bantuan dalam

penyusunan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan karena

keterbatasan kemampuan dan pengetahuan dari penulis. Oleh karena itu, penulis

mengharapkan saran dan koreksinya untuk penyempurnaan penulisan tugas akhir

ini.

Denpasar, 2 Juni 2015

Penulis

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................ i

UCAPAN TERIMA KASIH .............................................................................. ii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN ................................... Error! Bookmark not defined.

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penulisan ...................................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI ..................................................................................... 4

2.1 Longsor Dan Jenisnya .............................................................................. 4

2.2 Tekanan Tanah Lateral ............................................................................. 7

2.2.1 Tekanan Tanah Saat Diam............................................................. 7

2.2.2 Tekanan Tanah Aktif ..................................................................... 9

2.2.3 Tekanan Tanah Pasif ................................................................... 11

2.3 Penulangan Tanah .................................................................................. 13

2.3.1 Jenis-jenis Penulangan Tanah ...................................................... 13

2.4 Geosintetik ............................................................................................. 16

2.4.1 Klasifikasi Geosintetik ................................................................ 16

2.4.2 Fungsi Geosintetik ...................................................................... 20

2.4.3 Pemilihan Jenis Geosintetik ........................................................ 23

2.5 Geotekstil ............................................................................................... 26

2.6 Perancangan perkuatan Tanah Dengan Geotekstil ................................ 28

2.6.1 Menghitung Tegangan Izin (Tall) ................................................ 30

2.6.2 Menghitung Tegangan Lateral Tanah ('

hσ ) ................................ 31

2.6.3 Menghitung Spasi Antar Lapisan Geosintetik (Sv) ................... 32

2.6.4 Menghitung Panjang Penjangkaran Ditambah Panjang Nonacting

(L) .............................................................................................. 32

2.6.5 Menghitung Panjang Overlap (Lo) ............................................. 33

2.6.6 Menghitung Tekanan Aktif Tanah (Pa) ...................................... 34

2.7 Kontrol Stabilitas Eksternal .................................................................... 35

2.7.1 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser ............................. 35

2.7.2 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Guling ........................... 35

2.7.3 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Daya Dukung Tanah Dasar

................................................................................................... 36

2.8 Stabilitas Internal .................................................................................... 38

2.8.1 Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Perkuatan ......................... 39

2.8.2 Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Perkuatan .................... 40

)

iv

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN ................................................... 41

3.1 Kerangka Penelitian................................................................................ 41

3.2 Lokasi Penelitaian .................................................................................. 44

3.3 Pengumpulan Data ................................................................................. 44

3.4 Metode Pengumpulan Data ..................................................................... 45

3.4.1 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah ................................................... 45

3.4.2 Pemadatan Tanah (Soil Compaction)........................................... 47

3.4.3 Pemeriksaan Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ........ 49

3.5 Langkah-Langkah Desain ....................................................................... 52

3.5.1 Menghitung tegangan izin (Tall) .................................................. 52

3.5.2 Menghitung tegangan lateral tanah tanpa mempertimbangkan

muka air tanah ( '

hσ ) ................................................................... 52

3.5.3 Menghitung tegangan lateral tanah dengan mempertimbangkan

muka air tanah ( '

hσ ) ................................................................... 53

3.5.4 Menghitung spasi antar lapisan geosintetik ............................... 54

3.5.5 Menghitung panjang penjangkaran ditambah panjang nonacting

(L) .............................................................................................. 54

3.5.6 Menghitung panjang overlap (Lo) .............................................. 55

3.5.7 Menghitung tekanan aktif tanah (Pa) .......................................... 55

3.5.8 Mengecek Stabilitas Eksternal ..................................................... 55

3.5.9 Menghitung stabilitas internal, .................................................... 58

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 60

4.1 Data-data Perencanaan ........................................................................... 60

4.1.1 Perhitungan Tegangan Ijin .......................................................... 62

4.1.2 Perhitungan Tegangan Lateral Tanah Tanpa Pengaruh Air Tanah 62

4.1.3 Perhitungan Tegangan Lateral Dengan Mempertimbangkan Air

Tanah .......................................................................................... 66

4.1.4 Menghitung Spasi Antar Perkuatan Geotekstil (Sv) ................... 68

4.1.5 Perbandingan Perencanaan Tanpa dan Dengan Air Tanah ......... 70

4.1.6 Menghitung Panjang Penjangkaran Ditambah Panjang Nonacting

(L)............................................................................................... 73

4.1.7 Menghitung Panjang Overlap (L0) ............................................. 75

4.2 Menghitung Tekanan Aktif Tanah (Pa) ................................................... 77

4.3 Kontrol Stabilitas Eksternal .................................................................... 80

4.3.1 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Geser ............................. 80

4.3.2 Faktor Keamanan Terhadap Guling ............................................. 82

4.3.3 Faktor Keamanan Terhadap Kegagalan Daya Dukung Tanah Dasar

................................................................................................... 84

4.4 Kontrol Stabilitas Internal ....................................................................... 85

4.4.1 Faktor Keamanan Terhadap Putusnya Tulangan .......................... 85

4.4.2 Faktor Keamanan Terhadap Tercabutnya Tulangan ..................... 90

)

v

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................................. 95

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 95

5.2 Saran ...................................................................................................... 98

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 99

)

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Lokasi Longsor ................................................................................ 1

Gambar 2.1 Longsoran Translasi ......................................................................... 4

Gambar 2.2 Longsoran Rotasi ............................................................................. 5

Gambar 2.3 Pergerakan Blok .............................................................................. 5

Gambar 2.4 Runtuhan batuan .............................................................................. 6

Gambar 2.5 Rayapan Tanah ................................................................................ 6

Gambar 2.6 Aliran bahan rombakan .................................................................... 7

Gambar 2.7 Tekanan Tanah Diam ....................................................................... 8

Gambar 2.8 Tekanan Tanah Diam Menurut Lingkaran Mohr .............................. 9

Gambar 2.9 Teakanan Tanah Aktif ................................................................... 10

Gambar 2.10 Tekanan Tanah Aktif Menurut Lingkaran Mohr ........................... 10

Gambar 2.11 Orientasi Garis Keruntuhan Teori Rankine Pada Kedudukan Aktif

.......................................................................................................................... 11

Gambar 2.12 Tekanan Tanah Pasif .................................................................... 11

Gambar 2.13 Tekanan Tanah Pasif Menurut Lingkaran Mohr ........................... 12

Gambar 2.14 Orientasi Garis Keruntuhan Teori Rankine Pada Kedudukan Pasif12

Gambar 2.15 Dinding Tanah Bertulang Dengan Tulangan Lajur ....................... 14

Gambar 2.16 Dinding Tanah Bertulang Dengan Tulangan Grid ........................ 14

Gambar 2.17 Dinding Tanah Bertulang Dengan Tulangan Lembaran ................ 15

Gambar 2.18 Dinding Tanah Bertulang Sistem Angker ..................................... 15

Gambar 2.19 Contoh-contoh geosintetik ........................................................... 17

Gambar 2.20 Klasifikasi geosintetik .................................................................. 17

Gambar 2.21 Geotekstil lulus air ....................................................................... 18

Gambar 2.22 Geotekstil Kedap Air ................................................................... 19

Gambar 2.23 Geogrid......................................................................................... 20

Gambar 2.24 Separator ..................................................................................... 20

Gambar 2.25 Perkuatan ..................................................................................... 21

Gambar 2.26 Penyaring ..................................................................................... 21

Gambar 2.27 Drainase ...................................................................................... 22

Gambar 2.28 Penahan ....................................................................................... 22

Gambar 2.29 Konsep Desain Rankine ............................................................... 28

Gambar 2.30 Arah-arah Gaya Yang Bekerja ..................................................... 29

Gambar 2.31 Konsep Dan Teori Tekanan Tanah Untuk Desain Geotekstil ........ 31

Gambar 2.32 Diagram tekanan tanah aktif ........................................................ 34

Gambar 2.33 Zona Aktif Dan Zona Penahan Dinding Penahan ......................... 39

Gambar 3.1 Kerangka penelitian ....................................................................... 43

Gambar 3.2 Lokasi penelitian ........................................................................... 44

Gambar 3.3 Pengambilan Sampel Tanah ........................................................... 44

Gambar 3.4 Data Geotekstil Teranyam Tipe GW235 ........................................ 45

Gambar 4.1 Data geotekstil ............................................................................... 61

Gambar 4.2 Diagram tegangan lateral tanah tanpa pengaruh air tanah ............... 63

Gambar 4.3 Spasi antar geotekstile (Sv) ............................................................ 65

Gambar 4.4 Diagram tegangan lateral tanah dengan pengaruh air tanah ............ 66

Gambar 4.5 Spasi antar geotekstil ..................................................................... 69

Gambar 4.6 Panjang Penjangkaran dan panjang nonacting ................................ 77

)

vii

Gambar 4.7 Tekanan aktif tanah.......................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.8 Resultan tekanan aktif tanah (Pa) ................................................... 79

Gambar 4.9 Ilustrasi kegagalan geser ................................................................ 80

Gambar 4.10 Ilustrasi kegagalan guling ............................................................. 82

Gambar 4.11 Ilustrasi kegagalan dya dukung tanah dasar .................................. 84

)

viii

DAFTAR TABEL

Table 2.1 Identifikasi Fungsi Geosintetik .......................................................... 23

Tabel 2.2 Nilai Umum Sifat Polimer ................................................................. 24

Tabel 2.3 Rentang Umum Sifat-sifat Geosintetik .............................................. 25

Tabel 2.4 Sifat Penting Geosintetik Sesuai Fungsinya ....................................... 26

Table 2.5 Kelebihan dan kekurangan geotekstil ................................................. 27

Table 2.6 Variasi faktor parsial pada tipe-tipe aplikasi ...................................... 30

Table 2.7 Faktor-faktor daya dukung Meyerhoff (1963), Brinch Hansen (1961),

dan Vesic (1973).............................................................................. 36

Table 4.1 Perhitungan lapisan geotekstile tanpa pengaruh air tanah ................... 65

Table 4.2 Perhitungan lapisan antar geotekstil (Sv) dengan pengaruh air tanah . 69

Table 4.3 Rangkuman tegangan lateral tanah per kedalaman z tanpa air tanah ... 70

Table 4.4 Rangkuman tegangan lateral tanah per kedalaman z dengan air tanah 71

Table 4.5 perhitungan panjang penjangkaran dan nonacting .............................. 74

Table 4.6 Perhitungan panjang overlap (L0) ..................................................... 76

)

ix

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A : Data Primer Hasil Penelitian Laboratorium

LAMPIRAN A-1. Pemeriksaan Berat Jenis Tanah .......................................... 100

LAMPIRAN A-2. Pemadatan Tanah (Soil Compaction).................................. 101

LAMPIRAN A-3. Pemeriksaan Uji Tekan Bebas (UCT) ................................. 104

LAMPIRAN B : Gambar Desain..................................................................... 106