PERANCANGAN PAKU TANAH (SOIL NAILING) DAN MENGUBAH
advertisement
PERANCANGAN PAKU TANAH (SOIL NAILING) DAN MENGUBAH GEOMETRIK LERENG PADA PENANGANAN KELONGSORAN CADAS PENGERAN KM. 36+650 TUGAS AKHIR DIPLOMA 4 Oleh HARIISH 101135015 PROGRAM DIPLOMA 4 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 Tugas Akhir Hariish (101135015) ABSTRAK Ruas jalan Cadas Pangeran merupakan jalan arteri yang menghubungkan Bandung dan Sumedang. Terjadinya longsor pada ruas jalan ini akan sangat mengganggu lalu lintas kendaraan dari Bandung – Sumedang dan sebaliknya. Berdasarkan fungsi dan peranan jalan ini diharapkan dapat selalu memberikan pelayanan optimal pada arus lalu lintas yang melewatinya. Kelongsoran yang terjadi pada Sta 37+650 tidak hanya dapat mengganggu lalu lintas kendaraan, tetapi juga dapat membahayakan keselamatan pengguna jalan. Pada tugas akhir ini akan dirancang penanganan longsoran dengan mengubah geometrik lereng pada lereng atas dan paku tanah pada lereng bawah, dengan angka keamanan yang memenuhi persyaratan dan dapat dilaksanakan di lapangan. Pada tugas akhir ini akan digunakan program GeoOfice dan untuk menganalisa kestabilan lereng pada perancangan pengubahan geometrik lereng. Pada perhitungan paku tanah akan digunakan acuan standar FHWA GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7 Soil Nail Walls dan perhitungan dilakukan dengan cara manual. Dari hasil perancangan pengubahan geometrik lereng didapatkan angka keamanan global pada lereng atas sebesar 1.3 yang sebelum penanganan adalah sebesar 0.969. Sedangkan pada lereng bawah didapat angka keamanan global sebesar 1.62 setelah penanganan dengan paku tanah dimana angka keamanan tanpa penanganan sebesar 0.987. Dari hasil perancangan ini diharapkan dapat diaplikasikan dilapangan sehingga jalan disekitarnya dapat memberikan pelayanan yang optimal. Kata Kunci : Jalan Cadas Pangeran, Longsor, Kestabilan Lereng, Soil Nailing, Mengubah Geometrik. TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 iii Tugas Akhir Hariish (101135015) ABSTRACT Cadas Pangeran road is an arterial road linking Bandung and Sumedang. Occurrence of landslides on the road this will greatly disrupt traffic from Bandung - Sumedang and vice versa. Based on the function and role of the road is expected to always provide optimal service to the traffic flow through it. Kelongsoran happened to Sta 37 +650 can not only interfere with vehicular traffic, but also may endanger the safety of road users. At this final project will be design changing the geometric handling of avalanche slopes on the upper slopes and soil nail down the slope, with a number of security requirements and can be implemented in the field. At this final GeoOfice program will be used to analyze slope stability for geometric design of the conversion of the slope. In the calculation of the soil nails will be used a reference standard FHWA Geotechnical ENGINEERING CIRCULAR NO. 7 Soil Nail Walls and calculations done manually. From the results of changing the geometric design of the slopes obtained global security number on the upper slopes of 1.3 before treatment is that of 0.969. While on the slopes below the figure obtained for 2 global security after treatment with soil nails where the number of security without the handling of 0.987. From the results of this design is expected to be applied in the field so that the surrounding roads can provide an optimal service. Key Word : Cadas Pangeran Road, Landslides, Slope Stability, Soil Nailing, Changing The Geometric. TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 iv Tugas Akhir Hariish (101135021) KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan karunia-Nya, penyusun dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Paku Tanah (Soil Nailing) Dan Mengubah Geometrik Lereng Pada Penanganan Kelongsoran Cadas Pengeran Km. 36+650”, tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan pada semester III, yang diwajibkan kepada mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung. Serta sebagai dasar evaluasi yang berdasarkan pada hasil-hasil kegiatan perkuliahan yang telah dijalani dan sebagai tambahan pengetahuan bagi penyusun sendiri. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terkait dalam penyusunan laporan Tugas Akhir, yaitu kepada : 1. Kepada kedua orang tua Penyusun. 2. Bapak Mochamad Duddy S.,Ir.,MT selaku Ketua Satgas Program Diploma 4 Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan, Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung. 3. Bapak Angga Marditama S.S ,ST., MT. selaku koordinator pelaksanaan Tugas Akhir. 4. Bapak Hendry ,Dipl.Ing.HTL ,MT. Dan Bapak Rudy Febriyanto, ST., MT. sebagai dosen pembimbing 5. Bapak Djuwadi,Drs.,MT. Dan Bapak Ir. Slamet Prabudi Setianto, MT. , Sebagai dosen penguji. Semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dengan mendapatkan pahala yang berlipat. Bandung, April 2012 Penyusun TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 v Tugas Akhir Hariish (101135015) DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL .................................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii ABSTRAK ........................................................................................................... iii ABSTRACT .......................................................................................................... iv KATA PENGANTAR ............................................................................................v DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................x DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1 1.1 Latar Belakang ...................................................................................................1 1.2 Tujuan ...............................................................................................................3 1.3 Ruang Lingkup Perancangan ............................................................................3 1.4 Sistematika Penyusunan ....................................................................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................5 2.1 GeoStudio...........................................................................................................5 2.2 Pemakuan Tanah (Soil Nailing) .........................................................................8 2.3 Mengubah Geometrik Lereng ..........................................................................11 2.4 Rumput Pengendali Erosi.................................................................................12 2.4.1 Rumput Vertiver ....................................................................................12 2.4.2 Rumput Bahia ........................................................................................15 2.5 Sistem Drainase Permukaan .............................................................................16 BAB III DASAR TEORI .....................................................................................18 3.1 Desain Paku Tanah (Soil Nailing) ....................................................................18 3.1.1 Metode Baji (Schlosser, 1979) ...............................................................18 3.1.2 Metode FHWA .......................................................................................21 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 vi Tugas Akhir Hariish (101135015) 3.2 Mengubah Geometrik Lereng ..........................................................................34 3.2.1 Angka Keamanan Lereng.......................................................................35 3.2.2 Desain Penanaman Tanaman Penutup ...................................................41 3.2.3 Desain Drainase Permukaan ..................................................................41 BAB IV METODOLOGI ....................................................................................53 4 Alur Kerja............................................................................................................53 4.1 Pemakuan Tanah (Soil Nailing) .......................................................................53 4.1.1 Kebutuhan Data .....................................................................................53 4.1.2 Desain Awal ...........................................................................................54 4.1.3 Desain Akhir ..........................................................................................53 4.1.4 Pembuatan Metode Kerja, RAB dan Gambar ........................................55 4.2 Mengubah Geometrik Lereng ..........................................................................55 4.2.1 Kebutuhan Data .....................................................................................55 4.2.2 Tentukan Kemiringan Lereng ................................................................55 4.2.3 Hitung Angka keamanan Lereng ...........................................................56 4.2.4 Cek Angka Keamanan Lereng ...............................................................56 4.1.5 Perancangan Saluran Penangkap dan Tanaman Penutup .......................56 4.1.6 Pembuatan RAB, Metode Kerja dan Gambar ........................................56 BAB V PERANCANGAN ...................................................................................57 5.1 Perancangan Penanganan Kelongsoran pada KM. 36+650 .............................57 5.2 Perancangan Pemakuan Tanah (Soil Nailing) ..................................................58 5.2.1 Kriteria Perancangan ..............................................................................58 5.2.2 Data ........................................................................................................61 5.2.3 Stabilitas Eksternal.................................................................................64 5.2.4 Stabilitas Internal ...................................................................................68 5.2.5 Stabilitas Permukaan ..............................................................................69 5.2.6 Metode Pengerjaan .................................................................................72 5.2.7 Perkiraan kebutuhan Biaya ....................................................................73 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 vii Tugas Akhir Hariish (101135015) 5.3 Perancangan Geometrik Lereng .......................................................................74 5.3.1 Kriteria Perancangan ..............................................................................74 5.3.2 Data ........................................................................................................75 5.3.3 Penentuan Kemiringan Lereng ..............................................................76 5.3.4 Perencanaan Tanaman Penutup .............................................................78 5.3.5 Perencanaan saluran drainase lereng......................................................79 5.3.6 Metode Pengerjaan .................................................................................83 5.3.7 Perkiraan kebutuhan Biaya ....................................................................84 BAB VI PENUTUP ..............................................................................................85 6.1 Data Hasil Perancangan ...................................................................................85 6.2 Kesimpulan ......................................................................................................86 6.3 Saran .................................................................................................................87 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................88 LAMPIRAN TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 viii Tugas Akhir Hariish (101135015) DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Nilai Cf ............................................................................................. 30 Tabel 3.2 Rasio ................................................................................................. 34 Tabel 3.3 Tata letak tanaman ............................................................................ 42 Tabel 3.4 Koefisien (K) lama pengamatan ....................................................... 44 Tabel 3.5 Koefisien (m) dari Weduwen ........................................................... 45 Tabel 3.6 Perbandingan nilai RT cara Gumbel dan Weduwen ........................ 45 Tabel 3.7 Koefisien hambatan (nd) .................................................................. 47 Tabel 3.8 Koefisien kekasaran Manning (n)..................................................... 49 Tabel 3.9 Standar Koefisien pengaliran (C) dan harga faktor limpasan (fk) ... 51 Tabel 5.1 Angka keamanan minlmal pemakuan tanah ..................................... 59 Tabel 5.2 Perlindungan karat ............................................................................ 60 Tabel 5.3 Gaya tahan paku tanah terhadap tarik .............................................. 65 Tabel 5.4 Perkiraan kebutuhan biaya paku tanah ............................................. 73 Tabel 5.5 Data Curah Hujan Harian ................................................................. 75 Tabel 5.6 Perkiraan kebutuhan biaya mengubah geometrik lereng..........,....... 84 Tabel 6.1 Data hasil perancangan bagian paku ................................................ 85 Tabel 6.2 Data hasil perancangan bagian permukaan ...................................... 85 Tabel 6.3 Data hasil perancangan pengubahan geometrik lereng .................... 86 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 ix Tugas Akhir Hariish (101135015) DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Lokasi Longsoran ................................................................... 1 Gambar 1.2 Kondisi Longsoran .................................................................. 2 Gambar 2.1 Potongan melintang tipikal soil nailing (GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7, 2003)........................... Gambar 2.2 Penanggulangan Longsoran dengan Cara Mengubah Geometri Lereng (Manual penanganan lereng jalan, 2005).... 12 Gambar 2.3 Gambar perakaran rumput vetiver .......................................... 14 Gambar 2.4 Gambar perakaran rumput vetiver .......................................... 15 Gambar 2.5 Gambar perakaran rumput vetiver (Setijati dkk, 1980.) ......... 18 Gambar 3.1 Metode baji (wedge) ............................................................... 16 Gambar 3.2 Penentuan gaya maksimum pada tulangan (Mitchell, J.K dan 9 Villet, W.C.B, 1978)................................................................ Gambar 3.3 Bentuk Kegagalan pada Paku Tanah (GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7, 2003) .......................... Stabilitas Gambar 3.4 Terhadap Penggeseran pada Paku 22 Tanah (GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7, 2003) ....................................................................................... Gambar 3.5 20 23 Interaksi antara tanah dengan Paku Tanah (GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7, 2003) ....................................................................................... Gambar 3.6 Distribusi Gaya Tarik pada Paku Tanah (GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7, 2003) .......................... Gambar 3.7 Deformasi pada Paku Tanah (GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7, 2003) .......................... 27 34 Gambar 3.8 Bidang Kelongsoran ABC (Braja M.Das, 1985) .................... 37 Gambar 3.9 Irisan yang di tinjau (Braja M.Das, 1985) .............................. 37 Gambar 3.10 Lereng denga tanah berlapis (Braja M.Das, 1985) ................. 39 Gambar 3.11 Variasi ma dengan (tan ϕ)/ Fs dan αn (Braja M.Das, 1985) ... 41 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 26 x Tugas Akhir Hariish (101135015) Gambar 3.12 Sketsa batas daerah pengaliran yang diperhitungkan ............. 46 Gambar 3.13 Sketsa batas daerah pengaliran yang diperhitungkan ............. 47 Gambar 4.1 Bagan Alir Pelaksanaan Tugas Akhir ..................................... 54 Gambar 5.1 Kondisi lereng sebelum longsor dan setelah longsor............... 57 Gambar 5.2 Penanganan dengan Paku Tanah dan Mengubah Geometrik Lereng ..................................................................................... 58 Sketsa geometrik struktur yang akan dirancang...................... 61 Gambar 5.4 Sketsa geometrik lereng sebelum di beri paku tanah .............. 64 Gambar 5.5 Berat tanah yang berada di sekitar struktur paku tanah .......... 68 Gambar 5.6 Permodelan lereng bagian belakang ....................................... 77 Gambar 5.7 Permodelan perubahan geometrik lereng................................. 77 Gambar 5.8 Bentuk keruntuhan perubahan geometrik lereng..................... 78 Gambar 5.9 Sketsa sistem drainase lereng ................................................. 80 Gambar 5.10 Sketsa penampang saluran ...................................................... 82 Gambar 5.3 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 xi Tugas Akhir Hariish (101135015) DAFTAR NOTASI A : Luas penampang SF phi (ᶲ) : Safety Factor c : Kohesi MAT : Muka air tanah SPT : Standar Penetrasion Test W : berat beton /tanah q : Beban merata f‘c : Kuat tekan beton : Berat jenis αn : Sudut ke n dari potongan irisan yang ditinjau E : Elastisitas ν : Poisson Ratio k : Permeabilitas Cc : Indeks Pemampatan : Sudut geser dalam tanah TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 xii Tugas Akhir Hariish (101135015) DAFTAR PUSTAKA Direktorat Pembinaan Jalan Kota, 1991, ”Spesifikasi Penguatan Tebing”, Direktorat Jenderal Bina Marga, Bandung Direktorat Bina Teknik, ”Buku Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran”, Direktorat Jenderal Bina Marga, Bandung Braja M. Das (Noor Endah & Indrasurya B. Mochtar), 1985, ”Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis)”, Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta Braja M. Das (Noor Endah & Indrasurya B. Mochtar), ”1985, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis)”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, Jakarta Ir. Shirley L. H., 1987, ”Penuntun Praktis Geoteknik dan Mekanika Tanah (Penyelidikan Lapangan dan Laboratorium)”, Penerbit Nova, Bandung CHEN, W.f., & Richard, LieW (editor), 2003, Civil Engineering Handbook, CRC Press, United States of America, p. 859 – 860 FHWA, 2003, “GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7 Soil Nail Walls”. Publication FHWA-IF-03-017, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Washington, D.C. TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PU – POLBAN 2012 88
