ANALISIS STABILITAS LERENG TANAH LEMPUNG JENUH

DENGAN METODE PROBABILITAS

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

Bayu Chahyono

NIM : D 100 060 013

NIRM : 06 6 106 03010 50013

kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

LEMBAR PENGESAHAN

ii

ANALISIS STABILITAS LERENG TANAH LEMPUNG JENUH

DENGAN METODE PROBABILITAS

Tugas Akhir

diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran

Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji

Pada tanggal ………...

diajukan oleh :

Bayu Chahyono

NIM : D 100 060 013

NIRM : 06 6 106 03010 50013

Susunan dewan penguji :

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Senja Rum Harnaeni, S.T, M.T. Anto Budi Listyawan, S.T, M.Sc.

NIK : 795 NIK : 100.913

Anggota,

Ir. Renaningsih, M.T.

NIK : 733

Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu

persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

Surakarta, .............................

Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Agus Riyanto, M.T. Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T.

NIK : 483 NIK :732

iii

MOTTO

„”Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan maka apabila kamu telah selesai

mengerjakan sesuatu urusan, kerjkanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain

dan hanya kepada tuhanmulah kamu berharap”

( Q.s. Alam nasyrah : 6-8 )

“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu dan sesungguhnya yang demekian

itu sungguh berat kecuali orang-orang yang khusyu”

( Q.S. Al Baqarah :45 )

”Berapa lamakah kau akan tetap menggantung disayap orang lain. Kembangkanlah

sayapmu sendiri dan terbanglah lepas seraya menghirup udara bebas. Ditaman yang

luas”

( Dr. Sir. M. Iqbal )

“Pancen kabeh podo pengen urip mulyo, wiwitan rekoso pancen nyoto”

( Koes Plus )

”Hidup adalah perjuangan yamg tanpa henti, maka jadikanlah hidupmu lebih

bermakna melalui ihtiar dan doa, karena itu merupakan kunci menuju kehidupan

yang lebih baik”

( BC )

“Masa depanmu ada di tangan dan fikirmu, maka jangan sia-siakan setiap waktu

yang kamu miliki dengan hal-hal yang tidak bermanfaat”

(BC)

iv

PERSEMBAHAN

Atas Ridho Allah SWT dan perjuanganku

selama ini kupersembahkan karya indah ini untuk

Ayah dan Bunda terimakasih atas doa, kasih sayang dan bimbingannya

selama ini. Nasehat dan petuah kalian akan selalu ananda ingat. Maaf

hanya bisa mengucapkan terimakasih. Ananda akan tetap berusaha dan

berdoa karena perjalanan untuk kedepan nya masih panjang dan lebih sulit.

My Sister yang menjadi semangatku selama ini.

Rekan seperjuanganku,Slaamet dan Dimas terimakasih kerjasamanya dan

bantuan baik dari materiil maupun spirituil.

Sahabat-sahabatku yang tak bisa aku sebutin satu persatu, terimakasih

dukungan, kerja samdan doanyaa .

Teman-teman Sipil 2006 ( Dimas, Slamet, Wahab, Danang, Basori, Dani,

Syamsudin, Puput, Novit, Guntur, Winardi, Efandi, Eka, Andre, Teguh,

Irman, Nanda, Adit, Dika, Eko, Agus, Erni, Jayanti, Tiak, Zaid, Fajar,

Patria, Hasyim, Mujahidin, Dedi), serta yang teman - teman lainnya,

terimakasih semangat dan kekompakkannya.

Almamaterku UMS

v

PRAKATA

Assaalamu’alaikum Wr Wb.

Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan

rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.

Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-

1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama

ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan

dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak

terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta .

2. Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

3. Ibu Senja Rum Harnaeni, S.T., M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai Ketua

Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan

nasehatnya.

4. Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus

sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta

bimbingan dan nasehatnya.

5. Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji yang telah memberikan

dorongan, arahan serta bimbingan.

6. Bapak Kuswartomo, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan

arahan, dorongan dan nasehatnya.

7. Bapak – bapak dan ibu – ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.

8. Ayahanda, Ibunda, serta keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan dorongan baik

material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih sayang yang telah diberikan

selama ini, semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian, selalu menjaga dalam setiap

langkah dan desah nafas.

9. Dimas,Slamet, Novit, Teguh, Darus, Wisnu, Azam, Winardi, Yasirul, Danang, Adit,

Zaeit, Wahab, Puput, Basori, Guntur, Andri, Hasim, Irman, Singgih, dan teman – teman

angkatan 2006 Teknik Sipil UMS yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, teman

vi

seperjuangan susah dan senang, terima kasih buat bantuannya dan semangatnya. Canda

tawa kalian tak kan kulupakan. Perjuangan untuk ke depan masih panjang dan lebih sulit,

kita harus berusaha dan berdoa.

10. Anak – anak ” Kost Semua ” yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, terima kasih

buat dukungan dan semangatnya. Canda dan tawa kalian tak kan kulupakan.

11. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan

semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Wassalamu’alaikum Wr Wb.

Surakarta, Januari 2012

Penyusun

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

HALAMAN PENGSAHAN ................................................................................ ii

MOTTO ................................................................................................................ iii

PERSEMBAHAN ................................................................................................ iv

PRAKATA ..............................................................................................................v

DAFTAR ISI........................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI............................................................................................. xiii

ABSTRAKSI ........................................................................................................xv

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................................... 1

B. Rumusan Masalah ..........................................................................2

C. Tujuan Penelitian ...........................................................................2

D. Manfaat Penelitian .........................................................................3

E. Batasan Masalah ............................................................................3

F. Keaslian Tugas Akhir ....................................................................4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Lereng ............................................................................................5

B. Longsoran ......................................................................................6

C. Pengujian Bikonus Belanda .........................................................10

BAB III LANDASAN TEORI

A. CPT (Cone Penetration Test) / Sondir .........................................12

B. Statistik ........................................................................................16

C. Tanah Lempung ...........................................................................16

D. Pengukuran dan Pengumpulan Data ............................................17

E. Distribusi Probabilitas ..................................................................19

F. Uji Chi Kuadrat ...........................................................................24

G. Pengenalan Program Matlab7.0 ...................................................25

H. Analisis Stabilitas Lereng Pada Tanah Lempung Jenuh ..............28

viii

I. Pengenalan Program Crystal Ball ................................................29

BAB IV METODE PENELITIAN

A. Umum .........................................................................................30

B. Data Penelitian .............................................................................30

C. Alat Bantu Penelitian ...................................................................30

D. Tahapan Penelitian .......................................................................31

E. Pelaksanaan Penelitian .................................................................33

BAB V ANALISA DAN PEMBAHASAN

A. Pengambilan Data CPT ...............................................................36

B. Analisa Statistik ...........................................................................42

C. Parameter – parameter Statistik ...................................................45

D. Analisis Stabilitas Lereng Lempung Jenuh Manual ....................47

E. Analisis Stabilitas Lereng dengan Program Crystal Ball.. .........49

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ..................................................................................58

B. Saran ............................................................................................58

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar II.1. Sketsa Longsoran Tipe Gelinciran .................................................. 7

Gambar II.2. Sketsa Longsoran Tipe Runtuhan .................................................... 7

Gambar II.3. Sketsa Longsoran Tipe Gulingan .................................................... 8

Gambar II.4. Sketsa Longsoran Tipe Aliran ......................................................... 8

Gambar III.1. Skema alat sondir (SNI-2827, 2008) ............................................. 13

Gambar III.2. Contoh grafik histogram. ............................................................... 18

Gambar III.3. Contoh grafik distribusi normal..................................................... 20

Gambar III.4. Contoh grafik distribusi gamma. ................................................... 22

Gambar III.5. Contoh grafik distribusi beta. ........................................................ 23

Gambar III.6. Contoh grafik distribusi log-normal. ............................................. 24

Gambar III.7. Stabilitas lereng. ............................................................................ 28

Gambar IV.1. Bagan alir tahapan penelitian. ....................................................... 32

Gambar IV.2. Bagan alir MATLAB ...................................................................... 35

Gambar IV.3. Bagan alir program Crystal Ball .................................................... 35

Gambar V.1. Grafik hubungan kedalaman (h), tahanan ujung konus (qc), dan cu,

pada sondir 1.................................................................................. 39

Gambar V.2. Grafik hubungan kedalaman (h), tahanan ujung konus (qc), dan cu,

pada sondir 2.................................................................................. 42

Gambar V.3. Hasil uji statistik program MATLAB 7.0. ...................................... 43

Gambar V.4. Stabilitas lereng ............................................................................. 48

Gambar V.5. Contoh input data sondir 1 (S1)..................................................... 49

Gambar V.6. Grafik frekuensi awal pada titik 1 (S1) ......................................... 50

Gambar V.7. Grafik frekuensi komulatif awal pada titik 1 (S1) ......................... 50

Gambar V.8. Hasil uji statistik pada titik 1 (S1) ................................................. 50

Gambar V.9. Grafik frekuensi 50% F pada titik 1 (S1) ....................................... 51

Gambar V.10. Contoh input data sondir 1 (S1) .................................................... 51

Gambar V.11. Grafik frekuensi awal pada titik 2 (S2) ......................................... 52

x

Gambar V.12. Grafik frekuensi komulatif awal pada titik 2 (S2) ......................... 52

Gambar V.13. Hasil uji statistik pada titik 2 (S2) ................................................ 53

Gambar V.14. Grafik frekuensi 50% F pada titik 2 (S2) ...................................... 53

Gambar V.15. Contoh input data sondir 2 (S2) .................................................... 54

Gambar V.16. Grafik frekuensi awal pada gabungan semua titik ........................ 54

Gambar V.17. Grafik frekuensi komulatif awal pada gabungan semua titik ........ 55

Gambar V.18. Hasil uji statistik pada gabungan semua titik ............................... 55

Gambar V.19. Grafik frekuensi 50% F pada gabungan semua titik ..................... 56

Gambar V.20. Contoh input data gabungan semua titik ....................................... 56

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel II.1. Klasifikasi longsoran menurut kecepatan pergerakan

massa runtuh (Varnes, 1978) ................................................................ 9

Tabel V.1. Data hasil data sondir 1 yang dikonversikan ke cu ............................. 36

Tabel V.2. Data hasil data sondir 2 yang dikonversikan ke cu ............................. 39

Tabel V.3. Hasil uji statistik untuk nilai best fit distribution pada setiap titik

dan gabungan...................................................................................... 43

Tabel V.4. Hasil perhitungan best fit distribtion pada setiap titik dan gabungan

semua titik .......................................................................................... 44

Tabel V.5. Hasil perhitungan nilai mean untuk setiap titik dan gabungan semua

titik ..................................................................................................... 45

Tabel V.6. Hasil perhitungan nilai standar deviasi untuk setiap titik dan gabungan

semua titik .......................................................................................... 46

Tabel V.7. Hasil perhitungan nilai koefisien variasi untuk setiap titik dan

gabungan semua titik .......................................................................... 46

Tabel V.8.Hasil perhitungan nilai angka keamanan untuk setiap titik dan

gabungan semua titik .......................................................................... 48

Tabel V.9. Hasil perhitungan nilai F pada tingkat keyakinan untuk setiap titik dan

gabungan semua titik .......................................................................... 57

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Chi-Kuadrat (χ2)

Lampiran 2. Perhitungan Manual

Lampiran 3. Program MATLAB 7.0

Lampiran 4. Program Crystal Ball

xiii

DAFTAR NOTASI

CPT = Cone Penetration Test

Cu = Komponen kohesi (kN/m2)

Cw = Pembacaan dari nilai perlawanan konus (kg/cm2)

d = Jarak pusat berat terhadap (m)

= Frekuensi yang diharapkan

F = Faktor keamanan

Fs = Hambatan lekat

h = Kedalaman atau tinggi pembacaan pada sondir (m)

k = Jumlah interval kelas

Kw = Selisih nilai dari nilai Tw dikurangi nilai Cw (kg/cm2)

La = Panjang pada bagian lingkaran (m)

Lf = Nilai perlawanan geser atau hambatan setempat (kg/cm2)

m = Parameter populasi dari statistik sempel

n = Jumlah data

Nc’ = Konstanta yang nilainya diantara 5 sampai 70, tergantung dari

macam tanah dan OCR.

= Frekuensi pengamatan

po’ = Tekanan efektif akibat tanah diatasnya pada kedalaman CPT (kN/m2)

qc = Nilai perlawanan konus (kg/cm2)

r = Jari – jari (m)

Rf = Nilai angka banding geser (%)

Tf = Nilai jumlah hambatan (kg/cm)

Tw = Nilai perlawanan konus dan hambatan setempat (kg/cm2)

V = Koefisien variasi (%)

v = Derajat kebebasan

W = Berat total massa tanah (Ton)

= Chi-Kuadrat

= Nilai tengah atau mean (kN/m2)

xiv

γ = Berat isi tanah (kN/m3)

γ1 = Berat isi tanah diatas muka air tanah (kN/m3)

γsat = Berat isi tanah dibawah muka air tanah (kN/m3)

γw = Berat isi air (kN/m3)

µ = Tekanan pori

= Standart deviasi (kN/m2)

α = level of significance

xv

ABSTRAKSI

Penelitian ini dimaksudkan untuk menganalisis stabilitas lereng tanah

lempung jenuh dengan metode probabilitas menggunakan data CPT yang di

Indonesia lebih dikenal dengan nama Sondir. Variasi data yang begitu tinggi dapat

dilihat pada nilai tahanan konus (qc) maupun hambatan lekat (fs) dari hasil CPT.

Pengolahan data CPT yang akan digunakan dalam analisis model probabilitas

yang selanjutnya dipakai untuk analisis stabilitas lereng tanah lempung di lokasi

Jakarta.

Analisa tanah lempung jenuh menggunakan dua metode, dengan

menggunakan model deterministik (manual) dan menggunakan model

probabilitas, yang selanjutnya dianalisis dengan metode statistik, antara lain

Mean, Standart deviasi, koefisien variasi. Nilai cu sebagai variabel pada

perhitungan stabilitas lereng dan menghasilkan nilai Chi-kuadrat (χ2) berupa

empat jenis distribusi, yaitu distribusi normal, gamma, beta, dan log-normal.

Pengujian kesesuaian distribusi frekuensi menggunakan metode Chi-kuadrat.

Data-data statistik diolah dengan Software MATLAB. Data statistik dari MATLAB

digunakan untuk menganalisis stabilitas lereng dengan metode probabilitas

menggunakan Software Crystall Ball.

Dari hasil analisis dapat diperoleh nilai χ² best fit distribution dari data

sondir Titik 1 (S1) nilai distribusi yang paling mewakili adalah Beta sebesar

0,0034211, pada Titik 2 (S2) adalah Beta sebesar 0,0057937, dan pada Gabungan

semua titik adalah Beta sebesar 0,0029426. Dengan pengujian Chi-kuadrat (χ²)

diperoleh bahwa nilai cu dapat distribusikan secara normal. Dari hasil perhitungan

manual dan analisis program Crystal Ball dari Titik 1 (S1), Titik 2 (S2), dan

Gabungan semua titik sondir nilai keamanan yang paling besar F > 1 terjadi pada

Titik 1 (S1) sebesar 5,0373 dan analisis program Crystal Ball sebesar 93,745%,

sehingga kemungkinan besar tidak akan terjadi longsor, karena nilai keamanan

sangat besar dengan nilai persentasenya lebih dari 90%.

Kata kunci : CPT –Test, tanah lempung jenuh, MATLAB, Crystal Ball