53

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1. Uraian Umum

Dari hasil observasi yang telah dilakukan dan dari data yang diperoleh dari

Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten magelang sub Bina Marga bahwa rehabilitasi

dan rekonstruksi dilakukan karena adanya banjir lahar dingin yang mengakibatkan

Jembatan kali Pabelan terputus pada 1 Desember 2010.

Ruas Jalan Mendut-Tanjung Japuan ini merupakan ruas jalan yang amat

penting bagi perkembangan ekonomi di Kabupaten Magelang dan merupakan

jalur pariwisata. Ruas jalan ini masuk wilayah kecamatan Mungkid (Desa

Progowati) dan Kecamatan Muntilan (Desa Adikarto). Ruas Jalan Mendut-

Tanjungjapuan sepanjang 2.35 Km dengan sisi Mendut terhubung dengan jalan

provinsi.

Lokasi penelitian dinding penahan tanah dan lereng yang ditinjau adalah

pada bantaran sungai Pabelan Sta.+ 100 . Penelitian dilakukan dengan

menganalisis stabilitas lereng dengan menggunakan program Plaxis terlebih

dahulu dan dibuktikan dengan perhitungan manual. Setelah hasil perhitungan

angka keamanan didapatkan, maka lereng akan diperkuat dengan dinding penahan

tanah beton bertulang dan steel sheet pile. Kedua perkuatan ini juga dihitung

angka keamanan nya berdasarkan perhitungan Plaxis dan perhitungan manual.

4.2. Lokasi Studi Kasus

Lokasi penelitian berada pada Sta.+100, dimana terdapat penyesuaian

antara gambar perencanaa yang dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan peninjauan

pada lokasi secara langsung.

54

Gambar 4.1 Penampang Melintang Sta. + 100

(Sumber : Bina Marga Kabupaten Magelang,2010)

4.3. Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian data adalah metode atau cara yang digunakan untuk

menyederhanakan dan mempermudah dalam memahami data yang diperoleh.

Data yang didapatkan kemudian dianalisis berdasarkan tahap pengerjaannya.

Pada penelitian ini,adapun tahap pengerjaan yang dlakukan adalah sebagai

berikut ini.

1. Tahap persiapan, meliputi observasi lapangan untuk menentukan

konstruksi yang akan dianalisis.

2. Tahap Pengumpulan Data, pada tahap ini data didapatkan dari Bina Marga

Kabupaten Magelang dengan data lereng didapatkan dari gambar rencana,

data tanah dan data laboratorium didapatkan dari Laporan akhir proyek

serta peninjauan langsung ke lapangan untuk mengetahui kesesuaian data

dengan gambar perencanaan.

3. Analisis stabilitas lereng dengan program Plaxis untuk mendapatkan angka

aman (SF) lereng sebelum terjadi keruntuhan dan perhitungan manual

dengan metode fellenius.

55

4. Analisis stabilitas dinding penahan tanah beton bertulang tipe kantilever

dengan Program Plaxis kemudian dibuktikan dengan perhitungan manual.

Adapun langkah-langkah pada analisis perhitungan secara manual ini

adalah sebagai berikut:

a. menghitung berat sendiri dan momen yang bekerja pada dinding

penahan tanah,

b. menghitung tekanan aktif dan tekanan pasif,

c. menghitung stabilitas terhadap penggeseran, menghitung stabilitas

terhadap penggulingan, dan menghitung stabilitas terhadap

keruntuhan kapasitas dukung tanah,

d. Menghitung stabilitas internal, dan

e. Menghitung tulangan yang dipakai.

5. Analisis Steel sheet pile dengan menggunakan metode elemen hingga

yaitu dengan menggunakan program Plaxis dan perhitungan manual.

Program Plaxis yang digunakan adalah Plaxis 2D versi 8.6. Perhitungan

manual menggunakan teori pada metode Fellenius.

6. Pembahasan hasil analisis dengan Plaxis maupun dengan manual terkait

kesesuaian dengan syarat faktor keamanan dan total displacement.

7. Penarikan kesimpulan atas hasil analisis yang dilakukan.

4.4 Analisis dan Permodelan Plaxis

4.4.1 Parameter Tanah

Parameter tanah dalam perhitungan analisis stabilitas secara manual

maupun sebagi masukan (input) pada analisis program Plaxis versi 8.6 didasarkan

pada data yang didapatkan dari Bina Marga Kabupaten Magelang berdasarkan uji

bor log dan dilakukan pendekatan Parameter tanah.

56

4.4.2 Dinding Penahan Tanah dan Steel sheet pile

Dinding penahan tanah yang digunakan sebagai perkuatan lereng pada

bantaran sungai Pabelan merupakan dinding penahan beton bertulang tipe tanah

kantilever, dengan tinggi struktur dinding penahan tanah 6 meter.

Sedangkan untuk Data Steel sheet pile yang akan digunakan menggunakan

tipe Larssen. Dengan tinggi dinding dan kedalaman akan dihitung pada Bab V.

4.4.3 Muka Air Sungai

Dalam analisis stabilitas lereng,dinding penahan tanah, dan Turap baja

kedalaman muka air tanah sama dengan ketinggian muka air pada sungai.

Ketinggian muka air sungai yang ditinjau adalah muka air normal yaitu 1,11 m.

Berikut adalah ketinggian muka air sungai dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Ketinggian Muka Air Sungai

4.5 Pengoperasian Plaxis

Pengoperasian Plaxis dibagi menjadi 3 yaitu Plaxis Input, Plaxis

Calculation dan Plaxis Output.

4.5.1. Plaxis Input

1. Buka program Plaxis

Jalankan program Plaxis dengan klik-ganda pada ikon pogram Plaxis

input. Kemudian akan muncul sebuah kotak dialog create/open project,

57

lalu pilih new project dan klik OK untuk membuat proyek baru seperti

tampak pada Gambar 4.3 berikut ini.

Gambar 4.3 Kotak Dialog Create/Open

2. General setting

Terdapat dua tab dialog dalam pengaturan global (general setting), yaitu

tab project dan dimensions. Dalam lembar tab project, masukkan nama

proyek yang akan dimodelkan pada kotak dialog title. Kemudian pada

kotak general pilih analisis model plane strain (regangan bidang) dan

pilih jenis elemen dasar 15-Node untuk analisis dengan menghasilkan

tegangan dan beban runtuh yang akurat. General setting dapat dilihat

pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Kotak Dialog General Setting

58

Dalam lemabar-tab geometry dimensions, gunakan satuan-satuan pra-

pilih dalam kotak unit (Length = m, Force = kN, Time = day). Dalam

kotak geometry dimensions, ukuran dari bidang gambar harus

dimasukan, saat memasukan koordinat teratas dan terbawah dari

gemoetri yang kan dibuat. Plaxis akan menambahkan sebuah marjin

kecil sehingga geometri akan berada didalam bidang gamabar. Masukan

0.0, 20, 0.0, 10 masing-masing pada kotak isian left, right, bottom, dan

top dalam kotak dialog. Kotak Grid berisi nilai-nilai untuk mengatur

spasi grid. Grid ini akan membentuk matriks titik-titikdigunakan untuk

memasukkan penggambaran tepat pada grid yang telah ada saat

pembuatan model. Jarak antar titik ditentukan oleh nilai spasi. Masukan

1.0 untuk specing dan 1 untuk number of intervals. Kotak dialog Grid

dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Kotak Dialog Grid

3. Permodelan geometri

Dalam penggambaran model geometri dilakukan dengan langkah

langkah sebagai berikut ini.

a. Pilih opsi Geometry line (telah diaktifkan).

59

b. Klik tombol standard fixities pada toolbar.

c. Klik tombol Distributed load-load system A pada toolbar

Klik pada titik awal dan titik akhir pada geometri yang menerima

beban, lalu klik kanan mouse untuk mengakhiri masukan beban

merata. Masukan nilai beban merata (12 kN/m2).

d. Klik Load lalu pilih Standard Earthquake boundaries untuk

menempatkan beban gempa dinamis.

4. Input parameter material

Untuk memasukan data material dapat dilakukan dengan menggunakan

tombol material sets pada toolbar atau dari pilihan yang tersedia dalam

menu materials. Pilih tombolan material sets pada toolbar. Lalu

Pilih new material dan masukan parameter tanah. Gambar Material set

dapat dilihat pada Gambar 4.6 dan 4.7.

Gambar 4.6 General Material Set

60

Gambar 4.7 Parameter Material Set

5. General meshing

Klik tombol Generate mesh pada toolbar kemudian Klik tombol

<perbaharui> untuk kembali ke modus masukan geometri. Maka akan

terlihat General Mesh seperti Gambar 4.8.

Gambar 4.8 General Mesh

6. Initial Condition

a. Klik tombol initial conditions pada toolbar.

61

b. Untuk tekanan air pori masukkan ketinggian muka air

sungai dan muka air tanah dengan me-klik tombol phreatic level.

c. Klik tombol Generate initial stresses pada toolbar. Kotak dialog

Ko-.

d. Klik Calculate

Hasil dari initial condition dapat dilihat Pada Gambar 4.9 berikut ini.

Gambar 4.9 Initial Condition

4.5. 2 Plaxis Calculation

Setelah semua data diinput maka dilakukan perhitungan yaitu dengan

memasukan tab parameter dengan plastic analysis untuk mengetahui

displacement yang terjadi, phi/reduction untuk mengetahui angka keamanan

dan staged contruction digunakan sebagai loading input. Dalam Plaxis

calculation ada beberapa tahap yang akan dianalisis yaitu gravity load, berat

sendiri, berat sendiri dan kendaaan, SF total tanpa gempa, beban gempa, dan SF

dengan gempa. Tab plaxis calculation dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan

Hasil tahap perhitungan dapat dilihat pada Gambar 4.11.

62

Gambar 4.10 Tab Calculation

Gambar 4.11 Hasil Tahap Perhitungan

4.5.3 Plaxis Output

Setelah tahap perhitungan selesai maka tahap selanjutnya adalah klik

tombol untuk mengetahui hasil perhitungan Plaxis. Hasil output

Perhitungan Plaxis dapat dilihat pada Bab selanjutnya yaitu Bab V.

63

4.8 Bagan Alir Penelitian

Untuk memudahkan memahami tahapan penelitian, dapat dilihat pada

flow chart Gambar 4.12 dan 4.13 berikut ini.

Mulai

Peninjauan lokasi dan pengumpulan data

Menentukan bagian yang akan dianalisis

Data diperoleh dari Bina Marga Magelang

Studi literatur yang sesuai pada analisis perkuatan

tanah dengan dinding perkuatan tanah beton bertulang

dan steel sheet pile menggunakan bantuan Plaxis dan

manual

Desain steel sheet pile

Tidak aman

ak

Tidak aman

ak

Desain dinding penahan tanah

kantilever

Analisis angka aman stabilitas

lereng asli dengan plaxis

Analisis angka

aman Stabilitas

lereng asli

dengan

Fellenius

Analisis angka aman

Stabilitas lereng asli dengan

fellenius

Tidak aman

ak

A B

Gambar 4.12 Flow Chart Penelitian

64

`

Gambar 4.12 Lanjutan Flow Chart Penelitian

Analisis Dinding Penahan

Tanah dengan Plaxis

Analisis Dinding Steel Sheet

Pile dengan Plaxis

Analisis Stabilitas Eksternal dan

Internal Dinding Penahan Tanah

Analisis Steel Sheet Pile dengan

Fellenius

Perhitungan Tulangan Dinding

Penahan Tanah

Angka Aman dan

Displacement

Memenuhi Syarat

Ya

Tidak Tidak

Pembahasan dan Kesimpulan

Selesai

Analisis Stabilitas Eksternal dan

Internal Dinding Penahan Tanah

Analisis Steel Sheet Pile dengan

Fellenius

A B

65

Mulai

Buka Program Plaxis dengan create project

Atur general setting pada tab project dan dimensions

Pemodelan geometri dengan menggunakan toolbar

Input parameter material dengan material sets

Lakukan general meshing

Lakukan initial condition dengan memasukan tekanan

air pori dan generate initial stresses pada toolbar

Tahap perhitungan untuk mengitung berat sendiri,

beban kendaraan dan beban gempa, perhitungan angka

aman

Tahap output dari analisis perhitungan

Angka Aman dan

Displacement

Memenuhi Syarat

Selesai

Ya

Tidak Tidak

Gambar 4.13 Flow Chart Plaxis