Analisis Perbandingan Stabilitas Retaining Wall Soldier Piles dengan Reinforced Earth Wall
Arintha Indah Dwi Syafiarti 1 , Faisal Hamdan 2 , Fahmi Firdaus Alrizal 3
1,3 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
2 Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil, Lingkungan, dan Kebumian, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Email: 1 arintha@itats.ac.id , 2 faisalhamdan.id@gmail.com , 3 fahmi.alrizal@itats.ac.id

## Abstract
Serpong-Balaraja Toll Road is an infrastructure project expected to solve the traffic density problem in southern Tangerang. In the Serpong-Balaraja Toll project, a retaining wall designed and located at STA 2 + 200 - STA 2 + 400 , to hold the backfill with on/off ramp road loading. This study carried out to compare retaining wall design using the soldier piles method and geogrid reinforced earth wall. The modeling of the internal stability on each method of retaining wall using PLAXIS. And the external stability is calculated based on lateral earth pressure. The result shows soil retaining walls using soldier piles has higher internal stability than the reinforced earth wall method.
Keywords: reinforced earth wall, soldier piles, stability

## Abstrak
Tol  Serpong  Balaraja  adalah  proyek  infrastuktur  yang  diharapkan  menjadi  solusi  pemecahan masalah  kepadatan  lalu  lintas  di  Tangerang  Selatan.  Pada  proyek  Tol  Serpong  Balaraja  terdapat pekerjaan dinding penahan tanah pada STA 2+200  – STA 2+400 untuk menahan timbunan  yang menerima  beban  jalan on/off  ramp .  Tujuan  dari  studi  ini  adalah  untuk  mengetahui  perbandingan antara perencanaan dinding penahan tanah menggunakan metode soldier piles dan reinforced earth wall dengan perkuatan geogrid. Permodelan stabilitas internal dinding penahan tanah pada setiap metode dilakukan menggunakan PLAXIS. Dan stabilitas eksternal dihitung berdasarkan tegangan tanah  horizontal.  Hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  dinding  penahan  tanah  yang  menggunakan soldier  piles ,  menunjukkan  stabilitas  internal  yang  lebih  besar  daripada  metode reinforced  earth wall .
Kata kunci: reinforced earth wall, soldier piles , stabilitas

## 1. Pendahuluan
Jalan Tol Serpong – Balaraja merupakan jaringan jalan yang menghubungkan daerah Serpong sampai Balaraja di wilayah Tangerang Selatan, Provinsi Banten. Proyek ini merupakan salah satu proyek infrastuktur negara yang menjadi solusi dari masalah kepadatan lalu lintas di Tangerang Selatan. Proyek Tol  Serpong  Balaraja  terdiri  dari  beberapa  jenis  pekerjaan,  dimana  salah  satunya  terdapat  pekerjaan dinding penahan tanah di lokasi STA 2+200 – STA 2+400 yang ditunjukkan pada Gambar 1. Proyek Tol Serpong Balaraja STA 2+200 – 2+400 dibangun di atas galian tanah dan pada jalan on/off ramp berada diatas timbunan dengan level tanah dasar yang bervariasi, sehingga area tersebut dikelilingi oleh dinding penahan tanah untuk menahan lereng akibat tanah timbunan tersebut.
Dalam  perencanaannya,  dinding  penahan  tanah  menggunakan soldier  piles untuk  menahan timbunan  dengan  tinggi  lebih  dari  4  m. Soldier  Piles dalam  pengaplikasiannya  dilaksanakan  dengan pengeboran borepiles berdiameter  80  cm  dan  kedalaman  19  m.  Setelah  pengeboran  dan  pengecoran selesai maka dilanjutkan pemasangan capping beam berdimensi 1 x 1.6 m diatas soldier piles . Alternatif lain dari soldier piles tersebut adalah penggunaan metode reinforced earth wall sebagai dinding penahan tanah  yang  disusun  dengan  modular  block.  Setelah  itu,  setiap  layer  penimbunan  diberikan  lapisan geogrid untuk menahan tarik dari tegangan geser dalam tanah. Pada studi ini, dilakukan perbandingan
2 Jurnal Teknik Sipil, Vol 1, No 1, Mei 2020: 1–6
terhadap  stabilitas  internal  dinding  penahan  tanah  tipe soldier  piles dan reinforced  earth  wall yang dipasang pada lokasi yang ditunjukkan pada Gambar 1 dengan analisis yang dilakukan berdasarkan hasil permodelan menggunakan PLAXIS.  Perhitungan  stabilitas  eksternal  dilakukan  berdasarkan tegangan horizontal yamg terjadi dalam sistem dinding penahan tanah. Hasil analisis dapat dijadikan acuan dalam pemilihan alternatif metode untuk pekerjaan dinding penahan tanah.
Gambar 1. Lokasi Pekerjaan Dinding Penahan Tanah

## 2. Metode
Berdasarkan hasil penyelidikan tanah pada lokasi STA 2+300, diperoleh data tanah dasar untuk perencanaan  teknis  dinding  penahan  tanah  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Selain  itu,  beberapa referensi lain terkait  pekerjaan  dinding  penahan tanah  dari  buku maupun jurnal diolah  sebagai  dasar dalam studi ini.
0 5 10 15 20 0 20 40 60 Ked alam an ( m ) NSPT STA 2+300 STIFF MEDIUM MEDIUM DENSE STIFF VERY DENSE
Desain  dinding  penahan  tanah  direncanakan  untuk  menahan  tanah  timbunan  dengan  tinggi bervariasi, yaitu pada STA 2+200 setinggi 6,2 m dan STA 2+300 setinggi 4,5 m. Beban di atas tanah timbunan  adalah  beban  lalu  lintas,  dimana  jalan  Tol  Serpong  Balaraja  dikategorikan  sebagai  jalan kolektor primer dengan besar q = 15 kN/m 2 . Data soldier piles meliputi diameter 80 cm, panjang tiang 19 m, dan interval antar soldier piles yaitu 1 m, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Potongan Melintang Soldier Piles di STA 2+300
Permodelan dalam software PLAXIS, menggunakan data NSPT yang telah diolah sebagai input karakteristik  tanah  tanah  pada  masing-masing  lapisan  tanah  asli  dengan  angka Poisson  ratio untuk semua lapisan tanah tersebut sebesar v = 0,3. Rencana jaring atau mesh element pada model geometri ditampilkan pada Gambar 4. Berdasarkan data tanah boring log Sta 2 +300 muka air tanah berada di kedalaman  5  m  dari  permukaan  tanah  eksisting.  Step  kalkulasi  dalam  permodelan  PLAXIS  untuk dinding  penahan  tanah  dengan soldier  piles ,  dimulai  dari  pengeboran,  galian  tanah,  pembebanan, pembebanan tanpa gempa, dan pembebanan gempa. Perhitungan beban gempa berdasarkan pada lokasi Proyek Tol Serpong – Balaraja yang berada di wilayah Tangerang Selatan termasuk dalam zona gempa 4,  serta  frekuensi  yang  digunakan  sebagai  input  pembebanan  dalam  PLAXIS  adalah  data  frekuensi gempa yang pernah terjadi. Faktor keamanan lereng dengan pembebanan gempa menurun dibandingkan tanpa menggunakan beban gempa [1].
Gambar 4. Tampak Generate Mesh pada PLAXIS
Untuk  metode reinforced  earth  wall ,  studi  ini  menganalisis  hasil  data  sekunder  yang menggunakan program PLAXIS untuk mendapat angka keamanan dinding penahan tanah pada kondisi tanpa gempa dan dengan gempa yang ditunjukkan pada Tabel 1. Reinforced earth wall setinggi 12 m
dan menggunakan geogrid dengan panjang bervariasi antara 6 – 10 m, sebagai separasi lapisan drainase dengan tanah timbunan pilihan, supaya butiran halus tidak masuk ke dalam lapisan drainase.
Tabel 1. Angka keamanan Reinforced Earth Wall tinggi 12 m.
No. Keterangan Angka Keamanan 1. Kondisi tanpa gempa 1.85 2. Kondisi dengan gempa 1.36
Selain  menganalisis  angka  keamanan  dinding  penahan  tanah  menggunakan soldier  piles maupun reinforced  earth  wall ,  dalam  studi  ini  dilakukan  analisis  terhadap  stabilitas  eksternal  yang meliputi angka keamanan terhadap geser ( sliding ) dan guling ( overturning ) pada masing-masing tipe dinding penahan tanah dalam studi ini. Kontrol terhadap stabilitas geser dihitung berdasarkan rumus (1) untuk menghitung stabilitas eksternal dinding penahan tanah menggunakan soldier piles [2][3].
  = Fh Rh SF geser
(1)
Kontrol terhadap stabilitas geser dihitung berdasarkan rumus (2) untuk menghitung stabilitas eksternal dengan reinforced earth wall perkuatan geogrid [4].
Pa c A tg W SF geser . . . .    + =
(2)
Angka  keamanan  stabilitas  eksternal  terhadap  guling  untuk  dinding  penahan  tanah menggunakan soldier piles maupun reinforced earth wall perkuatan geogrid dihitung berdasarkan rumus (3) [2][4].
  = Ma Mp SF guling
(3)
Dimana  :  Rh  :  Tahanan  dinding  penahan  tanah  terhadap  penggeseran;  Ph  =  jumlah  tekanan horizontal; W : Berat konstruksi; β : 0,67 – 0,75 (tipe geogrid = 0,75); ϕ : Sudut gesek dalam tanah di bawah konstruksi; c : Kohesi tanah di bawah konstruksi; Pa : Gaya aktif tanah di belakang konstruksi; Mp  :  Momen  perlawanan  untuk  menahan  agar  konstruksi  tidak  terguling;  Ma  :  Momen  yang menggulingkan; SF : Angka keamanan.
Angka  Keamanan  (SF)  dibagi  3  kelompok  rentang  apabila  ditinjau  dari  intensitas kelongsorannya  seperti terlihat pada Tabel 2 [5].
Tabel 2. Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng dan Intensitas Longsor.
Angka Keamanan (SF) Intensitas Longsor <1,07 Longsor biasa/sering terjadi (lereng labil) 1,07 < SF < 1,25 Longsor pernah terjadi (lereng kritis) >1,25 Longsor jarang terjadi (lereng relatif stabil)

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada  Gambar  5  menunjukkan  deformasi  pada mesh  element untuk  dinding  penahan  tanah dengan soldier  piles dalam  kondisi  tanpa  gempa.  Deformasi  terbesar  terlihat  pada  lapisan  tanah timbunan  dibawah  perkerasan  jalan  yang  berada  di  belakang  dinding  penahan  tanah.  Tabel  3 menunjukkan  angka  keamanan  dinding  penahan  tanah  dengan soldier  piles sepanjang  19  m.  Hasil tersebut memenuhi syarat angka keamanan sebesar SF> 1,25.
Syafiarti, Analisis Perbandingan Stabilitas Retaining Wall Soldier Piles dan Reinforced Earth Wall   5
Gambar 5. Deformasi pada mesh element untuk dinding penahan tanah dengan soldier piles
Data dalam Tabel 3 menunjukkan bahwa perhitungan dengan pembebanan gempa mengurangi angka keamanan, sesuai dengan hasil yang ditunjukkan pada dinding penahan tanah dengan reinforced earth wa ll pada Tabel 1 dan hasil dari [1]. Angka keamanan metode soldier piles lebih besar 3 – 4 kali lipat dari angka keamanan dinding penahan tanah menggunakan reinforced earth wall .
Tabel 3. Angka keamanan Soldier Piles sepanjang 19 m. No. Keterangan Angka Keamanan 1. Kondisi tanpa gempa 6,408 2. Kondisi dengan gempa 5,493
Analisis  tentang  stabilitas  eksternal  meliputi  angka  keamanan  terhadap  geser  dan  guling dilakukan  berdasarkan  perhitungan  tegangan  tanah  horizontal  seperti  yang  ditunjukkan  data  dalam Gambar  6 dan  Gambar  7. Nilai  parameter  berat  volume tanah  ( γ t ),  sudut geser dalam ( φ ),  kohesi  ( c ) didasarkan pada nilai NSPT.
Gambar 6. Diagram tekanan tanah horizontal pada dinding penahan tanah menggunakan soldier piles
Gambar 7. Diagram tekanan tanah horizontal pada dinding penahan tanah menggunakan reinforced earth wall
Tabel 4 menunjukkan angka keamanan stabilitas eksternal dinding penahan tanah menggunakan soldier pile maupun reinforced earth wall dengan perkuatan geogrid berdasarkan rumus (1), (2), dan (3).
Tabel 4. Angka keamanan stabilitas eksternal dinding penahan tanah.
Soldier Piles Reinforced Earth Wall SFgeser 2,13 1,97 SFguling 1,50 4,31

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dapat  diambil  kesimpulan  sebagai  berikut:  (1)  Stabilitas  internal maupun stabilitas eksternal dinding penahan tanah dengan soldier piles maupun reinforced earth wall menunjukkan  SF>1,5  yang  berarti  lereng  relatif  stabil,  (2)  Angka  keamanan  dinding  penahan  tanah dengan soldier pile s lebih besar daripada reinforced earth wall , dengan dimensi tiang yang tertanam sedalam 13 meter, (3) Stabilitas terhadap guling pada reinforced earth wall lebih besar dari soldier piles , karena  momen  perlawanan  yang  dihasilkan  lebih  besar  daripada  momen  pendorong,  (4)  Pemilihan penggunaan  metode  dinding  penahan  tanah  pada  area  STA  2+200  –  2+400  sebaiknya  melalui pertimbangan pada kebutuhan material, waktu pelaksanaan, dan biaya yang dibutuhkan sehingga dapat memberi efisiensi dan efektifitas pada pekerjaan tersebut.

## Referensi
[1] R.  Rekzyanti,  S.  Balamba,  and  L.  Manaroinsong,  “Analisa  Kestabilan  Lereng  Akibat  Gempa  (Studi Kasus : IAIN Manado),” TEKNO Vol.14/No.66/Desember 2016 ISSN  0215-9617 , vol. 14, no. 66, pp. 23– 33, 2016.
[2] F. A. Putri, “Pengaruh Nilai Kohesi Tanah Terhadap  Stabilitas Retaining Wall pada Basement Gedung Bertingkat,” Universitas Lampung, 2016.
[3] B. M. Das, Principles of Foundation Engineering . 2016.
[4] Y. Hastuti, R. M. Wahyuni, and R. Dewi, “Perkuatan Lereng Dengan Geogrid Dan Sheet Pile Pada Jalan Kikim Besar (KM. 256) Kota Lahat,” vol. 4247, no. April, pp. 1–6, 2016.
[5] J. Bowles, Physical and Geotechnical Properties of Soil . 1984.