## P ERMODELAN P ERKUAT S TABILITASAN L ERENG M ENGGUNAKAN

## A NALISIS K ESETIMBANGAN B ATAS D AN M ETODE E LEMEN
H INGGA (S TUDI K ASUS : D ESAIN D INDING P ENAHAN T ANAH G ITET
275 K V S UBSTATION B ETUNG ).

## S LOPE S TABILITY R EINFORCEMENT M ODELING U SING

## L IMIT E QUILIBRIUM A NALYSIS A ND F INITE E LEMENT M ETHOD

## (C ASE S TUDY : G ITET 275 KV S UBSTATION B ETUNG R ETAINING W ALL D ESIGN )
M.Sang Gumilar 1a* , Ahmad Syafawi 2a
a Politeknik Negeri Sriwijaya, Jl.Srijaya Negara Bukir Besar, Palembang, Indonesia e-mail: *sanggumilar@polsri.ac.id, asyapawi69@gmail.com

## A BSTRACT
The increasing national energy demand is influencing the presence of existing power plants. South Sumatra is a region contributing to the national energy supply, leading to the expansion of facilities to generate electricity. Consequently, a new transmission line will be constructed at the 275 KV Betung Station in South Sumatra.  With  the  need  to  enhance  distribution  capacity  by  adding  new  transmission  lines,  there  is  a requirement to expand the area of the Gitet, which was previously 183x98 m2, to 138.55 x 152.68 m 2 . This study aims to analyze the stability of the embankment, estimated to have an initial height of 8.5 meters. Additionally, plans will be made for constructing retaining walls to  expand the Gitet Substation Betung area. Slope Stability Analysis will be conducted using limit equilibrium and finite element methods. The limit  equilibrium  analysis  will  employ  the  Fellenius  method,  while  the  Finite  Element  Method  will  use Plaxis software. From the analysis results, it's determined that a Retaining Wall (RW) is needed to stabilize the embankment. The design for slope stability involves a 6 meter high counterfort Retaining Wall equipped with Bored Piles having a diameter of 60 cm and a length of 22 meters for every 2.15 meters along the RW alignment.
Keywords : Slope Stability, Retaining Wall, GITET Betung.

## I. P ENDAHULUAN
Meningkatkanya  kebutuhan  Energi  Nasional mempengarungi  keberadaan  Pembangkit  Listrik yang  ada.  Sumatera  selatan  merupakan  wilayah penghasil  energi  nasional,  hal  ini  menyebabkan peningkatan sarana dan Prasarana untuk menghasilkan  Listrik[1].  Salah  satu  sarana  dan Prasarana  energi  listrik  adalah  Gardu  Induk. Gardu  Induk (GI)  atau  Gardu  Induk  Tegangan Tinggi  (GITET)  merupakan  bagian  yang  tak terpisahkan  dari  saluran  transmisi  distribusi listrik[1].Dimana  suatu  sistem  tenaga  yang dipusatkan  pada  suatu  tempat  berisi  saluran transmisi  dan  distribusi,  perlengkapan  hubung bagi,transfomator, dan peralatan pengaman serta peralatan kontrol. Fungsi utama dari gardu induk
adalah  mengatur  aliran  daya  listrik  dari  saluran transmisi  ke  saluran  transmisi  lainnya  yang kemudian  didistribusikan  ke  konsumen,  sebagai tempat kontrol, sebagai pengaman operasi sistem, sebagai  tempat  untuk  menurunkan  tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi[2]. GITET 275  KV  Betung  berencana  akan  melakukan peningkatan  kapasitas  distribusinya  dengan menambah transmisi baru. Maka perlu dilakukan perluasan  area  GITET  yang  sebelumnya  adalah 183x98 m 2 menjadi 138,55 x 152,68 m 2 . Luasan tambahan memiliki beda tinggi 8,5 m dari luasan existing,  maka  diperlukan  pekerjaan  timbunan agar luasan baru memiliki ketinggian yang sama. Selain timbunan  diperlukan juga perkuatan agar timbunan  tersebut  stabil  dan  tidak  terjadi
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 19, Nomor 1, Oktober 2023                    p-ISSN: 1858-3709, e-ISSN: 2685-3922
kelongsoran[3].  Dari  penjelasan  diatas  akan dilakukan kajian atau perencanaan desain dinding penahan tanah (DPT) yang aman dan efisien[4].

## II. M ETODE
Penelitian  dilakukan  berlokasi  di  GITET 275  KV  Betung,  Sumatera  Selatan.  Tahap awal dari kajian ini adalah pengukuran lahan atau topografi untuk mengetahui kontur dari lokasi  tersebut.  Selanjutnya  dilakukan Soil investigation yaitu dengan melakukan 2 titik pekerjaan Borehole pada  lokasi  pekerjaan untuk  mendapatkan  data  tanah.  Kemudian dilakukan analisis DPT menggunakan
metode  kesetimbangan  batas  dan  Metode Elemen  Hingga  untuk  mencari  angka keamanan (FS).
A. Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  berada  pada  koordinat  2 ˚ 50’38,92”  LS,  104 ˚ 10’59,28”  BT  Taja  Jaya Indah, Betung, Kabupaten Banyu Asin, Sumatera Selatan  30958.  Dokumentasi  hasil  survey  awal pekerjaan dan topografi dilokasi pekerjaan dapat dilihat  pada  Gambar  1.  Diketahui  bahwa  luasan area  yang  akan  ditimbun  adalah  152x50  m 2 dengan  beda  tinggi  anatara  area  existing  dan rencana timbunan adalah 8,5 m.
Gambar 1. Siteplan, gambaran lokasi dan titik borehole pada GITET 275 KV Betung
BH-01 BH-02 Area Timbunan

## B. Data Tanah
Telah  dilakukan Soil  Investigation berupa  2 titik Borehole (SPT)  pada  titik  yang  dianggap mewakili untuk desain dinding penahan tanah[4]. Posisi  titik  pengujian Borehole terdapat  pada Gambar 1. Dari data Borehole diketahui untuk titik
BH-01  dan  BH-02  tanah  keras  berada  pada kedalaman 20meter mendapat nilai pukulan NSPT >60. Hasil pengujian Borehole dapat dilihat pada Tabel 1
Tabel 1. Hasil Borehole
BH-01
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 19, Nomor 1, Oktober 2023                    p-ISSN: 1858-3709, e-ISSN: 2685-3922

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Analisis Dinding Penahan Tanah
Dari  data Tabel  1 akan  direncanakan  DPT dengan 2 tipe yaitu DPT 1 setinggi 3 m dengan Panjang 77,23 m dan DPT 2 setinggi 6 m dengan
Panjang  123,69  m.  Kedua  tipe  DPT  diatas direncanakan menggunakan fondasi dalam.
Dalam penelitian ini hanya akan dibahas satu tipe  DPT  yaitu  DPT  2  dengan  tinggi  6  m, berikut siteplan rencana posisi DPT berdasarkan data tanah dan peta topografi seperti Gambar 2.
Gambar 2. Siteplan, gambaran lokasi dan titik borehole pada GITET 275 KV Betung
1) Analisis Stabilitas DPT menggunakan Metode Kesetimbangan batas.
Parameter Tanah Dan Dinding Penahan Diketahui data tanah sebagai berikut:
a. berat  volume  tanah  basah  (γsat)  =  19.81 kN/m³
b. sudut geser (ϕ)= 27˚
c. kohesi (c)= 22 kN/m²
d. berat volume air (γw) = 10 kN/m³
e. berat jenis beton (γ) = 24 kN/m
f. berat jenis efektif (у')= 9.81 kN/m³
Tahapan dalam analisis DPT adalah menghitung  tekanan  tanah  aktif  menggunakan persamaan berikut:
Pa = (0,5× 𝐾𝑎 × 𝛾𝑠 × 𝐻 ^2) (1)
Pa = ( 𝐾𝑎 ×q× 𝐻 ) (2)
Tahapan  selanjutnya  adalah  menganalisis stabilitas  DPT  terhadap  geser,  guling  dan stabilitas  daya  dukung  [7]  menggunakan persamaan berikut :
Fs guling = (Σ 𝑀𝑅 )/(Σ 𝑀𝑜 ) > 1,5 (3)
Fs geser = ((Σ 𝑉 ) TanΦ/ 𝑃𝑎 >2 (4)
qu = ( 𝐶 × 𝑁𝑐 × 𝐹𝑐𝑑 × 𝐹𝑐𝑖 ) + ( 𝑞 × 𝑁𝑞 × 𝐹𝑞𝑑 × 𝐹𝑞𝑖 ) + (0.5× 𝛾 × 𝐵 × 𝑁𝛾 × 𝐹𝛾𝑑 × 𝐹𝛾𝑖 ).                    (5)
Fs daya dukung = 𝑞𝑢 𝑞𝑚𝑎𝑥 >3 (6)
Dari  perhitungan  menggunakan  persamaan diatas desain DPT 6 dalam kondisi aman, dimana hasil  yang  didapat  adalah  FS  guling  =  4.938; FSgeser  =  1.868;  dan  FS  daya  dukung  =  26,5.
Tahapan  selanjutnya  adalah  analisis  penulangan dari DPT.

## 2) Desain Penulangan Dinding Penahan Tanah
Parameter  dinding  penahan  tanah  untuk struktur [8] adalah sebagai berikut:
Fc΄= 30 Mpa Fy= 420 Mpa d = 944 mm b = 1000 m Selimut Beton= 40 mm
Tulangan = 32 mm dan 16 mm 𝞢 M = 583.0 kNm × 1.2 = 874.51 kNm
Kperlu = 𝑀𝑢 /(0.8× 𝑏 × 𝑑 ^2)                              (7)
= 1126.678472 kN/m²
= 122667847 Mpa
𝞺 perlu = 0,85𝐹′𝑐 𝐹𝑦 (1 − √1 − 2𝑘 0,85𝑓𝑐 ) (8)
𝞺 perlu  = 0.00524
𝞺 min    = 0.0035 𝞺 max    = 0.0484 𝞺 perlu < 𝞺 min maka yang dipakai adalah 𝞺 perlu = 0.00524
a) Luas Tulangan Pokok
As = ρ.b. d ΄                  (9) = 0.00524 × 1000 × 944
= 4946.92992 mm²
Maka besi yang dipakai = D32–150
(4956.46) mm²
b) Luas Tulangan Susut
As = 0,002.b.h (10) = 0.002 × 1000 × 1000 = 2000 mm² Maka Besi yang dipakai = D16 – 100
(2009.6 mm²)
3) Desain  Pondasi  Dalam  /  Borepile  Untuk Dinding Penahan Tanah
Parameter perhitungan Pondasi borepile [9] adalah sebagai berikut:
Diketahui: beban vertikal
a. Beban Vertikal (DPT + Tanah)
= 701.154 x 48 m = 33655.39 kN
b. Beban Poring Beton (Tebal 30 cm)
= 0,3 x 7.5 m x 48 m x Bj beton = 2592 kN
TOTAL    = 36247.39 kN = 3694.94 Ton Jenis Perkuatan: Besi Borepile Kedalaman Perkuatan 22 m
Diameter tiang = 60 cm Luas Tiang (A) = 0.2826 m² Keliling Tiang (K) = 0.0188 m Qu = Ap.Cu.Nc + Nspt. As (11)
𝑁𝐶 ∗ = 4 3 ln(𝐼𝑟𝑟 + 1) + 𝜋 2 + 1 (12)
Irr = 200, maka didapat nilai Nc * = 8,27 c. Kekuatan 1 Tiang qu = 0,2826 x 200 x 8,27 + (740)
= 1207.42 Kg
= 120.74 Ton
= 1184.48 Kn
d. Jumlah Tiang
n = 𝛴 𝑉 𝑞𝑢 = 36247.39 1184.48
= 30.60 bh
= 32 bh
(dengan jarak antar tiang 2.15 m)
Jika digunakan jarak antar tiang 2,15 m, maka didapatkan, jumlah lajur (n) = 24 dan jumlah baris (m) = 2 m= 2 n= 24
𝞥 = arctan 𝑑 𝑠 (13)
= arctan 60 215 = 15.593 Eq   = 1−15.593 90 ( (24−1)2+(2−1)24 2 ×24 ) (14) = 0.74734
Qag = 0,74734 x 1184,48 x 48
= 4294.04 kN > 36247.39 kN
(Pondasi Aman)
Gambar Detail engineering design dari DPT 6 m dapat dilihat pada Gambar 4.

## B. Analisis  Dinding  penahan  tanah  dengan metode elemen hingga
Tahapan  analisis  DPT  menggunakan  metode elemen  hingga  adalah Input Tahapan  analisis DPT dengan adalah (1). Input geometrik dan data
( ) ( )     − + − − = n m n m m n Eq . 1 1 90 1 0 
lapisan tanah; (2). Input Fondasi dalam; (3). Input desain DPT ; (4) Input tanah timbunan [10].
Hasil  analisis  stabilitas  DPT  menggunakan angka keamanan sebesar 1,44. Angka keamanan
ini masih lebih besar dari angka keamanan yang disyaratkan  (FS  =  1,25).  Hasil  analisis  dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Output Hasil Analisis DPT 6 m menggunakan metode elemen hingga
Gambar 4. Detail Engineering Desain DPT dan Borepile
Fs = 1,44

## II. K ESIMPULAN
Dari  penilitian  ini  diketahui  bahwa,  luasan dari  timbunan  untuk  perluasan  transmisi  dari GITET  275  KV  Betung  adalah  152x50  m2 dengan  tinggi  timbunan  3-9  m.  Kondisi  tanah dasar  untuk  DPT  sebagai  upaya  stabilitas lereng  adalah  lempung  padat  dengan  nilai  N- SPT > 60 pada kedalaman 20 m. Desain DPT untuk  stabilitas  lereng  adalah  tipe counterfort dengan tinggi 6 m dilengkapi dengan borepile diameter 60 cm dan Panjang 22 m untuk setiap 2,15 m jalur menerus DPT. Dari hasil analisis kesetimbangan  batas  dan  metode  elemen hingga Detail  engineering  design yang  dibuat dalam kondisi Aman.

## U CAPAN T ERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Politeknik  Negeri  Sriwijaya  dan  Tim  PT.PLN UIP  Sumbangsel,  khususnya  Jurusan  Teknik Sipil yang telah memberikan dukungan dalam penyusunan artikel ini.

## D AFTAR P USTAKA
[1]. M. A. Firnanda, I. Effendi, and D. U. Y.W.,
“Perencanaan  Setting  Relay  Differential Sebagai  Proteksi  Utama  Transformator 500 Mva Gitet 500/275 Kv Muara Enim Pt. Pln  (Persero)  Uip  Sumbagsel,” J. Desiminasi  Teknol.,  vol.  9,  no.  2,  2021, doi: 10.52333/destek. v9 i2.782.
[2]. E.  P.  Pane,  I.  N.  Muhamad,  and  D. Wiadnya,  “Analisis  Dinding  Penahan Tanah  Dengan  Pondasi  Tiang  Bor  Studi Kasus Tower PLN SUTT 150KV No.71 Di
Jalan Gatot Subroto Barat Denpasar,” Pros.
Semin. Nas. Perikan. dan Kelaut. VII , vol. 12, no. November, pp. 126–130, 2020.
[3]. M.  Putra, Tanah  Longsor  dan  Upaya Pencegahannya . 2020. [Online]. Available:
https://books.google.com/books?hl=en&lr =&id=h_g- EAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR6&dq=prate gang+eksternal&ots=KxwDLohOW9&sig =ZiRjN-myDX3Tr1H-sAU_PaJ1dj0
[4]. SNI-8460:2017, “SNI 8460-2017,”
Persyaratan  Peranangan  Geoteknik., vol.
8460, p. 2017, 2017.
[5]. Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan  Rakyat,  “Kumpulan  Korelasi Parameter Geotekinik dan Fondasi,” pp. 1–
116, 19AD.
[6]. Bowles,  Joseph  E. Foundation  analysis and design . 1988.
[7]. M.  S.  Gumilar  P,  R.  Marpen,  and  K.  R. Amalia, “Perbandingan  Kapasitas  Daya
Dukung Fondasi Tiang Pancang
Berdasarkan  Pengujian  Data  Sondir  dan Data N-SPT,” J. Talent. Sipil, vol. 5, no. 2, p. 311, 2022, doi: 10.33087/talentasipil. V 5i2.70.
[8]. K. Ciptaning, Y. Yunus, and S. M. Saleh, “Analisis  Stabilitas  Lereng  Dengan Kontruksi  Dinding  Penahan  Tanah  Tipe Counterfort,” J.  Arsip  Rekayasa  Sipil  dan Perenc. , vol. 1, no. 2, pp. 58–68, 2018, doi: 10.24815/jarsp.v1i2.10942.
[9]. A.  A.  Prabowo,  D.  A.  Pratama,  and  P.  A. M.  Agung,  “Perbandingan  Daya  Dukung Antara  Pondasi  Tiang  Pancang  Dengan Pondasi  Bor,” Semin.  Nas.  Tek.  Sipil Politek. Negeri Jakarta , 2019.referend
[10].R.  Handayana,  D.  Dharmawansyah,  E. Kurniati,  and  A.  Mawardin,  “Analisis Dinding  Penahan  Tanah  Pada  Sungai Brang Biji,” J. Tek. dan Sains , vol. 1, no. 2,
pp.  23–32,  2020,  [Online].  Available: http://jurnal.uts.ac.id/index.php/hexagon/a rticle/view/614