Abstrak —Jawa Timur merupakan salah satu provinsi terbesar di  Indonesia.  Hal  ini  ditunjukan  dengan  laju  pertumbuhan ekonomi Provinsi Jawa Timur pada triwulan III 2017 mencapai 5,21%. Hal ini tidak terlepas dari dua kota industri penting di Jawa  Timur  yakni  Sidoarjo  dan  Gresik.  Laju  pertumbuhan ekonomi yang besar mengakibatkan kedua kota tersebut perlu akses  jalan  yang  cepat  dan  saling  terintegerasi.  Pemerintah sudah  merencanakan  tol  Krian-Legundi-Bunder-Manyar (KLBM) sepanjang 38,29 km sebagai solusi untuk mengurangi kemacetan serta mempermudah akses kedua kawasan industri tersebut.  Pada  seksi  II  pengerjaan  tol  tersebut,  tepatnya  pada STA  12+434  s/d  STA  12+684  akan  dibangun  jembatan  yang melewati  jalan  raya  yang  menghubungkan  Desa  Katimoho barat dengan timur. Pada awalnya oprit jembatan direncanakan  menggunakan  pile slab dikarenakan  kedalaman tanah lunak yang mencapai 14 meter. Tanah lunak yang relatif dalam  dikhawatirkan  akan  mengakibatkan  penurunan  tidak seragam yang besar dan dapat menganggu pengerjaan proyek jalan tol KLBM ini. Namun penggunaan pile slab dirasa kurang efektif mengingat harganya yang sangat mahal. Oleh sebab itu perlu  direncanakan  alternatif  timbunan  yang  murah,  aman terhadap  longsor,  dan  penurunan  tidak  seragam  yang  dapat dikendalikan.  Pada  penulisan  studi  ini  akan  memodifikasi desain  awal  oprit  jembatan  yang  awalnya  dengan  konstruksi pile slab, dirubah menjadi timbunan tanah atau EPS geofoam. Pemilihan material timbunan tanah ditinjau dari segi ekonomi dan  ketersediaan  material  dilapangan.  Untuk  mengendalikan penurunan yang terjadi pada tanah dasar, maka pada timbunan tanah  digunakan  prefabricated  vertical  drain  (PVD)  untuk mempercepat  penurunan  yang  terjadi.  Dalam  perencanaan timbunan  tanah  juga  akan  digunakan  perkuatan  berupa geotextile  dan  encapsulated  stone  column  (ESC).  Hasil  dari perencanaan dan perhitungan biaya didapatkan alternatif yang paling  efisien  adalah  menggunakan  timbunan  tanah  dengan pemasangan PVD pola segitiga jarak 1,1 meter dan perkuatan timbunan  berupa  geotextile  dengan  kuat  tarik  120  kN.  Harga yang  diperlukan  untuk  alternatif  timbunan  dan  perbaikan tanah dasar tersebut sebesar 12,088 milyar rupiah.
Kata  Kunci — Pile  Slab ,  EPS Geofoam ,  PVD, Geotextile , Encapsulated Stone Column.

## I. PENDAHULUAN
AWA  Timur  merupakan  salah  satu  provinsi  terbesar  di Indonesia.  Hal  ini  ditunjukan  dengan  laju  pertumbuhan ekonomi  Provinsi  Jawa  Timur  pada  triwulan  III  2017 mencapai 5,21%. Besar laku ekonomi tersebut tidak terlepas dari dua kota besar industri yakni Gresik dan Sidoarjo yang menjadi  penyumbang  terbesar  pendapatan  Provinsi  Jawa Timur.  Besarnya  laju  ekonomi  pada  dua  daerah  tersebut
mendorong  pemerintah  Provinsi  Jawa  Timur  untuk mengembangkan jalan tol agar kawasan industri yang teletak di  daerah  Sidoarjo  dan  Gresik  dapat  saling  terintegrasi. Pemerintah  telah  merencanakan  tol  Krian-Legundi-Bunder- Manyar  (KLBM)  sepanjang  38,29  km  sebagai  solusi  untuk mengurangi  kemacetan  serta  mempermudah  akses  kedua kawasan industri tersebut.
Pembangunan jalan tol pada STA 12+434 s/d STA 12+684 (Gambar  1)  terdapat  oprit  jembatan  yang  awalnya direncanakan  menggunakan  timbunan  tanah,  namun  terjadi kendala yakni kedalaman tanah lunak pada lokasi timbunan yang cenderung dalam. Kedalaman tanah lunak dengan nilai NSPT  10  terdapat  pada  kedalaman  14  meter  di  bawah permukaan  tanah  dengan  konfigurasi  tanah  berupa  tanah lanau  kelempungan  sampai  dengan  kedalaman  50  meter, kondisi  muka  air  tanah  pada  saat  bulan  april  terdapat  pada kedalaman -7 meter dibawah permukaan tanah. kondisi tanah tersebut  menyebabkan  permasalahan  jika  digunakan  oprit bermaterial  timbunan tanah.  Masalah-masalah  yang  muncul akibat  kedalaman  tanah  lunak  yang  relatif  dalam  adalah waktu konsolidasi yang sangat lama dan daya dukung tanah lunak  yang  rendah.  Waktu  konsolidasi  tanah  yang  lama  ini akan  menyebabkan  tanah  tidak  termampatkan  secara maksimal dalam waktu rencana proyek, hal ini dikarenakan pemampatan yang terjadi pada tanah lunak berlempung bisa terjadi selama bertahun-tahun. Daya dukung pada tanah lunak tidak terlalu baik untuk menahan beban timbunan tanah yang ada  diatasnya,  dengan  daya  dukung  yang  rendah,  timbunan rawan  terhadap  kelongsoran  dan  akibat  pemampatan  yang besar  menyebabkan  penurunan  tidak  seragam  ( differential settlement ).
Berdasarkan permasalahan yang ada, kontraktor pelaksana  mengajukan  revisi  desain  dengan  menggunakan pile slab. Penggunaan Pile Slab tersebut direncanakan pada STA  12+143  sampai  dengan  STA  12+328  kemudian dilanjutkan STA 12+434 sampai dengan STA 12+684 dengan ketinggian Pile Slab tertinggi adalah 8,7 m. Penggunaan Pile Slab tersebut bertujuan untuk mengurangi resiko pemampatan yang besar dan kelongsoran akibat daya dukung tanah yang rendah. Dalam hal ini pihak kontraktor pelaksana merasa  penggunaan Pile  Slab dirasa  tepat  menggantikan timbunan  tanah  untuk  mempersingkat  waktu  penyelesaian permasalahan yang akan timbul .
Mengingat penggunaan pile slab akan membutuhkan biaya konstruksi  yang  sangat  mahal,  maka  perlu  direncanakan kembali alternatif oprit tersebut menggunakan material yang lebih  murah,  namun  tetap  aman  terhadap  kemungkinan

## Alternatif Perencanaan Timbunan dan Perbaikan Tanah Dasar pada Jalan Tol Krian-Legundi- Bunder-Manyar
(STA 12+434 s/d STA 12+684)
Alam Maulana, Noor Endah Mochtar, dan Putu Tantri Kumalasari Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : noor_endah@ce.its.ac.id; tantri@ce.its.ac.id.
J
kelongsoran dan differential settlement . Oleh sebab itu, dalam studi ini akan direncanakan timbunan menggunakan material tanah dan EPS geofoam sebagai alternatif perencanaan oprit pada STA 12+434 s/d STA 12+684.
Gambar 1. Lokasi Alternatif Perencanaan Oprit pada Tol KLBM.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Studi Literatur
Studi  literatur  dalam  sebuah  perencanaan  bertujuan mengumpulkan referensi yang diperlukan untuk mendapatkan gambaran yang menyeluruh tentang teori-teori yang akan digunakan dalam pengerjaan studi.

## B. Pengumpulan Data Sekunder
Data-data yang dipakai dalam perencanaan ini adalah data sekunder yang didapatkan dari instansi terkait. Beberapa daya yang diperlukan dalam proses perhitungan antara lain: 1. Layout area lokasi.
2. Data Borlog dan Sondir.
3. Hasil tes laboratorium paramater-parameter tanah.

## C. Perencanaan Timbunan Tanah dan Geofoam
Perencanaan alternatif oprit pada studi ini akan digunakan dua  material  yaitu  tanah  dan  EPS geofoam .  EPS geofoam dipilih  karena  material  yang  sangat  ringan  dengan  densitas antara  10-100  kg/m 3 ,  hal  ini  menyebabkan  kemungkinan pemampatan pada tanah lunak dengan menggunakan material ini  akan  sangat  kecil.  Material  tanah  dipilih  karena  sumber daya yang mudah didapatkan, namun dengan berat jenis yang relatif  tinggi,  kemungkinan  terjadi differential  settlement akan  besar.  Untuk  mengetahui  besar  pemampatan yang terjadi, perlu dianalisa akibat beban timbunan untuk masing- masing material tersebut.

## D. Perencanaan Perbaikan Tanah Metode Preloading
Tahapan  untuk  perbaikan  tanah  dasar  dengan  metode preloading adalah sebagai berikut:
1. Perhitungan H initial dan H final untuk masing-masing jenis timbunan.
2. Perhitungan besar dan lama waktu pemampatan.
3. Perencanaan prefabricated vertical drain untuk mempercepat waktu pemampatan.
4. Perhitungan peningkatan daya dukung tanah dasar.
E. Analisa Kestabilan Timbunan
Analisa  kestabilan  timbunan  pada  perencanaan  oprit jembatan  pada  tol  KLBM  ini  menggunakan  program  bantu Geo5. Apabila hasil analisis safety factor kudang dari safety factor rencana,  maka  timbunan  tersebut  tidak  aman  dan
memerlukan  perkuatan.  Perkuatan  yang  digunakan  untuk timbunan  tanah geotextile dan encapsulated  stone  column , sedangkan  perkuatan  untuk  timbunan  EPS geofoam adalah anchor , metal conenector , dan geogrid .

## F. Perhitungan Volume dan Biaya Material
Setelah  didapatkan  hasil  dari  perhitungan  kebutuhan material  pada  perbaikan  tanah  dasar  dan  perkuatan  tanah timbunan,  maka  dapat  dihitung  total  volume  material  yang dibutuhkan  untuk  masing-masing  perbaikan  dan  perkuatan. Dari  hasil  perhitungan  volume  material  tersebut  akan didapatkan  biaya  total  material  yang  dibutuhkan  untuk masing-masing alternatif perencanaan timbunan.

## G. Pemilihan Alternatif Timbunan
Setelah didapatkan total  kebutuhan biaya untuk alternatif timbunan  tanah  dan  alternatif  timbunan  EPS geofoam , selanjutnya  adalah  pemilihan  alternatif  timbunan  yang digunakan  untuk  oprit  pada  tol  KLBM  pada  STA  12+434 sampai  STA  12+684.  Pemilihan  alternatif  timbunan berdasarkan efektifitas dari segi biaya material.

## H. Kesimpulan
Selesainya dilakukan proses analisa perhitungan mulai dari tahap  perencanaan  hingga  tahap  perhitungan  biaya,  maka dapat disimpulkan dari studi ini berisi tentang:
1. Hasil  perencanaan  perbaikan  tanah  dasar  oprit  serta volume dan biaya materialnya.
2. Hasil  perencanaan  perkuatan  timbunan  untuk  alternatif timbunan tanah serta volume dan biaya materialnya.
3. Hasil  perencanaan  perkuatan  timbunan  untuk  alternatif timbunan  EPS geofoam serta  volume  dan  biaya materialnya.
Hasil  pemilihan  alternatif  yang  akan  dilaksanakan  dari kedua alternatif timbunan oprit yang dibandingkan

## III. HASIL DAN ANALISA

## A. Data Tanah Dasar
Data  tanah  dasar  yang  dipakai  adalah  data  dari Bore  log pada  lokasi  jalan  tol  Krian-Legundi-Bunder-Manyar  yang dilakukan pada tahun 2017. Data tanah yang didapat adalah berupa N-SPT dari 4 titik bor yang tersebar di STA 12+299, STA 12+345, STA 12+455, dan STA 12+496. Berdasarkan data  N-SPT  dari  4  titik  bor  tersebut,  kemudian  akan  dicari parameter-parameter  tanah  dengan  cara  korelasi  N-SPT. Korelasi  yang  dilakukan  hannya  untuk  tanah  yang  berjenis lanau  kelempungan,  hal  ini  dikarenakan  pada  rencana alternatif timbunan (STA 12+434 sampai STA 12+684) tanah dasar yang dominan berjenis lanau kelempungan. Kedalaman lapisan tanah compressible pada perencanaan kali ini terdapat dua  kedalaman  berbeda,  yaitu  11,5  meter  untuk  timbunan yang  berlokasi  antara  STA  12+434  sampai  dengan  STA 12+484 dan 14 meter untuk timbunan yang berlokasi antara STA 12+484 sampai dengan STA 12+684.

## B. Korelasi Nilai Parameter Tanah
Data  tanah  yang  akan  di  evaluasi  menggunakan  metode statistik  dengan  rentan  kepercayaan  90%,  sehingga didapatkan  satu  data  tanah  yang  mencakup  keempat  data tersebut.  Bentuk  umum  rentan  kepercayaan  adalah  batas bawah < (parameter tanah) < batas atas dengan menggunakan ”probabilitas t” sebagai berikut:
x ̅ - t ( db: α s ) s √ n < ( μ ) < x ̅ + t ( db: α 2 ) s √ n (1)
Dimana: x ̅ = rata – rata db  = derajat kebebasan α   = tingkat kesalahan s    = standar deviasi n   = jumlah data ( 𝜇 )  = nilai parameter tanah
Hasil  rekapitulasi  analisa  statistik  tiap  parameter  tanah dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Rekapitulasi Nilai Paremater Tanah Kedalaman (meter) Gs (gr/cm 3 ) e Wc (%) ϒt (t/m 3 ) ϒ sat (t/m 3 ) CC 0 – 2,5 2,68 1,83 68,26 1,6 1,6 0,524 2,5 – 4,5 2,68 1,83 68,26 1,6 1,6 0,524 4,5 – 6,5 2,68 1,83 68,26 1,6 1,6 0,524 6,5 – 8,5 2,68 1,83 68,26 1,6 1,6 0,524 8,5 – 10,5 2,68 1,53 57,11 1,71 1,71 0,361 10,5 – 12,5 2,68 1,53 57,11 1,71 1,71 0,361 12,5 – 14,5 2,68 1,53 57,11 1,71 1,71 0,361 14,5 – 16,5 2,68 1,23 45,76 1,71 1,71 0,361 16,5 – 18,5 2,68 1,23 45,76 1,71 1,71 0,361 18,5 – 20,5 2,68 1,23 45,76 1,72 1,72 0,34 Tabel 1. Rekapitulasi Nilai Paremater Tanah (Lanjutan) Kedalaman (meter) Cv (cm 2 /dtk) Cs IP (%) Ф ( o ) Cu (kg/cm 2 ) 0 – 2,5 0,00040 0,105 79,37 2 0,092 2,5 – 4,5 0,00040 0,105 79,37 2 0,17 4,5 – 6,5 0,00040 0,105 79,37 2 0,21 6,5 – 8,5 0,00040 0,105 79,37 2 0,22 8,5 – 10,5 0,00062 0,072 79,37 2 0,37 10,5 – 12,5 0,00062 0,072 79,37 2 0,37 12,5 – 14,5 0,00062 0,072 79,37 2 0,37 14,5 – 16,5 0,00065 0,072 79,37 2 0,45 16,5 – 18,5 0,00065 0,072 79,37 2 0,45 18,5 – 20,5 0,00065 0,072 79,37 2 0,45

## C. Data Tanah Timbunan
Jenis tanah : Pasir Batu γsat       : 20 KN/m 3 γt        : 20 KN/m 3 ф        : 30 o Cu        : 0 kPa
D. Data Spesifikasi Bahan
1. PVD ( Prefabricated Vertical Drain ) Tipe                = GD 80
Tebal                = 3,5 mm Lebar               = 100 mm
2. Geotextile Produk geotextile      = 120/120 Kuat tarik memanjang  = 120 kN/m Kuat tarik melintang    = 120 kN/m
3. ESC ( Encapsulated Stone Column )
Berat jenis kerikil      = 24 kN/m 3 Kuat geser kerikil      = 40 o Kuat tarik geotextile    = 120 kN/m 4. EPS Geofoam Produk EPS            = Geofoam 15 Berat jenis            = 14,4 kg/m 3 Elastisitas modulus min = 2500 kPa Flexural strength min   = 172 kPa Panjang              = 2 m Lebart               = 1 m
Tebal                = 0,61 m

## IV. HASIL PERENCANAAN ALTERNATIF TIMBUNAN TANAH

## A. Perhitungan H awal dan H akhir Timbunan Tanah
Dalam  perencanaan  timbunan  di  atas  tanah  lunak,  tinggi timbunan  yang  harus  dilaksanakan  lebih  besar  dari  tinggi timbunan  rencana.  Hal  ini  dikarenakan  terjadi  pemampatan yang cukup besar pada tanah tersebut. Besar tinggi awal (H awal)  dan  tinggi  akhir  (H  akhir)  dapat  diketahui  dengan persamaan:
H awal = q + (𝑆𝑐𝑡𝑖𝑚𝑏 × 𝛾𝑤)
𝛾𝑡𝑖𝑚𝑏 (2) H Akhir = (H initial - Sc timbunan - Sc Pavement - H bongkar-traffic ) + H pavement (3) Dimana: q = Beban yang diasumsikan awal dalam perhitungan pemampatan. Sc timbunan = Penurunan akibat beban timbunan. Sc pavment
= Penurunan akibat beban lalulintas.
H bongkar-traffic = Tinggi timbunan yang dapat dibongkar akibat beban traffic .
H pavement = Ketebalan perkerasan rencana.
Besar  pemampatan  (Sc)  dihitung  menggunakan  rumus Terzaghi  (1942).  Perhitungan  besar  pemampatan  dilakukan untuk  mencari  tinggi  timbunan  awal  (H  awal)  yang digunakan  untuk  mendapatkan  tinggi  timbunan  akhir  (H akhir). Pada lokasi studi terdapat dua kedalaman tanah lunak yakni 11,5 meter dan 14 meter, maka besar pemampatan yang terjadi dihitung berdasarkan kedalaman tersebut. Besar nilai H awal memperhitungkan beban timbunan, beban lalulintas, dan beban perkerasan. Rekapitulasi dari perhitungan H awal, H akhir, dan pemampatan (Sc) dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2.
Rekapitulasi H awal, H akhir, dan Sc Timbunan Tanah
STA Z tanah lunak (m) Tinggi Akhir (m) Tinggi Awal (m) Besar Pemampatan (m) STA 12+434 11,5 8,7 9,86 1,55 STA 12+484 14 8,1 9,37 1,65 STA 12+534 14 7 8,15 1,53 STA 12+584 14 5,8 6,8 1,37 STA 12+634 14 4,5 5,31 1,17 STA 12+684 14 3,5 4,15 0,99
B. Waktu Pemampatan Perhitungan waktu pemampatan dilakukan untuk mengetahui  apakah  tanah  dasar  perlu  dilakukan  perbaikan atau tidak. Apabila waktu pemampatan yang terjadi melebihi waktu  perencanaan  proyek,  maka  diperlukan  cara  untuk mempercepat  waktu  pemamptan  yang  terjadi.  Besar pemampatan  yang terjadi dapat diketahu dengan persamaan berikut:
t = Tv (Hdr) 2 Cv (4)
Dimana:
T  = waktu konsolidasi. T v = time factor, bergantung dari derajat konsolidasi U (%). H dr = Jarak keluarnya air pori dari lapisan tanah (m).
C v = koefisien konsolidasi akibat aliran air pori arah vertikal.
- Waktu  Pemampatan  untuk  kedalaman  tanah  lunak  14 meter.
Cv gabungan = 1,48 m 2 /tahun U        = 90% Tv        = 0,848 Waktu konsolidasi yang terjadi:
t   = Tv (Hdr) 2 Cv
t   = 0,848 (14 m)2 1,48 m 2 /tahun
= 112 tahun
- Waktu  pemampatan  untuk  kedalaman  tanah  lunak  11,5 meter.
Cv gabungan = 1,407 m 2 /tahun U          = 90% Tv        = 0,848
Waktu konsolidasi yang terjadi:
t   = Tv (Hdr) 2 Cv
t   = 0,848 (11,5 m)2
1,407 m 2 /tahun = 80 tahun
Karena  untuk  mencapai  pemampatan  dengan  derajat konsolidasi 90% sangat lama melebihi waktu rencana proyek, sehingga direncanakan perbaikan tanah menggunakan PVD.

## C. Perencanaan PVD
Pemampatan  yang  akan  dipercepat  menggunakan  PVD direncanakan  90%  dari  total  pemampatan  yang  terjadi. Panjang  pemasangan  PVD  direncanakan  sedalam  10  meter, hal  tersebut  bertujuan  untuk  menghindari  kedalaman pemasangan  PVD  yang  berbeda  (14  meter  dan  11,5  meter) dan juga diharapkan dapat menghebat biaya material PVD.
Pola  PVD  yang  digunakan  adalah  pola  segitiga  dengan jarak  1,1  meter.  Sehingga  nilai  derajat  konsolidasi  total (U total )  dapat  diketahui  dengan  persamaan  di  bawah  ini dengan nilai U total selama waktu perencanaan ditunjukan oleh Tabel 3.
Uh = [ 1 - ( 1 e ( t x 8 x ch
D2 x 2 x F(n) ) )] (5)
U total = [ 1 - ( 1 - U ̅̅̅ h ) .(1 - Uv) ] ×100% (6)
Dimana: Ch = koefisien konsolidasi tanah akibat aliran air pori arah radial
= (kh.kv) . Cv
Kh/Kv  = perbandingan antara koefisien permeabilitas tanah arah radial dan vertikal, untuk tanah lempung yang jenuh air, harga (kh.kv) berkisar antara 2 – 5
D = diameter ekivalen dari lingkaran tanah yang merupakan daerah pengaruh dari vertical drain
Uv = derajat konsolidasi arah vertikal (%)
Uh = derajat konsolidasi arah horizontal (%)

## D. Peningkatan Daya Dukung Akibat Preloading
Timbunan tanah yang dilaksanakan menggunakan metode preloading mengalami  peningkatan  daya  dukung  sesuai dengan  umur  derajat  konsolidasi  PVD  (U total ).  Besar peningkatan daya dukung didapatkan dengan persamaan:
- Untuk PI < 120%
Cu (kg/cm 2 ) = 0,0737 + (0,1899 – 0,0016.PI).σp' (7)
- Untuk PI > 120%
Cu (kg/cm 2 ) = 0,0737 + (0,0454 – 0,00004.PI).σp' (8)
Dimana:
PI    = Plasticity Index σp'  = penambahan tegangan total (kg/cm 2 )
Berdasarkan  persamaan  diatas,  didapatkan  peningkatan daya  dukung  untuk  beberapa  variasi  ketinggian  timbunan seperti Tabel 4.
Tabel 3. Derajat Konsolidasi Pola Segitiga Jarak 1,1 meter t (minggu) Tv Uv Uh U total (%) 1 0,0002 0,018 0,136 15,15 2 0,0005 0,026 0,253 27,23 3 0,0007 0,031 0,355 37,48 4 0,0010 0,036 0,442 46,25 5 0,0012 0,041 0,518 53,75 6 0,0015 0,044 0,583 60,19 7 0,0018 0,048 0,640 65,73 8 0,0020 0,051 0,689 70,49 9 0,0023 0,054 0,731 74,58 10 0,0025 0,057 0,768 78,10 11 0,0028 0,060 0,799 81,13 12 0,0031 0,063 0,826 83,74 13 0,0033 0,065 0,850 85,98 14 0,0036 0,068 0,870 87,92 15 0,0038 0,070 0,888 89,59 16 0,0041 0,072 0,903 91,02 17 0,0043 0,075 0,916 92,26 18 0,0046 0,077 0,928 93,33 19 0,0049 0,079 0,938 94,25 20 0.0051 0,081 0,946 95,04 21 0,0054 0,083 0,953 95,72 22 0,0056 0,085 0,960 96,31 23 0,0059 0,087 0,965 96,82 24 0,0062 0,089 0,970 97,26 Tabel 4. Besar Peningkatan Daya Dukung STA Tinggi Akhir (m) Sebelum Peningkatan Nilai Cu Setelah Peningkatan Nilai Cu STA 12+434 8,7 0,63 0,78 STA 12+484 8,1 0,65 0,80 STA 12+534 7 0,67 0,82 STA 12+584 5,8 0,71 0,88 STA 12+634 4,5 0,79 0,90 STA 12+684 3,5 0,92 0,98

## E. Perencanaan Perkuatan Timbunan
Besar  peningkatan  daya  dukung  yang  terjadi  belum mencapai  nilai safety  factor (SF)  rencana  yaitu  1,5.  Oleh sebab  itu  perlu  direncanakan  perkuatan  untuk  memastikan nilai  SF  tersebut  tercapai.  Dalam  perencanaan  kali  ini  akan dibandingkan  dua  alternatif  perkuatan  yaitu geotextile dan encapsulated stone column (ESC).
1) Geotextile
Geotextile digunakan  sebagai  salah  satu  perkuatan stabilitas  timbunan  untuk  mencegah  terjadinya  longsor. Perhitungan jumlah kebutuhan geotextile didapatkan dengan Persamaan berikut:
T allow = T ult × ( 1 FSid×FScr×FScd×FSbd ) (9)
M geotextile 1 = T allow x T i (10)
Dimana:
T ult = kekuatan ultimate geotextile FS id = faktor keamanan akibat kerusakan pada saat pemasangan
FS cr = faktor keamanan akibat rangkak FS cd = faktor keamanan akibat pengaruh bahan-bahan kimia
FS bd = faktor kemanan akibat pengaruh aktifitas biologi dalam tanah
Ti   = jarak geotextile ke titik kelongsoran Setelah itu, perhitungan panjang geotextile terpasang yang dibutuhkan  pada  satu  sisi  timbunan  dapat  dihitung  dengan persamaan berikut:
L total = S v + L o + L e + L r (11)
Dimana:
S v = panjang lipatan geotextile setebal tanah diperkuat (antara 25 – 30 cm)
L o = panjang penyaluran setelah S v (biasanya diambil ½ dari L e ) L e = panjang geotextile berada dibelakang bidang longsor
= Tallow × FS ( τ1 + τ2 ) × E τ1   = tegangan geser antar tanah dasar dengan geotextile = (C u1 + σ V .tanδ 1 ) τ2   = tegangan geser antar tanah timbunan dengan geotextile = (C u2 + σ V .tanδ 2 ) E    = efesiensi diambil sebesar 80% FS  = faktor aman sesuai penggunaan geotextile L r = panjang geotextile didepan bidang longsor.
Berdasarkan rumusan di atas, didapatkan hasil kebutuhan geotextile untuk masing-masing variasi ketinggian ditampilkan  pada  Tabel  5,  sedangkan  untuk  contoh visualisasi  pemasangan geotextile untuk  tinggi  akhir timbunan 8,7 meter dapat dilihat pada Gambar 2.
Tabel 5. Total Kebutuhan Lapis Geotextile STA Tinggi Akhir (m) Total Geotextile 2 Sisi Timbunan (Lapis) STA 12+434 8,7 34 STA 12+484 8,1 22 STA 12+534 7 13 STA 12+584 5,8 8 STA 12+634 4,5 4 STA 12+684 3,5 3
Gambar 2. Kebutuhan Geotextile pada Tinggi Timbunan Akhir 8,7 meter.
2) Encapsulated Stone Column (ESC)
Perencanaan encapsulated stone column sebagai perkuatan stabilitas  timbunan  menggunakan  perhitungan  yang  sama seperti stone  column .  Fungsi geotextile yaitu  sebagai pembungkus  agar  menjaga stone  column dari  keruntuhan bulging yang diakibatkan tanah disekitar stone column tidak mampu  menahan  tegangan  vertikal  yang  membebani stone
column .  Perhitungan  jumlah  kebutuhan encapsulated  stone column (ESC)  sebagai  perkuatan  dapat  menggunakan Persamaan:
- Tegangan efektif stone column pada bidang longsor (σ z s )
σ z s = σ s + γ ' 𝑠𝑐 x Zn (12)
Dimana:
σ s = tegangan yang bekerja pada ESC γ' 𝑠𝑐 = berat volume efektif ESC Zn  = panjang ESC yang terpotong bidang longsor
- Teganagn geser pada stone column (τ z s )
τ z s = σ N s x tgф s + C s (13)
Dimana: σ N s = tegangan normal ESC pada bidang longsor. = σ z s x cos 2 β
β    = sudut kemiringan antara garis singgung permukaan bidang longsor dengan bidang horisontal.
ф s = sudut geser dalam ESC
C s = kohesi dari ESC
- Besar gaya geser 1 stone column pada bidang longsor (P z s )
P z s = τ z s x As cos β (14)
Dimana:
A s = luas penampang melintang ESC
- Tambahan momen penahan akibat adanya 1 Sc (∆Mr) ∆Mr = P z s x R (15)
Dimana:
R = jari-jari bidang longsor
Berdasarkan rumusan di atas, didapatkan hasil kebutuhan encapsulated stone column sebagai perkuatan untuk masing- masing variasi ketinggian ditampilkan pada Tabel 6 dengan kebutuhan selimut geotextile pada setiap stone column adalah 1 lapis dengan kuat tarik 120 kN/m. Sedangkan untuk contoh visualisasi  pemasangan encapsulated  stone  column untuk tinggi akhir timbunan 8,7 meter dapat dilihat pada Gambar 3.
Tabel 6.
Total Kebutuhan Encapsulated Stone Column STA Tinggi Akhir (m) Kedalaman Pemasangan (m) Jumlah ESC STA 12+434 8,7 14 20 STA 12+484 8,1 14 18 STA 12+534 7 14 14 STA 12+584 5,8 11 12 STA 12+634 4,5 11 8 STA 12+684 3,5 11 8
ROUNDING BAHU LUAR JALUR JALUR BAHU DALAM BAHU DALAM MEDIAN LALU LINTAS LALU LINTAS JALUR LALU LINTAS JALUR LALU LINTAS BAHU LUAR ROUNDING MARKA MARKA MARKA MARKA MARKA MARKA SOUD SODDING 2 1 SOUD SODDING 2 1 - 4 % - 4 % -2 % -2 % 16.474 16.474 +2 % +2 % AGREGATE BASE KELAS  A  T = 0.20 M LEAN CONCRETE  T =  0.10 M RIGID PAVEMENT   T =  0.20 M CONCRETE  BARRIER AGREGATE BASE KELAS  A T = 0.45 M ATB  T =  0.10 M Saluran Subdrain @ 0.20 x 0.20 m (Arah Memanjang) Saluran Subdrain @ 0.20 x 0.20 m (Arah Melintang) 12.10 12.10 0.80 1.50 1.50 3.60 3.60 3.60 3.60 3.00 3.00 1.90 1.90 Geotextile 34 Lapis 28.00 Lo Lapisan Tanah Dasar 1 Lapisan Tanah Dasar 2 Lapisan Tanah Dasar 3 Le Lr Garis K elongsoran ß = 36° H 1 = 8. 70 m Z 1 = 4.4 2 m SC 1 SC 2 SC 3 SC 4 SC 5 SC 6 SC 7 SC 8 SC 9 SC 10

## V. HASIL PERENCANAAN ALTERNATIF TIMBUNAN EPS GEOFOAM
Bahan EPS geofoam  yang  tidak  tahan  terhadap  radiasi sinar  ultraviolet  matahari  mengakibatkan  penggunaannya untuk timbunan harus dilapisi material lain. Menurut manual penggunaan EPS geofoam [1], cover yang disarankan adalah berupa material tanah dengan ketebalan 0,5 – 1 meter. Oleh sebab itu dalam perencanaan ini akan direncanakan timbunan EPS geofoam dengan menggunakan tebal soil cover 0,5 meter dan 1 meter.

## A. Perhitungan H awal dan H akhir Timbunan EPS geofoam
Besar tinggi awal (H awal) dan tinggi akhir (H akhir) untuk masing-masing ketebalan soil cover ditunjukan pada Tabel 7 dan  Tabel  8.  Dalam  studi  ini  perencanaan  tinggi  timbunan awal  (H  awal)  memperhitungkan  beban  timbunan  EPS geofoam , beban perkerasan, dan beban akibat ketebalan soil cover 0,5 meter dan 1 meter.
Tabel 7.
Rekapitulasi H awal, H akhir, dan Sc Soil Cover 0,5 meter
STA Z tanah lunak (m) Tinggi Akhir (m) Tinggi Awal (m) Besar Pemampatan (m) STA 12+434 11,5 8,7 8,35 0,15 STA 12+484 14 8,1 7,75 0,15 STA 12+534 14 7 6,65 0,15 STA 12+584 14 5,8 5,45 0,15 STA 12+634 14 4,5 4,14 0,14 STA 12+684 14 3,5 3,14 0,14
Tabel 8.
Rekapitulasi H awal, H akhir, dan Sc Soil Cover 1 meter
STA Z tanah lunak (m) Tinggi Akhir (m) Tinggi Awal (m) Besar Pemampatan (m) STA 12+434 11,5 8,7 8,42 0,22 STA 12+484 14 8,1 7,83 0,23 STA 12+534 14 7 6,72 0,22 STA 12+584 14 5,8 5,51 0,21 STA 12+634 14 4,5 4,20 0,20 STA 12+684 14 3,5 3,19 0,19
B. Stabilitas Timbunan EPS Geofoam
1) Overall stability
Timbunan  EPS geofoam perlu  di  cek  terhadap kemungkinan  kelongsoran  akibat  tanah  dasar  yang  tidak mampu  menahan  beban  di  atasnya.  Gambar  4  berikut menunjukan hasil stabilitas timbunan terhadap kemungkinan overall stability dengan ketebalan soil cover 1 meter.
Gambar  4.  Hasil  analisis  stabilitas  timbunan  EPS geofoam untuk  tinggi timbunan 8,7 meter dan ketebalan soil cover 1 meter.
Gambar 5. Gaya uplift jika muka air pada satu sisi [1].
Berat  jenis  EPS geofoam yang  lebih  kecil  dibandingkan berat  jenis  air  mengakibatkan  timbunan  dengan  bermaterial geofoam rawan terhadap gaya angkat ( uplift ) akibat muka air banjir  di  daerah  timbunan  tersebut.  Besar  beban  yang dibutuhkan  untuk  menahan uplift akibat  banjir  satu  sisi menggunakan persamaan:
Q req = SF× [( 1 2 ×γ w × ( h+ S total ) ×B W )] - [( W EPS +W W )] (16)
Dimana:
W EPS = Berat EPS geofoam = H ( Tw + Bw ) 2 × γ EPS Dry
Ww    = Berat vertikal akibat air banjir
= 1 2 x ( h+S total ) x ( sh sv x ( h+S total )) x γ w h      = tinggi timbunan S total = total pemampatan B w = lebar bawah timbunan T w = lebar timbunan atas Stabilitas timbunan terhadap uplift dengan muka air banjir satu sisi harus memenuhi persamaan:
Q req < (γ pavement xT pavement xT w ) – (γ EPS xT pavement xT w ) + W cover
(17)
Dimana:
W cover = berat soil cover rencana = 2 × ( γ cover × TEPS sinθ × Tcover cosθ ) T pavement = tebal perkerasan γ pavement = berat jenis perkerasan γ EPS = berat jenis EPS geofoam T eps = tinggi timbunan rencana T cover = tebal soil cover
- Perhitungan potensi uplift untuk muka air sanjir 2 sisi
SF = 2,5
Selain banjir 1 sisi, potensi lainnya yang mungkin terjadi adalah  banjir  pada  kedua  sisi  timbunan.  Banjir  pada  kedua sisi timbunan ini mempunyai pengaruh gaya uplift yang lebih besar jika dibandingkan dengan banjir satu sisi. Besar beban yang dibutuhkan untuk menahan uplift akibat banjir dua sisi menggunakan persamaan:
Q REQ = SF× [( γ w × ( h+ S total ) ×B W )] - [( W EPS +W W +Ww' )] (18)
Dimana:
Ww    = berat vertikal akibat air banjir sisi 1 Ww’   = berat vertikal akibat air banjir sisi 2
- Perhitungan potensi geser akibat muka air banjir
Gambar 7. Translasi akibat muka air banjir [1].
Timbunan  EPS geofoam yang  terendam  banjir  juga memiliki potensi geser. Hal ini dikarenakan banjir pada salah satu  sisi  timbunan  akan  menekan  timbunan  EPS geofoam yang cenderung lebih ringan.  Besar beban yang dibutuhkan untuk  menahan  gaya  geser akibat  banjir  menggunakan persamaan:
Q REQ = SF × ( 1 2 ) × ( γW × ( h + Stotal ) 2 ) tan δ + ( 1 2 (h + S total ) × γ W ×(B w ) ) - W EPS - W water
(19)
- Perhitungan potensi geser akibat angin
Gambar 8. Translasi akibat angin [1].
Timbunan  EPS geofoam juga  memiliki  potensi  geser akibat  angin  yang  bekerja  pada  timbunan.  Hal  ini  selain disebabkan oleh berat jenis EPS geofoam yang ringan, namun juga  disebabkan  oleh  tinggi  timbunan  EPS geofoam itu sendiri. Semakin tinggi timbunan, maka semakin besar pula gaya angin yang bekerja . Besar beban yang dibutuhkan untuk menahan gaya geser akibat angin menggunakan persamaan:
Q req = SF× ( RU ) tan δ -W EPS (20)
Dimana:
R u = Gaya angin pada timbunan = Pu × H timbunan P u = 0,75 V 2 sin θ U θ U = sudut timbunan arah P u
V   = kecepatan angin yang bekerja pada timbunan (m/dt) δ    = sudut geser dalam (EPS dengan tanah)
Berdasarkan  hasil  analisa  stabilitas  pada  saat  muka  air banjir  1  meter  dan  kecepatan  angin  30  km/jam  dengan ketebalan soil cover 1 meter, dihasilkan nilai angka keamanan seperti pada Tabel 9.
Tabel 9. Rekapitulasi Angka Keamanan Stabilitas Timbunan EPS geofoam STA Tinggi Akhir (m) Uplift 1 Sisi Banjir Uplift 2 Sisi Banjir Geser Akibat Banjir Geser Akibat Angin STA 12+434 8,7 3,94 1,80 3,67 2,17 STA 12+484 8,1 3,26 1,76 3,57 2,20 STA 12+534 7 3,22 1,72 3,44 2,27 STA 12+584 5,8 3,15 1,67 3,28 2,38 STA 12+634 4,5 3,05 1,60 3,08 2,58 STA 12+684 3,5 2,95 1,54 2,90 2,83
- Perhitungan perbandingan kekuatan lentur bahan geofoam terhadap beban yang terjadi.
Pemilihan  bahan  EPS geofoam berdasarkan  kemampuan material  tersebut  untuk  menahan  beban  yang  diterima. Beban-beban  yang  akan  diterima  EPS geofoam untuk timbunan  berupa  beban  mati  akibat  perkerasan  dan  beban hidup  akibat  lalulintas. Beban  lalulintas  yang  dimaksud adalah beban akibat truk yang mengacu pada SNI 1725:2016 dimana besaran beban pada roda belakang truk sebesar 112,5 kN.  Tegangan  akibat  kombinasi  beban  hidup  dan  mati tersebut  yang  harus  mampu  ditahan  oleh  EPS geofoam . Perhitungan  stabilitas  tersebut  menggunakan  perbandingan tegangan  yang  diterima  dengan  kekuatan  lentur  EPS geofoam. Gambar 10 menunjukan konversi luasan tegangan akibat beban truk yang diterima lapisan atas EPS geofoam .

## Gambar 9. Konversi luasan roda truk.
Besar  tegangan  yang  harus  diterima  lapisan  atas  EPS geofoam akibat  beban  hidup  dan  beban  mati  adalah  104,6 kN/m 2 .  Spesifikasi  kekuatan  lentur  bahan  EPS geofoam adalah  172  kN/m 2 .  Berdasarkan  perbandingan  kekuatan lentur  tersebut  didapatkan  kesimpulan  bahwa  EPS geofoam mampu menahan beban yang terjadi.

## VI. KESIMPULAN
Dari  hasil  perencanaan  dan  analisa  yang  telah  dilakukan, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Kondisi tanah dasar dibawah timbunan merupakan tanah berjenis  lanau  kelempungan.  Area  studi  memiliki  dua
kedalaman  tanah  lunak  dengan  nilai  N  SPT  kurang  dari 10.  Untuk  STA  12+434  sampai  dengan  STA  12+484 memiliki  kedalaman  tanah  lunak  11,5  meter  dan  untuk STA  12+484  sampai  dengan  STA  12+684  memiliki kedalaman tanah lunak 14 meter.
2. Tinggi  timbunan  awal,  akhir,  dan  pemampatan  untuk timbunan  material  tanah  dapat  dilihat  pada  Tabel  2, sedangkan  untuk  timbunan  material  EPS geofoam dapat dilihat pada Tabel 7 untuk soil cover 0,5 meter dan Tabel 8 untuk soil cover 1 meter.
3. Timbunan dengan material EPS geofoam memiliki berat volume  relatif  ringan  dan  menghasilkan  pemampatan yang  kecil.  Sehingga  dalam  pelaksanaannya  tidak menggunakan  metode preloading .  Sedangkan  untuk timbunan tanah, beban preloading yang dibutuhkan untuk menghilangkan pemampatan ditampilkan pada Tabel 10.
Tabel 10.
Rekapitulasi Beban preloading yang Dibutuhkan untuk Menghilangkan
Pemampatan STA Tinggi Akhir (m) Akibat Tanah (kN/m 2 ) Akibat Perkerasan (kN/m 2 ) Akibat Lalulintas (kN/m 2 ) STA 12+434 8,7 197,35 10,80 2,50 STA 12+484 8,1 187,39 10,80 2,50 STA 12+534 7 162,92 10,80 2,50 STA 12+584 5,8 135,89 10,80 2,50 STA 12+634 4,5 106,21 10,80 2,50 STA 12+684 3,5 83,00 10,80 2,50
4. Waktu  pemampatan  yang  terjadi  tanpa  perbaikan  tanah dasar pada kedalaman tanah lunak 11,5 meter adalah 80 tahun dan untuk kedalaman tanah lunak 14 meter adalah 112 tahun.
5. Untuk menghindari kedalaman PVD yang berbeda, PVD direncanakan  dipasang  pada  kedalaman  10  meter  baik pada kedalaman tanah lunak 11,5 meter maupun 14 meter. Pola pemasangan PVD yang efektif untuk menghilangkan 90% pemampatan pada waktu rencana 24 minggu adalah pola segitiga dengan jarak spasi 1,1 meter antar PVD.
6. Besar  peningkatan  daya  dukung  yang  terjadi  setelah adanya pemasangan PVD dan preloading untuk beberapa variasi  tinggi  timbunan  dapat  dilihat  pada  Tabel  4. Berdasarkan  nilai  tersebut,  peningkatan  daya  dukung masih menyebabkan kelongsoran (SF < 1). Oleh sebab itu diperlukan perkuatan timbunan.
7. Untuk timbunan material EPS geofoam, asumsi muka air banjir  yang  terjadi  dilapangan  tidak  melebihi  1  meter dengan  kecepatan  angin  maksimal  30  km/jam. Berdasarkan Tabel 9, SF yang terjadi melebihi SF rencana (1,2)  maka  timbunan  EPS geofoam tidak  memerlukan perkuatan  tambahan.  Perkuatan  timbunan  tanah  untuk masing-masing  alternatif  dapat  dilihat  pada  Tabel  5 ( geotextile ) dan Tabel 6 ( encapsulated stone column ).
8. Hasil  analisa  stabilitas  timbunan  EPS geofoam dapat dilihat pada Tabel 9.
9. Berdasarkan hasil perhitungan biaya, alternatif timbunan yang  membutuhkan  biaya  material  paling  ekonomis adalah  timbunan  tanah  dengan  perkuatan geotextile dengan total biaya Rp 12.088.071.723,.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] T.  D.  Stark,  D.  Arellano,  J.  S.  Horvath,  and  D.  Leshchinsky, Geofoam Applications in The Design and Construction of Highway Embankments . National Academy of Sciences, 2004.