## Pengaruh Perkuatan Sheetpile
terhadap Deformasi Area Sekitar Timbunan pada Tanah Lunak Menggunakan Metode Partial Floating Sheetpile (PFS)
AZIZI ROCHMAN, INDRA NOER HAMDHAN
Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional, Bandung Email: Zizi.gondu26@gmail.com

## ABSTRAK
Konstruksi  timbunan  pada  tanah  lunak  mengakibatkan  penurunan,  deformasi lateral, dan geseran tanah ke atas yang dapat terjadi pada area sekitar timbunan. Hal ini disebabkan karena tanah lunak memiliki kuat geser dan permeabilitas yang rendah  serta  kompresibilitas  besar.  Perkuatan  sheetpile  digunakan  untuk membentuk ketidaksinambungan tegangan antara timbunan dan area sekitarnya sehingga  dapat  mengurangi  permasalahan  yang  terjadi.  Tujuan  penulisan  ini adalah  untuk  membandingkan  beberapa  metode  pemasangan  sheetpile  pada tanah  lunak  yaitu  all  bottom  out  (pemasangan  semua  sheetpile  sampai  tanah keras)  dan  partial  floating  sheetpile  (pemasangan  sheetpile  dengan  dengan sebagian  mencapai  tanah  keras  dan  sebagian  floating)  dengan  menggunakan program  PLAXIS  3D.  Sehingga  hasil  analisis  dapat  mengetahui  besarnya penurunan dari berbagai metode pemasangan sheetpile yang telah dimodelkan.
Kata  kunci :  timbunan,  sheetpile,  penurunan,  metode  elemen  hingga,  partial floating sheetpile (PFS)

## ABSTRACT
The  construction  of  embankment  on  a  soft  ground  has  involved  a  ground settlement, lateral deformation, and upheaval that occur to surrounding area. This is  due  to  soft  soils  have  low  shear  strength,  low  permeability  and  great compressibility.  The  sheetpile  is  used  to  form  stress  discontinuity  between  the embankment and the surrounding area so that its reduce the problem that occur. The purpose of this paper is to compare several methods of sheetpile installation on soft soil such as all bottom out (all sheetpile installation into bearing stratum), and  partial  floating  sheetpile  (installation  of  sheetpile  with  partially  reaching bearing stratum and Partly floating) by using the PLAXIS 3D program. The results of the analysis is settlement of various methods of sheetpile installation that has been modeled.
Keywords :  embankment,  sheetpile,  settlement,  finite  element  method,  partial floating sheetpile (PFS)

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  infrastruktur  merupakan  salah  satu  indikator  dari  kemajuan  suatu  daerah. Dalam  perkembangan  dan  pertumbuhannya  terkadang  mengharuskan  adanya  suatu konstruksi  pada  lokasi  padat  penduduk.  Tanah  merupakan  komponen  penting  untuk menopang  struktur  konstruksi,  karena  tanah  merupakan  material  yang  menerima  seluruh beban  dari  struktur  diatasnya.  Namun  seringkali  jenis  tanah,  dan  kondisi  tanah  menjadi permasalahan pada saat konstruksi. Tanah lunak merupakan salah satu penyebab terjadinya kegagalan pada suatu konstruksi. Tanah lunak memiliki daya dukung yang rendah, dimana dapat mengakibatkan penurunan ( settlement) dan geseran tanah ke atas (upheaval)  yang besar jika diberi beban seperti timbunan. Oleh karena itu, untuk mencegah penurunan dan upheaval  yang  terjadi  pada  area  sekitar  akibat  maka  digunakan  perkuatan  sheetpile. Pemancangan sheetpile  terus  menerus  sampai  kedalaman  tanah  keras  membentuk ketidaksinambungan  tegangan  antara  timbunan  dan  tanah  sekitarnya  (Karstunen  &  Leoni, 2009).  Metode  pekerjaan  pemasangan sheetpile  yang  dipilih  pada  analisis  ini  adalah  PFS ( Partial  Floating  Sheetpile).  Program  PLAXIS  3D  yang  berbasis  metode  elemen  hingga dilakukan sebagai perhitungan analisis ini.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Tanah
Tanah merupakan campuran butiran-butiran mineral tanpa kandungan bahan organik. Tanah terdiri dari tiga komponen material penyusun yaitu udara, air dan partikel padat. Berdasarkan ukuran materialnya tanah dapat di klasifikasikan sebagai berikut :
a. Berangkal ( boulders), potongan batuan yang besar, tidak berkohesi, biasanya lebih besar dari 250 sampai 300 mm .
b. Kerikil  ( gravel), partikel batuan tidak berkohesi yang berukuran 5 mm sampai 150 mm. kerikil biasanya terdiri dari pecahan-pecahan batu.
c. Pasir ( sand), partikel batuan tidak berkohesi berukuran 0,074 mm sampai 5 mm berkisar dari kasar (3 sampai 5 mm) sampai halus (<1 mm).
d. Lanau  ( silt), bahan yang merupakan peralihan antara lempung dan pasir halus. Partikel batuan berukuran dari 0,002 sampai 0,074 mm.
e. Lempung ( clay), partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002 mm. lempung ini memiliki sifat plastisitas dan cohesive.
f. Koloid ( colloids), partikel mineral yang “diam”, berukuran lebih kecil dari 0,001 mm.

## 2.2 Tanah Lempung Lunak
Tanah  lunak  memiliki  daya  dukung  yang  rendah,  dimana  dapat  mengakibatkan  penurunan ( settlement)  dan  geseran  tanah  ke  atas  (upheaval)    yang  besar  jika  diberi  beban  seperti timbunan.  Hal  ini  disebabkan  karena  tanah  lunak  umumnya  memiliki  kuat  geser  dan permeabilitas yang rendah serta kompresibilitas yang besar.

## 2.3 Konsolidasi Tanah
Tanah yang mengalami proses konsolidasi ialah proses bertahap pengurangan volume air di dalam rongga pori tanah akibat beban tambahan dan pengalihan tekanan air pori yang berlebih ke  tekanan  efektif  tanah  sehingga  menyebabkan  penurunan  yang  bergantung  waktu  pada tanah lunak (Das, 2014).
Pada proses konsolidasi ini ada dua hal yang perlu diamati, ialah laju konsolidasi dan besarnya penurunan yang terjadi. Laju konsolidasi dipengaruhi oleh permeabilitas tanah, tebal tanah kompresibel, waktu pembebanan bekerja, serta kondisi drainase di atas dan dibawah lapisan kompresibel.  sedangkan  besarnya  penurunan  yang  akan  terjadi  ditentukan  oleh

## Pengaruh Perkuatan Sheetpile terhadap Deformasi Area Sekitar Timbunan pada Tanah Lunak Menggunakan Metode Partial Floating Sheetpile (PFS)
kompresibilitas tanah dan besarnya tambahan beban efektif, serta dipengaruhi juga oleh tebal tanah kompresibel.

## 2.4 Perkuatan Tanah Menggunakan  PFS ( Partial Floating Sheetpile)
Sheetpile  merupakan  suatu  material  yang  disusun  menyerupai  bentuk  dinding  berfungsi sebagai penahan tebing, penahan tanah galian sementara, bangunan-bangunan di pelabuhan, penahan tanah sekitar tepian sungai, dan lain-lain. Sheetpile disusun dengan bentuk khusus agar dapat  tersusun dan saling mengikat satu  sama lainnya. Menurut material bahan yang digunakan dalam pemasangannya, sheetpile terdiri dari kayu, beton, dan baja:
a. Sheetpile Kayu
Sheetpile kayu digunakan untuk dinding penahan tanah yang tidak begitu tinggi. Karena tidak kuat menahan beban-beban lateral yang besar. Sheetpile kayu tidak cocok digunakan pada tanah yang berkerikil karena sheetpile cenderung retak bila dipancang. Bila sheetpile kayu  digunakan  untuk  bangunan  permanen  yang  berada  diatas  muka  air,  maka  perlu diberikan lapisan pelindung agar tidak mudah lapuk. Sheetpile kayu banyak digunakan pada pakerjaan-pekerjaan  sementara,  misalnya  untuk  penahan  tebing  galian.  Tiang sheetpile yang digunakan adalah papan kayu atau beberapa papan yang digabung ( wakefield piles). Jenis – jenis sheetpile kayu dapat dilihat pada Gambar 1 (Hasanah, 2014).
Gambar 1. Jenis-jenis sheetpile kayu
b. Sheetpile Baja
Sheetpile baja sangat baik digunakan karena daya tahannya terhadap tegangan yang tinggi selama penyorongan ke dalam tanah yang keras. Tiang ini juga relatif ringan dan dapat digunakan  kembali  (penggunaan  yang  berulang-ulang).  Oleh  karena  itu Sheetpile  baja sering dipakai untuk pemakaian sementara. Sheetpile sementara dipakai ketika dilakukan penggalian, misalnya dalam pembuatan gorong-gorong. Jenis – jenis sheetpile baja dapat dilihat pada Gambar 2 (Hasanah, 2014).
Gambar 2. Jenis-jenis sheetpile baja
c. Sheetpile Beton Sheetpile ini terdiri dari balok-balok beton yang telah dicetak sebelum dipasang dengan bentuk  tertentu.  Balok-balok sheetpile dibuat saling mengkait antara satu balok dengan balok yang lain. Masing-masing balok, kecuali dirancang kuat menahan beban – beban yang bekerja  pada sheetpile,  juga  terhadap  beban-beban  yang  akan  bekerja  pada  waktu pengangkatannya,  ujung  bawah sheetpile  biasanya  dibuat  runcing  karena  untuk mempermudah pemancangan. Jenis – jenis sheetpile beton dapat dilihat pada Gambar 3 (Hasanah, 2014).
Gambar 3. Jenis-jenis sheetpile beton
Metode  pekerjaan  pemasangan sheetpile  terbagi  dalam  dua  jenis  pemasangan,  yaitu  all bottom out method dan PFS (Partial Floating Sheetpile) method. Perbedaan dari kedua metode tersebut terdapat pada jarak kedalaman pemasangan sheetpile. Dimana pekerjaaan all bottom out  sheetpile  dipasang  hingga  mencapai  lapisan  tanah  keras sedangkan  pada  metode  PFS pemasangan sheetpile  berpola,  dimana  pemasangan  sheetpile  ada  yang  mencapai  lapisan tanah keras dan ada juga yang mengambang.

## 3. METODE PENELITIAN
Analisis  ini  membahas  mengenai  deformasi  area  sekitar  timbunan  pada  tanah  lunak menggunakan  metode  PFS  ( Partial  Floating  Sheetpile).  Prosedur  analisis  yang  dilakukan ditunjukan dengan diagram alir pada Gambar 4 .

## Pengaruh Perkuatan Sheetpile terhadap Deformasi Area Sekitar Timbunan pada Tanah Lunak Menggunakan Metode Partial Floating Sheetpile (PFS)
Mulai Rumusan Masalah Studi Pustaka Pengumpulan Data Data Timbunan Data Tanah (Lapangan dan
Laboratorium) Data Sheetpile Menentukan Parameter Timbunan: Kedalaman, dan Jenis Tanah
Menentukan Parameter
Tanah: Kedalaman, Tebal Lapisan, dan Jenis Tanah
Menentukan Parameter Sheetpile Pemodelan Pengaruh Perkuatan Sheetpile Terhadap
Penurunan Area Sekitar Timbunan pada Tanah Lunak Menggunakan Partial Floating Sheetpile pada PLAXIS 3D Besar Penurunan yang Terjadi Pembahasan Kesimpulan Selesai Pemodelan Menggunakan Sheetpile Pemodelan Tanpa Menggunakan Sheetpile All Bottom Out
Sheetpile Partial Floating Sheetpile (PFS)
Memvariasikan Kedalaman Sheetpile

## 4. PEMODELAN DAN ANALISIS

## 4.1 Pemodelan pada PLAXIS 3D
Analisis pengaruh perkuatan sheetpile terhadap penurunan area sekitar timbunan pada tanah lunak dilakukan dengan cara melakukan pemodelan dengan program PLAXIS 3D yang berbasis metode elemen hingga, sehingga pada akhirnya akan didapat nilai penurunan yang terjadi. Tabel – tabel berikut  berisi parameter-parameter yang  digunakan dalam pemodelan partial floating sheetpile. Tabel 1 berisi parameter tanah yang digunakan dalam pemodelan.
Tabel 1. Parameter Tanah Jenis Tanah 𝜸 𝒔𝒂𝒕 (kN/m 3 ) 𝜸 𝒖𝒏𝒔𝒂𝒕 (kN/m 3 ) ʋ 𝑬’ (kN/m 2 ) 𝑪 (kN/m 2 ) 𝜱 (°) Lunak 15 14 0,3 5.000 18 5 Lunak Sedang 18 17 0,3 10.000 42 5 Pasir 20 19 0,15 216.000 5 30 Timbunan 18 17 0,2 300.000 5 35
Tabel 2 merupakan parameter sheetpile yang digunakan dalam pemodelan. Tabel 2. Parameter Sheetpile Jenis Tanah 𝒅 (m) 𝜸 (kN/m 3 ) ʋ 𝑬’ (kN/m 2 ) Sheetpile 0,02 78,5 0,15 200.000.000
Setelah parameter tanah di peroleh, kemudian pemodelan dilanjutkan dengan finite elemen method  menggunakan  perangkat  lunak  PLAXIS  3D.  Pemodelan  yang  dilakukan  dengan beberapa variasi:
1. Analisis timbunan tanpa perkuatan.
Pada analisis ini hanya pemodelan tanah timbunan tanpa menggunakan sheetpile.
2. Analisis timbunan dengan all bottom out sheetpile.
Pada analisis ini semua sheetpile dimodelkan hingga kedalaman tanah keras.
3. Analisis timbunan dengan partial floating sheetpile (PFS) (kedalaman 50%). Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  zig-zag  dimana  pemasangan  sheetpile  dilakukan dengan sebagian sampai ke tanah keras dan sebagian mengapung di kedalaman 50% dari tanah keras.
4. Analisis timbunan dengan partial floating sheetpile (PFS) (kedalaman 60%). Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  zig-zag  dimana  pemasangan  sheetpile  dilakukan dengan sebagian sampai ke tanah keras dan sebagian mengapung di kedalaman 60% dari tanah keras.
5. Analisis timbunan dengan partial floating sheetpile (PFS) (kedalaman 70%). Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  zig-zag  dimana  pemasangan  sheetpile  dilakukan dengan sebagian sampai ke tanah keras dan sebagian mengapung di kedalaman 70% dari tanah keras.
6. Analisis timbunan dengan partial floating sheetpile (PFS) (kedalaman 80%). Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  zig-zag  dimana  pemasangan  sheetpile  dilakukan dengan sebagian sampai ke tanah keras dan sebagian mengapung di kedalaman 80% dari tanah keras.
7. Analisis timbunan dengan partial floating sheetpile (PFS) (kedalaman 90%). Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  zig-zag  dimana  pemasangan  sheetpile  dilakukan dengan sebagian sampai ke tanah keras dan sebagian mengapung di kedalaman 90% dari tanah keras.

## Pengaruh Perkuatan Sheetpile terhadap Deformasi Area Sekitar Timbunan pada Tanah Lunak Menggunakan Metode Partial Floating Sheetpile (PFS)
8. Analisis timbunan dengan pemasangan sheetpile terletak 5m dari timbunan. Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  sampai  kedalaman  tanah  keras  dan  pemasangan sheetpile dilakukan dengan jarak pemasangan 5 m dari timbunan.
9. Analisis timbunan dengan pemasangan sheetpile terletak 10m dari timbunan. Pada  analisis  ini sheetpile  dipasang  sampai  kedalaman  tanah  keras  dan  pemasangan sheetpile dilakukan dengan jarak pemasangan 10 m dari timbunan.
Hasil yang di peroleh dari pemodelan menggunakan perangkat lunak PLAXIS 3D yaitu berupa besarnya  penurunan  yang  terjadi  akibat  beban  timbunan.  Kemudian  hasil  analisis  tersebut membandingkan  pola  deformasi,  besar  penurunan  dan  seberapa  efektif  variasi  pemodelan yang dilakukan dalam grafik penurunan yang di tinjau dari beberapa titik tinjau. Berikut titik tinjau tersebut seperti yang tertera pada Gambar 5.
Gambar 5. Pemodelan titik tinjau menggunakan aplikasi PLAXIS 3D
Kemudian setelah menentukan titik tinjau didapatkan perbandingan hasil output dari berbagai macam pemodelan yang dilakukan. Output tersebut berupa data penurunan dari setiap node (titik  tinjau).  Dari  data  penurunan  tersebut  dibuat  grafik  yang  menunjukan  antara  nilai penurunan dan letak titik tinjau. Gambar 6 merupakan grafik dari data output yang dihasilkan.
Gambar 6. Hasil output analisis perbandingan  dari setiap pemodelan
Tabel 3 berisi nilai – nilai penurunan dari setiap pemodelan variasi kedalaman partial floating sheetpile  berdasarkan  titik  tinjaunya.  Dibuat  menjadi  tabel  agar  mempermudah  dalam menganalisa hasil pemodelan.
Tabel 3. Nilai penurunan setiap pemodelan Kondisi Penurunan (cm) Node A  Node B  Node C  Node D  Node E  Node F  Node G  Node H E -31,1 -31,0 -25,5 -18,6 -13,1 -8,5 -4,7 -1,8 BO -28,5 -27,5 -23,3 -17,9 -12,8 -8,4 -4,7 -1,8 PFS50 -28,9 -27,5 -22,9 -17,5 -12,4 -8,1 -4,5 -1,7 PFS60 -28,8 -27,5 -23,0 -17,5 -12,4 -8,1 -4,5 -1,7 PFS70 -29,1 -27,4 -22,8 -17,4 -12,4 -8,1 -4,5 -1,7 PFS80 -29,0 -27,3 -22,8 -17,4 -12,3 -8,1 -4,5 -1,7 PFS90 -29,1 -27,4 -22,8 -17,4 -12,3 -8,1 -4,5 -1,7
Dari gambar dan tabel diatas menjelaskan bahwa variasi kedalaman partial floating sheetpile tidak terlalu berpengaruh terhadap deformasi sekitar timbunan. Akan tetapi, partial floating sheetpile  dapat  lebih  baik  dari  segi  ekonomis  karena  dengan  pemasangan  yang  tidak semuanya mencapai tanah keras partial floating sheetpile dapat memiliki nilai penurunan yang hampir sama dengan all bottom out sheetpile.
Selain perbandingan diatas, perbadingan jarak  pemasangan sheetpile juga dilakukan untuk mengetahui pengaruh jarak pemasangan terhadap penurunan yang terjadi. Berikut hasil dari perbandingan  tersebut. Gambar  7 merupakan  grafik  perbandingan  dari  variasi  jarak pemasangan sheetpile.
-35.0 -30.0 -25.0 -20.0 -15.0 -10.0 -5.0 0.0 0 10 20
30 40 50 60 70 Pen u ru n an ( cm) Letak titik E BO PFS50 PFS60 PFS70 PFS80
PFS90

## Pengaruh Perkuatan Sheetpile terhadap Deformasi Area Sekitar Timbunan pada Tanah Lunak Menggunakan Metode Partial Floating Sheetpile (PFS)
Gambar 7. Hasil output analisis perbandingan jarak pemasangan
Tabel 4 berisi nilai – nilai penurunan dari setiap pemodelan dengan variasi jarak pemasangan sheetpile  berdasarkan  titik  tinjaunya.  Dibuat  menjadi  tabel  agar  mempermudah  dalam menganalisa hasil pemodelan.
Tabel 4. Nilai penurunan setiap pemodelan
Kondisi Penurunan (cm) Node C Node D  Node E Node F Node G Node H E -25,5 -18,6 -13,1 -8,5 -4,7 -1,8 J5 -20,3 -16,6 -11,5 -7,8 -4,4 -1,8 J10 -19,4 -15,4 -11,8 -7,5 -4,3 -1,7
Tabel diatas menjelaskan bahwa variasi jarak pemasangan sheetpile berpengaruh terhadap penurunan  karena  semakin  jauh  dari  timbunan  maka  lateral  deformasi  akibat  timbunan semakin kecil. Diantara dua kondisi  diatas yang paling efisien adalah J5 karena memiliki selisih yang besar dengan kondisi tanpa sheetpile.

## 5. KESIMPULAN

## 5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan analisis perkuatan tanah menggunakan partial floating sheetpile (PFS) dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Variasi kedalaman partial floating sheetpile tidak terlalu berpengaruh terhadap deformasi sekitar timbunan. Akan tetapi, partial floating sheetpile dapat lebih baik dari segi ekonomis karena dengan pemasangan yang tidak semuanya mencapai tanah keras partial floating
-30.0 -25.0 -20.0 -15.0 -10.0 -5.0 0.0 0 1 2
3 4 5 6 7 P en u ru n an (c m) Node E Jarak 5m Jarak 10m
sheetpile  dapat  memiliki  nilai  penurunan  yang  hampir  sama  dengan  all  bottom  out sheetpile.
2. Variasi  jarak  pemasangan sheetpile  berpengaruh  terhadap  penurunan  karena  semakin jauh dari timbunan maka deformasi akibat timbunan semakin kecil. Diantara dua kondisi diatas yang paling efisien adalah J5 karena memiliki selisih yang besar dengan kondisi tanpa sheetpile.

## DAFTAR RUJUKAN
Das, B. M. (2014). Principle of Geotechnical Engineering. Stamford: CENGAGE Learning. Hasanah, F. (2014). Analisis Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Dinding Turap dan Dinding Penahan  Tanah  Menggunakan  Metode  Elemen  Hingga.  Tugas  Akhir  Program  Studi Teknik Sipil. Bandung: Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Nasional. Karstunen, M., & Leoni, M. (Penyunt.). (2009). Geothechnic of Soft Soil - Focus on Ground Imprivement. London: Taylor & Francis Group.