## Korelasi Nilai Hambatan Konus Terhadap Parameter Rembesan Dalam Aplikasinya Pada Dinding Penahan Tanah
Yetty Saragi 1,2 , Ros Anita Sidabutar 1 , Riski Bernandus 1
1 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas HKBP Nommensen, Medan
2 Email:yettyririssaragi@yahoo.com

## Abstract
Retaining walls are one of the constructions that are often found as slope safety walls  which  function  to  withstand  lateral  forces  from  the  soil  behind  them. Retaining walls must be able to withstand shear, overturn, bearing capacity and meet the provisions of SNI 8460 2017 Geotechnical Design Requirements. The retaining wall must also be able to withstand water seepage into the soil behind it  so  it  is  necessary  to  know  the  amount  of  the  seepage  coefficient  (k).  The value of the seepage coefficient (k) can be determined from the Constant Head and Falling Head laboratory tests as well as by using the correlation from the results of the CPT Cone Penetration Test (which was used in this study). The CPT  test  was  carried  out  at  4  stations  that  had  experienced  slope  failure. Furthermore,  this  study  designed  a  retaining  wall  in  the  landslide  area  by taking into account the magnitude of the seepage coefficient (k). From the four CPT  points,  the  seepage  coefficient  values  were  obtained  k1  =  1.06E-05 cm/sec,  k2  =  5.79E-06  cm/sec,  k3  =  6.77E-06  cm/sec  and  k4  =  6.46E-06 cm/sec. Taking into account the presence of water seepage behind the retaining wall, it is obtained that FK 1.65 still does not meet FK under conditions of high levels of uncertainty and large repair costs (FK requirements > 2.0 according to SNI 8460 2017). From this study, it was found that by calculating the seepage coefficient (k), the FK value was not sufficient and it was suggested that in its implementation, efforts to compact the soil layer by layer behind the wall were needed so that the soil behind the wall was quite dense.
Keywords: retaining wall, seepage coefficient, cone penetration test

## 1. PENDAHULUAN
Dinding  penahan  tanah  adalah  suatu  konstruksi  yang  berfungsi  untuk  menahan tanah  lepas  atau  alami  dan  mencegah  keruntuhan  tanah  yang  miring  atau lereng yang kemantapannya tidak dapat dijamin  oleh lereng tanah itu sendiri.  Tanah yang  tertahan memberikan  dorongan  secara  aktif  pada  struktur  dinding  sehingga  struktur  cenderung akan terguling atau akan tergeser. Dinding penahan tanah berfungsi untuk menyokong tanah serta  mencegahnya dari  bahaya  kelongsoran.  Baik  akibat  beban  air  hujan,  berat tanah itu sendiri maupun akibat beban yang bekerja di atasnya (Tanjung, 2016). Dinding penahan  tanah  dapat  dikatakan  aman  apabila  dinding  penahan  tersebut  telah diperhatikan  faktor  keamanannya,  baik  terhadap  bahaya  pergeseran,  bahaya penggulingan, penurunan daya dukung tanah dan patahan. Permasalahan yang menjadi fokus  bahasan  penelitian  adalah  sifat  fisik  dan  mekanik  tanah  pada  daerah  penelitian yang  mempengaruhi  rembesan  dan  potensi  bahaya  piping  yang  terjadi  pada  pondasi dinding penahan tanah.
Agar  pembahasan  dapat  lebih  terarah,  maka  diberikan  batasan  masalah,  yaitu menentukan data sondir yang relavan terhadap topik penelitian., dilakukan interpretasi
data  CPT  ( Cone  Penetration  Test ),  membuat  hasil  korelasi  tahanan  konus  (qc),  data yang  di  dapat  kemudian  di  aplikasikan  pada  program  Slope  dan  kesimpulan  korelasi nilai  hambatan  konus  (qc)  terhadap  parameter geoteknik dan  rembesan  pada dinding penahan tanah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui korelasi antara nilai hambatan konus (qc) terhadap koefisien rembesan (k) yang kemudian akan digunakan sebagai referensi mendesain suatu dinding penahan tanah.

## 2.   TINJAUAN PUSTAKA Kelongsoran lereng
Lereng merupakan suatu bidang di permukaan tanah yang menghubungkan bagian permukaan  tanah  yang  lebih  tinggi  dengan  permukaan  tanah  yang  lebih  rendah. Terbentuknya lereng dapat secara alami juga buatan manusia. Terdapat tiga jenis lereng dalam teori Teknik Sipil, antara lain yaitu:
a. Lereng alam, merupakan lereng yang terbentuk karena proses-proses alam.
b. Lereng yang dibuat dengan tanah asli, misalnya apabila tanah dipotong untuk pembuatan jalan atau saluran air untuk keperluan irigasi.
c. Lereng  yang  dibuat  dari  tanah  yang  dipadatkan,  sebagai  tanggul  untuk  jalan atau bendungan tanah.
Faktor-faktor yang mampu mengurangi kuat geser antara lain adalah:
a. Meningkatnya tekanan air pori kerena infiltrasi ke dalam lereng, debit air yang tidak terkontrol pada saluran drainase, atau gempa bumi yang mengakibatkan naiknya tekanan air pori.
b. Tanah pada lereng mengandung mineral lempung yang mengembang sehingga mudah menyerap air tetapi dapat menghilangkan lekatan tanah.
c. Pelapukan dan degredasi fisika-kimia karena pertukaran ion, proses hidrolisis, penggaraman.
d. Keruntuhan yang bertahap karena penguatan regangan geser.
Faktor  yang  mempengaruhi  berkurangnya  kuat  geser  tanah,  poin  a  dan  b merupakan  pengaruh  dari  adanya  rembesan  air.  Tahap  rembesan  yang  terjadi  dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 1. Tahapan Keruntuhan Lereng Akibat Infiltrasi Air (a) Tahap I: Retak awal,
(b) Tahap II : Infiltrasi air, (c) Tahap III: Retak merambat,
(d) Tahap IV : Keruntuhan (Muntohar, 2006).
Rembesan  air  yang  terjadi  dipengaruhi  oleh  karakteristik  tanah  itu  sendiri. Kemampuan  tanah di  rembesi  air  bergantung pada  jenis-jenis  tanah. Berdasarkan dari jenis tanah tersebut dapat diketahui koefisien rembesannya (k). Koefisien rembesan akan menunjukkan  seberapa  besar  debit  rembesan  yang  akan  terjadi  dan  kemungkinan terjadinya longsor pada lereng.

## Koefisien permeabilitas dan rembesan
Tanah  merupakan  susunan  butiran  padat  dan  pori-pori  yang  saling  berhubungan satu sama lain sehingga air dapat mengalir dari satu titik yang mempunyai energi yang lebih tinggi ke titik yang mempunyai energi yang lebih rendah. Studi mengenai aliran air melalui pori-pori tanah diperlukan dalam mekanika tanah karena hal ini sangat berguna dalam memperkirakan jumlah rembesan air dalam tanah ( k ), menyelidiki permasalahan- permasalahan  yang  menyangkut  pemompaan  air  untuk  kontruksi  di  bawah  tanah,  dan menganalisis  kestabilan  dari  suatu  bendungan  tanah  dan  konstruksi  dinding  penahan tanah yang terkena gaya rembesan (Braja M. Das).
Koefisien  rembesan  (k)  dapat  diperoleh  dengan  melakukan  pengujian  di laboratorium dan dengan  menginterpretasi  data hasil penyelidikan sondir (CPT). Pada penelitian  ini  dilakukan  interpretasi  data  hasil  penyelidikan  sondir  yang  sudah dilakukan.  Sehingga  diperoleh  nilai  koefisien  rembesan  (k)  pada  daerah  penelitian. Melalui uji Cone Penetration Test (CPT) dapat ditentukan lapisan dan jenis-jenis  tanah yang  di  uji.  Jenis-jenis  tanah  dapat  diperoleh  berdasarkan  grafik.  Grafik  yang dipublikasikan Robertson et.al (1986) yang paling sering digunakan (Gambar 2). Pada grafik Robertson et al. (1986) dalam menentukan jenis tanah menggunakan nilai tahanan konus (qc/qt) dan friction ratio
% 100 x c s r q f F  (1)
Gambar 2. Zona tipe tanah qt-Fr (Robertson et al, 1986)
Hasil  klasifikasi  jenis  tanah  menggunakan  grafik  Robertson  et  al.  (1986) menghasilkan 12 tipe tanah, antara lain diuraikan pada Tabel 1 berikut:
Tabel 1. Zone tipe tanah q t -F r (Roberson et.al, 1986) Zone Soil Behaviour Type (SBT) 1 Sensitive Fine Grained 2 Organic Material 3 Clay 4 Silty Clay to Clay 5 Clayey Silt to Silty Clay 6 Sandy Silt to Clayey Silt 7 Silty Sand to Sandy Silt 8 Sand to Silty Sand 9 Sand 10 Gravelly Sand 11 Very Stiff Fine Grained 12 Sand to Clayey Sand
Berdasarkan  dari  jenis  tanah  yang  diperoleh,  dari  tabel  di  atas,  maka  dapat digunakan  dalam  menentukan  koefisien  permeabilitas  tanah  (k)  dengan  cara  empiris dari tabel hubungan antara jenis tanah dengan koefisien permeabilitas, dapat dilihat pada tabel 2 berikut.
Tabel 2. Harga koefisien rembesan (k) pada beberapa tipe tanah
Jenis Tanah k (cm/det) Kerikil bersih > 1.0 Pasir bersih dengan campuran kerikil 1.0 - 10 -3 Pasir lanau dan campuran tanah pasir lanau dan lempung 10 -3 - 10 -5 Lempung yang terbuka, lanau dan lempung kelanauan 10 -5 - 10 -7 Lempung < 10 -7 Sumber : Das, 1995

## Permeabilitas Ekuivalen
Untuk  menghitung  nilai  koefisien  rembesan  (k)  ekuivalen  dilakukan  dengan perhitungan rumus empiris seperti berikut
a. Koefisien rembesan  arah horizontal (k H )
  knhn h k h k h k H k eq H      ... 1 3 3 2 2 1 1 (2)
b. Koefisien rembesan arah vertikal (k V )
n n V k h k h k h k h H k eq      ... 3 3 2 2 1 1 (3)
Maka kekuivalen dapat dihitung dengan persamaan berikut:
eq eq H V eq k k k  (4)

## Parameter Tanah
Kohesi merupakan gaya tarik menarik antar partikel tanah. Bersama dengan sudut geser  dalam,  kohesi  merupakan  kuat  geser  taah  yang  menentukan  ketahanan  tanah
terhadap  deformasi  akibat  tegangan  yang  bekerja  pada  tanah  dalam  hal  ini  berupa gerakan  lateral  tanah.  Deformasi  ini  terjadi  akibat  kombinasi  keadaan  kritis  pada tegangan  normal  dan  tegangan  geser  yang  tidak  sesuai  dengan  factor  aman  dari  yang direncanakan.  Nilai  kohesi  secara  empiris  dapat  ditentukan  dari  data  CPT  (q c )  yaitu sebagai berikut:
20 ) ( Kohesi c q c  (5)
Kekuatan  geser  dalam  mempunyai  variabel  kohesi  dan  sudut  geser  dalam.  Sudut geser dalam bersamaan dengan kohesi menentukan tanah akibat tegangan yang bekerja berupa  tekanan  lateral  tanah.  Nilai  ini  juga  didapatkan  dari  korelasi  jenis  tanah  hasil data CPT terhadap sudut geser (tabel 3).
Tabel 3. Hubungan antara sudut geser dalam (ϕ) dan jenis tanah Jenis Tanah Sudut Geser Dalam (ϕ), ° Kerikil kepasiran 35 - 40 Kerikil kerakal 35 - 40 Pasir padat 35 - 40 Pasir lepas 30 Lempung kelanauan 25 - 30 Lempung 20 - 25 Sumber : Das, 1995

## Lereng tanah
Banyak kasus kelongsoran lereng tanah dan batuan disebabkan oleh faktor air, baik air  di  permukaan  maupun  aliran  air  di  dalam  tanah.  Adanya  air  di  dalam  lereng menyebabkan  menurunnya  tegangan  efektif  akibat  tekanan  air  pori  yang  meningkat sehingga  menyebabkan turunnya  kekuatan  geser  tanah  atau  massa  batuan.  Adanya  air tanah  dapat  juga  menambah  gaya-gaya  yang  menyebabkan  ketidakstabilan  karena bertambahnya berat tanah atau massa batuan maupun timbulnya gaya yang diakibatkan oleh aliran air di dalam lereng. Faktor keamanan lereng yang disyaratkan untuk analisis kestabilan  lereng  tanah  diperlihatkan  pada  tabel  4  dengan  didasarkan  pada pertimbangan biaya dan konsekuensi kegagalan lereng terhadap tingkat ketidakpastian kondisi analisis.
Tabel 4. Nilai faktor keamanan untuk lereng tanah Biaya dan konsekuansi dari kegagalan lereng Timgkat ketidakpastian kondisi analisis Rendah a Tinggi b Biaya perbaikan sebanding dengan biaya tambahan untuk merancang lereng yang lebih konservatif 1.25 1.5 Biaya perbaikan lebih besardari biaya tambahan untuk merancang lereng yang lebih konservatif 1.50 2.0 atau lebih
a Tingkat ketidakpastian kondisi analisis dikategorikan rendah , jika kondisi geologi dapat dipahami , kondisi tanah seragam, penyelidikan tanah konsisten, ;lengkap dan logis terhadap kondisi di lapangan b Tingkat ketidakpastian kondisi analisis dikategorikan tinggi, jika kondisi geologi sangat kompleks, kondisi tanah bervariasi, dan penyelidikan tanah tidak konsisten dan tidak dapat diandalkan
Sumber : SNI Geoteknik 8460:2017

## Simulasi numerik
Simulasi  numerik  menggunakan  Program  SLOPE.  SLOPE/W  menggunakan pendekatan  keseimbangan  batas  untuk  menilai  stabilitas  geometri  yang  ditentukan. Batasnya metode kesetimbangan membagi massa geser potensial, yang ditentukan oleh percobaan  slip  surface,  menjadi  irisan vertikal.  Sebuah  solusi  iteratif  digunakan  untuk menentukan  faktor  dimana  kekuatan  geser  semua  irisan  harus:  dikurangi  sedemikian rupa  sehingga  massa  geser  tepat  pada  titik  kesetimbangan  statis  (sebelum  terjadi kegagalan).  Faktor  reduksi  ini  disebut  sebagai  faktor  keamanan.  Keseimbangan  dapat dinilai untuk keseimbangan momen atau gaya. Jadi, SLOPE/W menghitung dua faktor keamanan;  satu  sehubungan  dengan  kesetimbangan  momen  keseluruhan  dan  satu terhadap  kesetimbangan  gaya  horizontal.  Solusi  iterasi  lain  menentukan  faktor  gaya interslice (lambda; rasio geser interslice dan interslice gaya normal) menghasilkan faktor keamanan yang sama untuk keseimbangan momen dan gaya.
Tekanan  air  pori  dapat  berdampak  besar  pada  stabilitas  lereng.  Jadi,  hal  penting lainnya  dalam  aspek  analisis  SLOPE/W  adalah  definisi  tekanan  air  pori.  Tekanan  air pori mungkin ditentukan oleh garis piezometrik, fungsi spasial, Ru dan koefisien, atau nilai yang dihitung dengan analisis elemen hingga yang sesuai (misalnya, SEEP/W).

## 3. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini pengumpulan data dilakukan dengan mengambil hasil pengujian tanah melalui pihak perusahaan yang terkait dalam pekerjaan penyelidikan tanah. Data yang diperoleh berasal dari hasil pengujian tanah pada proyek Pekerjaan Jalan Longsor di  kota  Tarutung,  Kabupaten  Tapanuli  Utara  (gambar  3).  Dalam  penelitian  ini digunakan data hasil pengujian CPT (Cone Penetration Test) berupa nilai tahanan konus (qc)  yang  kemudian  akan  di  korelasikan  dengan  parameter  tanah.  Selanjutnya  untuk aplikasi  data pada dinding penahan tanah dilakukan di Kampus UHN dengan  bantuan SLOPE. Alur penelitian sesuai gambar 4 berikut.
Gambar 3. Lokasi penelitian
Gambar 4. Alur penelitian

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Klasifikasi tanah dan Koefisien rembesan ( k ) berdasarkan data CPT Dengan  menggunakan  persamaan  (1),  Gambar  2,  Tabel  1  dan  2  diperoleh  nilai koefisien rembesan dari setiap lokasi dilakukannya test CPT (tabel 5).
Tabel 5. Koefisien rembesan ( k, cm/det) sesuai kedalaman pada penyelidikan tanah
Kedalaman Sta 11+115 Sta 17+100 Sta 32+110 Sta 46+950 Zona k Zona k Zona k Zona k 0.0 - 0.2 2 - 2 - 3 1E-08 2 - 0.2 - 0.4 3 1E-08 3 1E-08 4 1E-07 0.4 - 0.6 5 1E-07 6 1E-05
3 1E-08
0.6 - 0.8
6 1E-05 0.8 - 1.0
4 1E-07 1.0 - 1.2 7 1E-05 1.2 - 1.4 5 1E-07  5 1E-07 1.4 - 1.6 4 1E-07 1.6 - 1.8 6 1E-05 6 1E-05 9 1E-03 1.8 - 2.0 5 1E-07 6 1E-05
5 1E-07 2.0 - 2.2 7 1E-05 6 1E-05 2.2 - 2.4
6 1E-05
2.4 - 2.6 2.6 - 2.8 2.8 - 3.0 7 1E-05 3.0 - 3.2 8 1E-05 7 1E-05 3.2 - 3.4 8 1E-05 3.4 - 3.6 9 1E-03 7 1E-05
3.6 - 3.8
3.8 - 4.0 4.0 - 4.2 9 1E-03 4.2 - 4.4 4.4 - 4.6
4.6 - 4.8 4.8 - 5.0 5.0 - 5.2 8 1E-05 5.2 - 5.4 5.4 - 5.6 8 1E-05 5.6 - 5.8
6.0 - 6.2 6.2 - 6.4
6.6 - 6.8 6.8 - 7.0 7.0 - 7.2 7.2 - 7.4 9 1E-03 7.4 - 7.6 7.6 - 7.8 7.8 - 8.0 9 1E-03
8.0 - 8.2
8.2 - 8.4 8.4 - 8.6 8.6 - 8.8 8.8 - 9.0 9.0 - 9.2 9.2 - 9.4
Koefisien rembesan ekivalen ( k ekivalen )
Dengan  menggunakan  persamaan    (2),(3),  (4)  dan  Tabel  3  diperoleh  koefisien rembesan ekivalen ( k ekivalen ) yang dirangkum pada Tabel 6 berikut.
Tabel 6. Koefisien rembesan ekivalen (kekivalen) pada lokasi penyelidikan tanah
Lokasi k ekivalen , cm/det Sta 11+115 1.06 E-05 Sta 17+100 5.79 E-06 Sta 32+110 6.77 E-06 Sta 46+950 6.46 E-06

## Parameter Tanah Untuk Aplikasi
Berdasarkan data hasil CPT, menggunakan persamaan  (5) dan Tabel 3 digunakan parameter tanah berikut (Tabel 7) untuk aplikasi numerik.
Tabel 7. Data parameter tanah Material Lanau Berpasir Pasir Berat Isi 15 kN/m 3 18 kN/m 3 Kohesi 5 kPa 4 kPa ϕ 25° 35°

## Aplikasi Menggunakan Metode Numerik
Simulasi numerik pada lereng tanah dilakukan dengan Program SLOPE dan input paramer  tanah menggunakan  tabel  6  dan  7.  Pemodelan  lereng  tanah  sesuai  gambar 5. Setelah  semua  tahapan  sudah  dilakukan  tahap  selanjutnya  adalah  mengetahui  hasil analisis pada menu Solve Manager, jika tidak ada error yang terjadi, maka akan muncul
hasil  analisis  seperti  gambar  6.  Hasil  analisis  menunjukkan  angka  keamanan  1.612 yang berarti kondisi     lereng cukup stabil.
Gambar 5. Pemodelan lereng tanah dengan program SLOPE
Gambar 6. Hasil analisis dengan program SLOPE
Dengan  menggunakan  persyaratan  Faktor  Keamanan  Geoteknik  untuk  lereng diketahui  bahwa  nilai  FK  1.65  masih    belum      memenuhi  FK  pada  kondisi  tingkat ketidak pastian tinggi  dan biaya  perbaikan besar (syarat FK > 2.0)

## 4. KESIMPULAN
1. Penyelidikan  tanah  CPT  memberikan  informasi  daya  dukung  tanah  per  lapisan juga  dapat  memberikan  informasi  besarnya    koefisien  rembesan  tanah  ( k ) berdasarkan jenis tanah di lapisan tersebut.
2. Pemodelan  lereng  dengan  menggunakan  informasi  lapisan  tanah  dan  koefisien rembesan tanah (k) dari hasil CPT diperoleh FK = 1.65. FK ini belum memenuhi FK  lereng  tanah  sesuai  SNI    8460-2017  :  Persyaratan  Perancangan  Geoteknik. Artinya lereng tanah tersebut masih berpotensi longsor.

## DAFTAR PUSTAKA
Barron, R. A. 1948. Consolidation of Fine Grained Soils by Drain Wells , Transaction ASCE, Vol. 113.
Bergado,  D.T.,  et.al.,  2002.  Prefabricated  PVDs  in  Soft  Bangkok  Clay, Canadian Geotech Journal, Vol 39, pp 304-315 .
Christady, H. 2010. Mekanika Tanah 2 Edisi Ke Lima . Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Christady, H. 2013. Geosintetik Untuk Rekayasa Jalan Raya Perancangan dan Aplikasi . Gadjah mada University Press. Yogyakarta
Craig, R. F. 1994. Mekanika Tanah Edisi Keempat . Erlangga. Jakarta. Das, M. Braja. 1993. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik) . Erlangga. Jakarta.
Giroud,  J.P.  1981.  Designing  With  Geotextiles ,  Mater.  Const  (Paris), Vol.14.  no.82, pp.257- 272 Hansbo, S. 1979. Geodrains  in  Theory and  Practice,  Geotechnical  Report,  Terrafigo, Stockholm , Swedia. Terzaghi,  K.  1925. Erdbaumechanik  auf  Bodenphysikalischer  Grundlage,  Deutichke , Vienna. Terzaghi, K., and Peck, R. B. 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice, 2nd ed., Wiley , New York.
Yan,  S.W.,  Chu,  J.  2005.  Soil  Improvement  for  a  Storage  Yard  Using  the  Combined Vacuum and Fill Preloading Method. Canadian Geotech Journal, Vol 42, pp 1094-1104