Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats
Studi  Parametrik  Pengaruh  Spasi,  Panjang,  dan  Kuat  Tarik Geogrid Terhadap Mechanically Stabilized Earth Wall di Boyolali
Budijanto Widjaja 1 , Ignatius Tommy Pratama 1,* , Daniel Sutanto 1
Jurusan Teknik Sipil, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung 1 Koresponden*, Email: tommyignatius@unpar.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan           24 Februari 2023
Diperbaiki         08 Mei 2023 Disetujui           30 November 2023
Keywords: MSE Wall, slope stability, geogrid, finite element method
Failures of a mechanically stabilized earth wall (MSE wall) could be caused by design errors and  a  lack  of  references  on  using  cohesive  backfill  material.  Thus,  a  series  of  parametric studies were performed to investigate the effects of a biaxial geogrid's vertical spacing, length, and tensile strength, each of which varied in three values, on the global stability of an MSE wall  with  a  15  m  high  cohesive  backfill  material  in  Boyolali.  The  finite  element  and  limit equilibrium  methods  were  used  to  obtain  the  global  safety  factors  and  the  location  of  the weakest  slip  surfaces.  Then,  the  soils’  stress-strain  response  was  modeled  by  the  Mohr- Coulomb material model. The results show that reducing the geogrid's vertical spacing and increasing  the  geogrid's  length  and  tensile  strength  increased  the  global  safety  factors. Furthermore, shorter spacing, longer length, and higher tensile strength of the geogrid also affected the location of the weakest slip surface.
Kata kunci: dinding MSE, kestabilan lereng, geogrid , metode elemen hingga
Abstrak Kegagalan dinding penahan tanah yang distabilkan secara mekanis ( mechanically stabilized earth retaining wall , dinding MSE) dapat terjadi karena kesalahan desain dan kurangnya referensi terkait penggunaan tanah kohesif sebagai bahan timbunan. Maka, serangkaian studi parametrik dilakukan pada studi ini untuk menyelidiki efek jarak vertikal, panjang, dan  kekuatan  tarik geogrid biaksial,  masing-masing  divariasikan  dalam  tiga  nilai,  pada stabilitas global dinding MSE dengan ketinggian material timbunan tanah kohesif 15 m di Boyolali.  Metode  elemen  hingga  dan  metode  kesetimbangan  batas  digunakan  dalam penelitian  ini  untuk  mendapatkan  faktor  keamanan  global  dinding  dan  lokasi  bidang gelincir  terlemah.  Selain  itu,  model  material  Mohr-Coulomb  digunakan  untuk memodelkan respon tegangan-regangan pada tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengurangan jarak vertikal geogrid dan peningkatan panjang geogrid dan kekuatan tarik meningkatkan  nilai  faktor  keamanan  global  dinding  MSE.  Selain  itu,  jarak  yang  lebih pendek,  panjang  yang  lebih  panjang,  dan  kekuatan  tarik geogrid yang  lebih  tinggi  juga memengaruhi lokasi bidang gelincir terlemah.
1. Pendahuluan
Dinding tanah yang distabilkan secara mekanis ( mecha- nically  stabilized  earth  wall )  atau  dinding  MSE  adalah struktur  dinding  penahan  yang  terdiri  dari  lapisan  tanah timbunan yang dipadatkan dan elemen penguat tarik seperti geogrid ,  yang  dipasang  pada  permukaan  dinding.  Koerner menjelaskan  bahwa  dibandingkan  dengan  jenis  sistem dinding  penahan  tanah  lainnya,  terutama  sistem  dinding penahan tanah kaku, dinding MSE relatif lebih ringan, lebih fleksibel, lebih mudah untuk dibangun, dan lebih hemat biaya [1].  Di  dalam  FHWA-NHI-10-024  menunjukkan  manfaat menggunakan dinding MSE adalah dinding MSE dapat men- toleransi  penurunan  dan  penurunan  diferensial  yang  lebih besar dibandingkan dengan dinding penahan kantilever [2]. Namun,  terlepas  dari  keunggulan  dinding  MSE,  masih terdapat  beberapa  kegagalan  dinding  MSE  karena  berbagai aspek. Koerner dan Koerner menyatakan masih terdapat 82
kasus dinding MSE yang mengalami kegagalan dimana 76% kasus  kegagalan  dinding  MSE  dengan  material  timbunan tanah kohesif, 83% kasus menggunakan material perkuatan geogrid ,  dan  95%  kejadian  terjadi  akibat  kesalahan  desain [3].  Kegagalan  tersebut  diduga  karena  kurangnya  referensi tentang  penggunaan  tanah  kohesif  sebagai  bahan  tanah timbunan  meskipun  banyak  standar  desain  seperti  FHWA- NHI-10-024 [2] dan SNI 8460-2017 [4] telah dikembangkan. Oleh  karena  itu,  penelitian  penggunaan  tanah  kohesif  dan material  timbunan  lainnya  dalam  desain  dan  konstruksi dinding MSE masih diperlukan.
Beberapa  penelitian  terdahulu  terkait  dengan  stabilitas global dinding MSE telah dilakukan oleh Ozcelik, dkk. [5], Nasvi dan Krishnya [6], dan Chairullah, dkk. [7].  memban- dingkan  efek  jarak  vertikal geogrid terhadap  faktor keamanan (FK) global dinding MSE dengan tanah timbunan kohesif dan non kohesif homogen. Hasil studi Ozcelik, dkk.
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364) 356
[5]  dan  Chairullah,  dkk.  [7]  menunjukkan  bahwa  faktor keamanan  global  meningkat  dengan  berkurangnya  jarak vertikal  antar geogrid .  Ozcelik,  dkk.  [5]  juga  mempelajari efek panjang geogrid pada stabilitas global dinding MSE dan menemukan  peningkatan  faktor  keamanan  global  seiring dengan bertambahnya panjang geogrid . Selain itu, Ozcelik, dkk. [5]  dan  Nasvi  dan  Krishnya  [6]  mempresentasikan dalam  makalah  mereka  bahwa  faktor  keamanan  global meningkat dengan meningkatnya kekuatan tarik maksimum geogrid .  Namun,  kenaikannya  tidak  signifikan  apabila dibandingkan  dengan  kenaikan  faktor  keamanan  global terhadap  variasi  jarak  vertikal  dan  panjang geogrid . Berdasarkan  hasil  studi  literatur,  hasil  penelitian  terdahulu (Ozcelik,  dkk.  [5],  Nasvi  dan  Krishnya  [6])  dapat  lebih dikembangkan  seperti  dengan  mempertimbangkan  kebera- daan dinding muka ( wall facing ) dan tahap konstruksi lereng yang  diperkuat geogrid .  Hasil  penelitian  sebelumnya  juga memerlukan  verifikasi  lebih  lanjut  dengan  melakukan analisis pada kondisi lereng alami.
Kasus dinding MSE yang digunakan dalam penelitian ini akan  dibangun  pada  lereng  alami  di  Mojosongo,  Boyolali. Dengan  demikian,  serangkaian  studi  parametrik  dilakukan untuk menyelidiki efek jarak vertikal, panjang, dan kekuatan tarik dari geogrid biaksial pada FK global minimum dinding MSE  dan  lokasi  bidang  gelincir  terlemah.  Kemudian, rangkaian  konstruksi  dan  muka  dinding  disimulasikan  dan dimodelkan dalam program numerik berbasis metode elemen hingga dan kesetimbangan batas.
Struktur  makalah  ini  disusun  sebagai  berikut.  Pertama, kondisi lokasi studi kasus diuraikan. Kedua, metode analisis, parameter  yang  digunakan  dalam  analisis,  dan  rencana analisis dijelaskan secara singkat. Akhirnya, tren perubahan FK  global  dan  lokasi  bidang  gelincir  terlemah  terhadap variasi  jarak  vertikal,  panjang,  dan  kekuatan  tarik  dari geogrid biaksial dibahas.

## 2. Metode
Dinding MSE akan dibangun di area yang direncanakan untuk pabrik beton pracetak di Mojosongo, Boyolali dengan ketinggian sekitar 15 m dan kemiringan sekitar 83 o . Gambar 1 menunjukkan kondisi lereng eksisting pada Agustus 2021. Secara  umum,  menurut  klasifikasi  kemiringan  lereng  oleh Elewa  dan  Qaddah  [8],  kemiringan  di  wilayah  proyek  ini relatif  curam,  dengan  kemiringan  lebih  besar  dari  30 o . Penyelidikan tanah awal di daerah ini terdiri dari tiga (3) uji sondir  ( Cone  Penetration  Test ,  CPT)  dan  satu  (1)  uji penetrasi Standard  Penetration  Test (SPT).  Namun,  dalam studi ini, hanya satu CPT yang dilambangkan sebagai S-1 dan satu  SPT,  yaitu  BH-01  digunakan  untuk  mengidentifikasi
stratifikasi tanah di lapangan dan memperkirakan parameter tanah  yang  diperlukan  untuk  analisis  numerik.  Hal  ini dilakukan  karena  lokasi  CPT  dan  SPT  terpilih  relatif  dekat dengan potongan penampang lereng yang akan dianalisis.
(a)

## (b)
Gambar  1 .  (a)  Foto  Kondisi  Lereng  Galian  dan  (b)  Foto Udara Lokasi Proyek pada Agustus 2021
(a) (b)
Gambar  2 .  Profil  (a)  q c terhadap  Kedalaman  dan  (b)  R f terhadap Kedalaman
Pengujian  CPT  dilakukan  di  lereng  atas  dimana  pabrik beton  pracetak  akan  dibangun  dan  SPT  dilakukan  di  dekat jalan dan ujung kaki lereng. Gambar 2 menunjukkan profil tahanan  ujung  sondir  (q c )  terhadap  kedalaman  dan  rasio
Jalan
Area
Rencana Pabrik
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364)
gesekan  selimut  (R f )  terhadap  kedalaman  CPT.  Kemudian, Gambar  3 menampilkan  profil  nilai  SPT  (N SPT )  terhadap kedalaman.  Menurut Gambar  2a dan Gambar  2b ,  serta sistem  klasifikasi  tanah  Schmertmann  [9],  jenis  tanah  di lokasi  studi  didominasi  oleh  tanah  pasir  dengan  lensa lempung  di  kedalaman  sekitar  2,2  m  di  bawah  permukaan tanah. Pada uji bor dan SPT juga didapatkan jenis tanah yang relatif  serupa,  yaitu  tanah pasir  dan  lanau  dengan beberapa bongkahan batu. Kemudian, profil N SPT vs kedalaman seperti pada Gambar 3 menunjukkan bahwa kerapatan tanah pasir relatif lepas ( loose ) hingga sangat padat ( very dense ), dengan nilai N SPT berkisar antara 5 hingga >60 pukulan/30 cm. Selain itu,  menurut  hasil  pengamatan  lapangan  dan  penyelidikan tanah, muka air tanah berada pada kedalaman kurang lebih - 6  m  di  bawah  permukaan  tanah  di  BH-01. Gambar  4 mengilustrasikan  estimasi  stratifikasi  tanah  sebelum  dan sesudah pembangunan dinding MSE.
Gambar 3 . Profil N SPT vs. Kedalaman
Penelitian  ini  menggunakan  dua  metode  analisis  yaitu metode  elemen  hingga  (MEH)  dan  metode  kesetimbangan batas  (MKB).  Kedua  metode  numerik  tersebut  memiliki kelebihan  dan  kekurangan  masing-masing.  Sebagai  contoh, MKB  dapat  menunjukkan  banyak  bidang  gelincir,  tetapi tidak dapat memberikan informasi tentang deformasi lereng. Sementara itu, MEH dapat memeberikan besaran dan profil deformasi,  serta  dapat  mensimulasikan  proses  konstruksi. Namun, pendekatan MEH hanya dapat menunjukkan bidang gelincir  terlemah  di  mana  kemungkinan  terjadi  kegagalan lereng.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  juga  bertujuan  untuk membandingkan  pengaruh  variasi  jarak  vertikal,  panjang, dan kekuatan tarik geogrid terhadap faktor keamanan global
(FK) dan lokasi bidang gelincir yang diperoleh dari analisis numerik menggunakan MKB dan MEH.
(a)
(b)
Gambar 4 . Stratifikasi Tanah (a) Sebelum dan (b) Sesudah Pembangunan Dinding MSE
Gambar  5 .  Model  Potongan  Lereng  dengan  Dinding  MSE pada Program SLIDE
Meskipun MEH dan MKB menyatakan keamanan lereng melalui  FK,  kedua  metode  menggunakan  pendekatan  yang berbeda  dalam  menghitung  nilai  FK.  MKB  secara  umum mendefinisikan  FK  sebagai  rasio  antara  gaya  penahan  dan gaya  penggerak.  Dalam  penelitian  ini,  perangkat  lunak berbasis  MKB,  SLIDE  digunakan  untuk  menghitung  FK global  dari  dinding  MSE  berdasarkan  metode  Bishop  yang disederhanakan,  atau  selanjutnya  disebut  sebagai  metode Bishop [10] dan untuk memperkirakan bidang geser. Metode Bishop  bukanlah  metode  yang  paling  akurat  untuk  meng- hitung  FK  berbasis  MKB  karena  tidak  sepenuhnya  meme- nuhi  kesetimbangan  statis,  khususnya  kesetimbangan  gaya
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364)
vertikal.  Namun,  metode  Bishop  dapat  masih  memberikan nilai FK yang relatif akurat [11].
Model  kekuatan  tanah  yang  digunakan  dalam  analisis menggunakan program SLIDE adalah model Mohr-Coulomb dimana kekuatan geser tanah merupakan fungsi dari kohesi efektif  (c'),  sudut  geser  efektif  internal  (ϕ'),  dan  tegangan efektif (σ'). Muka air tanah dimodelkan pada ketinggian -6 m. Selanjutnya,  SLIDE  memiliki  dua  jenis  metode  dukungan: dukungan aktif dan dukungan pasif. Studi ini menggunakan dukungan pasif untuk geogrid dimana komponen normal (T N ) dan  komponen  geser  (T S )  memberikan  kekuatan  tambahan terhadap gaya penahan. Arah kekuatan tarik geogrid diasum- sikan sejajar dengan geogrid . Penampang tipikal lereng dan model dinding MSE di SLIDE ditunjukkan pada Gambar 5 .
Tabel 1 . Parameter Dasar dan Kekuatan Tanah untuk Analisis Numerik Menggunakan SLIDE dan Program Elemen Hingga 2D
Jenis Tanah γ sat γ sat s u c' ϕ' (kN/m 3 )  (kN/m 3 )  (kN/m 2 )  (kN/m 2 )  ( o ) Kerikil Lepas 18,0 16,5 - - 33 Lanau Medium 18,0 17,0 40 - - Lempung Kerikilan 19,0 18,0 75 - - Pasir Sangat Padat (1) 22,0 21,0 - 2 42 Kerikil Sangat Padat 23,0 22,0 - - 43 Pasir Sangat Padat (2) 23,0 23,0 - - 43 Timbunan 19,0 18,0 110 - -
Program elemen hingga dua dimensi (2D) juga digunakan dalam  penelitian  ini  untuk  memodelkan  proses  konstruksi dinding MSE dan untuk mendapatkan nilai FK dan memper- kirakan  bidang  gelincir  terlemah.  Program  elemen  hingga menghitung  nilai  FK  menggunakan  metode  reduksi  c-ϕ. Kemudian,  perilaku  tegangan-regangan  tanah  pada  analisis ini  dimodelkan  dengan  mengadopsi  model  material  Mohr- Coulomb. Tipe drainase Undrained B kemudian digunakan untuk  tanah  kohesif  seperti  tanah  lanau  dan  lempung  dan Drained untuk tanah tak berkohesi seperti tanah pasir. Perlu diperhatikan  bahwa  jenis  analisis  menggunakan  tipe Un-
drained B  mengadopsi  jenis  analisis  efektif  yang  menggu- nakan kuat geser tak terdrainase dan kekakuan efektif sebagai input parameter kekuatan dan kekauan tanah.
Model  material  Mohr-Coulomb  mensyaratkan  berat  isi jenuh (γ sat ), berat isi natural (γ unsat ), kuat geser tak terdrainase (s u ),  kohesi  efektif  (c'),  sudut  geser  dalam  (ϕ'),  modulus Young efektif (E'), dan rasio Poisson (υ') sebagai parameter tanah.  Perhatikan  bahwa  tanah  timbunan  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  dikategorikan  sebagai  tanah  kohesif. Dengan  demikian,  model  material  Mohr-Coulomb  dengan Undrained B  juga  diadopsi  untuk  mensimulasikan  perilaku tegangan-regangan dari tanah timbunan. Tabel 1 dan Tabel 2 menunjukkan parameter dasar, kekuatan tanah, dan keka- kuan  tanah  secara  berturut-turut  untuk  tanah  eksisting  dan tanah timbunan yang digunakan dalam analisis numerik.
Tabel 2 . Parameter Kekakuan Tanah untuk Analisis Numerik Menggunakan Program Elemen Hingga 2D
Jenis Tanah E' υ' (kN/m 2 ) Kerikil Lepas 10000 0,35 Lanau Medium 20000 0,35 Lempung Kerikilan 37500 0,35 Pasir Sangat Padat (1) 159000 0,35 Kerikil Sangat Padat 174000 0,35 Pasir Sangat Padat (2) 174000 0,35 Timbunan 50000 0,35
Geogrid disimulasikan  sebagai  material  elastoplastik dalam  analisis  numerik  berbasis  metode  elemen  hingga  2D karena geogrid dalam  penelitian  ini  diasumsikan  sebagai geogrid biaksial.  Dalam  kondisi  pemodelan  ini,  kekakuan aksial, dilambangkan sebagai EA, di mana E adalah modulus elastisitas geogrid ,  A  adalah  luas  penampang geogrid ,  dan gaya tarik aksial maksimum (N p ) adalah parameter masukan yang diperlukan untuk geogrid . Nilai N p pada penelitian ini diasumsikan sama dengan kuat tarik geogrid yang diizinkan (T all ).  Kemudian,  tiga  kekuatan  tarik geogrid yang  berbeda diadopsi dalam penelitian ini yaitu 108 kN/m, 138,6 kN/m, dan 200 kN/m. Seperti yang ditunjukkan oleh Persamaan 1, T all diperoleh dengan membagi kekuatan tarik ultimit geogrid (T ult ) dengan faktor kerusakan instalasi (RF ID ), faktor reduksi rayapan/ creep (RF CR ),  faktor  reduksi  daya  tahan  (RF CBD ), dan  faktor  keamanan  (FK)  sebesar  1,5.  Menurut  katalog produk  dari  produsen  geogrid,  nilai  yang  digunakan  untuk RF ID , RF CR , dan RF CBD masing-masing adalah 1,05, 1,58, dan 1,1. Tabel 3 mencantumkan parameter input untuk geogrid pada  program  elemen  hingga  2D  dan  SLIDE  dengan  c pu adalah adhesi kekuatan tarik ( pullout strength adhesion ) dan
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364)
ϕ pu adalah  friksi  kuat  tarik  ( pullout  strength  friction). Strip coverage merepresentasikan jarak antar lajur geogrid . Strip coverage bernilai 100% mengindikasikan geogrid dipasang secara kontinu atau tidak terdapat celah antar lajur geogrid .
ult all
ID CR CBD T 1 T SF RF RF RF           (1)
Tabel 3 . Parameter Input Geogrid T ult T all Strip Coverage c pu ϕ pu EA (kN/m) (kN/m) (%) (kN/m 2 ) ( o ) (kN/m) 108,0 39,5 100 88 0 798,1 138,6 50,6 100 88 0 1012,7 200,0 73,1 100 88 0 1461,3
Gambar  6 .  Model  Potongan  Lereng  dengan  Dinding  MSE pada Program Elemen Hingga 2D
Gambar 6 menunjukkan model kemiringan dan dinding MSE yang digunakan untuk analisis numerik menggunakan metode elemen hingga 2D. Kepadatan mesh yang digunakan dalam  analisis  adalah  halus  ( fine ).  Kemudian,  elemen antarmuka ( interface element ) antara tanah dan struktur tidak dimodelkan  di  dalam  analisis.  Beban  tambahan  (q)  yang terletak  di  atas  dinding  MSE  juga  disimulasikan.  Besarnya beban permukaan adalah 115 kN/m 2 untuk beban kerja dan lalu  lintas  dan  300  kN/m 2 untuk  beban  gudang  dan  beban kerja. Lokasi beban juga disajikan pada Gambar 6. Simulasi urutan konstruksi dinding MSE dalam analisis elemen hingga dimulai dengan menggali lereng eksisting dengan mengadop- si sistem terasering dan kemiringan 37 o , serta interval keting- gian 3 m. Material geogrid dan timbunan ditempatkan secara bertahap dengan ketebalan antar lapisan adalah 1 m hingga mencapai  ketinggian  dinding  yang  diinginkan,  yaitu  15  m. Beban  tambahan  ditempatkan  di  atas  dinding  MSE  pada tahap akhir konstruksi.
Metode  studi  parametrik  untuk  penelitian  ini  dibagi menjadi  tiga  kelompok  berdasarkan  variasi  parameter geogrid . Tabel 4 merangkum variasi yang digunakan dalam
penelitian  ini  beserta  tujuannya  dengan  s v adalah  jarak vertikal antar geogrid dan L e adalah panjang geogrid. Tujuan membagi menjadi tiga (3) kelompok adalah untuk memahami efek  perubahan  parameter geogrid yang  disebutkan  pada Tabel 4 terhadap faktor keamanan global minimum dinding MSE dan lokasi bidang gelincir terlemah. Selain itu, analisis stabilitas numerik pada dinding tanpa geogrid juga dilakukan untuk  membandingkan  faktor  keamanan  global  dan  lokasi bidang  gelincir  terlemah  untuk  dinding  dengan  dan  tanpa geogrid .
Tabel 4 . Variasi Parameter Input Geogrid Variasi Parameter Geogrid Tujuan s v (m) L e (m) T ult (kN/m) 0,5, 1, dan 2 15 138,6 Menyelidiki pengaruh jarak vertikal geogrid pada faktor keamanan global minimum dinding MSE dan lokasi bidang gelincir terlemah. 1 15, 17,5 dan 20 138,6 Menyelidiki pengaruh panjang geogrid terhadap faktor
keamanan global minimum dinding MSE dan lokasi bidang gelincir terlemah. 1 15 108, 138,6, dan 200 Menyelidiki pengaruh kekuatan tarik geogrid
terhadap faktor keamanan global minimum dinding MSE dan lokasi bidang gelincir terlemah.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Kestabilan Internal dan Eksternal Dinding MSE
Sebelum analisis stabilitas global menggunakan program numerik dilakukan, perhitungan dan evaluasi terhadap kesta- bilan  internal  dan  eksternal  dinding  MSE  dengan  menggu- nakan  metode  konvensional  dilakukan.  Stabilitas  eksternal dinding MSE meliputi faktor keamanan (FK) terhadap geser ( sliding ),  guling  ( overturning ),  dan  daya  dukung  diperiksa mengikuti standar desain nasional, SNI 8460-2017 [4]. Nilai FK  masing-masing  adalah  1,80,  4,66,  dan  58,24  untuk stabilitas  terhadap  geser,  guling,  dan  daya  dukung  secara
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364) 360
berturut-turut.  Kemudian,  berdasarkan  hasil  analisis  stabi- litas  internal  dinding  dengan  FK  minimal  1,5,  nilai  yang dibutuhkan adalah 0,5 m-1 m untuk jarak vertikal geogrid , 15 m  untuk  panjang geogrid ,  dan  138,6 kN/m  untuk  kekuatan tarik maksimum geogrid .
Gambar  7 .  Perbandingan  Tren  Pengaruh  s v terhadap  Nilai FK Hasil Penelitian Ini dengan Hasil Terpublikasi

## Pengaruh Spasi Vertikal Geogrid
Gambar 7 menampilkan perbandingan antara hasil pene- litian  ini  dengan  hasil  penelitian  terdahulu.  Hasil  analisis pada Gambar  7 menunjukkan  bahwa  nilai  FK  terhadap kestabilan  global  dinding  MSE,  atau  disebut  FK  global meningkat  seiring  dengan  penurunan  jarak  vertikal  antar geogrid . Nilai FK untuk jarak vertikal geogrid 0,5 m, 1 m, dan 2 m berturut-turut adalah 1,32, 1,24, 1,20 untuk analisis menggunakan MKB dan 1,41, 1,32, dan 1,24 untuk analisis menggunakan MEH. Nilai FK untuk dinding MSE juga lebih tinggi dibandingkan dinding tanpa perkuatan geogrid . Nilai FK  untuk  dinding  tanpa geogrid adalah  1,16  berdasarkan hasil analisis menggunakan MEH; sedangkan untuk analisis menggunakan  MKB  sama  dengan  1,15.  Kemudian,  tren perubahan nilai FK terhadap s v relatif serupa dengan temuan Ozcelik,  dkk.  [5]  dan  Chairullah,  dkk.  [7]  di  mana  terjadi peningkatan  faktor  keamanan  seiring  dengan  penurunan jarak  vertikal geogrid meskipun  nilai  FK  yang  diperoleh relatif  berbeda.  Nilai  FK  pada  penelitian  ini  yang  berbeda dengan penelitian terdahulu dapat disebabkan oleh berbagai hal, seperti perbedaan parameter tanah, konfigurasi panjang geogrid , dan dimensi dinding MSE yang digunakan.
Pemamasangan geogrid ke sistem dinding penahan tanah akan  meningkatkan  gaya  penahan  yang  muncul  akibat gesekan  antara  tanah  dan geogrid .  Semakin  kecil  jarak vertikal antar geogrid , maka semakin banyak lapisan geogrid yang dapat di pasang dan semakin banyak pula gaya penahan
yang dihasilkan. Hal ini mengakibatkan peningkatan nilai FK global.  Selanjutnya,  perubahan  jarak  vertikal  antar geogrid juga  memengaruhi  pembentukan  bidang  gelincir  terlemah pada dinding MSE. Gambar 8 menunjukkan nilai FK global dan  bidang  gelincir  terlemah  yang  diperoleh  dari  analisis numerik berbasis MEH dan MKB. Spasi vertikal yang lebih besar menyebabkan bidang gelincir terlemah bergerak lebih dekat  ke  permukaan  dinding  dengan  nilai  FK  global  yang semakin  mengecil.  Kecenderungan  ini  terlihat  pada  bidang gelincir terlemah yang diperoleh dari analisis menggunakan MEH.  Namun,  tren  perubahan  lokasi  bidang  gelincir terlemah  terhadap  s v tidak  cukup  jelas  pada  hasil  analisis dengan  menggunakan  MKB.  Walaupun  demikian, nilai  FK global  berdasarkan  hasil  analisis  menggunakan  MKB  tetap menurun  seiring  dengan  meningkatnya  nilai  s v .  Perubahan lokasi bidang gelincir terlemah dapat disebabkan oleh gaya penahan yang diberikan oleh geogrid berkurang saat bidang gelincir terlemah menjauhi permukaan dinding MSE.
Gambar 8 . Bidang Gelincir Terlemah untuk Setiap Variasi s v untuk Dinding dengan dan tanpa Geogrid

## Pengaruh Panjang Geogrid
Studi  ini  menemukan  bahwa  semakin  panjang  L e maksimum  (L e,max ),  maka  semakin  tinggi  nilai  FK  global. Gambar 9 membandingkan nilai  FK  global  dari  penelitian ini terhadap hasil penelitian Ozcelik, dkk. [5]. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9 , nilai FK untuk L e,max = 15 m, 17,5 m, dan 20 m masing-masing adalah 1,24, 1,27, dan 1,31 untuk analisis menggunakan MKB dan 1,32, 1,36, dan 1,40 untuk  analisis  menggunakan  MEH.  Serupa  dengan  temuan sebelumnya  terkait  pengaruh  s v terhadap  nilai  FK  global, nilai FK global untuk dinding tanpa geogrid lebih rendah dari nilai  FK  global  untuk  dinding  dengan  perkuatan geogrid . Selain  itu,  nilai  FK  global  yang  diperoleh  dari  analisis berbasis MKB relatif lebih konservatif dibandingkan dengan yang diperoleh dari analisis menggunakan MEH.
Hubungan  antara  nilai  FK  dan  L e,max dapat  dikaitkan dengan  gaya  aksial  maksimum  yang  dapat  didukung  oleh
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364)
geogrid . Semakin besar nilai L e,max , maka semakin besar gaya aksial  yang  dapat  didukung.  Sehingga,  jika geogrid dapat mendukung  lebih  banyak  gaya  aksial,  nilai  FK global  akan meningkat.  Ozcelik,  dkk.  [5]  juga  menemukan  bahwa  pe- nambahan  panjang geogrid akan  meningkatkan  nilai  FK, namun  kemiringan  trennya  cukup  berbeda  dengan  hasil penelitian ini. Hal ini dapat terjadi karena pada penelitian ini panjang geogrid tidak  diperpanjang  pada  semua  lapisan karena keterbatasan ruang.
Gambar  9 .  Perbandingan  Tren  Pengaruh  L e terhadap  Nilai FK Hasil Penelitian Ini dengan Hasil Terpublikasi
Gambar 10 menyajikan lokasi bidang gelincir terlemah yang diperoleh dari analisis dengan menggunakan MEH dan MKB  untuk  dinding  dengan  dan  tanpa  perkuatan geogrid . Bidang gelincir terlemah yang diperoleh dari analisis nume- rik berbasis MEH dan MKB relatif serupa untuk setiap nilai L e,max .  Selain  itu,  hasil  dari  kedua  metode  analisis  juga sepakat  bahwa  menambah  panjang geogrid akan  memin- dahkan lokasi bidang gelincir terlemah menjauh dari permu- kaan  dinding  yang  diiringi  dengan  peningkatan  nilai  FK global. Hal ini dapat disebabkan oleh seiring dengan bertam- bahnya panjang geogrid , gaya penahan juga akan meningkat. Namun,  sebagai  konsekuensi,  gaya  pendorong  yang  dapat didistribusikan  ke geogrid dan  kekuatan  geser  antarmuka yang  dimobilisasi  ke  panjang geogrid yang  tersisa  juga semakin  terbatas.  Dengan  demikian,  penambahan  panjang geogrid tidak lagi bermanfaat bagi stabilitas global dinding MSE.
Pengaruh Kuat Tarik Maksimum Geogrid
Gambar 11 menampilkan perbandingkan nilai FK global yang  diperoleh  pada  penelitian  ini  dengan  hasil  penelitian terdahulu. Berdasarkan hasil analisis stabilitas global dinding MSE dengan T ult geogrid sebesar 108 kN/m, 138,6 kN/m, dan
200 kN/m, diperoleh nilai FK global sebesar 1,22, 1,24, dan 1,28 untuk analisis menggunakan MKB, dan 1,29, 1,32 dan 1,37 untuk analisis dengan menggunakan MEH. Berdasarkan hasil  analisis  numerik,  variasi  T ult tidak  memberikan  pe- ngaruh signifikan terhadap nilai FK global. Temuan ini juga dipaparkan oleh Ozcelik, dkk. [5] dan Gör, dkk. [12] dimana peningkatan  nilai  FK  global  akibat  peningkatan  kekuatan tarik geogrid sangat terbatas.
Gambar 10 . Bidang Gelincir Terlemah untuk Setiap Variasi L e untuk Dinding dengan dan tanpa Geogrid
Gambar 11 . Perbandingan Tren Pengaruh T ult terhadap Nilai FK Hasil Penelitian Ini dengan Hasil Terpublikasi

## Pengaruh Kuat Tarik Maksimum Geogrid
Gambar 11 menampilkan perbandingkan nilai FK global yang  diperoleh  pada  penelitian  ini  dengan  hasil  penelitian terdahulu. Berdasarkan hasil analisis stabilitas global dinding MSE dengan T ult geogrid sebesar 108 kN/m, 138,6 kN/m, dan 200 kN/m, diperoleh nilai FK global sebesar 1,22, 1,24, dan 1,28 untuk analisis menggunakan MKB, dan 1,29, 1,32 dan 1,37 untuk analisis dengan menggunakan MEH. Berdasarkan hasil  analisis  numerik,  variasi  T ult tidak  memberikan
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364)
pengaruh  signifikan  terhadap  nilai  FK  global.  Temuan  ini juga  dipaparkan  oleh  Ozcelik,  dkk.  [5]  dan  Gör,  dkk.  [12] dimana  peningkatan  nilai  FK  global  akibat  peningkatan kekuatan tarik geogrid sangat terbatas.
Namun,  peningkatan  nilai  T ult masih  dianggap  dapat meningkatkan  nilai  FK  global  karena  gaya  dalam  vektor tangensial  yang  bekerja  pada  bidang  gelincir  masih  mem- berikan  kontribusi  pada  peningkatan  nilai  FK.  Variasi  T ult dengan  rentang  yang  lebih  lebih  lebar  diperlukan  guna mengetahui  pengaruh  T ult pada  FK  global  secara  lebih komprehensif.  Sebagai  catatan  tambahan,  perbedaan  besar nilai  FK  global  pada  penelitian  ini  dengan  hasil  dari penelitian  terdahulu  dapat  akibatkan  oleh  berbagai  hal, seperti  parameter  tanah,  model  dinding,  dan  pemodelan geogrid . Namun, tren perubahan nilai FK terhadap T ult pada penelitian ini masih relatif konsisten terhadap hasil penelitian terdahulu.
Kemudian,  hasil  analisis  dengan  menggunakan  MEH menunjukkan  bahwa  akibat  tidak  adanya  peningkatan  tega- ngan  geser/gaya  pendorong,  peningkatan  T ult juga  tidak memberikan pengaruh signifikan pada deformasi horizontal geogrid dan gaya aksial yang bekerja di geogrid . Gaya aksial yang bekerja pada geogrid juga jauh lebih kecil dibandingkan dengan  nilai  T ult .  Perlu  diperhatikan  bahwa  input  nilai  T ult pada  program  numerik  merupakan  nilai  maksimum  yang dapat  dicapai  pada  saat  proses  pembebanan.  Dengan demikian,  hasil  ini  mengindikasikan  bahwa  nilai  T ult tidak sepenuhnya  termobilisasi.  Namun,  peningkatan  T ult tetap mengakibatkan  besar  gaya  aksial  maksimum  yang  bekerja pada geogrid relatif  meningkat,  yaitu  dari  4,8  kN/m  untuk geogrid dengan T ult = 108 kN/m dan 8,7 kN/m untuk geogrid dengan T ult = 200 kN/m. Hal ini disebabkan oleh peningkatan kekakuan aksial geogrid (EA) di mana semakin kaku suatu struktur, maka semakin besar beban yang diterima.
Gambar 12 . Bidang Gelincir Terlemah untuk Setiap Variasi T ult untuk Dinding dengan dan tanpa Geogrid
Gambar 12 menyajikan posisi bidang gelincir terlemah yang  diperoleh  dari  analisis  elemen  hingga  dan  kesetim- bangan  batas.  Bidang  gelincir  terlemah  yang  terbentuk karena  variasi  kekuatan geogrid mengikuti  pola  serupa  de- ngan yang ditemukan pada dua variasi sebelumnya. Semakin besar  kekuatan  tarik geogrid ,  bidang  gelincir  terlemah bergerak menjauhi dinding. Hal ini terlihat dari hasil analisis yang  diperoleh  dari  analisis  dengan  menggunakan  metode numerik berbasis MEH. Untuk analisis menggunakan meto- de kesetimbangan batas, bidang gelincir terlemah terbentuk pada  posisi  yang  relatif  dekat  terlepas  dari  perbedaan kekuatan tarik geogrid .

## 4. Simpulan
Dari  hasil  beberapa  analisis  dapat  disimpulkan  sebagai berikut:
 Analisis  numerik  berbasis  metode  elemen  hingga  dan kesetimbangan  batas  mampu  memprediksi  nilai  faktor keamanan  global  dan  lokasi  bidang  gelincir  terlemah dengan hasil yang relatif serupa.
 Penggunaan  dinding  MSE  dengan  perkuatan geogrid dapat  meningkatkan  nilai  faktor  keamanan  global  dan juga mengubah lokasi bidang gelincir terlemah menjauhi permukaan dinding.
 Memperpendek jarak vertikal antar geogrid , memperpan- jang panjang geogrid , dan meningkatkan kekuatan tarik geogrid mampu  meningkatkan  faktor  keamanan  global dinding  MSE.  Namun,  memperpendek  jarak  vertikal antar  geogrid  mampu  memberikan  peningkatan  nilai faktor  keamanan  global  dan  perubahan  lokasi  bidang gelincir terlemah paling signifikan.
Akhirnya,  hasil  penelitian  ini  dapat  diterapkan  untuk menilai kestabilan jangka pendek kasus dinding MSE dengan geogrid biaksial  yang  dipasang  pada  material  timbunan berupa  tanah  kohesif.  Namun,  perhatikan  bahwa  penelitian ini tidak mempertimbangkan keamanan dan deformasi pada kondisi dinding MSE dengan beban gempa, muka air tanah yang  tinggi,  dan  rembesan,  serta  tidak  mempertimbangkan kinerja geogrid dalam desain jangka panjang. Dengan demi- kian, studi lebih lanjut masih diperlukan untuk mengevaluasi keamanan  global  dan  deformasi  dinding  MSE  di  bawah kondisi pembebanan yang berbeda

## Daftar Pustaka
[1] R. M. Koerner, Designing With Geosynthetics , 5th ed. New Jersey: Pearson - Prentice Hall, 2005.
[2] R. Berg, B. Christopher, and N. Samtani, “Design and construction  of  mechanically  stabilized  earth  walls and reinforced soil slopes–Volume I,” Federal High
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364) 363
Way  Administration  (FHWA) ,  vol.  I,  no.  November,
2009,  doi:  FHWA-NHI-10-024  &  FHWA-NHI-10- 025.
[3] R.  M.  Koerner  and  G.  R.  Koerner,  “A  data  base, statistics  and  recommendations  regarding  171  failed geosynthetic reinforced mechanically stabilized earth (MSE)  walls,” Geotextiles  and  Geomembranes ,  vol.
40,
pp.
20–27,
Oct.
2013,
doi:
10.1016/j.geotexmem.2013.06.001.
[4] BSN,  “Persyaratan  Perancangan  Geoteknik  SNI 8460:2017,” Badan  Standarisasi  Nasional ,  p.  2017, 2017.
[5] G. Ozcelik, O. Pasaoglu, and N. Huvaj, “Analyses of reinforced soil slopes with limit equilibrium and finite element  methods,”  in 10th  International  Conference on Geosynthetics, ICG 2014 , 2014.
[6] M. C. M. Nasvi and S. Krishnya, “Stability Analysis of  Colombo–Katunayake  Expressway  (CKE)  Using Finite  Element  and  Limit  Equilibrium  Methods,” Indian Geotechnical Journal , vol. 49, no. 6, pp. 620– 634, Dec. 2019, doi: 10.1007/s40098-019-00357-7.
[7] B. Chairullah, H. Yunita, M. Munirwansyah, and R.
Ambiya, “Effect of vertical distance of geogrid layers
on slope stability,” IOP Conf Ser Mater Sci Eng , vol. 933,  p.  012046,  Sep.  2020,  doi:  10.1088/1757- 899X/933/1/012046.
[8] H.  H.  Elewa  and  A.  A.  Qaddah,  “Groundwater potentiality  mapping  in  the  Sinai  Peninsula,  Egypt, using  remote  sensing  and  GIS-watershed-based modeling,” Hydrogeol J , vol. 19, no. 3, pp. 613–628, May 2011, doi: 10.1007/s10040-011-0703-8.
[9] John.  Schertmann, Guidelines  for  cone  penetration test: performance and design . 1977.
[10] A.  W.  Bishop,  “The  use  of  the  Slip  Circle  in  the Stability  Analysis  of  Slopes,” Géotechnique ,  vol.  5, no. 1, pp.
7–17, Mar. 1955, doi: 10.1680/geot.1955.5.1.7.
[11] J. M. Duncan, S. G. Wright, and T. L. Brandon, “Soil Strength  and  Slope  Stability,  2nd  Edition,” John Wiley & Sons , 2014.
[12] M. Gör, N. R. Taher, H. S. Aksoy, and H. A. Awlla, “Effect of Geogrid Inclusion on the Slope Stability,” in the  V-International  European  Conference  on Interdisciplinary  Scientific  Research ,  Valencia,  Jan. 2022, pp. 275–286.
Budijanto Widjaja dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (355-364)
Halaman ini sengaja dikosongkan