Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Analisis Hasil Perencanaan pada Pemodelan Stabilitas Timbunan dengan Program Bantu XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W, dan PLAXIS
Widya Indriyani Manurung 1,* , Indrasurya B. Mochtar 1 , Trihanyndio Rendy Satrya 1
Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember 1 Koresponden*, Email: widyaindriyani.m@gmail.com
Info Artikel Abstract
Diajukan                 26 Juni 2021
Diperbaiki               22 Juli 2021 Disetujui                 22 Juli 2021
Keywords: safety factor, GEO5,
GeoStudio-SLOPE/W, PLAXIS, XSTABL
The  stability  of  the  embankment  in  general  can  be  calculated  using  the  limit  equilibrium method in the form of the XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W auxiliary programs and the finite element method in the form of the PLAXIS auxiliary program. The main outputs of the auxiliary  program  are  the  safety  factor  (SF),  moment  resistance,  and  the  location  of  the landslide area. However, the problem that always arises is that there are different outputs for the same input data in the four auxiliary programs. In this case, the planners still do not know which auxiliary program is appropriate to use in analyzing field conditions for planning. From the results of this study, obtained from the analysis of embankment stability for all variations in  height  placed  on  subgrade  with  varying  thickness  of  soft  soil  that  has  not  undergone compression  (without  installing  PVD)  carried  out  with  XSTABL,  GEO5,  and  GeoStudio- SLOPE/W gives the same SF results; but PLAXIS is different. While the conditions that have undergone compression (with PVD installed) carried out with XSTABL, GEO5 are the same;
but GeoStudio-SLOPE/W and PLAXIS are different.
Kata kunci: angka keamanan, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W, PLAXIS, XSTABL

## Abstrak
Stabilitas  timbunan  pada  umumnya  dapat  dihitung  dengan  menggunakan  metode keseimbangan batas berupa program bantu XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W dan metode elemen hingga berupa program bantu PLAXIS. Output utama dari program bantu tersebut adalah angka keamanan (SF), momen penahan, dan letak bidang longsor. Namun, masalah yang selalu timbul adalah adanya output yang berbeda untuk data input yang sama pada  keempat  program  bantu  tersebut.  Dalam  hal  ini,  para  perencana  masih  belum mengetahui program bantu mana yang tepat untuk digunakan dalam menganalisis kondisi lapangan untuk perencanaan. Dari hasil penelitian ini, didapatkan dari analisis stabilitas timbunan  untuk  semua  variasi  ketinggian  yang  diletakkan  di  atas  tanah  dasar  dengan ketebalan  tanah  lunak  yang  bervariasi  yang  belum  mengalami  pemampatan  (tanpa dipasang  PVD)  yang  dilakukan  dengan  XSTABL,  GEO5,  dan  GeoStudio-SLOPE/W memberikan  hasil  SF  yang  sama;  tetapi  PLAXIS  berbeda.  Sedang  kondisi  yang  telah mengalami pemampatan (dengan dipasang PVD) yang dilakukan dengan XSTABL, GEO5 adalah sama; tetapi GeoStudio-SLOPE/W dan PLAXIS berbeda.

## 1. Pendahuluan
Tanah lunak merupakan tanah kohesif yang mempunyai sifat lekatan antar butir-butirnya dan memiliki kekuatan yang rendah. Jika tanah lunak digunakan sebagai dasar konstruksi maka dapat menimbulkan suatu permasalahan pada pemba- ngunan, salah satunya pada jalan. Permasalahan yang sering ditemukan  pada  pembangunan  jalan  yaitu  ketidakstabilan timbunan pada tanah lunak.
Ketidakstabilan suatu timbunan dapat menimbulkan kelo- ngsoran dari timbunan akibat daya dukung tanah yang ren- dah. Selain itu timbunan juga akan mengalami pemampatan dari  lapisan  tanah  dasar  yang  besar  akibat  peristiwa  kon- solidasi.  Pemampatan  konsolidasi  adalah  pengurangan  vol- ume  tanah  yang  diakibatkan  oleh  keluarnya  air  pori  dari dalam  tanah.  Untuk  menganalisis  stabilitas  suatu  timbunan
dapat  digunakan  metode  keseimbangan  batas  ( limit  equili- brium  method )  yaitu  program  bantu  XSTABL,  GEO5,  dan GeoStudio-SLOPE/W; di samping itu tersedia juga metode elemen hingga ( finite element method ) yang berupa program bantu  PLAXIS.  Perbedaan  prinsip  dari  keempat  program bantu  tersebut  adalah  XSTABL,  GEO5,  dan  GeoStudio- SLOPE/W menghasilkan banyak bidang longsor beserta ang- ka  keamanannya,  sedangkan  PLAXIS  hanya  menghasilkan satu bidang longsor beserta angka keamanannya. Dengan de- mikian, PLAXIS tidak memberikan banyak alternatif bidang longsor untuk perencana.
Beberapa peneliti telah menggunakan keempat program bantu tersebut untuk menganalisis stabilitas suatu timbunan dimana  data  timbunan  dan  parameter  tanah  dasarnya  sama tetapi menghasilkan output yang berbeda. Herman dan Liong
dalam penelitiannya melakukan analisis stabilitas lereng tim- bunan  di  atas  lempung  lunak  di  Malaysia  dengan  meng- gunakan  metode limit  equilibrium berupa  GeoStudio- SLOPE/W 2007 dan metode finite element PLAXIS 2D versi 8.2 menghasilkan nilai faktor keamanan yang berbeda seperti yang  ditunjukkan  pada Tabel  1 .  Pada Tabel  2 ,  diberikan hasil  perhitungan  dengan  metode limit  equilibrium dan metode finite element dimana terdapat perbedaan sebesar 3% pada nilai faktor keamanannya [1].
Tabel 1. Rangkuman Hasil Faktor Keamanan [1]
Metode (Program Bantu) Metode Analisis Faktor Keamanan Proyek Malaysia Metode Finite Element (PLAXIS) Plaxis A ≤ 1 (Runtuh) Plaxis B ≤ 1 (Runtuh) Plaxis C ≤ 1 (Runtuh) Metode Limit Equilibrium (GeoStudio- SLOPE/W) Ordinary 1.05 Bishop 1.05 Janbu 0.93 Morgenstern- Price 0.975 Spencer 0.971 Sarma 0.963 Tabel 2. Persentase Perbedaan Faktor Keamanan [1] Proyek Metode % Perbedaan Limit Equilibrium Finite Element Timbunan Malaysia 0.99 0.96 3
Selain  itu,  pola  keruntuhan  dari  setiap  metode  yang dipakai  juga  memiliki  perbedaan  seperti  yang  ditunjukkan pada Gambar 1 .
Gambar 1. Perbandingan pola keruntuhan proyek percobaan timbunan pada lempung lunak di Malaysia [1]
M. Sungkar dkk, dalam penelitiannya melakukan analisis stabilitas  lereng  di  Jalan  Nasional  Meulaboh-Geumpang, Sungai Mas District , Kabupaten Aceh Barat, Provinsi Aceh dengan menggunakan metode Bishop yang mengasumsikan permukaan keruntuhan circular dan perhitungannya divali- dasi dengan metode finite element berupa 2D PLAXIS versi 8.2  [2].  Hasil  angka  keamanan  yang  didapatkan  adalah hampir sama antara 2 metode tersebut, seperti yang ditunjuk- kan pada Tabel 3 .
Tabel 3. Perbedaan Faktor Keamanan [2]
Proyek Metode Limit Equilibrium Finite Element Jalan Nasional Meulaboh-Geumpang, Sungai Mas District 1.080 1.100
Desai,  V.  R.  dan  Joshi,  M.  R.  dalam  penelitiannya melakukan  analisis  stabilitas  dengan  menggunakan  metode limit equilibrium berupa GeoSlope dan metode finite element berupa  PLAXIS.  Hasil  angka  keamanan  yang  diperoleh dengan  me-nggunakan  GeoSlope  adalah  2.437  sedangkan program bantu PLAXIS menghasilkan nilai SF 2.420 untuk dry season [3].
Sulaiman,  M.  S.  dkk  dalam  penelitiannya  melakukan analisis  stabilitas dengan  menggunakan  metode limit  equ- ilibrium berupa SLOPE/W dan metode finite element berupa PLAXIS. Hasil angka keamanan yang diperoleh dengan me- nggunakan SLOPE/W adalah 1.217 sedangkan program ban- tu PLAXIS menghasilkan nilai SF 1.060 [4].
Hasil angka keamanan yang dihasilkan oleh keempat pro- gram  bantu  tersebut  dapat  berbeda  (tidak  sama)  dimana perbedaannya  ada  yang  hampir  sama  ataupun  sangat  jauh. Masih belum diketahui penyebab terjadinya perbedaan out- put dari  keempat  program  bantu  tersebut  sehingga  masih belum ditemukan program bantu mana yang perlu dikoreksi untuk mendekati program bantu yang lebih tepat. Selain itu, perencana pun masih belum mengetahui program bantu mana yang tepat untuk digunakan dalam menggambarkan kondisi perencanaan  di  lapangan.  Oleh  karena  itu,  perlu  dilakukan suatu penelitian untuk mengetahui letak perbedaannya sehi- ngga didapatkan cara untuk menyamakan output (angka kea- manan  minimum)  yang  dihasilkan  oleh  program  bantu XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W, dan PLAXIS.
2. Metode Pengumpulan Data Sekunder
Data  tanah  yang  digunakan  adalah  data  sekunder  yang merujuk dari Tesis Septiandri R. A. dkk [5] dengan meng- gunakan rumus empiris Ardana dan Mochtar [6] untuk men- cari nilai c u dan Kosasih dan Mochtar [7] untuk nilai c c . Jenis tanah dasar yang digunakan hanya tanah lunak dengan kon- sistensi very soft , soft , dan medium .

## Review Data Tanah
Review data tanah untuk menentukan jenis dan parameter tanah yang didapatkan sehingga dapat menentukan data tanah pakai  untuk  pengerjaan  atau  perhitungan  penelitian.  Para- meter tanah yang akan dimasukkan ke dalam program bantu, rinciannya sebagai berikut:
- Program bantu XSTABL = gamma (ɣ), kohesi undrained (c u ), kohesi efektif (c’), sudut geser dalam (Ø).
- Program  bantu  GEO5  =  gamma  (ɣ),  kohesi undrained (c u ), kohesi efektif (c’), sudut geser dalam (Ø).
- Program  bantu  GeoStudio-SLOPE/W  =  gamma  (ɣ), kohesi undrained (c u ),  kohesi  efektif  (c’),  sudut  geser dalam (Ø).
- Program bantu PLAXIS = gamma (ɣ), kohesi undrained (c u ), kohesi efektif (c’), sudut  geser dalam (Ø), poisson ratio (µ), modulus Young (E).
Data  tanah  nilai  c u pakai  pada  tanah  dasar  yang  belum mengalami pemampatan (lapisan tanah dasar tanpa dipasang PVD)  menggunakan  nilai  c u tetap  atau  tanah  asli  belum terkonsolidasi sedangkan tanah dasar yang telah mengalami pemampatan  (lapisan  tanah  dasar  dengan  dipasang  PVD), nilai  c u pakai  akan  dibedakan  antara  menggunakan  nilai  c u tetap atau tanah asli belum terkonsolidasi, c u peralihan atau setengah  terkonsolidasi,  dan  c u meningkat  atau  bagian terkonsolidasi [6].

## Pemodelan Stabilitas Timbunan
Pemodelan  stabilitas  timbunan  direncanakan  dengan memvariasikan  tinggi  timbunan  dan  ketebalan  tanah  lunak dimana variasi yang digunakan sebagai berikut:
- Tinggi timbunan = 4 m, 6 m, 8 m, dan10 m.
- Ketebalan tanah lunak = 10 m, 15 m, dan 20 m.
Timbunan  yang  digunakan  adalah  timbunan  urugan pilihan dengan spesifikasi lebar puncak 30 m dan kemiringan 1:2. Pada penelitian ini memiliki 2 kondisi yaitu tanah dasar yang  belum  mengalami  pemampatan  atau  kondisi  inisial (lapisan  tanah  dasar  tanpa  dipasang  PVD)  dan  tanah  dasar yang  telah  mengalami  pemampatan  (lapisan  tanah  dasar dengan dipasang PVD). Pemasangan PVD bertujuan untuk mempercepat proses pemampatan konsolidasi. Dalam mela- kukan analisis stabilitas timbunan menggunakan program ba- ntu XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W, dan PLAXIS,
tentunya harus memasukkan parameter yang sama ke dalam keempat  program  bantu  tersebut,  berupa  parameter  tanah, tinggi timbunan, dan ketebalan tanah lunak.

## Mencari Nilai SF Minimum yang Sama
Setelah  menganalisis  stabilitas  timbunan  menggunakan keempat  program  bantu  tersebut,  akan  didapatkan output berupa nilai SF minimum. Jika keempat program bantu ter- sebut  menghasilkan nilai SF minimum  yang berbeda maka perlu dilihat perbedaannya pada bidang kelongsoran dan mo- men  penahan  juga.  Setelah  itu,  diteliti  apa  yang  menye- babkan  dari  perbedaan output tersebut.  Jika  sudah  meng- etahui penyebabnya maka perlu mencari cara untuk menya- makan  hasil  analisis  stabilitas  timbunan  dengan  menggu- nakan keempat program bantu tersebut. Setelah mendapatkan caranya,  perlu  meng- running ulang  program  bantu  sampai menghasilkan nilai SF minimum yang hampir sama dimana nilai  angka  keamanan  yang  dihasilkan  dari  program  bantu XSTABL dijadikan sebagai acuan pada penelitian ini.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Data Tanah Pakai
Pada penelitian ini menggunakan asumsi ketebalan tanah lunak maksimum adalah 20 meter. Data tanah untuk variasi ketebalan tanah lunak 10 meter diambil berdasarkan data ta- nah 10 meter dari permukaan, begitu pula untuk variasi kete- balan tanah lunak 15 m yang diambil berdasarkan data tanah 15 m dari permukaan [5]. Data tanah pakai untuk ket-ebalan tanah lunak 20 m dapat dilihat pada Tabel 4.

## Perhitungan Pemampatan
Pada  penelitian  ini  menggunakan  2  kondisi  yaitu  tanah dasar  yang  belum  mengalami  pemampatan  atau  kondisi inisial (lapisan tanah dasar tanpa dipasang PVD) dan tanah dasar  yang  telah  mengalami  pemampatan  (lapisan  tanah dasar  dengan  dipasang  PVD)  yang  memiliki  variasi  tinggi timbunan 4 – 10 m. Untuk lapisan tanah dasar dengan dipa- sang  PVD,  variasi  tinggi  timbunan  4  –  10  m  dinyatakan sebagai  H akhir timbunan,  karena  timbunan  tersebut  sudah memampat  90%  dalam  kurun  waktu  6  bulan.  Maka  perlu menghitung  besar  pemampatan  yang  telah  terjadi  menggu- nakan H awal timbunan.
Grafik hubungan antara H akhir dengan H awal dapat dilihat pada Gambar  2. Nilai  H awal timbunan  didapatkan  melalui per-samaan yang dihasilkan dari grafik antara H akhir dengan H awal timbunan  dengan  masing-masing  ketebalan  tanah lunak. Hasil rekapitulasi H akhir dengan H awal timbunan untuk kondisi dengan dipasang PVD, dapat dilihat pada Tabel 5.
Gambar 2 . Hubungan antara H akhir dengan H awal timbunan
Tabel 5. Nilai H akhir dan H awal Timbunan Ketebalan Tanah Lunak 10 m 15 m 20 m H akhir H awal H akhir H awal H akhir H awal m m m m m m 4 5.19 4 5.51 4 5.78 6 7.54 6 7.97 6 8.38 8 9.79 8 10.29 8 10.84 10 11.98 10 12.53 10 13.24
Perhitungan pemampatan menggunakan persamaan 1 dan 2 [8]. jika ∆σ + σ' o > σ' p
Sc = log + log ∆ (1)
jika, ∆σ + σ' o ≤ σ' p
Sc = x log ∆ (2)
Untuk  kondisi  dengan  dipasang  PVD  menggunakan parameter tanah c u yang dibedakan antara c u asli (c u tanah asli belum  terkonsolidasi),  c u peralihan  (c u setengah  terkonsol- idasi),  dan  c u baru  (c u sudah  terkonsolidasi)  sesuai  rumus Ardana dan Mochtar pada persamaan 3-4 [6].
c u asli = 0,0737  +   (0,1899 –  0,0016 PI) x σ′p (3) c u baru = 0,0737 + (0,1899 –  0,0016 PI) x (∆σ + σ′o) (4) c u peralihan = (5)
Analisis  Stabilitas  Timbunan  dengan  Program  Bantu XSTABL
Dalam  melakukan  analisis  stabilitas  timbunan  dapat menggunakan  program  bantu  XSTABL.  Prinsip  kerja  pro- gram bantu XSTABL dalam mencari nilai angka keamanan dengan  metode  irisan  atau  pias-pias  dengan  pendekatan
bidang  kelongsoran  berbentuk circular .  Hasil output dari program bantu XSTABL berupa nilai SF minimum, bidang kelongsoran,  dan moment  resistance .  Pada  penelitian  ini menggunakan 2 kondisi yaitu tanah dasar yang belum meng- alami pemampatan (lapisan tanah dasar tanpa dipasang PVD) dan tanah dasar yang telah mengalami pemampatan (lapisan tanah dasar dengan dipasang PVD) dengan variasi ketinggian dan  ketebalan  tanah  lunak.  Untuk  pemasangan  kedalaman PVD sedalam tinggi timbunan.
Spesifikasi timbunan yang akan dianalisis dengan variasi ketinggian 4-10 m yang memiliki kemiringan 1:2 dan lebar puncak sebesar 30 m (lebar  jalan tol). Timbunan berdiri di atas  tanah  lunak  sedalam  10-20  m  dimana  seluruh  lapisan tanah lunak ini termasuk dalam konsistensi very soft , soft , dan medium . Muka air tanah terletak pada permukaan dasar tim- bunan.  Timbunan  direncanakan  sesuai  dengan  kondisi  di lapangan  dimana  terdapat  beban  lalu  lintas  di  puncak  tim- bunan sebesar 10 kPa [9]. Di pinggir timbunan terdapat bahu jalan sebesar 2,5 m dan di tengah timbunan terdapat median jalan sebesar 1 m.
Dalam  menganalisis  stabilitas  timbunan  menggunakan program bantu XSTABL, dengan cara memvariasikan nilai initiation – termination . Pada penelitian ini, melakukan iterasi sebanyak  5  kali  terhadap initiation – termination dari XSTABL. Untuk setiap 1 iterasi initiation – termination, akan ditentukan  10  SF  minimum  kritis  oleh  program  bantu XSTABL dan dipilih SF terkecil dan R terdalam dari 10 SF minimum  tersebut.  Metode  analisis  yang  digunakan  pada program bantu XSTABL adalah metode Bishop.
Contoh  pemodelan  untuk  kondisi  tanpa  dan  dengan  di- pasang PVD dengan tinggi timbunan 10 m dan ketebalan tan- ah lunak 20 m dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4 .
Gambar 3. Pemodelan pada program bantu XSTABL untuk kondisi tanpa dipasang PVD yang digambar dengan autocad
Gambar 4. Pemodelan pada program bantu XSTABL untuk kondisi  dengan  dipasang  PVD  yang  digambar  dengan autocad
0 3 6 9 12 15 18 0 3 6 9 12 15 H aw al (m ) H akhir (m) Kedalaman Tanah Dasar 10 m Kedalaman Tanah Dasar 15 m Kedalaman Tanah Dasar 20 m

## Analisis Stabilitas Timbunan dengan Program Bantu GEO5
Dalam menganalisis stabilitas timbunan atau melakukan pengecekkan overall  stability suatu  timbunan  dapat  meng- gunakan program bantu GEO5. Prinsip kerja program bantu GEO5 dalam mencari nilai angka keamanan dengan metode irisan atau pias-pias dengan pendekatan bidang kelongsoran berbentuk circular ,  sama  seperti  program  bantu  XSTABL. Hasil output dari  program  bantu  GEO5  berupa  nilai  SF minimum, bidang kelongsoran, dan moment resistance .
Ketentuan pemodelan timbunan yang digambar pada pro- gram  bantu  GEO5,  sama  seperti  program  bantu  XSTABL. Hal ini bertujuan untuk melihat hasil angka keamanan (SF) dari suatu timbunan dengan pemodelannya dan memasukkan parameter tanah yang sama jika dihitung menggunakan pro- gram bantu berbeda.
Dalam  menganalisis  stabilitas  timbunan  menggunakan program  bantu  GEO5  dengan  tipe  analisis optimization terlebih dahulu. Hal tersebut dilakukan untuk mencari nilai SF minimum. Selanjutnya, dilakukan analisis kembali; tipe analisis standard dengan  cara  mengubah  bidang  longsor mencapai  kaki  timbunan  hingga  menyentuh  lapisan  tanah dasar. Langkah tersebut dilakukan berulang kali hingga dite- mukan pola nilai SF dan moment resistance yang dihasil-kan. Pada  penelitian  ini,  melakukan  iterasi  sebanyak  5  kali  ter- hadap tipe analisis optimization dan standard . Setiap 1 iterasi dengan tipe analisis secara optimization dan standard , dihas- ilkan masing-masing 1 SF minimum. Metode analisis yang digunakan pada program bantu GEO5 adalah metode Bishop.
Dalam  menganalisis  stabilitas  menggunakan  program bantu GEO5 untuk kondisi lapisan tanah dasar telah meng- alami  pemampatan  (dengan  dipasang  PVD)  dengan  tinggi timbunan 10 m dan ketebalan tanah lunak 15 m; tipe analisis optimization , didapatkan nilai SF minimum dan moment res- istance membesar. Hal tersebut, karena adanya pening-katan parameter  tanah  c u .  Tetapi  bidang  longsor  yang  dihasilkan malah  lebih  dalam  daripada  kondisi  inisial  (lapisan  tanah dasar tanpa dipasang PVD) sehingga  hal ini  tidak reliable . Hasil  tersebut  didapatkan  dengan  memodelkan  geometri lapisan tanah dasar yang menurun. Maka dari itu perlu dicoba dengan memodelkan geometri lapisan tanah dasar yang lurus. Setelah dilakukan analisis, didapatkan  hasil bidang longsor pada geometri lapisan tanah dasar yang lurus serupa dengan geometri  lapisan  tanah  dasar  yang  menurun.  Dapat  disim- pulkan bahwa pemodelan geometri lapisan tanah dasar yang menurun  untuk  kondisi  dengan  dipasang  PVD,  bukan  pe- nyebab didapatkannya hasil bidang longsor yang lebih dalam daripada kondisi tanpa dipasang PVD. Oleh karena itu, dalam mencari  nilai  SF  minimum untuk  kondisi  dengan dipasang PVD; tipe analisis standard , dilakukan dengan cara mema-
sukkan koordinat bidang longsor dari out-put analisis opti- mization kondisi  tanpa  dipasang  PVD  untuk  semua  variasi ketinggian dan ketebalan tanah lunak.
Contoh  pemodelan  untuk  kondisi  tanpa  dan  dengan  di- pasang PVD dengan tinggi timbunan 10 m dan ketebalan tan- ah lunak 20 m dapat dilihat pada Gambar 5 dan Gambar 6 .
Gambar  5. Pemodelan  pada  program  bantu  GEO5  untuk kondisi tanpa dipasang PVD
Gambar  6. Pemodelan  pada  program  bantu  GEO5  untuk kondisi dengan dipasang PVD
Analisis  Stabilitas  Timbunan  dengan  Program  Bantu GeoStudio-SLOPE/W
Dalam menganalisis stabilitas timbunan atau melakukan pengecekkan overall  stability suatu  timbunan  dapat  meng- gunakan program bantu GeoStudio-SLOPE/W. Prinsip kerja program  bantu  GeoStudio-SLOPE/W  dalam  mencari  nilai angka keamanan dengan metode irisan atau pias-pias dengan pendekatan  bidang  kelongsoran  berbentuk circular ,  sama seperti program bantu XSTABL dan GEO5. Hasil output dari program  bantu  GeoStudio-SLOPE/W  berupa  nilai  SF  min- imum, bidang kelongsoran, dan moment resistance .
Ketentuan  pemodelan  timbunan  yang  digambar  pada program bantu GeoStudio-SLOPE/W, sama seperti program bantu XSTABL. Hal ini bertujuan untuk melihat hasil angka keamanan  (SF)  dari  suatu  timbunan  dengan  pemodelannya dan memasukkan  parameter tanah yang  sama jika dihitung menggunakan program bantu berbeda.
Dalam  menganalisis  stabilitas  timbunan  menggunakan program  bantu  GeoStudio-SLOPE/W,  dengan  cara  mem- variasikan  nilai entry and  exit  slip  surface . Pada penelitian
Widya Indriyani Manurung dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (295-304) 300
ini, melakukan iterasi sebanyak 5 kali terhadap entry dan exit slip surface dari GeoStudio-SLOPE/W. Untuk setiap 1 iterasi entry dan exit slip surface, akan ditentukan 1 SF minimum kritis  oleh  program  bantu  GeoStudio-SLOPE/W.  Metode analisis  yang  digunakan  pada  program  bantu  GeoStudio- SLOPE/W adalah metode Bishop.
Dalam  menganalisis  stabilitas  menggunakan  program bantu GeoStudio-SLOPE/W untuk kondisi lapisan tanah das- ar  telah  mengalami  pemampatan  (dengan  dipasang  PVD) dengan tinggi timbunan 6 m dan ketebalan tanah lunak 20 m dari iterasi ke-1, didapatkan nilai SF minimum dan moment resistance membesar. Hal tersebut, karena adanya peningka- tan parameter tanah c u . Tetapi bidang longsor yang dihasil- kan malah lebih dalam daripada kondisi inisial (lapisan tanah dasar tanpa  dipasang PVD)  sehingga hal ini tidak reliable . Hasil tersebut didapatkan dengan memodelkan geometri la- pisan tanah dasar yang menurun. Maka dari itu perlu dicoba dengan memodelkan geometri lapisan tanah dasar yang lurus . Setelah dilakukan  analisis,  didapatkan hasil bidang longsor pada geometri lapisan tanah dasar yang lurus serupa dengan geometri  lapisan  tanah  dasar  yang  menurun.  Dapat  disim- pulkan bahwa pemodelan geometri lapisan tanah dasar yang menurun untuk kondisi dengan dipasang PVD, bukan penye- bab  didapatkannya  hasil  bidang  longsor  yang  lebih  dalam daripada kondisi tanpa dipasang PVD. Oleh karena itu, dalam mencari  nilai  SF  minimum untuk  kondisi  dengan dipasang PVD; grid  and  radius  slip  surface ,  dilakukan  dengan  cara memasukkan  koordinat  bidang  longsor  dari output analisis entry and exit slip surface kondisi tanpa dipasang PVD untuk semua variasi ketinggian dan ketebalan tanah lunak.
Contoh  pemodelan  untuk  kondisi  tanpa  dan  dengan  di- pasang PVD dengan tinggi timbunan 10 m dan ketebalan tan- ah lunak 20 m dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8 .
Analisis  Stabilitas  Timbunan  dengan  Program  Bantu

## PLAXIS
Dalam menganalisis stabilitas timbunan atau melakukan pengecekkan overall stability suatu timbunan dapat menggu- nakan program bantu PLAXIS. Prinsip kerja program bantu PLAXIS dalam mencari nilai angka keamanan dengan phi/c reduction . Cara kerja phi/c reduction artinya dengan mere- duksi nilai c dan tan ϕ hingga kelong-soran terjadi sehingga perhitungannya  berbeda  dengan  pro-gram  bantu  XSTABL, GEO5, dan GeoStudio-SLOPE/W. Hasil output dari program bantu PLAXIS berupa nilai SF minimum dan displacement . Output gambar  yang  ditampil-kan  hanya  berupa  bidang longsor  tanpa  titik  koordinat  bidang  longsor  dan moment resistance .
Ketentuan pemodelan timbunan yang digambar pada pro- gram bantu PLAXIS, sama seperti program bantu XSTABL. Hal ini bertujuan untuk melihat hasil angka keamanan (SF) dari suatu timbunan dengan pemodelannya dan memasukkan parameter tanah yang sama jika dihitung menggunakan pro- gram bantu berbeda.
Program bantu PLAXIS termasuk metode elemen hingga sehingga  kalkulasi  program  tersebut  berbeda  dengan XSTABL, GEO5, dan GeoStudio-SLOPE/W yang termasuk dalam  metode  keseimbangan  batas.  Metode  analisis  pada pro-gram  bantu  PLAXIS  mengharuskan  perencana  memo- delkan perkerasan jalan setebal 20 cm dan subbase jalan se- tebal  50  cm  sesuai  dengan  kondisi  di  lapangan yang  dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 7. Pemodelan pada program bantu GeoStudio- SLOPE/W untuk kondisi tanpa dipasang PVD
Gambar  8. Pemodelan  pada  program  bantu  GeoStudio- SLOPE/W untuk kondisi dengan dipasang PVD
Gambar  9. Pemodelan  perkerasan  jalan  dan subbase timbunan pada program bantu PLAXIS
Pada  program  bantu  PLAXIS  perlu  memasukkan  para- meter  tanah  modulus  elastisitas  (E)  dan poisson  ratio (µ). Pada penelitian ini, membuat data modifikasi nilai E dengan nilai c u untuk jenis tanah lempung. Rekapitulasi nilai E dan c u tanah lempung dapat dilihat pada Tabel 6 sehingga dapat disajikan ke dalam grafik yang dapat dilihat pada Gambar 10. Parameter  tanah  E  didapatkan  melalui persamaan yang dihasilkan  dari  grafik  hubungan  antara  c u dengan  E untuk tanah lempung.
Tabel 6. Rekapitulasi Nilai c u [10] dan E [11] Konsistensi Tanah c u E kN/m 2 kN/m 2 Very Soft 0 300 12 3000 Soft 13 2000 24 4000 Medium 25 4500 49 9000
Gambar 10 . Hubungan antara c u dengan E untuk tanah lempung
Gambar 11. Pemodelan pada program bantu PLAXIS untuk kondisi tanpa dipasang PVD
Nilai poisson  ratio yang  digunakan  untuk  jenis  tanah lempung adalah 0.35. Nilai modulus elastisitas untuk tanah pasir dense menggunakan E = 50000 kN/m 2 dan gravel dense menggunakan  E  =  80000  kN/m 2 .  Nilai poisson  ratio jenis tanah  pasir  dan gravel yang  digunakan  sama  seperti  jenis tanah lempung, yaitu 0.35 [11].
Contoh  pemodelan  untuk  kondisi  tanpa  dan  dengan  di- pasang PVD dengan tinggi timbunan 10 m dan ketebalan ta- nah lunak 20 m dapat dilihat pada Gambar 11 dan Gambar
12 . Sedang hasil bidang kelongsoran untuk kondisi tanpa dan dengan  dipasang  PVD  dengan  tinggi  timbunan  10  m  dan ketebalan tanah lunak 20 m dapat dilihat pada Gambar 13 dan Gambar 14.
Gambar 12. Pemodelan pada program bantu PLAXIS untuk kondisi dengan dipasang PVD
Gambar 13. Hasil bidang kelongsoran pada program bantu PLAXIS untuk kondisi tanpa dipasang PVD
Gambar 14 . Hasil bidang kelongsoran pada program bantu PLAXIS untuk kondisi dengan dipasang PVD
Hasil Analisis Safety Factor dari Berbagai Program Bantu Setelah  melakukan  analisis  stabilitas  timbunan  untuk kondisi  inisial  (lapisan  tanah  dasar  tanpa  dipasang  PVD) dengan  variasi  ketinggian  dan  ketebalan  tanah  lunak  maka akan  diperoleh  1  nilai  SF  minimum  dari  masing-masing program bantu XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W, dan PLAXIS dari 5 iterasi yang telah dilakukan. Program bantu XSTABL  memiliki  keistimewaan  dimana  dapat  mengana- lisis  dengan  memodelkan  minimum  seratus  kemungkinan bidang longsor secara acak yang kemudian ditentukan sepu-
y = 175.17x + 209.01 R² = 0.9785 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 20 40 60 E ( kN /m 2 ) c u (kN/m 2 )
Widya Indriyani Manurung dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (295-304) 302
luh  SF  minimum  sehingga  program  bantu  XSTABL  dija- dikan acuan dalam menganalisis perbandingan nilai SF min- imum terhadap hasil dari program bantu GEO5, GeoStudio- SLOPE/W, dan PLAXIS.
Dari  hasil  analisis  stabilitas  timbunan  menggunakan program bantu XSTABL, GEO5, GeoStudio-SLOPE/W un- tuk kondisi tanpa dipasang PVD dari semua variasi keting- gian  dan  ketebalan  tanah  lunak,  didapatkan  bahwa  dengan ketinggian H akan menghasilkan nilai SF minimum dan ling- karan bidang kelongsoran yang hampir sama untuk berbagai variasi ketebalan tanah lunak apabila ketebalan tanah lunak lebih besar dari tinggi timbunan H.
Hasil perbandingan nilai SF minimum yang berupa koef- isien  pengali  antara  keempat  program  bantu  untuk  kondisi tanpa dan dengan dipasang PVD, dapat dilihat pada Tabel 7 dan Tabel 8 .
Kesimpulan yang dapat ditarik dari Tabel 7 adalah untuk kondisi tanpa dipasang PVD dari semua variasi tinggi tim- bunan dan ketebalan tanah lunak, program bantu GEO5 dan GeoStudio-SLOPE/W menghasilkan nilai SF minimum lebih kecil  daripada  XSTABL  tetapi  nilai  SF  minimum yang  di- hasilkan oleh ketiga program bantu tersebut adalah  hampir sama. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa hasil prog- ram bantu GEO5 dan GeoStudio-SLOPE/W adalah reliable . Koefisien  pengali  nilai  SF  merupakan  faktor  koreksi  yang dibutuhkan jika hasil nilai SF minimum pada program bantu GEO5  dan  GeoStudio-SLOPE/W  berbeda  dari  XSTABL. Sedang  program  bantu  PLAXIS  menghasilkan  nilai  SF minimum paling besar daripada XSTABL dan nilai SF min- imum yang dihasilkan oleh program bantu PLAXIS berbeda dengan XSTABL. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa hasil program bantu PLAXIS adalah tidak reliable . Koefisien pengali nilai SF merupakan faktor koreksi yang dibutuhkan oleh  program  bantu  PLAXIS  untuk  menghasilkan  nilai  SF minimum yang sama dengan XSTABL.
Kesimpulan yang dapat ditarik dari Tabel 8 adalah untuk kondisi dengan dipasang PVD dari semua variasi tinggi tim- bunan dan ketebalan tanah lunak, program bantu GEO5 me- nghasilkan nilai SF minimum lebih kecil daripada XSTABL tetapi nilai SF minimum yang dihasilkan oleh kedua program bantu  tersebut  adalah  hampir  sama.  Oleh  karena  itu  dapat disimpulkan  bahwa  hasil  program  bantu  GEO5  adalah rel- iable .  Koefisien pengali nilai SF merupakan faktor koreksi yang dibutuhkan jika hasil nilai SF minimum pada program bantu  GEO5  berbeda  dari  XSTABL.  Program  bantu GeoStudio-SLOPE/W menghasilkan nilai SF minimum lebih kecil daripada XSTABL dan nilai SF minimum yang diha- silkan  oleh  kedua  program  bantu  tersebut  adalah  berbeda. Oleh  karena  itu  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil  program
bantu GeoStudio-SLOPE/W adalah tidak reliable . Koefisien pengali nilai SF merupakan faktor koreksi yang dibutuhkan oleh  program  bantu  GeoStudio-SLOPE/W  untuk  meng- hasilkan  nilai  SF  minimum  yang  sama  dengan  XSTABL. Sedang program bantu PLAXIS menghasilkan nilai SF min- imum lebih kecil daripada XSTABL dan nilai SF minimum yang  dihasilkan  oleh  kedua  program  bantu  tersebut  adalah berbeda.  Oleh  karena  itu  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil program  bantu  PLAXIS  adalah  tidak reliable .  Koefisien pengali nilai SF merupakan faktor koreksi yang dibutuhkan oleh  program  bantu  PLAXIS  untuk  menghasilkan  nilai  SF minimum yang sama dengan XSTABL.

## 4. Simpulan
Dari  hasil  analisis  dan  pembahan  dapat  disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Analisis  stabilitas  timbunan  untuk  semua  variasi  keti- nggian yang diletakkan di atas tanah dasar dengan kete- balan  tanah  lunak  yang  bervariasi  yang  belum  menga- lami pemampatan (tanpa dipasang PVD) yang dilakukan dengan program bantu XSTABL, GEO5, dan GeoStudio- SLOPE/W memberikan hasil angka keamanan (SF) yang sama; tetapi angka keamanan (SF) yang dihasilkan dari program bantu PLAXIS berbeda.
2. Analisis  stabilitas  timbunan  untuk  semua  variasi  keti- nggian yang diletakkan di atas tanah dasar dengan kete- balan tanah lunak yang bervariasi yang telah mengalami pemampatan  (dengan  dipasang  PVD)  yang  dilakukan dengan program bantu XSTABL dan GEO5 memberikan hasil  angka  keamanan  (SF)  yang  sama;  tetapi  angka keamanan  (SF)  yang  dihasilkan  dari  program  bantu GeoStudio-SLOPE/W dan PLAXIS berbeda.
3. Penyebab  perbedaan  hasil  angka  keamanan  (SF)  yang diperoleh dari program bantu PLAXIS adalah proses kal- kulasi  untuk  mencari  nilai  angka  keamanan  dengan menggunakan phi/c  reduction sedangkan  pada  program bantu  XSTABL,  GEO5,  dan  GeoStudio-SLOPE/W menggunakan metode irisan atau pias-pias dengan pen- dekatan bidang kelongsoran berbentuk circular . Sedang penyebab  perbedaan  hasil  angka  keamanan  (SF)  dari program bantu GeoStudio-SLOPE/W untuk kondisi tanah dasar  sudah  memampat  (dengan  dipasang  PVD)  adalah program  bantu  XSTABL  dan  GEO5  menghasilkan kedalaman bidang kelongsoran berbeda.

## Daftar Pustaka
[1] D. J. G. Herman and G. T. Liong, “Analisa Stabilitas Lereng  Limit  Equilibrium  dan  Finite  Element Method,” HATTI-PIT-XVI , 2012.
Widya Indriyani Manurung dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (295-304)
[2] M.  Sungkar  et  al,  “Slope  stability  analysis  using Bishop  and  Finite  Element  Methods,”  in IOP Conference Series: Materials Science and
Engineering , Banda Aceh, 2020.
[3] V.  R.  Desai  and  M.  R.  Joshi,  “Slope  Stability Evaluations by Limit Equilibrium and Finite Element Method,” International  Research  Journal  of Engineering and Technology , vol. VI, no. 09, pp. 756- 761, 2019.
[4] M.  S.  Sulaiman,  A.  H.  Yusoff  and  N.  D.  Miniandi, “Slope Stability Evaluations Using Limit Equilibrium and Finite Element Methods,” International Journal of  Advanced  Science  and  Technology ,  vol.  XXVIII, no. 18, pp. 27-43, 2019.
[5] R.  A.  Septiandri,  I.  B.  Mochtar  and  Y.  Lastiasih, Metode Cepat untuk Menentukan Besar Pemampatan Konsolidasi (Sc) Timbunan di Atas Tanah Lunak dan Perencanaan Perkuatannya untuk Kondisi dengan dan Tanpa  Pemasangan  Prefabricated  Vertical  Drain (PVD),  Thesis,  Surabaya:  Departemen  Teknik  Sipil Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2021.
[6] M. D. Ardana and I. B. Mochtar, Pengaruh Tegangan Overburden  Efektif  dan  Plastisitas  Tanah  terhadap Kekuatan  Geser  Undrained  Tanah  Lempung Berkonsistensi  Sangat  Lunak  Sampai  Kaku  yang Terkonsolidasi  Normal,  Thesis,  Surabaya:  Jurusan Teknik  Sipil  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember, 1999.
[7] A. Kosasih and I.  B. Mochtar, Pengaruh  Kadar  Air, Angka Pori, dan Batas Cair Tanah Lempung Terhadap Indeks  Pemampatan  Konsolidasi  Cc  dan  Indeks Pengembangan Cs, Thesis, Surabaya: Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 1997.
[8] N. E. Mochtar, Modul Ajar Metode Perbaikan Tanah, Surabaya: ITS Press, 2012.
[9] “SNI 8460-2017 Persyaratan Perancanagan
Geoteknik,”  Badan  Standarisasi  Nasional,  Jakarta, 2017.
[10]   I.  B.  Mochtar,  “Parameter  Empiris  untuk  Tanah Lunak di Lapangan,” Surabaya, 2001.
[11]   J.  E.  Bowles,  Sifat-Sifat  Fisis  dan  Geoteknis  Tanah (Mekanika Tanah), Jakarta: Erlangga, 1999.
Tabel 4. Data Tanah untuk Ketebalan Tanah Lunak 20 m [5] Kedalaman Tebal Lapisan z e 0 γ sat σ'o σ'p = σ'o+h fluktuasi Cu Konsistensi (m) (m) (m) (t/m 3 ) (t/m 2 ) (t/m 2 ) (t/m 2 ) 1 1 0.5 1.800 1.571 0.286 1.786 0.991 Very Soft 2 1 1.5 1.783 1.575 0.859 2.359 1.072 3 1 2.5 1.766 1.579 1.436 2.936 1.154 4 1 3.5 1.748 1.582 2.016 3.516 1.236
Soft 5 1 4.5 1.731 1.586 2.600 4.100 1.319 6 1 5.5 1.714 1.590 3.188 4.688 1.403 7 1 6.5 1.697 1.593 3.779 5.279 1.487 8 1 7.5 1.679 1.597 4.375 5.875 1.571 9 1 8.5 1.662 1.601 4.974 6.474 1.656 10 1 9.5 1.645 1.605 5.577 7.077 1.742 11 1 10.5 1.628 1.609 6.184 7.684 1.828 12 1 11.5 1.610 1.613 6.794 8.294 1.915 13 1 12.5 1.593 1.617 7.409 8.909 2.002 14 1 13.5 1.576 1.621 8.029 9.529 2.090 15 1 14.5 1.559 1.625 8.652 10.152 2.179 16 1 15.5 1.541 1.630 9.279 10.779 2.268 17 1 16.5 1.524 1.634 9.911 11.411 2.357 18 1 17.5 1.507 1.638 10.547 12.047 2.448 Medium 19 1 18.5 1.490 1.643 11.187 12.687 2.539 20 1 19.5 1.472 1.647 11.832 13.332 2.630
Widya Indriyani Manurung dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (295-304) 304
Tabel 7. Rekapitulasi Hasil Perbandingan Nilai SF Min. untuk Kondisi Tanpa Dipasang PVD H Timbunan Kedalaman Tanah Dasar SF Minimum Koefisien Pengali untuk SF m m XSTABL GEO5 GeoStudio- SLOPE/W PLAXIS XSTABL / GEO5 XSTABL / GeoStudio- SLOPE/W XSTABL / PLAXIS 4 10 0.899 0.880 0.890 0.999 1.02 1.01 0.90 15 0.899 0.880 0.890 0.988 1.02 1.01 0.91 20 0.899 0.880 0.890 0.659 1.02 1.01 1.36 6 10 0.678 0.670 0.669 0.760 1.01 1.01 0.89 15 0.678 0.660 0.674 0.790 1.03 1.01 0.86 20 0.678 0.660 0.669 0.722 1.03 1.01 0.94 8 10 0.565 0.550 0.558 0.645 1.03 1.01 0.88 15 0.565 0.550 0.558 0.663 1.03 1.01 0.85 20 0.565 0.550 0.558 0.654 1.03 1.01 0.86 10 10 0.493 0.480 0.482 0.561 1.03 1.02 0.88 15 0.493 0.490 0.482 0.556 1.01 1.02 0.89 20 0.493 0.490 0.482 0.565 1.01 1.02 0.87 Tabel 8. Rekapitulasi Hasil Perbandingan Nilai SF Min. untuk Kondisi dengan Dipasang PVD H Timbunan Kedalaman Tanah Dasar SF Minimum Koefisien Pengali untuk SF m m XSTABL  GEO5 GeoStudio- SLOPE/W PLAXIS XSTABL / GEO5 XSTABL / GeoStudio- SLOPE/W XSTABL / PLAXIS 4 10 1.096 1.080 1.025 0.821 1.01 1.07 1.34 15 1.113 1.100 1.054 0.787 1.01 1.06 1.41 20 1.124 1.130 1.050 1.136 0.99 1.07 0.99 6 10 0.933 0.960 0.963 0.946 0.97 0.97 0.99 15 0.945 1.000 0.880 0.961 0.95 1.07 0.98 20 1.024 1.020 1.019 1.004 1.00 1.00 1.02 8 10 0.911 0.900 0.901 0.925 1.01 1.01 0.98 15 0.937 0.910 0.803 0.874 1.03 1.17 1.07 20 0.961 0.950 0.832 0.862 1.01 1.16 1.11 10 10 0.860 0.850 0.857 0.884 1.01 1.00 0.97 15 0.894 0.860 0.756 0.893 1.04 1.18 1.00 20 0.919 0.900 0.828 0.783 1.02 1.11 1.17