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

## Penerapan Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) pada Pemodelan Tanggul Menggunakan Material Lumpur Sidoarjo yang Distabilisasi dengan Kapur
Dyah Ayu Rahmawati Cupasindy 1,* , Ria Asih Aryani Soemitro 1 , Indarto 1 , Trihanyndio Rendy Satrya 1 Departemen Teknik Sipil, Insitut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: dyahayurc7@gmail.com

## Info Artikel
Abstract
Diajukan                        12 Agustus 2020 Diperbaiki                      19 Agustus 2020 Disetujui                        19 Agustus 2020
Keywords:  Sidoarjo  Mudflow,  Soil-Water Characteristic Curve (SWCC), Matric
Suction, Matric Suction, Stabilization, Safety Factor, Embankment.
This research is a modeling geotechnical auxiliary programs with secondary data processing from  previous  research.  The  purpose  of  this  modeling  is  to  analyze  the  stability  of  the embankment due to the application of the matric suction value on the Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) to see the effect of changes in water content in the lime stabilized LuSi material which can be used as embankment embankment material. The matric suction value used with a  value  of 1-480  kPa greatly  affects  the  stability  of  the  embankment  and  the  relation  to  the value of the safety value. The effect of groundwater level elevation gives the value of the safety factor of the embankment in a safe condition with a range of 1.3-2.6 at the variation in height (6-10 m) and embankment slope (1: 1, 1: 1.5 and 1: 2). The effect of the height of the LuSi sediment provides a value of the safety factor of the embankment in a safe condition with a range of 1.25 - 2.12 on a 1: 2 slope at height (1-7 m). The rate of immediate settlement on the embankment  ranges  from  14  -  40  cm  every  200  days  for  variations  in  height  (6-10  m)  and embankment slope (1: 1, 1: 1.5 and 1: 2).
Kata  kunci:  Lumpur  Sidoarjo, Soil-Water Characteristic  Curve (SWCC), Matric
Suction ,  Stabilisasi,  Faktor  Keamanan,
Tanggul.
Abstrak
Penelitian  ini  bersifat  pemodelan  program  bantu  geoteknik  dengan  pengolahan  data sekunder dari penelitian terdahulu. Tujuan dari pemodelan ini adalah untuk menganalisis stabilitas tanggul akibat penerapan nilai matric suction pada Soil-Water Characteristic Curve (SWCC)  untuk  melihat  pengaruh  perubahan  kadar  air  pada  material  LuSi  distabilisasi kapur yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan timbunan tanggul. Nilai matric suction yang digunakan dengan nilai 1-480 kPa sangatlah berpengaruh pada stabilitas tanggul dan relasi nilai  angka  keamanan.  Pengaruh  elevasi  muka  air  tanah  memberikan  nilai  faktor keamanan tanggul dalam kondisi aman dengan rentang 1,3 – 2,6 pada variasi tinggi (6-10 m) dan kemiringan tanggul (1:1, 1:1.5 dan 1:2). Pengaruh tinggi endapan LuSi memberikan nilai  faktor  keamanan  tanggul  dalam  kondisi  aman  dengan  rentang  1,25  –  2,12  pada kemiringan 1:2 pada tinggi (1-7 m). Besar penurunan segera pada tanggul berkisar 14 - 40 cm setiap 200 hari untuk variasi tinggi (6-10 m) dan kemiringan tanggul (1:1, 1:1.5 dan 1:2).
1. Pendahuluan
Pada tanggal 29 Mei 2006 telah terjadi semburan lumpur yang sangat besar di lokasi pengeboran tepatnya berjarak 100 –  200  meter  dari  Sumur  Banjar  Panji-1  (BPJ)  milik  PT. Lapindo Brantas di Desa Remokenongo, Kecamatan Porong, Kabupaten  Sidoarjo,  Jawa  Timur  yang  sekarang  dikenal dengan  sebutan  LuSi.  Sampai  saat  ini  LuSi  tersebut  masih terus  aktif  menyemburkan  lumpur  panas  dengan  volume yang  sangat  besar,  yaitu  berkisar  100.000  sampai  120.000 m 3 /hari  yang  mengakibatkan  16  desa  di  tiga  kecamatan terendam  lumpur  dengan  ketinggian  6  (enam)  meter  dan lebih  dari  25.000  jiwa  harus  diungsikan.  Untuk  mengatasi semburan lumpur yang terus keluar, maka dibuatlah tanggul cincin yang mengelilingi pusat semburan dengan panjang ± 13.00 km untuk menampung luapan lumpuragar tidak meluas ke  daerah  disekitarnya.  Untuk  mempertahankan  volume lumpur  yang  tertampung,  maka  sebagian  lumpur  dialirkan menuju  Kali  Porong  menggunakan  sistem  pompa,  untuk
selanjutnya lumpur dibuang ke laut secara alami mengikuti (terbawa)  aliran  sungai[1].  Peningkatan  kapasitas  lumpur yang  menumpuk,  membuat  potensi  lumpur  sidoarjo  dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar urugan yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Balai  Litbang  Sungai,  Puslitbang  Sumber  Daya  Air Kemetrian (PUPR) telah melakukan penelitian pemanfaatan LuSi[1],  sebagai  bahan  campuran quarry untuk  material tanggul  uji  coba  (Demplot).  Kondisi  tanggul  uji  coba mengalami retakan ( crack ) pada kedua sisi tanggul dengan kedalaman  ±50cm  dan  panjang  retakan  ±1.3m  terdapat bagian  erosi  pada  sisi  tanggul  dengan  panjang  ±2.7m. Kejadian  keretakan  dan  erosi  tanggul  uji  coba  dicurigai adanya faktor perubahan iklim. Indonesia merupakan negara yang  memiliki  iklim  tropis,  yaitu  musim  hujan  dan  musim kemarau . Hal tersebut yang mempengaruhi karakteristik fisik dan mekanik dari tanah itu sendiri karena terjadi perubahan volume  tanah  yang  disebabkan  oleh  kadar  air  sehingga
Dyah Ayu Rahmawati Cupasindy dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 2, Agustus 2020 (155-164) 156
membuat  kekuatan  tanah  menurun,  dan  berpeluang terjadinya  penurunan  kuat  geser  ( shear  strength )  tanah, khususnya tanah dasar menjadi meningkat. Perubahan kadar air yang dipengaruhi oleh faktor iklim dapat dilihat dari data Soil-Water  Characteristic  Curve (SWCC). Soil-Water Characteristic  Curve (SWCC)  merupakan hubungan  antara potensial air tanah dan gravimetric water content, volumetric water  content  or  degree  of  saturation .  SWCC  merupakan salah satu parameter utama yang digunakan untuk pemodelan aliran  air  tanah  [2]. Soil-Water  Characteristic  Curve (SWCC) merupakan kurva yang menggambarkan hubungan jumlah  air  dalam  tanah  yang  mempengaruhi  perubahan suction tanah [2].
Hal ini dapat ditanggulangi dengan melakukan stabilisasi secara kimia. Material kimia yang digunakan kapur sebagai bahan  untuk  memperbaiki  karakteristik  tanah  dan  kekuatan tanah  tanggul.  Oleh  sebab  itu,  diperlukan  stabilisasi  untuk memperbaiki  sifat  yang  jelek  pada  LuSi.  Stabilisasi  yang akan dilakukan berupa stabilisasi kimia, dengan mencampurkan  bahan  stabilisasi  berupa  kapur  ke  dalam LuSi.
Dari  beberapa  uraian  di  atas  maka  penting  dilakukan penelitian ini untuk mengetahui pemodelan stabilitas tanggul yang  terbuat  dari  material  LuSi  yang  distabilisasi  dengan kapur serta menerapkan nilai matric suction pada Soil-Water Characteristic  Curve (SWCC)  untuk  melihat  nilai  faktor keamanan pada tanggul dengan berbagai variasi kemiringan, ketinggian,  elevasi  muka  air  tanah  dan  endapan  LuSi  pada tanggul  dan  mengetahui  penurunan  segera  ( Immediate Settlement ) tanggul. Apabila pemodelan ini  dapat memberikan  hasil,  maka  material  LuSi  dapat  dimanfaatkan secara maksimum. Hasilnya dapat digunakan sebagai bahan tanggul,  timbunan  jalan,  reklamasi  dan  bahan  urugan  lain. Serta,  penerapan  pemodelan  tanggul  tersebut  dapat digunakan sebagai dasar kondisi keamanan stabilitas tanggul dari longsor karena faktor perubahan iklim.

## 2. Metode
Penelitian ini dilaksanakan secara analisa data sekunder dengan didukung data penelitian terdahulu dengan beberapa tahap  kegiatan.  Penentuan  material  bahan  timbunan  urugan tanggul  dan  prosentase  campuran  yang  optimum  dilakukan berbagai  variasi  campuran  dengan  prosentase  bahan campuran  yang  berbeda-beda  pula  dari  pengolahan  data sekunder  yang  didukung  data  penelitian  terdahulu,  serta melihat  stabilitas  tanggul  dari  kelongsoran  yang  telah mengalami  perubahan  iklim. Urutan  pekerjaan  secara  garis besar dapat diuraikan sebagai berikut:
- Proses  tahapan  awal  penelitian  dilakukan  dengan mengumpulkan  data-data  yang  diperlukan.  Data-data tersebut  berupa  data  penunjang  yaitu  studi  literatur  dan studi  penelitian  sebelumnya  serta  data  sekunder  yang didukung penelitian lainnya.
- Tahap  Analisa  untuk  perencanaan  campuran  LuSi  yang distabilisasi  dengan  kapur  untuk  mencari  nilai optimum terbagi menjadi 2 yaitu:
a. LuSi dengan kapur hidup jenis CaO
Data Sekunder yang akan digunakan sebagai analisa dari peneliti Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo [1], dengan variasi prosentase 2% - 12%.
b. LuSi dengan kapur mati jenis Ca(OH) 2 Data Sekunder yang akan digunakan sebagai analisa dari Tesis Iis Faizah, dengan variasi prosentase 5% - 15% [3].
Pada  tahap  analisa  tersebut  dimaksudkan  untuk mengetahui  perbedaan  dari  jenis  kapur  serta karakteristik dari tanah tersebut yang sudah dilakukan stabilisasi dengan kimia.
- Persyaratan timbunan biasa dilakukan sebagai penunjang keamanan tanggul yang akan diterapkan dan dimodelkan sesuai  dengan  yang  disyaratkan menurut Pekerjaan Umum  dan  Perumahan  Rakyat  Modul-4  Spesifikasi Pekerjaan Tanah 2016[4].
- Pendekatan  data Soil-Water  Characteristic  Curve (SWCC) dilakukan  untuk  mengetahui  hasil  pengeringan dan  pembasahan  akibat  perubahan  iklim.  Dengan mengacu  pada  komposisi  optimum  dari  lumpur  yang ditambahkan  dengan  bahan  stabilisator  yaitu  kapur. Dalam pemetaan tersebut dilakukan dengan melihat nilai dari  segi  parameter  fisik  dan  mekanik.  Parameter  fisik dan mekanik yang dapat dilihat sebagai berikut:
- Specific Gravity
- Kadar Air ( Water Content )
- Atterberg Limit
- Analisa Saringan dan Hidrometer
- Klasifikasi Tanah
- Proctor Standar
- Triaksial
Dari segi parameter fisik dan mekanik, juga dilihat untuk grafik  SWCC  yang  dimana  grafik  SWCC  digunakan untuk  input  data ke  analisa  pemodelan dengan  software geoteknik  yaitu  memasukkan  nilai Suction dan Volumetric Water Content.
- Tahap  pemodelan  tanggul  ini  data  yang  dibutuhkan adalah  hasil  dari  campuran  optimum  LuSi  yang distabilisasi dengan kapur untuk bahan timbunan tanggul yang  terbagi  menjadi  2  kondisi,  kemudian  data  tanah
dasar  bawah  tanggul  diperoleh  dari  Pusat  Pengendalian Lumpur Sidoarjo yaitu Data BorLog DB-01.
- Analisis  hasil  ini  dilakukan  dengan  cara  melakukan pemetaan data dari peneliti terdahulu serta data sekunder sebagai  dasar  atau  gambaran  dari  pemodelan  tanggul yang aman melalui proses pengeringan dan pembasahan (perubahan iklim) yang bahan timbunannya menggunakan lumpur yang distabilisasi dengan kapur.
a. Prosentase Bahan Stabilisasi yang Memberikan Hasil Optimum
b. Penentuan  Data  Matric  Suction  berdasarkan Soil- Water Characteristic Curve (SWCC).
c. Validasi  Parameter Matric  Suction Hasil  Pemodelan
SEEP/W terhadap Model SWCC
d. Stabilitas Tanggul dan Penurunan
- Program GeoStudio ( SEEP/W dan SLOPE/W ) Analisa  model  untuk  stabilitas  tanggul  terkait  4 variasi  pemodelan  dengan  mengacu  pada ketinggian, kemiringan tanggul, elevasi muka air tanah dan endapan LuSi. Hasil yang diperoleh dari program GeoStudio adalah nilai faktor keamanan (SF)  pada  setiap  kondisi  yang  menunjukkan kestabilan lereng tanggul dengan adanya penerapan  nilai matric  suction pada Soil-Water Characteristic Curve (SWCC).
- Program PLAXIS 2D
Analisa penurunan segera ( Immediate Settlement ) pada tanggul dengan variasi geometri (ketinggian dan kemiringan tanggul).
3. Hasil dan Pembahasan
a. Prosentase Bahan Stabilisasi yang Memberikan Hasil Optimum
Tabel  1 menunjukkan  bahwa  prosentase  optimum dengan  bahan  stabilisasi  kapur  terbagi  menjadi  2  (dua) macam  yaitu  adalah  4%  CaO  dari  penelitian  Balai  Litbang Sungai,  Puslitbang  Sumber  Daya  Air  Kemetrian  PUPR  [1] dan 10%  Ca(OH) 2 dengan  umur  stabilisasi  20 hari  [3].  Hal ini  dibedakan  dari  klasifikasi  tanah  bahwa  LuSi  yang distabilisasi dengan CaO merupakan plastisitas tinggi karena masuk  kedalam  kelompok  A-7-5  sesuai  AASTHO, sedangkan  untuk  LuSi  yang  distabilisasi  dengan  Ca(OH) 2 tergolong  plastisitas  rendah  masuk  kedalam  A-5  sesuai AASTHO.
Tabel  1. Perbandingan  Prosentase  Bahan  Stabilisasi  yang Memberikan Hasil Optimum
Sumber : Data Sekunder Keterangan : A  = Lumpur Sidoarjo 90% + Kapur Ca(OH) 2 10%, 20 hari B  = Lumpur Sidoarjo 96% + Kapur CaO 4%

## b. Penentuan  Data  Matric  Suction  berdasarkan  Soil-

## Water Characteristic Curve (SWCC)
Pemilihan prosentase optimum campuran yang distabilisasi dengan kapur, dilanjutkan tahap pendekatan data sekunder terhadap nilai dari Soil-Water Characteristic Curve (SWCC).  Hal  tersebut  dilakukan  karena  tidak  semua  data sekunder  prosentase  optimum  campuran  yang  distabilisasi dengan kapur melewati proses pembasahan dan pengeringan (perubahan iklim) terdapat Soil-Water Characteristic Curve (SWCC).  Maka  dari  itu,  melakukan  pendekatan  data sekunder dilakukan dengan melihat nilai parameter fisik dan mekanik  yang  mendekati  data  sekunder  atau  data  peneliti terdahulu  yang  sudah  ditentukan  dan  dipilih  prosentase optimum campuran yang distabilisasi dengan kapur.
Pada Gambar  1 merupakan  tanah  Yudong  Silt  yang tergolong  plastisitas  rendah  A-4  menurut  AASTHO, hubungan  antara matric  suction dan derajat  kejenuhan  atau kadar  air  digambarkan  dalam  persamaan  Van  Genuchten. Berdasarkan  penelitian  Indarto  dkk  [5]  titik-titik  baik
Jenis Pengujian Jenis Tanah Satuan A B a. Analisa Pembagian Butir ‐          Fraksi Kerikil ( gravel ) - 0 % ‐          Fraksi Pasir ( sand ) 0,67 6,14 % ‐          Fraksi Lanau - Lempung ( silt - clay ) 99,33 93,86 % b. Volumetri dan Gravimetri ‐          Spesifik Gravity, Gs 2,68 2,42 - ‐          Berat Volume Tanah, γ t - 1,789 gr/cm 3 ‐          Berat Volume Kering, γ d 1,386 1,374 gr/cm 3 ‐          Kadar Air Optimum, Wc opt 17,501 29,7 % c. Konsistensi ‐          Liquit Limit (LL) 49,52 65,67 - ‐          Plastic Limit (PL) 40,137 39,255 % ‐          Plasticity Index (PI) 9,386 26,415 % d. Klasifikasi Tanah ‐          USCS ( Unified Soil Classification System ) OL/ML OH/ML -
‐          AASHTO ( American Association of State Highway and Transportation Officials Classifi-cation ) A-5 A-7-5 - e. Triaksial ‐          Ø 66,34 26,053 ° ‐          c 0,047 1,378 kg/cm 2 f. Daya Dukung ‐          Kuat Tekan ( Unconfined Compression Test ) 1,44 - kg/cm 2
Dyah Ayu Rahmawati Cupasindy dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 2, Agustus 2020 (155-164) 158
pengeringan  dan  pembasahan  yang  memiliki  derajat kejenuhan 100% akan terletak pada garis lurus yang terdapat pada Gambar 1 .  Pada poin pertama adalah bila titik dimana garis  lurus  tersebut  mulai  berubah  menjadi  garis  lengkung, adanya pori yang sangat besar mulai membuat tanah menjadi tidak  jenuh  yang  biasa  disebut  “ Air  Entry  Value” (AEV). Berdasarkan  grafik  yang  terlihat  pada Gambar  1 ,  lekukan garis  mulai  terjadi  pada  kadar  air  (w)  sekitar  23,9%.  Jika dihubungkan  dengan  grafik  lainnya  akan  setara  dengan derajat  kejenuhan  (Sr)  83%, suction (-Uw)  8,5  kPa. Kemudian, poin kedua adalah “ Residual Condition ” dimana pada  poin  ini  menghilangnya  air  pada  tanah  akan  menjadi lebih sulit, yang berada pada nilai suction yang tinggi yakni hingga  1000  kPa.  Nilai Residual  Condition sebesar  6,5% yang  dapat  dilihat  pada Gambar  1 .  Semua  grafik  SWCC akan  memberikan  karakteristik  yang  sama  seperti  yang dijelaskan  diatas.  Pada Tabel  2 merupakan  nilai matric suction pada berbagai kadar air (w) dapat digambarkan dalam sautu  kurva  yang  dinamakan Soil  Water  Characterictic Curve (SWCC) [6].

## Tabel 2. Nilai SWCC Yudong Silt
Yudong Silt W (%) VWC Matric Suction (kPa) 6,9 0,239 1 10,4 0,211379 10 12,3 0,148594 20 15,8 0,099965 40 18,2 0,06576 80 20,5 0,038791 160 22,1 0,024854 320 23,9 0,01402 480
Sumber  :  Junran  Zhang  ,  ¹  Tong  Jiang  ,  ¹  Xingcui  Wang,¹ Chong Liu,² and Zhiquan Huang¹, 2018
Gambar 1. Nilai Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) Yudong Silt (Junran Zhang , ¹ Tong Jiang , ¹ Xingcui Wang,¹ Chong Liu,² and Zhiquan Huang¹, 2018)
c. Validasi  Parameter  Matric  Suction  Hasil  Pemodelan SEEP/W terhadap Model SWCC
Validasi  kebenaran  model  SWCC  sesuai  dengan  hasil pemodelan SEEP/W bertujuan  untuk  mengetahui  proses pemodelan  sudah  berjalan  dengan  baik  serta  untuk mengetahui  posisi  nilai suction yang  sesuai  dengan  kurva SWCC yang  nantinya  jika  sudah  sesuai  dengan  kebenaran model  dari  SWCC  akan  dilanjutkan  ke  tahap  perhitungan SLOPE/W . Dilihat pada Gambar 2 , data SWCC dari Yudong Silt (Plastisitas  Rendah)  terdapat  nilai suction 40  kPa  atau 0,4kg/cm 2 bila  akan  dinyatakan  dalam  tinggi kapiler,  maka nilai  hisapan  pF  dapat  dikalibrasikan  ke  dalam  cm.  Nilai suction 40 kPa  dikonversikan ke satuan tekanan menjadi 0,4 bar,  kemudian  akan  dikonversikan  kedalam  satuan  tinggi dengan hasil 4 m. Hasil posisi nilai suction 4 m terdapat di posisi  atas  elevasi  muka  air  tanah  yang  dapat  dilihat  pada Gambar  3 .  Hasil  validasi  tersebut  sesuai  yang  artinya kebenaran model Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) sudah  terverifikasi  dengan  hasil  pemodelan SEEP/W yang dilihat pada nilai pore-water pressure .
Gambar 2. Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) untuk validasi posisi nilai matric suction
Validasi  kebenaran  model  SWCC  sesuai  dengan  hasil pemodelan SEEP/W tidak  berlaku  untuk  tanah  yang berplastisitas  tinggi.  Hal  tersebut  terjadi  karena  pengaruh nilai suction yang tinggi sehingga menghasilkan nilai factor keamanan yang tidak masuk akal dan validasi sangat susah. Hal  tersebut  dikarenakan  timbunan  tanggul  harus  bersifat tetap  jenuh.  Maka  dari  itu,  tidak  bisa  diketahui  posisi  dari nilai suction .  Timbunan tanggul dengan menggunakan tanah yang  berplastisitas  tinggi  belum  pernah  digunakan  untuk jenis  timbunan  tanggul  biasa.  Tanah  yang  berplastisitas tinggi  seringkali  digunakan  untuk Natural  Slope .  Dari pembahasan  diatas  dapat  disimpulkan,  bahwa  penerapan tanggul  untuk  sungai,  jalan,  dan  lainnya  dapat  digunakan dengan  tanah  yang  mempunyai  sifat  plastisitas  rendah  dan tidak berlaku untuk plastisitas tinggi.
Gambar 3. Validasi hasil perhitungan SEEP/W sesuai dengan Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) Sumber : Data Primer

## d. Stabilitas Tanggul LuSi dengan Memperhatikan Parameter Matric Suction
Pemodelan  tanggul  ini  dilakukan  untuk  mengetahui keamanan stabilitas lereng yang sudah mengalami perubahan iklim  dengan  memasukkan  nilai Soil-Water  Characteristic Curve (SWCC). Pada pemodelan ini akan dilakukan berbagai variasi  geometri  tanggul  pada  timbunan  yaitu  ketinggian, kemiringan, elevasi muka air tanah dan tinggi endapan LuSi. Timbunan  tanggul  yang  akan  dimodelkan  yaitu  timbunan dengan  tanah  Yudong  Silt  (Plastisitas  Rendah)  yang  telah dilakukan  pendekatan  data  sekunder  material  LuSi  yang distabilisasi dengan kapur. Penerapan pemodelan tanggul ini dapat digunakan untuk timbunan jalan, sungai atau lainnya. Nilai matric  suction yang  digunakan  sebagai  parameter dengan nilai 1 kPa, 10 kPa, 20 kPa, 40 kPa, 80 kPa, 160 kPa, 320 kPa, dan 480 kPa. Pemodelan ini akan dianalisis dengan software  geoteknik  berupa Geostudio (SEEP/W  dan
SLOPE/W).  Pada  lapisan  tanah  bawah  tanggul  memiliki kedalaman 30 m dengan 6 lapisan tanah yang berbeda.

## - Pengaruh  Elevasi  Muka  Air  Tanah  terhadap Stabilitas Tanggul
Pada  pemodelan  ini  akan  dilakukan  berbagai  variasi geometri  tanggul  pada  timbunan  yaitu  ketinggian, kemiringan  dan  elevasi  muka  air  tanah. Gambar  4 , merupakan  ilustrasi  geometri  tanggul  dengan  variasi elevasi muka air tanah yang berbeda-beda yaitu 2 m, 0 m, -0,5  m,  -2  m  dan  -4  m.  Konfigurasi  variasi  kemiringan tanggul  (1:x)  yaitu  1:1,  1:1.5  dan  1:2,  sedangkan konfigurasi variasi tinggi timbunan tanggul (H) yaitu 6 m, 8 m, dan 10 m.
Gambar 4. Geometri tanggul dengan variasi elevasi muka air tanah dengan tanah timbunan berplastisitas rendah
Hasil dari pemodelan tanggul setelah melewati dari 2 tahap, yang pertama tahap proses SEEP/W terlebih dahulu kemudian dilanjutkan tahap kedua SLOPE/W didapatkan hasil  seperti Gambar  5 .  Pada  hasil  pemodelan  tanggul tersebut  untuk  tinggi  tanggul  6  m,  kemiringan  1:1 semakin  rendah  muka  air  tanahnya  maka  nilai  faktor keamanan mengalami peningkatan seperti pada Gambar 5.a .  Hal  tersebut  dikarenakan  nilai matric suction memberikan  nilai  besar  yang  membuat  tegangan  tanah menjadi lebih besar. Gambar 5.b dan Gambar 5.c juga mengalami hal yang sama dengan Gambar 5.a semakin rendahnya  elevasi  muka  air  tanah  maka  nilai  faktor keamanan tanggul  mengalami peningkatan yang membuat  tanggul  masih  dalam  kondisi  longsor  jarang terjadi  (aman)  dengan  nilai  faktor  keamanan  lebih  dari 1,25.  Nilai  faktor  keamanan  semakin  besar  akibat perubahan kemiringan suatu lereng yang semakin landai. Semakin tinggi elevasi muka air tanah dari dasar tanggul akan  memperkecil  angka  keamanan  tanggul.  Pengaruh ketinggian tanggul yang dimodelkan adalah tinggi 6 m, 8 m  dan  10  m,  pada  kelandaian  yang  sama,  tanggul  yang lebih  tinggi  mempunyai  angka  keamanan  yang  lebih
Dyah Ayu Rahmawati Cupasindy dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 2, Agustus 2020 (155-164) 160
rendah  yang  dapat  dilihat  pada Gambar  5 .  Pengaruh kelandaian  makin  landai,  angka  keamanan  makin  besar pada  tanggul  yang  mengalami  peningkatan  tegangan  air pori  negative  (pengeringan).  Faktor  ketinggian  tanggul juga  berpengaruh  terhadap  angka  keamanan  tanggul dimana semakin tinggi tanggul angka keamanan semakin berkurang.
Matric  suction sebenarnya  merupakan  parameter penting  yang  seharusnya  tidak  boleh  diabaikan  ketika bicara  tentang  perilaku  tanah,  khususnya  tanah  yang berada diatas permukaan air tanah. Semakin jauh lokasi elemen  tanah  dari  elevasi  muka  air  tanah  maka hisapan semakin  besar,  sebaliknya  semakin  dekat  elemen  tanah dengan  elevasi  muka  air  tanah  maka  hisapan  semakin kecil.  Besar  kecilnya matric  suction ini  akan  sangat berpengaruh  pada  kelakuan  baik  fisik  maupun  mekanik dari  tanah.  Peningkatan  nilai matric  suction merupakan ciri khusus dari tanah tidak jenuh.
Perubahan  fisik  yang  mungkin  terjadi  pada  tanah akibat  turun  naiknya matric suction antara  lain  adalah perubahan  angka  pori,  kadar  air  dan  derajat  kejenuhan dari  tanah,  dari  kondisi  tanah  cair  sampai  tanah mengalami kering  dan keretakan.  Sedangkan perubahan mekanik  tanah  akibat  turun  naiknya matric  suction umumnya adalah naik turunnya tegangan geser dan sudut geser dalam dari tanah.
Pengaruh matric  suction juga  mempengaruhi tegangan geser tanah juga meningkat karena peningkatan matric suction. Peningkatan  tegangan  geser  tanah membuat  tanggul  dalam  kondisi  aman,  jika  terjadi berkurangnya  tegangan  geser  tanah akibat berkurangnya matric  suction tanah  dapat  menyebabkan  kelongsoran ( sliding )  yang  membuat  tanggul  dalam  kondisi  tidak aman.  Akibat  dari  perubahan-perubahan matric  suction yang terjadi pada tegangan geser tanah maka kemampuan daya dukung tanah pun akan berubah, dari kondisi paling kuat sampai tanah mengalami keruntuhan.
Pengaruh  elevasi  muka  air  tanah  merupakan  faktor yang  mempengaruhi  kestabilan  pada  tanggul,  dengan adanya pengaruh matric suction pada keberadaan tanggul juga  mempengaruhi  pula  kestabilan  yang  terjadi  pada tanggul.
(a) (b) (c)
Gambar 5. Kurva hasil pemodelan tanggul muka air tanah dengan berbagai variasi yang berbeda : a) Kemiringan 1:1;
b) Kemiringan 1:1.5; c) Kemiringan 1:2
Sumber : Data Primer
- Pengaruh Tinggi Endapan LuSi terhadap Stabilitas Tanggul
Pemodelan  ini  digambarkan  dengan  geometri  yang dapat  dilihat  pada Gambar  6 ,  merupakan  ilustrasi geometri  tanggul  dengan  variasi  endapan  LuSi  yang berbeda-beda  yaitu  1  m,  3  m,  5  m,  7  m  dan  9  m. Konfigurasi kemiringan tanggul (1:x) yaitu 1:1, 1:1.5 dan 1:2,  sedangkan  konfigurasi  variasi  tinggi  timbunan tanggul (H) yaitu 6 m, 8 m, dan 10 m. Endapan LuSi yang akan dimodelkan pada GeoStudio ini menggunakan data sekunder dari penelitian Balai Litbang Sungai, Puslitbang Sumber Daya Air Kemetrian PUPR [1] yaitu data kondisi
0 0,5 1 1,5 2 2,5 -6 -4 -2 0 2 4 Fa kt o r Kea m an an Elevasi Muka Air Tanah (m) Tinggi Tanggul 6m Tinggi Tanggul 8m Tinggi Tanggul 10m 0 0,5 1 1,5 2 2,5 -6 -4 -2 0 2 4 Fa kt o r Kea m an an Elevasi Muka Air Tanah (m) Tinggi Tanggul 6m Tinggi Tanggul 8m Tinggi Tanggul 10m 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 -6 -4 -2 0 2 4 Fa kt o r Kea m an an Elevasi Muka Air Tanah (m) Tinggi Tanggul 6m Tinggi Tanggul 8m Tinggi Tanggul 10m
initial 100% LuSi dengan memasukkan nilai kepadatan = 1,44 gr/cm 3 , nilai kohesi sebesar 0,0627 kg/cm 2 dan nilai sudut geser sebesar 22,83°.
Gambar 6. Geometri tanggul dengan variasi tinggi endapan
LuSi dengan tanah timbunan berplastisitas rendah.
Penerapan  pemodelan  tanggul  ini  dapat  digunakan untuk  timbunan  tanggul  LuSi  di  Porong,  Jawa  Timur. Hasil  dari  pemodelan  tanggul  dengan  variasi  endapan LuSi setelah melewati dari 2 tahap, yang pertama tahap proses  SEEP/W  terlebih  dahulu  kemudian  dilanjutkan tahap kedua SLOPE/W didapatkan hasil seperti Gambar 7.a . Pada hasil pemodelan tanggul tersebut untuk tinggi tanggul  6  m,  kemiringan  1:1  semakin  tebal  atau  dalam endapan LuSinya maka nilai faktor keamanan mengalami penurunan seperti Gambar 7.a . Hal tersebut juga terjadi sama  pada Gambar  7.b dan Gambar  7.c .  Nilai  faktor keamanan  tanggul  dengan  variasi  endapan  LuSi mengalami penurunan dengan semakin tingginya tanggul yang membuat tanggul masih dalam kondisi Longsor bisa terjadi/sering  (Lereng  Stabil)  dengan  nilai  factor keamanan kurang dari 1,07 pada kemiringan 1:1 dengan tinggi tanggul 8 m serta kedalaman 7 m dan terjadi pada kemiringan  1:1  dengan  tinggi  tanggul  10m  serta kedalaman  LuSi  7-9  m.  Kondisi  tinggi  endapan  LuSi yang berbeda, semakin tinggi endapan LuSi, maka nilai faktor  keamanan  mengalami  penurunan.  Pada  variasi kemiringan  tanggul  dan  tinggi  tanggul  nilai  faktor keamanan tanggul mengalami penurunan yang membuat tanggul  dalam  3  kondisi  berbeda.  Kondisi  dengan kemiringan 1:2 , tinggi timbunan mulai dari 6-10 m, dan tinggi  endapan  LuSi  yang  bervariasi  dari  1-9  m. Mendapatkan nilai faktor keamanan yang tinggi, tanggul dalam kondisi longsor jarang terjadi (aman) dengan nilai factor  keamanan  lebih  dari  1,25.  Pengaruh  paling  besar terjadi pada tinggi endapan LuSi yang membuat tegangan geser tanah mengalami penurunan atau  kemampuan daya dukung  tanah  berubah.  Semakin  tinggi  endapan  LuSi
pada  samping  tanggul  maka  akan  mempengaruhi kestabilan tanggul yang mengakibatkan tanah mengalami keruntuhan.
(a) (b) (c)
Gambar 7. Kurva hasil pemodelan tanggul endapan LuSi dengan berbagai variasi yang berbeda : a) Kemiringan 1:1;
b) Kemiringan 1:1,5; c) Kemiringan 1:2 Sumber : Data Primer
Hasil  kedua  pemodelan  tersebut  dengan  variasi  elevasi muka  air  tanah  dan  tinggi  endapan  LuSi  dengan  penerapan nilai matric  suction ,  bahwa  semakin  curam  kemiringan tanggul  maka  nilai  faktor  keamanan  semakin  kecil,  yang artinya semakin landai tanggul maka nilai faktor  keamanan
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 0 2 4 6 8 10 Fa kt o r Kea m an an Endapan LuSi (m) Tinggi Tanggul 6m Tinggi
Tanggul 8m Tinggi Tanggul 10m 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 0 2 4 6 8 10 Fa kt o r Kea m an an Endapan LuSi (m) Tinggi Tanggul 6m Tinggi
Tanggul 8m Tinggi Tanggul 10m 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 2 4 6 8 10 Fa kt o r Kea m an an Endapan LuSi (m) Tinggi Tanggul 6m Tinggi
Tanggul 8m
Tinggi Tanggul 10m
Dyah Ayu Rahmawati Cupasindy dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 2, Agustus 2020 (155-164) 162
semakin  besar  atau  dapat  dikatakan  tanggul  dalam  kondisi aman.

## e. Perbandingan  Faktor  Keamanan  dengan  GeoStudio dan PLAXIS 2D
Hasil  nilai  faktor  keamanan  pada Gambar  8 menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  tanggul  maka  nilai faktor  keamanan  tanggul  yang  dialami  akan  mengalami penurunan.  Hal  tersebut  untuk  kondisi  tanah  Yudong  Silt (Plastisitas Rendah) pada variasi kemiringan pada tanggul.
Perbedaan  hasil  nilai  faktor  kemanan  tersebut  juga dipengaruhi  pada  input  parameter  atau  data,  yang  dimana pada  PLAXIS  2D  tidak  memasukkan  nilai matric  suction pada timbunan tanggul, sedangkan SLOPE/W memasukkan nilai matric suction pada timbunan tanggul.
(a) (b)
Gambar 8. Kurva hasil faktor keamanan tanggul pada : a)
PLAXIS 2D ; b) SLOPE/W Sumber : Data Primer
Hasil  faktor  keamanan  pada  tanggul  dengan  2  jenis software  geoteknik  yang  berbeda,  dapat  dilihat  terdapat perbedaan  hasil  diantara  keduanya  yaitu  hasil  faktor keamanan  dengan  SLOPE/W  menghasilkan  nilai  faktor keamanan  yang  lebih  besar  dibandingkan  dengan  PLAXIS 2D.  Hal  tersebut  terjadi  pada  tanggul  dengan  variasi kemiringan,  ketinggian  tanggul  dan  adanya  pengaruh  pada nilai matric suction (perubahan iklim).
f. Perhitungan Penurunan Segera (Immediate Settlement) pada Tanggul
Gambar 9 menunjukkan bahwa besar penurunan segera ( Immediate  Settlement )  dari  tanggul  yang  terbuat  dari material  LuSi  distabilisasi  kapur  terjadi  penurunan  pada tanggul. Nilai penurunan berkisar 14 - 40 cm setiap 200 hari, penurunan  tanggul  terjadi  penurunan  yang  juga  disebabkan oleh geometri tanggul dengan variasi tinggi dan kemiringan.
Gambar 9. Kurva hasil penurunan segera tanggul dengan PLAXIS 2D Sumber : Data Primer

## 4. Simpulan
Pemodelan  tanggul  dengan  material  LuSi  distabilisasi kapur dapat dimanfaatkan sebagai bahan timbunan tanggul, setelah dilakukan penerapan nilai matric  suction pada Soil- Water  Characteristic  Curve (SWCC)  untuk  melihat perubahan kadar air akibat faktor perubahan iklim. Pengaruh matric suction juga dipengaruhi oleh elevasi muka air tanah dan  tinggi  endapan  LuSi.  Nilai matric  suction yang digunakan sebagai parameter dengan nilai 1 kPa, 10 kPa, 20 kPa, 40 kPa, 80 kPa, 160 kPa, 320 kPa, dan 480 kPa sangatlah berpengaruh  pada  stabilitas  tanggul  dan  relasi  nilai  angka keamanan tanggul.
Pengaruh  nilai matric  suction juga  dipengaruhi  oleh elevasi  muka  air  tanah  dan  tinggi  endapan  LuSi.  Berbagai variasi  ketinggian  dan  kemiringan  yang  dihasilkan  dari elevasi  muka  air  tanah,  nilai  faktor  keamanan  tanggul mengalami peningkatan yang membuat tanggul masih dalam kondisi longsor jarang terjadi (aman) dengan rentang faktor keamanan    1,3–2,6  pada  kondisi  geometri  tanggul  dengan kemiringan (1:1, 1:1.5 dan 1:2) dari variasi tinggi tanggul 6- 10  m.  Hasil  pengaruh  dari  tinggi  endapan  LuSi  mengalami penurunan akibat tinggi endapan LuSi, serta adanya variasi geometri  tanggul  (tinggi  dan  kemiringan  tanggul)  yang membuat  keamanan  tanggul  terdapat  3  kondisi.  Kondisi pertama, pengaruh tinggi endapan LuSi dengan kemiringan
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 5 7 9 11 Fa kt o r Kea m an an Tinggi Tanggul (m) Kemiringan 1:1 SLOPE/W Kemiringan 1:1,5 SLOPE/W Kemiringan 1:2 SLOPE/W 0 0,5 1 1,5 2 2,5 5 7 9 11 Fa kt o r Kea m an an Tinggi Tanggul (m) Kemiringan 1:1 PLAXIS 2D
Kemiringan 1:1,5 PLAXIS 2D
Kemiringan 1:2 PLAXIS 2D 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 4 6 8 10 12 U y (m ) Tinggi Tanggul (m) Kemiringan 1:1 Kemiringan 1:1,5 Kemiringan 1:2
tanggul 1:1 dengan tinggi timbunan mulai dari 6-10 m, dan tinggi endapan LuSi yang bervariasi dari 1-9 m mendapatkan nilai  factor  keamanan  tanggul  1,29–1,65.  Kondisi  kedua, dengan  kemiringan  tanggul  1:2  dengan  tinggi  timbunan mulai dari 6-10 m, dan tinggi endapan LuSi yang bervariasi dari 1-9 m mendapatkan nilai factor keamanan tanggul 1,3– 1,8.  Kondisi  Ketiga,  pengaruh  tinggi  endapan  LuSi  dapat dikatakan dengan kemiringan 1:2, tinggi timbunan mulai dari 6-10 m, dan tinggi endapan LuSi yang bervariasi dari 1-7 m mendapatkan  nilai  faktor  keamanan  tanggul  dalam  kondisi longsor  jarang  terjadi  (aman)  dengan  rentang  factor keamanan  1,25–2,12.  Besar  penurunan  segera  ( Immediate Settlement ) dari tanggul yang terbuat dari material LuSi yang distabilisasi kapur, dengan nilai penurunan berkisar 14 - 40 cm setiap 200 hari untuk variasi tinggi (6-10 m) dan kemiringan tanggul  (1:1,  1:1.5  dan  1:2). Penurunan  pada  tanggul  tersebut berpengaruh  pada  geometri  pemodelan  pada  variasi  tinggi dan kemiringan tanggul.

## Daftar Pustaka
[1] R.  P.  Kegiatan,  “Rencana  Pelaksanaan  Kegiatan Konsep  Pedoman  (  R-O  )  Pemanfaatan  Lumpur Sidoarjo Untuk Material,” 2019.
[2] I.  N.  Sinarta,  “Tegangan  Pori  Negatif  Sebagai Parameter  Stabilitas  Lereng  Tanah  Tak  Jenuh  (Soil
Mechanics On Unsaturated Soil),” Paduraksa , vol. 5, p. 31–42, 2016.
[3] I.  Faizah  and  N.  E.  Mochtar,  “Peningkatan  Perilaku Lumpur  Sidoarjo  (  Lusi  )  dengan  Bahan  Additive untuk  Material  Urugan,”  in Prosiding  Seminar Aplikasi  Teknologi  Prasarana  Wilayah p.  D9-14, 2013.
[4] P.  Beban,  K.  Dan,  and  A.  Alfani,  “Modul  4, Spesifikasi  Umum  Divisi  3-Pekerjaan  Tanah  dan Geosintetik,” 2017.
[5] E. Ester “Perilaku Tanah Ekpansif Tidak Terganggu di  Citraland  Surabaya  yang  Mengalami  Perubahan Fase Akibat Pengeringan dan Pembasahan”, 2013.
[6] J.  Zhang,  T.  Jiang,  X.  Wang,  C.  Liu,  and  Z.  Huang,
“Influences  of  Drying  and  Wetting  Cycles  and Compaction  Degree  on  Strength  of  Yudong  Silt  for Subgrade  and  Its  Prediction,” Adv.  Civ.  Eng. ,  2018, doi: 10.1155/2018/1364186.
[7] D.  G.  Fredlund  and  H.  Rahardjo,  “Measurements  of Soil  Suction,” Soil  Mech.  Unsaturated  Soils ,  p.  64– 106, 2007, doi: 10.1002/9780470172759.ch4.
Dyah Ayu Rahmawati Cupasindy dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 2, Agustus 2020 (155-164) 164