Reka Racana                                                               ©Jurusan Teknik Sipil Itenas | No. 2 | Vol. 4 Jurnal Online Institut Teknologi Nasional                                                                          Juni 2018

## Analisis Kegagalan Tanah pada Timbunan Corrugated Metal Plate (CMP)

## RICKY FERRO SIAGIAN, YUKI ACHMAD YAKIN
Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional, Bandung Email: rickyferrosiagian@gmail.com

## ABSTRAK
Provinsi  Kalimantan  Tengah,  Kabupaten  Murung  Raya  adalah  daerah  yang mempunyai  potensi  pada  pertambangan  oleh  karena  itu  direncanakan pembangunan  jembatan  sebagai  peningkatan  fasilitas  mobilisasi  pada  daerah pertambangan  di  daerah  kabupaten  Murung  Raya.  Konstruksi  jembatan  yang dibangun menggunakan material Corrugated Metal Plate (CMP) sebagai struktur utama jembatan. Pada proses konstruksi terjadi keruntuhan yang mengakibatkan fail  pada  salah  satu  culvert  dimana  tanah  timbunan  yang  digunakan  adalah material  clay.  Dari  kasus  tersebut  kemudian  dianalisa  dengan  menggunakan software PLAXIS 2D dengan output total displacement sebesar 15,39 cm dimana lebih  besar  dari  kapasitas  displacement  yang  di  ijinkan  yaitu  2,54  cm.  Untuk Menangani  masalah  displacement  yang  besar  pada  culvert,  maka  dilakukan pemodelan  dengan  metode  penimbunan  bertahap  menggunakan  material timbunan Clay Cement dan menghasilkan total displacement yang lebih rendah yaitu 0,036 cm dimana lebih kecil dari displacement yang diijinkan sehingga fail pada  culvert  dapat  ditangani  dengan  metode  penimbunan  bertahap  dan  sudah diberikan beban surcharge load sebesar 10 kN/m 2 .
Kata  kunci: corrugated  metal  plate  (CMP),  material  timbunan  tanah,  total displacement

## ABSTRACT
Central Kalimantan Province, Murung Raya regency is a region which has a potency in minning, and that’s the reason why this region has a bridge construction planned as to improve the mobility the mining area of Murung Raya Regency. The bridge construction  consist  of  Corrugated  Metal  Plate  (CMP)  material  as  the  main structure. In the construction process there was a collapse by a clay material soil, resulting a failure on one of the culvert. This failure is then analyzed by the PLAXIS 2D  software  ,  with  a  total  displacement  output  of  15.39  cm,  bigger  than  the allowed displacement capacity which is 2.54 cm. To handle the high displacement problem on culverts, a model of gradual clay soil pile is made with clay cement material pile and produce a lower total displacement which is 0.036 , this number is lower than allowable displacement so the fail in the culvert can be handle with the gradual soil pile method and surcharge load as big as 10 kN/m 2 .
Keywords : corrugated metal plate (CMP), soil fill material, total displacement

## 1. PENDAHULUAN
Untuk mendukung potensi daerah Murung Raya di bidang tambang batu bara yang terletak pada daerah Jamut Kabupaten Barito Utara Kalimantan Tengah yang dapat dilihat pada peta seperti pada Gambar 1 , maka direncanakan pembangunan jembatan sebagai penghubung daerah  pertambangan  dengan  daerah  pengolahan  material  tambang  yang  dipisahkan  oleh sungai.
Konstruksi  jembatan  Murung  Raya  ini    dibangun  dengan  menggunakan  material  baja bergelombang CMP ( Corrugated Metal Plate) atau yang biasa juga disebut dengan Corrugated Steel.
Namun  pada  proses  pengerjaan  konstruksi  jembatan  dilaksanakan,  terjadi  kerusakan  pada salah satu material Corrugated Steel akibat penggalian seperti yang tertera pada Gambar 2 dan Gambar  3 .  Untuk  menanggulangi  kerusakan  tersebut,  dilakukan  penggalian  untuk menganalisa  kerusakan  yang  terjadi.  Akan  tetapi  pemilihan  metode  yang  kurang  tepat berdampak pada kegagalan material Corrugated Steel yang lainnya. Fenomena ini  disebabkan oleh  beban  yang  dipikul  menghasilkan  distribusi  tegangan  yang  tidak  merata  sehingga mengakibatkan over  stressing  pada  material  Corrugated  yang  kemudian  menyebabkan perubahan bentuk ( fail) pada material Corrugated, dan penimbunan tanah yang tidak sesuai dengan metode pelaksanaan yang telah direncanakan.
Gambar 1. Peta daerah Jamut, Kabupaten Barito Utara, Kalimantan Tengah
Lokasi
Proyek
Reka Racana                                                               ©Jurusan Teknik Sipil Itenas | No. 2 | Vol. 4 Jurnal Online Institut Teknologi Nasional                                                                          Juni 2018
Gambar 3. Kerusakan material Corrugated Metal Plate (CMP) akibat penggalian

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1   Tanah
Sejarah terjadinya tanah, pada mulanya bumi berupa bola magma cair yang sangat panas. Karena pendinginan, permukaannya membeku maka terjadi batuan beku. Karena proses fisika (panas, dingin, membeku, dan mencair) batuan tersebut hancur menjadi butiran-butiran tanah (sifat-sifatnya tetap seperti batu aslinya: pasir, kerikil, dan lanau). Oleh proses kimia (hidrasi, oksidasi)  batuan  menjadi  lapuk  sehingga  menjadi  tanah  dengan  sifat  berubah  dari  batu aslinya. Disini dikenal juga transport soil, adalah tanah yang lokasinya berpindah dari tempat terjadinya yang disebabkan oleh aliran air, angin, es, dan residual soil (tanah yang tidak pindah dari tempat terjadinya) (Das, Braja M; Endah, N; Mochtar B., 1995).
Tanah  terdiri  dari  3  komponen,  yaitu  udara,  air,  dan  bahan  padat.  Udara  dianggap  tidak mempunyai  pengaruh  teknis,  sedangkan  air  sangat  mempengaruhi  sifat-sifat  teknis  tanah. Ruang  diantara  butiran-butiran,  sebagian  atau  seluruhnya  dapat  terisi  air  atau  udara.  Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh ( fully saturated ). Bila rongga terisi air dan udara, tanah pada kondisi jenuh sebagian ( partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air samasekali atau kadar airnya nol (Das, Braja M; Endah, N; Mochtar B., 1995).

## 2.1.1  Jenis-jenis Tanah
Pengelompokan tanah berdasarkan butirnya:
1. Kerikil ( gravel) > 2,00 mm.
2. Pasir ( sand) 2,00 – 0,06 mm.
3. Lanau ( silt) 0,06 – 0,002 mm.
4. Lempung ( clay) < 0,002 mm.
Pengelompokan jenis tanah dalam praktek berdasarkan campuran butir:
1. Tanah berbutir kasar adalah tanah yang sebagian besar butir-butir tanahnya berupa pasir dan kerikil.
2. Tanah  berbutir  halus  adalah  tanah  yang  sebagian  besar  butir-butir  tanahnya  berupa lempung dan lanau.
3. Tanah organik adalah tanah yang cukup banyak mengandung bahan-bahan organik.
Pengelompokan tanah berdasarkan sifat lekatnya:
1. Tanah  kohesif  adalah  tanah  yang  mempunyai  sifat  lekatan  antara  butir-butirnya  (tanah lempung).
2. Tanah non kohesif adalah tanah yang tidak mempunyai atau sedikit sekali lekatan antara butir-butirnya (hampir tidak mengandung lempung, misalnya pasir).
3. Tanah organik adalah tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan organik (sifat tidak baik).

## 2.2  Pemadatan Tanah
Menurut Wesley, L. D (1977) pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori–pori tanah dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis (menggilas / memukul / mengolah). Tanah yang dipakai untuk pembuatan tanah dasar pada jalan, tanggul / bendungan, tanahnya harus dipadatkan, hal ini dilakukan untuk:
 meningkatkan mutu tanah,
 menaikkan kuat geser tanah,
 memperkecil daya rembesan air,
 memperkecil pengaruh air terhadap tanah tersebut,
 memperkecil permeabilitas tanah,
 memperkecil penurunan.

## 2.3 CBR ( California Bearing Ratio)
Menurut Wesley, L. D (1977) tujuan dilaksanakannya CBR adalah untuk menentukan angka CBR  ( California  Bearing  Ratio)  laboratorium  yang  digunakan  dalam  menentukan  kualitas relative  tanah sub  base,  sub  grade  untuk  perkerasan  dan  menentukan  persentase pengembangan suatu tanah (evaluasi kemungkinan tanah mengembang/ expansive soils). Ada dua (2) kondisi dalam penentuan nilai CBR laboratorium, yaitu:
1. CBR soaked (CBR rendaman).
2. CBR unsoaked (CBR tanpa rendaman).

## 2.4 Pipa Panjang Bergelombang ( Corrugated Steel Pipe)
Pipa baja bergelombang adalah dimana suatu pipa yang terbuat dari baja lembaran yang telah mengalami proses pembentukan gelombang ( corrugating) dan pelengkungan (curving), dan dilapisi dengan Zink (galvanizing), yang antara lain dipergunakan untuk konstruksi gorong- gorong, saluran, terowongan, penutup atas conveyor.

## 2.4.1 Multi Plate
Multi  plate  merupakan  pipa  baja  bergelombang  terdiri  dari  segmen-segmen/lembaran- lembaran  plate  yang  tergalvanis,  dirakit  dengan  memakai Bolt  High  Tensile  disesuaikan dengan bentuk dan ukuran yang dibutuhkan.
Produk–produk Multi Plate terdiri dari:
- Multi Plate Pipes,
- Multi Plate Pipe Arches,
- Multi Plate Arches,
- Multi Plate Underpasses,
- Multi Plate Super Span.
Jenis-jenis Multi Plate tersebut dapat dilihat pada Gambar 4 .
Reka Racana                                                               ©Jurusan Teknik Sipil Itenas | No. 2 | Vol. 4 Jurnal Online Institut Teknologi Nasional                                                                          Juni 2018
Gambar 4. Tipe-tipe Multi Plate

## 3. ANALISIS DATA

## 3.1  Tahapan Kegiatan Penelitian
Untuk memberikan gambaran yang jelas tentang tahapan kegiatan penelitian yang dilakukan, maka dapat dilihat bagan alir penelitian seperti yang tertera pada Gambar 5 .

## 3.2  Parameter Tanah dan Corrugated Metal Plate (CMP)
Parameter  tanah  yang  digunakan  merupakan  data  yang  didapat  dari  proyek  yang  sedang diteliti.  Data  parameter  tanah  tersebut  dapat  dilihat  seperti  pada Tabel  1 untuk  kondisi sebelum pelaksanaan perbaikan dan Tabel 2 untuk kondisi  pelaksanaan perbaikan.
Tabel 1. Data parameter tanah sebelum pelaksaan perbaikan Parameter Tanah Clay 𝛾 𝑢𝑛𝑠𝑎𝑡 17 kN/m 3 𝛾 𝑠𝑎𝑡 17 kN/m 3 𝜙 0° 𝐶 50 kN/m 2 𝑉 0,3 𝐸 10.000 kN/m 2 Tabel 2. Data parameter tanah untuk pelaksanaan perbaikan Parameter Tanah Soil Cement 𝛾 𝑢𝑛𝑠𝑎𝑡 18 kN/m 3 𝛾 𝑠𝑎𝑡 18 kN/m 3 𝜙 0° 𝐶 150 kN/m 2 𝑉 0,3 𝐸 30.000 kN/m 2
Untuk  data  parameter Corrugated  Multi  Plate  (CMP)  yang  dimodelkan  menggunakan  tebal plate sebesar 4 mm sampai 5 mm dan diameternya sebesar 4.500 mm.

## 3.3 Analisis Timbunan Tanah pada CMP Sebelum Perbaikan
Total displacement yang diperoleh sebesar 15,39 cm yang berarti tidak aman dan mengalami keruntuhan  karena total  displacement  lebih  besar  dari  2,54  cm  seperti  yang  tersaji  pada Gambar 6 .

## 3.4   Analisis Timbunan Tanah pada CMP Setelah Perbaikan
Diperoleh  total  displacement  sebesar  0,306  cm  yang  berarti  aman  dan  tidak  mengalami keruntuhan  seperti  yang  tertera  pada Gambar  7 ,  namun  belum  diberi  beban  sehingga dilakukan lagi pemodelan yang sudah diberi beban seperti pada Gambar 8 .
Gambar 7. Bidang keruntuhan akibat timbunan tanah setelah perbaikan setinggi 7 meter

## Gambar 8. Total displacement setelah diberi beban

## 3.5 Kombinasi  Pemodelan  sebagai  Alternatif  Perbaikan  Lapisan  Timbunan Tanah
Dalam usaha perbaikan untuk menanggulangi kasus ini dilakukan beberapa alternatif dalam pemodelan menggunakan software PLAXIS. Kombinasi yang dilakukan menggunakan material, lapisan bawah dan model timbunan yang berbeda. Tujuan dilakukannya beberapa kombinasi tersebut  adalah  untuk  mengetahui  dan  memilih  material,  teknis  pelaksanaan  penimbunan serta model penimbunan.
Adapun beberapa kombinasi yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Kombinasi 1: Lapisan  bawah  menggunakan  tanah clay,  model  timbunan  mengikuti  bentuk  CMP,  dan timbunan menggunakan tanah clay.
2. Kombinasi 2: Lapisan bawah  menggunakan  tanah clay, model timbunan tidak mengikuti bentuk CMP, dan timbunan menggunakan tanah clay.
3. Kombinasi 3:
Lapisan bawah menggunakan batu, model timbunan mengikuti bentuk CMP, dan timbunan menggunakan tanah clay.
4. Kombinasi 4: Lapisan bawah  menggunakan soil cement, model timbunan mengikuti bentuk CMP, dan timbunan menggunakan soil cement.
5. Kombinasi 5: Lapisan bawah menggunakan soil cement, model timbunan tidak mengikuti bentuk CMP, dan timbunan menggunakan soil cement.
6. Kombinasi 6:
Lapisan bawah menggunakan batu, model timbunan mengikuti bentuk CMP, dan timbunan menggunakan soil cement.
Dari beberapa hasil Kombinasi di atas, diperoleh dua (2) kombinasi yang dianggap aman, yaitu Kombinasi 3 dan Kombinasi 6. Namun  usaha perbaikan tersebut tidak dipilih karena usaha perbaikan  yangsebelumnya  dianggap  lebih  aman. Total  displacement  perbaikan  yang sebelumnya  adalah  0,3183  cm.  Sedangkan  total  displacement  dari  kombinasi  3  sebesar 0,91cm, dan total displacement kombinasi sebesar 0,32cm.

## 3.6 Pembahasan Hasil Analisis
Dari hasil analisis yang didapat yang dilakukan menggunakan program PLAXIS 2D sebelum adanya perbaikan timbunan tanah diperoleh nilai total displacement sebesar 15,39 cm yang berarti  mengalami  keruntuhan,  karena  nilai total  displacement  yang  diperoleh  tidak memenurhi  syarat  defromasi  dimana  lebih  besar  dari  2,54  cm,  sedangkan  dalam  analisis setelah  adanya  perbaikan  dengan  diberikan  data  paramater  timbunan  yang  berbeda  dan timbunan  tanah  yang  dimodelkan  dengan  dilakukan  adanya  tahapan  lapisan  timbunan bertahap sebanyak 5 lapisan tanah diperoleh nilai total displacement sebesar 0,306 cm yang berarti tidak mengalami keruntuhan atau aman, karena nilai total displacement yang diperoleh memenuhi syarat deformasi dimana tidak lebih besar dari 2,54 cm.
Setelah dapat nilai total displacement untuk perbaikan sebesar 0,306 cm, kemudian timbunan diberikan beban sebesar 1 kN/m 2 . Setelah dimodelkan didapatkan total displacement sebesar 0,318 cm yang berarti aman dan tidak mengalami keruntuhan.

## 4. KESIMPULAN
1. Hasil analisis keruntuhan menggunakan parameter tanah awal sebelum dilakukan perbaikan dan sesuai dengan teknis pelaksanaan di lapangan, menghasilkan nilai total displacement sebesar 15,39 cm yang berarti mengalami keruntuhan, karena nilai total displacement yang diperoleh lebih besar dari 2,54 cm sehingga perlu dilakukan perbaikan timbunan pada tanah dengan menggunakan parameter timbunan tanah yang berbeda dan memperhatikan teknis pelaksanaan di lapangan.
2. Hasil analisis keruntuhan setelah dilakukan perbaikan pada timbunan tanah menghasilkan nilai total displacement 0,306 cm yang berarti tidak terjadi keruntuhan pada tiap lapisan timbunan dan pada tiap metal plate.
3.  Hasil  analisis  keruntuhan  setelah  perbaikan  pada  timbunan  tanah  dilakukan  dengan timbunan bertahap, yaitu tahap pertama setinggi 2 (dua) meter, tahap kedua setinggi 3 (tiga) meter, tahap ketiga setinggi 4 (empat) meter, tahap keempat setinggi 5 (lima) meter, dan tahap terakhir yaitu tahap kelima setinggi 7 (tujuh) meter.
4. Pada  kasus  ini  juga  dilakukan  perbaikan  pada  timbunan  tanah  dengan  menggunakan parameter tanah yang berbeda untuk mencegah terjadinya keruntuhan.
5. Setelah didapat total displacement sebesar 0,306 cm, kemudian dilakukan lagi pemodelan dengan diberikan beban merata di atas.
6. Timbunan dan didapatkan total displacement sebesar 0,3183 cm yang berarti masih aman dan tidak terjadi keruntuhan.
7. Pada  kasus  ini  juga  dilakukan  perbaikan  pada  timbunan  tanah  dengan  menggunakan parameter tanah yang berbeda untuk mencegah terjadinya keruntuhan.
8. Setelah didapat total displacement sebesar 0,306 cm, kemudian dilakukan lagi pemodelan dengan  diberikan  beban  merata  di  atas  timbunan  dan  didapatkan  total  displacement sebesar 0,3183 cm yang berarti masih aman dan tidak terjadi keruntuhan.

## DAFTAR RUJUKAN
Das, B. M., Endah, N., & B.Mochtar, I. (1995). Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Wesley, L. D. (1977). Mekanika Tanah. Jakarta: Badan Penerbit Pekerjaan Umum.