Ageng Trisno  Sugita,  Yulindasari  Sutejo,  Edi Kadarsa  (2023) Metode  Penanganan MUD  Pumping Pada Jalan Rel Wilayah UPT Resor Jalan Rel III.3 Payakabung, (8) 5, http://dx.doi.org/10.36418/syntax-literate.v6i6 E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 8, No. 4, April 2023

## METODE PENANGANAN MUD PUMPING PADA JALAN REL WILAYAH UPT RESOR JALAN REL III.3 PAYAKABUNG

## Ageng Trisno Sugita, Yulindasari Sutejo, Edi Kadarsa
Program Studi Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Bukit Besar, Palembang, Indonesia Email: agengtrisno0@gmail.com, yulindasari@ft.unsri.ac.id, aedikadarah@gmail.com

## Abstrak
Mud  pumping adalah  salah  satu  alasan  penurunan  efisiensi  kereta  api. Berkurangnya fungsi lapisan balas sebagai  filter  tanah dasar dapat  menyebabkan proses  pemompaan  lumpur  jika  air  tidak  dialirkan  dengan  baik  sehingga menyebabkan ketidakstabilan struktur rel. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan metode perawatan yang efektif untuk menangani jalan rel kereta api  lokal  yang  terindikasi mud  pumping ,  yaitu  melalui  pemasangan  geotekstil woven dan penggantian  material  sub balas. Pengamatan dilakukan di  UPT Resor Jalan Rel III.3 Payakabung pada km 371.000/100 hilir dan km 375.400/500 hulu. Berdasarkan  klasifikasi  tanah,  tanah  di  dua  tempat  tersebut  tergolong  pasir bergradasi buruk/SP. Substrat di lokasi A memiliki Gs = 1,82 kg/cm3, ϕ = 12,71° dan Phi = 0,29 kg/cm2, sedangkan di lokasi B memiliki Gs = 2,33 kg/cm3, ϕ = 17, 43° dan Phi = 0,5 kg/ cm2. Hasil uji lapisan balas menunjukkan batu berukuran 25- 60  mm  sesuai  dengan  Peraturan  Menteri  Perhubungan  Nomor  60  Tahun  2012 tentang  persyaratan  teknis  jalur  kereta  api,  dengan  berat  jenis  2.688  gr/cm3. Berdasarkan  klasifikasi  tanah,  tanah  di  dua  tempat  tersebut  tergolong  pasir bergradasi  buruk/SP.  Pemasangan  geotekstil  dan  penggantian  sebagian  balas meningkatkan nilai safety factor . Hasil yang diperoleh dari analisis Slope/W adalah ketebalan  bagian  lapisan  balas  optimal  yang  memenuhi  persyaratan safety  factor adalah 15 cm. Hasil implementasi lapangan menunjukkan bahwa penggantian sub balas dan pemasangan geotekstil woven dapat mengembalikan fungsi penyaringan dan drainase struktur bawah jalan rel, sehingga untuk mengatasi kerusakan akibat mud pumping pada jalan rel metode ini memiliki kinerja yang efektif.
Kata kunci : Mud pumping ; tanah dasar; sub balas , safety factor , skilu.

## Abstract
Mud pumping is one of the reasons for the decreased efficiency of trains. The lack of ballast layer function as a subgrade filter can cause the process of mud pumping if the water is not channeled properly, causing instability of the rail structure. The aim of this research is to develop an effective treatment method for dealing with local railroads with indications of mud pumping, namely through the installation of woven geotextiles and replacement of sub ballast material. Observations were made  at  UPT  Railroad Resort  III.3  Payakabung  at  km  371,000/100  downstream and  km  375,400/500  upstream.  Based  on  soil  classification,  the  soil  in  the  two
places is classified as sand with poor grades/SP. The substrate at location A has Gs = 1.82 kg/cm3, ϕ = 12.71° and Phi = 0.29 kg/cm2, while at location B it has Gs = 2.33 kg/cm3, ϕ = 17.43° and Phi = 0.5 kg/cm2. The results of the ballast coating test showed that stones measuring 25-60 mm were in accordance with Minister of Transportation Regulation No. 60 of 2012 concerning technical requirements for railroads, with a specific gravity of 2,688 gr/cm3. Based on soil classification, the soil  in  the  two  places  is  classified  as  sand  with  poor  grades/SP.  Installing geotextiles and replacing some of the balls increases the safety factor. The results obtained from the Slope/W analysis are that the optimal thickness of the spherical layer  that  meets  the  safety  factor  requirements  is  15  cm.  The  results  of  field implementation  show  that  replacing  sub  ballast  and  installing  woven  geotextiles can restore the function of filtering and drainage of the structure under the railroad, so that to overcome damage caused by mud pumping on the railroad this method has an effective performance.
Keywords: Mud pumping ; subgrade; subballast safety factor, skilu.

## Pendahuluan
Jalan rel  kereta  api  merupakan konstruksi yang terdiri dari material  baja, beton atau konstruksi lain yang berfungsi mengarahkan jalannya kereta api. Struktur atas terdiri dari rel,  bantalan, dan komponen alat penambat, sedangkan struktur bawah terdiri dari balas,  sub  balas  dan  tanah  dasar  ( subgrade )  (Nguyen  et  al.,  2019).  Semua  komponen menjadi satu kesatuan yang disebut jalur kereta yang membentang membentuk alinemen vertikal dan horizontal di atas permukaan tanah baik tanah timbunan maupun tanah galian (Menteri Perhubungan, 2011) (Zhang et al., 2019).
Bekurangnya  fungsi  sub  balas  mengakibatkan  terjadinya  proses  pemompaan lumpur  atau mud  pumping yang  ada  pada  tanah  dasar  ke  lapisan    balas,  sehingga menyebabkan  balas  kotor  ( ballast  fouling )  (R.  P.  Singh  et  al.,  2019). Mud  pumping menyebabkan menurunnya kinerja jalan lokal ketika terdapat rongga saat materi subgrade terbawa ke balas dan mengendap di celah balas, sehingga menyebabkan goyangan saat kereta  melintas  (Hudson  et  al.,  2016).  Hilangnya  pengaruh  lapisan  sub  balas  juga menyebabkan berkurangnya tegangan induksi di atas tanah dasar (Nguyen & Indraratna, 2021). Gambar 1 menampilkan contoh indikasi mud pumping yang dapat dilihat secara visual.

## Gambar 1 Lokasi Terindikasi Mud Pumping
Beberapa  upaya  penanganan mud  pumping dilakukan  oleh  peneliti  dibidang geoteknik  diantaranya,  dilakukan  secara  kimiawi  maupun  mekanis  yaitu  dengan pencampuran  zat  pengikat  (Yonghui  et  al.,  2017),  seperti  pada  penelitian  Wan  et  al. (2020) menggunakan polyurethane, F. Wang et al. (2021) menggunakan semen sebagai stabilisator  (F.  Wang  et  al.,  2021).  Beberapa  metode  dengan  memanfaatkan  material geotekstil maupun geogrid seperti pada penelitian M. Singh, et al. (2019) dan Chawla & Shahu (2016). Metode penanganan pada penelitian tersebut dapat menjadi dasar, namun harus ada data langsung pada lokasi tinjauan yang tentunya akan mempengaruhi variabel tertentu dan kemudahan pada pelaksanaannya di lapangan.
Wilayah UPT Resor Jalan Rel III.3 Payakabung, Divisi Regional III Palembang yang memiliki panjang lintas 29.539 m’sp. Kondisi jalan rel pada lokasi tertentu masih terdapat mud  pumping dan  menjadi  kendala  dalam  stabilitas  jalan  rel.  Maka  perlu penelitian  lebih  lanjut  untuk  menganalisis  material  konstruksi  bawah  jalan  rel  agar metode penanganan mud pumping bisa efektif.
Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kondisi struktur bawah yang ada pada titik lokasi kasus terjadinya mud pumping . Analisis dilakukan dengan bantuan program numerik  Slope/W  untuk  memperoleh  nilai Safety  Factor (SF)  pada  struktur  jalan  rel dengan  permodelan  pada  metode  penanganan mud  pumping dengan  cara  penggantian material  sub  balas  dan  penggunaan  geotekstil  (Gradkowski,  2016).  Metode  yang direncanakan  pada  penelitian  ini  didukung  dari  penelitian  terdahulu  dengan memanfaatkan lembaran geotekstil dalam mereduksi tegangan sekaligus pemisah antara tanah dasar dan sub balas (Chawla & Shahu, 2016). Penanganan sub balas yang tercampur dengan  material  tanah  dasar  akibat mud  pumping dilakukan  dengan  cara  mengganti dengan sub balas yang baru untuk memperpanjang waktu ketahanan ( durability time ) atau bahkan menghilangkan gangguan pada eks lokasi mud pumping.

## Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan tiga tempat, yaitu di Wilayah UPT Resor Jalan Rel III.3 Payakabung, Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya dan Laboratorium Uji Bahan Politeknik Negeri Sriwijaya. Metode penelitian yang dilakukan adalah observasi lapangan, pengujian laboratorium dan analisis numerik dengan program Slope/W. Pengambilan sampel tanah pada lokasi terjadinya mud pumping . Setelah sampel tanah, material balas dan sub balas jalan rel diperoleh selanjutkan pengujian dilakukan di laboratorium Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya dan Laboratorium Uji Bahan Politeknik Negeri Sriwijaya.
Lokasi observasi adalah daerah rawan mud pumping yang ada di wilayah Jalan Rel  Payakabung  yang  dilakukan  perawatannya  oleh  UPT  Resor  Jalan  Rel  III.3 Payakabung  yang  berada  di  Divisi  Regional  III.  3  Palembang.  Panjang  lintas  wilayah perawatan  UPT  Resor  Jalan  Rel  III.3  Payakabung  adalah  29.539  m’sp  yaitu  dari  Km 370+000  sampai  dengan  Km  380+000  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  2.  Titik pengamatan  dan  pengambilan  sampel  dilakukan  di  dua  lokasi,  yaitu  Lokasi  A  di  Km
375+000/100 jalur hulu koridor Payakabung - Simpang dan Lokasi B di Km 371+400/500 jalur hilir koridor Payakabung - Serdang.
Gambar 2
Ilustrasi Lokasi Penelitian di Wilayah UPT Resor JR III.3 Payakabung
Sampel tanah dasar atau subgrade yang diambil adalah lapisan di bawah sub balas. Tanah  dasar  menerima  beban  dari  keseluruhan  beban  hidup  dan  beban  mati  yang disalurkan  dari  komponen  di  atasnya,  sehingga  harus  mampu  medukung  beban  yang diterima (M. Singh, 2019). Pengambilan sampel dilakukan dengan metode sampel tanah terganggu  ( disturbed )  dan  tidak  terganggu  ( undisturbed ).  Sampel  tanah disturbed digunakan  dalam  beberapa  pengujian  properties  tanah,  yaitu  pemeriksaan  kadar  air (ASTM  D2216-98),  batas-batas  atterberg  (ASTM  D-4318),  berat  jenis  (ASTM  D  854, 2002), analisis saringan (ASTM D 422-63, 2002) dan hidrometer (ASTM D 1140, 2000), pemadatan tanah standar (ASTM D 698, 2009) dan pengujian CBR (ASTM D1883, 2021) (F. Wang et al., 2021) (Indraratna et al., 2020). Sedangkan sampel tanah (undisturbed) digunakan  untuk  pengujian  triaksial  Unconsolidated  Undrained  (UU)  (ASTM  D2850, 2017) untuk  memperoleh parameter kuat  geser tanah, yaitu kohesi  tanah (c) dan sudut geser dalam (ϕ) (T. Wang et al., 2021). Proses pengambilan sampel tanah dan pengujian tanah yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.

## Gambar 3
Pengambilan Sampel Tanah Disturbed dan Undisturbed

## Gambar 4

## Pengujian Tanah Dasar
Menurut Peraturan Menteri Perhubungan No : PM 60 Tahun 2012 lapisan balas adalah  material  batu  pecah  (agregat)  dengan  ukuran  25-60  mm  yang  mengalami konsentrasi  tegangan  terbesar  akibat  lalu  lintas  pada  jalan  rel.  Balas  berfungsi  sebagai penahan  beban  utama  untuk  mendistribusikan  dan  mengurangi  beban  roda  ke  tingkat yang  dapat  ditoleransi  untuk  lapisan  sub  balas  (M.  Singh,  2019).  Sampel  balas  yang diambil adalah batu pecah 25-60 mm yang digunakan pada lokasi penelitian. Pengujian batu balas yang dilakukan meliputi, pemeriksaan berat jenis dan penyerapan air agregat kasar (ASTM C 127), analisis saringan agregat kasar (ASTM C 136),  uji keausan dengan los angeles (ASTM C 131) (Fernandes et al., 2008). Proses pengujian agregat batu balas dapat dilihat pada Gambar 5 berikut ini.

## Gambar 5 Pengujian Material Balas
Sub balas adalah lapisan yang berfungsi sebagai filter antara tanah dasar dan balas yang harus dapat mengalirkan air dengan baik dan sebagai pengurang tegangan  (Trani, L. D., 2009). Material sub balas diperoleh dari penyuplai material, Pengujian sub balas meliputi, analisis saringan (ASTM C 136), uji berat isi dan rongga agregat (ASTM C 29) (Touqan et al., 2020). Proses pengujian material sub balas yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar 6 berikut.

## Gambar 6 Pengujian Material Sub Balas
Selain data material tanah dasar dan agregat balas atau sub balas, data properties geotekstil  juga diperlukan sebagai  stabilisator pada metode penanganan mud pumping. Geotekstil yang digunakan sebagai material perbaikan tanah harus memiliki spesifikasi yang  jelas  untuk  memperoleh  manfaat  teknis.  Data  properties  diperoleh  dari  produsen produk geotekstil yang telah melakukan uji laboratorium sesuai dengan standar ASTM dalam uji material tekstil.
Setelah  data  laboratorium  dan  geotekstil  diperoleh  selanjutnya  akan  dilakukan analisis  numerik  dengan  bantuan  program  Slope/W.  Metode  analisis  yang  digunakan pada program Slope/W adalah metode Morgenstern-Price, metode Spencer, dan metode Bishop. Data input adalah hasil pengujian parameter berat jenis, kohesi dan sudut geser dalam  (Mohr  Coulomb),  pembebanan  struktur  jalan  rel  dan  properties  geotekstil, sedangkan  hasil output berupa  grafik  bidang  gelincir  dan  nilai Safety  Factor (SF) minimum  sebagai  syarat  aman  adalah  SF  ≥  1,5  (R.  R.  Pratama,  2021).  Analisis disimulasikan berdasarkan kondisi-kondisi yang direncanakan, yaitu:
1. Kondisi eksisting (awal tanpa perkuatan/stabilisator).
2. Kondisi perbaikan dengan pemasangan lembaran geotekstil woven 250 gr.
3. Kondisi perbaikan dengan pemasangan geotektil woven 250 gr dan penggantian lapisan sub balas tebal 5 cm.
4. Kondisi perbaikan dengan pemasangan geotektil woven 250 gr dan penggantian lapisan sub balas tebal 10 cm.
5. Kondisi perbaikan dengan pemasangan geotektil woven 250 gr dan penggantian lapisan sub balas tebal 15 cm.
6. Kondisi perbaikan dengan pemasangan geotektil woven 250 gr dan penggantian lapisan sub balas tebal 20 cm.
7. Kondisi perbaikan dengan pemasangan geotektil woven 250 gr dan penggantian lapisan sub balas tebal 25 cm.
Lenturan track ( creep of rail ) menurut Komite Nasional Keselamatan Transportasi (2005)  disebut  juga  genjotan  yang  merupakan  pergerakan  longitudinal  pada  jalan  rel. Lenturan  track  adalah  hal  yang  sangat  wajar  pada  jalan  kereta  api,  namun  besarannya mampu  membuat  efek  yang  berbeda.  Lenturan  yang  sangat  besar  dapat  menyebabkan skilu pada jalan kereta api. Salah satu penyebab skilu adalah adanya mud pumping yang terjadi pada jalan rel ketika ada ruang kosong di bawah bantalan akibat materi sub balas
dan tanah dasar yang jenuh air naik ke permukaan balas ketika ada jalan rel dilewati kereta api (Nguyen et al., 2021).
Pengamatan dilakukan secara periodik untuk mengukur lenturan dan skilu pada jalan  rel  setelah  dilakukan  penanganan  terhadap  mud  pumping  di  lokasi  pengamatan. Pengamatan  dilakukan  selama  50  hari  dengan  kondisi  jalan  rel  aktif  dilalui  kereta  api. Alat  ukur  yang  digunakan  adalah  densometer  yang  dipasang  per  3  meter  dengan konfigurasi  seperti  Gambar  7.  Batasan  skilu  ditentukan  berdasarkan  kecepatan maksimum kereta dengan ketentuan berikut:
1. 4 mm/m atau 12 mm/3 m (6 bantalan), V < 60 Km/Jam
2. 3 mm/m atau 9 mm/3 m (6 bantalan), 60 Km/Jam < V < 90 Km/Jam
3. 2,5 mm/m atau 7 mm/3 m (6 bantalan), V > 90 Km/Jam

## Gambar 7

## Konfigurasi pemasangan alat ukur densometer

## Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan beban gandar dan data stamformasi KA di Divre III Palembang yang melewati  wilayah  pemeliharaan  jalan  rel  UPT  Resor  Jalan  Rel  III.3  Payakabung, rangkaian yang memiliki beban gandar terbesar adalah KA Barasimpang. Stamformasi KA Barasimpang terdiri dari 1 lokomotif penarik (CC 206) dan 30 gerbong datar (GD 54 T). Berdasarkan rangkaian KA Barasimpang tersebut perhitungan distribusi beban pada gandar menggunakan beban rencana lokomotif sebagai berat paling besar yaitu 90 ton. Sehingga besarnya beban statis roda pada gandar adalah sebesar 7,5 ton. Jadi distribusi beban akibat lokomotif yang digunakan pada penelitian ini adalah P roda adalah 7,5 ton atau 73,55 kN.
Hasil  dari  uji  laboratorium  material  tanah  dasar  pada  lokasi  A  dan  B  termasuk kedalam klasifikasi tanah berpasir bergradasi buruk atau sedikit menganduk butir halus ( Sand poor graded/SP ). Tanah dasar pada lokasi A memiliki berat jenis sebesar  1,819
kg/cm 3 , sudut geser dalam (ϕ) 12,71° dan kohesi (phi) 0,29 kg/cm 2 , sedangkan pada lokasi B memiliki berat jenis sebesar 2,33 kg/cm 3 , sudut geser dalam (ϕ) 17,43° dan kohesi (phi) 0,5 kg/cm 2 . Secara rinci  hasil  pengujian laboratorium tanah dapat  dilihat pada Tabel  1 berikut.
Tabel 1 Rekapitulasi Hasil Pengujian Material Tanah Dasar Parameter Satuan Lokasi A Lokasi B Syarat Analisis saringan - Sand poor graded (SP) Sand poor graded (SP) Hindari tanah berbutir halus / alluvial - Liquid limit (LL) 40,21 31,36 Plastic limit (PL) 34,20 25,56 Plasticity Index (PI) 6,01 5,80 Kadar air disturbe % 51,40 45,87 Kadar air undisturbe % 25,59 26,31 Kadar air optimum % 19,30 19,53 - Berat jenis gr/cm 3 1,819 2,33 - Nilai CBR % 11,09 12,64 ≥ 8% Sudut geser dalam (°) 12,71 17,43 - Kohesi kg/cm 2 0,29 0,50 -
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium material balas atau agregat batu pecah ukuran 25-60 mm yang digunakan di Wilayah UPT Resor  Jalan Rel III.3 Payakabung, material  batu  pecah  telah  memenuhi  syarat  standar  batu  balas  yang  tercantum  PM Perhubungan  Nomor  60  Tahun  2012  tentang  persyaratan  teknis  jalur  kereta  api.  Nilai berat jenis batu pecah material balas adalah 2,688 gr/cm 3 . Hasil pengujian material balas dirangkum  dalam  Tabel  2  berupa  rekapitulasi  parameter  dan  hasil  pengujian  di laboratorium sebagai berikut.
Tabel 2 Rekapitulasi Hasil Pengujian Material Balas Parameter Satuan Hasil Syarat Keausan Agregat % 17,56 ≤  25% Berat Jenis gr/cm 3 2,688 ≥ 2,6 Penyerapan Agregat % 0,8 - Kadar Air Agregat % 0,23 - Kadar Lumpur % 0,1 ≤ 0,5%
Agregat  sub  balas  rencana  yang  diuji  pada  penelitian  ini  ada  dua  jenis,  yaitu sampel  kerikil  atau  pasir  sungai  dan  batu  pecah  atau  split.  Berdasarkan  pengujian diperoleh hasil bahwa material kerikil dan pasir sungai memenuhi persentase batas atas dan bawah syarat teknis jalur kereta api, sedangkan material batu pecah tidak memenuhi. Berikut adalah Gambar 8 gradasi butiran kerikil dan pasir sungai yang memenuhi syarat.

## Gambar 8

## Gradasi Butiran Kerikil dan Pasir Sungai Rencana Sub Balas
Berdasarkan  tabel  hasil  uji  berat  isi  diperoleh  bahwa  berat  isi  kerikil  dan  pasir sungai adalah sebesar 1,583 gr/cm 3 , sedangkan pada agregat batu pecah diperoleh sebesar 1,553  gr/cm 3 .  Hasil  uji  analisis  saringan  yang  memenuhi  spesifikasi  adalah  material kerikil  atau  pasir  sungai,  sehingga  material  tersebut  digunakan  dalam  perhitungan rencana  metode  perbaikan  di  lokasi mud  pumping dengan  menggunakan  program Slope/W .
Geotekstil woven dipilih  karena  dapat  meningkatkan  stabilitas  tanah  dasar  dan memiliki nilai tahan tarik lebih tinggi dibandingkan dengan geotekstil nonwoven (tidak dianyam) serta mempunyai nilai resapan ( permeability ) yang baik (R. T. Pratama, 2021). Menurut Indian Railways (RDSO, 2007) bahwa ketebalan sub balas pada jalan rel dapat dikurangi  dengan  penggunaan  geotekstil  woven,  karena  memiliki  ketahanan  terhadap tarik dan geser serta memberikan solusi ekonomis. Berdasarkan data spesifikasi produk geotekstil woven dari  PT.  Indotex  Bangun  Mandiri  (2021),  geotekstil  ini  lebih  cocok digunakan untuk konstruksi jalan rel yang memiliki geseran dinamis akibat beban kereta api.  Berikut  adalah  Tabel  3    berisi  rangkuman  data  propertis  hasil  pengujian  material geotekstil woven 250 gr yang digunakan pada penelitian ini.
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 0,01 0,1 1 10 100 % Lol os Diameter (mm) hasil uji batas atas batas bawah
Tabel 3 Hasil Pengujian Geotekstil Woven 250 Gr Jenis Uji Hasil Uji Acuan Uji Berat, g/m 2 257 ASTM D5261-10 Tebal, mm 1,05 ASTM D5199-12 Kuat tarik, kN/m 51,9 ASTM D 4595-11 Kekuatan sobek, N 769 ASTM D 4533/D4533M-15 Mulur, % 36,9 ASTM D 4595-11 Indeks tusukan, N 625 ASTM D 4833/ D483-07(2013) Permitivitas, detik -1 0,0392 ASTM D4491/D4491M-17 Ukuran pori O 95 , mm 0,352 ASTM D4751-16 Sumber : PT. Indotex Bangun Mandiri (2021)
Besaran  nilai  parameter  yang  diisi  pada input program  Slope/W  diperoleh  dari hasil  pengujian  material  di  laboratorium  dan  data  properties  material  lainnya.  Besaran nilai parameter input disajikan dalam Tabel 4 berikut ini.
Tabel 4 Rekapitulasi Data Input Slope/W Material Parameter Besaran Satuan Tanah A Model Mohr-Coulomb - Berat jenis 17,84 kN/m 3 Phi 28,43 Kpa ϕ 12,71 (°) Tanah B Model Mohr-Coulomb - Berat jenis 22,86 kN/m 3 Phi 49,03 Kpa ϕ 17,43 (°) Balas Model Mohr-Coulomb - Berat jenis 26,36 kN/m 3 Phi - Kpa ϕ 35 (°) Sub balas Model Mohr-Coulomb - Berat jenis 15,52 kN/m 3 Phi - Kpa ϕ 20 (°) Geotekstil Kap. tarik 51,9 kN Beban Terpusat 73,5 kN Merata 23,5 Kn/m 3
Masing-masing  kondisi  disesuaikan  dengan  data input pada  parameter  yang diperlukan. Slope/W kemudian di- running hingga memperoleh hasil Safety Factor (SF)
atau  nilai  faktor  keamanan  terhadap  bidang  gelincir.  Hasil running pada  kertas  kerja ( worksheet ) menampilkan grafik garis keruntuhan atau gelincir pada sturuktur jalan rel, dengan  garis  simulasi tension  crack serta  nilai Safety  Factor (SF)  kritis  dibandingkan dengan syarat SF minimum yaitu 1,5 (Nalgire et al., 2020). Berikut adalah contoh pada Gambar 9 grafik nilai faktor keamanan dan Tabel 5 yang menampilkan rekapitulasi nilai Safety Factor (SF) kritis pada output program Slope/W pada lokasi A dan B.

## Gambar 9
Grafik Output Slope/W pada Lokasi A dan B
Tabel 5
Rekapitulasi Data Output Slope/W No. Metode Analisis Kondisi/Metode penanganan SF kritis Status SF kritis Status Lokasi A Lokasi B 1 M-P Eksisting 0,814 Tidak aman 1,067 Tidak Aman 2 M-P Geotekstil 3,589 Aman 8,225 Aman 3 M-P Geotekstil+Sub balas 5 cm 3,739 Aman 9,973 Aman 4 M-P Geotekstil+Sub balas 10 cm 3,98 Aman 9,526 Aman 5 M-P Geotekstil+Sub balas 15 cm 4,360 Aman 10,494  Aman 6 M-P Geotekstil+Sub balas 20 cm 4,666 Aman 0,729 Tidak Aman
No. Metode Analisis Kondisi/Metode penanganan SF kritis Status SF kritis Status Lokasi A Lokasi B 7 M-P Geotekstil+Sub balas 25 cm 0,878 Tidak aman 0,728 Tidak Aman 8 Spencer Eksisting 0,813 Tidak aman 1,076 Tidak Aman 9 Spencer Geotekstil 3,602 Aman 8,292 Aman 10 Spencer Geotekstil+Sub balas 5 cm 3,925 Aman 9,972 Aman 11 Spencer Geotekstil+Sub balas 10 cm 3,98 Aman 9,54 Aman 12 Spencer Geotekstil+Sub balas 15 cm 4,417 Aman 10,48 Aman 13 Spencer Geotekstil+Sub balas 20 cm 5,09 Aman 0,727 Tidak Aman 14 Spencer Geotekstil+Sub balas 25 cm 0,876 Tidak aman 0,727 Tidak Aman 15 Bishop Eksisting 0,82 Tidak aman 1,117 Tidak Aman 16 Bishop Geotekstil 3,547 Aman 8,16 Aman 17 Bishop Geotekstil+Sub balas 5 cm 3,691 Aman 9,974 Aman 18 Bishop Geotekstil+Sub balas 10 cm 3,945 Aman 9,514 Aman 19 Bishop Geotekstil+Sub balas 15 cm 4,333 Aman 10,512  Aman 20 Bishop Geotekstil+Sub balas 20 cm 4,648 Aman 0,738 Tidak Aman 21 Bishop Geotekstil+Sub balas 25 cm 0,903 Tidak aman 0,738 Tidak Aman
Berdasarkan Tabel 5, nilai SF dibawah 1,5 tidak memenuhi standar desain untuk metode  penanganan mud  pumping, berikut  adalah  grafik  yang  menggambarkan perubahan setiap ketebalan sub balas terhadap nilai Safety Factor (SF) pada Gambar 10 di berikut ini.
Gambar 10
Grafik Safety Factor (SF) Kritis Terhadap Ketebalan Sub Balas
0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15 20 25 30 Sa fet y F a ct o r (SF) Tebal Balas (cm) Lok. A (M-P) Lok. A (Spenser) Lok. A (Bishop) Lok B. (M-P)
Lok. B (Spenser)
Lok. B (Bishop) Syarat SF
Pada  kondisi  eksisiting  lokasi  A  dan  B  memiliki  nilai  SF  kritis  yang  rendah. Apabila dilakukan perbaikan dengan pemasangan geotekstil nilai SF akan bertambah, dan juga  ketika  penggantian  sub  balas  dilakukan  dengan  penambahan  5  cm  pada  setiap tahapannya hingga 25 cm, nilai SF berubah naik dan turun kembali pada titik melewati ketebalan optimum. Pada lokasi A nilai SF maksimum hingga mencapai ketebalan 20 cm, sedangkan untuk lokasi B nilai SF maksimum berada pada ketebalan sub balas 15 cm.
Berdasarkan  Peraturan  Menteri  Perhubungan  Nomor  60  Tahun  2012  yang menyatakan tebal maksimum sub balas 15 cm, pada penelitian ini diperloleh hasil bahwa dengan pemasangan geotekstil dapat mengoptimalkan tebal lapisan sub menjadi optimum 15 cm. Metode penanganan mud pumping ini diterapkan di lokasi Km 375+000/100 jalur hulu. Perbaikan dilakukan pada track sepanjang 180 cm dengan material sub balas baru yaitu kerikil atau pasir sungai dengan ketebalan 10-15 cm. Selain penggantian sub balas juga dipasang lapisan geotekstil woven 250 gr lebar 4 meter yang memiliki kuat  geser 51,9 Kpa yang diperhitungkan mampu menerima tegangan akibat beban overburden di atasnya.
Berdasarkan  kecepatan  maksimum  kereta  yang  melewati  petak  jalan  tersebut adalah 80 km/jam sehingga termasuk kategori kecepatan 60 Km/Jam < V < 90 Km/Jam yaitu  dengan  batas  3  mm/m  atau  9  mm/3  (6  bantalan).  Berikut  adalah  grafik  hasil pengukuran lenturan dan skilu yang dilakukan di lokasi mud pumping Km 375+000/100 jalur hulu yang ditampilkan pada Gambar 11 dan Gambar 12.

## Gambar 11
Grafik Lenturan Track pada Pengamatan Selama 50 Hari
0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 lent u ra n tra ck (mm) n (hari) Goyangan rel kiri -3m
Goyangan rel kiri x
Goyangan rel kiri +3m
Goyangan rel kanan -3m Goyangan rel kanan x Goyangan rel kanan +3m

## Gambar 12

## Grafik Hasil Pengukuran Skilu Pada Pengamatan Selama 50 Hari
Berdasarkan  hasil  pengujian  lenturan  track  diperoleh  bahwa  lenturan  tertinggi terjadi  pada  hari  ke-5  sebesar  4,48  mm.  hasil  pengolahan  data  lenturan  track,  maka diperoleh  nilai  skilu  tertinggi  di  lokasi  perbaikan  mud  pumping  adalah  pada  hari  ke-5 dengan  besaran  skilu  2,06  mm  yang  terjadi  antara  titik  tinjau  terhadap  jarak  3  meter setelahnya. Nilai tersebut tergolong aman dengan toleransi pada kecepatan 80 Km/Jam adalah  9  mm  per  3  meter  (Menteri  Perhubungan,  2011).  Masih  terdapat  lenturan  yang terjadi namun masih dalam batas aman dan wajar selama tidak melebihi toleransi skilu (KNST, 2005).
Pengamatan visual yang dilakukan selama 50 hari menunjukkan tidak ada indikasi mud pumping yang terjadi setelah dilakukan penanganan. Berdasarkan analisis tersebut disimpulkan  bahwa  penggantian  sub  balas  dan  pemasangan  geotekstil  woven  dapat mengembalikan  fungsi  filtasi  dan  dranase  pada  struktur  bawah  jalan.  Sesuai  dengan pernyataan  Aw  &  Eng  Sew,  (2007)  bahwa  pasir  merupakan  filter  yang  dapat  menjaga tanah  agar  tidak  perpindah  ke  lapisan  balas  sekaligus  dapat  mengalirkan  air  dan pemasangan geotekstil woven yang juga cara yang efektif sebagai saparator atau pemisah tanah dasar dan lapisan diatasnya yang dapat meloloskan air (Pratama (2021). Sehingga metode  ini  mampu  mengatasi  kerusakan mud  pumping dan  menambah durability  time dalam upaya penstabilan tanah dasarnya serta dapat menjaga keamanan perjalanan kereta api sesuai dengan Peraturan Menteri Perhubungan Nomor : PM 23 tahun 2011.

## Kesimpulan
Hasil pengujian material eksisting tanah dasar dan balas yang dilakukan di lokasi A  Km  375+  000/100  PYK-SIG  dan  lokasi  B  Km  371+  400/500  PYK-SDN  diperoleh bahwa pada lokasi A dan B tanah termasuk jenis tanah  pasir bergradasi buruk dan sedikit
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Skilu (m m) n (hari) Skilu dinamis x ke -3 m
Skilu dinamis x ke +3 m
mengandung  butir  halus.  Tanah  dasar  pada  lokasi  A  memiliki  Gs  =  1,819  gr/cm 3 ,  ϕ  = 12,71°dan phi = 0,29 kg/cm 2 , sedangkan pada lokasi B memiliki Gs = 2,33 gr /cm 3 , ϕ = 17,43° dan phi = 0,5 kg/cm 2 .
Berdasarkan hasil analisis numerik menggunakan program Slope/W. Pemasangan geotekstil  dan  penggantian  sub  balas  akan  menambah  nilai  SF.  Ketebalan  sub  balas optimum untuk mencapai syarat SF aman pada lokasi A adalah 20 cm, sedangkan pada lokasi B adalah 15 cm. Apabila ketebalan ditambah lagi maka output SF kembali menjadi tidak aman.
Metode  penggantian  sub  balas  dan  pemasangan  geotekstil woven dapat mengembalikan  fungsi  filtasi  dan  dranase  pada  struktur  bawah  jalan.  Metode  efektif mengatasi  kerusakan  mud  pumping  dan  menambah  durability  time.  Pengukuran  skilu selama 50 hari setelah perbaikan diperoleh hasil aman dengan skilu tertinggi adalah 2,06 mm (toleransi = 9 mm/3m) dan lenturan tertinggi 4,48 mm.

## BIBLIOGRAFI
Aw,  &  Eng  Sew.  (2007). Low  Cost  Monitoring  System  to  Diagnose  Problematic  Rail Bed: Case Study at a Mud Pumping Site (Issue 2001). Massachusetts Institute Of Technology.
Chawla,  S.,  &  Shahu,  J.  T.  (2016).  Reinforcement  and  mud-pumping  benefits  of geosynthetics  in  railway  tracks:  Model  tests. Geotextiles  and  Geomembranes , 44 (3), 366–380. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2016.01.005
Fernandes, G., Palmeira, E. M., & Gomes, R. C. (2008). Performance of geosynthetic- reinforced  alternative  sub-ballast  material  in  a  railway  track. Geosynthetics International , 15 (5), 311–321. https://doi.org/10.1680/gein.2008.15.5.311
Gradkowski,  K.  (2016).  Interaction  Extent  of  the  Planar  Geotextile  Reinforcement Subgrade  of  Roads  and  Rail  Routes. Procedia  Engineering , 153 ,  203–207. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.103
Hudson, A., Watson, G., Le Pen, L., & Powrie, W. (2016). Remediation of Mud Pumping on  a  Ballasted  Railway  Track. Procedia  Engineering , 143 (Ictg),  1043–1050. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.103
Indraratna, B., Singh, M., Nguyen, T. T., Leroueil, S., Abeywickrama, A., Kelly, R., & Neville,  T.  (2020).  Laboratory  study  on  subgrade  fluidization  under  undrained cyclic  triaxial  loading. Canadian  Geotechnical  Journal , 57 (11),  1767–1779. https://doi.org/10.1139/cgj-2019-0350
KNST.  (2005). Laporan  Investigasi  Kecelakaan  Kereta  Api .  Komite  Nasional Keselamatan  Transportasi  Departeman  Perhubungan  Republik  Indonesia  2005 2005.
Menteri Perhubungan. (2011). Peraturan Menteri Perhubungan Nomor : PM 32 Tahun 2011  Tentang  Standar  dan  Tata  Cara  Perawatan  Prasarana  Perkeretaapian . Menteri Perhubungan Republik Indonesia.
Nalgire, T., Dahale, P. P., Mehta, A. A., & Hiwase, P. D. (2020). Slope Stability Analysis by GeoSlope . 10 , 71–75. https://doi.org/https://doi.org/10.29042/2020-10-1-71-75
Nguyen,  T.  T.,  &  Indraratna,  B.  (2021).  Rail  track  degradation  under  mud  pumping evaluated through site and laboratory investigations. International Journal of Rail Transportation , 00 (00), 1–28. https://doi.org/10.1080/23248378.2021.1878947
Nguyen,  T.  T.,  Indraratna,  B.,  Kelly,  R.,  Phan,  N.  M.,  &  Haryono,  F.  (2019).  Mud pumping  under  railtracks:  Mechanisms,  assessments  and  solutions. Australian Geomechanics Journal , 54 (4), 59–80.
Nguyen, T. T., Indraratna, B., & Singh, M. (2021). Dynamic parameters of subgrade soils prone to mud pumping considering the influence of kaolin content and the cyclic
stress  ratio. Transportation  Geotechnics , 29 .  https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2021. 100581
Pratama, R. R. (2021). Analisis stabilitas lereng dengan perkuatan dinding penahan tanah berjenjang  tipe  concrete  cantilever  menggunakan  program  plaxis  8.6. Program Studi  Teknik  Sipil,  Fakultas  Teknik  Sipil  Dan  Perencanaan,  Universitas  Islam Indonesia .
Pratama, R. T. (2021). Analisis Perbaikan Tanah Menggunakan Geotekstil Pada Lapisan Subgrade  Proyek  Pekerjaan  Jalan  (  Studi  Kasus :  Peningkatan  Jalan  G  .  Obos XXIV Kota Palangka Raya ). 4 (2), 148–154.
PT. Indotex Bangun Mandiri. (2021). Geotextile Woven . Indotexbangunmandiri.com.
RDSO.  (2007).  Guidelines  For  Blanket  Layer  Provision  On  Track  Formation  With Emphasis On Heavy Axle Load Train Operation. Government Of India Ministry Of Railways.
Singh, M. (2019). Subgrade Instability and Fluidisation Under Cyclic Railway Loading . University of Wollongong School.
Singh,  R.  P.,  Nimbalkar,  S.,  Singh,  S.,  &  Choudhury,  D.  (2019).  Field  assessment  of railway  ballast  degradation  and  mitigation  using  geotextile. Geotextiles  and Geomembranes , 48 (3),  275–283.  https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2019. 11.013
Touqan, M., Ahmed, A., El, H., & Stark, T. (2020). Static and cyclic characterization of fouled  railroad  sub-ballast  layer  behaviour. Soil  Dynamics  and  Earthquake Engineering , 137 (May), 106293. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106293
Trani, L. D. (2009). Application of constriction size based filtration criteria for railway subballast under cyclic conditions . University of Wollongong.
Wan, Z., Bian, X., Li, S., Chen, Y., & Cui, Y. (2020). Remediation of mud pumping in ballastless high-speed railway using polyurethane chemical injection. Construction and Building Materials , 259 , 120401.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120401
Wang, F., Pang, W., Qin, X., Han, L., & Jiang, Y. (2021). Durability-aimed design criteria of  cement-stabilized  loess  subgrade  for  railway. Applied  Sciences  (Switzerland) , 11 (11). https://doi.org/10.3390/app11115061
Wang, T., Luo, Q., Zhang, L., Xiao, S., & Fu, H. (2021). Dynamic response of stabilized cinder  subgrade  during  train  passage. Construction  and  Building  Materials , 270 (xxxx), 121370. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121370
Yonghui,  S.,  Linrong,  X.,  Ying,  Z.,  Yali,  H.,  &  Ning-Yi,  O.  U.  (2017).  Experimental study  on  the  dynamic  features  of  cement-stabilized  expansive  soil  as  subgrade
filling  of  heavy  haul  railway. Journal  of  Engineering  Science  and  Technology Review , 10 (6), 136–145. https://doi.org/10.25103/jestr.106.18
Zhang, X., Zhao, C., & Zhai, W. (2019). Importance of load frequency in applying cyclic loads to investigate ballast deformation under high-speed train loads. Soil Dynamics and Earthquake Engineering , 120 (August 2018), 28–38. https://doi.org/10.1016/ j.soildyn.2019.01.023
Copyright holder:
Ageng Trisno Sugita, Yulindasari Sutejo, Edi Kadarsa (2023)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: