## ANALISIS EFEKTIVITAS PENGGUNAAN MICROPILE SEBAGAI ELEMEN PERKUATAN STABILITAS LERENG
Farrell Arman 1 dan Chaidir Anwar Makarim 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta farrellarman@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta chaidir259@gmail.com
Masuk: 15-01-2020, revisi: 16-02-2020, diterima untuk diterbitkan: 17-02-2020

## ABSTRACT
Landslide is one of the most common problems in geotechnical field, especially in Indonesia. Landslide can occur due to increased shear stress or decreased shear strength of a soil mass. Basically, the shear strength of a soil mass is not able to withstand the load of the soil mass on top of it because the soil is unstable. To  prevent landslides, an effective reinforcement is needed. Micropile is one of the  options for reinforcement, it can retain soil mass, so the slope won’t collapse on its own. Micropile can be used as a retaining wall, easy to be applied on the field, has a small  diameter,  and  a  relatively  low  cost.  The  compressive  strength  is  used  to  withstand  the  soil  mass.  In  this analysis, the micropile’s strength will be analysed manually. The strength will then be reanalyzed with the help of a software. The result at the end of this process is the safety factor of the simulated slope. This analysis is done twice, with a reinforced slope and a slope without reinforcement, then both will be compared to one another. This analysis will then result in the effectiveness of micropile as an element to maintain slope stability.
Keywords: reinforcement; slope stability; micropile; safety factor; effectivity.

## ABSTRAK
Kelongsoran  tanah  pada  lereng  merupakan  salah  satu  permasalahan  yang  paling  sering  terjadi  di  dalam  dunia geoteknik, terutama di Indonesia. Kelongsorsan dapat terjadi akibat meningkatnya tegangan geser suatu massa tanah atau menurunnya kekuatan geser suatu massa tanah. Dengan kata lain, kekuatan geser dari suatu massa tanah tidak mampu  memikul  beban  yang  terdapat  di  atasnya  karena  kondisi  tanah  tidak  stabil.  Untuk  mengatasi  masalah kelongsoran  pada  lereng,  diperlukan  perkuatan  yang  tepat  dan  efektif.  Micropile  merupakan  salah  satu  jenis perkuatan  yang  dapat  membantu  menahan  massa  tanah  di  lokasi  yang  lebih  tinggi  pada  suatu  lereng,  karena micropile dapat dimanfaatkan sebagai dinding penahan tanah, mudah diaplikasikan, memiliki ukuran yang kecil, dan biaya yang relatif murah. Kapasitas micropile yang berguna untuk menahan massa tanah di lokasi yang lebih tinggi adalah kapasitas micropile untuk menahan tekan. Pada analisis  ini, perhitungan kapasitas micropile akan dianalisa dengan  perhitungan  manual.  Nilai  kapasitas  micropile  kemudian  akan  diolah  kembali  dengan  bantuan  program metode  kesetimbangan  batas,  sehingga  didapatkan  nilai  faktor  keamanan  dari  lereng  yang  telah  didesain.  Hasil pengolahan  data  dari  analisis  stabilitas  lereng  dengan  micropile  ini  nantinya  akan  dibandingkan  dengan  hasil pengolahan data dari analisis stabilitas lereng tanpa micropile. Analisis ini akan menghasilkan efektivitas micropile sebagai elemen perkuatan stabilitas lereng.
Kata kunci: perkuatan; stabilitas lereng; micropile; faktor keamanan; efektivitas.

## 1. PENDAHULUAN
Seiring  berkembangnya  pembangunan  di  Indonesia,  permasalahan  di  lingkup  geoteknik  semakin  banyak  dan beragam,  dan  hal  ini  diikuti  dengan  perkembangan  metode-metode  yang  terus  dipakai  dan  diperbaiki  guna ,mendapatkan  hasil  analisis  yang  lebih  baik  dari  sebelumnya.  Salah  satu  analisis  dalam  lingkup  geoteknik  di Indonesia yang terus berkembang  adalah analisis stabilitas atau perkuatan lereng.
Indonesia  sendiri  memiliki  kondisi  geologis  dan  geografis  yang  beragam,  termasuk  banyaknya  daerah  perbukitan dan  lereng.  Kondisi  yang  beragam  tersebut  membuat  daerah  lereng  dan  berbukit  banyak  dimanfaatkan  sebagai tempat tinggal dan usaha guna mendapatkan efektivitas penggunaan lahan. Tetapi, masih ada saja kondisi tanah dan lereng yang tidak stabil ,sehingga berpotensi terjadinya kegagalan pada lereng tersebut.
Salah  satu  upaya  untuk  mencegah  terjadinya  kegagalan  tersebut  perlu  adanya  perkuatan  lereng  dengan menggunakan  dinding  penahan  tanah  sistem  stabilisasi  internal,  yang  merupakan  sistem  memperkuat  tanah  untuk mencapai kestabilan yang dibutuhkan.
Adapun  batasan  masalah  dalam  penelitian  ini  adalah  sebagai  berikut:  tidak  memperhitungkan  defleksi  micropile, tidak  memperhitungkan  adanya  beban  gempa,  tidak  memperhitungkan  penurunan  tanah,  tidak  menganalisa  efek korosi  pada  micropile,  tidak  memperhitungkan  negative  skin  effect/  downdrag,  dan  aturan  perhitungan  mengacu pada Micropile Design and Construction (Federal Highway Administration 2005).
Tujuan  dari  penelitian  ini  yang  pertama  adalah  untuk  mengetahui  seberapa  signifikan  nilai  faktor  aman  yang dihasilkan dengan  penggunaan micropile sebagai perkuatan stabilitas lereng dibandingkan dengan analisa stabilitas lereng tanpa menggunakan micropile, dan yang kedua adalah untuk mengetahui apakah ada efek dari penambahan jumlah penempatan posisi micropile yang bervariasi terhadap faktor aman lereng.

## Stabilitas lereng
Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidang horizontal Lereng dapat terbentuk  secara  alamiah  karena  proses  geologi  ataukarena  dibuat  oleh  manusia.  Lereng  yang  terbentuk  secara alamiah  misalnya  lereng  bukit  dan  tebing  sungai,  sedangkan  lereng  buatan  manusia  antara  lain  yaitu  galian  dan timbunan  untuk  membuat  jalan  raya  dan  jalan  kereta  api,  bendungan,  tanggul  sungai  dan  kanal  serta  tambang terbuka.
Suatu  longsoran  adalah  keruntuhan  dari  massa  tanah  yang  terletak  pada  sebuahlereng  sehingga  terjadi  pergerakan massa  tanah  ke  bawah  dan  ke  luar.  Longsoran  dapat  terjadi  dengan  berbagai  cara,  secara  perlahan-lahan  atau mendadak serta denganataupun tanpa tanda-tanda yang terlihat.
Tanpa sebuah model geologi yang memadai, analisis hanya dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan yang kasar sehingga kegunaan dari hasil analisis dapat dipertanyakan.Beberapa pendekatan yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan metode-metode seperti : metode Taylor, metode janbu, metode Fenellius, metode Bishop, dan lain-lain
Dalam  skripsi  Edwindhi  Nurmanza  yang  berjudul  “Analisis  Stabilitas  Lereng  Dengan  Perkuatan  Tiang  ( Pile ) Dengan  Bantuan  Perangkat  Lunak”  pada  tahun  2017,  disebutkan  bahwa  untuk  menentukan  kestabilan  atau kemantapan lereng dikenal istilah faktor keamanan ( safety factor) yang merupakan perbandingan antara gaya-gaya yang  menahan  gerakan  terhadap  gaya-gaya  yang  menggerakkan  tanah  tersebut  dianggap  stabil,  bila  dirumuskan sebagai berikut :
F =  /  d (1)
dengan  F  =  Faktor  Aman   =  Tahanan  Geser  Maksimum  Yang  Dapat  Dikerahkan  Oleh  Tanah   d =  Tegangan Geser Yang Terjadi Akibat Gaya Berat Tanah Yang Akan Longsor.
Dimana menurut Bowles (1989) ,untuk keadaan: • F > 1,5 : lereng dalam keadaan mantap
• F = 1,5 : lereng dalam keadaan seimbnag, dan siap untuk longsor
• F < 1,5 : lereng tidak mantap
Mohr – Coulomb, tahanan geser (  ) yang dapat dikerahkan tanah sepanjang bidang longsornya dinyatakan:
 = c +  tg  (2)
dengan c = Kohesi Tanah , ø = Sudut Gesek Tanah
Persamaan geser yang terjadi akibat beban tanah dan beban lain pada bidang longsornya.
 d = c d +  tg  d (3)
dengan c d = Kohesi Tanah , ø d = Sudut Gesek Tanah
Dalam  esai  berjudul Stability  Analysis  of  Pile-Slope  System yang  ditulis  oleh  Seyhat  Firan  pada  tahun  2009, disebutkan  bahwa  perhitungan  stabilitas  lereng  dilakukan  dengan  menggunakan  metode  Bishop  dengan  bantuan program,  pada      metode      Bishop      yang  disederhanakan,    software    ini  terlebih    dahulu    menggunakan    rumus Ordinary atau metode Fellinius.
𝐹𝑆𝑓 = ∑[𝑐 ′ .𝑏𝑖+𝑁 tan ∅ ∑[ 𝑊 sin 𝛼𝑖 ] (4)
dengan FSf = Faktor aman lereng Fellinius, c’ = Kohesi tanah efektif (kN/m 2 ), ø' = Sudut gesek dalam tanah efektif (derajat), b’ = Lebar irisan ke-i (m), Wi = Berat irisan tanah ke-i (kN), I = Sudut  yang  didefinisikan  pada lereng (derajat).

## Micropile
Micropile  adalah  tiang  yang  memiliki  diameter  kecil  (lebih  kecil  dari  300  mm),  yang  dikonstruksi  dengan  cara mengebor tanah lalu diinjeksi dengan semen kemudian diperkuat menggunakan tulangan seperti diilustrasikan pada Gambar  1.  Micropile  dapat  menahan  beban  vertikal,  lateral,  dan  bisa  dipertimbangkan  sebagai  pengganti  fondasi atau memperkuat fondasi yang sudah ada bergantung pada desain rencana.
Gambar 1. Ilustrasi urutan konstruksi micropile
Analisis  kapasitas  dukung micropile menggunakan  persamaan  yang  dirumuskan  oleh Federal  Highway Administration (FHWA).  Kapasitas  dukung micropile terbagi  atas allowable  compression  load  for  cased  length, allowable tension load for cased length, allowable compression load for uncased length, allowable tension load for uncased length .
Allowable compression load for cased length menggunakan persamaan:
𝑃 𝑐−𝑎𝑙𝑙𝑜𝑤𝑎𝑏𝑙𝑒 =   [0.4 𝑓′ 𝑐−𝑔𝑟𝑜𝑢𝑡 𝑥 𝐴 𝑔𝑟𝑜𝑢𝑡 +  0.47 𝐹 𝑦−𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 (𝐴 𝑏𝑎𝑟 + 𝐴 𝑐𝑎𝑠𝑖𝑛𝑔 )] (5)
Allowable tension load for cased length menggunakan persamaan:
𝑃 𝑡−𝑎𝑙𝑙𝑜𝑤𝑎𝑏𝑙𝑒 =   [0.55 𝐹 𝑦−𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑥 (𝐴 𝑏𝑎𝑟 + 𝐴 𝑐𝑎𝑠𝑖𝑛𝑔 )] (6) Allowable compression load for uncased length menggunakan persamaan:
𝑃 𝑐−𝑎𝑙𝑙𝑜𝑤𝑎𝑏𝑙𝑒 =   [0.4 𝑓′ 𝑐−𝑔𝑟𝑜𝑢𝑡 𝑥 𝐴 𝑔𝑟𝑜𝑢𝑡 +  0.47 𝐹 𝑦−𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑥 𝐴 𝑏𝑎𝑟 ] (7)
Allowable tension load for uncased length menggunakan persamaan:
𝑃 𝑡−𝑎𝑙𝑙𝑜𝑤𝑎𝑏𝑙𝑒 =   [0.55 𝐹 𝑦−𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑥 (𝐴 𝑏𝑎𝑟 + 𝐴 𝑐𝑎𝑠𝑖𝑛𝑔 )] (8)
dengan P c-allowable = Gaya tekan yang diijinkan (N ), f’ c-grout = Kuat tekan beton (MPa) , A grout = Luas area beton (m 2 ) , F y-steel = Tegangan leleh baja (MPa) , A bar = Luas area tulangan (m 2 ) , A casing = Luas area casing (m 2 ).

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## Metode pengumpulan data
Metode yang digunakan untuk pengumpulan data penelitian ini adalah teknik dokumentasi yaitu pengumpulan data dari  proyek  sebagai  acuan  profil  tanah  yang  akan  digunakan  untuk  desain  lereng.  Pada  penelitian  ini,  data  tanah yang  dianalisis  berlokasi  pada  Pulau  Jawa.  Pada  penelitian  ini  digunakan  metode  literatur  yang  berdasarkan  buku dan jurnal yang sudah ada.

## Metode analisis data
Sebelum dilakukannya analisis, dilakukan studi literatur dengan mencari dasar-dasar teori  dan sumber data seperti jurnal,  buku  referensi  untuk  mendapatkan  rumus-rumus  dalam  menghitung  daya  dukung micropile dan  besarnya tekanan  pengembangan.  Metode  analisis  yang  digunakan  untuk  menghitung  kapasitas  dukung micropile yaitu menggunakan perhitungan manual yang mengacu pada FHWA ( Federal Highway Administration ). Metode analisis yang  digunakan  untuk  menghitung  besarnya factor  of  safety yaitu  menggunakan  perhitungan  dengan  bantuan program  dengan  metode  kesetimbangan  batas  yang  mengacu  pada  metode  Bishop.  Analisis  akan  dilakukan  pada kondisi  lereng  tanpa  menggunakan micropile dan  juga  pada  kondisi  lereng  setelah  menggunakan micropile , sehingga  hasil  dari  kedua  kondisi  tersebut  dapat  dibandingkan  dan  kemudian  dapat  disimpulkan  seberapa  efektif penggunaan micropile sebagai elemen perkuatan pada stabilitas lereng.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Korelasi Data Tanah
Analisis penelitian ini berdasarkan data tanah yang diperoleh dari suatu tanah di pulau jawa dan dikorelasi, seperti pada tabel 1 berikut.
Tabel 1. Hasil data tanah korelasi Depth (m) ∆ (m) N-SPT c (KN/m 2 ) ϕ ( ⁰ ) ϒ' (KN/m 2 ) Qu (kPa) 0 4 3 24.00 15.04 14.60 37.5 4 4 10 46.00 21.40 17.20 130 8 4 48 21.00 37.00 20 400 12 4 35 174.00 32.50 20 400 16 4 42 210.00 34.00 20 400 20 4 35 174.00 32.50 20 400 24 4 20 57.00 25.32 19.80 267 28 8 18 53.00 23.00 18.70 240 32 8 25 62.00 27.21 20 335 40 2 21 55.00 27.00 19.20 280

## Kapasitas dukung micropile
Berikut merupakan spesifikasi micropile yang digunakan untuk analisis kapasitas micropile yaitu
1. f’ c = 25 MPa
2. f y casing
= 235   MPa 3. f y bar = 400  MPa 4. Diameter luar (OD) = 165.2 mm
5. t w
= 6 mm
6. D tulangan
= 13 mm 7. Diameter bor = 200   mm
Berdasarkan  Spesifikasi  yang  dipakai  tersebut  setelah  dilakukan  analisis  data,  didapati  nilai  kapasitas  dukung vertikal sebagai berikut. Pada bagian cased length micropile didapati bahwa nilai P c-allowable adalah sebesar 52.91 ton dan P t-allowable adalah sebesar 40.50 ton. Pada bagian uncased length micropile didapati bahwa nilai P c-allowable adalah sebesar 33.91 ton dan P t-allowable adalah sebesar 2.92 ton.
Gambar 2. Detail micropile
Setelah dilakukan analisis data, didapat kapasitas dukung horisontal seperti pada tabel 2 berikut.
Tabel 2. Kapasitas dukung horisontal micropile Tipe Penampang Modulus of Elasticity (MPa) f'c (MPa) D (m) General Type Soil b (m) q u (kPa) c u (kPa) OD 165.2, tw 6 200000 25 2.0 Cohesive Soil 0.2 400 200 200000 25 3.0 0.2 400 200 200000 25 4.0 0.2 400 200 200000 25 6.0 0.2 400 200 200000 25 8.0 0.2 400 200 200000 25 10.0 0.2 400 200 Tabel 3. Kapasitas dukung horisontal micropile Tipe Penampang n 1 n 2 K h (kN/m 3 ) K h' (kN/m 3 ) Properti Penampang A casing (m 2 ) Inersia casing (m 4 )
Section modulus (m 3 ) OD 165.2, tw 6 0.36 1.15 66240 22080 0.00300 0.0001523 0.001844 0.36 1.15 66240 22080 0.00300 0.0001523 0.001844 0.36 1.15 66240 22080 0.00300 0.0001523 0.001844 0.36 1.15 66240 22080 0.00300 0.0001523 0.001844 0.36 1.15 66240 22080 0.00300 0.0001523 0.001844 0.36 1.15 66240 22080
0.00300 0.0001523 0.001844
Casing Tulangan D13 200 165.2 200 165.2 Tulangan D13 Casing
Tabel 4. Kapasitas dukung horisontal micropile Tipe Penampang My (kN-m) β h Kategori pile ec/b My/c u b 3 Q u /c u b 2 Q u (kN)
β h *D Kategori OD 165.2, tw 6 46.1 2.4535 4.907 Panjang 0 28.8125 11 35.2 46.1 2.4535 7.3605 Panjang 28.8125 11 35.2 46.1 2.4535 9.814 Panjang 28.8125 11 35.2 46.1 2.4535 14.721 Panjang 28.8125 11 35.2 46.1 2.4535 19.628 Panjang 28.8125 11 35.2 46.1 2.4535 24.535 Panjang 28.8125 11 35.2
Berdasarkan  hasil  perhitungan  data  dan  analisis  dengan  bantuan  program,  perbandingan  faktor  aman  dan  juga peningkatannya yang dihasilkan dari 3 kondisi lereng disajikan pada tabel 3.
Tabel 5. Perbandingan factor of safety dari analisis lereng
Keterangan: Kondisi 1:  Lereng tanpa menggunakan micropile Kondisi 2:  Lereng dengan menggunakan 1 micropile pada titik lereng atas Kondisi 3:  Lereng dengan menggunakan 2 micropile pada titik lereng atas dan tengah Kondisi 4:  Lereng dengan menggunakan 2 micropile pada titik lereng atas dan bawah
Kondisi-kondisi analisis desain lereng dengan konfigurasi micropile yang bervariasi akan ditunjukkan pada gambar 3 sampai dengan gambar 6 dibawah ini beserta dengan kondisi topografi dari tampak atas dan juga  nilai Factor of Safety yang dihasilkan.
Gambar 3. Lereng kondisi 1 yaitu lereng tanpa menggunakan micropile
Kondisi Lereng F of S 1 0,84 2 1,102 3 1,635 4 1,602
Gambar 4. Lereng kondisi 2 lereng dengan menggunakan 1 micropile pada titik lereng atas
Gambar 5. Lereng kondisi 3 lereng dengan menggunakan 2 micropile pada titik lereng atas dan tengah
Gambar 6. Lereng kondisi 4 lereng dengan menggunakan 2 micropile pada titik lereng atas dan bawah

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Dari hasil perhitungan kapasitas dukung micropile , penerapan micropile pada lereng, dan analisis stabilitas lereng, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil pengolahan data, didapati bahwa kapasitas tekan yang dihasilkan micropile untuk menopang beban vertikal yang ada diatasnya adalah sebesar 33.91 Ton untuk uncased length.
2. Berdasarkan hasil perhitungan, semua micropile masuk dalam kategori tiang panjang, karena semua micropile memiliki nilai β h D yang melebihi 2.25, sehingga semua micropile yang dipakai memiliki Qu yang sama.
3. Berdasarkan  hasil  pengolahan  data  dan  perhitungan,  penambahan  jumlah  micropile  dan  juga  variasi penempatan posisi micropile sebagai elemen perkuatan lereng menghasilkan perbedaan nilai faktor aman yang cukup  kecil  jika  dilihat  dari  irisan  lereng  yang  paling  kritis,  dimana  desain  lereng  dengan  penempatan micropile  pada  titik  kontur  dan  sisi  miring  lereng  menghasilkan  nilai  faktor  aman  yang  lebih  besar dibandingkan dengan desain lereng yang menggunakan micropile pada titik kontur saja.
4. Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa pada desain lereng di  penelitian ini, penggunaan 3 micropile pada titik-titik kontur yang telah ditentukan menghasilkan faktor aman dengan nilai di atas 1,5 pada seluruh irisan lereng, sehingga penambahan jumlah micropile dan variasi posisi micropile pada desain lereng tersebut tidak dibutuhkan.
5. Berdasarkan  hasil  perhitungan  analisis  stabilitas  lereng  dan  setelah  dilakukan  perbandingan,  lereng  yang menggunakan micropile sebagai  perkuatan  menghasilkan  faktor  aman  yang  lebih  tinggi  secara  signifikan dibandingkan  dengan  lereng  yang  tidak  menggunakan micropile ,  shingga micropile relatif  efektif  untuk digunakan sebagai elemen perkuatan lereng.

## Saran
Berikut  merupakan  saran  yang  diperlukan  agar  penelitian  selanjutnya  dapat  dilakukan  dengan  lebih  baik  lagi, diharapkan  ketersediaan  data  laboratorium  yang  lebih  lengkap  untuk  menganalisis  kondisi  tanah  di  daerah  sekitar lereng  sehingga  bisa  didapatkan  hasil  yang  lebih  akurat  dan  sesuai  dengan  kondisi  lapangan.  Diharapkan  juga dilakukannya  analisis  stabilitas  lereng  dengan  micropile  dengan  metode  lain  untuk  melengkapi  kekurangan  pada analisis skripsi ini, dimana pada analisis dengan program pada skripsi ini hanya menggunakan parameter tanah yang sederhana  dan  juga  perhitungan  micropile  yang  belum  menyertai  banyak  faktor-faktor  lain  yang  dapat mempengaruhi stabilitas lereng seperti beban vertikal di atas lereng, defleksi tiang, tekanan air pori, dan juga gempa, sehingga hasil yang didapatkan pada penelitian ini kurang akurat.

## DAFTAR PUSTAKA
Bowles, Sifat-sifat Fisik & Geoteknis Tanah . Jakarta: Erlangga, 1989. Federal  Highway  Administration, Micropile  Design  and  Construction .  Washington,  D.C:  Federal  Highway Administration, 2005.
Federal Highway Administration, Design and Construction of Driven Pile Foundations-Volume I . Washington, D.C: Federal Highway Administration, 2006.
Firat, Seyhan, “Stability Analysis of Pile-Slope System”. Scientific Research and Essay , vol. 4, no. 9, 2009, pp. 842- 852.
Nurmanza, Edwindhi , Analisis Stabilitas Lereng Dengan Perkuatan Tiang (Pile) Dengan Bantuan Perangkat Lunak (Studi Kasus Pada Sungai Parit Raya) . Malang: Universitas Brawijaya, 2017.