Dicky Arisikam, Awan Hermawan Purwadinata, Isah Bela Mulyawati Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 8, No 2, 15 April 2022
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333
PERENCANAAN STABILISASI DAN PERKUATAN TANAH DASAR JALUR KERETA API
Dicky Arisikam 1 , Awan Hermawan Purwadinata 2 , Isah Bela Mulyawati 3
Direktorat Prasarana, PT Kereta Api Indonesia (Persero) 1,2
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Indonesia 3 Email : dicky.arisikam@kai.id 1 , awan.hermawan@kai.id 2 , isahbellamulyawati@gmail.com 3

## Abstrak
Jalan  kereta  api  umumnya  dibangun  di  atas subgrade yang  memiliki  daya  dukung  tinggi  agar dapat  menahan  beban  dan  mencegah  penurunan ballast sehingga  rel  tetap  pada  tempatnya.  Fakta  di lapangan  menunjukkan  bahwa  kebutuhan  jalan  rel semakin  meningkat  dan  beberapa  lokasi  jalan  kereta api  sangat  mungkin  dibangun  di  atas  tanah  lempung lunak  sehingga  rentan  mengalami  ketidakstabilan tanah  seperti  amblesan  di  sepanjang  jalur  hilir  yang terjadi pada daerah rawan KM 348+200 s.d. 349+600 di  Emplasemen  Stasiun  Talang  Padang  Divre  III Palembang.  Penanganan  yang  bisa  dilakukan  dengan penambahan perkuatan pada tanah untuk meningkatkan  daya  dukung  yang  dapat  menahan beban  dinamis  kereta  api.  Penelitian  ini  membahas mengenai  metode  penanganan  dengan  tiga  alternatif yaitu  (1)  metode  perkuatan  tanah  alternatif  ke-1 menggunakan pelat beton dan kayu gelam, (2) metode perkuatan  tanah  alternatif  ke-2  menggunakan  matras bambu  dan  kayu  gelam,  (3)  metode  perkuatan  tanah alternatif  ke-3  menggunakan  portal  dan  geotextile. Analisis perhitungan dilakukan menggunakan program  PLAXIS  2D  CE  V20  dengan  tiga  alternatif penanganan. Hasil penelitian  yang diperoleh  yaitu (1) alternatif  ke-1  deformasi  sebesar  29.51  cm  dengan faktor  keamanan  1.398,  (2)  alternatif  ke-2  deformasi sebesar 31.56 cm dengan  faktor keamanan 1.445, (3) alternatif  ke-3  deformasi  sebesar  0.71  cm  dengan faktor keamanan 2.237. Berdasarkan ketiga alternatif, metode  yang  dapat  dilakukan  untuk  karakteristik tanah  pada  lokasi  studi  yaitu  alternatif  ke-3  dengan menggunakan portal dan geotextile, dimana FK > 1.5 melebihi nilai faktor keamanan minimum.
Kata  kunci  :  stabilitas,  perbaikan  tanah,  tanah  lunak, jalur kereta api, plaxis

## Abstract
The  railway  is  generally  built  on  subgrades  that have  a  high  bearing  capacity  in  order  to  withstand loads  and  prevent  ballast  from  sinking  so  that  the rails stay in place. The facts on the ground show that the need for railroads is increasing and some railway locations are  very likely to  be built  on soft  clay soils so  that  they  are  prone  to  soil  instability  such  as subsidence  along  the  downstream  line  that  occurs  in areas  prone  from  KM  348+200  to  349+600  at  the Talang  Padang  Divre  III  Palembang  Station Emplacement.  Ground  improvement  can  be  used  by adding  reinforcement  to  the  soil  to  increase  the carrying  capacity  that  can  withstand  the  dynamic load  of  the  train.  This  study  discusses  the improvement  method  with  three  alternatives,  namely (1)  the  1st  alternative  soil  method  using  concrete slabs  and  embedded  gelam  wood  row,  (2)  the  2nd alternative  soil  method  using  bamboo  mats  and embedded  gelam  wood  row,  (3)  the  3rd  alternative using  portals  and  geotextiles.  Calculation  analysis was  performed  using  the  PLAXIS  2D  CE  V20 program with three alternative treatments. The results obtained are (1) the 1st alternative has a deformation of 29.51 cm with a safety factor of 1.398, (2) the 2nd alternative  has  a  deformation  of  31.56  cm  with  a safety  factor  of  1.445,  (3)  the  3rd  alternative  has  a deformation  of  0.71  cm  with  a  factor  of  security 2,237.  Based  on  the  three  alternatives,  the  method that  can  be  used  for  soil  characteristics  at  the  study site  is  alternative  3  using  portals  and  geotextiles, where  FK  >  1.5  exceeds  the  minimum  safety  factor value.
Keywords  :  stability,  ground  improvement,  soft  soil, railway, plaxis
Dicky Arisikam, Awan Hermawan Purwadinata, Isah Bela Mulyawati Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 8, No 2, 15 April 2022
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333

## I. P ENDAHULUAN
Prasarana  kereta  api  yang  laik  dan  aman merupakan faktor utama dalam kelancaran pengoperasian kereta api, oleh karena itu perlu adanya perawatan  yang  intensif  sesuai  aturan  yang  berlaku (Putra,  A.  P.,  Septanto,  D.,  &  Praja,  2018).  Jalan kereta api umumnya dibangun di  atas subgrade yang memiliki  daya  dukung  tinggi  agar  dapat  menahan beban  dan  mencegah  penurunan ballast sehingga  rel tetap pada tempatnya. Fakta di lapangan menunjukkan bahwa  kebutuhan  jalan  rel  semakin  meningkat  dan beberapa  lokasi  jalan  kereta  api  sangat  mungkin dibangun di  atas tanah  lempung  lunak. Permasalahan yang  umumnya  terjadi  di  lapangan  yaitu  terjadi amblasan  pada  jalur  kereta  api  dimana  terjadi penurunan ballast dan  tanah  sekitar  naik  ke  atas sehingga  mengakibatkan  jalan  rel  menjadi  labil seperti pada kasus di daerah rawan KM 348+200 s.d. 349+600  Emplasemen  Stasiun  Talang  Padang  Divre III Palembang.
Pada  umumnya  tanah  lempung  lunak  terdiri  dari butiran  yang  sangat  kecil  dan  memiliki  sifat  daya dukung  rendah,  tingkat  kompresibilitas  sangat  tinggi dan  permeabilitas  yang  relatif  rendah  sehingga  tanah mengalami  penurunan  yang  sangat  lama.  Tanah tersebut apabila tidak  diselidiki  secara  hati-hati dapat menyebabkan masalah ketidakstabilan dan penurunan jangka panjang (Panduan Geoteknik Indonesia, 2001).
Oleh  karena  itu  perlu  adanya  stabilisasi  dan perkuatan  terhadap  kondisi  jalan  rel  di  atas  tanah lempung  lunak.  Penelitian  ini  akan  membahas mengenai  alternatif  metode  perbaikan  yang  dapat menjadi  pertimbangan  dalam  perencanaan  terkait masalah tersebut.

## II. K AJIAN L ITERATUR
II.1 Tanah Lunak
Menurut Panduan Geoteknik 1 Proses Pembentukan  dan  Sifat-Sifat  Dasar  Tanah  Lunak (2001),  tanah  lunak  merupakan  tanah  yang  memiliki nilai  kuat  geser  sangat  rendah  dan  kompresibilitas yang  sangat  tinggi.  Tanah-tanah  ini  apabila  tidak dikenali  dan  diselidiki  secara  baik  dan  menyeluruh dapat  menyebabkan beberapa masalah  seperti ketidakstabilan  tanah  dan  penurunan  jangka  panjang yang  tidak  dapat  ditolerir.  Di  Indonesia  tanah  lunak ini terdapat kurang lebih 20 juta hektar atau sekitar 10 persen dari luas total daratan Indonesia.
Tanah  jenis  ini  banyak  ditemukan  di  beberapa wilayah  seperti  bagian  timur  Sumatera,  bagian  utara Jawa,  bagian  selatan  dan  barat  Kalimantan,  serta bagian selatan Irian Jaya.

## Gambar 1. Peta Sebaran Tanah Lunak Indonesia (Atlas Sebaran Tanah Lunak Indonesia, 2019)
Berdasarkan  Gambar  1  Tanah  lunak  dibagi menjadi  dua  jenis    yaitu  lempung  lunak  ditunjukkan dengan  warna  hijau  dan  gambut  ditunjukkan  dengan warna  hijau  dan  arsiran  (Panduan  Geoteknik Indonesia, 2001).
Lempung  Lunak  mengandung  mineral  lempung dan  kadar  air  yang  tinggi,  yang  menyebabkan  kuat geser  rendah.  Dalam  rekayasa  geoteknik  istilah ‘lunak’ dan ‘sangat lunak’ khusus didefinisikan untuk lempung  dengan  kuat  geser  yang  ditunjukkan  pada Tabel 1 (Panduan Geoteknik Indonesia, 2001).

## Tabel 1. Definisi Kuat Geser Lempung Lunak
Konsistensi Kuat Geser (kN/m 2 ) Lunak 12.5 – 25 Sangat Lunak < 12.5
Indikasi  dari  kekuatan  tanah  lempung  tersebut, prosedur indikasi lapangan ditunjukkan pada Tabel 2.

## Tabel 2. Definisi Kuat Geser Lempung Lunak
Konsistensi Indikasi di Lapangan Lunak Bisa  dibentuk  dengan  mudah menggunakan jari tangan Sangat Lunak Keluar di antara jari tangan jika diremas dalam kepalan tanah

## II.2 Stabilitas
Analisis  stabilitas  lereng  merupakan  proses menghitung  dan  membandingkan  antara  tegangan geser  dengan  kekuatan  geser  dari  tanah.  Faktor keamanan  merupakan  perbandingan  antara  kekuatan
Dicky Arisikam, Awan Hermawan Purwadinata, Isah Bela Mulyawati Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 8, No 2, 15 April 2022
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333
geser  maksimum  yang  dimiliki  tanah  bidang  longsor dengan  tahanan  geser  yang  diperlukan  untuk keseimbangan (Parluhutan, 2014).
Dimana  FK  :  angka  keamanan  terhadap  kekuatan tanah, τ f : kekuatan geser, dan τ d : tegangan geser.
Dimana c : kohesi tanah penahan, σ  :tegangan  normal rata-rata  permukaan  bidang  longsor,  υ  :  sudut  geser dalam.
Menurut peraturan  PM No.60 tahun  2012  bahwa stabilitas lereng badan jalan dinyatakan dengan faktor keamanan  (FK)  yang  mengacu  pada  kekuatan  geser tanah  di  lereng  tersebut,  sekurang-kurangnya  sebesar 1,5  untuk  beban  statis  dan  sekurang-kurangnya  1,1 untuk beban gempa.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Kasus  amblesan  di  sepanjang  jalur  hilir  daerah rawan  KM  348+200  s.d.  349+600  Emplasemen Stasiun  Talang  Padang  Divre  III  Palembang digunakan  sebagai  studi  kasus  pada  penelitian  ini dengan tujuan untuk memberikan gambaran data-data secara menyeluruh mengenai proses desain perkuatan serta  data  dan  material  yang  digunakan  dalam perencanaan desain.
Gambar 2. Lokasi Studi
Gambar 3. Titik Lokasi Amblesan
Berdasarkan  hasil  survey  lapangan,  penyebab terjadinya amblesan diperkirakan akibat kondisi  daya dukung tanah di bagian bawah jalan kereta api rendah dan kondisi tanah cenderung lunak.
Penelitian  ini  membahas  mengenai  metode penanganan dengan tiga alternatif yaitu
1. Alternatif  ke-1  menggunakan  pelat  beton  dan kayu gelam,
2. Alternatif  ke-2  menggunakan  matras  bambu  dan kayu gelam
3. Alternatif ke-3 menggunakan portal dan geogrid.
Analisis  perhitungan  dilakukan  menggunakan program PLAXIS 2D CE V20 diawali dengan analisis kondisi  eksisting  dan  dilanjutkan  dengan  ketiga alternatif  penanganan.  Diagram  alir  penelitian  dapat dilihat pada Gambar 4.
Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Stabilitas tanah? (SF >1,5) Analisis stabilitas tanah kondisi eksisting jalan rel kereta api Alternatif perkuatan tanah Tidak OK Pelat Beton dan Cerucuk Bambu Anyaman Bambu dan Kayu Gelam Stabilitas tanah? (SF >1,5) Analisis pemilihan alternatif OK Kesimpulan Selesai OK Alternatif tidak digunakan Tidak OK Portal dan Geogrid Gambar 4. Diagram Alir
… [1] … [2]
Dicky Arisikam, Awan Hermawan Purwadinata, Isah Bela Mulyawati Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 8, No 2, 15 April 2022
E-ISSN : 2407 – 3911

## P-ISSN : 2686 - 0333

## IV. A NALISIS DAN P ERANCANGAN

## IV.1 Kondisi Subsoil
Lokasi  titik  pengujian  Cone  Penetration  Test (CPT/Sondir) dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Lokasi titik pengujian CPT
Hasil pengujian Cone Penetration Test
(CPT/Sondir) dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian CPT/Sondir Titik Sondir Lokasi Kedalaman Tanah Keras (m) Nilai Konus, q c (kg/cm 2 ) Kumulatif Total Friksi (kg/cm) S.01 KM 348+870 12.80 180 762.90 S.02 KM 348+530 10.40 180 1204.65 S.03 KM 348+700 10.40 185 1246.79 S.04 KM 349+270 11.60 175 1310.70 S.05 KM 349+160 10.80 180 1240.00 S.06 KM 349+005 10.00 185 1101.31
Berdasarkan  hasil plotting friction  ratio terhadap tekanan konus (Look, 2007), dominasi perilaku tanah pada lokasi pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Dominasi perilaku tanah hasil CPT/Sondir
No. Test Tipe Perilaku Tanah S.01 Clay to Silty Clay S.02 Silty Sand to Sandy Soil S.03 Clayey Silt & Silty Clay S.04 Clay to Silty Clay S.05 Clayey Silt & Silty Clay S.06 Clayey Silt & Silty Clay
Berdasarkan  hasil  pengujain Hand  Boring sebanyak 6 titik  diketahui  bahwa  kedalaman 0  –  6  m didominasi oleh tanah lempung.

## IV.2 Parameter Tanah dan Material
Parameter  tanah  diambil  berdasarkan  hasil pengujian  lapangan  dan  laboratorium,  serta  korelasi empirik, parameter tanah dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Parameter Tanah Parameter Layer 1 Very Soft Clay Layer 2 Medium Clay Layer 3 Stiff Clay Layer 4 Dense Sand Kedalaman (m) 0 - 2 2 - 4 4 - 8 8 - 13 Model MC MC MC MC Tipe material Undrained Undrained Undrained Drained
γ unsat (kN/m 3 ) 15 16 17 18 γ sat (kN/m 3 ) 16 17 18 19 E’ (kN/m 2 ) 3000 6500 30000 35000 Poisson Ratio, v 0.3 0.3 0.3 0.3 c' (kN/m 2 ) 5 15 17 15 ϕ ' ( ° ) 10 15 30 40 Permeabilitas, k (cm/s) 8.64E-07 8.64E-04 8.64E-03 8.64
Parameter  material  ballast  dapat  dilihat  pada Tabel 6.
Tabel 6. Parameter Ballast Parameter Ballast Tebal (m) 0.47 Model MC Tipe material Drained γ unsat (kN/m 3 ) 21 γ sat (kN/m 3 ) 22 E’ (kN/m 2 ) 37500 Poisson Ratio, v 0.15 c' (kN/m 2 ) 15 ϕ ' ( ° ) 25 Permeabilitas, k (cm/s) 8.64
Parameter  material  bantalan,  pelat beton  (tebal = 7  cm) dan portal dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Parameter Bantalan, Pelat Beton, dan Portal
Material EA E w v Bantalan 6.526E6 143108351 0.54 0.15 Pelat Beton 53.75E6 17915571 1.68 0.15 Rel 42 103.0E6 1.410E9 0.5 0.15
Untuk  geotextile  yang  digunakan  memiliki modulus elastisitas sebesar 500 kN/m 2 .
Dicky Arisikam, Awan Hermawan Purwadinata, Isah Bela Mulyawati Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 8, No 2, 15 April 2022
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333
Direncanakan  pelat  beton  yang  akan  digunakan dengan spesifikasi sebagai berikut.
 Berat jenis beton bertulang = 24 kN/m 2  Berat jenis batu split = 18 kN/m 2  Rencana dimensi pelat = 3 x 0.6 meter  Tebal pelat = 70 mm  B = 1000 mm  Selimut beton = 20 mm  F’c = 14.53 MPa  Fy = 380 Mpa
 Direncanakan tulangan ᴓ8 mm
 Direncanakan jarak tulangan 150 mm
Gambar 6. Penampang Pelat Beton Bertulang

## IV.3 Analisis Simulasi Numerik
Analisis  simulasi  numerik  dilakukan  dengan memodelkan  tiga  alternatif  penanganan kasus amblesan  yang  terjadi  di  daerah  rawan  KM  348+200 s.d.  349+600  Emplasemen  Stasiun  Talang  Padang Divre III Palembang menggunakan model tanah Mohr Coloumb  (MC-A).  Dari  ketiga  alternatif  diukur berdasarkan  stabilitas  meliputi  nilai  faktor  keamanan dan  besarnya  deformasi  menggunakan  program Plaxis.
Alternatif  ke-1  penanganan  dilakukan  dengan menggunakan  pelat  beton  dan  kayu  gelam.  Kayu gelam  dipenetrasi  sedalam  3  m  sampai  menumpu pada  tanah  yang  cukup  kaku,  kemudian  dilakukan pemasangan  pelat  beton.  Adapun  urutan  langkah konstruksi yang dilakukan adalah sebagai berikut :
 Tahap 1 : Pembongkaran ballast dan bantalan.
 Tahap  2  :  Pemasangan  kayu  gelam  berdiameter 6 cm,  panjang 3  m, dan  jarak antar kayu gelam sebesar 0.5 m.
 Tahap  3  :  Pemasangan  pelat  beton  mutu  14,53 MPa  dengan  ukuran  panjang  x  lebar  x  tebal yaitu 3 m x 0.6 m x 0.07 m.
 Tahap  4  :  Dilakukan  penimbunan  dan pemadatan ballast.
 Tahap 5 : Pemasangan bantalan beton dan beban gandar kereta api sebesar 18 ton.
Analisis  numerik  menunjukkan  hasil  sebagai berikut.

## Gambar 7. Safety Factors dan Total Displacement Alternatif 1
Alternatif  ke-2  penanganan  dilakukan  dengan menggunakan  matras  bambu  dan  kayu  gelam.  Kayu gelam  dipenetrasi  sedalam  3  m  sampai  menumpu pada  tanah  yang  cukup  kaku,  kemudian  dilakukan pemasangan  matras  bambu.  Adapun  urutan  langkah konstruksi yang dilakukan adalah sebagai berikut :
 Tahap 1 : Pembongkaran ballast dan bantalan.
 Tahap  2  :  Pemasangan  kayu  gelam  berdiameter 6 cm, panjang 3  m, dan  jarak antar kayu gelam sebesar 0.5 m.
 Tahap 3 : Pemasangan matras bambu 3 lapis.
 Tahap  4  :  Dilakukan  penimbunan  dan pemadatan ballast.
 Tahap 5 : Pemasangan bantalan beton dan beban gandar kereta api sebesar 18 ton.
Analisis  numerik  menunjukkan  hasil  sebagai berikut.
Gambar 8. Safety Factors dan Total Displacement Alternatif 2
Dicky Arisikam, Awan Hermawan Purwadinata, Isah Bela Mulyawati Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 8, No 2, 15 April 2022
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333
Alternatif  ke-3  penanganan  dilakukan  dengan menggunakan  geotextile  dan  portal.  Portal  bentuk  U dipenetrasi  sedalam  3  m,  kemudian  dilakukan pemasangan  geotextile.  Adapun  urutan  langkah konstruksi yang dilakukan adalah sebagai berikut :
 Tahap 1 : Pembongkaran ballast dan bantalan.
 Tahap 2 : Pemasangan portal U
 Tahap 3 : Pemasangan geotextile.
 Tahap  4  :  Dilakukan  penimbunan  dan pemadatan ballast.
 Tahap 5 : Pemasangan bantalan beton dan beban gandar kereta api sebesar 18 ton.
Analisis  numerik  menunjukkan  hasil  sebagai berikut.

## Gambar 9. Safety Factors dan Total Displacement Alternatif 3
Berdasarkan analisis dari ketiga alternatif, berikut ini  merupakan  perbandingan  nilai  faktor  keamanan dan besarnya deformasi yang terjadi.
Tabel 8. Summary nilai faktor keamanan dan besarnya
deformasi Output Alt ke-1 Alt ke-2 Alt ke-3 FK 1.398 1.445 2.237 Deformasi arah horizontal, Ux (cm) 11.11 10.74 0.34 Deformasi arah vertikal, Uy (cm) 16.36 13.79 0.17 Deformasi Total, U (cm) 29.51 31.56 0.71

## V. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Berdasarkan  analisis  yang  telah  dilakukan  dari ketiga  alternatif  simulasi.  Metode  perkuatan  yang bisa  dilakukan  sesuai  karakteristik  tanah  tersebut yaitu  alternatif  3  dengan  menggunakan  portal  dan geotextile,  dimana  nilai  Safety  Factor  sebesar  2.237 telah  melebihi  safety  factor  ijin  FoS  >  1.5  dan displacement yang dihasilkan 0.71 cm.

## R EFERENSI
Kementerian Perhubungan Republik Indonesia.
(2012).  Peraturan  Menteri  Nomor  60  Tahun 2012  Tentang  Persyaratan  Teknis  Jalur  Kereta Api. PM. 60 Tahun 2012 , 1–57.
Look,  B.  G.  (2007). Handbook  of  Geotechnical Investigation  and  Design  Tables .  Taylor  & Francis Group.
Panduan  Geoteknik  Indonesia.  (2001). Panduan Geoteknik  1:  Proses  Pembentukan  dan  Sifat- sifat Dasar Tanah Lunak . WSP International.
Parluhutan, O. C. (2014). Analisis  Kestabilan Lereng dengan  Metode  Bishop  (Studi  Kasus:  Kawasan Citraland  STA.  1000  m). Jurnal  Sipil  Statik ,
2 (3), 139=147.
Putra,  A.  P.,  Septanto,  D.,  &  Praja,  S.  W.  (2018). Handling  of  Landslide  Prone  Areas  by  Using the  Shotcrete  Method. Jurnal  Perkeretaapian Indonesia  (Indonesian  Railway  Journal) , 2 (2), 147–155.
Wardoyo.  (2019). Atlas  Sebaran  Tanah  Lunak Indonesia .  Badan  Geologi  Kementerian  Energi dan Sumber Daya Mineral.