## ANALISIS STABILITAS LERENG BATUAN DENGAN METODE PERKUATAN
GROUND ANCHOR & SOIL NAILING DI LABUAN BAJO, NTT
Lois Caroline Setiawan 1 , Gregorius Sandjaja Sentosa 2 dan Ali Iskandar 3
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl.Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: lois30caroline@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl.Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: Gregoriuss@ft.untar.ac.id
3 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl.Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: ali.iskandar1999@gmail.com

## ABSTRAK
Stabilitas  lereng  yang  akan  ditinjau  berada  di  daerah  Labuan  Bajo,  Nusa  Tenggara  Timur.  Bahaya longsor yang dapat terjadi di sekitar lereng sudah dapat teridentifikasi sejak awal perencanaan, namun hal tersebut diabaikan oleh pihak terkait sehingga penggalian tanah dilakukan secara langsung dengan sudut  kemiringan  lereng  70 o dengan  tinggi  lereng  >20  m  tanpa  adanya  perkuatan.  Sehingga  pada tanggal 22 Agustus 2017 terjadi longsor yang menyebabkan munculnya retakan pada tepi jalan raya. Maka,  diperlukan  back  analysis  untuk  memperoleh  kestabilan  lereng.  Perkuatan  yang  digunakan adalah  ground  anchors  dan  soil  nailing  dengan  sudut  kemiringan  pemasangan  30 o dan  pemasangan dilakukan setiap jarak 2 m. Back analysis ini dibantu dengan 2 program yaitu Plaxis 2D dan Geoslope Slope/W  dengan  kondisi  undrained  dan  drained.  Setelah  dilakukan  perkuatan,  diperoleh  nilai keamanan pada program Plaxis 2D adalah 2.7 untuk kondisi undrained dan 2.4 untuk kondisi drained. Selain  itu,  pada  program  Plaxis  2D  akan  menghasilkan  nilai  deformasi  dan  gaya  tarik  yang  terjadi pada  masing-masing  perkuatan.  Sedangkan  pada  program  Slope/W  hanya  menghasilkan  pola keruntuhan dan nilai keamanan. Nilai keamanan yang diperoleh untuk kondisi undrained berkisar 2.5 dan kondisi drained berkisar 2.2-2.4.
Kata kunci: stabilitas lereng, nilai keamanan, soil nailing, ground anchor, Plaxis 2D, Slope/W

## 1. PENDAHULUAN
Lereng  terdiri  dari  lereng  buatan  dan  lereng  alami  yang  terbentuk  dari  kontur  bumi.  Maka,  dapat  diartikan  lereng adalah permukaan tanah yang memiliki perbedaan ketinggian yang dibentuk oleh manusia maupun alamiah dengan sudut  kemiringan  tertentu  yang  diukur  dari  arah  horizontal.  Lereng  dapat  menjadi  tidak  stabil  sehingga  dapat menyebabkan sebuah kegagalan (longsor) yang diakibatkan oleh kuat geser tanah yang lebih kecil dibandingankan dengan tegangan geser yang terjadi pada lereng.
Dalam menangani hal tersebut, diperlukan analisis stabilitas lereng dengan parameter tanah yang telah disediakan. Dimana  dalam  menganalisis  stabilitas  lereng  nilai  faktor  keamanan  harus  perlu  diperhitungkan.  Karena  dengan semakin  tingginya  nilai  faktor  keamanan,  potensi  lereng    mengalami  kegagalan  akan  kecil.  Kemudian,  setelah melakukan analisis maka diperlukan penentuan konstruksi perkuatan lereng yang efisien.  Analisis stabilitas lereng dapat  dibantu  dengan  2 software yaitu Plaxis  2D dan Geoslope. Untuk  kasus  yang  terjadi  di  Labuan  Bajo  desain awal  yang  digunakan  adalah soil nailing.  Namun,  karena  masalah  waktu  pekerjaan  pihak-pihak  yang  terkait mengabaikan  langkah  pelaksanaan  yang  harus  diikuti  sehingga  langsung  dilakukan  penggalian  sehingga menyebabkan kelongsoran yang akan diperkuat dengan ground anchor dan soil nailing. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis  perbedaan safety  factor ,  deformasi,  dan  gaya  tarik  yang  terjadi  pada  lereng  setelah  diberikan perkuatan,  mengetahui  pola  keruntuhan  yang  terbentuk,  menganalisis  perbedaan  kondisi undrained dan drained pada software Plaxis 2D dan Geoslope.

## Faktor keamanan stabilitas lereng
Menurut  SNI  8460:2017  “ Persyaratan Perancangan  Geoteknik”, nilai  faktor  keamanan  untuk  lereng  batuan  yang stabil  dapat  dilihat  pada  tabel  1.  Selain  itu,  Bowles  (1984:597)  menyatakan  nilai  keamanan  berdasarkan  studi keruntuhan lereng pada tabel 2.

## Analisis Stabilitas Lereng Batuan dengan Metode Perkuatan
Tabel 1 Rekomendasi Nilai Faktor Keamanan Untuk Lereng Batuan Kondisi Lereng Batuan Rekomendasi nilai faktor keamanan Kondisi Permanen 1.5 Kondisi Sementara 1.3
Tabel 2 Faktor Keamanan Berdasarkan Studi Keruntuhan Lereng
Faktor Keamanan Kondisi F < 1.07 Keruntuhan dapat terjadi 1.07  < F ≤ 1.25 Keruntuhan mungkin terjadi F > 1.25 Keruntuhan jarang terjadi
Ground anchor (angkur tanah) dan soil nailing
Ground  anchors merupakan  salah  satu  cara  perbaikan  konstruksi  tanah  yang  berfungsi  untuk  menyalurkan  gaya tarik  yang  bekerja  pada  angkur  ke  lapisan  tanah  atau  batuan  pendukung.  Gaya  tarik  tersebut  berfungsi  untuk memberikan keseimbangan antara angkur, struktur yang akan diangkur, dan pada tanah yang ada disekitarnya. Soil nailing adalah suatu  perkuatan  lereng  yang  bersifat  pasif  dengan  menggunakan  batang  baja  ( nail  bar )  yang berfungsi untuk memindahkan beban ke tanah sekitar soil nailing . Efek yang diberikan adalah meningkatkan gaya normal  dan  perlawanan  tahanan  geser  tanah  selama  terjadi  potensial  gelincir  dan  mengurangi  gaya  dorong  pada bidang gelincir.

## Plaxis 2D
Program plaxis merupakan  program  yang  didasarkan  oleh  metode  elemen  hingga  ( finite  element )  yang menyimulasikan perilaku tanah untuk mendapatkan nilai deformasi dan stabilitas dari suatu struktur geoteknik yang dibangun.  Analisis  perhitungan  yang  dilakukan  pada  kondisi plane-strain dan axis-symetric. Model  geometri  ini terdiri dari points , lines¸ dan clusters .

## Geoslope
Geoslope merupakan  suatu  program  yang  didasarkan  pada  metode  prinsip  kesetimbangan gaya  ( limit  equlibrium ). Fungsi dari program ini adalah untuk menghitung faktor keamanan berdasarkan kondisi pelapisan material. Program ini  didasarkan  pada  metode limit  equilibrum ,  analisis  kelongsoran  yang  akan  dihitung  dengan  mengasumsikan bidang kelongsoran menjadi circular atau non circular yang dibagi menjadi beberapa bagian ( slices ).

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## Metode pengumpulan dan analisis data
Data yang digunakan diperoleh dari 7 data bore log lama dan 4 data bore log baru. Data tersebut digunakan untuk korelasi parameter tanah yang akan di input ke dalam Plaxis 2D dan Geoslope . Parameter tanah dibedakan menjadi kondisi undrained dan drained .

## Pemodelan lereng dan perkuatan lereng
Pemodelan  lereng  menggunakan Plaxis  2D dan Geoslope ,  lereng  tersebut  akan  digali  secara  langsung  sampai kedalaman  28.5  yang  selanjutnya  dicek  nilai  keamanannya.  Jika  nilai  yang  diperoleh ≥ 1.5,  diperlukan  reduksi parameter  hingga  mendekati  nilai  1.07  untuk  mengkondisikan  keadaan  sesuai  lapangan  yang  mengalami  longsor. Setelah  didapat,  gunakan  paramater  tersebut  dan  lakukan  pemodelan  perkuatan  dengan ground  anchor dan soil nailing sehinggga diperoleh nilai SF ≥ 1.5.
3. HASIL PEMBAHASAN
Back  analysis yang  akan  dilakukan  untuk  menganalisis  kelongsoran  yang  terjadi  di  Labuan  Bajo  akan  dibantu dengan 2 program yaitu Plaxis 2D dan Geoslope . Lereng akan dikondisikan menjadi undrained dan drained . Pada program Geoslope perhitungan analisis akan dilakukan dengan menggunakan metode grid and radius.

## Klasifikasi tanah pada lereng longsor
Berdasarkan  hasil  data bore  log ,  diperoleh  klasifikasi  tanah  yang  terkandung  terdiri  dari  3  lapisan  yaitu  lapis  1 dengan tipe Clay ( Stiff-V.Stiff ), lapis 2 dengan tipe Clay , ( Hard ), dan lapis 3 dengan tipe Sand ( V.Dense ) yang dapat dilihat pada gambar 1.

## Gambar 1 Klasifikasi Tanah
Hasil analisis lereng kondisi undrained pada plaxis 2D
Pada  kondisi undrained dilakukan  analisis  pada  tahapan  penggalian  secara  langsung  sampai  kedalaman  28.5  m, kemudian dilakukan reduksi parameter karena nilai SF yang tidak mendekati 1.07, dilakukan penanganan sementara dengan counterweight pada kaki  lereng, dan pada  tahap terakhir pemodelan perkuatan  lereng untuk keadaan statis dan dinamis (gempa). Nilai keamanan yang dihasilkan pada masing-masing tahapan dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2 Rangkuman Nilai  Keamanan Kondisi Undrained Plaxis 2D
Berdasarkan gambar 2,  nilai keamanan setelah dilakukan perkuatan meningkat sehingga lereng dikatakan telah stabil dan memenuhi syarat keamanan untuk statis SF ≥ 1.5 dan dinamis SF ≥ 1.3. Pola kelongsoran yang terjadi dapat dilihat pada gambar 3,4,5, dan 5.
Gambar 3 Pola Kelongsoran Undrained Untuk Kondisi Awal Gambar 4 Pola Kelongsoran Undrained Untuk Reduksi Parameter
Gambar 5  Pola Kelongsoran Undrained Perkuatan Lereng Keadaan Statis Plaxis 2D Gambar 6 Pola Kelongsoran Undrained Perkuatan Lereng Keadaan Dinamis Plaxis 2D
Hasil analisis lereng kondisi drained pada plaxis 2D
Pada kondisi drained tidak dilakukan reduksi karena nilai SF saat penggalian langsung sudah mendekati nilai 1.07. Gambar  7  adalah  nilai  keamanan  pada  tahapan  penggalian  langsung  sampai  dilakukan  perkuatan.  Nilai  keamanan yang  dihasilkan  untuk  keadaan  statis  dan  dinamis  stabil.  Pola  keruntuhan  yang  dihasilkan  pada  masing-masing tahapan dapat dilihat pada gambar 8,9, dan 10.
Gambar 7 Rangkuman Nilai Keamanan Drained Plaxis 2D Gambar 8 Pola Kelongsoran Drained Kondisi Awal Ga mbar 9 Pola Kelongsoran Drained Keadaan Statis Plaxis 2D Gambar 10 Pola kelongsoran Drained Keadaan Dinamis Plaxis 2D
Hasil analisis lereng kondisi undrained pada geoslope dengan metode grid and radius
Dalam  program Geoslope hasil  yang  diperoleh  adalah  nilai  keamanan  pada  gambar  11  dan  bidang  longsor  yang berbentuk circular .  Perkuatan  pada  program  ini  dimodelkan  sebagai point  loads .  Besaran point  loads untuk soil nailing sebesar 27.579 kN untuk keadaan statis dan keadaan dinamis sebesar 270.995 kN. Sedangkan, untuk ground anchor berasal dari gaya prestress 642.95 kN.
Gambar 11 Rangkuman Nilai Undrained Pada Geoslope Metode Grid and Radius
Berdarakan gambar 11, nilai keamanan dari program Geoslope pada saat perkuatan digunakan lereng dinyatakan stabil. Pola kelongsoran dapat dilihat pada gambar 12,13,14, dan 15.
Gambar 12 Pola Kelongsoran Undrained Kondisi Awal Metode Grid and Radius Gambar 13 Pola Kelongsoran Undrained Untuk
Reduksi Parameter Metode Grid and Radius
Gambar 14 Pola Kelongsoran Undrained Keadaan Statis Metode Grid and Radius Gambar 15 Pola Kelongsoran Undrained Keadaan Dinamis Metode Grid and Radius
Hasil analisis lereng kondisi drained pada pada geoslope dengan metode grid and radius
Tahapan dalam menganalisis kondisi drained dengan program Geoslope sama seperti pada Plaxis 2D yang tidak memerlukan reduksi parameter. Nilai keamanan yang dihasilkan pada kondisi drained dapat dilihat pada gambar 16  yang  menyatakan  bahwa  lereng  sudah  dalam  keadaan  stabil  setelah  adanya  perkuatan.  Pada  pemasangan perkuatan dimana untuk keadaan statis pada nailing besaran point loads yang diberikan adalah 10.518 kN dan keadaan dinamis adalah 264.0849 kN. Sedangkan, untuk ground anchor diberikan beban sebesar 642.95 kN.
Gambar 16 Rangkuman Nilai Keamanan Drained Metode Grid and Radius
Gambar 17 Pola Kelongsoran Drained Kondisi
Awal Metode Grid and Radius
Gambar 18 Pola Kelongsoran Drained Keadaan Statis Metode Grid and Radius Gambar 19 Pola Kelongsoran Drained Keadaan Dinamis Metode Grid and Radius
A nalisis perbedaan gaya ground anchor dan soil nailing pada keadaan statis dan dinamis
Analisis  dengan  menggunakan  program Plaxis  2D akan  menghasilkan  gaya  tarik  yang  bekerja  pada ground anchor dan soil  nailing .  Gaya  tarik  yang  dihasilkan  untuk  kondisi undrained akan  ditampilkan  melalui  grafik pada gambar 20 dan 21.
Gambar 20 Gaya Tarik Yang Bekerja Pada Ground Anchor Kondisi Undrained Gambar 21 Gaya Tarik Yang Bekerja Pada Soil Nailing Untuk Kondisi Undrained
Sedangkan,  untuk  gaya  tarik  yang  bekerja  pada ground  anchor dan soil  nailing untuk  kondisi drained akan ditampilkan pada gambar 22 dan 23.
Gambar 22 Gaya Tarik Yang Bekerja Pada Ground Anchor Untuk Kondisi Drained Gambar 23 Gaya Tarik Yang Bekerja Pada Soil Nailing Untuk Kondisi Drained
Analisis perbandingan perkuatan lereng kondisi undrained dan drianed pada plaxis 2D dan geoslope.
Dalam  melakukan  analisis  perkuatan  lereng  dengan  mengkondisikan undrained dan drained akan  menghasilkan nilai  keamanan  yang  berbeda  untuk  kondisi undrained dan drained pada  program Plaxis  2D yang  terdapat  pada gambar 24 dan 25.
Gambar 24 Perbedaan Nilai Keamanan Kondisi Undrained dan Drained Pada Keadaan Statis
Gambar 25 Perbedaan Nilai Keamanan Kondisi Undrained dan Drained Pada Keadaan Dinamis
Selain dari program Plaxis 2D perbedaan nilai keamanan dapat dilihat dari program Geoslope pada metode grid and radius dapat dilihat pada gambar 26.
Gambar 26 Perbedaan Nilai Keamanan Untuk Kondisi Undrained dan Drained Metode Grid & Radius
Berdasarkan  gambar  diatas,  baik  dari  program Plaxis  2D dan Geoslope dengan  metode grid  and  radius menghasilkan nilai keamanan dimana kondisi undrained yang lebih besar dibandingkan dengan kondisi drained . Hal ini menyatakan bahwa lereng dalam kondisi kritis saat kondisi drained .
Analisis perbandingan program plaxis 2D dan geoslope saat perkuatan lereng
Perbandingan yang dihasilkan dapat dilihat dari nilai keamanan dan pola keruntuhan yang terjadi pada kedua program. Pada tabel 3 akan tertera nilai keamanan dari kedua program.
Tabel 3 Perbandingan Nilai Keamanan Pada Plaxis 2D dan Metode Grid & Radius Kondisi Undrained dan Drained Metode Faktor Keamanan Metode Faktor Keamanan Statis Dinamis Statis Dinamis Plaxis Undrained 2.65 1.72 Plaxis Drained 2.44 1.71 Grid & Radius 2.31 1.76 Grid & Radius 2.17 1.66
Berdasarkan tabel 3, nilai keamanan yang dihasilkan tidak berbeda jauh. Namun, hal ini tidak dapat dijadikan acuan dan harus diliat dari pola keruntuhan yang terjadi. Untuk kondisi undrained pada keadaan statis dapat dilihat pada gambar 27 dan keadaan dinamis pada gambar 28.
Gambar 27 Perbandingan Pola Keruntuhan Undrained Statis Plaxis 2D dan Grid and Radius
Gambar 28 Perbandingan Pola Keruntuhan Undrained Dinamis Plaxis 2D dan Grid and Radius

## Analisis Stabilitas Lereng Batuan dengan Metode Perkuatan
Sedangkan, pola keruntuhan pada kondisi drained statis terdapat pada gambar 29 dan drained dinamis pada gambar 30.
Gambar 29 Perbandingan Pola Keruntuhan Drained Statis Plaxis 2D dan Grid and Radius
Gambar 30 Perbandingan Pola Keruntuhan Drained Dinamis Plaxis 2D dan Grid and Radius
Berdasarkan pola keruntuhan yang terbentuk, hasil dari metode Grid & Radius cukup berbeda jauh dengan prediksi pola  keruntuhan  pada  keadaan  nyata  dan  hasil  dari Plaxis  2D .  Hal  ini  disebabkan  karena  pada  metode  ini  kita mencari  nilai  keamanan  dengan  mengasumsikan  titik  pusat  kelongsoran.  Selain  itu,  pada  metode  ini  pola  yang terbentuk  dipaksakan  untuk  menjadi  pola circular dan  dalam  melakukan  analisis  dengan  menggunakan  program Geoslope tidak dimodelkan perkuatan yang digunakan seperti pada Plaxis 2D .

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil back  analysis yang  dilakukan  dengan  menggunakan  program Plaxis  2D dan Geoslope pada kondisi undrained dan drained , dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Pola gerakan massa yang terjadi berada diantara tipe pergerakan single rotational slide dan multiple rotational slide.
2. Perkuatan  yang  digunakan  adalah permanent  ground  anchor dan soil  nailing dengan  jarak  horizontal  dan vertikal 2 m dengan sudut kemiringan 30 o .
3. Setelah dilakukan back analysis nilai SF yang diperoleh dengan menggunakan Plaxis 2D dan program Slope/W dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4 Nilai Keamanan Metode Perhitungan Nilai Keamanan Undrained Drained Statis Dinamis Statis Dinamis FEM 2.65 1.72 2.44 1.71 Grid & Radius 2.31 1.76 2.17 1.66
4. Analisis stabiliats lereng dengan menggunakan program Geoslope dan Plaxis 2D menghasilkan nilai keamanan yang lebih kecil untuk kondisi drained dibandingkan kondisi undrained .
5. Perbedaan  hasil  dari  program Plaxis  2D dengan  metode grid  and  radius disebabkan  karena  konsep  dasar perhitungan pada grid and radius adalah dengan menentukan titik-titik pusat dan radius lingkaran secara trial and error .

## DAFTAR PUSTAKA
Bowles, J.E. (1991). Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah) Edisi kedua. Jakarta : Erlangga. British Standard Institution. (1989). “ Code of Practice For Ground Anchorages ” . Publikasi : BS 8081 : 1989. Budhu,  Muni  dan  J.E.  Bowles.  (2007). Soil  Mechanic  and  Foundations  3 rd Edition .  America  :  John  Wiley  & Sons,Inc.
Byrne, R.J. (1996). “Manual for Design and Costruction Monitoring of Soil Nail Wall ” . Publikasi : FHWA-SA-96- 069R . Washington, D.C. Federal Highway Administration.
Hunt,  Roy  E.  (2005). Geotechnical  Engineering  Investigation  Handbook  (Second  Edition). New  York  :  Taylor  & Francis Group.
Plaxis 2D Tutorial Manual . The Netherlands. (2016). Plaxis Material Models Manual .  The Netherlands. (2016). SNI 8460:2017. Persyaratan Perancangan Geoteknik. Terzaghi,  Karl  and  Peck,  B.  Ralph.(1967). Soil  Mechanics  in  Engineering  Practice,  Second  Edition .  New  York  : John Wiley & Sons. Wesley, Laurence D.(2012). Mekanika Tanah Untuk Tanah  Endapan & Residu .  Yogyakarta : Andi