Pengaruh Penggunaan Lightweight Concrete Foam (LCF) Sebagai Material Backfill Pada Struktur Dinding Penahan Tanah

Novrianda, Dr.Eng. Ir. Sito Ismanti, S.T., M.Eng., IPM.

2027 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Dinding penahan tanah merupakan elemen penting dalam teknik sipil yang berfungsi menahan massa tanah, mencegah erosi, serta mendukung stabilitas infrastruktur. Pada kondisi eksisting, timbunan konvensional dengan geotekstil berisiko merusak geotekstil akibat butiran bersudut tajam sekaligus menimbulkan tekanan lateral yang besar, sehingga dalam jangka panjang dapat menurunkan kestabilan dinding hingga terjadi deformasi berlebih atau kegagalan struktur. Sebagai solusi alternatif, Lightweight Concrete Foam (LCF) digunakan sebagai material backfill yang memiliki densitas rendah, bersifat self-consolidating, dan mampu mereduksi tekanan lateral secara signifikan terhadap struktur dinding penahan tanah. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis stabilitas dinding penahan tanah eksisting secara analitis dan numeris, serta menentukan variasi bentuk Lightweight Concrete Foam (LCF) sebagai material backfill.

Analisis dilakukan dengan metode analitis menggunakan Microsoft Excel dan numeris menggunakan PLAXIS 2D. Variasi penggunaan LCF dilakukan sebanyak lima variasi, yaitu pada zona kritis, sepanjang lebar DPT, setengah lebar DPT, bentuk trapesium orientasi horizontal dan vertikal. Penentuan variasi sebagai alternatif desain dilakukan dengan analisis multikriteria terhadap nilai displacement horizontal pseudostatik, rancangan anggaran biaya (RAB), durasi pengerjaan, dan kemudahan pelaksanaan konstruksi.

Hasil analisis menunjukkan bahwa seluruh variasi bentuk LCF memenuhi syarat SF minimum sesuai SNI 8460:2017, yaitu SF ? 1,5 pada kondisi statik dan SF ? 1,1 pada kondisi pseudostatik, dengan rentang nilai SF statik 1,84 – 2,34 dan SF pseudostatik 1,33 – 1,54. Selain itu, seluruh variasi juga menghasilkan nilai displacement horizontal yang terkendali dengan rentang nilai 0,74 – 3,69 × 10?² m untuk kondisi statik dan 5,42 – 6,86 × 10?² m untuk kondisi pseudostatik. Hasil analisis multikriteria memberikan hasil bahwa penggunaan LCF pada zona kritis memberikan nilai tertinggi dengan keunggulan pada indikator nilai displacement horizontal pseudostatik yang kecil, yaitu 5,42 × 10?² m, durasi pengerjaan tercepat selama 48 hari, dan kemudahan pelaksanaan konstruksi karena pekerjaan didominasi dengan pengecoran LCF.

Retaining walls are essential elements in civil engineering that serve to retain soil masses, prevent erosion, and support the stability of infrastructure. Under existing conditions, conventional backfill combined with geotextile poses a risk of damaging the geotextile due to angular particles while also generating high lateral pressure, which in the long term may reduce wall stability and lead to excessive deformation or structural failure. As an alternative solution, Lightweight Concrete Foam (LCF) is used as a backfill material that has low density, is self-consolidating, and can significantly reduce lateral pressure on the retaining wall structure. This study aims to analyze the stability of the existing retaining wall analytically and numerically, and to determine the configuration variations of Lightweight Concrete Foam (LCF) as a backfill material.

The analysis was carried out using an analytical method in Microsoft Excel and a numerical method in PLAXIS 2D. Five LCF configurations were evaluated: placement in the critical zone, along the full width of the retaining wall, along half the width of the retaining wall, and horizontally and vertically oriented trapezoidal shapes. The selection of the alternative design was determined through a multi-criteria analysis based on pseudostatic horizontal displacement, cost estimate (RAB), construction duration, and ease of construction.

The results show that all LCF configurations meet the minimum safety factor (SF) requirements of SNI 8460:2017, namely SF ? 1.5 under static conditions and SF ? 1.1 under pseudostatic conditions, with static SF values ranging from 1.84 to 2.34 and pseudostatic SF values ranging from 1.33 to 1.54. All configurations also produced controlled horizontal displacements, ranging from 0.74 to 3.69 × 10?² m under static conditions and 5.42 to 6.86 × 10?² m under pseudostatic conditions. The multi-criteria analysis indicates that placing LCF in the critical zone achieved the highest score, with advantages in a small pseudostatic horizontal displacement of 5.42 × 10?² m, the shortest construction duration of 48 days, and ease of construction since the work is dominated by LCF casting.

Kata Kunci : Dinding Penahan Tanah, Lightweight Concrete Foam, Material Backfill, Analisis Pseudostatik, Analisis Multikriteria.