PEMANFAATAN BAHAN LIMBAH FLY ASH DAN BANTAK DALAM RANCANGAN KONSTRUKSI DINDING PENAHAN TANAH

Purwanto, Dr. Ir. Ahmad Rifa'i, MT

2011 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Tanah longsor merupakan salah satu bentuk bencana alam geologis, yang sering terjadi di Indonesia. Bencana ini sering terjadi terutama pada saat musim hujan yang dapat mengakibatkan kerugian, baik materi maupun korban jiwa. Apabila massa yang bergerak ini di dominasi oleh massa tanah dan gerakannya melalui suatu bidang pada lereng, baik berupa bidang miring ataupun lengkung maka proses pergerakan longsor tanah. Penahanan tanah merupakan salah satu cara penanggulangan yang bersifat mengikat atau menahan massa tanah yang bergerak. Adalah konstruksi bronjong, yang berfungsi sebagai penahan terhadap massa tanah yang akan bergerak terutama di daerah kaki lereng. Khusus di daerah aliran sungai, penggunaan konstruksi bronjong ini dapat mengstabilitasikan tebing-tebing atau lereng sungai. Salah satu material dalam konstruksi bronjong adalah memanfaatkan bahan limbah lokal seperti fly ash sebagai material pengganti batu kali yang sering digunakan dalam penggunaan konstruksi bronjong. Coal Ash (fly ash & bottom ash) adalah hasil bahan sisa penggolahan (pembakaran) batu bara, hal tersebut merupakan suatu isu lingkungan yang sangat penting. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan fly ash dan bantak merapi didalam perancangan struktur penahan tanah khususnya untuk stabilitas lereng, serta memberikan kontribusi dalam bidang teknik sipil dan khususnya dalam bidang geoteknik. Didalam penelitian sifat fisik, mekanik dan kimia dampak aspek terhadap lingkungan dan untuk menyakinkan juga bahwa struktur pelindung lereng ini (bronjong), tidak merusak lingkungan dan dapat diterima di masyarakat. Hasil proses mix design dengan menggunakan variasi fly ash antara 0%, 20%, 40%, 60% dan 80%, akan dipilih salah satunya yang sesuai dengan Standard SNI dan ASTM, dan variasi fly ash yang sesuai akan dibuat model beton blok dalam struktur penahan tanah (konstruksi bronjong). Rancangan blok beton dibuat menggunakan variasi fly ash 40% dengan ukuran panjang 0,75 m, tinggi dan lebar tegak lurus dinding 10x10 cm dan berat blok beton tersebut 12,375 kg. Hasil analisis konstruksi bronjong dengan menggunakan material limbah batu bara dan bantak merapi yang menggunakan variasi fly ash 40%, akibat beban statis diperoleh nilai faktor aman (SF) gaya guling 3,3, gaya geser 2,2 dan daya dukung fondasi sebesar 118,24 kN/m2 sedangkan dengan beban sementara (gempa) nilai faktor aman (SF) akibat guling 2,9, gaya geser 1,9 dan daya dukung fondasi 121,26 kN/m2. Hal tersebut dipengaruhui oleh nilai berat volume material bronjong sebesar 22 kN/m3 dengan menggunakan variasi fly ash 40%. Dengan mevariasikan fly ash, dapat menghemat penggunaan semen didalam pembuataan blok beton untuk bahan konstruksi bronjong. Didalam analisis stabilitas lereng, konstruksi bronjong ini juga meningkatkan nilai faktor aman (SF) terhadap kestabilitasan lereng. Dari analisis stabilitas lereng dengan menggunakan Plaxis v 8.2, pada kondisi lereng asli diperoleh faktor aman (SF) sebesar 1,4 untuk kondisi lereng gerusan nilai faktor aman (SF) 0,8 dan lereng dengan terpasang konstruksi bronjong nilai faktor amanya (SF) meningkat sebesar 1,6 akibat beban statis hal tersebut membuat stabilitas lereng menjadi stabil dan aman sedangkan akibat beban gempa, kondisi lereng asli diperoleh faktor aman (SF) sebesar 1,1 untuk kondisi lereng gerusan nilai faktor aman (SF) 0,8 dan lereng dengan terpasang konstruksi bronjong nilai faktor aman (SF) meningkat sebesar 1,2.

Landslide is a type of geological disaster, which often happens in Indonesia. This disaster often happens especially in rainy season. It causes some lost, both material and immaterial (victims of the disaster). It happens due to the movement of soil mass through either slide or curve surface in the mountain slopes, then the process of moving soil will cause the land to slide. Retaining wall is a way which bounds the soil mass to prevent it’s movement. One other thing is gabion construction, it functions to protection the soil mass especially in the mountain slopes along the river stream. Specially in river basin, this gabion construction can stabilize the mountain side or slopes along the river stream. This gabion construction exploits local waste materials as such fly ash the replacement of the river stone used in the gabion construction. Coal Ash (fly ash and bottom ash) are the left of coal combustion which is the important environment issue. The objectives of this research are to take the advantage of the fly ash and bantak merapi in design of retaining wall structure especially the stability of the slope, Had a share give contribution to the Civil Engineering field especially of the Geotechnical Engineering field. This research to find out the physical, mechanical and chemical characteristic of it’s effects to the environment and to ensure that this retaining wall construction (gabion) is harmless to the environment and acceptable for the society. The mix design process result using fly ash variation of 0%, 20%, 40%, 60% and 80%, will be picked one based on the SNI and ASTM and the suitable fly ash variation will be the concrete block model retaining wall structure (gabion construction). Design of concrete block by use of 40% variation with length size 0,75 m, high and width 10x10 cm and concrete heavily block 12,375 kg. The result of gabion construction analysis by using the coal ash and merapi bantak which uses variation of 40% based static load shows the factor of safety against overturning (SF) 3,3, the factor of safety against sliding (SF) 2,2 and bearing of capacity foundation 118,24 kN/m2, while based on the temporary load (earthquake force) shows the factor of safety against overturning (SF) 2,9 the factor of safety against sliding (SF) 1,9 and bearing of capacity foundation 121,26 kN/m2. The result above are affected by the moist unit weight of the gabion material of 22 kN/m3 by using fly ash variation of 40%. Fly ash variation can be economized cement in using for gabion material construction. From the slope stability, the gabion construction increases the safety factor (SF) of slope stability. The analysis slope stability uses Plaxis v 8.2, shows the safety factor (SF) original slope condition of 1,4 while for the slope soil erosion is shows the safety factor (SF) 0,8 and the gabion construction installed slope increases to safety factor (SF) 1,6 based static load which makes the slope stabile and safe, while based on the temporary load (earthquake force) shows the factor of safety factor (SF) original slope condition of 1,1 while for the slope soil erosion is shows the safety factor (SF) 0,8 and the gabion construction installed slope increases to safety factor (SF) 1,2.

Kata Kunci : mix design, variasi fly ash, analisis bronjong, simulasi numeris lereng, faktor keamanan, deformasi, tegangan