7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

1/10

Program Studi Teknik SipilFakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Mercu Buana 10MODUL 10

Stabilitas lereng

1. Umum

Kondisi permukaan tanah di bumi sebagian besar memiliki ketinggian ( level) yang

tidak sama. Perbedaan ketinggian ini bisa disebabkan oleh mekanisme alam

maupun oleh rekayasa manusia. Kondisi yang disebabkan oleh mekanisme alam

misalnya gunung, lembah, jurang dan lain-lain. Sedangkan kondisi yang disebabkan

oleh rekayasa manusia biasanya berupa hasil penggalian dan hasil penimbunanuntuk tujuan yang beraneka ragam, misalnya pembuatan bendungan, irigasi, jalan

raya dan lain sebagainya.

Suatu tempat yang terdapat dua permukaan tanah yang memiliki ketinggian yang

berbeda dihubungkan oleh suatu permukaan yang disebut sebagai lereng. Suatu

lereng yang terjadi secara alamiah maupun hasil rekayasa manusia, akan terdapat di

dalamnya gaya-gaya yang bekerja mendorong sehingga tanah yang lebih tinggi akan

cenderung bergerak ke arah bawah. Di sisi lain terdapat pula gaya-gaya dalam

tanah yang menahan atau melawan dorongan gaya-gaya yang bergerak ke bawah.

Kedua gaya ini bila mencapai keseimbangan tertentu maka akan menimbulkan

kestabilan pada kedudukan tanah tersebut.

Dalam keadaan tidak seimbang, dimana gaya yang berfungsi menahan/melawan

lebih kecil dibandingkan dengan gaya-gaya yang mendorong ke bawah, maka akan

terjadi suatu kelongsoran (slide) yaitu keruntuhan dari massa tanah yang terletak di

bawah sebuah lereng. Dalam peristiwa tersebut terjadi pergerakan massa tanah

pada arah ke bawah dan pada arah keluar (outward). Kelongsoran dapat terjadi

dengan berbagai cara, secara perlahan-lahan atau mendadak, dan dengan maupun

tanpa dorongan yang terlihat secara nyata.

Penyebab dari suatu kelongsoran bisa beraneka ragam, pada umumnya karena

penggalian terbuka atau penggalian bagian bawah dari suatu lereng. Namun

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

2/10

demikian, terdapat beberapa kejadian kelongsoran yang disebabkan oleh

bertambahnya tekanan air pori dalam lapisan yang sangat permeabel dan oleh

pengaruh dari guncangan, misalnya gempa yang dapat mengurangi kepadatan tanah

di bawah lereng.

2 Jenis-jenis Longsoran

Kelongsoran lereng bisa terdiri dari berbagai proses dan faktor-faktor yang

memicunya. Misalnya, hal ini bisa dibedakan berdasarkan bentuk dari kelongsoran, jenis

material longsoran dan umur atau tahap perkembangan tanah. Pemahaman terhadap

jenis-jenis gerakan lereng adalah sangat penting karena menentukan metode analisa

kestabilan yang paling tepat dan faktor-faktor apa yang perlu diketahui untuk melakukan

perhitungan.

a. Runtuhan (Falls)

Sejumlah masa tanah yang jatuh terlepas dari lereng yang curam dan tidak ada

gaya yang menahan pada saat geseran dengan material yang berbatasan. Pada

jenis runtuhan bebatuan umumnya terjadi dengan cepat dan hampir tidak didahului

oleh gerakan awal.

b. Pengelupasan (Topples)

Gerakan ini berupa rotasi keluar dari suatu unit massa yang berputar terhadap

suatu titik akibat gaya gravitasi, atau gaya-gaya lain seperti adanya air dalam

rekahan.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

3/10

c. Longsoran (Slide)

Dalam longsoran, gerakan ini terdiri dari peregangan secara geser dan peralihan

sepanjang suatu bidang atau beberapa bidang gelincir yang dapt nampak secara

visual. Gerakan dapat bersifat progresif yang berarti bahwa keruntuhan geser tidak

terjadi seketika pada seluruh bidang gelincir melainkan merambat dari suatu titik.

Massa yang bergerak menggelincir di atas lapisan batuan/tanah asli dan terjadi

pemisahan (separasi) dari kedudukan semula. Sifat gerakan biasanya lambat

sampai amat lambat.

Gambar Slides (longsoran)

c.1 Longsoran Rotasi

Longsoran Rotasi adalah yang paling sering dijumpai oleh para rekayasawan

sipil. Longsoran jenis rotasi ini dapat terjadi pada batuan maupun pada tanah.

Pada kondisi tanah homogen, longsoran rotasi ini dapat berupa busur lingkaran,

tetapi dalam kenyataan sering dipengaruhi oleh adanya diskontinuitas oleh

adanya sesar, lapisan dan lain-lain. Analisis kestabilan lereng yang

mengasumsi bidang longsoran berupa busur lingkaran dapat menyimpang

bilamana tidak memperhatikan hal ini.

c.2 Longsorang Translasi

Dalam longsoran translasi, suatu massa bergerak sepanjang bidang gelincir

berbentuk bidang rata. Perbedaan terhadap longsoran rotasi dan translasi

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

4/10

merupakan kunci penting dalam penanggulangannya. Gerakan dari longsoran

translasi umumnya dikendalikan oleh permukaan yang lembek. Longsoran

translasi ini dapat bersifat menerus dan luas dan dapat pula dalam blok.

d. Aliran Tanah (Flows)

Jenis gerakan tanah ini tidak dapat dimasukkan ke dalam katagori di atas karena

merupakan fonomena yang berbeda. Pada umumnya jenis gerakan tanah ini terjadi

pada kondisi tanah yang amat sensitif atau sebagai akibat daripada gempa. Bidang

gelincir terjadi karena gangguan mendadak dan gerakan tanah yang terjadi

umumnya bersifat cepat tetapi dapat juga lambat misalnya pada rayapan (creep).

4 Faktor Faktor Penyebab Kelongsoran Lereng

Faktor-faktor penyebab ketidakstabilan lereng menurut Terzaghi (1950) dapat dibagi

dalam dua kelompok utama, yaitu :

4.1 Faktor Pengaruh Luar

Faktor pengaruh luar ini terjadi karena meningkatnya tegangan geser yang bekerja

dalam tanah ( ) sehingga FK < 1 (turun)

1. Tegangan Horisontal turun, kondisi ini sering terjadi bila :

a. Kaki lereng tererosi oleh aliran air sungai atau aliran air hujan

b. Galian

c. Pembongkaran sheetpile atau tembok penahan

2. Peningkatan tegangan vertikal

a. Air hujan tertahan di atas lereng

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

5/10

b. Timbunan deposit halus

c. Timbunan tanah

d. Berat bangunan dan lain-lain

3. Pergerakan Tektonik

Pergerakan tektonik yang timbul dapat merubah keadaan geometri lereng.

Pelandaian lereng berarti memperstabil. Sebaliknya penegakkan lereng

mengurangi kestabilan.

4. Gempa Bumi

Pada waktu terjadi gempa bumi dua buah gelombang merambat naik dari

permukaan batuan ke permukaan tanah. Sebelum mencapai permukaan tanah,

rambatan gelombang melewati berbagai lapisan, sehingga menimbulkanperubahan pada sistim tegangan semula.

4.2 Faktor Pengaruh Dalam

Penurunan kekuatan geser tanah yang sering sekali terjadi pada longsoran tanah

merupakan bagian yang paling sulit diperkirakan secara teliti dan penyebab-

penyebabnya adalah :

1. Kondisi Awal

Faktor-faktor yang dapat menurunkan kekuatan geser tanah dari keadaansemula adalah kondisi, struktur geologi dan geometri lereng.

a. Kondisi dimana material dapat menjadi lemah (weak) bila terjadi

peningkatan kadar air. Hal ini terjadi pada tanah lempung (over

consolidated/OC dan Heavily Over Consolidated/HOC), tanah tuff vulkanik,

shales dan tanah lempung organik.

b. Struktur Geologi dan geometri lereng

(i) Bidang diskontinuitas seperti sesar, bidang perlapisan, joint,

cermin sesar dan brecciaci

(ii) Lapisan yang berada di atas tanah lempung yang lemah

(iii) Lapisan yang terdiri dari permeable seperti pasir dan lapisan

impermeable seperti lempung, berselang seling

2. Pelapukan dan reaksi physicochemical lainnya

a. Hidrasi dan mineral lempung seperti :

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

6/10

Absorbsi air oleh mineral lempung sehingga kadar air meningkat. Hal ini

biasanya diikuti dengan penurunan harga kohesi, contohnya lempung

montmorillont.

b. Penyusutan tanah lempung akibat perubahan temperatur dapat

menimbulkan retakan susut , sehingga kohesi tanah menurun dan memberi

kesempatan air mengalir masuk ke dalamnya.

c. Erosi oleh air pada tanah lempung dispersif menyebabkan terbentuknya

rongga yang menurunkan kekuatan geser tanah.

3. Perubahan berat volume dan tekanan air pori

a. Berat volume yang menjadi jenuh mengurangi tegangan efektif tanah

sehingga dengan sendirinya kekuatan geser berkurang

b. Muka air naik karena air hujan, reservoir dan lainnya.

5 Pengaruh Karakteristik dan Kondisi Tanah terhadap Kelongsoran

5.1 Karakteristik teknis beberapa jenis tanah

(i) Tanah Tak Berkohesi

Kestabilan lereng dari tanah tak berkohesi ( > 0 ; c = 0 ) seperti kerikil,

pasir dan lanau banyak tergantung pada :

a. sudut geser dalam yang dapat diperoleh dari uji laboratorium (triaxial atau

direct shear) atau secara empiris menggunakan hasil uji sondir atau SPT

b. Kelandaian lereng dinyatakan dengan sudut ()c. Berat volume tanah ( )

Dalam perencanaan kestabilan lereng dari tanah tak berkohesi, beberapa sifat

penting yang perlu diperhatikan, yaitu :

a. Tanah berkohesi mudah tererosi oleh limpasan permukaan (surface run off),

sehingga geometri lereng mudah berubah. Pencegahannya dapat dilakukan

dengan pembuatan berm dikombinasikan dengan saluran gendong dan

penanaman rumput yang dapat mengurangi kecepatan aliran air

b. Tanah tak berkohesi yang jenuh air mempunyai potensi tinggi terhadap

bahaya liquefaction

c. Tanah tak berkohesi yang kering mudah mengalami penurunan bila terkena

beban siklik (vibrasi)

d. Bidang longsoran kritis biasanya berbentuk suatu bidang yang dangkal dan

bisa dianalisa menggunakan infinite slope stability analysis

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

7/10

(ii) Tanah berkohesi (tanah lempungan)

Kestabilan lereng dari tanah berkohesi seperti tanah lempungan tergantung

banyak kepada :

a. Kekuatan geser yang dinyatakan dalam dan c atau dan c. Parameter ini

diperoleh dari uji laboratorium

b. Kelandaian lereng yang dinyatakan dengan sudut ()

c. Tinggi Lereng (H)

d. Berat volume tanah ( )

e. Tekanan air pori

(iii) Jenis Tanah yang memberi problema khusus

Terdapat sejumlah jenis tanah di alam bebas yang mempunyai sifat khusus dan

dapat dipengaruhi kestabilan lereng. Jenis-jenis tanah ini adalah :a. Tanah Residual

Tanah residual terjadi di lapangan karena proses pelapukan batu dasar.

Pelapukan tersebut dapat berupa pelapukan fisis, kimia, dan biologis. Sifat-

sifat teknis jenis tanah ini adalah :

- Tidak homogen dalam jarak yang pendek

- Kekuatan geser tergantung pada bidang diskontinuitas dan bidang

perlapisan

-

Penyelidikan tanah untuk menentukan kekuatan gesernya sulit sekalidilakukan di laboratorium, sehingga cara analisa kembali (back analysis)

adalah yang yang paling baik untuk menentukan kekuatan gesernya

- Analisa Kestabilan lereng adalah cara yang baik

b. Tanah lempung expansif

Tanah lempung ekspansif adalah tanah yang mengandung mineral

montmorillont dalam prosesntase tinggi.

- Mudah mengembang karena mengisap air di sekelilingnya

- Kekuatan gesernya dipengaruhi oleh perubahan kadar airnya. Kadar air

tinggi, kohesi turun sampai mendekati no.

- Menekan tanah yang berada di sekitarnya.

c. Tanah kollavial

Tanah kollavial adalah material yang secara geologis terjadi karena

pengendapan masa tanah atau batu yang bergerak turun dari lereng.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

8/10

Pergerakan ini terutama terjadi karena gravitasi misalnya longsoran atau

creep debris. Sudah jelas bahwa lereng yang terbentuk dari jenis tanah ini

terdiri atas butiran yang bervariasi (tidak homogen), mulai dari lempungan,

lanau sampai pasiran, kerikil dan bongkahan batu dengan diameter > 25 cm.

d. Tanah lempung dispersif (erodible soils)

Kelongsoran yang diakibatkan oleh tanah lempung yang mudah tererosi

(dispersif soils). Biasanya kelongsoran yang ditimbulkan oleh tanah lempung

dispersif sulit sekali dianalisa menggunkan teori konvensional (cara limit

equilibrium), ada kalanya hasilnya sangat meragukan biasanya perlu

dilakukan peninjauan langsung di lapangan dan penyelidikan laboratorium.

Beberapa sifat tanah lempung dispersif (Sherard, dkk, 1976) sebagai berikut :

-Mudah tergerus bila dibandingkan dengan tanah tak berkohesi walaupunmempunyai plastis indeks yang tinggi

- Biasanya tergerus oleh aliran air

- Penyebab utamanya ditentukan oleh jumlah relatif kandungan kation

sodium dibandingkan dengan kation lainnya (kalsium dan magnesium)

- Faktor penyebab lainnya yang mengurangi tanah lempung dispersif adalah

kadar garam yang terkandung dalam air itu sendiri

- Cara identifikasi di laboratorium

-

Kasus longsoran yang diakibatkan oleh tanah lempung dispersif dimulaidengan terlebih dahulu dengan adanya :

retakan di permukaan tanah

retakan dalam tubuh timbunan diakibatkan oleh penurunan yang tidak

merata atau pelaksanaan pemadatan yang kurang baik

Untuk mencegah longsoran yang tersebut di atas, maka dapat dilakukan

tiga pilihan :

Mengganti tanah lempung dispersif dengan tanah lempung lainnya

Menstabilisasi tanah lempung dispersif dengan menggunakan kapur (4% -

6% dari beratnya)

Pemasangan filter (pasir halus + kerikil)

5.2 Kondisi Tanah Kritis terhadap Kelongsoran

1. Stabilitas timbunan tanah di atas tanah fondasi kuat

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

9/10

Timbunan tanah yang berfungsi untuk menahan air seperti tanggul, bendungan

mengalami tiga kondisi kritis :

a. Saat selesai pembangunan (jangka panjang)

Timbunan yang dibangun dengan cepat mengalami hal-hal sebagai berikut :

-Peningkatan tegangan geser

- Peningkatan kekuatan geser, relatif lebih kecil dari tegangan geser

- Peningkatan tekanan air pori yang tergantung pada derajat kejenuhan tanah

timbunan

- Penurunan faktor keamanan yang mencapai harga minimum setelah

timbunan selesai.

b. Kestabilan jangka panjang (long term stability)

Pada saat timbunan diselesaikan, tegangan efektif mulai mengalami

perubahan karena air pori mulai berkesempatan berdissipasi keluar. Hal inidengan sendirinya meningkatkan faktor keamanan (baik pada lereng sebelah

upstream maupun downstream)

Kemudian pengisian air dimulai. Pada tahap ini semula terjadi aliran tidak

tetap (unsteady seepage) yang setelah beberapa saat berubah menjadi aliran

tetap. Faktor keamanan sebelah upstream setelah terjadi aliran tetap

meningkat. Sebaliknya pada lereng sebelah downstream faktor keamanan

menurun terus sampai kondisi kritis tercapai.

c. Kondisi penurunan air secara tiba-tiba (rapid drawdown)Timbunan penahan air adakalanya mengalami penurunan air secara tiba-tiba

setelah mencapai kondisi aliran tetap (steady seepage), keadaan ini

menimbulkan peningkatan tegangan geser sehingga faktor keamanan

mencapai keadaan kritis.

d. Kondisi waktu terjadi gempa bumi

Pada waktu terjadi gempa bumi, maka gaya-gaya inersia yang bekerja pada

setiap elemen timbunan harus ditambahkan, untuk kondisi pada saat-saat

pembangunan selesai, setelah terjadi aliran tetap dan penurunan secara tiba-

tiba sehingga faktor keamanan menurun lagi.

2. Penggalian

Kondisi kritis dari suatu lereng galian biasanya terjadi beberapa saat setelah

penggalian diselesaikan, jadi kestabilan jangka panjang jauh lebih kritis

dibandingkan jangka pendeknya.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2

7/30/2019 11018-10-195958739533(2)

10/10

3. Lereng Alam

Lereng alam yang sudah diambil untuk berpuluh-puluh tahun dengan garis air

phretis yang sudah seimbang dapat dianalisa dengan tegangan efektif dimana ,

c diperoleh dari uji triaxial

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTMEKANIKA TANAH 2