11018-10-195958739533(2)

download 11018-10-195958739533(2)

of 10

Transcript of 11018-10-195958739533(2)

  • 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