ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN METODE LIMIT …

1

ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN METODE LIMIT

EQUILIBRIUM MENGGUNAKAN GEOSTUDIO 2007

STUDI KASUS LERENG PENYANGGA REL KERETA

KM 45+400 CILEBUT

Murni Gusti Dayanti dan Tommy Ilyas

Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

ABSTRAK

Akibat hujan deras yang terus turun selama lebih dari 3 jam, lereng penyangga rel kereta di

Cilebut, Bogor, mengalami kelongsoran. Kelongsoran menyebabkan rel kereta jalur Bogor

menuju Jakarta menggantung dan tidak dapat dilalui, empat tiang listrik rubuh, serta puluhan

rumah warga yang berada di bawahnya mengalami kerusakan. Sebagai upaya

mengidentifikasi faktor penyebab kelongsoran tersebut, dilakukan analisis kestabilan pada

lereng tersebut berdasarkan beberapa variasi pembebanan dengan melihat pengaruh rembesan

atau seepage akibat keberadaan sungai yang letaknya tidak terlalu jauh dari lereng. Analisis

seepage dilakukan dengan menggunakan metode steady-state, sementara analisis stabilitas

lereng menggunakan metode limit equilibrium. Dari hasil analisis stabilitas lereng, kondisi

sebenarnya ketika terjadi longsor yaitu saat terjadi hujan dan hanya ada beban kendaraan

memang sudah menunjukkan kondisi yang cukup kritis dengan faktor keamanan mendekati

1.000, sementara kondisi yang paling kritis berdasarkan hasil analisis adalah ketika terdapat

luapan air dari sungai akibat hujan dan terjadi gempa, serta ada kereta yang melintas di jalur

arah Jakarta dengan faktor keamanan sebesar 0.965. Kondisi yang paling kritis dari hasil

analisis tersebut kemudian menjadi acuan dalam merencanakan alternatif perkuatan lereng

dengan menggunakan soil nail dan geotextile. Kenaikan muka air tanah akibat hujan,

pembebanan di area lemah, serta adanya getaran akibat gempa merupakan beberapa hal yang

menyebabkan kondisi lereng menjadi tidak aman.

Kata kunci: stabilitas lereng, rembesan; limit equilibrium; GeoStudio 2007; lereng penyangga

rel kereta

ABSTRACT

After heavy rains fell for more than 3 hours, slope that supports railway tracks in Cilebut,

Bogor, suffered a landslide. This landslide made Bogor-to-Jakarta track to hang and cut, four

electric poles collapsed, and dozens of houses were damaged underneath. As an effort to

identify factors causing the landslide, slope stability analysis is applied to the slope with

some loading variations and considering the effect of seepage from a river near the slope.

Seepage analysis is done using steady-state method, while slope stability analysis is done

using limit equilibrium method. From the results of slope stability analysis, the actual

condition in the event of landslide occur when rain falls and there is only vehicle load already

shows considerable critical condition with a safety factor close to 1,000, while the most

critical conditions based on the results of the analysis is that when there is a surge of water

from the river due to long-duration rain, a train passing Bogor-to-Jakarta track, and an

earthquake, with a safety factor of 0.965. The most critical conditions of the analysis are then

Analisis stabilitas..., Murni Gusti Dayanti, FT UI, 2013

2

become a reference in planning alternatives for slope reinforcement using soil nail and

geotextile. Rise in groundwater levels due to rain, loading in the weak area, and the vibrations

caused by the earthquake are several things that cause slope condition becomes unsafe.

Keywords: slope stability; seepage; limit equilibrium; GeoStudio 2007; slope supporting

railway tracks

1. Pendahuluan

Kereta Rel Listrik (KRL) yang menghubungkan Jakarta-Bogor dan Bogor-Jakarta

merupakan transportasi yang menjadi andalan masyarakat untuk berpindah dari Jakarta

menuju Bogor dan sebaliknya karena dianggap lebih efisien dari segi waktu dan biaya.

Namun, menurut catatan PT KAI Commuter Jabodetabek, jalur KRL Jakarta-Bogor

sebenarnya melalui beberapa lereng yang berpotensi mengalami longsor. Hingga pada Rabu

malam, 21 November 2012, KRL Jakarta-Bogor mengalami gangguan yang disebabkan oleh

kelongsoran yang terjadi pada lereng yang menyangga rel di sekitar KM 45+400 antara

Stasiun Bojonggede dan Stasiun Cilebut, yaitu di Kampung Babakan Sirna, Desa Cilebut

Timur, Kecamatan Sukaraja, Kabupaten Bogor. Kelongsoran terjadi setelah turun hujan deras

dalam jangka waktu cukup lama sehingga menyebabkan Sungai Cipakancilan yang berada di

dekat rel tidak mampu menahan debit air kemudian meluap dan menggenangi rel atau bagian

atas lereng.

Peristiwa tanah longsor atau dikenal sebagai gerakan massa tanah, batuan atau

kombinasinya, memang sering terjadi pada lereng-lereng alam atau buatan, dan sebenarnya

merupakan fenomena alam, yaitu alam mencari keseimbangan baru akibat adanya gangguan

atau faktor yang mempengaruhinya dan menyebabkan terjadinya pengurangan kuat geser

serta peningkatan tegangan geser tanah (Kabul Basah Suryolelono, 2002). Seringkali

gangguan atau faktor yang menyebabkan kelongsoran ini datang akibat ulah manusia, seperti

perubahan tata guna lahan, hilangnya vegetasi di sekitar lereng, penggalian, dan sebagainya.

Kemudian yang dirasakan adalah ketika memasuki musim penghujan akan terjadi

peningkatan peristiwa longsor. Oleh karena itu, sebagai upaya identifikasi untuk

meminimalkan faktor-faktor yang dapat menyebabkan kelongsoran sehingga dapat diambil

tindakan yang sesuai, perlu dilakukan analisis terhadap kestabilan lereng.

Permasalahan dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh seepage akibat Sungai Cipakancilan yang terletak tidak jauh dari

lereng dan ketika ada limpasan akibat hujan melalui analisis dengan bantuan program

GeoStudio SEEP/W?


3

2. Bagaimana keamanan lereng tanpa beban, ketika ada beban kendaraan, dan ketika ada

beban kereta yang melintas untuk masing-masing kondisi melalui analisis dengan

bantuan program GeoStudio SLOPE/W?

3. Bagaimana perbaikan atau perkuatan yang sesuai agar tidak terjadi kelongsoran pada

lereng tersebut?

Sedangkan tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah untuk menjawab rumusan

masalah yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu:

1. Mengetahui pengaruh seepage akibat keberadaan Sungai Cipakancilan dan ketika ada

limpasan dari sungai akibat hujan

2. Mengetahui angka keamanan lereng tanpa beban dan angka keamanan lereng akibat

variasi kombinasi beban kendaraan dan beban kereta, kemudian mengidentifikasi faktor-

faktor penyebab kelongsoran

3. Merencanakan perbaikan atau perkuatan yang sesuai untuk lereng

Selanjutnya, dengan tujuan untuk lebih memfokuskan pada permasalahan yang

dihadapi, maka dalam penelitian ini masalah dibatasi sebagai berikut:

1. Data properti tanah yang akan digunakan merupakan gabungan data hasil penyelidikan

lapangan dari sumber yang dapat dipercaya dan data studi parameter tanah dengan

korelasi-korelasi berdasarkan data yang ada.

2. Perhitungan analisis seepage pada lereng dilakukan dengan bantuan program GeoStudio

SEEP/W.

3. Perhitungan analisis stabilitas lereng dilakukan dengan bantuan program GeoStudio

SLOPE/W dan kondisi tekanan air pori diambil dari hasil analisis SEEP/W.

4. Perhitungan analisis stabilitas lereng hanya dilakukan pada lokasi yang dianggap kritis.

5. Perencanaan perkuatan lereng dilakukan untuk kondisi keamanan lereng yang paling

kritis.

2. Teori Pendukung

Lereng adalah suatu permukaan tanah yang miring dan membentuk sudut tertentu

terhadap suatu bidang horizontal. Lereng berdasarkan pembentukannya dibagi menjadi dua

tipe, yaitu lereng alam dan lereng buatan. Lereng alam adalah lereng yang terbentuk karena

proses alam, misalnya lereng pada bukit. Sedangkan lereng buatan adalah lereng yang

terbentuk karena usaha manusia, baik berupa galian atau tanah yang dipotong untuk

pembuatan jalan, irigasi atau keperluan lainnya, maupun berupa timbunan yang kemudian

dipadatkan, misalnya untuk bendungan. Baik lereng alam maupun lereng buatan tidak lepas


4

dari potensi longsor. Oleh karena itu, perlu dilakukan analisis stabilitas lereng agar terhindar

dari berbagai dampak yang ditimbulkan akibat terjadinya kelongsoran.

Pada umumnya, stabil atau tidaknya suatu lereng berkaitan dengan hubungan

beberapa faktor, seperti :

1. Lokasi, arah, kekuatan, dan karakteristik dari bidang tanah yang ada

2. Bentuk geometri dari lereng

3. Modulus geser relatif dari material dalam keadaan alamiah (in situ) dengan

memperhatikan waktu serta kondisi tegangan

4. Kehadiran tegangan-tegangan non-gravitasi, misalnya gaya-gaya hidrostatik dan

rembesan, gaya-gaya dinamik seperti gempa tektonik, gempa vulkanik, maupun

getaran akibat lalu lintas, dan lain-lain.

Gerakan tanah merupakan proses perpindahan massa tanah atau batuan dengan arah

tegak, mendatar atau miring terhadap kedudukan semula karena pengaruh air, gravitasi, dan

beban luar. Proses perpindahan massa tanah atau batuan dengan arah miring ini biasa disebut

dengan kelongsoran. Berdasarkan pola pergerakannya, kelongsoran dibagi menjadi beberapa

jenis, yaitu:

a. Kelongsoran Translasi (Translational Slip)

Kelongsoran translasi merupakan kelongsoran di mana bidang gelincirnya berbentuk

bidang datar. Kelongsoran ini terjadi bila bentuk permukaan runtuh dipengaruhi adanya

kekuatan geser yang berbeda pada lapisan tanah yang berbatasan, kelongsoran translasi

cenderung terjadi bila lapisan tanah yang berbatasan terletak pada kedalaman yang

relatif dangkal dibawah perrnukaan lereng, dimana, bidang gelincirnya akan berbentuk

bidang yang hampir sejajar dengan kemiringan lereng.

Gambar 1. Kelongsoran Translasi

b. Kelongsoran Rotasi (Rotational Slip)

Kelongsoran rotasi merupakan kelongsoran yang bentuk permukaan runtuh pada

potongannya dapat berupa busur lingkaran (circular arc) atau kurva bukan lingkaran.

Pada umumnya, kelongsoran lingkaran berhubungan dengan kondisi tanah yang


5

homogen dan kelongsoran bukan lingkaran berhubungan dengan kondisi tanah yang

tidak homogen

Gambar 2. Kelongsoran Rotasi

c. Kelongsoran Gabungan (Compound Slip)

Kelongsoran gabungan terjadi bila bentuk permukaan runtuh dipengaruhi oleh adanya

kekuatan geser yang berbeda pada lapisan tanah yang berbatasan. Kelongsoran

gabungan biasanya terjadi bila pada lapisan tanah pada kedalaman yang lebih besar,

dan permukaan runtuhnya terdiri dari bagian-bagian lengkung dan bidang.

Gambar 3. Kelongsoran Gabungan

Analisis stabilitas lereng meliputi konsep kemantapan lereng yaitu penerapan

pengetahuan mengenai kekuatan geser tanah. Keruntuhan geser pada tanah dapat terjadi

akibat gerak relatif antar butirnya. Karena itu kekuatannya tergantung pada gaya yang bekerja

antar butirnya, sehingga dapat disimpulkan bahwa kekuatan geser terdiri atas :

a. Bagian yang bersifat kohesif, tergantung pada macam tanah dan ikatan butirnya.

b. Bagian yang bersifat gesekan, yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja

pada bidang geser.

Kestabilan suatu lereng tergantung kepada gaya penggerak dan gaya penahan yang

ada pada lereng tersebut. Gaya penggerak adalah gaya-gaya yang dapat membuat lereng

longsor, sedangkan gaya penahan adalah gaya-gaya yang mempertahankan kestabilan lereng

tersebut. Kestabilan lereng biasa dinyatakan dalam bentuk faktor keamanan (SF), yang

merupakan perbandingan antara gaya penahan dengan gaya penggerak longsoran.


6

Di mana untuk keadaan-keadaan:

SF > 1.0 lereng dianggap stabil

SF = 1.0 lereng dalam keadaan seimbang

SF < 1.0 lereng dianggap tidak stabil atau akan longsor

3. Metode Penelitian

3.1. Alur Penelitian

Penelitian dimulai dengan mengumpulkan data teknis dari lereng yang akan ditinjau,

yaitu lereng penyangga rel kereta yang berada di Kampung Babakan Sari, Desa Cilebut

Timur, Sukaraja, Bogor. Data teknis meliputi geometri lereng, parameter tanah, dan beban

yang bekerja pada lereng. Dalam penelitian ini, data teknis merupakan gabungan data hasil

penyelidikan lapangan dari sumber yang dapat dipercaya, data studi parameter tanah, dan

hasil pengamatan langsung. Sementara untuk data lain yang tidak diketahui akan dilakukan

asumsi yang sesuai.

Setelah data teknis yang akan menjadi input terkumpul, penelitian dilanjutkan

dengan melakukan analisis seepage pengaruh keberadaan sungai di dekat lereng. Analisis

seepage dilakukan dengan bantuan program GeoStudio SEEP/W. Analisis seepage ini

dilakukan untuk dua kondisi, yaitu pengaruh sungai saja dan pengaruh ketika sungai penuh

akibat hujan dan terdapat run off yang diwakili dengan laju infiltrasi yang nilainya

bergantung selain pada kondisi tanah juga pada kapasitas hujan yang terjadi.

Kemudian dilakukan analisis kestabilan lereng menggunakan program GeoStudio

SLOPE/W dengan kondisi tekanan air pori yang diambil dari hasil analisis SEEP/W. Analisis

kestabilan lereng dilakukan terhadap beberapa variasi pembebanan, yaitu kondisi lereng

tanpa beban, dengan beban kendaraan, dengan beban kendaraan dan beban kereta di satu

jalur, dan dengan beban kendaraan serta beban kereta yang melintas di dua jalur di atas

lereng. Pembebanan juga dilakukan untuk variasi tanpa beban gempa dan dengan beban

gempa. Dari input tersebut kemudian dilihat kondisi manakah yang dapat menyebabkan

kelongsoran lereng atau kondisi yang menghasilkan SF < 1.0 dan menganalisis faktor-faktor

penyebabnya.

Selanjutnya adalah merencakan perkuatan lereng. Perkuatan lereng didasarkan pada

hal yang menyebabkan kelongsoran lereng, sehingga perkuatan yang diaplikasikan sesuai

dengan kondisi lereng. Setelah menentukan rencana perkuatan, maka dilakukan lagi analisis

terhadap kestabilan lereng dengan memperhitungkan perkuatan tersebut. Apabila hasil


7

analisis yang didapat menunjukkan SF < 1.0, maka dipilih rencana perkuatan lain yang

memenuhi dan dianalisis ulang. Kemungkinan hasil lain yang akan didapat adalah SF ≥ 1.0.

Apabila hasil analisis menunjukkan SF ≥ 1.0, maka dianggap perkuatan lereng yang

diaplikasikan sudah sesuai.

3.2. Data Teknis

3.2.1 Idealisasi Geometri

Lereng yang akan dianalisis terletak di antara Stasiun Bojonggede dan Stasiun

Cilebut. Data mengenai geometri lereng diperoleh dari sumber yang dapat dipercaya dalam

bentuk gambar potongan lereng. Uji sondir dilakukan sebanyak dua titik, yaitu titik SR1 di

bagian tengah longsoran dan titik SR2 di bagian kaki longsoran (Lampiran A.1 dan A.2).

Dari hasil uji sondir di titik SR1 diperoleh kedalaman tanah keras berada pada -11.60 meter

dan di titik SR2 kedalaman tanah keras berada pada -14.20 meter.

Berdasarkan data potongan lereng tersebut ditambah dengan hasil pengamatan

langsung, maka geometri lereng digambarkan dengan tinggi 12 m dan kemiringan 38,7°

terhadap sumbu horizontal. Sementara untuk jenis lapisan tanahnya, diambil dari data hasil

uji sondir yang telah diperoleh dengan melihat korelasi antara nilai tekanan konus (qc) dan

hambatan pelekat (fs) terhadap jenis tanah (Tabel 2.1). Namun, karena uji sondir hanya

dilakukan di dua titik, yaitu bagian tengah dan kaki lereng, maka lapisan tanah pada bagian

atas lereng diestimasi berdasarkan lapisan tanah di tengah dan kaki lereng. Selain itu, untuk

mempermudah pemodelan permukaan lereng juga dibuat merata. Sketsa geometri beserta

lapisan tanah lereng yang menjadi dasar untuk input geometri lereng, baik untuk analisis

dengan SEEP/W, maupun dengan SLOPE/W dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 5. Idealisasi Geometri Lereng


8

3.2.2 Penentuan Parameter Tanah

Data parameter tanah didapatkan dari hasil penyeledikan lapangan dan laboratorium

serta studi parameter tanah berdasarkan literatur yang ada. Studi parameter dengan korelasi-

korelasi data tanah dilakukan untuk melengkapi parameter tanah lain yang dibutuhkan dalam

analisis, karena data hasil penyelidikan tanah sangat terbatas. Data parameter tanah ini

nantinya akan digunakan sebagai input pada program GeoStudio 2007. Parameter tanah

memegang peranan yang sangat penting dalam memodelkan lereng, karena ketidaksesuaian

nilai parameter tanah akan mempengaruhi hasil akhir analisis. Oleh karena itu, penentuan

nilai parameter tanah harus dilakukan dengan teliti.

Karena terdapat dua jenis analisis yang dilakukan dalam penelitian ini, maka

parameter yang digunakan juga berbeda. Untuk analisis seepage dengan SEEP/W parameter

yang diperlukan adalah hydraulic conductivity atau konduktivitas hidrolik. Konduktivitas

hidrolik adalah suatu nilai yang menunjukkan permeabilitas tanah yaitu kemampuan tanah

untuk mengalirkan air. Pada prinsipnya, semakin sulit suatu material untuk meloloskan air,

maka semakin kecil nilai konduktivitas hidroliknya. Besar nilai konduktivitas hidrolik untuk

setiap lapisan diambil dengan mengacu pada literatur yang dapat dilihat di tabel berikut.

Tabel 1. Nilai Hydraulic Conductivity Untuk Material Sedimen Tak Terkonsolidasi

Berdasarkan tabel tersebut, nilai konduktivitas hidrolik masing-masing lapisan yang

digunakan dalam analisis seepage model adalah sebagai berikut.

Tabel 2. Nilai Konduktivitas Hidrolik Untuk Analisis

Lapisan Tanah Konduktivitas Hidrolik

Lempung Kelanauan Lunak 2.5x10-5 m/sec

Lempung Kelanauan Padat 7.2x10-6 m/sec

Lempung Kelanauan Sangat Padat 5.8x10-7 m/sec


9

Kemudian untuk mensimulisasikan turunnya hujan, dibuat juga kondisi batas unit

flux (q) yaitu dengan memasukkan laju infiltrasi tanah sehingga seolah-olah terdapat run off

di permukaan lereng. Laju infiltrasi adalah kecepatan infiltrasi yang nilainya tergantung pada

kondisi tanah dan kapasitas hujan. Dalam pemodelan ini, laju infiltrasi tanah yang dipakai

tergolong kecil, yaitu sebesar 0.2 mm/menit atau sekitar 3×10-6

m/sec dengan asumsi

intensitas hujan yang turun cukup tinggi, terdapat genangan dari sungai yang meluap, dan

permukaan lereng banyak yang tertutup, baik oleh perkerasan, ballast kereta, maupun

tanaman. Hal-hal tersebut merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi.

Untuk analisis Dalam menganalisis kestabilan lereng dengan menggunakan Limit

Equilibrium Method pada SLOPE/W ini, parameter tanah yang diperlukan sebagai input

antara lain, berat jenis, kohesi dan sudut geser. Parameter tanah untuk lapisan teratas diambil

dari uji laboratorium sampel tanah terganggu dan untuk lapisan tanah lainnya diambil dari

studi parameter dengan pendekatan berdasarkan hasil uji sondir serta beberapa uji yang telah

dilakukan terhadap nilai parameter untuk tanah di Pulau Jawa (Wesley, L. D. 2010).

3.2.3 Perhitungan Pembebanan

Beban yang bekerja pada lereng terdiri dari beban kendaraan (termasuk beban

perkerasan) dan beban kereta.

a. Beban Perkerasan dan Beban Kendaraan

Perkerasan yang digunakan untuk jalan selebar 6 m yang ada di dekat lereng adalah

jenis perkerasan lentur, oleh karena itu perhitungan beban perkerasan dan beban kendaraan

mengacu pada Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Dengan Metode Analisa

Komponen SKBI-2.3.26.1987. Estimasi komposisi lapisan perkerasan lentur pada jalan

tersebut adalah asbuton 5 cm, batu pecah 20 cm, dan sirtu 10 cm.

Gambar 6. Komposisi Lapisan Perkerasan Lentur

Perhitungan beban perkerasan menggunakan berat jenis material yang diambil dari

Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (PPPURG) 1987.


10

Tabel 3. Perhitungan Beban Perkerasan

Jenis Lapisan Tebal

(m)

Berat Jenis

(kg/m3)

Beban

(kN/m)

Aspal 0.05 2200 6.60

Batu Pecah 0.2 1450 17.40

Sirtu 0.1 1800 10.80

34.80

Untuk beban kendaraan, karena jalan merupakan jalan yang hanya dilalui kendaraan

ringan dengan berat < 5 ton, maka beban terpusat kendaraan yang dipakai adalah 5 ton.

Beban 5 ton ini kemudian diubah menjadi beban terbagi merata sepanjang lebar jalan.

Sehingga total beban perkerasan dan beban kendaraan yang diterima oleh lereng

adalah .

b. Beban Kereta

Beban kereta yang digunakan adalah beban kereta yang diambil dari pembebanan

Rencana Muatan Kereta 1921. Beban adalah muatan bergerak yang dianggap suatu susunan

kereta api terdiri dari dua lokomotif pakai tender (gerbong) seperti berikut.

Gambar 7. Muatan Gerak Kereta 2 Lokomotif Pakai Tender

Beban kemudian dimasukkan sebagai beban garis dengan rincian sebagai berikut: 12

ton/2 = 6 ton untuk setiap roda gandar. Karena jarak antar as roda kereta adalah 1.2 m, maka

besar beban garis menjadi 6/1.2 = 5 ton/m.

c. Penentuan Percepatan Gempa

Percepatan gempa yang digunakan mengacu pada SNI 03-1726-2010 mengenai Tata

Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non-Gedung.


11

Gambar 8. Peta percepatan puncak (PGA) di batuan dasar (S) untuk probabilitas terlampaui

10% dalam 50 tahun

Berdasarkan peta wilayah gempa pada SNI 03-1726-2010 untuk periode ulang 50

tahun, longsor yang terjadi di Cilebut ini masuk ke dalam area hijau muda atatu wilayah

gempa dengan nilai PGA 0.2-0.25g. Penulis memutuskan mengambil nilai PGA 0.2g dengan

pertimbangan wilayah terjadinya longsor tidak termasuk tempat yang rawan terjadi gempa.

Sedangkan untuk nilai faktor amplifikasi yang digunakan diambil berdasarkan

klasifikasi site dari tabel di bawah ini.

Tabel 4. Faktor amplifikasi untuk PGA (FPGA) (ASCE 7-10)

Berdasarkan peta wilayah gempa dan tabel peta percepatan puncak gravitasi

tersebut, maka besar beban gempa yang dimasukkan sebagai input adalah .

4. Analisis dan Pembahasan

Pemodelan kasus dilakukan dengan menggunakan program GeoStudio 2007 pada

dua kondisi, yaitu kondisi lereng akibat pengaruh seepage dari sungai dan kondisi lereng

akibat pengaruh seepage dari sungai disertai adanya hujan. Hal ini dilakukan karena longsor


12

pada lereng penyangga rel kereta di Cilebut ini terjadi pada saat turun hujan. Dari kedua

kondisi tersebut selanjutnya masing-masing akan dilakukan variasi pembebanan termasuk

beban gempa. Secara garis besar pemodelan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

a. Analisis seepage pengaruh adanya Sungai Cipakancilan di dekat lereng

Kondisi lereng tanpa beban (dengan dan tanpa gempa)

Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan saja (dengan dan tanpa gempa)

Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan dan kereta pada jalur Bogor saja

(dengan dan tanpa gempa)

Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan dan kereta pada jalur Jakarta saja


Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan dan kereta pada kedua jalurnya


b. Analisis seepage pengaruh adanya Sungai Cipakancilan di dekat lereng dan turun hujan

Kondisi lereng tanpa beban (dengan dan tanpa gempa)

Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan saja (dengan dan tanpa gempa)

Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan dan kereta pada jalur Bogor saja


Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan dan kereta pada jalur Jakarta saja


Kondisi ketika lereng dibebani oleh kendaraan dan kereta pada kedua jalurnya


Dari beberapa kondisi tersebut akan dilihat kondisi yang paling kritis dilihat dari

besaran safety factor, untuk selanjutnya menjadi acuan dalam merencanakan perbaikan

lereng.

Tahapan pemodelan dimulai dengan memilih metode analisis yang digunakan.

Untuk analisis seepage akibat sungai dan hujan pada lereng, digunakan metode analisis

steady-state, artinya kondisi sampel diasumsikan dalam keadaan steady atau tidak berubah.

Sedangkan untuk analisis stabilitas lereng akibat beban, metode analisis yang dipilih adalah

Bishop, Ordinary, Janbu, dan Morgenstern-Price dengan kondisi pore-water pressure yang

diambil dari hasil analisis SEEP/W. Setelah itu, geometri lereng digambar dengan membuat

point-point yang dihubungkan menjadi region-region hingga membentuk satu kesatuan yang

memodelkan lereng sebenarnya dan parameter masing-masing lapisan diinput sesuai yang

tertera pada data teknis.


13

Gambar 9. Memodelkan Lereng

Jika parameter yang diinput sudah sesuai dengan lapisan, untuk analisis seepage

tahap berikutnya adalah memodelkan kondisi hujan untuk analisis SEEP/W. Walaupun

disebut sebagai pemodelan dalam kondisi hujan, namun sebenarnya tidak ada opsi untuk

menambahkan hujan dalam program SEEP/W. Hujan digambarkan dengan dimasukkannya

kondisi batas tipe unit flux berupa laju infiltrasi yang nilainya dipengaruhi oleh keberadaan

dan intensitas hujan serta adanya limpasan/luapan air. Besar laju infiltrasi dalam pemodelan

ini ditetapkan sebesar 0.2 mm/menit atau 3×10-6

m/sec. Setelah itu dapat dilihat hasil analisis

seepage yang digunakan untuk analisis stabilitas lereng dengan SLOPE/W.

Gambar 10. Memasukkan Laju Infiltrasi


14

Sedangkan untuk analisis stabilitas lereng, tahap setelah memasukkan parameter

tanah adalah memasukkan beban sesuai dengan besar dan letak pembebanan masing-masing,

yaitu beban kendaraan dan perkerasan sebesar 51.47 kN/m serta beban kereta sebesar 50

kN/m. Beban diberikan sesuai variasi yang sudah disebutkan di atas. Untuk variasi beban

dengan tambahan gempa, koefisien percepatan gempa sebesar 0.28 yang sudah ditentukan

sebelumnya dimasukkan sebagai koefisien gempa horizontal pada menu seismic load.

Gambar 11. Memasukkan Beban

Untuk menjalankan analisis stabilitas lereng dengan SLOPE/W langkah terakhir

yang perlu dilakukan adalah menggambarkan bidang longsor yang dalam penelitian ini

menggunakan metode Grid and Radius.

Hasil dari analisis SEEP/W adalah aliran air dan rembesan serta muka air tanah pada

lereng, sementara hasil dari analisis SLOPE/W adalah faktor keamanan serta bidang longsor

lereng, seperti yang dapat dilihat pada gambar dari contoh analisis berikut ini.


15

(a)

(b)

Gambar 12. Hasil Analisis (a) SEEP/W (b) SLOPE/W

Jika sudah dilakukan pemodelan untuk semua kondisi dan variasi pembebanan,

maka hasil analisis dapat dirangkum seperti pada tabel berikut ini.

Tabel 5. Rangkuman Hasil Analisis Stabilitas Lereng

Kondisi

Faktor Keamanan

Tanpa

Gempa Gempa

Seepage Akibat Sungai Cipakancilan

Lereng Tanpa Beban 1.505 1.002

Lereng Akibat Beban Kendaraan 1.507 1.004

Lereng Akibat Beban Kendaraan dan Kereta Jalur Bogor 1.430 0.961

Lereng Akibat Beban Kendaraan dan Kereta Jalur Jakarta 1.324 0.939

Lereng Akibat Beban Kendaraan dan Kereta Pada Kedua Jalur 1.307 0.937

Seepage Akibat Sungai Cipakancilan dan Hujan

Lereng Tanpa Beban 1.316 0.861

Lereng Akibat Beban Kendaraan 1.315 0.861

Lereng Akibat Beban Kendaraan dan Kereta Jalur Bogor 1.243 0.827

Lereng Akibat Beban Kendaraan dan Kereta Jalur Jakarta 1.155 0.802

Lereng Akibat Beban Kendaraan dan Kereta Pada Kedua Jalur 1.155 0.802


16

Berdasarkan nilai faktor keamanan dari hasil analisis tersebut, maka faktor penyebab

atau pemicu utama terjadinya longsor, antara lain:

c. Kenaikan muka air tanah akibat terjadi hujan, terutama bila dengan intensitas yang

besar dan dalam jangka waktu yang cukup lama

d. Rembesan dari sungai serta limpasan air yang sempat menggenangi bagian atas lereng

dalam waktu beberapa lama mengisi rongga antar butir dalam tanah dan meningkatkan

bobot massa tanah hingga akhirnya memicu gerakan tanah

e. Adanya getaran akan sangat membahayakan lereng, karena berdasarkan hasil analisis

lereng tidak aman ketika terjadi gempa

f. Beban kereta jalur Jakarta yang letaknya dekat dengan titik lemah lereng

Meskipun lereng penyangga rel kereta di Cilebut ini longsor pada saat terjadi hujan

dan tidak ada kereta, namun dari hasil analisis dengan SLOPE/W kondisi lereng paling kritis

yaitu ketika lereng dibebani oleh beban kendaraan dan beban kereta pada jalur Jakarta saat

turun hujan dengan intensitas tinggi dan terjadi gempa. Maka, kondisi inilah yang akan

menjadi acuan dalam merencanakan perbaikan lereng.

5. Perkuatan Lereng

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, perkuatan lereng akan mengacu pada

kondisi yang paling kritis berdasarkan hasil analisis kestabilan lereng, yaitu kondisi ketika

lereng dibebani oleh beban kendaraan dan beban kereta di jalur menuju Jakarta pada saat

turun hujan dengan intensitas tinggi dan terjadi gempa. Pada kondisi tersebut, diketahui

faktor keamanan lereng berada di bawah 1.0 yang menunjukkan bahwa lereng tidak aman.

Perkuatan lereng yang direncanakan untuk lereng Cilebut ini terdiri dari:

1. Perkuatan dengan menggunakan soil nail

2. Perkuatan dengan menggunakan geotextile

Namun tetap kedua alternatif perkuatan lereng ini juga memerlukan perencanaan drainase

yang baik di samping itu, karena masalah utama sebenarnya berasal dari limpasan air sungai

ketika hujan yang tidak mampu dialirkan dengan baik.

Perhitungan desain perkuatan dengan soil nail dilakukan dengan metode yang

diberikan Clouterre, 1991. Dalam perencanaan perkuatan ini, lereng diubah geometrinya

sehingga sudut lereng menjadi vertikal agar soil nail dapat bekerja secara optimal. Meski

terjadi perubahan geometri, diasumsikan parameter tanah tetap sama seolah-olah lereng

ditimbun dengan tanah dari potongan geometri tersebut. Perhitungan desain soil nail

dilakukan dengan metode yang diberikan Clouterre, 1991. Dengan menggunakan nail dengan


17

Fy=320 Mpa dan rasio L/H=0.6, maka hasil perhitungan desain yang diperoleh adalah soil

nail dengan spacing vertical (Sv) sebesar 1.5 meter, spacing horizontal (Sh) sebesar 1.5 meter,

diameter borehole sebesar 100 mm, dan diameter nail sebesar 32 mm, serta sudut inklinasi

nail 20o.

Gambar 13. Sketsa Pemasangan Soil Nail Pada Lereng

Perhitungan desain perkuatan dengan geotextile menggunakan geotextile jenis high-

strength woven geosynthetics yang terbuat dari serat polyester dengan kekuatan tarik sebesar

100 kN/m menghasilkan desain sebagai berikut.

Tabel 6. Panjang Geotextile Per Lapisan

No.

Lapisan

Z

(m)

Sv

(m)

Le

(m)

Le min.

(m)

Lr

(m)

Lo

(m)

Ltotal

(m)

Lpakai

(m)

1 1 1 0.576 1.00 4.50 0.288 6.788 7

2 2 1 0.606 1.00 5.50 0.303 7.803 8

3 3 1 0.627 1.00 6.40 0.313 8.713 9

4 4 1 0.643 1.00 7.00 0.321 9.321 10

5 5 1 0.655 1.00 7.25 0.327 9.577 10

6 6 1 0.665 1.00 7.50 0.332 9.832 10

7 6.5 0.5 0.334 1.00 7.60 0.167 9.267 10

8 7 0.5 0.336 1.00 7.75 0.168 9.418 10

9 7.5 0.5 0.338 1.00 7.70 0.169 9.369 10

10 8 0.5 0.340 1.00 7.70 0.170 9.370 10

11 8.5 0.5 0.341 1.00 7.60 0.171 9.271 10

12 9 0.5 0.342 1.00 7.40 0.171 9.071 9

13 9.5 0.5 0.344 1.00 7.00 0.172 8.672 9


18

14 10 0.5 0.345 1.00 6.80 0.172 8.472 9

15 10.5 0.5 0.346 1.00 6.40 0.173 8.073 9

16 11 0.5 0.347 1.00 6.00 0.173 7.673 8

17 11.5 0.5 0.348 1.00 6.00 0.174 7.674 8

18 12 0.5 0.349 1.00 5.50 0.174 7.174 8

Dengan sketsa pemasangan sebagai berikut.

Gambar 14. Sketsa Pemasangan Geotextile Pada Lereng

6. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan terhadap lereng dapat disimpulkan

beberapa hal, antara lain:

1. Ketika terjadi hujan atau banjir, muka air tanah akan naik. Kenaikan muka air tanah akan

menurunkan faktor keamanan.

2. Lereng akan menjadi sangat mengkhawatirkan ketika terjadi gempa. Bahkan ketika turun

hujan dan terjadi gempa lereng akan menjadi tidak aman untuk dilalui kereta.

3. Pembebanan yang paling membahayakan adalah ketika kereta jalur jakarta melintas

karena letaknya yang berada di area lemah lereng.

4. Perkuatan lereng dengan memasang soil nail atau geotextile dapat menjadi pilihan untuk

mengatasi kelongsoran.

7. Saran

Karena sampai sejauh ini perkuatan lereng yang sudah dilakukan cenderung bersifat

jangka pendek, maka penulis menyarankan untuk merencanakan perkuatan lereng untuk

jangka panjang agar peristiwa longsor tidak kembali terjadi pada lereng penyangga rel kereta

di Cilebut ini. Kelongsoran pada lereng penyangga kereta akan merugikan banyak pihak

karena transportasi kereta akan terganggu, padahal pengguna kereta saat ini semakin

meningkat. Sebagai alternatif pilihan, rencana perkuatan lereng yang ada dalam skripsi ini


19

juga bisa digunakan. Selain itu perlu juga dihitung rancangan anggaran biaya untuk masing-

masing perkuatan agar bisa dipilih alternatif yang paling feasible dari segi teknis dan

ekonomi.

Daftar Pustaka

Ali, Muhammad. (2012, 21 November). Longsor Cilebut, Perjalanan KRL Terhambat.

Liputan6 Online.

<http://news.liputan6.com/read/457106/longsor-cilebut-perjalanan-krl-

terhambat>

Arief, Saifuddin. 2008. Analisis Kestabilan Lereng dengan Metode Irisan. Sulawesi Selatan.

AS, Hartono. 2012. Lokomotif & Kereta Rel Diesel di Indonesia. Bandung: Ilalang Sakti

Komunikasi.

Badan Litbang Departemen Pekerjaan Umum. (2005). Rekayasa Penanganan Keruntuhan

Lereng Pada Tanah Residual dan Batuan. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.

Budhu, Muni. (2011). Soil Mechanics and Foundations (3rd

ed.). United States.

Craig, R.F. (1991). Soil Mechanics (4th

ed.). (Budi Susilo, Penerjemah). Jakarta: Erlangga.

Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik) Jilid 1 & 2.

Jakarta: Erlangga.

Duncan, J.M., dan Wright S.G. 2005. Soil Strenght and Slope Stability. New Jersey.

Lee, Anthony. (2012, November 21). Longsor Cilebut-Bojonggede Belum Dapat Diatasi.

Kompas Online.

<http://megapolitan.kompas.com/read/2012/11/21/23033919/Longsor.Cilebut-

Bojong.Gede.Belum.Dapat.Diatasi>

Subarkah, Iman. 1981. Jalan Kereta Api. Bandung: Idea Dharma.

Terzaghi, K, dan Peck, R.B. 1993. Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa Terjemahan),

Jilid 1, Edisi 2. Jakarta: Erlangga.

Utama, Bayu Dananjaya. 2010. Analisis Stabilitas Lereng Dengan Metode Equilibrium Studi

Kasus Lereng Cipularang. Depok: Departemen Teknik Sipil Universitas

Indonesia.

Virdhani, Marieska Harya. (2012, November 22). PT KAI: Jalur Longsor Cilebut Memang

Titik Rawan. Okezone News.

<http://jakarta.okezone.com/read/2012/11/22/501/721769/pt-kai-jalur-longsor-

cilebut-memang-titik-rawan>


20

Vanicek, Ivan, dan Martin Vanicek. 2008. Earth Structures: In Transport, Water, and

Environtmental Engineering. Springer.

Wesley, Laurence D. 2012. Mekanika Tanah Untuk Tanah Endapan & Residu. Jakarta:

ANDI.


ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN METODE LIMIT …

Documents

Transcript of ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN METODE LIMIT …