ITS Master 10042 Paper

5/16/2018 ITS Master 10042 Paper - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/its-master-10042-paper 1/7

1. PENDAHULUAN

Ende merupakan sebuah

kabupaten yang berada di pulau Flores

yang dibatasi oleh Kabupaten Ngadasebelah Barat, Kabupaten Sikka sebelah

Timur, Laut Sawu di bagian Selatan dan

Laut Flores di bagian Utara. Sebagian

besar daerahnya mempunyai morfologi

perbukitan-pegunungan dengan

kelandaian dan elevasi yang bervariasi.

Jika dilihat secara keseluruhan maka

akan terlihat bahwa materialnya menyatu

seperti suatu masa batuan. Oleh karena

perputaran waktu maka terjadi

pelapukan batuan dasar tersebut yang berukuran dari bongkah-brangkal-

kerikil-pasir-lanau-lempung, dimana

butiran tersebut tidak tersementasi

termasuk juga bahan-bahan organik yang

tercampur diantara butiran tersebut

(Terzaghi, ).

.Saat musim hujan dengan curah

hujan yang tinggi, selalu terjadi longsor

di sepanjang kaki perbukitan.

Kelongsoran pada umumnya antara lain

disebabkan karena rendahnya kuat geser

tanah pembentuk lereng, peningkatan

beban luar atau kondisi hidrolis dan

tingginya kadar air (Turnbull dan

Hvorslev, 1967). Air memberikan

kontribusi terhadap ketiga hal tersebut

di atas. Air masuk ke dalam tanah tak

jenuh melalui infiltrasi air permukaan,

rembesan air dalam tanah dan naiknya

muka air tanah.

Penelitian ini adalah antara lainuntuk mengetahui perubahan sifat fisik

dan mekanik tanah akibat pembasahan

antara lain perubahan nilai kadar air (w),

derajat kejenuhan (Sr), cohesi (c), sudut

geser dalam (φ) pada tanah berlanau

dengan kondisi kadar air awal tertentu

dan bagaimana pengaruhnya terhadap

potensi kelongsoran, melihat pengaruh

variasi geometri lereng baik variasi

kemiringan maupun variasi tinggi lereng

terhadap perubahan nilai faktor keamanan (SF) akibat perubahan

parameter-parameter tanah tersebut, dan

menemukan kondisi geometri lereng

yang paling kritis saat mengalami

pembasahan dengan analisa kestabilan

lereng yang dihitung dengan membuat

simulasi variasi geometri lereng dan besarnya kekuatan geser tanah saat

mengalami pembasahan

2. KONDISI TANAH DAN

INFORMASI BENCANA

GEOLOGI DI KABUPATEN

ENDE

Berdasarkan tinggi tempat dari

permukaan laut, letak wilayah kabupaten

Ende dapat dilihat pada tabel 2.1Tabel 2.1. Tinggi tempat dari muka lautTinggitempat

Luas Keterangan

Ha %

< 500 m 42.160 20.6

≥ 500 m 162.500 79.4Sumber: Potensi GEOHAZARD Kab. Ende

Sumber: PT Tunas Intercomindo Sejati

Gambar 2.1. Peta model medan berdasarkan

kemiringan dan elevasi

Geometri lereng juga merupakan

suatu hal yang perlu diperhatikan dalam

meninjau kestabilan suatu lereng.

Geometri lereng didefinisikan sebagaihubungan antara sudut lereng dan tinggi

lereng. Tingkat kemiringan tanah di

Kabupaten Ende dapat dilihat pada tabel

2.2Tabel 2.2 Kemiringan tanah di Kabupaten Ende

Kemiringan(o)

Luas

Ha %

0-3 6180,3 3,02

>3-12 11972,61 5,85

>12-40 40092,89 19,59

>40 146413,00 71,54Sumber : Potensi GEOHAZARD di Kab. Ende

Keaktifan lereng adalah proses

perpindahan masa tanah atau batuan

1



pada arah tegak, datar atau miring dari

kedudukan semula yang terjadi bila ada

gangguan kesetimbangan pada saat itu.

Tingkat keaktifan lereng tergantung pada

geometri lereng, jenis materialnya, dancurah hujan. Daerah potensi longsor di

Kabupaten Ende seperti terlihat pada

gambar 2.2.

Gambar 2.2. Daerah potensi longsor (warna biru)

Kabupaten Ende tergolong

daerah semi arid dimana musim kering

lebih panjang (8-9 bulan) dan musim

hujan yang relatif pendek (3-4 bulan).

Rata-rata curah hujan terbanyak >1000

mm/thn dan rata-rata hari hujan

terbanyak >100 hari/thn.

Material yang ada pada daerah

lereng perbukitan merupakan hasil

pelapukan secara fisis dan kimia dan

yang berasal dari bahan organik. Batuan

lapuk tersusun dari mineral bahan

pembentuk batuan induk yang tak dapat

larut dan biasanya berupa butiran yang

sangat halus (geohazard, 2007). Untuk

lebih rinci dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Tekstur tanah di Kabupaten Ende

Tekstur Tanah

Luas

Ha %

Halus (refined ) 7572,42 3,7

Sedang (medium) 45618,71 22,29

Kasar (rough) 116881,32 57,11

Campuran 34587,54 16,9Sumber : Potensi Geohazard (2007)

3. DASAR TEORITIS

Teori yang digunakan untuk

menjelaskan perlawanan geser tanahakibat adanya infiltrasi air hujan di

dalam tanah adalah teori Mohr Coulomb

τf = c + σ tanØ

dimana ; c = kohesi tanah yang

sebenarnya

Ø = sudut geser tanah

σ = tegangan normal yang

bekerjaSeringkali tanah dibagi dalam

tanah yang kohesif dan tanah yang tidak

kohesif. Kekuatan geser tanah yang

berada dalam kondisi jenuh dperlukan

suatu pengertian mengenai peranan dari

tekanan air pori. Jika gaya luar bekerja

pada tanah jenuh, maka pada permukaan

air yang terdapat antara pori-pori

memikul tekanan normal yang bekerja

Δσ. Setelah air pori mengalir keluar,

tekanan itu berangsur-angsur akandipikul oleh butir-butir tanah. Maka

tekanan yang dipikul oleh air pori

disebut tekanan air pori (u), dan tekanan

yang dipikul oleh butiran tanah disebut

tekanan efektif (σ’). Tekanan air pori

ditambah tekanan efektif disebut tekanan

total.

σ’ = σ – u

Maka kekuatan geser efektif ;

τf = c’ + σ’ tan

Dimana ; τf = Kuat geser

c = Kohesi (pengaruh

tarikan antar aprtikel)

σ = Tegangan normal

pada bidang yang ditinjau

= Sudut geser dalam

3. METODE PENELITIAN

Penelitian ini adalah bersifat

eksperimen yang dilakukan di

Laboratorium.. benda uji berupa tanah berlanau daerah perbukitan Detusoko

Ende Flores yang sering mengalami

kelongsoran dalam kondisi tidak

terganggu (undisturbed ) dan terganggu

(disturbed ). Sesuai dengan kondisi

inisial tanah tersebut memiliki

karakteristik seperti yang terlihat pada

tabel 1.Tabel 1. Karakteristik tanah kondisi

inisial

Jenis pengujian Hasil pengujian

Satuan

LL (Batas cair) 43 %

PL (Batas plastis) 24.5 %

2

KAW

Simbo

l

Jenis

Benca

na

Bencanayangdiakibatkan

Pemukima



PI (Indeks plastisitas) 18.9 %

SL (Batas susut) 23.2 %

Gs (Berat spesifik) 2.765

w (kadar air) 35.173 %

γt (Berat volume

tanah total)

1.524 Kg/cm3

γd (Berat volume

tanah kering)

1.127 Kg/cm3

e (angka pori) 1.453

Sr (derajatkejenuhan)

66.936 %

Kerikil 10.198 %

Pasir 46.137 %

Lanau 21.362 %

Lempung 0.128 %

Kemudian dilakukan analisa

simulasi kestabilan lereng dengan program bantu Geo-Slope. Penelitian

yang dilakukan di laboratorium antara

lain; uji sifat fisik dan mekanik dari

tanah dan uji permeabilitas tanah. Benda

uji berupa tanah berlanau yang tak

terganggu dan yang terganggu.

Pelaksanaan penggkondisian kadar air

berupa pembasahan adalah dengan

menambahkan air ke benda uji sehingga

kadar air benda uji menjadi wi+25%(w

sat-

wi), wi+50%(wsat-wi), wi+75%(wsat-wi),

dan wi+100%(wsat-wi) dimana wi adalah

kadar air inisial lapangan dan wsat adalah

kadar air kondisi jenuh. Pengukuran uji

geser langsung dengan alat direct shear

test . Simulasi lereng dihitung dengan

program bantu Geo-Slope, dengan

membuat lereng dengan kemiringan 40o,

50o 60o 70o 80o 90o dan ketebalan lapisan

lanau yang bervariasi. Lapisan lanau

terdiri dari dua lapisan, dimana lapisan permukaan merupakan lanau dalam

kondisi kepadatan sedang dengan

ketebalan (h1 = 3 m, 5 m, 7 m dan 9 m)

dan lapisan berikutnya lanau dalam

kondisi padat dengan ketebalan (h2 = 2

m, 3 m,dan 5 m). Disamping itu juga

dibuat variasi sudut residual (θ = 0o, 5o

dan 10o)

4. HASIL DAN ANALISA

Pada gambar 1 terlihat bahwa proses pembasahan tanah lanau dari

kondisi inisial sampai dengan mendekati

jenuh menunjukan perlakuan yang

umum yakni saat pembasahan

(penambahan kadar air) nilai derajat

kejenuhannya akan meningkat dari

Sr=65.699% (pada w=35.173%) sampaiSr=99,488% (pada w=52.530%).

Demikian juga nilai tegangan air pori

negatifnya akan menurun dan angka

porinya tidak mengalami perubahan

sehingga kondisi tanahnya menjadi tidak

padat, seperti pada gambar 2a dan 2b..

Selain hal di atas terlihat akibat

pembasahan juga terjadi penurunan

parameter kuat geser tanah, baik nilai

kohesi maupun sudut geser dalam tanah.

Hal tersebut dapat dilihat pada grafik gambar 3a dan 3b.

Hubungan antara Kadar Air dan Derajat

Kejenuhan

60.00

65.00

70.00

75.00

80.00

85.00

90.00

95.00

100.00

35.173 39.512 43.851 48.191 52.530

Kadar Air (w, %)

Gambar 1. Grafik hubungan antara kadar air (w)dengan derajat

kejenuhan (Sr) setelah mengalami pembasahan

Hubungan antara Kadar Air dan Te gangan

Air Pori

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

35.173 39.512 43.851 48.191 52.530

Kadar Air (w, %)

Gambar 2a. Grafik hubungan antara kadar air

dengan tegangan air pori negatif

3



Hubungan antara T egangan Air Pori Negatif

dan Angka Pori

1.440

1.450

1.460

32 15 5 3 2

Tegangan Air Pori (uw)

Gambar 2b. Grafik hubungan tegangan air pori

(uw) dengan angka pori (e)

Hubungan antara Kadar air dan Sudut ges er

dalam

15

20

25

30

35

40

45

50

55

35.173 39.512 43.851 48.191 52.530

Kadar Air (w, %)

Gambar 3a. Grafik hubungan antara sudutgeser dalam dengan kadar air

Hubungan antara Kadar Air dan Cohe si

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

35.173 39.512 43.851 48.191 52.530

Kadar Air (w)

Gambar 3b. Grafik hubungan antara kohesi

dengan kadar air

Cara yang dipakai untuk

menghitung kestabilan lereng adalah

dengan metode keseimbangan batas

yaitu dengan menghitung besarnya

kekuatan geser yang diperlukan untuk

mempertahankan kestabilan dan

dibandingkan dengan kekuatan geser

yang ada. Input data yang diperlukan

pada program geo-slope merupakan

informasi awal mengenai kondsigeometri lereng. Model material yang

digunakan adalah model Mohr-Coulomb

dengan input data parameter tanah hasil

uji geser langsung, baik pada tanah

kondisi inisial maupun tanah yang

mengalami proses pembasahan. Adapun

input data parameter tanah yangdiperlukan untuk menghitung kestabilan

lereng pada program geo-slope antara

lain tingkat kepadatan tanah (γt), kohesi

(c), dan sudut geser dalam (). Input data

program geo-slope tersebut dapat dilihat

pada Tabel 2.Tabel 2 Input data program SLOPE/W

KondisiKadar air (w)

Berat volumetanah

Angkapori Derajad

Cohesi©

SudutGeser

bsh(γt)

krng(γd) (e)

jenuh(Sr) ()

% gr/cm3 gr/cm3 %

Inisial 35.173 1.524 1.127 1.452 65.699 9.900 53.737

Pembshn25 % 39.512 1.573 1.127 1.452 74.817 15.900 43.068

Pembshn50 % 43.851 1.622 1.128 1.452 83.040 12.100 34.790

Pembshn75 % 48.191 1.671 1.128 1.452 91.263 11.500 26.754

Pembshn100 % 52.530 1.720 1.128 1.452 99.488 8.600 19.886

Berdasarkan data tanah dari hasil

percobaan, kemudian dihitung kestabilan

lereng dengan membuat simulasi lereng

dengan bentuk geometri seperti pada

Gambar 4a dan 4b

h1

h2 α

4a. Simulasi lereng dengan variasi

ketebalan lapisan lanau (h1 dan h2)

5mθ

2m α

4b. Simulasi lereng dengan variasi

kemiringan residual (θ) antara lapisantanah lanau

Dari hasil simulasi lereng menunjukan

bahwa angka keamanannya mulai lebih

kecil dari 1 yakni masuk pada kondisi

kritis saat setelah pembasahan sampai

dengan wi+50%(wsat-wi) untuk kondisilereng dengan sudut residual sebesar 0o

dan sudut kemiringan ≥80o (simulasi A,

4



B, C, D, E), dan pada (simulasi B1)

sudut residual 5o dan sudut kemiringan

≥80o, (simulasi (B2) sudut residual 10o

dan sudut kemiringan ≥70o, seperti

terlihat pada tabel pada tabel 3 berikut :Tabel 3. Faktor keamanan dari hasil simulasi

lerengKode

simulasiTebal lapisan

lanau

Sudut

residua

l

Sudut

Lereng

Angka

Keama

nan

h1 h2 θ α SFA 3 2 0 80 0.973B 5 2 0 80 0.980C 7 2 0 80 0.982D 9 2 0 80 0.956E 9 3 0 80 0.975

B1 5 2 5 80 0.986

B2 5 2 10 70 0.963

Sedangkan untuk parameter tanah yang

disesuaikan dengan kondisi eksisting di

lapangan angka keamanannya sudah

menunjukan kondisi kritis dimana untuk

ketebalan lapisan lanau yang sama besar,

seperti pada simulasi F dan G dengan

sudut residual sebesar 0o. Terlihat bahwa

semakin tebal lapisan lanau maka makin

mendekati kondisi kritis, seperti pada

simulasi F baru mencapai kritis saatkemiringan lereng 60o sedangkan

simulasi G mencapai kritis saat

kemiringan lereng 50o. Lebih jelasnya

dapat dilihat pada tabel 4 berikut :

Kode

simulasi

Tebal lapisan

lanau

Sudut

residua

l

Sudut

Lereng

Angka

Keama

nan

h1 h2 θ α SF

F 3 3 0 60 0.884G 5 5 0 50 0.965

5. KESIMPULAN

- Akibat pembasahan tanah berlanau

di daerah perbukitan Kabupaten

Ende yang sering mengalami

longsor, terjadi perubahan parameter

sifat fisik dan mekanik tanah, antara

lain peningkatan derajat kejenuhan,

nilai kohesi dan sudut geser

dalamnya menurun dan nilai

tegangan air pori negatifnya makinkecil . sehingga kekuatan gesernya

makin kecil.

- Kondisi lereng yang makin curam

dan makin besarnya sudut residual

antara lapisan lanau akan ikut

mendorong terjadinya longsor saat

terjadi aliran air permukaan atau saathujan lebat. Hal tersebut dapat

dibuktikan dengan grafik hubungan

antara angka keamanan dan

kemiringan lereng dan hubungan

antara angka keamanan dan besar

sudut residual antara lapisan lanau.

-Grafik hubungan antara Angka keamanan dan

kemiringan lereng

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

40o 50o 60o 70o 80o 90oKemiringan lereng

A n g k a k e a m a n a n

Inisial Pembasahan 25% Pembasahan 50%

Pembasahan 75% Pembasahan 100%

Hubungan antara Angka ke amanan dan bes ar

sudut re sidual simulasi B

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

35.173 39.512 43.851 48.191 52.530

Kadar air

A n g k a k e a m a n a n

Sdt res idual 0o Sdt res idual 5o Sdt res idual 10o

- Semakin tinggi tebal lapisan lanau

juga akan berpengaruh pada nilai

stabilitas lereng. Hal tersebut seperti

terlihat pada grafik berikut, dimanaangka keamanan lereng akan naik

sampai pada saat nilai kohesi

maksimum (dalam hal ini sampai

pada pembasahan wi+25%(wsat-wi)).

Tetapi saat mulai pembasahan wi

+50%(wsat-wi) mulai terlihat bahwa

semakin tinggi tebal lapisan lanau,

maka angka keamanannya makin

kecil.

5



Hubungan antara angka keamanan dan tebal lapisan

lanau (sudut lereng 60o)

0.600

0.700

0.800

0.900

1.0001.100

1.200

1.300

1.400

1.500

3m 5m 7m 9mTebal lapisan lanau, h1

A n g k a k e a

m a n a n

Inisial Pembasahan 25% Pembasahan 50%

Pembasahan 75% Pembasahan 100%

- Penyelidikan tanah baik di lapangan

maupun di laboratorium menjadi

sangat penting untuk mengetahui

ketebalan lapisan tanah lanau dan

lapisan batuan dasarnya, mengingatlapisan tanah yang bersifat lepas

merupakan faktor terbesar yang

menyebabkan bahaya longsor pada

lereng.

- Perlu adanya sistem drainase pada

daerah perbukitan tersebut.

6. DAFTAR PUSTAKA

Bowles Joseph E, 1984, ”Sifat-Sifat

Fisis dan Geoteknis Tanah

(Mekanika Tanah)”, Erlangga,

Jakarta

Das Braja M, 1985, ”Mekanika Tanah

(Prinsip-Prinsip Rekayasa

Geoteknis)”, Erlangga, Jakarta

Deutscher Michael S, 2000, ”Rainfall-

Induced Slope Failures”,

Geotechnical Research Centre,

Singapore

Fredlund, D.G, 1940,”Soil Mechanics

for Unsaturated Soils”, Universityof Saskatchewan, USA

Hardiyatmo C.H, 1994, ”Mekanika

Tanah”, Gramedia Pustaka Utama,

Jakarta

Muntaha, M, 2006,”Studi Perubahan

Parameter Tanah Lanau

Kelempungan Akibat Proses

Pengeringan dan Pembasahan”,

Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sipil

ITS, Surabaya

Mitchell K James, 1976,”Fundamentals

of Soil Behavior”, University of

California, Berkeley, New York

Rahardjo P. P, 2002, “Failures of Man

Made Slopes”, Prosiding Seminar

Nasional, Bandung

Saroso B. S, 2002, “Landslides and

Slope Stability (Geologi dan

Longsoran di Indonesia)”,

Prosiding Seminar Nasional,

Bandung.

6



7

ITS Master 10042 Paper

Documents

Transcript of ITS Master 10042 Paper