TUGAS MEKANIKA TANAH LANJUTKESTABILAN LERENG

Oleh :

Danu Wahyudi 1215011022Giwa Wibawa Permana 1215011048Hedi Saputra 1215011050Lidya Susanti 1215011059

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS LAMPUNG

2015

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemantapan (stabilitas) lereng merupakan suatu faktor yang sangat penting

dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian dan penimbunan

tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut persoalan keselamatan

manusia (pekerja), keamanan peralatan serta kelancaran produksi. Keadaan

ini berhubungan dengan terdapat dalam bermacam-macam jenis pekerjaan,

misalnya pada pembuatan jalan, bendungan, penggalian kanal, penggalian

untuk konstruksi, penambangan dan lain-lain.

Dalam operasi penambangan masalah kemantapan lereng ini akan

diketemukan pada penggalian tambang terbuka, bendungan untuk cadangan

air kerja, tempat penimbunan limbah buangan (tailing disposal) dan

penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng-lereng yang terbentuk sebagai

akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana

penunjang operasi penambangan (seperti bendungan dan jalan) tidak stabil,

maka akan mengganggu kegiatan produksi.

Dari keterangan diatas, dapat dipahami bahwa analisis kemantapan lereng

merupakan suatu bagian yang penting untuk mencegah terjadinya gangguan

terhadap kelancaran produksi maupun terjadinya bencana yang fatal.

Dalam keadaan tidak terganggu (alamiah), tanah atau batuan umumnya

berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya-gaya yang timbul dari

dalam. Kalau misalnya karena sesuatu sebab mengalami perubahan

keseimbangan akibat pengangkatan, penurunan, penggalian, penimbunan,

erosi atau aktivitas lain, maka tanah atau batuan itu akan berusaha untuk

mencapai keadaaan yang baru secara alamiah. Cara ini biasanya berupa

proses degradasi atau pengurangan beban, terutama dalam bentuk

longsoran-longsoran atau gerakan-gerakan lain sampai tercapai keadaaan

keseimbangan yang baru. Pada tanah atau batuan dalam keadaan tidak

terganggu (alamiah) telah bekerja tegangan-tegangan vertikal, horisontal

dan tekanan air dari pori. Ketiga hal di atas mempunyai peranan penting

dalam membentuk kestabilan lereng.

Sedangkan tanah atau batuan sendiri mempunyai sifat-sifat fisik asli

tertentu, seperti sudut geser dalam (angle of internal friction), gaya kohesi

dan bobot isi yang juga sangat berperan dalam menentukan kekuatan tanah

dan yang juga mempengaruhi kemantapan lereng. Oleh karena itu dalam

usaha untuk melakukan analisis kemantapan lereng harus diketahui dengan

pasti sistem tegangan yang bekerja pada tanah atau batuan dan juga sifat-

sifat fisik aslinya. Dengan pengetahuan dan data tersebut kemudian dapat

dilakukan analisis kelakuan tanah atau batuan tersebut jika digali atau

“diganggu”. Setelah itu, bisa ditentukan geometri lereng yang diperbolehkan

atau mengaplikasi cara-cara lain yang dapat membantu lereng tersebut

menjadi stabil dan mantap.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, penulis membatasi dengan hanya

mengkaji masalah - masalah sebagai berikut:

1. Apakah yang dimaksud dengan Stabilitas lereng/longsor ?

2. Jenis- jenis lereng/longsor ?

3. Apa saja pencegahan terjadinya lereng/longsor ?

1.3 Tujuan Penulisan

Berdasarkan latar belakang di atas dapat dibuat tujuan masalah sebagai

berikut:

1. Menjelaskan apa itu Stabilitas lereng/longsor

2. Menjelaskan beberapa jenis- jenis lereng/longsor

3. Menjelaskan pencegahan terjadinya lereng/longsor

II. PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Stabilitas Lereng dan Longsor

Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu

dengan bidang horizontal Lereng dapat terbentuk secara alamiah karena

proses geologi ataukarena dibuat oleh manusia. Lereng yang terbentuk

secara alamiah misalnya lereng bukitdan tebing sungai, sedangkan lereng

buatan manusia antara lain yaitu galian dan timbunanuntuk membuat jalan

raya dan jalan kereta api, bendungan, tanggul sungai dan kanal sertatambang

terbuka.Suatu longsoran adalah keruntuhan dari massa tanah yang terletak

pada sebuahlereng sehingga terjadi pergerakan massa tanah ke bawah dan

ke luar. Longsoran dapatterjadi dengan berbagai cara, secara perlahan-lahan

atau mendadak serta denganataupun tanpa tanda-tanda yang terlihat.Setelah

gempa bumi, longsoran merupakan bencana alam yang paling banyak

mengakibatkan kerugian materi maupun kematian. Kerugian dapat

ditimbulkan oleh suatulongsoran antara lain yaitu rusaknya lahan pertanian,

rumah, bangunan, jalurtransportsi serta sarana komunikasi.Analisis

kestabilan lereng harus berdasarkan model yang akurat mengenai

kondisimaterial bawah permukaan, kondisi air tanah dan pembebanan yang

mungkin bekerja pada lereng.

Tanpa sebuah model geologi yang memadai, analisis hanya dapat

dilakukandengan menggunakan pendekatan yang kasar sehingga kegunaan

dari hasil analisis dapatdipertanyakan.Beberapa pendekatan yang dapat

dilakukan adalah dengan menggunakan metode-metode seperti : metode

Taylor, metode janbu, metode Fenellius, metode Bishop, dll.

Dalam menentukan kestabilan atau kemantapan lereng dikenal istilah faktor

keamanan (safety factor) yang merupakan perbandingan antara gaya-gaya

yang menahan gerakan terhadap gaya-gaya yang menggerakkan tanah

tersebut dianggap stabil, bila dirumuskan sebagai berikut :

Faktor kemanan (F) = gaya penahan / gaya penggerak

Dimana untuk keadaan :

• F > 1,0 : lereng dalam keadaan mantap

• F = 1,0 : lereng dalam keadaan seimbnag, dan siap untuk longsor

• F < 1,0 : lereng tidak mantap

Jadi dalam menganalisis kemantapan lereng akan selalu berkaitan dengan

perhitungan untuk mengetahui angka faktor keamanan dari lereng tersebut.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemantapan lereng, antara lain :

a. Penyebaran batuan

Penyebaran dan keragaman jenis batuan sangat berkaitan dengan

kemantapan lereng, ini karena kekuatan, sifat fisik dan teknis suatu jenis

batuan berbeda dengan batuan lainnya. Penyamarataan jenis batuan akan

mengakibatkan kesalahan hasil analisis. Misalnya : kemiringan lereng

yang terdiri dari pasir tentu akan berbeda dengan lereng yang terdiri dari

lempung atau campurannya.

b. Struktur geologi

Struktur geologi yang mempengaruhi kemantapan lereng dan perlu

diperhatikan dalam analisis adalah struktur regional dan lokal. Struktur

ini mencakup sesar, kekar, bidang perlapisan, sinklin dan antiklin,

ketidakselarasan, liniasi, dll. Struktur ini sangat mempengaruhi kekuatan

batuan karena umumnya merupakan bidang lemah pada batuan tersebut,

dan merupakan tempat rembesan air yang mempercepat proses

pelapukan.

c. Morfologi

Keadaan morfologi suatu daerah akan sangat mempengaruhi kemantapan

lereng didaerah tersebut. Morfologi yang terdiri dari keadaan fisik,

karakteristik dan bentuk permukaan bumi, sangat menentukan laju erosi

dan pengendapan yang terjadi, menent ukan arah aliran air permukaan

maupun air tanah dan proses pelapukan batuan.

d. Iklim

Iklim mempengaruhi temperatur dan jumlah hujan, sehingga berpengaruh

pula pada proses pelapukan. Daerah tropis yang panas, lembab dengan

curah hujan tinggi akan menyebabkan proses pelapukan batuan jauh lebih

cepat daripada daerah sub-tropis. Karena itu ketebalan tanah di daerah

tropis lebih tebal dan kekuatannya lebih rendah dari batuan segarnya.

e. Tingkat pelapukan

Tingkat pelapukan mempengaruhi sifat-sifat asli dari batuan, misalnya

angka kohesi, besarnya sudut geser dalam, bobot isi, dll. Semakin tinggi

tingkat pelapukan, maka kekuatan batuan akan menurun.

f. Hasil kerja manusia

Selain faktor alamiah, manusia juga memberikan andil yang tidak kecil.

Misalnya, suatu lereng yang awalnya mantap, karena manusia menebangi

pohon pelindung, pengolahan tanah yang tidak baik, saluran air yang

tidak baik, penggalian / tambang, dan lainnya menyebabkan lereng

tersebut menjadi tidak mantap, sehingga erosi dan longsoran mudah

terjadi.

Pada dasarnya longsoran akan terjadi karena dua sebab, yaitu naiknya

tegangan geser (she ar st ree s) dan menurunnya kekuatan geser (shear

strenght). Adapun faktor yang dapat menaikkan tegangan geser adalah :

a. Pengurangan penyanggaan lateral, antara lain karena erosi, longsoran

terdahulu yang menghasilkan lereng baru dan kegiatan manusia.

b. Pertambahan tegangan, antara lain karena penambahan beban, tekanan

air rembesan, dan penumpukan.

c. Gaya dinamik, yang disebabkan oleh gempa dan getaran lainnya.

d. Pengangkatan atau penurunan regional, yang disebabkan oleh gerakan

pembentukan pegunungan dan perubahan sudut kemiringan lereng.

e. Pemindahan penyangga, yang disebabkan oleh pemotongan tebing oleh

sungai, pelapukan dan erosi di bawah permukaan, kegiatan pertambangan

dan terowongan, berkurangnya/hancurnya material dibagian dasar.

f. Tegangan lateral, yang ditimbulkan oleh adanya air di rekahan serta

pembekuan air, penggembungan lapisan lempung dan perpindahan sisa

tegangan.

Sedangkan faktor yang mengurangi kekuatan geser adalah :

a. Keadaan atau rona awal, memang sudah rendah dari awal disebabkan

oleh komposisi, tekstur, struktur dan geometri lereng.

b. Perubahan karena pelapukan dan reaksi kimia fisik, yang menyebabkan

lempung berposi menjadi lunak, disinteggrasi batuan granular, turunnya

kohesi, pengggembungan lapisan lempung, pelarutan material penyemen

batuan.

c. Perubahan gaya antara butiran karena pengaruh kandungan air dan

tekanan air pori.

d. Perubahan struktur, seperti terbentuknya rekahan pada lempung yang

terdapat di tebing / lereng.

2.2 Jenis-Jenis Lereng

2.2.1 Lereng Alam (Natural Slopes)

Lereng alam terbentuk karena proses alam. Gangguan terhadap

kestabilan terjadi bilamana tahanan geser tanah tidak dapat

mengimbangi gaya-gaya yang menyebabkan gelincir pada bidang

longsor. Lereng alam yang telah stabil selama bertahun-tahun dapat

saja mengalami longsor akibat hal-hal berikut :

a. Gangguan luar akibat pemotongan atau timbunan baru.

b. Gempa.

c. Kenaikan tekanan air pori (akibat naiknya muka air tanah) karena

hujan yang berkepanjangan, pembangunan dan pengisian waduk,

gangguan pada sistem drainase dan lain-lain.

d. Penurunan kuat geser tanah secara progresif akibat deformasi

sepanjang bidang yang berpotensi longsor.

e. Proses pelapukan.

Pada lereng alam, aspek kritis yang perlu dipelajari adalah kondisi

geologi dan topografi, kemiringan lereng, jenis lapisan tanah, kuat

geser, aliran air bawah tanah dan kecepatan pelapukan.

2.2.2 Lereng Buatan (Man Made Slopes)

Lereng buatan dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu :

a. Lereng buatan tanah asli / lereng galian (Cut Slope)

Lereng ini dibuat dari tanah asli dengan memotong dengan

kemiringan tertentu. Untuk pembuatan jalan atau saliran air untuk

irigasi. Kestabilan pemotongan ditentukan oleh kondisi geologi,

sifat teknis tanah, tekanan air akibat rembesan, dan cara

pemotongan.

b. Lereng Buatan Tanah yang Dipadatkan/lereng timbunan

(Embankment)

Tanah dipadatkan untuk tanggul-tanggul jalan raya, bendungan,

badan jalan kereta api. Sifat teknis tanah timbunan dipengaruhi

oleh cara penimbunan dan derajat kepadatan tanah.

2.2.3 Klasifikasi Longsor

Suatu keruntuhan teknis yang paling umum adalah longsornya suatu

galian atau timbunan. Apabila terjadi suatu longsoran dalam tanah

lempung, seringkali didapat merupakan sepanjang suatu busur

lingkaran. Busur lingkaran ini dapat memotong permukaan lereng,

melalui titik kaki lereng (toe) atau memotong dasar lereng (deep

seated) dan menyebabkan peningkatan pada dasar.

Sharpe (1938) telah mengklasifikasikan longsor berdasar material dan

kecepatan pergerakan tanah dengan siklus geomorfologi serta faktor

cuaca. Sedangkan Savarenski dari Soviet (1939) membagi

kelongsoran kedalam 3 kelompok sebagai berikut :

a. Longsor Aseqvent

Longsor Aseqvent terjadi pada tanah kohesif yang homogen dan

bidang longsornya hampir mendekati lingkaran.

b. Longsor Conseqvent

Longsor conseqvent terjadi bilamana bergerak diatas bidang-bidang

lapis atau sesar (joint).

c. Longsor Insiqvent

Pada longsor insiqvent tanah biasanya bergerak secara transversal

terhadap lapisan dan umumnya memiliki ukuran yang luas serta

bidang runtuhnya panjang menembus kedalam tanah.

Nemcok, Pasek, dan Rybar dari Cekoslowakia (1972) telah

mengusulkan untuk memperbaiki klasifikasi dan terminologi longsor

berdasarkan mekanisme dan kecepatan pergerakan.

Pengelompokkannya berdasarkan empat katagori dasar yaitu:

a. Rangkak (Creep)

Rangkak (creep) meliputi berbagai macam pergerakan yang lambat

dari rangkak talud sampai pergerakan lereng gunung akibat

gravitasi dalam jangka waktu yang panjang atau lama.

b. Aliran (flowing)

Bila tanah yang terbawa longsor banyak mengandung air, maka

perilaku longsor seperti aliran. Contoh aliran tanah (earthflow)

atau aliran lumpur (mudflow).

c. Gelincir (Sliding)

Untuk pergerakan tanah yang relatif cepat sepanjang bidang

longsor yang tertentu dikelompokkan kedalam kategori ini.

d. Tanggal (Fall)

Pergerakan batuan padat / pejal (solid) yang cepat dengan sifat

utamanya tanggal bebas (free fall).

Tanah longsor yang terjadi pada bidang gelincir yang hampir tegak

lurus dan sejajar dengan muka tanah yang bersifat bergerak dalam

suatu jurusan.

2.2.4 Analisa Terjadinya Longsor

Untuk ketepatan suatu analisis keamanan dan pengamanan suatu

lereng terhadap bahaya longsor, perlu dilakukan diagnosis terhadap

faktor-faktor kelongsoran. Dari pengamanan, maka perlu diketahui

lebih rinci penyebab terjadinya suatu longsor, antara lain :

a. Perubahan lereng suatu tebing, secara alami karena erosi dan lain-

lain atau secara disengaja akan mengganggu stabilitas yang ada,

karena secara logis dapat dikatakan semakin terjal suatu lereng

akan semakin besar kemungkinan untuk longsor.

b. Perubahan tinggi suatu tebing, secara alami karena erosi dan lain-

lain atau disengaja juga akan merubah stabilitas suatu lereng.

Semakin tinggi lereng akan semakin besar longsornya.

c. Peningkatan beban permukaan ini akan meningkatkan tegangan

dalam tanah termasuk meningkatnya tegangan air pori. Hal ini

akan menurunkan stabilitas lereng dan sering terjadi karena adanya

pembangunan didaerah tebing seperti : jalan, gedung dan lain-lain.

d. Perubahan kadar air, baik karena air hujan maupun resapan air

tempat lain dalam tanah. Ini akan segera meningkatkan kadar air

dan menurunkan kekuatan geser dalam lapisan tanah.

e. Aliran air tanah akan mempercepat terjadinya longsor, karena air

bekerja sebagai pelumas. Bidang kontak antar butiran melemah

karena air dapat menurunkan tingkat kelekatan butir.

f. Pengaruh getaran, berupa gempa, ledakan dan getaran mesin dapat

mengganggu kekuatan geser dalam tanah.

g. Penggundulan daerah tebing yang digundul menyebabkan

perubahan kandungan air tanah dalam rongga dan akan

menurunkan stabilitas tanah. Faktor air sangat berpengaruh

terhadap keseimbangan dalam tanah. Disamping itu, kestabilan

lapisan permukaan tanah juga tergantung adanya penggundulan.

h. Pengaruh pelapukan, secara mekanis dan kimia akan merubah sifat

kekuatan tanah dan batuan hingga mengganggu stabilitas

lereng.Kekuatan Geser Tanah dan Hubungannya Dengan

Kemantapan Lereng Jika tanah dibebani, maka akan

mengakibatkan tegangan geser. Apabila tegangan geser akan

mencapai harga batas, maka massa tanah akan mengalami

deformasi dan cenderung akan runtuh. Keruntuhan tersebut

mungkin akan mengakibatkan longsoran timbunan tanah.

Keruntuhan geser dalam tanah adalah akibat gerak relatif antara

butir-butir massa tanah. Jadi kekuatan geser tanah ditentukan

untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi

keruntuhan.

Cara-cara Menstabilkan Lereng pada prinsipnya, cara yang dipakai

untuk menjadikan lereng supaya lebih aman (lebih mantap) dapat

dibagi dalam dua golongan, yaitu :

a. Memperkecil gaya penggerak atau momen penggerak.

Gaya atau momen penggerak dapat diperkecil hanya dengan cara

merobah bentuk lereng yang bersangkutan. Untuk itu ada dua cara :

1) Membuat lereng lebih datar, yaitu mengurangi sudut

kemiringan.

2) Memperkecil ketinggian lereng.

b. Memperbesar gaya melawan atau momen melawan

Gaya melawan atau momen melawan dapat ditambah dengan

beberapa cara; yang paling sering dipakai ialah sebagai berikut :

1) Dengan memakai “counterweight”, yaitu tanah timbunan pada

kaki lereng.

2) Dengan mengurangi tegangan air pori di dalam lereng.

3) Dengan cara mekanis, yang dengan memasang tiang atau

dengan membuat dinding penahan.

4) Dengan cara injeksi.

2.3 Pencegahan Terjadinya Longsor pada Lereng

Upaya pencegahan longsor sebenarnya sudah banyak dilakukan dari metode

tradisional atau sederhana dan berkembang hingga metode berteknologi

canggih yang rumit dan mahal. Yang paling sederhana adalah membuat

terasering. Namun, upaya ini hanya terfokus pada minimalisasi erosi akibat

limpasan air hujan.

Untuk metode pencegahan longsor dengan cara yang lebih rumit,

diantaranya adalah dengan pembangunan turap, retaining wall maupun sheet

pile pada lereng. Cara-cara ini mampu meng-counter gaya yang timbul

akibat perubahan morfologi lereng, yang kebanyakan dibuat lebih curam

maupun lebih tinggi. Namun, penggunaan cara ini belum mampu

mengantisipasi adanya longsoran-longsoran kecil, karena cara-cara di atas

belum ada yang mampu mengikat tiap butir tenah secara baik. Yang

dilindungi hanya tepi lereng yang diberi dinding penahan, sedangkan

lapisan atas tanah dibiarkan terbuka.

Metode pencegahan longsor lainnya menggunakan lapisan geosintetik yang

belakangan banyak dilakukan. Pada prinsipnya, metode ini dilakukan untuk

mengikat butir-butir tanah dengan memberikan lapisan selimut lolos air

(permeable) untuk menutupi seluruh permukaan tanah. Pada daerah dengan

lereng curam, biasanya lapisan geosintetik diikat ke lapisan tanah keras

menggunakan angkur. Namun, kelemahan dari metode ini, selain biaya yang

mahal dan proses yang rumit, lapisan tanah yang tertutup menjadi tidak

produktif dan hanya mungkin ditumbuhi oleh rerumputan.

Pada daerah pertanian dan perkebunan seperti Lembang dan sekitarnya,

metode geosintetik tentu saja tidak dapat diterapkan dalam skala yang luas

untuk melindungi lereng secara keseluruhan. Walaupun di atas lapisan

geosintetik dapat ditutup dengan lapisan tanah, namun pasti tingkat

produktifitasnya tidak sebaik tanah asli. Akar-akar tanaman yang ada dapat

merusak lapisan geosintetik. Metode ini hanya cocok diterapkan pada

bangunan infrastruktur sipil yang memang memerlukan kestabilan lereng

yang baik, seperti :jalan, lining pada sungai, dan sebagainya

III. PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kemantapan (stabilitas) lereng merupakan suatu faktor yang sangat penting

dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian dan penimbunan

tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut persoalan keselamatan

manusia (pekerja), keamanan peralatan serta kelancaran produksi. Keadaan

ini berhubungan dengan terdapat dalam bermacam-macam jenis pekerjaan,

misalnya pada pembuatan jalan, bendungan, penggalian kanal, penggalian

untuk konstruksi, penambangan dan lain-lain.

Dalam operasi penambangan masalah kemantapan lereng ini akan

diketemukan pada penggalian tambang terbuka, bendungan untuk cadangan

air kerja, tempat penimbunan limbah buangan (tailing disposal) dan

penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng-lereng yang terbentuk sebagai

akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana

penunjang operasi penambangan (seperti bendungan dan jalan) tidak stabil,

maka akan mengganggu kegiatan produksi.

Lereng alam terbentuk karena proses alam. Gangguan terhadap kestabilan

terjadi bilamana tahanan geser tanah tidak dapat mengimbangi gaya-gaya

yang menyebabkan gelincir pada bidang longsor.

Lereng buatan tanah asli / lereng galian (Cut Slope), Lereng ini dibuat dari

tanah asli dengan memotong dengan kemiringan tertentu. Untuk pembuatan

jalan atau saliran air untuk irigasi. Kestabilan pemotongan ditentukan oleh

kondisi geologi, sifat teknis tanah, tekanan air akibat rembesan, dan cara

pemotongan.

Upaya pencegahan longsor sebenarnya sudah banyak dilakukan dari metode

tradisional atau sederhana dan berkembang hingga metode berteknologi

canggih yang rumit dan mahal. Yang paling sederhana adalah membuat

terasering. Namun, upaya ini hanya terfokus pada minimalisasi erosi akibat

limpasan air hujan.

DAFTAR PUSTAKA

Dakung, S, 1987, Stabilitas lereng/longsor , Mekanika Tanah, Daerah Istimewa Yogyakarta, Depdikbud,.

Sardjono, Agung B, 1996, Mekanika Tanah, Tesis Program Pascasardjana UGM, Yogyakarta.

Tjahjono, Gunawan, 1989, Mekanika Tanah, Semarang