Desa Puraseda termasuk dalam wilayah administratif Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor. Terdapat lereng-lereng curam di desa Puraseda, pemukiman warga sekitar umumnya berada dibawah lereng-lereng tersebut. kondisi tersebut mengakibatkan pemukiman warga sangat rawan terhadap resiko tertimpa longsoran lereng, terutama pada saat musim hujan. Berdasarkan release Pemerintah Kabupaten Bogor pada laman website bogorkab.go.id, Kecamatan Leuwiliang diklasifikasikan kedalam zona merah rawan longsor. Hasil observasi langsung di Kecamatan Leuwiliang, longsor umumnya terjadi pada saat musim hujan ataupun pada saat terjadi hujan deras. Beberapa rumah di desa Puraseda mengalami kerusakan sedang akibat tertimpa longsoran. Lereng yang dipilih sebagai lokasi penelitian telah mengalami longsor pada bulan April 2016 dan menyebabkan kerusakan sedang pada beberapa rumah warga.
Topografi Lereng dan Karakteristik Tanah
Topografi lereng dimodelkan menggunakan perangkat lunak Surfer 11. Berdasarkan hasil permodelan (Gambar 13) lereng memiliki kemiringan yang hampir seragam. Tinggi lereng mencapai 15 m sedangkan panjang lereng mencapai 16 m (Gambar 14) sehingga sudut kemiringan lereng mencapai 43o. Menurut Utomo (2008), kemiringan berpengaruh terhadap keseimbangan energi, bertambahnya nilai kemiringan lereng diikuti dengan bertambahnya luas hamparan longsor. Selain itu lereng dengan sudut kemiringan > 20o berpotensi menimbulkan longsor.
Gambar 13 Hasil pemodelan lereng menggunakan Surfer A
Gambar 14 Potongan lereng yang dianalisis
Umumnya suatu lereng sangat panjang sehingga dalam penelitian ini lereng dimodelkan dalam betuk 2 dimensi (plain strain). Sumiyanto dan Adhe (2010) melakukan pengamatan pada lereng dengan menggunakan model lereng 2 dimensi (plain strain). Gambar 14 merupakan model 2 dimensi lereng dengan sudut 43o. Sudut tersebut diperoleh setelah lereng disederhanakan kedalam bentuk 2 dimensi.
(a) Bagian atas (b) Bagian bawah
(c) Bagian tengah
Gambar 15 Grafik tegangan geser pada tiap bagian lereng
Output yang dihasilkan uji karakteristik tanah di laboratorium adalah berat isi, kohesi, dan sudut geser dalam. Budi (2011) menentukan besarnya kohesi tanah
y = 0.3249x + 0.2464 RΒ² = 0.9999 0.000 0.500 1.000 1.500 0 1 2 π (Kg /cm 2) Beban uji (Kg/cm2) y = 0.3201x + 0.2637 RΒ² = 0.9897 0.000 0.500 1.000 1.500 0 1 2 π (Kg /cm 2) Beban uji (Kg/cm2) y = 0.3719x + 0.1883 RΒ² = 0.9997 0.000 0.500 1.000 1.500 0 1 2 π (K g/cm 2) Beban uji (Kg/cm2) πΎ3 π3 β 3 πΎ2 π2 β 2 πΎ1 π1 β 1
22
dan sudut geser menggunakan grafik pada Gambar 12. Kohesi merupakan perpotongan antara garis linear dan ordinat pada tekanan normal sebesar nol, sedangkan sudut geser dalam tanah ditentukan dari sudut kemiringan garis regresi linear yang menghubungkan titik-titik hasil pengujian dan sumbu horizontal. Data hasil pengujian laboratorium setelah diplot pada grafik tegangan geser dapat dilihat pada Gambar 15. Nilai kohesi dan sudut geser dalam dapat diperoleh melalui persamaan linear pada masing-masing grafik. Berikut contoh perhitungan untuk memperoleh nilai kohesi dan sudut geser dalam.
Persamaan linear (c) y = 0.3719x + 0.1883 atau dapat ditulis dengan Ο = 0.1883 + 0.3719 Ο
kohesi (c) = 0.1883 Kg/cm2 * 98.066 = 18.46 KN/m2
tan Ο = 0.3719
Sudut geser dalam (Ο) = 20.4o
Tabel 8 Hasil uji karakteristik tanah Sample Kohesi Sudut Geser Dalam (o) Berat Isi (KN/m3) Kg/cm2 KN/m2 Atas 0.25 24.16 17.99 14.82 Tengah 0.19 18.46 20.4 14.45 Bawah 0.26 25.86 17.74 16.37
Berat isi pada Tabel 8 diperoleh melalui uji laboratorium, Berat isi ditentukan dengan mengukur berat sejumlah tanah yang isinya diketahui dengan volume sejumlah tanah tersebut. Nilai berat isi suatu tanah umumnya berada pada rentang 1.2 gr/cm3 dan 2.5 gr/cm3 (11.76 KN/m3 s/d 24.5 KN/m3) (Wesley 1973). Berdasarkan hal tersebut nilai berat isi yang diperoleh pada penelitian ini telah memenuhi kondisi nilai berat isi menurut Wesley (1973). Nilai kohesi dan sudut geser dalam berbanding lurus dengan angka faktor keamanan. Hasil penelitian Famungkas et al. (2014) menunjukkan bahwa meningkatnya nilai kohesi dan sudut geser dalam akan menyebabkan angka faktor keamanan juga semakin meningkat. Hasil penelitian Akmal (2016), dengan nilai kohesi, sudut geser dalam, dan berat isi beruturut-turut sebesar 16.67 KN/m2 , 16.44o , dan 17.52 KN/m3 diperoleh nilai faktor keamanan 1.400. Nilai faktor keamanan tersebut menurut DPU (1987) belum cukup aman karena batas aman (FS) yang dianjurkan adalah 1.500. Data karakteristik tanah yang diperoleh pada penelitian ini tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian Akmal (2016) sehingga terdapat kemungkinan lereng memiliki faktor keamanan yang tidak aman.
Analisis Stabilitas Lereng
Analisis stabilitas lereng dilakukan untuk mengetahui faktor aman pada suatu lereng (Hardiyatmo 2006). Analisis dilakukan menggunakan software Geostudio SLOPE/W 2012 dengan metode Bishop yang disederhanakan (simplified Bishop method).
Gambar 16 Hasil analisis stabilitas lereng (sebelum perkuatan)
Permodelan lereng pada Geoslope SLOPE/W disesuaikan pada potongan lereng (Gambar 14). Lereng bagian atas, tengah, dan bawah yang dimodelkan berwarna merah, hijau, dan kuning pada software didefinisikan berdasarkan teori Mohr-Coloumb, yaitu dengan input data berupa berat isi (KN/m3), kohesi (KN/m2), dan sudut geser (o) (Tabel 8). Berdasarkan hasil analisis pada Gambar 16 diperoleh faktor keamanan lereng sebesar 1.366, dengan daerah arsiran hijau merupakan area yang diprediksi mengalami longsor. Menurut DPU (1987) nilai faktor keamanan di bawah 1.5 menunjukkan bahwa lereng dalam keadaan tidak stabil dan rawan terjadi longsor.
Hasil penelitian Priyono (2006) menunjukkan bahwa karakteristik tanah juga berpengaruh terhadap longsoran karena nilainya yang berbanding lurus dengan faktor keamanan. Utomo (2008) menjelaskan bahwa kemiringan berpengaruh terhadap longsoran karena kemiringan tersebut berimplikasi pada keseimbangan energi. Menurut Subiyanti et. al. (2011), hujan dengan curah tertentu yang meresap (infiltrasi) ke dalam lereng dapat mendorong massa tanah sehingga terjadi longsor. Secara umum longsor yang terjadi pada lokasi pengamatan dipengaruhi oleh hal-hal di atas terutama akibat lereng yang curam dan hujan sehingga berimplikasi pada nilai faktor aman (FS). Terdapat beberapa langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk meningkatkan faktor keamanan lereng salah satunya dengan melakukan modifikasi pada geometri lereng (Hardiyatmo 2006), seperti membuat teras ataupun memasang bronjong.
Penguatan Lereng dengan Teras
Teras merupakan metode konservasi yang ditujukan untuk mengurangi panjang lereng, menahan air, dan memperbesar peluang penyerapan air oleh tanah. Menurut Puslitbangtanak (2004), fungsi utama teras adalah untuk memperlambat aliran permukaan, menampung dan menyalurkan air permukaan dengan kekuatan yang tidak merusak, meningkatkan laju infiltrasi dan
24
mempermudah pengolahan tanah. Perencanaan teras dilakukan menggunakan variasi geometri teras yang dapat dilihat pada Tabel 1. Gambar 17 merupakan hasil analisis variasi 1 dengan vertikal interval Β½ H dan lebar bangku 5 m. Hasil analisis menunjukan nilai faktor aman (FS) sebesar 1.548, hasil ini telah memenuhi batas aman FS menurut DPU (1987).
Gambar 17 Hasil analisis stabilitas lereng dengan VI Β½ H
Gambar 18 Hasil analisis stabilitas lereng dengan VI 1/3 H
Gambar 18 merupakan teras dengan vertikal interval 1/3 H dan lebar bangku 5 m. Hasil analisis pada software menunjukan nilai faktor aman (FS) sebesar 1.599. Hasil ini telah memenuhi batas aman FS menurut DPU (1987).
1.548
Gambar 19 Hasil analisis stabilitas lereng dengan VI 1/4 H
Gambar 19 merupakan hasil analisis dengan SLOPE/W pada lereng setelah dibuat teras dengan vertikal interval ΒΌ H dan lebar bangku 5 m, dan diperoleh nilai FS sebesar 1.504. Hasil analisis dengan variasi geometri berdasarkan hasil perhitungan menggunakan persamaan 3 dapat dilihat pada Gambar 20. Vertikal interval (VI) berdasarkan perhitungan adalah 9 m dan lebar 5 m, sedangkan nilai FS yang diperoleh sebesar 1.503. Hasil analisis variasi 3 dan berdasarkan perhitungan telah memenuhi batas aman FS menurut DPU (1987).
Gambar 20 Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I 9 m
Hasil seluruh analisis perkuatan lereng menggunakan teras pada SLOPE/W dapat dilihat pada Tabel 9. Berdasarkan data pada Tabel 9, seluruh variasi geometri teras yang digunakan memenuhi angka faktor aman menurut
1.504
26
DPU (1987). Penentuan variasi geometri teras yang akan digunakan sebagai alternatif perkuatan lereng akan dibahas pada subbab perhitungan biaya.
Tabel 9 Faktor kemanan pada masing-masing teras Kriteria Teras Lebar Bangku Faktor
Keamanan (FS) Lereng eksisting VI 1/2 H VI 1/3 H VI 1/4 H VI hasil perhitungan ( 9 m) - 1.366 5 m 1.548 5 m 1.599 5 m 1.504 5 m 1.503
Penguatan Lereng menggunakan Dinding Bronjong
Menurut BSN (1999), bronjong adalah kotak yang terbuat dari anyaman kawat baja berlapis seng yang pada penggunaannya diisi batu-batu untuk pencegah erosi yang dipasang pada tebing-tebing, tepi-tepi sungai, yang proses penganyamannya menggunakan mesin. Parameter desain bronjong dapat dilihat pada Tabel 10. Spesifikasi bronjong menurut BSN (1999) yang digunakan adalah dimensi 2 x 1 x 1 m dan berat isi bronjong 25 kN/m3. Parameter desain tinggi dan lebar rencana (H dan B) ditentukan berdasarkan Tabel 5 menurut GEO (2004 dalam Akmal 2016), sedangkan parameter lain seperti berat isi, sudut geser dalam diperoleh melalui data pada Tabel 8.
Tabel 10 Parameter perencanaan dinding bronjong
Parameter Nilai H 5 m B 4 m q 0 kN/m2 Ξ± 0 Ξ² 0 Ο 17.74o ws 16.37 kN/m3 wg 25 kN/m3 Ξ΄ 29o (BNC 2006 dalam Akmal 2016)
Hasil perhitungan pada Tabel 11 diperoleh melalui perhitungan menggunakan Persamaan (7) s.d. Persamaan (18). Berdasarkan hasil perhitungan tersebut faktor keamanan terhadap guling dan geser telah memenuhi persyaratan menurut GEO (2004 dalam Akmal 2016), yaitu faktor keamanan terhadap guling > 2 dan terhadap geser > 1.5. Nilai eksentrisitas juga telah memenuhi syarat yaitu berada pada rentang -0.6 hingga 0.6. Gambar potongan rancangan bronjong dapat dilihat pada Gambar 22. Rancangan bronjong tersebut memiliki tinggi 5 m dan lebar 4 m dengan dimensi bronjong berdasarkan BSN (1999) yaitu 2 m x 1 m x 1 m.
Tabel 11 Hasil perhitungan perencanaan dinding bronjong
Parameter Nilai Ket
Koefisien Tanah Ka 0.54
Tekanan Tanah Aktif Pa 111.08 kN/m
Tekanan Tanah Aktif arah Horizontal
Ph 111.08 kN/m Jarak Vertikal terhadap Ph da 1.6 m
Momen Guling Mo 177.72 kN
Berat Gabion / 1 m Panjang Wg 322 kN/m
Jarak Horizontal Wg dg 2.35 m
Momen Penahan Mr 759 kN
Faktor Keamanan terhadap Guling SFo 4.2 Aman Faktor Keamanan terhadap Geser SFs 1.6 Aman
Eksentrisitas e 0.19 m Aman
Perhitungan nilai FS menggunakan Geostudio SLOPE/W pada perkuatan menggunakan bronjong tidak dapat dilakukan sehingga dilakukan perhitungan manual menggunakan Metode Bishop Disederhanakan. Untuk mempermudah proses perhitungan manual, titik pusat gelincir dan bidang gelincir digunakan hasil trial and error menggunakan perangkat lunak SLOPE/W. Gambar 21 merupakan sketsa lereng yang dibagi kedalam 10 irisan. Dari hasil perhitungan secara manual menggunakan metode Bishop Disederhanakan diperoleh faktor aman (FS) sebesar 2.71. Hasil tersebut telah memenuhi kriteria batas aman menurut DPU (1987). Tabel perhitungan manual dapat dilihat pada Lampiran 4.
28
Gambar 22 Dimensi bronjong yang direncanakan
Rencana Anggaran Biaya
Anggaran biaya perencanaan teras dan bronjong mengacu pada daftar harga satuan pekerjaan Kabupaten Bogor tahun 2016. Analisis Harga Satuan Pekerjaan (AHSP) dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12 Analisis Harga Satuan Pekerjaan (AHSP)
No Uraian SAT Koef Harga Satuan
(Rp) Jumlah (Rp)
1
Membersihkan Lapangan & Perataan
Pekerja Oh 0.100 106,000.00 10,600.00 Mandor Oh 0.005 187,000.00 935.00 Jumlah 11,535.00 2 Menggali 1 m3 Tanah Pekerja Oh 0.750 106,000.00 79,500.00 Mandor Oh 0.025 187,000.00 4,675.00 Jumlah 84,175.00 3 Pemasangan Beronjong Pekerja Oh 0.75 106,000.00 79,500.00 Mandor Oh 0.025 187,000.00 4,675.00 Tukang Batu Oh 0.2 133,000.00 26,600.00 Kepala Tukang Oh 0.025 160,000.00 4,000.00 Batu Kali m3 1.2 339,909.00 407,890.80 Kawat Beronjong Kg 6.5 34,922.25 226,994.63 Jumlah 749,660.43
Total anggaran yang dibutuhkan untuk pembuatan teras pada masing masing variasi geometri dan pembuatan bronjong dapat dilihat pada Tabel 13.
Tabel 13 Anggaran biaya masing-masing perkuatan
Jenis Perkuatan Rancangan Anggaran Biaya (Rp.) (Pembulatan)
Teras Variasi I 16,476,000.00
Teras Variasi II 17,873,100.00
Teras Variasi III 13,917,000.00
Teras Hasil Perhitungan 20,013,900.00
Bronjong 178,763,200.00
Berdasarkan rancangan anggaran biaya (RAB) yang dapat dilihat pada Tabel 13, variasi III dipilih sebagai alternatif perkuatan pada lereng di Desa Puraseda. Biaya yang diperlukan pada pembuatan teras dengan geometri variasi III lebih sedikit dibandingkan dengan variasi lainnya. Rancangan anggaran biaya (RAB) pembuatan teras variasi III dapat dilihat pada Tabel 14, sedangkan RAB teras variasi lain dan bronjong dapat dilihat pada Lampiran 5 dan Lampiran 6. Teras variasi III direncanakan dengan total luas permukaan lereng yang dianalisis mencapai 336 m2, dan volume galian sebesar 119.3 m3.
Tabel 14 Rancangan Anggaran Biaya (RAB) geometri teras variasi III
No Uraian Volume Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)
1 Membersihkan
Lapangan & Peralatan 336 m
2 11,535.00 3,875,760.00
2 Galian tanah 119.3 m3 84,175.00 10,041,187.22
Total 13,916,947.22
Pembulatan 13,917,000.00
Rancangan anggaran biaya (RAB) untuk pemasangan dinding bronjong pada lereng sepanjang 16 m, yaitu panjang area pemukiman yang berada pada kaki lereng. Biaya yang dibutuhkan dengan dimensi tinggi 5 m, lebar 6 m, dan panjang 16 m sebesar Rp. 178,763,200.00. Berdasarkan analisis stablitas lereng dan analisis terhadap masing-masing perkuatan, perkuatan menggunakan teras variasi III dipilih sebagai alternatif penguatan lereng di Desa Puraseda. Hal tersebut berdasarkan pembuatan teras dengan geometri variasi III ditinjau dari segi ekonomi lebih efektif dibandingkan alternatif perkuatan menggunakan bronjong ataupun variasi geometri teras lainnya. Uraian analisis biaya (RAB) dapat dilihat pada bagian Lampiran 5 dan Lampiran 6.
30