F. Kestabilan lereng
2. Metode Analisa Kestabilan Lereng
X W cAB R Guling Momen Lawan momen R ( ) ………….(32)
2. Metode Analisa Kestabilan Lereng
Secara garis besar, metode analisis kestabilan lereng dapat dibagi menjadi:
a Metode pengamatan visual adalah cara dengan mengamati langsung di lapangan dengan membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan bergerak dan yang yang tidak, cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan pengalaman di lapangan (Pangular, 1985). Cara ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan. Cara ini mirip dengan memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng.
b Metode komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop, Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung Faktor Keamanan lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci utama gerakan tanah adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi :
(1) tak terdrainase,
(2) efektif untuk beberapa kasus pembebanan,
(3) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan kedalaman,
(4) berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air (sejalan dengan waktu) atau terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan air tanah.
Dalam menghitung besar faktor keamanan lereng dalam analisis lereng tanah melalui metoda sayatan, hanya longsoran yang mempunyai bidang gelincir saya yang dapat dihitung.
c Metode grafik adalah dengan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu, Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur sederhana. Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan penggunaan rumus (cara komputasi). Stereonet, misalnya diagram jaring Schmidt (Schmidt Net Diagram) dapat menjelaskan arah longsoran atau runtuhan batuan dengan cara mengukur strike/dip kekar-kekar (joints) dan strike/dip lapisan batuan.
Berdasarkan penelitian-penelitian yang dilakukan dan studi-studi yang menyeluruh tentang keruntuhan lereng, maka dibagi 3 kelompok rentang Faktor Keamanan (F) ditinjau dari intensitas kelongsorannya (Bowles, 1989), seperti yang diperlihatkan pada tabel dibawah.
Tabel 4. Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng Dan Intensitas Longsor
Nilai Faktor Keamanan Kejadian (Intensitas Longsor) F kurang dari 1,07
F antara 1,07 sampai 1,25 F diatas 1,25
Longsor biasa terjadi (Lereng labil) Longsor pernah terjadi (Lereng kritis) Longsor jarang terjadi (Lereng relatif Stabil
Faktor Keamanan (Fs) lereng tanah dapat dihitung dengan berbagai metode. Longsoran dengan bidang gelincir (slip surface), Fs dapat dihitung dengan metoda sayatan (slice method) menurut Fellenius atau Bishop. Untuk suatu lereng dengan penampang yang sama, cara Fellenius dapat dibandingkan nilai faktor keamanannya dengan cara Bishop.
Dalam mengantisipasi lereng longsor, sebaiknya nilai Fs yang diambil adalah nilai Fs yang terkecil, dengan demikian antisipasi akan diupayakan maksimal.
a. Metode lingkaran
Ketika kelongsoran terjadi dimana permukaan kelongsoran berpotongan dengan lereng tepat pada atau di bawah kaki lerengnya, maka ini disebut suatu kelongsoran pada kaki lereng (toe failure) dan lingkaran kelongsorannya disebut sebagai suatu lingkaran kaki lereng (toe circle) (Gambar 2.17).
Apabila garis kelongsoran berpotongan pada lereng di atas kaki lereng, maka model ini disebut kelongsoran pada badan lereng (slope failure) dan lingkaran kelongsoran disebut sebagai suatu lingkaran badan lereng (slope circle) (Gambar 2.18). Kelongsoran yang terjadi pada permukaan kelongsoran dan melewati beberapa jarak di bawah kaki lereng disebut sebagai suatu kelongsoran dasar Gambar 17. Tipe Kelongsoran kaki lereng (toe circle) (Das, 1990)
(base failure) dan lingkaran kelongsoran dalam kasus ini disebut suatu lingkaran tengah (a midpoint circle) (Gambar 2.19). Di bawah lingkup tertentu, kelongsoran lereng dangkal dapat juga terjadi (Gambar 2.15).
Salah satu prosedur yang digunakan dalam analisis stabilitas lereng dengan permukaan kelongsoran berbentuk lingkaran yaitu Prosedur Massa.
Dalam kasus ini, massa tanah di atas permukaan kelongsoran diambil sebagai satu kesatuan. Prosedur ini berguna apabila tanah yang membentuk lereng diasumsikan homogen, walaupun ini tidak sesuai untuk lereng-lereng alami (Das, 1990) .
Gambar 18 Kelongsoran Badan Lereng (slope failure) (Das, 1990)
Konsep lingkaran frisik dapat dipakai untuk kondisi lereng tertentu pada tanah homogen dengan kuat gesar sebesar
s =cd + tan d ………….(33)
dimana:
cd , d = parameter-parameter kuat geser desaign dan xx tegangan normal pada permukaan gelincir
Gambar 2.21 memperlihatkan konsep umum. Gambar 2.21.a mengilustrasikan lingkaran percobaan dan gaya yang berkerja pada tanah yang tidak mengandung air. Tahanan geser diperoleh dengan
Gambar 20. Kelongsoran lereng dangkal (Das, 1990)
menjumlahkan gaya friski disepanjang busur untuk mendapatkan (telah diketahui bahwa kita memakai nilai-nilai desaign C dan )
FR =
cds
dN tan ………….(34)Gambar 21. Sistem Gaya Lingkaran
Atau secara alternatif: F R = Cs + Fs
= cAB + N tan
= cAB + W cos tan ………….(35)
Seperti pada gambar 21.c, bahwa tahanan geser berkombinasi dengan huruf N untuk memberikan sebuah vektor P yang berkerja pada sudut xxx terhadap garis singgungan pada busur. Garis kerja P yang diperpanjang akan memberikan lengan momen terhadap titik O sebesar xxx dihitung sebagai:
X = R sin ………….(36) Untuk semua vektor dp, lengan momen xx merupakan bagian dari lingkaran kecil dengan jari-jari R sin xx. Lingkaran kecil dengan pusat O ini disebut lingkaran. Kohensi adalah bebas terhadap
data dedngan memperhatikan bahwa garis singgung yang umum dapat diperoleh untuk komponen dari Cs ditiadakan, dengan
menyebabkan momen-momen disepanjang busur La dan terhadap
panjng tali busur lc lita daptkan
cLca = cLaR ………….(37)
Yang mengahsilkan lengan momen ekivalen sebesar
C = R c a L L ………….(38) Dengan nilai lengan momen ini, gaya kohesi ekuivalen dapat dihitung sebagai :
Cs = cLc ………….(39)
Untuk suatu sistem gaya dalam keseimbangan momen dan statis, sistem harus berimpit, dengan FH dan Fv= 0. Sebuah poligon gaya dapat dipakai untuk gaya-gaya seperti terlihat pada gambar 1c, dengan kemiringan P didapat dari perpotongan-perpotongan bahwa P tepat menyinggung lingkaran . Biasanya kita anggap bahwa P tepat mentingggung lingkaran , karena perbedaan maksimumnya biasanya kurang dari 7 persen. Gaya berat W didapat dengan mengukur luas dengan planimeter atau dengan analisis penampang-penampang geometris yang sederhana. Garis
kerjanya diperoleh dengan memotong model kertas tebal dan menggantungnya pada dua atau lebih titik. Beberapa lingkaran percobaan akan diperlukan untuk mendapatkan F minimum, yang telah dihitung sebelumnya, yaitu:
guling Momen LAwan Momen F ………….(40)Pemeriksaan atas poligon gaya dalam gambar 16-4c menunjukan bahwa:
W = f ( H) ………….(41)
C = f(c) ………….(42)
P = f () ………….(43)
Maka terdapat lima variabel. Kita dapat mengkombinasikan H, x, dan c kedalam variabel tunggal Ns seperti telah dibahas
sebelumnya sehingga variabelnya berkurang menjadi tiga. Dalam prakteknya, empat dari variabel-variabel tersebut harus diketahui; walaupun demikian, dengan memakai variabel tidak berdimensi Ns,
studi paramatrik untuk suatu lereng tertentu akan dapat dibuat dengan cukup mudah.
b. Metode Sayatan
Dalam prosedur ini, tanah di atas permukaan kelongsoran dibagi menjadi beberapa buah irisan vertikal yang paralel. Stabilitas setiap irisan dihitung secara terpisah (Das, 1990). Para peneliti menemukan banyak jenis metode analisis berdasarkan metode irisan dan variasi hasil perhitungan nilai faktor keamanan antar
metode-metode analisis ini adalah berkisar kurang lebih lima persen (5%) (Singh, 1970 dalam Al-Karni dkk, 1999).
1. Analisis stabilitas lereng metode irisan biasa (Ordinary