ANALISIS STABILITAS LERENG MENGGUNAKAN SOFTWARE
GEOSTUDIO SLOPE/W 2012 BERDASARKAN METODE BISHOP
DI DESA CISARUA, KABUPATEN BOGOR
MARDIANTO EFFENDI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Software Geostudio SLOPE/W 2012 Berdasarkan Metode Bishop di Desa Cisarua, Kabupaten Bogor adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2016
Mardianto Effendi NIM F44120092
ABSTRAK
MARDIANTO EFFENDI. Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Software GeoStudio SLOPE/W 2012 Berdasarkan Metode Bishop di Desa Cisarua, Kabupaten Bogor. Dibimbing oleh ERIZAL.
Wilayah Kabupaten Bogor termasuk salah satu wilayah dengan potensi bencana alam paling tinggi. Salah satu potensinya yang paling besar adalah bencana longsor. Sejak bulan Januari hingga bulan September 2015 telah terjadi peristiwa longsor sebanyak 79 kali. Penelitian bertujuan menganalisis kestabilan lereng berdasarkan nilai faktor keamanan (Fk) , menentukan alternatif penguatan lereng untuk daerah yang rawan longsor dan menganalisis biaya untuk penguatan lereng. Metode yang digunakan adalah metode Bishop pada software GeoStudio SLOPE/W 2012. Dari hasil analisis stabilitas lereng diperoleh nilai Fk lereng sebesar 1,358. Nilai tersebut menunjukkan bahwa lereng tidak dalam kondisi stabil karena Fk < 1,5. Maka dari itu diperlukan peningkatan kestabilan lereng untuk mencegah terjadinya longsor. Pada penguatan memakai teras dengan pada vertical interval 3 m dan lebar 5 m diperoleh nilai Fk 1,532. Bila penguatan lereng menggunakan bronjong dengan tinggi 6 m dan lebar 4 m diperoleh nilai Fk 1,562. Hasil analisis biaya secara kasar untuk pembuatan teras kurang lebih Rp 157.282.500,00 dan untuk pembangunan bronjong sebesar Rp 281.601.846,00.
Kata Kunci : bronjong, GeoStudio SLOPE/W 2012, metode bishop, stabilitas lereng, teras.
ABSTRACT
MARDIANTO EFFENDI. Analysis of Slope Stability Using Software GeoStudio SLOPE / W in 2012 by Bishop Method, in Cisarua village, Bogor Disctrict. Supervised by ERIZAL
Bogor Regency is one of the areas with the highest potential of natural disaster. One of the greatest potential is landslide. From January to September 2015 landslides have been occured around 79 times. This study aimed to analyze slope stability based on the value of safety factor (Fk), to determine the slope reinforcement alternative for areas that are prone to landslides and to analyze the cost for reinforcement slope. Analysis used Bishop method of GeoStudio SLOPE / W 2012. The analysis result showed that Fk value was 1,358. That value indicated that the slope was not in a stable condition because Fk <1,5. Therefore, it is necessary to increase the stability of slopes to prevent landslides. The strengthening alternative using terrace with vertical interval 3 m and width 5 m gave Fk of 1,532. The strengthening of slope using gabion with height of 6 m and width of 4 m, gave Fk of 1,562. The analysis results showed that the cost for terracing was Rp 157.282.500,00 and for gabion construction was Rp 281.601.846,00.
Keywords: gabion, GeoStudio SLOPE / W 2012, metode bishop , slope stability, terrace.
MARDIANTO EFFENDI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik sipil dan Lingkungan
ANALISIS STABILITAS LERENG MENGGUNAKAN SOFTWARE GEOSTUDIO SLOPE/W 2012 BERDASARKAN METODE BISHOP
DI DESA CISARUA, KABUPATEN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang mulai dilaksanakan sejak bulan Februari hingga Mei 2016 ini berjudul Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Software Geostudio SLOPE/W 2012 Berdasarkan Metode Bishop di Desa Cisarua, Kabupaten Bogor.
Penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu ucapan terimah kasih disampaikan kepada:
1. Dr. Ir. Erizal, M.Agr selaku dosen pembimbing yang senantiasa membimbing dan mengarahkan dalam menyelesaikan skripsi, serta memberikan banyak ilmu dan pelajaran moral yang sangat bermanfaat.
2. Bapak Sutoyo, S.T.,M.Si dan Bapak Muhammad Fauzan, S.T., M.T selaku dosen penguji skripsi yang senantiasa mengarahkan dalam menyelesaikan skripsi, serta memberikan banyak ilmu dan pelajaran moral yang sangat bermanfaat.
3. Kedua orang tua, Bapak Inurman dan Ibu Nur Baiti yang selalu memberikan doa dan dukungan serta dorongan semangat baik secara moril maupun materil.
4. Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan serta Fakultas Teknologi Pertanian atas bantuan administrasi yang diberikan.
5. Ichtiar Dody Saputra, A.md selaku teknisi laboratorium yang telah membantu dalam pengumpulan data karakteristik tanah.
6. Rizky Kurniawan atas bantuan selama penelitian yang telah dilakukan.
7. M Didik, Amir, Leni, Denny, Laras, Alfat dan teman-teman di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 49 yang selalu mendukung penyelesaian karya ilmiah ini.
8. PT.Bukit Asam Tbk. selaku pemberi dana penelitian sehingga penelitian ini dapat dilaksanakan dengan baik.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk penelitian selanjutnya.
Bogor, Agustus 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ii
DAFTAR TABEL iii
DAFTAR GAMBAR iii
DAFTAR LAMPIRAN iii
PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Perumusan Masalah 2 Tujuan 2 Manfaat Penelitian 2 Ruang Lingkup 2 TINJAUAN PUSTAKA 3 Stabilitas Lereng 3 GeoStudio SLOPE/W 2007 6 Teras 6 Dinding Bronjong 7 METODE PENELITIAN 8
Waktu dan Tempat 8
Alat dan Bahan 8
Prosedur Penelitian 9
HASIL DAN PEMBAHASAN 13
Topografi Lereng dan Karakteristik Tanah 13
Analisis Stabilitas Lereng 15
Perencanaan Perkuatan Lereng dengan Teras Bangku 16 Perencanaan Perkuatan Lereng dengan Dinding Bronjong 20 Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Teras dan Bronjong 22
SIMPULAN DAN SARAN 23
Simpulan 23
Saran 23
DAFTAR PUSTAKA 24
LAMPIRAN 26
DAFTAR TABEL
1 Ketentuan Tinggi dan Lebar Bronjong 11
2 Hasil Uji Geser Tanah dan Uji Densitas Tanah 14 3 Hasil Analisis Faktor Keamanan Lereng dengan Teras 19
DAFTAR GAMBAR
1 Gaya-gaya yang bekerja pada suatu potongan 4
2 Jenis- Jenis Teras 6
3 Denah Lokasi Penelitian 8
4 Diagram Alir Penelitian 9
5 Topografi Lereng Penelitian 13
6 Geometri Lereng Penelitian 13
7 Hasil Uji Geser Langsung 14
8 Hasil Analisis Stabilitas Lereng 15
9 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 7 m 17 10 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 6 m 17 11 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 5 m 17 12 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 4 m 18 13 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 3 m 18 14 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 2 m 18 15 Hasil Analisis Stabilitas Lereng dengan V.I Teras 1 m 19
16 Potongan Rancangan Bronjong Pada Lereng 20
17 Analisis Lereng yang Telah Memiliki Bronjong 22
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Teras 26
2 Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Dinding Bronjong 27
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bencana alam merupakan peristiwa alam yang dapat terjadi setiap saat dimana saja dan kapan saja, yang menimbulkan kerugian material dan imaterial bagi kehidupan masyarakat. Tanah longsor merupakan salah satu bencana alam yang banyak menimbulkan korban jiwa dan kerugian material yang sangat besar, seperti rusaknya lahan pertanian, pemukiman, jalan, jembatan, saluran irigasi, dan prasaran fisik lainnya (Rahman 2010). Longsoran adalah perpindahan massa tanah atau batu pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula, gerakan tanah mencakup gerak rayapan dan aliran maupun longsoran ( Anto et al. 2013). Menurut BNPB (2011), Wilayah Kabupaten Bogor termasuk salah satu wilayah dengan potensi bencana alam paling tinggi, dan menempati posisi kelima di Indonesia. Salah satu potensinya yang paling besar adalah bencana longsor. Potensi bancana tanah longsor, Kabupaten Bogor merupakan yang tertinggi di Jawa Barat bersama Kabupaten Cianjur. Berdasarkan data Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) di Jawa Barat sejak bulan Januari hingga bulan September 2015 telah terjadi peristiwa longsor sebanyak 79 kali, mengakibatkan 169 unit rumah mengalami rusak berat dengan jumlah korban meninggal atau hilang sebanyak 44 jiwa. Faktor penyebab tanah longsor secara alamiah meliputi morfologi permukaan bumi, penggunaan lahan, litologi, struktur geologi, dan kegempaan. Selain faktor alamiah, juga disebabkan oleh faktor aktivitas manusia yang mempengaruhi suatu bentang alam, seperti kegiatan pertanian, pembebanan lereng, pemotongan lereng dan penambangan. Secara garis besar, wilayah longsor di Kabupaten Bogor dapat digolongkan menjadi tiga kelas yaitu daerah kurang rawan longsor 7.879,40 ha (17 %), daerah rawan longsor 78.128,16 ha (74,5 %) dan daerah sangat rawan longsor 8.906,61 ha (8,49 %) dari total luasan Kabupaten Bogor (Lestari 2008).
Analisis stabilitas lereng mempunyai peran yang sangat penting pada perencanaan konstruksi sipil, seperti pada jalan raya yang pembangunannya banyak dilakukan pada area lereng. Lereng yang tidak stabil sangat berbahaya terhadap lingkungan sekitarnya. Oleh sebab itu, analisis stabilitas lereng perlu untuk dilakukan. Terdapat software yang dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah di bidang perancangan lereng, seperti software GeoStudio SLOPE/W 2012. Metode Bishop digunakan karena perhitungannya yang sederhana, cepat dan memberikan hasil perhitungan faktor keamanan yang cukup teliti. Kesalahan metode ini apabila dibandingkan dengan metode lainnya yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan seperti metode Spencer atau metode kesetimbangan batas umum, jarang lebih besar dari 5 %. Metode ini sangat cocok digunakan untuk pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur lingkaran untuk mencari faktor keamanan minimum. Penerapan penggunaan software dapat menghemat waktu dan keefektifan pekerjaan sehingga waktu yang diperlukan dalam perancangan semakin singkat dengan kualitas yang memuaskan. Dibutuhkan suatu analisis untuk menghitung kestabilan lereng dengan parameter-parameternya menggunakan rumus empiris dan aplikasi pemrograman komputer (Hidayah dan Gratia 2012).
2
Perumusan Masalah
Kestabilan lereng bertujuan untuk dapat mengetahui faktor keamanan lereng tersebut. Longsor merupakan bencana alam yang sering menyebabkan korban jiwa, harta benda, rusaknya infrastruktur, terganggunya kegiatan ekonomi, kerugian ekonomi, sosial dan lingkungan. Saat ini belum diketahui, perlu dilakukan analisis kestabilan lereng pada tanah di Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor. Data ini didapatkan untuk mengetahui tingkat keamanan lereng dan menyusun strategi penanggulangan untuk daerah rawan longsor.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menganalisis kestabilan lereng di Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, berdasarkan perhitungan faktor keamanan dengan metode Bishop.
2. Menentukan alternatif penguatan lereng untuk daerah yang rawan longsor. 3. Menganalisis biaya alternatif penguatan lereng.
Manfaat Penelitian
Manfaat hasil penelitian ini adalah:
1. Memberikan informasi mengenai kestabilan lereng di Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor.
2. Memberikan informasi alternatif peningkatan kestabilan lereng. 3. Menjadi dasar perencanaan peningkatan kestabilan lereng.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini dideskripsikan secara singkat sebagai berikut:
1. Lereng yang dianalisis berlokasi di Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor.
2. Lereng tidak dipengaruhi faktor gempa.
3. Penelitian ini membahas tentang kestabilan lereng pada daerah yang mengalami longsoran.
3
TINJAUAN PUSTAKA
Stabilitas Lereng
Lereng adalah suatu bidang di permukaan tanah yang menghubungkan permukaan tanah yang lebih tinggi dengan permukaan tanah yang lebih rendah. Lereng dapat terbentuk secara alami dan dapat juga dibuat oleh manusia. Pada tempat dimana terdapat dua permukaan tanah yang berbeda ketinggiannya, maka akan ada gaya-gaya yang bekerja mendorong sehingga tanah yang lebih tinggi kedudukannya cenderung bergerak ke arah bawah. Di samping gaya yang mendorong ke bawah terdapat pula gaya-gaya dalam tanah yang bekerja menahan/melawan sehingga kedudukan tanah tersebut tetap stabil. Gaya-gaya pendorong berupa gaya berat, gaya tiris/muatan dan gaya-gaya inilah yang menyebabkan kelongsoran. Gaya-gaya penahan berupa gaya gesekan/geseran, lekatan (dari kohesi), kekuatan geser tanah. Curah hujan yang turun akan mempengaruhi kondisi air tanah. Tanah yang kandungan airnya meningkat maka akan meningkatkan massanya dan semakin rendah kepadatan dan kekompakannya (Rahmat 2010).
Menurut Suripin (2002) tanah longsor merupakan bentuk erosi dimana pengangkutan atau gerakan masa tanah terjadi pada suatu saat dalam volume yang relatif besar. Peristiwa tanah longsor dikenal sebagai gerakan massa tanah, batuan atau kombinasinya, 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. Menurut Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (2005) menyatakan bahwa tanah longsor boleh disebut juga dengan gerakan tanah. Didefinisikan sebagai massa tanah atau material campuran lempung, kerikil, pasir, dan kerakal serta bongkah dan lumpur, yang bergerak sepanjang lereng atau keluar lereng karena faktor gravitasi bumi. Menurut Dwiyanto (2002), dilihat dari kenampakan bidang gelincirnya terdapat beberapa tipe longsoran yang sering terjadi diantaranya :
a. Kelongsoran rotasi (rotational slip). b. Kelongsoran translasi (translational slip). c. Kelongsoran gabungan (compound slip).
Menurut Hardiyatmo (2006), gaya-gaya yang menggerakkan tanah dapat direduksi dengan cara :
1. Menggali material yang berada pada zona tidak stabil,
2. Mengurangi tekanan air pori dengan mengalirkan air pada zona tidak stabil.
Gaya-gaya yang menahan gerakan longsor dapat ditambahkan dengan cara : 1. Drainase yang menambah kuat geser tanah
2. Menghilangkan lapisan lemah atau zona berpotensi longsor yang lain 3. Membangun struktur penahan atau sejenisnya
4. Melakukan perkuatan tanah di tempat
5. Penanganan secara kimia, atau yang lain (misalnya mengeraskan tanah) untuk menambah kuat geser tanah.
4
Mengingat lereng terbentuk oleh banyaknya variabel dan banyaknya faktor ketidakpastian antara lain parameter-parameter tanah seperti kuat geser tanah, kondisi tekanan air pori maka dalam menganalisis selalu dilakukan penyederhanaan dengan berbagai asumsi (Rachim 2012). Faktor-faktor yang menyebabkan longsor secara umum diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Faktor-faktor yang menyebabkan naiknya tegangan geser, yaitu: naiknya berat unit tanah karena pembasahan, adanya tambahan beban eksternal, bertambahnya kecuraman lereng karena erosi alami/penggalian, dan bekerjanya beban goncangan.
2. Faktor-faktor yang menyebabkan turunnya kekuatan geser, yaitu : adanya absorbsi air, naiknya tekanan air, beban goncangan, pengaruh pembekuan dan pencairan, dan hilangnya kekuatan karena regangan berlebihan pada lempung sensitif.
Bila nilai faktor keamanan (Fk) sama dengan 1 maka lereng dalam keadaan akan longsor. Nilai Fk sebesar 1,5 merupakan angka keamanan terhadap kekuatan geser yang dapat diterima untuk merencanakan suatu stabilitas lereng dengan pertimbangan aliran air pada musim hujan. Kekuatan geser maksimum adalah harga puncak dan dipakai apabila massa tanah/batuan yang potensial longsor tidak mempunyai bidang diskontinuitas (perlapisan, rekahan, sesar dan sebagainya) dan belum pernah mengalami gerakan. Kekuatan residual dipakai apabila : (i) massa tanah/batuan yang potensial bergerak mempunyai bidang diskontinuitas, dan atau (ii) pernah bergerak (walaupun tidak mempunyai bidang diskontinuitas) (DPU 1987).
Komputasi nilai faktor keamanan akan menggunakan logika algoritma yang dijalankan pada program Geoslope. Perhitungan nilai faktor keamanan dapat menggunakan metode Fellenius, Janbu, Bishop, ataupun Morgenstern-Price (Kurniawan 2014). Menurut Bishop (1955), metode Bishop adalah metode yang diperkenalkan oleh A.W. Bishop menggunakan cara potongan dimana gaya-gaya yang bekerja pada tiap potongan ditunjukan pada Gambar 1.
Gambar 1 Gaya-gaya yang bekerja pada suatu potongan
Metode Bishop dipakai untuk menganalisis permukaan gelincir (slip ssurface) yang berbentuk lingkaran. Dalam metode ini diasumsikan bahwa gaya-gaya normal total berada/bekerja dipusat atas potongan dan bisa ditentukan dengan mengurangi gaya-gaya pada potongan secara vertikal atau normal. Persyaratan keseimbangan dipakai pada potongan-potongan yang membentuk lereng tersebut. Metode bishop menganggap bahwa gaya-gaya yang bekerja pada irisan mempunyai resultan nol pada arah vertikal. Secara umum prinsip metode Bishop menurut Parluhutan (2014):
5 1. Kekuatan geser didefinisikan dengan menggunakan hubungan linier
Mohr-Coulomb.
2. Menggunakan keseimbangan normal 3. Menggunakan keseimbangan tangensial 4. Menggunakan keseimbangan momen
Dengan mempertimbangkan seluruh keseimbangan gaya maka rumus untuk faktor keamanan (Fk) metode Bishop diperoleh sebagai berikut ( Anderson dan Richards 1987) :
∑ ∑[* ( ) +
] (1)
Dimana:
W: berat segmen tanah (kN/m2) c : kohesi tanah (kN/m2) 𝜙 : sudut gesek dalam (o
)
P : gaya normal total pada irisan T : gaya geser pada dasar irisan b : lebar dari irisan
l : panjang dari irisan α : sudut kemiringan lereng
EL, ER : gaya antar irisan yang bekerja secara horisontal pada penampang kiri dan kanan
XL, XR : gaya antar irisan yang bekerja secara vertikal pada penampang kiri dan kanan
Menurut Wardana (2011) menyatakan bahwa untuk lereng yang mempunyai bidang longsor kritis membentuk busur lingkaran, angka keamanannya dapat dicari dengan menggunakan metode Bishop yang disederhanakan dengan hasil yang memuaskan dan dapat dipercaya. Menurut Broms (1969) metode perbaikan stabilitas lereng dapat dibagi dalam tiga kelompok, antara lain :
1. Metode geometri
yaitu perbaikan lereng dengan cara merubah geometri lereng. Misalnya : mengurangi kemiringan lereng, membuat terasering, menggali bagian atas dan menimbun di bagian bawah lereng.
2. Metode hidrologi
yaitu perbaikan dengan cara menurunkan muka air tanah atau menurunkan kadar air tanah pada lereng. Misalnya : dengan memasang pompa air untuk mengurangi kadar air pada lereng.
3. Metode-metode kimia dan mekanis
yaitu perbaikan dengan cara grouting semen untuk menambah kuat geser tanah atau memasang bahan tertentu seperti tiang di dalam tanah. Selain itu, dapat juga dilakukan dengan memasang timbunan bronjong untuk mencegah erosi yang menggerus tanah pada kaki lereng.
6
GeoStudio SLOPE/W 2012
GeoStudio Office adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan geoteknik dan geo-lingkungan. Software ini melingkupi SLOPE/W, SEEP/W, SIGMA/W, QUAKE/W, TEMP/W, dan CTRAN/W yang sifatnya terintegrasi sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke produk yang lain (Pradana 2012).
Fitur ini cukup unik dan memberikan fleksibilitas untuk digunakan baik dikalangan akademisi maupun profesional dalam menyelesaikan berbagai macam permasalahan geoteknik dan geo-lingkungan seperti tanah longsor, pembangunan bendungan, penambangan dan lain-lainnya. SLOPE/W merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan tanah dan kemiringan batuan. SLOPE/W dapat dilakukan analisis masalah baik secara sederhana maupun kompleks dengan menggunakan salah satu dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagai permukaan yang miring, kondisi tekan pori air, sifat tanah dan beban terkonsentrasi. Selain itu dapat juga digunakan elemen tekan pori air yang terbatas, tegangan statis atau tegangan dinamik pada analisis kestabilan lereng serta dapat juga dikombinasikan dengan analisis probabilistik (Hidayah dan Gratia 2012). Software GeoStudio SLOPE/W 2012 sudah banyak diaplikasikan pada penelitian dan analisis kestabilan lereng, khususnya dengan menggunakan Slope/W dan Seep/W.
Teras
Penggalian bentuk teras cocok dilakukan pada lereng yang terjal, atau ketika perbaikan stabilitas lereng dengan membuat lereng lebih landai sulit dilakukan. Struktur teras dapat mengurangi erosi dan menahan gerakan turun debris (campuran material granuler) pada longsoran kecil. Oleh adanya teras, laju aliran permukaan yang sering diikuti dengan aliran debris menjadi terhambat. Jenis-jenis teras dapat dilihat pada Gambar 2 (Hardiyatmo 2006).
Gambar 2 Jenis-jenis teras : (a) Level bench, (b) outward-sloping bench, (c) inward-sloping bench, (d) step terraces, (e) irrigation terraces.
Teras dibuat dengan cara menggali tanah pada lereng dan meratakan tanah di bagian bawah sehingga terjadi suatu deretan tangga atau bangku. Menurut Arsyad et al. (2013) teras dapat dibuat pada tanah berlereng 2% sampai 30% atau lebih besar. Menurut Agus dan Widianto (2004) teras dapat diterapkan pada lahan
7 dengan kemiringan 10% sampai 40%. Menurut Puslitbangtanak (2004), fungsi utama dari teras adalah sebagagai berikut :
1. Memperlambat aliran permukaan
2. Menampung dan menyalurkan aliran permukaan dengan kekuatan yang tidak merusak
3. Meningkatkan laju infiltrasi 4. Mempermudah pengolahan tanah.
Dinding Bronjong
Menurut Hardiyatmo (2006) struktur penahan yang dibangun di kaki lereng memperbesar stabilitas lereng karena dapat menahan gerakan massa tanah yang akan longsor. Struktur penahan dikaki lereng juga melindungi kaki lereng terhadap gerusan penahan dikaki lereng dapat dibuat berupa :
1. Dinding memotong kaki lereng
2. Dinding diluar kaki lereng yang membentuk teras
Telah banyak tipe-tipe dinding penahan yang telah digunakan pada saat ini. Tipe-tipe dinding penahan yang dapat digunakan untuk memperbaiki stabilitas lereng meliputi: Struktur Penyangga dari tanah dan batuan, dinding bronjong, dinding krib, dinding tanah bertulang, dinding gravitasi, dinding tiang baja.
Bangunan bronjong adalah struktur yang tidak kaku, oleh karena itu bronjong dapat menahan gerakan baik vertikal maupun horizontal dan apabila runtuh masih bisa dimanfaatkan lagi. Selain itu bronjong mempunyai sifat yang lolos terhadap air, sehingga air dapat terus lewat sementara pergerakan tanah dapat ditahan oleh bronjong. Bronjong pada umumnya dipasang pada kaki lereng, biasanya berfungsi sebagai penahan longsoran, dapat juga berfungsi mencegah penggerusan atau erosi tanah. Keberhasilan penggunaan bronjong sangat tergantung dari kemampuan bangunan ini untuk menahan geseran pada tanah di bawah alasnya. Oleh karena itu, bronjong harus diletakkan pada lapisan yang mantap dengan kuat geser besar di bawah bidang gelincir. Tinggi standar untuk pembuatan dinding bronjong adalah 6 m, baik pada permukaan tanah yang ditahan / tanah pengisi memiliki kemiringan ataupun rata. Jika lebih, maka diperlukan kombinasi dari struktur lain, seperti penambahan dinding penahan beton. Dinding bronjong yang dibangun pada tanah pengisi yang miring bertujuan untuk menahan pada bagian kaki lereng, sehingga tidak menyebabkan keruntuhan dan meningkatkan stabilitas (Hardiyatmo 2006). Menurut Hardiyatmo (2006), dinding bronjong efektif untuk mengontrol erosi dan longsor. Struktur sebaiknya dikombinasikan dengan pembuatan berm atau pelandaian lereng. Keuntungan pemakaian bronjong antara lain :
1. Tidak memerlukan pelat fondasi
2. Tidak rusak oleh akibat penurunan tak seragam 3. Material lolos air (drainase mudah)
4. Mudah pembuatannya 5. Biaya relatif lebih ekonomis
8
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan di Desa Cisarua, Kabupaten Bogor (Gambar 3). Pengumpulan data dilakukan dari pertengahan bulan Februari sampai Mei 2016. Selanjutnya analisis karakteristik tanah dilakukan di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah, Institut Pertanian Bogor.
Gambar 3 Denah lokasi penelitian
Alat dan Bahan
Dalam penelitian ini dibutuhkan data primer yaitu: topografi permukaan tanah dan karakteristik tanah (berat isi, kohesi, dan sudut geser dalam). Untuk itu digunakan perangkat untuk survei lapangan berupa theodolit, pita ukur, targetrod. Perangkat yang digunakan untuk uji karakteristik tanah berupa ring sampel, alat uji geser langsung, oven, dan timbangan. Software komputer yang digunakan yaitu GeoStudio SLOPE/W 2012, AutoCAD 2010, Surfer 10.0, Microsoft Office 2010, dan perangkat laptop, serta alat tulis.
9
Prosedur Penelitian
Tahap-tahap pada penelitian ini adalah studi literatur, pengambilan data di lapangan, uji sempel tanah di laboratorium, dan pengolahan data dengan program/software yang digunakan. Langkah-langkah penelitian disajikan pada Gambar 4.
Tidak
Ya
Tidak
Ya
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian
Studi Literatur :
1. Perhitungan stabilitas lereng 2. Pengoperasian software GeoStudio 3. Perhitungan gabion/bronjong 4. Rumus-rumus penunjang
Pengumpulan Data Primer 1. Topografi
2. Data Tanah
Identifikasi Tanah dan Analisis Stabilitas Lereng
Cek
FK ≥ 1,5 Perkuatan Lereng
Cek FK ≥ 1,5
Penentuan Jenis perkuatan lereng
Bronjong Teras
Mulai
10
Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan dan referensi berupa metode maupun data sekunder yang dibutuhkan dalam kegiatan studi lapangan dan analisis data. Penelitian dilanjutkan dengan identifikasi lapangan dan pengumpulan data untuk mendapatkan data primer. Pemetaan topografi dilakukan langsung di lapangan menggunakan peralatan survei lapangan. Setelah didapatkan data survei, pemetaan dilakukan dengan program Surfer 10.0. Program tersebut menghasilkan peta kontur dan topografi dalam tiga dimensi. Penelitian karakteristik fisik dan mekanik tanah dilakukan di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah, Institut Pertanian Bogor. Sampel tanah diambil dengan menggunakan ring sampel pada tiga titik, dan pada setiap titik diambil sebanyak tiga sampel tanah. Sampel tanah diambil pada kedalaman sekitar 40 cm. Karakteristik tanah yang dianalisis di laboratorium adalah berat isi, sudut geser dalam, dan kohesi tanah. Sampel tanah dikondisikan dalam keadaan jenuh, dengan tujuan didapatkan kondisi paling kritis dari tanah. Setelah didapatkan data tersebut, kemudian dilakukan analisis data dengan menggunakan perangkat komputer beserta program yang digunakan.
Analisis kestabilan lereng dilakukan dengan memodelkan lereng dalam bentuk dua dimensi dan ditentukan lereng yang memiliki potensi longsor yang paling besar. Lereng dibagi menjadi tiga bagian. Hal ini didasarkan pada jumlah titik pengambilan sampel tanah, sehingga setiap bagian tersebut memiliki karakteristik yang disesuaikan dengan hasil pengujian di laboratorium. Analisis stabilitas lereng dilakukan menggunakan bantuan software komputer GeoStudio 2012, dengan salah satu fiturnya khusus untuk perhitungan stabilitas lereng, yaitu SLOPE/W. Pengolahan data dilakukan menggunakan software Microsoft Excell dan AutoCAD 2010. Tahapan pelaksanaan analisis kestabilan lereng dengan menggunakan software GeoStudio SLOPE/W 2012 :
1. Setelah program mulai dijalankan, pilih Student licensi dan klik fitur SLOPE/W akan muncul dialog.
2. Pada dialog pengaturan pilih tipe analisis Bishop. Pada pendugaan bidang longsor dilakukan penyesuaian arah pergerakan tanah dengan asumsi tanah bergerak dari arah kanan ke kiri. Bidang longsor dan pusat atau busur keruntuhan dapat ditampilkan dengan memilih metode Grid dan Radius. 3. Pengaturan halaman kerja pada menu Set, sehingga diatur ukuran halaman
dengan page, satuan dan skala dengan units and scale, kordinat pemodelan dengan grid, dan kordinat sumbu untuk geometri lereng melalui Axes. 4. Pemodelan lereng dengan topografi yang disesuaikan dengan grid dan
skala pada halaman kerja.
5. Input data material lereng menggunakan model material Mohr-Coulomb yang telah direncanakan dan disesuaikan dengan data, dengan asumsi pemodelan lereng terdiri dari tiga lapisan. Input data melalui perintah KeyIn, kemudian pilih Material.
6. Analisis dilakukan dengan menggambarkan radius untuk pendugaan bidang keruntuhan dan penggambaran grid sebagai titik pusat keruntuhan yang berbentuk busur lingkaran. Analisis dijalankan dengan menu Solve Analysis. Hasil analisis yang dilihat melalui Contour berupa pendugaan bidang runtuh pada lereng dan nilai faktor keamanannya.
7. Perencanaan teras masih dengan menggunakan model lereng yang sama. Dalam perencanaan menggunakan rumus V.I ( vertical interval) (Schwab
11 et al.1957) .
V.I = a + S/b (2)
Keterangan:
V.I : vertikal interval (ft) a : konstanta
b : konstanta kedua S : kemiringan (%)
Modifikasi bentuk dan geometri teras pada dilakukan lereng dengan menggunakan menu Modify Object. Analisis kestabilan dilakukan dengan cara yang sama dengan analisis kestabilan lereng asli.
8. Spesifikasi tinggi dan lebar bronjong yang direncanakan berdasarkan modul bronjong pada GEO (2004) dapat dilihat pada Tabel 1. Selain itu perhitungan juga dikombinasikan dengan spesifikasi bahan menurut SNI 03-0090-1999. Data yang diperlukan pada perencanaan bronjong adalah densitas tanah, sudut geser dalam, berat isi bronjong, tinggi rencana, lebar rencana, sudut kemiringan bronjong, dan sudut kemiringan tanah.
Tabel 1 Ketentuan tinggi (H) dan lebar bronjong (B) H (m) B (m) H (m) B (m) 1 2 6 4 2 2 7 5 3 3 8 5 4 3 9 6 5 4 10 6
Perhitungan perencanaan bronjong dilakukan dengan menggunakan persamaan (3) sampai dengan persamaan (14) (GEO 2004). Koefisien tekanan Ka dihitung dengan persamaan (3) dan tekanan aktif total (Pa) dengan persamaan (4).
K ( )
( )[ √ (( )) ( ) ( )]
(3)
P (4)
Tekanan tanah aktif pada arah horizontal (Ph) dihitung dengan persamaan (5) dan jarak vertikal menuju Ph dihitung dengan persamaan (6).
P (5)
d
(
)
( )
(6)
Momen guling (Mo) dihitung dengan persamaan (7), sedangkan berat bronjong untuk setiap 1 m panjang (Wg) ditentukan dengan persamaan
12
(8). Jarak horizontal ke Wg (dg) dihitung dengan persamaan (9) dan momen tahanan (Mr) dihitung dengan persamaan (10).
𝑀 =𝑑 (7)
𝑔 = (𝛴𝐴). 𝑔 (8)
𝑑𝑔=𝛴𝐴𝑥/𝛴𝐴 (9)
𝑀𝑟=𝑑𝑔 𝑔 (10)
Faktor keamanan terhadap guling (SFo) dihitung dengan persamaan (11). Faktor keamanan terhadap geser (SFs) dihitung dengan persamaan (12). Eksentrisitas reaksi (e) dihitung dengan persamaan (13), sedangkan batas eksentrisitas dihitung dengan persamaan (14).
𝑆 =𝑀𝑟/𝑀 (11) 𝑆 =𝜇 𝑔/ (12)
( ) (13) (14) Keterangan : H : tinggi dinding (m) B : lebar dinding (m) q : beban merata (kN/m2 )
α: sudut kemiringan tanah timbunan (o) β: sudut kemiringan dinding (o)
: sudut geser dalam (o)
δ : sudut gesek tanah dengan dinding gabion (o) ws : densitas tanah (kN/m3)
13
HASIL DAN PEMBAHASAN
Topografi Lereng dan Karakteristik Tanah
Analisis stabilitas lereng dilakukan di Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor. Desa tersebut dikelilingi oleh barisan perbukitan yang memiliki lereng dengan berbagai sudut kemiringan. Pada area penelitian yang terletak di Desa Cisarua dan merupakan area rawan longsor dilakukan pengukuran topografi. Setelah melakukan pengukuran survei lapangan lalu dilakukan input data dalam software Surfer 10.0 . Topografi lereng penelitian ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Topografi lereng penelitian
Bentuk lereng diperoleh dari dimensi sisi-sisi lereng. Dimensi lereng yang dianalisis memiliki topografi dan kemiringan yang tidak seragam, sehingga lereng yang dimodelkan ditentukan berdasarkan pada titik yang memiliki sudut kemiringan tinggi. Berdasarkan titik peta topografi yang telah dipilih diperoleh sudut kemiringan sebesar 32o dan ketinggian lereng 25 m dari bibir lereng. Geometri lereng penelitian ditunjukkan pada Gambar 6.
14
Lereng atau lahan yang mempunyai kemiringan melampaui 20o biasanya sudah bisa menimbulkan longsor. Menurut Utomo (2008), menyatakan bahwa hubungan antara panjang dan kemiringan lereng berkaitan dengan keseimbangan energi. Bertambahnya kemiringan lereng (slope), akan diikuti dengan pertambahan luas hamparan longsor. Luas hamparan longsor adalah luas yang dapat dijangkau sejumlah material longsoran menuju ke tempat yang sudah cukup stabil. Selain itu pengaruh kemiringan lereng terhadap proporsi areal longsor memiliki pola yaitu semakin meningkatnya kemiringan lereng maka akan diikuti dengan meningkatnya proporsi areal longsor. Proporsi areal longsoran adalah seberapa bagian lahan yang terkena longsor pada suatu hamparan lereng.
Data karakteristik tanah yang diperlukan dalam analisis didapatkan dari pengujian geser langsung (direct shear) dan uji densitas di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah IPB. Sampel tanah diambil pada kedalaman 40 cm dibawah permukaan tanah. Pada uji geser langsung (direct shear) di laboratorium setiap sempel tanah diuji dengan beban 0,5 kg/cm2, 1,0 kg/cm2, 1,5 kg/cm2 serta dilakukan tiga kali pengulangan yang dapat menunjukkan karakteristik tanah berupa kohesi, sudut geser dalam. Hasil pengujian geser langsung dari tiga titik diplot dalam grafik sesuai dengan persamaan Mohr-Coulomb sehingga diperoleh nilai kohesi, sudut geser dalam dan berat isi tanah. Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 7. Hasil nilai kohesi, sudut geser dalam dan berat isi tanah dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 7 Hasil uji geser langsung
y = 0,5038x + 0,1773 0 0,5 1 1,5 0 0,5 1 1,5 2 τ (K g/ cm 2) Beban uji (Kg/cm2) (Sampel atas) y = 0,5273x + 0,1805 0 0,5 1 1,5 0 0,5 1 1,5 2 τ (K g/ cm 2) Beban uji (Kg/cm2) (Sampel tengah) y = 0,4943x + 0,1099 0 0,5 1 1,5 0 0,5 1 1,5 2 τ (K g/ cm 2) Beban uji (Kg/cm2) (Sampel bawah)
15 Tabel 2 Hasil uji geser tanah dan uji densitas tanah
Titik Kohesi Sudut Geser Berat isi Kg/cm2 KN/m2 Dalam (o) gr/cm3 KN/m3 Atas 0,1773 17,387 26,738 1,739 17,062 Tengah 0,1805 17,700 27,802 1,826 17,922 Bawah 0,109 10,777 26,303 1,732 16,991
Berdasarkan data yang disajikan pada Tabel 2 diperkirakan faktor keamanan lereng masih terbilang kecil. Menurut Pangemanan et al (2014), semakin tinggi nilai kohesi maka nilai faktor keamanan lereng akan semakin tinggi juga. Selain itu sudut geser dalam juga merupakan salah satu parameter faktor keamanan lereng. Menurut teori Mohr-Coulomb nilai sudut geser dalam berhubungan juga dengan nilai faktor keamanan lereng. Semakin tinggi nilai sudut geser dalam maka semakin tinggi pula faktor keamanan lereng. Hasil untuk nilai berat isi yang diperoleh sudah sesuai dengan nilai berat ini menurut Wesley (1973) yang menyatakan bahwa nilai berat isi pada tanah jarang lebih kecil daripada 1,2 gr/cm3 atau lebih besar daripada 2,5 gr/cm3.
Analisis Stabilitas Lereng
Analisis stabilitas lereng di Desa Cisarua, Kabupaten Bogor dengan menggunakan software Geostudio SLOPE/W 2012 dengan metode Bishop yang disederhanakan (Simplified Bishop Method). Pada Gambar 8 disajikan pemodelan lereng dan hasil analisis stabilitas lereng yang sudah dianalisis melalui software Geostudio SLOPE/W 2012.
Gambar 8 Hasil analisis stabilitas lereng
Menurut SKBI-2.3.06 (1987), nilai faktor keaman < 1,5 dikategorikan sebagai rawan terjadi kelongsoran. Berdasarkan Gambar 14 diketahui nilai faktor
16
keamanan sebesar 1,358 hal ini menunjukana bahwa lereng lokasi pengamatan tidak dalam keadaan stabil dan belum aman dari longsor. Selain itu hasil analisis menunjukan bahwa pada jarak sekitar 5 m dari bibir lereng bagian atas menunjukan bahwa lereng dapat mengalami keruntuhan. Salah satu penyebab terjadinya keruntuhan di bagian atas bibir lereng diakibatkan adanya aktivitas manusia yang menggunakan lahan sebagai ladang pertanian sehingga tutupan lahan berkurang. Hal ini yang akan mengakibatkan daya infiltrasi air saat terjadi hujan menjadi berkurang. Akibat berkurangnya kemampuan tanah dalam menyerap air, tegangan geser pada tanah semakin meningkat akibat tekanan air pori. Hal tersebut menyebabkan lereng dilokasi penelitian dapat mengalami kelongsoran. Hal ini sesuai dengan pendapat Wahyunto (2007), bahwa penggunaan lahan seperti persawahan maupun tegalan dan semak belukar, terutama pada daerah-daerah yang mempunyai kemiringan lahan terjal umumnya sering terjadi tanah longsor.
Perencanaan Perkuatan Lereng dengan Teras Bangku
Perbaikan stabilitas lereng umumnya dilakukan untuk mereduksi gaya-gaya yang menggerakan, menambah tahanan geser tanah atau keduanya. Alternatif penguatan lereng pertama yang digunakan adalah dengan mengubah geometri lereng. Menurut Hardiyatmo (2006), mengubah geometri lereng dapat meliputi pelandaian kemiringan lereng dan pembuatan teras. Penggalian berbentuk trap atau teras sangat cocok untuk lereng yang terjal, dimana perbaikan stabilitas dengan membuat lereng lebih landai sulit dilakukan.
Perencanaan pemodelan teras dapat dilakukan langsung dengan menggunakan pemodelan lereng awal yang dimodifikasi dengan vertikal interval galian pada software Geostudio SLOPE/W 2012. Vertical interval teras ditentukan dengan trial and error yang disesuaikan dengan ketinggian lereng dan kemiringannya, selain itu digunakan juga rumus vertical interval Schwab et al (1957) yang dapat dilihat di Persamaan 2. Berdasarkan Schwab et al (1957), dalam perencanaan teras diperlukan nilai vertical interval (V.I) dengan variabel hitung berupa kemiringan (S), konstanta pertama (a), dan konstanta kedua (b). Nilai S yang digunakan adalah 62,5%, a adalah 2, dan b adalah 3. Hasil perhitungan menunjukan nilai V.I yang dihasilkan adalah 7 m, sehingga lereng dibagi menjadi 3 teras, hasil analisis dapat dilihat pada Gambar 9. Berdasarkan metode trial and error untuk teras dengan V.I galian 6 m lereng harus dibagi menjadi 4 teras dan untuk teras dengan V.I galian 5 m, maka lereng harus dibagi menjadi 5 teras. Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I galian teras 6 m dan 5 m disajikan pada Gambar 10 dan Gambar 11. Teras dengan V.I galian 4 m teras dibagi menjadi 6 teras dan untuk teras dengan V.I galian 3 m, maka lereng harus dibagi menjadi 8 teras Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I galian teras 4 m dan 3 m dapat dilihat pada Gambar 12 dan Gambar 13. Untuk teras dengan V.I galian 2 m, maka teras dibagi menjadi teras yang lebih kecil demikian juga untuk teras dengan V.I galian 1 m. Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I galian teras 2 m dan 1 m disajikan pada Gambar 14 dan Gambar 15.
17
Gambar 9 Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I teras 7 m
Gambar 10 Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I teras 6 m
18
Gambar 12 Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I teras 4 m
Gambar 13 Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I teras 3 m
19
Gambar 15 Hasil analisis stabilitas lereng dengan V.I teras 1 m
Faktor keamanan pada pemodelan teras yang menggunakan pemodelan lereng awal yang dimodifikasi dengan V.I galian pada software Geostudio SLOPE/W 2012 dapat langsung dianalisis langsung. Hasil percobaan faktor keaamanan dimensi lereng dengan variasi ketinggian dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil analisis faktor keamanan lereng dengan teras
Kriteria dimensi teras Faktor keamanan Tanpa teras (Lereng asli) 1,358 Desain perhitungan
Schwab et al (1957) Galian V.I 7 m 1,344
Desain trial and error Galian V.I 6 m 1,362
Galian V.I 5 m 1,465
Galian V.I 4 m 1,502
Galian V.I 3 m 1,532
Galian V.I 2 m 1,378
Galian V.I 1 m 1,392
Hasil analisis faktor keamanan lereng pada Tabel 3 menunjukan bahwa nilai faktor keamanan lereng setelah diberi teras rata-rata lebih besar dibandingan dengan lereng yang tidak diberikan teras. Namun faktor keamanan teras pada vertical interval galian 7 m masih lebih rendah dibandingkan dengan faktor keaman lereng aslinya, ini mungkin dikarenkan vertical interval yang diberikan masih terlalu curam dibagian teras nya sehingga mengakibatkan faktor keaman nya menjadi rendah dan juga untuk teras dengan vertikal interval galian 7 m yang menggunakan rumus Schwab et al (1957) masih memiliki kekurangan karena nilai konstanta yang digunakan adalah nilai konstanta untuk georafis daerah Amerika. Selain itu hasil analisis stabilitas lereng dengan vertical interval galian teras 6 m, 5 m , 4 m, 3 m, 2 m, dan 1 m menunjukkan bahwa bidang longsor yang terjadi hampir disepanjang lereng. Perencanaan teras yang cocok atau memiliki faktor keaman stabilitas lereng yang cukup tinggi adalah pada lereng dengan vertical interval galian teras 3 m dengan faktor keaman sebesar 1,532. Berdasarkan
20
rentang angka keamanan yang tercantum dalam SKBI-2.3.06 tahun 1987 nilai faktor keamanan yang telah didapat sudah cukup mendekati standar keamanan, berarti lereng sudah cukup stabil.
Perencanaan Perkuatan Lereng dengan Dinding Bronjong
Alternatif lain untuk perkuatan lereng selain dengan menggunakan teras dapat digunakan alternatif perkuatan dengan membuat dinding bronjong dibagian bawah lereng.
Tabel 4 Parameter perencana dinding bronjong Parameter Nilai Parameter Nilai
H : 6 m Φ : 26,303o
B : 4 m ws : 16,991 kN/m3
q : 0 kN/m2 wg : 23 kN/m3
α : 0 δ : 29o (BNC 2006, Hardiyatmo 2006) β : 0
Perencanaan perkuatan lereng dengan menggunakan dinding beronjong direncanakan dengan perhitungan manual dengan dikombinasikan spesifikasi bahan menurut SNI 03-0090-1999. Data yang diperlukan dalam perencanaan bronjong adalah sudut geser dalam, sudut kemiringan tanah, densitas tanah, densitas bronjong, sudut kemiringan bronjong, tinggi rencana, dan lebar rencana. Spesifikasi menurut SNI 03-0090-1999 untuk perencanaan bronjong yaitu ukuran 2 m x 1 m x 1 m, dengan berat isi bronjong sebesar 23 kN/m3.
Berdasarkan pada Tabel 4 parameter perencanaan dinding bronjong diperoleh nilai koefisien tekan (Ka) sebesar 0,379. Kemudian hitung nilai tekan aktif total (Pa) melalui Persamaan (4).
P
Bila nilai cos β = 1 maka nilai tekan tanah aktif pada arah horozontal sama dengan nilai tekan aktif total sebesar . Kemudian dihitung jarak vertikal menuju dengan Persamaan (6) dan momen guling (Mo) dihitung dengan Persamaan (7).
𝑑 (
𝑥 )
( ) 𝑥 𝑀 = 2 m x 115,912 kN/m = 231,825 kN
Desain bronjong yang direncanakan dapat dilihat di Gambar 16. Dimensi tinggi (H) bronjong direncanakan 6 m sedangkan jarak horizontal (B) adalah 4 m berdasarkan ketentuan GEO (2004). Ukuran bronjong yang digunakan di Indonesia yakni berdasarkan SNI 03-0090-1999 adalah 2 m (p) x 1 m (l) x 1 m (t) dengan berat bronjong sebesar 23 kN/m3.
21
Gambar 16 Potongan rancangan bronjong pada lereng
Perhitungan berat bronjong untuk setiap 1 m panjang dihitung dengan Persamaan (8). Perhitungan jarak horizontal Wg terhadap titik 0 dihitung dengan Persamaan (9) dan ∑ 𝐴 merupakan luasan total bronjong serta x adalah jarak ke 0. Nilai momen tahanan dihitung dengan Persamaan (10).
Wg = (8 + 6 + 4) m2 x 23 kN/m3 =414 kN/m
A.x1 = 8 ( 2,5 cos 0 + 1 sin 0) = 20
A.x2 = 6 ( 3 cos 0 + 3 sin 0) = 18
A.x3 = 4 ( 3,5 cos 0 + 5 sin 0) = 14
∑ 𝐴 = 52 m2
𝑑𝑔
𝑀𝑟 𝑥
Setelah semua nilai ketentuan dalam perencanaan bronjong dihitung, kemudian dicek faktor keamanan terhadap guling dengan Persamaan (11) . Faktor keamanan terhadap geser dicek dengan Persamaan (12) . Setelah itu Eksentrisitas dihitung dengan Persamaan (13) dan (14).
𝑆 (𝐴 ) 𝑆 (𝐴 ) (𝐴 )
22
Setelah perencanaan bronjong melalui perhitungan manual telah memenuhi faktor keamanan terhadap guling (overturning) dan terhadap geser (sliding), maka dilakukan analisis terhadap lereng dengan adanya penambahan bronjong di bagian bawah bibir lereng dengan ketinggian 6 m dan lebar 4 m pada pemodelan lereng awal dengan bantuan GeoStudio SLOPE/W 2012. Nilai faktor keamanan lereng setelah diberi bronjong adalah sebesar 1,562. Berdasarkan rentang angka keamanan yang tercantum dalam SKBI-2.3.06 tahun 1987 nilai faktor keamanan yang telah didapat sudah cukup ideal menurut standar keamanan, berarti lereng sudah cukup stabil. Hasil analisis ditunjukkan pada Gambar 17.
Gambar 17 Analisis lereng yang telah memiliki bronjong
Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Teras dan Bronjong
Perencanaan biaya pada pekerjaan lereng berdasarkan Daftar Harga Satuan Kabupaten Bogor tahun 2016. Dimensi perencanaan alternatif kestabilan lereng menggunakan teras dengan vertical interval galian 3 m, lebar 5 m, dan panjang 15 m pada setiap teras, sehingga diperoleh biaya proses pengutan lereng sebesar Rp 157.282.500,00. Dimensi perencanaan untuk alternatif penguatan lereng menggunakan dinding bronjong adalah tinggi 6 m, lebar dasar 4 m, dan panjang 15 m. Hasil perencanaan rancangan anggaran biaya untuk pembangunan bronjong tersebut adalah sebesar Rp 281.601.847,00 . Uraian perencanaan anggaran biaya (RAB) ditunjukkan pada Lampiran 1 untuk pembuatan teras dan Lampiran 2 untuk pembuatan bronjong.
23
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan, diantaranya
1. Hasil analisis stabilitas lereng menggunakan software Geostudio SLOPE/W dengan metode Bishop diperoleh nilai faktor keamanan lereng sebesar 1,358, yang berarti lereng tidak dalam kondisi stabil karena Fk < 1,5. Untuk itu, masih diperlukan peningkatan kestabilan lereng untuk mencegah terjadinya longsor.
2. Penguatan lereng dengan teras mampu meningkatkan stabilitas lereng. Tinggi vertikal interval maksimal adalah 3 m dan lebar 5 m, sehingga diperoleh nilai faktor keamanan 1,532. Penguatan lereng dengan bronjong dengan tinggi 6 m dan lebar 4 m menghasilkan Fk bronjong terhadap guling sebesar 5,461 dan terhadap geser sebesar 2,115. Kestabilan lereng dengan konstruksi bronjong meningkat menjadi 1,562.
3. Dari hasil analisis besarnya biaya untuk pembuatan teras adalah Rp157.282.500,00 dan untuk pembangunan bronjong sebesar Rp281.601.846,00. Pembuatan teras memiliki biaya yang lebih sedikit,sehingga lebih efisien dan murah sebagai alternatif penguatan lereng rawan longsor.
Saran
Analisis mekanik tanah pada penelitian ini menggunakan metode uji geser langsung karena keterbatasan alat. Penelitian selanjutnya disarankan untuk menggunakan metode triaksial agar mendapatkan data yang lebih akurat. Analisis ketsabilan lereng perlu dilakukan juga di tempat lain mengingat masih banyak lereng, khususnya di bogor bagian timur yang memiliki tingkat kerawanan terhadap longsor yang cukup tinggi, sehingga dapat dilakukan penguatan pada lereng-lereng yang tidak stabil sebelum terjadi longsor.
24
DAFTAR PUSTAKA
Agus F, Widianto. 2004. Petunjuk Praktis Konservasi Pertanian Lahan Kering. World Agoforestry Center . ICRAF Sountheast Asia.
Anderson, M.G., Richard K.S., 1987. Slope Stability, Geotechnical Engineering and Geomorphology, John Wiley and Sons.
Anto B, Suhendro T, Arya N. 2013. Desain Dimensi Dinding Penahan Tanah dengan Menggunakan Program Geo 5. Simposium Nasional RAPI XII.1 (1) :1-14
Arsyad A,Harianto T, Samang L, Anggi R. 2013. Analisis kestabilan lereng berdasarkan integrasi dan geofisika tahanan batuan dan geoteknik N-SPT. Di dalam : Hamid W, editor. Hasil Penelitian Fakultas Teknik [Internet].[Waktu dan tempat pertemuan tidak diketahui]. Makasar (ID): Universitas Hasanudin. Vol:VII. Tersedia pada: journal.unhas.ac.id/index.php/prostek/article.pdf
Bishop, A.W. 1955. The Use of Slip Surface in The Stability of Analysis Slopes, Geotechnique, Vol 5. London
[BNPB] Badan Nasional Penanggulangan Bencana. 2011. Indeks Rawan Bencana Indonesia : Bencana Tanah Longsor. Jakarta (ID) : BNPB.
Broms, Hardiyatmo,H.C. 1969. Mekanika Tanah II edisi ke-3, Gadjah Mada University Press, Januari 2003, hal: 391-393, Yogyakarta.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1999. SNI 03-0090-1999 : Spesifikasi Bronjong Kawat, Jakarta (ID) : BSN
[DPU] Departemen Pekerjaan Umum. 1987. Petunjuk Perencanaan Penanggulangan Longsoran, SKBI – 2.3.06., Jakarta (ID). Yayasan Badan Penerbit PU. DPU
[DVMBG] Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi. 2007. Pengenalan Gerakan Tanah. http://www.merapi.vsi.esdm.go.id/?static/ gerakantanah/pengenalan.htm [20 April 2016]
Dwiyanto, JS. 2002. Penanggulangan Tanah Longsor dengan Grouting. Pusdi Kebumian LEMLIT UNDIP, Semarang.
[GEO] Geotechnical Engineering Office, Civil Engineering Department. 2004. Modular Gabion Systems. Huston (US) : Shepherd Company C.E.
Hardiyatmo H.C. 2006. Mekanika Tanah 2. Yogyakarta (ID): Penerbit Beta Offset.
Hidayah S., Gratia Y.R. 2012. Program Analisis Stabilitas Lereng (Slope Stability Analysis Program), [Laporan Tugas Akhir]. Jurusan Teknik Sipil Universitas Diponegoro, Semarang (ID). Universitas Diponegoro.
Kurniawan A. 2014. Analisis Stabilitas Lereng dengan Menggunakan Slope/W 2004 untuk Bidang Gelincir Melingkar berdasarkan Grid & Radius. Jurnal Masyarakat Ilmu Bumi Indonesia. 2(1) : 21-29.
Lestari F. 2008 Penerapan Sistem Informasi Geografis di Kabupaten Bogor [skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor.
Pangemanan V, Sompie OBA, Turangan AE.2014. Analisis Kestabilan Lereng dengan Metode Felenius ( Studi kasus : Kawasan Citraland ). Jurnal Sipil Statik Vol.2 No.1, Januari 2014 (36-46) ISSN : 2337 – 6732
25 Parluhutan OC.2014. Analisis Kestabilan Lereng dengan Metode Felenius ( Studi kasus : Kawasan Citraland ). Jurnal Sipil Statik Vol.2 No.3, Maret 2014 (139-147) ISSN : 2337 – 6732
Pradana HA. 2012. Analisis struktur bendungan krenceng terhadap gempa. [skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor.
[Puslitbangtanak] Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agrolimat. 2004.Teknologi Konservasi Tanah pada Lahan Berlereng. Kurnia U, Rahman A, Dariah A, editor. Bogor (ID) : Puslitbangtanak, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanain.
Rachim A. 2012. Pengaruh stabilisasi kapur pada permukaan timbunan terhadap konstruksi lereng fengan metode trial & error menggunakan GEO SLOPE/W [skripsi]. Makasar (ID): Universitas Hasanudin.
Rahman A. 2010. Penggunaan Sistim Informasi Geografis untuk Pemetaan Kerawanan Longsor di Kabupaten Purworejo. Jurnal Bumi Lestari. 10(2) : 191-199.
Rahmat A. 2010. Pemetaan Kawasan Rawan Longsor dan Analisis Resiko Bencana Tanah Longsor dengan Sistem Informasi Geografis (Studi Kasus Kawasan Kaki Gunung Ciremai, Kabupaten Majalengka) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Schwab G O, Frevert R K, Barnes K K, Edminster T W.1957. Elementary Soil and Water enginnering. London : john Wiley and Sons, INC
Suripin. 2002. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Yogyakarta : Andi.
Utomo BSS. 2008. Identifikasi Daerah Rawan Longsor di Kabupaten Bogor Jawa Barat [skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor.
Wahyunto. 2007. Kerawanan Longsor Lahan Pertanian Di Daerah Aliran Sungai Citarum. Jawa Barat. Balai Penelitian Tanah. Bogor.
Wardana IG N. 2011. Pengaruh Perubahan Muka Air Tanah dan Terasering Terhadap Perubahan Kestabilan Lereng. Jurnal Ilmia Teknik Sipil.15 (1): 83-92
26
Lampiran 1 Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Teras
No Uraian Satuan 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 biasa sedalam 3 m
Pekerja Oh 0,750 106.000,00 79.500,00
Mandor Oh 0,025 187.000,00 4.675,00
Jumlah 84.175,00
No Uraian Satuan Volume Harga Satuan(Rp) Jumlah (Rp) 1 Membersihkan lapangan & peralatan m2 500 11.535,00 5.767.500,00 2 Galian tanah m3 1800 84.175,00 151.515.000,00 Total 157.282.500,00
27 Lampiran 2 Rencana Anggaran Biaya Pembangunan Dinding Beronjong
No Uraian Satuan 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 biasa sedalam 3 m
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 749.660,00
No Uraian Satuan Volume Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp) 1 Membersihkan lapangan & peralatan m2 31,25 11.535,00 360.468,00 2 Galian tanah m3 135 84.175,00 11.363.625,00 3 Pemasangan Beronjong m3 360 749.660,43 269.877.753,00 Total 281.601.846,00
28
Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian
Kondisi lereng di Desa Cisarua,Kabupaten Bogor
Pengambilan sempel tanah untuk diuji di laboratorium
Pengujian Direct Shear di laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah IPB
29
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lahat pada tanggal 19 Januari 1994 dari pasangan Bapak Inurman dan Ibu Nur Baiti. Penulis adalah putra ketiga dari empat bersaudara. Pendidikan formal dimulai dari SD Negri 16 Lahat pada tahun 2001. Pada tahun 2006 hingga 2009 penulis melanjutkan di SMP N 1 Lahat . Tahun 2012 penulis lulus dari SMA N 2 Lahat dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah (BUD) yang diberikan oleh PT.Bukit Asam Tbk. Penulis diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan di IPB, penulis aktif di berbagai kegiatan organisasi kemahasiswaan, diantaranya pada tahun 2013-2014 penulis menjadi Badan Pengawas (BP) Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan, dan pada tahun 2014-2015 menjadi pengurus Departemen Komunikasi dan Informasi di Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan.
Penulis melakukan Praktik lapangan pada bulan Juli hinggga bulan Agustus 2015 di PT. Hutama Karya dengan judul Penerapan Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) di PT. Hutama Karya dalam Proyek Pembangunan Gedung Dinas Teknis Jatibaru, Jakarta. Penulis melakukan penelitian dan menyusun skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknologi Pertanian, dengan judul Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Software Geostudio SLOPE/W 2012 Berdasarkan Metode Bishop di Desa Cisarua, Kabupaten Bogor yang dibimbing oleh Dr. Ir. Erizal, M.Agr.
