commit to user i
ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT
BEBAN HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN DAN
BEBAN LALU LINTAS
(Studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)
Slope Stability Analysis Due Maximum Daily Rainfall Monthly Loads and Traffic Loads
(Case Study : Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh:
DESTA PRABAWA
NIM I 0111026
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
ANIALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT
BEBAN IIUJAI\T HARIAN MAKSIMUM BI]LANAI\T DANI
BEBAI\I LALU LINTAS
(studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, wonogiri)
slope stability Analysis Due Mmimum Daity Rainfail Monthly Loads and Trffic Loads
(Case Study : Tatnbalonerang, Girimarto, Wonogiri)
SKRIPSI
Disusrm sebagai syarat Memperoleh Gelar sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh: DESTA PRABAWA
I\IM.I0111026
Telah disetujui untuk diperfahankan dihadapan tim penguji pendadaran Program studi reknik Sipil Fakultas Teknik univeriitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen peurbimbing
Dosen Pernbimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Noeeroho Diarwanti. M.T.
NIP. 195611t2194803 2 007
ii
P#
commit to user
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT
BEBAI{ ITUJAIT TIARIAN MAKSIMUM BT]LANAI\T DAI\
BEBAI\T LALU LINTAS
(studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, wonogiri)
slope stability Anarysis Due Maximum Daily Rainfail Monthry Loads and Trffic Loads
(Case Study : Tambalonerang, Girimarto, Wonogiri)
SKRIPSI
Disusun oleh: DESTA PRABAWA
I\[IM.I0111026
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran
program studi Teknik sipil Fakultas Teknik universitas sebelas tra*.t s"rrtrrt .
Padahari : Rabu
Tanggal : 23 Desemb er 20lS
rnnr
NrP.
te6ewo3
rgeTozt
ooi-I"ltg"*"
ni"fr""A lUr.
NIP. 19561112 t98403 2 007
.. U.n""
frIP. 198509172014041 001-r.
NIP. 19630120 198803 2 002's#.lr
Disahkan, t I JAN2016
Studi Teknik Sipil Teknik UNS
rn
commit to user iv
MOTTO
“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau sudah selesai (mengerjakan yang lain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu.”
(Q.S Al Insyirah : 6-8)
“Hidup itu seperti naik sepeda. Agar tetap seimbang, kau harus terus bergerak” (Albert Einstein)
“Barangsiapa ingin mutiara, harus berani terjun di lautan yang dalam” (Ir. Soekarno)
commit to user v
PERSEMBAHAN
Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW
Wiyarso, BA dan Sri Maryati, orang tua yang selalu mendoakan, memotivasi, dan memberi ilmu kehidupan.
Sumardi Siswodihardjo dan Sumarmi Siswodihardjo, kakek dan nenek yang selalu mendoakan untuk kesuksesan cucunya, dan selalu memberikan
wejangan-wejangan bermanfaat dalam mengarungi kehidupan.
Ayunda Dewi Tikasari, kakak satu-satunya yang selalu memberikan nasihat-nasihat bermanfaat dalam hidup.
Bu Niken dan Bu Noegroho terimakasih atas bimbingannya hingga terselesaikannya tugas akhir ini.
Rekan satu tim penelitian (Demar, Zikri, dan Bitrik) yang selalu kompak dan saling membantu dalam penelitian ini,sukses dan jaya untuk kita semua.
Teman-teman kos M15 dan Kontrakan Kentang yang memberikan warna tersendiri ketika hidup di kota Solo.
Rekan-rekan Laboratorium Mekanika Tanah yang setia membantu dan memberikan tawa di laboratorium dan terimakasih kepada Pak Gimin yang
membantu pengambilan sampel di lokasi penelitian.
Teman-teman sipil 2011 yang memberikan keceriaan dalam menghadapi dunia perkuliahan, terimakasih.
commit to user
vi
ABSTRAK
Desta Prabawa, 2015. Analisis Stabilitas Lereng Akibat Beban Hujan Harian
Maksimum Bulanan dan Beban Lalu Lintas (Studi Kasus Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri). Skripsi, Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Wonogiri merupakan daerah di Indonesia yang kondisi geografisnya terdiri atas banyak bukit dan lereng. Kondisi tersebut menyebabkan Wonogiri termasuk daerah yang berpotensi terjadi bencana tanah longsor. Infrastruktur di atas lereng dan musim penghujan menyebabkan beban semakin berat sehingga meningkatkan potensi terjadi bencana tanah longsor. Melihat peranan penting beban bangunan dan curah hujan terhadap bencana longsor, penelitian ini diperlukan untuk memperkirakan terjadinya bencana tanah longsor di musim penghujan pada lereng dengan kemiringan tertentu.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hujan harian maksimum bulanan dan beban lalu lintas terhadap stabilitas lereng di Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri. Data hujan yang dihitung sebagai beban lereng diamati pada bulan basah, yaitu Januari, Februari, Maret, April, November, dan Desember selama periode sepuluh tahun dari 2004 – 2013. Data beban lalu lintas didasarkan pada kriteria jalan, dimana kriteria jalan di lokasi penelitian adalah jalan lokal sekunder. Sampel tanah dari lokasi penelitian diuji untuk mengetahui parameter tanah yang dibutuhkan dalam analisa stabilitas lereng. Variasi kemiringan lereng 30°, 45°, 60° dan kemiringan eksisting lereng dengan pengamatan visual 48°. Perhitungan infiltrasi air hujan yang masuk ke dalam tanah menggunakan metode Green-Ampt. Analisa stabilitas lereng menggunakan metode Morgenstern-Price dengan bantuan program Slope/W.
Hasil analisa stabilitas lereng dengan kondisi sebelum hujan pada sudut 30°, 45°, 48°, dan 60° menghasilkan angka keamanan (SF) berturut-turut yaitu 2,241, 1,67, 1,59, dan 1,351. Pada kondisi setelah hujan dengan pembebanan paling besar menunjukan angka keamanan (SF) pada sudut 30° adalah 2,215, pada sudut 45° adalah 1,646, pada sudut 48° adalah 1,563, dan pada sudut 60°adalah 1,317. Kedua kondisi tersebut menunjukan angka keamanan (SF) diatas SF kritis sebesar 1,07 sehingga lereng masih aman terhadap bahaya tanah longsor. Hasil analisa menunjukan bahwa hujan, beban diatas lereng, dan kemiringan lereng berpengaruh terhadap penurunan angka keamanan (SF).
commit to user
vii
ABSTRACT
Desta Prabawa, 2015. Slope Stability Analysis Due Maximum Daily Rainfall
Monthly Loads and Traffic Loads (Case Study : Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri). Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty of Sebelas
Maret University.
Wonogiri is a region in Indonesia that its geographical conditions made up a lot of hills and slopes. The condition causes Wonogiri include a region that potentially of catastrophic landslide. The infrastructure above the slopes and the rainy season cause the burden increasingly heavy thus increasing the potential of catrastrophic landslide. See the critical role of infrastructure loads and precipitation against landslide, research is needed to estimate the occurrence of catastrophic landslide in the rainy season on the slopes with a particular slope.
This research aims to know the influence of maximum daily rainfall monthly loads and traffic loads against the stability of slopes in Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri. The rainfall data which is calculated as the slope load observed in wet months, i.e January, February, March, April, November, and December for a period of ten years from 2004-2013. Traffic load data based on the criteria of the road, where the criteria of the road at the site of research is local road secondary. Soil samples from the site of research tested in order to know the soil parameters which needed in the analysis of slope stability. Slope variations 30°, 45°, 60°, and the existing slope with visual observation 48°. Calculation of rainfall infiltration into the ground using Green-Ampt method . Slope stability analysis using Morgenstern-Price method with help of the software Slope/W.
The result of slope stability with condition before rainfall at angles of 30°, 45°, 48°, and 60° produces safety factor (SF) are respectively 2.241, 1.67, 1.59, and 1.351. On the conditions after rainfall with heaviest loads show safety factor (SF) at an angle 30° is 2.215, at an angle 45° is 1.646, at an angle 48° is 1.563, and at an angle 60° is 1.317. Both of these conditions indicate safety factor (SF) above the critical SF 1.07 so the slopes are safe against the danger of landslides. Result of the analysis showed that rain, loads, and slopes influence decreasing safety factor (SF).
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penyusunan tugas akhir ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyusun tugas akhir dengan judul “Analisis Stabilitas Lereng akibat
Beban Hujan Harian Maksimum Bulanan dan Beban Lalu Lintas (Studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)”. Pada kesempatan ini
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Wibowo, S.T., DEA. Selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
2. Fajar Sri Handayani, S.T., M.T. selaku dosen Pembimbing Akademis. 3. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I. 4. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku dosen pembimbing II.
5. R. Harya Dananjaya H.I, S.T., M.Eng dan Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT. selaku penguji skripsi.
6. Demarda Kalimanto, M. Zikry Tawakal, dan M. Bithriq Yusyfa selaku Tim Skripsi Lereng Wonogiri.
7. Segenap rekan mahasiswa S1 Reguler Angkatan 2011 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, diharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.
Surakarta, Desember 2015
commit to user ix
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN MOTTO ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR NOTASI ... xv
BAB 1. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 3
BAB 2. LANDASAN TEORI ... 5
2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori ... 8
2.2.1. Analisisis Stabilitas Lereng ... 8
2.2.2. Metode Morgenstern-Price ... 9
2.2.3. Daerah Aliran Sungai (DAS) ... 11
2.2.4. Hujan Wilayah ... 12
commit to user x
2.2.6. Analisis Infiltrasi dan Perhitungan Ketebalan Tanah Jenuh
Metode Green Ampt ... 14
2.2.7. Perhitungan Nilai γ Akibat Infiltrasi (γsat) ... 17
2.2.8. Beban Hidup (Beban Kendaraan) ... 17
BAB 3. METODE PENELITIAN ... 18
3.1. Data ... 18
3.2. Alat yang Digunakan ... 18
3.3. Tahapan Penelitian ... 18
3.3.1 Pengumpulan Data ... 18
3.3.2. Analisis Hidrologi ... 19
3.3.3. Analisa Mekanika Tanah ... 19
3.3.4. Pemodelan Lereng dengan AutoCAD ... 19
3.3.5. Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope ... 20
3.3.6. Analisis Stabilitas Lereng karena Pengaruh Air Hujan dan Beban Lalu Lintas ... 26
3.4. Diagram Alir Penelitian ... 27
BAB 4. PEMBAHASAN ... 28
4.1. Analisis Data Tanah ... 28
4.1.1. Data Tanah ... 28
4.1.2. Hasil Pengujian Sampel Tanah ... 28
4.2. Analisis Mekanika Tanah ... 29
4.3. Analisis Hidrologi ... 30
4.3.1. Perhitungan Data Hujan ... 30
4.3.2. Metode Green-Ampt ... 35
4.4. Analisis Stabilitas Lereng ... 39
4.4.1. Analisis Stabilitas Lereng Sebelum Terjadi Hujan ... 39
4.4.2. Hubungan Intensitas Hujan dengan Ketebalan Tanah Jenuh ... 42
4.4.3. Analisis Stabilitas Lereng Setelah Terjadi Hujan ... 44
4.4.4. Hubungan Intensitas Hujan dengan Safety Factor ... 48
commit to user xi
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
5.1. Kesimpulan ... 51
5.2. Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53 LAMPIRAN
commit to user xii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1.1. Lokasi Penelitian ... 2
Gambar 2.1. Gaya yang Bekerja pada Bidang Irisan pada Metode Morgenstern-Price ... 10
Gambar 2.2. Pemilihan Metode dalam Slope/W ... 11
Gambar 2.3. Metode Poligon Thiessen ... 12
Gambar 2.4. Permodelan Metode Green-Ampt untuk Bidang Miring ... 14
Gambar 3.1. Pemodelan Lereng ... 20
Gambar 3.2. Pemilihan Sub-Program Geoslope ... 20
Gambar 3.3. Pemilihan Analisis Lereng ... 21
Gambar 3.4. Pengaturan Toolbar Set ... 21
Gambar 3.5. Import File Permodelan Lereng ... 22
Gambar 3.6. Memasukkan Property Tanah ke Program Slope/W ... 22
Gambar 3.7. Memasukkan Property Tanah ke Permodelan Lereng ... 23
Gambar 3.8. Memasukkan Beban ke dalam Pemrograman ... 24
Gambar 3.9. Menentukan Bidang Gelincir ... 24
Gambar 3.10. Analisis Program ... 25
Gambar 3.11. Hasil Analisis Program ... 25
Gambar 3.12. Diagram Alir Penelitian ... 27
Gambar 4.1. Poligon Thiessen DAS Keduang ... 32
Gambar 4.2. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan 30° ... 40
Gambar 4.3. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan 45° ... 40
Gambar 4.4. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan 48° ... 41
Gambar 4.5. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan 60° ... 41
Gambar 4.6. Hubungan antara Intensitas Hujan dengan Ketebalan Tanah Jenuh ... 42
Gambar 4.7. Hubungan antara Intensitas Hujan dengan Waktu Terjadi Genangan Air ... 43
commit to user xiii
Gambar 4.8. Hubungan antara Safety Factor dengan Tahun Analisis pada
Model Lereng pada Berbagai Kemiringan ... 45 Gambar 4.9. Hubungan antara Safety Factor dengan Bulan Analisis pada
Model Lereng pada Berbagai Kemiringan ... 47 Gambar 4.10. Hubungan antara Safety Factor dengan Intensitas Hujan ... 49 Gambar 4.11. Hubungan antara Safety Factor dengan Kemiringan Lereng ... 50
commit to user xiv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1. Novelty Penelitian ... 7
Tabel 2.2. Hubungan Faktor Keamanan dan Kejadian Longsor ... 9
Tabel 2.3. Parameter Infiltrasi Green-Ampt untuk Berbagai Kelas Tanah ... 16
Tabel 2.4. Beban Lalu Lintas untuk Analisis Stabilitas ... 17
Tabel 3.1. Variasi Analisis Stabilitas Lereng ... 26
Tabel 4.1. Standar Pengujian Laboratorium ... 28
Tabel 4.2. Rekapitulasi Parameter Sifat Tanah ... 29
Tabel 4.3. Rekapitulasi Angka Pori (e) dan Berat Volume Tanah jenuh ( 𝛾𝑠𝑎𝑡 ) ... 30
Tabel 4.4. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatiroto ... 31
Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatisrono ... 31
Tabel 4.6. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Ngadirojo ... 32
Tabel 4.7. Koefisien Thiessen untuk Das Keduang, Wonogiri ... 33
Tabel 4.8. Perhitungan Hujan Wilayah ... 34
Tabel 4.9. Perhitungan Intensitas Hujan 4 Jam ... 35
commit to user xv
DAFTAR NOTASI
τ = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kN/m2)
τd = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor (kN/m2)
c = kohesi tanah (kN/m2) σ = tegangan normal (kN/m2)
φ = sudut gesek dalam tanah (derajat) I = intensitas curah hujan (mm/jam) t = lamannya curah hujan (jam) m = tetapan (2⁄ ), 3
R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)
θi = kandungan air pada tanah jenuh (%)
θs = kandungan air awal pada tanah sebelum terjadi infiltrasi (%)
𝜂 = porositas (%)
S = derajat kejenuhan (%) 𝜓 = suction head (cm)
k = permeabilitas tanah (cm/jam) α = sudut kemiringan lereng (º) F(t) = infiltrasi kumulatif (cm)
Fp = jumlah air yang terinfiltrasi sebelum air mulai menggenang di permukaan
tanah (cm)
tp = waktu yang dibutuhkan air untuk menggenang (jam),
ts = waktu sebelum infiltrasi mencapai Fp (jam).
Hsat = ketebalan tanah jenuh (cm)
γb = berat volume tanah basah (kN/m3)
γsat = berat volume tanah jenuh (kN/m3)
γd = berat volume kering (gr/cm3),
γw = berat jenis air.
e = angka pori
w = kadar air alami (%) Gs = specific gravity
