LERENG

TUGAS MEKANIKA TANAH LANJUT

TUGAS MEKANIKA TANAH LANJUT

KESTABILAN LERENG

KESTABILAN LERENG

Oleh : Oleh : D Daannu u WWaahhyyuuddii 112211!!1111!!2222 G

Gii""a a WWii##aa"a "a $$ee%%&&aannaa 112211!!1111!!''(( H

Heeddi i SSaa))uu**%%aa 121211!!1111!!!! L

Liiddyya a SSuu++aann**ii 121211!!1111!!,,

-AKULTAS TEKNIK  -AKULTAS TEKNIK  JURUSAN TEKNIK SI$IL JURUSAN TEKNIK SI$IL UNI.ERSITAS LAM$UNG UNI.ERSITAS LAM$UNG

2!1 2!1

I/ $ENDAHULUAN 1/1 La*a% Bela0an

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 aktiitas lain, maka tanah atau batuan itu akan berusaha untuk  mencapai keadaaan yang baru secara alamiah. !ara ini biasanya berupa  proses degradasi atau pengurangan beban, terutama dalam bentuk 

longsoran-longsoran atau gerakan-gerakan lain sampai tercapai keadaaan keseimbangan yang baru. "ada tanah atau batuan dalam keadaan tidak  terganggu (alamiah) telah bekerja tegangan-tegangan ertikal, horisontal dan tekanan air dari pori. Ketiga hal di atas mempunyai peranan penting dalam membentuk kestabilan lereng.

#edangkan 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. $leh 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&. #etelah itu, bisa ditentukan geometri lereng yang diperbolehkan atau mengaplikasi cara-cara lain yang dapat membantu lereng tersebut menjadi stabil dan mantap.

1/2 Ru&u+an Ma+alah

'erdasarkan latar belakang diatas, penulis membatasi dengan hanya mengkaji masalah - masalah sebagai berikut

. Apakah yang dimaksud dengan #tabilitas lereng*longsor + . enis- jenis lereng*longsor +

. Apa saja pencegahan terjadinya lereng*longsor + 1/ Tu3uan $enuli+an

'erdasarkan latar belakang di atas dapat dibuat tujuan masalah sebagai  berikut

. /enjelaskan apa itu #tabilitas lereng*longsor  . /enjelaskan beberapa jenis- jenis lereng*longsor  . /enjelaskan pencegahan terjadinya lereng*longsor 

II/ $EMBAHASAN

2/1 $ene%*ian S*a#ili*a+ Le%en dan L4n+4%

0ereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidang hori1ontal 0ereng dapat terbentuk secara alamiah karena  proses geologi ataukarena dibuat oleh manusia. 0ereng 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.#uatu longsoran adalah keruntuhan dari massa tanah yang terletak pada sebuahlereng sehingga terjadi pergerakan massa tanah ke  bawah dan ke luar. 0ongsoran dapatterjadi dengan berbagai cara, secara  perlahan-lahan atau mendadak serta denganataupun tanpa tanda-tanda yang terlihat.#etelah 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.

2anpa sebuah model geologi yang memadai, analisis hanya dapat dilakukandengan menggunakan pendekatan yang kasar sehingga kegunaan dari hasil analisis dapatdipertanyakan.'eberapa pendekatan yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan metode-metode seperti  metode 2aylor, metode janbu, metode 3enellius, metode 'ishop, 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 

3aktor kemanan (3) 4 gaya penahan * gaya penggerak  Dimana untuk keadaan 

5 3 6 ,7  lereng dalam keadaan mantap

5 3 4 ,7  lereng dalam keadaan seimbnag, dan siap untuk longsor  5 3 8 ,7  lereng tidak mantap

adi 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. "enyebaran batuan

"enyebaran dan keragaman jenis batuan sangat berkaitan dengan kemantapan lereng, ini karena kekuatan, sifat fisik dan teknis suatu jenis  batuan berbeda dengan batuan lainnya. "enyamarataan jenis batuan akan mengakibatkan kesalahan hasil analisis. /isalnya  kemiringan lereng yang terdiri dari pasir tentu akan berbeda dengan lereng yang terdiri dari lempung atau campurannya.

 b. #truktur geologi

#truktur geologi yang mempengaruhi kemantapan lereng dan perlu diperhatikan dalam analisis adalah struktur regional dan lokal. #truktur  ini mencakup sesar, kekar, bidang perlapisan, sinklin dan antiklin, ketidakselarasan, liniasi, dll. #truktur ini sangat mempengaruhi kekuatan  batuan karena umumnya merupakan bidang lemah pada batuan tersebut, dan merupakan tempat rembesan air yang mempercepat proses  pelapukan.

c. /orfologi

Keadaan morfologi suatu daerah akan sangat mempengaruhi kemantapan lereng didaerah tersebut. /orfologi 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. 9klim

9klim 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. 2ingkat pelapukan

2ingkat pelapukan mempengaruhi sifat-sifat asli dari batuan, misalnya angka kohesi, besarnya sudut geser dalam, bobot isi, dll. #emakin tinggi tingkat pelapukan, maka kekuatan batuan akan menurun.

f. :asil kerja manusia

#elain faktor alamiah, manusia juga memberikan andil yang tidak kecil. /isalnya, 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.

"ada 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. "engurangan penyanggaan lateral, antara lain karena erosi, longsoran terdahulu yang menghasilkan lereng baru dan kegiatan manusia.

 b. "ertambahan tegangan, antara lain karena penambahan beban, tekanan air rembesan, dan penumpukan.

c. ;aya dinamik, yang disebabkan oleh gempa dan getaran lainnya.

d. "engangkatan atau penurunan regional, yang disebabkan oleh gerakan  pembentukan pegunungan dan perubahan sudut kemiringan lereng.

e. "emindahan penyangga, yang disebabkan oleh pemotongan tebing oleh sungai, pelapukan dan erosi di bawah permukaan, kegiatan pertambangan dan terowongan, berkurangnya*hancurnya material dibagian dasar.

f. 2egangan lateral, yang ditimbulkan oleh adanya air di rekahan serta  pembekuan air, penggembungan lapisan lempung dan perpindahan sisa

#edangkan 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. "erubahan 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. "erubahan gaya antara butiran karena pengaruh kandungan air dan tekanan air pori.

d. "erubahan struktur, seperti terbentuknya rekahan pada lempung yang terdapat di tebing * lereng.

2/2 Jeni+5Jeni+ Le%en

2/2/1 Le%en Ala& 6 Natural Slopes7

0ereng alam terbentuk karena proses alam. ;angguan terhadap kestabilan terjadi bilamana tahanan geser tanah tidak dapat mengimbangi gaya-gaya yang menyebabkan gelincir pada bidang longsor. 0ereng alam yang telah stabil selama bertahun-tahun dapat saja mengalami longsor akibat hal-hal berikut 

a. ;angguan luar akibat pemotongan atau timbunan baru.  b. ;empa.

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. "enurunan kuat geser tanah secara progresif akibat deformasi sepanjang bidang yang berpotensi longsor.

"ada 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 Le%en Bua*an 6 Man Made Slopes7

0ereng buatan dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu  a. 0ereng buatan tanah asli * lereng galian (Cut Slope)

0ereng ini dibuat dari tanah asli dengan memotong dengan kemiringan tertentu. <ntuk pembuatan jalan atau saliran air untuk  irigasi. Kestabilan pemotongan ditentukan oleh kondisi geologi, sifat teknis tanah, tekanan air akibat rembesan, dan cara  pemotongan.

 b. 0ereng 'uatan 2anah yang Dipadatkan*lereng timbunan ( Embankment )

2anah dipadatkan untuk tanggul-tanggul jalan raya, bendungan,  badan jalan kereta api. #ifat teknis tanah timbunan dipengaruhi

oleh cara penimbunan dan derajat kepadatan tanah.

2/2/ Kla+i8i0a+i L4n+4%

#uatu 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. 'usur lingkaran ini dapat memotong permukaan lereng, melalui titik kaki lereng (toe) atau memotong dasar lereng (deep  seated ) dan menyebabkan peningkatan pada dasar.

#harpe (=>) telah mengklasifikasikan longsor berdasar material dan kecepatan pergerakan tanah dengan siklus geomorfologi serta faktor 

cuaca. #edangkan #aarenski dari #oiet (==) membagi kelongsoran kedalam  kelompok sebagai berikut 

a. 0ongsor Aseqvent 

0ongsor Ase?ent terjadi pada tanah kohesif yang homogen dan  bidang longsornya hampir mendekati lingkaran.

b. 0ongsor Conseqvent 

0ongsor conseqvent  terjadi bilamana bergerak diatas bidang-bidang lapis atau sesar ( joint ).

c. 0ongsor Insiqvent 

"ada longsor insiqvent  tanah biasanya bergerak secara transersal terhadap lapisan dan umumnya memiliki ukuran yang luas serta  bidang runtuhnya panjang menembus kedalam tanah.

 @emcok, "asek, dan ybar dari !ekoslowakia (=B) telah mengusulkan untuk memperbaiki klasifikasi dan terminologi longsor   berdasarkan mekanisme dan kecepatan pergerakan.

"engelompokkannya berdasarkan empat katagori dasar yaitu a. angkak (Creep)

angkak (creep) meliputi berbagai macam pergerakan yang lambat dari rangkak talud sampai pergerakan lereng gunung akibat graitasi dalam jangka waktu yang panjang atau lama.

 b. Aliran ( flowing )

'ila tanah yang terbawa longsor banyak mengandung air, maka  perilaku longsor seperti aliran. !ontoh aliran tanah (earthflow)

atau aliran lumpur (mudflow). c. ;elincir (Sliding )

<ntuk pergerakan tanah yang relatif cepat sepanjang bidang longsor yang tertentu dikelompokkan kedalam kategori ini.

"ergerakan batuan padat * pejal ( solid ) yang cepat dengan sifat utamanya tanggal bebas ( free fall ).

2anah longsor yang terjadi pada bidang gelincir yang hampir tegak  lurus dan sejajar dengan muka tanah yang bersifat bergerak dalam suatu jurusan.

2/2/' Anali+a Te%3adinya L4n+4%

<ntuk 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. "erubahan 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. "erubahan tinggi suatu tebing, secara alami karena erosi dan lain-lain atau disengaja juga akan merubah stabilitas suatu lereng. #emakin tinggi lereng akan semakin besar longsornya.

c. "eningkatan beban permukaan ini akan meningkatkan tegangan dalam tanah termasuk meningkatnya tegangan air pori. :al ini akan menurunkan stabilitas lereng dan sering terjadi karena adanya  pembangunan didaerah tebing seperti  jalan, gedung dan lain-lain. d. "erubahan kadar air, baik karena air hujan maupun resapan air 

tempat lain dalam tanah. 9ni 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. 'idang kontak antar butiran melemah

f. "engaruh getaran, berupa gempa, ledakan dan getaran mesin dapat mengganggu kekuatan geser dalam tanah.

g. "enggundulan daerah tebing yang digundul menyebabkan  perubahan kandungan air tanah dalam rongga dan akan menurunkan stabilitas tanah. 3aktor air sangat berpengaruh terhadap keseimbangan dalam tanah. Disamping itu, kestabilan lapisan permukaan tanah juga tergantung adanya penggundulan. h. "engaruh pelapukan, secara mekanis dan kimia akan merubah sifat

kekuatan tanah dan batuan hingga mengganggu stabilitas lereng.Kekuatan ;eser 2anah dan :ubungannya Dengan Kemantapan 0ereng ika 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. adi kekuatan geser tanah ditentukan untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan.

!ara-cara /enstabilkan 0ereng pada prinsipnya, cara yang dipakai untuk menjadikan lereng supaya lebih aman (lebih mantap) dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu 

a. /emperkecil gaya penggerak atau momen penggerak.

;aya atau momen penggerak dapat diperkecil hanya dengan cara merobah bentuk lereng yang bersangkutan. <ntuk itu ada dua cara  ) /embuat lereng lebih datar, yaitu mengurangi sudut

kemiringan.

) /emperkecil ketinggian lereng.

 b. /emperbesar gaya melawan atau momen melawan

;aya melawan atau momen melawan dapat ditambah dengan  beberapa caraC yang paling sering dipakai ialah sebagai berikut 

) Dengan memakai %counterweight&, yaitu tanah timbunan pada kaki lereng.

) Dengan mengurangi tegangan air pori di dalam lereng.

) Dengan cara mekanis, yang dengan memasang tiang atau dengan membuat dinding penahan.

) Dengan cara injeksi.

2/ $en9eahan Te%3adinya L4n+4% )ada Le%en

<paya pencegahan longsor sebenarnya sudah banyak dilakukan dari metode tradisional atau sederhana dan berkembang hingga metode berteknologi canggih yang rumit dan mahal. Eang paling sederhana adalah membuat

terasering. @amun, upaya ini hanya terfokus pada minimalisasi erosi akibat limpasan air hujan.

<ntuk metode pencegahan longsor dengan cara yang lebih rumit, diantaranya adalah dengan pembangunan turap, retaining wall maupun sheet  pile pada lereng. !ara-cara ini mampu meng-counter gaya yang timbul akibat perubahan morfologi lereng, yang kebanyakan dibuat lebih curam maupun lebih tinggi. @amun, 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. Eang dilindungi hanya tepi lereng yang diberi dinding penahan, sedangkan lapisan atas tanah dibiarkan terbuka.

/etode pencegahan longsor lainnya menggunakan lapisan geosintetik yang  belakangan banyak dilakukan. "ada prinsipnya, metode ini dilakukan untuk 

mengikat butir-butir tanah dengan memberikan lapisan selimut lolos air  (permeable) untuk menutupi seluruh permukaan tanah. "ada daerah dengan lereng curam, biasanya lapisan geosintetik diikat ke lapisan tanah keras menggunakan angkur. @amun, 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.

"ada daerah pertanian dan perkebunan seperti 0embang dan sekitarnya, metode geosintetik tentu saja tidak dapat diterapkan dalam skala yang luas untuk melindungi lereng secara keseluruhan. Falaupun 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. /etode ini hanya cocok diterapkan pada

 bangunan infrastruktur sipil yang memang memerlukan kestabilan lereng yang baik, seperti jalan, lining pada sungai, dan sebagainya

III/ $ENUTU$

/1 Ke+i&)ulan

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.

0ereng alam terbentuk karena proses alam. ;angguan terhadap kestabilan terjadi bilamana tahanan geser tanah tidak dapat mengimbangi gaya-gaya yang menyebabkan gelincir pada bidang longsor.

0ereng buatan tanah asli * lereng galian (!ut #lope), 0ereng ini dibuat dari tanah asli dengan memotong dengan kemiringan tertentu. <ntuk pembuatan  jalan atau saliran air untuk irigasi. Kestabilan pemotongan ditentukan oleh kondisi geologi, sifat teknis tanah, tekanan air akibat rembesan, dan cara  pemotongan.

<paya pencegahan longsor sebenarnya sudah banyak dilakukan dari metode tradisional atau sederhana dan berkembang hingga metode berteknologi canggih yang rumit dan mahal. Eang paling sederhana adalah membuat terasering. @amun, upaya ini hanya terfokus pada minimalisasi erosi akibat limpasan air hujan.

DA-TAR $USTAKA

Dakung, #, =>B, #tabilitas lereng*longsor , /ekanika 2anah, Daerah 9stimewa Eogyakarta, Depdikbud,.

#ardjono, Agung ', ==G, /ekanika 2anah, 2esis "rogram "ascasardjana <;/, Eogyakarta.