Analisis Kestabilan Lereng02 Aug TUGAS BESAR MEKANIKA TANAH

Analisis Kestabilan Lereng

Disusun oleh : Kelompok 6 Samsul Arifin Mei Ferahayu Pangaribuan Mey Navitasari Darman Risky Jatu Pramana Faisal Afif Septiady Riswan Ilham Wahyudi

S1 TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MULAWARMAN SAMARINDA 2011 KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan anugrah-Nya sehingga makalah ini dapat diselesaikan, sebagai bahan pembelajaran dan menambah pengetahuan kita tentang perhitungan mekanika tanah, khususnya dalam materi mengenai geometri lereng. Dalam kesempatan ini, dengan kerendahan hati kami sebagai penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu terselesainya masalah ini baik yang berupa moril maupun materil. Semoga dengan segala kebaikan dan kerja keras yang telah diberikan selama ini kepada penyusun mendapat balasan dan karunia dari Tuhan Yang Maha Esa. Kami menyadari bahwa dalam penyusunan ini masih banyak terdapat kekurangan, untuk itu kritik dan saran sangat di harapkan oleh penyusun agar lebih baik kedepannya. Samarinda, 7 Januari 2011 Penyusun DAFTAR ISI

KATA .

PENGANTAR 2

DAFTAR ISI. 3 BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang.. 4 1.2 Tujuan 5 BAB 2. DASAR . BAB 3. DATA DAN PEMBAHASAN 3.1 Data-data Untuk Tiap Irisan.. 13 3.2 Tabulasi Perhitungan Faktor Keamanan 13 TEORI 6

3.3 Pembahasan 14 3.4 Rekomendasi. 14 BAB 4. PENUTUP 4.1 Kesimpulan 16 4.2 . DAFTAR PUSTAKA.. Saran 16

17

LAMPIRAN .. L-1

BAB I PENDAHULUAN

1.

Latar Belakang

Analisis stabilitas suatu lereng bukanlah merupakan suatu pekerjaan ringan.Bahkan untuk mengevaluasi variabel-variabel seperti lapisan-lapisan tanah dan perameter-parameter kekuatan geser tanah merupakan pekerjaan yang membosankan.Untuk itu diperlukan beberapa pembelajaran mengenai cara menganalisa stabilitas lereng,dan itu semua didasarkan pada beberapa pilihan metode-metode mengenai stabilitas lereng. Ide untuk membagi massa di atas bidang runtuh ke dalam sejumlah irisan telah digunakan sejak awal abad 20. Pada tahun 1916, Peterson melakukan analisis kestabilan lereng pada

beberapa dinding dermaga di Gothenberg, Swedia, dimana bidang runtuh dianggap berbentuk sebuah busur lingkaran dan kemudian massa di atas bidang runtuh dibagi ke dalam sejumlah irisan vertikal. Dua puluh tahun kemudian, Fellenius (1936) memperkenalkan metode irisan biasa. Setelah itu muncul beberapa metode irisan lainnya, antara lain yang dikembangkan oleh: Janbu (1954, 1957); Bishop (1955); Morgenstern dan Price (1965); Spencer (1967); Sarma (1973, 1979);Fredlund dan Krahn (1977), Fredlund, dkk (1981); Chen dan orgenstern (1983); Zhu, Lee dan Jiang (2003). Terdapatnya beberapa macam variasi dari metode irisan disebabkan oleh adanya perbedaan asumsi-asumsi yang digunakan dalam perhitungan faktor keamanan. Asumsi tersebut dipergunakan karena analisis kestabilan lereng merupakan persoalan statika taktentu (indefinite statics) sehingga diperlukan beberapa asumsi tambahan yang diperlukan dalam perhitungan faktor keamanan. Seperti contoh dalam banyak kasus, para insinyur sipil atau tambang siharapkan mampu membuat perhitungan stabilitas lereng guna memeriksa keamanan lereng alamiah, lereng galian, dan lereng timbunan yang didapatkan. Faktor yang perlu dilakukan dalam pemeriksaan tersebut adalah memperkirakan beberapa metode yang menjadi pilihan dalam menghitung stabilitas lereng. Oleh karena itu, laporan ini tersusun berdasarkan penelitian yang terdapat di laboratorium, dan menggunakan metode Fellenius. 2. Tujuan.

Menghitung dan mendesain lereng sesuai dengan data yang telah diperoleh di laboratorium. Menentukan beberapa metode dalam analisis stabilitas lereng.

BAB II DASAR TEORI Penelitian terhadap kemantapan suatu lereng harus dilakukan bila longsoran lereng yang mungkin terjadi akan menimbulkan akibat yang merusak dan menimbulkan bencana. Kemantapan lereng tergantung pada gaya penggerak dan penahan yang ada pada lereng tersebut. Gaya penggerak adalah gaya-gaya yang mengakibatkan lereng longsor. Sedangkan gaya penahan adalah gaya-gaya yang mempertahankan kemantapan lereng tersebut. Jika gaya penahannya lebih besar dari gaya penggerak, maka lereng tersebut dalam keadaan mantap. Kemantapan suatu lereng biasanya dinyatakan dalam bentuk Faktor Keamanan (F) dengan persamaan sebagai berikut : F = gaya penahan / gaya penggerak 1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kemantapan Lereng

Kemantapan lereng selalu dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain : geometri lereng, struktur geologi, kondisi air tanah, sidat fisik dan mekanik batuan serta gaya-gaya yang bekerja pada lereng.

a.

Geometri Lereng

Kemiringan dan tinggi suatu lereng sangat mempengaruhi kemantapannya. Semakin besar kemiringan dan tinggi suatu lereng, maka kemantapannya semakin kecil. b. Struktur Batuan

Struktur batuan yang sangat mempengaruhi kemantapan lereng adalah bidang-bidang sesar, perlapisan dan rekahan. Struktur batuan tersebut merupakan bidang-bidang lemah dan sekaligus sebagai tempat merembesnya air, sehingga batuan lebih mudah longsor. c. Sifat Fisik dan Mekanik Batuan

Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kemantapan lereng adalah : bobot isi (density), porositas dan kandungan air. Kuat tekan, kuat tarik, kuat geser, kohesi, dan sudut geser dalam merupakan difat mekanik batuan yang juga mempengaruhi kemantapan lereng. Bobot Isi

Bobot isi batuan akan mempengaruhi besarnya beban pada permukaan bidang longsor. Sehingga semakin besar bobot isi batuan, maka gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor akan semakin besar. Dengan demikian, kemantapan lereng tersebut semakin berkurang. Porositas

Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga akan memperkecil kemantapan lereng. Kandungan Air

Semakin besar kandungan air dalam batuan, maka tertekan air pori menjadi besar juga. Dengan demikian kuat geseer batuannya akan menjadi semakin kecil, sehingga kemantapannya pun berkurang. Kuat geser batuan yang dinyatakan sebagai berikut : Dimana : t = kuat geser batuan (ton/m2)

c = kohesi (ton/m2) s m f = tegangan normal (ton/m2) = tekanan air pori (ton/m2) = sudut geser dalam (derajat) Kuat Tekan, Kuat Tarik, dan Kuat Geser

Kekuatan batuan biasanya dinyatakan dengan kuat tekan (confined & unfined compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat geser (shear strength). Batuan yang mempunyai kekuatan besar, akan lebih mantap. Kohesi dan Sudut Geser Dalam

Semakin besar kohesi dan sudut geser dalam, maka kekuatan geser batuan akan semakin besar juga. Dengan demikian akan lebih mantap. Pengaruh Gaya

Biasanya gaya-gaya dari luar yang mempengaruhi kemantapan lereng antara lain : getaran alat-alat berat yang bekerja pada atau sekitar lereng, peledakan, gempa bumi, dll. Semua gaya-gaya tersebut akan memperbesar tegangan geser sehingga dapat mengakibatkan kelongsoran pada lereng. Bidang Runtuh Kritis Penentuan bidang runtuh kritis yang menghasilkan faktor keamanan minimum adalah salah satu tahap penting dalam analisis kestabilan lereng menggunakan metode irisan. Lokasi dari bidang runtuh kritis tersebut dapat ditentukan dengan cara coba-coba atau dengan menggunakan metode optimasi. Prinsip dasarnya yaitu sebuah bidang runtuh yang masuk akal dibuat kemudian dihitung faktor keamanannya. Kemudian proses tersebut diulangi untuk sejumlah bidang runtuh yang masuk akal lainnya. Dari semua bidang runtuh yang dicoba kemudian dipilih bidang runtuh yang menghasilkan faktor keamanan yang terkecil, bidang runtuh ini disebut sebagai bidang runtuh kritis. Bidang Runtuh Busur Lingkaran Lokasi bidang runtuh kritis yang berbentuk busur lingkaran dapat ditentukan antara lain dengan menggunakan dua metode sebagai berikut:\ - Metode Grid and Radius - Metode Entry and Exit

Metode Grid and Radius Dalam metode grid dan radius, bidang runtuh busur lingkaran dibuat dengan menentukan titik pusat lingkaran dan radius lingkaran atau garis yang menyinggung lingkaran. Titik-titik pada grid digunakan sebagai pusat dari lingkaran-lingkaran yang akan dicoba. Apabila digunakan adalah garis yang menyinggung lingkaran maka radius lingkaran adalah jarak tegak lurus dari pusat lingkaran terhadap garis singgung.

Garis singgung dapat berupa garis horisontal maupun garis miring, seperti yang terlihat pada Gambar 11. Cara lain yang dapat digunakan yaitu dengan menggunakan grid pusat lingkaran dan sebuah titik atau beberapa titik yang dilewati oleh lingkaran tersebut, seperti yang terlihat pada Gambar 12 dan Gambar 13. (a)

(b) Gambar 11. Bidang runtuh kritis busur lingkaran dengan metode grid and radius menggunakan garis tangen

Gambar 12. Bidang runtuh kritis busur lingkaran dengan metode grid and radius menggunakan sebuah titik singgung Perhitungan Faktor Keamanan Faktor keamanan terhadap kesetimbangan momen (FM) dan faktor keamanan terhadap kesetimbangan gaya (FF) harus dihitung secara serentak dengan mengasumsikan nilai dari

faktor skala (l) harus terlebih dahulu. Prinsip dari perhitungan ini adalah untuk mencari suatu nilai faktor skala yang menghasilkan perbedaan absolut dari (FM FF) lebih kecil dari toleransi yang diberikan. Apabila kondisi tersebut sudah dipenuhi berarti kondisi kesetimbangan gaya dan momen telah dapat dipenuhi. Pengaruh Asumsi Gaya Geser Antar-irisan Terhadap Ketelitian Perhitungan Faktor Keamanan Salah satu faktor yang mempengaruhi ketelitian perhitungan faktor keamanan adalah asumsi mengenai geser antar irisan yang digunakan. Untuk metode-metode yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan gaya dan momen, pada umumnya pengaruh dari asumsi gaya geser antar irisan terhadap perhitungan faktor keamanan untuk semua bentuk bidang runtuh adalah kecil sekali dan dapat diabaikan. Namun hal tersebut tidak berlaku pada metode-metode yang tidak memenuhi semua kondisi kesetimbangan. Pada umumnya untuk semua bentuk bidang runtuh, kecuali bidang runtuh busur lingkaran, terdapat pengaruh yang cukup besar dari asumsi gaya geser antar-irisanterhadap faktor keamanan dengan kesetimbangan momen (FM). Faktor keamanan dengan kesetimbangan gaya (FF) juga dipengaruhi oleh asumsi gaya geser antar-irisan yang digunakan, kecuali untuk bidang runtuh planar. Metode Irisan Biasa (Metode Fellenius) Ada beberapa metode untuk menganalisis kestabilan lereng, yang paling umum digunakan ialah metode irisan yang dicetuskan oleh Fellenius (1939). Metode ini banyak digunakan untuk menganalisis kestabilan lereng yang tersusun oleh tanah, dan bidang gelincirnya berbentuk busur (arc-failure). Menurut Sowers (1975), tipe longsorang terbagi kedalam 3 bagian berdasarkan kepada posisi bidang gelincirnya, yaitu longsorang kaki lereng (toe failure), longsorang muka lereng (face failure), dan longsoran dasar lereng (base failure). Longsoran kaki lereng umumnya terjadi pada lereng yang relatif agak curam (>450) dan tanah penyusunnya relatif mempunyai nilai sudut geser dalam yang besar (>300). Longsoran muka lereng biasa terjadi pada lereng yang mempunyai lapisan keras (hard layer), dimana ketinggian lapisan keras ini melebihi ketinggian kaki lerengnya, sehingga lapisan lunak yang berada diatas lapisan keras berbahaya untuk longsor. Longsoran dasar lereng biasa terjadi pada lereng yang tersusun oleh tanah lempung, atau bisa juga terjadi pada lereng yang tersusun oleh beberapa lapisan lunak (soft seams). Metode irisan biasa (Fellenius, 1936) merupakan metode yang paling sederhana diantara beberapa metode irisan. Metode ini juga dinamakan sebagai metode lingkaran Swedia. Asumsi yang digunakan dalam metode ini adalah resultan gaya antar irisan sama dengan nol dan bekerja sejajar dengan permukaan bidang runtuh, serta bidang runtuh berupa sebuah busur lingkaran. Kondisi kesetimbangan yang dapat dipenuhi oleh metode ini hanya kesetimbangan momen untuk semua irisan pada pusat lingkaran runtuh. Gaya-gaya yang bekerja pada tiap irisan Gaya normal total ditentukan dengan menggunakan kesetimbangan gaya dalam arahtegak lurus dasar irisan, besarnya yaitu:

N =W cosa kW sina Dengan merujuk pada Gambar 1, kesetimbangan momen pada pusat lingkaran runtuh untuk semua irisan adalah sebagai berikut: dimana hc adalah tinggi pusat massa irisan dari titik tengah pada dasar irisan. Gaya geser yang diperlukan agar lereng berada dalam kondisi setimbang adalah: Apabila persamaan di atas disubstitusikan ke dalam persamaan [5] akan diperoleh persamaan untuk menghitung faktor keamanan (F) sebagai berikut: Apabila dibandingkan dengan metode lainnya yang lebih teliti, seperti Metode Bishop atau Metode Spencer, faktor keamanan yang dihitung dengan metode ini pada umumnya mempunyai nilai yang lebih rendah sebesar 5% sampai 20%. Bahkan untuk lereng landai dengan tekanan air pori yang tinggi, perbedaannya dapat mencapai sekitar 60%. Untuk lereng dengan material yang mempunyai sudut gesek sama dengan nol (f = 0) metode ini dapat memberikan nilai faktor keamanan yang sama akuratnya dengan Metode Bishop Yang Disederhanakan. Untuk lereng dengan dengan material yang mempunyai sudut gesek lebih besar daripada nol, metode ini sebaiknya tidak digunakan karena dapat menghasilkan rancangan lereng yang tidak ekonomis. BAB III DATA DAN PEMBAHASAN

3.1. Data data untuk tiap irisan

Irisan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

b (m) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

() 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45

c (N/m) 29,43 29,43 29,43 29,43 29,43 29,43 29,43 29,43 29,43 29,43

h (m) 1,7 4,9 7,9 11,2 12,8 11,7 10,2 8,3 5,6 2,2

() 4 8 15 21 27 34 41 49 58 70

(kPa) 16,87 16,87 16,87 16,87 16,87 16,87 16,87 16,87 16,87 16,87

3.2. Tabulasi Perhitungan Faktor Keamanan

Irisan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 =

Luas Slice (m) 4 12,125 19,875 26,875 33,125 38,875 39,125 33,375 24,125 15,125

W (kN) 67,48 204,549 335,291 453,381 558,819 655,821 660,039 563,036 406,989 255,159

(m) 2,006 2,02 2,071 2,142 2,245 2,412 2,65 3,049 3,774 4,093

c (kN) 59,03658 59,4486 60,94953 63,03906 66,07035 70,98516 77,9895 89,73207 111,0688 120,457 778,7767

N (kN) 67,316 202,558 323,866 423,268 497,911 543,7 498,138 369,385 215,671 87,27

N.tan 67,316 202,558 323,866 423,268 497,911 543,7 498,138 369,385 215,671 87,27 3229,08

W.sin 4,707 28,468 86,78 162,477 253,699 366,73 433,025 424,929 345,146 239,771 2345,732 1,708575

4007,86 RM = DM = FK = 2345,732

Bobot isi (g) = 1,72 gr/cm3= 16,87 kPa Sudut geser dalam (f) = 45 Kohesi (c) = 0,3 kg/cm = 29,43 kN/m2 ub = 0 Rumus : w = g x Luas slice b = b x sec a N = w x cos a 3.3 Pembahasan

Tanah yang kami gunakan sebagai sampel termasuk tanah dengan tekstur berlempung, yang memiliki berat isi tanah basah sebesar 1,72 gr/cm3 (16,87 kPa). Oleh karena itu, melalui data ini kami membuat lereng timbunan dengan ketinggian 20 m dengan slope 60o. Data diatas digunakan untuk perhitungan faktor keamanan suatu lereng. Faktor keamanan yg diperoleh adalah 1,7 dari kohesi sebesar 29,43 kN/m2 dan sudut geser dalam 45o. 3.4 Rekomendasi

Dalam pembuatan lereng yang aman dengan berat isi tanah basah sebesar 1,72 gr/cm 3 (16,87 kPa), kohesi sebesar 29,43 kN/m2, dan sudut geser dalam sebesar 45o maka kami merekomendasikan slope yang digunakan adalah sebesar 60o dan tinggi lereng 20 m. Dengan begitu kita akan mendapatkan faktor keamanan lereng sebesar 1,7 atau lebih dari 1,25. Nilai

tersebut menandakan bahwa lereng tersebut aman. Beberapa tinjauan yang dapat direkomendasikan yakni : 1. Lereng timbunan sebaiknya di semen dengan memasang pipa di didalamnya agar dalam kondisi hujan(rainfall) air tidak langsung merembes masuk kedalam lereng dalam kapasitas banyak karena airnya telah mengalir melalui pipa tersebut sehingga mengurangi kemungkinan aliran air pada lereng. 2. Ketinggian lereng di buat landai dengan cara memperkecil ketinggian lereng dan membuat lereng lebih datar dengan mengurangi sudut kemiringan. 3. Pada kaki lereng perlu diberikan Counterweight yaitu tanah timbunan pada kaki lereng dengan tujuan untuk memperkuat kaki lereng agar tidak cepat runtuh dan aman. BAB IV PENUTUP

4.1. Kesimpulan - Dengan data yang diperoleh pada sampel tanah bertekstur lempung yang memiliki berat isi tanah basah sebesar 1,72 gr/cm3 (16,87 kPa) dapat didesain lereng timbunan dengan ketinggian 20 m dengan slope 60o. Data diatas digunakan untuk perhitungan faktor keamanan suatu lereng. Faktor keamanan yg diperoleh adalah 1,7 dari kohesi sebesar 29,43 kN/m2 dan sudut geser dalam 45o. - Beberapa metode dalam analisis stabilitas lereng yang biasanya digunakan yaitu: 1. 2. 3. 4. 5. Metode Busur Lingkaran Swedia Metode Janbu Metode Bishop Metode Fellenius Metode Hoek and Bray

4.2. Saran - Untuk lereng dengan material yang mempunyai sudut gesek sama dengan nol (f = 0), metode Fellenius (Irisan Biasa) dapat memberikan nilai faktor keamanan yang sama akuratnya dengan Metode Bishop Yang Disederhanakan. Untuk lereng dengan dengan material yang mempunyai sudut gesek lebih besar daripada nol, metode Fellenius (Irisan Biasa) ini sebaiknya tidak digunakan karena dapat menghasilkan rancangan lereng yang tidak ekonomis. DAFTAR PUSTAKA

Braja M. Das, dkk. 1988. Mekanika Tanah. Erlangga: Surabaya. Das M, Braja. 1985. Mekanika Tanah jilid 1. Erlangga : Jakarta Hardiyatmo, Hary Cristady. 2002. Makanika Tanah I. Gajah Mada University Press: Yogyakarta. Sunggono. 1984. Mekanika Tanah. Nova: Bandung

Metode Analisa Kestabilan Lereng

Cara analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, cara komputasi dan cara grafik (Pangular, 1985) sebagai berikut : 1) Cara 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. 2) Cara 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 : (a) tak terdrainase, (b) efektif untuk beberapa kasus pembebanan, (c) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan kedalaman, (d) 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. 3) Cara 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.

1. Metode Fellenius Ada beberapa metode untuk menganalisis kestabilan lereng, yang paling umum digunakan ialah metode irisan yang dicetuskan oleh Fellenius (1939). Metode ini banyak digunakan untuk

menganalisis kestabilan lereng yang tersusun oleh tanah, dan bidang gelincirnya berbentuk busur (arc-failure). Menurut Sowers (1975), tipe longsorang terbagi kedalam 3 bagian berdasarkan kepada posisi bidang gelincirnya, yaitu longsorang kaki lereng (toe failure), longsorang muka lereng (face failure), dan longsoran dasar lereng (base failure). Longsoran kaki lereng umumnya terjadi pada lereng yang relatif agak curam (>450) dan tanah penyusunnya relatif mempunyai nilai sudut geser dalam yang besar (>300). Longsoran muka lereng biasa terjadi pada lereng yang mempunyai lapisan keras (hard layer), dimana ketinggian lapisan keras ini melebihi ketinggian kaki lerengnya, sehingga lapisan lunak yang berada diatas lapisan keras berbahaya untuk longsor. Longsoran dasar lereng biasa terjadi pada lereng yang tersusun oleh tanah lempung, atau bisa juga terjadi pada lereng yang tersusun oleh beberapa lapisan lunak (soft seams). Perhitungan lereng dengan metode Fellenius dilakukan dengan membagi massa longsoran menjadi segmen-segmen seperti pada contoh gambar 1, untuk bidang longsor circular adalah:

Gambar 1. Gaya Yang Bekerja Pada Longsoran Lingkaran

Metode Fellenius dapat digunakan pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non isotropis dan berlapis-lapis. Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri dari atas beberapa elemen vertikal. Lebar elemen dapat diambil tidak sama dan sedemikian sehingga lengkung busur di dasar elemen dapat dianggap garis lurus. Berat total tanah/batuan pada suatu elemen (W,) termasuk beban Iuar yang bekerja pada permukaan lereng (gambar 2) Wt, diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada dasar elemen. Dengan cara ini, pengaruh gaya T dan E yang bekerja disamping elemen diabaikan. Faktor keamanan adalah perbandingan momen penahan longsor dengan penyebab Iongsor. Pada gambar 2 momen tahanan geser pada bidang Iongsor adalah : Mpenahan = R. r Dimana : R = gaya geser r = jari-jari bidang longsor Tahanan geser pada dasar tiap elemen adalah :

Momen penahan yang ada sebesar :

Komponen tangensial Wt, bekerja sebagai penyebab Iongsoran yang menimbulkan momen penyebab sebesar:

Faktor keamanan dari lereng menjadi :

Jika lereng terendam air atau jika muka air tanah diatas kaki lereng, maka tekanan air pori akan bekerja pada dasar elemen yang ada dibawah air tersebut. Dalam hal ini tahanan geser harus diperhitungkan yang efektif sedangkan gaya penyebabnya tetap diperhitungkan secara total, sehingga rumus menjadi :

Gambar 2. Sistem Gaya pada Metode Fellenius

2. Metode Bishop a. Metode ini pada dasarnya sama dengan metode swedia, tetapi dengan memperhitungkan gaya-gaya antar irisan yang ada. Metode Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran

b. Pertama yang harus diketahui adalah geometri dari lereng dan juga titik pusat busur lingkaran bidang luncur, serta letak rekahan c. Untuk menentukan titik pusat busur lingkaran bidang luncur dan letak rekahan pada longsoran busur dipergunakan grafik Metode Bishop yang disederhanakan merupakan metode sangat populer dalam analisis kestabilan lereng dikarenakan 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. Metode Bishop sendiri memperhitungkan komponen gaya-gaya (horizontal dan vertikal) dengan memperhatikan keseimbangan momen dari masing-masing potongan, seperti pada gambar 2. Metode ini dapat digunakan untuk menganalisa tegangan efektif.

Gambar 3. Stabilitas lereng dengan metode Bishop Cara analisa yang dibuat oleh A.W. Bishop (1955) menggunakan cara elemen dimana gaya yang bekerja pada tiap elemen ditunjukkan pada seperti pada gambar 4. Persyaratan keseimbangan diterapkan pada elemen yang membentuk lereng tersebut. Faktor keamanan terhadap longsoran didefinisikan sebagai perbandingan kekuatan geser maksimum yang dimiliki tanah di bidang longsor (Stersedia) dengan tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan (Sperlu).

Gambar 4. Sistem gaya pada suatu elemen menurut Bishop

Harga m.a dapat ditentukan dari gambar 5. Cara penyelesaian merupakan coba ulang (trial and errors) harga faktor keamanan FK di ruas kiri persamaan faktor keamanan diatas, dengan menggunakan gambar 5. untuk mempercepat perhitungan. Faktor keamanan menurut cara ini menjadi tidak sesuai dengan kenyataan, terlalu besar, bila sudut negatif ( - ) di lereng paling bawah mendekati 30 . Kondisi ini bisa timbul bila lingkaran longsor sangat dalam atau pusat rotasi yang diandalkan berada dekat puncak lereng. Faktor keamanan yang didapat dari cara Bishop ini lebih besar dari yang didapat dengan cara Fellenius.

Gambar 5. Harga m.a untuk persamaan Bishop

3. Metode Janbu a. Metode ini digunakan untuk menganalisis lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur lingkaran. b. Bidang longsor pada analisa metode janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada massa batuan atau tanah. Cara lain yaitu dengan mengasumsikan suatu faktor keamanan tertentu yang tidak terlalu rendah. Kemudian melakukan perhitungan beberapa kali untuk mendapatkan bidang longsor yang memiliki faktor keamanan terendah.

Gambar 6. Aplikasi Metode janbu

Metode Janbu, untuk tanah berbutir kasar : Qp = Ap (c Nc+ q Nq) Dimana : c = Kohesi tanah (kN/m2)

Nc, Nq = Faktor daya dukung ujung tiang berdasarkan tabel Janbu

Gambar 7. Faktor Daya Dukung Ijin Dengan Sudut Geser Dalam

Janbu (1954) mengembangkan suatu cara analisa kemantapan lereng yang dapat diterapkan untuk semua bentuk bidang longsor (gambar 8).

Gambar 8. Analisa Kemantapan Lereng Janbu

Gambar 9. Sistem Gaya pada Suatu Elemen menurut cara Janbu

Keadaan keseimbangan untuk setiap elemen dan seluruh massa yang longsor mengikuti persamaan dibawah ini :

Referensi :- Buku Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran, Direktorat Jenderal Bina Marga Direktorat Bina Teknik. Erni. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang dalam Berbagai Bentuk Tiang pada Gedung Rumah Sakit Mitra keluarga Depok. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Tekik Sipil dan Perencanaan, Universitas Gunadarma.Nyoman, I G. Santiawan, I Gusti N. Wardana dan I Wayan Redana. Penggunaan vegetasi (rumput gajah) dalam menjaga kestabilan tanah terhadap kelongsoran. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol. 11, No. 1, Januari 2007.

-

Zakaria, Zufialdi. 2009. Analisa Kestabilan Lereng, seri mata kuliah Geoteknik. Laboratorium Geologi Teknik Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran. Tidak diterbitkan.

Geologi Regional Jawa Barat

Pola Umum struktur Jawa Barat GEOLOGI REGIONAL JAWA BARAT Pulau Jawa terletak di bagian selatan dari Paparan Sunda dan terbentuk dari batuan yang berasosiasi dengan suatu aktif margin dari lempeng yang konvergen. Pulau tersebut terdiri dari komplek busur pluton-vulkanik, accretionary prism, zona subduksi, dan batuan sedimen. Pada Zaman Kapur, Paparan Sunda yang merupakan bagian tenggara dari Lempeng Eurasia mengalami konvergensi dengan Lempeng Pasifik. Kedua lempeng ini saling bertumbukan yang mengakibatkan Lempeng Samudra menunjam di bawah Lempeng Benua. Zona tumbukan (subduction zone) membentuk suatu sistem palung busur yang aktif (arc trench system). Di dalam palung ini terakumulasi berbagai jenis batuan yang terdiri atas batuan sedimen laut dalam (pelagic sediment), batuan metamorfik (batuan ubahan), dan batuan beku berkomposisi basa hingga ultra basa (ofiolit). Percampuran berbagai jenis batuan di dalam palung ini dikenal sebagai batuan bancuh (batuan campur-aduk) atau batuan melange. Singkapan batuan melange dari paleosubduksi ini dapat dilihat di Ciletuh (Sukabumi, Jawa Barat), Karangsambung (Kebumen, Jawa Tengah), dan Pegunungan Jiwo di Bayat (Yogyakarta). Batuan tersebut berumur Kapur dan merupakan salah satu batuan tertua di Jawa yang dapat diamati secara langsung karena tersingkap di permukaan. FISIOGRAFI REGIONAL Aktifitas geologi Jawa Barat menghasilkan beberapa zona fisiografi yang satu sama lain dapat dibedakan berdasarkan morfologi, petrologi, dan struktur geologinya. Van Bemmelen (1949), membagi daerah Jawa Barat ke dalam 4 besar zona fisiografi, masing-masing dari utara ke selatan adalah Zona Dataran Pantai Jakarta, Zona Bogor, Zona Bandung, dan Zona Pegunungan Selatan Zona Dataran Pantai Jakarta menempati bagian utara Jawa membentang barat-timur mulai dari Serang, Jakarta, Subang, Indramayu, hingga Cirebon. Daerah ini bermorfologi dataran dengan batuan penyusun terdiri atas aluvium sungai/pantai dan endapan gunungapi muda. Zona Bogor terletak di sebelah selatan Zona Dataran Pantai Jakarta, membentang mulai dari Tangerang, Bogor, Purwakarta, Sumedang, Majalengka, dan Kuningan. Zona Bogor umumnya bermorfologi perbukitan yang memanjang barat-timur dengan lebar maksimum

sekitar 40 km. Batuan penyusun terdiri atas batuan sedimen Tersier dan batuan beku baik intrusif maupun ekstrusif. Morfologi perbukitan terjal disusun oleh batuan beku intrusif, seperti yang ditemukan di Komplek Pegunungan Sanggabuana, Purwakarta. Van Bemmelen (1949), menamakan morfologi perbukitannya sebagai antiklinorium kuat yang disertai oleh pensesaran. Zona Bandung yang letaknya di bagian selatan Zona Bogor, memiliki lebar antara 20 km hingga 40 km, membentang mulai dari Pelabuhanratu, menerus ke timur melalui Cianjur, Bandung hingga Kuningan. Sebagian besar Zona Bandung bermorfologi perbukitan curam yang dipisahkan oleh beberapa lembah yang cukup luas. Van Bemmelen (1949) menamakan lembah tersebut sebagai depresi di antara gunung yang prosesnya diakibatkan oleh tektonik (intermontane depression). Batuan penyusun di dalam zona ini terdiri atas batuan sedimen berumur Neogen yang ditindih secara tidak selaras oleh batuan vulkanik berumur Kuarter. Akibat tektonik yang kuat, batuan tersebut membentuk struktur lipatan besar yang disertai oleh pensesaran. Zona Bandung merupakan puncak dari Geantiklin Jawa Barat yang kemudian runtuh setelah proses pengangkatan berakhir (van Bemmelen, 1949). Zona Pegunungan Selatan terletak di bagian selatan Zona Bandung. Pannekoek (1946) menyatakan bahwa batas antara kedua zona fisiografi tersebut dapat diamati di Lembah Cimandiri, Sukabumi. Perbukitan bergelombang di Lembah Cimandiri yang merupakan bagian dari Zona Bandung berbatasan langsung dengan dataran tinggi (plateau) Zona Pegunungan Selatan. Morfologi dataran tinggi atau plateau ini, oleh Pannekoek (1946) dinamakan sebagai Plateau Jampang. 2.1.3 TEKTONIK REGIONAL

Lempeng Paparan Sunda dibatasi oleh kerak samudra di selatan dan pusat pemekaran kerak samudra di timur. Bagian barat dibatasi oleh kerak benua dan di bagian selatan dibatasi oleh batas pertemuan kerak samudra dan benua berumur kapur (ditandai adanya Komplek Melange Ciletuh) dan telah tersingkap sejak umur Tersier. Sejak awal tersier (Oligosen akhir), kerak samudra secara umum telah miring ke arah utara dan tersubduksi di bawah Dataran Sunda (Hamilton, 1979). Tektonik kompresi dan ekstensi dihasilkan oleh gaya tekan pergerakan Lempeng IndoAustralia dan putaran Kalimantan ke utara, membentuk rift dan half-graben sepanjang batas selatan Lempeng Paparan Sunda pada Eosen-Oligosen (Hall, 1977). Karakter struktur di daratan terdiri dari perulangan struktur cekungan dan tinggian, dari barat ke timur yaitu Tinggian Tangerang, Rendahan Ciputat, Tinggian Rengasdengklok, Rendahan Pasir Putih, Tinggian dan Horst Pamanukan-Kandanghaur, Rendahan Jatibarang dan Rendahan Cirebon . Pola struktur batuan dasar di lepas pantai merupakan pola struktur yang sama pada Cekungan Sunda, Cekungan Asri, Seribu Platform, Cekungan Arjuna, Tinggian F, Cekungan Vera, Eastern Shelf, Cekungan Biliton, Busur Karimun Jawa dan Bawean Trough. Beberapa bukti menunjukan adanya gabungan antara asymmetrical sag dan half graben pada tektonik awal pembentukan cekungan di daerah Jawa Barat Utara. STRUKTUR REGIONAL Di daerah Jawa Barat terdapat banyak pola kelurusan bentang alam yang diduga merupakan hasil proses pensesaran. Jalur sesar tersebut umumnya berarah barat-timur, utara-selatan, timurlaut-baratdaya, dan baratlaut-tenggara. Secara regional, struktur sesar berarah timurlaut-

baratdaya dikelompokkan sebagai Pola Meratus, sesar berarah utara-selatan dikelompokkan sebagai Pola Sunda, dan sesar berarah barat-timur dikelompokkan sebagai Pola Jawa. Struktur sesar dengan arah barat-timur umumnya berjenis sesar naik, sedangkan struktur sesar dengan arah lainnya berupa sesar mendatar. Sesar normal umum terjadi dengan arah bervariasi. Dari sekian banyak struktur sesar yang berkembang di Jawa Barat, ada tiga struktur regional yang memegang peranan penting, yaitu Sesar Cimandiri, Sesar Baribis, dan Sesar Lembang. Ketiga sesar tersebut untuk pertama kalinya diperkenalkan oleh van Bemmelen (1949) dan diduga ketiganya masih aktif hingga sekarang. Sesar Cimandiri merupakan sesar paling tua (berumur Kapur), membentang mulai dari Teluk Pelabuhanratu menerus ke timur melalui Lembah Cimandiri, Cipatat-Rajamandala, Gunung Tanggubanperahu-Burangrang dan diduga menerus ke timurlaut menuju Subang. Secara keseluruhan, jalur sesar ini berarah timurlaut-baratdaya dengan jenis sesar mendatar hingga oblique (miring). Oleh Martodjojo dan Pulunggono (1986), sesar ini dikelompokkan sebagai Pola Meratus. Sesar Baribis yang letaknya di bagian utara Jawa merupakan sesar naik dengan arah relatif barat-timur, membentang mulai dari Purwakarta hingga ke daerah Baribis di KadipatenMajalengka (Bemmelen, 1949). Bentangan jalur Sesar Baribis dipandang berbeda oleh peneliti lainnya. Martodjojo (1984), menafsirkan jalur sesar naik Baribis menerus ke arah tenggara melalui kelurusan Lembah Sungai Citanduy, sedangkan oleh Simandjuntak (1986), ditafsirkan menerus ke arah timur hingga menerus ke daerah Kendeng (Jawa Timur). Penulis terakhir ini menamakannya sebagai Baribis-Kendeng Fault Zone. Secara tektonik, Sesar Baribis mewakili umur paling muda di Jawa, yaitu pembentukannya terjadi pada periode Plio-Plistosen. Selanjutnya oleh Martodjojo dan Pulunggono (1986), sesar ini dikelompokkan sebagai Pola Jawa. Sesar Lembang yang letaknya di utara Bandung, membentang sepanjang kurang lebih 30 km dengan arah barat-timur. Sesar ini berjenis sesar normal (sesar turun) dimana blok bagian utara relatif turun membentuk morfologi pedataran (Pedataran Lembang). Van Bemmelen (1949), mengaitkan pembentukan Sesar Lembang dengan aktifitas Gunung Sunda (G. Tangkubanperahu merupakan sisa-sisa dari Gunung Sunda), dengan demikian struktur sesar ini berumur relatif muda yaitu Plistosen. Struktur sesar yang termasuk ke dalam Pola Sunda umumnya berkembang di utara Jawa (Laut Jawa). Sesar ini termasuk kelompok sesar tua yang memotong batuan dasar (basement) dan merupakan pengontrol dari pembentukan cekungan Paleogen di Jawa Barat. Mekanisme pembentukan struktur geologi Jawa Barat terjadi secara simultan di bawah pengaruh aktifitas tumbukan Lempeng Hindia-Australia dengan Lempeng Eurasia yang beralangsung sejak Zaman Kapur hingga sekarang. Posisi jalur tumbukan (subduction zone) dalam kurun waktu tersebut telah mengalami beberapa kali perubahan. Pada awalnya subduksi purba (paleosubduksi) terjadi pada umur Kapur, dimana posisinya berada pada poros tengah Jawa sekarang. Jalur subduksinya berarah relatif barat-timur melalui daerah Ciletuh-Sukabumi, Jawa Barat menerus ke timur memotong daerah KarangsambungKebumen, Jawa Tengah. Jalur paleosubduksi ini selanjutnya menerus ke Laut Jawa hingga mencapai Meratus, Kalimantan Timur (Katili, 1973). Penulis ini menarik jalur paleosubduksi berdasarkan pada singkapan melange yang tersingkap di Ciletuh (Sukabumi),

Karangsambung (Kebumen), dan Meratus (Kalimantan Timur). Berdasarkan penanggalan radioaktif yang dilakukan terhadap beberapa contoh batuan melange, diketahui umur batuannya adalah Kapur. Peristiwa subduksi Kapur diikuti oleh aktifitas magmatik yang menghasilkan endapan gunungapi berumur Eosen. Di Jawa Barat, endapan gunungapi Eosen diwakili oleh Formasi Jatibarang dan Formasi Cikotok. Formasi Jatibarang menempati bagian utara Jawa dan pada saat ini sebarannya berada di bawah permukaan, sedangkan Formasi Cikotok tersingkap di daerah Bayah dan sekitarnya. Jalur gunungapi (vulcanic arc) yang umurnya lebih muda dari dua formasi tersebut di atas adalah Formasi Jampang. Formasi ini berumur Miosen yang ditemukan di Jawa Barat bagian selatan. Dengan demikian dapat ditafsirkan telah terjadi pergeseran jalur subduksi dari utara ke arah selatan. Untuk ketiga kalinya, jalur subduksi ini berubah lagi. Pada saat sekarang, posisi jalur subduksi berada Samudra Hindia dengan arah relatif barat-timur. Kedudukan jalur subduksi ini menghasilkan aktifitas magmatik berupa pemunculan sejumlah gunungapi aktif. Beberapa gunungapi aktif yang berkaitan dengan aktifitas subduksi tersebut, antara lain G. Salak, G. Gede, G. Malabar, G. Tanggubanperahu, dan G. Ciremai. Walaupun posisi jalur subduksi berubah-ubah, namun jalur subduksinya relatif sama, yaitu berarah barat-timur. Posisi tumbukan ini selanjutnya menghasilkan sistem tegasan (gaya) berarah utara-selatan. Aktifitas tumbukan lempeng di Jawa Barat, menghasilkan sistem tegasan (gaya) berarah utara-selatan. Bagian utara didominasi oleh struktur ekstensi, sedangkan struktur kompresi sedikit sekali. Sesar-sesar yang terbentuk yaitu sesar-sesar berarah baratlaut-tenggara, utara dan timur laut membentuk rift dan beberapa cekungan pengendapan yang dikenal sebagai Sub-cekungan Arjuna Utara, Sub-cekungan Arjuna Tengah dan Sub-cekungan Arjuna Selatan, serta Subcekungan Jatibarang dan sesar-sesar geser menganan berarah baratlaut-tenggara. Fase rifting pada Eosen-Oligosen memiliki arah ekstensi utama berarah timurlaut-baratdaya hingga barat-timur. Cekungan ini tidak terbentuk sebagai cekungan busur belakang, namun sebagai pull-apart. Hamilton (1979) menyebutkan dua alasan yang dapat menjelaskan hal tersebut yaitu pertama, arah ekstensi cekungan hampir tegak lurus dengan zona subduksi saat ini, dan kedua, kerak benua yang tebal terlihat dalam pembentukan struktur rift cekungan tersebut. Terdiri atas dua grup sedimen, yaitu syn rift sedimen yang didominasi oleh non marin/sedimen darat dan post rift sedimen (sag) yang didominasi oleh sikuen endapan marin dan transisi. Batuan dasar cekungan merupakan batuan dasar Pra-Tersier yang mewakili kerak benua Daratan Sunda, terdiri atas batuan beku dan metamorf berumur Kapur atau lebih tua dan juga endapan klastik dan gamping yang terbentuk pada awal Tersier.

Endapan syn rift diawali oleh pengendapan Formasi Jatibarang (di Cekungan Sunda diendapkan Formasi Banuwati), dicirikan oleh perselingan volkanik-klastik dan sedimen lakustrin. Endapan Post rift/sag basin fill (Miosen Awal-Plistosen) merupakan fase transgresif di daerah Laut Jawa. Pada endapan Post-rift tersebut diendapkan secara selaras setara batugamping Formasi Baturaja. Pengendapan selanjutnya berupa endapan laut dangkal Formasi Cibulakan Atas dan Formasi Parigi. Pengendapan terakhir adalah Formasi Cisubuh yang berada di bawah endapan aluvial yang terjadi saat ini.