“ PENYELIDIKAN TANAH PADA LONGSORAN TEPI EMBUNG JERING ”

METODE PENYELIDIKAN LOKASI

Titik Penyelidikan Tanah

Dalam menentukan lokasi titik penyelidikan tanah maka dilakukan survei

topografi. Dari pengamatan tersebut bisa ditentukan jumlah titik penyelidikan,

kedalaman penyelidikan, jumlah sampel macam dan jenis pengujian, serta kondisi

geologi. Hasil survei topografi dapat dilihat pada gambar di bawah.

Untuk data hasil survei topografi dapat dilihat pada tabel di bawah.

Bor

No.

Sondir

No.Titik Elevasi (m) Keterangan

3 3 A 125.133 Bor dan sondir

  4 B 125.756 Sondir

2 2 C 128.404 Bor dan sondir

1 1 D 132.393 Bor dan sondir

  5 E 129.993 Sondir

  6 F 129.062 Sondir

4 7 G 124.958 Bor dan sondir

    H 128.471 Bor

5 8 I 129.795 Sondir

6 9 J 132.878 Bor dan sondir

7   K 139.848 Bor

8   L 143.121 Bor

Pengeboran tanah dilakukan dengan menggunakan bor tangan. Pengeboran

dilakukan sampai pada kedalaman tertentu. Dari pengeboran tersebut didapatkan

hasil berupa profil tanah pada tiap-tiap kedalaman tertentu. Contoh profil tanah

pada titik no 4:

Dari profil tanah tersebut dapat diketahui tebal tanah lunak sekitar 4 m.

Selain dilakukan pengeboran, juga dilakukan pengambilan sampel tanah.

Pengambilan sampel tanah ini dilakukan di 8 titik yang letaknya sama dengan

lokasi pengeboran. Sampel tanah selanjutnya akan di uji di Laboratorium. Dari

hasil pengeboran dapat diketahui ketinggian muka air tanahnya. Muka air tanah

dangkal 0,56 – 2,6 m di bawah muka lereng.

Penentuan Lapis Keras Tanah

Dalam menentukan letak lapis keras dapat dilakukan dengan pengujian

sondir. Pengujian ini dilakukan pada lokasi titik penyelidikan tanah yang sudah

ditentukan sampai pada kedalaman tertentu. Hasil pengujiannya berupa nilai qc

(kg/cm2) pada tiap-tiap kedalaman tertentu. Hasil pengujian tersebut kemudian

diplotkan pada grafik yang menunjukkan hubungan nilai sondir (qc) dengan

kedalaman lapisan tanah.

Letak awal mula lapis keras berada pada kedalaman pada saat nilai qc

mulai naik secara drastis. Selain itu juga harus dilihat dari profil tanahnya. Jika

pada kedalaman tertentu jenis tanahnya sudah berupa tanah keras dan dari

pengujian sondir kekuatan tanahnya relatif besar maka pada kedalaman tersebut

dapat ditentukan sebagai letak tanah kerasnya.

Permeabilitas Tanah

Permeabilitas tanah pada daerah longsor diketahui dengan melakukan uji

permeabilitas. Pengujian permeabilitas dilakukan dengan menggunakan lubang

bor. Pengujian dilakukan di 5 titik (yaitu titik K, C, A, J, G) dan pada tiap titik

dilakukan 4 kali pengujian dengan kedalaman yang berbeda-beda. Dari hasil

pengujian akan didapatkan koefisien permeabilitas tanahnya. Dengan demikian,

besarnya kemampuan tanah dalam meloloskan air dapat diketahui. Data hasil

pengujian dapat dilihat pada berikut.

Tabel Koefisien Permeabilitas Hasil Uji Lapangan

Permeabilitas, k (cm/detik)

No test Titik uji

K C A J G

1 3.16 x 10-5 2.80 x 10-6 2.87 x 10-4 2.79 x 10-6 3.55 x 10-4

2 3.21 x 10-5 3.05 x 10-6 3.63 x 10-4 2.83 x 10-6 4.21 x 10-4

3 3.57 x 10-5 2.75 x 10-6 3.34 x 10-4 2.88 x 10-6 4.33 x 10-4

4 3.34 x 10-5 2.83 x 10-6 4.54 x 10-4 2.93 x 10-6 3.40 x 10-4

Dari tabel di atas, dapat disimpulkan bahwa pada tiap titik (titik K misalnya)

dengan kedalaman yang berbeda-beda ternyata nilai koefisien permeabilitasnya

hampir sama. Selain itu, nilai koefisien permeabilitas tersebut menunjukkan

kemampuan tanah dalam meloloskan air adalah rendah sampai sangat rendah.

Pengujian Vane Shear Test

Uji vane shear untuk menentukan kuat geser “undrained” dari tanah

kohesif yang lunak dan kenyang air di lapangan. Pengujian vane shear tersebut

dilakukan di 6 titik yang letaknya berdekatan dengan titik lokasi pengeboran dan

sondir. Berikut tabel nilai kohesi tanah yang didapatkan dari pengujian vane

shear.

No. LokasiKedalama

nMomen

TorsiMomenRemolded

Koreksi Batang C

C Remolded Sensitivitas

Uji Titik (m) (kgcm) (kgcm) (kgcm) (kg/cm2) (kg/cm2)  1 BH6 1 800     0.87      SR9 1.5 800 30   0.87 0.04 24.33    2 640 100 70 0.68 0.04 19.00    2.5 240 100   0.20 0.04 5.67    3 460 210   0.47 0.17 2.79    3.2 800 140   0.87 0.08 10.432 BH4 1 140 180   0.01 0.06 0.20  SR7 1.5 300 40   0.20 0.05 4.25    2 800 580   0.80 0.54 1.49    2.3 800   130 0.80    3 SR5 0.5 260 180   0.31 0.21 1.44    1 320 180   0.05 0.21 0.22    1.5 220 240   0.26 0.29 0.92    2 270 210 280 0.32 0.25 1.29    2.5 550 440   0.32 0.19 1.69    3 800     0.62    4 SR4 0.5 260 140   0.31 0.17 1.86    1 210 200   0.25 0.24 1.05    1.5 590 150   0.13 0.18 0.73    2 800 580   0.38 0.12 3.20    2.5 800 500 480 0.38 0.02 16.00    3 710 470   0.27 0.56 0.49    3.5 800 660   0.38 0.21 1.785 BH3 0.5 180 140   0.21 0.17 1.29  SR3 1 340 180   0.07 0.21 0.33    1.5 350 210   0.08 0.25 0.33    2 420 240   0.17 0.29 0.58    2.5 330 280   0.06 0.33 0.18    3 800   280 0.62    6 BH1 1 260 160   0.02 0.19 0.13  SR1 1.5 260 180   0.02 0.21 0.11    2 360 220 240 0.14 0.26 0.55    2.5 380 260   0.17 0.02 7.00    2.9 800     0.67    

Hasil pengujian vane shear sebenarnya dapat digunakan sebagai

pembanding terhadap hasil dari uji di laboratorium dan hasilnya akan lebih bagus

karena pengujiannya langsung di lapangan dengan kondisi tanah undisturbed.

Akan pada penelitian kali ini hasil pengujian vane shear tersebut tidak digunakan

karena pada saat pengujian, koreksi batangnya hanya dilakukan 1 kali di tiap titik

bor/sondirnya. Hal itu mengakibatkan nilai kohesi (yang sebenarnya) pada

kedalaman (yang tidak ada koreksi batangnya) tidak dapat diketahui.

Pengujian Sampel Tanah di Laboratorium

Pengujian yang dilakukan di laboratorium antara lain:

a. Pengujian Kadar Air Tanah

b. Pengujian Berat Jenis Tanah

c. Pengujian Batas Konsistensi

- Pemeriksaan Batas Cair Tanah

- Pemeriksaan Batas Plastis Tanah

- Pemeriksaan Batas Susut Tanah

d. Pengujian Distribusi Ukuran Butir Tanah

e. Pengujian Tekan Bebas Tanah

f. Pengujian Triaxial

Berdasarkan hasil pengujian di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada tersebut,

maka dapat diketahui jenis tanah dan parameter-parameter tanahnya. Menurut

klasifikasi British Standart, 8 sampel tanah undisturbed yang diambil dari 8 titik

bor merupakan tanah berbutir halus (tanah lanau/lempung) dan termasuk dalam

kategori CH (Clay High-plasticity) yaitu lempung tak organik dengan plastisitas

tinggi, lempung gemuk. Nilai-nilai parameter tanah bervariasi disetiap titik dan

kedalaman, seperti pada tabel berikut.

Tabel Karakteristik Tanah Hasil Uji Laboratorium

No. Parameter Tanah BH1 BH 2 BH 3 BH 4 BH 5 BH 6 BH 7 BH 81. Kedalaman (m) 0.95-2 2 - 3.3 4 - 4.8 2 0-1 1-1.8 1.5 0-12. Kadar air, w (%) 32.36 42.68 38.28 45.02 35.6 33.18 37 25.8

3. Kohesi, c (kg/cm2) 0.23 0.31 0.4 0.18 0.35 0.4 0.29 0.544. Sudut gesek

internal, 0 0 0 0 0 0 0 0

5. Berat jenis, Gs 2.55 2.50 2.46 2.38 2.50 2.46 2.48 2.526. Berat volume

basah, b (gr/cm3) 1.84 1.76 1.86 1.78 1.79 1.96 1.92 2.14

7. erat volume tanah kondisi jenuh air, sat

(gr/cm3)

1.85 1.74 2.10 1.71 1.79 2.16 1.83 2.02

8. Berat volume kering, d (gr/cm3) 1.39 1.23 1.86 1.22 1.32 1.96 1.4 1.7

9. Batas cair, LL (%) 56.63 89.32 79.64 85.4 65.9 51.92 80 66.410. Batas plastis (%) 28.97 29.43 29.66 33.68 29.2 26.14 31 25.311. Batas susut, SL 15.75 16.03 12.46 11.76 15.3 13.43 14.2 12

Dari hasil pengujian di laboratorium dan dari pengamatan profil bor serta

dilihat dari kekuatan tanahnya (uji sondir), maka dapat disimpulkan bahwa tanah

pada kedalaman-kedalaman tersebut merupakan tanah lempung jenuh. Tanah

lempung jenuh ini dapat dikategorikan sebagai tanah lunak. Sehingga karakteristik

tanah lunak dapat diketahui dari pengujian di laboratorium ini. Untuk karakteristik

tanah lunak tersebut, maka nilai kohesi tanah (c), berat volume basah (b) , berat

volume tanah kondisi jenuh air (sat ), berat volume kering (d ) diambil yang

terkecil dari 8 sampel tanah uji. Nilai modulus elastisitas (Eref) diambil nilai

terendah dari 8 sampel uji yaitu sebesar 645,7 kN/m2.

Analisis Penentuan Bidang Longsor

Analisis penentuan bidang longsor didasarkan pada hasil pengeboran, uji

sondir dan pengujian di laboratorium. Dari hasil pengeboran akan didapatkan

profil tanahnya. Pada kedalaman tertentu didapat jenis tanah keras berupa

semented lanau lempung, pasir halus, berkerikil, cokelat (satuan batu pasir tufan).

Letak bidang longsornya yaitu bidang yang berada di antara lapisan tanah lunak

(lempung) dan lapisan tanah keras (batu pasir tufan). Bidang longsor tersebut

berupa tanah lempung yang nilai kohesinya paling rendah. Dan dilihat dari uji

sondir, letak bidang longsor berada pada kedalaman saat nilai qc mulai naik secara

drastis.

Pada potongan P.2 ada 3 lokasi titik bor (sekaligus 3 titik sondir), yaitu

BH1 (SR1), BH2 (SR2), dan BH3 (SR3).

- Profil bor BH 1 menunjukkan bahwa tanah keras (berupa semented

lanau lempung, pasir, kerikil) berada pada kedalaman 4 m dan dilihat

dari uji sondir, nilai qc-nya sebesar 45 kg/cm2(relatif besar). Sehingga

pada titik BH1 bidang longsor berada pada kedalaman sekitar 4 m.

- Pada titik BH2, tanah keras berada pada kedalaman 3,6 m dan nilai

qc = 110 kg/cm2. Maka letak bidang longsor di titik BH2 berada pada

kedalaman sekitar 3,6 m.

- Pada titik BH 3, tanah keras berada pada kedalaman 5,2 m dan nilai

qc = 120 kg/cm2. Maka letak bidang longsor di titik BH3 berada pada

kedalaman sekitar 5,2 m.

-

Pada potongan P.5 hanya terdapat 2 lokasi titik sondir yaitu SR5 dan SR4.

- Hasil sondir di titik SR5 menunjukkan bahwa nilai qc mulai naik pada

kedalaman 5,6 m dengan qc sebesar 30 kg/cm2. Sehingga letak bidang

longsor diperkirakan pada kedalaman sekitar 5,6 m.

Letak bidang longsor (warna hijau)25

Awal mula bidang longsor, karena pada lokasi tersebut terdapat rekahan.

26

24Semented

lanau lempung, pasir, kerikil Tanah lempung

- Hasil sondir di titik SR4 menunjukkan bahwa nilai qc mulai naik pada

kedalaman 3,4 m dengan qc sebesar 60 kg/cm2. Maka letak bidang

longsor dapat diperkirakan pada kedalaman sekitar 3,4 m.

Pada potongan P.9 terdapat 2 lokasi titik bor (sekaligus titik sondir) yaitu BH6

(SR9) dan BH4 (SR7).

- Pada profil bor di titik BH6 tidak ditemukan adanya tanah keras

sehingga menentukan tanah kerasnya dari uji sondir. Hasil sondir

menunjukkan bahwa nilai qc mulai naik secara drastis pada kedalaman

6,8 m dengan qc sebesar 50 kg/cm2. Sehingga letak bidang longsor

diperkirakan pada kedalaman sekitar 6,8 m.

- Pada titik BH4, tanah keras berada pada kedalaman 4 m berupa lapisan

cadas lanau lempung, pasir sedang, kerikil, coklat sisipan hitam dan

nilai qc = 56 kg/cm2. Maka letak bidang longsor dapat diperkirakan

pada kedalaman sekitar 4 m .

Letak bidang longsor (warna hijau)Semented

lanau lempung, pasir, kerikil Tanah lempung

Awal mula bidang longsor, karena pada lokasi tersebut mengalami penurunan.

Awal mula bidang longsor, karena pada lokasi tersebut mengalami penurunan.

Letak bidang longsor (warna hijau)

Semented lanau lempung,

pasir, kerikil

Tanah lempung

PEMBAHASAN

Jenis tanah pada pembentuk lereng sangat berpengaruh terhadap terjadinya

longsoran. Dari hasil pengamatan di lapangan dan hasil uji di laboratorium, jenis

tanah pada lapisan atas berupa tanah lempung. Salah satu sifat dari lempung

adalah mudah menyerap air karena softening sehingga tanah menjadi lunak. Pada

tanah lempung berbutir halus, sebelum tanah runtuh, di permukaan tanah akan

tampak retak-retak. Kondisi ini mengindikasikan telah terjadi gerakan tanah dan

keseimbangan kritis antara gaya geser yang timbul akibat beban tanah yang akan

longsor dengan tahanan geser bidang gelincirnya telah terjadi.

Uji laboratorium juga menunjukkan derajat kejenuhan air sangat tinggi

hingga mencapai 100%. Semakin tinggi derajat kejenuhan tanah, maka matric

suction semakin rendah. Hal itu menyebabkan kuat geser tanah berkurang,

sehingga stabilitas lereng pun turun.

Dari hasil uji permeabilitas tanah, nilai koefisien permeabilitas tanah

sangat kecil yaitu berkisar antara 10-4-10-6 cm/detik. Sehingga kemampuan tanah

dalam meloloskan air rendah sampai sangat rendah. Hal itu menunjukkan bahwa

air di dalam tanah akan sulit mengalir keluar, sehingga air tertahan di dalam tanah

dan mengakibatkan tanah menjadi jenuh, berat volume tanah bertambah . Jika

berat volume tanah bertambah, maka beban pada lereng akan semakin berat.

Lereng menjadi rawan longsor.

Kondisi geologi lereng embung Jering terdiri dari lapisan atasnya lempung

atau lanau dan lapisan bawah berupa cadas/batu pasir tufan. Batas antara dua

lapisan tanah yang berbeda karakteristiknya, mempengaruhi kestabilan lereng.

Bidang kontak kedua lapisan ini merupakan bagian yang lemah dan berpotensi

menjadi bidang gelincir dari tanah yang akan longsor. Hal itu dikarenakan pada

bagian ini tahanan tanah dalam menahan geseran lebih rendah.

Kondisi iklim saat terjadinya longsor adalah pada musim penghujan,

dimana sebelumnya merupakan musim kemarau yang kering. Hujan dengan

intensitas tinggi dan durasi yang lama di awal musim hujan akan menimbulkan

perubahan parameter tanah yang berkaitan dengan pengurangan kuat gesernya.

Tanah lempung menyusut dan retak-retak ketika musim kemarau. Dan saat

musim hujan tiba, air dengan mudah terinfiltrasi ke dalam tanah lewat retakan-

retakan di permukaan tanah. Air hujan ini dapat menambah licin bidang geser.

Ditambah lagi sifat tanah lempung yang menyerap air. Ketika terjadi hujan lebat

dengan durasi waktu yang lama, muka air tanah naik, tanah menjadi mengembang

(sangat jenuh), massa tanah bertambah berat, kuat geser tanah turun, sehingga

menimbulkan gerakan lateral.

Pada kondisi tanah kenyang air, maka seluruh ruang pori tanah terisi air,

tekanan air pori (uw) akan sama dengan tekanan udara pori (ua), sehingga matric

suction (ua- uw) diabaikan (= 0). Oleh karena tekanannya berupa tekanan air positif

, maka parameter tegangan dalam tanah menjadi tegangan efektif ( - uw ). Dalam

tinjauan tegangan efektif, kuat geser tanah () = c’ + ( - uw ) tg . Dimana c’ =

kohesi efektif, = tegangan normal pada bidang runtuh, ’= sudut gesek dalam

efektif, uw = tekanan air pori. Jika tekanan air pori (uw) naik, maka tegangan

normal efektif berkurang yang berakibat turunnya kuat geser tanah, sehingga

stabilitas lereng berkurang.

Rekahan pada permukaan tanah, memudahkan air hujan masuk ke dalam

tanah. Masuknya air hujan akan menaikkan tinggi muka air tanah, sehingga tanah

menjadi jenuh dan beban lereng semakin berat. Sehingga hal tersebut dapat

memicu terjadinya longsor. Selain itu, juga ditemukan rembesan pada daerah kaki

lereng menimbulkan terjadinya peristiwa erosi buluh (piping). Pada kondisi ini

tanah di bagian kaki lereng kehilangan kuat dukungnya dan bahkan mendekati

harga sama dengan nol, sehingga perlawanan terhadap gaya yang melongsorkan

menurun, dan lereng menjadi rawan longsor. Rembesan air ini berasal dari saluran

sekunder yang berada di atas lereng.

SOLUSI

Solusi yang bisa diterapkan untuk mengatasi permasalahan yang ada

didasari oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut antara lain kondisi tanah

yang mengalami jenuh air hingga 100%, rembesan air dari saluran sekunder yang

berada di atas tebing embung, serta rembesan air sendiri dari embung. Karena

tanah yang jenuh tersebut maka beban tanah di lereng tersebut juga semakin besar.

Oleh karena itu diperlukan beberapa solusi untuk memperbaiki kondisi lereng

yang telah mengalami kelongsoran. Solusi tersebut antara lain:

1. Mengubah geometri lereng

Mengubah geometri lereng dapat dilakukan dengan cara pemotongan dan

penimbunan pada ujung kaki. Metoda penanggulangan ini mempunyai prinsip

mengurangi gaya dorong dari massa tanah yang longsor dan menambah gaya

penahan dengan cara penimbunan pada ujung kaki lereng, sehingga faktor

keamanan lereng dapat bertambah.

Geometri yang diubah pada lereng adalah bekas longsoran yang ditimbulkan.

Maka perlu dilakukan penimbunan tanah pada daerah bekas longsoran

tersebut. Hal itu bertujuan untuk mengatasi air permukaan dari embung

apabila meninggi saat musim hujan.

2. Mengendalikan air rembesan dari saluran sekunder

Maksud dari mengendalikan air rembesan (drainase bawah permukaan) adalah

untuk menurunkan muka air tanah di daerah longsoran. Dalam memilih cara yang

tepat perlu dipertimbangkan jenis dan letak muka air tanah.

Usaha mengeringkan dan atau menurunkan air tanah dalam lereng dengan

mengendalikan air rembesan, umumnya cukup sulit dan memerlukan

penyelidikan yang ekstensif. Apabila air rembesan berhasil dikendalikan maka

angka air pori tanah akan turun secara drastis. Hal itu akan berakibat pada

kenaikan nilai faktor aman pada lereng tanah.

Salah satu metoda yang bisa digunakan untuk kasus ini adalah horizontal drain,

dimana ditempatkan di bawah muka air tanah atau prediksi muka air tanah yang

akan mengalami penurunan. Horizontal drain berfungsi untuk mengalirkan air

pori berlebih di dalam tanah atau mengalirkan air rembesan yang berasal dari

permukaan tanah. Air tersebut kemudian dibuang menuju tepian lereng dan

ditampung di embung.

Timbunan baru

3. Merancang dinding penahan tanah

Penambatan merupakan cara penanggulangan yang bersifat mengikat atau

menahan massa tanah yang bergerak, sedangkan tindakan lain dilakukan bila

penanggulangan dengan cara mengubah geometri lereng, mengendalikan air dan

penambatan tidak dapat diterapkan.

Penambatan tanah umumnya dilakukan dengan bangunan penahan yang berfungsi

sebagai penahan terhadap massa tanah yang bergerak, sehingga meningkatkan

tahanan geser.

Bangunan penahan yang cocok dipakai untuk kasus ini adalah tembok penahan.

Karena karakteristik tanah yang lempung jenuh mengakibatkan besar beban tanah

yang sedemikian besar. Apabila hanya ditunjang turap maka akan berpotensi

terguling. Ditambah lagi kedalaman tanah kerasnya sekitar 4 m.

Tembok penahan merupakan bangunan penambat tanah dari pasangan batu, beton

atau beton bertulang. Tipe tembok penahan terdiri dari dinding gaya berat (gravity

wall), semi gaya berat (semi gravity wall) dan dinding pertebalan (counterfort

wall). Sama halnya dengan bronjong keberhasilannya tergantung dari kemampuan

menahan geseran, tetapi perlu pula ditinjau stabilitas terhadap guling.

Tembok penahan ini disamping digunakan untuk menahan gerakan tanah

digunakan juga untuk melindungi bangunan dari runtuhan. Tembok penahan

harus diberi fasilitas drainase seperti lubang penetes (weep hole) dan pipa salir

yang diberi bahan penyaring (filter) supaya tidak tersumbat, sehingga tidak

menimbulkan tekanan hidrostatis yang besar.

4. Merancang turap di bawah dinding penahan tanah

Turap ditambahkan pada bawah dinding penahan tanah dengan tujuan untuk

mencegah rembesan air permukaan embung yang mengalir menuju kedalaman

air tanah yang berada di bawah lereng.

Kemudian untuk pencegahan terhadap kemungkinan longsor di masa mendatang

maka diperlukan langkah-langkah pencegahan. Langkah-langkah pencegahan

yang dapat diterapkan yaitu penataan wilayah dan penanaman pepohonan di

sekitar lereng. Penataan wilayah dapat diartikan pada penataan pemukiman di

sekitar wilayah embung agar tidak menempati bagian atas lereng. Kemudian juga

perbaikan saluran sekunder agar lebih kedap air. Sehingga tidak terjadi rembesan

air kembali. Penanaman pohon bertujuan untuk mengambil air pori berlebih dari

dalam tanah.