10. kestabilan lereng

Kestabilan lereng

Metode Analisis kestabilan lereng

Metode yang umum dilakukan adalah dari

analisis stabilitas lereng didasarkan atas

dari batas keseimbanganFaktor aman

stabilitas lereng diistimasikan dengan

menguji kondisi keseimbangan pada saat

terhitung keruntuhan mulai terjadi

Metode ke dua tentang analisis lereng yang

didasarkan atas teori elastisitas atau

plastisitas untuk menentukan tegangan

geser pada tempat kritis untuk dibandingka

dengan kuat geser.

Kekuatan Masa Batuan

Untuk analisa kestabilan lereng perlu diketahui

sifat fisik dan sifat mekanik batuan. Sifat

fisiknya diperlukan data : bobot isi batuan (γ),

sedangkan sifat mekaniknya adalah kuat geser

batuan yang dinyatakan dalam parameter

kohesi (c) dan sudut geser dalam (θ).

2 macam gaya

Secara prinsip pada suatu lereng sebenarnya terjadi 2 macam gaya yaitu gaya penahan (R) dan gaya penggerak (W sin ψ ).

Gaya penahan yaitu gaya yang menahan massa dari penggerak agar tidak terjadi longsoran, sedangkan gaya penggerak adalah gaya yang menyebabkan massa bergerak sehingga terjadi kelongsoran.

Lereng akan longsor jika gaya gaya penggeraknya lebih besar dari gaya penahan atau W sin ψ > R

R

ψ

Wsinψ

Gaya yang bekerja pada suatu blok di atas bidang miring

Wcos ψ

W

Bobot isi batuan(γ)

Akan menetukan besarnya beban yang

diterima pada permukaan bidang longsor

dinyatakan dalam berat per volume dengan

rumus :

γn = Wn/(Ww – Ws)

γn = Bobot isi batuan Wn = Berat conto asli

Ws = Berat conto jenuh Ww = Berat conto Jenuh

Kohesi (c),

Adalah gaya tarik menarik antar partikel

dalam batuan dinyatakan dalam satuan berat

per satuan luas. Nilai kohesi (c) diperoleh

dari pengujian kuat geser langsung.

Sudut geser dalam (θ),

sudut yang dibentuk dari hubungan antara

tegasan normal dengan tegangan geser di

dalam material tanah atau batuan.

τr σn

θ

τr

c

σn

Faktor keamanan

= c + σ tan θ

Faktor Keamanan(FK) lereng terhadap longsoran

tergantung pada ratio antara kekuatan geser tanah ( ) dan

tegangan geser yang bekerja (m).

Jadi F.K = /m ............. apabila > 1 stabil & < 1

longsor

Fs(faktor keamanan) =

gerakan meningkatk yang gaya

gerak menghambat yang gaya

rotational slip

Fs = rT/XW R = jari-jari logsoran

T = gayageser

X = jarak ttk berat massa ke garis

vertikal dan tk pusat longsoran

W = berat massa

Cara analisis kemantapan lereng

No Analisis Cara Bidang

longsoran *)

Tanah

**)

Batu

**)

Keterbatasan

I Berdasarkan

pengamatan

visual

Menbandingkan

kestabilan lereng

yang ada

L,P,B 0 0 1.Kurang teliti;

2.Tergantung pengalaman seseorang;

3.Disarankan untuk dipakai bila tidak ada

resiko

II Menggunakan

Komputasi

Fellennius

Bishop

Jambu

L

L,P,B

L,P,B

0

0

0

-

0

0

Fellenius kurang teliti, hanya dapat

menghitung faktor keamanan tetapi tidak

dapat menghitung defirmasi

III Menggunakan

Grafik

Cousins

Jambu

Duncan

Hock& Bray

L

L

P

P,B

0

0

0

-

-

0

0

0

1.Material homogen

2.Umumnya struktur sederhana

Keterangan : *) L = Lingkaran **) 0 = digunakan

P = Planar - = tidak digunakan

B = Baji

Pengaruh struktur geologi terhadap

kestabilan lereng

(a) Kemiringan Struktur geologi (b) Kemiringan Struktur geologi searah lereng

berlawanan lereng

(c) Struktur geologi tidak (d) Tanah, pasir atau material

beraturan dengan spasi yang rapat

lepas lainnya

Nilai faktor keamanan lereng pada

berbagai kondisi

No Ketentuan Minimum

1 Faktor keamanan lereng umum 1,2 – 1,3

2 Analisis balik longsoran besar 1,1

3 Kondisi geologi yang komplek, lapisan

tanah/batuan yang lunak, adanya air tanah

1,3

4 Kondisi lereng sederhana 1,2

5 Pekerjaan sipil 1,5

Faktor keamanan minimum kemantapan lereng (DPU, 1994)

Resiko*) Kondisi Bahan Parameter kuat geser **)

Maksimum Sisa

Teliti Kurang

Teliti

Teliti Kurang Teliti

Tinggi Dengan gempa 1,5 1,75 1,35 1,5

Tanpa gempa 1,8 2 1,6 1,8

Menengah Dengan gempa 1,3 1,6 1,2 1,4

Tanpa gempa 1,5 1,8 1,35 1,5

Rendah Dengan gempa 1,1 1,25 1 1,1

Tanpa gempa 1,25 1,4 1,1 1,2

Resiko tinggi

apabila konsekuensi terhadap manusia cukup

besar, bangunan sangat mahal dan atau sangat

penting; Resiko menengah apabila

konsekuensi terhadap manusia sedikit,

bangunan tidak begitu mahal dan atau tidak

begitu penting; Resiko rendah apabila tidak

ada konsekuensi terhadap manusia dan

bangunan .

Kuat geser maksimum

**) Kuat geser maksimum adalah harga puncak dan dipakai bila massa tanah atau batuan yang potencial longsor tidak mempunyai bidang discontinuitas dan belum pernah mengalami gerakan; Kuat geser sisa digunakan bila massa tanah / batuan yang potencial longsor mempunyai bidang discontinuitas dan atau pernah bergerak (walaupun tidak mempunyai bidan discontinuitas)

Penggunaan /aktivitas dan sudut lereng yang optimum

PENGGUNAAN/ % SUDUT LERENG

AKTIVITAS 0-3 3-5 5-10 10-15 15-30 30-70 >70

Rrekreasi umum + + + + + + +

Bangunan terhitung + + + + + + +

Jalan urban/Kota + + +

Sistem septik + +

Perkotaan + + + +

Perumahan konvensional + + + +

Pusat perdagangan + +

Jalan raya + +

Lapangan terbang +

Jalan kereta api +

Jalan lain + + + + + 45%

Mencegah Runtuhnya Sebuah Lereng

A. Memperkecil Gaya Penggerak/Momen

Penggerak.

Gaya penggerak dapat diperkecil hanya

dengan merubah bentuk lereng yaitu

membuat lereng lebih landai, memperkecil

ketinggian lereng,, meniadakan beban yang

memberati bagian puncak, drainase pipa,

pemotongan dinding., menurunkan permukaan

air tanah melalui drainasi atau pemompaan.

B. Memperbesar Gaya Penahan

/Momen Penahan

Untuk memperbesar daya penahan dapat

dilakukan dengan menerapkan beberapa

metode perkuatan tanah diantaranya,

menempatkan berat tambahan pada kaki

lereng, tembok penahan / dinding penahan

tanah.

Jejala kawat

Pengikat beton

Kekar

Angker

Tumpuan beton

Baut beton

kekar

Lubang injeksi semen

Sumur

pompa

Pengeringan

Saluran

Pembobotan parameter pengaruh tanah longsor

N

N

o

Faktor

Pengaruh

Parameter Pengaruh Bobot Skor

mak

Skor

Min

1 Bentuk lahan Proses 50 10

2 Lereng Kemiringan lereng 50 10

3 Geologi Tingkat pelapukan batuan 5 1

Struktur perlapisan batuan 5 1

Struktur geologi sesar* 50 10

4 Tanah Ketebalan solum tanah 5 1

Tektur tanah 5 1

Drainase 5 1

Stabilitas 5 1

5 Lahan Penggunaan lahan 5 1

Kerapatan vegetasi 5 1

Jumlah 190 38

*Sukartono 2004 modifikasi PSBA UGM, 2001

Klas kerawanan tanah longsor

No Interval Total Skor Kriteria Kerawanan Klas

1 28 – 65 Rendah 1

2 66 – 102 Sedang 2

3 103 - 140 Tinggi 3 Sumber : Analisis PSBA UGM 2001

Indeks kerawanan tanah longsor

No Tingkat

Kerawanan

Indeks

Kerawanan

Penjelasan

1 Rendah 0 Daerah aman ancaman

korban jiwa tidak ada

2 Sedang 0.5 Daerah kurang aman, potensi

terhadap ancaman korban

jiwa

3 Tinggi 1 Daerah tidak aman, ancaman

korban jiwa tinggi

Sumber : Analisis PSBA UGM 2001

Kriteria tingkat resiko akibat tanah longsor

No Jumlah jiwa yang terancam Tingkat Resiko

1 Tanpa Rendah

2 1 – 10 Sedang

3 > 10 Tinggi

Aplikasi perhitungan

RMR & SMR

Kemantapan lereng tambang

terbuka

Beberapa parameter :

Kondisi struktur geologi

Sifat2 fisik & mekanik mataerial

Tekanan air tanah

Geometri lereng

Kondisi struktur geologi adalah

Parameter yang paling

diperhitungkan Klasifikasi massa batuan yg t.d. bidang

lemah/kekar dan derajat pelapukan masa

batuan.

Sudut kemantapan lereng

Deskripsi kekar untuk melihat potensi

kelongsoran

Arah penggalian terhadap kemantapan lereng

Rock mass rating (RMR)

RMR disebut pula Geomechanics Classification oleh Bieniawski (1973):

RMR t.d. 6 parameter :

1. UCS,

2. RQD,

3. Jarak kekar(Discontinuity),

4. Kondisi kekar,

5. Kondisi air tanah dan

6. Orientasi kekar.

5 kelompok bobot total RMR

Bobot yg tinggi menunjukkan kualitas massa

batuan yang lebih baik. Karena isi kekar bisa

terisi oleh kuarsa, lempung, karbonat, kaolin,

klorit, dan kekerasannya juga berbeda, maka

evaluasi kondisi kekar harus mengikuti

standard.

Penentuan bobot RMR memerlukan sifat-sifat

kekar pada massa batuan pembentuk lereng

Dasar Kelongsoran lereng akibat

kekar dengan model longsoran

1. Longsoran busur(Tripical longsoran tanah): adalah longsoran terjadi pada tanah(over burden, waste dan batuan lapuk). Terjadi dengan sistem kekar yang rapat dan tidak mempunyai struktur.

2. Longsoran bidang : Kemiringan kekar rata-rata searah dsengan kemiringan lereng, fenomena ini tidak berlaku untuk massa batuan skistos,

3. Longsoran Baji: garis perpotongan 2 bidang

kekar mempunyai kemiringan ke arah

kemiringan lereng.

4. Longsoran Toppling: massa batuan terdiri dari

bidang diskontiniu yang hampir tegak dan bila

terjadi pada massa batuan kuat , rekahan tarik

akan melendut terus dan miring kearah

kemiringan lereng

Longsoran secara umum

Secara umum longsoran lereng mempunyai

bentuk dan kinematik yang berbeda tergantung

dari karakteristik massa material

pembentuknya.

Material tanah biasanya didasarkan atas sifat

kuat tekannya(< 1 Mpa) dan kalau > 1 Mpa

disebut batuan.

Lereng yg t.d. batuan akan tidak setabil bila

didalamnya terdapat bidang-bidang lemah yg

memiliki orientasi positif terhadap muka

lereng.

Orientasi dip, dan jarak antar bidang lemah

mempengarui bentuk longsoran lereng batuan.

Unconfined Compressive Strength

Test

Contoh berbentuk silinder, balok atau prisma ditekan dari satu arah(uniaxial).

Secara teoritis tegangan pada contoh searah dengan gaya, tetapi kenyataannya arah tegangan tidak searah dengan gaya yang dikenakan contoh, karena ada pengaruh dari plat penekan yang menghimpit contoh, sehingga pecahan tidak berbentuk cone.

Nilai UCS

Nilai UCS didapat dari gaya tekan ketika

sample batuan tersebut pecah dibagi luas

penampang sample dengan rumus :

qv = P/A

qv = kuat tekan (UCS)

P = gaya tekan

A = Luas penampang

TABEL KLASIFIKASI TEKNIS

BATUAN UTUH(ucs) DEERE PEMERIAN

KEKUATAN

UCS (MPa) BATUAN

Sangat lemah 1 – 25 Kalk. Batugaram

Lemah 25 – 50 Batubara, siltstone, sekis

Sedang 50 – 100 Batupasir, Slate, Shale

Kuat 100 – 200 Marmer, granit, guenis

Sangat Kuat > 200 Kwarsa, dolerit, gabro, basalt

POINT LOAD TEST

Pengujian ini dilakukan secara tidak langsung

dilapangan untuk mengetahui kekuatan strenth.

Dengan bentuk silinder(50 mm) atau tidak

beraturan, tidak besar sehingga dengan cepat

diketahui di lanpangan.

Nilai Point load test didapat dari hasil pembagian

kuat tekan dengan nilai D2

Is =P/D2 Is = Point load index, P=Gaya tekan

D = diameter sample indeks RQD

RQD = PANJANG INTI BOR >0.10M/PANJANG

TOTAL BOR(M) X 100 %

RQD (%) KUALITAS BATUAN

< 25 SANGAT JELEK

25 – 50 JELEK

50 – 75 SEDANG

75 - 90 BAIK

KEKAR

Identifikasi kondisi diskontinyu ini sangat komplek,

oleh karena itu pengamatan dilakukan secara terpisah

dan meliputi :

Pemisah (sparation) dan kandungan bahan pengisi

Kekerasan (roughness,

Pelapukan (Weathered)

Kemenerusan (countinuity of joint)

Klasifikasi untuk spasi kekar

Pemerian Spasi Kekar Keterangan

Sangat lebar > 3 m Padat

Lebar 1 – 3m Masif

Cukup dekat 0.3 – 1m Bloky/seamy

Dekat 50 – 300mm Terpecah

Sangat dekat < 50mm Hancur dan tersebar

Kondisi Air Tanah

Air dapat mengakibatkan kondisi massa pembentuk lereng menjadi tidak mantap disebabkan oleh: air

1.menaikan beban massa pembentuk lereng

2. yg berada diantara bidang lemah akan membentuk lapisan film dan berpeluang sebagai bidang celincir

3. yg mengalir akan melarutkan zat sementasi

4. dpt memperbesar pori2 dan ikatan antar butir lemah.

Beberapa hal yg perlu

diperhatikan

Variasi tinggi muka air tanah

Pola aliran air tanah

Permeabilitas batuan

Unsur kimia terlarut dalam air tanah

Orientasi Kekar

Slope Massa Rating (SMR)

Dalam menyertakan bobot pengatur orientasi kekar Romana(1980), memodifikasi RMR yang dikenal dengan SMR. Dengan rumus

SMR = RMR –(F1xF2xF3)+F4

Dimana: F1= tergantung pada pararelisme antara kekar dan

kemiringan muka lereng (Strike)

F2= berhub. Dip kekar pada longsoran bidang

F3= menunjukkan hub.antara kemiringan jenjang dg dip kekar

F4= berhub. Dg. Metode penggalian lereng

CONTOH HASIL PERHITUNGAN RMR DAN

SMR

TITIK

BOR

RM

R

SMR DES.BATU

AN

KESTABILA

N

TIPE LONGSOR

BGT.01 59 51.9 SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar

BGT.02 59 51.9 SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar

BGT.03 57 49 SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar

BGT.04 46 38.9 TIDAK

BAIK

TDK

MANTAP

Dikontrol oleh kekar

BGT.05 60 52 SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar

SARAN

Berdasarkan data diatas perlu dilakukan

tindakan pencegahan dengan memperkecil

lereng dan merubah jenjang kemiringan lereng

khususnya sekitar BGT.04 dengan kemiringan

jenjang harus lebih kecil dari dip kekar dengan

selisih sekitar >10 derajat(30) untuk

menaikkan nilai SMR dari lereng sehingga

menjadi lebih stabil.