geoteknik untuk an jaringan jalan bahan ajar

Geoteknik untuk Perencanaan Jaringan Jalan

(volume 1)

Disusun oleh:

Munarto Eddie Sunaryo, Ph.D

D E P A R T E M E N P E K E R J A A N U M U M B A D A N P E N E L I T I A N D A N P E N G E M B A N G A N PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN JALAN DAN JEMBATAN

Jl. Jend A.H Nasution No. 264 Kotak Pos 2 Ujungberung Telp. (022) 7802251 Fax. 7802726 Bandung 40294 e-mail:[email protected]

Dipersiapkan untuk Bahan Ajar Perkuliahan Magister Pengelolaan Jaringan Jalan, Kerjasama

Pusbiktek PU – Universitas Katolik Parahyangan, Bandung

Bahan Kuliah Geoteknik untuk Perncanaan Jaringan Jalan, Eddie Sunaryo, 2009

ii

Daftar Isi

1 Pendahuluan .................................................................................................................... 2

2 Parameter Geoteknik Lereng dan Tebing jalan .......................................................... 3

2.1 Kriteria Keseimbangan Beban Penyebab Keruntuhan Lereng dan Gaya Penahan

Geser ........................................................................................................................... 5

2.2 Horison Perlapisan Tanah dan Batuan terhadap Tipe Keruntuhan Lereng ................. 6

2.2.1 Tipe Keruntuhan Lereng Terkait dengan Pekerjaan Galian dan Timbunan di-

daerah Perbukitan .................................................................................................. 8

2.2.2 Tipe Keruntuhan Lereng Terkait Perubahan Sistim Drainase Tata Salir.............. 9

2.3 Bentuk dan Model Keruntuhan Lereng ..................................................................... 11

2.3.1 Keruntuhan Geser ............................................................................................... 11

2.3.2 Keruntuhan Amblasan......................................................................................... 11

2.3.3 Keruntuhan Deformasi ........................................................................................ 11

2.3.4 Keruntuhan Rambatan......................................................................................... 11

2.3.5 Erosi dan Penggerusan ........................................................................................ 12

2.3.6 Keruntuhan Lainnya ............................................................................................ 12

3 Tingkat Stabilitas Lereng daerah Topografi Perbukitan ......................................... 14

3.1 Prinsip Dasar Evaluasi Lereng / Tebing dalam Kondisi Kritis ................................. 14

3.2 Keruntuhan Lereng dan Tebing Jalan ....................................................................... 17

3.2.1 Umum.................................................................................................................. 17

3.2.2 Problem Keruntuhan akibat Pekerjaan Galian Tebing dan Timbunan Lereng

Jalan .................................................................................................................... 17

3.3 Perencanaan Ideal Konstruksi Galian dan Timbunan pada Daerah Topografi

Perpukitan ................................................................................................................. 18

3.3.1 Keseimbangan Batas antara Kuat Geser dan Masa Ketebalan Lapisan Tanah ... 18

3.3.2 Prinsip Penerapan analisa Kuat Geser terhadap Keseimbangan Batas Stabilitas

Lereng ................................................................................................................. 19

4 Faktor Penyebab Menurunnya Stabilitas Lereng...................................................... 21

4.1 Faktor Utama............................................................................................................. 21

4.2 Faktor Pemicu ........................................................................................................... 22

5 Prinsip Penerapan Aspek Geoteknik Dalam Perencanaan Tebing Galian dan

Lereng Timbunan Jalan ............................................................................................... 23

5.1 Keseimbangan Stabilitas Lereng Alam terkait dalam Pelaksanaan pekerjaan Galian

dan Timbunan ........................................................................................................... 23

5.2 Keseimbangan Sudut Kemiringan Lereng terkait antara Alam dan Lereng Lereng

Timbunan .................................................................................................................. 24

5.3 Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Timbunan Jalan terkait dengan Bentuk

Morfologi Lereng ...................................................................................................... 26

5.4 Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Timbunan Jalan terkait dengan Bentuk

Konfergensi Morfologi Lereng ................................................................................. 28

6 Aspek Geoteknik dalam Disain Galian Tebing dan Lereng Timbunan pada daerah

topografi perbukitan. .................................................................................................... 30

6.1 Karakteristik Topografi Lereng Perbukitan .............................................................. 30

6.2 Karakterisitk Propertis Material Tanah / Batuan ...................................................... 32

6.3 Identifikasi Nilai Propertis Karakteristik Material Batuan sebagai material dominan

yang membentuk Stratigrafi Lereng ......................................................................... 32

6.3.1 Pengamatan Lereng yang didominasi oleh Material batuan ............................... 32


iii

6.3.2 Hasil Uji Lapangan (in-situ test) ......................................................................... 33

6.3.3 Test Laboratorium untuk Material Batuan .......................................................... 33

6.4 Identifikasi Nilai Propertis Karakteristik Material Tanah yang membentuk

Stratigrafi Lereng ...................................................................................................... 35

6.4.1 Pengamatan Lereng Alam yang didominasi Material Tanah .............................. 35

6.4.2 Tanah Vulkanik ................................................................................................... 36

6.4.2.1 Tanah Residual ........................................................................................... 37

6.4.2.2 Tanah Transported ...................................................................................... 37

6.4.3 Tanah Problematis............................................................................................... 39

7 Determinasi Aspek Geoteknik pada Disain Tebing Galian dan Lereng Timbunan

......................................................................................................................................... 39

7.1 Aspek Geoteknik dalam Analisa Kestabilan Lereng Batuan .................................... 40

7.1.1 Material Propertis ................................................................................................ 40

7.1.2 Mekanisme Longsoran Batuan............................................................................ 41

7.1.3 Struktur Geologi .................................................................................................. 42

7.1.4 Penilaian Kondisi Kemantapan Lereng Batuan .................................................. 43

7.1.4.1 Kendala – Kendala Penyiapan Data parameter karakterisitk batuan melalui

pengujian 43

7.1.4.2 Penerapan Rock Mass Classification sebagai Data Kelayakan untuk analisa

stabilitas batuan ............................................................................................................ 44

7.2 Aspek Geoteknik dalam Analisa Kestabilan Lereng / Tebing Tanah ....................... 46

7.2.1 Bentuk dan Macam Longsoran Tanah ................................................................ 46

7.2.2 Aspek Geoteknik sebagai Persyaratan Desain Tebing Galian dan Lereng

Timbunan ............................................................................................................ 49

7.2.3 Penentuan Aspek Geoteknik terkait dengan Parameter Kuat Geser ................... 50

7.3 Hal Utama Aspek Geoteknik untuk Analisa Tebing dan Lereng jalan ..................... 51

7.3.1 Mengakomodasi Informasi Yang Mempengaruhi Penentuan Aspek Geoteknik 51

7.3.1.1 Informasi Umum ......................................................................................... 51

7.3.1.2 Infromasi Khusus ........................................................................................ 52

7.3.2 Analisa Stabilitas Tebing Galian dan Lereng Timbunan .................................... 54

8 Kesimpulan dan Saran ................................................................................................. 55

8.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 55

8.2 Saran.......................................................................................................................... 55

Ucapan terima Kasih ............................................................................................................. 56

Daftar Referensi ..................................................................................................................... 56


1

Geoteknik untuk Perncanaan Jaringan Jalan Oleh

Eddie Sunaryo Munarto, Ph.D

Pusat LITBANG Jalan dan Jembatan

Abstrak

Dua kondisi topografi didaerah perbukitan, antara bentuk morfologi dan kemiringan lereng

merupakan indicator utama dari bagian aspek geoteknik yang mempengaruhi

ketidakmantapan dalam suatu perencanaan jaringan jalan. Aspek geoteknik lainnya yang

mempengaruhi tingkat ketidakmantapan daerah perbukitan umumnya juga dipengaruhi oleh

adanya pola struktur geologi yang berada pada daerah tersebut dan juga dipicu oleh adanya

pola aliran air, baik air permukaan maupun air bawah permukaan yang pada umumnya

dipengaruhi oleh karakteristik dari distribusi tipe dan jenis pola vegetasinya. Ruas jalan yang

melalui daerah perbukitan sering mengalami keruntuhan akibat longsoran terkait dengan

aspek geotekniknya. Oleh karena itu, tingkat kemantapannya perlu dianalisa dengan mengkaji

aspek geoteknik kondisi tersebut. Hasil kajian memberikan suatu gambaran bahwa topografi

perbukitan dan karakteristik vegetasi mempengaruhi tingkat stabilitas disain lereng / tebing

jalan.

Abstract

Two hilly topographic conditions, steepness and convergence, are commonly cited as major

indicators of subsequent hillslope instability within the part of the geotechnical aspects on

influencing the plan programme of road network building. The geotechnical aspects causing

the levels of hillslope instability are commonly influenced by the geological structure

manners on these areas. The instability levels of hillslope are also dependant upon the

characteristics of the distribution of watershed either runoff or seepage which are differing

for the kindness of variety of the vegetation types. The Road segments pass through the

hillslopes commonly avoiding landslides due to the geotechnical aspects. Therefore, the level

of its slope instability needs to be analyzed by investigating its geotechnical aspects. The

investigation results produced the figures that the topography of hillslope conditions and the

characteristic distribution of the vegetation types are influencing the instability level of road

slope design.


2

1 Pendahuluan

Kemiringan dan morfologi lereng, seperti bentuk konvergensi pada daerah topografi

pegunungan / perbukitan dapat memberikan gambaran tingkat kemantapan atau tingkat

ketidakmantapannya bilamana lereng dan tebing jalan didisain lebih besar dari kemiringan

lereng atau melawan bentuk morfologi pada umumnya. Bentuk morfologi dan kemiringan

lereng didaerah perbukitan ini diakibatkan oleh process pembentukannya dan sangat

dipengaruhi oleh beberapa factor akibat proses geologi yang berumur jutaan tahun seperti

proses pembentukan gunung api, pelapukan batuan, sedimentasi / transportasi material dan

adanya pola struktur: sesar, jointing, patahan dan lipatan perlapisan tanah / batuan penyusun

lereng.

Dengan demikian proses geologi membentuk topografi perbukitan / pegunungan, baik

kemiringannya maupun morfologi lerengnya. Proses geologi ini menjadikan struktur

perlapisanan tanah / batuan mempunyai variabilitas karakteristik dan tingkat kekompakan

yang berbeda. Oleh sebab itu, maka kemiringan morfologi lereng juga berbeda. Faktor lain

yang mempengaruhi tingkat stabilitas lereng dikarenakan oleh proses pelapukan. Percepatan

pelapukan dipicu akibat proses geologi (chemical processes) dan aktifitas kehidupan

(mechanical processes), seperti perubahan peruntukannya sehingga merubah tatanan

vegetasinya, dan selanjutnya sistim keseimbangan pola aliran menjadi terganggu antara air,

limpasan (runoff) dan air resapan (seepage).

Faktor utama yang mempengaruhi tingkat kemantapan dari suatu lereng atau tebing jalan

yang melalui daerah morfologi perbukitan ini, sangat tergantung dari manajemen pengelolaan

sistim tata lahan (termasuk Vegetasi). Ketidakseriusan dalam pengelolaan hutan akan

berdampak menimbulkan ketidakmantapan lereng / tebing jalan, seperti erosi lereng

permukaan, longsoran dan pendangkalan sungai yang pada musim hujan dapat

mengakibatkan banjir karena sungai tidak mampu menahan air limpasan / banjir.

Faktor lain yang perlu diperhitungkan dalam menganalisa kemantapan lereng pada pekerjaan

jalan didaerah pegunungan adalah dengan menganalisa beberapa kemungkinan yang

mengakibatkan tingkat kemantapannya menurun, misalnya: akibat adanya pekerjaan galian

maupun timbunan untuk memenuhi persyaratan standar disain yang disesuaikan dengan

alinyemen horisontal dan vertikal.


3

Atas dasar tersebut, maka kemantapan jalan yang dibangun melalui daerah pegunungan /

perbukitan, tinjauan terhadap tingkat kemantapan lereng atau tebing jalannya sangat penting

untuk dianalisa terhadap kemungkinan bentuk keruntuhan / longsoran lereng / tebing yang

terjadi. Selanjutnya, hasil analisa bentuk keruntuhan ini akan memberikan gambaran aspek

geoteknik yang dominan seperti, pengelolaan dan pengamatan tipe dan jenis vegetasi, pola

aliran dan jenis material penyusun lereng. Dengan mengkaji aspek geoteknik tersebut maka

diperoleh masukan untuk menentukan metode penanganan dalam meningkatkan kemantapan

lereng / tebing jalan, misalnya dengan menerapkan metode seperti perlindungan lereng,

perkuatan gaya penahan, manajemen sistim tata-salir dan lainnya yang dapat lebih terfokus.

Hal lain yang juga sering menimbulkan permasalahan adalah dalam membangun jaringan

jalan didaerah dataran, baik dengan timbunan maupun at-grade. Permasalahan yang timbul

dikarenakan jaringan jalan tersebut umumnya melalui daerah endapan aluvial berupa tanah

problematik, seperti: tanah lunak organik, tanah gambut dan tanah ekspansif. Kasus

permasalahan yang terjadi pada timbunan jalan didaerah aluvial juga sangat kompleks,

disamping kejadian longsoran lereng timbunan juga kasus penurunan atau keruntuhan

timbunan dapat terjadi dan akan diuraikan pada volume 2.

Dengan demikian, ruas jalan dalam suatu jaringan jalan perlu dianalisa dan dievaluasi aspek

geotekniknya, baik pada daerah pegunungan / perbukitan maupun pada daerah dataran yeng

berupa endapan aluvial.

2 Parameter Geoteknik Lereng dan Tebing jalan

Alinyemen ruas jalan yang melalui daerah pegunungan perlu diperhitungkan terhadap

geometriknya sehingga kendaraan dapat melewati dengan aman dan nyaman sesuai dengan

kecepatannya serta kemampuan akselerasinya. Untuk maksud tersebut, umumnya trase jalan

tersebut didisain sedemikian rupa agar memenuhi ketentuan yang disyaratkan, yaitu

memenuhi ketentuan-ketentuan dalam perencanaan terhadap alinyemen horisontal dan

vertikal.

Alinyemen horizontal umumnya terkait dengan jari-jari lengkungan, super elevasi dan jarak

pandang yang aman dan nyaman untuk dilalui, sedangkan alinyemen vertikal berkaitan


4

dengan kemampuan akselerasi kendaraan dalam melalui daerah tanjakan dan turunan (slope

gradient) untuk mencapai jarak henti yang aman.

Untuk memenuhi ketentuan persyaratan yang ditekankan memenuhi persyaratan standar

alinyemen horisonal dan vertikal, maka ruas jalan yang dibangun memerlukan pekerjaan

galian, urugan atau kombinasi antara galian dan urugan yang diperhitungkan volumenya lebih

kurang sama.

Dengan melihat kenyataan bahwa pembentukan topografi pegunungan itu berkaitan dengan

proses geologi yang terjadi pada jutaan tahun lalu, sehingga jenis tanah / batuan mempunyai

sifat karakteristik yang berbeda, maka tidaklah cukup penentuan alinyemen jalan hanya

berdasarkan keseimbangan volume galian dan timbunan. Dengan demikian, perlu

mempelajari aspek-aspek geoteknik sehingga dapat dicapai umur konstruksinya yang sesuai

dengan umur rencanan disainnya.

Perbedaan sifat-sifat karakteristik tanah dan batuan ini dipengaruhi oleh umur

pembentukannya, material yang terkandung, komposisi butiran yang terkandung, proses

pelapukan, kandungan unsur dan senyawa kimia serta unsur partikel yang terkandung

didalamnya. Beberapa sifat karakteristik yang dominan, baik secara sendiri maupun terdiri

dari beberpa dalam massa tanah / batuan tersebut akan mempengaruhi kekuatan dan

durabilitasnya sehingga tentunya akan mempengaruhi stabilitasnya. Nilai-nilai yang

mencerminkan kondisi tersebut dapat ditunjukan dan dibuktikan dengan mempelajari dan

melakukan pengujian terhadap parameter- parameter geotekniknya untuk digunakan sebagai

parameter disain perencanaan lereng galian dan timbunan.

Demikian pula dengan mempelajari parameter geoteknik tersebut akan membantu dalam

menentukan tingkat kemantapan jalan terhadap kemungkinan terjadinya keruntuhan /

longsoran. Sebagai contoh, misal jaringan jalan direncanakan sesuai dengan persyaratan

alinyemen standar, akan tetapi akan melalui daerah struktur geologi (lineasi patahan) dan

juga melalui batuan yang telah lapuk sempurna serta merupakan daerah sumber air

(akumulasi air), maka perlu dianalisa dan diveluasi tingkat kemantapannya.

Pada Gambar 1 diperlihatkan beberapa permasalahan longsoran yang terjadi didaerah

perbukitan, dimana beberapa tipe longsoran dapat diperlihatkan.


5

Gambar 1. Variasi Kejadian Longsoran pada daerah pegunungan / perbukitan

Dengan demikian, bilamana ruas trase jalan yang sudah didisain memenuhi standar

keselamatan, pergerakan (keselamatan) dan kenyaman (memenuhi disain kriteria alinyemen

disain) maka perlu pula didisain dengan melakukan kajian dan investigasi parameter-

paramter geotekniknya untuk menjaga stabilitas konstruksinya.

2.1 Kriteria Keseimbangan Beban Penyebab Keruntuhan Lereng dan

Gaya Penahan Geser

Beban dan gaya yang bekerja dalam membentuk keseimbangan lereng dapat dibedakan

antara beban kerja yang memicu terjadinya longsoran / keruntuhan lereng (τ) dan gaya geser

yang menahan pergerakan (τf) serta bekerja sepanjang bidang asumsi keruntuhan. Selanjutnya

perbandingan antara beban bekerja dan gaya yang menahan pergerakan tersebut

menghasilkan factor keamanan (FK) dan dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

FK = τf / τ ........................................................................................................... (Persamaan 1)

Akibat beban, kemungkinan penambahan (timbunan) atau pengurangan (galian) dapat

menyebabkan menurunya tingklat stabilitas lereng.


6

Kondisi keseimbangan dari efek perubahan pembebanan tersebut pada lereng disebut disebut

'neutral point' (Hutchinson, 1977). “Neutral point” adalah rasio perbandingan antara FK baru

terhadap FK lama (FK-1 /FK-0) untuk suatu titik tinjauan keseimbangan. Sebagai gambaran

dapat dijelaskan sebagai berikut bilamana bidang potensial longsornya telah dapat ditentukan:

1. Pada penambahan pembebanan ditempatkan pada bagian kaki lereng yang berpotensial

longsor, maka akan berfungsi sebagai tambahan beban penahan sehingga FK-1/FK-2

juga meningkat.

2. Pada penambahan pembebanan ditempatkan pada bagian atas lereng yang berpotensial

longsor, maka akan berfungsi sebagai tambahan beban pemberat sehingga FK-1/FK-0

juga menurun.

Dengan memperhatikan hal tersebut diatas, maka bilamana beban ditempatkan dan tidak

mengakibatkan perubahan faktor keamanan dimana FK-1/FK-0 = 1.0, disebut ”Neutral Point”

atau titik keseimbangan beban dan kuat geser dalam keadaan kritis. Pada kondisi ini, dimana

ada sedikit gangguan maka FK-1/FK-0 < 1.0, artinya salah satu dari bentuk tipe keruntuhan

akan terjadi.

2.2 Horison Perlapisan Tanah dan Batuan terhadap Tipe Keruntuhan

Lereng

Terdapat dua pola tipe keruntuhan lereng dapat terjadi, yaitu dikarenakan gangguan yang

mengakibatkan perubahan bentuk dan dikarenakan perubahan pola tata salir baik permukaan

maupun bawah permukaan. Faktor penyebab kedua pola tipe keruntuhan lereng tersebut yang

merupakan faktor utama, juga sangat tergantung dari jenis tanah / batuannya serta tingkat

pelapukan, kemiringan dan ketinggian lereng, bekerjanya distribusi beban serta kondisi

geologi regional (adanya suatu struktur geologi, misalnya sesar, perlipatan dan pola kekar).

Dalam ilmu geoologi teknik, jenis tanah / batuan terkait dengan proses pelapukannya dapat

ditunjukkan dalam horison perlapisan tanah dan batuan yang dibagi menjadi enam (6) jenis

dimana makin kearah permukaan menunmjukkan kondisi tanah dengan pelapukan sempurna

(Completely Weathered) dan dinyatakan sebagai jenis lapisan tanah dengan tingkat

pelapukan enam (Grade 6). Demikian seterusnya semakin kebawah dimana pengaruh

pelapukan semakin mengecil sehingga sampai pada batuan segar (Fresh Rock) dan

Bahan Kuliah Geoteknik untuk Perncanaan Jaringan Jalan

dinyatakan dengan lapisan tanah / batuan yang belum mengalami pelapukan (Grade 1).

Penjelasan detail terkait dengan tingkatan pelapukan tanah / batuan ditunjukkan dalam Table

1 mencakup sifat teknisnya dan Gambar

Tabel 1. Kondisi Stratigrafi Lapisan Tanah berdasarkan Tingkat Pelapukan Masa Batuannya

Kondisi

Lapuk Sempurna (Tanah Residual)

Semua material batuan telah berubah menjadi tanah; dan susunan (yang besar, tetapi tanah belum tertransportasi.

Lapuk Kuat Semua material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; struktur asli massa batuan masih te

Lapuk Agak Kuat

Lebih dari setengah material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; batuan segar atau lapuk terdapat berupa pecahan

Lapuk Sedang

Kurang dari setengah material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; batuan segar atau lapuk terdapat berupa pecahan

Agak Lapuk

Perubahan warna mengindikasikan pelapukan material batuan dan retakan pada bagiberubah warnanya karena pelapukan

Segar Tidak terdapat material batuan yang lapuk; terdapat sedikit perubahan warna pada permukaan retakan yang besar

Gambar 2. Horison Perlapisan tanah antara Batuan Sedimen dan Volkanik Residual

Lapisan

Horizon Tanah

Horizon Tanah dari Batuan Sedimen


7



dan Gambar 2 batuan dasarnya (batuan sedimen dan residual

. Kondisi Stratigrafi Lapisan Tanah berdasarkan Tingkat Pelapukan Masa Batuannya

Deskripsi Semua material batuan telah berubah menjadi tanah; struktur massa dan susunan (fabric) material telah hancur; terjadi perubahan volume yang besar, tetapi tanah belum tertransportasi.

Semua material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; struktur asli massa batuan masih terlihat

Lebih dari setengah material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; batuan segar atau lapuk terdapat berupa pecahan-pecahan atau corestones

Kurang dari setengah material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; batuan segar atau lapuk terdapat berupa pecahan-pecahan atau corestones

Perubahan warna mengindikasikan pelapukan material batuan dan retakan pada bagian permukaan; semua material batuan mungkin berubah warnanya karena pelapukan

Tidak terdapat material batuan yang lapuk; terdapat sedikit perubahan warna pada permukaan retakan yang besar

. Horison Perlapisan tanah antara Batuan Sedimen dan Volkanik Residual

(McLean dan Gribble)

Lapisan penutup

Lapuk 100%

Lapuk 80%

Lapuk 50%, terdapat material hancuran

Lapuk < 50%%

Lapuk < 20%

Batuan Segar

Lapisan penutup

Lapuk 100%

Lapuk 80%

Lapuk 50%, terdapat material

hancuran

Lapuk < 50%%

Lapuk < 20%

Batuan Segar

Horizon Tanah dari Batuan Sedimen Horizon Tanah dari Batuan Volkanik / Tanah Residual



batuan sedimen dan residual).

. Kondisi Stratigrafi Lapisan Tanah berdasarkan Tingkat Pelapukan Masa Batuannya

Tingkat struktur massa

) material telah hancur; terjadi perubahan volume VI

Semua material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi V

Lebih dari setengah material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; batuan segar atau lapuk terdapat berupa

IV

Kurang dari setengah material batuan telah terurai dan/atau telah hancur menjadi tanah; batuan segar atau lapuk terdapat berupa

III

Perubahan warna mengindikasikan pelapukan material batuan dan an permukaan; semua material batuan mungkin

II

Tidak terdapat material batuan yang lapuk; terdapat sedikit I

. Horison Perlapisan tanah antara Batuan Sedimen dan Volkanik Residual

Lapuk 50%, terdapat material

Horizon Tanah dari Batuan Volkanik / Tanah Residual


8

Berdasarkan penjelasan dari Tabel 1 dan Gambar 2, menujukkan bahwa karakteristik dari

masing – masing perlapisan tanah / batuan tersebut mempunyai karakteristik propertis yang

berbeda terkait dengan tingkat pelapukannya sehingga kuat gesernyapun akan berbeda pula

akibat proses geologi.

Selama proses geologi, batuan dasar mengalami pelapukan, atau pembusukan (dekomposisi)

karena faktor-faktor alam seperti hujan dan es. Pelapukan batuan yang membentuk lempung

dan jenis tanah yang lain dapat terjadi dengan tiga cara: kimia, fisika dan biologi. Pelapukan

kimia merupakan pelapukan yang dominan terjadi pada daerah dengan curah hujan tinggi dan

temperatur tinggi seperti di Indonesia, sedangkan pelapukan fisika dikarenakan adanya

gangguan fisik misalnya pekerjaan tanah seperti pemadatan dan pelapukan biologis terjadi

pada tanah organik atau gambut.

Pada pelapukan kimia. Mineral yang terkandung dalam tanah / batuan terurai oleh larutan

unsur-unsur yang terdapat pada air hujan dan masuk ke dalam batuan melalui bidang

diskontinuitas (rekahan-rekahan). Proses ini disebut pelarutan (leaching) dan larutan terbawa

dalam air sungai dan kembali ke lautan, terkumpul menjadi zat-zat kimia.

2.2.1 Tipe Keruntuhan Lereng Terkait dengan Pekerjaan Galian dan

Timbunan di-daerah Perbukitan

Efek dari pekerjaan galian dan / atau timbunan jalan pada daerah topografi pegunungan

mengakibatkan menurunya tingkat stabilitas lereng, dimana mengalami permasalahan

longsoran (Gambar 3).

Dalam gambar 3 tersebut diperlihatkan beberapa kondisi keruntuhan tebing / lereng jalan

dipengaruhi akibat adanya konstruksi pekerjaan galian dan / atau timbunan.

1. Longsoran berupa keruntuhan lereng akibat bertambahnya pembebanan pada daerah

lereng timbunan.

2. Longsoran berupa keruntuhan tebing akibat galian pada kaki lereng untuk mendapatkan

tebing galian jalan yang lebih tegak karena keterbatasan daerah milik jalan.

3. Longsoran berupa keruntuhan lereng yang umumnya disebabkan karena factor

pelaksanaan yang tidak mengendalikan sistim tata salir dengan baik (seperti penempatan


9

saluran penyalir dibawah jalan yang tidak berfungsi secara benar) sehingga perlu

dilakukan kajian disain, misalnya dengan mengevaluasi aspek geoteknik (masalah air

permukaan dan air tanah yang berada dalam sistim dan perlu dikendalikan) dalam

penerapan manajemen pelaksanaan pekerjaan. Kondisi demikian akan berakibat

longsoran lereng jalan akibat penjenuhan pada daerah terkonsentrasinya air dibawah

badan jalan.

2.2.2 Tipe Keruntuhan Lereng Terkait Perubahan Sistim Drainase Tata Salir

Disamping ketiga hal diatas, akibat pekerjaan galian dan timbunan pada daerah topgrafi,

terjadi longsoran lereng berupa keruntuhan timbunan akibat kemungkinan tidak berfungsinya

drainase (tata salir) yang masuk kedalam badan jalan.

Keadaan ini dapat terjadi karena tidak tercapainya nilai kepadatan sesuai standar spesifikasi

yang disyaratkan serta kemiringan lereng timbunan yang hampir tegak (Gambar 3) sehingga

stabilitasnya berkurang.

Pada Gambar 3 tersebut, diperlihatkan keruntuhan timbunan yang berfungsi sebagai bendung

dan tidak dipadatkan dengan semestinya serta mempunyai kemiringan lereng dan tinggi

timbunan tidak diperhitungkan terhadap faktor stabilitas. Kondisi ini juga terjadi pada

konstruksi timbunan yang berada pada daerah jenuh air seperti terbendungnya aliran air pada

daerah perbukitan atau timbunan pada daerah pasang surut.

Kondisi demikian akan berakibat menjadikan timbunan jenuh sehingga rentan terhadap

problem keruntuhan berupa longsoran lereng timbunan jalan.

Keruntuhan lereng pada timbunan secara penuh berkaitan dengan system drainase yang tidak

terkendali banyak dijumpai pada daerah yang telah mengalami perubahan ekosistimnya,

misalnya akibat penebangan hutan yang tidak terkendali, juga berubahnya fungsi lahan

dimana banyak dibangun permukiman tanpa dilengkapi dengan sumur – sumur resapan.

Akibat yang ditimbulkannya adalah terganggunya keseimbangan tata salir antara air limpasan

dan resapan.


Gambar 3. Pendekatan analisa potensial longsoran lereng dikaitkan dengan pelaksanaan

pekerjaan untuk jalan (

Gambar 4. Kurang berfungsinya drainase dapat menyebabkan penjenuhan konstruksi


10

. Pendekatan analisa potensial longsoran lereng dikaitkan dengan pelaksanaan

pekerjaan untuk jalan (Finn Krogstad, 1997)

. Kurang berfungsinya drainase dapat menyebabkan penjenuhan konstruksi

timbunan, Finn Krogstad, 1997

Penambahan Pembebanan pada

bagian atas mahkota longsoran

Galian / pengurangan

beban pada lereng

Penjenuhan pada Lereng

. Pendekatan analisa potensial longsoran lereng dikaitkan dengan pelaksanaan

. Kurang berfungsinya drainase dapat menyebabkan penjenuhan konstruksi


11

2.3 Bentuk dan Model Keruntuhan Lereng

2.3.1 Keruntuhan Geser

Bentuk keruntuhan geser ini diakibatkan timbunan mengalami longsoran baik pada material

timbunannya maupun pada lapisan tanah dasarnya. Keruntuhan geser terjadi pada sepanjang

bidang gelincir dan mempunyai variasi kedalaman dimana tergantung dari bidang perlapisan

tanah dengan perlemahan berada. Bidang longsor umumnya diasumsikan sebagai lingkaran

untuk analisa stabilitas.

2.3.2 Keruntuhan Amblasan

Keruntuhan amblasan terjadi karena bidang gesernya menyebabkan bagian dari timbunan

bergerak dan mengalami penurunan. Keruntuhan ini bila dibiarkan akan memicu longsoran

yang lebih kompleks dan perlu penanganan untuk mengembalikan fungsi timbunan.

2.3.3 Keruntuhan Deformasi

Keruntuhan deformasi ini umumnya terjadi pada tanah kohesif karena mengalami

pembebanan sehingga timbul regangan yang besar untuk memperoleh tahanan geser yang

tinggi. Keruntuhan ini dapat terjadi karena beberapa kondisi misalnya pada saat memadatkan

untuk membentuk lereng timbunan yang stabil.

1. Pada pemadatan dalam keadaan kering dan bila mengalami penjenuhan maka akan

terjadi regangan pengembangan dan bila beban maka akan mengalami penurunan.

2. Pada pemadatan dalam kadar air optimum material akan mengalami “britltle” dan

berakibat timbul rekahan. Rekahan ini menjadikan tempat masuknya air yang berakibat

terganggunya stabilitas lereng.

2.3.4 Keruntuhan Rambatan.

Keruntuhan rambatan ini berkaitan dengan berkurangnya kuat geser tanah dan kekakuannya

yang diakibatkan oleh berkurangnya tegangan geser sebagai imbas akibat naiknya tekanan air

pori. Umumnya penyebab utama karena struktur tanah mengalami gangguan, seperti


12

mengalami gempa atau perubahan kemiringan lereng. Tanah – tanah yang berupa butiran dan

tidak tersemen dengan baik (butiran halusnya sangat sedikit) sangat rentan terhadap

keruntuhan ini, Coulter and Migliaccio 1966, Chang 1978; Youd et al. 1984; and Harder

1988.

2.3.5 Erosi dan Penggerusan

Keruntuhan erosi dan runtuhan terjadi bila terjadi perbedaan permukaan air pada bagian

bawah kaki lereng cukup untuk menggerakan partikel tanah. Kondisi ini biasanya dipicu pada

saat hujan dimana:

1. Debit air permukaan sangat besar dan bergerak langsung mengikuti kemiringan

lerengnya sedangkan bilamana kondisi tanah tidak tersemen sehingga terbawa larut.

2. Lapisan tanah penyusun lereng mempunyai koefisien permeabilitas besar sehingga lebih

cepat mencari jalan keluar melalui lerengnya.

2.3.6 Keruntuhan Lainnya

Beberapa bentuk keruntuhan lereng lainnya, termasuk keruntuhan pada lereng batuan, seperti

runtuhan batuan (“Rock Fall”), runtuhan jungkiran (“Topples”), runtuhan baji (“Wedges”)

serta keruntuhan aliran material seperti keruntuhan lereng yang yang tidak diakibatkan karena

menurunya kuat geser, Huang 1983.

Keruntuhan lereng pada kasus runtuhan batuan, stabilitas lerengnya dikontrol terhadap

pengaruh adanya struktur geologi local dan umumnya juga walaupun umumnya juga terkait

dengan geologi regionalnya. Struktur geologi local yang perlu dievaluasi adalah adanya

bidang perlapisan, adanya struktur kekar dan rekahan-rekahan atau “joint kekar”, yaitu antar

blok masa batuan yang tersusun baik secara vertical maupun secara mendatar.

Beberapa contoh dari longsoran batuan diperlihatkan pada Gambar 5 untuk tipe keruntuhan

batuan (bongkahan), Gambar 6 untuk tipe runtuhan batuan (jungkiran dan menyerpih),

Gambar 7 untuk bentuk runtuhan tipe baji (Wedges) dan aliran debris serta Gambar 8 untuk

tipe runtuhan akibat adanya bidang lemah pada rekahan masa batuan (Rock jointing). Pada

Gambar 8, runtuhan batuan yang terjadi dapat berkembang menjadi seperti rock fall atau


topples. Keruntuhan lereng pada kasus aliran, umunya

bergerak terbawa oleh aliran air dan menjadi lumpur serta bergerak kebawah dengan

membawa semua yang ada dipermukaan lereng.

Gambar

Gambar 7. Tipe Runtuhan (


13

Keruntuhan lereng pada kasus aliran, umunya terjadi akibat lapisan tanah penutup


membawa semua yang ada dipermukaan lereng.

Gambar 5. Tipe Keruntuhan Batuan

Gambar 6. Tipe Runtuhan Menyerpih

Tipe Runtuhan (Longsoran) Lereng / Tebing Batuan : Debris atau

Keruntuhan Baji (Wedges)

Debris dan Rock Falls

Wedges

terjadi akibat lapisan tanah penutup


Debris atau Rock Falls dan

Debris dan Rock Falls

Wedges


14

Gambar 8. Longsoran Batuan : Topples

3 Tingkat Stabilitas Lereng daerah Topografi Perbukitan

Stabilitas lereng pada daerah pegunungan dapat terganggu karena adanya pembuatan trase

jalan pada pelaksanaan perancanaan jaringan jalan. Keruntuhan lereng dipengaruhi oleh

kondisi tanah dan batuan yang mengalami gangguan akibat adanya pekerjaan jalan serta

perubahan sistim tata salirnya. Untuk mengatasi problem keruntuhan lereng, maka perlu

dilakukan analisa terhadap aspek geoteknik yang dapat digunakan untuk analisa stabilitas

lereng / tebing galian. Beberapa tinjauan yang dapat digunakan sebagai acuan dalam desain

lereng / tebing jalan dapat dianalisa dengan evaluasi pendekatan terhadap kondisi kritisnya

atau menerapkan analisa balik dengan mengasumsikan FK = 1.

3.1 Prinsip Dasar Evaluasi Lereng / Tebing dalam Kondisi Kritis

Keruntuhan lereng / tebing jalan dapat didefinisikan bilamana Faktor Keamanan kurang dari

satu (FK < 1). Pendekatan dalam mendisain lereng / tebing jalan yang memenuhi tingkat

stabilitas dapat dilakukan dengan melakukan analisa balik terhadap stabilitas lereng /

tebingnya dalam kondis kritis, yaitu dengan dan mengasumsikan FK = 1. Selanjutnya

dilaporkan bahwa ketebalan tanah yang mengalami keruntuhan tersebut dipengaruhi oleh :

1. Jenis material,

Tingkat pelapukan dan kondisi batuan atau lapisan tanah yang lebih kompak berada

dibawahnya. Hubungan antara ketebalan tanah dan rasio kemiringan lereng / tebing jalan

Joint dan Kekar

Runtuhan Batuan


diperlihatkan pada Gambar

keruntuhan seperti terlihat pada Gambar

galian untuk jalan, maka ketebalan tanah yang mengalami keruntuhan akan menjadi

berkurang.

Gambar 9. Mode keruntuhan Lereng / Tebing Jalan

2. Kondisi dan Bentuk Topografi Permukaan

Kondisi dan bentuk topografi permukaan memungkinkan memberikan kontribusi terhadap

keruntuhan lereng / tebing jalan (

sebagai tanah secara umum (

Gambar 10 tersebut terlihat bahwa ketebalan lapisan tanah

dengan sudut kemiringan lereng / tebing yang sama akan berkurang bila tingkat

kejenuhannya meningkat.

Gambar 10. Ketebalan Tanah yang mengalami keruntuhan dipengaruhi oleh kemiringan

Kemiringan Lereng (%)

Ketebalan

tanah yang

mengalami

potensial

runtuh (ft)


15

Gambar 9. Bila diasumsikan bahwa tebal lapisan tanah yang mengalami

keruntuhan seperti terlihat pada Gambar 9 tersebut, maka semakin tegak lereng / tebing


. Mode keruntuhan Lereng / Tebing Jalan untuk material tanah

Kondisi dan Bentuk Topografi Permukaan


keruntuhan lereng / tebing jalan (Finn Krogstad, 1997). Dalam hal ini, tanah diasumsikan

secara umum (kepasiran) yang mempunyai kohesi dan sudut geser dalam.

hat bahwa ketebalan lapisan tanahtanh kritis terhadap longsor


. Ketebalan Tanah yang mengalami keruntuhan dipengaruhi oleh kemiringan

lereng / tebingnya.

Tidak Jenuh

Kemiringan Lereng (%)

Tidak Jenuh

Bila diasumsikan bahwa tebal lapisan tanah yang mengalami

, maka semakin tegak lereng / tebing


untuk material tanah


Dalam hal ini, tanah diasumsikan

yang mempunyai kohesi dan sudut geser dalam. Pada

tanh kritis terhadap longsor


. Ketebalan Tanah yang mengalami keruntuhan dipengaruhi oleh kemiringan


Ketebalan tanah yang mengalami keruntuhan tersebut, pada peta topografi dicirikan dengan

bentuk konvergensi dan diperlihatkan pada Gambar

pada daerah perbukitan dan menyebabkan terjadinya longsoran alam.

tersebut dapat terlihat bahwa pengaliran air akan terakumulasi pada daerah yang membentuk

cekungan konvergensi. Bentuk topografi dengan pola konvergensi ini mencirikan tempat

berakumulasinya air, baik permukaan maupun bawah permukaan, sehingga perlu

pengendalian yaitu dialirkan keluar

Bentuk peta topografi dalam suatu satuan sistim

Gambar 12, menunjukkan bahwa bentuk konvergensi tersebut (Gambar 1

mempengaruhi lereng dibawahnya y

Keadaan demikian dimungkinkan karena pada bentuk konvergensi tersebut merupakan

daerah tangkapan air, baik air permukaan maupun bawah permukaan.

. .

Gambar 11. Bentuk Konvergensi Topografi permukaan mencirikan lokasi ketidakstabilan

Gambar 12. Pengaruh bentuk Kovergensi Lereng (sebagai daerah terakumulasinya air)

terhadap Keruntuhan Lereng dalam sistim satuan geomorfologi


16


bentuk konvergensi dan diperlihatkan pada Gambar 11. Kondisi demikian umumnya terjadi

pada daerah perbukitan dan menyebabkan terjadinya longsoran alam. Dalam Gambar

bahwa pengaliran air akan terakumulasi pada daerah yang membentuk

Bentuk topografi dengan pola konvergensi ini mencirikan tempat


ndalian yaitu dialirkan keluar dari cekungan konvergensi.

dalam suatu satuan sistim geomorfologi seperti diperlihatkan pada

menunjukkan bahwa bentuk konvergensi tersebut (Gambar 1

mempengaruhi lereng dibawahnya yang berbentuk devergensi (Gambar 1


daerah tangkapan air, baik air permukaan maupun bawah permukaan.

. Bentuk Konvergensi Topografi permukaan mencirikan lokasi ketidakstabilan

Finn Krogstad 1997

Pengaruh bentuk Kovergensi Lereng (sebagai daerah terakumulasinya air)

terhadap Keruntuhan Lereng dalam sistim satuan geomorfologi

Tidak stabil/alur air

Akumulasi


Kondisi demikian umumnya terjadi

Dalam Gambar 12

bahwa pengaliran air akan terakumulasi pada daerah yang membentuk

Bentuk topografi dengan pola konvergensi ini mencirikan tempat


seperti diperlihatkan pada

menunjukkan bahwa bentuk konvergensi tersebut (Gambar 12.b) dapat

ang berbentuk devergensi (Gambar 12.a dan 12.c).


. Bentuk Konvergensi Topografi permukaan mencirikan lokasi ketidakstabilan,

Pengaruh bentuk Kovergensi Lereng (sebagai daerah terakumulasinya air)

terhadap Keruntuhan Lereng dalam sistim satuan geomorfologi.


17

3.2 Keruntuhan Lereng dan Tebing Jalan

3.2.1 Umum

Seperti telah diuraikan sebelumnya bahwa untuk memenuhi persyaratan standar alinyemen

jalan didaerah topografi pegunungan, baik alinyemen vertical maupun alinyemen horizontal,

dalam disain potongan melintang harus memenuhi kriteria persyaratan alinyemen standar

dengan menerapkan prinsip keseimbangan antara galian dan timbunan sehingga diperoleh

biaya konstruksi yang ekonomis terutama ditinjau dalam biaya transport untuk memindahkan

material hasil galian atau mengadakan material timbunan.

Demikian pula pada potongan melintang dimana dihadapkan pada pekerjaan galian tebing,

timbunan lereng dan kombinasi antara galian dan timbunan untuk mendapatkan jalan dengan

kelandaian yang memenuhi standar kualitas, kenyamanan dan keamanan. Sebagai contoh,

untuk memperoleh koeffisien tanjakan dan turunan pada disain potongan memanjang jalan

diperlukan pekerjaan galian dan timbunan.

Dalam masalah ini khususnya dalam sisi ekonomi pelaksanaan pekerjaan dengan menekan

biaya seminimum mungkin untuk menghasilkan hasil yang maksimum, maka volume galian

dan timbunan diusahakan mencapai keseimbangan.

Selanjutnya akibat adanya keharusan untuk melaksanakan pekerjaan galian dan timbunan,

maka bila tidak didisain dengan baik (misalnya dengan tidak mempelajari aspek geoteknik

yang benar untuk menunjang konstruksi pelaksanaan), program pelaksanaan, pemeliharaan

dan peningkatan jalan dapat berakibat menurunkan tingkat stabilitas lereng, baik lereng alam

atau lereng (galian tebing dan lereng timbunan jalan buatan manusia).

3.2.2 Problem Keruntuhan akibat Pekerjaan Galian Tebing dan Timbunan

Lereng Jalan

Longsoran lereng / tebing jalan terjadi umumnya bila kondisinya tegak dan tinggi dan

mengalami penjenuhan. Kondisi demikian bisa terjadi pada pekerjaan galian dan / atau

timbunan pada daerah perbukitan.


18

Untuk lereng / tebing dengan kelandaian yang tidak telalu tegak umumnya mengalami

keruntuhan akibat erosi yang mngakibatkan terbentuknya alur – alur. Untuk bentuk

keruntuhan demikian, penanganannya relatif mudah dan dapat diatasi dengan cepat, yaitu

dengan pelakukan proteksi / perlindungan permukaan serta pembenahan sistim tata salir

permukaan. Selanjutnya, bilamana tidak segera ditangani, maka akan menjadi masalah yang

cukup serius karena material akan terbawa air dan terakumulasi yang akhirnya dapat

menjadikan longsoran yang besar. Keruntuhan lereng demikian umumnya diakibatkan karena

terganggunya sistim tata salirnya dimana tidak dapat berfungsi sebagai proteksi lereng

permukaan dari proses penjenuhan materialnya.

Sebaliknya, bila topografi lereng mempunyai kelandaian yang cukup tegak, maka

penanganannya akan semakin sulit karena permasalahan yang mengakibatkan keruntuhan

menjadi sangat kompleks karena tidak hanya jenis tanahnya tetapi juga menurunnya FK

secara keseluruhan (terhadap keseimbangan gaya yang bekerja serta erosi lereng akibat air

atau angin).

Oleh karena itu, bilamana pekerjaan lereng / tebing jalan dengan menerapkan prinsip

keseimbangan antara galian dan timbunan tidak didisain secara cermat, artinya tidak

memeperhitungkan aspek geotekniknya dengan benar, maka akan mengalami keruntuhan.

3.3 Perencanaan Ideal Konstruksi Galian dan Timbunan pada Daerah

Topografi Perpukitan

Dalam mendisain tebing galian dan lereng timbunan pada daerah topografi lereng perbukitan

perlu memperhatikan nilai keseimbangan batas antara Kekuatan Geser yang dapat bekerja

terhadap Masa Ketebalan Tanah. Dari hal tersebut maka akan diketahui bahwa nilai kekuatan

geser pada stabilitas lereng tanah sangat tergantung dari nilai kohesi dan sudut geser dalam

antara dalam keadaan bekerjanya tegangan total dan tegangan effektif.

3.3.1 Keseimbangan Batas antara Kuat Geser dan Masa Ketebalan Lapisan

Tanah

Seperti telah diutarakan sebelumnya bahwa stabilitas lereng dikontrol oleh Kekuatan Geser

dalam kemampuannya menahan beban dari berat masa tanah yang berada diatasnya.


19

Bilamana material tanah dalam kondisi mengalami penjenuhan, maka beban masa tanah yang

harus dipikul menjadi semakin berat karena bertambah dengan berat masa air. Sedangkan

akibat pengaruh jenuh ini, maka Kekuatan Geser yang seharusnya mampu menahan berat

masa tanah tersebut berkurang karena diakibatkan adanya tegangan air pori yang tinggi.

Perlu diketahui tegangan air pori ini akan timbul secara siknifikan bila tanah dalam keadaan

jenuh dan akan semakin naik bila menerima pembebanan lebih dari masa tanah yang juga

dalam keadaan jenuh.

Dengan demikian, kekuatan geser tersebut dipengaruhi oleh nilai kohesifitas tanah yang

bekerja sepanjang bidang kritis yang diperkirakan mengalami keruntuhan. Berdasarkan hasil

studi oleh Taylor (1967), telah dibuktikan bahwa tanah dalam keseimbangan, nilai

kohesifitasnya dikontrol oleh kemiringan lereng dan ketebalan lapisan tanah.

Selanjutnya, Finn Krogstad (1997) mengaskan bahwa ketebalan lapisan tanah tersebut

merupakan pengaruh yang sangat dominan dalam menciptakan stabilitas lereng, karena

dalam keadaan jenuh berat masanya akan meningkat dan berakibat bertambahnya tegangan

air pori, sehingga nilai kohesi juga menjadi berkurang, (Gambar 10).

Keruntuhan tebing / lereng jalan yang bergerak secara progresif dalam satuan lereng alam

dan umumnya mempunyai ketebalan lapisan yang signifikan dan akan mempengaruhi

stabilitas yang lebih luas karena berat masa tanah akan terus bertambah. Untuk itu perlu

ditanggulangi sedini mungkin sebagai langkah pencegahan keruntuhannya yang

dimungkinkan akan berkembang secara progresif.

Penanganan yang dilakukan antara lain dengan meningkatkan nilai kekuatan gesernya, baik

melalui stabilisasi tanah maupun dengan metode – metode perkuatan lereng, seperti tiang

pancang, tiang bor dan dengan pemasangan turap yang dipasang menembus bidang

runtuhnya.

3.3.2 Prinsip Penerapan analisa Kuat Geser terhadap Keseimbangan Batas

Stabilitas Lereng

Analisa kuat geser stabilitas lereng umumnya berdasar pada keruntuhan lingkaran Mohr

(Mohr – Coulomb Failure Envelope) yaitu ditunjukan pada hubungan antara perubahan kuat


20

geser dalam kondisi tegangan total (total stress) dan tegangan normal effektif (effective

normal stress) pada bidang runtuh seperti ditunjukan pada Gambar 13, diperlihatkan

perbedaan antara parameter kuat geser pada tegangan total (Total Stress) dan tegangan

effektif (effective stress).

Kriteria prinsip dasar yang harus diperhatikan untuk analisa stabilitas lereng adalah

mencakup antara lain: masalah beban yang bekerja (Loads), tegangan air pori (Pore pressure),

Zonasi Gempa (Earthquakes), perbedaan mendasar antara Kuat Geser dalam Puncak, keadaan

kritis and tidak (Peak, critical state and residual strength), perubahan tegangan (Stress

changes in slopes), penentuan Parameter kekuatan geser tanah sebagai factor aspek geoteknik

(Choice of strength parameters) dan penentuan factor Keamanan (Choice of factor of safety).

Gambar 13. Diagram Mohr yang menggambarkan terjadinya hubungan antara Kohesi, Sudut

Geser Dalam Tanah serta Tegangan Normal dalam keadaan bekerjanya Tegangan Total dan

Tegangan Effektif

Dalam Gambar 13 terdebut dapat dilihat bahwa dalam keadaan bekerjanya tegangan total

dan tegangan effektif dan dapat disimpulkan sebagai berikut:


21

1. Dalam kondisi Tegangan Total, persamaan kuat geser dinyatakan sebagai :

S = c + σ tan φ ......................................................................... (Persamaan 2)

Dimana:

c dan φ = nilai kohesi dan Sudut Geser Dalam tanah

σ = Tegangan Total dalam bidang runtuh

2. Dalam kondisi terjadinya Tegangan Normal Efektif, persamaan kuat geser dinyatakan

sebagai :

S = c' + (σ - µ) tan φ' ) ..................................................................................... (Persamaan 3)

Dimana:

c' and φ' = kohesi dan sudut geser dalam tanah dalam kondisi terjadinya tegangan effektif

σ and µ = Tegangan Total dan Tegangan Air Pori (total normal stress and pore water

pressure)

4 Faktor Penyebab Menurunnya Stabilitas Lereng

4.1 Faktor Utama

Menurut CECW-EG Book, Manual for Engineering and Design ROCK FOUNDATIONS,

Department of the Army U.S. Army Corps of Engineers, Washington, DC 20314-1000, EM

1110-1-2908, 30 November 1994, menegaskan bahwa seluruh pekerjaan dibidang civil

engineering, termasuk dalam pelaksanaan pembuatan lereng timbunan dan tebing galian

jalan, memerlukan pemahaman beberapa faktor sebagai berikut:


22

1. kekar / jont mencakup distribusinya dan keselarasannya;

2. jenis batuan / tanah berdasarkan tinjauan geologi;

3. sifat fisik dan teknik masa tahan / batuan;

4. kondisi pembebannan yang bekerja yang menyebakan kemungkinan terjadinya bentuk

dan model keruntuhan lereng.

4.2 Faktor Pemicu

Selanjutnya, menurut CECW-EG Book, Manual for Engineering and Design ROCK

FOUNDATIONS, Department of the Army U.S. Army Corps of Engineers, Washington, DC

20314-1000, EM 1110-1-2908, 30 November 1994, disamping faktor utama tersebut terdapat

pula beberapa faktor pemicu yang sebagian besar dikarenakan perubahan sistim

keberadaanya, yaitu:

1. Faktor Erosi

Erosi yang sangat berpengaruh adalah akibat air permukaan dan bawah permukaan dan

terkonsentrasi pada daerah yang mengalami keruntuhan. Pada daerah perlemahan seperti

daerah kekar dan batuan lapukan sempurna, akan mengurangi ikatan antar masa batuan

sehingga mengurangi nilai kekuatannya. Daerah dimana terakumulasinya material yang erosi

dapat menjadikan hambatan pengaliran air dan menaikkan tegangan air porinya.

2. Air tanah

Air tanah yang berada pada masa batuan yang lapuk dan / atau teridentifikasi adanya kekar –

kekar, maka akan mengakibatkan menurunnya nilai kuat geser yang bekerja pada daerah

kekar – kekar sehingga pola ketidak selarasan batuan menurun dan berakibat tingkat stabilitas

lereng menjadi menurun.

3. Temperatur

Secara tidak langsung, pengaruh temperatur mempengaruhi tingkat kemantapan lereng.

Bilamana perubahan temperatur sangat kontras, maka akan timbul bidang perlemahan akibat

kontraksi dan ekspansi tanah / mineral.


4. Perubahan Tegangan

Bilamana tegangan geser yang tinggi terjadi dalam masa batuan, seperti adanya

tegangan horisontal akibat galian,

stress). Kondisi demikian dapat

terhadap stabilitasnya, dalam hal ini sudut lereng galian harus diperhitungkan terhadap tinggi

lereng galiannya untuk mencapai stabilitasnya

5 Prinsip Penerapan Aspek Geoteknik

Tebing Galian dan Lereng Timbunan Jalan

5.1 Keseimbangan Stabilitas Lereng

pekerjaan Galian dan Timbunan

Finn Krogstad (1997), menyatakan bahwa volume masa tanah yang bergerak runtuh sangat

mempengaruhi besar dan kecilnya longsoran.

disarankan untuk dalam menganalisa keseimbangan berdasarkan volume masa tanah yang

digunakan untuk timbunan dan yang akan digali untuk tebing jalan harus didisain secara teliti

untuk menjamin stabilitasnya.

keseimbangan antara volume tanah yang digali untuk tebing dengan volume tanah yang

digunakan untuk timbunan

diperoleh stabilitas dalam jangka lama disamping pemenuhan faktor ekonomi pelaksanaan

dilapangan (Gambar 13).

.

Gambar 14. Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Jalan yang perlu direncanakan

dan dipelihara dalam mempertahankan stabilitasnya.

Lereng Timbunan


23

Bilamana tegangan geser yang tinggi terjadi dalam masa batuan, seperti adanya

tegangan horisontal akibat galian, maka akan mengalami kehilangan tegangan

Kondisi demikian dapat dipicu bila tinggi tebing galian tidak

, dalam hal ini sudut lereng galian harus diperhitungkan terhadap tinggi

lereng galiannya untuk mencapai stabilitasnya.

Prinsip Penerapan Aspek Geoteknik Dalam Perencanaan

Tebing Galian dan Lereng Timbunan Jalan

Keseimbangan Stabilitas Lereng Alam terkait dalam

Galian dan Timbunan

, menyatakan bahwa volume masa tanah yang bergerak runtuh sangat

mempengaruhi besar dan kecilnya longsoran. Untuk mengatasi hal tersebut, selanjutnya

menganalisa keseimbangan berdasarkan volume masa tanah yang

dan yang akan digali untuk tebing jalan harus didisain secara teliti

untuk menjamin stabilitasnya.. Sehingga disimpulkan bahwasanya melalui desain


digunakan untuk timbunan merupakan faktor yang secara signifikan


. Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Jalan yang perlu direncanakan

dan dipelihara dalam mempertahankan stabilitasnya.

Lebar Jalan

Lereng Alam

Lereng Timbunan

Tebing Galian

Bilamana tegangan geser yang tinggi terjadi dalam masa batuan, seperti adanya pengurangan

akan mengalami kehilangan tegangan (release

tidak cukup signifikan

, dalam hal ini sudut lereng galian harus diperhitungkan terhadap tinggi

Dalam Perencanaan

terkait dalam Pelaksanaan

, menyatakan bahwa volume masa tanah yang bergerak runtuh sangat

Untuk mengatasi hal tersebut, selanjutnya

menganalisa keseimbangan berdasarkan volume masa tanah yang

dan yang akan digali untuk tebing jalan harus didisain secara teliti

Sehingga disimpulkan bahwasanya melalui desain


merupakan faktor yang secara signifikan diperlukan agar


. Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Jalan yang perlu direncanakan


Perhitungan Faktor Keamanan (FK) untuk keseimbangan dalam mencapai stabilitas antara

tebing galian dan lereng timbunan jalan di

berikut:

Dimana :

qo = Beban dari kondidi dan tipem lahan

Θ = sudut kemiringan lereng

φ = Sudut Geser Dalam tanah

C = Kohesi tanah

Cr = kuat geser akar pohon

h = Ketebalan lapisan tanah yang diasumsikan akan runtuh

z = Ketebalan lapisan jenuh air

gw = Berat Isi air

gs = Berat isi tanah dalam keadaan jenuh air

5.2 Keseimbangan Sudut Kemiringan Lereng terkait

Lereng Lereng Timbunan

Volume masa tanah dibawah badan jalan yang didefinisikan sebagai ”Lereng Timbunan

Jalan” akan beratmbah seiring dengan semakin tegaknya sudut lereng timbunan. Semakin

tegak lereng timbunan yang dibuat maka tingkat stabilitasnya akan semakin mengurang. Hal

ini akan semakin rentan untuk mencapai keseimbangan bilamana adanya pengaruh faktor

(utama dan pemicu) yang semakin mendominasi lereng perbukitan tersebut.

Untuk itu, Finn Krogstad (1997), memberikan hasil kajian tentang hubungan antara tebal

volume tanah yang digunakan untuk timbunan dan kemiringan lereng timbunan yang ideal

dan hasilnya diberikan pada Gambar 1

Pada Gambar 15 diperlihatkan bahwa kemiringan lereng dengan sudut lereng yang bervariasi

dapat dirubah disesuaikan dengan alinyem

yang berbeda.


24


tebing galian dan lereng timbunan jalan disarankan untuk mengacu pada persamaan sebagai

…………………….................... (Persamaan

= Beban dari kondidi dan tipem lahan (hutan dan tumbuhan)

= sudut kemiringan lereng

= Sudut Geser Dalam tanah

= kuat geser akar pohon

= Ketebalan lapisan tanah yang diasumsikan akan runtuh

= Ketebalan lapisan jenuh air

= Berat isi tanah dalam keadaan jenuh air

Sudut Kemiringan Lereng terkait antara

Lereng Timbunan







yang digunakan untuk timbunan dan kemiringan lereng timbunan yang ideal

dan hasilnya diberikan pada Gambar 15 dan Gambar 16.

diperlihatkan bahwa kemiringan lereng dengan sudut lereng yang bervariasi

dapat dirubah disesuaikan dengan alinyemen jalan, sehingga dijumpai beberapa keondisi


sarankan untuk mengacu pada persamaan sebagai

…………………….................... (Persamaan 4)

antara Alam dan







yang digunakan untuk timbunan dan kemiringan lereng timbunan yang ideal

diperlihatkan bahwa kemiringan lereng dengan sudut lereng yang bervariasi

en jalan, sehingga dijumpai beberapa keondisi


Perbedaan tebing galian dan lereng timbunan yang terbentuk merupakan fungsi dari

kemiringan lereng alamnya, dimana semakin curam sudut lerengnya maka akan dijumpai

tebing galian dan lereng timbun

galian dan lereng timbunan harus diperhitungkan stabilitasnya terhadap stabilitas secara

keseluruhan..

Gambar 15. Volume masa Tanah Timbunan vs Kemiringan Sudut lereng Al

Selanjutnya pada Gambar 15, diperlihatkan hubungan antara volume galian tebing dan lereng

timbunan dikaitkan dengan kemiringan lereng alamnya serta alinyemen jalan yang

disyaratkan.

Gambar 16. . Volume Timbunan akan bertambah besar pada penimbunan dengan sudut

lereng timbunan yang semakin tegak.

Volume

Masa

Tanah

Timbunan,

m3 / m


25



tebing galian dan lereng timbunan yang semakin besar volumenya, artinya tinggi tebing


. Volume masa Tanah Timbunan vs Kemiringan Sudut lereng Al



Volume Timbunan akan bertambah besar pada penimbunan dengan sudut

lereng timbunan yang semakin tegak.

Sudut Lereng Timbunan, %

Sudut Lereng, %



an yang semakin besar volumenya, artinya tinggi tebing


. Volume masa Tanah Timbunan vs Kemiringan Sudut lereng Alam



Volume Timbunan akan bertambah besar pada penimbunan dengan sudut

Lereng Timbunan, %


26

Dari Gambar 16 tersebut dapat diperoleh kejelasan bahwa sudut lereng timbunan yang

terbentuk berupa curva asimtotis, dimana bila sudut lereng maksimum maka volume tanah

yang ditimbun semakin besar.

Kondisi lain yang mempengaruhi sudut lereng timbunan adalah tergantung dari jenis tanah

masing – masing, sehingga bilamana sudut lereng alamnya mempunyai kemiringan 40%,

maka volume timbunan yang dapat diterapkan dengan kemiringan lereng 50% adalah 23

m3/m, tetapi bila kemiringan lereng timbunan direncanakan 60% maka volume timbunan

menjadi 18 m3/m. Demikian seterusnya, sehingga makin tegak kemiringan lereng timbunan

yang diterapkan, maka volume timbunan menjadi berkurang secara signifikan.

Yang perlu diperhatikan dalam pekerjaan galian tebing dan timbunan lereng jalan adalah

kejadian seperti diatas jarang termonitor sehingga baru akan disadari bila telah terjadi

longsoran.

5.3 Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Timbunan Jalan terkait

dengan Bentuk Morfologi Lereng

Penerapan lereng yang agak tegak umumnya digunakan pada alinyemen jalan yang lurus

dimana terdapat tiga (3) kemungkinan seperti yang dipresentasikan dalam Gambar 16. Bagian

alinyemen jalan yang lurus ini perlu diperhatikan dan diusahakan agar alinyemen dapat

mendekati lurus, karena akan meberikan kecepatan berkendaraan yang maksimum, aman dan

nyaman serta mengakomodasi jarak pandang sehingga biaya perjalanan dapat ditekan.

Untuk menjwab kebutuhan tersebut diatas, maka pada pekerjaan Galian tebing dan Timbunan

lereng jalan diperlukan. Pada hakekatnya pekerjaan galian dan timbunan dalam membangun

jalan sesuai dengan alinyemen yang direncanakan, memerlukan biaya yang cukup mahal

apalagi bila dikaitkan dengan permasalahan longsoran jalan akibat keruntuhan tebing galian

atau lereng timbunannya. Seperti telah diuraiakan sebelumnya bahwa permaslahan longsoran

ada banyak faktor yang mempengaruhinya, baik faktor utama maupun faktor pemicu. Melihat

bahwasanya ada beberapa kendala dalam pekerjaan galian tebing dan timbunan lereng jalan,

perlu diterapkan rencana alinyemen secara coba – coba (trial and error), yaitu mulai dengan :


1. Mencoba menerapkan dis

alinyemen (horisontal dan vertikal) selurus dan sedatar mungkin

memenuhi kriteria keselamatan, kenyamanan, jarak pandang, jarak pengereman sehingga

alinyemen yang diterapkan

ekonomis, aman dan nyaman

2. Mencoba menganalisa stabilitas tebing galian dan lereng timbunan berdasarkan konsep

konsep dasar yang telah diurai

babarepa mode keruntuhan lereng, mengevaluasi tingkat stabilitas lereng dengan

mempelajari faktor penyebab

dalam menentukan aspek geoteknik

lereng timbunan jalan.

Dari uraian diatas, maka dapat diperoleh tiga (3)

menggambarakan penentuan alinyemen jalan

diperlihatkan pada Gambar

tampak depan.

.

Gambar 17. Volume timbunan untuk badan jalan yang diterapkan pada kondisi topografi

perbukitan yang bervariasi. Perbedaan alinyemen jalan mempunyai konsekuensi berbeda


27

Mencoba menerapkan disain Tebing Galian dan Lereng Timbunan berdasarkan kondisi

alinyemen (horisontal dan vertikal) selurus dan sedatar mungkin atau setidak


alinyemen yang diterapkan tidak mengurangi aspek standar perencanaan jalan, yaitu

ekonomis, aman dan nyaman.

Mencoba menganalisa stabilitas tebing galian dan lereng timbunan berdasarkan konsep

konsep dasar yang telah diuraikan sebelumnya, seperti: menggambarkan

mode keruntuhan lereng, mengevaluasi tingkat stabilitas lereng dengan

mempelajari faktor penyebab, baik utama maupun pemicu yang merupakan kriteria dasar

aspek geoteknik dan diperlukan dalam perencanaan tebing galian dan

Dari uraian diatas, maka dapat diperoleh tiga (3) mode tinjauan yang perlu dievaluasi dalam

tuan alinyemen jalan pada daerah topografi perbukitan

17, yang menggambarkan tampak potongan, tampak atas dan

Volume timbunan untuk badan jalan yang diterapkan pada kondisi topografi

ariasi. Perbedaan alinyemen jalan mempunyai konsekuensi berbeda

disain kecepatan kendaraannya.

ain Tebing Galian dan Lereng Timbunan berdasarkan kondisi

atau setidak – tidaknya


tidak mengurangi aspek standar perencanaan jalan, yaitu

Mencoba menganalisa stabilitas tebing galian dan lereng timbunan berdasarkan konsep –

kan sebelumnya, seperti: menggambarkan kemungkinan

mode keruntuhan lereng, mengevaluasi tingkat stabilitas lereng dengan

yang merupakan kriteria dasar

dalam perencanaan tebing galian dan

perlu dievaluasi dalam

pada daerah topografi perbukitan dan

, yang menggambarkan tampak potongan, tampak atas dan

Volume timbunan untuk badan jalan yang diterapkan pada kondisi topografi

ariasi. Perbedaan alinyemen jalan mempunyai konsekuensi berbeda

Tampak potongan

Tampak Atas

Tampak Depan


28

Dari Gambar 17 tersebut terlihat bahwa biaya konstruksi terhadap kemungkinan kemiringan

lereng (galian tebing dan / atau lereng timbunan) mengalami longsor juga berkaitan erat

dengan pengoperasian penggunaan alat berat, dimana bila Galian dan Timbunan volumennya

cukup besar maka diperlukan alat berat untuk mengerjakannya. Kondisi sebaliknya

penggunaan alat berat menjadi berkurang bila alinyemen jalan disesuaikan dengan kondisi

topografinya, walaupun biaya pengguna jalan (road user cost) akan naik.

Oleh sebab itu, alinyemen jalan harus didisain dan direncanakan antara ketiga kondisi

eksterm tersebut diatas, tinjauan terhadap alinyemen horizontal dan vertikal, tinjauan

terhadap potongan melintangnya untuk mengevaluasi stabilitas tebing galian dan lereng

timbunan terhadap aspek geotekniknya sehingga biaya konstruksi dan biaya operasi

pengguna jalan dapat berimbang.

Selanjutnya disarankan untuk perencanaan jalan harus disesuaikan dengan persyaratan

alinyemen dan diusahakan tidak menyimpang jauh dari betuk peta topografinya. Faktor lain

yang perlu diperhatikan, dalam menuju perubahan sesuai dengan peta topografinya,

alinyemen jalan harus direncanakan dengan super posisi / super elevasi untuk mengurangi

kecepatan berkendaraan karena perpindahan pergerakan.

5.4 Keseimbangan Galian Tebing dan Lereng Timbunan Jalan terkait

dengan Bentuk Konfergensi Morfologi Lereng

Penerapan alinyemen jalan, terutama pada daerah tikungan, mempunyai dampak kecepatan

kendaraan akan berkurang. Dalam hal ini ektra pekerjaan tanah terkait dengan galian dan

timbunan diperlukan, yaitu untuk pemeliharaan tebing galian dan lereng timbunan. Kondisi

ini menjadi sangat perlu karena umumnya pada daerah timbunan, berada pada daerah

topografi konvergen karena dari penjelasan sebelumnya, mencirikan daerah terkonsentrasinya

air (permukaan dan bawah permukaan). Pekerjaaan lereng timbunan dan galian tebing dapat

diminimalkan dengan merencanakan alinyemen jalan yang menerapkan jari – jari

kelengkungan yang kecil didaerah konvergen walaupun menimbulkan konsekuensi kendaraan

berat akan sulit dioperasikan karena keterbatasan radius putarnya.


29

Untuk memenuhi kebutuhan diatas, dimana kendaraan berat dapat dioperasikan, maka perlu

diterapkan diasin galian tebing dan lereng timbunan yang dapat mengakomodasi, yaitu

dengan merencanakan tebing galian yang cukup tinggi dan lereng timbunan yang cukup

dalam agar diperoleh ruang gerak bebas yang cukup besar untuk badan jalan walaupun akan

menjumpai konsekuensi perlu analisa stabilitas lereng. Dalam hal ini aspek geoteknik sangat

diperlukan karena dengan menggunakan parameter kuat geser geoteknik akan dapat dianalisa

stabilitas lerengnya dan tidak menutup kemungkinan diperlukan konstruksi bangunan

perkuatan / penahan.

Hal utama yang perlu diperhatikan yaitu bahwa daerah konvergen ini umumnya tidak cukup

stabil / mantap, karena merupakan daerah berakumulasinya air (permukaan dan bawah

permukaan), berkumpulnya material bawaan (sedimen) dan potensial keruntuhan lereng

terjadi didaerah ini. Untuk itu, konstruksi tebing galian dan lereng timbunan yang

direncanakan akan dibuat di daerah konfergen ini, perlu mempertimbangkan hal – hal sebagai

berikut untuk menghitung volume timbunan yang diperlukan pada daerah konfergen

diperhitungkan terhadap:

1. Kondisi cekungan dan kemiringan lereng alam.

2. Kondisi lebar rencana badan jalan pada daerah timbunan

3. Kemiringan lereng timbunan dan tinggi lerengnya

4. Radius putar yang dapat dilalui oleh kendaraan rencana

Atas dasar ketentuan diatas maka volume timbunan untuk mengakomodasi lebar jalan

didaerah konfergen topografi pegunungan, diperoleh berbagai macam pilihan alinyemen jalan

tergantung dari parameter kecepatan berkendaraan untuk memenuhi kriteria aman, nyaman

dan ekonomis bagi pengguna jalan serta dikolaborasikan dengan perencanaan stabilitas lereng

dengan menerapkan parameter geoteknik yang mendominasi atau yang mempengaruhinya,

misalnya jenis tanah / batuan, sistim tata-salir, geologi struktur dan lain sebagainya.

Selanjutnya dapat disimpulkan bahwa timbunan jalan di daerah topografi konfergen ini lebar

dan panjang timbunan yang dapat direncanakan sangat tergantung dari radius putar yang

diperlukan untuk kendaraan dapat melewatinya dan stabilitas lereng galian / timbunan atau

mengikuti morfologi lerengnya dengan menerapkan analisa stabilitas lereng menggunakan

parameter geoteknik yang benar.


30

6 Aspek Geoteknik dalam Disain Galian Tebing dan Lereng

Timbunan pada daerah topografi perbukitan.

6.1 Karakteristik Topografi Lereng Perbukitan

Informasi dari geologi teknik regional (dari peta gologi) dan geologi lokal (dari pengamatan

langsung dilapangan) sangat diperlukan untuk mendapatkan informasi properties teknis tanah

dan batuan yang merupakan salah satu aspek geoteknik. Informasi geologi teknik yang

diperluakan antara lain :

1. Kondisi sisitim tata salir, air permukaan (run off), bawah permukaan groundwater dan

rembesan (seepage)

2. Litologi dan startigrafi lapisan tanah / batuan

3. Sejarah pembebanan dimasa lalu berdasarkan proses geologinya (sebagai contoh:

tegangan lapisan tanah penutup (overburden pressure)

4. Struktur Geologi baik Regional maupun Lokal, mengenai :

a. perlapisan (bedding), lipatan (folding), patahan (faulting)

b. Rekahan dari kekar (joint sistim)

c. Pelapukan (weathering),

d. ikatan kekompakkan batuan (sementing),

e. Batuan yang mulai mengalami pengelupasan (slickencides)

f. Identifikasi kondisi keairan, seperti muka air tanah pada struktur batuan,

rembesan, dan pancaran air.

g. Potensial rongga – rongga pada batuan

h. Perubahan sifat karakteristik material baik saat ditemui maupun

kemungkinannya bila di terapkan: mudah tererosi, mengembang dan

mengalami kehancuran sehingga memicu ketidakstabilan lereng.

5. kejadian lapangan lainnya yang mempengaruhi stabilitas lereng, termasuk hal – hal

sebagai beriktu:

a. effek dari gempa, akibat gempa maka terjadi pergeseran yang dapat diamati

adanya retakan – retakan. Bila ditelusuri maka akan diperoleh bidang

perlemahannya yang dicirikan sebagai bidang gelincir (Gambar 18, adanya

Longsoran yang merupakan dampak dari efek terjadinya gempa).


31

b. berada pada daerah patahan yang besar atau sesar mendatar (Gambar 19,

patahan horisontal) dan berdampak menimbulkan longsoran besar).

Gambar 18. Kejadian Longsoran yang dipicu oleh adanya Gempa.

Gambar 19. Pengaruh Patahan yang menyebabkan terganggunya Stabilitas Lereng


32

6.2 Karakterisitk Propertis Material Tanah / Batuan

Mempelajari karakteristik material sangat penting dan sangat diperlukan dalam kaitannya

untuk mengevaluasi propertis teknik dari material pembentuk lereng. Adapun lingkup yang

perlu diperdalam untuk memahami karakteristik material diperlukan untuk mengkaji aspek

geoteknik material dalam mencapai kesimbangan lereng.

1. Jenis material (batuan dan tanah) dilokasi sumbernya.

2. Kondisi kadar air asli

3. Kondisi iklim atau temperatur

4. Penggunaan material yang berasal dari galian tebing dan akan digunakan sebagai

timbunan, perlu dianalisa kemungkinannnya sebagai timbunan dengan memperhitungkan

beberapa disain pemadatan:

a. Kecepatan dan metode pemadatannya

b. Penentuan kadar air optimum dan nilai kepadatannya dilapangan sebagai

deisain parameter kepadatan dilapangan.

5. Masalah stabilitas bila ditempatkan didaerah seperti pada lokasi konfergen, dimana

lapisan tanahnya sangat kompresibel karena berada pada lembah yang dalam.

6.3 Identifikasi Nilai Propertis Karakteristik Material Batuan sebagai

material dominan yang membentuk Stratigrafi Lereng

6.3.1 Pengamatan Lereng yang didominasi oleh Material batuan

Nilai properties dari karekteristik batuan dapat diperoleh dari pengamatan lapangan

berdasarkan hasil pelaksanaan pemboran, dan hasil bor berupa inti batuan dapat diperoleh.

Selanjutnya dengan melakukan penggalian dilapangan maka juga akan memperoleh beberapa

nilai propertis dari karakteristik batuan.

Hal paling penting dalam mendapatkan nilai properties karakteristik batuan adalah dengan

melakukan galian langsung dilapangan (test pit). Selanjutnya, investigasi yang perlu

dilakukan adalah dengan melakukan detail pengamatan lapangan. Pengamatan detail ini

tujuannya untuk mengamati beberapa kondisi:


33

1. mengidentifikasi adanya patahan lokal sebagai akibat effek yang diaibatkan dari patahan

regionalnya, yaitu dengan mengamati batuan muda yang berada dipermukaan.

2. meneliti beberapa komposisi dan geometri (arah dan kemiringannya / strike and dip

direction) dari adanya kekar / rekahan (joint), patahan (Fault), lipatan (Fold), sesar (shear

zones) dan perlapisan batuan (bedding).

6.3.2 Hasil Uji Lapangan (in-situ test)

Sejauh ini dan mengacu dari beberapa literatur disebutkan, bahwa data yang mendekati

kondisi kebenaran dan sesuai dengan keadaan dilapangan adalah yang diperoleh dari hasil uji

lapangan.

Dalam pengujian lapangan, diperoleh nilai – nilai propertis karakterisitk kuat geser batuan

pada daerah rekahan (joint), kuat tekan batuan dalam kondisi sesuai lapangan, kekuatan geser

sisa (residual stress) batuan, dan permeability batuan.

Problem yang diperoleh dari menerapkan uji lapangan adalah terkait dengan biaya yang

mahal sehingga beberapa alternatif dapat dilakukan dan hasilnya dipresentasikan pada Table

2, meliputi : Kekuatan (Strength), Daya Dukung (Bearing Capacity),

Distribusi Tegangan (Stress Condition), Deformasi Masa Batuan (Mass deformability),

Kapasitas Tegangan Tarik (Anchor Capacity) dan Permeabilitas Masa Batuan (Rock Mass

Permeability) .:

1. membuat pengelompokan berdasarkan penyebaran geologi dan observasi lapangan.

2. diterapkan dengan mempehitungkan kajian dalam skala lokasi yang luas.

6.3.3 Test Laboratorium untuk Material Batuan

Test laboratorium untuk batuan diterapkan sebagai test tambahan dari hasil test lapangan dan

observasi lapangan. Laboratorium test ditujukan untuk menentukan nilai indeks propertis

batuan dan korelasinya.

Adapun jumlah dan jenis laboratorium test yang dilakukan bergantung pada kondisi

pengamatan dilapangan dan ukuran bongkah / contoh batuan yang diperoleh.


34

Hal utama yang perlu diketahui adalah, sebelum melakukan serangkaian laboratorium test,

hasil pemboran yang berupa inti batuan telah di kalsaifikasi dan dibuat stratigrafinya.

Laboratorium test yang disarankan sesuai dengan tujuan dan jenis testnya di perlihatkan pada

Table 3 yaitu meliputi : kekuatan (strength), Deformasi (Deformability), dan karakterisasi

(Characterization)

Tabel 2. Tujuan dan Jenis Test Lapangan (in-situ test) untuk lereng yang terdiri dari sebagian

besar material batuan

Summary of Purpose and Type of Field Test Rock


35

Tabel 3. Hasil dan jenis Laboratorium Test untuk Batuan

6.4 Identifikasi Nilai Propertis Karakteristik Material Tanah yang

membentuk Stratigrafi Lereng

6.4.1 Pengamatan Lereng Alam yang didominasi Material Tanah

Data yang dieperlukan dapat diperoleh dari peta geologi atau dari inventariasasi yang pernah

dilakukan Cook et al (1992), membedakan bahwa kondisi jalan yang melalui pada daerah

topografi pegunungan harus didisain dan disesuaikan dengan kondisi lereng topografinya.

Iklim dengan temperatur daerah tropis juga sangat mempengaruhi proses pelapukan batuan,

sehingga menghasilkan tipe jenis tanah yang bervariasi. Faktor lain yang juga perlu mendapat

Summary of Purpose and Type of laboratory Test Rock


36

perhatian adalah pengaruh akibat gempa baik dari tektonik maupun gunung api, Sukamto &

Pubo-Hadiwijoyo, (1997).

Berdasarkan kondisi tersebut maka pengamatan karakteristik propertis material pembentuk

lereng (batuan dan tanah) menjadi sangat penting. Umumnya (utamanya di daerah tropis),

jenis tanah dibedakan sebagai dua kondisi: tanah vulkanik dan tanah problematik.

6.4.2 Tanah Vulkanik

Proses perubahan cuaca yang aktif di daerah pegunungan disertai dengan iklim yang lembab

dan panas serta curah hujan tinggi menyebabkan terjadinya erosi yang tinggi, pelapukan, dan

proses pelarutan massa tanah. Pelapukan ini menghasilkan tanah residual dan tanah yang

tertransportasi.

Bentang alam dan struktur kepulauan di Indonesia semuanya memiliki karakteristik sendiri.

Sebagai contoh ciri-ciri utama pulau Jawa ditunjukkan pada Gambar 2-3-4-5. Batuan

volkanik pada beberapa daerah menghasilkan tanah yang berbeda dengan daerah lain yang

tidak terdapat kegiatan volkanik. Tanah volkanik ini dibedakan menjadi tanah residual dan

tanah transported.

Tanah volkanik residual di Indonesia terbagi dalam dua kelompok (Wesley, 1973):

1. Tanah yang sedikit mengalami pelapukan pada daerah dataran tinggi mempunyai warna

abu-abu gelap sampai hitam, terdapat di dekat permukaan karena kandungan organiknya

tinggi dan di bawah ini sampai kedalaman 50 m berupa lempung berwarna coklat

kekuningan. Tanah ini dikenal sebagai andosol dan mineral-mineral lempung utamanya

adalah allophone.

2. Tanah yang sudah merupakan material dengan pelapukan yang tinggi dan terdapat pada

daerah dataran rendah, dikenal sebagai latosol yang merupakan lempung berwarna merah

dan umumnya hanya mencapai kedalaman 10 m dan mengandung mineral lempung

utama halloysite.


37

6.4.2.1 Tanah Residual

Di Indonesia, tanah residual umumnya terdapat di daerah pegunungan, perbukitan dan daerah

bertopografi bergelombang, dan mempunyai ciri-ciri berwarna merah atau coklat sebagai

hasil dari proses lateritisasi. Tanah residual terdiri dari lanau atau tanah lempungan berbutir

halus dengan konsistensi sedang sampai kenyal (stiff) dan menunjukkan perlapisan atau

horison.

Tanah residual di Indonesia terbentuk karena iklim tropis dan basah (mempunyai musim

hujan) yang selanjutnya mengalami proses lateritisasi. Karakteristik tanah residual tergantung

pada material induknya dan tingkat lateritisasi.

Tanah residual yang ditemukan di pulau-pulau bergunung api di kepulauan Indonesia dan

Philipina serta hampir dijumpai didaerah topografi perbukitan / pegunungan mempunyai

karakteristik yang berbeda dengan yang terdapat negara-negara semenanjung Asia Tenggara

(Myanmar, Thailand, Vietnam dan Malaysia).

6.4.2.2 Tanah Transported

Jika tanah telah berpindah ke lokasi yang baru karena beberapa faktor maka disebut sebagai

tanah yang tertransportasi.

Cara tertransportasi dan lingkungan pengendapan dapat mempengaruhi sifat-sifat depositnya.

Ada 5 jenistanah yang tertransportasi berdasarkan cara berpindahnya:

1) deposit tanah terbentuk oleh angin,

2) deposit tanah terbentuk oleh aliran salju,

3) deposit tanah terbentuk karena gravitasi,

4) debu vulkanik;

5) deposit tanah oleh aliran air.

Dari lima jenis tanah yang tertransportasi tersebut di atas, di Indonesia hanya dapat

ditemukan 3 jenis, dan karakteristiknya diuraikan dibawah ini.


38

1. Debu Vulkanik

Tanah debu vulkanik kebanyakan terdapat pada pulau-pulau bergunung api di Indonesia.

Debu vulkanik yang pada umumnya terdiri dari partikel-partikel berukuran lanau bercampur

dengan partikel berukuran debris dan banyak terdapat pada daerah perbukitan yang telah

terlapukan membentuk tanah volkanik residual.

2. Tanah Koluvial

Deposit-deposit tanah, yang tertransportasi karena gravitasi, disebut deposit koluvial. Ciri

khas sedimen yang tertransportasi karena gravitasi adalah adanya beberapa pengurangan

akibat tumbukan, membentuk partikel-partikel yang menyudut dan cenderung terpilah buruk

dan biasanya luas.

Pada daerah topografi lereng perbukitan, banyak dijumpai keruntuhan / longsoran seperti,

aliran lumpur (mudflows) dan longsoran deposit (avalanches deposit) merupakan jenis tanah

ini. Tanah yang terdiri dari tanah berbutir halus sampai bongkah dan kemudian terlapukan

membentuk tanah residual yang baru.

3. Tanah yang terendapkan oleh air

Tanah yang terendapkan oleh air termasuk aluvial dan endapan laut. Endapan ini banyak

terdapat pada dataran aluvial, pantai dan dataran pantai pulau-pulau besar seperti Jawa,

Sumatera, Kalimantan dan Papua Barat. Bagian atas endapan ini pada umumnya berumur

Holosen dan lapisan ini biasanya terdapat di atas lapisan yang lebih keras/kaku yang berumur

lebih tua yaitu Pleistosen.

Muatan dasar (bed-load) utama dari partikel-partikel besar yang mengalami pengikisan

disertai dengan mineral-mineral halus lempung yang mengambang (suspended-load), lanau,

dan partikel-partikel organik yang terjadi akibat dari aksi kimia air. Ketika sedimentasi terjadi

pada lingkungan air tawar, maka terbentuk endapan lakustrin. Jika elektrolit rendah berarti

tingkat sedimentasi juga rendah, dan akan terjadi pemilahan yang tinggi pada partikel-

partikelnya. Kandungan lanau dan partikel-partikel sedimen lempung yang lebih besar akan

keluar dari larutan (suspension) dengan sendirinya, sementara partikel-partikel yang lebih

kecil akan berkumpul.


39

6.4.3 Tanah Problematis

Yang dimaksud dengan tanah problematis adalah tanah-tanah yang menimbulkan masalah di

daerah tropis seperti Indonesia.

1. Tanah Ekspansif

Tanah ekspansif dengan karakteristik mempunyai sifat kembang-susut dengan perbedaan

yang sangat tinggi. Sifat ini menimbulkan masalah bila digunakan sebagai dasar pondasi,

baik jalan maupun bangunan lainnya. Begitu juga dengan penerapannya untuk disain lereng

galian / timbunan karena sifat kembang susutnya yang sulit diantisipasi.

2. Tanah Lunak

Tanah yang mempunyai nilai kuat geser sangat kecil dan kompressibilitas sangat tinggi.

Tanah lunak ini biasanya terdiri dari tanah kohesif yang bercampur dengan material organik

dan gambut. Umumnya dijumpai pada daerah dataran rendah dan merupakan endapan

sedimen lokal atau endapan yang berasal dari pembusukan tumbuhan dan material endapan

pantai / danau. Ketebalan tanah lunak ini dapat mencapai 30 sampai dengan 40 meter.

Didaerah perbukitan dibeberapa tempat juga dijumpai, misalnya pada daerah konfergen,

sehingga dapat diidentifikasi sebagai daerah yang labil. Maka dalam analisa karena

perbedaan karakteristiknya telah disepakati bahwa tanah lunak organik dipisahkan dengan

tanah gambut.

3. Tanah / batuan yang tidak stabil (serpih, batulumpur, batu lempung, napal)

Sebagai material lereng banyak dijumpai rekahan, sifat mengembang yang juga besar dan

kuat geser yang kecil sehingga bila digunakan sebagai material timbunan mempunyai sifat-

sifat kembang susut besar, daya dukung kecil dan sulit dipadatkan.

7 Determinasi Aspek Geoteknik pada Disain Tebing Galian dan

Lereng Timbunan

Dengan memperhatikan bahwasanya lereng alam dibentuk oleh dua (2) kondisi material,

berupa batuan dan / atau tanah, maka dalam perencanaan alinyemen jalan yang melalui


40

daerah topografi perbukitan / pegunungan memerlukan penelaahan aspek geoteknik yang

berbeda untuk menganalisa tingkat stabilitasnya.

Aspek Geoteknik untuk disain Tebing Galian dan Lereng Timbunan pada material lereng

yang terdiri dari batuan dikaitkan dengan analisa mode keruntuhan batuan, sedangkan untuk

material yang terdiri dari tanah dikaitkan dengan mode keruntuhan tanah. Stability dari

kekuatan geser batuan segar adalah fungsi dari orientasi ketidakselarasan (discontinuity)

didalam masa batuan terhadap disain lerengnya sedangkan untuk material tanah adalah fungsi

dari parameter kuat geser yaitu kohesi dan sudut geser dalam.

7.1 Aspek Geoteknik dalam Analisa Kestabilan Lereng Batuan

Dalam analisa stabiltas tebing dan lereng batuan, keseimbangan batasnya dikontrol oleh

bidang – bidang kekar, bidang – bidang perlapisan, joint – joint atau rekahan – rekahan dan

kuat geser masing – masing individu blok masa batuan. Pengontrolan untuk mengetahui

stabilitasnya dilakukan dengan mengukur arah orientasi dan kemiringan (strike and dip -

direction) menggunakan kompas geologi. Selanjutnya analisa stabilitasnya dilakukan dengan

menggambarkan hasil pengukuran dengan menggunakan kompas geologi tersebut diplot pada

proyeksi diagram kutup (proyection of pole consentration), (Hoek and Bray, 1981 dan Priest,

1985). Jenis dan tipe keruntuhan lereng / tebing batuan akan dapat diidentifikasi dengan

memperkirakan arah keruntuhan berdasarkan pengelompokan (memetakan) konsentrasi kutup

arah kemiringan kekar, bedding dan joint dalam ”proyection of pole consentration”, Hoek

and Bray (1981).

Data yang dikumpulkan sebagai interpretasi aspek geoteknik untuk analisa stabilitas lereng

batuan dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:

7.1.1 Material Propertis

Material properties termasuk ketidakselarasan (discontinuity) mencakup aspek dari partikel

dan mineral sampai dengan struktur geologi termasuk sistim kekar pada masa batuan.

Material properties batuan sering mengalami penurunan kuat geser akibat perbedaan atau

telah berubahnya mineral partikel karena orientasi (orientation), tersemen (cemented) dan

akibat pengaruh luar seperti cuaca dansebagainya.


41

Untuk mengetahui material properties batuan dapat diperoleh dari pengujian lapangan atau

laboratorium, seperti uraian pada butir 6.3.3, dan detailnya pada Tabel 2,3 dan 4 yang antara

lain meliputi:

1. permeabilitas dan koefisien penyerapannya (absorbtion value)

2. seismic velocity; untuk menentukan tahanan jenis batuan sehingga dapat dikorelasikan

ke tipe dan jenis batuannya, kekuatannya, serta sifat teknis lainnya.

3. modulus elastisitas dan ketahanan terhadap durabilitas

4. kekuatan geser

7.1.2 Mekanisme Longsoran Batuan

Beberapa tipe keruntuhan lereng galian diperlihatkan pada Gambar 19, mengenai keruntuhan

tebing galian pada lereng perbukitan batuan atau lereng perbukitan yang didominasi oleh

batuan yang telah mengalami lapukan. Penjelasan dari Gambar 19 ini disampaikan didalam

Tabel 4.

Gambar 20. Tipe dan Mode keruntuhan Tebing Galian Jalan


42

Tabel 4. Uraian Penjelasan Tipe dan Mode Keruntuhan Tebing Galian dan Timbunan Jalan

a.Keruntuhan Blok dalam satu

bidang perlemahan (Single Blok /

single sliding plane)

: Diakibatkan karena arah kekar searah dengan

kemiringan lereng

b.Keruntuhan Blok bertangga

dalam bidang lapisan yang

berkaitanbidang perlemahan

: Diakibatkan karena arah kekar searah dengan

kemiringan lereng walaupun tidak menerus

c.Keruntuhan Beruntun blok

dengan banyak bidang

perlemahan

: Diakibatkan karena dua atau lebih bidang runtuh

dan berarah sesuai dengan kemiringan lereng

d.Keruntuhan Baji dengan dua

bidang perlemahan

: Diakibatkan karena letak dua bidang runtuh saling

berpotongan dan mementuk sudut sama dengan

sudut lereng

e.Keruntuhan Baji dengan banyak

bidang perlemahan

: Seperti halnya poin d, tetapi terdiri dari dua bidang

perlemahan yang saling berdekatan dan mengarah

ke kemiringan lereng

f.Keruntuhan Baji dengan jumlah

yang lebih dari satu demikian

pula bidang perlemahannya

: Seperti halnya poin d, tetapi terdiri dari keruntuhan

baji denganjumlah banyak akibat lebih dari satu

bidang perlemahan yang saling memotong

g.Keruntuhan Blok berbentuk

mendekati lingkaran

: Keruntuhan yang terjadi ini berhubungan dengan

longsoran tanah danumumnya terjadi pada tanah /

batuan Grade 6 dan 5 (lapuk sempurna dan terdiri

dari banyak rekahan atau ”joint kekar, batuan

lunak, lempung lanauan dan batu pasir yang tidak

tersemen dengan sempurna.

7.1.3 Struktur Geologi

Struktur geologi yang terbentuk dari perubahan yang menjadikan ketidak selarasan

(discontinuity) dan karakteristik dari struktur geologi ini keberadaannya dipengaruhi oleh

perubahan kuat keser batuan akibat perubahan temperature, mengalami kristalisasi dan

mineralisasi yang telah terbentuk dalam proses berdasarkan waktu geologi. Analisa stabilitas

dari blok massa batuan berdasarkan tinjauan terhadap stuktur geologinya meliputi dua hal

penting:

1. Orientasi dan dimensi (bentuk dan ukurannya) dari struktur geologi yang dijumpai.


43

2. Kuat geser dari massa batuan dengan kondisi adanya pengaruh ketidak selarasan yang

dijumpai pada struktur geologi.

Pengamatan ketidakselarasan (discontinuity) dapat diamati dengan mengamati dan mengukur

ketidakselarasannya, seperti :

1. Type ketidakselarasan, dan jumlah penyebaran dan distribusinya

2. Lokasi dan orientasi penyebarannya (dip / did-direction atau strike / dip-direction)

3. Ruang kosong dan material pengisinya yang terdapat antara blok masa batuan

4. karakteristik dari ketidak selarasannya (menerus atau sebagian – sebagian)

7.1.4 Penilaian Kondisi Kemantapan Lereng Batuan

7.1.4.1 Kendala – Kendala Penyiapan Data parameter karakterisitk batuan melalui

pengujian

Penilaian kondisi kemantapan lereng batuan ini perlu dilakukan mengingat investigasi batuan

seperti “in-situ testing” dan “laboratory testing” banyak menemui kendala seperti:

1. Biaya penyiapan contoh relatif mahal, karena disamping permasalahan saat mengambil

contoh batuan yang akan diuji juga diperlukan jumlah yang cukup besar sebagai

persyaratan agar dapat mewakili.

2. Tidak semua laboratorium dilengkapi dengan pengujian (test) untuk batuan, karena

menyiapkan contoh tidak terganggu (undisturbed sample) serta memerlukan alat

laboratorium yang mempunyai kapasitas pembebanan besar sehingga dapat mengukur

kuat geser batuan.

3. Tidak semua laboratorium yang dilengkapi dengan laboratorium batuan ini telah

memeperoleh akreditasi dan sertifikasi.

4. Teknisi yang menguasai laboratorium batuan juga masih terbatas

5. Pedoman teknis atau standar uji untuk pengujian batuan juga masih tidak selengkap

laboratorium tanah


44

7.1.4.2 Penerapan Rock Mass Classification sebagai Data Kelayakan untuk analisa

stabilitas batuan

Berdasarkan hambatan tersebut diatas, maka perlu dilakukan penilaian awal dari stabilitas

lereng batuan. Metode yang telah dikenal untuk keperluan ini adalah dengan menerapkan

kajian terhadap masa batuan menggunakan metode ”Rock Mass Classification System”, dan

ada dua (2) cara yang dapat diacu ”Norwegian Q - System” dan ”RMR System”.

Metode tesebut diterapkan berdasarkan penilaian kondisi terhadap pengamatan visual

dilapangan dan pengukuran dip – strike / direction serta detail dari penerapannya dapat

dijelaskan oleh Hoek and Bray (1981) dan telah dipresentasikan oleh Eddie Sunaryo (1994).

Secara garis besar dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Norwegian Q – System

Metode ini diterapkan untuk menilai kualitas dari masa batuan ditinjau secara pengamatan

visual dengan mengukur tujuh (5) parameter yang dipresentasikan dalam formula sebagai

berikut:

Q = (RQD / Jn) x (Jr / Ja) x Jw / SRF ................................................................(Persamaan 5).

Dimana:

Q = Rock Quality Design, bernilai antara : 10 s/d 100, biasanya dapat diambil dari nilai

bor inti (core drilling)

Jr = Joint roughness number

Jw = Joint water factor Pressure (kPa)

Jn = Joint Set Number

Ja = Joint Alteration Number (tergantung dari : rekahan kontak atau ada material pengisi

dan Sudut Geser Dalam Batuan)

SRF = Stress Reduction Factor


45

Selanjutnya, Rock Mass Rating dapat dihitung dengan persamaan yang disarankan oleh

Bienewski (1976, 1989) sebagai berikut:

RMR = 9 log Q + 44 …………………………………………………...............(Persamaan 6)

2. RMR (Rock Mass Rating) System

RMR system disarankan oleh Bieniewski (1989) dan diuji coba untuk menilai kondisi

kemungkinan dapat diterapkan terowongan pada perbukitan batuan di Pennsylvania oleh

Wyllie (1992). Metode RMR system ini memungkinkan untuk mengukur parameter batuan

sebagai berikut:

1. Kuat Tekan Batuan Masif

2. Melakukan karakterisasi tipe dan jenis rekahan dari hasil peta (geology) dan hasil

pemboran dan kondisi muka air tanahnya.

RMR dapat langsung dihitung berdasarkan formula sebagai berikut:

RMR = SUM of Ratings (1+2+3+4+5)

Dimana, penentuan ratings dilakukan dengan menjastifikasi orientasi yang terdapat pada

masa batuan, Priest (1993). Detail dari penerapan RMR ini telah dipresentasikan oleh Eddie

Sunaryo (1994).

3. Penentuan Modulus Elastisitas Masa Batuan

Dari dua cara diatas dalam menentukan RMR batuan, maka sebagai keuntungannya, dapat

dikorelasikan untuk mendapatkan modulus elastisitas dari batuan tersebut, yaitu :

1. Bila RMR < 50 .......... maka: Modulus Elastisitas (Em) = 2 RMR – 100, menurut

Bieniewski (1989)

2. Bila 20 < RMR < 80 .... maka: Modulus Elastisitas (Em) = 10 (RMR – 10)/40, menurut

Serafin dan Pareira (1983).


7.2 Aspek Geoteknik dalam Analisa Kestabilan Lereng / Tebing Tanah

7.2.1 Bentuk dan Macam Longsoran Tanah

Analisa stabilitas yang diperlukan

keseimbangan batas lereng topografinya.

keseimbangan beban dan gaya yang bekerja yang mengurangi tingkat stabilitas lereng.

Seperti telah diuraikan sebelumnya

hubungan antara kuat geser dan tegangan normalny

direkomndasikan oleh Mohr

baik dalam kondisi tegangan total dan effektif.

diasumsikan bahwa tegangan geser (kuat geser perlawa

sepanjang bidang runtuhnya.

diakibatkan tegangan gesewr tidak mampu menahan beban tanah diatasnya. Sedangkan

Gambar 21, adalah mekanisme keruntuhan lereng tanah pada top

dengan disain tebing galian dan lereng timbunan jalan.


46

Aspek Geoteknik dalam Analisa Kestabilan Lereng / Tebing Tanah

Bentuk dan Macam Longsoran Tanah

Analisa stabilitas yang diperlukan untuk lereng dan tebing tanah adalah dengan meninjau

keseimbangan batas lereng topografinya. Analisa stabilitas diterapkan pada distibusi


elah diuraikan sebelumnya bahwa analisa stabilitas lereng dengan mengacu pada

hubungan antara kuat geser dan tegangan normalnya pada bidang runtuh yang

direkomndasikan oleh Mohr – Coulomb, diperoleh nilai kohesi dan sudut geser dalamnya,

baik dalam kondisi tegangan total dan effektif. Ketentuan ini berlaku selama material dapat

diasumsikan bahwa tegangan geser (kuat geser perlawanan) yang ada akan selalu berada

sepanjang bidang runtuhnya. Dalam Foto 1 diperlihatkan longsoran lereng alam yang


, adalah mekanisme keruntuhan lereng tanah pada topografi pegunungan terkait

dengan disain tebing galian dan lereng timbunan jalan.

Foto 1. Longsoran Lereng Alam

Aspek Geoteknik dalam Analisa Kestabilan Lereng / Tebing Tanah

adalah dengan meninjau

stabilitas diterapkan pada distibusi


bahwa analisa stabilitas lereng dengan mengacu pada

a pada bidang runtuh yang

Coulomb, diperoleh nilai kohesi dan sudut geser dalamnya,

Ketentuan ini berlaku selama material dapat

akan selalu berada

Dalam Foto 1 diperlihatkan longsoran lereng alam yang


ografi pegunungan terkait


Gambar 21. Tipe Keruntuhan Lereng Timbunan Jalan pada topografi Pegunungan

Sepertihalnya pada lereng Batuan, berbagai jenis Longsoran (Keruntuhan Tebing / Le

juga terjadi pada lereng tanah. Sebagai ilustrasi diperlihatkan kemungkinan

bentuk keruntuhan dan diperlihatkan Gambar

23 sebagai longsoran rayapan (slump),

runtuhan Rangkak (Creep) dam Gambar 25. Sebagai longsoran lahar/ aliran lumpur.

Gambar 22. Longsoran lereng / tebing jalan berupa keruntuhan debris

Tanah yang dibuang pada

permukaan rata

Tanah yang dibuang


47

. Tipe Keruntuhan Lereng Timbunan Jalan pada topografi Pegunungan

didominasi oleh material tanah

Sepertihalnya pada lereng Batuan, berbagai jenis Longsoran (Keruntuhan Tebing / Le

juga terjadi pada lereng tanah. Sebagai ilustrasi diperlihatkan kemungkinan

bentuk keruntuhan dan diperlihatkan Gambar 22 sebagai longsoran material debris, Gambar

sebagai longsoran rayapan (slump), Gambar 24 sebagai Longsoran Lereng

dam Gambar 25. Sebagai longsoran lahar/ aliran lumpur.

. Longsoran lereng / tebing jalan berupa keruntuhan debris

Bidang gelincir

Rencana tanah yang dibuang

Tanah yang dibuang pada lereng

curam

Garis awal gelincir

. Tipe Keruntuhan Lereng Timbunan Jalan pada topografi Pegunungan yang

Sepertihalnya pada lereng Batuan, berbagai jenis Longsoran (Keruntuhan Tebing / Lereng)

juga terjadi pada lereng tanah. Sebagai ilustrasi diperlihatkan kemungkinan – kemungkinan

sebagai longsoran material debris, Gambar

Longsoran Lereng / tebing berupa

dam Gambar 25. Sebagai longsoran lahar/ aliran lumpur.

. Longsoran lereng / tebing jalan berupa keruntuhan debris

Rencana tanah yang dibuang

Garis awal gelincir


Gambar

Gambar 24. Longsoran Lereng / tebing berupa runtuhan Rangkak (Creep)


48

Gambar 23. Longsoran Rayapan (slump)

. Longsoran Lereng / tebing berupa runtuhan Rangkak (Creep)

. Longsoran Lereng / tebing berupa runtuhan Rangkak (Creep)


Gambar

7.2.2 Aspek Geoteknik sebagai Persyaratan Desain

Timbunan

Berbeda dengan lereng batuan, maka untuk lereng tanah diperlukan peninjauan aspek

geoteknik yang berkaitan dengan kekuatan gesernya yang sangat dipengaruhi oleh sifat

karakteristik propertisnya.

Untuk memperoleh parameter geoteknik sebagai persyar

diperoleh dalam analisa stabilitas lerengnya harus memeprehatikan factor

berikut:

1. Meninjau tiga (3) kondisi keadaan:

bekerja dan pada masa pelayanann

2. Menganalisa stabilitas lerengnya berdasarkan dalam tiap kondisi diatas meliputi empat

(4) tahapan:

a. Selama dan akhir konstruksi pelaksanaan

b. Kondisi bekerjanya pengaruh lingkungan (air, cuaca dsb)

c. Sistim bekerjanya tata salir

d. Beban gempa


49

Gambar 25. Longsoran Aliran Lumpur / Lahar

Aspek Geoteknik sebagai Persyaratan Desain Tebing Galian dan Lereng


geoteknik yang berkaitan dengan kekuatan gesernya yang sangat dipengaruhi oleh sifat

Untuk memperoleh parameter geoteknik sebagai persyaratan aspek geoteknik yang harus

nalisa stabilitas lerengnya harus memeprehatikan factor

Meninjau tiga (3) kondisi keadaan: untuk keperluan disain, pada saat pembebanan

masa pelayanannya.

Menganalisa stabilitas lerengnya berdasarkan dalam tiap kondisi diatas meliputi empat

Selama dan akhir konstruksi pelaksanaan

Kondisi bekerjanya pengaruh lingkungan (air, cuaca dsb)

Sistim bekerjanya tata salir

Beban gempa

Tebing Galian dan Lereng


geoteknik yang berkaitan dengan kekuatan gesernya yang sangat dipengaruhi oleh sifat – sifat

atan aspek geoteknik yang harus

nalisa stabilitas lerengnya harus memeprehatikan factor – factor sebagai

untuk keperluan disain, pada saat pembebanan

Menganalisa stabilitas lerengnya berdasarkan dalam tiap kondisi diatas meliputi empat


50

7.2.3 Penentuan Aspek Geoteknik terkait dengan Parameter Kuat Geser

Mencari dan menentukan nilai kuat geser yang diperlukan untuk menganalisa stabilitas lereng

lereng sangat mutlak diperlukan. Dalam menentukan nilai kuat geser beberapa kondisi perlu

dipertimbangkan agar diperoleh hasil yang tepat untuk itu perlu mempertimbangkan beberapa

factor yang harus diminimalkan sedapat mungkin, sebagai berikut:

1. Dalam Persiapan untuk Pelaksanaan Pengujian

a. Gangguan Penyiapan Contoh Uji Tanah di laboratorium

b. Variabilitas contoh uji

c. Variabilitas pada pembuatan contoh uji dari gasil pemadatan karena kadar air

atau jumlah pemadatan

d. Homoginitas contoh uji

e. Kecepatan proses dan besanya pembebanan

f. Permasalahan creep (rangkak) sehingga mempengaruhi lama pengujian

g. Sistim penjenuhan bila dikehendaki sistim pengujian dengan penjenuhan

penuh (fully Saturated).

2. Dalam Pelaksanaan Pengujian dan Mengevaluasi Hasil (Gambar 26):

a. Pemilihan metode pengujian, sebagai contoh dalam triaxial testing, kapan saat

menggunakan UU-test (Unconsolidated Undrained), CU-test (Consolidated

Undrained) dan CD-test (Consolidated Drained) dimana sistim distibusi

pelaksanaan pembebanan selam pengujian diperlihatkan pada Gambar

b. Pemilihan jenis test kuat geser, antara triaxial, direct shear, unconfined

compressive strength dan sebagainya.

c. Penentuan bidang keruntuhan berdasarkan “Mohr-Coulomb failure criterions”


51

Gambar 26. Sistim Pengujian Kuat Geser : UU-test, CU-test dan CD-test (EM 1110-2-1802)

7.3 Hal Utama Aspek Geoteknik untuk Analisa Tebing dan Lereng jalan

7.3.1 Mengakomodasi Informasi Yang Mempengaruhi Penentuan Aspek

Geoteknik

7.3.1.1 Informasi Umum

Besar volume dan arah kemiringan serta kelinggian lereng yang akan di disain sebagai tebing

galian dan / atau lereng timbunan perlu dikaji dengan mempertimbangkan faktor stabilitas


52

lereng dan perubahan FK (factor keamanan) serta factor – factor pemicu terjadinya

keruntuhan.

7.3.1.2 Infromasi Khusus

Informasi khusus dapat diperoleh baik berdasarkan data sekunder maupun data primer,

seperti :

1. Mempelajari dan mengkaji data yang sudah ada

Mengkaji peta – peta dan informasi lapangan dari berbagai sumber dan mempelajari bentuk

dan pola peta topografinya dengan mengidentifikasi pola peta ketinggian (countour) yang

berbentuk konvergen.

2. Melakukan chek kondisi dilapangan

Melakukan pengecekan dilapangan untuk memvalidasi identifikasi sumber – sumber air,

identifikasi adanya alur – alur berkaitan dengan “structure geology” yang telah diidentifikasi.

3. Menentukan titik – titik Penyelidikan

Penentuan titik – titk penyelidikan untuk memperoleh parameter geoteknik baik secara

langsung dilapangan maupun melalui serangkaian pengujian laboratorium. Contoh kajian

dalam menentukan titik – titik penyelidikan diperlihatkan dalam Gambar 27.

4. Menentukan Stratigrafi Lapisan Tanah dan Asumsi Bidang Keruntuhan pada Lereng

Topografi Alam

Dari hasil pemboran dapat diperoleh informasi masing – masing jenis perlapisan tanah /

batuan, sehingga dengan didukung dari hasil pengujian laboratorium serta lapangan seperti

Duch Cone Penetrometr, Vane Shear test serta Pressure Meter, dapat digambarkan Stratigrafi

perlapisan Tanah / batuan. Selanjutnya dengan mengamati jenis lapisan tanah / batuan dan

ditunjang dari pengamatan instrumentasi yang dipasang, seperti pisometer (piezometer) dan

inclinometer, maka akan diperoleh bidang keruntuhannya.

Dari data pisometer diperoleh distribusi tekanan air pori pada kedalaman tertentu yang

dikehendaki serta dari inclinometer akan diperoleh bidang gelincir yang ditenggarai adanya


53

pembengkokan pada cassing inclinometer tersebut. Adapun hasil evaluasi dalam menentukan

stratigrafi lapisan tanah diperlihatkan pada Gamabar 28.

Keuntungan diperoleh dengan mengevaluasi lereng alamnya setelah pada pengamatan

lapangan terlihat adanya masalah ketidakstabilan lereng yaitu dengan ditemukannya rekahan

– rekahan yang mencirikan adanya longsoran.

Gambar 27. Lokasi Titik Penyelidikan Tanah dan penempatan Instrumentasi

JALAN RAYApz

TITIK BOR / INCLBM3

JALAN RAYA

BM1

BM2

TITIK BOR / INCL

PIEZOMETER (pz)

TITIK BOR / INCL

pzL

1/2 L

1/2 L

TITIK BOR

BM4


54

Gambar 28. Lapisan Stratigrafi dan Perkiraan Bidang gelincir yang terjadi

7.3.2 Analisa Stabilitas Tebing Galian dan Lereng Timbunan

Analisa stabilitas tebing galian dan lereng timbunan untuk material tanah dapat diterapkan

beberapa metode seperti Bishop, Morgansten dan sebagainya. Catatan yang perlu

digarisbawahi adalah dalam menentukan faktor faktor yang berkaitan dengan aspek

geoteknik, seperti : stabilitas lereng alamnya, sumber - sumber air yang diduga

mempengaruhi kestabilan lereng, memperhitungkan antara kemiringan lereng dengan volume

tanah galian dan / atau timbunan. Kondisi tersebut perlu diperhatikan karena pada

kenyataannya disain galian tebing dan / atau lereng timbunan jalan berkaitan erat dengan

persyaratan Alinyemen jalan sehingga pekerjaan galian tebing dan / lereng timbunan tidak

bisa terelakkan.

DETAIL A

Casing

Casing

A

Lapisan

Tanah

Keras


55

8 Kesimpulan dan Saran

8.1 Kesimpulan

Dari pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Stabilitas Tebing Galian dan Lereng Timbunan sangat tergantung dari stratigrafi horison

perlapisan tanah, dimana dapat dibagi menjadi enam (enam) tingkatan dari batuan fresh

(level 1 : Batuan segar (Fresh Rock)) dan batuan yang telah mengalami pelapukan

sempurna (level 6 : Batuan Lapuk sempurna (completelly Weathered)).

2. Perencanaan lereng jalan (tebing galian dan lereng timbunan serta ruas jalan yang

melalui lereng alam) perlu dianalisa stabilitasnya dengan memperhitungkan aspek

geoteknik, selain dengan menerapkan prinsip keseimbangan galian dan timbunan dan

konvergensi morfologi lerengnya.

3. Stabilitas tebing galian dan lereng timbunan jalan antara material batuan dan tanah

dianalisa dan dievaluasi dengan pendekatan berbeda karena stabilitas lereng batuan

dikontrol oleh pola ketidakselarasan atau ”discontinuity patern” struktur geologinya,

sedangkan stabilitas lereng tanah dikontrol oleh kuat geser yang bekerja pada bidang

gelincir dalam menahan beban berat tanah diatasnya.

4. Karakteristik bentuk dan tipe longsoran yang terjadi juga berbeda antara batuan dan

tanah, dimana pada batuan keruntuhan terjadi akibat hilangnya / berkurangnya stabilitas

ikatan masa batuan akibat adanya perubahan ”discontinuity pattern”, seperti kekar,

perlapisan, patahan dan joint – joint penghubung masa batuan, sedangkan pada lereng

tanah tidak demikian, umumnya terjadi karena perubahan morfologi (konvergensi) dan

sistim keseimbangan lingkungan seperti air permukaaan dan air tanah.

8.2 Saran

1. Pemisahan desain tebing galian antara batuan dan tanah dianalisa secara terpisah

walaupun menurut geologi tanah adalah bagian dari batuan yang telah mengalami

lapukan sempurna.


56

2. Longsoran lereng pada batuan disarankan untuk ditangani dengan membuat sudut tebing

gailannya dibuat berlawanan dengan kemiringan orientasi dari “discontinuitu pattern”

yang utama.

3. Longsoran lereng pada tanah disarankan untuk ditangani dengan mempertimbangkan

bentuk lereng alam walaupun persyaratan utama agar memenuhi alinyemen standar

disain yang disyaratkan harus dipenuhi.

Ucapan terima Kasih

Ucapan terimaksaih disampaikan untuk Bapak Kepala Badan Litbang PU, Bapak Kepala

Pusat Litbang Jalan dan Jembatan atas diberikannya ijin penerbitan karya tulis ini sebagai

bahan kuliah “Geoteknik untuk Perencanaan Jaringan Jalan”.

Daftar Referensi

Bishop, A. W. 1955. “The Use of the Slip Circle in the Stability Analysis of Slopes,”

Geotechnique, Vol 5, No. 1, pp 7-17.

Bjerrum, L. 1973. “Problems of Soil Mechanics and Construction on Soft Clays and

Structurally Unstable Soils (Collapsible, Expansive and Others).” Proceedings of the Eighth

International Conference on Soil

Brunsden D., "Mass movement, in Processes in Geomorphology", ed. C. Embleton and J.

Thornes, Edward Arnold, London, 1979, pp. 130-186.

Brunsden, D., "Landslides and the International Decade for Natural Disaster Reduction: do

we have anything to offer. Landslides Hazard Mitigation", Royal Academy of Engineering,

June 1993, London, 1995, pp 8-18.

Casagrande, A. 1936. “Characteristics of Cohesionless Soils Affecting the Stability of Slopes

and Earth Fills,” Originally published in Journal of the Boston Society of Civil Engineers,

reprinted in Contributions to Soil Mechanics 1925-1940, Boston Society of Civil Engineers,

pp 257-276.


57

Celestino, T. B., and Duncan, J. M. 1981. “Simplified Search for Non-Circular Slip

Surfaces,” Proceedings, Tenth International Conference on Soil Mechanics and Foundation

Engineering, International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering,

Stockholm, A.A. Balkema, Rotterdam, Holland, Vol 3, pp 391-394.

Chang, K. T. 1978. “An Analysis of Damage of Slope Sliding by Earthquake on the Paiho

Main Dam and its Earthquake Strengthening,” Tseng-hua Design Section, Department of

Earthquake-Resistant Design and Flood Control Command of Miyna Reservoir, Peoples

Republic of China.

Cook J. R. and Woodbridge M.E: Highway Slopes in Java. IBRD Road Research

Development Project, Bandung. TRL Report to Ministry of Works, Indonesia, 1997.

Cook J.R. , Beaven P.J & Rachlan A. Indonesian slope inventory studies. Proc. 7th, Conf.

REAAA, Singapore, 1992.

Cook J.R. and Younger J.S. The impact of the characteristics of Indonesian soils on

construction. Proc. 13th Int. Conf. SMFE, New Delhi, 1994.

Cook J.RGuidelines on Indonesian Slope Design. IBRD Road Research Development,

Project, Bandung. TRL Report to Ministry of Works, Indonesia, 1997.

Crozier, M.J., "Landslides - Causes, consequences and environment", Croom Helm, London,

1986, pp 252.

Department of the Army EM 1110-1-2908, Engineering and Design of ROCK

FOUNDATIONS, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, DC 20314-1000, November

1994

Department of The Army EM 1110-2-1902, Engineering and Design of SLOPE STABILITY,

U.S. Army Corps of Engineers, CECW-EW Washington, DC 20314-1000, October 2003.

Duncan, J. M., and Wright, S. G. 1980. “The Accuracy of Equilibrium Methods of Slope

Stability Analysis,” Engineering Geology, Vol 16, No. 1/2, pp 5-17. Duncan, Wright, and

Wong 1990.


58

Duncan, J. M., Buchignani, A. L., and DeWet, M. 1987. “An Engineering Manual for Slope

Stability Studies,” Department of Civil Engineering, Geotechnical Engineering, Virginia

Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA.Duncan, Horz, and Yang 1989

Duncan, J. M., Wright, S. G., and Wong, K. S. 1990. “Slope Stability During Rapid

Drawdown,” H. Bolton Seed Symposium, Vol. 2, University of California at Berkeley, pp

253-272. Edris, Munger, and Brown 1992.

Eddie Sunaryo; Aspek Geoteknik dalam Perencanaan Lereng galian dan Timbunan, Makalah

Ilmiah Badan Litbang PU, Jakarta, 2006.

Eddie Sunaryo; Kriteria penilaian kondisi aspek properties batuan untuk Analisa Stabilitas

tebing Batuan, Journal Puslitbang Jalan dan jembatan, Bandung, 1996

Eddie Sunaryo; Thesis S-2 Highway Engineering – Disain of Rockslope Engineering,

Strathclyde University, Galsgow – UK, 1994.

Edris, E. V., Jr. and Wright, S. G. 1992. “User’s Guide: UTEXAS3 Slope Stability Package:

Volume IV User’s Manual,” Instruction Report GL-87-1, U.S. Army Engineer Waterways

Experiment Station, Vicksburg, MS, Fellenius 1936.

Edris, E. V., Jr., Munger, D., and Brown, R. 1992. “User’s Guide: UTEXAS3 Slope Stability

Package: Volume III Example Problems,” Instruction Report GL-87-1, U.S. Army Engineer

Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS, Edris and Wright 1992.

Fellenius, W. “Calculation of the Stability of Earth Dams,” Transactions, 2nd International

Congress on Large Darns, 1936.

Fredlund, D. G. “Negative Pore Water Pressures in Slope Stability,” Proceedings, Symposio

Suramericano de Deslizamientos, Paipa, Columbia, pp 429-439, 1995.

Fredlund, D. G. “The Stability of Slopes with Negative Pore-Water Pressures.” Proceedings,

Ian Boyd Donald Symposium on Modern Developments in Geomechanics, Monash

University, Melbourne, Australia, pp 99-116, 1995..

Fredlund, International Commission on Large Dams, Washington, DC, pp 445-459, 1989.


59

Goodman G.E., Introduction to Rock Mechanics, John Willey and Sons Inc., London – New

York, 1989, pp 19-49, 293-334.

Hoek, F. and Bray, J.W.: Rock Slope Engineering, E & FN Spon, Institution of Minning and

Metallurgy, London, 1981, pp 18-80, 150-270.

Hutchinson, J.N. , "Engineering in a landscape." Inaugural Lecture, 9 October 1979, Imperial

College of Science and Technology, University of London, London, England. 1983.

Hutchinson, J.N., "Assessment of the effectiveness of corrective measures in relation to

geological conditions and types of slope movement." General Report to Theme 3.

Symposium on Landslides and other Mass Movements, Prague, September 1977. Bulletin,

International Association of Engineering Geology, No. 16, 1977, pp. 131-155. Reprinted

(1978) in Norwegian Geotechnical Institute Publication, No. 124, pp. 1-25.

Hutchinson, J.N.,"An influence line approach to the stabilisation of slopes by cuts and fills."

Canadian Geot. J., 21, 2, 1984, pp 363-370.

Popescu, M., "A suggested method for reporting landslide causes." Bull IAEG, No. 50, Oct.

1994, pp 71-74.

Popescu, M., "Landslides in overconsolidated clays as encountered in Eastern Europe",

Proceedings 4th International Symposium on Landslides, Toronto, Vol. 1, 1984, pp 83-106.

Terzaghi, K., "Mechanisms of landslides", Geological Society of America, Berkely Volume,

1950, pp 83-123.

Varnes, D.J. "Slope movements and types and processes." In: Landslides Analysis and

Control, Transportation Research Board Special Report 176, 1978, pp 11-33.

Working Party on World Landslide Inventory, "A suggested method for reporting a

landslide", Bulletin EEG, No. 41, 1990, pp 5-12.

Working Party on World Landslide Inventory, "A suggested method for a landslide

summary", Bulletin IAEG, No. 43, 1991, pp 101-110.

geoteknik untuk an jaringan jalan bahan ajar

Documents