STABILITAS BANGUNAN PENAHAN TANAH

STABILITAS BANGUNAN PENAHAN TANAH083110204

TUGAS 1STABILITAS BANGUNAN PENAHAN TANAHDOSEN : Roza Mildawati, ST,.MT

Di Susun Oleh:Sigit Pamungkas (083110204)

Teknik SipilUniversitas Islam RiauSTABILITAS BANGUNAN PENAHAN TANAH

1. Contoh Artikel Lereng tak berhingga dengan kondisi tanpa rembesan.http://jinben.blogspot.com/2013_01_01_archive.htmlBENCANA ALAM: LONGSOR PUNCAK DAN JALUR ALTERNATIFUntuk menghubungkan Waltervreden ( Jakarta), Bogor (Buitenzorg) dan Bandung (Paris Van Java) maka Pemerintah Belanda membuka jalur transportasi pada abad ke -20. Dibentuklah tim survey untuk membuka jalur tersebut, hasil rekomendasinya adalah terdapat dua kemungkinan untuk membuka jalur, pertama jalur jonggol yang melingkari kawasan puncak dan jalur kedua yang memotong bentang alam puncak melewati karisidenan Cianjur dan pada saat sekarang ini terkenal dengan nama jalur puncak. Jalur ini berkembang dengan pesat akibat Belanda membuka perkebunan teh secara besar-besaran. Suasana puncak yang sejuk menyebabkan para pejabat Belanda sering plesiran ke daerah tersebut dan pada akhirnya diputuskanlah pembuatan istana musim panas sebagai sarana rekreasi para pejabat Belanda.

Foto sumber: liputan6.com tanggal 10/01/2013Jalur puncak dipilih menjadi jalur utama karena, dibandingkan dengan jalur jonggol memiliki kesetabilan tanahnya yang solid dan tidak mudah longsor. Namun akibat dari pembangunan pesat yang banyak menghabisakan daerah aliran sungai (DAS) serta bentang alam tebing yang banyak dijadikan pemukiman dan villa mengakibatkan kesolidan tanah semakin berkurang.Kesolidan tanah sebenarnya dapat tetap terjaga asalkan perencanaan pembangunan turap tebing yang baik dan kokoh. Alternatif lain yaitu pengalihan beban lalu lintas jalur puncak. Oleh karena itu jalur Jonggol yang selama ini mati suri dapat dihidupkan lagi sebagai sarana pengalihan arus lalu lintas.Longsoran merupakan salah satu jenis gerakan massa tanah atau batuan, atau percampuran keduanya, menuruni atau keluar lereng akibat dari terganggunya kestabilan tanah atau batuan penyusun lereng tersebut.2. Contoh Artikel Lereng tak berhingga dengan kondisi dengan rembesan.http://metro.sindonews.com/read/2012/11/22/31/690677/pt-kai-penyebab-longsor-rembesan-kali-baruPT KAI: Penyebab longsor rembesan Kali BaruHaryudiKamis, 22 November 2012 18:40 WIB

Rel KRL Jabodetabek longsor di desa Cilebut Timur, Kecamatan Sukaraja, Kab Bogor. (endanggunawan/sindotv)Sindonews.com - Direktur Utama PT Kereta Api Indonesia (KAI) Ignasius Jonan mengatakan, pihaknya sudah memprediksi sejumlah titik rawan longsor di jalur Kereta Rel Listrik (KRL) Bogor-Jakarta."Sebetulnya ini (lokasi longsor) sudah diprediksi oleh kami. Namun, yang tidak diprediksi itu adalah rembesan air di bawah tanah akibat luapan air Kali Baru," jelas Ignasius Johan saat ditemui di lokasi longsor yang memutuskan jalur II rel (Jakarta-Bogor) KRL di Kampung Babakan Sirna, Desa Cilebut Timur, Sukaraja, Kabupaten Bogor, Kamis (22/11/2012).Pihaknya mengakui, tidak mungkin dari seluruh titik yang diprediksi 100 persennya berhasil antisipasi. "Yang kita lakukan untuk mengantisipasi itu bahwa kalau ada longsoran begini keretanya enggak celaka," ujarnya.Karena, menurutnya, sudah bertahun-tahun jalur KRL ini dilintasi kereta dalam kondisi hujan tapi tidak terjadi longsor. "Ini buktinya hujan bertahun-tahun. Bahkan selama saya menjadi Dirut PT KAI (4 tahun) sering hujan tidak pernah terjadi longsor," ungkapnya.Terkait dengan penyebab longsor yakni akibat rembesan air dari Kali Baru yang letaknya di seberang (8 meter) dari jalur kereta, pihaknya berencana mengirimkan surat kepada Pemerintah Kabupaten (Pemkab) Bogor."Saya akan tulis surat, ke pemerintah setempat, agar merawat dan mengatur supaya aliran sungai itu (kali baru) supaya bisa menampung dengan semestinya. Sehingga tidak terulang kejadian yang sama," tandasnya.

3.a. Teori analisa Stabilitas Lereng. Maksud analisis stabilitas lereng adalah untuk menentukan faktor aman dari bidang longsor. Faktor aman didefinisikan sebagai nilai banding antara gaya yang menahan dan gaya yang menggerakan atau, Dimana:= Tahanan geser maksimum yang dapat di kerahkan oleh tanah = Tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsorF= Faktor amanMohr Coulomb, tahanan geser () yang dapat dikerahkan tanah sepanjang bidang longsornya dinyatakan : Dimana nilai c dan adalah parameter kuat geser tanah disepanjang bidang longsornya. Persamaan geser yang terjadi akibat beban tanah dan beban lain pada bidang longsornya : Dengan Cd dan d adalah kohesi dan sudut gesek dalam yang terjadi atau yang dibutuhkan untuk keseimbangan pada bidang longsornya, Sehingga persamaan menjadi ; atau

Dengan : 3.b. Analisis Stabilitas dengan Bidang Longsor Berbentuk Lingkaran Collin (1846) menyatakan kebanyakan longsoran tanah membentuk bidang longsoran berupa lengkungan. Pada tanah kohesif keruntuhan terjadi karena bertambahnya kadar air tanah. Lengkung longsor bisa berbentuk bidang lingkaran, spiral logaritmis atau kombinasi keduanya, contoh bentuk bidang longsor seperti dilihatkan oleh gambar di bawah.

Gambar Bentuk bentuk bidang longsorBentuk anggapan bidang longsor berupa lingkaran dimaksudkan untuk mempermudah hitungan analisis stabilitasnya secara matematik.4.a. Lereng tak berhingga dengan kondisi tanpa rembesan.

Gambar Lereng tak berhingga tanpa rembesanBerat elemen PQTS adalah Gaya W dapat diuraikan : Tegak lurus terhadap bidang longsor Searah pada bidang longsorTegangan normal dan tegangan geser yang terjadi pada bidang AB persatuan lebar ; Dalam keadaan seimbang , sehingga:

Dengan mengganti dan diperoleh :

Kondisi kritis terjadi jika F = 1 maka untuk tanah yang mempunyai dan c,

dengan Hc ketebalan maksimum, dimana lereng dalam kondisi akan longsor (kondisi kritis) Tanah granuler ( c = 0 ) pada kondisi kritis, maka Lereng tak berhingga untuk tanah granuler selama < , lereng masih dalam kondisi stabil. Untuk lempung jenuh ( = 0 ) persamaan menjadi ;

Pada kondisi kritis F = 1, maka

4.b. Lereng tak berhingga dengan kondisi dengan rembesan.

Gambar Lereng tak berhingga dengan rembesan

Dengan dilakukan penurunan seperti diatas diperoleh ; Untuk tanah granuler (c = 0) maka faktor aman, Untuk tanah kohesif ( = 0), faktor aman 5. Lereng Terbatas (Finite Slope)

Gambar Analisis stabilitas timbunan diatas tanah miring

Pada gambar diatas, timbunan terletak pada tanah asli yang miring, akibatnya terjadi kelongsoran menurut bidang AB.Berat massa tanah yang longsor ; dengan ;W = berat tanah diatas bidang longsor (kN)= sudut bidang longsor terhadap horizontal (derajad)= sudut lereng timbunan (derajad) Tegangan normal ( ) dan tegangan geser ( ) terjadi akibat berat tanah ABC pbidang AB adalah ;

Tegangan geser maksimum yang dapat dikerahkan tanah pada bidang AB, adalah Tegangan geser yang terjadi pada bidang AB, adalah Pada saat keimbangan batas tercapai ( F = 1 ), =d, subsitusi dari persamaan diatas diperoleh

Terlihat cd adalah fungsi dari sudut , sedangkan , , H dan d adalah konstanDengan mengambil Diperoleh Subsitusikan persamaan =c, diperoleh Saat kondisi kritis F = 1. dari subsitusi cd = c dan d = ke persamaan diatas diperolehpersamaan tinggi ( H ) kritis ;

6. Analisis stabilitas lereng tanah kohesif Jika lereng dari tanah lempung homogen, dengan analisis kuat geser undrained, maka hitungan dapat dilakukan secara langsung , faktor aman ditentukan oleh ;

Dengan ;

F= factor aman LAC = panjang Lengkungan (m)R= jari-jari longsorW= berat tanah yang longsor (kN)c= kohesi (kN/m2)y= jarak pusat berat W terhadap O (m)

Gambar Analisis stabilitas lereng tanah lempung tanpa rembesanLereng yang dipengaruhi aliran air tanah, diperlukan gambar garis freatis dan sketsa jaring arus (flow-net). Garisgaris ekipotensial memotong bidang longsor dengan tinggi energi yang diketahui. Tekanan pada titik-titik dihitung dan digambarkan diagram tekanan air. Jumlah tekanan air pori (U) dihitung cara integrasi, dimana titik tangkap U akan melewati titik O. Nilai gaya W dapat diperoleh dengan cara menambahkan U dengan vektor W. Dengan cara keseimbangan diperoleh ;

Gambar Analisis stabilitas lereng tanah lempung dengan pengaruh rembesan

7. Analisis Stabilitas Lereng Lempung ( = 0), menggunakan Diagram Taylor (1984)Diagram stabilitas lereng lempung ( = 0), digunakan pada lempung homogen jenuh dengan kuat geser undrained konstan sembarang kedalaman. untuk bidang longsor yang dipilih, komponen berat akan terdiri dari W1 dan W2 yaitu ;

Gambar Analisis stabilitas lereng = 0 (Taylor, 1948)

W1 = luas EFCB x x 1 W2 = luas AEFD x x 1Kelongsoran terjadi pada massa tanah dengan berat ( W1 + W2 ), dengan bidang longsor berupa lingkaran berpusat di O. jumlah momen yang menggerakan adalah ; Md = W1.y1 W2.y2Momen yang menahan untuk keseimbangan adalah jumlah perkalian antara komponen kohesi sepanjang longsoran dengan jarak R Mr = cd LAEB (R) = cd R2dengan ; Mr= jumlah momen penahan (kN.m) R = jari jari lingkaran longsor (m) = sudut seperti tergambar (radian) Kondisi seimbang Mr = Mdcd R2 = W1.y1 W2.y2

sehingga ;

dengan mnerapkan faktor aman pada komponen kohesi tanahnya ,

Maka diperoleh faktor aman untuk analisis stabilitas lereng lempung homogen dengan = 0 dan c = cu, yaitu ;

Taylor (1940) memberikan cara penyelesaian stabilitas lereng lempung homogen, c konstan dengan = 0, analisanya dilakukan dengan memperhatikan angka stabilitas (stability number), Nd dengan ;

Nd adalah bilangan yang tidak berdimensi . Pada kondisi kritis (F=1), nilai H = Hc dan cd = cu maka ;

Nd merupakan fungsi dari sudut kemiringan lereng . Pada gambar terlihat jika > 53o, lingkaran bidang longsor kritis selalu pada ujung kaki lereng. Jika < 53o lingkaran bidang longsor kritis dapat terjadi pada kaki, lereng, atau diluar kaki lereng tergantung lokasi dari lapisan keras, jika lingkaran longsor diluar kaki lereng atau keruntuhan dasar (base failure), nilai angka stabilitas Nd maksimum adalah 0,181.

Gambar VIII.8 Diagram stabilitas = 0 (Taylor, 1948)Gambar Diagram stabilitas = 0 (Taylor, 1948)

Gambar Diagram stabilitas = 0 untuk > 54o

8. Analisis Stabilitas Lereng untuk Tanah > 0 menggunakan Diagram Taylor (1948)Untuk tanah mempunyai c dan penyelesaiannya lebih sulit dari tanah yang mempunyai c saja. Untuk tanah kohesif, tahanan geser sepanjang bidang longsor tidak bergantung pada tegangan normal pada bidang tersebut. Jadi dengan mengambil momen terhadap pusat lingkaran , dapat dievaluasi stabilitasnya. Jika tanah mempunyai komponen gaya normal mempengaruhi distribusi tegangan gesernya. Pada bidang longsor, tegangan normal yang bekerja tidak merata, akan tetapi merupakan fungsi dari besarnya sudut pusat lingkaran ().

Gambar Distribusi tegangan normal pada bidang longsor.Tegangan geser sembarang titik pada bidang longsor dinyatakan dengan persamaan Mohr - Coulomb ; = c + tg Resultan tegangan normal dan komponen gesekan membuat sudut dengan arah garis normal. Garis yang ditarik lewat resultan kedua gaya ini akan berimpit dengan garis singgunglingkaran yang berjari-jari R sin yang berpusat di O. lingkaran ini disebut lingkaran ( circle) yang jari-jari lingkaran sebenarnya adalah lebih besar dari R sin .

Gambar Analisis stabilitas lereng tanah dengan > 0

Taylor (1948) memberikan penyelesaian analisis stabilitas lereng pada tanah c dan , dimana tekanan air pori dianggap nol, dapat dinyatakan ; = c + tg Gambar menunjukan lingkaran AB adalah bidang longsor yang dicoba lewat kaki lereng. Lingkaran bidang longsor berpusat di titik O ber jari-jari R. Gaya-gaya yang bekerja pada massa tanah yang akan longsor per meter tegak lurus bidang gambar adalah ;1. Gaya berat W = luas (ABC) x b x 1 2. Kohesi sepanjang bidang longsor adalah Cd = cd x (panjang garis lurus AB). cd tahanangeser dari komponen kohesi, resultan gaya Cd sejajar garis AB dan berjarak z dari O. Tinjau Cd = cd x panjang lengkung AB x R , lengan momen z dapat dinyatakan oleh ;z = (cd x panjang lengkung AB)R/Cd = R x ( panjang lengkung AB)/(panjang garis lurus AB)3. Resultan gaya normal dan gaya gesek sepanjang lengkung AB, sebesar P dan membuat sudut terhadap arah garis normal pada lengkung AB. Untuk keseimbangan gaya P harus lewat titik dimana W dan Cd berpotongan. Jika dianggap komponen gesekan dapat dikerahkan secara penuh (d = ), maka arah gaya P akan merupakan garis singgung pada lingkaran-. Karena arah gaya Cd, P dan W telah diketahui, poligon gaya dapat dibuat. Besar Cd diperoleh dari poligon gaya tersebut, kohesi yang dikerahkan untuk keseimbangan adalah ;

Penentuan cd dengan coba-coba pada lingkaran longsornya, beberapa percobaan harus dilakukan untuk menentukan nikai Cd maksimum (kondisi kritis lereng). Kohesi yang dikerahkan sepanjang bidang longsor untuk keseimbangan adalah ;cd = H [f(, , , )] pada kondisi kritis F = 1, dan H = Hc dan c = cd dan persamaan menjadi ;cd = Hc [f(, , , )] Bila dinyatakan dalam nilai banding angka stabilitas,

Nilai c/H untuk beberapa nilai dan dapat dilihat ;

Gambar Diagram stabilitas lereng untuk tanah dengan > 0 (Taylor, 1948)

Gambar digunakan menentukan faktor aman terhadap nilai kohesinya saja dengan anggapan seluruh nilai sudut gesek dalam berkembang penuh ( F = 1) atau sebaliknya, maka cara coba-coba harus digunakan.