65
ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN LONGSORAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA PLAXIS V.8.2 (Studi Kasus : Ruas Jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650) (Skripsi) Oleh GIWA WIBAWA PERMANA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016

ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

  • Upload
    vukhanh

  • View
    297

  • Download
    19

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN LONGSORAN

MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA PLAXIS V.8.2

(Studi Kasus : Ruas Jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650)

(Skripsi)

Oleh

GIWA WIBAWA PERMANA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

Page 2: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

ABSTRAK

ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN LONGSORAN

MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA PLAXIS V.8.2

(Studi Kasus : Ruas Jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650)

Oleh

GIWA WIBAWA PERMANA

Hujan deras yang mengguyur sebagian besar wilayah Taman Nasional Bukit Barisan

Selatan (TNBBS) Lampung telah mengakibatkan jurang di tepi ruas jalan Liwa -

Simpang Gunung Kemala STA.263+650 mengalami kelongsoran dan mengikis sebagian

bahu jalan. Dibutuhkan suatu analisis stabilitas lereng untuk mengetahui faktor keamanan

lereng di lokasi penelitian yang dapat memodelkan sesuai dengan kondisi asli di lapangan

agar terjadi kondisi pendekatan dalam hasil analisis dan memudahkan dalam memodelkan

penanganannya, salah satunya dengan menggunakan rumus manual dan program Plaxis.

Dalam analisis ini digunakan data masukan parameter tanah, antara lain : kohesi, c; sudut

geser dalam tanah, 𝜑; sudut kemiringan lereng, 𝛼; dan berat volume tanah, 𝛾. Untuk

analisis dengan metode elemen hingga plaxis selain parameter tersebut juga dibutuhkan

modulus elastisitas, E; koefisien permeabilitas, k; dan poisson ratio, 𝜐. Penentuan angka

aman divariasikan dengan 3 kondisi muka air tanah pada lereng yaitu kondisi tanah tak

jenuh, kondisi tanah jenuh sebagian (Hjenuh= 7 m dan Htak jenuh = 3 m) dan kondisi tanah

jenuh penuh.

Dari hasil penelitian menunjukan bahwa parameter tanah sangat berpengaruh terhadap

stabilitas lereng. Kondisi lereng dengan kondisi jenuh sebagian memiliki stabilitas paling

kecil dibandingkan dengan kondisi lainnya. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan

pada kondisi sebelum penanganan didapat nilai deformasi = 885x10-3 m; active pore

pressures = -168,89 m; tegangan efektif tanah = -535,76 kN/m²; faktor aman = 0,2847.

Pada kondisi setelah penanganan didapat nilai nilai deformasi = 818x10-3 m; active pore

pressures = -132,36 m; tegangan efektif tanah = -209,77 kN/m²; faktor aman = 1,3548.

Kata kunci : analisis, lereng, faktor aman, plaxis, tanah.

Page 3: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

ABSTRACT

SLOPE STABILITY AND HANDLING OF LANDSLIDE ANALYSIS

USING PLAXIS V.8.2 FINITE ELEMENT METHOD

(Case Study : Liwa - Simpang Gunung Kemala Roadway STA.263+650)

by

GIWA WIBAWA PERMANA

The downpour in most of Taman Nasional Bukit Barisan Selatan (TNBBS) Lampung

areas caused landslide on a cliff in Liwa – Simpang Gunung Kemala STA.263+650

roadside so that a part of the roadside covered by the landslide. For this case, it takes

slope stability analysis to determine safety factors of the slope in research site that can

figuring accordance with the real conditions on the field in order to enable the

approaches condition on the result of analysis and to simplify the process of figuring the

handling, one of them is through the using of manual formulas and Plaxis program.

This analysis uses soil parameters input data, those are: cohesion, c; soil friction angle,

φ; slope angle, α; and soil volume weight, γ. In element to PLAXIS method analyzing,

beside of the parameters, it also need modulus of elasticity, E; permeability coefficient, k;

and poisson ratio, υ. The determination of safety data rate are varied by 3 ground water

level conditions on the slope, those are saturated soil condition, partially saturated soil

condition (Hsaturated = 7 m and Hdry= 3 m) and fully saturated soil condition.

The result of this research shows that soil parameters greatly affect the stability of slope.

Partially saturated slope condition has the smallest stability compared to other

conditions. Based on the analysis conducted before handling condition, it is acquired the

deformed mesh = 885x10-3 m; active pore pressures = -168.89 m; effective stress = -

535.76 kN / m²; safety factor = 0.2847. On the condition after handling, it is obtained

values of deformed mesh = 818x10-3 m; active pore pressures = -132.36 m; effective

stress = -209.77 kN / m²; safety factor = 1.3548.

Keywords : analysis, slope, safety factor, plaxis, soil.

Page 4: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN LONGSORAN

MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA PLAXIS V.8.2

(Studi Kasus : Ruas Jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650)

Oleh

GIWA WIBAWA PERMANA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

Page 5: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas
Page 6: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas
Page 7: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas
Page 8: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandung, Provinsi Jawa Barat pada

tanggal 6 Oktober 1993, sebagai anak pertama dari 2

bersaudara, dari pasangan Ibu Lilis Rosmiati dan Bapak Nana

Kurnia yang memiliki adik laki-laki bernama Raffi Rizki

Kurnia.

Pendidikan formal diawali di taman kanak-kanak (TK) Al-Mufassir ditempuh dari

tahun 1999 - 2000, sekolah dasar (SD) ditempuh di SD Negeri Pasar Tengah,

Kabupaten Bandung pada tahun 2000 - 2006, Sekolah Menengah Pertama (SMP)

ditempuh di SMP Negeri 1 Ibun, Kabupaten Bandung pada tahun 2006 - 2009,

dan Sekolah Menengah Atas (SMA) ditempuh di SMA Negeri 1 Majalaya pada

tahun 2009 - 2012.

Tahun 2012, penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Lampung melalui Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi

Negeri (SNMPTN) Jalur seleksi Tertulis.

Jenjang Organisasi penulis diawali sebagai ketua Palang Merah Remaja (PMR) di

SMP Negeri 1 Ibun Pada tahun 2007 – 2008, ketua Karya Ilmiah Remaja (KIR)

SMA Negeri 1 Majalaya pada tahun 2009 – 2010, dan menjadi ketua Organisasi

Siswa Intra Sekolah (OSIS) SMA Negeri 1 Majalaya pada tahun 2010 – 2011.

Page 9: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

Penulis juga menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa (HIMA) jurusan Teknik

Sipil Universitas Lampung periode 2014 - 2015 sebagai Kepala Departemen

Penelitian dan Pengembangan. Penulis pernah menjadi anggota Dewan

Perwakilan Mahasiswa pada tahun 2014 - 2015. Di jenjang akademik penulis

pernah menjadi asisten dosen pada mata kuliah praktikum mekanika bahan dan

praktikum mekanika tanah II di Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung.

Penulis mengikuti Kuliah Kerja Nyata (KKN) pada periode I Januari – Maret

2016 di desa Kota Karang Kecamatan Pesisir Utara Kabupaten Pesisir Barat, serta

melakukan Kerja Praktik selama 3 bulan di Hotel Mercure, Lampung di mulai

pada bulan Januari – Maret 2015.

Page 10: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

PERSEMBAHAN

Bismillahirrahmanirrahim

Dengan kerendahan hati dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT

kupersembahan skripsiku ini kepada:

Kedua orang tuaku Ibu Lilis Rosmiati dan Bapak Nana Kurnia yang telah

mendoakan,mendidik dan mendukung serta memberi dorongan kepadaku

untuk mencapai keberhasilan

Adikku Raffi Rizki Kurnia yang turut memeberikan dorongan semangat

dan motivasi

Keluargaku yang turut mendoakan, memotivasi, serta memberikan dukungan

kepadaku untuk mencapai keberhasilan

Dan kepada dosen yang telah membimbingku selama menjalankan perkuliahan

Page 11: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

MOTTO HIDUP

“Dan apabila dikatakan, “Berdirilah kamu”, maka berdirilah, niscaya Allah

akan mengangkat (derajat) orang-orang beriman di antaramu dan orang-

orang yang diberi ilmu beberapa derajat.”

(QS. Al-Mujadalah : 11)

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.”

(QS. Al-Insyirah : 5)

“Dengan kecerdasan jiwalah manusia menuju arah kesejahteraan.”

(Ki Hajar Dewantara)

“Tuntulah ilmu disaat kamu miskin, ia akan menjadi hartamu. Disaat kamu kaya,

ia akan menjadi perhiasanmu.”

(Luqman Al-Hakim)

Page 12: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena

berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi

yang berjudul ” Analisis Stabilitas Lereng Dan Penanganan Longsoran

Menggunakan Metode Elemen Hingga Plaxis V.8.2 (Studi Kasus : Ruas Jalan

Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650)” adalah merupakan salah satu

syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-

besarnya kepada :

1. Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas

Lampung.

2. Gatot Eko S, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Lampung.

Page 13: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

3. Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing I skripsi yang telah

memberikan kesediaan waktunya untuk sumbangan pemikiran, serta saran

dan kritiknya demi kesempurnaan Skripsi.

4. Ir. Ahmad Zakaria, M.T., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II yang telah

banyak meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan, motifasi, nasihat

dan wejangan hidup.

5. Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan

kritik dan saran pemikiran dalam penulisan skripsi serta pengarahan dalam

penulisan skripsi ini.

6. Ir. Andi Kusnadi, M.T., M.M., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah memberikan bekal ilmu

pengetahuan kepada penulis selama menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik

Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

Teknik, yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis

melakukan penelitian.

9. Orang tua terkasih ibu dan bapak, Lilis Rosmiati dan Nana Kurnia yang

sangat sabar dan pengertian dalam memberikan dukungan, nasehat dan

motivasi dalam menyelesaikan perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Lampung.

10. Adik tercinta Raffi Rizki Kurnia yang turut memberikan semangat dalam

menyelesaikan perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Lampung.

Page 14: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

11. Keluarga besar yang telah membantu dalam memberikan dukungan materi,

motivasi, serta nasehat hidup sampai saat ini.

12. Sahabat Kontrakan seperjuangan M. Wahyuddin, Faizin Mahfudz S., Arya

Nugraha, Bagus Bimantara, Yance Yanpiter D.W., dan Philipus yang telah

berbagi cerita suka dan duka bersama selama menjalani perkuliahan.

13. Ucapan khusus kepada Isma Yudi Primana dan Eddy Ristanto, S.T., atas

semua bantuan serta dukungan moril yang telah diberikan.

14. Teman-teman seperjuangan kerja praktik Vera Chania P., Hedi Saputra,

Ayuma Ersamayori Milen, M. Susanto, dan George Andalas yang telah

banyak membantu dalam menjalankan dan menyelesaikan kerja praktik di

Hotel Mercure Lampung.

15. Teman-teman seperjuangan skripsi Hermawan Arbenta dan Fita Ratna T.,

yang turut membantu serta berbagi ilmu dalam penyelesaian skripsi.

16. Teman istimewa Della Andandaningrum, Ikko Rasita Sari, Rizca Sutra Ayu,

dan Annisa Wulansari yang telah banyak membantu, mendukung serta

memberikan dorongan motivasi.

17. Saudara – saudara Teknik Sipil Universitas Lampung angkatan 2012 yang

selama beberapa tahun ini bersama serta berbagi memori, pengalaman dan

membuat kesan yang tak terlupakan.

18. Semua pihak yang telah membantu tanpa pamrih yang tidak dapat disebutkan

secara keseluruhan satu per satu, serta seluruh pejuang Teknik Sipil, semoga

kita semua berhasil menggapai impian. Aamiin.

Page 15: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan

khususnya bagi penulis pribadi. Selain itu, penulis berharap dan berdoa semoga

semua pihak yang telah memberikan bantuan dan semangat kepada penulis,

mendapatkan ridho dari Allah SWT. Aamiin.

Wassalaamu’alaikum Wr.Wb.

Bandar Lampung, Agustus 2016

Penulis

Giwa Wibawa Permana

Page 16: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi

DAFTAR GRAFIK ...................................................................................... vii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ viii

DAFTAR NOTASI ...................................................................................... ix

ABSTRAK ................................................................................................... x

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah ......................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tegangan Efektif ........................................................................ 4

2.2 Kuat Geser Tanah ....................................................................... 5

2.3 Uji Geser Langsung (Direct Shear Test) .................................... 7

2.4 Tekanan Tanah Lateral Saat Diam ............................................. 8

2.5 Tekanan Tanah Aktif dan Tekanan Tanah Pasif ........................ 8

2.6 Tekanan Air Pori ........................................................................ 9

2.7 Lereng dan Longsoran ................................................................ 14

2.8 Mengatasi Kelongsoran Lereng ................................................. 15

2.9 Analisis Stabilitas Lereng untuk Lereng tak Terhingga ............. 18

2.10 Metode Elemen Hingga Plaxis ................................................... 24

Page 17: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

ii

III. METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................ 26

3.2 Tahapan Pengumpulan Data ....................................................... 26

3.3 Tahapan Pengujian Laboratorium .............................................. 27

3.4 Tahapan Analisis Stabilitas Lereng ............................................ 30

3.5 Validasi Program ........................................................................ 37

3.6 Pembahasan ................................................................................. 37

3.7 Kesimpulan dan Saran ................................................................. 37

3.8 Diagram Alir Penelitian .............................................................. 37

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Lereng ................................................................... 39

4.2 Parameter Tanah Berdasarkan Uji Laboratorium ....................... 40

4.3 Potongan Lereng Tinjauan ......................................................... 43

4.4 Analisis Stabilitas Lereng Metode Rumus ................................. 46

4.5 Analisis Stabilitas Lereng Metode Program Plaxis .................... 49

4.6 Perbandingan Hasil Analisis Stabilitas Lereng Metode Rumus

tak Terhingga dan Program Plaxis ............................................. 77

4.7 Solusi Penanganan Stabilitas Lereng ......................................... 78

4.8 Perbandingan Analisis Stabilitas Lereng Setelah dan Sebelum

Penanganan Longsoran .............................................................. 91

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................. 92

5.2 Saran ........................................................................................... 93

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 18: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Longsor di ruas jalan Liwa – Simpang Gunung Kemala

STA.263+650 ...................................................................................... 1

2. Alat geser langsung ............................................................................ 7

3. Kuat geser tanah menurut Coulomb .................................................. 10

4. Jaringan arus untuk hitungan tekanan air pori ................................... 11

5. Kuat geser tanah tak jenuh ................................................................. 13

6. Tipe-tipe keruntuhan lereng ............................................................... 15

7. Memperkecil sudut kemiringan lereng .............................................. 16

8. Memperkecil ketinggian lereng ......................................................... 16

9. Penanganan dengan Counterweight ................................................... 17

10. Mengurangi tegangan air pori ............................................................ 17

11. Analisis kemantapan lereng tak terhingga ......................................... 18

12. Lereng tak terhingga tanpa aliran rembesan ...................................... 19

13. Lereng tak terhingga dengan aliran rembesan ................................... 20

14. Lereng tak terhingga dengan kondisi aliran rembesan sebagian ....... 22

15. Peta Lokasi Penelitian ........................................................................ 26

16. Tampilan General Settings Project .................................................... 30

17. Tampilan General Settings Dimensions ............................................. 31

18. Tampilan General Settings Dimensions ............................................. 32

19. Tampilan Plaxis Output Program ...................................................... 33

Page 19: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

iv

20. Tampilan Open Project pada Curve Program ................................... 35

21. Tampilan Curve Generation .............................................................. 35

22. Tampilan Plaxis Curve Output Program ........................................... 36

23. Diagram alir Penelitian ...................................................................... 38

24. Kontur lokasi penelitian ..................................................................... 43

25. Potongan melintang lereng kondisi tidak jenuh ................................. 44

26. Potongan melintang lereng kondisi jenuh penuh ............................... 44

27. Potongan melintang lereng kondisi jenuh sebagian ........................... 45

28. Potongan melintang lereng untuk analisis rumus tak terhingga ........ 45

29. Tampilan lereng pada kondisi tidak jenuh ......................................... 49

30. Tampilan titik yang ditinjau kondisi lereng tidak jenuh .................... 50

31. Tampilan Deformed Mesh kondisi lereng tidak jenuh ....................... 51

32. Tampilan Total Displacements kondisi lereng tidak jenuh ................ 52

33. Tampilan Effective Stresses kondisi lereng tidak jenuh ..................... 53

34. Tampilan Total Incremental Displacements lereng tidak jenuh ........ 54

35. Tampilan Total Strains kondisi lereng tidak jenuh ............................ 55

36. Tampilan Total Stresses kondisi lereng tidak jenuh ........................... 56

37. Tampilan Active Pore Pressures kondisi lereng tidak jenuh .............. 57

38. Tampilan lereng pada kondisi jenuh penuh ....................................... 58

39. Tampilan titik yang ditinjau kondisi lereng jenuh penuh .................. 59

40. Tampilan Deformed Mesh kondisi lereng jenuh penuh ..................... 60

41. Tampilan Total Displacements kondisi lereng jenuh penuh .............. 61

42. Tampilan Effective Stresses kondisi lereng jenuh penuh ................... 62

43. Tampilan Total Incremental Displacements lereng jenuh penuh ...... 63

Page 20: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

v

44. Tampilan Total Strains kondisi lereng jenuh penuh ........................... 64

45. Tampilan Total Stresses kondisi lereng jenuh penuh ......................... 65

46. Tampilan Active Pore Pressures kondisi lereng jenuh penuh ............ 66

47. Tampilan lereng pada kondisi jenuh sebagian ................................... 67

48. Tampilan titik yang ditinjau kondisi lereng jenuh sebagian .............. 68

49. Tampilan Deformed Mesh kondisi lereng jenuh sebagian ................. 69

50. Tampilan Total Displacements kondisi lereng jenuh sebagian .......... 70

51. Tampilan Effective Stresses kondisi lereng jenuh sebagian ............... 71

52. Tampilan Total Incremental Displacements lereng jenuh

sebagian .............................................................................................. 72

53. Tampilan Total Strains kondisi lereng jenuh sebagian ....................... 73

54. Tampilan Total Stresses kondisi lereng jenuh sebagian ..................... 74

55. Tampilan Active Pore Pressures kondisi lereng jenuh sebagian ........ 75

56. Tampilan lereng setelah dilakukan penanganan ................................ 81

57. Tampilan titik yang ditinjau kondisi penanganan lereng ................... 82

58. Tampilan Deformed Mesh kondisi penanganan lereng ...................... 83

59. Tampilan Total Displacements kondisi penanganan lereng .............. 84

60. Tampilan Effective Stresses kondisi penanganan lereng ................... 85

61. Tampilan Total Incremental Displacements penanganan lereng ....... 86

62. Tampilan Total Strains kondisi penanganan lereng............................ 87

63. Tampilan Total Stresses kondisi penanganan lereng ......................... 88

64. Tampilan Active Pore Pressures kondisi penanganan lereng ............. 89

Page 21: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

i

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Deskripsi tanah lereng di lokasi penelitian ........................................ 40

2. Nilai modulus elastisitas tanah ........................................................... 41

3. Nilai angka Poisson ........................................................................... 41

4. Hasil pengujian sifat fisik sampel tanah ............................................ 42

5. Resume nilai faktor aman analisis stabilitas lereng dengan

menggunakan analisis rumus dan program Plaxis V.8.2 ................... 77

6. Data sheet pile (Lesson 4 - Diaphragm Wall) .................................... 79

7. Resume hasil analisis program Plaxis pada kondisi sebelum

penanganan dan setelah penanganan .................................................. 91

Page 22: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

i

DAFTAR GRAFIK

Grafik Halaman

1. Tampilan kurva faktor aman lereng kondisi tidak jenuh ................... 57

2. Tampilan kurva faktor aman lereng kondisi jenuh penuh ................. 66

3. Tampilan kurva faktor aman lereng kondisi jenuh sebagian ............. 76

4. Tampilan kurva faktor aman lereng kondisi penanganan lereng ....... 90

Page 23: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

i

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1. Lembar Asistensi Skripsi.

2. Hasil pengujian data tanah di laboratorium mekanika tanah Teknik Sipil

Universitas Lampung.

3. Lokasi penelitian ruas jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala

STA.263+650.

4. Potongan lereng tinjauan untuk menganalisis stabilitas lereng.

5. Hasil analisis stabilitas lereng dan output program Plaxis V.8.2.

6. Gambar solusi penanganan stabilitas lereng.

7. Surat-menyurat.

Page 24: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

DAFTAR NOTASI

𝜎 = Tegangan Normal Total

u = Tekanan Air Pori

𝜎’ = Tegangan Normal Efektif

𝜏 = Kekuatan Geser Tanah

c = Kohesi

𝜑 = Sudut Geser Dalam

𝛼 = Sudut Lereng

E = Modulus Elastisitas Tanah

𝜐 = Angka Poisson

𝛾 = Berat Volume Tanah

𝛾′ = Berat Tanah Efektif

𝛾𝑠𝑎𝑡 = Berat Tanah Jenuh

𝛾𝑑 = Berat Tanah Tidak jenuh

H = Tinggi Lereng

h1 = Tinggi Tanah Tak Jenuh

h2 = Tinggi Tanah Jenuh

F = Stabilitas Lereng

EA = Kekakuan Aksial

EI = Kekakuan Lentur

Page 25: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Hujan deras yang mengguyur sebagian besar wilayah Taman Nasional Bukit

Barisan Selatan (TNBBS) Lampung telah mengakibatkan jurang di tepi ruas

jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650 mengalami

kelongsoran dan mengikis sebagian bahu jalan. Ruas jalan Liwa – Simpang

Gunung Kemala terletak di wilayah TNBBS Lampung yang memiliki

kondisi geografis yang terdiri dari perbukitan serta terdapat lereng dan

jurang yang cukup tinggi, curam yang rawan mengalami kelongsoran

sehingga diperlukan pencegahan untuk mengurangi kelongsoran yang sering

terjadi di titik tersebut.

Gambar 1. Longsor di ruas jalan Liwa - Simpang Gunung Kemala STA.263+650.

Page 26: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

2

Longsor biasanya terjadi saat musim penghujan karena air hujan akan

masuk ke dalam tanah dan akan menyebabkan tanah menjadi jenuh, tanah

yang jenuh terdapat tekanan air pori, karena hujan yang lama maka tekanan

air pori akan naik, naiknya tekanan air pori menyebabkan kuat geser tanah

menjadi kecil dan pada akhirnya tanah menjadi labil dan rawan longsor.

Untuk mengetahui faktor keamanan lereng di lokasi penelitian dibutuhkan

suatu analisis stabilitas lereng yang dapat memodelkan sesuai dengan

kondisi asli di lapangan agar terjadi kondisi pendekatan dalam hasil analisis

dan memudahkan dalam memodelkan penanganannya, salah satunya dengan

menggunakkan program Plaxis.

Plaxis merupakan program komputer berdasarkan metode elemen hingga

dua dimensi yang digunakan secara khusus melakukan analisis deformasi

dan stabilitas untuk bebagai aplikasi dalam bidang geoteknik. Program ini

merupakan metode antarmuka grafis yang mudah digunakan sehingga

pengguna dapat dengan cepat membuat model geometri dan jaring elemen

berdasarkan penampang melintang dari kondisi lereng yang akan dianalisis

(Plaxis, 2012).

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas permasalahan yang muncul adalah untuk

mengetahui penyebab serta alternatif solusi penanggulangan kelongsoran

lereng di sepanjang ruas jalan lintas Liwa - Simpang Gunung Kemala

STA.263+650 dengan meninjau besarnya sudut lereng dan tingkat

kejenuhan tanahnya.

Page 27: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

3

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Evaluasi nilai faktor aman pada lokasi penelitian berdasarkan analisis

menggunakan Plaxis V.8.2 dan rumus analisis lereng tak terhingga.

b. Pemanfaatan program Plaxis sebagai salah satu cara untuk menganalisis

dan mencari solusi penanganan stabilitas lereng.

1.4 Batasan Masalah

Mengingat luasnya ruang lingkup permasalahan dan keterbatasan waktu

maupun kemampuan maka dilakukan pembatasan masalah yaitu :

a. Data tanah yang diambil sampelnya hanya di ruas jalan lintas Liwa -

Simpang Gunung Kemala STA.263+650.

b. Analisis stabilitas lereng dilakukan dengan menggunakan program Plaxis

V.8.2 dan perhitungan manual sebagai pembanding nilai faktor aman.

c. Lereng ditinjau berdasarkan besarnya sudut lereng dan tingkat kejenuhan

tanahnya pada lokasi STA.263+650.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini antara lain mengetahui

kawasan aman dan rawan longsor di sepanjang jalan lintas Liwa - Simpang

Gunung Kemala Lampung, serta dapat mengetahui cara untuk mencari

faktor aman dalam stabilitas lereng dan penanganan kelongsoran di wilayah

perbukitan TNBBS Lampung.

Page 28: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tegangan Efektif

Craig (1989 : 72) menjelaskan bahwa tanah dapat divisualisasikan sebagai

suatu partikel padat tanah (solid skeleton) yang membatasi pori-pori yang

mengandung air maupun udara. Volume kerangka tanah secara keseluruhan

dapat berubah akibat penyusunan kembali partikel-partikel padat pada

posisinya yang baru, terutama dengan cara menggelinding dan menggelincir

yang menyebabkan terjadinya perubahan gaya-gaya yang bekerja di antara

partikel-partikel tanah. Pada tanah jenuh, pengurangan volume hanya terjadi

bila sebagian airnya dapat melepaskan diri dan ke luar dari pori-pori. Pada

tanah kering atau tanah jenuh sebagian, pengurangan volume selalu

mungkin terjadi akibat kompresi udara dalam pori-pori, dan terdapat suatu

ruang kembali partikel tanah.

Tegangan geser dapat ditahan oleh partikel padat tanah dengan

memanfaatkan gaya-gaya yang timbul karena persinggungan antar partikel.

Tegangan normal ditahan oleh gaya-gaya antar partikel pada kerangka

tanah. Jika tanah dalam kondisi sempurna, air pori akan naik menahan

teganagan normal.

Page 29: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

5

Terzaghi (1923, dalam Craig, 1989 : 72) mengemukakan prinsip tegangan

efektif yang didasarkan pada data hasil percobaan. Prinsip tersebut hanya

berlaku untuk tanah jenuh sempurna. Tegangan-tegangan yang berhubungan

dengan prinsip tersebut adalah :

a. Tegangan normal total (𝜎) pada bidang di dalam tanah, yaitu gaya per

satuan luas yang ditransmisikan pada arah normal bidang, dengan

menganggap bahwa tanah adalah maerial pada saja (fase tunggal).

b. Tekanan air pori (u), yaitu tekanan air pengisi pori-pori di antara partikel-

partikel padat.

c. Tegangan normal efektif (𝜎’) pada bidang, yang mewakili tegangan yang

dijalarkan hanya melalui kerangka tanah saja.

Hubungan dari ketiga tegangan di atas adalah sebagai berikut :

𝜎 = 𝜎’+ u .............................................................................................. (1)

2.2 Kuat Geser Tanah

Kuat geser tanah adalah kemampuan tanah melawan tegangan geser yang

terjadi pada saat terbebani. Keruntuhan geser (shear failur) tanah terjadi

bukan disebabkan karena hancurnya butir-butir tanah tersebut tetapi karena

adanya gerak relatif antara butir-butir tanah tersebut (Budi Santosa, dkk.,

1998 : 45).

Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis kapasitas

dukung tanah, stabilitas lereng, dan gaya dorong pada dinding penahan

tanah.

Page 30: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

6

Menurut teori Mohr (1910, dalam Hardiyatmo, 2002a : 283), kondisi

keruntuhan suatu bahan terjadi oleh akibat adanya kombinasi keadaan kritis

dari tegangan normal dan tegangan geser.

Kuat geser tanah menurut (Hardiyatmo, 2002a : 283), adalah gaya

perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau

tarikan. Dengan dasar pengertian ini, bila pembebanan akan ditahan oleh :

a. Kohesi tanah yang bergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi

tidak tergantung dari tegangan normal yang bekerja pada bidang geser.

b. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan

tegangan normal pada bidang gesernya.

Coulomb (1776, dalam Hardiyatmo, 2002a : 283), mendefinisikan fungsi

linear terhadap tegangan normal (𝜎) pada bidang tersebut pada titik yang

sama, sebagai berikut :

𝜏 = c + 𝜎 tg 𝜑 ....................................................................................... (2)

dengan :

𝜏 = Kekuatan geser tanah (kN/m2)

c = Kohesi (kN/m2)

𝜎 = Tegangan normal (kN/m2)

𝜑 = Sudut geser dalam tanah (°)

Berdasarkan konsep Terzaghi, (1925, dalam dalam Hardiyatmo, 2002a :

284), mengubah persamaan Coulomb dalam bentuk tegangan efektif sebagai

berikut :

𝜏’ = c’ + 𝜎’ tg 𝜑’ ................................................................................. (3)

Page 31: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

7

2.3 Uji Geser Langsung (Direct Shear Test)

Dengan alat geser langsung kekuatan geser dapat diukur secara langsung.

Contoh yang akan diuji dipasang dalam alat dan diberikan tegangan vertikal

(yaitu tegangan normal) yang konstan. Kemudian contoh diberikan tegangan

geser sampai tercapai nilai maksimum. Tegangan geser ini diberikan dengan

memakai kecepatan bergerak (strainrate) yang konstan, yang cukup

perlahan-lahan sehingga tegangan air pori selalu tetap nol. Percobaan uji

geser langsung ini hanya dapat dilakukan untuk kondisi tanah yang

memiliki kondisi drained (Wesley, 2012 : 238).

Gambar 2. Alat geser langsung (Craig, 1989 : 94).

Benda uji dibebani gaya vertikal (N) melalui pelat beban (loading plate) dan

secara berangsur-angsur akan timbul tegangan geser dengan membuat

pergeseran di antara kedua bagian kotak tersebut. Gaya geser (𝜏) diukur

bersamaan dengan perpindahan geser (Δl). Biasanya perubahan tebal benda

uji (Δh) juga diukur. Harga tegangan geser runtuh diplot terhadap tegangan

normalnya untuk mendapatkan parameter-parameter kekuatan geser.

Page 32: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

8

2.4 Tekanan Tanah Lateral Saat Diam

Tanah terbentuk dari pelapukan batuan dan proses pengendapan. Selama

proses pengendapan, tanah mengalami konsolidasi, karena pengaruh

tekanan overburden (𝜎𝑦) yaitu oleh akibat beban tanahnya sendiri. Tekanan

vertikal menimbulkan perubahan bentuk ke arah lateral oleh pengaruh angka

Poisson. Tanah di sekitarnya menahan perubahan ke arah lateral dengan

mengembangkan tekanan lateral sebesar 𝜎ℎ. Setelah waktu yang lama,

konsolidasi dan rangkak (creep) arah vertikal dan lateral menjadi nol. Pada

keadaan ini, telah terjadi kedudukan tegangan-tegangan yang telah stabil,

dengan 𝜎𝑦 dan 𝜎ℎ menjadi tegangan-tegangan efektif utamanya. Karena

tidak ada perubahan letak (displacement), maka tidak ada tegangan geser

yang terjadi pada bidang vertikal dan horisontal di sembarang titik pada

lapisan tanah. Kondisi keseimbangan di tempat yang dihasilkan dari

kedudukan tegangan-tegangan dengan tanpa terjadinya tegangan geser

didefinisikan sebagai kondisi K0 (Hardiyatmo, 2003b : 184-185).

2.5 Tekanan Tanah Aktif dan Tekanan Tanah Pasif

Jika suatu dinding turap mengalami keluluhan atau bergerak ke arah luar

dari tanah urug di belakangnya, maka tanah urug akan bergerak ke bawah

dan ke samping menekan dinding turap. Tekanan seperti ini disebut tekanan

tanah aktif (active earth pressure). Nilai tekanan tanah aktif lebih kecil dari

nilai tekanan saat diam, tekanan tanah aktif adalah gaya yang cenderung

mengurangi keseimbangan dinding penahan tanah.

Page 33: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

9

Jika suatu gaya mendorong dinding penahan ke arah tanah urug, takanan

tanah dalam kondisi ini disebut tekanan tanah pasif (passive earth pressure).

Nilai tekanan tanah pasif lebih besar dari nilai koefisien tekanan tanah saat

diam dan koefisien tekanan tanah aktif, atau persisnya Kp>K0>Ka. Tekanan

tanah pasif menunjukan nilai maksimum dari gaya yang dapat

dikembangkan oleh tanah pada gerakan struktur penahan terhadap tanah

urug, yaitu gaya perlawanan tanah sebelum dinding mengalami keruntuhan

(Hardiyatmo, 2003b : 188-189).

2.6 Tekanan Air Pori

Tanah terbagi menjadi dua zona yaitu zona tekanan pori positif dan negatif

(Hardiyatmo, 2006c). Garis yang membagi kedua zona adalah garis

permukaan air tanah, dimana tekanan hidrostatiknya sama dengan tekanan

atmosfer. Dibawah muka air tanah, tanah dalam kondisi jenuh air dan

tekanan air pori adalah positif. Di atas muka air tanah, di dalam zona tanah

tidak jenuh, tekanan pori adalah negatif. Sembarang perubahan tekanan pori

akan merubah kuat geser tanah yang akan mempunyai pengaruh besar pada

stabilitas lereng. Reaksi dari rezim air tanah terhadap air hujan, bervariasi

dan bergantung pada lerengnya, yaitu dari lereng yang tanpa reaksi sampai

kereaksinya sangat besar. Untuk lereng yang bila longsor membahayakan

keselamatan banyak orang dan mengakibatkan kerugian besar, reaksi

tekanan air pori ini sebaiknya diukur dengan alat piezometer.

Page 34: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

10

2.6.1 Tekanan Air Pori Positif

Dalam tinjauan tegangan efektif, kuat geser tanah dinyatakan dalam

persamaan coulomb (lihat gambar 3).

𝜏 = c’ + (𝜎- u) tg 𝜑’ .................................................................... (4)

𝜎 = 𝜎’+ u .................................................................................... (5)

dengan :

c’ = Kohesi efektif

σ = Tegangan normal pada bidang runtuh

𝜑’ = Sudut gesek dalam

u = Tekanan air pori

σ’ = Tegangan efektif

Pada permukaan freatis, tekanan air pori sama dengan tekanan

atmosfer, sedang dibawahnya tekanan air pori diatas tekanan atmosfer.

Tekanan atmosferik biasanya diambil sebagai titik referensi

bertekanan pori nol. Oleh karena itu, titik dibawah muka air tanah,

tekanannya positif.

Gambar 3. Kuat geser tanah menurut Coulomb (Hardiyatmo, 2006 c).

Page 35: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

11

Jika tak ada aliran air, tekanan air adalah hidrostatis dan ketinggian air

yang terukur pada alat piezometer sama dengan muka air tanah.

Tekanan pori tidak lagi hidrostatis bila ada aliran (lihat gambar 4).

Dalam kondisi ini tekanan air pori dapat dihitung dengan

menggunakan jaring arus (flownet).

Gambar 4. Jaringan arus untuk hitungan tekanan air pori (Hardiyatmo, 2006c).

Jika tekanan air pori naik, maka tegangan normal efektif dalam tanah

berkurang yang berakibat turunnya kuat geser tanah, sehingga

stabilitas lereng berkurang. Kenaikan tekanan air pori lebih cepat

terjadi pada periode hujan lebat (terus menerus). Hal inilah yang

menjadi penyebab terjadinya kelongsoran. Tetapi kecepatan

bertambahnya tekanan air pori bergantung banyak faktor, seperti

lamanya hujan, sifat permukaan tanah, area tangkapan dan

permeabilitas tanah.

Page 36: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

12

2.6.2 Tekanan Air Pori Negatif

Zona tekanan air pori negatif terdapat diatas muka air tanah. Dalam

zona tersebut tekanan air pori kontinyu atau semi kontinyu dan nilai

tekanan air pori dibawah atmosfer. Tekanan pori negatif sering disebut

isapan tanah, dikontrol oleh tarikan permukaan pada batas antara

udara dan air didalam rongga pori dan dipengaruhi oleh ukuran butir

tanah. Jika butiran tanah semakin kecil, maka tinggi tekanan kapiler

akan lebih besar dan memperbesar tekanan air pori negatif. Tekanan

air pori negatif menambah tegangan efektif dalam massa tanah dan

menambah stabilitas lereng. Untuk tanah tidak jenuh, Ho dan

Fredlund (1982) dalam Hardiyatmo (2006c) merubah nilai kohesi

dalam persamaan kuat geser tanah jenuh pada persamaan, menjadi :

𝑐 = c’ + (ua - uw) tg 𝜑b ................................................................ (6)

dengan :

c = Kohesi tanah total

c’ = Kohesi efektif

ua-uw = Isapan matrik (matrix suction)

𝜑b = Kemiringan matrix suction, ketika (σ-ua) konstan.

Maka untuk tanah tidak jenuh, persamaan kuat geser tanahnya adalah :

𝜏 = c’ + (ua - uw) tg 𝜑b + (𝜎- ua) tg 𝜑’ ....................................... (7)

dengan :

ua = Tekanan udara dalam pori

uw = Tekanan air pori

Page 37: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

13

Dalam persamaan terlihat bahwa terdapat kenaikan kuat geser dari

komponen kohesi nampak oleh akibat tekanan air pori negatif (isapan

tanah). Dengan kata lain, matric suction (ua-uw) menambah kuat geser

tanah sebesar (ua-uw)tg𝜑b. kenaikan kuat geser tanah dapat dinyatakan

dengan bidang runtuh tiga dimensi, yaitu dengan menggunakan

variabel tegangan (𝜎-ua) dan (ua-uw) (lihat Gambar 5).

Gambar 5. Kuat geser tanah tak jenuh (Ho dan Fredlund, 1982 dalam Hardiyatmo,

2006c).

Tekanan air pori negatif berkurang, jika derajat kejenuhan bertambah

dan menjadi nol jika tanah menjadi jenuh sempurna. Sebagai contoh,

saat hujan atau sesudah hujan lebat, tanah yang semula lembab dan

bertekanan air pori negatif menjadi bertekanan air pori positif, karena

telah menjadi jenuh air. Problem terbesar dalam analisis stabilitas

lereng pada tanah jenuh adalah dalam menerapkan pengurangan

tekanan air pori negatif dan kemungkinan kenaikan tekanan air pori

oleh akibat hujan kedalam analisis stabilitas tersebut.

Page 38: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

14

2.7 Lereng dan Longsoran

Kelongsoran dapat terjadi pada setiap macam lereng, akibat berat tanah

sendiri, ditambah dengan pengaruh yang besar dari rembesan air tanah, serta

gaya lain dari luar lereng.

Wesley (1977 : 461) membagi lereng menjadi 3 macam ditinjau dari segi

terbentuknya, yaitu :

a. Lereng alam, yaitu lereng yang terbentuk akibat kegiatan alam, seperti

erosi, gerakan tektonik dan sebagainya.

b. Lereng yang dibuat manusia, akibat penggalian atau pemotongan pada

tanah asli.

c. Lereng timbunan tanah, seperti urugan untuk jalan raya.

Menurut Craig (1989 : 321), gaya-gaya gravitasi dan rembesan (seepage)

cenderung menyebabkan ketidakstabilan (instability) pada lereng alami

(natural slope), pada lereng yang dibentuk dengan cara penggalian, dan

pada lereng tanggul serta bendungan tanah (earth dams).

Ada 3 tipe utama dari kelongsoran tanah seperti pada Gambar 6, yaitu

sebagai berikut :

a. Kelongsoran rotasi (rotational slips), yaitu kelongsoran yang bentuk

permukaan runtuh pada potongannya dapat berupa busur lingkaran atau

kurva bukan lingkaran.

b. Kelongsoran translasi (translational slips), cenderung terjadi bila lapisan

tanah yang berbatasan berada pada kedalaman yang relatif dangkal di

bawah permukaan lereng.

Page 39: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

15

c. Kelongsoran gabungan (compound slips), terjadi bila lapisan tanah yang

berbatasan berada pada kedalaman yang lebih dalam. Hal ini umumnya

terjadi karena runtuhnya terdiri dari potongan kurva dan bidang.

Gambar 6. Tipe-tipe keruntuhan lereng (Craig, 1989 : 321).

2.8 Mengatasi Kelongsoran Lereng

Dalam menghadapi persoalan bagaimana caranya memperbaiki atau

menstabilkan lereng pada suatu daerah yang terjadi kelongsoran. Menurut

(Wesley, 1977) ada dua cara untuk membuat lereng supaya menjadi lebih

aman dan mantap, yaitu :

a. Memperkecil gaya penggerak atau momen penggerak, yaitu dengan

mengubah bentuk lereng. Cara yang dilakukan yaitu :

1. Membuat lereng lebih datar, yaitu dengan mengurangi sudut

kemiringan, seperti terlihat pada Gambar 7.

2. Memperkecil ketinggian lereng, lihat Gambar 8. Cara ini hanya dapat

dipakai pada lereng yang ketinggiannya terbatas, yaitu dalam hal

kelongsoran yang bersifat “rational slide”.

Page 40: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

16

Gambar 7. Memperkecil sudut kemiringan lereng (Wesley, 1977).

Gambar 8. Memperkecil ketinggian lereng (Wesley, 1977).

b. Memperbesar gaya melawan, yang dapat dilakukan dengan beberapa

cara, yaitu :

1. Dengan memakai counterweight yaitu tanah timbunan pada kaki

lereng, lihat Gambar 9.

2. Dengan mengurangi tegangan air pori di dalam lereng, seperti terlihat

pada Gambar 10.

Page 41: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

17

Gambar 9. Penanganan dengan Counterweight (Wesley, 1977).

Gambar 10. Mengurangi tegangan air pori (Wesley, 1977).

3. Dengan cara injeksi, yaitu dengan menambah tanah timbunan pada

kaki lereng, membuat selokan secara teratur pada lereng dengan

mengurangi tegangan air pori pada tanah, dengan menambahn bahan

kimia atau semen dipompa melalui pipa suapaya masuk ke dalam

lereng.

Page 42: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

18

4. Dengan cara mekanis, yaitu dengan membuat dinding penahan atau

dengan memancang tiang. Cara ini dilakukan jika lereng tersebut

mempunyai tingkat kelongsoran yang kecil.

Pada daerah tinjauan beberapa faktor penyebab kelongsoran juga teramati

antara lain, kemiringan lereng dan pengaruh air tanah. Dua parameter

tersebut akan dianalisis lebih lanjut dalam penelitian ini.

2.9 Analisis Stabilitas Lereng untuk Lereng tak Terhingga

Pada daerah pegungungan sering terdapat lereng yang sangat panjang

dimana lapisan tanah paling atas adalah lempung dan di bawahnya adalah

lapisan keras dengan permukaan sejajar dengan permukaan tanah. Pada

keadaan demikian, bidang geser biasanya terdapat pada batas kedua lapisan

tanah ini. Kelongsoran ini disebut kelongsoran translational seperti terlihat

pada Gambar 11. Untuk menentukan kestabilannya, lereng tersebut

dianggap tak terhingga. Dengan demikian, dapat dihitung keseimbangan

statis satu segmen saja (Wesley, 1977 : 476).

Gambar 11. Analisis kemantapan lereng tak terhingga (Wesley, 1977 : 477).

Page 43: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

19

Sudut kemiringan lereng = 𝛽, kedalaman bidang longsor = H, kedalaman

muka air tanah = 𝐻𝜔. Ukuran segmen tanah adalah tinggi = H, lebar = b,

panjang dasar pada bidang geser = l.

2.9.1 Kondisi Tanpa Rembesan (Tanah tak Jenuh)

Ditinjau suatu lereng tak terhingga dalam kondisi tanpa rembesan,

akan ditentukan faktor aman lereng setebal H pada bidang longsor AB

(lihat Gambar 12), dalam lereng yang tidak terdapat aliran air tanah.

Gambar 12. Lereng tak terhingga tanpa aliran rembesan (Hardiyatmo, 2006c).

F = 𝑐

𝛾𝐻𝑐𝑜𝑠2 𝛼 𝑡𝑎𝑛𝛼 +

tan 𝜑

tan 𝛼 ............................................................ (8)

Dengan,

F = Faktor aman

c = Kohesi (kN/m2)

𝜑 = Sudut geser dalam tanah (°)

𝛼 = Sudut kemiringan lereng (°)

𝛾 = Berat volume tanah (kN/m3)

Page 44: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

20

Untuk tanah yang mempunyai 𝜑 dan c, ketebalan tanah pada kondisi

kritis (Hc) terjadi bila F = 1, yaitu :

Hc = 𝑐

𝛾𝑐𝑜𝑠2 𝛼(𝑡𝑎𝑛𝛼−tan 𝜑) ............................................................... (9)

Dengan Hc adalah ketebalan maksimum, dimana lereng dalam kondisi

kritis akan longsor.

2.9.2 Kondisi dengan Rembesan Penuh (Tanah Jenuh Penuh)

Suatu lereng tak terhingga dengan kemiringan lereng sebesar 𝛼,

dengan muka air tanah dianggap terdapat pada permukaan tanah,

diperlihatkan pada Gambar 13. Dengan adanya pengaruh air, kuat

geser tanah dapat dituliskan seperti pada persamaan (4).

Ditinjau elemen PQTS, gaya-gaya yang bekerja pada permukaan-

permukaan PS dan QT besarnya sama, jadi saling meniadakan.

Selanjutnya akan dievaluasi faktor aman terhadap kemungkinan

longsor di sepanjang bidang AB yang terletak pada kedalaman H di

bawah permukaan tanah.

Gambar 13. Lereng tak terhingga dengan aliran rembesan (Hardiyatmo, 2006c).

Page 45: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

21

Persamaan faktor aman diperoleh dari :

Berat tanah pada elemen PQTS adalah :

W = 𝛾𝑠𝑎𝑡𝑏𝐻 ................................................................................ (10)

Gaya berat oleh tanah jenuh W dapat diuraikan menjadi :

Na = W cos 𝛼 = 𝛾𝑠𝑎𝑡𝑏𝐻 cos 𝛼 ..................................................... (11)

Ta = W sin 𝛼 = 𝛾𝑠𝑎𝑡𝑏𝐻 sin 𝛼 ....................................................... (12)

Tegangan normal total (𝜎) dan tegangan geser (𝜏) pada bidang AB

adalah :

𝜎 = 𝛾𝑠𝑎𝑡𝐻 cos 𝛼 ......................................................................... (13)

𝜏𝑑 = 𝛾𝑠𝑎𝑡𝐻 cos 𝛼 sin 𝛼 ............................................................... (14)

𝜏𝑑 = cd + (𝜎 – u) tan 𝜑d .............................................................. (15)

u = 𝛾𝑤𝐻 𝑐𝑜𝑠2 𝛼 ........................................................................ (16)

Subtitusi persamaan (13) ke persamaan (15) :

𝜏𝑑 = cd + 𝛾′𝐻 𝑐𝑜𝑠2𝛼 tan 𝜑d ........................................................ (17)

Subtitusikan persamaan (14) ke persamaan (17) :

𝑐𝑑

𝛾𝑠𝑎𝑡𝐻 = 𝑐𝑜𝑠2𝛼 [tan 𝛼 −

𝛾′

𝛾𝑠𝑎𝑡 tan 𝜑𝑑] .......................................... (18)

Dengan demikian faktor aman pada masing-masing komponen kuat

geser :

tan 𝜑d = tan 𝜑

𝐹 dan cd =

𝐶

𝐹 ............................................................ (19)

Maka akan diperoleh persamaan faktor aman sebagai berikut :

F = 𝐶

𝛾𝑠𝑎𝑡𝐻 𝑐𝑜𝑠2𝛼 tan𝛼 +

𝛾′tan 𝜑

𝛾𝑠𝑎𝑡tan𝛼 ...................................................... (20)

Page 46: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

22

Dengan :

F = Faktor aman

𝐶 = Kohesi (kN/m2)

𝜑 = Suduk geser tanah (°)

𝛼 = Sudut kemiringan lereng (°)

𝛾𝑠𝑎𝑡 = Berat volume januh tanah (kN/m2)

𝛾’ = Berat volume efektif tanah (kN/m2)

𝛾′ = 𝛾𝑠𝑎𝑡 – 𝛾𝑤 ........................................................................... (21)

𝛾𝑠𝑎𝑡= 𝛾𝑤 (𝐺𝑠+𝑒)

1+𝑒 ............................................................................. (22)

Dengan :

𝛾 = Unit weight

𝛾𝑤 = Berat isi air (Unit weight of waer)

G = Berat jenis (Spesific grafity)

w = Kadar air (Water content)

e = Void ratio

2.9.3 Kondisi dengan Rembesan sebagian Tanah Jenuh dan sebagian

Tanah tidak Jenuh

Gambar 14. Lereng tak terhingga dengan kondisi aliran rembesan sebagian

(Hardiyatmo, 2006c).

Page 47: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

23

Persamaan faktor aman diperoleh dari :

Berat tanah pada elemen PQTS adalah :

W = (𝛾𝑑𝑏ℎ1) + (𝛾𝑠𝑎𝑡𝑏ℎ2) ........................................................... (23)

Gaya berat oleh tanah jenuh W dapat diuraikan menjadi :

Na = W cos 𝛼 = (𝛾𝑑𝑏ℎ1cos 𝛼) + (𝛾𝑠𝑎𝑡𝑏ℎ2cos 𝛼) ....................... (24)

Ta = W sin 𝛼 = (𝛾𝑑𝑏ℎ1sin 𝛼) + (𝛾𝑠𝑎𝑡𝑏ℎ2sin 𝛼) ......................... (25)

Tegangan normal total (𝜎) dan tegangan geser (𝜏) pada bidang AB

adalah :

𝜎 = [(𝛾𝑑ℎ1𝑐𝑜𝑠2 𝛼) + (𝛾𝑠𝑎𝑡ℎ2𝑐𝑜𝑠2 𝛼)]

= (𝛾𝑑ℎ + 𝛾𝑠𝑎𝑡ℎ )𝑐𝑜𝑠2 𝛼 ........................................................ (26)

𝜏𝑑 = (𝛾𝑑ℎ1 + 𝛾𝑠𝑎𝑡ℎ2) cos 𝛼 sin 𝛼 .............................................. (27)

𝜏𝑑 = cd + (𝜎 – u) tan 𝜑d .............................................................. (28)

u = 𝛾𝑤ℎ2𝑐𝑜𝑠2 𝛼 ........................................................................ (29)

Subtitusikan persamaan (26) ke persamaan (28) sehingga diperoleh :

𝜏𝑑 = cd + ((𝛾𝑑ℎ1 + 𝛾′ℎ2)𝑐𝑜𝑠2 𝛼) tan 𝜑d ................................... (30)

Subtitusikan persamaan (27) ke persamaan (30) sehingga diperoleh :

(𝛾𝑑ℎ1 + 𝛾𝑠𝑎𝑡ℎ2)cos 𝛼 sin𝛼 = cd + ((𝛾𝑑ℎ1 + 𝛾′ℎ2)𝑐𝑜𝑠2𝛼)tg𝜑d (31)

Dengan memberikan faktor aman pada masing-masing kompoen kuat

geser :

tan 𝜑d = tan 𝜑

𝐹 dan cd =

𝐶

𝐹 .............................................................. (32)

Page 48: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

24

Maka akan diperoleh persamaan faktor aman sebagai berikut :

F = 𝐶+ [(𝛾𝑑ℎ1+𝛾′ℎ2)𝑐𝑜𝑠2𝛼]tan 𝜑

(𝛾𝑑ℎ1+𝛾𝑠𝑎𝑡ℎ2)cos 𝛼 sin 𝛼 ...................................................... (33)

Dengan :

F = Faktor aman

𝐶 = Kohesi (kN/m2)

𝜑 = Suduk geser tanah (°)

𝛼 = Sudut kemiringan lereng (°)

𝛾𝑠𝑎𝑡 = Berat volume januh tanah (kN/m2)

𝛾𝑑 = Berat volume kering tanah (kN/m2)

𝛾’ = Berat volume efektif tanah (kN/m2)

2.10 Metode Elemen Hingga Plaxis

Plaxis (Finite Elemen Code for Soil and Rock Analyses) merupakan suatu

rangkuman program elemen hingga yang telah dikembangkan untuk

menganalisis deformasi dan stabilisasi geoteknik dalam perencanaan-

perencanaan sipil.

Grafik prosedur-prosedur input data (soil properties) yang sederhana

mampu menciptakan model-model elemen hingga yang kompleks dan

menyediakan output tampilan secara detail berupa hasil-hasil perhitungan.

Perhitungan program ini seluruhnya secara otomatis dan berdasarkan pada

prosedur-prosedur penulisan angka yang tepat. Konsep ini dapat dikuasai

oleh pengguna baru dalam waktu yang relatif singkat setelah melakukan

beberpa latihan (Plaxis, 2012).

Page 49: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

25

Dalam penelitian ini data yang dibutuhkan adalah mengenai nilai-nilai

parameter pada tanah yang didapat dari hasil penyelidikan tanah dalam hal

ini adalah tanah di ruas jalan lintas Liwa - Simpang Gunung Kemala

STA.263+650, Taman Nasional Bukit Barisan Selatan (TNBBS) Kabupaten

Lampung Barat, Provinsi Lampung. Data tersebut digunakan sebagai input,

adapun prosedur dari program plaxis antara lain sebagai berikut :

a. Menentukan title (judul), model, dan elemen pada kotak serta menuliskan

perintah atau tujuan yang akan dipakai.

b. Menuliskan dimensi tanah dari kasus yang akan dipelajari, yaitu

sepanjang ke kiri, ke kanan, ke atas, dan ke bawah.

c. Merangkai bentuk dimensi dari tanah tadi kemudian diberi beban.

d. Menentukan nilai parameter tanah dengan menekan tombol Maerial Sets

antara lain 𝛾𝑑𝑟𝑦, 𝛾𝑤𝑒𝑡, kohesi, rasio poisson, dan lain sebagainya.

e. Prosedur selanjutnya dapat dipahami lebih lanjut dan lebih jelas lagi pada

literatur yang diperoleh dari program plaxis.

Page 50: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

26

III. METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian ini berada di ruas jalan lintas Liwa - Simpang Gunung

Kemala STA.263+650, Taman Nasional Bukit Barisan Selatan (TNBBS)

Kabupaten Lampung Barat, Provinsi Lampung.

Gambar 15. Peta Lokasi Penelitian.

3.2 Tahapan Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data pada penelitian ini terdiri dari data primer dan

data sekunder. Tahapan pengumpulan data tersebut sebagai berikut :

Page 51: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

27

3.2.1 Data Primer

Data ini diperoleh secara langsung dari lapangan, data yang diperoleh

antara lain :

a. Pengukuran lereng secara langsung di lapangan untuk mendapatkan

tinggi lereng serta sudut lereng kajian.

b. Pengujian sampel tanah di laboratorium Teknik Sipil Universitas

Lampung untuk mendapatkan nilai sudut geser (𝜑) dan kohesi (c)

yang didapatkan dengan pengujian secara langsung, yaitu dengan

melakukan uji geser langsung (direct shear test).

3.2.2 Data Sekunder

Pengumpulan data sekunder dilakukan dengan mengumpulkan

informasi dan dokumentasi yang berasal dari :

a. Data properties tanah terkait dengan hasil uji laboratorium yang

telah dilakukan sebelumnya.

b. Data tambahan berupa kontur dan potongan melintang lereng

kajian untuk dianalisis kestabilannya.

3.3 Tahapan Pengujian Laboratorium

Percobaan laboratorium untuk mendapatkan data tanah yang belum

diketahui dengan menggunakan percobaan uji geser langsung. Pengambilan

sampel tanah di lokasi penelitian diambil dari titik pengeboran

STA.263+650 pada kedalaman tanah 17 m dari permukaan tanah.

Page 52: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

28

3.3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan antara lain :

a. Sampel tanah asli (undisturbed sample) di lokasi penelitian.

b. Frame alat geser langsung beserta proving ring.

c. Sel geser langsung (shear box).

d. Alat mengeluarkan sampel (extruder).

e. Cincin cetakan benda uji dan pisau pemotong sampel.

f. Dial pergeseran, stopwatch, dan beban uji.

3.3.2 Langkah Kerja

Cara kerja percobaan direct shear test :

a. Masukkan cetakan benda uji dengan menekan ke sampel tanah,

sehingga cetakan terisi penuh dengan sampel tanah.

b. Potong dan ratakan kedua permukaan cetakan dengan pisau

pemotong.

c. Keluarkan benda uji dari cetakan denga extruder.

d. Timbang benda uji dengan timbangan ketelitian 0,01 gram.

e. Masukkan benda uji ke dalam cincin geser yang masih terkunci dan

tutup kedua cincin geser sehingga menjadi satu bagian, posisi

benda uji (sampel tanah) berada diantara dua batu pori dan kertas

saring.

f. Letakkan cincin geser beserta sampel tanah di dalam shear box.

g. Atur stang penekan dalam posisi vertikal dan tepat menyentuh

bidang penekan.

Page 53: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

29

h. Putar engkol pendorong sampai tepat menyentuh stang penggeser

benda uji (dial proving tepat mulai bergerak).

i. Buka kunci cincin geser.

j. Berikan beban pertama seberat 3320 gram dan isi shear box dengan

air sampai penuh sehingga benda uji terendam.

k. Putar engkol pendorong dengan konstan dan stabil perlahan-lahan

selama 15 detik sambil membaca dengan memperhatikan dial

pergeseran. Bila dial pergeseran menunjukkan 12,5 pembacaan dial

proving ring dapat dimulai.

l. Lakukan terus pembacaan dial proving ring, dengan setiap

pembacaan dial pergeseran mempunyai selisih 12,5 dan selisih

waktu 15 detik.

m. Setelah pembacaan proving ring maksimum dan mulai menurun

dua atau tiga kali pembacaan, percobaan dihentikan.

n. Bersihkan cincin geser dan shear box dari kotoran sampel tanah di

dalamnya.

o. Ulangi langkah kerja (e) sampai langkah kerja (n) untuk sampel

tanah yang kedua dengan beban kedua sebesar 6640 gram dan

sampel tanah ketiga sebesar 9960 gram.

3.3.3 Mencari Nilai Kohesi dan Sudut Geser Tanah

Nilai kohesi (c) dan sudut geser tanah (𝜑) dapat dicari dengan cara :

a. Angka-angka tegangan normal (𝜎𝑛) sebagai sumbu axis.

b. Angka-angka tegangan geser (𝜎𝑠) sebagai sumbu ordinat.

Page 54: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

30

c. Dari titik-titik tersebut ditarik garis lurus yang akan memotong

sumbu ordinat.

d. Untuk mencari harga kohesi (c) diukur dari jarak titik potong garis

lurus terhadap sumbu ordinat ketitik pusat. Dalam pengukuran ini

hasilnya dikalikan dengan skala yang digunakan.

e. Sudut geser dalam tanah (𝜑) yaitu dengan mengukur sudut potong

dari garis horizontal terhadap garis grafik.

3.4 Tahapan Analisis Stabilitas Lereng

3.4.1 Cara Analisis Data dengan Menggunakan Program Plaxis V.8.2

a. Plaxis Input

Dalam analisis pekerjaan yang akan menggunakan program plaxis,

haruslah membuat pemodelan sesuai kondisi di lapangan. Berikut

ini merupakan tahapan pemodelan lereng dalam program Plaxis :

Gambar 16. Tampilan General Settings Project.

Page 55: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

31

1) Melakukan input data pada tampilan General settings. Tampilan

General settings terdiri dari dua, yaitu Project seperti terlihat

pada Gambar 16 dan Dimensions pada Gambar 17.

Gambar 17. Tampilan General Settings Dimensions.

Pada Project box terdapat file name, directory dan title. File

name dan directory belum terisi karena merupakan lembar kerja

baru, sedangkan pada title dapat diisi dengan nama pekerjaan

yang akan dianalisa atau nama judul.

2) Menggambar geometri 2 dimensi penampang lereng yang akan

dianalisis.

3) Menentukan kondisi batas (Standard Fixities).

4) Memasukan sifat-sifat material pada menu Material Sets.

5) Melakukan penyusunan jaring elemen (Generated Mesh).

Page 56: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

32

6) Menentukan Initial Condition dan Intial Pore Pressures untuk

menentukan kondisi muka air tanah (MAT) dan KO Procedure.

7) Menentukan Generate Water Pressure kondisi Phreatic Level.

8) Menentukan Closed Consolidation Boundary.

b. Plaxis Calculations

Plaxis Calculation program digunakan setelah proses input pada

pekerjaan yang kita tinjau telah selesai. Program ini dapat secara

otomatis terbuka setelah memilih toolbar calculate pada akhir input

program, Jika kalkulasi tidak dilakukan langsung setelah proses

input, kita dapat membuka program ini dengan memilih

Calculation Program pada start menu. Adapun tampilan Plaxis

Calculation seperti pada Gambar 18.

Gambar 18. Tampilan General Settings Dimensions.

Page 57: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

33

Untuk menentukan perhitungan safety factor pada program Plaxis

dilakukan input terhadap tahap calculations sebagai berikut :

1) Melakukan input untuk mendapatkan nilai safety factor. Pilih

Phi/c Reduction pada calculation type. Kemudian pilih

incremental multipliers pada loading input lalu klik calculate.

2) Memilih titik noda untuk penggambaran kurva beban

perpindahan maupun penggambaran lintasan tegangan.

c. Plaxis Output

Plaxis output dapat dipanggil dengan mengklik toolbar Plaxis

output, atau dari start menu yang bersesuaian dengan program

plaxis. Toolbar Calculation pada Calculation Program pun dapat

juga dipakai untuk masuk ke output program, jika inputnya selesai

dan telah memiliih titik yang akan ditinjau. Adapun tampilan

output program seperti pada Gambar 19.

Gambar 19. Tampilan Plaxis Output Program.

Page 58: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

34

Selain perpindahan dan tegangan yang terjadi dalam tanah,

program keluaran dapat digunakan untuk melihat gaya-gaya yang

bekerja pada objek struktural. Untuk menampilkan hasil yang

diperoleh dari hasil analisis ini adalah sebagai berikut :

1) Pilih peningkatan total dari menu deformasi. Tampilan akan

menunjukkan peningkatan dari seluruh titik noda dalam bentuk

anak panah. Panjang dari anak panah menunjukkan nilai

relatifnya.

2) Pilih tegangan efektif dari menu tegangan. Tampilan akan

menunjukkan besar dan arah dari tegangan-tegangan utama

efektif.

d. Plaxis Curves

Plaxis Curves Program dapat dipakai untuk menggambar kurva

hubungan beban atau waktu terhadap displacement, diagram

tegangan-tegangan dari lokasi yang sebelumnya dipilih pada

Calculation Program (select point for curve). Pemiliihan point ini

dibatasi sejumlah 10 buah nodal dan 10 buah untuk stress point.

Berikut ini merupakan tahapan untuk menampilkan kurva pada

program Plaxis baik kurva baru maupun kurva yang telah dibuat :

1) Memilih tampilan kurva yang akan ditampilkan pada

Create/Open project, jika kurva belum dibuat maka pilih New

chart dan jika kurva sudah dibuat maka dapat ditampilkan

dengan memilih Existing chart.

Page 59: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

35

Gambar 20. Tampilan Open Project pada Curve Program.

2) Memilih hubungan kurva yang akan ditampilkan, sesuai dengan

nodal atau stress point yang ditinjau.

Gambar 21. Tampilan Curve Generation.

Page 60: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

36

Gambar 22. Tampilan Plaxis Curve Output Program.

3.4.2 Cara Analisis Data dengan Menggunakan Rumus

Rumus analisis stabilitas lereng dengan metode tak terhingga dengan

meninjau kondisi lereng pada saat kondisi tanah tak jenuh, tanah jenuh

air (jenuh penuh), serta kondisi tanah jenuh sebagian. Berikut ini

merupakan rumus analisis yang dipakai untuk melakukan analisis

terhadap stabilitas lereng (Hardiyatmo, 2006 (c)) :

a. Kondisi Tanah tak Jenuh

F = 𝑐

𝛾 𝐻𝑐𝑜𝑠2 𝛼 𝑡𝑎𝑛𝛼 +

tan 𝜑

tan 𝛼

b. Kondisi Tanah Jenuh Air (Jenuh Penuh)

F = 𝐶

𝛾𝑠𝑎𝑡𝐻 𝑐𝑜𝑠2𝛼 tan𝛼 +

𝛾′tan 𝜑

𝛾𝑠𝑎𝑡tan𝛼

c. Kondisi Tanah Jenuh Sebagian

F = 𝐶+ [(𝛾𝑑ℎ1+𝛾′ℎ2)𝑐𝑜𝑠2𝛼]tan 𝜑

(𝛾𝑑ℎ1+𝛾𝑠𝑎𝑡ℎ2)cos 𝛼 sin 𝛼

Page 61: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

37

3.5 Validasi Program

Untuk mengecek validasi dari program Plaxis V.8.2, maka dilakukan

perbandingan perhitungan stabilitas lereng dengan rumus analisis lereng tak

terhingga yaitu metode lereng tak terhingga. kemudian membandingkan

faktor keamanan dari kedua perhitungan tersebut.

3.6 Pembahasan

Pembahasan ini mengacu pada perbandingan hasil analisis dengan

menggunakan program Plaxis V.8.2 dan rumus analisis. Selain itu ditinjau

penyebab kelongsoran berdasarkan besarnya sudut kemiringan lereng dan

kandungan air dalam tanah pada lereng, serta menganalisis penanganan

kelongsoran lereng yang telah terjadi dilapangan dengan menggunakan

program Plaxis V.8.2.

3.7 Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan diambil sesuai dengan pembahasan dan kemudian memberikan

saran berdasarkan perbandingan hasil analisis dengan program Plaxis V.8.2

dan rumus analisis lereng tak terhingga dengan membandingkan faktor

keamanan sebelum penaganan dan setelah penanganan.

3.8 Diagram Alir Penelitian

Adapun tahapan penilitian yang dilakukan dalam menganalisis kestabilan

lereng adalah sebagai berikut :

Page 62: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

38

Gambar 23. Diagram alir penelitian.

Analisis Stabilitas Lereng dengan Rumus Analisis pada Kondisi :

- Tidak Jenuh

- Rembesan Penuh

- Rembesan Sebagian

Mulai

Studi Pustaka

- Studi Literatur

- Plaxis

- Rumus Analisis

Peninjauan Lokasi dan Pengumpulan

Data Sekunder :

- Data Properties Tanah

- Data Kontur dan Cross Sections

Data Primer :

- Pengukuran Lereng

- Uji Laboratorium Geser langsung Meshing dan

Input Data

Analisis Stabilitas Lereng dengan Plaxis V.8.2 pada Kondisi :

- Tidak Jenuh

- Rembesan Penuh

- Rembesan Sebagian

Kontrol Analisa

Hasil dan

Analisis

Pembahasan :

- Perbandingan Hasil Plaxis dan Rumus Analisis

- Pengaruh Sudut Lereng

- Pengaruh Kandungan Air

- Penanganan Longsor

Kesimpulan

Selesai

tidak tidak

ya

Page 63: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

92

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil analisis stabilitas lereng adalah

sebagai berikut :

a. Karakterisktik dan parameter tanah lereng sangat berpengaruh terhadap

hasil analisis stabilitas lereng.

b. Kondisi muka air tanah baik pada kondisi kering, jenuh penuh, ataupun

jenuh sebagian mempengaruhi besaran nilai faktor aman lereng.

c. Dari kedua hasil analisis stabilitas lereng dengan menggunakan rumus

tak terhingga dan metode Plaxis terdapat perbedaan nilai faktor aman

yang berbeda, faktor aman dengan rumus cenderung memiliki nilai lebih

kecil dibandingkan dengan menggunakan Plaxis, hal ini dikarenakan

analisis dengan menggunakan rumus tidak memasukkan parameter

modulus elastisitas tanah dan angka poisson serta tinjauan lereng hanya

ditinjau pada area bidang longsor saja.

d. Nilai faktor aman (Fs) hasil analisis stabilitas lereng :

1) Analisis metode rumus tak terhingga :

- Kondisi kering = 0,308

- Kondisi jenuh penuh = 0,268

- Kondisi jenuh sebagian = 0,153

Page 64: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

93

2) Analisis metode program Plaxis :

- Kondisi kering = 0,3872

- Kondisi jenuh penuh = 0,3566

- Kondisi jenuh sebagian = 0,2847

3) Hasil analisis setelah penanganan lereng metode program Plaxis

sebesar 1,3548.

e. Penanganan kelongsoran lereng meningkatkan nilai faktor aman lereng

dan menurunkan deformasi lereng yang terjadi sehingga menjadi lebih

aman dan lereng berada pada kondisi stabil.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil analisis stabilitas lereng, saran yang diajukan adalah

sebagai berikut :

a. Penanganan kelongsoran perlu dihitung secara lebih lanjut untuk

mendapatkan bahan dan material yang lebih efisien dan ekonomis dalam

melakukan perkuatan lereng.

b. Untuk menghitung faktor keamanan sebaiknya menggunakan metode

elemen hingga Plaxis karena perhitungan dengan cara tersebut memiliki

tingkat kompleksitas yang tinggi dan hasil yang didapat lebih baik karena

lereng dimodelkan sesuai dengan kondisi di lapangan.

c. Tanah timbunan dapat mempengaruhi besarnya deformasi dan

displacement yang terjadi pada tanah longsor, oleh karena itu dapat

diatasi dengan menambah bronjong atau retaining wall untuk

memperkuat posisi tanah timbunan.

Page 65: ANALISIS STABILITAS LERENG DAN PENANGANAN …digilib.unila.ac.id/23450/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 8. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah, di Fakultas

DAFTAR PUSTAKA

A. Hanggoro T. Cahyo. 2011. Hand Out Komputasi Geoteknik Pengenalan

Software Plaxis Sesi 1-6. Universitas Negeri Semarang. Semarang.

Craig, R.F. 1989. Mekanika Tanah. Erlangga. Jakarta.

Das, Braja M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis).

Erlangga. Surabaya.

Hardiyatmo, H.C. 2002a. Mekanika Tanah I. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta.

Hardiyatmo, H.C. 2003b. Mekanika Tanah II. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta.

Hardiyatmo, H.C. 2006c. Penanganan Tanah Longsor dan Erosi. Gadjah Mada

University Press. Yogyakarta.

Plaxis. 2012. Tutorial Manual. A.A. Balkema. Rotterdam.

Santosa, Budi, dkk. 1998. Mekanika Tanah Lanjutan. Gunadarma. Jakarta.

Smith, M.J. 1984. Mekanika Tanah. Erlangga. Jakarta.

Soedarmo, G. Djatmiko dan Purnomo, S.J. Edy. 1993. Mekanika Tanah 1.

Kanisius. Malang.

Tim Penyusun Laboratorium Mekanika Tanah. 2008. Buku Petunjuk Praktikum

Mekanika Tanah I dan II. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Wesley, Laurence D. 2012. Mekanika Tanah untuk Tanah Endapan dan Residu.

Penerbit Andi. Yogyakarta.