Tugas Mata Kuliah Analisa Kestabilan Lereng, semester ganjil (2010/2011)

Rifki Asrul Sani

140710070075

Cara analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar dapat dibagi

menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, cara komputasi dan cara grafik (Pangular,

1985) sebagai berikut :

1) Cara pengamatan visual adalah cara dengan mengamati langsung di lapangan dengan

membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan bergerak dan yang yang tidak,

cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan pengalaman di

lapangan (Pangular, 1985). Cara ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara

ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan. Cara ini mirip dengan

memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng.

2) Cara komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop,

Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung Faktor

Keamanan lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci

utama gerakan tanah adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi : (a) tak terdrainase, (b) efektif

untuk beberapa kasus pembebanan, (c) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan

dengan waktu) atau dengan kedalaman, (d) berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air

(sejalan dengan waktu) atau terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan

air tanah.

Dalam menghitung besar faktor keamanan lereng dalam analisis lereng tanah melalui metoda

sayatan, hanya longsoran yang mempunyai bidang gelincir saya yang dapat dihitung.

3) Cara grafik adalah dengan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu,

Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur

sederhana. Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan

penggunaan rumus (cara komputasi). Stereonet, misalnya diagram jaring Schmidt (Schmidt Net

Diagram) dapat menjelaskan arah longsoran atau runtuhan batuan dengan cara mengukur

strike/dip kekar-kekar (joints) dan strike/dip lapisan batuan.

1. Metode Fellenius

Ada beberapa metode untuk menganalisis kestabilan lereng, yang paling umum digunakan

ialah metode irisan yang dicetuskan oleh Fellenius (1939). Metode ini banyak digunakan untuk

menganalisis kestabilan lereng yang tersusun oleh tanah, dan bidang gelincirnya berbentuk busur

(arc-failure).

Menurut Sowers (1975), tipe longsorang terbagi kedalam 3 bagian berdasarkan kepada

posisi bidang gelincirnya, yaitu longsorang kaki lereng (toe failure), longsorang muka lereng (face

failure), dan longsoran dasar lereng (base failure). Longsoran kaki lereng umumnya terjadi pada

lereng yang relatif agak curam (>450) dan tanah penyusunnya relatif mempunyai nilai sudut geser

dalam yang besar (>300). Longsoran muka lereng biasa terjadi pada lereng yang mempunyai

lapisan keras (hard layer), dimana ketinggian lapisan keras ini melebihi ketinggian kaki lerengnya,

sehingga lapisan lunak yang berada diatas lapisan keras berbahaya untuk longsor. Longsoran dasar

lereng biasa terjadi pada lereng yang tersusun oleh tanah lempung, atau bisa juga terjadi pada

lereng yang tersusun oleh beberapa lapisan lunak (soft seams).

Perhitungan lereng dengan metode Fellenius dilakukan dengan membagi massa longsoran

menjadi segmen-segmen seperti pada contoh gambar 1, untuk bidang longsor circular adalah:

Gambar 1. Gaya yang bekerja pada longsoran lingkaran

Metode Fellenius dapat digunakan pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non

isotropis dan berlapis-lapis. Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri dari atas beberapa

elemen vertikal. Lebar elemen dapat diambil tidak sama dan sedemikian sehingga lengkung busur

di dasar elemen dapat dianggap garis lurus.

Berat total tanah/batuan pada suatu elemen (W,) termasuk beban Iuar yang bekerja pada

permukaan lereng (gambar 2) Wt, diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada

dasar elemen. Dengan cara ini, pengaruh gaya T dan E yang bekerja disamping elemen diabaikan.

Faktor keamanan adalah perbandingan momen penahan longsor dengan penyebab Iongsor. Pada

gambar 2 momen tahanan geser pada bidang Iongsor adalah :

Mpenahan = R. r

Dimana : R = gaya geser

r = jari-jari bidang longsor

Tahanan geser pada dasar tiap elemen adalah :

Momen penahan yang ada sebesar :

Komponen tangensial Wt, bekerja sebagai penyebab Iongsoran yang menimbulkan momen

penyebab sebesar:

Faktor keamanan dari lereng menjadi :

Jika lereng terendam air atau jika muka air tanah diatas kaki lereng, maka tekanan air pori

akan bekerja pada dasar elemen yang ada dibawah air tersebut. Dalam hal ini tahanan geser harus

diperhitungkan yang efektif sedangkan gaya penyebabnya tetap diperhitungkan secara total,

sehingga rumus menjadi :

Dimana : u = tegangan air pori didasar bidang longsoran.

Persamaan diatas dapat dijelaskan dalam gambar 2

Gambar 2. Sistem Gaya pada Metode Fellenius

2. Metode Bishop

a. Metode ini pada dasarnya sama dengan metode swedia, tetapi dengan memperhitungkan

gaya-gaya antar irisan yang ada. Metode Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk

busur lingkaran

b. Pertama yang harus diketahui adalah geometri dari lereng dan juga titik pusat busur

lingkaran bidang luncur, serta letak rekahan

c. Untuk menentukan titik pusat busur lingkaran bidang luncur dan letak rekahan pada

longsoran busur dipergunakan grafik

Metode Bishop yang disederhanakan merupakan metode sangat populer dalam analisis

kestabilan lereng dikarenakan perhitungannya yang sederhana, cepat dan memberikan hasil

perhitungan faktor keamanan yang cukup teliti. Kesalahan metode ini apabila dibandingkan

dengan metode lainnya yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan seperti Metode Spencer

atau Metode Kesetimbangan Batas Umum, jarang lebih besar dari 5%. Metode ini sangat cocok

digunakan untuk pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur

lingkaran untuk mencari faktor keamanan minimum.

Metode Bishop sendiri memperhitungkan komponen gaya-gaya (horizontal dan vertikal)

dengan memperhatikan keseimbangan momen dari masing-masing potongan, seperti pada

gambar 2. Metode ini dapat digunakan untuk menganalisa tegangan efektif.

Cara analisa yang dibuat oleh A.W. Bishop (1955) menggunakan cara elemen dimana gaya

yang bekerja pada tiap elemen ditunjukkan pada seperti pada gambar 4. Persyaratan

keseimbangan diterapkan pada elemen yang membentuk lereng tersebut.

Faktor keamanan terhadap longsoran didefinisikan sebagai perbandingan kekuatan geser

maksimum yang dimiliki tanah di bidang longsor (Stersedia) dengan tahanan geser yang diperlukan

untuk keseimbangan (Sperlu).

Gambar 3. Stabilitas lereng dengan metode Bishop

Harga m.a dapat ditentukan dari gambar 5. Cara penyelesaian merupakan coba ulang (trial

and errors) harga faktor keamanan FK di ruas kiri persamaan faktor keamanan diatas, dengan

menggunakan gambar 5. untuk mempercepat perhitungan. Faktor keamanan menurut cara ini

menjadi tidak sesuai dengan kenyataan, terlalu besar, bila sudut negatif ( - ) di lereng paling bawah

mendekati 30 °. Kondisi ini bisa timbul bila lingkaran longsor sangat dalam atau pusat rotasi yang

Gambar 4. Sistem gaya pada suatu elemen menurut Bishop

diandalkan berada dekat puncak lereng. Faktor keamanan yang didapat dari cara Bishop ini lebih

besar dari yang didapat dengan cara Fellenius.

Gambar 5. Harga m.a untuk persamaan Bishop

3. Metode Janbu

a. Metode ini digunakan untuk menganalisis lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk

busur lingkaran.

b. Bidang longsor pada analisa metode janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang

terdapat pada massa batuan atau tanah.

c. Cara lain yaitu dengan mengasumsikan suatu faktor keamanan tertentu yang tidak terlalu

rendah. Kemudian melakukan perhitungan beberapa kali untuk mendapatkan bidang longsor

yang memiliki faktor keamanan terendah.

Metode Janbu, untuk tanah berbutir kasar :

Qp = Ap (c · Nc’+ q’· Nq’)

Dimana :

c = Kohesi tanah (kN/m2)

Nc’, Nq’ = Faktor daya dukung ujung tiang berdasarkan tabel Janbu

Gambar 6. Aplikasi Metode janbu

Gambar 7. Faktor Daya Dukung Ijin Dengan Sudut

Geser Dalam

Janbu (1954) mengembangkan suatu cara analisa kemantapan lereng yang dapat

diterapkan untuk semua bentuk bidang longsor (gambar 8).

Gambar 8. Analisa Kemantapan Lereng Janbu

Gambar 9. Sistem Gaya pada Suatu Elemen menurut cara Janbu

Keadaan keseimbangan untuk setiap elemen dan seluruh massa yang longsor mengikuti persamaan dibawah ini :

Referensi :

- Buku Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran, Direktorat Jenderal Bina Marga

Direktorat Bina Teknik.

- Erni. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang dalam Berbagai Bentuk Tiang pada Gedung Rumah Sakit

Mitra keluarga Depok. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Tekik Sipil dan Perencanaan, Universitas

Gunadarma.

- Nyoman, I G. Santiawan, I Gusti N. Wardana dan I Wayan Redana. Penggunaan vegetasi

(rumput gajah) dalam menjaga kestabilan tanah terhadap kelongsoran. Jurnal Ilmiah Teknik

Sipil Vol. 11, No. 1, Januari 2007.

- Zakaria, Zufialdi. 2009. Analisa Kestabilan Lereng, seri mata kuliah Geoteknik. Laboratorium

Geologi Teknik Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran. Tidak diterbitkan.