ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT BEBAN HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN DAN BEBAN LALU LINTAS (Studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)

Transkripsi

1 ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT BEBAN HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN DAN BEBAN LALU LINTAS (Studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri) Slope Stability Analysis Due Maximum Daily Rainfall Monthly Loads and Traffic Loads (Case Study : Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri) SKRIPSI Disusun Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: DESTA PRABAWA NIM I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN ANIALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT BEBAN IIUJAI\T HARIAN MAKSIMUM BI]LANAI\T DANI BEBAI\I LALU LINTAS (studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, wonogiri) slope stability Analysis Due Mmimum Daity Rainfail Monthly Loads and Trffic Loads (Case Study : Tatnbalonerang, Girimarto, Wonogiri) SKRIPSI Disusrm sebagai syarat Memperoleh Gelar sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta P# Disusun oleh: DESTA PRABAWA I\IM.I Telah disetujui untuk diperfahankan dihadapan tim penguji pendadaran Program studi reknik Sipil Fakultas Teknik univeriitas Sebelas Maret Dosen Pernbimbing I Persetujuan dosen peurbimbing Dosen Pembimbing II Ir. Noeeroho Diarwanti. M.T. NrP r NIP t ii

3 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT BEBAI{ ITUJAIT TIARIAN MAKSIMUM BT]LANAI\T DAI\ BEBAI\T LALU LINTAS (studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, wonogiri) slope stability Anarysis Due Maximum Daily Rainfail Monthry Loads and Trffic Loads (Case Study : Tambalonerang, Girimarto, Wonogiri) SKRIPSI Disusun oleh: DESTA PRABAWA I\[IM.I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran program sipil Fakultas studi Teknik Teknik universitas sebelas tra*.t s"rrtrrt. Padahari Tanggal : Rabu : 23 Desemb er 20lS rnnr NrP. te6ewo3 rgetozt ooi- I"ltg"*" ni"fr""a lur. NIP t U.n"" frip NIP r. Disahkan, t I JAN2016 Studi Teknik Sipil Teknik UNS 's#.lr commit to user rn

4 MOTTO Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau sudah selesai (mengerjakan yang lain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu. (Q.S Al Insyirah : 6-8) Hidup itu seperti naik sepeda. Agar tetap seimbang, kau harus terus bergerak (Albert Einstein) Barangsiapa ingin mutiara, harus berani terjun di lautan yang dalam (Ir. Soekarno) iv

5 PERSEMBAHAN Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW Wiyarso, BA dan Sri Maryati, orang tua yang selalu mendoakan, memotivasi, dan memberi ilmu kehidupan. Sumardi Siswodihardjo dan Sumarmi Siswodihardjo, kakek dan nenek yang selalu mendoakan untuk kesuksesan cucunya, dan selalu memberikan wejanganwejangan bermanfaat dalam mengarungi kehidupan. Ayunda Dewi Tikasari, kakak satu-satunya yang selalu memberikan nasihatnasihat bermanfaat dalam hidup. Bu Niken dan Bu Noegroho terimakasih atas bimbingannya hingga terselesaikannya tugas akhir ini. Rekan satu tim penelitian (Demar, Zikri, dan Bitrik) yang selalu kompak dan saling membantu dalam penelitian ini,sukses dan jaya untuk kita semua. Teman-teman kos M15 dan Kontrakan Kentang yang memberikan warna tersendiri ketika hidup di kota Solo. Rekan-rekan Laboratorium Mekanika Tanah yang setia membantu dan memberikan tawa di laboratorium dan terimakasih kepada Pak Gimin yang membantu pengambilan sampel di lokasi penelitian. Teman-teman sipil 2011 yang memberikan keceriaan dalam menghadapi dunia perkuliahan, terimakasih. v

6 ABSTRAK Desta Prabawa, Analisis Stabilitas Lereng Akibat Beban Hujan Harian Maksimum Bulanan dan Beban Lalu Lintas (Studi Kasus Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri). Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Wonogiri merupakan daerah di Indonesia yang kondisi geografisnya terdiri atas banyak bukit dan lereng. Kondisi tersebut menyebabkan Wonogiri termasuk daerah yang berpotensi terjadi bencana tanah longsor. Infrastruktur di atas lereng dan musim penghujan menyebabkan beban semakin berat sehingga meningkatkan potensi terjadi bencana tanah longsor. Melihat peranan penting beban bangunan dan curah hujan terhadap bencana longsor, penelitian ini diperlukan untuk memperkirakan terjadinya bencana tanah longsor di musim penghujan pada lereng dengan kemiringan tertentu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hujan harian maksimum bulanan dan beban lalu lintas terhadap stabilitas lereng di Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri. Data hujan yang dihitung sebagai beban lereng diamati pada bulan basah, yaitu Januari, Februari, Maret, April, November, dan Desember selama periode sepuluh tahun dari Data beban lalu lintas didasarkan pada kriteria jalan, dimana kriteria jalan di lokasi penelitian adalah jalan lokal sekunder. Sampel tanah dari lokasi penelitian diuji untuk mengetahui parameter tanah yang dibutuhkan dalam analisa stabilitas lereng. Variasi kemiringan lereng 30, 45, 60 dan kemiringan eksisting lereng dengan pengamatan visual 48. Perhitungan infiltrasi air hujan yang masuk ke dalam tanah menggunakan metode Green-Ampt. Analisa stabilitas lereng menggunakan metode Morgenstern-Price dengan bantuan program Slope/W. Hasil analisa stabilitas lereng dengan kondisi sebelum hujan pada sudut 30, 45, 48, dan 60 menghasilkan angka keamanan (SF) berturut-turut yaitu 2,241, 1,67, 1,59, dan 1,351. Pada kondisi setelah hujan dengan pembebanan paling besar menunjukan angka keamanan (SF) pada sudut 30 adalah 2,215, pada sudut 45 adalah 1,646, pada sudut 48 adalah 1,563, dan pada sudut 60 adalah 1,317. Kedua kondisi tersebut menunjukan angka keamanan (SF) diatas SF kritis sebesar 1,07 sehingga lereng masih aman terhadap bahaya tanah longsor. Hasil analisa menunjukan bahwa hujan, beban diatas lereng, dan kemiringan lereng berpengaruh terhadap penurunan angka keamanan (SF). Kata kunci : stabilitas lereng, Slope/W, infiltrasi, Green-Ampt, angka keamanan vi

7 ABSTRACT Desta Prabawa, Slope Stability Analysis Due Maximum Daily Rainfall Monthly Loads and Traffic Loads (Case Study : Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri). Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Wonogiri is a region in Indonesia that its geographical conditions made up a lot of hills and slopes. The condition causes Wonogiri include a region that potentially of catastrophic landslide. The infrastructure above the slopes and the rainy season cause the burden increasingly heavy thus increasing the potential of catrastrophic landslide. See the critical role of infrastructure loads and precipitation against landslide, research is needed to estimate the occurrence of catastrophic landslide in the rainy season on the slopes with a particular slope. This research aims to know the influence of maximum daily rainfall monthly loads and traffic loads against the stability of slopes in Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri. The rainfall data which is calculated as the slope load observed in wet months, i.e January, February, March, April, November, and December for a period of ten years from Traffic load data based on the criteria of the road, where the criteria of the road at the site of research is local road secondary. Soil samples from the site of research tested in order to know the soil parameters which needed in the analysis of slope stability. Slope variations 30, 45, 60, and the existing slope with visual observation 48. Calculation of rainfall infiltration into the ground using Green-Ampt method. Slope stability analysis using Morgenstern- Price method with help of the software Slope/W. The result of slope stability with condition before rainfall at angles of 30, 45, 48, and 60 produces safety factor (SF) are respectively 2.241, 1.67, 1.59, and On the conditions after rainfall with heaviest loads show safety factor (SF) at an angle 30 is 2.215, at an angle 45 is 1.646, at an angle 48 is 1.563, and at an angle 60 is Both of these conditions indicate safety factor (SF) above the critical SF 1.07 so the slopes are safe against the danger of landslides. Result of the analysis showed that rain, loads, and slopes influence decreasing safety factor (SF). Keywords : slope stability, Slope/W, infiltration, Green-Ampt, safety factor vii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penyusunan tugas akhir ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyusun tugas akhir dengan judul Analisis Stabilitas Lereng akibat Beban Hujan Harian Maksimum Bulanan dan Beban Lalu Lintas (Studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri). Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Wibowo, S.T., DEA. Selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 2. Fajar Sri Handayani, S.T., M.T. selaku dosen Pembimbing Akademis. 3. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I. 4. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku dosen pembimbing II. 5. R. Harya Dananjaya H.I, S.T., M.Eng dan Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT. selaku penguji skripsi. 6. Demarda Kalimanto, M. Zikry Tawakal, dan M. Bithriq Yusyfa selaku Tim Skripsi Lereng Wonogiri. 7. Segenap rekan mahasiswa S1 Reguler Angkatan 2011 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, diharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Surakarta, Desember 2015 Penulis viii

9 DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN MOTTO... iv HALAMAN PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR NOTASI... xv BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2. LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Landasan Teori Analisisis Stabilitas Lereng Metode Morgenstern-Price Daerah Aliran Sungai (DAS) Hujan Wilayah Perhitungan Intensitas commit Curah to Hujan user Rumus Mononobe ix

10 Analisis Infiltrasi dan Perhitungan Ketebalan Tanah Jenuh Metode Green Ampt Perhitungan Nilai γ Akibat Infiltrasi (γsat) Beban Hidup (Beban Kendaraan) BAB 3. METODE PENELITIAN Data Alat yang Digunakan Tahapan Penelitian Pengumpulan Data Analisis Hidrologi Analisa Mekanika Tanah Pemodelan Lereng dengan AutoCAD Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope Analisis Stabilitas Lereng karena Pengaruh Air Hujan dan Beban Lalu Lintas Diagram Alir Penelitian BAB 4. PEMBAHASAN Analisis Data Tanah Data Tanah Hasil Pengujian Sampel Tanah Analisis Mekanika Tanah Analisis Hidrologi Perhitungan Data Hujan Metode Green-Ampt Analisis Stabilitas Lereng Analisis Stabilitas Lereng Sebelum Terjadi Hujan Hubungan Intensitas Hujan dengan Ketebalan Tanah Jenuh Analisis Stabilitas Lereng Setelah Terjadi Hujan Hubungan Intensitas Hujan dengan Safety Factor Hubungan Kemiringan commit Lereng to dengan user Safety Factor x

11 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 1.1. Lokasi Penelitian... 2 Gambar 2.1. Gaya yang Bekerja pada Bidang Irisan pada Metode Morgenstern-Price Gambar 2.2. Pemilihan Metode dalam Slope/W Gambar 2.3. Metode Poligon Thiessen Gambar 2.4. Permodelan Metode Green-Ampt untuk Bidang Miring Gambar 3.1. Pemodelan Lereng Gambar 3.2. Pemilihan Sub-Program Geoslope Gambar 3.3. Pemilihan Analisis Lereng Gambar 3.4. Pengaturan Toolbar Set Gambar 3.5. Import File Permodelan Lereng Gambar 3.6. Memasukkan Property Tanah ke Program Slope/W Gambar 3.7. Memasukkan Property Tanah ke Permodelan Lereng Gambar 3.8. Memasukkan Beban ke dalam Pemrograman Gambar 3.9. Menentukan Bidang Gelincir Gambar Analisis Program Gambar Hasil Analisis Program Gambar Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1. Poligon Thiessen DAS Keduang Gambar 4.2. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan Gambar 4.3. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan Gambar 4.4. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan Gambar 4.5. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan Gambar 4.6. Hubungan antara Intensitas Hujan dengan Ketebalan Tanah Jenuh Gambar 4.7. Hubungan antara Intensitas Hujan dengan Waktu Terjadi Genangan Air xii

13 Gambar 4.8. Hubungan antara Safety Factor dengan Tahun Analisis pada Model Lereng pada Berbagai Kemiringan Gambar 4.9. Hubungan antara Safety Factor dengan Bulan Analisis pada Model Lereng pada Berbagai Kemiringan Gambar Hubungan antara Safety Factor dengan Intensitas Hujan Gambar Hubungan antara Safety Factor dengan Kemiringan Lereng xiii

14 DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1. Novelty Penelitian... 7 Tabel 2.2. Hubungan Faktor Keamanan dan Kejadian Longsor... 9 Tabel 2.3. Parameter Infiltrasi Green-Ampt untuk Berbagai Kelas Tanah Tabel 2.4. Beban Lalu Lintas untuk Analisis Stabilitas Tabel 3.1. Variasi Analisis Stabilitas Lereng Tabel 4.1. Standar Pengujian Laboratorium Tabel 4.2. Rekapitulasi Parameter Sifat Tanah Tabel 4.3. Rekapitulasi Angka Pori (e) dan Berat Volume Tanah jenuh ( γ sat ) Tabel 4.4. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatiroto Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatisrono Tabel 4.6. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Ngadirojo Tabel 4.7. Koefisien Thiessen untuk Das Keduang, Wonogiri Tabel 4.8. Perhitungan Hujan Wilayah Tabel 4.9. Perhitungan Intensitas Hujan 4 Jam Tabel Ketebalan Tanah Jenuh Metode Green-Ampt Tahun xiv

15 DAFTAR NOTASI τ = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kn/m 2 ) τd = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor (kn/m 2 ) c = kohesi tanah (kn/m 2 ) σ = tegangan normal (kn/m 2 ) φ I t = sudut gesek dalam tanah (derajat) = intensitas curah hujan (mm/jam) = lamannya curah hujan (jam) m = tetapan ( 2 3 ), R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) θi = kandungan air pada tanah jenuh (%) θs = kandungan air awal pada tanah sebelum terjadi infiltrasi (%) η = porositas (%) S = derajat kejenuhan (%) ψ k = suction head (cm) = permeabilitas tanah (cm/jam) α = sudut kemiringan lereng (º) F(t) = infiltrasi kumulatif (cm) Fp tp ts = jumlah air yang terinfiltrasi sebelum air mulai menggenang di permukaan tanah (cm) = waktu yang dibutuhkan air untuk menggenang (jam), = waktu sebelum infiltrasi mencapai Fp (jam). Hsat = ketebalan tanah jenuh (cm) γb = berat volume tanah basah (kn/m 3 ) γsat = berat volume tanah jenuh (kn/m 3 ) γd = berat volume kering (gr/cm 3 ), γw e = berat jenis air. = angka pori w = kadar air alami (%) Gs = specific gravity xv