Metode Analisis kestabilan lereng

Transkripsi

1 Kestabilan lereng

2 Metode Analisis kestabilan lereng Metode yang umum dilakukan adalah dari analisis stabilitas lereng didasarkan atas dari batas keseimbanganfaktor aman stabilitas lereng diistimasikan dengan menguji kondisi keseimbangan pada saat terhitung keruntuhan mulai terjadi

3 Metode ke dua tentang analisis lereng yang didasarkan atas teori elastisitas atau plastisitas untuk menentukan tegangan geser pada tempat kritis untuk dibandingka dengan kuat geser.

4 Kekuatan Masa Batuan Untuk analisa kestabilan lereng perlu diketahui sifat fisik dan sifat mekanik batuan. Sifat fisiknya diperlukan data : bobot isi batuan (γ), sedangkan sifat mekaniknya adalah kuat geser batuan yang dinyatakan dalam parameter kohesi (c) dan sudut geser dalam (θ).

5 2 macam gaya Secara prinsip pada suatu lereng sebenarnya terjadi 2 macam gaya yaitu gaya penahan (R) dan gaya penggerak (W sin ψ ). Gaya penahan yaitu gaya yang menahan massa dari penggerak agar tidak terjadi longsoran, sedangkan gaya penggerak adalah gaya yang menyebabkan massa bergerak sehingga terjadi kelongsoran.

6 Lereng akan longsor jika gaya gaya penggeraknya lebih besar dari gaya penahan atau W sin ψ > R R ψ Wsinψ W Wcos ψ Gaya yang bekerja pada suatu blok di atas bidang miring

7 Bobot isi batuan(γ) Akan menetukan besarnya beban yang diterima pada permukaan bidang longsor dinyatakan dalam berat per volume dengan rumus : γn = Wn/(Ww Ws) γn = Bobot isi batuan Wn = Berat conto asli Ws = Berat conto jenuh Ww = Berat conto Jenuh

8 Kohesi (c), Adalah gaya tarik menarik antar partikel dalam batuan dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Nilai kohesi (c) diperoleh dari pengujian kuat geser langsung.

9 Sudut geser dalam (θ), sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegasan normal dengan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan. τr θ σn τr c σn

10 Faktor keamanan Fs(faktor keamanan) = = c + σ tan θ gay ay angmenghambatgerak gay ay angmeningkatkan gerak Faktor Keamanan(FK) lereng terhadap longsoran tergantung pada ratio antara kekuatan geser tanah ( ) dan tegangan geser yang bekerja ( m). Jadi F.K = / m... apabila > 1 stabil & < 1 longsor

11 rotational slip Fs = rt/xw R = jari-jari logsoran T = gayageser X = jarak ttk berat massa ke garis vertikal dan tk pusat longsoran W = berat massa

12 Cara analisis kemantapan lereng No Analisis Cara Bidang longsoran *) Tanah **) Batu **) Keterbatasan I Berdasarkan pengamatan visual Menbandingkan kestabilan lereng yang ada L,P,B Kurang teliti; 2.Tergantung pengalaman seseorang; 3.Disarankan untuk dipakai bila tidak ada resiko II Menggunakan Komputasi Fellennius Bishop Jambu L L,P,B L,P,B Fellenius kurang teliti, hanya dapat menghitung faktor keamanan tetapi tidak dapat menghitung defirmasi III Menggunakan Grafik Cousins Jambu Duncan Hock& Bray L L P P,B Material homogen 2.Umumnya struktur sederhana Keterangan : *) L = Lingkaran P = Planar B = Baji **) 0 = digunakan - = tidak digunakan

13 Pengaruh struktur geologi terhadap kestabilan lereng (a) Kemiringan Struktur geologi berlawanan lereng (b) Kemiringan Struktur geologi searah lereng (c) Struktur geologi tidak beraturan (d) Tanah, pasir atau material dengan spasi yang rapat lepas lainnya

14 Nilai faktor keamanan lereng pada berbagai kondisi No Ketentuan Minimum 1 Faktor keamanan lereng umum 1,2 1,3 2 Analisis balik longsoran besar 1,1 3 Kondisi geologi yang komplek, lapisan tanah/batuan yang lunak, adanya air tanah 1,3 4 Kondisi lereng sederhana 1,2 5 Pekerjaan sipil 1,5

15 Faktor keamanan minimum kemantapan lereng (DPU, 1994) Resiko*) Kondisi Bahan Parameter kuat geser **) Teliti Maksimum Kurang Teliti Teliti Sisa Kurang Teliti Tinggi Dengan gempa 1,5 1,75 1,35 1,5 Tanpa gempa 1,8 2 1,6 1,8 Menengah Dengan gempa 1,3 1,6 1,2 1,4 Tanpa gempa 1,5 1,8 1,35 1,5 Rendah Dengan gempa 1,1 1,25 1 1,1 Tanpa gempa 1,25 1,4 1,1 1,2

16 Resiko tinggi apabila konsekuensi terhadap manusia cukup besar, bangunan sangat mahal dan atau sangat penting; Resiko menengah apabila konsekuensi terhadap manusia sedikit, bangunan tidak begitu mahal dan atau tidak begitu penting; Resiko rendah apabila tidak ada konsekuensi terhadap manusia dan bangunan.

17 Kuat geser maksimum **) Kuat geser maksimum adalah harga puncak dan dipakai bila massa tanah atau batuan yang potencial longsor tidak mempunyai bidang discontinuitas dan belum pernah mengalami gerakan; Kuat geser sisa digunakan bila massa tanah / batuan yang potencial longsor mempunyai bidang discontinuitas dan atau pernah bergerak (walaupun tidak mempunyai bidan discontinuitas)

18 Penggunaan /aktivitas dan sudut lereng yang optimum PENGGUNAAN/ % SUDUT LERENG AKTIVITAS >70 Rrekreasi umum Bangunan terhitung Jalan urban/kota Sistem septik + + Perkotaan Perumahan konvensional Pusat perdagangan + + Jalan raya + + Lapangan terbang + Jalan kereta api + Jalan lain %

19 Mencegah Runtuhnya Sebuah Lereng A. Memperkecil Gaya Penggerak/Momen Penggerak. Gaya penggerak dapat diperkecil hanya dengan merubah bentuk lereng yaitu membuat lereng lebih landai, memperkecil ketinggian lereng,, meniadakan beban yang memberati bagian puncak, drainase pipa, pemotongan dinding., menurunkan permukaan air tanah melalui drainasi atau pemompaan.

20 B. Memperbesar Gaya Penahan /Momen Penahan Untuk memperbesar daya penahan dapat dilakukan dengan menerapkan beberapa metode perkuatan tanah diantaranya, menempatkan berat tambahan pada kaki lereng, tembok penahan / dinding penahan tanah.

21

22

23 Pengikat beton Jejala kawat

24 Kekar Angker Tumpuan beton Baut beton

25 Lubang injeksi semen kekar

26 Sumur pompa Saluran Pengeringan

27

28 N Pembobotan parameter pengaruh tanah longsor N o Faktor Pengaruh Parameter Pengaruh Bobot Skor mak 1 Bentuk lahan Proses Lereng Kemiringan lereng Geologi Tingkat pelapukan batuan 5 1 Skor Min Struktur perlapisan batuan 5 1 Struktur geologi sesar* Tanah Ketebalan solum tanah 5 1 Tektur tanah 5 1 Drainase 5 1 Stabilitas Lahan Penggunaan lahan 5 1 Kerapatan vegetasi 5 1 Jumlah

29 Klas kerawanan tanah longsor No Interval Total Skor Kriteria Kerawanan Klas Rendah Sedang Tinggi 3 Sumber : Analisis PSBA UGM 2001

30 Indeks kerawanan tanah longsor No Tingkat Kerawanan Indeks Kerawanan Penjelasan 1 Rendah 0 Daerah aman ancaman korban jiwa tidak ada 2 Sedang 0.5 Daerah kurang aman, potensi terhadap ancaman korban jiwa Sumber : Analisis PSBA UGM Tinggi 1 Daerah tidak aman, ancaman korban jiwa tinggi

31 Kriteria tingkat resiko akibat tanah longsor No Jumlah jiwa yang terancam Tingkat Resiko 1 Tanpa Rendah Sedang 3 > 10 Tinggi

32

33

34

35 Aplikasi perhitungan RMR & SMR

36 Kemantapan lereng tambang terbuka Beberapa parameter : Kondisi struktur geologi Sifat2 fisik & mekanik mataerial Tekanan air tanah Geometri lereng

37 Kondisi struktur geologi adalah Parameter yang paling diperhitungkan Klasifikasi massa batuan yg t.d. bidang lemah/kekar dan derajat pelapukan masa batuan. Sudut kemantapan lereng Deskripsi kekar untuk melihat potensi kelongsoran Arah penggalian terhadap kemantapan lereng

38 Rock mass rating (RMR) RMR disebut pula Geomechanics Classification oleh Bieniawski (1973): RMR t.d. 6 parameter : 1. UCS, 2. RQD, 3. Jarak kekar(discontinuity), 4. Kondisi kekar, 5. Kondisi air tanah dan 6. Orientasi kekar.

39 5 kelompok bobot total RMR Bobot yg tinggi menunjukkan kualitas massa batuan yang lebih baik. Karena isi kekar bisa terisi oleh kuarsa, lempung, karbonat, kaolin, klorit, dan kekerasannya juga berbeda, maka evaluasi kondisi kekar harus mengikuti standard. Penentuan bobot RMR memerlukan sifat-sifat kekar pada massa batuan pembentuk lereng

40 Dasar Kelongsoran lereng akibat kekar dengan model longsoran Longsoran busur(tripical longsoran tanah): adalah longsoran terjadi pada tanah(over burden, waste dan batuan lapuk). Terjadi dengan sistem kekar yang rapat dan tidak mempunyai struktur. Longsoran bidang : Kemiringan kekar ratarata searah dsengan kemiringan lereng, fenomena ini tidak berlaku untuk massa batuan skistos,

41 3. Longsoran Baji: garis perpotongan 2 bidang kekar mempunyai kemiringan ke arah kemiringan lereng. 4. Longsoran Toppling: massa batuan terdiri dari bidang diskontiniu yang hampir tegak dan bila terjadi pada massa batuan kuat, rekahan tarik akan melendut terus dan miring kearah kemiringan lereng

42 Longsoran secara umum Secara umum longsoran lereng mempunyai bentuk dan kinematik yang berbeda tergantung dari karakteristik massa material pembentuknya. Material tanah biasanya didasarkan atas sifat kuat tekannya(< 1 Mpa) dan kalau > 1 Mpa disebut batuan.

43 Lereng yg t.d. batuan akan tidak setabil bila didalamnya terdapat bidang-bidang lemah yg memiliki orientasi positif terhadap muka lereng. Orientasi dip, dan jarak antar bidang lemah mempengarui bentuk longsoran lereng batuan.

44 Unconfined Compressive Strength Test Contoh berbentuk silinder, balok atau prisma ditekan dari satu arah(uniaxial). Secara teoritis tegangan pada contoh searah dengan gaya, tetapi kenyataannya arah tegangan tidak searah dengan gaya yang dikenakan contoh, karena ada pengaruh dari plat penekan yang menghimpit contoh, sehingga pecahan tidak berbentuk cone.

45 Nilai UCS Nilai UCS didapat dari gaya tekan ketika sample batuan tersebut pecah dibagi luas penampang sample dengan rumus : qv = P/A qv = kuat tekan (UCS) P = gaya tekan A = Luas penampang

46 TABEL KLASIFIKASI TEKNIS BATUAN UTUH(ucs) PEMERIAN KEKUATAN UCS (MPa) Sangat lemah 1 25 Kalk. Batugaram DEERE BATUAN Lemah Batubara, siltstone, sekis Sedang Batupasir, Slate, Shale Kuat Marmer, granit, guenis Sangat Kuat > 200 Kwarsa, dolerit, gabro, basalt

47 POINT LOAD TEST Pengujian ini dilakukan secara tidak langsung dilapangan untuk mengetahui kekuatan strenth. Dengan bentuk silinder(50 mm) atau tidak beraturan, tidak besar sehingga dengan cepat diketahui di lanpangan. Nilai Point load test didapat dari hasil pembagian kuat tekan dengan nilai D2 Is =P/D2 Is = Point load index, P=Gaya tekan D = diameter sample indeks RQD

48 RQD = PANJANG INTI BOR >0.10M/PANJANG TOTAL BOR(M) X 100 % RQD (%) KUALITAS BATUAN < 25 SANGAT JELEK JELEK SEDANG BAIK

49 KEKAR Identifikasi kondisi diskontinyu ini sangat komplek, oleh karena itu pengamatan dilakukan secara terpisah dan meliputi : Pemisah (sparation) dan kandungan bahan pengisi Kekerasan (roughness, Pelapukan (Weathered) Kemenerusan (countinuity of joint)

50 Klasifikasi untuk spasi kekar Pemerian Spasi Kekar Keterangan Sangat lebar > 3 m Padat Lebar 1 3m Masif Cukup dekat 0.3 1m Bloky/seamy Dekat mm Terpecah Sangat dekat < 50mm Hancur dan tersebar

51 Kondisi Air Tanah Air dapat mengakibatkan kondisi massa pembentuk lereng menjadi tidak mantap disebabkan oleh: air 1.menaikan beban massa pembentuk lereng 2. yg berada diantara bidang lemah akan membentuk lapisan film dan berpeluang sebagai bidang celincir 3. yg mengalir akan melarutkan zat sementasi 4. dpt memperbesar pori2 dan ikatan antar butir lemah.

52 Beberapa hal yg perlu diperhatikan Variasi tinggi muka air tanah Pola aliran air tanah Permeabilitas batuan Unsur kimia terlarut dalam air tanah Orientasi Kekar

53 Slope Massa Rating (SMR) Dalam menyertakan bobot pengatur orientasi kekar Romana(1980), memodifikasi RMR yang dikenal dengan SMR. Dengan rumus SMR = RMR (F1xF2xF3)+F4 Dimana: F1= tergantung pada pararelisme antara kekar dan kemiringan muka lereng (Strike) F2= berhub. Dip kekar pada longsoran bidang F3= menunjukkan hub.antara kemiringan jenjang dg dip kekar F4= berhub. Dg. Metode penggalian lereng

54 CONTOH HASIL PERHITUNGAN RMR DAN SMR TITIK BOR RM R SMR DES.BATU AN KESTABILA N TIPE LONGSOR BGT SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar BGT SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar BGT SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar BGT TIDAK BAIK TDK MANTAP Dikontrol oleh kekar BGT SEDANG MANTAP Dikontrol oleh kekar

55 SARAN Berdasarkan data diatas perlu dilakukan tindakan pencegahan dengan memperkecil lereng dan merubah jenjang kemiringan lereng khususnya sekitar BGT.04 dengan kemiringan jenjang harus lebih kecil dari dip kekar dengan selisih sekitar >10 derajat(30) untuk menaikkan nilai SMR dari lereng sehingga menjadi lebih stabil.

56