ABSTRAK Kata Kunci : Nusa Penida, Tebing Pantai, Perda Klungkung, Kawasan Sempadan Jurang, RMR, Analisis Stabilias Tebing, Safety Factor

Transkripsi

1 ABSTRAK Maraknya proyek pembangunan villa di Nusa Penida dengan pemilihan lokasi yang berpotensi mengalami kelongsoran serta dicanangkannya Perda Kabupaten Klungkung No. 1 Tahun 2013 tentang Tata Ruang Wilayah Kabupaten Klungkung Tahun yang mengatur tentang kawasan sempadan jurang, mendorong dilakukannya suatu penelitian teknis mengenai pengaruh keberadaan, karakteristik, dan orientasi kekar yang ada terhadap kondisi kemantapan tebing di daerah Nusa Penida. Upaya yang dilakukan untuk mengetahui keberadaan, karakteristik, dan orientasi kekar tersebut yaitu melalui kegiatan bor inti (Core Orienting) dan pengamatan langsung di lapangan. Sebagai studi kasus di pilih salah satu tebing pantai, yaitu di Banjar Pangkung, Desa Batu Madeg, Nusa Penida. Dari hasil kegiatan bor inti diambil beberapa sampel yang kemudian diuji kadar air, berat volume, dan berat jenis-nya di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Udayana serta pengujian kekuatan batuan yang dilakukan di Laboratorium Teknologi Bahan Universitas Udayana. Hasil pengujian sampel dan pengamatan di lapangan kemudian dianalisis dengan menggunakan metode klasifikasi massa batuan Rock Mass Rating (RMR) dan prinsip-prinsip dasar perhitungan safety factor untuk mengetahui kondisi kemantapan tebing tersebut. Pengujian sampel di laboratorium menunjukan bahwa kondisi batuan dalam kondisi kering (Wc = 1,42 %), kekuatan batuan memiliki rata-rata 18,12 MPa sehingga digolongkan dalam kondisi lemah (weak), dan distribusi nilai RQD menunjukan bahwa secara keseluruhan kualitas massa batuan pembentuk tebing pantai adalah sedang (fair) hingga sangat baik (very good) dengan rentang nilai RQD Hasil analisis keseluruhan memberikan nilai total RMR massa batuan pembentuk tebing adalah 70 sehingga kondisi massa batuan dapat diklasifikasikan pada kelas massa batuan baik (RMR 61-80). Nilai angka keamanan yang ditunjukan oleh hasil perhitungan dengan menggunakan prinsip-prinsip dasar perhitungan safety factor juga menunjukan hasil yang baik (FS > 1,5). Ini menunjukkan bahwa secara umum tebing pantai di Banjar Pangkung, Desa Batu Madeg, Nusa Penida berada dalam kondisi stabil dengan kemungkinan terjadi longsoran hanya di beberapa blok kecil, sehingga sistem perkuatan atau penyanggaan tidak diperlukan untuk tebing pantai ini. Prinsip-prinsip dasar perhitungan safety factor memiliki keterbatasan dalam menganalisis kemantapan tebing karena hanya memodelkan bongkahan tebing yang jatuh ke dalam model 2D (dua dimensi). Metode ini tidak dapat digunakan sebagai satu-satunya metode dalam analisis kemantapan tebing. Oleh karena itu diperlukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan metode-metode lain seperti; Metode Slope Mass Rating (SMR), Partial Factor Method, Metode Numerik dengan Pemodelan Lereng (tebing), Metode Irisan Fillenius, Metode Irisan Bishop, Metode Janbu, dll. Kata Kunci : Nusa Penida, Tebing Pantai, Perda Klungkung, Kawasan Sempadan Jurang, RMR, Analisis Stabilias Tebing, Safety Factor iii

2 UCAPAN TERIMA KASIH Om Swastiastu, Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena berkat rahmat-nyalah penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Analisis Stabilitas Tebing Pantai di Nusa Penida Terselesaikannya Tugas Akhir ini tidak lepas dari dorongan serta bantuan berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Tjok. Gd. Suwarsa Putra, MT., selaku Dosen Pembimbing I. 2. Bapak Made Dodiek Wirya Ardana, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing II. 3. Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Universitas Udayana yang telah memberikan fasilitas untuk melakukan beberapa pengujian bahan. 4. Laboratorium Teknologi Bahan Jurusan Teknik Sipil Universitas Udayana yang telah memberikan fasilitas untuk melakukan beberapa pengujian bahan. 5. Keluarga yang selalu memberikan doa dan dukungan moral dan materiil untuk penulis. 6. Serta teman teman maupun pihak yang lain yang tidak dapat di sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini masih jauh dari kata sempurna. Untuk itu, penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat konstruktif. Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini. Bukit Jimbaran, 21 April 2017 Penulis iv

3 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR... i HALAMAN PERNYATAAN... ii ABSTRAK...iii UCAPAN TERIMA KASIH... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Massalah Tujuan Manfaat Penelitian Batasan Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Tanah Struktur Tanah Tanah Berkohesi (Cohesive Soil) Tanah Tak Berkohesi (Cohesionless Soil) Klasifikasi Tanah Klasifikasi Berdasarkan Tekstur Klasifikasi Berdasarkan Pemakaian Sifat Fisik Tanah Ukuran Butir Kadar Air Berat Jenis Tanah Angka Pori Porositas Derajat Kejenuhan Batas-Batas Atterberg Permukaan Spesifik v

4 2.4.9 Aktivitas Tanah (A) Parameter Tanah Sudut Geser Dalam Kohesi Pengertian Batuan Jenis-Jenis Batuan Karakteristik Batuan Konsep Massa Batuan, Struktur Batuan, dan Bidang Diskontinu Massa Batuan Struktur Batuan Bidang Diskontinu Pengertian Lereng Stabilitas Lereng Jenis-Jenis Longsoran Analisis Stabilitas Lereng Analisis Kelongsoran Translasi Bidang Metode Irisan (Method of Slide) Metode Bishop Disederhanakan Mekanisme Longsoran Rock Mass Rating (RMR) BAB III METODE Umum Identifikasi Massalah Studi Literatur dan Survey Pendahuluan Data Penelitian Data batuan Penyelidikan batuan di lapangan Penyelidikan batuan di laboratorium Analisis Data Kerangka penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Gambaran Umum Data Material vi

5 4.2.1 Data Fisik dan Mekanik Batuan Data Rock Quality Designation (RQD) Data Oriented Core Pengolahan Data Perhitungan Nilai RQD Perhitungan Nilai RMR basic Analisis Data Analisis Setback Line Menghitung Nilai SF Untuk Masing-Masing Garis Keruntuhan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A HASIL PENYELIDIKAN NILAI KADAR AIR DAN BERAT JENIS BENDA UJI...78 LAMPIRAN B HASIL PENYELIDIKAN NILAI SPT (STANDAR PENETRATION TEST) LAMPIRAN C HASIL PENYELIDIKAN NILAI RQD (ROCK QUALITY DESIGNATION) LAMPIRAN D HASIL PENYELIDIKAN NILAI SAFETY FACTOR...97 LAMPIRAN E DOKUMENTASI KEGIATAN PENYELIDIKAN DI LAPANGAN..107 LAMPIRAN F DOKUMENTASI KEGIATAN PENYELIDIKAN DI LABORATORIUM vii

6 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Ilustrasi Kondisi Geografis di Nusa Penida... 3 Gambar 2.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA)... 7 Gambar 2.2 Grafik Plastisitas Berdasarkan System Unified Gambar 2.3 Batas-batas Atterberg Gambar 2.4 Siklus Batuan dan Proses Terbentuknya Tanah Gambar 2.5 Jenis-jenis Batuan dan Contohnya Gambar 2.6 Konsep Pembentukan Massa Batuan Gambar 2.7 Orientasi Bidang Diskontinu Gambar 2.8 Pola Keruntuhan Lereng Gambar 2.9 Longsoran Bidang (Plane Failure) Gambar 2.10 Longsoran Baji (Wedge Failure) Gambar 2.11 Longsoran Guling (Toppling Failure) Gambar 2.12 Longsoran Busur (Circular Failure) Gambar 2.13 Analisis Stabilitas Lereng Tak Terhingga Gambar 2.14 Analisis Stabilitas Lereng Dengan Metode Irisan Gambar 2.15 Grafik Hubungan Antara Kuat Geser (τ) dan Tegangan Normal (σ) Gambar 2.16 Longsoran Akibat Beban Gravitasi Gambar 2.17 Pengaruh Tekanan Air Pada Kuat Geser Gambar 2.18 Pengaruh Tekanan Air Pada Rekahan Tarik Gambar 2.19 Sketsa Skematik Dari Tipe Massalah Kestabilan Tebing Gambar 3.1 Pekerjaan Pengeboran Inti di Titik BH Gambar 4.1 Setback Line dan Garis Keruntuhan Tebing Untuk H = 60 m Gambar 4.2 Setback Line dan Garis Keruntuhan Tebing Untuk H = 70 m Gambar 4.3 Plot Jarak Setback Line Pada Peta Kontur Lokasi Pengambilan Sampel Gambar 4.4 Bagian Tebing Yang Runtuh viii

7 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO... 8 Tabel 2.2 Nilai Sudut Geser Dalam berdasarkan Jenis Tanah Tabel 2.3 Klasifikasi Kemiringan Lereng Menurut USSSM dan USLE Tabel 2.4 Kekuatan Material Batuan Utuh Tabel 2.5 Rock Quality Designation (RQD) Tabel 2.6 Jarak Diskontinuitas (Spacing of discontinuities) Tabel 2.7 Penggolongan dan Pembobotan Kekasaran Tabel 2.8 Tingkat Pelapukan Batuan Tabel 2.9 Panduan Klasifikasi Kondisi Diskontinuitas Tabel 2.10 Tabel Kondisi Air Tanah Tabel 2.11 Tabel Pembobotan Orientasi Diskontinuitas Tabel 2.12 Kelas Massa Batuan, Kohesi, Sudut Geser Berdasarkan Nilai RMR. 52 Tabel 2.13 Kelebihan dan Kekurangan Metode RMR Bienawski Tabel 4.1 Sifat Fisik dan Mekanik Batuan Dengan Kondisi Tidak Terganggu Tabel 4.2 Rata-Rata Nilai Berat Volume, Kadar Air, Berat Jenis, dan Kuat Tekan Batuan Dengan Kondisi Asli Tabel 4.3 Sifat Fisik dan Mekanik Batuan Dengan Kondisi Terendam Tabel 4.4 Rata-Rata Nilai Berat Volume, Kadar Air, Berat Jenis, dan Kuat Tekan Batuan Dengan Kondisi Terendam Tabel 4.5 Nilai RQD Tabel 4.6 Data Oriented Core Tabel 4.7 Pembobotan Parameter Kekuatan Batuan Utuh Tabel 4.8 Pembobotan Parameter RQD Tabel 4.9 Pembobotan Parameter Spasi Kekar Tabel 4.10 Pembobotan Parameter Kondisi Kekar Tabel 4.11 Pembobotan Parameter Kondisi Air Tanah Tabel 4.12 Pembobotan Parameter Orientasi Diskontinuitas Tabel 4.13 Nilai Total RMR (Rock Mass Rating) Tabel 4.14 Guideline Properties of Rock Mass Classes ix

8 Tabel 4.15 Jarak Setback Line Dari Tebing Pantai Berdasarkan Tinggi Batas Keruntuhan Tebing x

9 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tebing adalah bagian yang miring atau sisi yang landai pada sebuah gunung, bukit, pegunungan, atau perbukitan (Eko Sujatmiko, 2014). Pada tebing tanah maupun tebing batuan, gaya potensial gravitasi cenderung menggerakkan tanah/batuan ke bawah hal ini disebabkan karena adanya perbedaan elevasi puncak dan dasar yang terdapat pada tebing tersebut. Disamping gaya potensial gravitasi terdapat pula gaya-gaya dalam tanah/batuan yang berfungsi sebagai penahan agar kedudukan tanah pada tebing tetap stabil. Gaya-gaya penahan tersebut antara lain gaya gesekan dan lekatan (kohesi) sebagai parameter kekuatan geser. Jika gaya potensial gravitasi (gaya pendorong) lebih besar dari pada kekuatan geser yang dimiliki oleh tanah/batuan, maka akan terjadi kelongsoran tebing. Selain gaya pendorong, menerut Terzaghi (1950) penyebab kelongsoran terdiri atas dua, yaitu pengaruh luar (external effect) dan pengaruh dalam (internal effect). Pengaruh luar misalnya berupa kegiatan manusia, erosi sungai, gempa bumi, dll. Sedangkan pengaruh dalam misalnya bertambahnya tekanan air pori dalam tebing. Untuk mengetahui pontensi suatu kelongsoran maka perlu dilakukan analisis stabilitas tebing. Analisis stabilitas tebing merupakan penyelidikan terhadap kemantapan suatu permukaan tanah yang miring dengan tujuan untuk menentukan faktor aman dari bidang longsor potensial pada permukaan tanah tersebut (Hary Christady, 2010). Analisis stabilitas tebing penting dilakukan dalam perencanaan konstruksi-kostruksi sipil, hal ini berkaitan dengan kelancaran pengerjaan konstruksi dan antisipasi terjadinya bencana yang fatal. Kondisi tanah pada lokasi yang tidak sesuai dengan keperluan perencanaan juga menyebabkan pentingnya analisis ini dilakukan. Dengan dilakukannya analisis stabilitas tebing yang akurat maka akan diperoleh suatu konstruksi tebing yang sesuai dengan syarat keamanan dan memenuhi keperluan perencanaan. Selain analisis stabilitas tebing, karakteristik tanah dan daya dukung tanah di lokasi perencanaan juga perlu diketahui. 1

10 Nusa penida merupakan salah satu bagian dari empat kecamatan yang ada di Kabupaten Klungkung, Provinsi Bali. Terletak di sebelah tenggara Pulau Bali, Nusa Penida dipisahkan oleh Selat Badung dari Pulau Bali. Secara umum kondisi Topografi Nusa Penida tergolong landai sampai berbukit. Desa-desa pesisir di sepanjang pantai bagian utara berupa lahan datar dengan kemiringan 0-3 % dari ketinggian lahan m dpl. Karena memiliki panorama yang indah Nusa Penida berpotensi untuk dikembangkan menjadi daerah pariwisata. Terus bertambahnya wisatawan yang berkunjung setiap tahun membuat para investor melirik Nusa Penida sebagai salah satu tujuan investasi. Investasi yang dipilih oleh kalangan investor biasanya berkisar di seputar pembangunan villa (tempat penginapan). Tidak jarang lokasi-lokasi yang dipilih untuk pembangunan bisa di bilang cukup beresiko karena untuk mendapatkan latar pemandangan yang diinginkan. Mengingat kondisi geografis di daerah Nusa Penida didominasi oleh topografi perbukitan dengan tanah tandus berkapur dan tebing kapur curam yang berpotensi besar untuk mengalami kelongsoran, maka perlu dilakukan penyelidikan lanjut mengenai kemantapan tebing dan karakteristik tanah di Nusa Penida. Berkaitan dengan antisipasi terhadap bencana longsor yang dimungkinkan terjadi pada tebing, Perda Kabupaten Klungkung No. 1 Tahun 2013 Tentang Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten Klungkung Tahun mengatur tentang kawasan sempadan jurang. Sebagaimana telah disebutkan di pasal 1 no. 57, kawasan sempadan jurang adalah daratan sepanjang daerah datar bagian atas dengan lebar proporsional sesuai bentuk dan kondisi fisik. Syaratsyarat yang harus dipenuhi kawasan sempadan jurang diatur pada pasal 80a pasal 80f, dimana syarat-syarat tersebut diantaranya; kawasan sempadan jurang memiliki kedalaman sekurang-kurangnya 5 meter dan lebar bagian atas sekurangkurangnya sebelas meter atau kurang dari ketentuan tersebut setelah melalui penelitian teknis, kawasan sempadan jurang diperbolehkan untuk bangunan non permanen dan temporer sepanjang tidak berdampak negatif terhadap fungsi lindungnya, dan pada kawasan sempadan jurang setidaknya disediakan ruang terbuka public (public space) minimal 3 meter untuk jalan inspeksi dan/atau taman telajakan. 2

11 Disebabkan oleh faktor yang telah dijelaskan diatas, penelitian ini dilakukan dengan mengambil studi kasus di daerah Nusa Penida tepatnya di Banjar Pangkung, Desa Batu Madeg, Nusa Penida. Untuk mendukung analisis ini diperlukan parameter-parameter tanah dengan penyelidikan tanah di lapangan secara langsung melalui pengambilan sepuluh buah sampel pada lima titik yang berbeda pada lokasi yang sama. Pengambilan sampel ini dilakukan dengan bor inti dan washed boring dimana kemudian akan dilakukan penyelidikan terhadap sampel di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Udayana. Gambar 1.1 Ilustrasi Kondisi Geografis di Nusa Penida Sumber : Google Search (2016) 1.2 Rumusan Massalah Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan sebelumnya, maka dapat dirumuskan permassalahan penelitian sebagai berikut : 1. Bagaimanakah karakteristik fisik dan mekanik batuan di Batu Madeg, Nusa Penida? 2. Bagaimanakah stabilitas tebing pantai di Batu Madeg, Nusa Penida? 3

12 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui karakteristik fisik dan mekanik batuan di Batu Madeg, Nusa Penida 2. Untuk mengetahui stabilitas tebing pantai di Batu Madeg, Nusa Penida. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat dari dilakukannya penelitian ini adalah diketahuinya karakteristik fisik dan mekanik tanah serta stabilitas tebing pantai di Batu Madeg, Nusa Penida. 1.5 Batasan Penelitian Batasan dalam penelitian ini, antara lain : 1. Sampel diambil hanya dari satu lokasi tebing pantai yaitu di Banjar Pangkung, Desa Batu Madeg, Nusa Penida, Bali. 2. Sampel yang diuji diambil dari 5 titik (2 titik dengan bor inti dan 3 titik dengan washed bor) pada lokasi yang sama. 3. Pengujian sampel dilakukan dalam kondisi tidak terganggu dan kondisi terganggu (melalui proses perendaman air selama 3 hari). 4. Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Udayana dan Laboratorium Teknologi Bahan Universitas Udayana. 5. Analisis stabilitas tebing pantai di Nusa Penida didekati dengan menggunakan prinsip-prinsip dasar dari perhitungan safety factor. 4