ANALISIS STABILITAS LERENG DENGAN PEMASANGAN BRONJONG (Studi Kasus di Sungai Gajah Putih, Surakarta) Slope Stability Analysis with Gabion Installation (A Case Study in The Gajah Putih River, Surakarta) SKRIPSI Disusun untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disusun oleh: MEY MALASARI MURRI NIM I 1111056 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014 i
ii
iii
MOTTO iv
PERSEMBAHAN v
ABSTRAK Mey Malasari Murri, 2014, Analisis Stabilitas Lereng dengan Pemasangan Bronjong (Studi Kasus di Sungai Gajah Putih, Surakarta), Skripsi, Jurusan Teknik Sipil S1 Swadana Transfer, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Keberadaan air pada suatu lereng dengan kondisi tanah lempung plastisitas tinggi dan disertai besarnya beban hidup (kendaraan) yang bekerja dapat mengakibatkan kelongsoran, sehingga untuk keamanan dibutuhkan bronjong pada kaki lereng. Bronjong sering digunakan karena dapat menahan gerakan baik vertikal maupun horizontal, sifat bronjong dapat meloloskan air sehingga air dapat terus lewat sementara pergerakan tanah dapat ditahan oleh bronjong. Disamping itu bronjong dapat menahan longsoran, dapat mencegah erosi tanah, apabila bronjong runtuh dapat dimanfaatkan lagi serta dapat meningkatkan stabilitas lereng secara efektif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas lereng sebelum dan setelah pemasangan bronjong, serta mengetahui pengaruh perubahan fluktuasi muka air tanah, konfigurasi pemasangan bronjong dan adanya kombinasi beban (mati+hidup) terhadap angka keamanan lereng. Ada empat variasi pemasangan bronjong yang dianalisis dalam perhitungan. Pemasangan bronjong dilakukan secara berundak. Variasi pertama yaitu dua bronjong ditata sejajar ke atas dan satu bronjong di atasnya menahan lereng. Variasi kedua yaitu tiga bronjong ditata sejajar ke atas. Variasi ketiga yaitu dua bronjong ditata sejajar ke samping dan satu bronjong di atasnya menahan lereng. Variasi keempat yaitu satu bronjong dipasang di bawah dan dua bronjong ditata sejajar ke atas menahan lereng. Analisis dilakukan dengan perhitungan manual menggunakan metode Bishop disederhanakan untuk mengetahui stabilitas lereng. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa adanya fluktuasi muka air tanah, besarnya beban yang bekerja pada lereng dan dipasangnya bronjong pada kaki lereng sangat berpengaruh terhadap stabilitas lereng. Semakin tinggi muka air tanah pada lereng maka semakin kecil nilai SF (safety factor). Semakin besar beban hidup yang bekerja pada lereng maka semakin kecil nilai SF. Lereng yang dipasang bronjong mempunyai nilai SF lebih besar daripada lereng tanpa bronjong. SF kondisi sebelum longsor < SF setelah pemasangan bronjong oleh Dinas Pekerjaan Umum (DPU) < SF kondisi variasi III. Perbandingan SF pada kondisi variasi III dengan nilai SF kondisi setelah pemasangan bronjong oleh DPU akibat beban mati menghasilkan beda SF sebesar ±20%, sementara akibat beban mati+beban hidup menghasilkan beda SF sebesar ±11%. Jadi, bronjong kondisi variasi III relatif paling aman dan mampu meningkatkan stabilitas lereng sehingga pemasangannya sangat tepat untuk mengatasi kelongsoran yang terjadi. Kata Kunci : Bishop, bronjong, lereng, longsor, stabilitas. vi
ABSTRACT Mey Malasari Murri, 2014, Slope Stability Analysis with Gabion Installation (A Case Study in The Gajah Putih River, Surakarta), Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. The presence of water on a slope with a high plasticity clays soils condition and accompanied by the magnitude of the life load (vehicles) whose work could result in instability or failure, so gabion is required for security at the toe of the slopes. Gabion is often used because it can withstand the movement of both vertical and horizontal. The nature of gabion can get the water so that the water can continue passing while the movement of land can be held by gabion. In addition, gabion can withstand failure, prevent soil erosion. When gabion collapsed, it can be reused and can improve the stability of slopes in an effective manner. This research aims to determine slope stability before and after the gabion installation, as well as to find out the change influence in fluctuations of groundwater, the configuration gabion installation and the presence a combination of load (dead load + life load) towards safety factor (SF). Four types of gabion configuration were considered in calculation. Installation of gabion for as long. Variation I condition is two parallel gabion arranged in upper and one gabion on it holding the slopes. Variation II condition is three parallel gabion arranged in upper. Variation III condition is two parallel gabion arranged in side and one gabion on it holding the slopes. Variation IV condition is one gabion arranged in under and two parallel gabion on it holding the slopes. The analysis is performed with the manual calculation method using Simplified Bishop formula to determine the stability of the slopes. Based on the research results obtained that any fluctuation in the face of the ground water, the magnitude of life load on slopes and presence a gabion installation at the toe of slopes very influential towards slopes stability. The higher of groundwater on slope, the smaller the value of SF (safety factor). The greater of life load work on the slopes then the smaller value of safety factor. Slope with gabion have values safety factor larger than slope without gabion. Safety factor before landslide conditions was lower than the safety factor after gabion installation by Departemen Pekerjaan Umum (DPU) conditions was lower than the safety factor variation III conditions. Comparison of the SF variation III condition with the after gabion installation by the DPU due to dead load produces different SF of ± 20%, while due to dead load + life load produce different SF of ± 11%. So, variation III condition relatively most secure and able to improve the stability of slopes so that installation is apt to overcome the instability or failure that occurs. Keywords: Bishop, gabion, slopes, landslides, stability. vii
KATA PENGANTAR Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penyusunan skripsi dengan judul Analisis Stabilitas Lereng dengan Pemasangan Bronjong (Studi Kasus di Sungai Gajah Putih, Surakarta) ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Proses penyusunan skripsi ini tidak bisa lepas dari bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Pimpinan Program S1 Swadana Transfer Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST., MT. selaku Pembimbing Skripsi I. 4. Dr.techn. Ir. Sholihin As ad, MT. selaku Pembimbing Skripsi II. 5. Yusep Muslih Purwana, ST., MT., PhD. selaku Penguji I. 6. Ir. Noegroho Djarwanti, MT. selaku Penguji II. 7. Slamet Jauhari Legowo, ST., MT. selaku Pembimbing Akademik. 8. Dina, Nurul dan Ridwan, teman sukses dalam penyusunan skripsi. 9. Amiy, Ayuz dan Qhiqy, sahabat dalam meraih cita dan cinta. 10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil S1 Swadana Transfer angkatan 2011. 11. Bela, nima dan mba yogi, keluargaku di Wisma Kartini II Surakarta. 12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis berharap dengan kekurangan dan keterbatasan tersebut, skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, Januari 2014 Penyusun viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 7 1.3. Batasan Masalah... 7 1.4. Tujuan Penelitian... 8 1.5. Manfaat Penelitian... 8 BAB 2. LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka... 9 2.2. Dasar Teori... 12 2.2.1. Lereng... 12 2.2.2. Analisis Stabilitas Lereng... 21 2.2.3. Metode Bishop Disederhanakan (Simplified Bishop Method)... 25 2.2.4. Bronjong... 28 2.2.5. Beban Hidup (Beban Kendaraan)... 34 ix
BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Uraian umum... 35 3.2. Lokasi Penelitian...... 35 3.3. Pemodelan Lereng... 36 3.3.1 Pengumpulan Data... 36 3.3.2 Data Tanah pada Lereng Sungai Gajah Putih... 37 3.3.3 Data Profil Lereng... 41 3.3.4 Data Beban Hidup... 46 3.3.5 Data Bronjong... 46 3.3.6 Variasi pada Lereng... 47 3.4. Diagram Alir Penelitian...... 57 BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisis Stabilitas Lereng... 58 4.1.1. Kondisi Sebelum Longsor... 58 4.1.2. Kondisi Setelah Pemasangan Bronjong oleh DPU... 65 4.1.3. Kondisi Variasi I-IV... 73 4.2. Pembahasan... 81 4.2.1. Hubungan Safety Factor (SF) dengan Muka Air Tanah (MAT)... 81 4.2.2. Hubungan SF dengan Beban Hidup... 81 4.2.3. Hubungan SF dengan Pemasangan Bronjong... 82 4.2.4. Grafik Hubungan SF dengan MAT pada Kondisi Sebelum Longsor... 82 4.2.5. Grafik Hubungan SF dengan MAT pada Kondisi Setelah Pemasangan Bronjong oleh pihak Dinas Pekerjaan Umum (DPU) Surakarta... 83 4.2.6. Grafik Hubungan SF dengan MAT pada Kondisi I-IV... 84 4.2.7. Grafik Perbandingan Hubungan SF dengan Posisi MAT 86 4.3. Hasil Rekapitulasi Perhitungan Safety Factor (SF)... 87 4.4. Pembahasan Parameter Tanah ( sat )... 88 x
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 92 5.2. Saran...... 93 DAFTAR PUSTAKA... 94 LAMPIRAN xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Letak Sungai Gajah Putih... 1 Gambar 1.2. Lereng Sungai Gajah Putih Longsor... 2 Gambar 1.3. Lereng Sungai Gajah Putih sebagai Badan Jalan... 3 Gambar 1.4. Tanah Penyusun Lereng Sungai Gajah Putih... 4 Gambar 1.5. Lereng Sungai Gajah Putih Ditumbuhi Vegetasi... 5 Gambar 1.6. Pemasangan Bronjong di Sungai Gajah Putih... 6 Gambar 2.1. Lereng longsor yang Dianalisis... 9 Gambar 2.2. Kelongsoran pada Lereng... 14 Gambar 2.3. Kelongsoran pada Kaki Lereng... 15 Gambar 2.4. Kelongsoran pada Dasar Lereng... 15 Gambar 2.5. Mengurangi Kemiringan Lereng (a)... 19 Gambar 2.6. Membuat Terasering (b)... 19 Gambar 2.7. Menggali Bagian Atas dan Menimbun di Bagian Bawah Untuk Mengurangi Kemiringan Lereng (c)... 19 Gambar 2.8. Pompa Air untuk Menurunkan Muka Air Tanah... 20 Gambar 2.9. Memancang Tiang-tiang pada Lereng... 20 Gambar 2.10. Timbunan Bronjong pada Kaki Lereng... 21 Gambar 2.11. Kelongsoran Lereng... 21 Gambar 2.12. Gaya-gaya yang Bekerja pada Irisan... 25 Gambar 2.13. Bentuk dan Ukuran Bronjong... 29 Gambar 3.1. Denah Lokasi Penelitian... 36 Gambar 3.2. Potongan C-C Lokasi Longsor Sungai Gajah Putih... 41 Gambar 3.3. Lokasi Pengeboran Tanah pada Titik BH-1 dan BH-2... 42 Gambar 3.4. Pusat Rotasi Percobaan pada Kondisi Sebelum Longsor... 42 Gambar 3.5. Pusat Rotasi Percobaan pada Kondisi Variasi... 42 Gambar 3.6. Penampang Lereng Sebelum Longsor... 44 Gambar 3.7. Penanganan Lereng oleh DPU Setelah Longsor... 45 Gambar 3.8. Pemasangan Bronjong oleh DPU Setelah Longsor... 45 Gambar 3.9. Penampang Lereng Kondisi Variasi III... 45 xii
Gambar 3.10. Sketsa Lereng dengan MAT pada Posisi H= -(H+4,5)... 50 Gambar 3.11. Sketsa Lereng dengan MAT pada Posisi H= -H... 50 Gambar 3.12. Sketsa Lereng dengan MAT pada Posisi H= -1/2H... 50 Gambar 3.13. Sketsa Lereng dengan MAT pada Posisi H= -1/3H... 51 Gambar 3.14. Sketsa Lereng dengan MAT pada Posisi H= 0... 51 Gambar 3.15. Sketsa Lereng dengan Pemasangan Bronjong Variasi I Berdasar Fluktuasi Muka Air Tanah... 51 Gambar 3.16. Sketsa Lereng dengan Pemasangan Bronjong Variasi II Berdasar Fluktuasi Muka Air Tanah... 53 Gambar 3.17. Sketsa Lereng dengan Pemasangan Bronjong Variasi III Berdasar Fluktuasi Muka Air Tanah... 54 Gambar 3.18. Sketsa Lereng dengan Pemasangan Bronjong Variasi IV Berdasar Fluktuasi Muka Air Tanah... 55 Gambar 3.19. Diagram Alir Penelitian... 57 Gambar 4.1. Kondisi Sebelum Longsor pada Lereng Sungai Gajah Putih 58 Gambar 4.2. Besarnya Sudut ( i) Masing-masing Irisan Lereng Sungai Gajah Putih pada Kondisi Sebelum Longsor... 59 Gambar 4.3. Jarak Pusat Berat Beban Hidup (r) terhadap Titik O... 59 Gambar 4.4. Kondisi Setelah Pemasangan Bronjong oleh DPU... 65 Gambar 4.5. Besarnya Sudut ( i) Masing-masing Irisan Lereng Sungai Gajah Putih pada Kondisi Setelah Pemasangan Bronjong oleh DPU Surakarta... 66 Gambar 4.6. Jarak Pusat Berat Beban Hidup (r) terhadap Titik O... 66 Gambar 4.7. Kondisi Variasi III Lereng Sungai Gajah Putih... 73 Gambar 4.8. Besarnya Sudut ( i) Masing-masing Irisan Lereng Sungai Gajah Putih pada Kondisi Variasi III... 73 Gambar 4.9. Jarak Pusat Berat Beban Hidup (r) terhadap Titik O... 74 Gambar 4.10. Grafik Hubungan SF dengan Posisi Muka Air Tanah pada Kondisi Sebelum Longsor... 83 Gambar 4.11. Grafik Hubungan SF dengan Posisi Muka Air Tanah pada Kondisi Setelah Pemasangan Bronjong oleh DPU... 84 xiii
Gambar 4.12. Grafik Hubungan SF dengan Posisi Muka Air Tanah pada Kondisi Variasi I-IV Akibat Beban Mati... 85 Gambar 4.13. Grafik Hubungan SF dengan Posisi MAT pada Kondisi Variasi I-IV Akibat Beban Mati+Beban Hidup... 85 Gambar 4.14. Grafik Perbandingan Hubungan SF dengan Posisi MAT Akibat Beban Mati... 86 Gambar 4.15. Grafik Perbandingan Hubungan SF dengan Posisi MAT Akibat Beban Mati + Beban Hidup... 86 xiv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Analisis Perhitungan... 11 Tabel 2.2. Klasifikasi Longsoran... 16 Tabel 2.3. Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng dan Intensitas Longsor... 24 Tabel 2.4. Bentuk dan Ukuran Kawat Bronjong... 28 Tabel 2.5. Bentuk dan Ukuran Bronjong... 29 Tabel 2.6. Bentuk dan Ukuran Kawat Bronjong di Lapangan... 29 Tabel 2.7. Beban Lalu Lintas untuk Analisis Stabilitas... 34 Tabel 3.1. Data Tanah BH-1... 37 Tabel 3.2. Data Tanah BH-2... 38 Tabel 3.3. Korelasi Berat Jenis ( ) untuk Tanah Non-Kohesif dan Tanah Kohesif... 39 Tabel 3.4. Korelasi Berat Jenis Tanah Jenuh ( sat ) untuk Tanah Non-Kohesif... 39 Tabel 3.5. Nilai-nilai Kohesi (c) untuk Deskripsi Tanah... 40 Tabel 3.6. Data Rekapitulasi Parameter Tanah Padas... 40 Tabel 3.7. Rekapitulasi Hasil Percobaan Menentukan Pusat Rotasi pada Kondisi Sebelum Longsor... 43 Tabel 3.8. Rekapitulasi Hasil Percobaan Menentukan Pusat Rotasi pada Kondisi Variasi... 44 Tabel 3.9. Berat Jenis Tanah (Spesific Gravity)... 46 Tabel 3.10. Data Bronjong... 47 Tabel 3.11. Variasi Konfigurasi Bronjong... 48 Tabel 3.12. Variasi pada Lereng... 49 Tabel 4.1. Rekapitulasi Nilai Safety Factor (SF)... 87 xv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Surat-surat Perhitungan Excel Percobaan (Trial and Error) Menentukan Pusat Rotasi pada Kondisi Sebelum Longsor Perhitungan Excel Percobaan (Trial and Error) Menentukan Pusat Rotasi pada Kondisi Variasi Perhitungan Excel Kondisi Sebelum Longsor Perhitungan Excel Kondisi Setelah Pemasangan Bronjong Oleh Pihak Dinas Pekerjaan Umum (DPU) Surakarta Lampiran F Lampiran G Lampiran H Lampiran I Perhitungan Excel Kondisi Penelitian Variasi I-IV Tabel Bor Log Hasil Pemboran pada Lereng Sungai Gajah Putih Surakarta Gambar Autocad Profil Lereng Sungai Gajah Putih Surakarta Lembar Komunikasi dan Pemantauan xvi