TUGAS AKHIR ANALISIS STABILITAS LERENG PADA BENDUNGAN TITAB Oleh : Gedee Rico Juliawan NIM: 1019151019 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016
KEMENTERIANN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITASS UDAYANAA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL Kampus Bukit JimbaranTelp./Fax: (0361) 703385 http://www.sipil..unud.ac.id/ind Email: administration@civil.unud.ac.id LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR Tugas akhir ini telah diujikan dan dinyatakan lulus, sudah direvisi serta telah mendapat persetujuan pembimbing sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Program S-1 pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknikk Universitas Udayana. Judul Tugas Akhir Nama NIM Jurusan Diuji Tanggal : Analisis Stabilitas Lereng Pada Bendungan Titab : Gede Rico Juliawan : 10191510199 : Teknik Sipil : 13 Mei 2016 Denpasar, Menyetujui: Pembimbing I Pembimbing II Ir. Tjok. Gd. Suwarsa Putra.,MT. NIP. 19550722 198403 1 001 I Nyoman Aribudiman,ST.,MT NIP. 19720302 199702 1 001 Mengetahui: Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana I Ketut Sudarsana, ST, Ph.D NIP. 19691016 199601 1 001
KEMENTRIAN PENDIDIKANN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS UDAYANA A FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL Kampus Bukit Jimbaran, Telp. (0361) 703385 http://sipil.unud.ac.id email: administration@ civil.unud.ac.id SURAT KETERANGAN PERBAIKAN/REVISII LAPORAN TUGAS AKHIR Yang bertanda tangan di bawah ini, dosen pembimbing dari mahasiswa: Nama NIM Judul TA : Gede Rico Juliawan : 1019151019 : Analisis Stabilitas Lereng Pada Bendungan Titab Dengann ini menerangkan bahwa mahasiswa tersebut di atas telah menyelesaikann Perbaikan/Revisi Laporan Tugas Akhir, dan menyetujui laporan TA tersebut untuk disahkan. Demikian surat ini dibuat untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Denpasar,... Mengetahui/Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Tjok. Gd. Suwarsa Putra.,MT NIP. 19550722 198403 1 001 I Nyoman Aribudiman,ST.,MT. NIP. 19720302 199702 1 001 72
ABSTRAK Studi ini membahas tentang kemantapan lereng pada bagian upstream bendungan Titab di Tukad Saba, Kecamatan Seririt di Kabupaten Buleleng. Bendungan Titab ini merupakan jenis bendungan tipe urugan atau timbunan tanah yang mempunyai kapasitas tampungan air besar. Karena bendungan ini berupa urugan atau timbunan tanah maka salah satu hal paling penting dalam perencanaan bendungan Titab adalah perencanaan terkait analisis stabilitas lereng tanah pada bendungan. Analisis ini menggunakan beberapa metode diantaranya adalah metode Irisan Bishop, metode Fellinius, dan Metode Janbu. Karena menggunakan metode lebih dari satu maka diperlukan alat bantu hitung untuk membantu menyelesaikan studi ini. Alat bantu yang dimaksud adalah program komputer yaitu Geo- Studio2007 dengan fitur SLOPE/W. Syarat (Fs 1,2) yang digunakan sebagai landasan teori yang dikutip dari teori Prof. Hoek (1981) yang menyatakan bahwa dengan diketahuinya koefisien gempa, dapat menggunakan Fs 1,2 sedangkan jika koefisien gempa tidak diketahui Fs 1,5. Berdasarkan hasil analisa kemantapan lereng pada bagian upstream bendungan Titab dengan menggunakan ketiga metode didapat adalah di atas 1,2 dengan pemasangan Geotekstil pada tubuh bendungan, sedangkan jika tidak menggunakan geotekstil maka Fs lereng bendungan tersebut tidak mencapai 1,2 artinya lereng tidak aman. Kondisi bendungan jika tidak menggunakan geotekstil yang teraman adalah pada saat setelah selesai konstruksi, ini artinya tidak ada air yang berpengaruh pada tubuh bendungan. Namun jika diisi air harus memakai geotekstil. Geotekstil disini berfungsi sebagai pengubah arah aliran rembesan pada tubuh bendungan sehingga memperkecil berat volume (γsat) pada tubuh bendungan secara keseluruhan. Hal ini membuat lereng bagian upstream bendungan semakin aman. Kata kunci: tanah, stabilitas lereng, angka keamanan, geotekstil, bendungan i
UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia- Nya Tugas Akhir ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir dengan judul Analisis Stabilitas Lereng Pada Bendungan Titab merupakan persyaratan dalam menyelesaikan studi strata 1 (satu) di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. Dengan adanya analisa ini diharapkan mahasiswa mampu memahami dan mengetahui bagaimana cara menganalisa serta mencari angka keamanan pada sebuah lereng. Sangat disadari bahwa analisa ini masih jauh dari sebuah kesempurnaan dan memiliki banyak kekurangan, sehingga diharapkan adanya masukan, baik berupa kritik maupun saran, demi kemajuan dan kesempurnaan analisa ini. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada pihak-pihak yang telah turut membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam proses analisa maupun saat penulisan hasil analisa. Terima kasih secara khusus disampaikan kepada Bapak Ir. Tjok. Gd. Suwarsa Putra., MT. dan bapak I Nyoman Aribudiman, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Pembimbing II Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, serta kepada kedua orang tua, para sahabat dan seluruh keluarga atas dorongan semangat dan doa yang diberikan. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, karena keterbatasan ilmu yang penulis miliki. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih. Denpasar, 19 Mei 2016 Penulis ii
DAFTAR ISI ABSTRAK... i UCAPAN TERIMA KASIH... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR TABEL... vi DAFTAR NOTASI... vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Maksud dan Tujuan... 3 1.4 Manfaat... 3 1.5 Lingkup/Batasan Masalah... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum... 5 2.2 Jenis-Jenis Lereng... 5 2.2.1 Lereng Alam (Natural Slopes)... 6 2.2.2 Lereng Buatan (Man Made Slopes)... 6 2.3 Stabilitas Lereng... 7 2.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas lereng... 8 2.5 Data-data untuk menganalisa stabilitas lereng... 11 2.5.1 Topografi... 11 2.5.2 Geologi... 11 2.5.3 Sifat geoteknis material... 11 2.5.4 Kondisi air tanah... 12 2.5.5 Pembebanan pada lereng... 12 2.5.6 Geometrik Lereng... 12 2.6 Berbagai cara menganalisis stabilitas lereng... 13 2.7 Perhitungan faktor keamanan (SF) lereng... 14 2.8 Kuat Geser Tanah dalam perhitungan Stabilitas Lereng... 17 iii
2.9 Analisis stabilitas lereng menggunakan GeoStudio2007... 19 2.10 Analisis terjadinya longsor... 23 2.11 Cara-cara memperkuat lereng... 23 2.11.1 Memperkecil gaya penggerak atau momen penggerak... 23 2.11.2 Memperbesar gaya melawan atau momen melawan... 24 2.12 Penggunaan Geotekstil pada sebuah lereng... 24 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tahap Persiapan... 27 3.2 Metode Pengumpulan Data... 27 3.3 Metode Analisis dan Pengolahan Data... 28 3.4 Diagram Alir Analisis Stabilitas Lereng... 29 BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL 4.1 Survey Lapangan dan Pengumpulan Data... 31 4.1.1 Kondisi Tanah dan Batuan Daerah Penelitian... 32 4.1.2 Kondisi Material Bendungan Titab... 35 4.2 Perhitungan Stabilitas Lereng... 39 4.2.1 Data Teknis Perencanaan... 39 4.2.2 Koefisien Gempa... 39 4.2.3 Analisis Stabilitas Lereng... 41 4.2.3 Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Geo-Studio2007... 42 3.2.4 Analisis Stabilitas Lereng dengan Simulasi Tanpa Geotekstil... 46 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 48 5.2 Saran... 49 LAMPIRAN 01 Data Tanah dan Geologi Bendungan Titab... Lampiran 01-1 LAMPIRAN 02 Detail Desain Bendungan Titab... Lampiran 02-1 LAMPIRAN 03 Perhitungan Stabilitas Menggunakan Geo-Studio2007... Lampiran 03 1 iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sketsa Lereng dan Gaya yang bekerja... 7 Gambar 2.2 Variasi SF terhadap waktu... 10 Gambar 2.3 Ilustrasi Gaya Pada Metode Fellenius... 15 Gambar 2.4 Ilustrasi Gaya Pada Metode Bishop... 16 Gambar 2.5 Bidang longsor pada metode Wedge... 17 Gambar 2.6 Faktor pemberat (weighting factor) pada metode wedge... 17 Gambar 2.7 Lingkaran Mohr... 18 Gambar 2.8 Lingkaran Mohr dari pengujian lempung kondisi drained... 19 Gambar 2.9 Contoh aplikasi Geo-Studio 2007... 20 Gambar 2.10 Fitur pada Geo-Studio 2007... 21 Gambar 2.11 Pemilihan metode Bishop... 22 Gambar 3.1 Bagan alir... 30 Gambar 4.1 Peta Topografi Bendungan Titab... 31 Gambar 4.2 Peta Geologi Bendungan Titab... 34 Gambar 4.3 Kondisi Material Bendungan Titab... 38 Gambar 4.4 Gaya gaya yang Bekerja pada Stabilitas Lereng... 41 Gambar 4.5 Menu awal Full License Geo-Studio2007... 43 Gambar 4.6 Cara memasukan jenis material... 44 Gambar 4.7 Cara memasukan data laboratorium menggunakan KeyIn... 44 Gambar 4.8 Analisis Stabilitas Lereng Bendungan Titab... 45 v
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hubungan Nilai SF dan intensitas longsor... 14 Tabel 4.1 Uji material Lempung... 35 Tabel 4.2 Sumary of Random and Rip-Rap Material Test... 37 Tabel 4.3 Parameter Perencanaan... 42 vi
DAFTAR NOTASI SF = Safety Factor τ = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah τd = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor R = jari-jari lingkaran bidang longsor n = jumlah irisan Wi = berat massa tanah irisan ke-i θi = sudut antara jari-jari lingkaran dengan garis kerja massa tanah c = kohesi (kn/m²) φ = sedut gesek dalam tanah (o) ai = lengkungan irisan ke-i (m) Wi = berat irisan tanak ke-i (kn) µi = tekanan air pori ke-i (kn) σ = tegangan normal pada bidang runtuh (kn/m²) 'σ1 = tegangan utama mayor efektif (kn/m²) 'σ3 = tegangan utama minor efektif (kn/m²) ǿ = sudut gesek dalam efektif θ = sudut keruntuhan (derajad) ( f τ' ) = tegangan geser efektif pada saat terjadi keruntuhan ( f σ' ) = tegangan normal efektif pada saat terjadi keruntuhan. k h 1 2 3 K o u D kw = koefisien gempa horisontal untuk desain = faktor lokasi bendungan = faktor pondasi bendungan = faktor konstruksi = koefisien gempa horisontal dasar = tekanan air pori = beban luar = beban gempa horisontal yang bekerja pada titik berat bidang irisan f = jarak tegak lurus gaya normal pada dasar bidang irisan terhadap titik pusat lingkaran gelincir vii
x e d a A ω α = jarak mendatar titik pusat bidang irisan terhadap titik pusat bidang gelincir = jarak vertikal titik pusat bidang irisan terhadap titik pusat bidang gelincir = jarak tegak lurus gaya luar D terhadap titik pusat didang gelincir = jarak tegak lurus resultante tekanan air luar terhadap pusat bidang gelincir = resultante tekanan air luar = sudut arah gaya luar terhadap bidang horisontal, diukur berlawanan arah jarum jam dari sumbu x positif = sudut tangensial titik tengah dasar bidang irisan terhadap bidang horisontal viii