BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Cara Analisis Kestabilan Lereng Cara analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, cara komputasi dan cara grafik (Pangular, 1985). Cara pengamatan visual Cara pengamatan visual adalah cara dengan mengamati langsung di lapangan dengan membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan bergerak dan yang yang tidak, cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan pengalaman di lapangan (Pangular, 1985). Cara ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan. Cara ini mirip dengan memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng. Cara komputasi Cara komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop, Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung Faktor Keamanan lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci utama gerakan tanah adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi : (a) Tidak terdrainase, (b) Efektif untuk beberapa kasus pembebanan, (c) Meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan kedalaman, (d) Berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air (sejalan dengan waktu) atau terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan air tanah. Dalam menghitung besar faktor keamanan lereng dalam analisis lereng tanah melalui metoda sayatan, hanya longsoran yang mempunyai bidang gelincir saja yang dapat dihitung. 3

4 Cara grafik Cara grafik adalah dengan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu, Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur sederhana. Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan penggunaan rumus (cara komputasi). Stereonet, misalnya diagram jaring Schmidt (Schmidt Net Diagram) dapat menjelaskan arah longsoran atau runtuhan batuan dengan cara mengukur strike/dip kekar-kekar (joints) dan strike/dip lapisan batuan. Berdasarkan penelitian-penelitian yang dilakukan dan studi-studi yang menyeluruh tentang keruntuhan lereng, maka dibagi 3 kelompok rentang Faktor Keamanan (F) ditinjau dari intensitas kelongsorannya (Bowles, 1989), seperti yang diperlihatkan pada tabel berikut: Tabel 1 Kelompok Rentang Faktor Keamanan Berdasarkan Intensitas longsorannya 2.2 Metode Perhitungan 2.2.1 Cara Perhitungan Sederhana dengan Metode Sayatan Cara Sederhana Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Faktor Keamanan (F) lereng tanah dapat dihitung dengan berbagai metode. Longsoran dengan bidang gelincir (slip surface), F dapat dihitung dengan metoda sayatan (slice method) menurut Fellenius atau Bishop. Untuk suatu lereng dengan penampang yang sama, cara Fellenius dapat dibandingkan nilai faktor keamanannya dengan cara Bishop. Dalam mengantisipasi lereng longsor, sebaiknya nilai F yang diambil adalah nilai F yang terkecil, dengan demikian antisipasi akan diupayakan maksimal. Data yang diperlukan dalam suatu perhitungan sederhana untuk mencari nilai F (faktor keamanan lereng) adalah sebagai berikut : a. Data lereng (terutama diperlukan untuk membuat penampang lereng) meliputi: sudut lereng, tinggi lereng, atau panjang lereng dari kaki lereng ke puncak lereng.

5 b. Data mekanika tanah sudut geser dalam (f; derajat) Terdiri dari: - bobot satuan isi tanah basah (gwet; g/cm3 atau kn/m3 atau ton/m3) - kohesi (c; kg/cm2 atau kn/m2 atau ton/m2) - kadar air tanah (w; %) Data mekanika tanah yang diambil sebaiknya dari sampel tanah tak terganggu. Kadar air tanah ( w ) diperlukan terutama dalam perhitungan yang menggunakan komputer (terutama bila memerlukan data gdry atau bobot satuan isi tanah kering, yaitu : gdry = g wet / ( 1 + w ). Pada lereng yang dipengaruhi oleh muka air tanah nilai F (dengan metoda sayatan, Fellenius) adalah sbb.: Dimana: c = kohesi (kn/m2) f = sudut geser dalam (derajat) a = sudut bidang gelincir pada tiap sayatan (derajat) m = tekanan air pori (kn/m2) l = panjang bidang gelincir pada tiap sayatan (m); L = jumlah panjang bidang gelincir mi x li = tekanan pori di setiap sayatan (kn/m) W = luas tiap bidang sayatan (M2) X bobot satuan isi tanah (g, kn/m3) Pada lereng yang tidak dipengaruhi oleh muka air tanah, nilai F adalah sbb.: Berikut ini adalah contoh perhitungan faktor keamanan cara Fellenius pada lereng tanpa pengaruh muka air tanah, namun sebelumnya ada beberapa langkah yang perlu diikut:

6 - Langkah pertama adalah membuat sketsa lereng berdasarkan data penampang lereng, - Dibuat sayatan-sayatan vertikal sampai batas bidang gelincir, - Langkah berikutnya adalah membuat tabel untuk mempermudah perhitungan. a. Metode Biasa (Fellenius atau Swedia) Metode biasa adalah metode yang paling sederhana dari metode irisan karena mempunyai prosedur dimana hasilnya adalah suatu persamaan faktor keamanan linier. Menurut Fellenius (1936), gaya antar irisan dapat diabaikan karena gaya- gaya ini paralel dengan dasar tiap irisan. Pada metode ini prinsip Newton tentang aksi reaksi antar irisan tidak dapat dipenuhi. Perhitungan faktor keamanan yang tidak membedakan perubahan gaya resultan antar irisan dari satu irisan ke irisan yang lain akan mempunyai kesalahan sampai 60 % (Whitman dan Bailey, 1967). Gaya normal pada dasar tiap irisan ditentukan baik dari penjumlahan gaya- gaya lurus terhadap dasar atau dari penjumlahan dan pada arah vertikal dan horizontal. b. Metode Bishop Metode ini pada dasarnya sama dengan metode swedia, tetapi dengan memperhitungkan gaya-gaya antar irisan yang ada. Metode Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran. Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran dibagi menjadi beberapa segment. Semakin banyak segmen yang dihitung maka semakin tinggi tingkat ketelitiannya. Pertama yang harus diketahui adalah geometri dari lereng dan juga titik pusat busur lingkaran bidang luncur, serta letak rekahan. Untuk menentukan titik pusat busur lingkaran bidang luncur dan letak rekahan pada longsoran busur dipergunakan grafik Metode Bishop yang disederhanakan merupakan metode sangat populer dalam analisis kestabilan lereng dikarenakan perhitungannya yang sederhana, cepat dan memberikan hasil perhitungan faktor keamanan yang cukup teliti. Kesalahan metode ini apabila dibandingkan dengan metode lainnya yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan seperti Metode Spencer atau Metode Kesetimbangan Batas Umum, jarang lebih besar dari 5%. Metode ini sangat

7 cocok digunakan untuk pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur lingkaran untuk mencari faktor keamanan minimum. Dalam perhitungannya menggunakan nilai iterasi dengan cara memasukan nilai FK di sebelah kiri hasilnya harus sama dengan nilai FK sebelah kanan, dimana jika nilai FK > 1.0 berarti lereng mantap, FK = 1.0 lereng setimbang dan FK < 1.0 lereng tidak mantap. 2.2.2 Metode Hoek and Brown Metode generalized Hoek &Brown, dalam kriteria Generalized Hoek & Brown dibutuhkan parameter GSI sebagai penentuan nilai Faktor keamanan Lereng Tambang. Kriteria General Hoek-Brown merupakan kriteria kegagalan empiris yang menetapkan kekuatan batuan dengan tekanan mayor dan minor, serta memprediksi kekuatan batuan dari data laboratorium tes triaksial dan data struktur kekar pada masa batuan dengan rumus : GSI (Geological Strength Index) adalah kriteria penilaian dari observasi geologi di lapangan. Tabel 2 Parameter Geological Strength Index Tipe Umum (General) (Hoek & Brown, 1980)

8 2.2.3 Metode Janbu Metode Janbu dipakai untuk menganalisa lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur lingkaran. Bidang longsor pada analisis metode Janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada massa batuan atau tanah atau dengan cara lain yaitu dengan mengasumsikan suatu faktor keamanan tertentu yang tidak terlalu rendah. Kemudian melakukan perhitungan beberapa kali untuk mendapatkan bidang longsor yang memiliki faktor keamanan terendah. 2.3 Software Geoteknik 2.3.1 IES QuickRWall QuickRWall mungkin adalah alat yang terbaik untuk desain penahan dinding. Desain dinding yang dihasilkan berkualitas tinggi dalam waktu singkat. Pelaporan yang sangat baik dengan persamaan penuh dan intermediate data tersedia. QuickRWall sangat grafis, sangat mudah digunakan, cepat, dan kuat. 2.3.2 Geostudio Dengan GeoStudio dapat menganalisis hampir semua masalah yang Anda temui dalam geoteknik Anda, geo-lingkungan, sipil, dan proyek-proyek pertambangan rekayasa, termasuk: Masalah stabilitas lereng lerengnyang melibatkan bumi dan batu, termasuk penggalian miring, tanggul, jangkar, paku tanah dan geofabric Rembesan yang dipengaruhi oleh infiltrasi, saluran air, dan sumur injeksi. Deformasi akibat pembebanan bertahap, penggalian, dan mengisi penempatan atau penghapusan. Tanah jenuh perilaku. 2.3.3 VisualLab Visual Lab adalah satu set 3 modul untuk menghitung dan melaporkan hasil laboratorium geoteknik pengujian yang paling penting dan untuk menghasilkan laporan yang berkualitas tinggi. 3 Modul tersebut meliputi Pemadatan, Konsolidasi, dan ukuran Grain. Modul ini berbasis Windows dan sangat mudah digunakan dan belajar. 2.3.4 Rocscience Slide Rocscience Slide adalah salah satu software geoteknik yang mempunyai spesialisasi sebagai software perhitungan kestabilan lereng. Pada dasarnya

9 Rocscience Slide adalah salah satu program di dalam paket perhitungan geoteknik Rocscience yang terdiri dari Swedge, Roclab, Phase2, RocPlane, Unwedge, dan RocData. Secara umum langkah analisis kestabilan lereng dengan Rocscience Slide adalah pemodelan, identifikasi metode dan parameter perhitungan, identifikasi material, penetuan bidang gelincir, running/kalkulasi, dan interpretasi nilai FoS dengan software komplemen Slide bernama Slide Interpret. Analisis kestabilan lereng mempunyai tingkat kerumitan yang cukup tinggi dan mempunyai banyak variabel. Selain itu akurasi kestabilan lereng juga sangat dipengaruhi oleh akurasi parameter yang dimasukkan terkait kondisi sebenarnya. Perhitungan detail dan unsur ketdakpastiannya cukup besar (diwakili oleh parameterprobaility) sehingga jika perhitungan dilakukan manual akan memakan waktu yang cukup lama dan akurasinya pun tidak maksimal. Oleh karena itu analisis kestabilan lereng semakin banyak digunakan di dunia industri maupun pendidikan. 2.3.5 Rockscience Phase2 Sama seperti Rockscience Slide hanya mempunyai perbedaan pemakaian dari jenis material dimana pada Slide lebih cocok digunakan untuk material yang lunak atau bersifat homogen. Sedangkan Phase2 lebih cocok digunakan untuk material yang keras, ada kekar dan berlapis. 2.3.6 GkamSOIL Merupakan software yang dirancang untuk memberikan kemudahan bagi ilmu yang bergerak di bidang geoteknik. Software ini dibuat untuk melakukan pengolahan data Pengujian Laboratorium Tanah serta Lapangan. Dengan Software ini dapat dilakukan pengolahan data Pengujian Laboratorium yang terdiri dari Cone Penetration Test (Sondir), Boring Log and SPT, Grain Size and Hidrometer Analysis, Direct Shear Test, Unconfined Compression Test, Consolidation Test, Compaction Test, Atterberg Limit, Specific Grafity. 2.3.7 CESAR-LCPC Aplikasi utama untuk Cesar-LCPC dalam geoteknik adalah: - Desain struktru bawah tanah: terowongan, tambang, fasilitas penyimpanan, penggalian yang dalam. - Desain pondasi dalam dan dangkal (pemukiman dan analisis tanah)

10 - Desain struktur perkerasan dan tanggul - Analisis kestabilan lereng: memotong atau mengisi untuk jalan raya, lereng diperkuat, struktur bumi. - Rembesan, dewatering dan analisis konsolidasi.