BAB II STUDI PUSTAKA

BAB II STUDI PUSTAKA
BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1
Tinjauan Umum
Pada permukaan tanah yang tidak horisontal, komponen gravitasi
cenderung untuk menggerakkan tanah kebawah. Jika komponen gravitasi
sedemikian besar sehingga perlawanan terhadap geseran yang dapat
kerahkan oleh tanah pada bidang longsornya terlampaui, maka akan terjadi
kelongsoran lereng. Analisis stabilitas pada permukaan tanah yang miring
ini, disebut analisis stabilitas lereng. Analisis ini sering digunakan dalam
perancangan-perancangan bangunan seperti: jalan kereta api, jalan raya ,
bandara, bendungan urugan tanah, saluran, dan lain-lainnya. Umumnya,
analisis stabilitas dilakukan untuk mengecek keamanan dari lereng alam,
lereng galian dan lereng urugan tanah (timbunan).
Gambar 2.1 Distribusi gaya pada permukaan miring
Analisis stabilitas lereng tidak mudah, karena terdapat banyak faktor yang
sangat mempengaruhi hasil hitungan. Faktor-faktor tersebut misalnya
kondisi tanah yang berlapis-lapis, kuat geser tanah yang anisotropis, aliran
rembesan air dalam tanah dan lain-lainnya.Terzaghi (1950) membagi
II - 1
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
penyebab longsoran lereng terdiri dari pengaruh dalam (internal effect)
dan pengaruh luar (external effect). Pengaruh luar yaitu pengaruh yang
bertambahmya gaya geser dengan tanpa adanya perubahan kuat geser
tanah. Contohnya, akibat perbuatan manusia mempertajam kemiringan
tebing atau memperdalam galian tanah dan erosi sungai. Pengaruh dalam,
yaitu longsoran yang terjadi dengan tanpa adanya perubahan kondisi luar
atau gempa bumi. Contoh yang umum untuk kondisi ini adalah
bertambahnya tekanan air pori di dalam lereng.
Kelongsoran lereng alam dapat terjadi karena hal-hal sebagai berikut :
1. Penambahan beban pada lereng. Tambahan lereng dapat berupa
bangunan baru, tambahan beban oleh air yang masuk ke pori-pori
tanah maupun yang menggenang dipermukaan tanah dan beban
dinamis oleh tumbuh-tumbuhan yang tertiup angin dan lain-lain.
2. Penggalian dan pemotongan tanah pada kaki lereng.
3. Penggalian yang mempertajam kemiringan lereng.
4. Perubahan posisi muka air secara cepat (rapid drawdown) pada
bendungan, sungai, dan lain-lain.
5. Kenaikan tekanan lateral oleh air (air yang mengisi retakan akan
mendorong tanah ke arah lateral).
6. Gempa Bumi.
7. Penurunan tahanan geser tanah pembentuk lereng oleh akibat kenaikan
kadar air, kenaikan tekanan air pori, tekanan rembesan oleh genangan
air di dalam tanah, tanah pada lereng mengandung lempung yang
mudah kembang susut dan lain-lain.
II - 2
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
2.2
Teori Analisis Stabilitas Lereng
Perhitungan stabilitas lereng pada dasarnya adalah menentukan besarnya
faktor keamanan (FS). Dalam menghitung faktor keamanan, umumnya
dikenal dua macam perhitungan yang didasarkan pada :
a. Metode kesetimbangan batas (limit equilibrium method), dan
b. Metode elemem hingga (finite element method)
Metode kesetimbangan batas disebut juga metode konvensional karena
metode ini sudah sangat lama di gunakan dan hingga sekarangpun masih
banyak digunakan.
Dalam praktek. Analisis stabilitas lereng didasarkan pada konsep
keseimbangan plastis batas (limit plastic equilibrium). Adapun maksud
analisis stabilitas adalah untuk menentukan faktor aman dari bidang
longsor yang potensial. Dalam analisis stabilitas lereng beberapa anggapan
di buat, antara lain:
1. Kelongsoran lereng terjadi di sepanjang permukaan bidang longsoran
tertentu dan dapat dianggap sebagai masalah bidang 2 dimensi.
2. Massa tanah yang longsor dianggap sebagai benda massif.
3. Tahanan geser dari massa tanah pada setiap titik sepanjang bidang
longsor tidak tergantung dari orientasi permukaan longsor atau dengan
kata lain kuat geser tanah dianggap isotropis.
4. Faktor aman didefinisikan dengan memperhatikan tegangan geser ratarata sepanjang bidang longsor potensial dan kuat geser tanah.
Faktor aman minimum dalam analisis stabilitas lereng yang di sarankan
oleh Lambed an Witman (1969) dan Sherard et. Al. (1963) untuk
II - 3
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
perencanaan bendungan urugan tanah dan batuan umumnya diambil lebih
besar atau sama dengan 1,2-1,5.
2.3
Analisis Stabilitas Lereng dengan Bidang Longsor Datar
2.3.1
Lereng Tak Terhingga (Infinite Slope)
Gambar 2.2 memperlihatkan suatu kondisi di mana tanah dengan tebal H
yang mempunyai permukaan miring, terletak di atas lapisan batu dengan
kemiringan permukaan yang sama. Lereng semacam ini disebut lereng tak
terhingga karena mempunyai panjang yang sangat lebih / besar dibanding
dengan kedalamannya (H). Jika diambil elemen tanah selebar b, gaya-gaya
yang bekerja pada dua bidang vertikalnya mendekati sama, karena pada
lereng tak terhingga gaya-gaya yang bekerja di setiap sisi bidangnya dapat
dianggap sama.
Gambar 2.2 Analisis Stabilitas Lereng Tak Terhingga
Lereng tidak terhingga dengan tanpa aliran air rembesan.
II - 4
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Lereng tidak terhingga dipengaruhi aliran air rembesan
2.3.2
Lereng Terbatas (Finite Slope)
Gambar 2.3 memperlihatkan timbunan yang terletak di atas tanah asli yang
miring. Akibat permukaan tanah asli miring, timbunan akan longsor
sepanjang bidang AB. Contoh seperti ini terjadi jika tanah timbunan di
letakkan pada tanah asli yang miring, dimana pada lapisan tanah asli masih
terdapat lapisan lemah yang berada di dasar timbunan.
Gambar 2.3 Analisis Stabilitas Timbunan di Atas Tanah Miring
II - 5
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
2.4
Analisis Stabilitas Lereng dengan Bidang Longsor Berbentuk
Lingkaran
Pengamatan longsoran lereng oleh Collin (1846) menunjukkan bahwa
kebanyakan peristiwa longsoran tanah terjadi dengan bentuk bidang
longsor yang berupa lengkungan. Keruntuhan lereng dari jenis tanah
kohesif banyak terjadi karena bertambahnya kadar air tanah. Sebab
terjadinya longsoran adalah karena tidak tersedianya kuat geser tanh yang
cukup untuk menahan gerakan tanah longsor ke bawah pada bidang
longsornya.
Gambar 2.4 Bentuk – Bentuk Bidang Longsor
Lengkung bidang longsor dapat berbentuk lingkaran (silinder), spiral
logaritmis kombinasi dari keduanya. Kadang-kadang dijumpai pula suatu
bidang longsor yang tidak berupa kurva menerus akibat perpotongan dari
bidang longsor tersebut dengan lapisan tanah keras (seperti: lepung sangat
kaku, pasir padat, permukaan batu) atau lapisan yang sangat lunak. Contoh
bentuk-bentuk bidang longsor ini diperlihatkan dalam Gambar 2.4.
II - 6
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Bentuk anggapan bidang longsor berupa lingkaran dimaksudkan untuk
mempermudah hitungan analisis stabilitasnya secara matematik dan
mempertimbangkan mendekati bentuk sebenarnya dari bidang longsor
yang terjadi di alam. Kesalahan analisis stabilitas lereng tidak banyak di
sebabkan oleh bentuk anggapan bidang longsor, akan tetapi kesalahan
dalam penentuan sifat-sifat dan penentuan lokasi bidang longsor kritisnya.
(Bowles, 1984).
2.5
Metode Irisan (Method of Slice)
Bila tanah tidak homogen dan aliran rembesan terjadi di dalam tanahnya
memberikan bentuk aliran dan berat volume tanah yang tidak menentu,
cara yang lebih cocok adalah dengan metode irisan (method of slice).
Gaya normal yang bekerja pada suatu titik di lingkaran bidang longsor,
terutama dipengaruhi oleh berat tanah di atas titik tersebut. Dengan
metode irisan, massa tanah yang longsor dipecah-pecah menjadi bebearpa
irisan vertikal. Kemudian keseimbangan dari tiap-tiap irisan diperhatikan.
Gambar 2.5 memperlihatkan satu irisan dengan gaya-gaya yang bekerja
padanya. Gaya-gaya ini terdiri dari gaya geser ( Xr dan X1 ) dan gaya
normal efektif ( Ti ) dan resultan gaya normal efektif ( Ni ) yang bekerja
di sepanjang dasar irisannya. Pada irisannya, tekanan air pori Ui dan Ur
bekerja di kedua sisinya, dan tekanan air pori Ui bekerja pada dasarnya.
Dianggap tekanan air pori sudah diketahui sebelumnya.
II - 7
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.5 Gaya- gaya yang bekerja pada irisan
Gambar 2.5 memperlihatkan satu irisan dengan gaya-gaya yang bekerja,
gaya tersebut
adalah ;
X1 dan Xr
= gaya geser efektif disepanjang sisi irisan
E1 dan Er
= gaya normal efektif disepanjang sisi irisan
Ti
= resultan gaya geser efektif yang bekerja sepanjang dasar
irisan
Ni
= resultan gaya normal efektif yang bekerja sepanjang dasar
irisan
2.5.1
U1, Ur
= tekanan air pori yang bekerja dikedua sisi irisan
Ui
= tekanan air pori didasar irisan
Metode Fellinius
Analisis stabilitas lereng cara Fellinius (1927) menganggap gaya-gaya
yang bekerja pada sisi kanan-kiri dari sembarang irisan mempunyai
resultan nol pada arah tegak lurus bidang longsor. Dengan anggapan ini,
II - 8
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
keseimbangan arah vertikal dan gaya-gaya yang bekerja dengan
memperhatikan tekanan air pori adalah :
atau
(2.1)
Faktor aman didefinisikan sebagai,
∑
∑
Lengan momen dari berat massa tanah tiap irisan adalah R sin , maka
∑
(2.2)
∑
Dimana:
R
= jari-jari lingkaran bidang longsor
n
= jumlah irisan
Wi
= berat massa tanah irisan ke- i
= sudut yang didefinisikan pada Gambar 2.5 (a)
Dengan cara yang sama, momen yang menahan tanah yang akan longsor
adalah :
∑
∑
(
)
(2.3)
Karena itu, persamaan untuk faktor amannya menjadi,
(
∑
)
(2.4)
∑
Bila terdapat air pada lerengnya, tekanan air pori pada bidang longsor
tidak berpengaruh pada Md, karena resultan gaya akibat tekanan air pori
II - 9
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
lewat titik pusat lingkaran. Subtitusi Persamaan (2.1) ke Persamaan (2.4),
diperoleh:
∑
(
)
(2.5)
∑
Dimana:
F
= faktor aman
C
= kohesi tanah
= sudut gesek dalam tanah
= panjang bagian lingkaran pada irisan ke – i
Wi
= berat irisan tanah ke – i
= tekanan air pori pada irisan ke – i
= sudut dalam Gambar 2.5 (derajat)
Jika terdapat gaya-gaya selain berat lereng tanahnya sendiri, seperti beban
bangunan di atas lereng, maka momen akibat beban ini di perhitungkan
sebagai Md.
Metode Fellinius memberikan faktor aman yang relatif lebih rendah dari
cara hitungan yang lebih teliti. Batas – batas nilai kesalahan dapat
mencapai kira – kira 5 – 40
tergantung dari faktor aman, sudut pusat
lingkaran yang dipilih, dan besarnya tekanan air pori. Walaupun analisinya
ditinjau dalam tinjauan tegangan total, kesalah masih merupakan fungsi
dari faktor aman dan sudut pusat dari lingkarannya ( Whitman dan Baily,
1967 ). Cara ini telah banyak digunakan dalam prakteknya. Karena cara
hitungannya yang sederhana dan kesalahan yang terjadi pada sisi yang
aman.
II - 10
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
2.5.2 Metode Bishop Disederhanakan ( Simplified Bishop Method )
Metode irisan yang disederhanakan diberikan oleh Bishop ( 1955 ).
Metode ini menganggap bahwa gaya-gaya yang bekerja pada sisi-sisi
irisan mempunyai resultan nol pada arah vertikal.
Persamaan kuat geser dalam tinjauan tegangan efektif yang dapat
dikerahkan tanah, hingga tercapainya kondisi keseimbangan batas dengan
memperhatikan faktor aman, adalah:
(
(2.6)
)
Dimana:
= tegangan normal pada bidang longsor
= tekanan air pori
u
Untuk irisan ke – i, nilai Ti =
, yaitu nilai gaya geser yang berkembang
pada bidang longsor untuk keseimbangan batas. Karena itu
(
(2.7)
)
Kondisi keseimbangan momen terhadap pusat rotasi O antara berat massa
tanah yang akan longsor dengan gaya geser total pada dasar bidang
longsornya dapat dinyatakan oleh (Gambar 2.5).
∑
(2.8)
∑
Dimana :
xi
= jarak Wi ke pusat roitasi O
Dari persamaan (2.6) dan (2.8) dapat diperoleh:
∑
[
(
)
]
(2.9)
∑
Dari kondisi keseimbangan vertikal, jika X1 = Xi dan Xr = Xi+1:
Ni cos
+ Ti sin
= Wi + Xi – Xi+1
(2.10)
II - 11
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Dengan Ni = Ni -
i
i
, subtitusi persamaan (2.7) ke Persamaan (2.10)
dapat diperoleh persamaan :
(2.11)
Subtitusi Persamaan (2.7) ke persamaan (2.11) diperoleh:
∑
[
]
∑
(2.12)
Untuk penyederhanaan dianggap X i – Xi+1 = 0 dan dengan mengambil
xi = R sin
i
(2.13)
bi = ai cos
i
(2.14)
Subtitusi Persamaan (2.13) dan (2.14) ke Persamaan (2.12), diperoleh
persamaan faktor aman:
∑
[
(
)
](
(
)
)
∑
Dimana:
F
= faktor aman
C’
= kohesi tanah efektif (KN/m2)
’
= sudut geser dalam tanah efektif (derajat)
bi
= lebar irisan ke – i (m)
Wi
= lebar irisan tanah ke – i (kN)
i
ui
(2.15)
= sudut dalam Gambar 2.5 (derajat)
= tekanan air pori pada irisan ke – i (kN/m2)
nilai banding tekanan pori ( pore pressure ratio ) di definisikan sebagai :
(2.16)
Dimana :
ru
= nilai banding tekanan pori
u
= tekanan air pori (KN/m2)
II - 12
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
b
= lebar irisan (m)
= berat volume tanah (KN/m2)
h
= tinggi irisan rata-rata (m)
dari Persamaan (2.16) ke Persamaan (2.15) bentuk nilai dari persamaan
faktor aman untuk analisis stabilitas lereng cara Bishop, adalah :
∑
(
[
)
](
(
)
)
∑
(2.17)
Persamaan faktor aman Bishop ini lebih sulit pemakainya dibandingkan
dengan metode Fillinius. Lagi pula membutuhkan cara coba-coba ( trial
and error ), karena nilai faktor aman F nampak di kedua sisi
persamaannya. Akan tetapi, cara ini telah terbukti memberikan nilai faktor
aman yang mendekati nilai faktor aman dari hitungan yang dilakukan
dengan cara lain yang lebih teliti. Untuk mempermudah hitungan, Gambar
2.6 dapat digunakan untuk menentukan nilai fungsi Mi, dengan
Mi = cos
i
( 1 + tan
i tan
’/F)
Gambar 2.6 Diagram Untuk Menentukan Mi, (Janbu dkk.,1965)
II - 13
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.7 Kontur Faktor Aman
Lokasi lingkaran longsor kritis dari metode Bishop (1955), biasanya
mendekati dengan hasil pengamatan di lapangan. Karena itu, walaupun
metode Fillinius lebih mudah, metode Bishop (1955) lebih disukai kerena
menghasilkan penyelesaian yang lebih teliti.
Dalam praktek, diperlukan untuk melakukan cara coba-coba dalam
menemukan bidang longsor dengan nilai faktor aman yang terkecil. Jika
bidang longsor dianggap lingkaran, maka lebih baik kalau dibuat kotakkotak di mana tiap titik potong garis-garisnya merupakan tempat
kedudukan pusat lingkaran longsornya. Pada titik-titik potong garis yang
merupakan pusat lingkaran longsornya dituliskan nilai faktor aman terkecil
pada titik tersebut Gambar 2.7. Perlu diketahui bahwa pada tiap titik
pusat lingkaran harus dilakukan pula hitungan faktor aman untuk
menentukan nilai faktor aman yang terkecil dari bidang longsor dengan
pusat lingkaran pada titik tersebut, yaitu dengan mengubah jari-jari
II - 14
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
lingkarannya. Kemudian, setelah faktor aman terkecil pada tiap-tiap titik
pada kotaknya diperoleh, digambarkan garis kontur yang menunjukkan
tempat kedudukan dari titik-titik pusat lingkaran yang mempunyai faktor
aman yang sama. Gambar 2.7 menunjukkan contoh kontur-kontur faktor
aman yang sama. Dari kontur faktor aman tersebut dapat ditentukan letak
kira-kira dari pusat lingkatan menghasilkan faktor aman terkecil.
2.6
Metode Elemen Hingga
Dengan menggunakan metode keseimbangan batas dimungkinkan untuk
melakukan
evaluasi
lereng
dengan
cepat.
Tetapi
prosedur
ini
memberlakukan hitungan yang sama antara (1) lereng timbunan baru, (2)
lereng yang baru digali atau (3) lereng alami. Tegangan-tegangan di dalam
lereng ini sangat dipengaruhi oleh Ko, yaitu rasio tegangan leteral terhadap
tegangan vertikal efektif. Tetapi, hitungan cara konvensional dengan
metode keseimbangan batas mengabaikan hal ini ( Chowdhury. 1981 ).
Dalam kenyataan, distribusi tegangan dalam ke tiga lereng tersebut di atas
akan berbeda, dan oleh karena itu akan mempengaruhi stabilitasinya.
Metode Elemen Hingga ( Finite Elemen Method ) pertama kali dikenalkan
oleh Clough dan Woodward (1967), tapi penggunaannya terbatas pada
struktur tanah yang komplek. Untuk kasus khusus, Metode Elemen Hingga
dapat mengakomodasi pengaruh penimbunan dan penggalian secara
bertahap, sehingga pengaruh sejarah tegangan dalam tanah terhadap
deformasinya dapat ditelusuri. Akan tetapi, kualitas Metode Elemen
Hingga secara langsung bergantung pada kemampuan dari model
konstitutif yang dipilih yang secara realistis mensimulasi kelakuan non
II - 15
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
linier dari tanah pembentukan lereng. Untuk lereng galian dan lereng alam,
model konstitutif hanya dapat benar-benar dikembangkan dengan uji
lapangan kualitas tinggi yang didukung dengan pengmatan lapangan.
Dalam memilih program yang cocok, pengguna harus mempertimbangkan:
1)
Perkakas model-model konstitutif
2)
Ketersediaan dari tipe-tipe elemen hingga yang berbeda ( segitiga,
segiempat, atau isoparametrik )
3)
Data
laboratorium
dan
lapangan
yang
dibutuhkan
untuk
mendefinisikan sifat-sifat tanah.
Dengan program yang dipilih, dapat ditentukan tetangan-tegangan dan
deformasi lereng yang akan digunakan untuk mengevaluasi stabilitas
lereng.
Walaupun Metode Elemen Hingga sangat berguna untuk para ahli
geoteknik, namun metode ini tidak selalu dapat digunakan dengan baik
dalam analisis stabilitas lereng. Wong (1984) menyatakan bahwa
kesulitannya terutama dalam hitungan faktor aman saat terjadinya
keruntuhan. Pada cara keseimbangan batas, keruntuhan dapat digambarkan
dengan kondisi dimana gaya-gaya atau momen yang menggerakkan
melampaui gaya-gaya atau momen yang menahan, dan pada kondisi ini
biasanya ditunjukkan dengan faktor aman yang kurang dari satu. Dalam
Metode Elemen Hingga, tanah dimodelkan sebagai kumpulan elemenelemen yang berlainan ( discrete ) dan kondisi keruntuhan merupakan
fenomena progresif, dimana tidak setiap elemen runtuh secara simultan.
Jadi keruntuhan merupakan kejadian yang bertahap, yaitu keruntuhan dari
II - 16
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
titik yang mengalami luluh lebih dahulu dan kemudian menuju ke
kedudukan final dimana seluruh elemen secara efektif telah runtuh.
Beberapa kriteria keruntuhan yang telah dipakai padasaat ini adalah (
Wong, 1984 ):
1) Cembungan garis lereng (bulging of slope line) ( Snitbhan dan Chen,
1976 ). Kriteria ini digambarkan dengan perpindahan horizontal dari
permukaan lereng, dan ditunjukkan dengan cara menspesifikasikan
batas perpindahan horizontal yang masih ditoleransikan.
2) Geser Batas (Limit Shear) ( Duncan dan Dunlop, 1969 ). Dalam kasus
ini, tegangan disepanjang permukaan bidang longsor yang dihitung
dari Metode Elemen Hingga, digunakan secara langsung untuk
menghitung faktor aman. Nilai faktor aman akan bergantung pada
rasio kuat geser tersedia di sepanjang bidang longsosr terhadap
tegangan-tegangan yang dihitung dengan Metode Elemen Hingga.
3) Non Konvergensi Penyelesaian (Non convergence of the solutiom) (
Zienkiewicz, 1971 ). Keruntuhan diindikasikan dengan runtuhnya
elemen-elemen akibat perbedaan yang diberikan.
Bergantung pada kriteria keruntuhan yang dipilih, perbedaan dalam
besarnya beban yang
keruntuhan dapat sangat menonjol. Dengan
lemahnya kriteria keruntuhan yang jelas, interpretasi dari hasil hitungan
elemen hingga masih menjadi masalah, dan pengguna (user) sering harus
percaya pada pengalaman dan intuisi untuk memahami kemampuan model
numerik dalam memprediksi model fisik lereng yang mendekati
kenyataan. Dengan mengingat ketidaktentuan dan kelemahan Metode
II - 17
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Elemen Hingga tersebut, maka cara pendekatan yang komplek biasanya
tidak digunakan dalam perancangan dan analisis lereng untuk jalan raya
dan timbunan ( Abramson et al, 1996 ).
2.7
Analisis Komputer
Perhitungan stabilitas lereng dapat juga dilakukan dengan menggunakan
aplikasi komputer. Program-program komputer yang sekarang tersedia
untuk menganalisis stabilitas lereng antara lain:
1) Program STBAL. Program-program yang dibuat dari Purdue
University tahun 1975 ( Siegel, 1975 ). Versi-versi sesudahnya adalah
PC_STABL, XSTABL dan GEOSLOPE.
2) Program-program dari University of Texas, Program aslinya bernama
SSTAB1
dan
kemudian
dipublikasikan
SSTAB2,
UTEXAS,
UTEXAS2, UTEXAS3.
3) Program-program lain yang dibuat dari University of California,
Berkeley yaitu STABR, STABGM, SLOPE8R, GEOSOFT.
4) Lain-lain program: PC-SLOPE, SLOPE/W, CLARA, GALENA,
GSLOPE, TSLOPE.
Slope/W merupakan sub program dari GEOSLOPE. Slope/W adalah salah
satu produk software yang menggunakan batas keseimbangan untuk
menghitung faktor keamanan tanah dan lereng. Slope/W menganalisis
stabilitas lereng menggunakan batas keseimbangan, serta mempunyai
kemampuan untuk menganalisis contoh tanah yang berbeda jenis dan tipe,
longsor, dan kondisi tekanan air pori dalam tanah yang berubah.
II - 18
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Beberapa permasalahan yang dapat diselesaikan dan merupakan
kemampuan dari Aplikasi Slope/W adalah:
1. Menghitung faktor keamanan lereng yang bertanah heterogen diatas
tanah keras ( bedrock ) dengan lapisan lempung. Di ujung lereng (
lemah ) merupakan genangan air, air tanah mengalir sampai ujung
lereng dan daerah retakan berkembang pada puncak akibat gaya
tegangan pada lereng.
2. Slope/W dapat menghitung faktor keamanan dan lereng dengan beban
luar dan perkuatan lereng dengan anker atau perkuatan dengan
geotextil.
3. Kondisi tekanan air pori dalam tanh yang kompleks, kondisi air pori
dibedakan dalam beberapa cara, dapat semudah seperti garis pizometik
atau analisis elemen batas dan tekanan pori. Tekanan air pori pada tiap
dasar potongan lereng ditentukan dari titik cara interpolasi Spline.
4. Menganalisis stabilitas dengan tekanan batas elemen. Memasukkan
data tekanan lereng dari analisis batas stabilitas elemen Sigma/W ke
Slope/W
untuk
mempermudah,
keuntungan
lain
yaitu
dapat
menghitung faktor keamanan tiap potongan, sebaik perhitungan faktor
keamanan keseluruhan longsor longsoran.
Pada dasarnya Slope/W terdiri dari tiga bagian pengerjaan /langkah kerja
yaitu:
1. Definisi: Pendefinisian model

Mengatur besar area yang akan digunakan,
II - 19
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA

Mengatur skala dan satuan yang digunakan untuk mempermudah
pengerjaan,

Menginput data material ( data-data tanah ),

Menentukan sketsa lereng dan permodelan bentuk lereng sesuai
jenis tanahnya,

Menentukan Tekanan Air Pori,

Menentukan jari-jari bidang longsor,
2. Solve: nilai dari hasil perhitungan stabilitas lereng, dengan menekan
Star pada tampilan kotak
3. Contour: memperlihatkan gambaran/kontur bidang longsor.
2.8
Metode Perbaikan Stabilitas Lereng
Banyak cara yang dilakukan untuk menambah stabilitas lereng antara lain:
pemotongan lereng, pembuatan berm, menurunkan muka air tanah,
pemasangan tiang-tiang dan lain-lain.
Umumnya metode perbaikan lereng dapat dibagi menjadi empat
kelompok, yaitu:
1.
Metode Geometri, yaitu perbaikan lereng dengan cara merubah
geometri lereng. ( Gambar 2.8 ).
Gambar 2.8 Perbaikan Stabilitas Lereng dengan Mengubah Geometri
Lereng
(a) Pengurangan kemiringan lereng
II - 20
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
(b) Pembuatan berm
(c) Menggali di bagian atas dan menimbun
di bagian bawah sambil mengurangi kemiringan lereng.
2.
Metode Hidrologi, yaitu dengan cara menurunkan muka air tanah atau
menurunkan kadar air tanah pada lereng. ( Gambar 2.9).
Gambar 2.9 Perbaikan Lereng Dengan Penurunan Muka Air Tanah
3.
Metode Kimia, yaitu dengan cara grouting semen untuk menambah
kuat geser tanah.
4.
Metode Mekanis, yaitu dengan penambahan tiang-tiang di dalam
tanah. ( Gambar 2.10).
II - 21
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.10 Perbaikan Lereng dengan Penambahan Tiang-Tiang
2.9
Korelasi Data Tanah
Korelasi nilai-nilai N-SPT dengan jenis tanah tertentu dapat dirujuk pada
Tabel 2.1 untuk tanah pasiran (sandy soils) dan Tabel 2.2 untuk tanahtanah kohesif (cohesive soils). Korelasi N-SPT dengan Undrained Shear
Strength (Cu) untuk tanah kohesif juga diberikan oleh Terzaghi dan Peck
seperti di perlihatkan pada Gambar 2.12.
Tabel 2.1 Korelasi Tanah Pasir Berdasarkan N-SPT (Bowles, 1977)
II - 22
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Tabel 2.2 Korelasi Tanah Kohesif Berdasarkan N-SPT (Bowles, 1977)
Gambar 2.11 Hubungan Antara N-SPT dengan Shear Strength (Cu)
Korelasi nilai N-SPT dengan Kohesi (c) untuk tanah kohesif juga
diberikan oleh Terzaghi dan Peck seperti diperlihatkan pada Gambar 2.12
II - 23
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.12 Hubungan Antara N-SPT dengan Kohesi (c)
Korelasi antara nilai Indeks Plastis dan sin
dapat juga diverifikasi
dengan mengguanakan grafik yang diberikan oleh Kenney (1959) dan
Bjerrum dan Simmons (1960) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.13.
Gambar 2.13 Korelasi Indeks Plastis dan sin
Korelasi antara nilai N-SPT dan sondir dapat juga diverifikasi dengan
menggunakan grafik yang diberikan oleh Robertson et al (1983) seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.14 sebagai berikut :
II - 24
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.14 Korelasi Hasil Sondir dan Nilai N-SPT
2.10
Klasifikasi Kondisi Struktur
Pembagian kelas atau klasifikasi struktur berdasarkan kondis kerusakan,
tingkat deformasi dan perbaikan yang dibutuhkan, adalah sebagai berikut:
Tabel 2.3 Klasifikasi Kondisi Struktur
Kelas A:
struktur sangat terpengaruh akibat kerusakan/cacat.
Kelas C:
struktur masih berfungsi secara utuh, tapi terdapat
kerusakan ringan.
II - 25
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Kelas B:
struktur dengan tingkat kerusakan antara kelas A dan kelas
C, dan berpotensi mengganggu fungsi struktur jika
kerusakan bertambah.
Kelas S:
tidak ada atau terdapat kerusakan minor yang tidak
mengganggu fungsi struktur.
Struktur dengan klasifikasi A harus mendapatkan perawatan rutin, dan
dibagi lagi atas 3 kategori, berdasarkan pertimbangan kerusakan dan
perlunya tindakan perbaikan.
Kelas AA:
struktur dengan kerusakan berat sehingga tidak berfungsi
dengan normal dan tindakan perbaikan harus segera
dilakukan secepatnya.
Kelas A1:
struktur yang masih aman untuk digunakan saat inspeksi,
namun tindakan perbaikan harus segera dilakukan karena
operasional bisa terganggu oleh beban yang mungkin
terjadi atau kerusakan tersebut bisa mendegradasi kekuatan
struktur.
Kelas A2:
struktur yang masih aman untuk digunakan saat inspeksi,
namun harus segera diperbaiki karena dikhawatirkan
kerusakan yang ada bisa berpengaruh di masa mendatang.
2.11
Stabilitas Lereng Galian dan Timbunan
2.11.1 Pekerjaan Galian
Pekerjaan ini umumnya diperlukan untuk pembuatan saluran air dan
selokan, untuk formasi galian atau pondasi pipa, gorong-gorong,
pembuangan atau struktur lainnya, untuk pembuangan bahan yang tak
II - 26
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
terpakai dan tanah humus, untuk pekerjaan stabilitas lereng dan
pembuangan bahan longsoran, untuk galian bahan konstruksi dan
pembuangan sisa bahan galian, untuk pengupasan dan pembuangan bahan
perkerasan beraspal pada perkerasan lama, dan umumnya untuk
pembentukan profil dan penampang badan jalan.
Pekerjaan Galian dapat berupa:
a)
Galian biasa
b)
Galian batu
c)
Galian struktur
d)
Galian perkerasan beraspal
Galian Biasa mencakup seluruh galian yang tidak diklasifikasikan sebagai
galian batu, galian struktur, galian sumber bahan (borrow excavation) dan
galian perkerasan beraspal.
Galian Batu mencakup galian bongkahan batu dengan volume 1 m3 atau
lebih dan seluruh batu atau bahan lainnya tersebut adalah tidak praktis
digali tanpa penggunaan alat bertekanan udara atau pemboran, dan
peledakan. Galian ini tidak termasuk galian yang dapat dibongkar dengan
penggaruk (ripper) tunggal yang ditarik oleh traktor dengan berat
maksimum 15 ton dan tenaga kuda neto maksimum sebesar 180 PK.
Galian struktur mencakup galian pada segala jenis tanah dalam batas
pekerjaan yang disebut atau ditunjukkan dalam gambar untuk struktur.
Setiap galian yang didefinisikan sebagai galian Biasa tidak dapat
dimasukkan dalam galian Struktur.
II - 27
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Galian struktur terbatas untuk galian lantai pondasi jembatan, tembok
penahan tanah beton, dan struktur pemikulbeban lainnya. Pekerjaan galian
struktur meliputi: penimbunan kembali dengan bahan yang disetujui,
pembuangan bahan galian yang tidak terpakai, semua keperluan drainase,
pemompaan, penimbaan, penurapan, penyokong, pembuatan tempat kerja
atau cofferdam beserta pembongkarannya.
Galian Perkersan Beraspal mencakup galian pada perkerasan lama dan
pembuangan bahan perkerasan beraspal dengan maupun tanpa Cold
Milling Machine ( mesin pengupas perkerasan beraspal tanpa pemanasan ).
Galian tanah digolongkan sebagai:
a.
Dangkal
< 1,50 m
b.
Sedang
> 1,50 - < 3,00 m
c.
Dalam
> 3,00 m
Metode penggalian dan penentuan kemiringan tepi galian digunakan dalam
kasus-kasus tertentu yang tergantung dari beberapa faktor, antara lain:
a)
b)
Lokasi proyek yang ditentukan, misalnya pada kondisi:

Lahan terbuka

Dekat banguan gedung

Tengah kota

Sepanjang jalan raya, dll.
Kemungkinan terbatasnya ruang kerja, sehingga penggalian
dilaksanakan dengan cara manual.
c)
Keadaan tanah dasar akan menentukan cara penggalian dengan
metode-metode tertentu.
II - 28
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
d)
Keperluan
penggalian
kedalaman
minimum
dapat
dan
menentukan
penempatan
lebar
minimum,
perlengkapanuntuk
memberikan, menyediakan tempat kerja selama penggalian.
e)
Jenis pipa yang digunakan ( panjang & diameter ).
f)
Keadaan air tanah akan menyebabkan dibutuhkannya penurapan
tertutup, sumur pompa, dan pompa, mengalirnya air tanah ke dalam
galian menyebabkan pemakaian teknik pemompaan.
g)
Posisi penggalian membutuhkan ijin pihak berwenang, seperti:

Bina Marga / Kimpraswil

DLLAJ, jika penggalian dilakukan dijalan raya dan harus
mengubah rute lalu-lintas.
Penggalian dapat dilakukan dengan 3 (tiga) cara:
a)
Penggalian dengan sisi Miring,
b)
Penggalian dengan sisi Tegak,
c)
Penggalian dengan sisi Diturap.
II - 29
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.15 Metode Galian Secara Umum
( sumber www.google.com/bouwplank dan galian tanah. 2013 )
Penggalian dengan sisi Miring
II - 30
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Penggalian dengan sisi Tegak
Penggalian dengan sisi Diturap
2.11.2 Pekerjaan Timbunan
Timbunan dibagi menjadi tiga jenis, yaitu timbunan biasa, timbunan
pilihan, dan timbunan pilihan di atas tanah rawa.
Timbunan pilihan akan digunakan sebagai lapis penopang ( capping layer
) untuk meningkatkan daya dukung tanah dasar, juga digunakan di daerah
saluran air dan lokasi serupa dimana bahan yang plastis sulit dipadatkan
dengan baik. Timbunan pilihan dapat juga digunakan untuk stabilisasi
lereng atau pekerjaan pelebaran timbunan jika diperlukan lereng yang
II - 31
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
lebih curam karena keterbatasan ruangan, dan untuk pekerjaan timbunan
lainnya dimana kekuatan timbunan adalah faktor yang kritis.
Timbunan pilihan di atas rawa akan digunakan untuk melintasi daerah
yang rendah dan selalu tergenang oleh air. Dalam pekerjaan galian dan
timbunan, material yang terdapat di alam itu berada dalam keadaan padat
dan terkonsolidasi dengan baik, sehingga hanya sedikit bagian yang
kosong atau berisi udara diantara butir-butirnya, terutama bila butir-butir
tersebut sangat halus. Pada saat material tersebut digali, maka akan terjadi
pengembangan volume ( swelling ). Besarnya swelling tidak sama untuk
setiap jenis tanah, tergantung pada berat jenis tanah. Pengembangan
volume dinyatakan dengan swell faktor yang dinyatakan dalam persen
( ). Untuk itu, diperlukan pemeriksaan keadaan lapangan (survey), untuk
menghindari adanya swelling.
Oleh karena itu, untuk melakukan pekerjaan galian itu perlu diperhatikan
kemiringannya. Karena semakin besar sudut kemiringan itu faktor
keamanan akan kecil (runtuh). Sebaliknya, semakin kecil sudut
kemiringannya, maka faktor keamanan semakin besar (aman).
Selain dilihat dari kemiringan, bisa juga dengan menggunakan retaining
wall (dinding penahan) dan dewatering. Akan tetapi, biaya untuk
melakukan pekerjaan ini jauh lebih besar dibandingkan pekerjaan galian
dengan memainkan kemiringan dengan kedalaman tertentu.
2.12
Material Geosintetik
Klasifikasi geosintetik diperlihatkan pada Tabel 2.4. Pada dasarnya,
geosintetik terbagi menjadi dua yaitu tekstil dan jaring (web). Berdasarkan
II - 32
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
bahannya, kedua jenis geosintetik dibagi menurut bahan sintetik dan
alami. Sebagian besar geosintetik terbuat dari polimer sintetik seperti
polipropilena (PP), poliester (PET) atau polietilena(PE). Material polimer
tersebut sangat tahan terhadap degradasi biologis dan kimiawi. Jenis lain
yang jarang digunakan adalah poliamida (PA) atau nilon dan serat kaca.
Bahan alami (seperti serat kapas, rami) juga dapat digunakan seperti
geotekstil, terutama untuk aplikasi yang bersifat sementara.
Berdasarkan sifat permeabilitas, geosintetik terbagi menjadi kedap air dan
lolos air. Geotekstil adalah jenis geosintetik yang lolos air yang berasal
dari bahan tekstil. Geomembran merupakan jenis geosintetik kedap air
yang biasa digunakan sebagai penghalang zat cair.
Dalam proses pembuatan geotekstil, elemen tekstil seperti serat-serat atau
beberapa untaian serat (yarn) dikombinasikan menjadi struktur tekstil
lembaran. Elemen tersebut dapat berupa filamen (serat menerus) berbentuk
benang polimer tipis dan panjang atau serabut serat (staple fiber)
berbentuk filamen pendek dengan panjang antara 20-150 mm. Elemen
tekstil tersebut juga dapat dibuat dengan memotong suatu lembaran plastik
atau film untuk membentuk pita tipis datar. Pada filamen dan potongan
film (slit film), proses pengeluaran atau penarikan akan memanjangkan
polimer dalam arah penarikan sehingga meningkatkan kekuatan filamen.
Jenis geotekstil kemudian dibagi berdasarkan metode yang digunakan
untuk mengkombinasikan filamen atau pita menjadi struktur lembaran.
Jenis geotekstil yang utama adalah tak-teranyam (non-woven) dan
teranyam (woven). Geotekstil teranyam terbuat dari monofilamen,
II - 33
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
multifilamen, fibrillated yarns atau dari potongan film dan pita. Proses
penganyaman untuk geosintetik teranyam sama dengan pembuatan tekstil
biasa. Geotekstil tak-teranyam dilakukan dengan teknologi canggih
dimana serat polimer atau filamen didesak keluar dan dipuntir secara
menerus, ditiup atau ditempatkan pada suatu sabuk berjalan. Kemudian
massa filamen atau serat tersebut disatukan dengan proses mekanis dengan
tusukan jarum-jarum kecil atau disatukan dengan panas dimana serat
tersebut “dilas” oleh panas dan/atau tekanan pada titik kontak serat dengan
massa teksil tak-teranyam.
Geogrid merupakan suatu contoh dari jenis geosintetik yang berbentuk
jaring (web).Fungsi geogrid yang utama adalah sebagai perkuatan.
Geogrid dibentuk oleh suatu jaring teratur dengan elemen-elemen tarik
dan mempunyai bukaan berukuran tertentu sehingga saling mengunci
(interlock) dengan bahan pengisi di sekelilingnya.
Saat ini terdapat material yang secara teknis tidak dapat disebut tekstil,
misalnya jaring, grid, net, jala (mesh) dan komposit. Geotekstil dan
produk-produk tersebut, seperti net dan grid, dapat dikombinasikan dengan
geomembran atau bahan sintetik lainnya untuk mendapatkan karakteristik
terbaik dari setiap bahan. Produk tersebut dikenal sebagai geokomposit
dan produk ini dapat berupa gabungan dari geotekstilgeonet, geotekstilgeogrid,
geotekstil-geomembran,
geomembran-geonet,
dan
bahkan
struktur sel polimer tiga dimensi. Kombinasi bahan-bahan pembentuk
geokomposit tersebut sangat banyak dan hampir tidak terbatas. Selain itu
terdapat juga tipe-tipe geosintetik lain seperti geosynthetic clay liner
II - 34
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
maupun geopipa (Koerner, 2003). Deskripsi visual material geosintetik
dapat dilihat pada Lampiran A.
Tabel 2.4 Klasifikasi Geosintetik
2.12.1 Identifikasi Geosintetik
Pada umumnya geosintetik dapat diidentifikasi berdasarkan:
- Tipe polimer (definisi deskriptif, misalnya polimer berkepadatan tinggi,
polimer berkepadatan rendah);
II - 35
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
- Tipe elemen (misalnya filamen, tenunan, untaian, rangka, rangka yang
dilapis);
- Proses pembuatan (misalnya teranyam, tak teranyam dan dilubangi
dengan jarum,tak teranyam dan diikat dengan panas, diperlebar atau
ditarik, dijahit, diperkeras,diperhalus);
- Tipe geosintetik primer (misalnya geotekstil, geogrid, geomembran);
- Massa per satuan luas (untuk geotekstil, geogrid, geosynthetic clay liner,
dan geosintetik penahan erosi) dan atau ketebalan (untuk geomembran);
- Informasi tambahan atau sifat-sifat fisik lain yang dibutuhkan untuk
menggambarkan material dalam aplikasi tertentu;
Contoh penulisannya adalah sebagai berikut:
- Geotekstil tak teranyam dan dilubangi dengan jarum yang terbuat dari
filamen
perekat
polipropilena
(polypropylene
staple
filament
needlepunched nonwoven geotextile), 350 G/M2 (0.35 Kg/M2).;
- Geogrid biaksial yang terbuat dari polipropilena (polypropylene extruded
biaxial geogrid).
2.12.2 Fungsi dan Aplikasi Geosintetik
Geosintetik memiliki fungsi primer dan fungsi sekunder yang biasanya
lebih dari satu fungsi. Kedua fungsi tersebut menjadikan geosintetik dapat
berkontribusi secara total pada saat penerapannya. Dengan demikian,
kedua fungsi ini perlu dipertimbangkan pada saat perhitungan dan
pembuatan spesifikasi perencanaan.
Geosintetik memiliki enam fungsi sebagai berikut:
II - 36
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
1. Filtrasi
: bahan geosintetik digunakan untuk mengalirkan air ke
dalam sistem drainase dan mencegah terjadinya migrasi partikel tanah
melalui filter. Contoh penggunaan geosintetik sebagai filter adalah pada
sistem drainase porous.
2. Drainase
: bahan geosintetik digunakan untuk mengalirkan air dari
dalam tanah.Bahan ini contohnya digunakan sebagai drainase di
belakang abutmen atau dinding penahan tanah.
3. Separator
: bahan geosintetik digunakan di antara dua material tanah
yang tidak sejenis untuk mencegah terjadi pencampuran material.
Sebagai contoh, bahan ini digunakan untuk mencegah bercampurnya
lapis pondasi jalan dengan tanah dasar yang lunak sehingga integritas
dan tebal rencana struktur jalan dapat dipertahankan.
4. Perkuatan : sifat tarik bahan geosintetik dimanfaatkan untuk menahan
tegangan atau deformasi pada struktur tanah.
5. Penghalang : bahan geosintetik digunakan untuk mencegah perpindahan
zat cair atau gas. Fungsi geosintetik ini contohnya adalah geomembran
untuk menjaga fluktuasi kadar air pada tanah ekspansif atau digunakan
pada penampungan sampah.
6. Proteksi
:bahan
geosintetik
digunakan
sebagai
lapisan
yang
memperkecil tegangan lokal untuk mencegah atau mengurangi
kerusakan pada permukaan atau lapisan tersebut. Sebagai contoh, tikar
geotekstil (mat) digunakan untuk mencegah erosi tanah akibat hujan
dan aliran air. Contoh lainnya, geotekstil tak-teranyam digunakan untuk
II - 37
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
mencegah tertusuknya geomembran oleh tanah atau batu
di
sekelilingnya pada saat pemasangan.
2.12.3 Evaluasi Sifat-Sifat Geosintetik untuk Perkuatan Tanah
Sesuai dengan ruang lingkup pedoman ini, yang dibahas pada bagian ini
hanyalah sifat-sifat geosintetik untuk perkuatan tanah. Tabel 2.5 di bawah
ini memperlihatkan sifat-sifat geotekstil dan geogrid sebagai perkuatan
tanah.
Tabel 2.5 Sifat Geotekstil dan Geogrid yang Dibutuhkan Untuk Perkuatan Tanah
II - 38
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
II - 39
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
2.12.4 Spesifikasi Geosintetik
Spesifikasi harus disusun berdasarkan sifat-sifat geosintetik yang
dibutuhkan dalam perencanaan dan pelaksanaan. Spesifikasi geosintetik
yang “standar” dapat mengakibatkan terjadinya perencanaan yang tidak
ekonomis atau perencanaan yang tidak aman. Dengan menyebutkan suatu
jenis khusus geosintetik atau produk lain yang sejenis dalam spesifikasi
juga dapat mengakibatkan kesalahpahaman. Sebagai akibatnya, kontraktor
dapat memilih produk yang mempunyai sifat yang sama sekali berbeda
dengan yang dimaksud oleh perencana. Oleh karena itu, spesifikasi yang
disusun sebaiknya meliputi:
a) Persyaratan Umum
Persyaratan umum meliputi jenis geosintetik, bahan polimer yang
diterima dan catatan yang berhubungan dengan stabilitas bahan.
Produsen geosintetik dan perwakilannya merupakan sumber informasi
untuk mendapatkan karakteristik tersebut. Pasal lain yang harus
terdapat dalam spesifikasi adalah instruksi penyimpanan dan
penanganan agar geosintetik dapat terlindungi misalnya dari sinar
ultraviolet, debu, lumpur atau bahan lain yang dapat mempengaruhi
kinerjanya. Jika perlu, berat gulungan dan dimensi juga dapat
dituliskan dalam spesifikasi. Sertifikasi geosintetik yang dibutuhkan
juga harus masuk dalam bagian ini.
b) Sifat-sifat khusus Geosintetik
Sifat-sifat fisik, indeks, dan kinerja khusus dari geosintetik yang
dibutuhkan dalam perencanaan harus diuraikan. Sifat-sifat tersebut
II - 40
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
harus diberikan dalam bentuk Nilai Gulungan Rata-rata Minimum
(Minimum Average Roll Value, MARV) dengan metode uji yang
diperlukan. MARV merupakan nilai terkecil rata-rata yang diperoleh
dari setiap gulungan yang diuji. Nilai rata-rata dari gulungan harus
lebih besar dari nilai yang disyaratkan berdasarkan suatu jenis uji
tertentu. Biasanya sertifikasi pabrik untuk MARV dapat diperoleh.
Jika uji kinerja telah dilakukan sebagai bagian dari perencanaan, suatu
daftar produk geosintetik yang disetujui dapat diuraikan dalam
spesifikasi. Kata-kata ”atau sama” dan ”atau sepadan” sebaiknya
dihindari dalam spesifikasi, kecuali kesepadanan tersebut dijelaskan
sebagai sifat-sifat indeks dan kriteria kinerja yang dibutuhkan untuk
dimasukkan ke dalam daftar yang disetujui. Daftar produk yang
disetujui juga dapat dikembangkan berdasarkan pengalaman pada
kondisi-kondisi yang sering dialami. Saat daftar produk yang disetujui
telah ditetapkan, produk geosintetik baru dapat ditambahkan ke dalam
spesifikasi ketika produk tersebut telah disetujui. Contoh produk dari
pabrik harus diperoleh secara periodik sehingga dapat dibandingkan
dengan benda uji awal yang telah diperiksa untuk meyakinkan apakah
proses pembuatan telah berubah sejak produk tersebut disetujui.
Pembuatan
daftar
produk
geosintetik
yang
disetujui
akan
membutuhkan banyak tenaga, namun apabila telah ditetapkan, daftar
tersebut dapat menjadi cara yang sederhana untuk mengidentifikasi
geosintetik.
II - 41
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
c) Prosedur Pemasangan
Prosedur pemasangan harus dijelaskan secara rinci dalam spesifikasi
dan pada gambar rencana. Prosedur ini harus mencakup persyaratan
perataan dan pembersihan tanah dasar, spesifikasi agregat, ketebalan
penghamparan agregat dan peralatan. Persyaratan-persyaratan tersebut
sangat penting jika geosintetik dipilih berdasarkan daya bertahannya.
d) Perbaikan
Prosedur perbaikan untuk bagian geosintetik yang rusak (misalnya
robek atau usang) harus dijelaskan secara rinci dalam spesifikasi.
Perbaikan-perbaikan tersebut termasuk syarat tumpang tindih, keliman
jahitan,
gabungan
penggantian.
Untuk
dari
sambungan-sambungan,
perbaikan
dengan
cara
atau
syarat
tumpang
tindih,
geosintetik harus diperpanjang minimal sebesar panjang tumpang
tindih yang disyaratkan dari seluruh tepi yang robek atau usang
(misalnya jika disyaratkan lebar tumpang tindih 0,3 m, maka lembar
geosintetik baru harus diperpanjang sedikitnya 0,3 m dari semua tepi
yang robek).
2.12.5 Daya Bertahan Geosintetik Untuk Konstruksi
Selain syarat kekuatan yang ditentukan dalam perencanaan, geotekstil dan
geogrid harus cukup kuat agar mampu bertahan selama masa konstruksi.
Jika tersobek, tertusuk, atau terbelah, maka kemampuannya untuk
menahan struktur timbunan akan berkurang sehingga dapat mengakibatkan
terjadinya keruntuhan. Persyaratan daya bertahan (survivability) yang
II - 42
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
disarankan untuk geotekstil diperlihatkan pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7
berdasarkan AASHTO M 288.
Tabel 2.6 Syarat Derajat Daya Bertahan (Survivability), AASHTO M 288-06
II - 43
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Tabel 2.7 Persyaratan Kekuatan Geotextile (AASHTO M 288-06)
2.12.6 Ketentuan Penyambungan Geotekstile dan Geogrid
Penyambungan geotekstil dan geogrid diperlukan untuk suatu aplikasi
perkuatan yang memerlukan perkuatan menerus tanpa terputus. Teknik
penyambungan geosintetik terdiri dari tumpang tindih, penjahitan,
penempelan, pengikatan, pemanasan, pengelasan dan perekatan. Beberapa
teknik tersebut hanya sesuai untuk sebagian tipe geosintetik. Pada sub bab
ini hanya akan dibahas teknik penyambungan yang paling efisien dan
paling banyak digunakan untuk geotekstil dan geogrid yaitu teknik
tumpang tindih, penjahitan dan penyambungan dengan bodkin.
II - 44
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
1. Teknik Tumpang Tindih Sederhana (Simple Overlap Thechnique)
untuk Geogrid Biaksial dan Geotextile
Lebar tumpang tindih minimum direkomendasikan sebesar 0,3 m,
walaupun syarat tersebut dapat lebih besar untuk lokasi-lokasi khusus
dan persyaratan konstruksi yang berbeda. Jika diperlukan penyaluran
tegangan antar gulungan-gulungan geotekstil, maka kekuatan yang
dihasilkan dari teknik tumpang tindih hanya merupakan friksi pada
bagian geotekstil yang saling bersentuhan. Sedangkan pada geogrid,
kekuatan yang dihasilkan berupa friksi dan masuknya material
timbunan ke dalam bukaan-bukaan geogrid.
Tegangan yang dapat disalurkan melalui teknik tumpang tindih
sesungguhnya
sangat
kecil,
kecuali
tekanan
beban
berlebih
(overburden pressure) sangat besar dan tumpang tindihnya sangat
lebar.
2. Teknik Penjahitan untuk Geotextile
Teknik penjahitan menjadi alternatif yang lebih praktis dan ekonomis
apabila lebar tumpang tindih geotekstil yang dibutuhkan sangat besar
(1,0 m atau lebih). Penjahitan dapat dilakukan di pabrik maupun di
lapangan. Variabel-variabel berikut perlu diperhatikan jika ingin
memperoleh kualitas jahitan yang baik dan efektif:
a. Jenis benang;
Bahan dasar benang berdasarkan urutan kekuatan dan harga
tertinggi
adalah
polietilena,
poliester,
atau
polipropilena.
Durabilitas benang harus sesuai dengan persyaratan proyek.
II - 45
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
b. Tegangan benang;
Pada aplikasi di lapangan, benang sebaiknya ditegangkan dengan
cukup kencang tetapi tidak sampai merobek geotekstil.
c. Kerapatan jahitan;
Biasanya digunakan 200 jahitan sampai dengan 400 jahitan per
meter untuk jenis geotekstil ringan, dan hanya 150 jahitan sampai
dengan 200 jahitan yang diperbolehkan untuk geotekstil yang lebih
berat.
d. Jenis jahitan:
1) Tipe 101, dengan rantai jahitan tali tunggal
2) Tipe 401, dengan rantai jahitan tali rangkap atau terkunci, untuk
menghindari lepasnya jahitan (lihat Gambar 2.16.a).
e. Jumlah baris;
Dua baris atau lebih dan sejajar untuk meningkatkan keamanan.
f. Jenis penyambungan.
Sambungan datar tipe SSa-2, bentuk J tipe SSn-2, dan bentuk
kupu-kupu tipe SSd-2 (lihat Gambar 2.16.b).
Hal-hal yang perlu diperhatikan mengenai kekuatan jahitan:
a. Akibat kerusakan jarum dan konsentrasi tegangan pada jahitan,
lokasi sambungan terjahit akan lebih lemah daripada geotekstilnya;
b. Kekuatan maksimum penyambungan di lapangan yang pernah
dicapai adalah 200 kN/m (berdasarkan pabrik pembuatnya) dengan
menggunakan geotekstil 330 kN/m;
II - 46
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
c. Kekuatan penyambungan di lapangan akan lebih rendah daripada
kekuatan penyambungan di laboratorium atau pabrik;
d. Semua jahitan berpotensi untuk terlepas, bahkan jahitan yang
terkunci sekalipun;
e. Penjahitan harus diawasi. Untuk mempermudah pengawasan maka
gunakan benang yang berwarna kontras untuk mempermudah
pengawasan.
Prosedur pengujian sambungan terjahit diberikan dalam D 4884, ISO
10321:2008 atau RSNI M-03-2005.
Gambar 2.16. Jenis-Jenis Jahitan dan Sambungan
(Sumber: Hotlz dkk, 1998)
Tipe 101:
Rantai jahitan dengan benang tunggal
Tipe 401:
Rantai jahitan dengan benang rangkap
atau jahitan terkunci
a. Jenis jahitan
Sambungan jenis datar
Sambungan J type SSn-2
Tipe SS a2
Sambungan kupu-kupu
Type SSd-2
b. Jenis sambungan
II - 47
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
3. Teknik Penyambungan untuk Geogrid Uniaksial
Geogrid uniaksial disambungan searah gulungan dengan menggunakan
sambungan bodkin untuk geogrid HDPE (Gambar 2.17) dan dengan
teknik tumpang tindih untuk geogrid PET yang dilapisi.
Gambar 2.17. Sambungan Bodkin untuk Geogrid Uniaksial HDPE.
(Sumber: Hotlz dkk, 1998)
2.13
Perkuatan Lereng dengan Geosintetik
Prinsip utama dari konstruksi perkuatan lereng dengan geosintetik ini
adalah mengandalkan kuat tarik geosintetik yang diletakkan sedemikian
rupa sehingga memotong garis kelongsoran lereng dan menahan terjadinya
kelongsoran.
Material tanah memiliki kuat tekan yang lebih besar, sementara kuat
tariknya sangat kecil. Material geotekstil memiliki kuat tekan yang sangat
kecil, sedangkan kuat tariknya sangat besar. Sehingga prinsip kerja
material geosintetik pada struktur perkuatan adalah seperti halnya aplikasi
besi beton pada konstruksi beton bertulang, dimana gaya tarik yang
dimiliki geosintetik berfungsi untuk menanggulangi gaya-gaya yang
menyebabkan kelongsoran.
II - 48
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Konstruksi
perkuatan
lereng
dengan
geosintetik
harus
memiliki
kemampuan untuk menahan tekanan gaya-gaya lateral berupa badan
timbunan sendiri dan tekanan lateral dari tanah di belakang konstruksi ini
serta gaya kelongsoran.
Penentuan tekanan lateral yang bekerja pada timbunan dijelaskan dalam
ilustrasi dan persamaan-persamaan berikut ini.
Gambar 2.18 Gaya-Gaya yang Bekerja Pada Lereng dengan Perkuatan
Geosintetik (Koerner, 1994).
Panjang penjangkaran ditentukan melalui persamaan-persamaan berikut.
Le 
(2.18)
S v . h .FK
2c   .z. tan  


LR  H  z  tan 45  
2

(2.19)
Tebal lapisan dan jenis material geosintetik
Sv 
Pall
 h .FK
(2.20)
II - 49
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Persamaan-persamaan tersebut di atas melibatkan gaya-gaya lateral yang
bekerja
pada
lereng
dengan
kemiringan
90.
Jewell
(1990)
mempublikasikan suatu grafik di bawah ini untuk menentukan panjang
penjangkaran dan koefisien tekanan lateral tanah timbunan yang berlaku
untuk berbagai macam kemiringan lereng dan sudut geser dalam tanah
timbunan serta tekanan air pori tanah.
Gambar 2.19 Grafik Penentuan KReq (Jewell,1990)
Gambar 2.20 Grafik (LR/H)ovrl (Jewell,1990).
II - 50
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.21 Grafik (LR/H)ds (Jewell,1990).
Tipe geotekstil yang diperlukan (Preq) ditentukan berdasar besarnya
perkuatan yang dibutuhkan, yang dapat dihitung dengan persamaan:
(2.21)
Preq  k req . t .z.sv
dimana:
z = tinggi perkuatan dihitung dari puncak ke bawah
sv= jarak/spasi vertikal antar lembar perkuatan
Besarnya kuat tarik (ijin) geotekstil (Pall) harus memenuhi persyaratan:
Pall  Preq
(2.22)
Panjang penjangkaran geotekstil dihitung dengan persamaan berikut (SF =
1,3).
LRovrl  LR / H ovrl .H  q /  .SF
(2.23)
LRds  LR / H ds .H  q /  .SF
(2.24)
II - 51
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Adapun panjang penjangkaran diambil dari nilai LRovrl atau LRds yang
lebih besar di antara keduanya.
2.14
Faktor Keamanan
Secara umum faktor keamanan suatu lereng merupakan perbandingan nilai
rata-rata kuat geser tanah atau batuan di sepanjang bidang keruntuhan
kritisnya terhadap beban yang diterima lereng di sepanjang bidang
keruntuhannya. Mengingat lereng terbentuk oleh material yang sangat
beragam dan bangyak faktor ketidakpastian, maka dalam mendesain suatu
penanggulangan selalu dilakukan penyederhanaan dengan berbagai
asumsi. Secara teoritis massa yang bergerak dapat dihentikan dengan
menaikkan faktor keamanannya.
Faktor penyebab yang mempengaruhi terjadinya longsoran ditentukan oleh
menurunnya faktor keamanan kemantapan lereng sehingga menjadi
kurang dari batas keseimbangan. Hal yang perlu dipertimbangkan dalam
penentuan kriteria faktor keamanan ialah resiko yang dihadapi, kondisi
beban, dan parameter yang digunakan dalam melakukan perencanaan
kemantapan lereng. Resiko yang dihadapi dibagi menjadi tiga, yaitu:
tinggi, menengah, dan rendah. Dalam analisi harus dipertimbangkan
kondisi beban yang menyangkut gempa dan tanpa gempa (normal).
Dasar pemikiran batas keseimbangan ialah faktor keamanan (FS) lereng
terhadap longsoran tergantung pada angka perbandingan antara kuat geser
tanah (S) dan tegangan geser yang bekerja (m) yang dinyatakan dengan
persamaan:
FS = S/m
II - 52
http://digilib.mercubuana.ac.id/
BAB II STUDI PUSTAKA
Kisaran faktor keamanan suatu lereng ditinjau dari kerentanan gerak tanah,
batasan faktor keamanan yang dikemukakan oleh Ward (1976) adalah:
F < 1,2
: Kerentanan tinggi, gerakan tanah sering terjadi
1,2 < F < 1,7 : Kerentanan menengah, gerakan tanah dapat terjadi
1,7 < F < 2,0 : Kerentanan rendah, gerakan tanah jarang terjadi
Sedangkan batasan-batasan faktor keamanan menurut Lazarte (2003) dapat
dilihat pada Tabel 2.8
Tabel 2.8 Faktor Keamanan Minimum
II - 53
http://digilib.mercubuana.ac.id/