4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Tanah Tanah selalu

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pengertian Tanah
Tanah selalu berperan pada setiap perkerjaan teknik sipil. Tanah adalah pondasi
pendukung suatu bangunan, atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri seperti
tanggul atau bending, atau terkadang sebagai sumber penyebab gaya luar pada
bangunan, seperti tembok/ dinding panahan tanah.
Dalam pengertian secara umum tanah dapat didefinisikan sebagai material yang
terdiri dari agregat (butiran), mineral – mineral padat dan bahan – bahan organik
disertai dengan zat cair dan udara yang mengisi ruang kosong diantara partikel padat
tersebut. Ukuran tiap mineral padat tersebut sangat bervariasi dan sifat serta karakter
tanah sangat bergantung dari faktor – faktor ukuran, bentuk dan komposisi kimia dari
butiran.
2.2
Struktur Tanah
Struktur tanah dapat didefinisikan sebagai susunan geometrik butiran tanah. Di
antara faktor-faktor yang mempengaruhi struktur dari tanah adalah bentuk, ukuran dan
komposisi mineral dari butiran tanah serta sifat dan komposisi dari air tanah. Struktur
tanah adalah suatu sifat yang menghasilkan respon terhadap perubahan eksternal
didalam lingkungan seperti beban, air, temperatur dan faktor-faktor lainya. Secara
umum tanah dapat dimasukkan dalam dua kelompok yaitu tanah tak kohesi
(cohesionless soil) dan tanah kohesif (cohesive soil). (Braja M.Das, 1995)
2.2.1 Struktur Tanah Tak Berkohesi (Cohesionless Soil)
Struktur tanah tak berkohesi pada umumnya dibagi dalam dua katagori pokok
yaitu struktur butir tunggal (single grained) dan struktur sarang lebah (honey eombed).
Pada struktur butir tunggal, butir tanah berada dalam posisi stabil dan tiap-tiap butir
bersentuhan satu terhadap yang lainnya. Pada struktur sarang lebah, butir-butir pasir
halus dan lanau membentuk suatu lingkaran-lingkaran kecil terdiri dari untaian
partikel-partikel. Pori-pori yang terbentuk besar-besar dan biasanya dapat menerima
4
beban statis yang tidak begitu besar. Contoh struktur tanah tidak berkohesi adalah
pasir. (Braja M.Das, 1995)
2.2.2 Struktur Tanah Kohesi (Cohesive Soil)
Struktur tanah berkohesi dapat didefinisikan sebagai kumpulan partikel mineral
yang mempunyai indeks plastisitas sesuai dengan dengan batas-batas Aterberg yaitu
pada waktu mongering membentuk suatu massa tanah yang menyatu sedemikian rupa,
sehingga diperlukan gaya untuk memisahkan setiap butiran mikroskopisnya. Contoh
tanah yang bersifat kohesif adalah tanah lempung. (Braja M.Das, 1995)
2.3 Persoalan Tanah
Secara garis besar beberapa persoalan tanah diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Hal keseimbangan atau stabilitas, untuk itu perlu diketahui mengenai :
a. Beban / muatan yang berkerja pada tanah. Beban atau muatan yang
berkerja pada tanah tergantung dari tipe / macam struktur dan berat tanah
b. Besar dan distribusi tekanan akibat muatan terhadap tanah
c. Perlawanan dari tanah. Tanah dianggap material yang isotropis, tekanan
dapat dihutung secara analisa matematik
d. Perlu adanya pengambilan contoh tanah untuk penyelidikan di
laboratorium untuk mengetahui karakteristik / sifat tanah.
2. Deformasi, dapat dalam keadaan plastis atau elastis, sehubungan dengan hal
tersebut, perlu diketahui :
a. Muatan yang berkerja (beban berkerja)
b. Besar dan distribusi tekanan yang berpengaruh
c. Besar dan perbedaan penurunan
3. Drainase, menyangkut hal deformasi dan stabilitas
2.4 Parameter Tanah
2.4.1 Sistem Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah yang ada mempunyai beberapa versi, hal ini disebabkan
karena tanah memiliki sifat-sifat yang bervariasi. Adapun beberapa metode klasifikasi
tanah yang ada antara lain:
5
A.
Klasifikasi Tanah Berdasar Tekstur
Pengaruh daripada ukuran tiap-tiap butir tanah yang ada didalam tanah tersebut
merupakan pembentuk tekstur tanah. Tanah tersebut dibagi dalam beberapa kelompok
berdasar ukuran butir-butiranya: pasir (sand), lanau (slit), lempung (clay), kerikil
(gravel). Departemen Pertanian AS telah mengembangkan suatu sistem klasifikasi
ukuran butir melalui prosentase pasir, lanau, dan lempung yang digambar pada grafik
segitiga Gambar 2.1.
Cara ini tidak memperhitungkan sifat plastisitas tanah yang disebabkan adanya
kandungan (baik dalam segi jumlah dan jenis mineral lempung yang terdapat pada
tanah. Untuk dapat menafsirkan ciri-ciri suatu tanah perlu memperhatikan jumlah dan
jenis mineral lempung yang dikandungnya. (Braja M.Das, 1995)
Gambar 2.1 Klasifikasi berdasar tekstur tanah oleh Depatemen Pertanian Amerika
Serikat (USDA)
Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das, (1995)
6
B.
Klasifikasi Tanah Berdasarkan Pemakaian
Sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur adalah relatif sederhana karena ia
hanya didasarkan pada distribusi ukuran butiran tanah saja. Dalam kentaraannya,
jumlah dan jenis dari mineral lempung yang dikandung oleh tanah sangat
mempengaruhi sifat fisis tanah yang bersangkutan. Oleh karena itu, kiranya perlu
memperhitungkan sifat plastisitas tanah, yang disebabkan adanya kandungan mineral
lempung, agar dapat menafsirkan ciri-ciri suatu tanah.
 Sistem Klasifikasi AASHTO
Sistem klasifikasi tanah sistem AASHTO pada mulanya dikembangkan pada
tahun 1929 sebagai Public Road Administration Classification System. Sistem ini
mengklasifikasikan tanah kedalam delapan kelompok, A-1 sampai A-7. Setelah
diadakan beberapa kali perbaikan, sistem ini dipakai oleh The America Association of
State Highway Officials (AASHTO) dalam tahun 1945. Bagan pengklasifikasian
sistem ini dapat dilihat seperti pada Tabel 2.4. dan Tabel 2.5. di bawah ini.
Table 2.1. Klasifikasi tanah sistem AASHTO
7
Pada sistem ini, tanah diklasifikasikan ke dalam tujuh kelompok besar, yaitu
A-1 sampai dengan A-7. Tanah yang diklasifikasi ke dalam A-1, A-2, dan A-3 adalah
tanah berbutir di mana 35% atau kurang dari jumlah butiran tanah tersebut lolos
ayakan No. 200. Tanah di mana lebih dari 35% butirannya lolos ayakan No. 200
diklasifikasikan ke dalam A-4 sampai dengan A-7 tersebut sebagaian besar adalah
lanau dan lempung.
Tabel 2.2. Klasifikasi tanah sistem AASHTO
 Sistem Klasifikasi Tanah UNIFIED
Sistem ini pertama kali diperkenalkan oleh Cassagrande pada tahun 1942
untuk dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang yang dilaksanakan
oleh The Army Corps Engineers. Sistem ini telah dipakai dengan sedikit modifikasi
oleh U.S. Bureau of Reclamation dan U.S Corps of Engineers pada tahun 1952. Dan
pada tahun 1969 America Society for Testing and Material telah menjadikan sistem ini
sebagai prosedur standar guna mengkalsifikasikan tanah untuk tujuan rekayas.
8
Sistem UNIFIED membagi tanah ke dalam dua kelompok utama :
i.
Tanah bebutir kasar adalah tanah yang lebih dari 50% bahannya tertahan
pada ayakan No. 200. Tanah butir kasar terbagi atas kerikil dengan symbol
G (gravel), dan pasir dengan symbol S (sand).
ii.
Tanah butir halus adalah tanah yang lebih dari 50% bahannya lewat pada
saringan No. 200. Tanah butir halus terbagi atas lanau dengan symbol M
(silt), lempung dengan symbol C (clay), serta lanau dan lempung organic
dengan symbol O, bergantung pada tanah itu terletak pada grafik
plastisitas. Tanah L untuk plastisitas rendah dan tanda H untuk plastisitas
tinggi.
Adapun symbol-simbol lain yang digunakan dalam klasifiakasi tanah ini
adalah:
W
= well graded (tanah dengan gradasi baik)
P
= poorly graded (tanah dengan gradasi buruk)
L
= low plasticity (plastisitas rendah) (LL < 50)
H
= high plasticity (plastisitas tinggi) (LL > 50)
Tanah berbutir kasar ditandai dengan symbol kelompok seperti: GW, GP,
GM, GC, SW, SP, dan SC. Untuk klasifikasi yang benar, faktor – faktor berikut ini
perlu diperhatikan:
1. Persentase butiran yang lolos ayakan No. 200 (ini adalha fraksi halus)
2. Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan No. 40
3. Koefisien keseragaman (uniformity coeffisien, Cu) dan koefisien gradasi
(gradation coefficient, Cc) unutk tanah dimana 0 -12% lolos ayakan No. 200
4. Batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan
No. 40 (untuk tanah di mana 5% atau lebih lolos ayakan No. 200)
Klasifikasi tanah berbutir halus dengan symbol ML, CL, OL, MH, CH, dan OH
didapat dengan cara menggambar batas cair dan indeks plastisitas tanah yang
bersangkutan pada bagan plastisitas yang diberikan dalam Tabel 2.7.
9
Tabel 2.3. Klasifikasi tanah sistem UNIFIED
(Sumber: MekanikaTanah Jilid 1, Braja M. Das)
10
Tabel 2.7. Klasifikasi tanah sistem UNIFIED
(Sumber: MekanikaTanah Jilid 1, Braja M. Das)
2.4.2 Modulus Young
Nilai modulus young menunjukkan besarnya nilai elastisitas tanah yang
merupakan perbandingan antara tegangan yang terjadi terhadap regangan. Nilai ini
bisa didapatkan dari Traxial Test. Perkiraan nilai Es untuk tiap jenis tanah terdapat
pada Tabel 2.8. Nilai Es untuk beberapa jenis tanah dapat diperoleh dari data sondir
dan SPT seperti pada Tabel 2.9.
11
Tabel 2.5. Perkiraan nilai Es berdasarkan jenis tanah
Es
Jenis Tanah
Lempung sangat lunak
Lempung lunak
Lempung kaku
Lempung keras
ksf
MPa
50 – 250
2 – 15
100 – 500
5 – 25
300 – 1000
15 – 40
1000 – 20000
Lempung berpasir kekaku500 – 5000
kakuan
50 – 100
Pasir lepas
200 – 3200
10 – 153
Pasir padat
3000 – 15000
144 – 720
Pasir sangat padat
10000 – 30000
478 – 720
Pasir sangat lepas
300 – 1200
15 – 60
Pasir berlanau
150 – 450
5 – 20
Pasir lepas
200 – 500
10 – 25
Pasir padat
1000 – 1700
50 – 81
Pasir dan kerikil lepas
1000 – 3000
50 – 120
Pasir dan kerikil padat
2000 – 4000
100 – 200
Serpih
3000 – 300000
150 – 5000
Lanau
40 – 400
2 – 20
25 – 250
(Sumber: Bowles (1992))
Tabel 2.6. Nilai Es berdasarkan nilai SPT dan sondir
Jenis Tanah
Pasir terkonsolidasi
normal
Pasir jenuh
Pasir over consolidated
SPT (kPa)
Es = 500 ( N + 15 )
Es = ( 1500 to 2200) ln N
Es = ( 35000 to 50000)log N
Es = 250 ( N + 15 )
Es++ = 18000 + 750N
Es(OCR) = Es(nc)(OCR)1/2
CPT (kg/cm2)
Es = 2 to 4qc
Es+ = ( 1 + r 2) qc
Es = 6 to 30qc
Es = 1200 ( N + 6 )
Pasir krikilan/kerikil
Es = 600 ( N + 6 ) -> N< 15
-
Es = 600 ( N + 6 ) + 2000 ->N> 15
Pasir berlempung
Es = 320 ( N + 15 )
Es = 3 to 6qc
12
Tabel 2.6 (lanjutan)
Jenis Tanah
SPT (kPa)
CPT (kg/cm2)
Pasir berlanau
Es = 300 ( 300 + 6 )
Es = 1 to 2qc
Lempung lunak
-
Es = 3 to 8 qc
Memakai unconfined test
Lempung
IP > 30 Organik = ( 100 – 500) Su
IP < 30 (kaku) = ( 500 – 15000 ) Su
(Sumber: Bowles (1992))
2.4.3 Poisson Ratio
Nilai poisson ratio ditentukan sebagai kompresi poros terhadap regangan
permuaian lateral. Nilai poisson ratio dapat ditentukan berdasarkan jenis tanah seperti
yang terlihat pada Tabel 2.10. dibawah ini.
Tabel 2.7. Hubungan Antara Jenis Tanah dan Poisson Ratio
Jenis Tanah
Poisson Ratio (µ)
Lempung jenuh
0,4 – 0,5
Lempung tak jenuh
0,1 – 0,3
Lempung berpasir
0,2 – 0,3
Lanau
0,3 – 0,35
Pasir
0,1 – 1,0
Batuan
0,1 – 0,4
Umum dipakai untuk tanah
0,3 – 0,4
(Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M. Das)
2.4.4 Sudut Geser Dalam
Kekuatan geser dalam mempunyai variable kohesi dan sudut gese dalam. Sudut
geser dalam bersamaan dengan kohesi menentukan ketahanan tanah akibat tegangan
yang berkerja berupa tekanan lateral tanah. Nilai ini juga didapatkan dari pengukuran
engineering properties tanah dengan Direct Shear Test. Hubungan antara sudut geser
dalam dan jenis tanah ditunjukan pada Tabel 2.11.
13
Tabel 2.8. Hubungna Antara Sudut Geser Dalam dengan Jenis Tanah
Jenis Tanah
Sudut Geser Dalam (∅)
Kerikil berpasir
35o – 40o
Kerikil kerakal
35o – 40o
Pasir padat
35o – 40o
Pasir lepas
30o
Lempung kalanauan
25o – 30o
Lempung
20o – 25o
(Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
2.4.5 Kohesi
Kohesi merupakan gaya tarik menarik antar partikel tanah. Bersama dengan
sudut geser dalam, kohesi merupakan parameter kuat geser tanah yang menentukan
tanah terhadap deformasi akibat tegangan yang berkerja pada tanah dalam hal ini
berupa gerakan lateral tanah. Deformasi ini terjadi akibat kombinasi keaadaan kritis
pada tegangan normal dan tegangan geser yang tidak sesuai dengan faktor aman dari
yang direcanakan. Nilai ini didapat dari pengujian Direct Shear Test. Nilai kohesi
secara empiris dapat ditentukan dari data sondir (qc) yaitu sebagai berikut:
Kohesi (c) = qc/20
2.5 Kekuatan Geser Tanah
Kuat geser adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir – butir tanah
terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar pengertian ini, bila tanah mengalami
pembebanan akan ditahan oleh:
1. Kohesi tanah yang bergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi tidak
tergantung dari tegangan normal yang berkerja pada bidang geser.
2. Gesekan antara butir – butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan
tegangan normal pada bidang gesernya.
Jika tanah dibebani, maka akan mengakibatkan tegangan geser. Apabila tegangan
geser mencapai harga batas, muka massa tanah akan mengalami deformasi dan
cenderung akan runtuh. Keruntuhan tersebut mungkin akan mengakibatkan pondasi
mengambang atau pergerakan pergeseran dinding penahan tanah atau longsoran
14
timbunan tanah. Keruntuhan geser dalam tanah adalah gerak relative antara butir –
butir massa tanah. Jadi kekuatan geser dalam tanah ditentukan untuk mengukur
kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan.
Keruntuhan geser tanah dapat dianggap terdiri dari tiga komponen sebagai
berikut:
1. Geseran struktur karena perubahan jalinan antara butir – butir massa tanah.
2. Geseran dalam ke arah perubahan letak antara butir – butir tanah sendiri dan
titik – titik kontak yang sebanding dengan tegangan efektif yang berkerja
pada bidang geser.
3. Kohesi atau adhesi antara permukaan butir – butir yang tergantung pada jenis
tanah dan kepedatan butiranya.
Hipotesis pertama mengenai kekuatan geser tanah dikemukakan oleh Coulomb (1773)
sebagai berikut:
𝑠=c+f𝜎
atau
𝑠 = c + 𝜎 tan ∅
(2.1)
Dalam hal ini :
𝑠 = Kekuatan geser
𝜎 = Tegangan/ tekanan normal
f = tan ∅ = faktor geser di antara butir – butir yang bersentuhan
c = Kohesi
∅ = Sudut geser dalam tanah
Kemudian persamaan Coulomb tersebut diubah oleh Terazaghi (1925) dengan
memasukkan unsur tekanan air pori dan dibuktikan oleh Horslev (1973). Oleh karena
itu persamaan ini disebut persamaan Coulomb-Horslev.
𝑠 = c’ + 𝜎’ tan ∅’
(2.2)
Dalam hal ini :
𝜎’ = Tegangan efektif = 𝜎 − 𝑢
𝑢 = Tekanan air pori
c’ = Kohesi
∅’ = Sudut geser dalam tanah kondisi efektif
(Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
15
2.6 Daya Dukung Tanah
Dalam perencanaan kontruksi bangunan sipil, daya dukung tanah mempunyai
peranan yang sangat penting, daya dukung tanah merupakan kemampuan tanah
menahan beban pondasi tanpa mengalami keruntuhan akibat geser yang juga
ditentukan oleh kekuatan geser tanah. Tanah mempunyai sifat untuk meningkatkan
kepadatan dan kekuatan gesernya apabila menerima tekanan. Apabila beban yang
berkerja pada tanah pondasi telah melampaui daya dukung batasnya, tegangan geser
yang ditimbulkan dalam tanah pondasi melampaui kekuatan geser tanah maka akan
mengakibatkan keruntuhan geser tanah tersebut. Perhitungan daya dukung tanah dapat
dihitung berdasarkan teori Terzaghi:
 Daya dukung tanah untuk pondasi lajur
1
qult = cNc + 𝛾DNq + 𝛾BN 𝛾
2
(2.3)
 Daya dukung tanah untuk pondasi bujur sangkar
qult = 1,3cNc + 𝛾DNq + 0,4𝛾BN 𝛾
(2.4)
 Daya dukung untuk tanah jenuh
Apabila permukaan tanah terletak pada jarak D di atas dasar pondasi.
qult = 𝛾 (Df – D) + 𝛾′ D
(2.5)
(Sumber : Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
Dimana :
𝛾′ = 𝛾sat – 𝛾w = Berat Volume efektif dari tanah
2.7
D
= Kedalaman pondasi
B
= Lebar pondasi
𝛾
= Berat isi tanah
Nc, Nq, N𝛾
= Faktor daya dukung tanah tergantung pada sudut geser
Analisis Stabilitas Lereng
Gaya-gaya gravitasi dan rembesan (seepage) cenderung menyebabkan
ketidaksetabilan (instability) pada lereng alami (Natural slope), pada lereng yang
dibentuk dengan cara penggalian, dan pada lereng tanggul serta bendungan tanah
16
(earth dams). Tipe keruntuhan lereng yang paling penting digambarkan pada Gambar
2.2.
Gambar 2.2 Tipe-tipe keruntuhan lereng
Sumber: Mekanika Tanah, Craig, R. F., (1986)
Dalam kelongsoran rotasi (rotasional arc) bentuk permukaan runtuh pada
potongannya dapat berupa busur lingkaran (circular arc) atau kurva bukan lingkaran.
Pada umumnya, kelongsoran lingkaran berhubungan dengan kondisi tanah yang
homogen dan kelongsoran bukan lingkaran berhubungan dengan kondisi tidak
homogen. Kelongsoran translasi (translation slip) dan kelongsoran gabungan
(compound slip) terjadi bila bentuk permukaan runtuh dipengaruhi oleh adanya
kekuatan geser yang berbeda pada lapisan tanah yang berbatasan. Kelongsoran
translasi cenderung terjadi bila lapisan tanah yang berbatasan berbeda pada kedalaman
yang relatif dangkal di bawah permukan lereng, di mana permukaan runtuhnya akan
berbentuk bidang dan hampir sejajar dengan lereng. Kelongsoran gabungan biasanya
terjadi bila lapisan tanah yang berbatasan berada pada kedalaman yang lebih besar,
dan permukaan runtuhnya terjadi dari bagian-bagian lengkung dan bidang. (Craig, R.
F., 1986)
17
2.7.1 Teori Analisis Stabilitas Lereng
Maksud analisis stabilitas lereng adalah untuk menentukan faktor aman dari
bidang longsor. Faktor aman didefinisikan sebagai nilai banding antara gaya yang
menahan dan gaya yang menggerakan atau,
F=
τ
(2.6)
τd
dengan ;
𝜏 = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah
𝜏𝑑 = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor
F = faktor aman
Mohr – Coulumb, tahanan geser (𝜏) yang dapat dikerahkan tanah sepanjang bidang
longsornya dinyatakan :
𝜏 = 𝑐 + 𝜎𝑡𝑔𝜑
Dimana nilai c dan ∅ adalah parameter kuat geser tanah disepanjang bidang
longsornya. Persamaan geser yang terjadi akibat beban tanah dan beban lain pada
bidang longsornya :
𝜏𝑑 = 𝑐𝑑 + 𝜎𝑡𝑔𝜑𝑑
(2.7)
Dengan cd dan ∅𝑑 adalah kohesi dan sudut geser dalam yang berkerja sepanjang bidang
longsor yang dibutuhkan untuk keseimbangan pada longsornya.
Fs =
c + σtgφ
(2.8)
cd + σtgφd
atau :
𝑐𝑑 + 𝜎𝑡𝑔𝜑𝑑 =
𝑐
𝐹
+ 𝜎
𝑡𝑔𝜑
𝐹
(2.9)
dengan :
Fc =
𝐹𝜑 =
𝑐
𝑐𝑑
𝑡𝑔𝜑
𝑡𝑔𝜑𝑑
(2.10)
(2.11)
Bila persamaan (2.8), (2.10), dan (2.11) dibandingkan, adalah wajar bila Fs, menjadi
sama dengan 𝐹𝜑 harga tersebut memberikan angka keamanan terhadap kekuatan tanah,
atau, bila
𝑐
𝑐𝑑
=
𝑡𝑔𝜑
𝑡𝑔𝜑𝑑
18
Maka dapat dituliskan:
Fs = Fc = 𝐹𝜑
Fs = 1, maka lereng adalah dalam keadaan akan longsor. Umumnya, harga 1,5 untuk
angka keamanaan terhadap kekuatan geser dapat diterima untuk merencanakan
stabilitas lereng. (Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
2.7.2 Analisis Kelongsoran Translasi Bidang
A.
Lereng tak berhingga dengan kondisi tanpa rembesan
Gambar 2.3 Lereng tak berhingga tanpa rembesan
Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das, (1995)
Berat elemen PQTS adalah
𝑊 = 𝛾𝐿𝐻
(2.12)
Gaya W dapat diuraikan:
 Tegak lurus terhadap bidang longsor
𝑁𝑎 = 𝑊 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 𝛾 𝐿 𝐻 𝑐𝑜𝑠𝛽
 Searah pada bidang geser
𝑇𝑎 = 𝑊 𝑠𝑖𝑛𝛼 = 𝛾 𝐿 𝐻 𝑠𝑖𝑛𝛽
Tegangan normal dan tegangan geser yang terjadi pada bidang AB persatuan lebar :
𝜎=
𝜏=
𝑁𝑎
𝐿
𝑐𝑜𝑠𝛽
𝑇𝑎
𝐿
𝑐𝑜𝑠𝛽
= 𝛾𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛽
(2.13)
= 𝛾𝐻𝑠𝑖𝑛𝛽 𝑐𝑜𝑠𝛽
(2.14)
19
Dalam keadaan seimbang 𝜏𝑑 = 𝜏 = 𝛾𝐻𝑠𝑖𝑛𝛽 𝑐𝑜𝑠𝛽, sehigga :
𝜏𝑑 = cd + 𝛾𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛽 𝑡𝑎𝑛𝜑𝑑
Jadi,
𝛾𝐻𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑐𝑜𝑠𝛽 = 𝑐𝑑 + 𝛾𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛽𝑡𝑔𝜑𝑑
(2.15)
atau:
𝑐𝑑
𝛾𝐻
= 𝑐𝑜𝑠 2 𝛽(𝑡𝑎𝑛𝛽 − 𝑡𝑎𝑛𝜑𝑑 )
Dengan mengganti 𝑡𝑎𝑛𝜑𝑑 =
𝑐
𝐹=
𝛾𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛼𝑡𝑔𝛼
+
𝑡𝑎𝑛𝜑
𝐹𝑠
(2.16)
dan 𝑐𝑑 =
𝑐
𝐹𝑠
diperoleh:
𝑡𝑔𝜑
(2.17)
𝑡𝑔𝛼
Kondisi kritis terjadi jika F = 1 maka untuk tanah yang mempunyai ∅ dan c,
𝐻𝑐 =
𝑐
(2.18)
𝛾𝑐𝑜𝑠 2 𝛼(𝑡𝑔𝛼−𝑡𝑔𝜑)
Dengan Hc ketebalan maksimum, dimana lereng dalam kondisi akan longsor (kondisi
kritis).
Untuk tanah berbutir (c = 0) pada kondisi kritis, maka 𝐹𝑠 =
𝑡𝑎𝑛∅
𝑡𝑎𝑛𝛼
Lereng tak berhingga yang terdiri dari tanah pasir, harga Fs-nya tidak tergantung pada
tinggi H, dan lereng akan tetap stabil selama 𝛽 < ∅.
Untuk lempung jenuh (∅=0) persamaan menjadi :
𝐹=
𝑐
Pada kondisi kritis F=1, maka
B.
(2.19)
𝛾𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛽𝑡𝑎𝑛𝛽
𝑐
𝛾𝐻
= 𝑐𝑜𝑠 2 𝛽𝑡𝑎𝑛𝛽
Lereng tak berhingga dengan kondisi dengan rembesan
Gambar 2.4 Lereng tak berhingga dengan rembesan
Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das
20
Dengan dilakukan penurunan seperti diatas diperoleh :
𝑐
𝐹=
𝛾𝑠𝑎𝑡 𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛼𝑡𝑎𝑛𝛼
+
𝛾′ 𝑡𝑎𝑛𝜑
𝛾𝑠𝑎𝑡 𝑡𝑎𝑛𝛼
(2.20)
Untuk tanah granuler (c = 0) maka faktor aman,
𝐹=
𝛾′ 𝑡𝑎𝑛𝜑
(2.21)
𝛾𝑠𝑎𝑡 𝑡𝑎𝑛𝛼
Untuk tanah kohesif (∅ = 0), faktor aman
𝐹=
𝑐
(2.22)
𝛾𝑠𝑎𝑡 𝐻𝑐𝑜𝑠 2 𝛼 𝑡𝑎𝑛𝛼
2.7.3 Metode Irisan (Method of Slide)
Massa tanah diatas permukaan runtuh dibagi dalam bidang – bidang vertical
menjadi sejumlah irisan dengan lebar b. dasar tiap irisan diasumsikan sebagai garis
lurus. Untuk setiap irisan, sudut yang dibentuk oleh dasar irisan dan sumbu horizontal
adalah 𝛼. Tinggi yang di ukur pada garis sumbu adalah h.
Faktor keamanan didefinisikan sebagai rasio kekuatan geser yang ada terhadap
kekuatan geser yang harus dikerahkan untuk mempertahankan syarat batas
keseimbangan.
Untuk pengamatan keseimbangan :
Nr = Wn cos𝛼𝑛
(2.23)
Gaya geser perlawanan dapat dinyatakan sebagai berikut :
Tr = 𝜏𝑑 (∆Ln) =
𝜏𝑓 (∆𝐿𝑛 )
𝐹𝑠
=
1
𝐹𝑠
( c + 𝜎tan𝜑)∆Ln
(2.24)
Tegangna normal 𝜎 dalam persamaan di atas adalah sama dengan :
𝑁𝑟
∆𝐿𝑛
=
𝑊𝑛 cos 𝛼𝑛
(2.25)
∆𝐿𝑛
Untuk keseimbangan blok percobaan ABC, momen gaya dorong terhadap titik O adalh
sama dengan perlawanan terhadap titik O, atau :
n p
 W r sin 
n 1
n
n
=
n p
1
n 1
s
 F  c 


Wn cos  n
. tan  .Ln 
. r
Ln

(2.26)
21
Atau :
n p
Fs 
 c.L
n 1
n
 Wn . cos  n . tan  
(2.27)
n p
 W . sin 
n 1
n
n
 Ln dalam persamaan (2.37) diperkirakan sama dengan
(bn )
dengan bn = lebar
cos  n
potongan nomor n. Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan Gambar 2.4,
dengan AC merupakan lengkung lingkaran sebagai permukaan bidang longsor
percobaan. Tanah yang berada diatas bidang longsor percobaan dibagi dalam beberapa
irisan tegak. Lebar dari tiap – tiap irisan tidak harus sama. Wn adalah berat irisan. Gaya
– gaya Nr dan Tr adalah komponen tegak dan sejajar dari reaksi R. Pn dan Pn+1 adalah
gaya normal yang berkerja pada sisi – sisi irisan. Demikian juga, gaya geser yang
berkerja pada sisi irisan adalah Tn dan Tn+1.
Gambar 2.5.a Analisa lereng dengan metode irisan
Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das, (1995)
22
Gambar 2.5.b Gaya – gaya pada segmen
Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das, (1995)
2.7.4 Metode bishop disederhanakan (simplified bishop method)
Metode Bishop disederhanakan (bishop,1955) mengangap bahwa gaya – gaya yang
berkerja pada sisi – sisi irisan mempunyai resultan nol pada arah vertical. Dalam
metode ini, pengaruh gaya – gaya pada sisi tepi irisan diperhitungkan.
Misalkan :
Pn  Pn1  P ; Tn  Tn1  T
Maka :
 tan    c.Ln 
  

Tr  N r .tan d   cd .Ln  N r .
 Fs   Fs 
(2.28)
Jumlah gaya vertical (irisan n) :
 N tan  c.Ln 
 sin  n
Wr  T  N r cos  n   r

Fs 
 Fs
(2.29)
c.Ln
. sin  n
Fs
Nr 
tan  . sin  n
cos  n 
Fs
(2.30)
Atau :
Wn  T 
23
Momen terhadap O :
n p
n p
n 1
n 1
Wn .r. sin  n   Tn .r
Tr 
(2.31)
1
c   tan  .Ln  1 c.Ln  N r . tan  
Fs
Fs
(2.32)
Dengan memasukan persamaan (2.30) dan (2.32) kedalam persamaan (2.31)
didapatkan :
n p
Fs 
 c.b
n 1
n
 Wn . tan   T . tan  
n p
 W . sin 
n 1
n
1
ma ( n )
(2.33)
n
Dengan :
ma ( n )  cos  n 
tan  . sin  n
Fs
(2.34)
Untuk penyerderhanaan, bila diumpamakan T = 0, maka persamaan (2.32) menjadi:
n p
Fs 
 c.b
n 1
n
 Wn . tan  
n p
 W . sin 
n 1
n
1
ma ( n )
(2.35)
n
2.7.5 Metode Elemen Hingga
Metode elemen hingga adalah prosedur perhitungan yang dipakai untuk
mendapatkan pendekatan dari permasalahan metematis yang sering muncul pada
rekayasa teknik, inti dari metode tersebut adalah membuat persamaan matamatis
dengan berbagai pendekatan dan rangkaiaan persamaan aljabar yang melibatkan nilainilai pada titik – titik distrik pada bagian yang dievaluasi. Persamaan metode elemen
hingga dibuat dan dicari solusinya dengan sebaik mungkin untuk menghindari
kesalahan pada hasil akhirnya.
24
Gambar 2.6. Contoh jaring – jaring dari Elemen Hingga
Jarring (mesh) terdiri dari elemen – elemen yang dihubungkan oleh node. Node
merupakan titi – titik pada jarring dimana nilai dari variable primernya dihitung.
Missal untuk analisis displacement, nilai variable primernya adalah nilai dari
displacement. Nilai – nilai nodal displacement diinterpolasikan pada elemen agar
didapatkan persamaan ajabar untuk displacement, dan regangan, melalui jaring –
jaring yang terbentuk.
A.
PLAXIS
Plxasi adalah salah satu program apalikasi komputer berdasarkan metode elemen
hingga dua dimensi yang digunakan secara khusus untuk menganalisis deformasi,
stabilitas, dan aliran air tanah dalam rekayasa geoteknik. Kondisi sesungguhnya dapat
dimodelkan dalam regangan bidang maupun secara axisymetris. Program ini
menerapkan metode antarmuka grafis yang mudah digunakan sehingga pengguna
dapat dengan cepat membuat model jaring elemen berdasarkan penampang melintang
dari kondisi yang ingin dianalisis. Secara garis besar program Plaxis ini terdiri dari
empat sub program yaitu, masukan, perhitungan, keluaran atau hasil perhitungan dan
kurva. (Anonim, 2012).
Kondisi dilapangan yang disimulasikan ke dalam program Plaxis ini bertujuan
untuk mengimplementasikan tahapan pelaksanaan di lapangan ke dalam tahapan
pengerjaan pada program, dengan harapan pelaksanaan di lapangan dapat didekati
sedekat mungkin pada program, sehingga respon yang dihasilkan dari program dapat
diasumsikan sebagai cerminan dari kondisi yang sebenarnya terjadi di lapangan.
(Anonim, 2012).
25
2.7.6 Elemen Untuk Analisa Dau Dimensi
Analisis dua dimensi pada umumnya merupakan analisa yang menggunakan
elemen triangular atau quadrilateral. Bentuk umum dari elemen – elemen tersebut
berdasarkan pada pendekatan Iso-Parametric dimana fungsi interpolasi polynominal
dipakai untuk menunjukkan displacement pada elemen.
Gamabar 2.7.Elemen – elemen Triangular dan Largrange
2.8 Tekanan Tanah Lateral
2.8.1 Teori Rankine
Teori rankine mempertimbangkan keadaan tegangan pada massa tanah ketika
kondisi keseimbangan plastisnya telah tercapai, yaitu pada keruntuhan gesernya pada
suatu titik terjadi pada seluruh tanah. (Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
Permukaan Dinding
𝑧
𝜎𝑧
Kondisi Pasif
Kondisi Aktif
𝜎𝑥
Gambar 2.8. Kondisi elemen tanah aktif dan pasif pada teori Rankine
26
A.
Tekanan Tanah Aktif
Jika terjadi pergerakan dinding menjauhi tanah (keadaan aktif), maka nilai 𝜎𝑥
(tegangan horizontal) berkurang karena terjadi pengembangan tanah. Jika
pengembagnan tanah yang terjadi besar, nilai 𝜎𝑥 berkurang sampai suatu nilai
maksimum sedemikian rupa sehingga terbentuk kondisi keseimbangan plastis. Karena
kondisi demikian, maka terjadi penurunan 𝜎𝑥 sehingga 𝜎𝑥 merupakan tegangan utama
minimum.
Tegangan 𝜎𝑥 adalah bagaian overburden akibat beban tanah di atasnya pada
kedalaman z dari permukaan tanah merupakan tegangan utama maksimum dan
mempunyai nilai yang tetap tergantung dari kedalaman dan berat volume tanah.
Hubungan antara 𝜎𝑥 dan 𝜎𝑧 dapat diturunkan dari lingkaran mhor dan menyinggung
selubung keruntuhan (failure envelope) tanah.
𝜏
∅
∅
𝜃
𝜎𝑥
𝜎𝑧
𝜎
Gambar 2.9. Lingkaran Mohr: teori tegangan tanah aktif Rankine
𝜎𝑥
= tegangan aktif tanah
2x𝜃
= 180 – (90- 𝜑)
= 90 + 𝜑
= 45 + 𝜑/2
Sin 𝜑
=
𝑄𝑃
𝑂𝑃
=
1
𝑥(𝜎𝑧−𝜎𝑥)
2
1
𝑥(𝜎𝑧+𝜎𝑥)
2
Sin 𝜑 x (𝜎𝑧 + 𝜎𝑥) = (𝜎𝑧 − 𝜎𝑥)
27
𝜎𝑥 x (1 + sin 𝜑)
= 𝜎𝑧 x (1 – sin 𝜑)
𝜎𝑥
=
𝜎𝑥
=
𝜎𝑥
= Ka x 𝛾 x z
Pa
= ∫0 𝜎𝑥 (𝑑𝑧)
Pa
= ∫0 𝐾𝑎 𝑥𝛾 𝑥 𝑧 (𝑑𝑧)
Pa
=
(1−sin 𝜑)
(1+sin 𝜑)
(1−sin 𝜑)
(1+sin 𝜑)
x 𝜎𝑧
x𝛾xz
𝐻
𝐻
1
2
x 𝛾 x H2 x Ka
Sehingga:
Ka
=
(1−sin 𝜑)
(1+sin 𝜑)
𝜑
= tan2 (45 − 2 )
(Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
B.
Tekanan Tanah Pasif
Pada kondisi pasif, dinding bergerak kea rah massa tanah sehingga nilai 𝜎𝑥 akan
bertambah sampai terjadi kesetimbangan plastis. Untuk kondisi ini 𝜎𝑥 akan
merupakan tegangan maksimum.
Tegangan 𝜎𝑧 yang merupakan tegangan overburden akibat beban tanah di
atasnya pada kedalaman z menjadi tegangan minimum. Hubungan antara 𝜎𝑥 dan 𝜎𝑧
dapat diturunkan dari lingkaran mohr dan menyinggung selubung keruntuhan (failure
envelope) tanah.
𝜎𝑥
Sin 𝜑
= tegangan aktif pasif
=
𝑄𝑃
𝑂𝑃
=
1
𝑥(𝜎𝑧−𝜎𝑥)
2
1
𝑥(𝜎𝑧+𝜎𝑥)
2
Sin 𝜑 x (𝜎𝑥 + 𝜎𝑧) = (𝜎𝑥 + 𝜎𝑧)
𝜎𝑧 x (1 + sin 𝜑)
= 𝜎𝑥 x (1 – sin 𝜑)
𝜎𝑥
=
𝜎𝑥
=
(1+sin 𝜑)
(1−sin 𝜑)
(1+sin 𝜑)
(1−sin 𝜑)
x 𝜎𝑧
x 𝛾 x z = Kp x 𝛾 x z
28
𝐻
Pp
= ∫0 𝜎𝑥 (𝑑𝑧)
Pp
= ∫0 𝐾𝑝 𝑥 𝛾 𝑥 𝑧 (𝑑𝑧)
Pp
=
𝐻
1
2
x 𝛾 x H2 x Kp
Dimana:
Kp
=
(1+sin 𝜑)
(1−sin 𝜑)
𝜑
= tan2 (45 + 2 )
(Sumber: Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M.Das)
2.8.2 Pengaruh Beban Pada Tanah Urugan
A.
Beban Titik
Tekanan lateral akibat beban titik diatas tanah urug dapat di hitung dengan
persamaan Boussinesq (Spangler, 1938). Jika beban titik P terletak sejauh seperti
ditunjukan dalam Gambar 2.11, dengan menganggap angka poisson (  ) = 0,5,
maka :
h 
P
2
 3x 2 z

 x2  z 2




52 


(2.36)
Gambar 2.10 Beban Titik
29
Untuk m ≤ 0,4 :
x 
0,28Q
n2
.
H 2 0,36  n 2


3
(2.37)
Untuk m > 0,4 :
x 
B.
1,77Q m 2 .n 2
.
H 2 m2  n2


3
(2.38)
Beban Terbagi Rata Memanjang
Beban terbagi rata memanjang (q) dapat berupa jalan raya, kereta api, timbunan
tanah dan lain – lain. Tekanan tanah lateral akibat beban tersebut dapat dihitung
dengna persamaan Terzaghi (1943), sebagai berikut :
h 
2q

  sin  cos 2 
(2.39)
Dengan 𝛼 dan 𝛽 adalah sudut (dalam radian) yang ditunjukkan dalam Gambar 2.12.
Dalam gambar tersebut ditunjukkan pula bentuk diagram tekanan tanah lateralnya.
Gambar 2.11 Beban Merata
2.9 Terasering
Teras adalah banguna konservasi tanah dan air yang dibuat dengan penggalian
dan pengurugan tanah, membentuk banguan utama berupa bidang olah guludan dan
saluran air yang mengikuti kontur serta dapat pula dilengkapi dengan bangunan
pelengkapnya seperti saluran pembuangan air (SPA) dan terjunan air yang tegak lurus
kontur.(Yuliarta et al, 2002)
30
Terdapat berbagai cara mekanik dalam menahan erosi air dan angin. Cara utama
adalah dengan membentuk mulsa tanah dengan cara menyusun campuran dedaunan
dan ranting pohon yang berjatuhan diatas tanah dan membentuk penahan aliran air,
misalnya dengan membentuk teras – teras di perbukitan (terasering) dan pertanian
berkontur. Mulsa adalah sisa tanaman, lembaran plastis, atau susunan batu yang
disebar di permukaan tanah. Mulsa berguna untuk melindungi permukaan tanah dari
terapaan hujan, erosi, dan menjaga kelembaban, struktur, kesuburan tanah, serta
menghambat pertumbuhan gulma (rumput liar).
Pembuatan terasering dilakukan untuk mengurangi panjang lereng dan menahan
atau memperkecil aliran permukaaan agar air dapat meresap ke dalam tanah. Jenis
terasering antara lain teras datar, teras kredit, teras guludan, dan teras bangku. Jadi
secara garis besar terasering adalah kondisi lereng yang dibuat bertangga – tangga
yang dapat digunakan pada timbunan atau galian yang tinggi dan berfungsi untuk :
1. Menambah stabilitas lereng.
2. Memudahkan dalam perawatan (konversi lereng).
3. Memperpanjang daerah resapan air.
4. Memperpendek panjang lereng dan atau memperkecil kemiringan lereng.
5. Mengurangi kecepatan aliran permukaan (run off).
6. Dapat digunakan untuk landscaping.
2.9.1 Jarak Antar Garis Lintasan
Semakin dekat batas garis antar lintasan maka peluang untuk erosi berkurang.
Juga peluang untuk memproduksi unsur hara dalam bentuk biomassa semakin besar
dan memungkinkan tumbuh dengan baik. Ada 2 kriteria untuk menentukan jarak antar
lintasan: garis vertical dan garis horizontal. Secara vertikal, sebaiknya garis berikutnya
tidak lebih dari 1 meter dibawahnya untuk mencegah erosi berlebihan. Pada bagian
yang kemiringannya ekstrim atau curam, jaraknya harus lebih pendek. Sementara itu,
pada lahan yang datar, sebaiknya jarak horizontal antar garis tidak lebih dari 5 meter
untuk memaksimalkan menajemen kesuburna tanah ditunjujkan pada Gambar 2.13.
(Mindanao Baptist Rural Life Center (MBRLC), 1971).
31
Jarak horizontal < 5m
Jarak vertikal
1,0
m
1,0
m
1,0
m
Gambar 2.12 Mengukur garis lintasan.
Sumber: Mindanao Baptist Rural Life Center (MBRLC), (1971)
2.9.2 Jenis – jenis Terasering
A. Teras Datar (level terrace)
Teras datar atau teras sawah (leve terrace) adalah bangunan konservasi tanah
berupa tanggul sejajar kontur, dengan kelerengan lahan tidak lebih dari 3 % dilengkapi
saluran diatas dan dibawah tanggul. (Yuliarta, 2002).
Teras datar dibuat tepat menurut arah garis kontur dan pada tanah – tanah yang
permeabilitasnya cukup besar sehingga tidak terjadi penggenangan dan tidak terajadi
aliran air melalui tebing teras. Teras datar pada dasarnya berfungsi menahan dan
menyerapa air, dan juga sangat efektif dalam konservasi air. (Arsyad, 1989)
Tujuan utama dari teras datar ini adalah konservasi air / kelembaban tanah,
sedangkan pengendalian erosi adalah tujuan skunder. Karena itu teras tipe ini dibangun
di daerah dengan curah hujan rendah sampai sedang untuk menahan dan meresapkan
air ke lapisan tanah. Di daerah yang permeabilitasnya tinggi, teras tipe ini dapat
digunakan untuk di daerah dengan curah hujan tinggi. Sketsa teras datar ditunjukan
pada Gambar 2.14. (Schwab et. al., 1966)
Gambar 2.13 Teras Datar
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
32
Cara pembuatan teras datar adalah : (a) tanah digali menurut garis kontur dan
tanah galiannya ditimbunkan ke tepi luar, (b) teras dibuat sejajar dengan garis kontur,
(c) lebar guludan atas 0,37 – 0,5 m, lebar dasar guludan bawah menyesuaikan
kemiringan guludan, (d) jarak tepi bawah saluran di bawah guludan terhadap tengah
guludan 2,5 – 3,5 m, sedang jarak tepi atas saluran di atas guludan terhadap tengah
guludan 3 – 6 m, (e) guludan ditanami rumput makanan ternak. (Priyono, et. al., 2002)
B.
Teras Kredit (ridge terrace)
Teras kredit merupakan banguanan konversi tanah berupa guludan tanah atau
batu sejajar kontur, bidang olah tidak dirubah dari kelerengan tanah asli. Teras kredit
merupakan gabungan antara saluran dan guludan menjadi satu. (Priyono, et. al., 2002).
Teras kredit biasanya, dibuat pada tempat dengan kemiringan lereng antara 3 –
10 persen, dengan cara membuat jalur tanaman penguat teras (lamtorom, kaliandra,
gamal) yang ditanam mengikuti kontur. Jarak antara larikan 5 – 12 meter. Tanaman
pada larikan teras berfungsi untuk menahan butir – butir tanah akibat erosi dari sebelah
atas larikan. Lama kelamaan permukaan tanah bagian atas akan menurun, sedangkan
bagian bawah yang mendekat dengan jalur tanaman akan semakin tinggi. Proses ini
berlangsung terus – menerus sehingga bidang oleh menjadi datar atau mendekati datar.
(Sukartaatmadja, 2004)
Cara pembuatan teras kredit adalah : (a) persiapan lapangan dimulai dengan
memancangkan patok – patok menurut garis kontur dengan menggunakan waterpas
plastik. Jarak patok dalam garis kontur 5 m, dan jarak antar barius 5 – 12 m, (b)
pembuatan bangunan teras berupa guludan tanah atau guludan batu yang arahnya
sejajar garis kontur, (c) penamaman tanaman penguat teras (kaliandra, lomtoro, gamal)
secara rapat di sepanjang guludan. Benih / biji jenis tanaman tahunan (legume tree
crop) ditanam dengan secara merata. Bila digunakan stek atau stump, jarak tanamnya
0,5 m sepanjang guludan. Informasi teknis lain berkaitan dengan teras kredit adalah :
(a) pembuatan teras tipe ini akan mengakibatkan pengurangan luas lahan sebesar 10 –
20 %, (b) teras kredit tidak cocok diterapkan pada tanah – tanah yang peka longsor,
(c) sedimen untuk meninggikan guludan, (d) arah pengolahan tanah dimulai dari
bagian lereng bawah. Sketsa teras kredit ditunjukan pada Gambar 2.14. (Priyono, et.
al., 2002).
33
Gambar 2.14. Teras Kredit
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
C.
Teras Guludan (cotour terrace)
Teras guludan adalah suatu teras yang membentuk guludan yang dibuat
melintang lereng dan biasanya dibuat pada lahan dengan kemiringan lereng 10 – 15
%. Sepanjang guludan sebelah dalam terbentuk saluran air yang landau sehingga dapat
manampung sedimen hasil erosi. Saluran tersebut juga berfungsi untuk mengalirkan
aliran permukaan dari bidang olah menuju saluran pembuang air. Kemiringan dasar
saluran 0,1%. Teras guludan hanya dibuat pada tanah yang bertekstur lepas dan
permabilitas tinggi. Jarak antar teras guludan 10 meter tapi pada tahap berikutnya di
antara guludan dibaut guluda lain sebanyak 3 – 5 jalur dengan ukuran lebih kecil.
(Sukartaatmadja, 2004).
Teras guludan adalah bangunan konservasi tanah berupa guludan tanah dan
selokan / saluran air yang dibuat sejajar kontur, dimana bidang olah tidak diubah dari
kelerengan permukaan asli. Di antara dua guludan besar dibuat satu atau beberapa
guludan kecil. Teras ini dilengkapi dengan saluran pembuangan air (SPA) sebagai
pengumpul limpasan dan drainase teras. Sketsa teras guludan ditunjukan pada
Gambar 2.15. (Priyono, et. al., 2002).
Gambar 2.15 Teras Guludan
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
34
D.
Teras Bangku (bench terrace)
Teras bangku adalah bangunan teras yang dibuat sedemikian rupa sehingga
bidang olah miring ke belakang (reverse back slope) dan dilengkapi dengan bangunan
pelengkap lainnya untuk menampung dan mengalirkan air permukaan secara aman dan
terkendali. (Sukartaatmadja, 2004).
Teras bangku adalah serangkaian dataran yang dibangun sepanjang kontur pada
interval yang sesuai. Bangunan ini dilengkapi dengan saluran pembuangan air (SPA)
dan ditanami dengan rumput untuk penguat teras. Jenis teras bangku ada yang miring
ke luar dan miring ke dalam. (Priyono, et. al., 2002)
Teras bangku atau teras tangga dibuat dengan jalan memtong lereng dan
meratakan tanah di bagian bawah sehingga terjadi suatu deretan bentuk tangga atau
bangku. Teras jenis ini dapat datar atau miring ke dalam. Teras bangku yang berlereng
ke dalam dipergunakan untuk tanah – tanah yang permeabilitasnya rendah dengan
tujuan agar air yang tidak segera terinfiltrasi tidak mengalir ke luar melalui talud. Teras
bangku sulit dipakai usaha pertanian yang menggunakan mesin – mesin pertanian yang
besar dan memerlukan tenaga dan modal yang besar untuk membuatnya. Sketsa teras
bangku ditunjukan pada Gambar 2.16. (Arsyad, 1989).
Gambar 2.16 Teras Bangku
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
35
Menurut Peraturan Mentri Pertanian (2006) beberapa hal yang perlu mendapat
perhatian dalam pembuatan teras bangku:

Dapat diterapkan pada lahan dengan kemiringan 10 – 40%, tidak dianjurkan
pada lahan dengan kemiringan >40% karena bidang olah akan menjadi
terlalu sempit.

Tidak cocok pada tanah dangkal (<40 cm).

Tidak cocok pada lahan usaha pertanian yang menggunakan mesin
pertanian.
E.

Tidak dianjurkan pada tanah dengan kandungan aluminium dan besi tinggi.

Tidak dianjurkan pada tanah – tanah yang mudah longsor.
Teras Individu
Teras individu dibuat pada lahan dengan kemiringan lereng antara 30 – 50%
yang direncanakan untuk areal penanaman tanaman pekebunan di daerah yang curah
hujannya terbatas dan penutupan tanahnya cukup baik sehingga memungkinkan
pembuatan teras individu. Teras dibuat berdiri sendiri untuk setiap tanaman (pohon)
sebagai tempat pembuatan lobang tanaman. Ukuran teras individu disesuaikan dengan
kebutuhan masing – masing jenis komoditas. Cara dan teknik pembuatan teras individu
cukup sederhana yaitu dengan menggali tanah pada tempat rencana lubang tanaman
dan menimbunnya ke lereng sebelah bawah sampai datar sehingga bentuknya seperti
teras bangku yang terpisah. Tanah di sekliling teras individu tidak dioalh (tetap berupa
padang rumput) atau di tanami dengan rumput atau tanaman penutup tanah. Sketsa
teras individu ditunjukan pada Gambar 2.17a dan Gambar 2.17b. (Sukartaatmadja,
2004).
Gambar 2.17.a Teras Individu
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
36
Gambar 2.17.b Potongan Melintang Teras Individu
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
F.
Teras Kebun
Teras kebun dibuat pada lahan – lahan dengan kemiringan lereng antara 30 –
50% yang direncanakan untuk areal penanaman jenis tanaman perkebunan. Pembutan
teras hanya dilakukan pada jalur tanaman sehingga pada areal tersebut terdapat lahan
yang tidak diteras dan biasanya ditutup oleh vegetasi penutup tanah. Ukuran lebar jalur
teras dan jarak antar jalur teras disesuaikan dengan jenis komoditas. Dalam pembuatan
teras kebun, lahan yang terletak di antara dua teras yang berdampingan dibiarkan tidak
diolah. (Sukartaatmadja, 2004).
Dijelaskan bahwa teras kebun merupakan bangunan konservasi tanah teras yang
dibuat hanya pada bagian lahan yang akan ditanami tanaman tertentu, dibuat sejajar
kontur dan membiarkan bagian lainnya tetap seperti keadaan semula, biasanya
ditanami tanaman penutup tanah. Teras ini dibuat pada lahan dengan kemiringan 10 –
30%, tetapi dapat dilakukan sampai kemiringan 50% jika tanah cukup stabil / tidak
mudah longsor. Sketsa teras kebun ditunjukan pada Gambar 2.18. (Yuliarta, et. al.,
2002).
Gambar 2.18 Teras Kebun
Sumber: Priyono, et. al., (2002)
37
Dalam pembuatan teras kbun, perisapan dilapangan adalah: (a) patok induk
dipasang mengikuti lereng dengan nomor kode 1, 2, dan seterusnya. Jarak antara dua
patok induk disesuaikan dengan rencana jarak tanaman; pemasangan dimulai dari
bagian datas lereng, (b) patok pembantu merupakan patok batas galian tanah, dengan
nomo kode 1A, 1B dan seterusnya; dipasang dikanan kiri patok induk, demikian
seterusnya. Untuk menentukan letak patok pembantu digunakan waterpass agar
arahnya sejajar garis kontur. Jarak antara 2 patok sekitar 5 meter atau sesuai dengan
rencana jarak tanam dalam jalur, (c) di bawah patok pembantu dipasang patok batas
timbunan dengan nomor kode 1a, 1b, 1c, dan seterusnya yang sejajar dengan patok
pembantu nomor kode 1A, 1B, 1C, dan seterusnya. Jarak antara patok pembantu dan
patok batas timbunan sekitar 1,5 meter dan jarak antara 2 batas timbunan 5 meter.
Pelaksanaan pembuatan bangunan teras adala: (a) membuat batas galian dengan
menghubungkan patok – patok pembuatan melalui pencangkulan tanah, (b) menggali
tanah dibagian bawah batas galain dan timbunkan ke bagian bawah sampai patok batas
timbunan, (c) tanah urugan didapatkan dan permukaan tanah dibuat miring ke arah
dalam sekitar 1%, (d) dibawah talud dibuat selokan teras atau saluran buntu dengan
panjang 2 m, lebar 20 cm, dan dalam 10 cm. (Yuliarti, et. al., 2004)
2.10 Dinding Turap
Turap adalah konstruksi yang dapat menahan tekanan tanah di sekelilingnya dan
mencegah terjadinya kelongsoran tanah untuk sementara waktu. Konstruksi ini terdiri
dari dinding turap dan penyangganya. Stabilitasnya didapat dari gaya tekanan
horizontal tanah, ditempat turap dipancangkan dan gaya tahanan horizontal dari
jangkar.
38