ANALISA KESTABILAN LERENG AKIBAT VARIASI TINGGI MUKA AIR TANAH (LOKASI DESA KEMUNING KABUPATEN JEMBER, JAWA TIMUR)

ANALISA KESTABILAN LERENG AKIBAT VARIASI TINGGI MUKA AIR TANAH (LOKASI DESA KEMUNING KABUPATEN JEMBER, JAWA TIMUR) DISUSUN OLEH : ANDIKA ZAIN N YERRY KAHADITU F

3107 100 536 3107 100 538

LATAR BELAKANG RUMUSAN MASALAH TUJUAN BATASAN MASALAH MANFAAT PENELITIAN

LATAR BELAKANG

RUMUSAN MASALAH Masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini mencangkup beberapa hal sebagaimana berikut : Bagaimana pengaruh pembasahan terhadap perubahan kadar air (w) ,angka

pori (e), dan derajat kejenuhan (Sr) dengan kepadatan dan kadar air kondisi initial lapangan. Bagaimana pengaruh perubahan kadar air akibat proses pembasahan terhadap tegangan air pori negatife (suction) dan parameter tegangan geser tanah (c). Bagaimana perubahan angka keamanan lereng (SF) akibat pembasahan pada berbagai kondisi kadar air yang berbeda. Bagaimana permodelan pada kelongsoran.

TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah : Untuk mengetahui perubahan kadar air akibat pembasahan terhadap

parameter fisik yaitu kadar air (w), angka pori (e), derajat kejenuhan (Sr) dari kondisi initialnya. Untuk mengetahui pengaruh pembasahan tanah terhadap perubahan tegangan air pori negatif (suction) dan tegangan geser (c) pada tanah . Untuk mengetahui proses pembasahan terhadap angka keamanan (SF) stabilitas tanah dasar dengan disertai simulasi model dengan bantuan program komputer. Untuk mengetahui permodelan kelongsoran yang terjadi akibat pengaruh pembasahan dengan bantuan GEO SLOPE.

BATASAN MASALAH Untuk mendapatkan hasil penelitian yang memadai, tinjauan dalam penelitian ini dibatasi sebagai berikut : Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah undisturb

yang diambil dari 4 titik didaerah lereng Desa Kemuning, Kab.Jember dengan pengambilan sampel tiap 2 meter sampai kedalaman 30 meter. Proses pembasahan dilakukan dengan cara menambahkan air kedalam benda uji, hingga kadar air benda uji menjadi ; Wi+25%(Wsat-Wi) , Wi+50%(Wsat-Wi) , Wi+75%(Wsat-Wi) , Wi+100%(Wsat-Wi) ,dan Wi adalah kadar air asli lapangan dan Wsat adalah kadar air kondisi jenuh. Dalam penelitian ini dipakai studi parametrik ,disertai studi analisis model dengan bantuan GEO SLOPE untuk mendapatkan gambaran perilaku kelongsoran . Kuat geser tanah diukur langsung menggunakan alat uji geser langsung (direct shear test) ,untuk pengukuran suction digunakan kertas whatman No.42.

MANFAAT PENELITIAN Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk memberikan gambaran tentang parameter fisik tanah, visualisasi kelongsoran lereng, dan mekanik tanah seperti angka pori, derajat kejenuhan, tegangan air pori negatif dan kekuatan geser pada tanah asli dan tanah yang telah dikondisikan pada berbagai variasi kadar air akibat dari proses pengulangan siklus pembasahan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA PARTIKEL – PARTIKEL TANAH TANAH LANAU TANAH LEMPUNG KONSISTENSI TANAH TANAH TIDAK JENUH AIR PENGUKURAN SUCTION UJI GESER LANGSUNG PROSES PEMBASAHAN PEMPROGRAMAN GEO - SLOPE

PARTIKEL – PARTIKEL TANAH Tanah memiliki berbagai ukuran butiran dan dikelompokkan sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pada tanah tersebut. Kerikil adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang-kadang juga mengandung partikel-partikel mineral quartz, feldspar,dan mineral lainnya. Begitu pula dengan pasir, sebagian besar terdiri dari mineral quartz dan feldspar, serta mungkin juga terdapat mineral lainnya. Sedangkan lanau sebagian besar merupakan fraksi mikroskopis dari tanah yang terdiri dari butiran-butiran quartz yang sangat halus, dan sejumlah partikel berbentuk lempengan – lempengan pipih yang merupakan pecahan dari mineral mika. Dan berikutnya adalah lempung yang sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan submikroskopis yang berbentuk lempengan – lempengan pipih yang merupakan partikel dari mika, mineral-mineral lempung, dan mineral – mineral yang sangat halus lainnya. Selain itu lempung didefinisikan sebagai golongan partikel yang berukuran kurang dari 0,002 mm. Namun demikian, dibeberapa kasus, partikel berukuran antara 0,002 - 0,005 mm juga masih digolongkan sebagai partikel lempung. (Das, B.M, 1985)

TANAH LANAU Menurut Bowles (1991), yang dikatakn tanah lanau adalah partikel – partikel

mineral yang ukrannya berkisar antara maksimum 0,05 mm sampai 0,074 mm. Tanah lanau biasanya menunjukkan kohesi atau tarikan pertikel dan adhesi serta dapat juga kohesi semu. Umumnya kohesi pada tanah lanau disebakan oleh partikel – partikel lempung yang tersbar diseluruh massa tanah tersebut. Seringkali sejumlah kecil (5% - 8%) partikel lempungpun akan memberiakan karakteristik lempung yang berpengaruh pada lanau. Lanau pada umumnya bukan merupakan bahan pondasi yang baik, kecualai jika kering atau telah mengalami kompresi yang tiinggi sehingga menjadi batuan sedimenter (batu lanau) tanah lanau biasanya lepas dan sangat kompresibel. (Mitcell, 1976), sama halnya dengan kerikil dan pasir, sebagian besar frakasi lanau tersusun atas mineral bukan lempung Menurut Mitchell (1976), batuan beku yang merupakan smber material pembentuk tanah, mengandung mineral feldspar (sekitar 60%), dan pyroxenes beserta amphybol sekitar 17%. Selain feldspar dan amphybol, batuan beku juga mengandung quartz sekitar 12%, mika 4% dan mineral lainnya sekitar 8%. Berdasarkan klasifikasi AASHTO (American Association of Stage Highway and Transportstion Officials) dan USCS (Unified Soils Classificatin System), lanau dan lempung tergolong kedalam material berbutir halus.

TANAH LEMPUNG Lempung (Clay) sebagian besar teridiri dari partikel mikroskopis dan sub mikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas dengan mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan – lempengan pipih dan merupakan partikel – partikel dari mika, mineral –mineral lempung yang merupakan senyawa alumunium silikat yang kompleks dan mineral – mineral yang sangat halus lainnya. Lempung didefinisikan sebagai golongan partikel yang berukuran kurang dari 0,002 mm (=2 mikron). Namun dibeberapa kasus partikel berkuran 0,002 mm sampai 0,005 mm juga masih digolongkan sebagai partikel lempung. Disini tanah diklasifikasikan sebagai lempung (hanya berdasarkan pada ukuran partikelnya)tapi belum tentu tanah dengan ukuran partikel lempung tersebut juga mengandung mineral –mineral lempung (clay minerals). Dari segi mineral yang disebut tanah lem[ung (dan mineral lempung) adalah yang mempunyai partikel mineral – mineral tertentu yang menghasilkan sifat –sifat plastis pada tanah bila bercampur dengan air (Grim, 1953).

KONSISTENSI TANAH Menurut Attenberg, jika kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air menjadi sangat

lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung dalam tanah, tanah dapat dipisahkan menjadi 4 keadaan dasar, yaitu : padat, semipadat, plastis, dan cair. Menurut Attenberg (1911), kadar air dinyatakan dalam persen, dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke semi padat didefinisikan sebagai batas susut (shrinkage limit). Kadar air dimana transisi dari keadaan semipadat ke plastis dinamakan sebagai batas plastis (plastic limit). Dan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limit). Batas-batas ini dikenal dengan batas –batas Attenberg. (Das, B.M, 1985) Konsistensi lempung dan tanah kohesif lainnya biasanya dinyatakan dengan istilah lunak, sedang, kaku, atau keras. Ukuran kuantitatif konsistensi yang paling langsung adalah beban per satuan luas dimana contoh tanah bebas (unconfined) berbentuk silinder atau prismatik runtuh dalam uji pemampatan sederhana. Besaran ini dikenal sebagai kekuatan kompresif bebas (unconfined compressive strength) tanah. Nilai kekuatan kompresif yang berkaitan dengan aneka derajat konsistensi, beserta identifikasi lapangannya dapat dilihat pada tabel 2.1 dan tabel 2.2. Sedangkan nilai-nilai perkiraan daya dukung aman untuk tanah lempung dapat dilihat pada Tabel 2.3. (Terzaghi, K., dan R.B. Peck 1993)

Tabel 2.1. Konsistensi Lempung dalam Bentuk Kekuatan Kompresif Bebas Konsistensi

Qu

Tanah Lempung

(kg/cm2)

Sangat lunak

< 0,25

Lunak

0,25-0,5

Sedang

0,5 - 1,0

Kaku

1,0 - 4,0

Sangat kaku

2,0 - 4,0

Keras

>4

(Terzaghi, K., dan R.B. Peck, 1993)

Tabel 2.2. Identifikasi di Lapangan Terhadap Konsistensi Tanah Konsistensi Identifikasi di lapangan Tanah Lempung Sangat lunak

Meleleh diantara jari-jari tangan ketika diperas

Lunak

Dapat diremas dengan mudah.

Sedang

Dapat diremas dengan tekanan jari yang kuat

Kaku

Tidak dapat diremas dengan jari, dapat digencet dengan ibu jari.

Sangat kaku

Dapat digencet dengan kuku ibu jari.

(Craig, R.F, 1987)

Tabel 2.3. Hubungan Nilai N, Konsistensi Tanah Lempung dan Kekuatan Kompresif Bebas Konsistensi

N

(kg/cm2)

Tanah Lempung Sangat lunak

qu

<2

< 0,25

Lunak

2–4

0,25-0,5

Menengah

4–8

0,5 - 1,0

Kaku

8 – 15

1,0 - 4,0

Sangat kaku

15 – 30

2,0 - 4,0

< 30

>4

Keras

(Terzaghi, K., dan R.B. Peck, 1993)

TANAH TIDAK JENUH AIR Tanah di alam dapat dibagi menjadi dua kondisi, yakni tanah yang mengalami kondisi jenuh sempurna (fully saturated), dan tanah yang mengalami jenuh sebagian (partially saturated). Kondisi kejenuhan yang berbeda ini dapat disebabkan oleh adanya perbedaan fase didalam struktur partikel – partikel yang membentuk suatu massa tanah. Pada kondisi tanah jenuh sempurna, pori – pori tanah. Sedangkan pada tanah yang jenuh sebagian, maka pori – pori tanah sebagian terisi fase udara dan sebagian terisi fase air dan berat volume dan berat tiap fase sangat berguna untuk menggambarkan dan mengevaluasi sifat – sifat fisis dari tanah. Volume total tanah yang ditampilkan secara skematis dalam Gambar 2.1 adalah jumlah volume pori (Vv) dan volume bahan padat (Vs). Volume pori adalah jumlah dari volume gas (Va) dan volume air (Vw).

PENGUKURAN SUCTION

Grafik Kalibrasi suction untuk dua jenis kertas filter (Fredlund dan Raharjo, 1993)

UJI GESER LANGSUNG

Gambar Alat Uji Direct Shear

PEMBASAHAN Proses pembasahan (wetting) adalah suatu kondisi dimana terjadi peningkatan kadar air di dalam poripori suatu massa tanah.

Proses Pembasahan

PEMPROGRAMAN GEO – SLOPE Parameter Input Data Program Geo-Slope Perhitungan dengan Program SLOPE/W

Contoh Program Slope/W

BAB III METODOLOGI Mulai Persiapan Penelitian: 1.Studi literatur 2.Review penelitian terdahulu

Penelitian Lapangan (Sondir, Bor dalam , SPT sampai 30m) Lokasi Penelitian : Desa Kemuning Jember 1. Tanah sampai kedalaman 30m 2. Sampel Undisturbed Penelitian Laboratorium: Identifikasi prop indeks (Kadar air dan konsistensi, Volumetri-gravimetri, Pembagian butir); prop kuat geser (kohesi dan sudut geser tanah ). Proses wetting

Proses Wetting w = wi

w = wi + 25%(wsat – wi)

Pengujian Prop. Indeks

Kadar air, derajat kejenuhan, berat volume, angka pori

w = wi + 50% (wsat - wi)

w = wi + 75% (wsat - wi)

Pengujian Prop. Kuat Geser

Kohesi dan sudut geser dalam

w = wi + 100% (wsat - wi)

Pengukuran Kertas Filter

Tegangan air pori negatif

Kurva Hubungan Antara Kadar Air, Angka Pori,suction, Kohesi, Sudut Geser.

Input data kedalam program Geo – Slope dengan parameter berupa Berat volume, Kohesi, dan Sudut Geser dalam.

Analisis : 1.Perilaku Tanah Pada Kedalaman 30m 2.Penyusunan Laporan KESIMPULAN

SELESAI

BAB IV HASIL PENELITIAN LABORATORIUM KEDALAMAN ( m )

KONDISI TANAH ASLI w

γ

(%)

( gr/cc )

2.086

58.74

1.30

35.905

1.865

54.98

1.38

0.186

47.648

1.768

53.14

1.44

Lapisan 4 ( 7.50-8.00 )

0.242

32.538

1.870

56.27

1.39

Lapisan 5 ( 9.50-10.00 )

0.217

45.200

2.637

45.78

1.52

Lapisan 6 ( 11.50-12.00 )

0.235

42.984

2.342

40.98

1.60

Lapisan 7 ( 13.50-14.00 )

0.217

50.405

2.413

41.29

1.54

Lapisan 8 ( 15.50-16.00 )

0.301

41.048

2.564

41.48

1.49

Lapisan 9 ( 17.50-18.00 )

0.116

46.900

2.564

49.16

1.55

Lapisan 10 ( 19.50-20.00 )

0.144

43.308

2.522

40.62

1.57

Lapisan 11 ( 21.50-22.00 )

0.193

56.257

2.492

53.92

1.37

Lapisan 12 ( 23.50-24.00 )

0.14

49.261

2.375

63.83

1.39

Lapisan 13 ( 25.50-26.00 )

0.256

45.905

2.391

70.30

1.41

Lapisan 14 ( 27.50-28.00 )

0.217

46.092

2.425

58.72

1.48

Lapisan 15 ( 29.50-30.00 )

0.203

42.984

2.608

64.59

1.48

C

Φ

( kg/cm2 )

(º)

Lapisan 1 ( 1.50-2.00 )

0.165

40.600

Lapisan 2 ( 3.50-4.00 )

0.336

Lapisan 3 ( 5.50-6.00 )

e

Proses Pembasahan KEDALAMAN ( m )

C ( kg/cm2 )

Lapisan 1 ( 3.50-4.00 ) Lapisan 2 ( 7.50-8.00 ) Lapisan 3 ( 11.50-12.00 ) Lapisan 4 ( 15.50-16.00 ) Lapisan 5 ( 19.50-20.00 ) Lapisan 6 ( 23.50-24.00 ) Lapisan 7 ( 27.50-28.00 )

KONDISI TANAH

KONDISI TANAH

25%

50%

Φ

e

(º)

w

γ

C

(%)

( gr/cc )

( kg/cm2 )

Φ

e

(º)

w

γ

(%)

( gr/cc )

0.189

47.518

2.246

77.77

1.40

0.168

34.683

2.176

78.59

1.43

0.220

29.423

1.584

56.51

1.28

0.196

25.080

1.421

61.48

1.41

0.210

40.958

1.211

49.53

1.58

0.180

30.922

1.277

53.81

1.58

0.109

45.791

1.617

52.30

1.49

0.098

32.129

1.783

58.05

1.46

0.165

48.593

1.328

43.81

1.56

0.086

40.265

1.625

57.96

1.52

0.186

34.294

1.843

67.08

1.40

0.130

33.862

1.889

71.70

1.41

36.907

1.739

65.66

1.47

26.839

1.769

67.97

1.47

0.170

0.160

Proses Pembasahan KEDALAMAN ( m )

C ( kg/cm2 )

Lapisan 1 ( 3.50-4.00 ) Lapisan 2 ( 7.50-8.00 ) Lapisan 3 ( 11.50-12.00 ) Lapisan 4 ( 15.50-16.00 ) Lapisan 5 ( 19.50-20.00 ) Lapisan 6 ( 23.50-24.00 ) Lapisan 7 ( 27.50-28.00 )

KONDISI TANAH

KONDISI TANAH

75%

100%

Φ

e

(º)

w

γ

C

(%)

( gr/cc )

( kg/cm2 )

Φ

e

(º)

w

γ

(%)

( gr/cc )

0.116

33.425

2.064

78.84

1.49

0.100

32.579

2.036

79.16

1.51

0.158

23.557

1.408

64.09

1.44

0.090

21.504

1.391

65.62

1.47

0.140

30.114

1.277

54.05

1.58

0.100

29.249

1.291

54.74

1.58

0.221

30.114

1.678

61.26

1.54

0.086

27.294

1.609

62.52

1.60

0.177

27.067

1.799

67.48

1.51

0.091

26.839

1.882

74.29

1.53

0.144

25.080

1.927

75.66

1.43

0.126

20.957

2.032

85.12

1.45

25.080

1.785

70.54

1.48

16.331

1.901

78.32

1.49

0.140

0.120

BAB V PEMBAHASAN Hubungan Pembasahan Dengan Kadar Air

100.00

Kadar Air (%)

80.00

Kedalaman 3,5-4,0 m Kedalaman 7,5-8,0 m

60.00

Kedalaman 11,5-12,0 m Kedalaman 15,5-16,0 m Kedalaman 19,5-20,0 m

40.00


20.00

0.00 -

10

20

30

40

50

60

Pembasahan (% )

70

80

90

100

110

Hubungan Pembasahan Dengan Derajat Kejenuhan (Sr)

Derajat Kejenuhan (Sr)

125.00

Kedalaman 3,5-4,0 m

100.00

Kedalaman 7,5-8,0 m Kedalaman 11,5-12,0 m Kedalaman 15,5-16,0 m Kedalaman 19,5-20,0 m 75.00


50.00 -

10

20

30

40

50

60

Pembasahan (% )

70

80

90

100

110

Hubungan Pembasahan Dengan Angka Pori (e) 2.50

2.00

Angka Pori (e)


1.50

Kedalaman 11,5-12,0 m Kedalaman 15,5-16,0 m 1.00


0.50

0.00 -

10

20

30

40

50

60

70

Pembasahan (%)

80

90

100

110

Hubungan Pembasahan Dengan Kohesi (c)

0.31

Kedalaman 3,5-4,0 m

Kohesi (c)

Kedalaman 7,5-8,0 m Kedalaman 11,5-12,0 m 0.21


0.11

Kedalaman 27,5-28,0 m

0.01 -

10

20

30

40

50

60

Pembasahan (% )

70

80

90

100

110

Hubungan Pembasahan Dengan Sudut Geser Dalam (Ø)

60.00

Sudut Geser Dalam (Ø)

50.00 Kedalaman 3,5-4,0 m 40.00


30.00


20.00


10.00

0.00 -

10

20

30

40

50

60

Pembasahan (% )

70

80

90

100

110

Permodelan Lereng 0.370 0.275

40

40

39

39

38

38

37

37

36

36

35

35

34

34

33

33

32

32

31

31

30

30

29

29

28

28

27

27

26

26

25

25 24

23

Elevasi ( m )

E le va si ( m )

24 22 21 20 19 18 17

23 22 21 20 19 18 17

16

16

15

15

14

14

13

13

12

12

11

11

10

10

9

9

8

8

7

7

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Jarak ( m )

Kemiringan Lereng : 300 SF : 0.370

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Jarak ( m )


0.122

0.141

39

40

38

39

37

38

36

37

35

36

34

35

33

34

32

33

31

32

30

31

29

30

28

29

27

28

26

27

25

26

24

25

23

24

22

23

Elevasi ( m )

Elevasi ( m )

40

21 20 19 18 17

22 21 20 19 18

16

17

15

16

14

15 14

13

13

12

12

11

11

10

10

9

9

8

8

7

7

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Jarak ( m )


Jarak ( m )


Hubungan SF dengan Kemiringan Lereng 3 Kondisi Initial Pembasahan 25% Pembasahan 50% Pembasahan 75% Pembasahan 100% Kombinasi 1 Kombinsai 2 Kombinasi 3 Kombinasi 4 Kombinasi 5 Kombinasi 6

Angka Keamanan

2.5 2 AMAN 1.5 1 0.5 LONGSOR 0 0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

Kemiringan Lereng

Kesimpulan 1. Dari proses pembasahan benda uji dilaboratorium diketahui bahwa parameter kadar air ( Wc ), angka pori ( e ), dan derajat kejenuhan ( Sr ) nilainya cenderung meningkat . 2. Sedangkan untuk parameter tegangan air pori negatif ( suction ), tegangan kuat geser tanah ( c ), dan sudut geser dalam ( Ø ) nilainya cenderung menurun setelah dilakukannya proses pembasahan . 3. Dari simulasi permodelan lereng yang disertai proses pembasahan didapat angka keamanan ( SF ) yang berbeda.Hubungan kemiringan lereng dengan angka keamanan yang ditinjau sesuai dengan lapisan tanah di lapangan menunjukan kemiringan maksimum sebagai berikut :

Kondisi initial

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 70º

Kondisi pembasahan 25 %






Kondisi 100 %

Terjadi kelongsoran lereng seutuhnya.

Kondisi kombinasi 6


Saran Setelah pengambilan bahan uji dari lapangan sebaiknya segera mungkin dilakukan pengujian parameter-parameter tanah di laboratorium agar kondisi tanah tidak berubah akibat faktor suhu yang berbeda. Pada proses pembasahan diperlukan ring besi yang berukuran sama dengan ukuran alat pengujian direct shear sebab jika menggunakan pipa PVC terlalu banyak perlakuan terhadap tanah. Mempelajari terlebih dahulu pemograman GEO-SLOPE sebelum mengoperasikan software ini.

TERIMA KASIH

ANALISA KESTABILAN LERENG AKIBAT VARIASI TINGGI MUKA AIR TANAH (LOKASI DESA KEMUNING KABUPATEN JEMBER, JAWA TIMUR)

Recommend Documents