Suatu Tinjauan, Metode Drainase Untuk Stabilisasi Lereng
oleh:
Soedarwoto
Universitas KatoHk Parahyangan Fakultas Teknik Jurusan SipU Bandung 40141 September 1990
D a f
t
a r
I
s
i ·,
hal Daftar Isi ....
... i
Abstrak
. .......... 1
1. Pendahuluan . . . . . . . . . . . . . 2.
Tinjauan-Sistern Drainase
3.
Tinjaua.n Pustaka
....................... 2
. ...................... 3 .4
3. 1.
Umum ...... .
3.2.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kelongsoran .5
3. 3.
Stabilisasi lereng
3.4.
Efek dari a.rah aliran di bawah permukaan
.4
pada lereng terendam
.. 10
3.5.
Drainase Terowongan
12
3.6.
Diainase Sumuran ...
14
~3.
4.
.7
7.
Drainase Mendatar ...
. . 16
3.8.
Pengaruh Tanah dan Geologi pada Drainase
.. 19
~3.
Hukurn Darcy ...
.. 20
9.
Kesirnpulan dan Saran
.. 22
Daftar Pustaka Larnpiran garnbar
1.
-~
.u.
SUATU TINJAUAN, HETODE DRAINASE UNTUK STABILISASI LERENG * oleh Soedarwoto**
Abstrak Air yang merembes dan berada di dalam tanah dengan lereng tertentu akan mempengaruhi stabilitas lereng asli maupun lereng yang dibuat untuk keperluan kerekayasaan. Untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan suatu upaya pembuatan drainase untuk mengalirkan air yang merembes ke dalam dengan menggunakan tiga sistem drainase, yaitu: drainase terowongan, drainase sumuran dan drainase mendatar. Ketjga sistem tersebut di atas telah digunakan oleh Rott (1959), Palmer, Thompson, Yeomans (1950), Smith dan Cedergren (1963) untuk mengatasi masalah air yang masuk ke dalam tanah pada suatu lahan yang digunakan untuk kepentingan berbagai proyek. Berdasarkan penggunaan tersebut di atas akan dilakukan suatu telaah yang berkaitan dengan pemanfaatan ketiga sistem drainase terowongan, drainase sumuran dan drainase mendatar.
* **
Ditulis untuk PIT VII di Jogyakarta, 24-25 September 1990 Tenaga Pengajar Fakultas Teknik UNPAR Jurusan Sipil - Divisi Hidroteknik Anggota Pokja Pembinaan Profesi HATHI
1
SUATU TINJAUAN, METODE DRAINASE VNTUK STABILISASI LERENG
',/''.
1. PENDAHULUAN
Dalam pembangunan dam tanah, pekerjaan jalan, dan alat kontrol
reservoir,
pekerjaan
terhadap
penimbunan
rekayasa
kemungkinan
lainnya
terjadinya
pada pembuatan lereng dengan fasilitas drainase
pada
memiliki
kelongsoran dalam,
dan
sifat material yang digunakan. Pada lereng asli harus dipasang perlengkapan secara alami dan hasil pengukuran yang dilakukan perlu diyakini kebenaran nya untuk mencegah kemungkinan terjadinya kegagalan. Formasi
tanah
asli
biasanya
selalu
membentuk sudut yang besar atau kecil, yang terbentuk
sudah
stabil,
berubah
dan
terdapat
dengan
apabila
lereng
kemungkinan
untuk
selanjutnya menjadi tidak stabil atau sebaliknya. Survei geologi dan tanah yang berhubungan dengan lereng, merupakan pekerjaan penting yang biasanya
masalah dilakukan
oleh ahli dengan pengalaman tinggi. Stabilitas lereng biasanya dapat diperbaiki dengan membuat lereng tanah lebih datar, didekat puncak dibuat permukaan atau pada bagian kaki
lereng
ditimbun
drainasi material,
berupa batuan dan fasilitas drainase. Dinding penahan tanah dan alat
pengendali
terhadap
ke
mungkinan terjadinya kelongsoran telah digunakan secara luas. Stabilitas suatu lereng
seringkali
perlu
dipertanyakan
atau ditandai oleh adanya perkembangan ketidak stabilan yang dapat diatasi dengan usaha pemadatan kembali atau ulang pada permukaan tanah, mengisi kembali dengan
pekerjaan timbunan
tanah untuk mengurangi aliran air ke dalam masa tanah. Drainase tanah
yang
diberi
lapisan
ditempatkan
pada
bagian atas untuk mengurangi resapan air ke dalam tanah yang akan mengakibatkan kerusakan pada bagian lainnya.
2
" -'•
Kontrol aliran air dibawah permukaan dan kondisi dalam ujud rembesan pada lereng yang di drainase, salah satu sistem yang lereng tanahJ baik
baik
untuk
memperbaiki
aliran
merupakan stabilitas
asli maupun buatan.
Drainase yang dilakukan
terhadap
kondisi
seperti
yang
telah disebutkan diatas telah dilaksanakan oleh Rott (1959), Palmer, Thompson, Yeomans(1950), Smith dan Cedergren(1963). Yang dilakukan oleh Rott ialah dengan
menggunakan
suatu
sistem drainase terowongan (Drainage tunnels),Palmer, Thompson dan Yeomans
dengan sistem sumuran (well systems), Smith
dan Cedergren menggunakan
suatu
sistem
drainase
mendatar
(horizontal drains).
2.
TINJAUAN SISTEM DRAINASE Sistem Terowongan
Yang dimaksudkan dengan
drainase
drainase yang menggunakatt
sistem
L~rowcmgan
terowongan
buatan di dalam
ialah tanah,
menggunakan bahan pasir dengan gradasi tertentu atau dilengkapi dengan material yang dapat mengalirkan air tanah dengan erosi buluh minimal. Sislem Sumuran
Yang
dimaksudkan
drainase yang
drainase sumu~an
menggunakan
gradasi tertentu buang.
dengan untuk
sistem
Sistem
ini
pasir
dengan
mengalirkan air tanah yang akan di akan
dimanfaatkan
pembuatan untuk
tertentu yang membutuhkan penurunan muka air permukaan.
ialah
yang diisi
Disamping itu dapat pula dilakukan
pada suatu lahan yang
sumuran
juga
dapat
konstruksi
tanah
dibawah
dikombinasikan
penggunaan air dari sumur yang di drainase, untuk
sumur
dengan
keperluan
pemberian air tanaman dan kebutuhan air bersih. Sislem Drainase Mendalar
Yang dimaksudkan dengan sistem drainase mendatar ialah suatu drainase yang
menggunakan
lapisan agregat
pada bagian di-
bawah bangunan atau pada bagian tertentu dari suatu lingkung an
yang akan di drainase.
3
3.
P c r p u s t :t k n. :i. a Univerdtas . olik Parahyangan J l, }\.i er de k :1 1 9
TINJAUAN PlJSTAKA
3.1.
BANDUNG
Umum
Perubahan energi potensial secara tiba-tiba menjadi energi kinetik pada masa tanah
yang
retak
atau
longsor
dari
lereng bukit atau lahan miring bersifat sangat mcrusak. Lereng tanah yang stabil
secara
alamiah
maupun
lereng
yang dibuat oleh rekayasawan berkaitan erat dengan kegagalan yang terjadi, dicoba ditunjukkan pada tabel dibawah ini. Penyebab kelongsoran
Sifat lereng
hujan.
Jenis kegagalan . merusak fungs i,
Lereng tanah asli
Gaya gempa,
diatas lahan digu
deras, pengupasan
menutup:i. sungai
nakan untuk industri
kaki bukit
meruntuhkan bangunan diatasnya
dan perumahan Lereng tanah asli
Pemotongan lereng
dilakukan pengembang- timbunan pada bukit tidak stabil,
an lahan
kele-
.retakan perlahan merusak bangunan j a.l an
mahan akibat adanya al iran air . Lereng reservoir
Jalan raya,
jalan
Bertambahnya kelem-
.penurunan beru--
baban tanah dari ba-
1ang kali meng-
tuan, naiknya muka
ganggu ja1an
air, bertambahnya
raya dan ja1an
olakan dan penurunan
kereta ar:-'i,
berulang kali.
cahnya pelimpah
Hujan deras,
penim-
pe--
. kegaga1an pemo--
kereta api,dengan
bunan lereng tidak
tongan lereng
pemotongan atau pe-
stabil, naik turunnya
untuk jalan ra-
n imbunan lereng
muka air tanah
ya,
berpindah-
nya dasar jalan .Dam tanah dan bagian dari
rese~voir
muka aliran air tanah
penurunan seca-
tinggi, gaya gempa
ra tiba tiba, mengakibatkan kegagalan total banjir di hi1ir
4
3. 2.
Faktor-faktor yang mempengaruhi_
kelongsoran
Gaya gravitasi secara tetap bekerja menuju pusat bumi dan batuan,
lereng akan menjadi rata kalau ada kesempatan,
kalau
tidak gaya gravitasi air di dalam tanah atau batuan
mengha-
silkan aliran air tanah yang menimbulkan
tekanan
gaya
dan
pori yang membantu proses pembasahan. Gaya gempa memberi tambahan aksi yang sifatnya merusak di mana aktifitas manusia sering mengarah pada lereng lahan. Derajat stabilitas yang dimiliki lereng sangat luas, tergantung pada keadaan yang dipengaruhi waktu. Selanjutnya kekuatan dasar dan kepadatan tanah atau susun an batuan memberi pengaruh pada
stabilitas
selama
menahan
tempat
kering,
kejutan akibat gaya gempa. Beberapa longsoran
dapat
terjadi
pada
lepas pada tanah lanau, tetapi secara umum kerusakan longsoran terjadi pada tanah lepas,
berupa
tanah basah selama turun
hujan deras atau selama terjadinya gempa. Derajat stabilitas lereng tanah pada suatu keadaan
fisik
seperti ditunjukkan pada tabel clibawah ini. Tingkat Stabilitas Lereng Keadaan
Berkurangnya derajat stabilitas
Lereng kering tidak terjadi gempa
7
Lereng kering padat terjadi gempa
6
Lereng basah, aliran air tanah,
5
tanpa gempa
Lereng basah, aliran air tanah, dengan gempa Lereng basah, aliran air tanah,
4
tanah tidak baik tanpa gempa
Lereng basah, aliran air tanah,
3
tanah padat, dengan gempa
Lereng basah, aliran air tanah,
2
tanah lepas dengan gempa
Dengan menunjuk tabel
diatas
kebanyakan
menguntungkan seperti yang diharapkan,
1 keadaan
keadan basah,
adanya tambahan tanah pada saat terjadinya gempa.
5
tidak lepas,
Kombinasi
keadaan
ini
lereng asli, tanah basah,
hampir
selalu ada
lepas dan terjadi
pada
setiap
pengurangan ke-
kuatan yang mengarah pada kelongsoran pada umumnya. Beberapa kerusakan akibat longsoran butiran basah getaran
dimana
gempa
konstruksi
mengakibatkan
berkonsolidasi, dengan air pori
tanah
terjadi
terganggu
runtuhnya
tanah lanau yang lolos air dan yang
keluar
dari
gempa,
karena
dasar
material
pada
yang
tidak
pasir
halus
pendukungnya,
dan tanah yang bercampur air tidak mempunyai kekuatan.
Sherad dkk.(1963a) menyimpulkan bahwa tanah selama berlangsungnya
gempa
getaran
merupakan
pada
dam
keadaan
yang
sangat berbahaya apabila terjadi pada saat pengoperasian. Sesudah terjadinya kelongsoran memberikan petunjuk drainase yang buruk atau pemadatan ringan
dengan
tanah dasar yang kurang memadai, menyebabkan
bahwa
persiapan
terjadinya ke-
longsoran. Batuan lepas yang pernah mempunyai kekuatan
lebih
besar
daripada tanah , secara tidak jelas berubah dari keadaan padat ke keadaan semi cair.
Seringkali kelongsoran yang
ter
jadi pada lereng diakibatkan oleh aktif itas manusia, seperti pemotongan, pemancangan dan pengupasan lereng yang kurang stabil.
tanahnya
Kenaikan muka air tanah pada saat pelaksana-
an reservoir menjadi penyebab terjadinya kelongsoran. Kontribusi aliran air rendah terhadap kelongsoran
lereng
meliputi keadaan sebagai berikut : 1. Berkurang atau di eliminasinya kekuatan kohesif. 2.
Dihasilkannya tekanan air pori netral, yang mengurangi tegangan efektif dengan menurunnya kekuatan geser.
3. Tambahan
keluaran
yang
bertahap
dalam
pori
tanah
selama gempa atau akibat getaran yang lain. 4. Terjadinya
kemiringan
gaya
aliran
yang
memberi
air
tanah
yang
menambah momen guling. Sifat
tanah
dan
batuan
kemampuan lereng untuk menahan gerakan yang merusak,
ialah:
G
air
pengaruh
pad a
dan
lain
gaya
1. Kekuatan geser material dasar 2. Plastisitas dan kekuatan pengisian 3.
Rongga,
ketebalan dan perluasan titik kumpul
4. Kepadatan tanah dan batuan basah yang mempengaruhi kemampuan butiran tanah pada saat terjadi getaran 5. Kedudukan dan penyerongan tanah 3.3.
Stabilitas Lereng
Pengaruh relatif lereng
dapat
diatas
faktor faktor
dibandingkan
dengan
pada
sejumlah
stabilitas yang
metode
digunakan untuk menganalisis stabilitas lereng tanah. Jika kekuatan tanah dan
batuan
di
dalam
lereng
dapat
ditentukan, angka keamanan dapat dihitung untuk keadaan kombinasi.
Helalui telaah dari pengaruh faktor-faktor
penting
akan membantu dalam pengertian, yang menyebabkan kelongsoran suatu lereng dan metode evaluasi dipakai sebagai kontrol dan usaha pencegahan. Sherad dkk.(1963c) menyampaikan bermacam metode
analisis
stabilitas lereng dan dibagi ke dalam dua kategori, Metode A merupakan
metode kelongsoran permukaan
Metode 8 merupakan
metode unit tegangan
Metode A meliputi bermacam bentuk kelongsoran akibat geseran permukaan,
termasuk di dalamnya
karan kelongsoran oleh K.E.
Peterson (1916).
kenal pula sebagai metode Swedia
yang
ialah:
potensial, metode ling-
Metode ini di-
dikembangkan
oleh
Fellenius (1936), dan Taylor (1948). Metode analisis stabilitas lereng untuk yang bekerja pada bidang kelongsoran,
menentukan
f aktor keamanannya G s
dinyatakan sebagai berikut, jumlah gaya
Gs
yang
menahan
at.au
momen
penahan
---------------------------------------------jumlah
go.ya
yang
beker jo. atau
'7
gaya
momen
guli..ng
Kelongsoran yang terjadi
pada formasi di dalam
kohesif cenderung untuk berada
di
lapisan
lereng seperti
dalam,
yang ditunjukkan oleh lengkungan ABC
-----·---
I
I
I 7
I I
I
\
I
W = Volume x 125 lb/ft
5
T6 90°
w()
3
Ns
4
2
3
/
(b)
B (a)
\
Gb.1. Penyederhanaan, Metode Swedia untuk analisis stabilitas lereng Untuk menentukan
faktor keamanan
lereng,
lingkaran yang
dicoba dianalisis dan yang mempunyai faktor keamanan cil merupakan lingkaran kritis.
Lingkaran kritis
terke-
menunjuk-
kan permukaan mana yang akan mengalami kelongsoran. Besarnya angka keamanan
pada lingkaran kritis
merupakan
angka keamanan minimum dari lereng pada keadaan tertentu. Prosedur yang biasa dilakukan untuk angka keamanan,
lingkaran kelongsoran
menghitung
besarnya
dibagi dalam beberapa
segmen yang seimbang dan digambarkan sebagai gaya tegak pada pusat gravitasi dari bidang longsor. Perhatikanlah, segmen ke enam berat Wo , komponen W6
her-
upa gaya tangensial pada bidang longsor atau komponen guling T 6 , komponen W6 yang tegak lurus pada lingkaran longsor atau normal pada lingkaran longsor,
memberikan
kontribusi
pada
gaya penahan longsor, normal N
6
Komponen dapat ditentukan secara graf is dengan menggambarkan W6 dalam skala, angka keamanan menjadi, Gs
-~-~-!:~_p_~-~! I:
T
¢
koef isien gaya gesekan dari tanah atau batuan di lereng
c
kekuatan kohesi satuan
8
1
panjang lengkungan pad a segmen dimana terdapat c
2:: N
jumlah komponen N untuk semua bidang longsor
2:: T
jumlah komponen tangensial untuk semua longsoran Untuk tan ah yang tidak kohesif G
s
Angka keamanan proporsional dengan ratio
:L N
f-
Ter lihat bahwa pada lereng curam nisbah antara :L N dan L T adalah kecil, dan sebaliknya, kalau tidak, setiap
gaya
yang
bekerja akan mempunyai sifat merusak. Lereng pada tanah tidak
kohesif,
kelongsoran
cenderung dangkal dan sejajar dengan lereng. ini angka keamanan dari lereng tanah kering
permukaan
Untuk dapat
keadaan dihitung
dengan menganggap setiap longsoran tanah menurut bidang abed E
w longsoran
E""' 0.15W
/
/
k~
. "0
( b) ~ 'f·e
(a)
-{"
o"' /
d
~"o'. 'Oo? ~ ~o o0 /·.:::_r_ o" /
Gb. 2.
Tegangan pada lereng tidak terbatas dalam keadaan kering
W dari
Seperti pada metode lingkaran kelongsoran, berat longsoran digambarkan berskala dengan pusat gravitasi so ran.
Jika tidak ada gaya yang bekerja, W
gaya badan Ra dengan komponen gaya normal
Na
juga
merupakan
dan
komponen
tangensial T a dapat ditentukan secara grafis dengan tuk sudut kekanan. N·a. dan T a. ditentukan dari geometri karena
tan a
= T a.I
Angka keamanan G
Na.
atau
s
9
T a. - Na. tan
a
long-
membenlereng
(I,/) .
/,, . .<;,•
«'11~
'--/~\ )-·. ' ,-f,(~, ·~
/
G
s
NC1
--·
tan -
¢
---
dan
G
s
T C1
--
/,
('
-i~ ~~,.) (f
J l ,
.. ,) '·' . .
s· . (} '1 o-"4 "' ..t
tan ¢ -tan ()(
·<~
;
r
{ V ,/)
c
& ~-1
41-
Jika koefisien gesekan tidak diketahui, berdasarkan dera jat stabilitas relatif pada berbagai keadaan
dapat ditentu-
kan dengan diberikannya sebarang nilai ¢, angka keamanan,
G9 3.4.
N/T Efek dari arah aliran air dibawah permukaan pada lereng terendam
Banyak lereng tanah asli berada
dalam
keadaan
terendam
selama periode hujan deras, muka air di bawah permukaan naik dan aliran air utama sejajar dengan lereng. elemen tanah abed
Untuk keadaan c
dalam lereng tidak terbatas, dengan berat
terendam, W0 dan gaya aliran yang bekerja, F \1':i/ b
Per'inuka.a.n
ba.sa.h
a
longsora.n
(a)
Gb.3.
(b)
Tegangan pada lereng tidak terbatas dalam keadaan terendam
Bagian dari jaringan
aliran
berupa
sejajar lereng dan ekipotensial
tegak
garis lurus
aliran pada
yang
lereng,
menggunakan metode gradien hidraulik gaya aliran air F dapat , ditentukan dengan menggunakan W dan F. 0
Resultan Rc memberikan komponen tangensial T, yang besar dari
Ta.
dan
Tb
dengan komponen normal
kecil daripada Na. dan NI:. ;
Ne
yang
leb ih lebih
Sebagai konsekuensi N/T lebih ke-
10
c//'.
Q
<(
1.r· ) {;) <'l4 '
1
lf"
-
oil dari lereng kering pada saat f idak terjadi gempa, percepatan gempa 0,5 g.
Hal ini
menunjukkan
bahwa N/T <
50
%
untuk lereng kering,tidak terjadi gempa dan N/T ± 60 % untuk lereng kering, pada saat terjadi gempa. Terlihat bahwa pada lereng dengan aliran air
dalam
arah
mendatar memperkecil stabilitas lereng. Lereng yang berada dalam keadaan sangat basah, dengan keluarnya tekanan air pori secara bebas dan gangguan gaya alir an di bawah permukaan.
Jika lereng berada pada lapisan batu
an dengan angka kelulusan yang tinggi, jaringan
aliran ter-
diri atas garis aliran tegak dan ekipontensial mendatar. Permuka.a.n ba.so.h Go.yo. o.li.ro.n
o.i.r
di. ba.vo.h permuko.o.n
= Fv
TJ
Fu a.Li.ran
Rd Nd
Wo ,/ ~--
-"
/
oro.i.no.se
so.nga.t
lulus
(b)
o.i.r
(a)
Gb.4.
Tegangan pada lereng tidak terbatas pada lereng terendam dengan aliran legak di bawah permukaan
Dengan adanya aliran
dibawah permukaan, energi air bebas
di dalam tanah keluar sebagai aliran tegak menuju
ke
bawah
batuan dan selanjutnya keluar melalui kaki lereng. Pada aliran di bawah permukaan ,
gaya yang bekerja
elemen abed dengan berat basah W0 dan aliran resu 1 tan bad an
Rd merupakan
jumlah
ke
W0 dan F v
bawah , gaya
pada Fv , tegak
menghasilkan komponen tangensial Td dan komponen normal Nd. Perbandingan
N/T
identik dengan lereng kering, walaupun
gaya Nd dan Td lebih kecil daripada gaya pada lereng kering, sebab berat total sedikit lebih besar pada lereng basah dari pada lereng kering.
11
T
_J.
ab
c
de Case
r
0
g
ab
(a)
Gb.
5.
Nilai
c
g
def Case (b)
perbandingan N dan T
Air yang meresap dalam arah mendatar menyebabkan
ketidak
stabilan pada lereng, air yang meresap tegak ke bawah memberikan gaya yang menyebabkan tekanan air pori.
ketidak stabilan
dan tidak ada
Keuntungan dari drainase dibawah yang di-
bangun di tanggul pada
kondisi hujan deras telah
oleh Terzaghi (1943) dengan kemiringan atau
dilakukan lapis~n
dengan
mendatar,gaya aliran air di bawah permukaan dalam arah tegak dan ternyata dapat memperbaiki stabilitas dari dinding penahan tan ah. Banyak lereng dam dibangun dengan konstruksi untuk ontrol aliran di bawah permukaan, dibangun
dengan
yang mendukung kepentingan daerah bebas air atau
meng
drainase memberikan
aliran di bawah permukaan yang sesuai. Lapisan drainase asli membantu dalam stabilisasi lereng. Kenyataannya drainase mendatar dan menerus tidak dapat di tempatkan pada lereng tanah asli,
perencanaan
lereng
akan dibangun dilengkapi dengan drainase, yang
yang
tidak membe-
rikan kesempatan untuk berkembangnya ketidak stabilan. Model analisis aliran di bawah
permukaan
yang digunakan
dalam pembangunan konstruksi, dilakukan dengan
maksud untuk
dapat mengontrol aliran air di bawah permukaan. 3.5.
Drainase Terowongan
Salah
satu
metode
kuno
untuk
stabilisasi
gangguan pada kaki bukit atau lereng tanah, dan jenis
lereng
lainnya
12
dengan
terhadap
abutmen
menggunakan
dam
drainase
aan u w ..,..,. _ 1 ,_~'- 3 .~a.o1ik Parahyangan k' -~
,1
, 1 ;:;
t ~i- K
J L l:vierdeka 19_ BANDUNG terowongan. Terowongan mendatar dapat dibandingkan dengan
galian pada tambang berupa penggalian kedalam dasar bukit atau lereng dalam dengan harapan dapat menyisipkan sumber aliran air tanah dalam dan cukup mengurangi tekanan hidro statik dan memperbaiki stabilitas lereng. Apabila terowongan menjadi atau lapisan tanah rendah.
titik
efektifitasnya Kadangkala
tumpuan
menjadi
digunakan
dengan drainase sumuran tegak untuk
air,
tinggi sebagai
retakan
untuk
air
penghubung
menyalurkan keluaran
secara gravitasi aliran air tanah yang memasuki sumuran. Drainase terowongan merupakan sistem drainase yang memerlukan suatu biaya tinggi untuk drainase lereng. Pada beberapa kasus digunakan untuk
melindungi
bangunan
yang mahal atau untuk perbaikan lainnya apabila
keluaran
dibatasi atau melindungi daerah
jalan,
untuk
pemakaian jalan.
g&nC1ngan sumber.
ti
JOO
Tower
Gb.
6.
Drainase Terowongan,
Crockett,
California
untuk mengontrol kelongsoran Projek Jalan
13
melindungi
3.6.
Drainase sumuran
Sistem sumuran seringkali digunakan untuk memperbaiki keadaan air tanah yang terganggu oleh lereng jalan, sisi bukit dan abutmen dam atau keadaan lainnya. Apabila digunakan dalam pondasi disebut
sumur pengurang,
pada beberapa keadaan drainase sumuran untuk stabilisasi lereng, yang dipasang tanpa keluaran air tanah di bawah permumukaan,
kecuali keluaran melalui puncak.
Jika sumuran digunakan pada lereng tanah akan efektif biPada keadaan alir
la dilakukan drainase bebas di dasarnya.
an tanah tinggi, selama pelaksanaan, sumur seringkali dipompa.
Pasir yang diisikan ke dalam sumur
selanjutnya disebut
pasir drainase, seringkali digunakan untuk hadap kelemahan, datkan.
stabilisasi ter-
keadaan basah, dan fondasi tanah yang dipa-
Sistem drainase sumuran dengan pemompaan
tidak di-
bahas pada makalah ini. Stabilisasi lereng dengan sistem sumur kadang-kadang
di-
gunakan sebagai penghubung dengan terowongan yang memberikan debit air secara gravitasi yang masuk ke dalam sumur. Agregat saringan yang lulus air biasanya da sumur dengan pipa berlobang, dan
sering
ditempatkan padigunakan untuk
menambah kapasitas debit. Terowongan didesain untuk keperluan dan lepasnya material akibat erosi
mencegah
buluh.
keruntuhan
Sistem
sumuran
sumuran memberikan keuntungan karena secara luwes, dapat dilakukan penambahan sumuran
pada titik antara
apabila sumu r yang ada tidak cukup untuk
jarak semula,
mengontrol aliran
air tanah dibawah permukaan. Drainase sumuran tipikal yang berhasil untuk
stabilisasi
lereng dilakukan oleh Palmer, Thompson dan Yeomans(1950). Gangguan terhadap medan terjadi pada bukit yang mempunyai lapisan tidak menerus, dari pasir dan lanau terutama lapisan lempung biru yang
kedap air.
Delapan sisi
bergerak akibat
adanya tekanan hidrostatis berlebihan seperti yang ditunjukkan oleh pengeboran untuk menentukan jenis tanah dan kondisi airnya. 14
Dinding penahan, jenis gravitasi dan tiruan dari beton di studi untuk mencari aliernatif yang memungkinkan terhadap hasil koreksi pengukuran.
Sesudah dilakukan studi terha-
dap kedelapan sisi tersebut, diambil keputusan,
diperlu-
kan kontrol terhadap air tanah dengan drainase, dan merupakan penyelesaian terbaik. Keputusan untuk menggunakan drainase sumuran
dalam
mem-
perbaiki gangguan terhadap lereng karena sistem ini
ber-
hasil untuk stabilisasi lereng.
Gb.
7.
Drainase Sumuran untuk stabilisasi kelongsoran CPalmer,
Thompson dan Yeomans)
24"
, r·-1
·~ 8~:B.'.'
A 1 ft min
Pt pa. ba.jo. 1 ft min
12-in. diameter
2 ft min Variable
Gb.8.
----··---~------~
Detail Dra.inase Sumuran
15
c p u s t ,, k a a n Univcr:,ilas l.;._
l~
JL M_erdeka 19
3.¥.
BANDUNG
Drainase Mendatar
Drainase mendatar telah digunakan untuk mengatasi masalah gangguan terhadap stabilitas lereng jalan, pada tahun
1939.
Draiftase mendatar sederhana seperti dibuatnya sumuran
kecil
yang di bor mendatar dekat
kaki
bukit
atau
pada
fondasi
untuk mengalirkan aliran di bawah permukaan dan air tanah. Drainase mendatar sering digunakan stabilisasi pada
pemotongan
tanah dengan dasar tidak
lereng
stabil
sebagai koreksi lereng yang akan
sebagai dalam
dan
bagian
keadaan
kadangkala
basah,
digunakan Digunakan
dikembangkan.
sebagai lereng jalan baru atau lama, jalan
dari
kereta
api
dan
pekerjaan lainnya.
Formo.s'-
semento.B'-
denga.n ba.t ua.n Al\, ra.n Gal\, an
untuk Eki denga.n balucm
Gb.9.
Drainase mendatar pada tanggul
Drainase mendatar membantu menurunkan muka air dan menjaga
lereng pada tempat yang
sedang dikerjakan,
pada galian
dangkal drainase mendatar dibuat didekat muka jalan. Pipa pengumpul atau saluran pembagi biasanya dibuat untuk menampung air dan disalurkan ke suatu tempat yang tidak membahayakan
lereng.
Lubang-lubang
asp al
dengan pipa galvanis berukuran dua inci, galian.
dilengkapi dipasang sepanjang
Pipa keluaran berpenampang 10 ft.
tanpa diberi lu
bang dan mendekati lubang galian kelilingnya diberi lempung, sehingga semua air dapat dialirkan dengan baik. Pada kebanyakan instalasi darainase mendatar, untuk melayani sumur eksplorasi dan
pengeboran, dan
menambah drainase dibor.
16
titik-titik yang
Apabila pemboran lobang
mengalami
kesulitan
laksanaannya perlu dilakukan pembuatan lobang
pe-
di dalam
disekitar lo-
kasi yang oocok, panjangnya bervariasi antara 50-300 ft. Sistem drainase yang kompleks digunakan
dalam
mengatasi
kelongsoran dekat kota Towle, California seperti yang
telah
dilakukan oleh Smith dan Cedergren.
Batas \
l ongsor
__:.iI _,/
D.I.
/
(
Skala dalam
fl.
15
Skala dalam 0
Gb.10.
5
10
ft. 20
Denah Stabilisai dan Pemboran
Seri pemboran,
R~,R
bahwa terdapat batuan
2 , R3
Rn
,
yang
tetap
menunjukkan
kokoh,
tidak
mengalami
gangguan dan masih dapat bertahan pada kedalaman antara 50 ft.
tanda 40-
pada daerah kelongsoran.
Dilakukan suatu langkah stabilisasi dengan membuat
17
empat
galian melintang
yang
digunakan
untuk
drainase
mendatar
dalam memperbaiki stabilitas bukit. Lapisan agregat yang lulus air dengan p1pa
drainase
di-
tempatkan pada galian melintang untuk menampung dan mengalir kan air tanah.
Gangguan terburuk pada ta.nab
drainase ialab
melemahnya
usaba
stabilisasi,
dan
kondisi
ta.nab
selanjutnya
lereng dalam
dilakukan
diawal
menunjang penggalian
tanpa adanya kelongsoran yang berarti. Drainase awal dibuat pada jarak
700
dari
ft.
drainase
sumuran, sesudab dilakukan pemboran dihubungkan dengan dasar dan setelah
dilakukan
pemompaan
selama
beberapa
minggu,
keadaan air ta.nab mengijinkan untuk penggalian dalam
rangka
stabilisasi dan berjalan tanpa gangguan. Drainase mendatar dibor ke dalam
dasar
bukit
selokan
dan
sistem,
sumuran
tegak,
dihubungkan dengan drainase terowongan, dan drainase
menda-
jalan,
jalan kereta api pada dasar
gambaran kombinasi
dari
kesatuan
di
bawab
memberikan
tar dengan f.;tabi 1 is as i selokan. Sebelum
melakukan
pemilihan
terhadap
sistem
untuk stabilisa::;i lereng tanah perlu dilakukan
drainase
penyelidi.kcin
lapangan dan survei. tanab. Diperlukan gambaran berupa kekuatan dan formasi permeabi.1 itas batuan,
kelulusan terhadap air, stratifi.kasi dan vari
abilitas endapan tanah, kondi.si air tanah, dan longsoran selanjutnya dilakukan
pemili.ban
riwayat
terhadap
ke-
metode
yang akan dipakai. dan sesuai dengan keadaan setempat. Apabi.la yang di.atasi. gangguan di dasar di.perlukan perti.mbangan pengetahuan dan pengalaman yang diperlukan untuk mendesain pemotongan lereng dengan mengukur kondisi stabi.Utas. Satu metode kemungki.nan banya cocok untuk gagal
satu
untuk
penyele-
saian saja dan ada
kemungkinan
menyelesai.kan
kondisi yang lain.
Perencanaan dan pembangunan jalan,
jalan
kereta api., yang membutuhkan pemotongan lereng perlu di.siapkan,
agar ada penyesuaian dengan
kondisi
yang
sebenarnya,
antara lain dengan melakukan perubahan kelandaian lereng.
18
3.8.
Pengaruh Tanah dan Geologi pada Drain.ase
Tanah dan geologi dimana lereng berada, mempunyai ruh secara umum pada bentuk dari ~~~MVM
MlMmiMh
d~n ·~kMn
~f~khlf
drainase
yang
l~r~ng
pAda
penga-
berkembang
buatan.
Penghalang kedap air di luar lereng dapat memberi ruh pada drainase alami,
kenaikan
atau akibat adanya genangan lereng.
Apabila kondisi
air ini
kelembaban akan
pada
terbentuk
terjadi,
pengaumumnya
di
stabilitas
dalam lereng
akan diperbaiki dengan drainase. Gambar 11. menunjukkan kondisi ideal dari geologi
tanah
yang menimbulkan genangan air tanah di dalam lereng. Diagram di kiri menunjukkan penutupan oleh lapisan kedap air pada permukaan dangkal terpotong oleh
drainase
alamiah
dasar batu cadas yang lulus air dan pada sisi kanan, kedap air dengan pertemuan lulus air tetapi jalan keluar.
Pada bidang AB di sisi
olah lapisan kedap air. mengalirkan air,
batuan
tidak
memiliki
yang
tertutup
dalam
Tanpa adanya drainase buatan
tekanan
yang tinggi pada bidang
air AB,
akan akan
di
untuk
membahayakan
kedudukan
mengakibatkan
runtuhnya
lereng apabila tekanan ai r tersebut tidak berkurang. Batuan
90,tuan . kedap 0.1,r
kedap J.b en1. t
o.i-r ~
o. uan o.di;:ts
.
1
G
B<;:tt u dengan an kedap air hu'bungo.n dal:o.m
B
B
---~--
. .'
..
'..'.:=~:::~::>
s;~
.
(a)
A
~ ~~f~~:;~t'o.ti-k Buntu D ro.ino.se
mendo.to.r; £ _____ _ Pe£quro.ngo.n -- t e <5.no.n . k
A
hi, rosto,ti, ( c)
(b)
Gb. 11.
Drai nase mendatar
untuk menurunkan muka air.
Dilakukan suatu drainase mendatar gambar 11 .a.
seperti
tertera
pada
tekanan hidrostatik akan ber~urang seperti yang
ditunjukkan oleh gambar 11 .c.,
langkah yang dilakukan
meru-
pakan usaha untuk stabilsasi lereng.
19 v .. ,. r) ust ak aa n v .t . . ., . >J.. olik Parahyangan Un\'VC ·,H~t-.~ .l.
~
j
l
d
l
. ..
.· J
·
.
er
n.ANDUNG
Dengan drainase mendatar ternyata dapat
mengalirkan
air
sebesar 200.000 gal/hari dalam periode singkat, pada kondisi lain ternyata hanya menghasilkan aliran 5
gpm
atau
bahkan
ada yangx lebih kecil, karena tidak diperlukan keluaran dalam jumlah yang besar.
air
Yang diharapkan adalah suatu usaha
untuk mengatasi gangguan terhadap kestabilan lereng. 3.9.
Hukum Darcy
Drainase dengan
pasir
debit yang cocok untuk
tegak
memiliki
suatu
kapasitas
mengalirkan air yang sampai padanya,
dalam menelaah aliran air di bawah permukaan tanah digunakan hukum Darcy dan jaringan aliran.
Q
debit aliran
k
permeabilitas tanah
i
gradien hidraulik aliran
(cuft/hr) (ft/hr) (ft/ft)
atau dengan menggunakan faktor bentuk,
merupakan faktor bentuk dari aliran
Jika penimbunan pasir tidak memberikan kapasitas yang sesuai secara ekonomis untuk mengalirkan air di bawah permukaan tanah, dibuat pipa
berlubang di sekitarnya
dan dipasang
material saringan. Material saringan yang digunakan
perlu
mempunyai
angka permeabilitas yang cocok untuk mengalirkan
air
suatu tanah
di bawah permukaan yang secara bebas masuk ke dalam pipa. Jika permeabilitas untuk mengalirkan
air
dari ke
material dalam
20
diketahui,
pipa
dapat
kemampuan
diperkirakan
dengan hukum Darcy. graf ik
12.a. dan
Pada gambar
yang
12.b. diberikan
dapat digunakan untuk memperkirakan aliran air di bawah permukaan ke dalam pipa melalui material saringan,
dengan angka permeabilitas yang diketahui. To.nah 30
baso.h
..,
Mo.terial so.ri.ngo.n _
"
20 15
Jo.ri.ngo.n o. l i, ro.n ti, pi.kal k
0
4
+>
,.\>(
0 3
r..
2 .--L-------
0.9 0.7
0.5
0.3
0.2 dp/dw
0.05
0.1
(a)
Permeo.bt lttas. k ft/day (b)
Gb.
12.
Grafik faktor bentuk dan debit
21
4. Kesimpulan clan Saran Kesimpulan 1.
Muka air tanah di dalam lereng, yang asli
maupun
buatan
akan mengurangi kestabilitan lereng dan seringkali menja-di penyebab terjadinya kelongsoran. 2. Lereng yang didrainase dengan baik akan lebih stabil dari pada lereng dengan drainase yang minimal dan lebih
tahan
terhadap kemungkinan terjadinya kelongsoran pada saat ter jadi gempa. 3. Konstruksi dari sistem drainase yang cocok dan didasarkan pada analisis aliran di bawah permukaan, merupakan langkah yang baik dalam rangka
melindungi
suatu
penduduk
dan
harta benda disekitarnya dari kelongsoran yang berbahaya. 4. Drainase sistem terowongan, sumuran dan
mendatar
efektif untuk memperbaiki kestabilan lereng
sangat
yang
mempu-
pada
bentuk
nyai kandungan air tanah. 5. Detail tanah dan geologi
memberi
pengaruh
drainase yang akan dikembangkan di dalam lereng dan efektif itas sistem drainase yang dipilih. Saran 1. Sistem piezometer perlu dipasang pada penting, yang disekitarnya
masih
pentingan sebagai tempat tinggal,
lereng-lereng yang
dimanfaatkan untuk ke tempat
peristirahatan
dan lain sebagainya. 2. Di dalam memilih sistem drainase diperlukan suatu, kecermatan,
keahlian dan pengalaman yang memadai
kung oleh data basil survei.
22
serta
didu-
Daf tar Pustaka
1. ASAE
2. Cedergren, H.R. 3. Cedergren, H.R. 4. Featherstone, R.E., A. James 5. .James, N. L.
Advance in Drainage , Willardson L.S. Desember, 1982. Drainage of Highway and Airfield Pavement, John Wiley & Sons,New York, 1974. Seepage, Drainage and Flow Nets, John Wiley & Sons, New York, 1967 Urban Drainage System, Pitman Advanced Publishing Program, London 1982. Drainage Engineering, Wiley Eastern Private Limited, New Delhi, 1970. London 1982.
Sumber gambar Cedergren dan Smit.h
Ob. L:i.
Longsosra.n
Ob. LZ.
Longsora.n
pa.do. Reservoir
pa.do.
ja.la.n
Va.oint,
kerela a.pi,
Xta.Li..a.
Tovle
Ob. L3.
Longsoran
Ob. L4.
botu
Deneth
pada
do.eruh
jalan
raya,
Tovle
ob. 7
oli.ra.n a.i.r
pasi.r
~\\\~
lempung
keda.p
otr
pi.po
le r 3uno.n ternbok
pon
Gb. L'.:'.J.
Drni.noE;e Lcipi.s0,n
pos\,r
tc1 go.k,
lornpung
untuk
kodop
cti.r
rnomolong
Ob. Lo. Dro.i.nase
Perrnukaan
mendatar
rnenerus
nai.k kealas,
elevasi.
54,0
+41.0
+30.0 +25.0 •. --·~-~--
~
+19.0 -+:J§j) ·. dengan
perrnukaan
Lempung
bi.ru
Lereng
padal
,. \·
-3.0 ;
ob. L7. Hasi.L
Pemboran untuk
d r o.inase
s•.Hnur·an
