Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng

65 Pages·2008·1.669 MB·Indonesian

by  Saifuddin Arief

MMMMeeeettttooooddddeeee----MMMMeeeettttooooddddeeee DDDDaaaallllaaaammmm AAAAnnnnaaaalllliiiissssiiiissss KKKKeeeessssttttaaaabbbbiiiillllaaaannnn LLLLeeeerrrreeeennnngggg

Dikompilasi oleh:
Saifuddin Arief
([email protected])
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - ii
Kata Pengantar

Persoalan kestabilan lereng merupakan salah satu persoalan yang sering dihadapai
pekerjaan konstruksi dalam rekayasa sipil maupun pertambangan. Tujuan dari tulisan
ini adalah untuk memberikan penjelasan ringkas dari sejumlah metode yang dapat
digunakan dalam analisis kestabilan lereng akan diberikan pada tulisan ini. Penjelasan
dimulai dari metode konvensional yang sederhana, seperti metode empiris dan analogis,
metode kesetimbangan batas sampai dengan metode numerik yang canggih, seperti
metode beda hingga, metode elemen hingga dan PFC (particel flow code).

Kompilasi ini lahir dari kecintaan penulis pada ilmu geoteknik, khususnya analisis
kestabilan lereng. Daftar dari referensi-referensi yang penulis kutip terdapat pada bagian
akhir dari tulisan ini. Oleh karena keterbatasan waktu dan tenaga, sampai saat ini
penulis belum dapat mencatumkan semua kutipan yang penulis gunakan.

Saran dan masukan dari pembaca sangat diharapkan untuk penyempurnaan tulisan ini.

Sorowako, Februari 2008

Saifuddin Arief
[email protected]
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - iii
Biografi Penulis
Penulis lahir di Turen, Malang, menyelesaikan S1 pada Jurusan Teknik Pertambangan,
Institut Teknologi Bandung dan sekarang penulis bekerja pada sebuah perusahaan
pertambangan di Sulawesi Selatan. Sejak dibangku kuliah sampai sekarang, hobi
penulis adalah mempelajari rekayasa geoteknik, matematika terapan, komputasi
numerik, serta pemrograman komputer. Penulis dapat dihubungi dengan menggunakan
alamat email: [email protected].

Proyek pribadi penulis saat ini adalah menulis buku tentang Dasar-Dasar Analisis
Kestabilan Lereng dan buku tentang SCILAB – Perangkat Lunak Gratis Untuk
Komputasi Numerik dan Visualisasi Data.

"Maha suci Engkau, tidak ada yang kami ketahui selain dari apa yang telah Engkau
ajarkan kepada kami; Sesungguhnya Engkaulah yang Maha mengetahui lagi Maha
Bijaksana."
[Al Baqoroh: 32]

Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. kamu sekali-kali tidak melihat pada
ciptaan Tuhan yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihatlah
berulang-ulang, Adakah kamu Lihat sesuatu yang tidak seimbang?
[Al Mulk: 3]
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 1
MMMMeeeettttooooddddeeee----MMMMeeeettttooooddddeeee DDDDaaaallllaaaammmm AAAAnnnnaaaalllliiiissssiiiissss KKKKeeeessssttttaaaabbbbiiiillllaaaannnn LLLLeeeerrrreeeennnngggg

Analisis kestabilan lereng dilakukan untuk mengevaluasi kondisi kestabilan dan unjuk
kerja dari lereng galian, lereng timbunan maupun lereng alami. Secara umum tujuan
dari analisis kestabilan lereng adalah sebagai berikut:
(cid:1) Untuk menentukan kondisi kestabilan suatu lereng.
(cid:1) Memperkirakan bentuk keruntuhan atau longsoran yang mungkin terjadi.
(cid:1) Menentukan tingkat kerawanan lereng terhadap longsoran.
(cid:1) Menentukan metode perkuatan atau perbaikan lereng yang sesuai.
(cid:1) Merancang suatu lereng galian atau timbunan yang optimal dan memenuhi
kriteria keamanan dan kelayakan ekonomis.

Penyelidikan lapangan harus dilaksanakan terlebih dahulu sebelum analisis kestabilan
lereng dilakukan untuk mendapatkan data-data yang diperlukan. Dalam penyelidikan
tersebut juga harus dilakukan investigasi lapangan untuk memperkirakan dan
mengevaluasi potensi-potensi bahaya pada lereng.

Terdapat sejumlah metode yang dapat digunakan dalam analisis kestabilan lereng mulai
dari yang sederhana, seperti metode kesetimbangan batas, sampai dengan yang rumit
dan canggih, seperti metode finite-element dan metode discrete-element. Setiap metode
mempunyai keunggulan dan keterbasan masing-masing.

Saat ini terdapat sejumlah metode analisis dan program komputer yang tersedia untuk
analisis kestabilan lereng memerlukan pemahaman tentang prinsip-prinsip dari metode
tersebut, kelebihan dan keterbatasan pada setiap metode dan program komputer
sehingga dapat digunakan secara tepat. Secara garis besar metode-metode yang
digunakan dalam analisis kestabilan lereng dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu
metode konvensional dan metode numerik.
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 2
1 Metode Konvensional
1.1 Metode Empiris dan Analogi
Prinsip yang digunakan dalam metode empiris dan analogi yaitu analisis kestabilan
dilakukan berdasarkan pada pengalaman-pengalaman sebelumnya terutama dari lereng-
lereng dengan karakteristik yang hampir sama. Penggunaan metode ini sangat
tergantung pada pengalaman dan keputusan yang dibuat oleh seorang insinyur atau
analis yang terlibat. Kadang-kadang penggunaan metode ini juga digabung dengan
metode lainnya seperti stability chart, analisis kinematik, atau metode kesetimbangan
batas. Berikut ini adalah hasil pengamatan terhadap lereng-lereng untuk galian jalan
raya pada tanah laterite di Ghana.

Gambar 1. Hubungan tinggi lereng terhadap sudut kemiringan lereng galian
pada tanah laterite di Ghana (Tsidzi, 1997).
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 3
Slope Mass Rating
Beberapa ahli mengembangkan pendekatan yang lebih sistematis untuk analisis
kestabilan lereng dengan membuat klasifikasi lereng dengan cara menggunakan
pendekatan Slope Mass Rating (SMR). SMR dapat memberikan panduan awal dalam
analisis kestabilan lereng, memberikan informasi yang berguna tentang tipe keruntuhan
serta hal-hal yang diperlukan untuk perbaikan lereng. Slope Mass Rating merupakan
modifikasi dari sistem Rock Mass Rating (RMR) yang dikembangkan oleh Bieniwaski.

Slope Mass Rating (SMR) dihasilkan dengan melakukan beberapa faktor koreksi
terhadap nilai yang diperoleh dengan Rock Mass Rating. Nilai SMR dapat dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut:
SMR = RMR + (F F F ) + F
1 2 3 4
Faktor-faktor koreksi (F , F dan F ) adalah faktor koreksi terhadap kondisi kekar
1 2 3
(joints) serta F adalah faktor koreksi terhadap metode penggalian lereng.
4

Nilai RMR dihitung berdasarkan proposal yang diajukan oleh Bieniawski (1979), yang
memberikan nilai peringkat untuk kelima parameter sebagai berikut:
(cid:1) kekuatan batuan utuh
(cid:1) RQD (dengan melakukan pengukuran atau estimasi)
(cid:1) spasi bidang-bidang takmenerus
(cid:1) kondisi bidang-bidang takmenerus
(cid:1) kondisi air yang mengalir pada bidang-bidang takmenerus.

Tabel 1. RMR (Seperti yang diajukan oleh Bieniawski, 1979)
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 4
Faktor-faktor koreksi untuk kekar (joints), seperti yang diperlihatkan pada Tabel 2,
adalah merupakan perkalian dari tiga faktor sebagai berikut:
a. F , nilainya tergantung pada arah jurus kekar terhadap permukaan lereng.
1
b. F , nilainya mengacu pada sudut kemiringan kekar.
2
c. F , nilainya menggambarkan hubungan antara permukaan lereng dengan
3
kemiringan kekar seperti yang dikembangkan oleh Bieniawski (1976).
Faktor koreksi F nilainya tergantung pada metode penggalian lereng adalah seperti
4
yang diperlihatkan pada Tabel 3.

Tabel 2. Slope Mass Rating (SMR)

Deskripsi untuk setiap kelas SMR serta kondisi kestabilan lereng, tipe keruntuhan yang
mungkin terjadi serta metode perbaikan yang sesuai diperlihatkan pada Tabel 3. Tipe
keruntuhan yang mungkin terjadi dan metode perbaikan yang dianjurkan untuk setiap
nilai range SMR ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 3. Deskripsi untuk setiap kelas SMR
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 5
Tabel 4. Tipe keruntuhan yang mungkin terjadi dan
metode perbaikan yang dianjurkan

Contoh penerapan SMR pada 44 buah lereng di Taragona, Spanyol dan verifikasinya
ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 2. Nilai SMR untuk 44 buah lereng (yang berumur sekitar 1 dan 2 tahun)
di Tarragona, Spanyol. (a) Kondisi lereng sesuai dengan pengamatan dan nilai SMR,
(b) Histogram untuk setiap kelas
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 6
1.2 Analisis Kinematik dan Teori Blok (Block Theory)
Analisis Kinematik
Analisis kinematik adalah analisis tentang pergerakan benda tanpa mempertimbangkan
gaya-gaya yang menyebabkannya. Pertimbangan utama dalam analisis ini yaitu
kemungkinan terjadinya keruntuhan translasional yang disebabkan oleh adanya formasi
bidang planar atau baji. Metode ini hanya berdasarkan pada evaluasi detail mengenai
struktur massa batuan dan geometri dari bidang-bidang lemah yang dapat memberikan
kontribusi terhadap ketidakstabilan lereng. Analisis kinematik dapat dilakukan
menggunakan stereonet plot manual atau dengan program komputer.

Hal penting yang harus diperhatikan yaitu analisis kinematik hanya mempertimbangkan
kemungkinan terjadinya gelinciran yang disebabkan oleh sebuah bidang lemah saja atau
perpotongan dari beberapa bidang lemah. Analisis tipe ini tidak mempertimbangkan
keruntuhan yang melibatkan multiple joints atau joint sets serta terjadinya deformasi
dan rekahan pada blok batuan. Gambar 3, 4 dan 5 adalah konsep dari analisis kinematik
untuk bidang runtuh planar, baji dan gulingan.

Gambar 3. Analisis kinematik untuk longsoran dengan bidang runtuh planar
Metode-Metode Dalam Analisis Kestabilan Lereng - 7

Gambar 4. Analisis kinematik untuk longsoran dengan bidang runtuh baji

Gambar 5. Analisis kinematik untuk keruntuhan gulingan