ANALISA KEMANTAPAN LERENG PADA TANAH BATUANerepo.unud.ac.id/id/eprint/17765/1/eb97d03b3a879a8b57a6e... · 2020. 7. 21. · B. Faktor – faktor yang mempengaruhi kemantapan lereng

ANALISA KEMANTAPAN LERENG PADA TANAH

BATUAN

OLEH :

IR. A.A KETUT NGURAH TJERITA, MSC

NIP : 195312311986021003

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

i

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur dipanjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa / Ida Sang Hyang

Widhi Wasa, karena hanya berkat rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan penelitian ini

dengan judul Analisa Kemantapan Lereng Pada Tanah Batuan .

Dalam nasalah kemantapan lereng pada tanah batuan (batuan) merupakan suatu hal yang

menarik karena sifat-sifat dan prilakunya yang berbeda dengan kemantapan lereng pada tanah.

Kemantapan suatu lereng pada batuan dipengaruhi oleh geometri suatu lereng, struktur batuan,

sifat-sifat fisik dan makanik batuan serta gaya-gaya luar yang bekerja pada lereng tersebut.

Dengan semakin terbatasnya lahan untuk keperluan pembangunan bidang teknik sipil dan

banyak sumber-sumber alam yang terdapat didaerah–daerah yang berbatuan, maka sangat

diperlukan Ilmu pengetahuan “Kemantapan Lereng” untuk mengantisipasi kemungkinan–

kemungkinan yang timbul yang tidak diingini.

Untuk menghadapi fenomena ini dan untuk menambah refrensi buku kuliah saya ingin

ikut memberikan sumbangan penulisan ini, dirangkum dari beberapa buku sesuai dengan refrensi

yang ada.

Dengan menyadari pula barangkali ada hal-hal yang kurang sempurna terdapat dalam

penyelesaian penulisan ini, masukan dan saran dari pembaca sangat diharapkan dan semoga

penulisan ini ada manfaatnya bagi kita serta perkembangan ilmu pengetahuan di Indonesia

Denpasar , Nopember 2017

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ..................................................................................................................... i

Daftar Isi .............................................................................................................................. ii

Daftar Gambar ..................................................................................................................... iii

Kemantapan Lereng Batuan

A. Pendahuluan

..................................................................................................... 1

B. Faktor – faktor yang

mempengaruhi kemantapan lereng batuan .................... 2

C. Klasifikasi longsoran

batuan ........................................................................... 3

D. Metode analisis

kemantapan lereng dengan metode Hoek dan

Bray ................................................................................................................. 7

E. Data sebagai dasar

analisis ............................................................................. 15

F. Pemantauan

(Monitoring) ..............................................................................16

G. Proteksi Lereng

.............................................................................................. 16

DAFTAR PUSTAKA

iii

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR Halaman

1. Longsoran Bidang

..................................................................................................... 4

2. Longsoran Baji

.......................................................................................................... 5

3. Longsoran Busur

....................................................................................................... 6

4. Longsoran Guling

..................................................................................................... 7

5. Macam – macam

Longsoran Guling ......................................................................... 8

6. Regangan Tarik Pada

Longsoran Bidang .................................................................. 10

7. Stereoplot Data

Longsoran Bali ................................................................................ 13

8. Manual Extensometer

................................................................................................ 17

9. Electric Load Cell

...................................................................................................... 17

10. Perbaikan Kondisi

Lereng Dengan Pembuatan Saluran Penirisan ............................ 20

LAMPIRAN A

11. Penggambaran

Struktur Bidang pada Jaring Schimdt ...............................................23

12. Penggambaran Arah

dan Penunjaman perpotongan Dua Bidang .............................. 24

iv

13. Sudut Perpotongan

Dua Bidang ................................................................................ 25

14. Penggambaran Sudut

Geser Dalam ........................................................................... 26

15. X-12

.......................................................................................................................... 26

16. Tipe Utama dari

“Slope Failure” dan “ Stereo Plots” dari keadaan Struktural

yang mungkin menyebabkan Tipe kelongsoran ini .................................................. 27

17. Interpretasi dari

Stereoplot Bidang-bidang lemah .................................................... 28

18. Informasi struktur

Geologi dan Evaluasi awal terhadap kemantapan lereng

Dari suatu rencana tambang open pit ....................................................................... 29

v

1

KEMANTAPAN LERENG BATUAN

A. Pendahuluan

Masalah kemantapan lereng pada batuan merupakan suatu hal yang menarik, karena

sifat – sifat dan perilakunya yang berbeda dengan kemantapan lereng pada tanah.

Kemantapan lereng pada batuan lebih ditentukan oleh adanya bidang – bidang lemah yang

disebut diskontinuitas, tidak demikian halnya dengan lereng – lereng pada tanah.

Kemantapan suatu lereng pada batuan dipengaruhi oleh geometri lereng, struktur

batuan, sifat fisik dan mekanik batuan serta gaya – gaya luar yang bekerja pada lereng

tersebut

Berdasarkan proses longsornya, maka longsoran pada batuan dibedakan menjadi

empat, yaitu :

1. Longsoran bidang (Plane Failure)

2. Longsoran Baji (Wedge Failure)

3. Longsoran Busur (Circular Failure)

4. Longsoran Guling (Toopling Failure)

Suatu cara yang umum untuk menyatakan kemantapan suatu lereng adalah dengan

factor kemantapan atau factor keamanan. Faktor ini merupakan perbandingan antara gaya

penahan yang membuat lereng tetap mantap, dengan gaya penggerak yang menyebabkan

longsor. Secara matematis factor kemantapan lereng dapat dinyatakan sebagai berikut :

Dimana :

F : Faktor Kemantapan Lereng

R : Gaya penahan, berupa resultan gaya – gaya yang membuat lereng

tetap mantap

Fp : Gaya penggerak, berupa resulatan gaya – gaya yang menyebabkan

lereng longsor.

Pada Keadaan :

- F > 1,0 : Lereng dalam keadaan mantap

- F = 1,0 : Lereng dalam keadaan seimbang (akan longsor)

- F< 1,0 : Lereng dalam keadaan tidak mantap

2

B. Faktor – faktor yang mempengaruhi kemantapan lereng batuan

1. Geometri Lereng

Kemiringan dan tionggi suatu lereng sangat mempengaruhi kemantapannya.

Semakin besar kemiringan dan ketinggian suatu lereng, maka kemantapannya

semakin berkurang.

2. Struktur batuan

Struktur batuan yang sangat mempengaruhi kemantapan lereng adalah bidang –

bidang sesar, perlapisan dan rekahan, Struktur batuan tersebut merupakan bidang –

bidang lemah (diskontinuitas) dan sekaligus sebagai tempat merembesnya air.

Sehingga batuan lebih mudah longsor.

3. Sifat fisik dan mekanik batuan

Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kemantapan lereng adalah : bobot isi

(density), porositas dan kandungan air. Kuat tekan, kuat tarik, kuat geser dan sudut

geser – dalam batuan merupakan sifat mekanik batuan yang juga mempengaruhi

kemantapan lereng.

a. Bobot-isi-batuan

Semakin besar bobot-isi batuan , maka gaya penggerak yang

menyebabkan lereng longsor juga semakin longsor. Dengan demikian,

kemantapan lereng tersebut semakin berkurang.

b. Porositas batuan.

Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air.

Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga memperkecil

kamantapan lereng. Adanya air dalam batuan juga akan menimbulkan

tekanan air poriyang akan memperkecil kuat geser batuan. Batuan yang

mempunyai kuat geser kecil akan lebih mudah longsor.

Kuat geser batuan dapat dinyatakan sbagai berikut :

τ= c + ( - µ ) tan

dimana :

τ : Kuat geser batuan (ton/m2)

c : Kohesi (ton/m2)

: Tegangan normal (ton/m2)

µ : Tekanan air pori (ton/m2)

: Sudut geser dalam (angle of internal friction)

3

c. Kandungan air dalam batuan

Semakin besar kandungan air dalam batuan, maka tekanan air pori

menjadi semakin besar juga. Dengan demikian berarti bahwa kuat geser

batuanya menjadi semakin kecil, sehingga kemantapannya pun berkurang

(lihat porositas)

d. Kuat tekan, Kuat tarik dan Kuat geser batuan

Kekuatan batuan biasanya dinyatakan dengan kuat tekan (confined and

unconfined compressive strength), kuat tarik (tensile strength), dan kuat geser

(shear strength). Batuan yang mempunyai kuat tekan , kuat tarik dan kuat

geser besar, akan lebih mantap (tidak mudah longsor)

e. Sudut Geser Dalam (angle of internal friction)

Semakin besar sudut geser dalam, maka kuat geser batuan juga akan

semakin besar. Dengan demikian, batuan 9lereng akan lebih mantap

4. Gaya dari luar

Gaya – gaya dari luar yang dapat mempengaruhi (mengurangi) kemantapan suatu

lereng adalah :

a. Getaran yng diakibatkan oleh gemppa, peledakan dan pemakaian alat – alat

mekanis yang berat di dekat lereng

b. Pemotong dasar (toe) lereng.

c. Penebangan pohon – pohonan pelindung lereng

C. Klasifikasi longsoran batuan

Berdasarkan proses longsornya, longsoran batuan dapat dibedakan menjadi empat

macam yaitu :

1. Longsoran Bidang

Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang

bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa bidang sesar,

rekahan (joint), maupun bidang perlapisan batuan. Syarat – syarat terjadinya longsoran

bidang adalah :

a. Terdapat bidang luncur bebas (daylight) berarti kemiringan bidang luncur harus lebih

kecil daripada kemiringan lereng (lihat Gambar 1)

b. Arah bidang luncur sejajar atau mendekati sejajar dengan arah lereng (maksimum

berbeda 200)

c. Kemiringan bidang luncur lebih besar dari pada sudut geser dalam batuannya

4

d. Terdapat bidang bebas (tidak terdapat gaya penahan) pada kedua sisi longsoran

Gambar 1

Longsoran bidang

2. Longsoran Baji

Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika terdapat lebih dari satu bidang

lemah yang bebas dan saling berpotongan.sudut perpotongan antara bidang lemah

tersebut harus lebih besar dari sudut geser dalam batuannya (lihat Gambar 2). Bidang

lemah ini dapat berupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan.

Cara longsor suatu baji dapat melalui salah satu atau beberapa bidang lemahnya,

ataupun melalui garis perpotongan kedua bidang lemahnya.

5

Gambar 2

Longsoran baji

3. Longsoran Busur

Longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang berupa busur disebut

longsoran bususr (Lihat Gambar 3). Longsoran busur hanya akan terjadi pada tanah atau

material yang bersifat seperti tanah. Antar partikel tanah tidak terikat satu sama lain (not

interlock). Dengan demikian, longsoran busur juga dapat terjadi pada batuan yang sangat

lapuk serta banyak mengandung bidang lemah , maupun tumpukan (timbunan) batuan

hancur.

6

Gambar 3

Longsoran busur

4. Longsoran Guling

Longsoran guling akan terjadi pada suatu lereng batuan yang arak kemiringannya

berlawanan dengan kemiringan bidan – bidang lemahnya. Keadaan tersebut dapat

digambarkan dengan balok – balok yang diletakkan di atas sebuah bidang miring sebagai

berikut (lihat Gambar 4) :

a. Jika > Ø dan Δ x/y n < tan , maka balok akan meluncur kemudian mengguling

b. Jika < Ø dan Δ x/y n < tan , maka balok akan langsung mengguling

Berdasarkan bentuk dan proses menggulingnya, maka longsoran guling dibedakan

menjadi tiga, yaitu (lihat Gambar 5) :

a. Longsoran guling setelah mengalami lenturan (flekxural toppling)

b. Longsoran guling yang berupa blok (balok-balok), dinamakan “blok toppling”

c. Gambaran kedua longsoran diatas (blok-flexural toppling)

7

Gambar 4

Longsoran guling

D. Metoda Analisis Kemantapan Lereng dengan Metoda Hoek dan Bray

Kemantapan suatu lereng batuan dapat dianalisis dengan metode Hoek dan Bray,

analisis fektor dan metoda grafis. Tetapi didalam tulisan ini hanya dibahas metoda Hoek dan

Bray.

Metoda Hoek dan Bray dapat digunakan untuk menganalisis keempat macam

longsoran pada lereng batu: khusus untuk longsoran busur tidak akan dibahas disini karena

longsoran tersebut tidak akan terjadi pada batuan segar (fresh rock)

8

Gambar 5

Macam-Macam Longsoran Guling

9

1. Longsoran Bidang

Dalam menganilisis longsoran bidang dengan metoda Hoek dan Bray; suatu

lereng ditinjau dalam dua dimensi dengan anggapan-anggapan:

a. Semua syarat untuk terjadinya longsoran bidang terpenuhi.

b. Terdapat regangan tarik tegak (vertical) yang terisi air sampai kedalam

Zw. Regangan tarik ini dapat terletak pada muka lereng maupun diatas

lereng (lihat Gambar Asli)

c. Tekanan air pada regangan tarik dan sepanjang bidang luncur tersebar

secara linier.

d. Semua gaya yang bekerja pada lereng melalui titik pusat massa batuan

yang akan longsor, sehingga tidak terjadi rotasi (lihat Gambar 6).

Faktor kemantapan lereng dapat dihitung dengan persamaan (lihat Gambar 6) :

F =

F =

Dimana :

F = faktor kemantapan lereng

C = kohesi pada bidang luncur

A = panjang bidang luncur (m)

p= sudut kemiringan bidang luncur (0)

Ø = sudut geser dalam batuan (0)

10

Gambar 6

Regangan tarik pada longsoran bidang

W = berat massa batuan yang akan longsor (ton)

U = gaya angkat yang ditimbulkan oleh tekanan air disepanjang

bidang luncur (ton)

U = ½ ϒW ZW (H-Z) cosec p

V = gaya mendatar yang ditimbulkan oleh tekanan air pada

regangan tarik (ton)

V = ½ ϒW ZW2

ϒW = bobot isi air (ton/m3)

11

ZW = tinggi kolom air yang mengisi regangan tarik (m)

Z = kedalam regangan tarik (m)

H = tinggi lereng (m).

Jika terjadi getaran yang diakibatkan oleh adanya gempat, peledakan maupun

aktivitas manusia lainnya, maka persamaan diatas menjadi :

F =

Dimana :

= percepatan getaran pada arah mendatar (lihat Gambar 6).

2. Longsoran baji

Sebagai contoh analisis hanya akan dibahas tentang longsoran baji yang

dibentuk oleh dua bidang lemah. Dalam analisis dengan menggunakan metoda Hoek

dan Bray, longsoran baji dianggap hanya akan terjadi pada garis perpotongan kedua

bidang lemah.

Faktor kemantapan lereng dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut

(lihat gambar 2 dan 7):

F = (Ca X + Cb Y) + (A - X) tan + (B - Y) tan

Dimana :

Ca = kohesi pada bidang lemah I (ton/m2)

Cb = kohesi pada bidang lemah II (ton/m2)

Øa = sudut geser dalam, bidang lemah I (o)

Øb = sudut geser dalam, bidang lemah II (o)

γ = bobot isi batuan (ton/m3)

γw = bobot isis air (m)

X =

Y =

12

A =

B =

Dimana a dan adalah kemiringan (dip) dari bidang-bidang I dan II serta

adalah sudut penunjaman perpotongan bidang lemah I dan II

Jika pada bidang I dan II tidak terdapatk kohesi, serta kondisi lereng kering,

maka persamaan diatas menjadi :

F = A tan Øa + B tan Øb

Dimana A dan B adalah suatu faktor tanpa satuan yang besarnya tergantung

pada jurus (strike) dan kemiringan (dip) kedua bidang lemahnya. Bidang lemah yang

mempunyai kemiringan lebih kecil selalu dinamakan bidang lemah I, sedangkan bidang

lemah yang satunya lagi dinamakan bidang lemah II.

3. Longsoran Guling

Dengan metode Hoek dan Bray terjadinya longsoran guling dapat dianalisis

dengan menggunakan suatu model yang sederhana. Model tersebut hanya berlaku untuk

kasus – kasus yang sederhana. Untuk menganalisis lereng yang sebenarnya dilakukan

analogi dengan mempertimbangkan variable – variable di lapangan.

Model tersebut berupa balok – balok yang disusun pada suatu tangga yang

miring (lihat Gambar 4). Dengan model tersebut akan dianalisis kemantapan

(kestabilan) batas suatu lereng terhadap longsoran guling. Kemantapan batas adalah

suatu keadaan dimana lereng pada saat akan longsor

Gaya – gaya yang bekerja pada setiap balok dihitung dengan nilai (angka) sudut

geser dalam (Ø) tertentu, sampai diperoleh nilai P0 positif terkecil. Nilai P tersebut

merupakan gaya yang menahan balok 1 (lihat Gambar 4). Nilai sudut geser dalam (Ø)

yang menghasilkan P0 positif terkecil kemudian dipakai berbagai sudut geser dalam

pada keadaan kemantapan batas. Faktor kemantapan lereng terhadap longsoran guling

kemudian dapat dinyatakan dengan persamaan :

F =

Dimana :

F = faktor kemantapan

Ø1 = sudut geser dalam yang sebenarnya di lapangan (0)

Ø2 = sudut geser dalam pada kritis (kemantapan batas), (0)

13

Gambar 7

Stereoplot data longsoran baji

Keterangan :

na . nb = Sudut Perpotongan bidang lemah I dan II

1 . nb = Sudut antara bidang lemah I dengan garis perpotongan bidang lemah I dan

muka lereng

2 . na = Sudut antara bidang lemah II dengan garis perpotongan bidang lemah II dan

muka lereng

24 = Sudut antara garis perpotongan bidang lemah II dan muka lereng dengan garis

perpotongan bidang lemah II dan bagian atas lereng (upper slope)

13 = Sudut antara garis perpotongan bidang lemah I dan muka lereng dengan garis

perpotongan bidang lemah I dan muka lereng

35 = Sudut antara garis perpotongan bidang lemah I dan bagian atas lereng (upper

slope) dengan garis perpotongan bidang lemah I dan II

45 = Sudut antara garis perpotongan bidang lemah II dan muka lereng dengan garis

perpotongan bidang lemah I dan II

T5 = Sudut penunjaman perpotongan bidang lemah I dan II

14

Tabel I

Contoh lembar perhitungan longsoran baji

WEDGE STABILITY CALCULATION SHEET

INPUT DATA FUNCTION VALUE CALCULATED ANSWER

a = 450

b = 700

s = 31.20

na.nb = 1010

Cos a = 0.7071

Cos b = 0.3420

Sin s = 0.5180

Cos na.nb = -0.191

Sin na.nb = 0.982

A =

B = = 0.9557

24 = 650

45 = 250

2.na = 500

Sin 24 = 0.9063

Sin 45 = 0.4226

Cos 2 na = 0.6428

x = = 3.3363

13 = 620

35 = 310

1.nb = 600

Sin 13 = 0.8829

Sin 35 = 0.5150

Cos 1.nb = 0.5000

y = = 3.4287

A = 300

B = 200

γ = 2560 kg/m3

γw = 1000 kg/m3

cA = 2440 kg/m3

cB = 4880 kg/m3

H = 40 m

Tan A = 0.5773

Tan B = 0.3640

γw / 2γ = 0.1953

3cA/γH = 0.0721

3cB/γH = 0.1442

F =

F = 0.2405 + 0.4944 + 0.8934 – 0.3762 + 0.3478 – 0.2437 = 1.3562

15

E. Data sebagai dasar analisis

Data utama sebagai dasar analisis kemantapan suatu lereng batuan adalah: geometri

lereng, struktur batuan, serta sifat dan mekanik batuan.

1. Geometri lereng

Geometri lereng yang perlu diketahui adalah:

a. Orientasi (jurus dan kemiringan) lereng

b. Tinggi dan kemiringan lereng (tiap jenjang maupun total)

c. Lebar jenjang (berm)

2. Struktur batuan

Struktur batuan yang mempengaruhi kemantapa suatu lereng adanya bidang-

bidang lemah, yaitu bidang-bidang sesar, pelapisan dan perekahan.

3. Sifat fisik dan sifat mekanik batuan

Sifat fisik dan sifat mekanik batuan sebagai dasar analisis kemantapan lereng

adalah:

a. Bobot isi batuan

b. Porositas batuan

c. Kandungan air dalam batuan

d. Kuat tekan,kuat tarik dan kuat geser

batuan

e. Sudut geser batuan

Data utama tersebut diatas dapat diperoleh dengan penyelidikan penyelidikan di

lapangan dan di laboratorium.

1. Penyelidikan di lapangan

Penyelidikan di lapangan dapat dilakukan dengan:

a. Pengukuran untuk mendapatkandata

geometri lereng

b. Seismik refraksi untuk

mendapatkan data litologi

c. Pemboran inti dan pembuatan

terowongan (adit) untuk mendapatkan data litologi, struktur batuan dan contoh

(sampel) batuan untuk dianalisis di laboratorium

d. Piezometer untuk mengetahui tinggi

muka air tanah

16

e. Uji batuan di lapangan (insitutes)

untuk mendapat data tentang sifat mekanik batuan, misalnya dengan “block shear

test”.

2. Penyelidikan di laboratorium

Sifat fisik dan sifat mekanik batuan diperoleh dari hasil uji coba (test) di

laboratorium terhadap sampah contoh (sampel) batuan yang diambil dari lapangan.

Penyelidikan di laboratorium dapat dilakukan dengan:

a. “uniaksial kompresif test”

b. “triaxial test”

c. “direct shear test”

d. Penentuan bobot isi batuan,

kandungan air dan korositas batuan

F. Pemantauan (monitoring)

Pemantauan merupakan tindakan pengamatan yang terus menerus teratur

(periodik). Pengamatan tersebut bertujuan untuk mengetahui kondisi (gerakan) lereng

sedini mungkin sebelum terjadi longsoran.

Pemantauan terhadap suatu lereng batuan dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

1. Pengukuran (Surveying)

Adanya gerakan pada suatu lereng menunjukan bahwa lereng tersebut tidak mantap

gerakan lereng tersebut diukur dengan “Theodolyt”.

Prinsip kerja alat tersebut adalah mengukur koordinat satu titik pada lereng.

Koordinat titik tersebut kemudian dibandingkan dengan koordinat titik tetap

(reference), sehingga gerakan lereng dapat diketahui

2. Pemantapan (Inclinometer)

Selain dengan pengukuran atau surveying, gerakan suatu lereng juga dapat diukur

dengan inclinometer. Alat ini hanya cocok dipakai pada lereng yang berupa tanah

atau material yang bersifat seperti tanah, sehingga tidak dibahas lebih lanjut

3. Pemasangan (extensometer)

“extensometer” dapat berupa kabel maupun batang baja (rod) yang dimasukkan ke

dalam lubang bor (lihat Gambar 8). “Extensometer” diapasang pada daerah (lereng)

yang diperkirakan paling kritis (labil), biasanya pada tempat yang banya mengandung

bidang lemah. Besar gerakan lereng pada kedalaman tertentu dapat diukur dengan alat

tersebut, baik secara manual maupun secara otomatis

4. Pemasangan (Load Cell)

17

Load cell dapat dipasang pada jangkar batuan (rock anchor) yang berupa kabel

maupun batang baja. Prinsip kerja alat tersebut adalah mengukur tegangan (gaya)

pada jangkar batuan yang diakibatkan oleh adanya gerakan batuan (lihat Gambar 9)

G. Proteksi Lereng

Tindakan proteksi terhadap suatu lereng batuan merupakan suatu usaha yang

dilakukan untuk melindungi, bahkan memperbesar kemantapan lereng. Tindakan

tersebut dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :

1. Penguatan (Suporting)

Penguatan merupakan suatu tindakan yang bertujuan untuk memperbesar kekuatan

(strength) batuan, sehingga lereng lebih mantap. Tindakan tersebut dapat dilakukan

dengan :

a. Pemasangan jangkar batuan (rock

anchor)

Jangkar batuan terutama berfungsi sebagai penguat (armature) dan pengikat

(confining) batuan. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam pemakaian jangkar

batuan adalah sebagai berikut :

1) Jenis jangkar

Berdasarkan jenisnya, jangakar batuan dibedakan menjadi dua yaitu :

- “Punctual Anchor”

- “Distributed Anchor”

Gambar 8

Manual Extensometer

18

Gambar 9

Elektrik load cell

Untuk menahan gerakan (deformasi) yang besar dipilih distributed anchor karena

jenis jangkar ini mempunyai kemampuan mengikat batuan lebih besar

dibandingkan dengan punctual anchor. Distributed anchor juga baik digunakan

pada batuan yang mengandung air, karena bahan pengikatnya (grouthing)

sekaligus pelindung jangkar terhadap korosi.

Jenis jangkar juga dapat dibedakan dalam bentuk kabel dan batang baja (rock

bolt). Jika pada penguatan lereng diperlukan jangkar yang panjang ( lebih dari

15.0 m), maka dipilih yang berbentuk kabel karena lebih lues ( flexible ) dalam

pemasangan.

2) Panjang jangkar

Panjang jangkar tergantung pada struktur batuan, terutama bidang-bidang

lemahnya. Pemasangan jangkar batuan selalu diusahakan agar dapat

mengikat batuan yang lemah (lepas) pada batuan induknya yang kuat

(mantap).

3) Kerapatan jangkar

Pada prinsipnya jangkar batuan harus dapat mengikat (menahan) setiap

beban (massa batuan) yang akan longsor. Kerapatan jangkar tergantung

pada kuat tarik (tensile strength) jangkar, struktur bidang lemah dan massa

batuan yang akan longsor.

4) Kuat tarik (tensile strenght) jangkar

Kuat tarik jangkar merupakan kemampuan (kekuatan) suatu jangkar untuk

menahan beban tarikan yang diakibatkan oleh batuan yang akan longsor.

Pada prinsipnya kuat tarik jangkar harus lebih besar dari beban (massa

batuan yang akan longsor).

5) Diameter jangkar

Diameter jangkar ditentukan oleh besar beban yang akan longsor. Semakin

besar beban yang akan longsor, maka diperlukan jangkar dengan diameter

yang lebih besar pula.

6) Orientasi jangkar

19

Orientasi jangkar ditentukan berdasarkan struktur batuan, terutama bidang-

bidang lemahnya. Pada prinsipnya jangkar harus dapat mengikat batuan

yang lepas (lemah) pada batuan induknya yang kuat.

7) Tarikan mula-mula (prestressed)

Tarikan mula-mula pada jangkar bertujuan untuk mengikat batuan yang

lepas sebelum mengalami gerakan (deformasi) lebih lanjut. Dengan

demikian, batuan tersebut masih dapat menyangga dirinya sendiri.

b. Pemasangan beton tembak

(shotcrete)

Beton tembak biasanya dipasang bersama-sama dengan anyaman kawat baja

(wire mesh). Selain berfungsi sebagai penguat, beton tembak juga berfungsi

sebagai pelindung batuan terhadap proses pelapukan dan rembesan air.

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam pemakaian beton tembak adalah:

1) Ketebalan

Kekuatan beton tembak dinyatakan dalam kuat tekan dan kuat geser.

Kekuatan tersebut merupakan fungsi campuran bahan pembentuk beton

tembak, yaitu: air, semen, pasir dan “aggregat”. Pada prinsipnya beton

tembak harus dapat menahan beban (massa batuan yang akan longsor).

2) Ketebalan

Ketebalan suatu beton tembak untuk menahan longsoran pada suatu lereng

batuan belum dapat dihitung (ditentukan) secara distematis. Ketebalan beton

tembak terutama ditentukan oleh struktur batuannya, kemudian berdasarkan

pengalaman dipilih ketebalan yang sesuai (di proyek PLTA Cirata dipilih

setebal 10,0cm).

c. Pemasangan dinding penahan

(retaining wall)

Dinding penahan biasanya dibuat dari beton bertulang yang dipasang pada muka

lereng sebagai penahan lereng. Pengutan dengan cara ini hanya hanya cocok

diterapkan pada batuan yang sangat lapuk atau batuan yang bersifat seperti tanah.

d. Penanaman rumput (field sodding)

Rumput ditanam pada bagian lereng yang berupa tanah. Selain berfungsi sebagai

pencegah terjadinya erosi, rumput juga berfungsi sebagai penguat (memperbesar

kuat geser tanah).

2. Perbaikan kondisi lereng

Kemantapan suatu lereng batuan dapat ditingkatkan dengan memperbaiki kondisi

memperbaiki kondisi lereng dapat dilakukan dengan:

a. Pembuatan lubang-lubang (saluran-

saluran) penirisan

20

Air tanah maupun air hujan yang merembes ke dalam batuan akan memperbesar

gaya angkat (uplift) dan gaya mendatar, sehingga memperbesar gaya penggerak

yang menyebabkan lereng longsor. Dengan membuat lubang-lubang (saluran-

saluran) penirisan maka gaya-gaya tersebut berkurang sehingga lereng lebih

mantap.

Lubang-lubang (saluran-saluran) penirisan dapat dibuat denganmembor lereng

maupun menggali parit-parit pada setiap jenjang (lihat gambar 10)

b. Memperlandai kemiringan lereng

Kondisi suatu lereng batuan dapat diperbaiki dengan pemotongan lereng,

sehingga lereng menjadi lebih landai. Dengan demikian lereng akan menjadi

lebih mantap.

Gambar 10

Perbaikan kondisi lereng dengan pembuatan saluran penirisan

Keterangan :

a. Saluran penirisan di atas regangan tarik

b. Sumuran untuk penirisan dengan pompa

c. Saluran penirisan pada jenjang (berm)

d. Regangan tarik

e. Lubang penirisan pada muka lereng

f. Bidang luncur

g. Sauran (adit) penirisan di bawah permukaan

h. Lubang (saluran) pengumpul air untuk butir ‘”

21

DAFTAR PUSTAKA

1. Hoek E. and Bray, J.W : “Rock Sloop Engineering”, 3rd edition, The Insitution of Mining

and Metalrugi, London, 1981.

2. Anung Dri Prasetya: “Analisis Kemantapan dan Proteksi Lereng di Kuari Breksi Proyek

PLTA Cirata Jawa Barat”, Tugas Sarjana Jurusan Teknik Pertambangan ITB, 1987.

3. Cirata Hydroelectric Power Project, “Breccia Quarry Permanent Slope Protection”, The

New Jec Inc, 1985.

22

22

LAMPIRAN A

CARA PENGGAMBARAN STRUKTUR BATUAN PADA JARING SCHMIDT DALAM

ANALISIS KEMANTAPAN LERENG SECARA GRAFIS

Dalam penggambaran struktur batuan, digunakan jaring Schmidt (Schmidt’s net” sebagai pola,

dan kertas transparant untuk menggambarkannya.

A. Penggambaran struktur bidang

Sebagai contoh akan digambarkan sebuah bidang dengan orientasi N 40o E/50o S. Tahap-

tahap penggambarannya adalah sebagai berikut (lihat gambar 18):

Tahap I : kertas transparant dihimpitkan pada jaring Schmidt, kemudian titik Utara

(N) ditandai. Dari arah N diukur 40o ke arah E, kemudian ditandai.

Tahap II : arah yang ditandai diatas (40o) diputar ke arah N (dihimpitkan pada N),

kemudian digambar busur pada lingkaran besar, 50o dari luar lingkaran.

Kutub bidang tersebut diperoleh dengan menggambarkan sebuah titik, 50o

dari pusat jaring (90o dari busur tadi).

Tahap III : titik utara (N) yang sudah ditandai pada tahap I, kemudian dikembalikan

pada arah semula sehingga bidang dengan orientasi N 40o E/50o S sudah

tergambar.

23

Gambar 11

Penggambaran struktur bidang pada jaring Schmidt

Dengan cara yang sama, bidang-bidang (struktur batuan) dengan orientasi yang lain dapat

digambarkan.

B. Arah dan penumjangan perpotongan dua bidang

Sebagai contoh digambarkan dua bidang A dan B yang saling berpotongan dengan

orientasi N 40o E/50o S dan 165o E/30o S (lihat gambar 19):

24

Tahap I : penggambaran kedua bidang diatas dilakukan pada jaring Schmidt (lihat

bagian A)

Tahap II : arah perpotongan kedua bidang tersebut diperoleh dengan menarik garis

dari pusat jaring ke perpotongan kedua bidang (200,5o)

Tahap III : memutar titik perpotongan kedua bidang di atas sampai berhimpit sumbu

W-E, kemudian mengukur sudutnya dari luar lingkaran. Sudut tersebut merupakan sudut

penunjaman perpotongan dua bidang (20o,5o).

C. Sudut perpotongan dua bidang

Sebagai contoh, akan digambarkan dua bidang A dan B, dengan orientasi N 330o E/ 50o

N dan N 230o/ E 36o N (lihat Gambar 20):

Tahap I : penggambaran kedua bidang tersebut pada jaring Schmidt, sehingga

diperoleh kutub kedua bidang (lihat bagian A)

Tahap II : memutar kedua kutub bidang tersebut sehingga berhimpit pada satu

busur lingkaran sesar. Sudur antara kedua kutub tersebut merupakan sudut perpotongan

kedua bidang diatas (64o)

Gambar 12

Penggambaran arah dan penunjaman perpotongan dua bidang

25

Gambar 13

Sudut perpotongan dua bidang

D. Penggambaran sudut geser (Ø)

Sudut geser dalam digambarkan sebagai sebuah lingkaran pada jaring Schmidt dengan

pusat berhimpit dengan pusat jaring. Besar sudut tersebut diukur (digambarkan) dari luar

jaring ke arah pusat jaring. Sebagai contoh akan digambarkan sudut geser dalam sebesar

30o (lihat gambar 21)

26

Gambar 14

Penggambaran sudut geser dalam

X-12

27

Gambar 16

Tipe utama dari “Slope Failure” dan “Streo Plots” dari keadaan struktural yang mungkin

menyebabkan tipe kelongsoran ini

28

Gambar 17

Intepretasi dari Streo Plot bidang-bidang lemah pada lereng

29

Gambar 18

Informasi struktur geologi dan evaluasi awal terhadap kemantapan lereng dari suatu

`rencana tambang open PIT

15