1

LAPORAN

PENELITIAN INTERNAL

KARAKTERISASI TANAH LONGSOR DENGAN VARIASI PARAMETER TANAH

(Studi kasus: Tanah longsor di Desa Kunir, Kecamatan Keling, Kabupaten Jepara)

Tim Peneliti:

Ketua : Dr. Abdul Rochim, ST, MT

Anggota : Ir. Nina Anindyawti,MT

UNIVERSITAS ISLAM SULTAN AGUNG SEMARANG

NOVEMBER 2019

2

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Penelitian Internal

Karakteristik Tanah Longsor Dengan Variasi Parameter Tanah

1. Data Diri

Nama : Ir.Nina Anindyawati,MT

Alamat : Jl. Kaligawe Raya KM. 4 Semarang

2. Kegiatan

Nama Kegiatan : Penelitian Internal “Karakteristik Tanah Longsor Dengan

Variasi Parameter Tanah

Lokasi Kegiatan : Semarang

Waktu Pelaksanaan : April 2020

Semarang , 30 April 2020

Mengetahui

Wakil Dekan I Fakultas Teknik Pengusul

Dr. Abdul Rochim,ST.,MT Ir. Nina Anindyawati,MT

3

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................................. 1

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................................... 2

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... 3

RINGKASAN ............................................................................................................................. 5

BAB I LATAR BELAKANG ................................................................................................ 6

1.1 Pendahuluan ...................................................................................................... 6

1.2 Tujuan Penelitian ............................................................................................... 7

1.3 Urgensi Penelitian ............................................................................................. 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................. 8

2.1 Klasifikasi tanah ................................................................................................ 8

2.2 Karakterisasi tanah granular dan tanah kohesif ................................................. 8

2.3 Pengujian laboratorium ..................................................................................... 10

2.4 Penelitian sejenis terdahulu ............................................................................... 10

2.5 Road map penelitian .......................................................................................... 11

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................................... 13

3.1 Bahan uji tanah .................................................................................................. 13

3.2 Alat uji ............................................................................................................... 13

3.3 Model Plaxis mendapatkan faktor keamanan .................................................... 13

3.4 Peran tim peneliti ............................................................................................... 15

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................. 17

4.1 Geometri lereng sebelum longsor dan sesudah longsor .................................... 17

4

4.2 Hasil uji laboratorium tanah lereng ................................................................... 19

4.3 Pemodelan lereng dengan Plaxis ....................................................................... 20

4.4 Perhitungan jenuh air ...................................................................................... 21

4.5 Solusi pekerjaan tanah untuk lereng ................................................................... 22

4.6 Alternatif pekerjaan tanah dan perbaikan tanah ................................................ 23

4.7 Penggunaan rumput vetiver pada lereng ........................................................... 25

BAB V KESIMPULAN .......................................................................................................... 27

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................. 29

LAMPIRAN ............................................................................................................................ 31

5

RINGKASAN

Sebagai lahan untuk jalan dan tempat tinggal, dataran tinggi terutama di daerah lereng sangat

berpotensi terjadi kelongsoran tanah dan sebagai dampak paling buruknya adalah korban

meninggal dan kehilangan harta benda. Di awal tahun 2019 ini telah terjadi bencana tanah

longsor di Desa Kunir, Kecamatan Keling, Kabupaten Jepara Jawa Tengah. Penelitian ini

bertujuan untuk mengkarakterisasi kelongsoran tanah di Desa Kunir tersebut sebagai bagian

mitigasi bencana alam, dengan keluaran yang diharapkan berupa karakter kelongsoran tanah

Desa Kunir, Kecamatan Keling, Kabupaten Jepara Jawa Tengah dan rekomendasi perbaikan

lingkungan sekitar dan perilaku keseharian yang dapat meminimalkan kelongsoran tanah.

Dengan berbasis studi eksperimental di laboratorium, penelitian ini menggunakan sampel tanah

daerah longsor Desa Kunir tersebut guna mendapatkan sifat fisis dan mekanik tanah. Survei

lapangan dilakukan guna mendapatkan data primer tentang geometri lereng dan kondisi sekitar

yang dimungkinkan memberikan faktor pencentus tanah longsor. Pemodelan tanah longsor

dengan variasi variabel tetap dan variabel bebas dilakukan dengan menggunakan program

aplikasi Plaxis v8.2 dengan input parameter tanah dari hasil uji laboratorium guna mendapatkan

faktor keamanan lereng minimum.

Dari hasil pengujian material, tanah lereng didominasi oleh tanah granular dengan jumlah tanah

kohesif lebih dari 5%. Adapun sifat mekanik tanah, sudut gesek dan kohesi cukup tinggi,

diklasifikasikan sebagai Pasir Silty (SM). Dari pemodelan dengan Plaxis, lereng eksisting

dengan tinggi total 20 meter memiliki faktor keamanan (SF) 0,61 dan 1,01 tanpa perkuatan dan

dengan perkuatan dinding penahan batu kali masing-masing. Namun dengan memodifikasi

model lereng dari tanpa terasering menjadi 5 terasering yang memiliki kemiringan 1: 1 setiap

teraseringnya, dan dengan median antara terasering dengan lebar 15 meter, SF meningkat 1,56.

Kata Kunci: Tanah longsor, faktor keamanan lereng, stabilitas lereng, Plaxis

6

BAB I. LATAR BELAKANG

1.1 Pendahuluan

Dataran tinggi dengan kondisi lerengnya yang curam secara alami bisa berpotensi untuk

longsor. Seiring berjalannya waktu dengan bertambahnya jumlah penduduk, penggunaan

daerah lereng dataran tinggi tidak bisa dicegah. Dengan adanya tambahan beban permukiman

menjadikan gaya yang mendorong tanah untuk longsor bertambah besar. Selain beban

permukiman, tambahan beban berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah dan juga

air limbah rumah tangga yang tidak teralirkan oleh drainase yang baik. Dengan faktor-faktor

pencetus tanah longsor ini bisa dipastikan bencana tanah longsor akan terjadi. Menurut

BNPB, bencana longsor di Brebes, Jawa Tengah pada 22 Februari 2018 lalu menyebabkan

11 orang meninggal dunia dan 7 orang hilang (www.bnpb.go.id). Dalam periode 2010 hingga

Februari 2018 sebanyak 3.753 bencana tanah longsor telah terjadi dan korban meninggal dunia

sebanyak 1.661 orang (news.detik.com). Data Badan Penanggulangan Bencana Daerah

(BPBD) Jawa Tengah menyebutkan bahwa bencana tanah longsor pada periode 2017 adalah

yang terbanyak diantara bencana alam lainnya yaitu 44,30%. Terdapat kenaikan bencana

tanah longsor setiap tahunnya dari tahun 2015 sampai dengan 2017 yaitu sebesar 491, 927,

dan 1091 kejadian masing-masing (BPBD Provinsi Jawa Tengah, 2017).

Beberapa faktor yang menyebabkan tanah longsor diantaranya yaitu jenis tanah,

kepadatan tanah, kemiringan lereng, vegetasi, beban, air hujan, drainase, daerah patahan dan

gempa. Faktor-faktor ini sering digunakan dalam menganalisis dan memodelkan kelongsoran

tanah seperti beberapa penelitian terdahulu sebagai berikut : Rahmawan Bagus Pratama, dkk

(2014), Diana Destri Sartika & Yuki Achmad Yakin (2016), Andriyan Yulikasari, dkk.

(2017), Dina Iis Sutiyono dkk. (2017), Karsa Ciptaning dkk (2018).

Di awal tahun 2019, telah terjadi tanah longsor di Desa Kunir, Kecamatan Keling,

Kabupaten Jepara Jawa Tengah sepanjang 60 meter dengan ketinggian tanah 20 meter.

Beberapa rumah yang berada di kaki lereng mengalami kerusakan tetapi tidak ada korban

jiwa dikarenakan penduduk telah meninggalkan rumah sebelum longsor besar terjadi.

Beberapa longsor kecil terjadi dan penduduk cukup waspada terhadap kemungkinan longsor

http://www.bnpb.go.id/https://news.detik.com/

7

susulan yang lebih besar sehingga penduduk memutuskan meninggalkan rumahnya. Jalan

utama di bagian atas mengalami penyempitan dan jika tidak diatasi dengan baik jalan utama

akan terputus. Yang menarik jalan desa satu-satunya ini bukanlah jalan kelas I yang bisa

dilewati kendaraan berat seperti truk 12 as tetapi hanya kendaraan ringan.

Dari penelitian-penelitian sebelumnya, analisis lebih ditekankan pada penggunaan satu

variabel bebas saja tetapi tidak satupun yang menggunakan variasi variable tetap dan

beberapa variabel bebas untuk memodelkan kelongsoran tanah. Berdasarkan permasalahan

yang telah disebutkan di atas, penulis bermaksud untuk mengkarakterisasi kelongsoran tanah

di Desa Kunir, Kecamatan Keling, Jepara Jawa Tengah ini.

1.2 Tujuan Penelitian

1) Mengetahui sifat fisis dan mekanik tanah daerah longsor

2) Mengetahui jenis tanah longsor

3) Mengkarakterisasi kelongsoran tanah di Desa Kunir

1.3 Urgensi Penelitian

Untuk mengurangi dampak buruk bencana tanah longsor seperti korban meninggal dan

kehilangan harta benda, maka perlu adanya tindakan preventif mitigasi bencana alam.

Penelitian ini bersifat mitigasi bencana alam yang masuk dalam Renstra penelitian Unissula

dengan keluarannya sebagai berikut:

1) Memberikan gambaran kelongsoran tanah di Desa Kunir, Kecamatan Keling, Kabupaten

Jepara, Jawa Tengah

2) Memberikan saran beberapa hal yang bisa dilakukan oleh warga Desa Kunir untuk

memperkecil kelongsoran tanah ditinjau dari perilaku keseharian.

8

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada bagian ini akan dijelaskan beberapa referensi yang mendukung metode penelitian guna

merealisasikan tujuan penelitian. Diawali dengan klasifikasi tanah dan gambaran umum

perbedaan sifat tanah granular dan tanah kohesif kemudian dilanjutkan dengan pengujian

laboratorium guna mendapatkan sifat fisis dan mekanik tanah yang dapat memberikan gambaran

perilaku tanah. Berikutnya adalah pemodelan Plaxis guna mendapatkan nilai faktor keamanan

suatu lereng dan di bagian akhir diterangkan beberapa penelitian terdahulu yang sejenis.

2.1 Klasifikasi Tanah

Perilaku atau sifat tanah bisa terbaca salah satunya dari klasifikasi tanah tersebut. Pentingnya

mengetahui sifat tanah dalam perencanaan pondasi atau pekerjaan geoteknik lainnya maka

menjadi suatu kewajiban melakukan pengujian tanah baik lapangan maupun laboratorium

untuk mendapatkan klasifikasi tanahnya. Beberapa sistem klasifikasi tanah untuk keperluan

keteknikan yang ada sampai saat ini antara lain: 1) United States Department of Agriculture

(USDS), 2) American Association of State Highway and Transportation Officials

(AASHTO), 3) Unified Soil Classification System (USCS), dan 4) British System (BS).

Sistem AASHTO umumnya digunakan oleh departemen jalan raya sementara USCS dan BS

biasa digunakan oleh para insinyur geoteknik. Berbeda dengan cara pengelompokkan jenis

tanah sistem USCS, sistem AASHTO membagi jenis tanah kedalam empat macam tanah

seperti sistem USCS tetapi berbeda skala ukuran partikelnya. Jika USCS batas ukuran antara

kerikil dan pasir adalah 4.74 mm, AASHTO batas ukuran antara kerikil dan pasir 2 mm.

Perbedaan lainnya yaitu penamaan atau simbol klasifikasi tanahnya, jika USCS berdasarkan

gabungan huruf depan nama tanahnya seperti kerikil (G), pasir (S), lanau (M), dan lempung

(C), sistem AASHTO membagi ke dalam tujuh simbol: A1 – A7, dengan A1 – A3 adalah

dominan tanah berbutir kasar, dan A4 – A7 tanah berbutir halus (Tabel 2.1).

2.2 Karakteristik tanah granular dan tanah kohesif

Perilaku tanah bisa diprediksi untuk keperluan praktis berdasarkan ukuran butirannya

sehingga secara garis besar sifat tanah berbutir halus (lanau dan lempung) dan tanah berbutir

9

kasar (kerikil dan pasir) sangat berbeda. Sebagai contoh tanah lempung jenuh air ketika

menerima beban luar (aksi) akan memberikan reaksi yang berbeda dibandingkan dengan

tanah pasir jenuh air. Kenaikan kuat geser tanah tak terdrainase tanah lempung jenuh air akan

lebih lambat dibandingkan tanah pasir tersebut. Perbandingan skala ukuran partikel beberapa

sistem klasifikasi disajikan dalam Gambar 2.1, sedangkan perbandingan sistem AASHTO

dengan sistem USCS diperlihatkan pada Tabel 2.1.

Gambar 2.1 Skala ukuran butiran tanah beberapa sistem klasifikasi tanah

(Soil Science Division Staf, 2017)

Tabel 2.1 Komparasi antara sistem AASHTO dengan sistem USCS (Das, 2009)

10

2.3 Pengujian laboratorium

Beberapa pengujian laboratorium untuk mendapatkan sifat fisis dan mekanik tanah adalah

sebagai berikut:

2.3.1 Pengujian sifat fisis tanah

1) Pengujian Kadar Air (Water content): ASTM D2216-92 (1996), SNI 03-1965-1990

2) Pengujian Kerapatan Massa (Mass density): ASTM (D-2049), SNI (1964-1990-F)

3) Pengujian Berat Jenis Tanah (Spesific gravity): ASTM D654-92 (1996), Revisi SNI

(03-1964-1990)

4) Pengujian Pengujian Batas Cair dan Batas Plastis Tanah (Atterberg limit testing):

ASTM (D-4318-00)

5) Pengukuran Gradasi Butir Tanah (Grain size analysis): ASTM D-422-63(2007)e2

& D-1140-00: meliputi: meliputi Analisa saringan kering (Sieve analysis) dan

Analisa hidrometer (Hydrometer analysis)

2.3.2 Pengujian sifat mekanik tanah

Pengukuran uji geser langsung (Direct shear test) - SNI (03-2813-2008)

2.4 Penelitian sejenis terdahulu

Pada Tabel 2.2 disajikan daftar penelitian terdahulu kajian tentang kelongsoran tanah.

Tabel 2.2 Daftar Penelitian Sejenis Terdahulu

No Nama Penulis Judul Artikel Judul Jurnal Tujuan Penelitian

1. Rahmawan Bagus

Pratama, dkk

(2014).

Analisis Stabilitas

Lereng Dan

Alternatif

Penanganannya

(Studi Kasus

Longsoran Jalan

Alternatif

Tawangmangu Sta

3+150 – Sta 3+200,

Karanganyar).

Jurnal Karya Teknik

Sipil, Volume 3,

Nomor 3, Tahun 2014,

Universitas Diponegoro

Mengetahui faktor

keamanan lereng

alami dan setelah

diberi alternatif

penanganan bored

pile, menggunakan

metode Fellenius

dan program

PLAXIS

2. Diana Destri

Sartika, Yuki

Analisis Stabilitas

Lereng Tanah

Jurnal Online Institut

Teknologi Nasional,

Mencari pengaruh

variasi kemiringan

11

Achmad Yakin

(2016).

Berbutir Kasar

dengan Uji Model

Fisik.

No.2 Vol. 3, 2016.

Teknik Sipil, Institut

Teknologi Nasional,

Bandung

lereng dan

kepadatan

tanahnya terhadap

faktor keamanan

lereng,

menggunakan

metode

kesetimbangan

(equilibrium

method) dan

metode elemen

hingga (finite

element method).

3. Andriyan

Yulikasari, dkk.

(2017).

Analisis Stabilitas

Lereng Tanah di

Daerah Olak Alen

Blitar.

Jurnal Teknik ITS vol.

6, no. 2 (2017), 2337-

3520 (2301-928x print).

Institut Teknologi

Sepuluh Nopember

(ITS)

Mencari faktor

keamanan lereng

dengan

memodelkan

lereng kondisi

kering dan jenuh

air, menggunakan

metode Bishop dan

program Geo-

Slope

4. Dina Iis Sutiyono

dkk. (2017).

Analisis Stabilitas

Lereng Akibat

Gempa Di Ruas

Jalan Noongan –

Pangu.

Tekno

Vol.15/No.67/April

2017 ISSN : 0215-9617

1. Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sam

Ratulangi

Mengetahui faktor

keamanan lereng

terhadap gempa,

menggunakan

program Plaxis.

5. Karsa Ciptaning

dkk (2018).

Analisis Stabilitas

Lereng Dengan

Konstruksi Dinding

Penahan Tanah Tipe

Counterfort.

Jurnal Arsip Rekayasa

Sipil dan Perencanaan

1(2):58-68 (2018) DOI:

10.24815/jarsp.v1i2.10

942, E-ISSN: 2615-

1340; P-ISSN: 2620-

7567

Mengetahui faktor

keamanan lereng

setelah digunakan

dinding penahan

tanah dan variasi

kemiringan lereng,

menggunakan

metode Fellenius

dan program

Geostudio.

2.5 Road map penelitian

12

Berikut adalah penelitian-penelitian yang pernah dilakukan oleh tim peneliti. Seluruh

penelitian yang ada (Gambar 2.2) mengambil tema tentang geoteknik (tanah) yaitu stabilitas

dan penurunan tanah, dua hal yang penting untuk diketahui dan dicarikan model solusi yang

tepat untuk mengurangi kegagalan konstruksi.

Gambar 2.2 Road Map Penelitian

13

BAB III. METODE PENELITIAN

Pada bab ini akan dijelaskan secara detail bahan, alat, dan urutan atau langkah-langkah penelitian

untuk menjawab tujuan penelitian. Pertama sekali dijelaskan bahan uji tanah yang digunakan

dilanjutkan dengan alat yang digunakan dalam hal ini pengujian laboratorium yang dilaksanakan

untuk mendapatkan sifat fisis dan mekanik tanah daerah longsor. Selanjutnya diterangkan

bagaimana cara mengkarakterisasi kelongsoran tanah dengan beberapa variabel tetap dan bebas

yang digunakan dan diakhiri dengan cara memodelkan kelongsoran tanah yang ada. Urutan

penelitian disajikan secara detail dalam Diagram Alur Penelitian pada Gambar 3.1.

3.1 Bahan uji tanah

Tanah yang jadi obyek penelitian adalah tanah dari daerah longsor Desa Kunir, Kecamatan

Keling, Kabupaten Jepara Jawa Tengah. Karena kondisi tanah sudah dalam keadaan longsor

dan kemiringan lereng juga sudah berubah, teknik pengambilan sampel tanah dilakukan

dengan mengambil tanah di kedalaman 3 meter dari permukaan tanah pada bagian tepi

lereng. Sampel tanah yang diambil sebanyak 100 kg.

3.2 Alat uji

Seluruh pengujian seperti yang tertera di bawah ini untuk mendapatkan sifat fisis dan

mekanik tanah akan dilakukan di Laboratorium Geoteknik Fakultas Teknik Universitas Islam

Sultan Agung. Berikut jenis pengujian yang dilakukan:

1) Pengujian Kadar Air: ASTM D2216-92 (1996), (Revisi SNI 03-1965-1990)

2) Pengujian Kerapatan Massa: ASTM (D-2049), SNI (1964-1990-F)

3) Pengujian Berat Jenis Tanah: ASTM D654-92 (1996), Revisi SNI (03-1964-1990)

4) Pengujian Pengujian Batas Cair dan Batas Plastis Tanah: ASTM (D-4318-00)

5) Pengukuran Gradasi Butir Tanah: ASTM D-422-63 (2007) e2 & D-1140-00: meliputi

Analisa saringan kering dan Analisa hidrometer

6) Pengukuran uji geser langsung: SNI (03-2813-1992)

3.3 Model Plaxis untuk mendapatkan faktor keamanan (safety factor)

14

Perhitungan faktor keamanan minimum suatu lereng bisa dilakukan dengan cara manual

tetapi memerlukan waktu lama dan hasilnya bisa kurang akurat. Guna mendapatkan hasil

yang cepat dan akurat, analisa numerik bisa digunakan. Beberapa program aplikasi untuk

menghitung faktor keamanan lereng yang bisa digunakan diantaranya Plaxis dan Geoslope.

Pada bagian ini program aplikasi Plaxis akan dijelaskan beberapa fitur program mulai dari

input, kalkulasi, dan output seperti diperlihatkan pada Gambar 3.1 – Gambar 3.3.

Gambar 3.1 Input Plaxis

Gambar 3.2 Tahap Kalkulasi Plaxis

15

Gambar 3.3 Output Plaxis

Pada input Plaxis seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.1, kondisi eksisting tanah lereng

dimodelkan beserta kondisi muka airnya. Setelah geometri lereng dibuat dan parameter-

parameter tanahnya serta posisi muka air diinputkan kemudian tahap kalkulasi dilakukan

(Gambar 3.2) dan keluaran dihasilkan (Gambar 3.3).

3.4 Peran tim peneliti

Berikut tugas setiap personil tim peneliti:

1) Dr. Abdul Rochim: surveyor lapangan, uji laboratorium, dan pemodelan plaxis

2) Prof. Pratikso: surveyor lapangan dan analisis hasil uji laboratorium

No Nama Jabatan Bidang

Keahlian

Instansi

Asal

Alokasi Waktu

(jam/minggu)

1 Dr. Abdul

Rochim, ST, MT

Ketua Rekayasa

Geoteknik

FT

Unissula

15

2 Prof. Ir. H.

Pratikso, MST,

PhD

Anggota Rekayasa

Geoteknik

FT

Unissula

10

16

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

- Kemiringan lereng

- Vegetasi

- Drainase

- Uji Gradasi - Beban jalan

- Uji Berat Jenis - Rembesan air

- Uji Proktor

- Uji Konsistensi

- Uji Direct Shear

Mulai

Data Primer

Sampel Tanah

Klasifikasi

Tanah

Longsor

Kajian Pustaka

Sifat mekanik tanah

Pemilihan

Survei Lapangan

Perumusan Masalah &

Tujuan Penelitian

Pengambilan

Sifat fisis &

Data Lingkungan Sekitar

Daerah Longsor

Karakterisasi

Uji Laboratorium

Parameter Tanah

Kelongsoran Tanah

Selesai

17

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Geometri lereng sebelum longsor dengan setelah longsor

Pada bagian pertama, dijelaskan kondisi sebelum longsor dan setelah tanah longsor, kondisi

jalan, dan sistem drainase di lokasi tanah longsor Desa Kunir, Kecamatan Keling, Kabupaten

Jepara. Gambar 4.1 memperlihatkan sebelum dan sesudah kondisi tanah longsor. Gambar

sebelah kiri menunjukkan pola longsoran / selimut keruntuhan yang jelas yaitu pada batas

antara jalan yang diaspal dengan bahu jalan yang tidak diaspal. Kondisi ini memperjelas

fakta bahwa bahu jalan yang tidak diaspal memudahkan air hujan infiltrasi ke dalam badan

lereng sehingga gaya lateral tanah yang mendorong dinding penahan tanah jadi lebih besar.

Ketinggian lereng dari ujung kaki ke bagian atas (jalan) sekitar 20 meter. Gambar 4.2

memperlihatkan counterfort (dinding penahan tanah batu kali) kondisi sebelum longsor yang

dibangun memiliki kemiringan yang curam hampir vertikal (sekitar 1: 0,1). Berikutnya

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 jalan desa penghubung satu desa dengan desa

lainnya dengan lebar jalan hanya sekitar 3 meteran ini bukanlah jalan kelas I yang bisa

dilewati kendaraan berat seperti truk 12 as tetapi hanya kendaraan ringan. Ini menjadi

pertanyaan bahwa ada faktor pencetus lain yang mengakibatkan tanah longsor karena beban

kendaraan / jalan itu sendiri tidak besar.

Gambar 4.1. Kondisi sebelum longsor (kiri) dan sesudah longsor (kanan)

18

Gambar 4.4 memperlihatkan sistem drainase yang ada di antara jalan dan rumah penduduk

dimana terlihat saluran drainase tidak dibuat dengan baik, tidak dibuat menggunakan buis beton

yang kedap air. Kondisi ini mengakibatkan air buangan dari air hujan dan rumah tangga tidak

teralirkan dengan baik tetapi meresap kedalam tanah. Beberapa kondisi tersebut bisa menjadi

faktor pencetus longsornya tanah seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.1 kanan.

Gambar 4.2. Kemiringan dinding penahan tanah yang curam

Gambar 4.3. Jalan desa penghubung desa satu dengan desa lainnya

19

Gambar 4.4. Kondisi saluran drainase

4.2 Hasil uji laboratorium tanah lereng

Tabel 1 menyajikan hasil material tanah longsor yang diuji. Pengujian tanah dilakukan di

Laboratorium Geoteknik Fakultas Teknik Universitas Islam Sultan Agung (UNISSULA).

Tampaknya tanah didominasi oleh tanah granular (72,25%) daripada tanah kohesif (27,75%),

namun jumlah tanah kohesif yang cukup banyak lebih dari 5% ini dapat mempengaruhi

perilaku keseluruhan tanah. Adapun sifat mekanik tanah, sudut geser tanah termasuk tinggi

(45,86) diklasifikasikan sebagai tanah padat sedangkan kohesi cukup besar (42,7 kPa).

Tabel 4.1. Propertis fisis dan mekanik tanah uji

Dari hasil uji batas konsistensi (Atterberg Limit) didapatkan nilai batas cair, LL (liquid limits)

41 yang digolongkan sebagai tanah dengan plastisitas rendah (low plasticity soil), sedangkan

jika dilihat dari nilai indeks plastisitas (PI) nya 14.12 digolongkan sebagai tanah

berplastisitas sedang (Atterberg, 1911 dalam Hardiyatmo, 1999). Singkatnya, tanah lereng

Gs W c f

% (kg/cm2) LL PL PI

2.587 25.902 0.427 45.86 41.00 26.88 14.12

Gravel Sand Silt Clay SL

% % % % d max w opt

35.88 36.37 27.00 0.76 1.20 31.5 53.007

Atteberg Limits

Proktor Modified

20

terdiri dari tanah yang cukup baik, diklasifikasikan sebagai pasir kelanauan (SM) tetapi perlu

diperiksa apakah tanah dapat berdiri tanpa kegagalan jika dipotong secara vertikal.

4.3 Pemodelan lereng dengan Plaxis

Langkah selanjutnya adalah pemodelan tanah longsor menggunakan program Plaxis.

Geometri tanah lereng dengan semua beban eksternal dan propertis tanah (seperti yang

ditampilkan pada Tabel 4.1) dimasukkan. Pada pemodelan di sini, parameter kuat geser tanah

f dan c yang digunakan adalah f dan c yang telah direduksi, yaitu f dan c yang dikalikan 2/3.

Pertama, kondisi lereng mula-mula sebelum longsor dimodelkan untuk menemukan

bagaimana tanah longsor terjadi. Kemudian untuk meningkatkan stabilitas lereng untuk

menghindari kegagalan (tanah longsor), beberapa alternative pekerjaan tanah (earthwork

solutions) yang dicoba. Gambar 4.5a menampilkan geometri lereng dengan beban eksternal.

Tanah terdiri dari dua lapisan tanah dengan lapisan tanah dasar lebih padat. Kemiringan

dimodelkan dalam hampir-vertikal tanpa perkuatan tanah untuk memeriksa apakah tanah

lereng dapat berdiri sendiri tanpa kegagalan. Tanah lereng dimodelkan sebagai tanah jenuh

air (saturated soil), dengan perhitungan mencari sat dijelaskan pada sub bab 4.4. Dua jenis

beban merata yang didistribusikan di permukaan mewakili beban jalan (15 kPa) dan beban

bangunan (10 kPa).

(a) (b)

Gambar 4.5. Lereng sebelum longsor: a) lereng tanpa perkuatan tanah

b) lereng dengan dinding penahan tanah batu kali

21

Dari hasil analisis Plaxis, dihasilkan bahwa faktor keamana (SF) hanya 0.61 kurang dari 1.

Setelah lereng diperkuat dengan dinding penahan tanah batu kali (Gbr. 4.5b), didapatkan SF

1.01. Untuk jangka panjang, SF 1.01 ini tidak cukup untuk stabilitas lereng karena kurang

dari 1.5. Dari temuan ini, tampaknya bahwa perkuatan tanah yang digunakan tidak dapat

menahan beban yang berasal dari air yang meresapke dalam tanah, jalan dan beban

bangunan. Dengan ketinggian lereng 20 meter tanpa terasering, memasang dinding penahan

tanah batu kali bukan pilihan yang tepat.

4.4 Perhitungan jenuh air (sat)

Dengan memodelkan tanah dalam keadaan jenuh air (saturated), maka perlu dihitung sat

tanah dasar dan tanah timbunan dari data dry lapangan dengan rumus sebagai berikut:

……………………………………………………… (4.1)

…………………………………………………………………... (4.2)

……………………………………………………………….... (4.3)

Vv = V – Vs ………………………………………………………........… (4.4)

……………………………………………………………….... (4.5)

Dengan:

Ws = berat butiran padat (kN)

Vs = volume butiran padat (m3)

e = angka pori

Vv = volume rongga (m3)

V = volume total (m3)

Gs = specific gravity tanah

d = berat volume tanah kering (kN/m3)

s = berat volume butiran padat (kN/m3)

sat = berat volume tanah jenuh air (kN/m3)

22

pada pemodelan Plaxis, dengan data tanah yang ditunjukkan pada Tabel 4.1 dan pada

Lampiran, sat yang didapat yaitu 17.4 kN/m3.

4.5 Solusi pekerjaan tanah untuk lereng

Laporan penelitian ini disusun dengan tujuan untuk memberikan alternatif penanganan lereng

timbunan yang stabil atau perbaikan lereng tanah yang telah ada sekarang ini yang telah

mengalami kelongsoran. Perbaikan yang dilakukan untuk menaikkan faktor keamanan lereng

timbunan atau lereng aman dari bahaya rembesan air, geseran dan gulingan yang mungkin

terjadi. Analisis untuk mendapatkan nilai faktor keamanan dilakukan dengan menggunakan

program komputer Plaxis versi 8.2 dengan data hasil uji tanah yang ada dan pemilihan

parameter tanah. Beberapa solusi pekerjaan tanah yang menawarkan stabilitas yang cukup

dapat bervariasi. Namun, untuk tujuan ekonomis, ruang yang tersedia, dan kemudahan

konstruksi solusi-solusi tersebut tidak dapat diterapkan karena sangat mahal.

Pada pemodelan dengan Plaxis ini dipaparkan model lereng, metode yang digunakan dan

pemilihan parameter tanah yang dipakai dalam analisis kestabilan lereng yang dalam hal ini

hasil output berupa nilai faktor keamanan lereng sebagai berikut:

a. Lereng dengan tinggi total dari tanah dasar 20 meter dibagi menjadi 5 terasering dan

4 median (platform) dengan kemiringan dan tinggi per lereng adalah 1:1 dan 4 meter.

Lebar median yaitu 1.5 meter.

b. Data tanah hasil laboratorium pada lokasi tanah timbunan dipakai dalam analisis (data

tanah terlampir)

c. Tanah dimodelkan dalam kondisi jenuh air (saturated, S=1).

d. Parameter kuat geser tanah (c dan f) yang dipakai sebagai input analisis nilainya

direduksi dengan SF = 1.5 (atau 2/3 nya nilai yang ada) .

e. Menambahkan counterweight dari dinding beton bertulang di kaki lereng timbunan

paling bawah untuk peningkatan safety factor yang terjadi dan mencegah efek aliran

air hujan.

f. Nilai faktor keamanan yang dipakai adalah minimum 1.5.

23

Membandingkan penggunaan perkuatan tanah dengan model modifikasi sudut kemiringan,

modifikasi lereng ini lebih efisien. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6, kemiringan

dimodifikasi menjadi 5 model terasering dengan kemiringan 1: 1 setiap terasering, dan

diantara terasering dibuat median (platform) selebar 1.5 m. Modifikasi kemiringan lereng ini

menghasilkan SF 1.56 lebih dari 1.5. Deformasi tertinggi seperti yang disajikan pada Gambar

4.7 pada permukaan horizontal (warna merah) tidak pada kemiringan. Namun kekurangan

model ini membutuhkan ruang yang lebar untuk membangun tanggul tanah.

Gambar 4.6. Terrace earthwork solution without reinforcement

Gambar 4.7. Deformation of slope

4.6 Alternatif pekerjaan tanah dan perbaikan tanah

Metode pekerjaan dan perbaikan tanah yang ditawarkan yang bisa meningkatkan faktor

keamanan lereng antara lain sebagai berikut:

24

a. Memadatkan (compaction) tanah timbunan per 20 cm kondisi padat ( tebal jadi)

sesuai kepadatan tanah lapangan optimum (90% standar proktor laboratorium) yang

bisa meningkatkan parameter kuat geser tanah (kohesi dan sudut geser dalam

tanah/phi). Semakin padat tanah semakin besar daya dukung tanah yang artinya tanah

lebih stabil dan penurunan tanah kecil. Diperlukan alat pemadat yang tepat misalnya

Pad foot roller dan teknik pemadatan yang tepat saat penghamparan tanah. Kadar air

tanah ± 2-4% OMC, tebal hamparan 30 cm dan jumlah lintasan alat pemadat sesuai

trial embankment (misalnya 6x lintasan).

b. Menambah kelandaian kemiringan lereng timbunan. Kemiringan lereng 1:1.5 atau 1:2

yang tergantung juga tinggi lereng akan menghasilkan faktor keamanan (SF) yang

lebih besar (lebih stabil) dibandingkan kemiringan lereng timbunan 1:1.

c. Dinding kantilever beton dapat menghindarkan dari kelongsoran. Perlu kontrol

stabilitas terhadap geseran, gulingan dan daya dukung tanah sehingga mendapatkan

dimensi yang benar.

d. Shotcrete bisa digunakan sebagai pelindung lereng terhadap cuaca / hujan. Shotcrete

efektif digunakan untuk lereng yang curam dengan kemiringan lereng 60 derajat

sampai dengan 80 derajat. Perlu tenaga ahli (man power atau nozzle man) yang

berpengalaman untuk mendapatkan hasil shotcrete yang bagus. Tebal shotcrete

bervariasi dari 7.5 cm – 10 cm. Shotcrete tidak cocok diterapkan di tanah timbunan

yang tinggi.

e. Geosintetik juga bisa digunakan untuk menanggulangi kelongsoran karena kekuatan

tariknya yang sangat baik. Bahannya yang fabrikasi memungkinkan di setiap

permukaannya mempunyai kekuatan yang sama. Sama halnya dengan shotcrete,

geosintetik ini juga mahal dengan harga bahan + harga pemasangannya mencapai Rp.

18.500 per m2 (terlampir penawaran dari PT. Panca Tetrasa).

f. Untuk mempercepat / mengalirkan air hujan maka pada lereng timbunan diperlukan

saluran drainase konstruksi buis beton arah vertical setiap jarak 10 meter yang

dialirkan di saluran drainase arah horizontal pada tepi berem rabat beton bertulang.

g. Menambahkan counterweight dari pasangan batu kali atau beton bertulang di kaki

bagian paling bawah lereng timbunan sebagai cara untuk menahan geseran dan

gulingan. Kaki lereng adalah bagian yang perlu dilindungi untuk mencegah longsoran

25

dalam dan aliran air hujan. Jika terjadi rembesan air maka air ini akan melalui kaki

lereng dengan membawa serta butiran tanah sehingga terjadi erosi. Jika tidak

dilindungi maka erosi akan progresif dan bisa meninbulkan longsoran besar.

h. Untuk melindungi lereng dari erosi permukaan dan menahan supaya air hujan tidak

seluruhnya meresap ke dalam tanah maka Rumput Vetiver bisa digunakan. Rumput

ini dipasang hanya pada bagian lereng tidak pada berem. Harga per meter persegi

rumput ini cukup murah dan lebih murah dibandingkan dengan rabat beton bertulang

/ shotcrete.

4.7 Penggunaan rumput vetiver pada lereng

Rumput vetiver, atau yang disebut juga dengan Akar Wangi, adalah rumput-rumputan yang

mempunyai akar serabut. Rumput ini sampai saat ini telah banyak digunakan untuk

perlindungan lereng tanah karena kemampuan akar serabutnya yang mampu mengikat tanah

permukaan lereng sehingga dapat mencegah erosi permukaan. Seperti tersebut dalam

Susiowati dan Veronika (2016) “Rumput vetiver yang memiliki akar serabut kuat memegang

tanah, setelah mengalami pemeliharaan awal yang baik, akan hidup kokoh dan mampu

menahan beban tanah yang hendak longsor” (Jurnal Media Komunikasi Teknik Sipil Vol. 22,

No.2, Desember 2016).

Rumput vetiver ini bekerja efektif hanya pada permukaan tanah lereng. Pada perencanaan

lereng, kemiringan lereng dan beban air perlu diperhatikan. Jika ada air hujan, pada tanah

yang tandus dua hal yang terjadi yaitu air akan melimpas (run off) dan atau meresap ke

dalam tanah. Dua hal tersebut bisa memberikan pengurangan faktor keamanan lereng, air

yang melimpas akan menggerus tanah permukaan sehingga berakibat kemiringan lereng

berkurang landainya, sementara air yang meresap ke dalam tanah akan menjadi beban lereng

jika tidak terdrainase dengan baik. Rumput vetiver ini bisa menjadi penanggulangan dua hal

tersebut di atas, air hujan yang jatuh di lereng akan terserap oleh rumput dan kekuatan akar

serabutnya mampu menjaga tanah lereng dari erosi sehingga bisa mempertahankan

kemiringan lereng. Gambar 4.8 memperlihatkan penanganan lereng tanah dengan

menggunakan rumput vetiver di daerah Jawa Barat untuk mempertahankan kestabilan tanah

26

lereng. Rumput vetiver disimpulkan bisa menanggulangi erosi permukaan sehingga

kelandaian lereng masih terjaga sesuai desain awal (faktor keamanan tidak berkurang)

Gambar 4.8 Penanganan Tanah Lereng dengan Rumput Vetiver

27

BAB V. KESIMPULAN

Tanah longsor biasanya terjadi sesaat setelah gempa bumi atau hujan. Dalam kasus desa Kunir,

Jepara terjadi tanah longsor setelah hujan. Namun itu bukan hanya satu faktor yang

menyebabkan tanah longsor di desa Kunir tetapi banyak faktor seperti geometri lereng, jenis

tanah, beban eksternal, sistem drainase.

1) Ketinggian lereng sangat tinggi sekitar 20 meter dengan sudut kemiringan dekat - gradien

vertikal. Dengan ketinggian seperti itu, konter tipe dinding gravitasi yang dibangun memiliki

kemiringan yang curam hampir vertikal (sekitar 1: 0,1) dan tanpa permukaan atau platform

datar. Drainase tidak dikelola dengan baik sehingga air mudah meresap ke tanah. Kemiringan

terdiri dari tanah yang cukup baik dengan konsistensi Pasir Silty (SM) dengan sudut gesekan

tinggi. Namun tekanan yang dimobilisasi yang berasal dari beban eksternal lebih tinggi

sehingga tanah longsor terjadi. Dari temuan ini, penguatan dinding gravitasi tidak dapat

menahan beban yang berasal dari air yang disusupi, jalan dan beban bangunan. Kemiringan

dengan ketinggian 20 meter tanpa teras, memasang dinding gravitasi bukan pilihan yang

baik.

2) Untuk memiliki kemiringan yang stabil, pertama beban eksternal harus diperhitungkan dalam

kondisi yang ada untuk mengetahui apakah tanah longsor terjadi atau tidak. Tanah

dimodelkan sebagai tanah jenuh bukan tanah kering. Dari Plaxis, SF lereng tanpa tulangan

hanya 0,61, kemudian setelah lereng diperkuat dengan dinding gravitasi, SF 1,01 kurang dari

1,5. Untuk tujuan ekonomis, solusi pengerjaan tanah dapat diusulkan dengan modifikasi

sudut kemiringan. Dengan kemiringan berisi 5 teras yang memiliki kemiringan 1: 1 setiap

teras, SF 1,56 lebih dari 1,5.

3) Pekerjaan dan perbaikan tanah yang disarankan untuk kestabilan timbunan lereng

pembangunan Sirkuit Mijen sebagai berikut:

a. Pemadatan tanah lereng timbunan sesuai prosedur dan syarat pemedatan yang benar

antara lain alat pemadat jenis Pad foot roller, tebal hamparan ± 30 cm, kadar air tanah

hamparan ± 2-4% OMC, dan jumlah lintasan ditentukan dari trial embankment.

28

b. Dengan permodelan kemiringan lereng 1:1.6 dihasilkan nilai faktor keamanan lereng

yang stabil (FS > 1.5) dan tinggi lereng total terdiri dari 8 susun (tinggi 2.5 meter dan

lebar 4 m per lereng) dan 7 median (lebar 1.5 meter).

c. Bagian median pemisah antara lereng satu dengan lereng lainnya perlu ditutup dengan

rabat beton bertulang untuk meminimalkan air hujan meresap ke dalam tanah sehingga

tidak ada beban air dan infiltrasi berlebih pada tanah lereng.

d. Bagian tanah di permukaan di samping perkerasan sirkuit (track lintasan) perlu ditutup

juga dengan rabat beton bertulang supaya air hujan tidak meresap ke dalam tanah

sehingga tidak ada tambahan beban pada tanah lereng. Di bagian ujung rabat beton dibuat

saluran drainase untuk menampung aliran air dari perkerasan jalan (track lintasan) dan

rabat beton bertulang.

e. Diperlukan counterweight berupa beton bertulang di kaki lereng untuk menambah faktor

keamanan dan mencegah erosi karena rembesan air dan aliran air hujan.

f. Rumput vetiver efektif digunakan untuk meminimalkan erosi tanah permukaan lereng

dan mempertahankan kemiringan lereng.

29

DAFTAR PUSTAKA

Andriyan Yulikasari, Widya Utama, Singgih Purwanto (2017). Analisis Stabilitas Lereng Tanah

di Daerah Olak Alen Blitar. Jurnal Teknik ITS vol. 6, no. 2 (2017), 2337-3520 (2301-928x

print). Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS).

ASTM International (2000). ASTM D4318-00: Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic

Limit and Plasticity Index of Soils. Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.01, pp. 1-14.

ASTM International (2000). ASTM D1140 – 00: Standard Test Methods for Amount of Material

in Soils Finer Than the No. 200 (75-um) Sieve. Annual Book of ASTM Standards

ASTM International (2017). ASTM D422-63(2007)e2: Standard Test Method for Particle-Size

Analysis of Soils. Annual Book of ASTM Standards

BPBD Provinsi Jawa Tengah (2017). Laporan Tahunan Pelaksanaan Program Kerja BPBD

Provinsi Jawa Tengah TA 2017. Buku Laporan Akhir Tahun 2017. BPBD Jawa Tengah.

Das, M. D. (2009). Principles of Geotechnical Engineering. 7th ed. Stamford, CT: Cengage

Learning.

Badan Standarisasi Nasional (2008). Cara uji kuat geser langsung tanah terkonsolidasi dan

terdrainase. Buku Standar Nasional Indonesia

_________“Cara Uji Penentuan Kadar Air” (Revisi SNI 03-1965-1990):, Badan Litbang

Departemen Pekerjaan Umum.

_________“Cara Uji Berat Jenis Tanah” (Revisi SNI 03-1964-1990):, Badan Litbang

Departemen Pekerjaan Umum.

Diana Destri Sartika, Yuki Achmad Yakin (2016). Analisis Stabilitas Lereng Tanah Berbutir

Kasar dengan Uji Model Fisik. Reka Racana, Jurnal Online Institut Teknologi Nasional, No.2

Vol. 3, 2016. Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional, Bandung.

Dina Iis Sutiyono, Sjachrul Balamba, Alva Noviana Sarajar (2017). Analisis Stabilitas Lereng

Akibat Gempa Di Ruas Jalan Noongan – Pangu. Tekno Vol.15/No.67/April 2017 ISSN : 0215-

9617 1. Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi.

Hardiyatmo, H. C 1999). Mekanika Tanah Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta

Karsa Ciptaning, Yuhanis Yunus, Sofyan M. Saleh (2018). Analisis Stabilitas Lereng Dengan

Konstruksi Dinding Penahan Tanah Tipe Counterfort. Jurnal Arsip Rekayasa Sipil dan

Perencanaan 1(2):58-68 (2018) DOI: 10.24815/jarsp.v1i2.10942, E-ISSN: 2615-1340; P-ISSN:

2620-7567.

30

Ibnu Hariyanto (2018). BNPB: Sudah 438 Bencana di 2018, Longsor Paling Banyak Makan

Korban di https://news.detik.com/berita/d-3882938/bnpb-sudah-438-bencana-di-2018-longsor-

paling-banyak-makan-korban (diakses 12 April 2019).

Rahmawan Bagus Pratama, Imam Muslih Muhibbi, Indrastono Dwi A., Siti Hardiyat (2014).

Analisis Stabilitas Lereng Dan Alternatif Penanganannya (Studi Kasus Longsoran Jalan

Alternatif Tawangmangu Sta 3+150 – Sta 3+200, Karanganyar). Jurnal Karya Teknik Sipil,

Volume 3, Nomor 3, Tahun 2014, Universitas Diponegoro.

Soil Science Division Staff (2017). Soil survey manual. C. Ditzler, K. Scheffe, and H.C. Monger

(eds.). USDA Handbook 18. Government Printing Office, Washington, D.C.

Susilawati dan Veronika (2016). Kajian Rumput Vetiver Sebagai Pengaman Lereng Secara

Berkelanjutan. Jurnal Media Komunikasi Teknik Sipil Vol. 22, No.2, Desember 2016.

Sutopo Purwo Nugroho (2018). 1.999 Kejadian Bencana Selama Tahun 2018, Ribuan Korban

Meninggal Dunia di https://www.bnpb.go.id/1999-kejadian-bencana-selama-tahun-2018-ribuan-

korban-meninggal-dunia (diakses 12 April 2019).

https://news.detik.com/berita/d-3882938/bnpb-sudah-438-bencana-di-2018-longsor-paling-banyak-makan-korbanhttps://news.detik.com/berita/d-3882938/bnpb-sudah-438-bencana-di-2018-longsor-paling-banyak-makan-korbanhttps://www.bnpb.go.id/1999-kejadian-bencana-selama-tahun-2018-ribuan-korban-meninggal-duniahttps://www.bnpb.go.id/1999-kejadian-bencana-selama-tahun-2018-ribuan-korban-meninggal-dunia

31

LAMPIRAN

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42