skripsi - · pdf filerekan-rekan laboratorium mekanika tanah yang setia membantu dan ......

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBAT

BEBAN HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN DAN

BEBAN LALU LINTAS

(Studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)

Slope Stability Analysis Due Maximum Daily Rainfall Monthly Loads

and Traffic Loads

(Case Study : Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh:

DESTA PRABAWA

NIM I 0111026

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015


commit to user

LEMBAR PERSETUJUAN

ANIALISIS STABILITAS LERENG AKIBATBEBAN IIUJAI\T HARIAN MAKSIMUM BI]LANAI\T DANI

BEBAI\I LALU LINTAS(studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, wonogiri)

slope stability Analysis Due Mmimum Daity Rainfail Monthly Loadsand Trffic Loads

(Case Study : Tatnbalonerang, Girimarto, Wonogiri)

SKRIPSI

Disusrm sebagai syarat Memperoleh Gelar sarjana TeknikPada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh:

DESTA PRABAWAI\IM.I0111026

Telah disetujui untuk diperfahankan dihadapan tim penguji pendadaranProgram studi reknik Sipil Fakultas Teknik univeriitas Sebelas Maret

Persetujuan dosen peurbimbing

Dosen Pernbimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Noeeroho Diarwanti. M.T.

NIP. 195611t2194803 2 007

ii

P#

NrP. 19690903 199702 2 00r


commit to user

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISIS STABILITAS LERENG AKIBATBEBAI{ ITUJAIT TIARIAN MAKSIMUM BT]LANAI\T DAI\

BEBAI\T LALU LINTAS(studi Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, wonogiri)

slope stability Anarysis Due Maximum Daily Rainfail Monthry Loadsand Trffic Loads

(Case Study : Tambalonerang, Girimarto, Wonogiri)

SKRIPSI

Disusun oleh:

DESTA PRABAWAI\[IM.I0111026

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran program studi Tekniksipil Fakultas Teknik universitas sebelas tra*.t s"rrtrrt .

Padahari : RabuTanggal : 23 Desemb er 20lS

rnnrNrP. te6ewo3 rgeTozt ooi-

I"ltg"*" ni"fr""A lUr.NIP. 19561112 t98403 2 007

.. U.n""frIP. 198509172014041 001 -

r.NIP. 19630120 198803 2 002

's#.lr

Disahkan, t I JAN2016Studi Teknik Sipil

Teknik UNS

rn

1995021001


commit to user

iv

MOTTO

“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau sudah

selesai (mengerjakan yang lain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu.”

(Q.S Al Insyirah : 6-8)

“Hidup itu seperti naik sepeda. Agar tetap seimbang, kau harus terus bergerak”

(Albert Einstein)

“Barangsiapa ingin mutiara, harus berani terjun di lautan yang dalam”

(Ir. Soekarno)


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW

Wiyarso, BA dan Sri Maryati, orang tua yang selalu mendoakan, memotivasi, dan

memberi ilmu kehidupan.

Sumardi Siswodihardjo dan Sumarmi Siswodihardjo, kakek dan nenek yang selalu

mendoakan untuk kesuksesan cucunya, dan selalu memberikan wejangan-

wejangan bermanfaat dalam mengarungi kehidupan.

Ayunda Dewi Tikasari, kakak satu-satunya yang selalu memberikan nasihat-

nasihat bermanfaat dalam hidup.

Bu Niken dan Bu Noegroho terimakasih atas bimbingannya hingga

terselesaikannya tugas akhir ini.

Rekan satu tim penelitian (Demar, Zikri, dan Bitrik) yang selalu kompak dan

saling membantu dalam penelitian ini,sukses dan jaya untuk kita semua.

Teman-teman kos M15 dan Kontrakan Kentang yang memberikan warna

tersendiri ketika hidup di kota Solo.

Rekan-rekan Laboratorium Mekanika Tanah yang setia membantu dan

memberikan tawa di laboratorium dan terimakasih kepada Pak Gimin yang

membantu pengambilan sampel di lokasi penelitian.

Teman-teman sipil 2011 yang memberikan keceriaan dalam menghadapi dunia

perkuliahan, terimakasih.


commit to user

vi

ABSTRAK

Desta Prabawa, 2015. Analisis Stabilitas Lereng Akibat Beban Hujan Harian

Maksimum Bulanan dan Beban Lalu Lintas (Studi Kasus Desa

Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri). Skripsi, Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Wonogiri merupakan daerah di Indonesia yang kondisi geografisnya terdiri atas

banyak bukit dan lereng. Kondisi tersebut menyebabkan Wonogiri termasuk daerah

yang berpotensi terjadi bencana tanah longsor. Infrastruktur di atas lereng dan

musim penghujan menyebabkan beban semakin berat sehingga meningkatkan

potensi terjadi bencana tanah longsor. Melihat peranan penting beban bangunan dan

curah hujan terhadap bencana longsor, penelitian ini diperlukan untuk

memperkirakan terjadinya bencana tanah longsor di musim penghujan pada lereng

dengan kemiringan tertentu.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hujan harian maksimum

bulanan dan beban lalu lintas terhadap stabilitas lereng di Desa Tambakmerang,

Girimarto, Wonogiri. Data hujan yang dihitung sebagai beban lereng diamati pada

bulan basah, yaitu Januari, Februari, Maret, April, November, dan Desember

selama periode sepuluh tahun dari 2004 – 2013. Data beban lalu lintas didasarkan

pada kriteria jalan, dimana kriteria jalan di lokasi penelitian adalah jalan lokal

sekunder. Sampel tanah dari lokasi penelitian diuji untuk mengetahui parameter

tanah yang dibutuhkan dalam analisa stabilitas lereng. Variasi kemiringan lereng

30°, 45°, 60° dan kemiringan eksisting lereng dengan pengamatan visual 48°.

Perhitungan infiltrasi air hujan yang masuk ke dalam tanah menggunakan metode

Green-Ampt. Analisa stabilitas lereng menggunakan metode Morgenstern-Price

dengan bantuan program Slope/W.

Hasil analisa stabilitas lereng dengan kondisi sebelum hujan pada sudut 30°, 45°,

48°, dan 60° menghasilkan angka keamanan (SF) berturut-turut yaitu 2,241, 1,67,

1,59, dan 1,351. Pada kondisi setelah hujan dengan pembebanan paling besar

menunjukan angka keamanan (SF) pada sudut 30° adalah 2,215, pada sudut 45°

adalah 1,646, pada sudut 48° adalah 1,563, dan pada sudut 60°adalah 1,317. Kedua

kondisi tersebut menunjukan angka keamanan (SF) diatas SF kritis sebesar 1,07

sehingga lereng masih aman terhadap bahaya tanah longsor. Hasil analisa

menunjukan bahwa hujan, beban diatas lereng, dan kemiringan lereng berpengaruh

terhadap penurunan angka keamanan (SF).

Kata kunci : stabilitas lereng, Slope/W, infiltrasi, Green-Ampt, angka keamanan


commit to user

vii

ABSTRACT

Desta Prabawa, 2015. Slope Stability Analysis Due Maximum Daily Rainfall

Monthly Loads and Traffic Loads (Case Study : Tambakmerang, Girimarto,

Wonogiri). Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty of Sebelas

Maret University.

Wonogiri is a region in Indonesia that its geographical conditions made up a lot of

hills and slopes. The condition causes Wonogiri include a region that potentially of

catastrophic landslide. The infrastructure above the slopes and the rainy season

cause the burden increasingly heavy thus increasing the potential of catrastrophic

landslide. See the critical role of infrastructure loads and precipitation against

landslide, research is needed to estimate the occurrence of catastrophic landslide in

the rainy season on the slopes with a particular slope.

This research aims to know the influence of maximum daily rainfall monthly loads

and traffic loads against the stability of slopes in Tambakmerang, Girimarto,

Wonogiri. The rainfall data which is calculated as the slope load observed in wet

months, i.e January, February, March, April, November, and December for a period

of ten years from 2004-2013. Traffic load data based on the criteria of the road,

where the criteria of the road at the site of research is local road secondary. Soil

samples from the site of research tested in order to know the soil parameters which

needed in the analysis of slope stability. Slope variations 30°, 45°, 60°, and the

existing slope with visual observation 48°. Calculation of rainfall infiltration into

the ground using Green-Ampt method . Slope stability analysis using Morgenstern-

Price method with help of the software Slope/W.

The result of slope stability with condition before rainfall at angles of 30°, 45°, 48°,

and 60° produces safety factor (SF) are respectively 2.241, 1.67, 1.59, and 1.351.

On the conditions after rainfall with heaviest loads show safety factor (SF) at an

angle 30° is 2.215, at an angle 45° is 1.646, at an angle 48° is 1.563, and at an angle

60° is 1.317. Both of these conditions indicate safety factor (SF) above the critical

SF 1.07 so the slopes are safe against the danger of landslides. Result of the analysis

showed that rain, loads, and slopes influence decreasing safety factor (SF).

Keywords : slope stability, Slope/W, infiltration, Green-Ampt, safety factor


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penyusunan tugas akhir ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyusun tugas akhir dengan judul “Analisis Stabilitas Lereng akibat

Beban Hujan Harian Maksimum Bulanan dan Beban Lalu Lintas (Studi

Kasus : Desa Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri)”. Pada kesempatan ini

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Wibowo, S.T., DEA. Selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret.

2. Fajar Sri Handayani, S.T., M.T. selaku dosen Pembimbing Akademis.

3. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I.

4. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku dosen pembimbing II.

5. R. Harya Dananjaya H.I, S.T., M.Eng dan Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT.

selaku penguji skripsi.

6. Demarda Kalimanto, M. Zikry Tawakal, dan M. Bithriq Yusyfa selaku Tim

Skripsi Lereng Wonogiri.

7. Segenap rekan mahasiswa S1 Reguler Angkatan 2011 Program Studi Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, diharapkan

saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.

Surakarta, Desember 2015

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii

HALAMAN MOTTO ........................................................................................ iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... v

ABSTRAK .......................................................................................................... vi

ABSTRACT ........................................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

DAFTAR NOTASI ............................................................................................. xv

BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3

BAB 2. LANDASAN TEORI .............................................................................. 5

2.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 5

2.2. Landasan Teori .......................................................................................... 8

2.2.1. Analisisis Stabilitas Lereng ................................................................ 8

2.2.2. Metode Morgenstern-Price ................................................................. 9

2.2.3. Daerah Aliran Sungai (DAS) ............................................................ 11

2.2.4. Hujan Wilayah .................................................................................. 12

2.2.5. Perhitungan Intensitas Curah Hujan Rumus Mononobe .................. 13


commit to user

x

2.2.6. Analisis Infiltrasi dan Perhitungan Ketebalan Tanah Jenuh

Metode Green Ampt .......................................................................... 14

2.2.7. Perhitungan Nilai γ Akibat Infiltrasi (γsat) ........................................ 17

2.2.8. Beban Hidup (Beban Kendaraan) ..................................................... 17

BAB 3. METODE PENELITIAN ..................................................................... 18

3.1. Data .......................................................................................................... 18

3.2. Alat yang Digunakan ................................................................................ 18

3.3. Tahapan Penelitian ................................................................................... 18

3.3.1 Pengumpulan Data ............................................................................ 18

3.3.2. Analisis Hidrologi ............................................................................. 19

3.3.3. Analisa Mekanika Tanah .................................................................. 19

3.3.4. Pemodelan Lereng dengan AutoCAD ............................................... 19

3.3.5. Analisis Stabilitas Lereng dengan Geoslope .................................... 20

3.3.6. Analisis Stabilitas Lereng karena Pengaruh Air Hujan dan

Beban Lalu Lintas ............................................................................. 26

3.4. Diagram Alir Penelitian ............................................................................ 27

BAB 4. PEMBAHASAN .................................................................................... 28

4.1. Analisis Data Tanah ................................................................................. 28

4.1.1. Data Tanah ........................................................................................ 28

4.1.2. Hasil Pengujian Sampel Tanah ......................................................... 28

4.2. Analisis Mekanika Tanah ......................................................................... 29

4.3. Analisis Hidrologi .................................................................................... 30

4.3.1. Perhitungan Data Hujan .................................................................... 30

4.3.2. Metode Green-Ampt ......................................................................... 35

4.4. Analisis Stabilitas Lereng ......................................................................... 39

4.4.1. Analisis Stabilitas Lereng Sebelum Terjadi Hujan ........................... 39

4.4.2. Hubungan Intensitas Hujan dengan Ketebalan Tanah Jenuh ........... 42

4.4.3. Analisis Stabilitas Lereng Setelah Terjadi Hujan ............................. 44

4.4.4. Hubungan Intensitas Hujan dengan Safety Factor ........................... 48

4.4.5. Hubungan Kemiringan Lereng dengan Safety Factor ...................... 49


commit to user

xi

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 51

5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 51

5.2. Saran ......................................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 53

LAMPIRAN


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1.1. Lokasi Penelitian ............................................................................... 2

Gambar 2.1. Gaya yang Bekerja pada Bidang Irisan pada Metode

Morgenstern-Price ......................................................................... 10

Gambar 2.2. Pemilihan Metode dalam Slope/W ................................................... 11

Gambar 2.3. Metode Poligon Thiessen .............................................................. 12

Gambar 2.4. Permodelan Metode Green-Ampt untuk Bidang Miring ............... 14

Gambar 3.1. Pemodelan Lereng ......................................................................... 20

Gambar 3.2. Pemilihan Sub-Program Geoslope ................................................. 20

Gambar 3.3. Pemilihan Analisis Lereng ............................................................. 21

Gambar 3.4. Pengaturan Toolbar Set ................................................................. 21

Gambar 3.5. Import File Permodelan Lereng ..................................................... 22

Gambar 3.6. Memasukkan Property Tanah ke Program Slope/W ...................... 22

Gambar 3.7. Memasukkan Property Tanah ke Permodelan Lereng .................. 23

Gambar 3.8. Memasukkan Beban ke dalam Pemrograman ............................... 24

Gambar 3.9. Menentukan Bidang Gelincir ......................................................... 24

Gambar 3.10. Analisis Program ......................................................................... 25

Gambar 3.11. Hasil Analisis Program ................................................................ 25

Gambar 3.12. Diagram Alir Penelitian ............................................................... 27

Gambar 4.1. Poligon Thiessen DAS Keduang ................................................... 32

Gambar 4.2. Bidang Gelincir Lereng dengan Kemiringan 30° .......................... 40




Gambar 4.6. Hubungan antara Intensitas Hujan dengan

Ketebalan Tanah Jenuh .................................................................. 42

Gambar 4.7. Hubungan antara Intensitas Hujan dengan Waktu Terjadi

Genangan Air .................................................................................. 43


commit to user

xiii

Gambar 4.8. Hubungan antara Safety Factor dengan Tahun Analisis pada

Model Lereng pada Berbagai Kemiringan ..................................... 45

Gambar 4.9. Hubungan antara Safety Factor dengan Bulan Analisis pada

Model Lereng pada Berbagai Kemiringan ..................................... 47

Gambar 4.10. Hubungan antara Safety Factor dengan Intensitas Hujan ............ 49

Gambar 4.11. Hubungan antara Safety Factor dengan Kemiringan Lereng ...... 50


commit to user

xiv

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1. Novelty Penelitian ................................................................................. 7

Tabel 2.2. Hubungan Faktor Keamanan dan Kejadian Longsor ........................... 9

Tabel 2.3. Parameter Infiltrasi Green-Ampt untuk Berbagai Kelas Tanah ......... 16

Tabel 2.4. Beban Lalu Lintas untuk Analisis Stabilitas ...................................... 17

Tabel 3.1. Variasi Analisis Stabilitas Lereng ...................................................... 26

Tabel 4.1. Standar Pengujian Laboratorium ........................................................ 28

Tabel 4.2. Rekapitulasi Parameter Sifat Tanah ................................................... 29

Tabel 4.3. Rekapitulasi Angka Pori (e) dan Berat Volume

Tanah jenuh ( 𝛾𝑠𝑎𝑡 ) ............................................................................. 30

Tabel 4.4. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatiroto .................. 31

Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatisrono ................ 31

Tabel 4.6. Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Ngadirojo .............. 32

Tabel 4.7. Koefisien Thiessen untuk Das Keduang, Wonogiri ........................... 33

Tabel 4.8. Perhitungan Hujan Wilayah ............................................................... 34

Tabel 4.9. Perhitungan Intensitas Hujan 4 Jam ................................................... 35

Tabel 4.10. Ketebalan Tanah Jenuh Metode Green-Ampt Tahun 2004 ............... 39


commit to user

xv

DAFTAR NOTASI

τ = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kN/m2)

τd = tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor (kN/m2)

c = kohesi tanah (kN/m2)

σ = tegangan normal (kN/m2)

φ = sudut gesek dalam tanah (derajat)

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

t = lamannya curah hujan (jam)

m = tetapan (2 3⁄ ),

R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

θi = kandungan air pada tanah jenuh (%)

θs = kandungan air awal pada tanah sebelum terjadi infiltrasi (%)

𝜂 = porositas (%)

S = derajat kejenuhan (%)

𝜓 = suction head (cm)

k = permeabilitas tanah (cm/jam)

α = sudut kemiringan lereng (º)

F(t) = infiltrasi kumulatif (cm)

Fp = jumlah air yang terinfiltrasi sebelum air mulai menggenang di permukaan

tanah (cm)

tp = waktu yang dibutuhkan air untuk menggenang (jam),

ts = waktu sebelum infiltrasi mencapai Fp (jam).

Hsat = ketebalan tanah jenuh (cm)

γb = berat volume tanah basah (kN/m3)

γsat = berat volume tanah jenuh (kN/m3)

γd = berat volume kering (gr/cm3),

γw = berat jenis air.

e = angka pori

w = kadar air alami (%)

Gs = specific gravity

skripsi - · pdf filerekan-rekan laboratorium mekanika tanah yang setia membantu dan ......

Documents