MEKANIKA TANAH

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Tinjauan Teori Kestabilan Lereng

Dalam bidang Ilmu Teknik Sipil banyak berhubungan dengan perencanaan antara lain : pembuatan jalan raya, jalan kereta api, konstruksi penahan tanah dan lain sebagainya. Sehubungan dengan hal tersebut, maka analisa kestabilan suatu permukaan tanah sangat mutlak diperlukan. Dengan analisa ini kita mencoba untuk mempelajari tentang kelongsoran tanah akibat pembebanan terhadapnya baik beban mati maupun beban hidup. Dalam Ilmu Teknik Sipil ada tiga macam lereng yang perlu diperhatikan, yaitu :

1. Lereng alam yaitu lereng yang terbentuk akibat proses alam, misalnya lereng sudut bukit.
2. Lereng yang terbuat dari tanah asli, misalnya tanah yang dipasang untuk pembuatan jalan atau saluran air untuk keperluan irigasi.
3. Lereng yang dibuat dari tanah yang didapatkan, misalnya tanggul untuk jalan atau bendung tanah.

Dalam suatu tempat dimana terdapat dua permukaan tanah yang berbeda ketinggiannya, maka akan ada gaya-gaya yang bekerja sehingga tanah yang lebih tinggi kedudukannya cenderung bergerak ke bawah. Disamping gaya yang mendorong ke bawah terdapat pula gaya-gaya dalam tanah yang bekerja untuk menahan/melawan sehingga kedudukan tanah tersebut tetap stabil. Gaya-gaya pendorong berupa gaya berat, gaya tiris/muatan dan gaya-gaya yang lain yang menyebabkan kelongsoran.

Gaya-gaya penahan berupa gaya gesekan/geseran, letakan (dari kohesi), kekuatan geser tanah. Antara permukaan yang lebih tinggi ke permukaan yang lebih rendah dihubungkan suatu permukaan yang disebut lereng. Pada setiap macam lereng kemungkinan terjadi longsoran dan bilamana perlu kita melakukan pemeriksaan atau penganalisaan terhadap lereng tersebut untuk mengetahui apakah akan longsor atau tidak.

Pada prinsipnya kita sudah melihat tanah longsor dan secara umum telah mengetahui bentuk tanah longsor, sudah jelas bahwa tanah yang longsor bergerak pada suatu bidang tertentu. Bidang ini disebut bidang gelincir, seiring mendekati busur lingkaran, dalam hal ini longsor disebut “Rational Slide” yang bersifat berputar. Ada juga tanah longsor yang terjadi pada bidang gelincir yang hampir lurus dan sejajar dengan muka tanah. Dalam hal ini longsor disebut “Tranlation Slide” yang bersifat bergerak dalam satu jurusan. Tanah longsor semacam ini biasanya terjadi bilamana lapisan agak keras yang sejajar dengan permukaan lereng.

·         Aksi dari gaya gravitasi

·         Gaya-gaya rembes yang berada dalam tanah

Sehubungan dengan kelongsoran tanah diakibatkan oleh gaya gravitasi maupun gaya rembes, kita membagi analisa kestabilan lereng terdiri dari dua bagian, yaitu :

• Menentukan tegangan dalam, permukaan tanah dan kekuatan geser yang terjadi
• Menentukan kekuatan geser sepanjang permukaan longsor

Lereng dapat dibedakan atas dua type, yaitu lereng tak terbatas dan lereng terbatas.

                                                           S

 

S

Lereng Tak Terbatas                                                        Lereng Terbatas

I.2. Maksud dan Tujuan

Dalam tugas Mekanika Tanah ini adalah untuk menghitung nilai faktor keamanan dari suatu lereng buatan yang berdasarkan penyelidikan akan mengalami longsor yang berbentuk longsor putar yang telah ditetapkan dalam soal, antara lain :

• Pusat lingkaran longsor
• Panjang jari-jari lingkaran longsor

I.3. Metode Yang Digunakan                                                                      

Dalam tugas ini dipergunakan beberapa metode yakni sebagai berikut :

1. Metode Lingkaran Gesek Taylor

Metode ini beranggapan bahwa permukaan longsor berbentuk lingkaran

Langkah-langkah metode lingkaran :

·         Jari-jari lingkaran gesek

·         Gaya-gaya yang bekerja pada bidang longsor

 

·         Posisi dari resultan kohesi

Gaya-gaya yang bekerja pada ABDA (bagian yang akan longsor)

·         Berat dari massa tanah itu sendiri (W)

·         Tekanan gesek/resultan CL yang bekerja sepanjang lengkung AD

a = L/L x R

dimana : L = panjang busur AD

              L = panjang AD

              R = jari-jari

Faktor keamanan 

Dengan mengambil sejumlah lingkaran-lingkaran gerak, maka faktor kemananan yang terjadi sangat kecil (paling kritis).

                                  

2. Metode Potongan dari Fillenius

Langkah awal dari Fillenius adalah pembagian bidang longsor atau beberapa bagian tertentu yang akan dihitung luasnya dengan menggunakan rumus.

A = W/g

dimana : A = luas bagian tanah

              W = berat bagian tanah

              g   = berat jenis tanah

Dalam perhitungan berat tanah perlu diperhitungkan kondisi yang paling tidak menguntungkan, yakni kondisi sesudah air mencapai elevasi penuh.

Dalam kondisi dengan kestabilan lereng maka pada bidang longsor yang ditinjau perlu diperhatikan besarnya kekuatan geser, dapat dinyatakan secara umum dengan rumus sebagai berikut :

            C + (T – U) . tan j

Dimana : T = kekuatan gesek tanah                    C = kohesi

                j = sudut gesek dalam               U = tegangan air pori

3. Metode Bishop Yang Disederhanakan

Anggapan Bishop

·         Permukaan gerak bentuk lingkaran

·         Faktor keamanan terhadap longsor

Mempunyai anggapan bahwa perbandingan kekuatan gesek akibat dari suatu tanah terhadap kekuatan geser yang telah di mobilisir.

Bekerja air pori pada potongan En + 1

Keterangan :

En                   = Resultante gaya horizontal yang bekerja pada potongan n

En + 1             = Resultante gaya horizontal yang bekerja pada potongan n + 1

Xn                   = Resultante gaya gesek vertikal yang bekerja pada potongan n + 1

Xn ± 1             = Resultante gaya gesek vertical yang bekerja pada potongan n ±

W                    = Berat sendiri potongan tanah yang ditinjau

P                      = Gaya normal total yang bekerja pada dasar potongan

S                      = Gaya gesek sepanjang dasar potongan

Z                      = Tinggi potongan

L                      = Panjang lengkung AD

b                      = Lebar horizontal potongan

j                      = Sudut pada dasar

x                      = Jarak horizontal dari potongan ke titik pusat 0

P                      = P + U . L

  

·         Faktor keamanan

F   = 1/s . (C . L + (P – UL) . tan j

Zs =   jadi ;

. Z (CL + tan j) .  

substitusi ; X = r . sin j                        b = L . cos j

Faktor keamanan dengan coba-coba, F yang dimasukkan sama atau mendekati sama yang dihitung.

Bilamana lereng sebagian terendam air muka :

 

Langkah-langkah penyelesaian :

·         Tentukan pusat lingkaran gesek dengan cara interpolasi dalam hal ini terdapat f d,

·         Tentukan Top Flow Line, disini ditentukan lebar (L) contoh tanah yang diambil, kemudian dengan tinggi lapisan contoh tanah keras dari permukaan air (permukaan tanah basah) dari sini kita dapatkan harga m dan a sin i, sehingga kita dapat melukiskan garis aliran (Flow Line),

·         Tentukan panjang garis longsoran AB, jari-jari lengkung longsor dan garis lengkung AB,

·         Tentukan berat tanah sendiri, yaitu berat tanah pada slice (sector, segitiga ADC, segitiga BOC, tanah kering dan tanah basah kemudian jumlahkan untuk mendapatkan berat total,

·         Tentukan tekanan air pori,

·         Tentukan garis kerja kohesi (C) dari titik pusat lingkaran gesek,

·         Cari jari-jari lingkaran gesek dengan sistem coba-coba.