Embed Size (px)
Citation preview
Suatu Tinjauan, Metode Drainase Untuk Stabilisasi Lereng
oleh:
Soedarwoto
Universitas KatoHk Parahyangan Fakultas Teknik Jurusan SipU
Bandung 40141 September 1990
D a f t a r
Daftar Isi ....
Abstrak
1. Pendahuluan ............ .
2. Tinjauan-Sistern Drainase
3. Tinjaua.n Pustaka
3. 1. Umum ...... .
I s i
hal
... i
. .......... 1
....................... 2
. ...................... 3
.4
.4
3.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi kelongsoran .5
3. 3. Stabilisasi lereng
3.4. Efek dari a.rah aliran di bawah permukaan
pada lereng terendam
3.5. Drainase Terowongan
3.6. Diainase Sumuran ...
~3. 7. Drainase Mendatar ...
.7
.. 10
12
14
. . 16
3.8. Pengaruh Tanah dan Geologi pada Drainase .. 19
~3. 9. Hukurn Darcy ...
4. Kesirnpulan dan
Daftar Pustaka
Larnpiran garnbar
Saran
1.
.. 20
.. 22
·, -~ .u.
SUATU TINJAUAN, HETODE DRAINASE UNTUK STABILISASI LERENG *
oleh Soedarwoto**
Abstrak
Air yang merembes dan berada di dalam tanah dengan lereng tertentu akan mempengaruhi stabilitas lereng asli maupun lereng yang dibuat untuk keperluan kerekayasaan.
Untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan suatu upaya pembuatan drainase untuk mengalirkan air yang merembes ke dalam dengan menggunakan tiga sistem drainase, yaitu: drainase terowongan, drainase sumuran dan drainase mendatar.
Ketjga sistem tersebut di atas telah digunakan oleh Rott (1959), Palmer, Thompson, Yeomans (1950), Smith dan Cedergren (1963) untuk mengatasi masalah air yang masuk ke dalam tanah pada suatu lahan yang digunakan untuk kepentingan berbagai proyek.
Berdasarkan penggunaan tersebut di atas akan dilakukan suatu telaah yang berkaitan dengan pemanfaatan ketiga sistem drainase terowongan, drainase sumuran dan drainase mendatar.
* Ditulis untuk PIT VII di Jogyakarta, 24-25 September 1990 ** Tenaga Pengajar Fakultas Teknik UNPAR
Jurusan Sipil - Divisi Hidroteknik Anggota Pokja Pembinaan Profesi HATHI
1
SUATU TINJAUAN, METODE DRAINASE VNTUK STABILISASI LERENG
',/''.
1. PENDAHULUAN
Dalam pembangunan dam tanah, reservoir, penimbunan pada
pekerjaan jalan, dan pekerjaan rekayasa lainnya memiliki
alat kontrol terhadap kemungkinan terjadinya kelongsoran
pada pembuatan lereng dengan fasilitas drainase dalam, dan
sifat material yang digunakan.
Pada lereng asli harus dipasang perlengkapan secara alami
dan hasil pengukuran yang dilakukan perlu diyakini kebenaran
nya untuk mencegah kemungkinan terjadinya kegagalan.
Formasi tanah asli biasanya selalu berubah dengan
membentuk sudut yang besar atau kecil, dan apabila lereng
yang terbentuk sudah stabil, terdapat kemungkinan untuk
selanjutnya menjadi tidak stabil atau sebaliknya.
Survei geologi dan tanah yang berhubungan dengan masalah
lereng, merupakan pekerjaan penting yang biasanya dilakukan
oleh ahli dengan pengalaman tinggi.
Stabilitas lereng biasanya dapat diperbaiki dengan membu
at lereng tanah lebih datar, didekat puncak dibuat drainasi
permukaan atau pada bagian kaki lereng ditimbun material,
berupa batuan dan fasilitas drainase.
Dinding penahan tanah dan alat pengendali terhadap ke
mungkinan terjadinya kelongsoran telah digunakan secara luas.
Stabilitas suatu lereng seringkali perlu dipertanyakan
atau ditandai oleh adanya perkembangan ketidak stabilan yang
dapat diatasi dengan usaha pemadatan kembali atau pekerjaan
ulang pada permukaan tanah, mengisi kembali dengan timbunan
tanah untuk mengurangi aliran air ke dalam masa tanah.
Drainase tanah yang diberi lapisan ditempatkan pada
bagian atas untuk mengurangi resapan air ke dalam tanah yang
akan mengakibatkan kerusakan pada bagian lainnya.
2
" -'•
Kontrol aliran air dibawah permukaan dan kondisi aliran
dalam ujud rembesan pada lereng yang di drainase,
salah satu sistem yang baik untuk memperbaiki
lereng tanah baik asli maupun buatan. J
merupakan
stabilitas
Drainase yang dilakukan terhadap kondisi seperti yang
telah disebutkan diatas telah dilaksanakan oleh Rott (1959),
Palmer, Thompson, Yeomans(1950), Smith dan Cedergren(1963).
Yang dilakukan oleh Rott ialah dengan menggunakan suatu
sistem drainase terowongan (Drainage tunnels),Palmer, Thomp
son dan Yeomans dengan sistem sumuran (well systems), Smith
dan Cedergren menggunakan suatu sistem drainase mendatar
(horizontal drains).
2. TINJAUAN SISTEM DRAINASE
Sistem Terowongan
Yang dimaksudkan dengan drainase sistem terowongan ialah
drainase yang menggunakatt L~rowcmgan buatan di dalam tanah,
menggunakan bahan pasir dengan gradasi tertentu atau dileng
kapi dengan material yang dapat mengalirkan air tanah dengan
erosi buluh minimal.
Sislem Sumuran
Yang dimaksudkan dengan drainase sistem sumuran ialah
drainase yang menggunakan sumu~an yang diisi pasir dengan
gradasi tertentu untuk mengalirkan air tanah yang akan di
buang. Disamping itu dapat pula dilakukan pembuatan sumur
pada suatu lahan yang akan dimanfaatkan untuk konstruksi
tertentu yang membutuhkan penurunan muka air tanah dibawah
permukaan. Sistem ini juga dapat dikombinasikan dengan
penggunaan air dari sumur yang di drainase, untuk keperluan
pemberian air tanaman dan kebutuhan air bersih.
Sislem Drainase Mendalar
Yang dimaksudkan dengan sistem drainase mendatar ialah suatu
drainase yang menggunakan lapisan agregat pada bagian di
bawah bangunan atau pada bagian tertentu dari suatu lingkung
an yang akan di drainase.
3
P c r p u s t :t k n. :i. a
Univerdtas . olik Parahyangan 3. TINJAUAN PlJSTAKA
3.1. Umum
J l, }\.i er de k :1 1 9
BANDUNG
Perubahan energi potensial secara tiba-tiba menjadi ener
gi kinetik pada masa tanah yang retak atau longsor dari
lereng bukit atau lahan miring bersifat sangat mcrusak.
Lereng tanah yang stabil secara alamiah maupun lereng
yang dibuat oleh rekayasawan berkaitan erat dengan kegagalan
yang terjadi, dicoba ditunjukkan pada tabel dibawah ini.
Sifat lereng Penyebab kelongsoran
Lereng tanah asli Gaya gempa, hujan.
diatas lahan digu deras, pengupasan
nakan untuk industri kaki bukit
dan perumahan
Lereng tanah asli Pemotongan lereng
dilakukan pengembang- timbunan pada bukit
an lahan
. Lereng reservoir
tidak stabil, kele
mahan akibat adanya
al iran air
Bertambahnya kelem
baban tanah dari ba-
tuan, naiknya muka
air, bertambahnya
olakan dan penurunan
berulang kali.
Hujan deras, penim-
bunan lereng tidak
Jenis kegagalan
. merusak fungs i,
menutup:i. sungai
meruntuhkan ba-
ngunan diatasnya
.retakan perlahan
merusak bangunan
j a.l an
.penurunan beru--
1ang kali meng
ganggu ja1an
raya dan ja1an
kereta ar:-'i, pe--
cahnya pelimpah
. kegaga1an pemo-
tongan lereng
Jalan raya, jalan
kereta api,dengan
pemotongan atau pe
n imbunan lereng
stabil, naik turunnya untuk jalan ra-
.Dam tanah dan bagi-
an dari rese~voir
muka air tanah ya, berpindah-
nya dasar jalan
muka aliran air tanah penurunan seca-
tinggi, gaya gempa
4
ra tiba tiba,
mengakibatkan
kegagalan total
banjir di hi1ir
3. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi_ kelongsoran
Gaya gravitasi secara tetap bekerja menuju pusat bumi dan
batuan, lereng akan menjadi rata kalau ada kesempatan, kalau
tidak gaya gravitasi air di dalam tanah atau batuan mengha
silkan aliran air tanah yang menimbulkan gaya dan tekanan
pori yang membantu proses pembasahan.
Gaya gempa memberi tambahan aksi yang sifatnya merusak di
mana aktifitas manusia sering mengarah pada lereng lahan.
Derajat stabilitas yang dimiliki lereng sangat luas, ter
gantung pada keadaan yang dipengaruhi waktu.
Selanjutnya kekuatan dasar dan kepadatan tanah atau susun
an batuan memberi pengaruh pada stabilitas selama menahan
kejutan akibat gaya gempa.
Beberapa longsoran dapat terjadi pada tempat kering,
lepas pada tanah lanau, tetapi secara umum kerusakan berupa
longsoran terjadi pada tanah lepas, tanah basah selama turun
hujan deras atau selama terjadinya gempa.
Derajat stabilitas lereng tanah pada suatu keadaan fisik
seperti ditunjukkan pada tabel clibawah ini.
Tingkat Stabilitas Lereng
Keadaan Berkurangnya derajat
stabilitas
Lereng kering tidak terjadi gempa
Lereng kering padat terjadi gempa
7
6
Lereng basah, aliran air tanah, tanpa gempa 5
Lereng basah, aliran air tanah, dengan gempa 4
Lereng basah, aliran air tanah, tanah tidak baik
tanpa gempa
Lereng basah, aliran air tanah, tanah padat,
dengan gempa
Lereng basah, aliran air tanah, tanah lepas
3
2
dengan gempa 1
Dengan menunjuk tabel diatas kebanyakan keadaan tidak
menguntungkan seperti yang diharapkan, keadan basah,
adanya tambahan tanah pada saat terjadinya gempa.
5
lepas,
Kombinasi keadaan ini hampir selalu ada pada setiap
lereng asli, tanah basah, lepas dan terjadi pengurangan ke
kuatan yang mengarah pada kelongsoran pada umumnya.
Beberapa kerusakan akibat longsoran tanah terjadi pada
butiran basah dimana konstruksi terganggu karena
getaran gempa mengakibatkan runtuhnya dasar yang
gempa,
tidak
berkonsolidasi, tanah lanau yang lolos air dan pasir halus
dengan air pori yang keluar dari material pendukungnya,
dan tanah yang bercampur air tidak mempunyai kekuatan.
Sherad dkk.(1963a) menyimpulkan bahwa getaran pada dam
tanah selama berlangsungnya gempa merupakan keadaan yang
sangat berbahaya apabila terjadi pada saat pengoperasian.
Sesudah terjadinya kelongsoran memberikan petunjuk bahwa
drainase yang buruk atau pemadatan ringan dengan persiapan
tanah dasar yang kurang memadai, menyebabkan terjadinya ke
longsoran.
Batuan lepas yang pernah mempunyai kekuatan lebih besar
daripada tanah , secara tidak jelas berubah dari keadaan pa
dat ke keadaan semi cair. Seringkali kelongsoran yang ter
jadi pada lereng diakibatkan oleh aktif itas manusia, seperti
pemotongan, pemancangan dan pengupasan lereng yang tanahnya
kurang stabil. Kenaikan muka air tanah pada saat pelaksana
an reservoir menjadi penyebab terjadinya kelongsoran.
Kontribusi aliran air rendah terhadap kelongsoran lereng
meliputi keadaan sebagai berikut :
1. Berkurang atau di eliminasinya kekuatan kohesif.
2. Dihasilkannya tekanan air pori netral, yang mengurangi
tegangan efektif dengan menurunnya kekuatan geser.
3. Tambahan keluaran yang bertahap dalam pori tanah
selama gempa atau akibat getaran yang lain.
4. Terjadinya kemiringan gaya aliran air tanah yang
menambah momen guling.
Sifat tanah dan batuan yang memberi pengaruh
kemampuan lereng untuk menahan gerakan air dan gaya
yang merusak, ialah:
G
pad a
lain
1. Kekuatan geser material dasar
2. Plastisitas dan kekuatan pengisian
3. Rongga, ketebalan dan perluasan titik kumpul
4. Kepadatan tanah dan batuan basah yang mempengaruhi
kemampuan butiran tanah pada saat terjadi getaran
5. Kedudukan dan penyerongan tanah
3.3. Stabilitas Lereng
Pengaruh relatif faktor faktor
lereng dapat dibandingkan dengan
diatas pada stabilitas
sejumlah metode yang
digunakan untuk menganalisis stabilitas lereng tanah.
Jika kekuatan tanah dan batuan di dalam lereng dapat
ditentukan, angka keamanan dapat dihitung untuk keadaan kom-
binasi. Helalui telaah dari pengaruh faktor-faktor penting
akan membantu dalam pengertian, yang menyebabkan kelongsoran
suatu lereng dan metode evaluasi dipakai sebagai kontrol dan
usaha pencegahan.
Sherad dkk.(1963c) menyampaikan bermacam metode analisis
stabilitas lereng dan dibagi ke dalam dua kategori, ialah:
Metode A merupakan metode kelongsoran permukaan
Metode 8 merupakan metode unit tegangan
Metode A meliputi bermacam bentuk kelongsoran potensial,
akibat geseran permukaan, termasuk di dalamnya metode ling-
karan kelongsoran oleh K.E. Peterson (1916). Metode ini di-
kenal pula sebagai metode Swedia yang dikembangkan oleh
Fellenius (1936), dan Taylor (1948).
Metode analisis stabilitas lereng untuk menentukan gaya
yang bekerja pada bidang kelongsoran,
dinyatakan sebagai berikut,
f aktor keamanannya G
jumlah gaya yang menahan at.au momen penahan
G ----------------------------------------------s
jumlah go.ya yang beker jo. atau momen guli..ng
'7
s
Kelongsoran yang terjadi pada formasi di dalam lereng
kohesif cenderung untuk berada di lapisan dalam,
yang ditunjukkan oleh lengkungan ABC
I I
I I
I I
I
2
-----·---
7 \ 5 W = Volume x 125 lb/ft
3
4 3
B
(a) \
Gb.1. Penyederhanaan, Metode Swedia untuk analisis stabilitas lereng
T6
90° w()
Ns
(b) /
seperti
Untuk menentukan faktor keamanan lereng, lingkaran yang
dicoba dianalisis dan yang mempunyai faktor keamanan terke-
cil merupakan lingkaran kritis. Lingkaran kritis menunjuk-
kan permukaan mana yang akan mengalami kelongsoran.
Besarnya angka keamanan pada lingkaran kritis merupakan
angka keamanan minimum dari lereng pada keadaan tertentu.
Prosedur yang biasa dilakukan untuk menghitung besarnya
angka keamanan, lingkaran kelongsoran dibagi dalam beberapa
segmen yang seimbang dan digambarkan sebagai gaya tegak pada
pusat gravitasi dari bidang longsor.
Perhatikanlah, segmen ke enam berat W , komponen W her-o 6
upa gaya tangensial pada bidang longsor atau komponen guling
T , komponen W yang tegak lurus pada lingkaran longsor atau 6 6
normal pada lingkaran longsor, memberikan kontribusi pada
gaya penahan longsor, normal N 6
Komponen dapat ditentukan secara graf is dengan menggambarkan
W dalam skala, angka keamanan menjadi, 6
G -~-~-!:~_p_~-~! s
I: T
¢ koef isien gaya gesekan dari tanah atau batuan di lereng
c kekuatan kohesi satuan
8
2::
2::
1
N
T
panjang lengkungan pad a segmen dimana terdapat c
jumlah komponen N untuk semua bidang longsor
jumlah komponen tangensial untuk semua longsoran
Untuk tan ah yang tidak kohesif
G s
:L N Angka keamanan proporsional dengan ratio f-Ter lihat bahwa pada lereng curam nisbah antara :L N dan L T
adalah kecil, dan sebaliknya, kalau tidak, setiap gaya yang
bekerja akan mempunyai sifat merusak.
Lereng pada tanah tidak kohesif, kelongsoran permukaan
cenderung dangkal dan sejajar dengan lereng. Untuk keadaan
ini angka keamanan dari lereng tanah kering dapat dihitung
dengan menganggap setiap longsoran tanah menurut bidang abed
E
w
E""' 0.15W longsoran
k~ / . "0
/ -{"
( b) ~ 'f·e o"' / d
~"o'. 'Oo? ~ ~o o0 /·.:::_r_
o" /
(a)
Gb. 2. Tegangan pada lereng tidak terbatas
dalam keadaan kering
Seperti pada metode lingkaran kelongsoran, berat W dari
longsoran digambarkan berskala dengan pusat gravitasi long-
so ran. Jika tidak ada gaya yang bekerja, W juga merupakan
gaya badan R dengan komponen gaya normal N dan a a
komponen
tangensial T dapat ditentukan secara grafis dengan memben-a
tuk sudut kekanan. N dan T ditentukan dari geometri lereng ·a. a.
karena tan a = T I N a. a.
atau T - N tan a a. a.
Angka keamanan G s
9
(I,/) . /,, «'11~ . . <;,•
'--/~\ )-·. ' (' -i~
N tan ¢
/ ,-f,(~, ·~ ~~,.) (f
/, .. ,) '·' . . J l , s· .. '1 o-"4 "' ..t (} </. ·. <'t '
·<~ ; r <I ,, /-'. <i { V ,/) c c//'. <(
tan ¢ G
C1 -- - --- dan G --tan -· --
& ~-1 '11.r·
41- ) {;) <'l4
s T
s ()(
C1
Q lf"<t1; Jika koefisien gesekan tidak diketahui, berdasarkan dera -
jat stabilitas relatif pada berbagai keadaan dapat ditentu-
kan dengan diberikannya sebarang nilai ¢, angka keamanan,
G N/T 9
3.4. Efek dari arah aliran air dibawah permukaan
pada lereng terendam
Banyak lereng tanah asli berada dalam keadaan terendam
selama periode hujan deras, muka air di bawah permukaan naik
dan aliran air utama sejajar dengan lereng. Untuk keadaan c
elemen tanah abed dalam lereng tidak terbatas, dengan berat
terendam, W dan gaya aliran yang bekerja, F 0
\1':i/
b
Per'inuka.a.n ba.sa.h a
longsora.n
(a) (b)
Gb.3. Tegangan pada lereng tidak terbatas
dalam keadaan terendam
Bagian dari jaringan aliran berupa garis aliran yang
sejajar lereng dan ekipotensial tegak lurus pada lereng,
menggunakan metode gradien hidraulik gaya aliran air F dapat
, ditentukan dengan menggunakan W dan F. 0
Resultan R memberikan komponen tangensial T, yang c
leb ih
besar dari Ta. dan Tb dengan komponen normal Ne yang lebih
kecil daripada N dan NI:. Sebagai konsekuensi N/T lebih ke-a. ;
10
oil dari lereng kering pada saat f idak terjadi gempa, perce-
patan gempa 0,5 g. Hal ini menunjukkan bahwa N/T < 50 %
untuk lereng kering,tidak terjadi gempa dan N/T ± 60 % untuk
lereng kering, pada saat terjadi gempa.
Terlihat bahwa pada lereng dengan aliran air dalam arah
mendatar memperkecil stabilitas lereng.
Lereng yang berada dalam keadaan sangat basah, dengan ke
luarnya tekanan air pori secara bebas dan gangguan gaya alir
an di bawah permukaan. Jika lereng berada pada lapisan batu
an dengan angka kelulusan yang tinggi, jaringan aliran ter
diri atas garis aliran tegak dan ekipontensial mendatar.
Permuka.a.n ba.so.h
Go.yo. o.li.ro.n o.i.r
di. ba.vo.h permuko.o.n = Fv
a.Li.ran
(a) oro.i.no.se so.nga.t lulus o.i.r
Gb.4. Tegangan pada lereng tidak terbatas
pada lereng terendam dengan aliran
legak di bawah permukaan
TJ
Fu
Rd Nd Wo
,/ ~-- -"
/
(b)
Dengan adanya aliran dibawah permukaan, energi air bebas
di dalam tanah keluar sebagai aliran tegak menuju ke bawah
batuan dan selanjutnya keluar melalui kaki lereng.
Pada aliran di bawah permukaan , gaya yang bekerja pada
elemen abed dengan berat basah W dan aliran ke bawah F , 0 v
resu 1 tan bad an Rd merupakan jumlah W dan F , gaya tegak 0 v
menghasilkan komponen tangensial Td dan komponen normal Nd.
Perbandingan N/T identik dengan lereng kering, walaupun
gaya Nd dan Td lebih kecil daripada gaya pada lereng kering,
sebab berat total sedikit lebih besar pada lereng basah dari
pada lereng kering.
11
T
_J.
ab c de r g Case
0 ab c def g Case
(a) (b)
Gb. 5. Nilai perbandingan N dan T
Air yang meresap dalam arah mendatar menyebabkan ketidak
stabilan pada lereng, air yang meresap tegak ke bawah membe
rikan gaya yang menyebabkan ketidak stabilan dan tidak ada
tekanan air pori. Keuntungan dari drainase dibawah yang di
bangun di tanggul pada kondisi hujan deras telah dilakukan
oleh Terzaghi (1943) dengan kemiringan atau dengan lapis~n
mendatar,gaya aliran air di bawah permukaan dalam arah tegak
dan ternyata dapat memperbaiki stabilitas dari dinding pena
han tan ah.
Banyak lereng dam dibangun dengan konstruksi untuk meng
ontrol aliran di bawah permukaan, dibangun dengan drainase
yang mendukung kepentingan daerah bebas air atau memberikan
aliran di bawah permukaan yang sesuai.
Lapisan drainase asli membantu dalam stabilisasi lereng.
Kenyataannya drainase mendatar dan menerus tidak dapat di
tempatkan pada lereng tanah asli, perencanaan lereng yang
akan dibangun dilengkapi dengan drainase, yang tidak membe
rikan kesempatan untuk berkembangnya ketidak stabilan.
Model analisis aliran di bawah permukaan yang digunakan
dalam pembangunan konstruksi, dilakukan dengan maksud untuk
dapat mengontrol aliran air di bawah permukaan.
3.5. Drainase Terowongan
Salah satu metode kuno untuk stabilisasi terhadap
gangguan pada kaki bukit atau lereng tanah, abutmen dam
dan jenis lereng lainnya dengan menggunakan drainase
12
k' -~ , 1 , 1 ;:; t ~i- K a a n u w ..,..,. _ 1 ,_~'-3 .~a.o1ik Parahyangan
J L l:vierdeka 19_
BANDUNG terowongan. Terowongan mendatar dapat dibandingkan dengan
galian pada tambang berupa penggalian kedalam dasar bukit
atau lereng dalam dengan harapan dapat menyisipkan sumber
aliran air tanah dalam dan cukup mengurangi tekanan hidro
statik dan memperbaiki stabilitas lereng.
Apabila terowongan menjadi titik tumpuan air, retakan
atau lapisan efektifitasnya menjadi tinggi untuk air
tanah rendah. Kadangkala digunakan sebagai penghubung
dengan drainase sumuran tegak untuk menyalurkan keluaran
secara gravitasi aliran air tanah yang memasuki sumuran.
Drainase terowongan merupakan sistem drainase yang memer
lukan suatu biaya tinggi untuk drainase lereng.
Pada beberapa kasus digunakan untuk melindungi bangunan
yang mahal atau untuk perbaikan lainnya apabila keluaran
dibatasi atau melindungi daerah jalan, untuk melindungi
pemakaian jalan.
JOO
g&nC1ngan
sumber. ti
Tower
Gb. 6. Drainase Terowongan, Crockett, California
untuk mengontrol kelongsoran Projek Jalan
13
3.6. Drainase sumuran
Sistem sumuran seringkali digunakan untuk memperbaiki ke
adaan air tanah yang terganggu oleh lereng jalan, sisi bukit
dan abutmen dam atau keadaan lainnya.
Apabila digunakan dalam pondasi disebut sumur pengurang,
pada beberapa keadaan drainase sumuran untuk stabilisasi le
reng, yang dipasang tanpa keluaran air tanah di bawah permu
mukaan, kecuali keluaran melalui puncak.
Jika sumuran digunakan pada lereng tanah akan efektif bi-
la dilakukan drainase bebas di dasarnya. Pada keadaan alir
an tanah tinggi, selama pelaksanaan, sumur seringkali dipom
pa. Pasir yang diisikan ke dalam sumur selanjutnya disebut
pasir drainase, seringkali digunakan untuk stabilisasi ter
hadap kelemahan, keadaan basah, dan fondasi tanah yang dipa
datkan. Sistem drainase sumuran dengan pemompaan tidak di
bahas pada makalah ini.
Stabilisasi lereng dengan sistem sumur kadang-kadang di
gunakan sebagai penghubung dengan terowongan yang memberikan
debit air secara gravitasi yang masuk ke dalam sumur.
Agregat saringan yang lulus air biasanya ditempatkan pa
da sumur dengan pipa berlobang, dan sering digunakan untuk
menambah kapasitas debit.
Terowongan didesain untuk keperluan mencegah keruntuhan
dan lepasnya material akibat erosi buluh. Sistem sumuran
sumuran memberikan keuntungan karena secara luwes, dapat di
lakukan penambahan sumuran pada titik antara jarak semula,
apabila sumu r yang ada tidak cukup untuk mengontrol aliran
air tanah dibawah permukaan.
Drainase sumuran tipikal yang berhasil untuk stabilisasi
lereng dilakukan oleh Palmer, Thompson dan Yeomans(1950).
Gangguan terhadap medan terjadi pada bukit yang mempunyai
lapisan tidak menerus, dari pasir dan lanau terutama lapisan
lempung biru yang kedap air. Delapan sisi bergerak akibat
adanya tekanan hidrostatis berlebihan seperti yang ditunjuk
kan oleh pengeboran untuk menentukan jenis tanah dan kondisi
airnya.
14
Dinding penahan, jenis gravitasi dan tiruan dari beton di
studi untuk mencari aliernatif yang memungkinkan terhadap
hasil koreksi pengukuran. Sesudah dilakukan studi terha-
dap kedelapan sisi tersebut, diambil keputusan, diperlu-
kan kontrol terhadap air tanah dengan drainase, dan meru
pakan penyelesaian terbaik.
Keputusan untuk menggunakan drainase sumuran dalam mem
perbaiki gangguan terhadap lereng karena sistem ini ber
hasil untuk stabilisasi lereng.
Gb. 7. Drainase Sumuran untuk stabilisasi
kelongsoran CPalmer, Thompson dan Yeomans)
24" ,, r·-1
·~ 8~:B.'.' A 1 ft min
2 ft min
1 ft min
Pt pa. ba.jo.
12-in. diameter
Variable ----··---~------~
Gb.8. Detail Dra.inase Sumuran
15
3.¥. Drainase Mendatar
p l~ c p u s t ,, k a a n
Univcr:,ilas l.;._<Lojk Parahyangau JL M_erdeka 19 BANDUNG
Drainase mendatar telah digunakan untuk mengatasi masalah
gangguan terhadap stabilitas lereng jalan, pada tahun 1939.
Draiftase mendatar sederhana seperti dibuatnya sumuran kecil
yang di bor mendatar dekat kaki bukit atau pada fondasi
untuk mengalirkan aliran di bawah permukaan dan air tanah.
Drainase mendatar sering digunakan sebagai bagian dari
stabilisasi pada pemotongan lereng dalam keadaan basah,
tanah dengan dasar tidak stabil dan kadangkala digunakan
sebagai koreksi lereng yang akan dikembangkan. Digunakan
sebagai lereng jalan baru atau lama, jalan kereta api dan
pekerjaan lainnya.
Gal\, an <la lam
untuk
Eki
Formo.s'- semento.B'
denga.n ba.t ua.n
Al\, ra.n
denga.n balucm
Gb.9. Drainase mendatar pada tanggul
Drainase mendatar membantu menurunkan muka air dan menja-
ga lereng pada tempat yang sedang dikerjakan, pada galian
dangkal drainase mendatar dibuat didekat muka jalan.
Pipa pengumpul atau saluran pembagi biasanya dibuat untuk
menampung air dan disalurkan ke suatu tempat yang tidak mem-
bahayakan lereng. Lubang-lubang asp al
dengan pipa galvanis berukuran dua inci,
dilengkapi
dipasang sepanjang
galian. Pipa keluaran berpenampang 10 ft. tanpa diberi lu
bang dan mendekati lubang galian kelilingnya diberi lempung,
sehingga semua air dapat dialirkan dengan baik.
Pada kebanyakan instalasi darainase mendatar, untuk mela-
yani sumur eksplorasi dan pengeboran, dan
menambah drainase dibor.
16
titik-titik yang
Apabila pemboran lobang mengalami kesulitan di dalam pe-
laksanaannya perlu dilakukan pembuatan lobang disekitar lo
kasi yang oocok, panjangnya bervariasi antara 50-300 ft.
Sistem drainase yang kompleks digunakan dalam mengatasi
kelongsoran dekat kota Towle, California seperti yang
dilakukan oleh Smith dan Cedergren.
Batas \
l ongsor __:.i I
_,/
D.I. ( /
15
Skala dalam fl.
Skala dalam ft.
0 5 10 20
Gb.10. Denah Stabilisai dan Pemboran
R menunjukkan n
telah
tanda Seri pemboran, R~,R2 , R3
,
bahwa terdapat batuan yang tetap kokoh, tidak mengalami
gangguan dan masih dapat bertahan pada kedalaman antara 40-
50 ft. pada daerah kelongsoran.
Dilakukan suatu langkah stabilisasi dengan membuat empat
17
galian melintang yang digunakan untuk drainase mendatar
dalam memperbaiki stabilitas bukit.
Lapisan agregat yang lulus air dengan p1pa drainase di
tempatkan pada galian melintang untuk menampung dan mengalir
kan air tanah. Gangguan terburuk pada ta.nab lereng diawal
drainase ialab melemahnya kondisi ta.nab dalam menunjang
usaba stabilisasi, dan selanjutnya dilakukan penggalian
tanpa adanya kelongsoran yang berarti.
Drainase awal dibuat pada jarak 700 ft. dari drainase
sumuran, sesudab dilakukan pemboran dihubungkan dengan dasar
dan setelah dilakukan pemompaan selama beberapa minggu,
keadaan air ta.nab mengijinkan untuk penggalian dalam rangka
stabilisasi dan berjalan tanpa gangguan.
Drainase mendatar dibor ke dalam dasar bukit di bawab
jalan, jalan kereta api pada dasar selokan dan memberikan
gambaran kombinasi dari kesatuan sistem, sumuran tegak,
dihubungkan dengan drainase terowongan, dan drainase menda
tar dengan f.;tabi 1 is as i selokan.
Sebelum melakukan pemilihan terhadap sistem drainase
untuk stabilisa::;i lereng tanah perlu dilakukan penyelidi.kcin
lapangan dan survei. tanab.
Diperlukan gambaran berupa kekuatan dan formasi permeabi.-
1 itas batuan, kelulusan terhadap air, stratifi.kasi dan vari
abilitas endapan tanah, kondi.si air tanah, dan riwayat ke
longsoran selanjutnya dilakukan pemili.ban terhadap metode
yang akan dipakai. dan sesuai dengan keadaan setempat.
Apabi.la yang di.atasi. gangguan di dasar di.perlukan perti.m
bangan pengetahuan dan pengalaman yang diperlukan untuk men
desain pemotongan lereng dengan mengukur kondisi stabi.Utas.
Satu metode kemungki.nan banya cocok untuk satu penyele
saian saja dan ada kemungkinan gagal untuk menyelesai.kan
kondisi yang lain. Perencanaan dan pembangunan jalan, jalan
kereta api., yang membutuhkan pemotongan lereng perlu di.siap
kan, agar ada penyesuaian dengan kondisi yang sebenarnya,
antara lain dengan melakukan perubahan kelandaian lereng.
18
3.8. Pengaruh Tanah dan Geologi pada Drain.ase
Tanah dan geologi dimana lereng berada, mempunyai penga
ruh secara umum pada bentuk dari drainase yang berkembang
~~~MVM MlMmiMh d~n ·~kMn ~f~khlf pAda l~r~ng buatan. Penghalang kedap air di luar lereng dapat memberi penga
ruh pada drainase alami, kenaikan kelembaban pada umumnya
atau akibat adanya genangan air akan terbentuk di dalam
lereng. Apabila kondisi ini terjadi, stabilitas lereng
akan diperbaiki dengan drainase.
Gambar 11. menunjukkan kondisi ideal dari geologi tanah
yang menimbulkan genangan air tanah di dalam lereng.
Diagram di kiri menunjukkan penutupan oleh lapisan kedap air
pada permukaan dangkal terpotong oleh drainase alamiah di
dasar batu cadas yang lulus air dan pada sisi kanan, batuan
kedap air dengan pertemuan lulus air tetapi tidak memiliki
jalan keluar. Pada bidang AB di sisi dalam yang tertutup
olah lapisan kedap air. Tanpa adanya drainase buatan untuk
mengalirkan air, tekanan air akan membahayakan kedudukan
yang tinggi pada bidang AB, akan mengakibatkan runtuhnya
lereng apabila tekanan ai r tersebut tidak berkurang.
90,tuan . kedap 0.1,r
Batuan
kedap o.i-r ~ '..'.:=~:::~::>
J. en1. s;~ B<;:tt u an kedap b t air dengan o. uan . 1 hu'bungo.n dal:o.m B
G o.di;:ts .. ' ---~--
.. . - A ~ ~~f~~:;~t'o.ti-k Buntu
(a)
A
(b)
B
D ro.ino.se mendo.to.r; £ _____ _
Pe£quro.ngo.n -- t e <5.no.n . k
hi, rosto,ti,
( c)
Gb. 11. Drai nase mendatar untuk menurunkan muka air.
Dilakukan suatu drainase mendatar seperti tertera pada
gambar 11 .a. tekanan hidrostatik akan ber~urang seperti yang
ditunjukkan oleh gambar 11 .c., langkah yang dilakukan meru
pakan usaha untuk stabilsasi lereng.
19 v .. ,. r) u s t a k a a n .l. v l .t
. . ., . >J.. olik Parahyangan Un\'VC ·,H~t-.~ d · .
~ l .· er<leka 19 j . .. J
n.ANDUNG
Dengan drainase mendatar ternyata dapat mengalirkan air
sebesar 200.000 gal/hari dalam periode singkat, pada kondisi
lain ternyata hanya menghasilkan aliran 5 gpm atau bahkan
ada yangx lebih kecil, karena tidak diperlukan keluaran air
dalam jumlah yang besar. Yang diharapkan adalah suatu usaha
untuk mengatasi gangguan terhadap kestabilan lereng.
3.9. Hukum Darcy
Drainase dengan pasir tegak memiliki suatu kapasitas
debit yang cocok untuk mengalirkan air yang sampai padanya,
dalam menelaah aliran air di bawah permukaan tanah digunakan
hukum Darcy dan jaringan aliran.
Q debit aliran (cuft/hr)
k permeabilitas tanah (ft/hr)
i gradien hidraulik aliran (ft/ft)
atau dengan menggunakan faktor bentuk,
merupakan faktor bentuk dari aliran
Jika penimbunan pasir tidak memberikan kapasitas yang se
suai secara ekonomis untuk mengalirkan air di bawah permuka
an tanah, dibuat pipa berlubang di sekitarnya dan dipasang
material saringan.
Material saringan yang digunakan perlu mempunyai suatu
angka permeabilitas yang cocok untuk mengalirkan air tanah
di bawah permukaan yang secara bebas masuk ke dalam pipa.
Jika permeabilitas dari material diketahui, kemampuan
untuk mengalirkan air ke dalam pipa dapat diperkirakan
20
dengan hukum Darcy. Pada gambar 12.a. dan 12.b. diberikan
graf ik yang dapat digunakan untuk memperkirakan aliran air
di bawah permukaan ke dalam pipa melalui material
dengan angka permeabilitas yang diketahui.
30
20
15
k 4 0 +> ,.\>(
3 0 r..
2
0.9 0.7 0.5
Mo.terial
so.ri.ngo.n _
0.3 0.2 dp/dw
(a)
Permeo.bt lttas. k ft/day
(b)
To.nah baso.h
.., "
Jo.ri.ngo.n
o. l i, ro.n ti, pi.kal
.--L-------
0.1 0.05
Gb. 12. Grafik faktor bentuk dan debit
21
saringan,
4. Kesimpulan clan Saran
Kesimpulan
1. Muka air tanah di dalam lereng, yang asli maupun buatan
akan mengurangi kestabilitan lereng dan seringkali menja-
di penyebab terjadinya kelongsoran.
2. Lereng yang didrainase dengan baik akan lebih stabil dari
pada lereng dengan drainase yang minimal dan lebih tahan
terhadap kemungkinan terjadinya kelongsoran pada saat ter
jadi gempa.
3. Konstruksi dari sistem drainase yang cocok dan didasarkan
pada analisis aliran di bawah permukaan, merupakan suatu
langkah yang baik dalam rangka melindungi penduduk dan
harta benda disekitarnya dari kelongsoran yang berbahaya.
4. Drainase sistem terowongan, sumuran dan mendatar sangat
efektif untuk memperbaiki kestabilan lereng yang mempu
nyai kandungan air tanah.
5. Detail tanah dan geologi memberi pengaruh pada bentuk
drainase yang akan dikembangkan di dalam lereng dan efek
tif itas sistem drainase yang dipilih.
Saran
1. Sistem piezometer perlu dipasang pada lereng-lereng yang
penting, yang disekitarnya masih dimanfaatkan untuk ke
pentingan sebagai tempat tinggal,
dan lain sebagainya.
tempat peristirahatan
2. Di dalam memilih sistem drainase diperlukan suatu, kecer-
matan, keahlian dan pengalaman yang memadai serta didu
kung oleh data basil survei.
22
Daf tar Pustaka
1. ASAE
2. Cedergren, H.R.
3. Cedergren, H.R.
4. Featherstone, R.E., A. James
5. .James, N. L.
Advance in Drainage , Willardson L.S. Desember, 1982. Drainage of Highway and Airfield Pavement, John Wiley & Sons,New York, 1974. Seepage, Drainage and Flow Nets, John Wiley & Sons, New York, 1967
Urban Drainage System, Pitman Advanced Publishing Program, London 1982. Drainage Engineering, Wiley Eastern Private Limited, New Delhi, 1970. London 1982.
Sumber gambar Cedergren dan Smit.h
Ob. L:i. Longsosra.n pa.do. Reservoir Va.oint, Xta.Li..a.
Ob. LZ. Longsora.n pa.do. ja.la.n kerela a.pi, Tovle
Ob. L3. Longsoran pada jalan raya, Tovle
Ob. L4. Deneth do.eruh ob. 7
botu pasi.r
~\\\~ oli.ra.n a.i.r
lempung keda.p otr
le r 3uno.n ternbok pon<lho.n
Gb. L'.:'.J. Drni.noE;e pos\,r tc1 go.k, untuk rnomolong
Lcipi.s0,n lornpung kodop cti.r
pi.po
Jackson River
Ob. Lo. Dro.i.nase mendatar
Perrnukaan rnenerus
nai.k kealas, elevasi. 54,0
+41.0
+30.0
+25.0 •. --·~-~-- ~
+19.0 -+:J§j) ·.
dengan perrnukaan Lereng
,. \·
-3.0 ;
Lempung bi.ru padal
ob. L7. Hasi.L Pemboran untuk
d r o.inase s•.Hnur·an <hol. 14->
