ANALISIS STABILITAS LERENG PEMBANGUNAN EMBUNG DESA BUMI AYU KECAMATAN PRINGSEWU

ABSTRACT

SLOPE STABILITY ANALYSIS OF CONSTRACTION OF EMBUNG
BUMI AYU PRINGSEWU REGENCY
BY

I PUTU SASTRAWIJAYA

Water is a gift from Tuhan Yang Maha Esa as the basic needs of all human needs.
The Natural water sources is rainwater available through by the hydrologic cycle.
Characteristics of rains in Indonesia are supply many water and need to be
overcome in order to be used during the dry season and stored during the rainy
season. Many technologies developed to save water as an alternative water storage
reservoir for example embung. Most of embung construction uses soil because of
that soil very important role in this part.

This study aims to analyze slope stability embung Embung Bumi Ayu District of
Pringsewu body by using Fellenius Method, Bishop Method and curve stability
Morganstern. This study is useful to provide early information on disasters as a
result of construction failure. Slope stability analyzes performed by laboratory soil
test from the location such as Sieve Analysis Test, Moisture Test, Density Test,

Weight Volume Test, Slide Jump Test and Atterberg Limits Test.

Analysis Results for normal water conditions obtained by Method Fellenius safety
factor ranged from 2.409 to 2.457 and Bishop method obtained results ranged
from 2.744 to 2.810. For condition of the water drops suddenly security safety
factor obtained by Method Fellenius ranged from 0.786 to 0.821, Bishop method

obtained results ranged from 0.901 to 0.941 and method Stability Morganstern
curve obtained 1.1. Based on the result analysis we concluded that Embung Bumi
Ayu Pringsewu Regency is relatively safe to normal water conditions but should
be vigilant when conditions decrease water suddenly that may cause landslides.
This information is useful to the government for consideration of disaster
mitigation activities.

Keywords: Soil, Fellenius Methods, Bishop Methods, Morganstern of Stability
Curve.

ABSTRAK

ANALISIS STABILITAS LERENG PEMBANGUNAN EMBUNG DESA

BUMI AYU KECAMATAN PRINGSEWU

Oleh

I PUTU SASTRAWIJAYA

Air merupakan karunia dari Tuhan Yang Maha Esa sebagai kebutuhan dasar
semua mahluk hidup. Sumber air di alam ini adalah air hujan yang tersedia
melalui siklus hidrologi. Karakteristik hujan di Indonesia yang cukup melimpah
perlu disiasati agar dapat dimanfaatkan saat musim kering dan disimpan saat
musim hujan. Banyak teknologi dikembangkan untuk menyimpan air sebagai
salah satu alternatif penyimpanan air contohnya embung. Konstruksi embung
yang banyak menggunakan tanah menyebabkan peranan tanah sangat penting.

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis stabilitas lereng tubuh embung
dengan

menggunakan

Metode

Fellenius,

Bishop

dan

Kurva

Stabilitas

Morganstern pada Embung Desa Bumi Ayu Kecamatan Pringsewu. Penelitian
ini berguna untuk memberikan informasi dini terkait bencana akibat kegagalan
konstruksi. Analisis stabilitas lereng dilakukan berdasarkan data uji laboratorium
tanah yang diambil dari lokasi dengan uji Analisa Saringan, Kadar Air, Berat
Jenis, Berat Volume, Geser Langsung dan Batas Atterberg.

Hasil analisisa untuk kondisi air normal diperoleh angka keamanan berdasarkan
Metode Fellenius berkisar antara 2,409 – 2,457 dan Metode Bishop diperoleh
hasil berkisar 2,744 – 2,810. Pada kondisi air turun tiba-tiba diperoleh angka

keamanan berdasarkan Metode Fellenius berkisar antara 0,786 – 0,821, Metode
Bishop diperoleh hasil berkisar 0,901 – 0,941 dan Metode Kurva Stabilitas
Morganstern diperoleh 1,1. Berdasarkan hasil analisa diperoleh kesimpulan bahwa
Embung Desa Bumi Ayu Kabupaten Pringsewu relatif aman terhadap kondisi air
normal tetapi harus waspada pada saat kondisi penurunan air secara tiba-tiba yang
dapat menyebabkan longsor. Informasi ini berguna bagi pemerintah sebagai
pertimbangan kegiatan mitigasi bencana.

Kata kunci : Tanah, Metode Fellenius, Metode Bishop, Kurva Stabilitas
Morganstern.

ANALISIS STABILITAS LERENG PEMBANGUNAN
EMBUNG DESA BUMI AYU KECAMATAN PRINGSEWU

Oleh
I PUTU SASTRAWIJAYA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada

Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

ANALISIS STABILITAS LERENG PEMBANGUNAN
EMBUNG DESA BUMI AYU KECAMATAN PRINGSEWU

(Skripsi)

Oleh
I PUTU SASTRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

v

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

Hal

1. Tinggi Embung .......................................................................................

6

2. Tinggi Jagaan pada Mercu Embung........................................................

7

3. Diagram Fase Tanah ...............................................................................

9

4. Grafik Plastisitas .....................................................................................

15

5. Kriteria Kegagalan Mohr-Coulomb .......................................................

20

6. Alat Uji Geser Langsung.........................................................................

22

7. Tipe Irisan ...............................................................................................

26

8. Gaya-gaya dan asumsi Bidang pada Tiap Pias Bidang Longsor.............

29

9. Penurunan Muka Air ...............................................................................

31

10. Kurva Stabilitas Morganstern untuk c’/ H = 0,0125 .............................

33

11. Kurva Stabilitas Morganstern untuk c’/ H = 0,025 ...............................

34

12. Kurva Stabilitas Morganstern untuk c’/ H = 0,05 .................................

35

13. Bagan Alir Penelitian ..............................................................................

49

14. Tipe Irisan ...............................................................................................

51

15. Kondisi geometri lereng saat muka air normal .......................................

51

16. Kondisi geometri lereng pada saat muka air Turun ................................

62

17. Kurva Stabilitas Morganstern untuk β = 3:1 ...........................................

73

i

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR .............................................................................

v

DAFTAR NOTASI ................................................................................

vi

I

PENDAHULUAN ........................................................................

1

A. Latar Belakang .........................................................................

1

B. Rumusan Masalah ....................................................................

3

C. Batasan Masalah .......................................................................

3

D. Maksud dan Tujuan ..................................................................

3

E. Manfaat Penelitian ....................................................................

4

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................

5

A. Embung ...................................................................................

5

1. Definisi Embung ..................................................................

5

2. Tinggi Embung ....................................................................

6

3. Tinggi Jagaan ......................................................................

6

4. Lebar Mercu .........................................................................

8

5. Panjang Embung ..................................................................

8

6. Volume Embung .................................................................

9

B. Tanah .......................................................................................

9

1. Definisi Tanah ......................................................................

9

2. Klasifikasi Tanah .................................................................

11

3. Sifat-sifat Fisik Tanah ..........................................................

15

C. Kekuatan Geser Tanah ............................................................

19

II

ii

III

IV

D. Stabilitas Lereng ......................................................................

22

1. Metode Fellinius ..................................................................

28

2. Metode Bishop .....................................................................

29

F. Penurunan Muka Air Tiba-tiba .................................................

30

1. Kurva Stabilitas Morganstern ..............................................

31

METODE PENELITIAN ...........................................................

36

A. Pengumpulan Data ...................................................................

36

B. Sampel Penelitian .....................................................................

36

C. Metode Pengambilan Sampel ...................................................

37

D. Pelaksanaan Pengujian .............................................................

37

1. Pengujian Kadar Air.............................................................

37

2. Pengujian Berat Volume ......................................................

38

3. Pengujian Berat Jenis ...........................................................

39

4. Pengujian Analisis Saringan ...............................................

41

5. Percobaan Geser Langsung (Unconsolidate Undrain) ........

42

6. Pengujian Batas Atterberg ...................................................

44

1. Batas Cair (liquid limit) ....................................................

44

2. Batas Plastis (plastic limit) ...............................................

46

E. Analisis Data ............................................................................

47

1. Stabilitas Lereng ...................................................................

47

HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................

50

A. Hasil Pengujian Sampel Tanah ...............................................

50

B. Perhitungan Stabilitas Lereng Embung ....................................

50

1. Analisis Kestabilan Lereng Saat Muka Air Normal ............

51

1.1. Metode fellenius ............................................................

52

1.2. Metode Bishop ..............................................................

57

iii

2. Analisis Kestabilan Lereng Pada Kondisi Penurunan
Muka Air ..............................................................................

62

2.1. Metode fellenius ............................................................

62

2.2. Metode Bishop ..............................................................

67

2.3. Kurva Stabilitas Morganstern........................................

72

V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................

75

A. Kesimpulan .............................................................................

75

B. Saran ........................................................................................

76

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN-LAMPIRAN

vi

DAFTAR NOTASI

Halaman
Daftar Notasi…………………………………………………………………… vii

iv

DAFTAR TABEL

TABEL

Hal

1. Tinggi Jagaan Tubuh Embung ................................................................

7

2. Sistem Klasifikasi Tanah Unfield............................................................

13

3. Hasil Pengujian Sifat-sifat Fisik dan Mekanis Tanah .............................

50

4. Perhitungan Metode Fellinius pada muka air normal Sampel 1 .............

54

5. Perhitungan Metode Fellinius pada muka air normal Sampel 2 .............

55

6. Perhitungan Metode Fellinius pada muka air normal Sampel 3 .............

56

7. Perhitungan Metode Bishop pada muka air normal Sampel 1 ................

59

8. Perhitungan Metode Bishop pada muka air normal Sampel 2 ................

60

9. Perhitungan Metode Bishop pada muka air normal Sampel 3 ................

61

10. Perhitungan Metode Fellinius Kondisi Penurunan Muka Air Sampel 1 .

64

11. Perhitungan Metode Fellinius Kondisi Penurunan Muka Air Sampel 2 .

65

12. Perhitungan Metode Fellinius Kondisi Penurunan Muka Air Sampel 3 .

66

13. Perhitungan Metode Bishop Kondisi Penurunan Muka Air Sampel 1 ...

69

14. Perhitungan Metode Bishop Kondisi Penurunan Muka Air Sampel 2 ...

70

15. Perhitungan Metode Bishop Kondisi Penurunan Muka Air Sampel 3 ...

71

16. Tabel Hasil Perhitungan Kurva Stabilitas Morganstern..........................

73

MOTO
“Keluargamu adalah alasan bagi kerja kerasmu, maka
janganlah sampai engkau menelantarkan mereka karena
kerja kerasmu”

"Jadilah kamu manusia yang pada kelahiranmu semua
orang tertawa bahagia, tetapi hanya kamu sendiri yang
menangis; dan pada kematianmu semua orang menangis
sedih, tetapi hanya kamu sendiri yang tersenyum."
(Mahatma Gandhi)

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Bandar Lampung, pada tanggal 08 Juni
1985. Penulis merupakan anak

Pertama dari 2 (dua)

bersaudara pasangan Bapak I Ketut Maryadi dan Ibu Ni
Ketut Sukarni (alm).

Riwayat pendidikan penulis adalah dimulai dari Sekolah Dasar (SD) diselesaikan
di SD Negeri 2 Rama Indra pada tahun 1997, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama
(SLTP) di SLTP Wiratama Kotagajah diselesaikan pada tahun 2000, dan Sekolah
Menengah Kejuruan (SMK) di SMK KP Gajah Mada Metro diselesaikan pada
tahun 2003.

Pada tahun 2008, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Sipil
Universitas Lampung. Pada tahun 2013, Penulis melakukan Kerja Praktek di
Proyek Pembangunan Pemecah Gelombang Pantai Desa Kunjir Lampung Selatan.

SANWACANA

Om Swastyastu,

Puji syukur Penulis ucapkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang
Maha Esa, karena atas rahmat dan hidayah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi yang berjudul “Analisis Stabilitas Lereng Pembangunan Embung Desa
Bumi Ayu Kecamatan Pringsewu” yang merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penyusunan skripsi
ini dikarenakan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun.

Dalam kesempatan dalam penyusunan skripsi ini penulis mendapatkan banyak
bantuan, dukungan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Lampung dan selaku Dosen Penguji skripsi, juga selaku
Pembimbing Akademik yang telah memberikan kesediaan waktunya

memberikan bimbingan dan pengarahan, serta nasehat selama penulis
menyusun skripsi dan menempuh perkuliahan.
3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing I skripsi, atas
kesediaan waktunya memberikan bimbingan dan pengarahan, serta nasehat
selama penulis menyusun skripsi.
4. Bapak Iswan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II skripsi, atas
kesediaan waktunya memberikan bimbingan dan pengarahan, serta nasehat
selama penulis menyusun skripsi.
5. Seluruh Dosen pengajar yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan
kepada penulis selama menjadi Mahasiswa di Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
6. Seluruh karyawan di Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
7. Seluruh karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Lampung
yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan
penelitian.
8. Orang tuaku, Bapak, Ibu serta kakak dan adik-adik yang aku sayangi yang
telah memberikan doa serta dukungan dalam penyelesaian skripsi maupun
dalam menyelesaikan kuliah di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Lampung.
9. Teman - teman seperjuangan : Daniel Fajaryanto, Nurul Kodim, Syahrizal
Adri, Yupi Ardianto dan Madian serta Bayu terima kasih untuk
bantuannya selama penelitian sampai penulisan skripsi.
10. Teman – temanku : Angkatan 2004 s.d. 2008 yang tidak dapat disebutkan
satu per satu atas kebaikan, kebersamaan, dukungan dan bantuan selama
perkuliahan.

11. Serta teman-temanku di BBWS Mesuji Sekampung atas dukungannya
selama ini.
12. Almamater tercinta Universitas Lampung

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis dan bagi para
pembaca. Selain itu penulis berharap dan berdoa, semoga semua pihak yang telah
memberikan bantuan dan semangat kepada penulis selalu diberkati oleh Tuhan.

Om Santih, Santih, Santih Om

Bandar Lampung, 18 Juni 2015
Penulis,

I Putu Sastrawijaya

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Air Merupakan karunia dari Tuhan Yang Maha Esa sebagai kebutuhan utama
semua mahluk untuk tetap hidup. Air juga merupakan kebutuhan dasar
manusia untuk berbagai kebutuhan salah satunya sektor kebutuhan sumber air
di lahan pertanian. Karakteristik hujan di Indonesia yang cukup melimpah
perlu disiasati agar dapat dimanfaatkan saat musim kering dan disimpan saat
musim hujan. Banyak teknologi dikembangkan untuk menyimpan air sebagai
salah satu alternatif penyimpanan air contohnya konstruksi embung, waduk,
situ dan bendungan.

Embung atau cekungan penampung (retention basin) adalah cekungan yang
digunakan untuk mengatur dan menampung suplai aliran air hujan serta untuk
meningkatkan kualitas air di badan air yang terkait (sungai, danau). Embung
digunakan

untuk

menjaga

kualitas

air

tanah,

mencegah banjir,

hingga pengairan. Embung menampung air hujan di musim hujan dan lalu
digunakan petani untuk

mengairi

lahan

di musim

kemarau.

Dalam

pembangunan embung, dibutuhkan perencanaan yang baik untuk memperoleh
hasil konstruksi embung yang handal dan multiguna.

2

Longsor dapat terjadi pada hampir setiap kasus lereng alami atau lereng
buatan secara pelan atau tiba-tiba dengan atau tanpa adanya tanda-tanda
sebelumnya.

Penyebab

utama

terjadinya

keruntuhan

lereng

adalah

meningkatnya tegangan geser, menurunnya kuat geser pada bidang longsor
atau keduanya secara simultan.

Tanah juga merupakan material yang sangat penting dalam mendukung suatu
pekerjaan konstruksi, yaitu sebagai fondasi dari suatu jenis bangunan dan
dapat digunakan sebagai bahan timbunan dalam pekerjaan tanggul, bendungan
dan jalan. Namun tidak semua tanah dapat mendukung suatu pekerjaan
konstruksi, hanya tanah dengan karakteristik baik yang dapat mendukung
suatu pekerjaan konstruksi. Oleh sebab itu perlu dilakukan analisa terhadap
daya dukung tanah sebagai pendukung suatu pekerjaan konstruksi.

Analisis stabilitas lereng mempunyai peran yang sangat penting pada
perencanaan konstruksi-konstruksi sipil. Kondisi tanah asli yang tidak selalu
sesuai dengan perencanaan yang diinginkan misalnya lereng yang terlalu
curam sehingga dilakukan pemotongan bukit atau kondisi lain yang
membutuhkan timbunan dan lain sebagainya. Sehingga diperlukan analisis
stabilitas lereng yang lebih akurat agar diperoleh konstruksi lereng yang
mantap (sesuai dengan syarat keamanan).

3

B. Rumusan Masalah

1. Analisis stabilitas lereng diperlukan untuk mengetahui kekuatan dari tubuh
embung pada saat kondisi air dalam embung mengalami perubahan,
terutama pada saat air tiba-tiba surut.
2. Bagaimana kondisi keamanan embung terhadap longsor pada saat normal
dan penurunan air secara tiba-tiba.

C. Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi sebagai berikut :
1. Lokasi Penelitian adalah Embung Desa Bumi Ayu Kecamatan Pringsewu.
2. Perhitungan angka keamanan menggunakan Metode Fellenius, Metode
Bishop dan Kurva Stabilitas Morganstern.

D. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan penelitian ini adalah untuk :
1. Untuk menganalisa angka keamanan Embung Desa Bumi Ayu Kecamatan
Pringsewu analisa metode Bishop, metode Fellenius dan Kurva Stabilitas
Morganstern.
2. Untuk mengetahui stabilitas lereng Embung Desa Bumi Ayu Kecamatan
Pringsewu.

4

E. Manfaat Penelitian

Secara umum penelitian ini bertujuan untuk :
1. Memberikan informasi kepada masyarakat terkait mitigasi bencana akibat
keruntuhan tubuh embung yang dapat menyebabkan korban jiwa.
2. Memberikan informasi kepada pemerintah tentang kondisi embung
sebagai bahan pertimbangan dalam melaksanakan kegiatan pemeliharaan.

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A. Embung

1. Definisi Embung

Embung adalah bangunan konservasi air berbentuk kolam untuk
menampung air hujan dan air limpasan serta sumber air lainnya untuk
mendukung usaha pertanian, perkebunan dan peternakan terutama pada
saaat musim kemarau. Embung merupakan cekungan yang dalam di suatu
daerah perbukitan. Air embung berasal dari limpasan air hujan yang jatuh
di daerah tangkapan. Embung adalah bangunan penyimpan air yang
dibangun di daerah depresi, biasanya di luar sungai.

Tujuan pembuatan embung adalah:
1. Menyediakan air untuk pengairan tanaman di musim kemarau.
2. Meningkatkan produktivitas lahan, masa pola tanam dan pendapatan
petani di lahan tadah hujan.
3. Mengaktifkan tenaga kerja petani pada musim kemarau sehingga
mengurangi urbanisasi dari desa ke kota.
4. Mencegah/mengurangi luapan air di musim hujan dan menekan resiko
banjir.

6
2. Tinggi Embung

Tinggi embung adalah perbedaan antara elevasi permukaan pondasi dan
elevasi mercu embung. Apabila pada embung dasar dinding kedap air atau
zona kedap air, maka yang dianggap permukaan pondasi adalah garis
perpotongan antara bidang vertikal yang melalui hulu mercu embung
dengan permukaan pondasi alas embung tersebut Tinggi maksimal untuk
embung adalah 20 m (Loebis, 1984).

Gambar 1. Tinggi Embung

3. Tinggi Jagaan

Tinggi jagaan adalah perbedaan antara elevasi permukaan maksimum
rencana air dalam embung dan elevasi mercu embung. Elevasi permukaan
air maksimum rencana biasanya merupakan elevasi banjir rencana
embung.

7

Gambar 2. Tinggi Jagaan pada Mercu Embung

Tinggi jagaan dimaksudkan untuk menghindari terjadinya peristiwa
pelimpasan air melewati puncak bendungan sebagai akibat diantaranya
dari:
a. Debit banjir yang masuk embung.
b. Gelombang akibat angin.
c. Pengaruh pelongsoran tebing-tebing di sekeliling embung.
d. Gempa.
e. Penurunan tubuh bendungan.
f. Kesalahan di dalam pengoperasian pintu.

Tabel 1. Tinggi jagaan tubuh embung

Tipe tubuh embug
1. Urugan homogen
dan majemuk

Tinggi
Jagaan
(m)
0,50

Sketsa penjelasan

PUNCAK
Tinggi jagaan

MA Banjir

2. Pasangan batu/beton

0,00

3. Komposit

0,50

Sumber : Kriteria Desain Embung, 1994

MA Normal
KOLAM

8
Tinggi jagaan

adalah jarak vertikal antara puncak bendungan dengan

permukaan air reservoir. Tinggi jagaan normal diperoleh sebagai
perbedaan antara elevasi puncak bendungan dengan elevasi tinggi muka
air normal di embung. Tinggi jagaan minimum diperoleh sebagai
perbedaan antara elevasi puncak bendungan dengan elevasi tinggi muka
air maksimum di reservoir yang disebabkan oleh debit banjir rencana saat
pelimpah bekerja normal. Tinggi tambahan adalah sebagai perbedaan
antara tinggi jagaan normal dengan tinggi jagaan minimum.

4. Lebar Mercu

Lebar mercu embung yang memadai diperlukan agar puncak embung
dapat tahan terhadap hempasan ombak dan dapat tahan terhadap aliran
filtrasi yang melalui mercu tubuh embung. Disamping itu, pada penentuan
lebar mercu perlu diperhatikan kegunaannya sebagai jalan inspeksi dan
pemeliharaan embung.

5. Panjang Embung

Yang dimaksud dengan panjang embung adalah seluruh panjang mercu
embung yang bersangkutan, termasuk bagian yang digali pada tebingtebing sungai di kedua ujung mercu tersebut. Apabila bangunan pelimpah
atau bangunan penyadap terdapat pada ujung-ujung mercu, maka lebar
bangunan-bangunan pelimpah tersebut diperhitungkan pula dalam
menentukan panjang embung (Sosrodarsono, 1989).

9
6. Volume Embung

Seluruh

jumlah

volume

konstruksi

yang

dibuat

dalam

rangka

pembangunan tubuh embung termasuk semua bangunan pelengkapnya
dianggap sebagai volume embung.

B. Tanah

1. Definisi Tanah

Braja M. Das mendefinisikan tanah sebagai material yang terdiri dari
agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat
secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah
melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang
mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut.

Tanah terdiri dari tiga fase elemen yaitu: Udara, Air dan Partikel
padat.Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.1.

Udara
Volume Rongga (void)
Air

Partikel padat

Volume Solid

Gambar 3. Diagram Fase Tanah

10
Tanah terdiri dari tiga komponen yaitu udara, air dan bahan padat
(Gambar. 3). Udara dianggap tak mempunyai pengaruh teknis sedangkan
air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang di antara butiranbutiran (ruang ini disebut pori atau voids) sebagian atau seluruhnya dapat
terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya tanah
dikatakan dalam kondisi jenuh. Sehingga jika beban diterapkan pada tanah
kohesif yang jenuh maka pertama kali beban tersebut akan didukung oleh
tekanan air dalam rongga pori tanahnya. Pada kondisi ini butiran-butiran
lempung tidak dapat mendekat satu sama lain untuk meningkatkan tahanan
geser selama pori di dalam rongga pori tidak keluar meninggalkan rongga
tersebut. Karena rongga pori tanah lempung sangat kecil, keluarnya air
pori meninggalkan rongga pori memerlukan waktu yang lama.

Jika sesudah waktu yang lama setelah air dalam rongga pori berkurang
butiran-butiran lempung dapat mendekat satu sama lain sehingga tahanan
geser tanahnya meningkat. Masalah ini tak dijumpai pada tanah granuler
yang rongga porinya relatif besar karena sewaktu beban diterapkan air
langsung keluar dari rongga pori dan butiran dapat mendekat satu sama
lain yang mengakibatkan tekanan gesernya langsung meningkat.

Menurut Bowles (1991), tanah adalah campuran partikel-partikel yang
terdiri dari salah satu atau seluruh jenis berikut :
a) Berankal (Boulders), yaitu potongan batuan yang besar, biasanya
lebih besar dari 250 sampai 300 mm.

Untuk kisaran ukuran 150

11
sampai 250 mm, fragmen batuan ini disebut kerakal (cobbles) atau
pebbes.
b) Kerikil (gravel), yaitu partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai
150 mm.
c) Pasir (sand), yaitu batuan yang berukuran 0,074 mm sampai 5 mm.
Berkisar dari kasar (3 sampai 5 mm) sampai halus (< 1mm).
d) Lanau (silt), yaitu partikel batuan yang berukuran dari 0,002 sampai
0,074 mm.
e) Lempung (clay), yaitu partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari
0,002 mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesif
pada tanah yang “kohesif’.

2. Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis
tanah yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam
kelompok-kelompok dan sub kelompok berdasarkan pemakaiannya.
Sebagian besar sistem klasifikasi tanah yang telah dikembangkan untuk
menentukan dan mengidentifikasi tanah berdasarkan pada sifat-sifat indeks
tanah. Sistem klasifikasi bukan merupakan sistem identifikasi untuk
menentukan sifat-sifat mekanis dan geoteknis tanah. Karenanya,
klasifikasi tanah bukanlah satu-satunya cara yang digunakan sebagai dasar
untuk perencanaan dan perancangan konstruksi.

12
Sistem klasifikasi tanah dibuat pada dasarnya untuk memberikan informasi
tentang karakteristik dan sifat-sifat fisis tanah.Karena variasi sifat dan
perilaku tanah yang begitu beragam, sistem klasifikasi secara umum
mengelompokan tanah ke dalam kategori yang umum dimana tanah
memiliki kesamaan sifat fisis. Klasifikasi tanah juga berguna untuk studi
yang lebih terperinci mengenai keadaan tanah tersebut serta kebutuhan
akan pengujian untuk menentukan sifat teknis tanah seperti karakteristik
pemadatan, kekuatan tanah, berat isi dan sebagainya (Bowles, 1989).

2.1 Sistem Klasifikasi Unified (Unified Soil Classification Syste /USCS)
Klasifikasi tanah sistem ini diajukan pertama kali oleh Casagrande (1942)
dan selanjutnya dikembangkan oleh United State Bureau of Reclamation
(USBR) pada tahun 1952.

Dalam sistem ini, tanah dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori yaitu:
a) Tanah berbutir kasar, < 50% lolos saringan No. 200
b) Tanah berbutir halus, > 50% lolos saringan No. 200

Klasifikasi tanah berbutir halus membutuhkan bagan plastisitas atau bagan
A seperti terlihat pada Tabel 1. Setiap tanah dikelompokkan sesuai dengan
koordinat indeks plastisitas dan batas cairnya. Tanah berbutir ini dibagi
menjadi lanau (M). Lempung Anorganik (C) dan Tanah Organik (O)
tergantung bagaimana tanah itu terletak pada grafik plastisitas.

13
Tujuan klasifikasi tanah adalah :
1.

untuk menentukan dan mengidentifikasi tanah,

2.

untuk menentukan kesesuaian terhadap pemakaian tertentu, dan

3.

untuk menyampaikan informasi mengenai keadaan tanah dari suatu
daerah kepada daerah lainnya dalam bentuk suatu data dasar.

Tabel 2. Sistem Klasifikasi Tanah Unified

Lebih dari 50% fraksi kasar tertahan
pada saringan no. 4
Kerikil dengan
Kerikil Bersih
butiran halus
Lebih dari 50% fraksi kasar
lolos saringan no. 4
Pasir dengan
Pasir Bersih
butiran halus

Kerikil
Pasir

(Lebih dari 50% butiran tertahan pada saringan no. 200)

Tanah Berbutir Kasar

Devisi Utama

Sumber : DAS, 1993.

Simbol
Kelompok

Nama Jenis

GW

Kerikil bergradasi baik dan campuran
kerikil pasir, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus

GP

Kerikil bergradasi buruk dan campuran
kerikil pasir, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus

GM

Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasirlanau

GC

Kerikil berlempung, campuran kerikilpasir-lempung

SW

Pasir bergradasi baik dan pasir
bekerikil, sedikit atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus

SP

Pasir bergradasi buruk dan pasir
bekerikil, sedikit atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus

SM

Pasir berlanau, campuran pasir-lanau

SC

Pasir berlempung, campuran pasirlempung

14
Tabel 2. Sistem Klasifikasi Tanah Unified (lanjutan)
Simbol
Kelompok

Lanau dan Lempung
(Batas cair 50% atau kurang)
Lanau dan Lempung
(Batas cair lebih dari
50%)

Tanah Berbutir Halus

(Lebih dari 50% butiran lolos saringan no. 200)

Devisi Utama

Tanah dengan
kandungan organik
sangat tinggi

ML

CL

OL

MH

Nama Jenis
Lanau anorganik, pasir halus sekali,
serbuk batuan, pasir halus berlanau atau
berlempung
Lempung anorganik dengan plastisitas
rendah s.d sedang, lempung berkerikil,
lempung berpasir, lempung berlanau,
lempung kurus
Lempung organik dan lempung
berlanau organik dengan plastisitas
rendah
Lanau anorganik atau pasir halus
diatomae, atau lanau diatomae, lanau
yang elastis

CH

Lempung anorganik dengan plastisitas
tinggi, lempung gemuk

OH

Lempung organik dengan plasitisitas
sedang sampai dengan tinggi

Pt

Peat (gambut), muck (rawa) dan jenis
tanah organik tinggi yang lain

5% sampai 12% lolos ayakan No. 200 Klasifikasi perbatasan
yang memerlukan simbol
ganda

GM, GC, SM, SC
Kurang dari 5% lolos ayakan No. 200

GW, GP, SW, SP
Kurang dari 5% lolos ayakan No. 200

Klasifikasi berdasarkan persentase butir halus

Kriteria Klasifikasi
C U = D60/D10 lebih besar dari 4
2

C c = (D30) /(D10 x D60) diantara 1 dan 3
Tidak memenuhi semua syarat untuk GW
Batas-batas Atterberg di
bawah garis A atau PI < 4
Batas-batas Atterberg di atas
garis A atau PI > 7

Di atas garis A dengan IP
antara 4 dan 7 merupakan
kasus antara yang
membutuhkan simbol ganda

C U = D60/D10 lebih besar dari 6
2

C c = (D30) /(D10 x D60) diantara 1 dan 3
Tidak memenuhi semua syarat untuk SW
Batas-batas Atterberg di
bawah garis A atau PI < 4
Batas-batas Atterberg di atas
garis A atau PI > 7

Sumber : DAS, 1993

Di atas garis A dengan IP
antara 4 dan 7 merupakan
kasus antara yang
membutuhkan simbol ganda

15

υersamaan garis “U”
Vertikal pada LL=16
untuk Ip = 7, maka
Ip = 0,9 (LL – 8)

υersamaan garis “A”
Horizontal pada Ip = 4,
untuk LL = 25,5 maka
Ip = 0,73 (LL – 20)

Sumber : Bowles, 1991
Gambar 4. Grafik Plastisitas

3. Sifat-sifat fisik Tanah

3.1. Kadar Air (Water Content)
Kadar air suatu tanah adalah perbandingan berat air yang terkandung
dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut. Kadar air tanah dapat
digunakan untuk menghitung parameter sifat-sifat tanah. Besarnya kadar
air dinyatakan dalam persen.

Kadar Air  

W1  W2
x 100%
W2  W3

....………………………......... (2.01)

16

dimana :
W1

= berat cawan + tanah basah (gram)

W2

= berat cawan + tanah kering (gram)

W3

= berat cawan kosong (gram)

W1 – W2

= berat air (gram)

W1 – W3

= berat tanah kering (gram).

3.2. Berat Jenis (Spesific Gravity)
Berat jenis tanah adalah nilai perbandingan antara berat volume
butiranpadat dengan berat volume air pada suhu 4°C.
Berat jenis tanah diperoleh dengan melakukan pengujian dilaboratorium
dan dihitung dengan menggunakan rumus :

Gs 

W2  W1
(W4  W1 )  (W3  W2 ) ……………………………………….(β.0β)

dimana :
Gs

= berat jenis

W1

= berat piknometer (gram)

W2

= berat piknometer + tanah kering (gram)

W3

= berat piknometer + tanah + Air (gram)

W4

= berat piknometer + air (gram).

17
3.3.

Batas Atterberg

Konsistensi tanah dinyatakan dengan batas cair dan plastis (disebut juga
batas Atterberg).Kadar air minimum dimana sifat suatu tanah berubah dari
keadaan cair menjadi

plastis

disebut sebagai

batas

cair suatu

tanah.Atterberg (1991) dalam Darmastuti (2005) memberikan cara untuk
menggambarkan batas-batas konsistensi tanah berbutir halus dengan
mempertimbangkan kandungan kadar airnya, yaitu :

3.3.1. Batas Cair (Liquid Limit)
Batas cair (Liquid Limit) adalah batas atas dari rentang kadar air
dimana tanah masih bersifat plastis atau dapat dikatakan sebagai
batas atas dari daerah plastis. Batas cair biasanya ditentukan dari
pengujian Cassagrande. Batas cair merupakan

kadar air tanah

dalam persen berat kering.

….....……………………………………… (2.03)

Dimana :

W = Kadar air (%)
N

= Jumlah pukulan

3.3.2. Batas Plastis (Plastis Limit)
Batas plastis (PL) merupakan batas bawah daerah plastis dimana
kadar air tanah pada kedudukan antara daerah plastis dan semi
padat, yaitu persentase kadar air tanah dengan diameter silinder 3.2
mm mulai retak-retak bila digulung.

18
..…………………………………………… (2.04)
Dimana :

LI = Liquidity Indeks
ω

= Kadar Air (%)

PI = Plastic Indeks
PL = Batas Plastis

3.3.3. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
Indeks plastisitas (IP) adalah selisih dari batas cair dan batas
plastis. Jika tanah mempunyai kadar interval air daerah plastis yang
kecil, maka keadaan ini disebut tanah kurus. Sebaliknya, jika tanah
mempunyai kadar interval air daerah plastis yang besar disebut
tanah gemuk (Bowles, 1989 dalam Darmastuti, 2005).
PI = LL – PL ………………………………………………. (2.05)
Dimana :

PI = Plastic Indeks
LL = Liquid Limit
PL = Batas Plastis

Index plastisitas (PI) merupakan interval kadar air dimana tanah
masih bersifat plastis. Karena itu, indeks plastisitas menunjukkan
sifat keplastisan tanah.

3.3.4. Analisis Saringan (Sieve Analysis)
Analisis saringan adalah penentuan persentase berat butiran tanah
yang lolos dari satu set saringan. Analisis saringan digunakan untuk
menentukan pembagian butir (gradasi) tanah dengan tujuan untuk

19
memperoleh distribusi besarannya. Hasil dari analisis saringan
dapat digunakan antara lain untuk penyelidikan quarry agregat,
untuk perencanaan campuran dan pengendalian mutu.
……………...…………………… (2.06)
Dimana :

Pi

= Berat tanah yang tertahan disaringan (%)

Wbi = Berat saringan dan sampel (gram)
Wci = Berat saringan (gram)
Wtot = Berat total sampel (gram)

C. Kekuatan Geser Tanah

Kuat geser tanah adalah kemampuan tanah melawan tegangan geser yang
terjadi pada saat terbebani. Keruntuhan geser (shear failure) dalam tanah
adalah akibat gerak relatif antara butirnya, bukanlah karena butirnya sendiri
yang hancur. Oleh karena itu kekuatan tanah tergantung kepada gaya-gaya
yang bekerja antara butirnya. Pada peristiwa kelongsoran suatu lereng berarti
telah terjadi pergeseran dalam butir-butir tanah tersebut.

Menurut Mohr (1910) keruntuhan terjadi akibat adanya kombinasi keadaan
kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Hubungan fungsi tersebut
dinyatakan ;
= f( ) ……………………………………………………… (2.07)
dengan ;
= tegangan geser (kσ/mβ)
= tegangan normal (kσ/mβ)

20
Bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh ;


Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya



Gesekan antar butir – butir tanah

Coulomb (1776) mendefinisikan ;
= c + tgϕ …………………………………………………
(2.08)
dengan ;
= kuat geser tanah (kσ/mβ)
= tegangan normal pada bidang runtuh (kσ/mβ)
c = kohesi tanah (kN/m2)
ϕ = sudut gesek dalam tanah (derajat)
Kriteria kegagalan Mohr – Coulomb

Gambar 5. Kriteria kegagalan Mohr-Coulomb

Kriteria keruntuhan / kegagalan Mohr-Coulomb digambarkan dalam bentuk
garis lurus. Jika kedudukan tegangan baru mencapai titik P, keruntuhan tidak

21
akan terjadi. Pada titik Q terjadi keruntuhan karena titik tersebut terletak tepat
pada garis kegagalan. Titit R tidak akan pernah dicapai, karena sebelum
mencapai titik R sudah terjadi keruntuhan.
Terzaghi (1925) mengubah persamaan Coulomb dalam bentuk efektif karena
tanah sangat dipengaruhi oleh tekanan air pori.
= c'+( −µ) t g ϕ' karena

' = −µ …………………..

(2.09)

maka persamaan menjadi ;
= c'+ 'tgϕ' ……………………………………….……..
(2.10)
dengan ;
= tegangan geser (kσ/mβ)
' = tegangan normal efektif (kσ/mβ)
c ’ = kohesi tanah efektif (kσ/mβ)
ϕ' = sudut gesek dalam tanah efektif (derajad)
4. Uji Kuat Geser Tanah

Parameter kuat geser tanah ditentukan dengan uji laboratorium terhadap
sampel tanah asli (undisturbed), tanah tersebut diambil dengan hati-hati agar
tidak berubah kondisinya (kadar air, susunan butiran), karena hal ini bisa
berakibat fatal pada sampel.

5. Uji Geser Langsung (Direct Shear Test)

22
Cara pengujian geser langsung ini terdapat dua cara yaitu, tegangan geser
terkendali (stress controlled) dan regangan terkendali (strain controlled).

Pada pengujian tegangan terkenali, tegangan geser diberikan dengan
menambahkan beban mati secara bertahap dan dengan penambahan yang sama
besarnya setiap kali sampai runtuh. Keruntuhan akan terjadi sepanjang bidang
bagi kotak besi tersebut. Pada uji regangan terkendali, suatu kecepatan gerak
mendatar tertentu dilakukan pada bagian belahan atas dari pergerakan geser
horizontal tersebut dapat diukur dengan bantuan sebuah arloji ukur horizontal.

Batu pori

sampel tanah
Proving ring
untuk tekanan

Bidang geser

Bidang tekanan
normal

Gambar 6. Alat uji geser langsung

D. Stabilitas Lereng

Lereng (slope) adalah suatu permukaan tanah yang miring yang membentuk
sudut tertentu, terbentuk secara alamiah atau dibentuk oleh manusia untuk
tujuan tertentu. Lereng dipengaruhi oleh komponen gravitasi yang cenderung
untuk menggerakkan tanah ke bawah, jika komponen gravitasi lebih besar

23
untuk menggerakan lereng yang melampaui perlawanan terhadap pergeseran
yang dikerahkan tanah pada bidang longsornya maka akan terjadi kelongsoran
tanah.

Dalam

praktek,

analisis

stabilitas

lereng

didasarkan

pada

konsep

keseimbangan plastis batas (limit plastic equilibrium). Adapun maksud
analisis stabilitas adalah untuk menentukan faktor aman dari bidang longsor
yang potensial, faktor aman didefinisikan sebagai nilai banding antara gaya
yang menahan dan gaya yang menggerakkan.
Dalam analisis stabilitas lereng, beberapa anggapan dibuat, yaitu:
1. Kelongsoran lereng terjadi disepanjang permukaan bidang longsor tertentu
dan dapat dianggap sebagai masalah bidang 2 dimensi.
2. Massa tanah yang longsor dianggap sebagai benda massif.
3. Tahanan geser dari massa tanah pada setiap titik sepanjang bidang longsor
tidak tergantung dari orientasi permukaan longsor, atau dengan kata lain
kuat geser tanah dianggap isotropis.
4. Faktor aman didefinisikan dengan memperhatikan tegangan geser rata-rata
sepanjang bidang longsor potensial, dan kuat geser tanah rata-rata
sepanjang permukaan longsoran. Jadi, kuat geser tanah mungkin
terlampaui di titik-titik tertentu pada bidang longsornya, padahal faktor
aman hasil hitungan lebih besar 1.

Faktor aman didefinisikan sebagai nilai banding antara gaya yang
menahan dan gaya yang menggerakkan, atau:
...………………………………………………………….. (2.11)

24

Dengan
tanah,

adalah tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh
d

adalah tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang

akan longsor, dan F adalah faktor aman.
Menurut teori Mohr-Coulomb, tahanan geser (

yang dapat dikerahkan

oleh tanah, disepanjang bidang longsornya, dinyatakan oleh:
g

……………………………………………………. (2.12)

Dengan c = kohesi,
Nilai-nilai c dan

tegangan normal, dan

= sudut gesek dalam tanah.

adalah parameter kuat geser tanah disepanjang bidang

longsor.

Dengan cara yang sama, dapat dituliskan persamaan tegangan geser yang
terjadi ( d) akibat beban tanah dan beban-beban lain pada bidang
longsornya:
d=

cd +

g

d ………………………………………………………………………………….

Dengan cd dan

d

(2.13)

adalah kohesi dan sudut gesek dalam yang terjadi atau

yang dibutuhkan untuk keseimbangan pada bidang longsornya.

Subtitusikan persamaan diperoleh persamaan faktor aman,
………………………………………………… (2.14)
Untuk maksud memberikan faktor aman terhadap masing-masing
komponen kuat geser, faktor aman dapat dinyatakan oleh:
…………………………………………………………… (2.15)

25

…………………………………………………………. (2.16)

Dengan Fc faktor aman pada komponen kohesi dan F = faktor aman pada
komponen gesekan. Umumnya faktor aman stabilitas lereng atau faktor
aman terhadap kuat geser tanah diambil lebih besar atau sama dengan1,2.

Secara umum terdapat beberapa data yang dibutuhkan untuk Analisis
Stabilitas Lereng pada tubuh embung, yaitu:
1. Sifat material
Sifat meterial yang diperlukan dalam analisis stabilitas lereng yaitu
parameter kekuatan geser dan berat satuan material. Parameter
kekuatan geser merupakan sifat material terpenting karena faktor
keamanan dinyatakan dalam bentuk perbandingan kekuatan geser yang
tersedia dan kekuatan geser yang diperlukan, sehingga penentuan
parameter kekuatan geser harus seakurat mungkin. Parameter kekuatan
geser terdiri dari komponen kohesi dan sudut geser.

2. Air tanah
Kondisi air tanah merupakan salah satu parameter terpenting dalam
analisis kestabilan lereng, karena seringkali terjadi longsoran yang
diakibatkan oleh kenaikan tegangan air pori yang berlebih. Tekanan air
pori tidak diperlukan apabila dilakukan analisis kestabilan dengan
tegangan total. Pada umumnya keberadaan air akan mengurangi
kondisi kestabilan lereng yang antara lain karena menurunkan

26
kekuatan geser material sebagai akibat naiknya tekanan air pori,
bertambahnya berat satuan material, timbulnya gaya-gaya rembesan
yang ditimbulkan oleh pergerakan air.

3. Pembebanan pada lereng
Data diperlukan yaitu gaya-gaya luar yang bekerja pada permukaan
lereng, seperti beban statik dari bangunan dan timbunan diatas
tanggul.Gaya-gaya luar ini harus dimasukkan dalam perhitungan
karena mempunyai efek mengurangi kondisi kestabilan lereng.

4. Geometri lereng
Data geometri tanggul yang diperlukan yaitu data mengenai sudut
kemiringan dan tinggi. Analisis stabilitas lereng dengan metode irisan
merupakan salah satu metode Analisa kestabilan lereng. Cara analisis
ini terdiri dari metode Fellenius dan Bishop disederhanakan. Metode
ini menggunakan persyaratan keseimbangan pada potongan yang
membentuk lereng tersebut.

Gambar 7. Tipe Irisan

27

Dimana :

X1 dan Xr

= gaya geser efektif di sepanjang sisi irisan

E1 dan Er

= gaya normal efektif di sepanjang sisi irisan

Ti

= resultan gaya geser efektif yang bekerja sepanjang
dasar irisan

Ni

= resultan gaya normal efektif yang bekerja
sepanjang dasar irisan

U1, Ur

= tekanan air pori yang bekerja dikedua sisi irisan

Ui

= tekanan air pori didasar irisan

Analisa stabilitas lereng tidak mudah, karena terdapat faktor – faktor yang
mempengaruhi hasil hitungan yaitu sebagai berikut:
1. Kondisi tanah yang berlapis
2. Kuat geser tanah yang isontropis
3. Aliran rembesan air dalam tanah.

Terzaghi (1950) membagi penyebab kelongsoran lereng terdiri dari:
1. Akibat pengaruh dalam (internal effect), yaitu longsoran yang terjadi
dengan tanpa adanya perubahan kondisi luar atau gempa bumi.
2. Akibat pengaruh luar (external effect), yaitu pengaruh yang menyebabkan
bertambahnya gaya geser tanpa adanya perubahan kuat geser tanah.

28

Di dekat permukaan tanah, kuat geser tanah berubah dari waktu ke waktu
bergantung pada iklim. Beberapa jenis tanah mengembang pada saat musim
hujan, dan menyusut pada saat musim kemarau. Pada musim hujan kuat geser
tanah ini menjadi sangat rendah dibandingkan dengan musim kemarau.
1. Metode Fellenius

Metode Fellenius (1927) menganggap gaya-gaya yang bekerja pada sisi
kanan dan kiri dari sembarang irisan mempunyai resultan nol pada arah
tegak lurus bidang longsor. Dengan anggapan ini, keseimbangan arah
vertikal dan gaya-gaya yang bekerja dengan memperhatikan tekanan air
pori. Sehingga faktor aman dapat didefinisikan sebagai:

Jumlah momen dari tahanan geser sepanjang bidang longsor

F=

Jumlah momen berat dari massa tanah yang longsor
i n

F

 ca
i 1

1

 (Wi cos  i  u i ai )tg
i n

W sin 
i 1

i

………………………………. (β.17)

i

Dengan:
F

= Faktor aman

c

= Kohesi Tanah (ton/m²)
= Sudut gesek dalam tanah (derajat)

a₁

= Panjang lengkung lingkaran pada irisan ke-i (m)

W₁ = Berat irisan tanah ke-i (ton)

29

Gambar 8. Gaya-gaya dan asumsi bidang pada tiap pias bidang longsor

2. Metode Bishop

Metode Bishop merupakan salah satu metode metode yang digunakan
dalam metode Irisan. Metode ini juga menggap gaya-gaya yang bekerja
pada sisi irisan mempunyai resultan nol pada arah vertikal.

Persamaan kuat geser dalam tinjauan tegangan efektif yang dapat
……………………………….
(β.17)
dikerahkan, sehingga tercapainya kondisi
keseimbangan batas dengan
memperhatikan faktor keamanan.

F

i n

1

W sin 
i 1

i

1

 (c b  Wtg ) M
'

i n

...……………………………. (β.18)

i 1

i

M = cos θi ( 1 + tg θi tg ’ / F ) …………………………………… (2.19)

30
i n

1

 (c b  Wtg ) M
'

F

………………………………………... (β.β0)

i 1

i n

W sin 
i 1

i

i

i n

1

 (c b  Wtg ) cos  (1  tg tg ' / F )
'

F

i 1

i

i

i n

W sin 
i 1

i

………………………. (2.21)

i

Dengan :
F

= Faktor aman

C

= Kohesi Tanah (ton/m²)
= Sudut gesek dalam tanah (derajat)

b

= Lebar irisan ke-i (m)

W = Berat irisan tanah ke-i (ton)

E. Penurunan Muka Air Tiba-tiba.

Penurunan muka air secara tiba-tiba pada embung dapat membahayakan
konstruksi tubuh embung itu sendiri. Penurunan muka air tiba-tiba ini
biasanya lebih berbahaya dibandingkan dengan kondisi terendam atau tak
terendam. Setelah terjadi penurunan muka air maka suatu kombinasi keadaankeadaan yang berbahaya timbul dimana berat tanah timbunan dari keadaan
terendam menjadi keadaan jenuh.

31

Muka air lama

Muka air setelah penurunan

L

H

Gambar 9. Penurunan Muka Air

Pada saat sebelum penurunan muka air sejajar dengan puncak bendungan lalu
setelah terjadi penurunan turun sedalam L (Gambar 8.). Didalam timbunan
masih terjadi tekanan air pori yang besar bersama – sama dengan tegangan
efektif terendah antar butir air dari air pori yang keluar lereng bekerja dalam
arah gravitasi yang umumnya dapat menyebabkan longsor.

Faktor aman dalam metode Fellenius dan metode Bishop yang digunakan
sama dengan perhitungan muka air normal, namun ada beberapa parameter
yang berubah antara lain.
a. Berat Volume (

yang semua ’ berubah menjadi

sat. Sehingga berat

beban timbunan menjadi bertambah.
b. Sudut geser

, sudut geser menjadi bertambah kecil.

1. Kurva Stabilitas Morganstern

Kurva stabilitas Morganstern didasarkan atas suatu analisa tegangan
efektif menggunakan cara potongan. Dalam pemakaian grafik tersebut

32
menganggap sifat – sifat tanah sama diseluruh timbunan dan seluruh tinggi
lereng terendam sebelum terjadi penurunan muka air. Data data yang
diperlukan untuk perhitungan dengan diagram ini adalah :
a.
b.

c'
H

........................................................................................... (2.22)

Dimana :

c.

)

Kemiringan Lereng (

c’

=

Kohesi Tanah



=

Berat volume

H

=

Tinggi

L / H ........................................................................................... (2.23)
Dimana :

L

=

Penurunan Muka Air

H

=

Tinggi.

33

Gambar 10. Kurva Stabilitas Morganstern untuk c’/ H = 0,01β5

34

Gambar 11. Kurva Stabilitas Morganstern untuk c’/ H = 0,0β5

35

Gambar 12. Kurva Stabilitas Morganstern untuk c’/ H = 0,05

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Pengumpulan Data

Penelitian dimulai dari melakukan studi pustaka tentang embung dan
megumpulkan data-data yang digunakan sebagai pedoman dalam penelitian
ini seperti mengumpulkan hasil dari penelitian terdahulu yang berkaitan
dengan tujuan dari penelitian ini.
Metode pengumpulan data primer, dengan langsung melakukan pengambilan
sampel di lokasi penelitian yaitu pada Proyek Pembangunan Embung Desa
Bumi Ayu Kecamatan Pringsewu. Data tanah yang dihasilkan dari
penyelidikan untuk mengetahui struktur dan tipe tanah yang ada, serta
mengetahui sifat-sifat fisik tanah tersebut.

B. Sampel Penelitian

Sampel yang digunakan dalam penetitian ini adalah :
1. Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah timbunan
tubuh embung pada Proyek Pembangunan Embung Desa Bumi Ayu
Keca