Slope Monitoring Keterbatasan practikal dapat menyebabkan pembentukan dinding tambang untuk membentuk lereng interim dan final dan dinding akhir tambang dengan informasi yang tidak lengkap. Pada waktu yang sama potensi kestabilan pada dinding tambang yang tinggi sulit untuk diprediksi dengan ketertersediaan data hasil investigasi dan analisis, terutama pada tahap design . Hasilnya adalah ketergantungan yang kuat pada sistem manajemen lereng dimana bagian utamanya adalah sistem pemantauan yang komprehensif .
Longsoran di tambang
Monitoring merupakan alat yang sangat berharga untuk menilai kinerja desain tambang dan potensi resiko longsor yang akan terjadi dan membantu meminimalisir resiko. Hari ini di lingkungan tambang perusahaan memiliki moral dan kewajiban untuk menghilangkan potensi terjadinya kecelakaan dan kewajiban legal untuk mencegah lingkungan kerja dari potensi tersebut.
Bahaya terjadinya wall collapse
Kegagalan untuk mengidentifikasi potensi bahaya dan mengelola risiko yang terkait bisa mengakibatkan denda atau penjara atau keduanya. kehadiran instrumentasi pemantauan tidak hanya membantu identifikasi bahaya dan risiko, tetapi mengurangi kecemasan setiap tenaga kerja dengan mengkonfirmasi bahwa kondisi tanah sedang dipantau oleh personil yang berpengalaman dan kompeten. ketika kebutuhan untuk sistem pemantauan dilakukan dengan benar dan direncanakan dengan baik, penghematan biaya mungkin adalah akibat langsungnya. Namun, justifikasi untuk pemantauan tidak hanya untuk pengurangan biaya. Di beberapa kasus, program monitoring lereng dapat sangat bernilai dan membuktikan bahwa design tambang benar dan berkelanjutan. Pada kasus yang lain instrument monitoring lereng mungkin memperlihatkan bahwa design tidak dapat dibentuk dan hasilnya adalah design lereng harus dimodifikasi dan menimbulkan peningkatan biaya tambang. Di semua kasus, keuntungan tidak langsung dari penambahan nilai safety dan pencegahan dari longsor dan penambahan biaya akan membuat biaya program monitoring efektif.
Management lereng
Tujuan utama dari program monitoring lereng adalah sebagai berikut: 1. Memelihara kondisi operasional yang aman untuk melindungi personil dan peralatan 2. Memberikan pemberitahuan terlebih dahulu dari area yang berpotensi tidak stabil sehingga rencana tambang dapat dimodifikasi untuk meminimalkan dampak dari ketidakstabilan lereng. 3. Memberikan informasi geoteknik untuk menganalisis mekanisme ketidakstabilan lereng yang berkembang, merancang tindakan rencana perbaikan yang tepat dan melakukan desain lereng selanjutnya. 4. Menilai kinerja dari implementasi desain lereng.
Contoh penerapan management lereng di Tambang Batubara
Sistem monitoring lereng harus segera dibentuk sesegera mungkin selama permulaan tahap penambangan dan dipertahankan selama masa operasi tambang terbuka, dalam banyak kasus sistem pemantauan lereng mungkin diperlukan setelah penutupan tambang. Unsur program harus diarahkan pada tujuan dasar berikut: 1. Mendeteksi dan merekam setiap gerakan lereng sebagai dasar untuk: 1. menjamin keselamatan operasional 2. Penetapan batas pergerakan (tipe longsoran) 3. mengelola ketidakstabilan 2. Penyelidikan longsor dan ketidakstabilan. Pemantauan ketidakstabilan membantu dalam mengidentifikasi mekanisme longsor, menyediakan data penting untuk analisis kembali dan mendefinisikan pekerjaan perbaikan yang tepat 3. Mengkonfirmasikan model desain untuk menyediakan dasar untuk menilai dan memodifikasi desain, termasuk unsur-unsur tertentu. · Geologi, termasuk tipe distribusi batuan dan alterasi · Model struktur, dengan mempertimbangkan major dan minor struktur · Properti batuan · Tekanan air tanah · Tingkat in situ stress, khususnya untuk lereng yang tinggi 4. Memastikan bahwa kriteria lereng desain dicapai dengan prosedur operasional yang sesuai. Sistem monitoring dan prosedur dapat dirancang untuk memenuhi tujuan tersebut. instalasi instrumen dapat menyediakan data patokan penting untuk pemantauan berikutnya selama penambangan, untuk memvalidasi asumsi desain dan memodifikasi desain selanjutnya seperti yang diperlukan. Dalam prakteknya, seperti program jangka panjang instrumentasi harus berasosiasi dan berhubungan dengan pertambangan produksi skala besar. Kekuatan dari program pemantauan tergantung pada kemampuan peralatan dan teknik pada pada orang-orang melakukan program. keberhasilan pemantauan juga tergantung pada dukungan dari tingkat yang lebih tinggi dari manajemen tambang. Sistem monitoring lereng Di dekat permukaan, stres lingkungan yang rendah (lereng pit) di mana didominasi oleh longsor akibat pengaruh, gerakan besar yang terkait dengan ketidakstabilan batuan hampir selalu didahului oleh yang lebih kecil yang dapat dideteksi oleh instrumen sensitif. dengan demikian, pemantauan gerakan memberikan pengukuran yang langsung dan mendeteksi ketidakstabilan yang akan datang. Namun di tanah yang sangat stres, besar dan rapuh, perpindahan sampai ke titik longsor bisa menjadi kecil dan sulit untuk dideteksi. Delay interval antara kejadian dan deteksi gerakan dan antara deteksi dan longsor, tergantung pada karakteristik tanah dan pada kepekaan instrumen pemantauan. Dalam kebanyakan kasus masa peringatan dari beberapa jam dan minggu dapat dicapai.
Golden rule untuk instalasi program pemantauan gerakan geoteknik adalah bahwa setiap instrumen diinstal pada sebuah proyek harus dipilih dan ditempatkan untuk membantu dalam menjawab pertanyaan tertentu. Mengikuti aturan sederhana ini adalah kunci untuk bidang instrumentasi menjadi sukses. Pendekatan untuk merencanakan program pemantauan gerakan harus melibatkan langkah-langkah berikut: 1. Definisi kondisi project 2. Prediksi dari semua mekanisme potensial yang dapat mengendalikan ketidakstabilan 3. Penentuan parameter yang akan dipantau dan besarnya potensi 4. Pembentukan sistem pemantauan yang sesuai, termasuk instrumentasi dan lokasi 5. Formulasi prosedur pengukuran, termasuk frekuensi, pengumpulan data, prosessing, interpretasi dan pelaporan 6. Penugasan tugas untuk desain, konstruksi dan operasi dari sistem 7. Perencanaan kalibrasi rutin dan pemeliharaan 8. Pembentukan rencana tanggap pemicu (TARPs) dan akuntabilitas terkait tindakan untuk meminimalkan dampak ketidakstabilan.
Figure 1. Visual Inspeksi lereng
Pemantauan metode untuk lereng tambang terbuka dapat dibagi menjadi permukaan dan bawah permukaan, dengan subdivisi lebih lanjut ke sistem kualitatif dan kuantitatif. semua menjadi lebih spesifik ditambang terbuka dan sering berhubungan dengan ukuran potensi longsor. S i s t e m k u a l i t a t i f dapat mencakup inspeksi visual pengamatan manusia yang bersifat subyektif tetapi terbuktikan. Dengan visual inspeksi dapat menjadi gambaran umum untuk mendeteksi terjadinya ketidakstabilan (retakan, rockfall ) atau menjadi bagian dari aspek keselamatan di area pertambangan yang sulit ( spotting ke rock fall ). Pelatihan staf operasional dalam identifikasi bahaya sangat penting dalam deteksi lereng longsor dan manajemen lereng. Penilaian kualitatif oleh supervisor produksi dari sangat dibutuhkan untuk menilai kondisi kerja (contoh check list) dalam bentuk inspeksi shift sebelum pekerjaaan dilakukan. Pengamatan inspeksi harus didokumentasikan dan diteruskan ke shift berikutnya dengan menggunakan sebuah buku merah atau metode dokumentasi yang serupa. Sistem kwantitatif biasanya melibatkan alat ukur permukaan perpindahan bawah permukaan. komponen – komponen tercantum di bawah ini tergantung kompleksitas dari instrument tersebut. Monitoring lereng diarea diarea permukaan; 1. visual yang inspeksi 2. Crackmeter, baik manual atau dengan extensometer wireline 3. survei pemantauan - RTS 4. GPS 5. fotogrametri 6. laser scanning 7. radar, baik darat berbasis satelit dan berbasis (InSaR) 8. tiltmeters dan electrolevels Monitoring lereng bawah permukaan (instrumen biasanya dipasang di lubang bor) meliputi: 1. inclinometers 2. geser strip dan domain waktu reflectometer (TDR) kabel 3. extensometers 4. termistor 5. mikro seismik 6. Piezometers
Crack meter
Slope stability radar dan Robotic Total Station
Robotic Total Station
Vibrating Wireline Piezometer
Wireline Extensometer
Pemantauan lereng sistem untuk tambang besar terbuka biasanya mencakup kombinasi dari salah satunya. Perusahaan kemudian menyediakan system pemantauan lereng utama yang membentuk dasar untuk manajemen lereng. Untuk sistem apapun, pengukuran percepatan perpindahan umumnya merupakan kunci untuk mengetahui keruntuhan lereng. Di Indonesia hari ini dengan semakin tingginya komitmen perusahaan dengan keselamatan kerja, kepedulian dan investasi besar telah dilakukan untuk melakukan dan membuat sistem manajemen lereng yang komperhensif dan berkesinambungan. Pengelolan resiko dan sistem manajemen lereng wajib diikuti dengan perubahan paradigma bahwa setiap resiko longsor dapat dikelola dengan baik dengan dukungan personel yang kompeten dan dukungan dari manajemen perusahaan. Keuntungan utama dari adanya sistem monitoring lereng di tambang-tambang Indonesia adalah : 1. Adanya peringatan deteksi longsor dini yang memungkinkan evakuasi peralatan dan orang-orang dari daerah berisiko longsor, sehingga pengurangan risiko cedera dari manusia atau kerusakan peralatan dapat dilakukan. 2. Mengurangi kecemasan setiap operasional tambang dengan mengkonfirmasi bahwa kondisi lereng sedang dipantau oleh personil yang berpengalaman dan kompeten. 3. Dengan adanya system monitoring yang menyediakan informasi akurat memungkinkan geoteknik, mineplan, produksi untuk membuat keputusan dalam meningkatkan produktivitas tambang yang lebih optimal. 4. Produksi di daerah berisiko geoteknik dapat ditingkatkan karena system monitoring yang menyediakan informasi real time dari percepatan massa batuan dengan akurasi yang tinggi. 5. Dapat memantau stabilitas lereng ketika terjadi peledakan dan memungkinkan produksi peralatan ke zona ledakan lebih cepat. 6. Memungkinkan pemantauan terus-menerus dan update pada gerakan massa batuan yang berhubungan dengan kondisi cuaca, sehingga produksi dapat terus dilakukan didasarkan pada real-time analisis dan reaksi informasi terhadap risiko geoteknik. 7. Peningkatan umur tambang, dengan adanya monitoring lereng dalam hubungannya dengan prosedur manajemen risiko. Area pit sebelumnya yang dianggap terlalu berbahaya untuk dilakukan penambangan, dengan adanya informasi yang akurat dan presisi operasional dapat dilakukan dengan aman dan dinding tambang dapat dibuat lebih curam. 8. Peningkatkan pemahaman tentang kinerja massa batuan dan dampak terhadap stabilitas struktur lereng. Beberapa tambang secara signifikan dapat meningkatkan laba atas investasi dengan meningkatkan sudut desain pit. Peningkatan sudut desain dimungkinkan oleh peningkatan pemahaman akan monitoring lereng dan manajemen resiko geoteknik yang baik. Sumber Pustaka 1. Guidlines for Open Pit Slope Design - John Read and Peter Stacey 2. Foto-foto : Geotechnical monitoring Adaro dan Wahana
Bencana Alam Tanah Longsor Perspektif Ilmu Geoteknik
Ilmu teknik sipil dewasa ini telah berkembang dernikian luas, antara lain dalain bidang teknik konstruksi, hidro, transportasi, lingkungan, hingga yang berkaitan dengan bidang ilmu lain seperti bahan konstruksi teknik, yang menitik beratkan pada masalah bahan-bahan yang digunakan untuk konstruksi bangunan; geornaterial, yang lebih berkonsentrasi pada bangunan yang berasal dari bahan tanah dan batuan; teknik sipil tradisional, yang berkaitan bangunan-bangunan tradisional dan tingkat budaya masyarakat kita. Selain itu, bidang geoteknik, yang merupakan bidang ilmu tersendiri dan menitikberatkan pada aplikasi teknik sipil dalam masalah-masalah yang berhubungan dengan sifat mekanis tanah dan batuan (Suryolelono, 1996a). Geoteknik sebenamya merupakan gabungan beberapa disiplin ilmu yaitu mekanika, yang mempelajari karakteristik mekanis atau tingkah laku massa benda, bilamana dikenai gaya; bahan, yang mernpelajari karakteristik fisis (ukuran butiran, komposisi, gesekan, lekatan, kepadatan, permeaWlitas, dan sifat plastisnya); hidraulika, yang mempelajari karakteristik hidraulisnya
terutama
berkaitan
dengan
aliran
air
melalui
media
porus;
dan
lingkungan,
yang
mempelajari
pengaruh/dampaknya terhadap lingkungan. Geoteknik itu sendiri terdiri atas dua bidang pokok, yaitu ilmu dasar dan aplikasinya (Holtz dan Kovacs, 1981). limu dasar dalam bidang geoteknik adalah mekanika tanah (soil mechanics), yang mempelajari sifat-sifat fisis dan mekanis tanah; mekanika batuan (rock mechanics), yang mempelajari sifat-sifat fisis dan mekanis batuan, serta geologi teknik (engineering geology), sedangkan aplikasi ilmu. dasarnya adalah teknik fondasi (foundation engineering), yang mempelajari fondasi dari berbagai bangunan baik bangunan gedung dari tingkat sederhana sampai dengan bangunan tinggi, bangunan air, bangunan lepas pantai, bangunan jalan, lapangan terbang, dermaga dan lain-lain; teknik batuan (rock engineering), yang seperti teknik fondasi namun orientasi fondasi tidak pada tanah tetapi pada batuan (konstruksi terowongan, pusat tenaga listrik bawah muka tanah, reservoir bahan energi bawah muka tanah, atau suatu galian dalam, dan lain-lain); stabilitas lereng, yang mempelajari tentang kondisi lereng dalam keadaan labil atau mantab, lereng dalam sekala kecil maupun besar, lereng alam atau buatan, dalam tinjauan dua dimensi atau tiga dimensi, serta mitigasi dan penanggulangannya.
Akhir-akhir ini, sering terjadi bencana tanah longsor, yang dikaitkan dengan datangnya musim hujan. Bencana tanah longsor (landslides) pada tahun lalu maupun di saat musim penghujan sekarang ini, banyak terjadi di Indonesia seperti di daerah Cilacap, Purworejo, Kulonprogo, Jawa Tengah, Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Timur, Surnatera dan lokasi lainnya di tanah air, bahkan tedadi di tengah kota seperti di Jakarta, Semarang, Jogjakarta dan di kota lainnya. Peristiwa
tanah longsor atau dikenal sebagai gerakan massa tanah, batuan atau kombinasinya, sering terjadi pada lerenglereng alam atau buatan, dan sebenarnya merupakan fenomena alam, yaitu alarn mencari keseimbangan baru akibat adanya gangguan atau faktor yang mempengaruhinya dan menyebabkan te~jadinya pengurangan kuat geser serta peningkatan tegangan geser tanah (Anonim, 2000).
Kontribusi pengurangan kuat geser tanah pada lereng alam yang mengalami longsor disebabkan oleh faktor yang dapat berasal dari alam itu sendiri, erat kaitannya dengan kondisi geologi antara lain jenis tanah, tekstur (komposisi) dari pada tanah pembentuk lereng sangat berpengaruh terjadinya longsoran, misalnya sensivitas sifatsifat tanah lempung, adanya lapisan tanah shale, loess, pasir lepas, dan bahan organik. Bentuk butiran tanah (bulat, ataupun tajam) berpengaruh terhadap friksi yang terjacli dalam tanah, pelapisan tanah, pengaruh gempa, geomorfologi (kemiringan daerah), iklim, terutama hujan dengan intensitas tinggi atau seclang, dengan durasi yang lama di awal musim hujan, atau menjelang akhir musim hujan, menimbulkan perubahan parameter tanah yang berkaitan dengan pengurangan kuat gesernya. Pada batuan pengurangan kuat geser dapat diakibatkan oleh adanya diskontinuitas, sifat kekakuan, arah bedding,joint, orientasi lereng, derajat sementasi batuan misalnya konglomerat, batuan pasir, breksi, dan lain-lain. Variasi muka air di reservoir bendungan seperti yang terjadi pada bendungan Vaiont di Italia, merupakan salah satu contoh penyebab lemahnya bidang kontak pelapisan batuan (bedding) pembentuk lereng di sekitar waduk (reservoir) dengan orientasi miring ke arah waduk. Selain tekstur tanah, pengaruh fisik dan kimia dapat mempengaruhi, terhadap pengurangan kuat geser. Pengaruh fisik antara lain lemahnya retakan-retakan yang terjadi pada tanah lempung, hancurnya batuan breksi (disintegrasi) akibat perubahan temperatur, proses hidrasi terutama pada jenis tanah lempung berkaitan dengan meningkatnya tegangan air pori, oversaturation lapisan tanah berbutir halus (loess). Pengaruh kimia dapat diakibatkan oleh larutnya bahan semen dalam batuan pasir dan konglomerat.
Kontribusi peningkatan tegangan geser disebabkan oleh banyak faktor antara lain phenomena variasi gaya intergranuler yang diakibatkan oleh kadar air dalam tanah/batuan yang menimbulkan tedadinya tegangan air pori, serta tekanan hidrostatis dalam tanah meningkat. Variasi pembentuk batuan dan tekstur tanah, retakan-retakan yang terisi butiran halus, diskontinuitas, pelapukan dan hancurnya batuan yang menyebabkan lereng terpotong-potong, atau. tersusunnya kembali butiran-butiran halus.
Faktor lain yang berpengaruh adalah bertambah berat beban pada lereng dapat berasal dari alam itu sendiri, antara lain air hujan yang berinfiltrasi ke dalam tanah di bagian lereng yang terbuka (tanpa penutup vegetasi) menyebabkan kandungan air dalam tanah meningkat, tanah menjadi jenuh, sehingga berat volume tanah bertambah dan beban pada lereng semakin berat. Pekerjaan timbunan di bagian lereng tanpa memperhitungkan beban lereng dapat menyebabkan lereng menjadi rawan longsor. Pengaruh hujan dapat te~adi di bagian lerenglereng yang terbuka akibat aktivitas mahluk hidup terutama berkaitan dengan budaya masyarakat saat ini dalam memanfaatkan alam berkaitan dengan pemanfaatan lahan (tata guna lahan), kurang memperhatikan pola-pola yang sudah ditetapkan oleh pernerintah. Penebangan hutan yang seharusnya tidak diperbolehkan tetap saja dilakukan, sehingga lahan-lahan pada kondisi ler'eng dengan geomorphologi yang sangat miring,
menjadi
terbuka
dan
lereng
menjadi
rawan
longsor.
Kebiasaan
masyarakat
dalam
mengembangkan
pertanian/perkebunan tidak memperhatikan kemiringan lereng, pembukaan lahan-lahan baru di lereng-lereng bukit menyebabkan permukaan lereng terbuka tanpa pengaturan sistem tata air (drainase) yang seharusnya, dan bentukbentuk teras bangku pada lereng tersebut perlu dilakukan untuk mengerem laju erosi. Bertambahnya penduduk menyebabkan
perkembangan perumahan ke arah daerah perbukitan (lereng-lereng bukit) yang tidak sesuai dengan peruntukan lahan (tata guna lahan), menimbulkan beban pada lereng (surcharge) semakin bertambah berat. Erosi di bagian kaki lereng akibat aliran sungai, atau gelombang air laut mengakibatkan lemahnya bagian kaki lereng, tedadinya kernbang susut material pembentuk lereng, dan lain-lain menyebabkan terjadinya peningkatan tegangan geser.
Pengaruh gempa juga menyebabkan kondisi lereng yang sebelumnya cukup stabil menjadi labil. Kondisi ini dapat terjadi, akibat goncangan pada lapisan tanah di bumi, menimbulkan struktur tanah menjadi berubah. Pada jenis-jenis tanah berbutir kasar dalam kondisi kering akan menyebabkan butiran-butiran ini merapat, namun untuk jenis tanah yang sama dalam kondisi jenuh dan te~ebak dalam lapisan tanah lempung yang membentuk lensa-lensa pasir, apabila terjadi gempa akan mengalami peristiwa 1equefaction. Akibat pengaruh gempa tegangan pori (u) dalam lapisan tanah pasir (lensa-lensa pasir) ini meningkat, mengakibatkan tegangan efektif tanah (C;') menurun dan bahkan mencapai nilai terendah (= 0). Hal ini berarti tanah kehilangan kuat~ dukungnya, berakibat tanah pembentuk lereng di atas lapisan ini runtuh, timbul masalah tanah longsor. Selain itu, apabila lapisan tanah lempung terletak di atas lapisan batuan keras (bed rock), akibat pengaruh gempa pada ke dua massa yang berbeda (tanah dan batuan) mempunyai percepatan yang berbeda, sehingga bidang kontak ke dua lapisan ini menjadi bagian yang lemah. Munculnya sumber-sumber air di bagian kaki lereng akibat te~adi rembesan air menimbulkan terjadinya peristiwa erosi buluh (piping). Pada kondisi ini tanah di bagian kaki lereng kehilangan kuat dukungnya dan bahkan mendekati harga sama dengan nol, sehingga perlawanan terhadap gaya yang melongsorkan menurun, dan lereng menjadi rawan longsor.
Demikian pula pada lereng buatan dapat berupa lereng galian, lereng bendungan, lereng timbunan sampah (Chowdhury, 1978). Keruntuhan lereng buatan dapat terjadi disebabkan oleh faktor-faktor yang sama dengan lereng alam yaitu pengurangan kuat geser dan penambahan tegangan geser pada lapisan tanah pembentuk lereng. Lereng galian merupakan lereng yang direncanakan dengan menentukan rerata tinggi galian dan kerniringan galian tersebut, sehingga lereng tetap stabil (aman) sementara itu aspek ekonomi tetap menjadi pertimbangan. Umur lereng galian harus dijaga agar tetap stabil sesuai dengan tipe peke~aan seperti tambang dan bangunan teknik sipil lainnya. Kesulitannya adalah meramalkan terhadap kontrol stabilitas dan pemeliharaan. Lereng timbunan dan bendungan tergantung pada sifat mekanis dari bahan yang digunakan untuk konstruksi timbunan dan bendungan yang diperoleh dari hasil uji di laboratorium atau in situ untuk menentukan komposisi tanah dan timbunan batu, derajat pernadatan. Konstruksi timbunan dan bendungan pada tanah dasar fondasi merupakan tanah kohesif membutuhkan tahap-tahap konstruksi sesuai dengan tin9kat kOnsolidasi dengan kontrol kecePatan (rate) pembebanan agar diperoleh tingkat kepadatan tanah dasar fondasi mampu mendukung beban di atasnya. Konsolidasi tanah inipun dapat dipercepat dengan menempatkan drain vertikal (Suryolelono, 2000a).
Gerakan lereng tidak stabil merupakan gerakan yang dibedakan sebagai gerakan guguran (falls), runtuhan (top~les), longsoran (slides), penyebaran (lateral spreads), aliran (flow), dan gerakan kompleks yang merupakan kombinasi dari berbagai gerakan tersebut (Varnes, 1978) dalam Giani, 1992. Semua bentuk gerakan ini sangat ditentukan oleh formasi geologi yaitu lapisan batuan, lapukan batuan dan tanah. Ungsoran yang terjadi akan membentuk suatu pola baik di permukaan lereng maupun bentuk bidang gelincimya. Pola longsoran di bagian permukaan lereng akan membentuk pola tapal kuda, bidang ,longsor seJaiar arah kaki lereng, hummocky (bentuk busur-busur keeil) (Suryolelono, 1995b), sedang bentuk bidang longsor dapat merupakan satu atau lebih permukaan bidang longsor dengan bentuk silindris (tampang lingkaran) atau datar (tampang garis). Longsoran dengan bentuk bidang gelincir datar (translation slides), apabila bentuk
bidang gelincir adalah bidang datar ke arah kaki lereng. Hutchinson (1988) dalam Giani (1992) membedakan dalam beberapa tipe yaitu sheet, slab, debris slides, dan sudden spreadfailure. Longsoran dengan bentuk bidang gelincir dengan tampang lingkaran (rotation slides) sering dengan bentuk seperti bagian lengkung silinder, cekung ke atas, dan terJadi pada lereng dengan material lempung homogen, material granuler, atau batuan masif. Namun bentuk tersebut sering tidak cekung ke atas, karena adanya pengaruh joint, bedding, faults, atau tidak homogennya lapisan tanah, mengakibatkan bidang longsor tidak mengikuti bentuk busur lingkaran, tetapi merupakan bidang lengkung dan datar. Hutchinson (1998) dalam Giani (1992) membedakan tiga tipe utama bentuk tampang bidang gelincir adalah satu lingkaran, lebih dari satu lingkaran, dan terbentuk secara berturut-turut. Bentuk bidang gelincir yang umum terjadi di Indonesia merupakan tipe longsoran dengan bidang gelincir bentuk lingkaran (rotational slides), dan datar dengan tipe slab slides atau rock slides. Kadang-kadang gerakan Iongsor merupakan gerakan yang sangat kompleks yaitu kombinasi dari rotational slides, translational slides atau bentuk-bentuk lainnya.
Dalam bidang geoteknik, untuk menyatakan lereng aman terhadap terjadinya longsoran, dilakukan analisis dengan pendekatan model matematik dua dimensi untuk berbagai bentuk bidang longsor datar, lengkung (lingkaran), atau kombinasi ke duanya. Dalarn analisis ini umumnya dicari besarnya angka aman (factor of safety-FOS) yang merupakan fungsi tegangan geser (T). Pendekatan yang digunakan dalarn metode ini adalah keseimbangan batas, dan bentuk bidang longsor dalam dua dimensi, namun lereng tanah perlu dipertimbangkan sebagai suatu sistem tidak kenyang air sampai dengan kenyang air. Letak muka air tanah (phreatic water surface) di daerah perbukitan umumnya dalarn atau dangkal, sehingga kondisi tanah pada waktu-waktu tertentu kering (musim kemarau) dan di waktu musim hujan, tanah menjadi kenyang air. Di awal musim hujan, kondisi tanah sebagian pori tanah terisi air atau dalam kondisi tidak kenyang air. Selain itu, jenis tanah merupakan parameter yang harus dipertimbangkan pula, berhubungan dengan sifat fisis dan mekanis tanah akibat pengaruh air.
Analisis mekanisme tanah longsor yang selama ini digunakan, umumnya untuk lereng jenuh dengan memperhitungkan tegangan air pori positif, namun pada kondisi tanah belum cukup kenyang air (unsaturated), tegangan air pori dapat bemilai negatif menimbulkan terjadinya gaya sedot (soil suction atau matrix suction) dan berpengaruh terhadap kuat geser tanah (shear strength). Oleh karena itu, dalam melakukan tinjauan analisis mekanisme tanah longsor, harus dipertimbangkan kondisi lereng yang merupakan suatu sistern menyeluruh dari kondisi tanah tidak kenyang air sampai dengan kenyang air. Abramson, dkk. (1996), Rahardjo, dkk. (2002) menyatakan ada dua parameter bebas yang berpengaruh terhadap tegangan dalarn tanah dengan kondisi tidak kenyang air (ruang pori tanah sebagian terisi udara dan sebagian air), tegangan netto (a -u,,), dan matrix suction (Ua U,) (dengan cy : tegangan total, Ua : tegangan udara (gas) pori, dan u, : tegangan air pori). Pada kondisi tanah kenyang air, maka seluruh ruang pori tanah terisi air, tegangan air pori (u,) akan sama dengan tegangan udara pori (u.), sehingga matrix suction (u,, u,,) diabaikan (= 0). Oleh karena itu, parameter tegangan dalarn tanah menjadi tegangan efektif ((Y - u,). Tampak pengaruh air terutama air hujan yang berinfiltrasi ke dalam tanah, menimbulkan perubahan pada. ke dua parameter ini, dan memberikan pengaruh terhadap tegangan geser serta volume tanah yang merubah sifat-sifat tanah.
Tegangan air pori (u,) di atas zona muka air tanah (phreatic surface) umumnya te~adi akibat tegangan air pori berada di bawah tegangan atmosfir (udara). Besarnya tegangan pori negatif atau dikenal sebagai soil suction atau matrix suction tergantung besarnya tegangan permukaan pada batas udara dan air yang menyelimuti butiran tanah. Umumnya untuk
tanah berbutir halus mempunyai matrix suction yang tinggi (Wong, 1970 dalam Abramson, dkk. 1996). Matrix suction meningkatkan tegangan efektif dalam seluruh massa tanah dan memperbaiki stabilitas lereng (peningkatan matrix suction berdasarkan hubungan c = c' + (Ua - UO- tan(Pb (Ho & Fredlund, 1982, dalarn Abramson, dkl~., 1996) dengan c : kohesi total tanah, c' : kohesi efektif, (Ua - UO : matrix suction, (Pb : suatu sudut yang menunjukan variasi pertambahan kuat geser relatif terhadap matrix suction (Ua U')). Matrix suction berkurang apabila kondisi tanah berangsur-angsur menjadi kenyang air (selama dan sesudah hujan lebat dengan durasi lama). Pada kondisi tanah kenyang air, besarnya kuat geser tanah (shear strength of soil) dinyatakan sesuai hubungan Coulomb (,r = c' + cr'tan(p' dan cr' = cy - u, (Coulomb, 1776, dalam Braja, 1994 dengan ,r : kuat geser tanah, c' kohesi efektif, (Y' tegangan efektif, cr : tegangan total, u, : tegangan air pori, dan (p' sudut gesek internal efektif tanah). Untuk kondisi tanah tidak kenyang air (unsaturated), besarnya kuat geser tanah dipengaruhi oleh matrix suction (Tff = c' + (CFf - Ua)f.tan(P' + (u,, - u,)f. tanW, dan c = c' + (Ua - U,)f- tanTb dengan c : total kohesi tanah, c' kohesi efektif, (ua - u,)f : matrix suction pada. kondisi runtuh, ((Tf Ua)f : tegangan normal netto pada kondisi runtuh, (p' : sudut gesek internal efektif atau sudut gesek internal berhubungan dengan tegangan normal netto (Abramson, dkk., 1996; Fredlund, dkk., 1978)). Tampak pada kondisi tanah tidak kenyang air, besarnya kuat geser tanah meningkat dengan bertambalmya nilai kohesi, dan ada tambahan akibat matrix suction, sehingga pada kondisi ini lereng menjadi lebih aman. Oleh karena itu, salah satu metode untuk membuat lereng menjadi aman (stabil) adalah kondisi tanah dibuat tidak kenyang air. Salah satu usaha untuk mernbuat lereng tidak kenyang air adalah menempatkan suatu sistern drainase bawah permukaan lereng (sub surface drainage) dengan memperhitungkan curah hujan yang terjadi di daerah tersebut. Tujuannya adalah agar sistem drainase mampu mengalirkan sebagian air yang meresap ke dalam tanah untuk mengurangi kandungan air dalam tanah.
Selain analisis dengan pendekatan model matematik dua dimensi, model matematik tiga dimensi untuk keruntuhan lereng telah dikembangkan dengan memanfaatkan mekanika kontinum. Dasar pernecahan analisis ini menggunakan persamaan Navier-Stokes, pengembangan persamaan kontinuitas untuk cairan tidak pampat, dan criteria Coulomb (Fathani, dkk., 2002). Pengembangan model analisis ini dengan membuat suatu program komputer LSFLOW yang masih terus dilakukan.
Keruntuhan lereng dapat terjadi karena berkurangnya/menurifnnya kernampuan kuat geser tanah secara perlahan-lahan atau mendadak atau perubahan kondisi geometri lereng akibat galian misalnya, sehingga lereng menjadi curam. Parameter penting yang dibutuhkan dalam analisis stabilitas lereng adalah kuat geser, geometri lereng, tegangan air pori atau gaya rembesan, dan beban serta'kondisi lingkungan sekitar lereng. Konsep stabilitas lereng menggunakan metode analisis dalarn memprediksi kestabilan lereng tanah untuk dua dimensi telah banyak dikembangkan oleh ahli-ahli geoteknik. Umumnya untuk menyatakan lereng dalarn kondisi stabil (mantab) dinyatakan dengan angka aman (FOS) yang merupakan rasio antara gaya atau momen yang melawan terjadinya longsor dan gaya atau momen yang melongsorkan. Besamya angka aman disesuaikan dengan beban yang bekerja, untuk kondisi beban normal artinya beban yang beketja terus menerus pada lereng mempunyai nilai 1,5-2, sedang untuk beban sernentara (misal : beban gernpa) digunakan angka. arnan lebih rendah yaitu 1,1-1,2, karena. beban ini bekerja dalam waktu relatif pendek. Konsep stabilitas lereng adalah menggunakan metode keseirnbangan batas (limit equilibrium) dengan lereng yang diperkirakan akan runtuh dibagi-bagi menjadi 8-15 pias. Metode ini antara. lain : Ordinary Method of Slice (OMS) dikembangkan oleh Fellenius (1927, 1936). Dalam analisisnya Fellenius mengabaikan keseirnbangan gaya. di kedua sisi pias dan massa tanah yang diperkirakan akan runtuh sebagai satu kesatuan. Metode ini merupakan metode dengan prosedur paling sederhana serta sebagai dasar sernua metode selanjutnya. Bishop simplified (1955) meniadakan sernua. gaya geser antar pias, narnun keseirnbangan gaya horisontal
diperhitungkan secara keseluruhan. Janbu (1954, 1957, 1973) dengan anggapan seperti metode Bishop simplified narnun tidak meninjau keseirnbangan. mornen, Lowe dan Karafiath (1960) menganggap gaya-gaya. antar pias membentuk sudut sebesar rerata sudut alas dan atas pias. Corps of Engineers (1982) dengan anggapan. kemiringan gaya-gaya. antar pias sarna dengan kerniringan lereng atau sama dengan rerata. Sudut kerniringan. ujung-ujung pennukaan bidang runtuh. Spencer (1967, 1973) dalarn Winterkorn dan Fang, 1975, beranggapan. besarnya. gaya- gaya antar pias adalah sarna, narnun tidak diketahui arahnya. Sarma. (1973), dan Morgenstern & Price (1965) dalam Winterkorn dan Fang, 1975, menggunakan fungsi distribusi gaya antar pias. Fredlund dan Rahardjo (1993) cenderung meninjau kondisi lereng sebagai suatu lapisan tanah yang tidak kenyang air (unsaturated), sedang metode lainnya. dengan anggapan tanah dalarn konsidi kenyang air (saturated) atau kondisi kering. Dua metode yaitu Fellenius dan Bishop hanya dapat digunakan, apabila. bentuk bidang gelincir berbentuk tarnpang lingkaran, sedangkan bentuk bidang gelincir tidak berbentuk lingkaran menggunakan metode Janbu, Corps of Engineers, Lowe dan Karafiath, sedang analisis stabilitas lereng untuk lereng tidak kenyang air menggunakan metode Fredlund dan Rahardjo, narnun untuk mengetabui metode mana yang paling cocok, digunakan metode GLE (General Limit Equilibrium) yang mendasarkan pada keseimbangan gaya. dan keseirnbangan momen. Cara analisis ini baru dapat dilakukan, apabila sudah didapatkan parameter-perameter tanah dari hasil uji geoteknik di lapangan maupun di laboratorium. Dalam melakukan uji lapangan perlu dilakukan secara teliti untuk mendapatkan data yang akurat, danmewakili seluruh daerah yang diuji. Berbagai uji lapangan dapat digunakan untuk mendapatkan letak bidang gelincir antara lain dengan alat uji penetrasi statis (Suryolelono, 1996b), atau dinamis, dan selanjutnya diambil sampelnya untuk uji laboratorium guna mendapatkan parameter tanah. Konsep metode analisis tiga dimensi keruntuhan lereng adalah tegangan geser pada setiap titik selalu berubah berdasarkan waktu dan lokasinya, dengan bidang longsor yang tidak selalu berbentuk busur lingkaran. Perbedaan konsep metode analisis dua dimensi dengan tiga dimensi keruntuhan lereng adalah pada metode dua dimensi tegangan geser sepanjang permukaan bidang longsor adalah konstan, sedang pada metode tiga dimensi, pada setiap titik tinjauan selalu berubah berdasarkan. fungsi waktu. dan tempatnya (Nakamura, dkk., 1989; Sasa, 1987).
Dari hasil analisis tersebut, apabila lereng dinyatakan labil, maka. diperlukan usaha untuk mengantisipasinya. Metode stabilitas lereng umumnya, mengurangi gaya yang melongsorkan atau menyebabkan lereng tanah tersebut longsor (bergerak turun) ke arah kaki lereng, memperbesar gaya perlawanan terhadap gaya yang melongsorkan, atau kombinasi ke duanya. Secara umum metode stabilitas lereng ini dapat dilakukan secara fisis, mekanis, khemis, dan bio engineering dengan memperhatikan kondisi lereng yang labil, sehingga dapat ditentukan metode yang paling tepat. Metode stabilitas lereng secara fisis merupakan metode yang paling sederhana, namun hasilnya dapat diandalkan. Usaha stabilisasi dengan membuat lereng lebih landai, sehingga lereng menjadi tidak curam, atau mengurangi beban di bagian atas lereng dengan memindahkan material di bagian puncak lereng ke kaki lereng, menempatkan konstruksi bahu lereng (benn) merupakan usaha untuk melandaikan lereng. Penempatan pratibobot (counterweight-merupakan konstruksi timbunan batu atau tanah di bagian kaki lereng), memberikan hasil yang memuaskan, namun diperlukan ruangan (space) yang cukup luas, karena berkaitan dengan usaha galian dan timbunan. Teknik ini adalah mengurangi gaya yang melongsorkan akibat massa tanah yang bergerak turun atau menambah besamya perlawanan geser. Usaha lain untuk membuat lereng tetap stabil dengan menempatkan sistern drainase permukaan (surface drainage) atau bawah permukaan (sub surface drainage) yang mampu untuk mengevakuasi sebagian air terutama air hujan yang berinfiltrasi ke dalarn tanah, agar tanah/batuan pembentuk lereng tidak menjadi dalam kondisi jenuh air. Air hujan yang berinfiltrasi ke dalain tanah menyebabkan muka air tanah naik, sehingga memperbesar tekanan hidrostatis pada lereng
tersebut. Selain itu, akibat tekanan rembesan dapat menimbulkan terjadinya peristiwa erosi buluh (piping) di bagian lereng, dan semakin lama semakin besar sesuai dengan perkembangan debit aliran rembesan. Pada lereng-lereng yang menunjukan gejala munculnya mata air rembesan di bagian kaki lereng setelah te~adi hujan, merupakan suatu indikasi bahwa lereng ini tidak mantab (labil). Berbagai bentuk drainase permukaan dapat berupa selokan atau parit drain, dan drainase bawah permukaan antara lain drain horisontal, lapisan drain, relief drain dan terowongan drain telah banyak digunakan, dan hasilnyapun dapat diandalkan (Suryolelono, 1993, 1999). Cara mekanis dalarn usaha stabilisasi lereng dilakukan apabila ruangan yang tersedia sangat sempit, artinya bila cara fisis sangat sulit untuk diterapkan, barulah dilakukan dengan cara mekanis. Cara ini dengan menempatkdn konstruksi penahan tanah konvensional, atau metode baru yaitu perkuatan tanah (soil reinfoercement), pengangkeran tanah (soil nailling), namun keberhasilan konstruksi ini akan lebih baik, apabila didukung dengan sistern drainase permukaan maupun bawah permukaan, dan pada konstruksi penahan tanah itu sendiri. Kegagalan konstruksi penahan tanah konvensional yang te~adi di kota Semarang (Forum, Maret 2002; Kedaulatan Rakyat, 17, 18, 20, 23 Februari 2002), runtuhnya candi Selogriyo (Suryolelono, 1995b; 1996), karena buruknya sistern drainase pada. konstruksi penahan tanah, dan sistern drainase di sekitar konstruksi itu. Cara lain untuk mengantisipasi gerakan tanah ini dengan memancang tiang atau turap (sheet pile) di bagian lereng yang longsor, namun tiang atau turap harus cukup panjang dan melewati bidang longsor, sehingga efektif untuk menghambat turunnya material tanah yang longsor. Metode stabilisasi dengan cara khemis merupakan usaha mencampur bahan tanah dengan semen (soil cement-shotcrete), atau bahan kapur, abu sekarn padi (ASP-abu sekarn padi-RHA-rice husk ash) (Suryolelono & Fathani, 2000), abu terbang (fly ash), sementasi (grouting) untuk meningkatkan kuat geser tanah, namun pemanfaatan bahan kimia ini perlu dipertimbangkan pengaruhnya terhadap lingkungan. Bio engineering merupakan suatu usaha stabilisasi lereng dengan menutup lereng-lereng yang terbuka dengan tanaman. Tujuan dari usaha ini, agar air hujan sebagai pemicu gerakan lereng dapat ditahan sementara, atau tidak segera infiltrasi ke ' dalarn tanah, namun metode ini membutuhkan waktu lama. Umumnya metode ini digunakan apabila lereng diindentifikasi rawan terhadap erosi dan berakibat lanjut lereng longsor. Jenis tanaman yang direkomendasi oleh Bank Dunia seperti jati, akasia, johar, pinus mahoni, kemiri, damar dan lainlain, perlu disesuaikan dengan kondisi lereng setempat dan atas saransaran dari para ahli di bidang yang berkaitan. Mengurangi atau menghindari pembangunan teras bangku di lereng-lereng rawan longsor tanpa dilengkapi dengan saluran pembuangan air (SPA) dan saluran drainase bawah permukaan tanah untuk menurunkan muka air tanah, mengurangi intensifikasi pengolahan tanah di daerah rawan longsor (Soedjoko, 2000) merupakan salah satu usaha stabilisasi lereng rawan longsor. Umumnya usaha penanggulangan kelongsoran lereng yang digunakan merupakan kombinasi baik cara fisis, mekanis, khemis atau bio engineering, untuk mendapatkan hasil yang maksimal.
Keruntuhan lereng yang terjadi di Indonesia didominasi akibat sistim drainasi lereng yang buruk atau sistem drainasi yang ada mengalami gangguan. Keruntuhan lereng yang terjadi di dusun Klepu desa Banjararurn Kecamatan Kallbawang tahun lalu, sebagai salah satu contoh terganggunya sistem drainase alam (torrencial river, avfoer, gully) yang ada, akibat tertutup/terpotong jalan aspal yang menghubungkan dusun Klepu dengan daerah lainnya Degan, Nogosari (Kedaulatan Rakyat, 30 November, 2001). Jika terjadi hujan, air yang jatuh di pen-nukaan lereng akan tertahan oleh jalan ini, sehingga terjadi akumulasi air di bagian kaki lereng (sebagian menyebar mencari jalannya sendiri, dan sebagian infiltrasi ke dalmn tanah), akibatnya tanah di bagian kaki lereng menjadi kenyang air, berakibat karakteristik tanah menurun drastis, terjadi penurunan kuat geser tanah, dan lereng menjadi rawan longsor. Dernikian pula halnya runtuhnya Candi Selogroyo di desa
Kembangkuning, Kecarnatan Windusari, Kabupaten Magelang, akibat terjadinya akumulasi air di bagian kaki lereng. Penyebab utarna keruntuhan lereng di lokasi Candi Selogriyo adalah bangunan pelimpah konstruksi pengambilan air (captering) yang terletak di sebelah hulu Candi Selogriyo tidak mampu mengalirkan air yang melimpah ke sungai torrencial, sehingga air menyebar secara horisontal. masuk melewati bidang kontak antara lapisan tanah keras (bed rock) dan tanah residual di atasnya (Suryolelono, 2000). Bencana tanah longsor di Desa Penusupan Kecarnatan Sruweng Kabupaten Keburnen, juga didahului dengan munculnya mata air di kaki lereng (piping) yang dalam bahasa daerahnya adalah "lernahe ngetuk" (Kedaulatan Rakyat, 8 Oktober, 2001), dernikian pula bencana tanah longsor di daerah Kulonprogo, Purworejo dan tempat-tempat lainnya selalu didahului dengan tandatanda munculnya mata air di bagian kaki lereng. Bencana di lokasi pernandian air panas di kaki Gunung Welirang, Pacet, Mojokerto, baru-baru ini merupakan satu contoh lagi terganggunya sistern drainase yang ada. Sistern drainase (sungai) alarn yang ada tidak marnpu mengalirkan debit aliran sungai pada saat itu, sehingga air mencari jalannya sendiri dengan menggerus lapisan tanah yang merupakan endapan vulkanik. Tanah yang telah bercarnpur air bergerak sangat cepat dikenal dengan lahar dingin atau mud (earth) flow, mernpunyai kernarnpuan merusak sangat dahsyat. Keruntuhankeruntuhan lereng yang dipicu oleh hujan umurnnya disebabkan oleh buruknya sistern drainase yang ada, bahkan tidak ada, sehingga air mencari jalannya sendiri. Munculnya aliran air dernikian besar, sehingga sungai-sungai (dr~inase) alarn tidak marnpu melewatkan debit aliran, disebabkan oleh faktor-faktor antara lain rusaknya daerah penyangga hujan di sebelah hulu.
Oleh: Prof. Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip.H.E., D.E.A.
reff : http://aph168.blogspot.com/2008/04/bencana-alam-tanah-longsor-perspektif.html
