Ketika Stabilitas Lereng Tidak Bisa Diselesaikan dengan Satu Jenis Perkuatan

Lereng sudah diperkuat. Minipile sudah terpasang. Nilai factor of safety dari analisis stabilitas juga sudah memenuhi kriteria desain. Namun, satu pertanyaan masih perlu dijawab: bagian lereng mana yang sebenarnya menjadi lebih aman?

Pertanyaan ini terlihat sederhana, tetapi hasil analisis pada sebuah studi kasus di Montisoni, Italia, menunjukkan persoalan yang cukup menarik. Setelah pemasangan minipile, analisis menghasilkan factor of safety minimum sebesar 1,27. Angka tersebut memenuhi persyaratan desain yang digunakan dalam studi. Masalahnya, bidang gelincir kritis justru berada pada bagian lereng yang tidak berinteraksi dengan minipile. Artinya, angka factor of safety yang memenuhi kriteria belum tentu berarti seluruh bagian lereng memperoleh manfaat yang sama dari sistem stabilisasi. 

Gambar 1. Longsor Montisoni tahun 2020: (a) tampak dari jalan; (b) tampak dari arah bawah lereng.

Temuan ini relevan untuk pekerjaan stabilisasi lereng di area tambang. Geometri lereng berubah mengikuti kemajuan penambangan, material penyusun lereng tidak selalu homogen, dan kondisi air dapat mengubah respons lereng. Karena itu, pemilihan sistem perkuatan perlu melihat mekanisme keruntuhan yang hendak dikendalikan, bukan sekadar mengejar satu nilai factor of safety.

Perkuatan harus ditempatkan sesuai mekanisme longsoran

Dalam analisis kestabilan lereng, factor of safety pada dasarnya membandingkan kuat geser tanah dengan tegangan geser yang termobilisasi pada bidang gelincir. Metode Limit Equilibrium Method (LEM) mengevaluasi sejumlah bidang gelincir untuk mencari mekanisme yang paling kritis. 

Konsekuensinya cukup penting dalam desain. Sebuah elemen perkuatan dapat bekerja pada bidang gelincir yang memotong atau berinteraksi dengannya, tetapi pengaruhnya menjadi terbatas apabila mekanisme keruntuhan berkembang melalui zona lain.

Pada studi Montisoni, minipile memberikan kontribusi terhadap kestabilan melalui interaksinya dengan massa tanah. Namun, bidang gelincir kritis pada konfigurasi konvensional tidak melewati zona yang dipengaruhi minipile. Penambahan minipile pun tidak otomatis memperbaiki seluruh mekanisme keruntuhan. 

Bagi perencana lereng tambang, implikasinya jelas: lokasi perkuatan harus mengikuti geometri dan kedalaman mekanisme longsoran. Perkuatan pada kaki lereng tidak selalu menyelesaikan masalah apabila keruntuhan berkembang lebih dangkal atau berada di luar zona pengaruh elemen tersebut.

Vegetasi memiliki kontribusi mekanis, tetapi kedalamannya terbatas

Vegetasi sering ditempatkan sebagai bagian dari pengelolaan lingkungan. Dari perspektif geoteknik, sistem akar juga memberikan kontribusi terhadap kuat geser tanah.

Akar meningkatkan kuat geser dengan memotong retakan tarik dan bidang geser, sekaligus memberikan tambahan kontribusi kohesif dan friksional pada lapisan tanah yang ditembus sistem akar. 

Namun, kontribusi tersebut mempunyai batas fisik. Sistem akar terutama berkembang pada lapisan tanah dangkal. Karena itu, nature-based solutions (NBS) lebih sesuai untuk instabilitas yang bersifat dangkal atau dekat permukaan. Pergerakan dalam dengan tingkat tegangan tinggi tetap membutuhkan elemen perkuatan konvensional. 

Ada faktor lain yang sering luput dari analisis sederhana: kekuatan NBS berubah terhadap waktu.

Pada studi Montisoni, model geoteknik memperhitungkan perkembangan sistem akar sekaligus degradasi elemen kayu pada live crib wall dan live grid. Analisis dilakukan pada beberapa tahapan waktu hingga 25 tahun setelah konstruksi. 

Hasilnya menunjukkan bahwa kontribusi akar terhadap kestabilan meningkat seiring pertumbuhan sistem akar. Pada saat yang sama, elemen kayu mengalami degradasi. Perubahan kedua komponen tersebut menghasilkan perubahan sifat mekanis sistem dari waktu ke waktu.

Karena itu, NBS tidak tepat dimodelkan sebagai material dengan satu nilai kekuatan yang dianggap konstan sepanjang umur desain. Waktu menjadi bagian dari perilaku geoteknik sistem.

Ketika dua mekanisme stabilisasi bekerja bersama

Keterbatasan masing-masing sistem membuka ruang bagi kombinasi beberapa mekanisme stabilisasi.

Dalam studi tersebut, konfigurasi gabungan menggunakan minipile, live crib wall, dan live grid. Minipile memberikan kontribusi mekanis pada zona yang lebih dalam, sedangkan sistem berbasis vegetasi bekerja pada lapisan dangkal dan berkembang seiring pertumbuhan akar. Hasil analisis menunjukkan bahwa konfigurasi gabungan memberikan peningkatan stabilitas dibandingkan konfigurasi yang hanya menggunakan NBS. 

Gambar 2. Perbandingan skenario stabilisasi

Perubahan terhadap waktu juga terlihat pada konfigurasi gabungan. Untuk skenario C2, nilai factor of safety pada sampel kritis meningkat dari tahap awal menuju umur 25 tahun. Pada skenario MN, FS minimum sampel meningkat dari 3,22 pada tahun kedua menjadi 3,48 pada tahun ke-25. Nilai rata-rata meningkat dari 5,49 menjadi 6,33. 

Namun, angka tersebut tidak berarti penggunaan NBS dapat langsung diterapkan pada semua lereng. Pada tahap konstruksi, penggunaan NBS saja belum memberikan tingkat keandalan yang cukup tinggi pada studi ini. Performa meningkat setelah sistem akar berkembang. 

Ada pelajaran lain dari analisis ini. Peneliti tidak hanya melihat satu bidang gelincir dengan FS terendah. Dari 10.000 bidang gelincir yang dibangkitkan pada setiap skenario, 5% nilai FS terendah dianalisis sebagai kelompok tersendiri untuk melihat distribusi kestabilan. 

Bagi pekerjaan geoteknik, evaluasi desain sebaiknya tidak berhenti pada pertanyaan, “berapa nilai FS terkecil?” Pertanyaan berikutnya adalah, “di mana bidang gelincir itu berada, apa yang memengaruhinya, dan bagaimana mekanismenya berubah terhadap waktu?”

Stabilisasi lereng sangat bergantung pada kondisi setempat. Geometri, stratigrafi, kondisi air, kedalaman bidang gelincir, karakteristik material, hingga perubahan kondisi setelah konstruksi dapat mengubah respons sebuah sistem perkuatan. Studi Montisoni sendiri menegaskan bahwa hasil analisis bersifat case-specific dan tidak dapat dipindahkan begitu saja ke lokasi lain. 

Pendekatan yang lebih rasional adalah melihat stabilisasi sebagai sebuah sistem. Elemen konvensional dapat menangani mekanisme yang membutuhkan kapasitas mekanis sejak awal, sedangkan NBS dapat memberikan kontribusi pada lapisan dangkal dan berkembang seiring pertumbuhan vegetasi.

Bagi pekerjaan geoteknik di pertambangan, cara berpikir seperti ini membuka ruang untuk mengombinasikan berbagai teknologi sesuai mekanisme masalahnya. Ground support, shotcrete, grouting, injection system, soil improvement, hingga solusi berbasis vegetasi dapat ditempatkan berdasarkan fungsi dan zona kerjanya.

Di APTEKINDO, prinsip tersebut menjadi bagian dari pendekatan dalam menyediakan solusi geoteknik: memahami kondisi lapangan terlebih dahulu, kemudian menentukan bentuk perkuatan yang sesuai dengan mekanisme dan kebutuhan stabilitas yang dihadapi.

Daftar Pustaka

Uzielli, M., Geppetti, A., Borselli, L., Renzi, S., & Preti, F. (2025). Comparative geotechnical analysis of slope stabilization through conventional, soil and water bioengineering, and combined solutions. Ecological Engineering, 212, 107487.