Evaluation of long term stability of artificial slope protection at the steep slope along Kalibawang irrigation channel km 8.5,kulon Progo regency, Yogyakarta Special Province

SOTY, Ros, Prof. Dwikorita Kanarwati, M.Sc., Ph.D

2008 | Tesis | S2 Teknik Geologi

Kestabilan lereng yang memotong Breksi tuf yang dilindungi oleh shotcrete sepanjang saluran irigasi kalibawang km 8.5 telah mengalami ancaman dari keretakan dan rongga di dalam batuan dan juga kerusakan yang terjadi di shotcrete itu sendiri. Lagipula, kebanyakan saluran air untuk mengalirkan air telah tersumbat. Oleh itu, kajian dijalankan dan dilakukan dengan 3 tujuan seperti berikut: (1) meneliti keadaan geologi sebagai faktor pengontrol yang menentukan kestabilan lereng untuk jangka panjang. (2) untuk mengevaluasi kestabilan lereng secara keseluruhan yang berhubungan dengan keadaan shotcrete dan juga geometri lereng (3) untuk menentukan rekomendasi yang sesuai dengan proses perbaikan terhadap perlindungan lereng saat ini, shotcrete, dan juga kestabilan lereng. Pemetaan geologi teknik dan penyelidikan tentang geoteknik seperti pemboran, pengambilan sampel hand auger dan pengujian cone penetration telah dilakukan untuk memahami dan mendalami bagaimana keadaan geologi mempengaruhi kestabilan lereng. Sampel yang didapat kemudian dibawa ke laboratorium geoteknik untuk dilakukan pengujian untuk mendapatkan sifat-sifat keteknikan seperti parameter shear strength dan indeks propertis. Oleh sebab itu, analisis kestabilan lereng telah dilakukan menggunakn SLOPE/W2004 untuk mengevaluasi kestabilan lereng secara keseluruhan. Termasuk, ground penetration radar (GPR) telah dilakukan untuk mendeteksi itensitas penyebaran retakan dan rongga yang terdapat di bawah permukaan shotcrete terutama sepanjang 3 garis survei. Sebagai tambahan, perbandingan tingkat pelapukan dan kadar erosi terhadap batuan yang terletak dibawah dan diatas shotcrete telah dilakukan untuk mengabungkan dan mengevaluasi kekuatan shotcrete. Dari hasil penelitian yang didapat, geomorfologi lereng, litologi, breksi tuf mengandung kekar dan retakan yang intensif, dan didapati tingkat pelapukan merupakan faktor yang mengontrol kestabilan lereng. Lagipula, lereng di area ini dalam keadaan cukup stabil dengan mempertimbangkan keadaan saat ini yang mana faktor keamanan lereng (Fs) adalah 1,643. Permukaan yang berpotensi untuk mengalami longsor terletak pada kedalaman 8m disepanjang bagian depan pelapukan, di area kontak antara pasir lanauan dan breksi tuf, dengan materi longsor sebesar 320,64 m3. Dengan kata lain, penyebaran retakan dan kekar ditemukan pada kedalaman 0,6 – 0,8m dibawah permukaan shotcrete. Bagian shotcrete yang mengalami kerusakan terletak di sepanjang saluran irigasi adalah merupakan faktor yang menyebabkan peningkatan kadar infiltrasi air yang menyebabkan tingkat pelapukan dan erosi dalam ke material batuan. Tambahan pula, tingkat pelapukan dan intensitas hujan adalah faktor yang mengontrol dan memicu kestabilan lereng untuk jangka panjang. Secara keseluruhan, lereng masih dalam keadaan stabil dengan mempertimbangkan keadaan saat ini yang mana geomorfologi dan kekar-kekar dan retakan yang intensif breksi tuf merupakan faktor yang mengontrol. Tambahan pula, shotcrete masih dalam keadaan yang masih utuh dan melindungi permukaan lereng dari proses erosi dan mengurangi tingkat pelapukan. Untuk penilaian jangka panjang, intensitas kekar dan retakan terhadap batuan dan juga tingkat pelapukan merupakan faktor yang penting dalam mempengaruhi kestabilan lereng. Akhir kata, pemfokusan kerja-kerja penyelenggaraan terhadap kestabilan lereng adalah pada kekuatan shotcrete dan sistem drainase di atas permukaan atau di bawah permukaan shotcrete untuk memastikan lereng stabil untuk jangka waktu yang panjang.

The stability of a cut slope on Tuffaceous Breccia bedrock covered by shotcrete at km8.5 along Kalibawang Irrigation Channel has been threatened by intensive fractures and/or cavities in the rock as well as the partial damages on the shotcrete. Moreover, the existing drainage ditches and drainage holes are clogged. Therefore, this research was initiated and conducted with three main purposes such as (1) to figure out how geological conditions control the present and long term stability of the slope; (2) to evaluate the overall stability of the slope with respect to its existing conditions of the shotcrete as well as slope’s geometry; (3) to define an appropriate recommendation giving a procedure of maintenance or reparation work on the existing slope protection, shotcrete, as well as slope stability. Engineering geological mapping as well as geotechnical investigation such as drilling, hand auger sampling and cone penetration testing were conducted in order to understand how geological conditions control the stability of the slope. The samples were sent to the geotechnical laboratory to investigate the required engineering properties including shear strength parameters and index properties. Accordingly, slope stability analysis by using SLOPE/W2004 was made to evaluate the overall stability of the slope. Furthermore, Ground Penetration Radar (GPR) was utilized to detect the intensity as well as the distribution of fractures and/or cavities underneath the shotcrete especially along the three main survey lines. Additionally, the comparison of grade of weathering and rate of erosion on the rock underneath and outside the shotcrete was carried out to integrate and evaluate the effectiveness of shotcrete in term of slope surface cover. As a result, slope geomorphology, lithology, Tuffaceous Breccia composing of intensive joints and fractures, and grade of weathering were found to be the controlling factors on slope stability. Moreover, the slope is quite stable with respect to its existing conditions that the safety factor was found at 1.643. The potential slip surface is located at 8m depth along the weathering front, the contact between Silty Sand and Tuffaceous Breccia, while the sliding material is about 320.64m3. On the other hand, the distributions of fractures and/or cavities were found at shallow depth (0.6 to 0.8m) underneath the shotcrete. The damaged parts on the shotcrete and along the drainage ditches are the factors inducing high water infiltration leading to high grade weathering and internal erosion on rock materials. Moreover, the grade of weathering and intensity of rainfall are the significant factors controlling and triggering the long term stability of the slope. To sum up, the slope is still stable with respect to its existing conditions while the geomorphology and intensive jointed and fractured Tuffaceous Breccia are the controlling factors. Moreover, the shotcrete is still effective in terms of slope surface cover as it protects surface erosion and reduces the grade of weathering on rock. In long term consideration, the intensity of joints and fractures in rock as well as the grade of weathering are the most significant factors influencing its stability. Last but not least, the slope maintenance work is suggested to focus on shotcrete performance and surface/subsurface drainage systems in order to assure the long term stability of the slope.

Kata Kunci : Lereng dipotong, Shotcrete, GRP, Retakan, Pola rongga, Kestabilan lereng, Cut Slope, Shotcrete, GPR, Fractures and/or Cavities Pattern, Overall Stability