ANALISIS KESTABILAN TANGGUL DITINJAU DARI NILAI …

PROSIDING TPT XXIX PERHAPI 2020

119

ANALISIS KESTABILAN TANGGUL DITINJAU DARI NILAI DAYA DUKUNG TANAH PADA DAERAH PENAMBANGAN BAUKSIT TAYAN KALIMANTAN BARAT

1)Nisrina Zaida Ulfa* dan 2)Pherto Rimos

1) PT ANTAM Tbk, – Unit Bisnis Penambangan Bauksit, Tayan, Indonesia 2) PT ANTAM Tbk, Geomin – Unit Explorasi, Jakarta, Indonesia

*E-mail: [email protected] dan [email protected] ABSTRAK

Pada kegiatan penambangan, faktor-faktor pendukung untuk menunjang keberlangsungan kegiatan penambangan harus selalu diperhatikan. Salah satunya yaitu infrastruktur tambang (sediment pond) yang harus dikaji terkait faktor keamanannya. Umumnya daerah penambangan bauksit UBPB Kalbar berada pada area yang berbukit dan memiliki banyak rawa, sehingga dengan kondisi seperti ini kajian infrastruktur harus sangat diperhatikan dalam proses sirkulasi air yang digunaan pada saat proses pencucian bauksit. Maka dari itu, kestabilan lereng tanggul sediment pond merupakan bagian yang sangat difokuskan pada penelitian ini. Beban yang diterima tanggul, diteruskan sampai ke lapisan tanah di bawahnya. Kemampuan tanggul memikul beban disebut daya dukung tanggul, Besarnya daya dukung dan penurunan pondasi tanggul dapat diketahui dengan melakukan uji DCP dan CBR lalu dilanjutkan dengan pemodelan metode elemen hingga dengan kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb. Dari kedua pengujian tersebut dapat dilihat nilai kekuatan daya dukung tanah pada setiap area tanggul. Tujuan penelitian ini yaitu menganalisis kapasitas daya dukung tanah dan penurunan/settlement pada tanggul kolam sedimen UBPB Kalbar dengan metode elemen hingga dan membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji DCP dan CBR. Analisis tersebut menggunakan data penyelidikan tanah di lapangan dan hasil uji laboratorium.

Hasil dari perhitungan nilai CBR (CBRconversi) yang dikonversi dari data DCP lapangan memperlihatkan hasil yang sesuai dengan keadaan aktual dilapangan. Nilai CBR pada tanggul sediment pond 0,42 – 18,08 % dengan nilai daya dukung tanah (DDT) sebesar 1,77 - 64,66 ton/m2, dengan ground pressure sebesar 43,75 kN/m2, menghasilkan penurunan/settlement tanggul sebesar 0,05-0,15 m. Dengan menggunakan metodologi yang sama, perbandingan dan pemodelan numerik dilakukan pada setiap area tanggul. Dari hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa area tanggul masih dapat menahan beban dari peralatan tambang yang berupa dump truck dan excavator. Namun, nilai tersebut masih sangat bervariasi dan masih memiliki nilai DDT di bawah 2 ton/m2. Oleh karena itu, sangat disarankan untuk dilakukan perkerasan material pada area ini.Hasil dari analisis ini perlu diperkuat dengan adanya pemantauan rutin terhadap area tanggul yang akan dilewati oleh alat berat.

Kata kunci: daya dukung tanah, infrastruktur, CBR, DCP, penurunan

ABSRACT

In mining, there are other factors that needs to be attended during mining process. One of the factors is mining infrastructure (sediment pond) that needs to be tested for its safety. Generally, UBPB Kalbar Bauksit mining site is located on a hilly area with a lot of swamp. In those conditions, more attention is needed on water circulation infrastructure during Bauksit cleaning. The stability of the sediment pond is the main focus of this research. The weight that the embankment receives, passed on to the soil beneath it. The ability of the embankment to hold the weight is called embankment bearing capacity. Embankment bearing capacity and the degradation of the embankment foundation are calculated using DCP and CBR test continued by modelling using Mohr – Coulomb criteria. From the two tests, the value of soil bearing capacity in each embankment is coalculated. The purpose of this research is to analyze the soil bearing capacity capacity and the settlement of the UBPB Kalbar sediment pond using element method and to


120

compare the result with interpretation using DCP and CBR tests result. The analysis is done using field soil data and laboratory test.

Converted CBR calculation from field DCP data shows a matched result with actual field condition. The CBR value in sediment pond embankment at 0.42-18.08% with soil bearing capacity at 1.77 – 64.66 ton/m2 and ground pressure at 43.75 Kn/m2 resulting in 0.05-0.15 m embankment settlement. Using the same methodology, comparison using numeric modelling is done throughout the embankment. The result shown that the embankment area can still sustain the weight from dump trucks and excavators. But the value still varied with soil bearing capacity under 2 tons/m2. That is why it is highly recommended to do a material hardening in this area. The result of this research also needs close observation in embankment areas crossed by heavy equipment

Keywords: soil bearing capacity, infrastructure, CBR, DCP, settlement

A. PENDAHULUAN

Kegiatan pertambangan bauksit di PT. Antam UBPB Kalbar akan dilakukan optimalisasi produksi hingga 2 juta ton/tahun. Optimalisasi produksi tersebut perlu ditunjang dengan berbagai sarana dan prasarana infrastruktur yang tepat dan aman. Salah satu sarana infrastruktur yang diperlukan adalan kolam pengendapan (sediment pond). Kolam pengendapan berfungsi untuk menampung hasil sisa (tailing) dari hasil pencucian material bauksit.

Konstruksi kolam pengendapan erat kaitannya dengan pembuatan tanggul di sekitar area kolam. Tanggul ini dibuat untuk menahan agar air/lumpur di dalam kolam pengendapan tetap ditempat yang disediakan. Dalam proses pembuatan tanggul kolam pengendapan, kajian geoteknik diperlukan untuk meminimalisasi kejadian-kejadian yang tidak diinginkan terhadap kolam pengendapan (longsor, muncul rembesan air, dsb). Hal yang menjadi perhatian dalam kajian geoteknik tanggul khususnya pada kegiatan pertambangan bauksit adalah kondisi material dan morfologi daerah sekitar. Kondisi material di area pertambangan sebagian besar terdiri atas material lunak yang berupa overburden dan ore dengan nilai UCS (Uniaxial Compressive Strength) berkisar antara 0.038 s.d. 0.069 MPa. Kondisi morfologi daearh pertambangan bauksit PT. Antam UBPB Kalbar merupakan daerah perbukitan bergelombang yang didominasi oleh rawa.

Berdasarkan ilustrasi kondisi material dan morfologi tersebut, kemanan tanggul pada kolam pengendapan merupakan hal yang sangat signifikan terhadap kelancaran operasional pertambangan. Pada kajian ini, kestabilan tanggul kolam pengendapan dalam menjadi fokus utama dalam pembahasan. Daya dukung material tanggul dan lapisan dasar kolam pengendapan dan/atau tanggul akan diinvestigasi terkait dengan pembebangan peralatan tambang yang digunakan di PT. Antam UBPB Kalbar. Kajian ini dilakukan dengan analisis daya dukung material dari hasil pengujian Dynamic Cone Penetrometer (DCP) dan California Bearing Ratio (CBR) laboratorium serta pemodelan numerik untuk mengetahui perpindahan vertikal (vertical displacement/settlement) dari tanggul eksisting terhadap pembeban peralatan tambang yang digunakan.

B. METODOLOGI PENELITIAN

B.1. Metode Pengumpulan Data

Penelitian dilakukan pada bulan Februari – Mei 2019 pada area tanggul kolam pengendapan di PT Antam Tbk UBPB Kalbar. Penelitian dilakukan dengan melakukan pengumpulan data (data collecting) baik secara primer maupun sekunder. Data primer yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari hasil pengujian lapangan dengan DCP, pengujian laboratorium mekanika tanah yang berupa sifat fisik, geser langsung, Standard Proctor Test, dan CBR. Parameter propertis material yang


121

didapatkan dari hasil uji laboratorium adalah berat isi kering (γdry), berat isi basah (γsat), kohesi (c), sudut geser dalam (Ø), berat isi kering maksimum (γdmax), specific gravity dan angka pori (e). Pengujian laboratorium dilakukan pada sampel tidak terganggu (undisturbed sampel). Lokasi pengambilan sampel dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel dan Pengujian DCP

Data sekunder pada penelitian ini adalah data hasil pengujian CPT (Cone penetration test) pada tahun 2012 yang telah dilengkapi dengan drill log deskripsi stratigrafi lokasi rawa. Deskripsi statigrafi dimaksudkan untuk memberikan ilustrasi kondisi material penyusun dasar kolam pengendapan dan/atau tanggul. Stratigrafi material dibawah kolam pengendapan dan/atau tanggul adalah sebagai berikut:

- Lapisan paling atas dari kedalaman 0 m hingga 10 m merupakan lapisan gambut lempungan banyak humus dan terdapat sisa-sisa daun dan tumbuhan lepas. Konsistensi tanah ini termasuk sangat lunak, dimana nilai NSPT = 0

- Di bawah lapisan gambut lempungan ini terdapat lapisan lanau lempungan dengan konsistensi sedang – kenyal setebal 2 m. Nilai NSPT rata-rata lapisan tanah ini adalah NSPT = 10.

- Lapisan berikutnya merupakan lapisan lanau lempungan dengan konsistensi teguh – keras setebal 3 m. Nilai SPT untuk lapisan tanah ini rata-rata sebesar, NSPT = 31

- Lapisan paling bawah merupakan lapisan pasir lanauan dengan densitas sangat padat yang ditunjukkan dengan nilai NSPT > 60.

B.2. Analisis Daya Dukung Tanah

Kapasitas nilai daya dukung dari suatu material didasarkan pada karakteristik material dan dapat dipertimbangkan terhadap kriteria penurunan akibat ground pressure bangunan atau alat mekanis. Pengambilan data yang dilakukan pada kajian geoteknik ini yaitu data Dynamic Cone Penetration (DCP) dan California Bearing Ratio (CBR).

Pengujian Pengujian DCP dilakukan dengan cara melakukan penetrasi pada tanah yang diuji, ujung konus DCP dimasukan ke dalam tanah dengan cara ditumbuk yaitu menjatuhkan beban penumbuk setinggi jarak jatuh 575 mm pada batang DCP. Tumbukan dilakukan beberapa kali sampai kedalaman yang diinginkan, dengan maksimal kedalaman 1000 mm. Nilai DCP dihitung (mm/tumbukan). Pengujian DCP ini dapat memperlihatkan tingkat kepadatan yang berbeda-beda masing-masing lapisan.


122

Gambar 2. Skema Alat DCP

Secara umum, analisis daya dukung dilakukan dengan mengkorelasikan nilai CBR menjadi daya dukung tanah, meskipun dapat pula ditentukan langsung. Untuk mengkonversi nilai CBR tersebut, dapat digunakan dua cara, yaitu: a. Perhitungan dengan rumus USAE (United States Army Engineer)

Konversi dari nilai persentase CBR menjadi nilai daya dukung tanah dirumuskan melalui persamaan berikut:

𝐷𝐷𝑇 = 1,6649 + 4,3592𝐿𝑜𝑔𝐶𝐵𝑅 (1)

Keterangan : DDT: Daya Dukung Tanah (kg/cm2) CBR: California Bearing Ratio (%) b. Grafik Standar Konstruksi Bangunan Indonesia (SKBI) Daya dukung tanah dasar ditetapkan melalui sebuah grafik korelasi dilihat dari Gambar 3. Nilai CBR dinyatakan secara logaritmis sedangkan nilai daya dukung tanah dinyatakan secara linear. Nilai daya dukung dinyatakan dalam satuan kg/cm2.

Gambar 3. Grafik Korelasi CBR dan DDT (SKBI, 1987)

B.3. Analisis dan Pemodelan Geoteknik

Pemodelan geoteknik pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode elemen hingga (finite element methods) dengan bantuan perangkat lunak Phase2 ver 8.024 dari Rocscience™


123

(Rocscience, 2017). Metode elemen hingga dilakukan dengan menggunakan pendekatan 2 dimensi sehingga model menggunakan pendekatan plane-strain dan plane-stress. Dalam metode elemen hingga, media dianggap sebagai gabungan dari beberapa element berdasarkan prinsip keseimbangan. Pengolahan data dilakukan pada setiap elemen pada model guna mencari deformasi berdasarkan kriteria runtuh batuan yang ditentukan dalam model. Kriteria keruntuhan dalam model yang digunakan adalah kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb. Kondisi model diasumsikan sebagai model dinamik (pseudo-static) dengan menggunakan parameter kegempaan (g = 0,02). Kondisi tanggul menggunakan asumsi kering (tidak ada air di permukaan tanggul), dengan air hanya terdapat pada sisi kolam pengendapan yang berupa tekanan hidrolis (hydraulic pressure) dengan ketinggina air menyesuaikan kondisi eksisting di lapangan.

Kriteria kestabilan lereng mengacu pada KEPMEN ESDM 1827 K/MEM/30/2018 dengan menggunakan analisis dinamik pada lereng tunggal dengan kriteria keparahan longsor rendah. Pada metode elemen di perangkat lunak Phase2 nilai faktor kemanan (FK) dinyatakan dengan metode SRF (Strength Reduction Factor). Perhitungan FK dengan metode SRF menggunakan pendekatan material dalam kondisi plastis sempurna. Arah longsoran dan bentuk longsoran atau deformasi material paling kritis diilustrasikan dengan menggunakan kontur warna. Selain FK/SRF, parameter deformasi juga menjadi parameter yang dilakukan analisis pada penelitian ini. Metode analisis model dilakukan dengan metode back analysis. Metode back analysis dilakukan karena tingkat kepercayaan yang rendah terhadap data sekunder terkait stratigrafi material di bawah permukaan dan propertis material-material tersebut. Kondisi eksisting di lapangan menjadi acuan dalam verifikasi hasil model yang berupa FK dan deformasi (displacement).

C. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam menentukan besar penurunan, daya dukung tanah dan faktor keamanan yang dibutuhkan, perhitungan awal meliputi, penentuan geometri tanggul timbunan yang akan digunakan sesuai dengan kondisi aktual di lapangan, analisa hasil pengujian DCP untuk menghasilkan daya dukung tanah dan pemodelan lapisan tanah menggunakan Metode Elemen Hingga dengan software Phase2 Rocscience untuk mengetahui besar penurunan dan faktor keamanan tanggul sediment pond. C.1 Analisis Daya Dukung Tanggul Sediment Pond

Pada pengujiaan DDT di tanggul Sediment pond dilakukan dua pengambilan data yang berbeda yaitu; (a) pada tanggul yang menjadi penahan dan kontak langsung dengan lumpur dan (b) tanggul yang menjadi jalan alat berat untuk pengambilan lumpur pada saat perawatan. Detail pengambilan data DCP dapat dilihat pada Tabel .

Tabel 1. Rekapitulasi Hasil Pengujian DCP Sediment pond

No Lokasi Indeks Penetration CBR DDT DDT

mm/blow (%) kg/cm2 ton/m2

1 Tanggul jalan kolam 5-6.1 20.66 10.72 6.06 59,64





124


mm/blow (%) kg/cm2 ton/m2











15 Tanggul Jalan kolam 3-4.1 76.67 5.56 4.92 48,42



18 Tanggul Kolam 2.1 36.39 6.27 4.93 48,52

19 Tanggul Kolam 2.2 34.68 6.98 5.09 50,09

20 Tanggul Kolam 2.3 51.65 4.77 4.26 41,92

21 Tanggul Kolam 5.1 147.17 1.42 2.05 20,17

22 Tanggul Kolam 5.2 161.4 1.13 1.75 17,22

23 Tanggul Kolam 5.3 215.25 1.07 1.47 14,46

24 Tanggul Kolam 6.1 129.5 1.91 2.45 24,11

25 Tanggul Kolam 6.2 162.5 1.45 1.94 19,09

26 Tanggul Kolam 6.3 42.67 9.10 5.09 50,09

27 Tanggul Kolam 7.1 352 0.42 0.18 1,77

28 Tanggul Kolam 7.2 129.83 1.34 2.49 24,50

29 Tanggul Kolam 7.3 238 1.00 1.30 12,79

30 Tanggul Kolam 8.1 286.67 0.60 0.71 6,98


125


mm/blow (%) kg/cm2 ton/m2 31 Tanggul Kolam 8.2 124.2 2.66 3.52 34,64

32 Tanggul Kolam 8.3 124 1.77 2.75 27,06

33 Tanggul Kolam 9.1 150.8 1.17 1.86 18,60

34 Tanggul Kolam 9.2 246.67 0.47 0.55 5,41

35 Tanggul Kolam 9.3 386.5 0.45 0.00 0,00

36 Tanggul Kolam 10.1 49.06 7.48 4.89 48,12

37 Tanggul Kolam 10.2 48.41 5.53 4.56 44,87

38 Tanggul Kolam 10.3 50.06 4.94 4.42 43,50

Minimum 17.35 0.42 0.18 1,77

Rata – rata 104.57 5.15 3.71 37.50

Maksimum 386.50 18.08 6.57 64,66

Tabel 1. merupakan hasil rekapitulasi daya dukung tanah dari hasil pengujian CBR (%) yang dikonversi kedalam nilai daya dukung tanah. Semakin tinggi nilai CBR maka semakin tinggi juga nilai DDT nya. Apabila nilai daya dukung tanah lebih tinggi daripada tekanan yang dihasilkan oleh beban diatasnya maka daerah tersebut masih dikatakan aman untuk menahan beban diatasnya.

Tabel 2. Rekapitulasi Hasil Pengujian CBR Sediment pond

No Kode Sampel CBR DDT DDT

(%) kg/cm2, USAE

ton/m2, USAE

1 GT.CBR.TGL.2 9.31 5.89 64.94 2 GT.CBR.TGL.8 13.29 6.57 72.36 3 GT.CBR.TGL.10 14.90 6.78 74.74 4 GT.CBR.TGL.6 7.54 5.49 60.54 5 GT.CBR.TGL.7 12.49 6.45 71.08 6 GT.CBR.TGL.9 16.76 7.01 77.20 7 GT.CBR.TGL.5 14.90 11.05 121.77 8 GT.CBR.RD.3-4 13.97 6.66 73.40 9 GT.CBR.RD.5-6 11.61 6.31 69.55 10 GT.CBR.RD.9-19 7.73 5.54 61.05 11 GT.CBR.RD.10-23 9.31 5.89 64.94 12 GT.CBR.RD.8-9 14.90 6.78 74.74 13 GT.CBR.RD.7-8 14.75 6.76 74.54


126

No Kode Sampel CBR DDT DDT

(%) kg/cm2, USAE

ton/m2, USAE

14 GT.CBR.RD.10-12 14.80 6.77 74.61 15 GT.CBR.RD.13-14 18.81 7.22 79.61 Minimum 7.54 5.49 60.54 Rata – rata 21.47 6.75 74.34 Maksimum 141.90 11.05 121.77

Rekapitulasi hasil pengujian Dynamic Cone Penetration (DCP) pada tanggul di sediment pond memperlihatkan bahwa nilai DDT insitu tanggul memiliki nilai minimum dan maksimum berturut-turut sebesar 1.77 – 64.66 ton/m2 (Tabel ) dan nilai rata-rata sebesar 37.50 ton/m2. Sedangkan beban yang di terima oleh tanggul berupa beban alat berat maksimum yang bekerja pada tanggul di sediment pond yaitu Excavator PC 350 (32,600 kg) dan dump truck HINO (20 ton kosong dan 35 ton bermuatan) pada saat pengerukan lumpur, adapun simulasi yang dilakukan pada saat pengambilan lumpur yaitu satu excavator dan tiga dumptruck HINO dapat dilihat pada perhitungan berikut :

Beban Tanggul = 1 exavator + 3 dump truck = 32,6 ton + (3 x 35) ton = 137.6 ton Luas Area kerja alat berat = Luas kontak excavator + 3 x Luas Dumptruck = (4,6 x 3,19) m2 + 3x (5,4 x 2,4) m2 = 53,55 m2 Tekanan akibat alat berat = Beban / luas kontak alat berat = 137,6 ton / 53,55 m2 = 2,56 ton/m2

Dari simulasi di atas diperoleh nilai beban yang diterima oleh tanggul lebih kecil dari nilai DDT tanggul pada uji DCP insitu, sehingga dapat dikatakan tanggul masih dalam kondisi aman, akan tetapi jika dilihat pada kondisi aktual dan nilai DDT pada area Sediment pond, nilai tersebut masih sangat bervariasi dan masih memiliki nilai DDT di bawah 2 ton/m2. Oleh karena itu, sangat disarankan untuk dilakukan perkerasan material pada area ini.

Berdasarkan hasil pengujian insitu dan laboratorium nilai DDT tanggul sediment pond, maka didapatkan hasil daya dukung tanggul sebagai berikut :

1. Jalan Kolam 3-4 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 45.07 ton/m2 2. Jalan Kolam 5-6 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 60.13 ton/m2 3. Jalan Kolam 7-8 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 62.49 ton/m2 4. Jalan Kolam 8-9 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 42.41 ton/m2 5. Jalan Kolam 9-19 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 35.23 ton/m2 6. Jalan Kolam 10-12 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 51.86 ton/m2 7. Tanggul Kolam 2 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 46.84 ton/m2 8. Tanggul Kolam 5 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 17.32 ton/m2 9. Tanggul Kolam 6 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 31.10 ton/m2 10. Tanggul Kolam 7 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 12.99 ton/m2 11. Tanggul Kolam 8 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 22.93 ton/m2 12. Tanggul Kolam 9 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 7.87 ton/m2


127

13. Tanggul Kolam 10 : aman apabila tidak ada tekanan diatas 45.47 ton/m2 Analisa pengujian CBR dan Proctor pada area tanggul sediment pond dilakukan untuk

mengetahui daya dukung tanah pada area-area tersebut dan juga untuk mengetahui nilai densitas maksimum dan CBR maksimum material timbunan pada tanggul sediment pond. Nilai densitas ini akan digunakan untuk acuan pemadatan material sehingga mencapai nilai daya dukung tanah (DDT) maksimum. Pada Tabel 3, dapat dilihat nilai perbandingan antara natural density (ϒd) dengan densitas maksimum (ϒdmaks) pada uji proctor.

Tabel 3. Rekapitulasi Hasil Pengujian CBR Sediment pond

No Kode Sampel

Kadar Air Densitas Proctor Test

w, (%) ϒn (gr/cm3)

ϒd (gr/cm3) w opt (%) ϒdmax

(gr/cm³) 1 GT.CBR.TGL.2 42,68 1,738 1,218 20,45 1,612 2 GT.CBR.TGL.8 33,69 1,732 1,296 20,38 1,668 3 GT.CBR.TGL.10 42,25 1,801 1,266 21,37 1,625 4 GT.CBR.TGL.6 40,78 1,742 1,238 26,36 1,481 5 GT.CBR.TGL.7 33,63 1,831 1,370 26,46 1,561 6 GT.CBR.TGL.9 31,67 1,782 1,353 26,09 1,475 7 GT.CBR.TGL.5 34,41 1,768 1,316 27,80 1,455 8 GT.CBR.RD.3-4 34,40 1,751 1,303 21,07 1,544 9 GT.CBR.RD.5-6 24,33 1,831 1,473 24,67 1,546 10 GT.CBR.RD.9-19 34,79 1,765 1,309 24,41 1,558 11 GT.CBR.RD.10-23 24,33 1,601 1,288 22,17 1,543 12 GT.CBR.RD.8-9 38,72 1,787 1,288 22,00 1,638 13 GT.CBR.RD.7-8 37,35 1,776 1,293 19,41 1,671 14 GT.CBR.RD.10-12 24,33 1,601 1,288 22,93 1,528 15 GT.CBR.RD.13-14 38,69 1,804 1,301 26,64 1,530

Berdasarkan hasil pengujian laboratorium CBR dan proctor didapatkanlah hasil seperti Tabel 3 dimana nilai berat jenis aktual (ϒd )masih kecil dibandingan kepadatan maksimum (ϒdmax ) sehingga perlu dilakukan pemadatan kembali pada area tanggul kolam sedimen. Dari dua parameter tersebut dapat dilihat bahwa untuk mencapai DDT maksimum harus dilakukan pemadatan dengan menaikan nilai densitas material dan mengurangi kadar air dengan acuan nilai dari uji proctor. Perhitungan tinggi perkerasan dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Tebal perkerasan (h)= 4!"#$%'!(

(2)

Rumus di atas digunakan sesuai dari laporan geoteknik tayan tahun 2000 yang dibuat oleh PT Geosains, adapun rumus ini perlu dikaji kembali terkait karakteristik material yang terdapat di Tayan.

Tabel 4. Rekapitulasi tinggi perkerasan material Sediment pond

Lokasi Tebal Perkerasan (cm)

CBR Lab (%)

DDT Lab (kg/cm2)

Jalan kolam 3-4 3.21 14 6.67 Jalan kolam 5-6 3.88 11.6 6.31


128

Lokasi Tebal Perkerasan (cm)

CBR Lab (%)

DDT Lab (kg/cm2)

Jalan kolam 7-8 3.06 14.7 6.76 Jalan kolam 8-9 3.02 14.9 6.78 Jalan kolam 9-19 5.84 7.7 5.53 Jalan kolam 10-12 4.84 9.3 5.89 Tanggul kolam 2 4.84 9.3 5.89 Tanggul kolam 5 3.02 14.9 6.78 Tanggul kolam 6 5.97 7.54 5.49 Tanggul kolam 7 3.60 12.49 6.45 Tanggul kolam 8 3.39 13.28 6.57 Tanggul kolam 9 2.69 16.75 7.00 Tanggul kolam 10 3.02 14.89 6.78

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa pada daerah tanggul Sediment pond perlu dilakukan perkerasan dengan rata-rata ketebalan perkerasan setebal 3 cm, perhitungan pada Tabel 4 merupakan perhitungan tebal perkerasan lapisan lentur bagian atas yang umumnya lapisan perkerasan utama jalan. Perkerasan landasan ini dilakukan agar dapat mencapai daya dukung tanah maksimum.

C.2 Analisis Menggunakan Metode Finite Element

Pendekatan yang digunakan untuk melakukan analisis kestabilan tanggul ini menggunakan dua penedekatan, yaitu (a) pendekatan dengan menggunakan data primer, yaitu data yang berdasarkan hasil pengujian di lapangan juga laboratorium dan (b) pendekatan dengan menggunakan data sekunder, data yang diambil dari data yang dimiliki PT. Antam UBPB Kalbar tahun 2012. Adapaun pendekatan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1) Material yang digunakan pada dasar sediment pond atau rawa menggunakan data uji laboratorium

tahun 2012 di Universitas Tanjung Pura, Pontianak. Dengan asumsi memiliki 4 litologi (gambut lempung, lanau lempung 1, lanau lempung 2 dan pasiran) dapat dilihat dari Tabel 5.

Tabel 5. Material Properties Tahun 2012

Lapisan Material Kohesi (kpa)

Sudut Geser Dalam (deg)

Modulus Deformasi (Gpa)

Bobot Isi (kN/m3)

4 Gambut Lempung 8.43 2.32 1.00 18.48

3 Lanau-Lempung 1 2.45 0.66 1.00 10.96

2 Lanau-Lempung 2 22.90 4.39 1.00 15.27

1 Pasiran 3.58 1.09 1.00 15.13


129

2) Litologi lapisan bawah tanggul dan elevasi tidak diketahui secara detail pada laporan tahun 2012, sehingga diasumsikan lapisan bawah tanggul berada di daerah sediment pond. Skema lapisan dibawah tanggul beserta jenis material dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Profil dasar tanggul Sediment pond

3) Air pada kolam sediment pond diasumsikan setinggi 5 meter. 4) Material lumpur diasumsikan sebagai material fluid yang menghasilkan tekanan pada dinding

tanggul bagian dalam. Nilai tersebut didefinisikan sebagai tekanan air (ponded water load). 5) Input material properties dasar tanggul disimulasikan dengan membuat faktor pengali terhadap

material asli (back analysis).

Pada simulasi tanggul yang menggunakan material dengan data sekunder (tahun 2012) diperoleh hasil simulasi dengan nilai faktor keamanan < 1 (longsor) hasil ini bertolak belakang dengan keadaan aktual di lapangan dimana tanggul berada dalam kondisi aman. Oleh karena itu dilakukan back analysis dengan mengalikan material properties dengan faktor pengali 1.5x – 3.5x. Faktor pengali diterapkan untuk memperoleh hasil simulasi tanggul dalam keadaan aman (FK > 1) dan untuk mendapatkan material yang lebih kuat. Sebagai tambahan, hasil pemodelan tanggul secara lengkap dapat dilihat pada hasil rekapitulasi nilai faktor keamanan (FK) pada Tabel 7.

Tabel 7. Rekapitulasi Faktor Keamanan Pada Tanggul Sediment Pond Dengan Menggunakan Data

Sekunder 2012

No. Section Faktor Keamanan (FK) Total

Displacement

MAT PROP X 1

MAT PROP X 1.5

MAT PROP X 2

MAT PROP X 2.5

MAT PROP X 3

MAT PROP X 3.5

1 Tanggul 8 0.7 1.07 - - - - 1.6-1.8 m 2 tanggul 7_2 0.48 0.93 1.22 - - - 2-2.1 m 3 tanggul 7_6 0.7 0.99 1.34 - - - 2.3-3.8 m 4 tanggul 8_10 0.83 1.21 - - - - 3.3-4.2 m 5 tanggul 3_7 0.56 0.84 1.12 - - - 5 m 6 tanggul 4_7 0.51 0.76 1 - - - 5.2-6.3 m 7 tanggul 7_8 0.5 0.75 1 - - - 1.3 m 8 tanggul 8_9 0.62 0.9 1.19 - - - 2.2-2.4 m 9 tanggul 9_10 0.71 1.04 - - - - 2.2-2.7 m 10 tanggul 9_19 0.42 0.68 0.89 1.1 - - 3-3.8 m 11 tanggul 6_8 0.49 0.73 0.96 1.2 - - 3.5 m


130

No. Section Faktor Keamanan (FK) Total

Displacement

MAT PROP X 1

MAT PROP X 1.5

MAT PROP X 2

MAT PROP X 2.5

MAT PROP X 3

MAT PROP X 3.5

12 tanggul 6_9 0.57 0.84 1.06 - - - 4.1-5 m 13 tanggul 5_6 0.68 0.95 1.24 - - - 2.9-3.2 m

14 kolam_9_rawa 0.33 0.5 0.67 0.82 0.98 1.13

2.8-4.3 m

15 kolam_10_jalan 0.81 1.15 - - - -

1.5-1.7 m

16 tanggul 10_12 0.42 1.04 - - - -

1.2-1.3 m

17 tanggul 20_21 0.45 0.71 0.92 1.14 - -

2.7-2.8 m

Hasil simulasi dengan menggunakan data tersebut sebagian besar menghasilkan nilai FK yang

tidak aman (FK<1), dapat dilihat pada Tabel 7. Dapat dilihat bahwa nilai data pada tahun 2012 yang sudah dimasukan faktor pengali (x2) paling mendekati kondisi aktual sehingga asumsi menggunakan data tahun 2012 masih kurang tepat untuk dijadikan data input tanggul. Pada Gambar 5 dan Gambar 6 merupakan contoh hasil simulasi tanggul yang menggunakan data tahun 2012 yang sudah diberi faktor pengali.

Gambar 5. Analisis Tanggul Sediment pond

Dapat dilihat pada Gambar gaya-gaya yang bekerja pada tanggul yang dimasukan kedalam simulasi, adapun gaya yang dipertimbangkan dalam simulasi yaitu, berat beban yang tersebar merata pada tanggul yang diakibatkan oleh alat berat dan gaya tekan akibat dari lumpur (ponded water load).

Gambar 6. Analisis Tanggul Sediment pond dengan ponded load


131

Berdasarkan hasil simulasi yang telah dilakukan menggunakan data tahun 2012 ternyata masih

ada ketidaksesuaian model dengan kondisi eksisting sekarang dikarenakan kurangnya data terupdate dan lengkap yang dimiliki. Berdasarkan perhitungan total displacement aktual yang telah dilakukan pada saat monitoring di lapangan, penurunan/settlement pada area tanggul kolam sedimen berkisar antara 0,05 – 0,15 m. D. KESIMPULAN

a) Hasil analisis DDT berdasarkan pengujian lapangan (DCP) memiliki nilai minimum dan maksimum berturut-turut sebesar 1.77 – 64.66 ton/m2 dan nilai rata-rata sebesar 37.50 ton/m2. Sedangkan tekanan yang dapat diterima oleh tanggul berupa beban alat berat maksimum yang bekerja pada tanggul sebesar 2.56 ton/m2, sehingga tanggul masih dikatakan ama walaupun masih harus dilakukan pemadatan

b) Tanggul sediment pond masih dikatakan aman dan kuat dikarenakan nilai DDT tanggul lebih tinggi dibandingkan tekanan yang diterima tanggul, namun sebaiknya berdasarkan hasil pengujian CBR dan Proctor laboratorium perlu dilakukan perkerasan dengan rata-rata ketebalan perkerasan setebal 3.93 cm

c) Hasil nilai FK dalam penelitian ini yaitu berkisar antara 1 – 1.34 dengan menggunakan data material properties UBPB Kalbar tahun 2012 dengan dikalikan pengalian pada nilai material propertiesnya

d) Deformasi total yang terjadi pada tanggul sediment pond aktual PT Antam UBPB Kalbar pada studi kasus ini yaitu sebesar 0.05 – 0.15 meter.

Daftar Pusataka

Das, Braja M. 1998. Mekanika Tanah, Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Das, Braja M. 1998. Mekanika Tanah, Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Departemen Pekerjaan Umum, 2010. Pedoman Bahan Konstruksi Bangunan Dan Rekayasa Sipil Cara Uji CBR (California Bearing Ratio) Dengan Dynamic Cone Penetrometer (DCP). Jakarta : Kementrian PUPR

Hardiyatmo, H. C., 2012. Mekanika Tanah I. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada. Masykur, Septyanto Kurniawan, 2017. Analisa Pengujian Dynamic Cone Penetrometer (DCP) Untuk

Daya Dukung Tanah Pada Perkerasan Jalan Overlay.Universitas Muhammadiyah Metro: Jurusan Teknik Sipil.

PT. Antam Tbk. 2019. Kajian Geoteknik dan Hidrologi Tayan, Kalimantan Barat. Jakarta : Unit Geomin.

PT. Geosains Naafi’ul Baaqii. 2000. Laporan Penyelidikan Geologi Teknik “Red Mud Pond” Tayan, Kab.Sanggau, Propinsi Kalimantan Barat. Jakarta : PT Antam Tbk.

Sumarna, Tatang. 2015.Pengujian Daya Dukung Lapis Tanah Dasar (Subgrade) Pada Tanah Timbunan Untuk Lapisan Jalan Dengan Alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer). Bandung : Politeknik Negeri Bandung.


132

ANALISIS KESTABILAN TANGGUL DITINJAU DARI NILAI …

Documents

Transcript of ANALISIS KESTABILAN TANGGUL DITINJAU DARI NILAI …