Jurnal TA

PERHITUNGAN KESTABILAN LERENG PADA SITE PT. SIRIH MAS PRATAMA DESA JONGGON KECAMATAN LOAKULUKABUPATEN KUTAI KARTANEGARAPROVINSI KALIMANTAN TIMUR

SARI

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.Analisis kestabilan lereng dilakukan untuk menentukan faktor aman dari bidang longsor yang potensial, yaitu dengan menghitung besarnya kekuatan geser untuk mempertahankan kestabilan lereng dan menghitung kekuatan geser yang menyebabkan kelongsoran kemudian keduanya dibandingkan. Dari perbandingan yang ada didapat nilai Faktor Keamanan yang merupakan nilai kestabilan lereng yang dinyatakan dalam angka.Hasil pengukuran muka air tanah pada titik GT-01 adalah 19.5 meter dan GT-02 adalah 28.5 meter. Dimensi overall slope untuk GT-01 tinggi 6 meter dengan nilai FK = 1.281, tinggi 10 meter dengan nilai FK 1.291. Dimensi overall slope untuk GT-02 tinggi 6 meter dengan nilai FK = 1.291 dan tinggi 10 meter dengan nilai FK = 1.387.

Kata Kunci: kestabilan, lereng, Faktor keamanan, penambangan batubara, ,overall slope, muka air tanah,kuat geser.

1. 1

PENDAHULUAN

Latar BelakangPermukaan tanah tidak selalu membentuk bidang datar atau mempunyai perbedaan elevasi antara tempat yang satu dengan yang lain sehingga membentuk suatu lereng (slope). Lereng merupakan suatu kondisi topografi yang banyak dijumpai pada berbagai pekerjaan konstruksi sipil. Lereng dapat terjadi secara alami maupun sengaja dibuat oleh manusia dengan tujuan tertentu. Longsoran merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi pada lereng- lereng alami maupun buatan. Kelongsoran lereng kebanyakan terjadi pada saat musim peng-hujan. Itu terjadi akibat peningkatan tekanan air pori pada lereng. Hal ini berakibat pada terjadinya penurunan kuat geser tanah (c) dan sudut geser dalam () yang selanjutnya menyebabkan kelongsoran.Analisis stabilitas lereng mempunyai peran yang sangat penting pada perencanaan konstruksi-konstruksi sipil. Lereng yang tidak stabil sangatlah berbahaya terhadap lingkungan sekitarnya, oleh sebab itu analisis stabilitas lereng sangat diperlukan. Ukuran kestabilan lereng diketahui dengan meng-hitung besarnya faktor keamanan.

Tujuan Penelitian Memberikan gambaran dan menghitung faktor keamanan lereng dalam kondisi tak jenuh (drained) dan dalam kondisi jenuh (undrained). Mengetahui sudut lereng, baik single slope maupun overall slope.

Batasan MasalahAnalisis kestabilan lereng tidak mudah dilakukan karena terdapat banyak faktor yang sangat berpengaruh seperti sifat fisik dan mekanik tanah itu sendiri, pengaruh getaran, pengaruh infiltrasi air hujan dan lain-lain, sehingga penulis membatasi penelitian ini sebagai berikut: Pengukuran muka air tanah. Nilai faktor keamanan (FK) minimum yaitu 1,2.

Rumusan Masalah Disinilah ruang linkup permasalahan yang menarik untuk dikaji. Dengan demikian permasalahan-permasalahan yang timbul adalah :Bagaimana kestabilan lereng pada PT. Sirih Mas Pratama?LANDASAN TEORITinjauan UmumKestabilan dari suatu jenjang individual dikontrol oleh kondisi geologi daerah setempat, bentuk keseluruhan lereng pada daerah tersebut, kondisi air tanah setempat, dan juga oleh teknik penggalian yang digunakan dalam pembuatan lereng.Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan suatu lereng batuan adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini merupakan perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap stabil, dengan gaya penggerak yang menyebabkan terjadinya longsor (Fellenius and Brook). Secara matematis faktor kestabilan lereng dinyatakan sebagai berikut :F= R / FpDimana :F = faktor kestabilan lerengR = gaya penahan, berupa resultan gaya-gaya yang membuat lereng tetap stabilFp = gaya penggerak, berupa resultan gaya-gaya yang menyebabkan lereng longsorPada keadaan :F > 1,2= lereng dalam keadaan stabilF = 1,2= lereng dalam keadaan pseimbang (akan longsor)F < 1,2= lereng dalam keadaan tidak stabil.

Tabel 1. Klasifikasi faktor keamanan menurut Sosrodarsono

Nilai FkKeadaan Lereng

< 1.0Tidak Mantap

1,0 1,2Kemantapan diragukan

1,3 1,4Memuaskan untuk pemotongan dan penimbunan

1,5 1,7Mantap untuk bendungan

Sumber : mekanika tanah dan teknik pondasi oleh suyonu Sosrodarsono

Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan lerengKemantapan suatu lereng dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain :1. Geometri Lereng yang terdiri dari kemiringan dan ketinggian sangat mempengaruhi kemantapan suatu lereng. Semakin besar kemiringan dan ketinggian lereng, maka kemantapannya semakin berkurang.2. Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah : Bobot isi batuan, Semakin besar bobot isi suatu batuan, maka gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor juga semakin besar. Porositas batuan, Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga memperkecil kestabilan lereng. Kekuatan batuan biasanya dinyatakan dengan kuat tekan (confined and unconfined compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat geser (shear strength). Batuan yang mempunyai kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser besar akan lebih stabil (tidak mudah longsor).Kuat geser batuan dapat dinyatakan sebagai berikut : = C + (- ) tan dimana : = kuat geser batuan (ton/m2)C = kohesi (ton/m2) = tegangan normal (ton/m2) = sudut geser dalam (angle of internal friction) Sudut geser dalam, Semakin besar sudut geser dalam, maka kuat geser batuan juga akan semakin besar. Dengan demikian batuan (lereng) akan lebih stabil.3. Struktur geologi dan karakteristiknya.Struktur geologi yang mempengaruhi kemantapan lereng antara lain : sesar (fault), kekar (joint), lipatan (fold), bidang perlipatan (bedding plane), dan rekahan (crack). Struktur geologi tersebut merupakan bidang-bidang lemah dan sekaligus sebagai tempat merembesnya air dan dapat menyebabkan terjadinya tension crack yang menyebabkan batuan menjadi mudah longsor. 4. Keadaan hidrologi dan hidrogeologi pada lereng tersebut.Keberadaan air, terutama air tanah (groundwater) sangat mempengaruhi kemantapan suatu lereng, karena air tanah tersebut memiliki tekanan yang dikenal dengan tekanan air pori (pore water pressure) yang dapat menimbulkan gaya angkat (uplift force) yang sangat berpengaruh pada terjadinya longsor karena menurunkan kekuatan geser.5. Pelapukan Pelapukan sangat mempengaruhi kemantapan lereng. Temperatur yang cepat berubah dalam waktu yang singkat akan mempercepat proses pelapukan batuan. Untuk daerah tropis pelapukan terjadi lebih cepat. Oleh karena itu, singkapan batuan pada lereng tropis akan lebih cepat lapuk dan ini menyebabkan lereng mudah longsor.6. Gaya dari luarGaya-gaya dari luar yang dapat mempengaruhi (mengurangi) kestabilan suatu lereng adalah : Getaran yang diakibatkan oleh gempa, peledakan dan pemakaian alat-alat mekanis yang berat didekat lereng. Pemotongan dasar (toe) lereng. Penebangan pohon-pohon pelindung lereng.

Klasifikasi Longsoran BatuanBerdasarkan proses longsornya, longsoran batuan dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu :1. Longsoran BidangLongsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang dianggap rata.Bidang luncur tersebut dapat berupa sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan batuan. Syarat-syarat terjadinya longsoran bidang adalah : Terdapatnya bidang luncur bebas (daylight), berarti kemiringan bidang luncur harus lebih kecil daripada kemiringan lereng. Arah bidang luncur sejajar atau mendekati sejajar dengan arah lereng (maksimum berbeda 20o). Kemiringan bidang luncur lebih besar daripada sudut geser dalam batuannya. Terdapat bidang bebas (tidak terdapat gaya penahan) pada kedua sisi longsoran.

Gambar 1. Longsoran Bidang (disadur dari Hoek & Bray, 1981)2. Longsoran bajiLongsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika terdapat lebih dari satu bidang lemah yang bebas dan saling berpotongan.Sudut perpotongan antara bidang lemah tersebut harus lebih besar dari sudut geser dalam batuannya.Bidang lemah ini dapat beupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan.Longsoran baji tersebut akan terjadi bila memenuhi syarat sebagai berikut : kemiringan lereng lebih besar daripada kemiringan garis potong kedua bidang lemah ((fi>i). sudut garis potong kedua bidang lemah lebih besar dari pada sudut geser dalamnya ((fi>).

Gambar 2. Longsoran Baji (disadur dari Hoek & Bray, 1981)3.Longsoran busurLongsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang berupa busur disebut longsoran busur.Longsoran busur hanya terjadi pada tanah atau material yang bersifat seperti tanah. Antara partikel tanah tidak terikat satu sama lain. Dengan demikian, longsoran busur juga dapat terjadi pada batuan yang sangat lapuk serta banyak mengandung bidang lemah maupun tumpukan (timbunan) batuan hancur.

Gambar 3. Longsoran Busur (disadur dari Hoek & Bray, 1981)4. Longsoran gulingLongsoran guling akan terjadi pada suatu lereng batuan yang acak kemiringannya berlawanan dengan kemiringan bidang-bidang lemahnya. Keadaan tersebut dapat digambarkan dengan balok-balok yang diletakkan diatas sebuah bidang miring. Berdasarkan bentuk dan proses menggulingnya, maka longsoran guling dibedakan menjadi tiga, yaitu : Longsoran guling setelah mengalami benturan (flexural toppling). Longsoran guling yang berupa blok (balok-balok). Gambaran kedua longsoran diatas (block-flexural).

Gambar 4. Longsoran Guling (disadur dari Hoek & Bray, 1981)

HASIL DAN PEMBAHASAN

LitologiLitologi daerah penyelidikan terdiri dari perulangan batupasir kuarsa dengan sisipan batulempung, batulanau, batulempung karbonan, batugamping, serpih dan batubara. Berdasarkan variasi dan ciri litologi maka daerah penyelidikan masuk dalam Formasi Pulau Balang, Formasi Balikpapan.

Pemetaan Geologi Permukaan (Keadaan Endapan)Berdasarkan pengukuran arah perlapisan ( strike) dan kemiringan lapisan (dip) yang diukur dari data hasil survey permukaan dan data korelasi batuan batubara hasil pemboran maka Arah umum perlapisan batuan dan batubara relatif UtaraSelatan dengan arah Strike N 16oE dengan kemiringan antara 5o16o.RQDRQD (Rock Quality Designation) yaitu persen Inti bor yng diperoleh dan hanya dihitung untuk inti bor yang memiliki panjang 10 cm atau lebih. Kualitas batuan dilihat dari retakan atau tidak ada retakan batuan tersebut. Makin sedikit retakan pada batuan maka makin bagus persen batuan tersebut. Kualitas batuan berdasarkan RQD 0-25% sangat buruk, 26-50% buruk, 51-75% sedang, 76-90% baik, 91-100% sangat baik. Untuk hasil persen batuan dapat dilihat dilampiran log pemboran.

Pemboran EksplorasiKegiatan pemboran eksplorasi pertama telah dilakukan pada Juli 2011 dengan menggunakan mesin bor Power rig dan Jacro 175 kemampuan mesin ini dalam melakukan pemboran sampai kedalaman 80 meter. Jumlah lubang bor yang dikerjakan pada saat itu adalah 26 titik bor dan 2 titik bor geotek, sehingga total kedalaman 1576 m.

Kajian Parameter BatuanTabel 2. Tabel Conto / Sample BatuanNo.BorDepth (m)Litologi

1GT-017,5 7,8Soil

7,8 7,9Soil

2GT-0114,0 14,3Batulanau

14,3 14,4Batulanau


21,3 21,3Batulanau


28,8 28,9Batulanau

5GT-0134,5 34,8Batulempung

34,8 34,9Batulempung



7GT-0148,0 48,3Batupasir

48,3 48,4Batupasir

No.BorDepth (m)Litologi

1GT-027,0 7,3Soil

7,3 7,4Soil




21,3 21,3Batulanau


28,8 28,9Batulanau






48,8 48,9Batulanau

Jenis uji yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut :1. Uji sifat fisik (Physical Properties Test)Uji sifat fisik dilakukan untuk mendapatkan parameter sifat fisik batuan yaitu bobot isi asli, bobot isi jenuh, dan bobot isi kering. Standar uji :Suggested methods for determing water content, porosity, density, absorption and related properties, Part 1, ISRM Committee on Laboratory Tests, Document No.2, First Revision, Desember 1977. Published by International Journal of Rocks Mechanic & Mining Science & Geomechanics Abstarcts, Vol. No.2. Page 141-156, 1979. Uji sifat fisik berupa densitas telah dilakukan pada titik bor GT-01 dan GT-02.2. Uji Direct Shear (Uji Geser Langsung)Uji geser langsung dapat dilakukan untuk mendapatkan parameter kohesi puncauk (Cpuncak), sudut geser dalam puncak (puncak), kohesi semu (Csemu), dan sudut geser dalam sisa (sisa).Standart uji : suggested methods for laboratory determination of direct shear strenght, part 2, ISRM committee on laboratory test, document no.1, final draft, Februari 1974, dipublikasikan rock characterization testing and monitoring, ISRM suggested methods, E.T. Brown, editor, pergamon press, oxford, 1981.Uji Direct Shear telah dilakukan pada conto core batuan pada titik bor GT-01 dan GT-02.

Pengamatan Muka Air TanahSelama kegiatan pemboran inti dimasing-masing hole dilaksanakan pula pengamatan muka air tanah (MAT), pelaksanaan pengamatan m.a.t dilakukan setelah pemboran geotek, hal ini dimaksudkan untuk mengatehui permukaan air tanah.Pengamatan m.a.t ini dilakukan untuk menentukan lapisan batuan yang berpotensi sebagai aquifer, adapun hasilnya adalah seperti Tabel 4.5.Tabel 3. Kedudukam muka air tanah pemboran geoteknikHoleKedudukan M.A.TLokasi

(m)

GT-0119.5High Wall

GT-0228.5High Wall

Hasil laboratoriumAnalisis kemantapan lereng digunakan untuk merancang dimensi lereng penambangan yang stabil berdasarkan dengan sample yang telah dilaboratorium.Tabel 4. Hasil LaboratoriumNo. Titik DepthBerat Kohesi Sudut Geser

BorIsi JenuhResidualDalam

(m)(kN/m3)(kN/m3)(o)

1GT-017.5 - 7.92.210.8818.06

2GT-0114.0 - 14.42.2660.7521.55

3GT-0121.0 - 21.42.3531.2121.64

4GT-0128.5 - 28.92.3430.4534.44

5GT-0135.5 - 35.92.2961.4517.3

6GT-0142.0 - 42.42.3361.0221.59

7GT-0148.5 - 48.92.3751.4421.62

8Gt-027.0 -7.42.2811.5413.99

9Gt-0213.5 - 13.92.1790.6825.54

10Gt-0221.0 -21.42.3721.7122.58

11Gt-0228.5 -28.92.4031.0324.55

12Gt-0235.0 - 35.42.3610.5628.36

13Gt-0242.0 - 42.42.4190.6520.47

14Gt-0248.8 - 48.92.3140.7527.49

Pemodelan Lereng TunggalPemodelan lereng tunggal dilakukan untuk mendapatkan faktor keamanan semua material yang menjadi bagian dari lereng keseluruhan. Perhitungan dilakukan untuk berbagai variasi tinggi lereng, lebar lereng (berm) dan sudut kemiringan/slope.1. Tinggi LerengTinggi lereng pada desain slope yang dipakai adalah 10 m dan 6 m berdasarkan hasil permodelan slope, karena apabila terlalu tinggi maka kemungkinan longsor akan semakin besar, sehingga pada tinggi 10 atau 6 akan dibuat berm.2. Lebar Lereng (berm) merupakan timbunan batuan atau tanah yang digunakan untuk menahan berat tanah atau batuan pada kaki lereng. Berm biasanya digunakan dalam masalah keruntuhan yang dalam, biasanya terjadi pada tanah kohesif seperti lempung, lanau dan batupasir. Dalam pemodelan lereng tunggal berm standart yang digunakan pada tinggi 10 m adalah 5 m dan pada tinggi 6 m adalah 3 m atau tergantung pada jenis materialnya.3. Sudut kemiringan / Slope sangat pengaruh terhadap bahaya kelongsoran. Maka semakin besar derajat kemiringan lereng maka akan semakin menurunkan angka keamanan lereng, yang artinya lereng tersebut berpotensi untuk terjadinya longsor.

Pemodelan Lereng Keseluruhan (Overall Slope)Pemodelan lereng keseluruhan dilakukan untuk mendapatkan faktor keamanan semua material yang menjadi bagian dari lereng keseluruhan. Perhitungan dilakukan mengacu pada susunan dari lereng-lereng tunggal yang telah dianalisa sebelumnya.Hasil uji coba pemodelan lereng keseluruhan tersebut memberikan nilai faktor keamanan pada gambar dan tabel sebagai berikut :

1. Permodelan dengan dimensi tinggi perlereng tunggal 6 m adalah sebagai berikut: Sudut perlereng adalah 40o, untuk elevasi 20 m -14 m adalah 50o.Untuk lebar berm adalah 3 m.Sudut lereng overal slope adalah 30o dan FK 1.281

Gambar 5. Rekomendasi Overall slope GT-01 dengan tinggi 6 m2. Permodelan dengan dimensi tinggi perlereng tunggal 10 m adalah sebagai berikut: Sudut perlereng adalah 35o(elv 38m dan -2m), 40o (elv 28m dan 18m), 50o (elv 8m), untuk elevasi 20 m -14 m adalah 50o. Untuk lebar berm perslope adalah 5 m(elv 38, 28, 18m), 15m (elv15m), 20m (elv -2m) Sudut lereng overal slope adalah 35o dan FK 1.291

Gambar 6. Rekomendasi Overall slope GT-01dengan tinggi 10 m3. Permodelan dengan dimensi tinggi perlereng tunggal 6 m adalah sebagai berikut: Sudut perlereng adalah 40o (elv 47,41,5m), 50o (elv 35,23,17m), 60o (elv29o) , 30o (elv 11m). Untuk lebar berm adalah 3m (elv.47, 41, 35, 29, 23, 17 m), 10m (elv 11m), 6m (elv 5m). Sudut lereng overal slope adalah 31o dan FK 1.291

Gambar 7. Rekomendasi Overall slope GT-02 dengan tinggi 6 m1. Permodelan dengan dimensi tinggi perlereng tunggal 10 m adalah sebagai berikut: Sudut perlereng adalah 30o (elv 47m), 40o (elv 37m), 45o (elv 27 m dan 17m) , 35o (elv 7m). Untuk lebar berm adalah 5m (elv.47, 37, 27, 17m), 10m (elv 7m). Sudut lereng overal slope adalah 29o dan FK 1.387

Gambar 5.5. Rekomendasi Overall slope GT-02 dengan tinggi 10Tabel 5. Hasil perhitungan faktor keamanan lereng keseluruhan (overall slope) berdasarkan data bor geoteknik GT-01 dan GT-02No.BorDimensi Overall SlopeNilai F.K.Keterangan

TinggiBermSudut

1GT-0148 m20 m30o1,281Dimensi single slope di atur dengan tinggi 6 m, berm 4, dengan sudut 40 & 50o

50 m20 m25o1,291Dimensi single slope di atur dengan tinggi 10 m, berm 5, 15, 20 m, dengan sudut 35o, 40o, 50o

2GT-0248 m20 m31o1,291Dimensi single slope di atur dengan tinggi 6 m, berm 3,6, 10m, dengan sudut 30o, 40o, 50o, 60o

50 m 20 m29o1,387Dimensi single slope di atur dengan tinggi 10 m, berm 5, dengan sudut 30o, 35o, 45o

Daftar PustakaAnonim, 1999, Panduan Praktikum Geomorfologi, Lab. Geomorfologi Fakultas Teknik Geologi Pertambangan, Universitas Kutai Kartanegara, Tenggarong.Anonim, 2012, Laporan Geoteknik, PT. Indomining, Sanga-sanga.Gian, Paolo Giani. 1992. Rock Slope Stability Analysis. A.A Balkema, Rotterdam, Brookfield. Hasan, Ngabito., 1986, Geologi Struktur, bahan kuliah VVRI, Ujung Pandang.Hary Christady H., Mekanika Tanah 1 dan 2, Gadjah Mada University, Edisi ke 4, 2007.Hoek, E. and Bray, J.W., !981.Rock Slope Engineering 3rd Ed., The Institution Of Mining and Metallurgy London, Kepmen P dan E No. 555. K/26/M.PE/1995 Pasal 240 242, Tentang Tinggi Jenjeng, Lebar Jenjang, Sudut Jenjang.Made Astawa Rai. 1993. Analisa Kemantapan Lereng : Proyeksi Stereografis dan Metode Grafis, Kursus Geoteknik dan Perencanaan Tambang Terbuka. Sosrodarsoyo Suyuno., 2000. Mekanikan Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta.

Jurnal TA

Documents

Transcript of Jurnal TA