TUGAS AKHIR
ANALISIS KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN METODE JANBUDI CV. PUTRI SURYA PRATAMA NATURAL KECAMATAN
TALAWI SAWAHLUNTO PROVINSI SUMATERA BARAT
OLEH :
BIMA ALDREAN PUTRA NPM : 1510024427027
TEKNIK PERTAMBANGAN
YAYASAN MUHAMMAD YAMIN PADANG
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI (STTIND) PADANG 2020
i
TUGAS AKHIR
ANALISIS KESTABILAN LERENG MENGGUNAKAN METODE JANBU DI CV. PUTRI SURYA PRATAMA NATURAL KECAMATAN
TALAWI SAWAHLUNTO PROVINSI SUMATERA BARAT
Diajukan Kepada Sekolah Tinggi Teknologi Industri Padang untuk Memenuhi Pesyaratan Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Disusun Oleh:
Bima Aldrean Putra 1510024427027
Disetujui:
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Ahmad Fadhly,ST.MT Rizto Salia Zakri,ST.MT
NIDN. 1025119001 NIDN. 0021079202
Ketua Program Studi Ketua STTIND Padang
RiamMarlina A, ST. MT H. Riko Ervil, MT
NIDN. 1027098501 NIDN. 1014057501
ii
Analisis Kestabilan Lereng Menggunakan Metode Janbu Di CV.Putri Surya Pratama Natural Kecamatan Talawi Sawahlunto Sumatera Barat
Nama : Bima Aldrean Putra
NPM : 1510024427027
Dosen Pembimbing 1 : Ahmad Fadhly ST,MT Dosen Pembimbing 2 : Rizto Salia Zakri ST.MT
ABSTRAK
CV.putri surya pratama natural merupakan perusahaan yang melakukan kegiatan penambangan untuk mendapatkan batubara di Provinsi Sumatera Barat. Pada tambang bawah tanah sangat identik dengan lereng pada lubang bukaan dan dapat memicu terjadinya kelongsoran. Pemicu ini biasanya disebabkan oleh faktor dari luar maupun faktor dari dalam. Contohnya faktor dari luar adalah aktifitas penggalian dan pengangkutan sedangkan faktor dari dalam adalah kondisi geologi, joint (kekar) dan lain sebagainya. Setelah dilakukan analisis dengan menggunakan Rock Mass Rating diketahui kondisi batuan di lokasi penelitian dalam kategori baik untuk batu lanau dan batu pasir dengan bobot total 67.
Setelah dilakukan analisis faktor keamanan menggunakan metode janbu simplified dengan bantuan software slide v.6.0 nilai faktor keamanan 4,533, hal ini mengindikasikan bahwa lokasi tersebut dalam keadaan stabil. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan penulis diperlukan pengawasan terhadap kestabilan lereng pada lubang bukaan tambang CV.Putri Surya Pratama Natural secara berkala, dengan cara melakukan pemantauan pergerakan kekar. Serta mempehatikan kondisi keairan, khususnya pada bagian atas lereng. Dan merapikan batuan gantung untuk menjaga keamanan dalam kegiatan penambangan.
Kata kunci: lereng portal, Rock Mass Rating, faktor keaman, janbu, slide. V.6.0
iii
SLOPE STABILITY ANALYSIS USING JANBU METHOD IN CV. PUTRI SURYA PRATAMA NATURAL KECAMATAN TALAWI SAWAHLUNTO WEST
SUMATERA PROVINCE
Advisor 1 :Ahmad Fadhly ST,MT Advisor 2 :Rizto Salia Zakri ST,MT Name :Bima Aldrean Putra Student id :1510024427027
Abstrack
Slopes at CV. PSPN has a angle betwen 86 °, with the condition of the slope there are joint,there are 7 joint set from 15 meter and no date about safety factor we need several parameters, namely the value of RMR, RQD, slope, cohesion, load weight, internal shear angle, slope height, slope width, and groundwater conditions.
Analyzing rock mass classes using the rock mass ratting method in the SPN 03 underground mining portal. Analyzing the value of the safety factor on the slopes of the SPN 03 underground mining portal based on themethod Janbu.Based on the research results obtained rock mass class based on Rock Mass Rating on the slopes of the mine openings classified as good rock with a weight of 67. The safety factor was analyzed using themethod Janbu simplified with the help of slide.v.6.0 software.
After the analysis, the FK value was 4.533. This value is classified as a stable slope.
Keywords: Portal slope, Rock Mass Rating, safety factor, janbu, slide. V.6.0
iv
KATAPENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga bisa menyelesaikan penelitian ini sesuai waktu yang ditentukan. Shalawat beriring salam penulis kirimkan kepada Nabi besar Muhammad SAW yang telah membawa umatnya kezaman Modern saat ini.
Penelitian ini berjudul “Analisis Kestabilan Lereng Menggunakan Metode Janbu Di CV. Putri Surya Pratama Natural Kecamatan Talawi Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Orang tua dan keluarga besar yang senantiasa selalu mendukung dan mendoakan.
2. Bapak Ahmad Fadly, S.T, M.T selaku pembimbing 1 3. Bapak Rizto Salia Zakri,S.T M.T selaku pembimbing 2
4. Rekan-rekan Mahasiswa STTIND Padang yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.
Penulis mengakui Penelitian ini sangat jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis meminta saran dan kritikan yang sifat nya membangun dari pembaca semua. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Penelitian ini, semoga Penelitian ini bermanfaat bagi kita semua,amin.
Padang,20 agustus 2020
Penulis
v DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ... i
ABSTRAK ... ii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Rumusan Masalah ... 3
1.5 Tujuan Penelitian ... 3
1.6 Manfaat Penelitian ... 3
BAB II TINJUAN PUSTAKA... 5
2.1. Landasan Teori ... 5
2.1.1. Analisis Kestabilan Lereng ... 5
2.1.2. Klasifikasi Massa Batuan ... 10
2.1.3. Uji Sifat Fisik Batuan dan Mekanik Batuan ... 21
2.1.4. Faktor Keamanan Lereng ... 25
2.2. Tinjauan Umum Perusahaan... 38
2.3. Kerangka Konseptual ... 42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 44
3.1 Jenis Penelitian ... 44
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 44
3.3 Jenis dan Sumber Data ... 44
3.4 Sumber Data ... 45
3.5 Teknik Pengumpulan Data ... 45
3.6 Teknik Pengolahan dan Analisa Data... 46
3.6.1. Teknik Pengolahan Data ... 46
vi
3.6.2. Analisa Data ... 48
3.7 Kerangka Metodologi ... 49
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ... 51
4.1. Pengumpulan Data... 51
4.1.1. Data Primer ... 51
4.1.2. Data Sekunder ... 60
4.2. Pengolahan Data ... 61
4.2.1. Klasifikasi Batuan Menggunakan Metode Rock Mass Rating (RMR) ... 61
4.2.2. Analisis Nilai Faktor Keamanan Pada LerengMetode JanbuSimplified Dengan Bantuan Software Slide V.6.0. ... 66
BAB V ANALISA DATA ... 71
5.1. Analisa RockMass Ratting ... 71
5.2. Analisa Faktor Keamanan Lereng ... 74
BAB VI PENUTUP ... 78
6.1. Kesimpulan ... 78
6.2. Saran ... 78 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LEMBAR KONSULTASI
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Longsoran Bidang ... 7
Gambar 2.2 Longsoran Baji ... 8
Gambar 2.3 Longsoran Guling ... 9
Gambar 2.4 Longsoran Busur ... 10
Gambar 2.5 Deformasi Pada Contoh Batuan Hasil Uji UCS ... 13
Gambar 2.6 Pola Failure Pada Berbagai Dimensi Contoh Batuan ... 13
Gambar 2.7 Alat PLI ... 14
Gambar 2.8 Tipe Dan Syarat Contoh Ujian PLI ... 14
Gambar 2.9 Prosedur Pengukuran Dan Perhitungan RQD ... 16
Gambar 2.10 Prosedur Normal Untuk Garis Pengukuran Kekar ... 18
Gambar 2.11 Pengukuran Jarak Antar Kekar Menggunakan Metode Scanline 18 Gambar 2.12 Geometri External Boundry Setelah Di Impor Ke Slide ... 26
Gambar 2.13 Geometri Material Boundry Setelah Di Impor Ke Slide ... 27
Gambar 2.14 Geometri Material Boundry Setelah Di Impor Ke Slide ... 27
Gambar 2.15 Pengaturan Umum Dalam Project Setting ... 28
Gambar 2.16 Pengaturaan Metode Yang Di Gunakan ... 28
Gambar 2.17 Pengaturan Pengaruh Air Dalam Stabilitas Lereng ... 29
Gambar 2.18 Langkah Untuk Membuka Menu Pengaturan Material ... 29
Gambar 2.19 Langkah Untuk Membuka Menu Pengaturan Material ... 30
Gambar 2.20 Setiap Jenis Material Diwakili Oleh Warna Yang Berbeda ... 30
Gambar 2.21 Langkah Untuk Membuka Pengaturan Bidang Gelincir ... 31
Gambar 2.22 Surface Option... 32
Gambar 2.23 Pengaturan Dan Tampilan Setelah Di Buat Grid ... 33
Gambar 2.24 Perintah Untuk Running ... 33
Gambar 2.25 Proses Running Software Slide V.6.0 ... 34
Gambar 2.26 Perintah Untuk Membuka Software Slide V.6.0 Interpret ... 34
Gambar 2.27 Tampilan Software Slide V.6.0 Interpret ... 35
Gambar 2.28 Grafik Nilai FOS Berdasarkan Koordinat Pusat Gelincir ... 35
viii
Gambar 2.29 Interpretasi Hasil Analisis Kestabilan Lereng ... 36
Gambar 2.30 Diagram Gaya Yang Bekerja Pada Sebuah Slide ... 37
Gambar 2.31 Metode Janbu ... 38
Gambar 2.32 Struktur Organisasi PSPN ... 39
Gambar 2.33 Kerangka Konseptual ... 43
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian ... 50
Gambar 4.1 Kondisi Lereng Aktual ... 52
Gambar 4.2 Pengamatan Kekar ... 53
Gambar 4.3 Pengukuran Jarak Kekar ... 54
Gambar 4.4 Pengukuran Bukaan Pada Kekar ... 55
Gambar 4.5 Pengukuran Pada Kekar, (A) strike kekar, (B) Dip kekar ... 56
Gambar 4.6 Sampel Batuan ... 58
Gambar 4.7 Pengujian Berat Sampel Batuan ... 58
Gambar 4.8 Pengukuran Sampel Batuan (a)diameter batuan, (b)kuat tekan ... 60
Gambar 4.9 Kerangka Lereng ... 68
Gambar 4.10 Pengimputan Geometri Lereng ... 69
Gambar 4.11 Pengimputan Define Material ... 69
Gambar 4.12 Faktor Keaman Lereng ... 70
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Klasifikasi Jarak Kekar ... 17
Tabel 2.2 Klasifikasi Parameter Dan Pembobotan ... 19
Tabel 2.3 Klasifikasi Bidang Kekar ... 20
Tabel 2.4 Peubah Bobot Orientasi Kekar ... 20
Tabel 2.5 Massa Batuan Menurut Bobot Total ... 21
Tabel 2.6 RMR-D Arti Kelas Massa Batuan ... 21
Tabel 2.7 Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng Dan Identitas Longsor 25
Tabel 4.1 Geometri Lereng ... 52
Tabel 4.2 Data Pengukuran Kekar ... 53
Tabel 4.3 Jarak Kekar ... 55
Tabel 4.4 Kondisi Kekar ... 56
Tabel 4.5 Data Orientasi Kekar ... 57
Tabel 4.6 Berat Sampel Batuan ... 59
Tabel 4.7 Ukuran Sampel Batuan ... 59
Tabel 4.8 Uji Kuat Tekan Batuan ... 60
Tabel 4.9 Hasil Uji Kuat Tekan Batuan ... 62
Tabel 4.10 Kualitas Dan Bobot Batuan Berdasarkan Nilai RQD ... 63
Tabel 4.11 Jarak Kekar ... 63
Tabel 4.12 Kondisi Kekar ... 64
Tabel 4.13 Kondisi Air Tanah ... 64
Tabel 4.14 Pembobotan Total ... 65
Tabel 4.15 Deskripsi Massa Batuan Berdasarkan Bobot Total Rock Mass Ratting65 Tabel 4.16 Bobot Isi Batuan ... 67
Tabel 5.1 Rekapitulasi Hasil Dan Penelitian ... 77
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Peta Izin Usaha Pertambangan (IUP) CV.Putri Surya Pratama Natural
Lampiran 2 Peta Topografi CV.Putri Surya Pratama Natural Lampiran 3 Peta Geologi CV.Putri Surya Pratama Natural Lampiran 4 Peta Geomorfologi CV.Putri Surya Pratama Natural Lampiran 5 Peta Kesampaian Daerah CV.Putri Surya Pratama Natural Lampiran 6 Pengolahan Data Uji Kuat Tekan Batuan
Lampiran 7 Pengolahan Data Uji RQD Lampiran 8 Pengolahan Data Bobot Isi Lampiran 9 Dokumentasi Lapangan
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
CV. Putri Surya Pratama Natural ( CV.PSPN) merupakan salah satu perusahaan tambang batubara yang menggunakan sistem tambang bawah tanah dengan metode room and pillar. Pada tambang bawah tanah sangat identik dengan lereng pada lubang bukaan dan dapat memicu terjadinya kelongsoran. Pemicu ini biasanya disebabkan oleh faktor dari luar maupun faktor dari dalam. Contohnya faktor dari luar adalah aktifitas penggalian dan pengangkutan sedangkan faktor dari dalam adalah kondisi geologi, joint (kekar) dan lain sebagainya. Oleh sebab itu perlu dilakukannya analisis kestabilan lereng untuk mengetahui faktor keamanan lereng agar kegiatan penambangan aman.
Bentuk dari permukaan bumi yang mempunyai bentuk sudut miring dengan bidang horizontal disebut dengan lereng. Lereng pada CV. PSPN memiliki kemiringan sebesar 86°, dengan kondisi lereng tersebut terdapat kekar sebanyak 7 kekar dalam scaline 15 meter , dan untuk faktor keamanan lereng tersebut juga belum diketahui, untuk mengetahui faktor keamanan kita memerlukan beberapa parameter yaitu nilai RMR, RQD, kemiringan lereng, kohesi, bobot isi,sudut geser dalam,tinggi lereng, lebar lereng, dan kondisi air tanah.
Klasifikasi massa batuan dapat diaplikasikan untuk penilaian stabilitas diskontinuitas massa batuan, diantara yaitu rock mass rating system (RMR)dan slop mass rating (SMR), dimana rekomendasi penggunaan penilaian tersebut tergantung dari kondisi geologi suatu daerah. Selain sistem klasifikasi massa
2
batuan, ada juga berbagai macam software yang dapat diaplikasikan untuk menganalisis faktor keamanan lereng pada lubang bukaan tambang, diantaranya yaitu software slide.v.6.0, sofware geostudio, software geoslop, software phase 2, dan soeftware geoslide.
Berdasarkan permasalahan di atas maka dari itu penulis melakukan penelitian dengan judul “analisis kestabilan lerengmenggunakan metode janbu di CV. Putri Surya Pratama NaturalKecamatan Talawi Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat”.
1.2 Identifikasi Masalah
Identifikasi masalah pada penelitian ini adalahsebagai berikut:
1. Kemiringan lereng berkisar antara 680.
2. Banyaknya joint (kekar) atau rekahan pada lereng
3. Belum adanya penelitian yang membahas faktor keamanan pada lereng portal tambang bawah tanah SPN 03.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menganalisis kelas massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Rating pada lereng lubang bukaan SPN 03
2. Pengukuran dengan metode rock mass ratting, (join) kekar dengan bentangan scanline/penampang sepanjang 15 meter
3. Menganalisis faktor keamanan lereng dengan metodejanbudi lereng portal tambang bawah tanah SPN 03
3 1.4 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana kelas massa batuan menggunakan metode rock mass ratting di lereng portal tambang bawah tanah SPN 03 ?
2. Berapa nilai faktor keamanan pada lereng lereng portal tambang bawah tanah SPN 03 berdasarkan metode janbu?
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menganalisis kelas massa batuan menggunakan metode rock mass ratting di portal tambang bawah tanah SPN 03.
2. Menganalisis nilai faktor keamanan pada lereng portal tambang bawah tanah SPN 03 berdasarkan metode janbu.
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagi penulis
Penelitian ini memberikan manfaat berupa kemampuan untuk menganalisis suatu masalah yang berkaitan dengan pertambangan berupa analisis kestabilan lereng tambang.
2. Bagi Perusahaan
Dari penelitian ini dilakukan dapat menjadi masukan positif bagi perusahaan sebagai bahan pertimbangan dalam menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan keamanan lereng tambangmenjadi
4
tolak ukur dalam melakukan kajian terhadap lereng tambang agar tidak longsor.
3. Bagi Institusi
Penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi bahan bacaan, khususnya mahasiswa teknik pertambangan dalam menyelesaikan tugas kuliah, ataupun sebagai referensi mengangkat judul penelitian maupun kerja praktek.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Landasan Teori
Landasan teori merupakan acuan dasar atau dasar teori yang dipergunakan oleh penulis untuk menyusun penelitian ini, adapun landasan teori antara lain sebagai berikut:
2.1.1. Analisis Kestabilan Lereng
Analisis kestabilan lereng dilakukan untuk menilai tingkat kestabilan suatu lereng. Istilah kestabilan lereng dapat didefenisikan sebagai ketahanan blok diatas suatu permukaan miring (diukur dari garis horizontal) terhadap runtuhan (collapsing) dan gelinciran (slidding) (Kliche, 1999). Dalam hal ini setiap permukaan tanah yang memiliki kemiringan terhadap garis horizontal disebut lereng, baik alami maupun buatan manusia. Karena lereng tidak horizontal, melainkan membentuk sudut, akan timbul suatu gaya penggerak menuruni lereng.
Jika gaya penggerak akibat adanya gravitas dan cenderung membuat blok diatas permukaan miring tersebut bergerak menuruni lereng. Jika gaya penggerak tersebut sangat besar dan kekuatan geser dari material penyusun lereng relatif kecil, dapat terjadi longsoran (Terzaghi and Peck, 1967).
Kestabilan lereng, baik lereng alami maupun lereng buatan (buatan manusia) serta lereng timbunan, dipengaruhi oleh beberapa faktor yang dapat dinyatakan secara sederhana sebagai gaya-gaya penahan dan gaya-gaya penggerak yang bertanggungjawab terhadap kestabilan lereng tersebut. Pada kondisi gaya penahan (terhadap longsoran) lebih besar dari gaya penggerak, lereng tersebut akan berada
6
dalam kondisi yang stabil (aman). Namun, apabila gaya penahan lebih kecil dari gaya penggeraknya, lereng tersebut tidak stabil dan akan terjadi longsoran.
Sebenarnya, longsoran merupakan suatu proses alami yang terjadi untuk mendapatkan kondisi kestabilan lereng yang baru (keseimbangan baru), di mana gaya penahan lebih besar dari gaya penggeraknya.
Untuk menyatakan tingkat kestabilan suatu lereng, dikenal istilah Faktor Keamanan (Safety Faktor). Faktor keamanan diperlukan untuk mengetahui kemantapan suatu lereng untuk mencegah bahaya longsoran di waktu-waktu yang akan datang.
Faktor Keamanan (FK)
FK= Total Gaya Penggerak...(2.1) Total Gaya Penahan
Menurut Made Astawai Rai 2011, secara umum pada tambang terbuka longsoran diklasifikasikan kedalam 4 jenis longsoran:
a. Longsoran Bidang
Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang lucur yang dianggap rata.Bidang luncur tersebut dapat berupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan batuan.Syarat – syarat terjadinya longsoran bidang:
1) Terdapat bidang luncur bebas (daylight), berarti kemiringan bidang luncur harus lebih kecil daripada kemiringan lereng.
2) Arah bidang luncur sejajar atau mendekati dengan arah lereng (maksimum berbeda 20).
7
3) Kemiringan bidang luncur lebih besar daripada susut geser dalam batuannya 4) Terdapat bidang bebas ( tidak terdapat gaya penahan ) pada kedua sisi
longsoran.
Berikut gambar longsor bidang ditunjukan pada gambar 2.1 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.1Longsoran Bidang b. Longsoran Baji
Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika lebih dari satu bidang lemah yang bebas dan saling berpotongan.Sudut perpotongan antara bidang lemah tersebut lebih besar daripada sudut geser dalam batuannya.Longsoran baji dapat terjadi dengan syarat geometri sebagai berikut:
1) Kemiringan lereng > kemiringan garis perpotongan kedua bidang lemah pembentuk baji.
2) Garis perpotongan kedua bidang lemah pembentuk baji miring ke arah muka lereng.
3) Kemiringan garis perpotongan kedua bidang pembentuk baji > sudut gesek dalam.
ψf ψp For Sliding ψf= Kemiringan lereng
ψp= Kemiringan bidang luncur
= Sudut geser dalam Keterangan :
ψf ψp For Sliding ψf= Kemiringan lereng
ψp= Kemiringan bidang luncur
= Sudut geser dalam Keterangan :
8
Berikut gambar longsor baji yang ditunjukan pada gambar 2.2 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.2Longsoran Baji c. Longsoran guling
Longsoran guling terjadi pada batuan yang keras dan memiliki lereng terjal dengan bidang lemah yang tegak atau hamper tegak dan arahnya berlawanan dengan arah kemiringan lereng. Longsoran ini bisa berbentuk blok atau bertingkat. Kondisi untuk menggelincir atau meluncur ditentukan oleh sudut geser dalam ( ) dan kemiringan bidang luncurnya (ψ), tinggi balok ( h ) dan lebar balok (b) terletak pada bidng miring bertingkat.Kondisi geometri yang dapat menyebabkab terjadinya longsoran guling antara lain:
1) Balok akan tetap mantap bila ψ < dan b / h >tan . 2) Balok akan meluncur bila ψ > b / h >tan .
3) Balok akan tergelincir, kemudian mengguling bila ψ < dan b / h <tan . 4) Balok akan langsung mengguling bila ψ < dn b / h <tan .
Berikut gambar longsor guling yang ditunjukan pada gambar 2.3 di bawah ini.
ψp ψf Perpotongan bidang lemah
Distribusi tekanan air tanah Keterangan :
ψf= Kemiringan lereng
ψp= Kemiringan garis perpotongan bidang lemah ψf ψp Perpotongan bidang lemah
Distribusi tekanan air tanah Keterangan :
ψf= Kemiringan lereng
ψp= Kemiringan garis perpotongan bidang lemah
9
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.3Longsoran Guling d. Longsoran Busur
Longsoran busur dapat terjadi pada batuan yang lunak atau pada timbunan batuan. Biasanya batuan yang longsor itu bergerak pada suatu bidang.Bidang ini disebut bidang gelincir atau bidang geser.
Bentuk bidang ini sering mendekati busur lingkaran.Pada batuan yang keras longsoran busur dapat terjadi jika batuan tersebut sudah mengalami pelapukan dan mempunyai bidang lemah yang dapat dan dikenali kedudukannya.Syarat – syarat terjadi longsoran busur:
1) Memiliki bidang lemah yang banyak dan arah longsorannya bergerak sepanjang bidang lemah yang berbentuk busur.
2) Kemiringan lereng lebih besar dari kemiringan bidang lemah dn kemiringan bidang lemah lebih besar dari sudut geser dalam batuan.
3) Material pembentuk lereng di asumsikan homogen.
4) Kelongsoran diasumsikan terjadi pada bidang busur yang melewati lantai lereng.
5) Rekahan tarik vertical diasumsikan terjadi di atas lereng atau muka lereng.
6) Kondisi air tanah bervariasi dari kering sampai jenuh total.
10
7) Posisi dari rekahan tarik dan permukaan busur adalah sama.
Berikut gambar longsor busur yang ditunjukan pada gambar 2.4 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.4Longsoran Busur 2.1.2. Klasifikasi Massa Batuan
Klasifikasi massa batuan yang terdiri dari beberapa parameter sangat cocok untuk mewakili karakteristik massa batuan, khususnya sifat-sifat bidang lemah atau kekar dan derajat pelapukan massa batuan. Berdasarkan parameter tersebut, sudah banyak usulan atau modifikasi massa batuan yang dapat digunakan untuk merancang kemantapan lereng. Pada umumnya klasifikasi tersebut mencoba menghubungkan parameter sudut kemantapan lereng dengan bobot klasifikasi massa batuan untuk berbagai tinggi lereng (Irwandy Arif, 2016).
1. Rock Mass Rating
Klasifikasi Rock Mass Rating diusulkan oleh Bieniawski (1979) digunakan untuk menentukan kualitas massa batuan berdasarkan lima parameter, yakni kuat tekan batuan utuh (UCS), RQD (dengan melakukan pengukuran atau estimasi), spasi bidang-bidang diskontiniu, dan kondisi air tanah (Irwandy Arif, 2016).
a. Kuat tekan batuan
1) Uji kuat tekan uniaxial (Unconfined Compressive Strength Test)
11
Uji tekan dilakukan untuk mengukur tekan uniaksial (Unconfined Compressive Strength Test – UCS Test) dari sebuah contoh batuan berbentuk silinder dalam satu arah (Uniaksial). Tujuan utama uji ini adalah untuk mengklasifikasi kekuatan dan karakterisasi batuan utuh. Hasil uji ini berupa beberapa informasi, seperti kurva tegangan-regangan, kuat tekan uniaksial, modulus elastisitas, nisbah poisson, energi fraktur, dan energi fraktur spesifik.
Pengujian ini dilakukan menggunakan mesin tekan (compression machine) dan dalam pembebanannya mengikuti standar dari Internasional Society Of Rock Mechanics (ISRM, 1981). Secara teoritis penyebaran tegangan didalam contoh batuan searah dengan gaya yang dikenakan pada contoh tersebut. Akan tetapi, pada kenyataannya arah tegangan tidak searah dengan gaya yang dikenakan pada contoh.
Hal ini terjadi karena ada pengaruh dari plat penekan pada mesin tekan yang berbentuk bidang pecah yag searah dengan gaya, berbentuk
”cone”. Contoh batuan yang akan digunakan dalam pengujian kuat tekan harus memenuhi beberapa syarat. Kedua muka contoh bayuan uji harus mencapai kerataan hingga 0,02 mm dan tidak melenceng dari sumbu tegak lurus lebih besar dari pada 0,001 radian (sekitar 3,5 min) atau 0,05 mm dalam 50 mm (0,060). Demikian juga sisi panjangnya harus bebas dari ketidak rataan sehingga kelurusannya sepanjang contoh batu uji tidak melencenglebih dari 0,3 mm.
12
Perbandingan antara tinggi dan diameter contoh batuan (L/D) akan mempengaruhi nilai kuat tekan batuan. Jika digunakan perbandingan (L/D)
= 1, kondisi tegangan triaksial saling bertemusehingga akan memperbesar nilai kuat tekan batuan. Sesuai dengan ISRM (1981), untuk pengujian kuat tekan digunakan rasio (L/D) antara 2-2,5 dan sebaliknya diameter (D) contoh batu uji paling tidak berukuran tidak kurang dari NX, atau kurang lebih 54 mm. Semakin besar perbandingan antara tinggi dan diameter contoh batuan yang digunakan, kuat tekan akan semakin kecil seperti ditunjukkan persamaan dibawah ini:
Menurut American Society For Testing and Materials (ATSM):
σc(L/D)=1 = σc / (0,788 + (0,222 / (L/D))) ...(2.2) Menurut Protodyakonov:
σc(L/D)=2 = 8.σc / (7 + (2 / (L/D)))...(2.3) Keterangan: σc = kuat tekan batuan
D = Diameter Sampel L = Koreksi rasio panjang
Berikut gambar deformasi contoh batuan uji UCS yang ditunjukan pada gambar 2.5.
13
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.5Deformasi Pada Contoh Batuan Hasil Uji UCS
Berikut gambarpola failur dimensi contoh batuan yang ditunjukan pada gambar 2.6 di bawah ini
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.6Pola Failure Pada Berbagai Dimensi Contoh Batuan 2) Point Load Test (Test Franklin)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan dari contoh batuan secara tidak langsung di lapangan. Contoh batuan dapat berbentuk silinder atau tidak beraturan. Peralatan yang digunakan untuk uji point load, seperti ditunjukkan pada gambar 2.7, mudah dibawa, tidak begitu besar dan cukup ringan sehingga pengujian mudah dilakukan dan dapat dengan cepat diketahui kekuatan batuan di lapangan sebelum pengujian laboratorium dilakukan.
Contoh batuan yang digunakan untuk pengujian ini dapat berbentuk silinder ataupun bongkahan batuan, seperti terlihat pada gambar 2.8.
14
Contoh batuan untuk pengujian ini adalah yang berbentuk silinder dengan diameter = 50 mm (NX = 54 mm, lihar ISRM, 1985).
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.7alat PLI
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.8Tipe Dan Syarat Contoh Batuan Uji PLI
Menurut Broch & Franklin (1972), indeks point load (Is) suatu contoh batuan dapat dihitung dengan persamaan:
Is = P/D2...(2.4) Untuk diameter contoh batuan yang bukan 50 mm, maka diperlukan faktor koreksi terhadap persamaannya. Menurut Greminger 1982(mekanika batuan Made Astawa Rai, 2011), selang faktor koreksi
15
tergantung besarnya diameter. Karena diameter ideal adalah 50 mm maka Greminger menurunkan persamaan sebagai berikut:
Is(50) = F (P/D2)...(2.5) Dengan,
F = (d/50)0.45...(2.6) Sehingga diperoleh suatu persamaan Point Load Indeks yang telah dikoreksi sebagai berikut:
Is(50)=(d/50)0.45(P/D2)...(2.7) Jika Is = 1 MPa, indeks tersebut tidak memiliki arti. Maka penentuan kekuatan harus berdasarkan uji UCS, dan menurut Bieniawski dengan diameter contoh 50 mm maka UCS dapat ditentukan melalui:
σc = 23 x Is...(2.8) Uji aksial dan uji bongkah beraturan (irregular lump) menggunakan diameter ekivalen (De) dalam perhitungan Point Load Indeks yang diturunkan dari luas penampang minimum.
Is(50) = F (P/ De2)...(2.9) Dengan,
F = (De2
/50)0.45...(2.10) Keterangan:
σc= kuat tekan batuan
Is(50)= Point Load Index 50 mm (MPa)
P = Beban maksimum hingga contoh pecah (N) D = Jarak antara dua konus penekan (mm) d = Diameter conto (mm)
16 b. Rock Quality Designation (RQD)
Indeks RQD telah diperkenalkan lebih dari 20 tahun yang lalu sebagai indeks dari kualitas batuan pada saat informasi kualitas batuan hanya tersedia dari deskripsi ahli geologi dan persentase dari perolehan inti (core recovery). RQD adalah modifikasi dari persentase perolehan inti yang utuh dengan panjang 10 cm atau lebih. Ini adalah indeks kuantitatif yang telah digunakan secara luas untuk mengidentifikasikan daerah batuan yang kualitasnya rendah sehingga dapat diputuskan untuk penambahan pemboran atau pekerjaan eksplorasi lainnya. Untuk menentukan RQD, ISRM merekomendasikan ukuran inti paling kecil berdiameter NX (54,7 mm) yang dibor dengan menggunakan double tube core barrels.
Adapun contoh core utuh untuk prosedur pengukuran dan perhitungan RQD dapat dilihat pada gambar 2.9.
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Gambar 2.9Prosedur Pengukuran Dan Perhitungan RQD
Bila bor inti tidak tersedia, dapat dihitung dengan pengukura bidang diskontinu (metode scanline). Jarak pisah antar bidang diskontinu (kekar) adalah
17
jarak tegak lurus antara dua bidang diskontinu yang berurutan sepanjang sebuah garis pengamatan yang disebut scanline, dan dinyatakan sebagai intact legth.
Panjang scanline minimum untuk pengukuran jarak diskntinu adalah 50 kali jarak rata-rata diskontinuiti yang hendak diukur. Namun, menurut International Society for Rock Mechanic (ISRM, 1981) panjang ini cukup 10 kali tergantung tujuan pengukuran scanline-nya.
RQD = 100 (0,1 λ + 1) e-0,1λ...(2.12) Keterangan: λ = banyak kekar dalam 1 meter
Untuk klasifikasi jarak kekar dapat dilihat pada tabel 2.2 di bawah ini.
Tabel 2.1 Klasifikasi Jarak Kekar Deskripsi jarak Struktur bidang
Diskontinu
Jarak (mm)
Spasi sangat lebar Perlapisan sangat tebal >2000
Spasi lebar Perlapisan tebal 600 – 2000
Spasi cukup lebar Perlapisan sedang (medium)
200 – 600
Spasi rapat Perlapisan tipis 60 – 200
Spasi sangat rapat Perlapisan sangat tipis 20 – 60
Laminasi tebal (batuan sedimen) 6 – 20 Laminasi sempit (batuan metamorf dan
batuan beku)
6 – 20
Berlapis, memiliki belahan (cleavage), struktur perlapisan seperti aliran/flow, metamorfik, dll.
6 – 20
18 Spasi sangat rapat
sekali (ekstrem)
Perlapisan tipis (batuan sedimen) < 20 Sangat berfoliasi, memiliki belahan (cleavage) dan struktur perlapisan seperti aliran/flow, (batuan metamorf dan batuan beku)
< 6
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Berikut contoh prosedur normal pengukuran kekar dapat dilihat pada gambar 2.10 di bawah ini
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.10Prosedur Normal Untuk Garis Pengukuran KekarAdapun contoh pengukuran kekar menggunakan metode scanline dapat dilihat pada gambar 2.11 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.11Pengukuran Jarak Antar Kekar Menggunakan Metode Scanline
19
Setelah melakukan pengukuran kekar pada lereng dengan metode scanline, selanjutnya menentukan kelas masa batuan dengan parameter dan tabel pembobotan batuan. Untuk menentukan klasifikasi parameter dan pembobotan batuan dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.2 RMR - A Klasifikasi Parameter dan Pembobotan
Parameter Selang nilai
1 Kuat tekan
PLI (MPa)
>10 10-4 4-2 2-1 Untuk kuat tekan
rendah perlu UCS Batuan
utuh
UCS (MPa)
>250 100-250 50-100 25-50 25-5 5-1 <1
Bobot 15 12 7 4 2 1 0
2 RQD (%) 90-100 75-90 50-75 25-50 <25
Bobot 20 17 13 8 3
3 Jarak kekar >2m 0.6-2m 0.2-0.6m 0.06- 0.2m
<0.06m
Bobot 20 15 10 8 5
Parameter Selang nilai
4
Kondisi kekar
Sangat kasar,
tidak menerus, tidak ada pemisaha n, dinding batu tidak
lapuk
Agak kasar.
Pemisahan <1 mm, dinding agak
lapuk
Agak kasar.
Pemisah an <1
mm, dinding
sangat lapuk
Slickensid ed/tebal gouge <5
mm atau pemisaha n 1-5 mm,
menerus
Gouge lunak tebal >5 mm, atau pemisaha n 1-5 mm,
menerus
Bobot 30 25 20 10 0
5
Air tanah
Aliran/10 m panjang terowongan (lt/min)
None <10 25-10 25-125 >125
Tekanan air kekar maks
σ1 0 <0.1 0.1-0.2 0.2-0.5 >0.5
Kondisi umum
Kering Lembab Basah Menetes Mengalir
Bobot 15 10 7 4 0
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Untuk menentukan nilai kondisi kekar dapat dilihat panduan seperti tabel 2.4.
20
Tabel 2.3 Klasifikasi Bidang Kekar Panduan untuk klasifikasi bidang kekar Persistensi
(ukuran kekar)
<1m 1-3m 3-10m 10-20m >20m
Bobot 6 4 2 1 0
Pemisahan bukaan (Aperture)
None <0.1mm 0.1-1.0mm 1-5mm >5mm
Bobot 6 5 4 1 0
Kekasaran Very rough Rough Slighlty rough
Smooth Sliken sided
Bobot 6 5 3 1 0
Isian (gouge)
None Hard filling
<5mm
Hard filling
>5mm
Soft filling
<5mm
Soft filling
>5mm
Bobot 6 4 2 2 1
Pelapukan Unweathere d
Slightly weathered
Moderately weathered
Highly weathered
Decom posed
Bobot 6 5 3 1 0
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Setelah melakukan klasifikasi bidang kekar, selanjutnya dilanjutkan pembobotan orientasi kekar. Untuk pembobotan orientasi kekar dapat dilihat pada tabel 2.5 di bawah ini.
Tabel 2.4 RMR – B Perubah Bobot Orientasi Kekar Jurus &
kemiringan orientasi kekar
Sangat menguntu ngkan
Menguntngkan Sedang Tidak menguntung kan
Sangat tidak Mengunt ungkan B
o b o t
Terowongan 0 -2 -5 -10 -12
Fondasi 0 -2 -7 -15 -25
Lereng 0 -5 -25 -50 -60
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
21
Setelah dilakukan pembobotan orientasi kekar, selanjutnya menganalisis kelas massa batuan menurut bobot total batuan. Untuk menganalisis kelas massa batuan dengan bobot total batuan dapat dilihat pada tabel 2.6 di bawah ini.
Tabel 2.5 RMR – C Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total
Bobot 100-81 80-61 60-41 40-21 <20
No. Kelas I II III IV V
Description Batuan sangat baik
Batuan baik Batuan sedang
Batuan buruk
Batuan sangat Buruk
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Selanjutnya menganalisis kelas batuan untuk mendapatkan kohesi dan sudut geser dalam, hal ini ditunjukan pada tabel 2.7 di bawah ini.
Tabel 2.6 RMR – D Arti Kelas Massa Batuan
No. Kelas I II III IV V
Stand up time rata- rata
20 th.
Untuk 10 m span
1 th. Untuk 10 m span
1 minggu untuk 5 m span
10 jam
untuk 2.5 m span
30 min untuk 1 m span Kohesi
massa batuan
>400 300-400 200-300 100-200 <100
Sudut gesek dalam
>450 350-450 250-350 150-250 <150
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
2.1.3. Uji Sifat Fisik Batuan dan Mekanik Batuan 1. Sifat Fisik Batuan
Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah bobot isi, porositas dan kadar air. Berikut penjelasan dari sifat fisik batuan:
22 a. Bobot Isi (γ)
Semakin besar bobot isi suatu batuan atau tanah, maka gaya penggerak yang menyebabkan longsor semakin besar juga. Dengan demikian, kemantapan lereng tersebut semakin berkurang. Bobot isi terdiri dari:
1) Bobot Isi Asli (γn)
Bobot Isi Asli (γn) merupakan perbandingan antara berat batuan asli dengan volume total batuan dengan satuan dalam Gr/Cm3.
ɣn = Wn / (Ww – Ws)………..……...(2.13) Keterangan:
ɣn = Bobot isi normal Wn = Berat natural Ww = Berat melayang Ws = Berat jenuh 2) Bobot Isi Kering (γo)
Bobot Isi Kering (γo) merupakan perbandingan antara berat batuan kering dengan volume total batuan dengan satuan Gr/Cm3
ɣo = Wo / (Ww-Ws)………...(2.14) Keterangan:
ɣo = Bobot isi kering Wo = Berat kering
3) Bobot Isi Jenuh (γw)
Bobot Isi Jenuh (γw) merupakan perbandingan antara berat batuan jenuh dengan volume total batuan dengan satuan Gr/Cm3
ɣw = Ww / (Ww –Ws)………...(2.15)
23 Keterangan:
ɣw = Bobot isi jenuh b. Kadar Air
Kandungan air pada suatu material baik tanah maupun batuan sangat berpengaruh terhadap kemantapan lereng. Semakin tinggi kandungan air pada suatu lereng makia semakin kecil nilai kemantapan dari suatu lereng. Kadar ait terdiri dari:
1) Kadar Air Asli (ωn)
Kadar Air Asli merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan. asli dengan berat butiran batuan dan dinyatakan dalam %.
ωn = ((Wn – Wo) / Wo) × 100%...(2.16) Keterangan:
ωn = Kadar air asli Wn = Berat natural Wo = Berat kering 2) Kadar Air Jenuh (ωsat)
Kadar air jenuh (ωsat) merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan jenuh dengan berat butiran batuan dan dinyatakan dalam %.
ωsat = ((Ww-Wo) /Wo) × 100%...(1.17) Keterangan:
ωsat = Kadar air jenuh Ww = Berat melayang Wo = Berat kering
24 3) Porositas (n)
Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga memperkecil kemantapan lereng. Adanya air dalam batuan juga akan menimbulkan tekanan air pori yang memperkecil kuat geser batuan. Batuan yang mempunyai kuat geser kecil akan lebih mudah longsor.
Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu,dinyatakan dalam %, yang dirumuskan :
n = ((Ww-Wo) / (Ww-Ws)) × 100%...(2.18) Keterangan:
n = porositas
Ww = Berat melayang Wo = Berat kering Ws = Berat jenuh
Ws = Berat Batuan Jenuh (Gram) 2. Sifat Mekanik Batuan
Sifat mekanik pada batuan berupa kuat tekan (UCS) dan PLI. . Kohesi dan sudut geser dalam merupakan sifat mekanik batuan yang juga mempengaruhi lereng.
Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel dalam batuan, dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi batuan akan semakin besar jika kekuatan gesernya makin besar.
Nilai kohesi (c) diperoleh dari pengujian laboratorium yaitu pengujian kuat geser langsung (direct shear strength test) dan pengujian triaxial. Sedangkan sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegangan
25
normal dan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan. Semakin besar sudut geser dalam suatu material maka material tersebut akan lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakan terhadapnya.
2.1.4. Faktor Keamanan Lereng
Faktor keamanan dapat dinyatakan dengan FK yang memberikan gambaran nilai suatu lereng, menurut bowles 1989 (Teguh Samudera Paramesywara, 2014) FK dikategorikan dalam 3 jenis seperti pada tabel 2.8 yaitu:
Tabel 2.7 Hubungan nilai faktor keamanan lereng dan intensitas longsor Nilai faktor keamanan Kejadian / intensitas longsor
FK < 1,07 Longsor terjadi sering
(lereng labil) 1,07 < FK < 1.25 Longsor pernah terjadi
(lereng kritis)
FK > 1,25 Longsor jarang terjadi
(lereng relatif stabil)
Sumber: Teguh SP dan Budi Setia, 2014
1. Analisis Nilai Faktor Keamanan Menggunakan Bantuan Software Slide V.6.0
Pemograman ini dibutuhkan data-data mengenai sifat massa batuan secara umum yang bergantung pada kriteria kekuatan apa yang digunakan.
Dengan menggunakan kriteria kekuatan mohr-coulomb diperlukan data kohesi, sudut geser dalam dan bobot isi untuk mencari faktor keamanan lereng.
Kemudian menggunakan Metode janbu Simplified untuk mengetahui faktor keamanan dari lereng.
26
Adapun langkah untuk mengoperasikan software slide.v.6.0 sebagai berikut:
a. Membuat nama file baru
Setelah aplikasi software slide.v.6.0 dibuka langkah pertama adalah membuat nama file baru, kemudian mengambil gambar dalam format dxf melalui langkah file- importimport dxf, stelah itu kita harus mengimpor eksternal boundary atau batas paling luar dari section yang dianalisis,
kemudian impor material boundary, material boundary adalah batas antara material tersebut. Dalam sebuah lereng bisa terdapat beberapa jenis material.
Tampilan setelah external boundary dan material boundary diimpor dapat dilihat pada gambar 2.12 dan gambar 2.13
Gambar 2.12 Geometri external boundarysetelah diimpor ke slide
27
Gambar 2.13 Geometri material boundary setelah diimpor ke slide b. Identifikasi metode dan parameter perhitungan
Dalam analisis kestabilan lereng terdapat beragam metode dengan parameter yang berbeda, metode dan parameter perhitungan tersebut harus di identifikasi dengan tepat. Langkah pertama untuk menentukan metode perhitungan adalah klik menu analysis-project setting seperti pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Geometri material boundarysetelah di impor ke slide Setelah itu akan muncul top up menu seperti pada gambar 2.15 hingga gambar 2.17. project setting terdiri dari beberapa bagian yaitu general, methods, growndwater, statistic, dan random numbers.General adalah pengaturan umum tentang judul, satuan, arah longsor, dan beberapa data penunjang. Methods adalah pengaturan metode perhitungan yang digunakan.
28
Growndwater adalah pengaturan tentang pengaruh air di dalam kestabilan lereng.
Dua kolom terakhir pada bagian kanan adalah statistic dan random numbers, menu ini tidak harus dipilih atau bisa dikosongkan.
Gambar 2.15 Pengaturan umum dalam project setting
Gambar 2.16 Pengaturan metode yang digunakan
29
Gambar 2.17Pengaturan pengaruh air dalam stabilitas lereng c. Identifikasi material
Material pembentuk lereng yang akan di analisis harus dimasukan ke dalam data software slide.v.6.0, langkah untuk mengatur material adalah klik menu properties-define materials.
Gambar 2.18 Langkah untuk membuka menu pengaturan material Setelah itu akan muncul top up pengaturan material, setiap material diatur nama dan warnanya untuk memudahkan dalam penyajian, karakteristik pertama yang harusdimasukan adalah bobot isi/unit weight, Setelah itu pilih jenis analisis kekuatan, setiap jenis akan meminta parameter yang berbeda, misalnya jika digunakan mhor- coulomb maka parameter yang harus dilengkapi adalah kohesi dan sudut geser dalam, sedangkan water parameters berupa nilai RU
30
(A) (B)
Gambar 2.19A.hanya akan muncul jika dalam groundwater method digunakan RUcoefficient.B Langkah untuk membuka menu pengaturan material
Langkah selanjutnya adalah menempatkan material pada gambar berdasarkan material boundary dengan karakteristik yang telah dibuat, tampilan lereng akan berubah sesuai materialnya seperti gambar 2.20.
Gambar2.20 Setiap jenis material diwakili oleh warna yang berbeda
31 d. Pengaturan bidang gelincir
Kemungkinan bidang gelincir yang akan terjadi pada lereng yang di analisis dapat di pilih dengan klik menu surfaces-suface options kemudian akan muncul top up menu seperti pada gambar 2.21, pengaturan bidang gelincir disesuaikan dengan kemungkinan bidang longsor pada lereng yang akan di analisis. Pada failur 25 kemungkinan longsor adalahpada failed material yang tersusun oleh material lepas sehingga digunakan bidang gelincir berbentuk lingkaran.
Gambar 2.21 Langkah untuk membuka pengaturan bidang gelincir
Setelah surface type dipilih circular selanjutnya adalah mengatur metode pencarian kemugnkinan bidang gelincir. Radians increment menunjukan jumlah interval antara radius terbesar dan terkecil pada setiap titik pusat gelincir.
Sedangkan composite surface adalah bidang gelincir berbentuk busur lingkaran yang melewati lebih dari satu jenis materia, dan tension cract dipilih karena kemungkinan bidang gelincir pada failur25 hanya akan melewati failed material.
32
Gambar 2.22Surface options
Selanjutnya klik auto grid seperti gambar 2.23 untuk membuat grid yang memuat kemungkinan pusat gelincir. Jika dipilih auto grid maka software slide.v.6.0 akan membuat sebuah kotak dengan kemungkinan bidang longsoran, metode ini adalah metode paling lengkap dan paling efektif. Sebenarnya metode lain yang konvensional yaitu dengan menggambar sendiri kemungkinan busur lingkarannya, jumlah kemungkinan pusat gelincir kotak tersebut bisa diatur dengan memilih grid spacing.
33
Gambar 2.23 Pengaturan dan tampilan setelah dibuat grid e. Running/kalkulasi
Langkah terakhir dalam software slide.v.6.0 adalah memulai perintah running, caranya adalah menekan toolbar seperti pada gambar 2.24, kemudian software slide.v.6.0 akan melakukan perhitungan seperti pada gambar 2.25, proses perhitungan tersebut memerlukan waktu beberapa menit (tergantung kecepatan kerja komputer).
Gambar 2.24 Perintah untuk running
34
Gambar 2.25 Proses running software slide.v.6.0
Top up menu slope stability computer akan otomatis tertutup setelah perhitungan mencapai 100%. Selanjutnya adalah melakukan interpretasi nilai FoS dengan rocscience slide interpret dengan perintah seperti pada gambar 2.26.
Gambar 2.26 Perintah untuk membuka software slide.v.6.0 interpret f. Interpretasi nilai FoS
Ketika pertama kali dibuka dari filesoftware slide.v.6.0 yang sedang dikerjakan maka software slide.v.6.0 interpret akan menunjukkan nilai FoS terkecil.
35
Gambar 2.27 Tampilan software slide.v.6.0 interpret
Pada gambar terlihat di dalam kotak di atas lereng terdapat warna, setiap warna menunjukkan nilai skala FoS tertentu sesuai dengan petunjuk di bagian kiri, nilai FoS pada semua kemungkinan pusat gelincir yang terdapat pada skala warna tersebut dapat diketahui, dari gambar di atas juga terlihat pada failed material terdapat bentuk busur lingkaran, busur tersebut akan berubah jika dipilih pusat gelincir yang berbeda, nilai FoS pada semua kemungkinan lokasi pusat gelincir tersebut dapat disajikan dalam bentuk grafik seperti pada gambar 2.28 dan tabel dalam format microsoft exel.
Gambar 2.28 Grafik nilai FoS berdasarkan kordinat pusat gelincir
36
Interpretasi hasil analisis kestabilan lereng lengkap dengan bidang gelincir berbentuk busur lingkaran seperti pada gambar 2.29, pusat gelincir disertai jari- jari dan nilai FoS,software slide.v.6.0 interpret juga dapat menunjukan diagram gaya yang bekerja sesuai dengan karakteristik material dan geometri yang dibuat, diagram tersebut dapat dilihat pada gambar 2.30, data gaya yang bekerja tersebut juga dapat di interpretasikan sebagai data numerik.
Gambar 2.29 Interpretasi hasil analisis kestabilan lereng
Setelah kita memperoleh interprestasi hasil analis kestabilan lereng kita juga bisa mendapatkan diagram gaya yang bekerja pada lereng tersebut dengan cara memilih pada tools icon show slice. Seperti terlihat pada gambar 2.30 dibawah ini.
37
Gambar 2.30 Diagram gaya yang bekerja pada sebuah slice 2.1.5Metode Janbu
Metode janbu sendiri adalah metode analisa yang dapat di gunakan pada permukaan longsor yang berbentuk circular dan non circular. Rumus rumus dasar telah dikembangkan untuk menganalisa daya dukung dan masalah tekanan tanah olehjanbu 1957. Ini merupakan metode irisan (slice) pertama dimana seluruh keseimbangan gaya dan keseimbangan momen dipenuhi.
Adapun tujuan penggunaan metode janbu ini yaitu :
1. Metode ini di gunakan untuk menganalisis lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur lingkaran.
2. Bidang longsor pada analisa metode janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada massa batuan atau tanah.
38
Gambar 2.31Metode janbu
2.2. Tinjauan Umum Perusahaan
1. Profil CV.Putri Surya Pratama Natural (CV. PSPN)
Lokasi penambangan CV. Putri Surya Pratama Natural adalah bekas penambangan sejak tahun 1996 sampai tahun 2007.Dalam rangka penertiban Penambangan Tanpa Izin (PETI) pada tanggal 09 Februari 2006.
Perusahaan CV. Putri Surya Pratama Natural berdiri pada tanggal 08 September 2006 dalam rangka penertiban Penambangan Tanpa Izin (PETI).Pada tanggal 19 September 2016, Badan Koordinasi Penanaman Modal Dan Pelayanan Perizinan Terpadu memberikan Persetujuan Perpanjangan Kedua Izin Usaha Pertambangan Operasi Produksi Batubara Kepada CV. Putri Surya Pratama Natural,.Pada tanggal 19 Januari 2017,
39
2.
Struktur Organisasi CV.Putri Surya Pratama NaturalCV.PSPN adalah salah satu perusahaan pertambangan yang memasok kebutuhan batubara domestik, seiring kebutuhan energi dunia yang semakin melonjak, persaingan antar pasar juga meningkat. Maka untuk menjawab tantangan tersebut CV.PSPN harus punya strategi dalam pencapaian tujuan dan manfaat proyek dalam dunia pasar, untuk melakukan penyesuaian diri dengan kondisi pasar dunia, perusahaan membentuk stuktur keorganisasiannya yang berusaha untuk mendukung perkembangan perusahaan maupun pengaruh nya didalam lingkungan lokal maupun regional
Sumber : CV.Putri Surya Pratama Natural 2018
Gambar 2.32 Struktur Organisasi CV.PSPN KTT
Gatot Hermanto A.Md
Survey surpaysor Nursyafrizal
Procesing Asril
KTBT
-Hermansyah Putra A.Md Keuangan/Payroll -H.zainur
Timbangan Kepala Lubang
Syahrul Yasmin A. Md
Logistik Sri Kusno Pekerja
40
3. Lokasi dan Kesampaian Daerah CV.Putri Surya Pratama Natural
Secara administratif konsensi penambangan CV.PSPN termasuk dalam wilayah penambangan, Kecamatan Talawi, Kota Sawahlunto, Sumatera Barat . Jarak antara daerah penambangan dengan kota Padang ± 90 km di sebelah timur Kota Padang, ditempuh dengan kendaraan roda empat pada jalan lintas Sumatera melalui Padang ke Kota Solok dan dilanjutkan dengan waktu tempuh ± 3-4 jam.
Peta kesampaian daerah CV. PSPN seperti terlihat pada lampiran 5.
4. Iklim dan Curah Hujan
Daerah Lokasi CV.PSPN beriklim tropis dengan suhu berkisar antara 22°C sampai 33°C dan terbagi dalam dua musim yaitu musim hujan dan musim kemarau. Curah hujan di daerah CV.PSPN 2359,48 mm/ tahun, sedangkan untuk curah hujan tertinggi 617 mm pada bulan April dan terendah 23 mm pada bulan Desember.
Dari data pos pengamatan curah hujan Kecamatan Talawi jumlah hari hujan daerah penyelidikan untuk tahun 2000 adalah 188 hari, volume curah hujan 1.598,91 mm (rata-rata 385,43 mm) dengan lama hujan 125 jam. Musim hujan di daerah penyelidikan berlangsung antara bulan November sampai April, sementara suhu udara minimum dan maksimumnya adalah 25°C dan 32°C secara terperinci, curah hujan dan banyaknya hari hujan yang mempengaruhi iklim.
5. Kondisi Umum Geologi Regional
Endapan batubara terjadi pada kala oligosen diendapkan dalam cekungan antara gunung (Inter Mountain Basin) yang dikenal dengan Cekungan Ombilin dan mempunyai luas ± 800 km² yang berkembang sejak awal zaman tersier
41
memanjang pada arah barat – tenggara, searah dengan struktur geologi yang banyak terdapat patahan ( fault ) dan lipatan (fold).
Lokasi penambangan batubara CV.PSPN sekarang ini terletak dibagian barat cekungan ombilin dan terdapat pada formasi batuan yang dikenal dengan nama formasi sawah lunto. Secara umum lapisan tanah penutup batubara terdiri dari batu lempung (clay stone), batu pasir (sand stone), batu lanau (silt stone).
Nama Formasi Sawahlunto ini diusulkan oleh R.P. Koesoemadinata dan Th.
Matasak pada 1979. Formasi ini merupakan formasi yang paling penting karena mengandung lapisan batubara. Formasi ini dicirikan oleh batu lanau, batu lempung dan batubara yang berselingan satu sama lain Formasi Sawahlunto ini terletak pada dua jalur yang terpisah yaitu jalur yang menjurus dari Sawahlunto sampai Sawah Rasau dan dari Tanah Hitam terus ke timur dan kemudian ke arah utara yang disebut Parambahan.
Formasi sawahlunto ini terletak pada dua jalur yang terpisah yaitu jalur yang menjurus dari sawahlunto sampai sawah rasau dan dari tanah hitam terus ketimur dan kemudian kearah utara yang disebut perambahan. dapat dilihat pada gambar 3.4
6. Stratigrafi
Dari eksplorasi terdahulu, pada saat penambangan telah diketahui, terdapat tiga lapisan (seam) batubara yang dapat di tambang dengan metode tambang dalam. Lapisan tersebut adalah seam C1, seam C2, dan seam C3 dengan kemiringan masing-masing 15°-30°.
42 7. Kondisi Topografi
Secara garis besar keadaan kuasa pertambangan CV.PSPN adalah daerah pebukitan yang dilingkupi banyak pepohonan dan semak dimana sebagian kecil digunakan masyarakat sebagai lahan pertanian dengan ketinggian berkisar antara 173-250 meter diatas permukaan laut.
2.3. Kerangka Konseptual
Penelitian ini dimulai dengan melakukan pengolahan data sekunder yang didapat. Dari pengolahan data tersebut, memberikan hasil kesimpulan dan saran yang dijadikan rekomendasi untuk perencanaan tambang.
Tahapan penelitian yang penulis lakukan adalah sebagai berikut:
1. Studi literatur.
Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan informasi dari berbagai buku, jurnal serta penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya antara lain:
a. Teori dasar.
b. Kondisi morfologi dan geologi.
c. Metode dan langkah-langkah penyelesaian analisis kestabilan lereng.
2. Perumusan masalah
Menentukan hal-hal yang menjadi fokus pada penelitian analisis kestabilan lereng.
3. Persiapan dan Pengolahan Data.
Semua data yang telah terkumpul yaitu berupa dimensi lereng yang akan dianalisis, data sifat fisik dan sifat mekanik material, kemudian
43
dilakukan permodelan lereng dan menentukan faktor keamanan dengan menggunakan perangkat lunak Rocscience Slide6.0.
4. Hasil Analisis.
Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan, akan dapat dilihat nilai faktor keamanan lereng menggunakan Rocscience Slide6.0
5. Laporan Akhir
Penyusunan laporan akhir dari penelitian ini mengenai kestabilan lereng menggunakan hasil dari pegujian RMR dan pengaplikasian softwareRocscience Slide6.0. Adapun diagram alir penelitian dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2.33. Kerangka Konseptual
INPUT Data terdiri dari:
Data Primer
1. Geometri lereng 2. Sampel batuan 3. Data kekar (bannyak
kekar dan orientasi kekar)
4. Orientasi kekar (dip dan strike
Data Sekunder
1. Petakesampaian daerah 2. Peta geologi
3. Peta topografi
PROSES Proses Dengolahan Data:
1. Menentukan kelas batuan dari hasil pengujian sifat fisik dan mekanik batuan (pengujian metode RMR).
2. Menentukan faktor keamanandengan menggunakan metode janbu pada software Rocscience Slide6.0.
OUTPUT 1. Mengetahuigeome
tri lereng portal tambang bawah tanah SPN 03.
2. Mengetahui klasifikasi massa batuan di CV PSPN.
3. Mengetahui faktor keamanan dengan menggunakanRoc science Slide6.0.
44
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang dilakukan peneliti adalah penelitian terapan (applied research). Penelitian terapan adalah penelitian yang bertujuan untuk hati-hati, sistematik dan terus menerus terhadap suatu masalah dengan tujuan digunakan segera untuk keperluan tertentu. Hasil penelitian yang dilakukan tidak perlu sebagai suatu penemuan baru, akan tetapi merupakan aplikasi yang baru dari penelitian telah ada. pada penelitian menganalisis analisis kestabilan lerengmenggunakan metode janbu dengan menggunakan bantuan softwareslide 4.0.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian 1. Tempat Penelitian
Penelitian pada CV. PSPN yang merupakan salah satu perusahaan penambangan batubara terbuka di Kec. TawaliSawahlunto Prov. Sumatera Barat dan pengujian sampel dilakukan di laboratorium STTIND Padang.
2. Waktu Penelitian
Penelitian tugas akhir ini akan dilaksanakan pada februari 2020 sampai dengan maret 2020.
3.3 Jenis dan Sumber Data 1. Data Primer
45
Data primer merupakan data yang didapat dari hasil pengamatan dan pengukuran langsung di lapangan oleh penulis. Data primer pada penelitian ini meliput:
a. Geometri lereng b. Sampel batuan
c. Data kekar (bannyak kekar dan orientasi kekar) d. Orientasi kekar (dip dan strike
2. Data Sekunder
Data sekunder merupakan data-data yang didapatkan dari studi-studi literatur, data perusahaan, dan penelitian-penelitian sebelumnya yangberhubungan dengan analisis kesetabilan lereng. Data sekunder pada penelitian ini meliput:
a. Peta kesampaian daerah b. Peta geologi
c. Peta topografi 3.4 Sumber Data
Sumber data yang penulis dapatkan berupa data kuantitatif yang berasal dari pengukuran langsung dilapangan dan analisa di laboratorium. Data kuantitatif merupakan data informasi berupa simbol angka atau bilangan. Data ini didapatkan melalui pengukuran langsung di lapangan dan pengujian di laboratorium.
3.5 Teknik Pengumpulan Data
Dalam kegiatan pengumpulan data meliputi:
1. Sifat fisik batuan
Prosedur yang dilakukan untuk memperoleh data sifat fisik batuan adalah sebagai berikut:
a. Timbang massa batuan natural yang belum diberi perlakuan apapun (Wn).
46
b. Batua dijenuhkan dengan menggunakan desikator selama 24 jam lalu ditimbang (Ww).
c. Timbang massa batuan jenuh yang tergantung dalam air (Ws).
d. Contoh batuan jenuh dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada suhu 900 C.
e. Timbang massa batuan kering (Wo).
f. Volume batuan tanpa pori-pori: Wo-Ws.
g. Volume batuan total: Ww-Ws.
2. Pengukuran Bidang Diskontinu
Pengukuran sepanjang garis bentangan (scanline), menghitung banyak kekar, jarak kekar, panjang kekar, kekasaran kekar, bukaan kekar (aperture), isian kekar dan pelapukan kekar.
3. Pengukuran sudut lereng, stike dan dip disepanjang garis bentangan (scanline) menggunakan kompas geologi.
3.6 Teknik Pengolahan dan Analisa Data 3.6.1. Teknik Pengolahan Data
Pengolahan data bertujuan untuk mengetahui bagaimana cara dan proses untuk menyelesaikan permasalahan yang dihadapi sesuai dengan tujuan yang sudah ditetapkan. Pada pengolahan data ini ada beberapa hal yang akan dibahas yaitu:
1. Klasifikasi massa batuan menggunakan metode rock mass ratting
