ANALISIS KESTABILAN LERENG ALAMI DAN LERENG TIMBUNAN PADA CV. BARA MITRA KENCANA SAWAHLUNTO
SUMATERA BARAT
Yorizal(1), Refky Adi Nata(2), Ahmad Fadhly(3) Teknik Pertambangan Sekolah Tinggi Teknologi Industri Padang
Email:yorizalpratama02@gmail.com ABSTRAK
CV. Bara Mitra Kencana adalah salah satu perusahaan tambang bawah tanah batubara yang berada di Kabupaten Sawahlunto Sumatera Barat yang termasuk daerah dataran tinggi dimana lereng pada lokasi penambangan termasuk rawan longsor karena rata-rata memiliki kemiringan lereng yang agak curam. CV.
Bara Mitra Kencana memiliki 2 jenis lereng yaitu lereng timbunan (Disposal Area) dan lereng alami.
Kedua lereng ini belum diketahui faktor keamanannya serta belum adanya pengujian sampel tanah untuk mengetahui nilai bobot isi tanah (γ) lereng alami dan lereng timbunan, serta faktor keamanan lereng alami dan lereng timbunan. Pengujian sampel tanah dilakukan di laboratorium dengan 3 pengujian, yaitu pengujian bobot isi tanah, liquid limit, plastis limit. Berdasarkan pengujian laboratorium didapatkan nilai bobot isi tanah untuk lereng alami 50,99 KN/m3 dan lereng timbunan 37,27 KN/m3. Pengolahan data menggunakan software geostudio 2012 dengan metode bishop dan fellenius di dapatkan FK untuk lereng alami 0,135 dan 0,138 untuk lereng timbunan didapatkan FK 1,443 dan 1,417 sedangkan perhitungan menggunakan metode pias didapatkan hasil FK untuk lereng alami 0,475 dan lereng timbunan 2,9.
Berdasarkan pengolahan data dapat disimpulkan bahwa lereng alami tidak aman dan untuk lereng timbunan nyatakan aman.
Kata Kunci : Lereng, Sampel Tanah, Faktor Keamanan
ABSTRACT
CV. Bara Mitra Kencana is one of the underground coal mining companies located in Sawahlunto Regency, West Sumatra, which is included in the highlands where the slopes at the mining site are prone to landslides because on average they have a rather steep slope. CV. Bara Mitra Kencana has 2 types of slopes namely the heap slope (Disposal Area) and natural slopes. Both of these slopes are not yet known safety factors and there is no testing of soil samples to determine the value of soil weight (γ) natural slopes and embankment slopes, as well as the safety factors of natural slopes and embankment slopes. Soil sample testing is done in a laboratory with 3 tests, namely testing the weighting of soil contents, liquid limit, plastic limit. Based on laboratory testing, the value of soil fill weight for natural slope is 50.99 KN / m3 and heap slope is 37.27 KN / m3. Data processing using geostudio 2012 software with bishop and fellenius methods obtained FK for natural slopes 0.135 and 0.138 for embankment slopes obtained FK 1.443 and 1.417 while calculations using the pias method obtained FK results for natural slopes 0.475 and embankment slopes 2.9. Based on data processing, it can be concluded that the natural slope is not safe and for the slope the embankment is declared safe.
Keywords: Slope, Soil Sample, Safety Factor
PENDAHULUAN
Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidang horisontal. Lereng dapat terbentuk secara alamiah karena proses geologi atau karena dibuat oleh manusia.
Lereng yang terbentuk secara alamiah misalnya lereng bukit dan tebing sungai, sedangkan lereng buatan manusia antara lain yaitu galian dan timbunan untuk membuat jalan raya dan jalan kereta api, bendungan, tanggul sungai dan kanal serta tambang terbuka. CV. Bara Mitra Kencana adalah salah satu perusahaan tambang bawah tanah batubara yang berada di Kabupaten Sawahlunto Sumatera Barat yang termasuk daerah dataran tinggi dimana lereng pada lokasi penambangan termasuk rawan longsor karena rata-rata memiliki kemiringan lereng yang agak curam. CV. Bara Mitra Kencana memiliki 2 jenis lereng yaitu lereng timbunan(Disposal Area) dan lereng alami.
Kedua lereng ini belum ada kajian/analisis yang dilakukan perusahaan sehingga belum diketahui faktor keamanan lereng tersebut, baik itu lereng alami maupun lereng timbunan, serta belum adanya pengujian sampel tanah yang di lakukan perusahaan sehingga belum diketahuinya nilai bobot isi tanah, cohesi, dan sudut geser dalam untuk mendapatkan faktor keamanan suatu lereng . METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu meghitung faktor keamanan lereng alami dan lereng timbunan berdasarkan data pengujian laboratorium dan pengolahan data menggunakan software geostudio 2012 dengan metote bishop dan fellenius dan perhitungan manual dengan metode pias.
1. Pengumpulan data
a. Pengambilan data koordinat sampel tanah pada lereng alami dan lereng timbunan menggunakan GPS sebanyak 8 titik koordinat
b. Pengambilan sampel tanah pada lereng alami dan lereng timbunan
menggunakan hand boring (bor tangan) dengan metode grid sample sebanyak 8 sampel tanah
c. Pengambilan data kemiringan lereng alami dan lereng timbunan menggunakan kompas geologi.
d. Pengambilan data ketinggian lereng menggunakan GPS.
e. Data peta geologi, topografi dan peta kesampaian daerah didapatkan dari arsip perusahaan
2. Pengolahan data
pengolahan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengujian sampel tanah di laboratorium untuk mendapatkan nilai kohesi, sudut geser dalam dan bobot isi tanah kemudian diolah menggunakan software geostudio 2012 dengan metode bishop dan fellenius serta perhitungan manual menggunakan metode pias (method of slice) untuk menentukan faktor keamanan lereng alami dan lereng timbunan.
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengujian dilaboratorium
a. Bobot isi tanah (γ)
Pengujian bobot isi tanah (γ) menggunkan Cincin uji dengan diameter 6 cm dan tinggi 2 cm, Pisau pemotong dan Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. Timbang cincin dengan keadaan bersih ( W1) lalu Benda uji di siapkan dengan menekan cincin pada tabung sampai cincin terisi penuh kemudian Ratakan kedua permukaan dan bersihkan cincin sebelah luar lalu Timbang cincin dan contoh dengan ketelitian 0,01 gram (W2) dan Hitung volume tanah dengan mengukur ukuran dalam cincin dengan ketelitian 0,01 cm
Untuk mencari volume cincin menggunakan persamaan sebagai berikut:
V = π.r2.t Keterangan:
V = volume cincin
π = 3,14 r2 = jari-jari t = tinggi
Untuk mencari berat tanah menggunakan persamaan sebagai berikut:
Ws = W2 – W1 Keterangan:
Ws = berat tanah
W2 = berat cincin + tanah
W1 = berat cincin kosong
Untuk mencari bobot isi tanah menggunakan persamaan sebagai berikut:
γ = Keterangan:
γ = bobot isi tanah (gram/cm3) Ws = berat tanah
V = volume cincin
Tabel 1 Hasil Pengujian Bobot Isi Tanah (γ)
W Lereng Alami Lereng Timbunan
LA S1 LA S2 LA S3 LA S4 LT S1 LT S2 LT S3 LT S4
W1 9,8 9,8 10,9 10,9 9,7 9,7 10,9 9,8
W2 77,4 90,8 83,0 93,3 88,1 82,6 99,9 86,5
Tinggi 2,29 2,29 2,28 2,28 2,280 2,280 23 2,29
Diameter 4,270 4,270 2,390 2,390 4,440 4,440 2,390 4,270 Jari-Jari 2,135 2,135 1,195 1,195 2,22 2,22 1,195 2,135 BI 2,069 2,472 8,180 8,067 2,222 2,066 8,708 2,341
BI
Rata-Rata 5,2 g/cm3 (50,99 kN/m3) 3,8 g/cm3 (37,27 kN/m3)
b. Index Plastisitas (IP)
Selisih antara batas cair tanah dan batas plastis tanah. Untuk mendapatkan nilai Index Plastisitas (IP) digunakan persamaan sebagai berikut:
IP = LL - PL Keterangan:
IP = Index plastisitas
LL = liquid limit (batas cair) PL = Plastis limit (batas plastis) a) Liquid Limit (LL)
Liquid Limit (LL) adalah kandungan air minimum pada tanah, sehingga tanah atau butiran tanah tidak dapat bergerak didalamnya. Untuk mendapatkan nilai LL air 100 gram di campur dengan sampel tanah menggunakan spatula aduklah hingga sampai homogen, kemudian letak sampel tersebut di mangkok alat penguji batas cair (kasa grande) setelah itu
buatlah dua alur dengan membagi dua sampel tanah tersebut dengan menggunkan alat grooving tool kemudian putar alat penguji batas cair hingga 25 ketukan , 25 ketukan tersebut merupakan batas cair dari sampel tanah tersebut.
Untuk mencari nilai batas cair (LL) menggunakan persamaan sebagai berikut:
W =
100%
Keterangan:
W = kadar air
W1 = berat cawan kosong W2 = berat cawan + tanah basah W3 = berat cawan + tanah kering Hasil kadar air dijumlahkan lalu dirata-ratakan untuk di olah menggunakan Microsoft excel untuk mendapat grafik dan nilai LL sampel tanah tersebut.
Gambar 1 Grafik Sampel 1 Lereng Alami (Lempung)
Gambar 2 Grafik Sampel 2 Lereng Alami (Lempung)
Gambar 3 Grafik Sampel 3 Lereng Alami (Laterit)
Gambar 4 Grafik Sampel 4 Lereng Alami (Laterit)
Gambar 5 Grafik Sampel 1 Lereng Timbunan (Lempung)
Gambar 6 Grafik Sampel 2 Lereng Timbunan (Lempung)
Gambar 7 Grafik Sampel 3 Lereng Timbunan (Laterit)
Gambar 8 Grafik Sampel 4 Lereng Timbunan (Lempung) Tabel 2 Hasil Pengujian Liquid Limit (LL) Berdasarkan Grafik
No Lereng Alami Lereng Timbunan
LA S1 LA S2 LA S3 LA S4 LT S1 LT S2 LT S3 LT S4 Grafik
(%) 65% 24 % 32% 32.5 % 34% 22.3% 30% 34%
LL
Rata-Rata 38.38% 30.08%
b) Plastis Limit (PL)
Plastis Limit (PL) adalah kandungan air minimum pada tanah, saat tanah dapat di gulung hingga mencapai diameter 3 mm (1/8 inci) mengalami retak-retak. Untuk mendapatkan nilai plastis limit sampel tanah di giling/dibentuk bulat panjang menggunakan telapak tangan diatas kaca, setelah mengalami retakan mencapai 3 mm diambil untuk di ukur kadar airnya
setalah diukur itulah nilai batas palstis tanah tersebut. Untuk mencari nilai plastis limit (PL) menggunakan persamaan sebagai berikut:
W =
x 100%
Keterangan:
W = kadar air
M1 = berat cawan kosong M2 = berat cawan + tanah basah M3 = berat cawan + tanah kering
Tabel 3 Hasil Pengujian Plastis Limit (PL)
Ket Lereng Alami Lereng Timbunan
LA S1 LA S2 LA S3 LA S4 LT S1 LT S2 LT S3 LT S4
M1 14.5 14,1 14.1 14.2 13.9 14.1 14.1 14.1
M2 15.4 15.5 16.8 15.6 15.5 15.3 15.8 15.8
M3 15.1 15.2 16.2 15.3 15.2 15.0 15.5 15.5
Kadar Air 50 27.27 28.57 27.27 23.08 33.33 21.43 21.42 Kadar Air
Rata-Rata 33.27 24.81
Sehingga didapatkan nilai Indeks Plastisitas (IP) dapat dilihat pada tabel 4 Tabel 4 Nilai Indeks Plastisitas(IP)
Indeks Plastisitas (IP)
Lereng Alami Lereng Timbunan
LL PL LL PL
38.38 33.27 30.08 24.81
IP = 5.11% IP = 5.27%
2. Perhitungan Nilai Cohesi dan Sudut Geser Dalam
a. Cohesi (c)
Nilai cohesi di peroleh dari pengujian laboratorium. Dalam penelitian ini untuk mendapatkan nilai cohesi
menggunakan persamaaan sebagai berikut:
c= 0,105+0,008 (IP) + 0,009 (LL)
b. Sudut geser dalam (θ)
Untuk mendapatkan nilai sudut geser dalam menggunakan persamaan sebagai berikut
φ = 3,857 - 1,487 (IP) + 0,064 Tabel 5 Nilai Cohesi (c ) dan Sudut Geser Dalam (θ)
Cohesi Dan Sudut Geser Dalam
Lereng Alami Lereng Timbunan
c θ c θ
4,91 3,805˚ 14,18 14,42 ˚
3. Perhitungan Faktor Keamanan (FK)
a. Pengolahan Data Menggunakan Software Geostudio 2012 dengan Metode Bishop dan Metode Fellenius (Ordinary)
a) Lereng alami
. Diketahui tinggi lereng 11 m, jarak bidang lincir 4 m, kemiringan 70°.
Diketahui hasil pengujian di laboratorium bahwa nilai bobot isi tanah 50,99 kN/m3, kohesi 4,91, dan sudut geser dalam 3,805. Hasil pengolahan data dengan metode bishop dan metode fellenius/ordinary pada lereng alami dapat dilihat pada gambar 1 dan 2.
Gambar 1 Hasil Nilai FK Lereng Alami dengan Metode Bishop
Gambar 2 Hasil Nilai FK Lereng Alami dengan Metode Fellenius/ordinary
Berdasarkan hasil pengolahan data menggunakan software geostudio 2012 dengan metode bishop dan metode fellenius/ordinary di dapatkan nilai FK 0.135 dan 0.138, maka bisa disimpulakan bahwa lereng tersebut di nyatakan tidak aman karena menurut SRK Consulting, 2010 (tabel 2.3) tentang ketetapan kriteria FK pada lereng tambang dengan jenis lereng tunggal nilai FK yang aman adalah diatas 1.1.
b) Lereng Timbunan
Diketahui tinggi lereng 4.5 m, jarak bidang lincir 3 m, kemiringan 45°. Diketahui hasil
pengujian di laboratorium bahwa nilai bobot isi tanah 37,27 kN/m3, kohesi 14,18 dan sudut geser dalam 14,42. Hasil pengolahan data dengan metode bishop dan metode fellenius/ordinary pada lereng alami dapat dilihat pada gambar 3 dan 4.
Gambar 3 Hasil Nilai Lereng Timbunan FK dengan Metode Bishop
Gambar 4 Hasil Nilai Lereng Timbunan FK dengan Fellenius/ordinary Berdasarkan hasil pengolahan data menggunakan software geostudio 2012 dengan metode bishop dan metode fellenius/ordinary di dapatkan nilai FK 1,443 dan 1,417, dimana bisa disimpulakan bahwa lereng tersebut di nyatakan aman karena menurut SRK Consulting, 2010 (tabel 2.3) tentang ketetapan kriteria FK pada lereng tambang dengan jenis lereng tunggal nilai FK yang aman adalah diatas 1.1.
b. Pengolahan Data Menggunakan Metode Pias (Method Of Slice)
Untuk mengetahui nilai FK secara manual, terlebih dahulu mencari nilai berat tanah diatas bidang longsor menggunakan persamaan sebagai berikut:
W = ½. B . H. Ɣ
Keterangan:
W = berat tanah diatas bidang longsor (KN)
B = Jarak bidang lincir (m)
H = Tinggi bidang lincir/lereng (m) Ɣ = Berat volume tanah (KN/m3) Setelah diketahui nilai berat tanah diatas bidang longsor, untuk menghitung nilai FK secara manual dibutuhan nilai jumlah panjang bidang lincir. Jumlah panjang bidang lincir dapat diketahui menggunakan persamaan sebagai berikut:
L = Keterangan:
L = Jumlah panjang bidang lincir (m)
= sudut bidang lincir (o) R = Tinggi bidang lincir (m) Maka, nilai FK dapat dicari menggunakan persamaan sebagai berikut:
FK= ∑ ∑
∑
Keterangan:
c = kohesi tanah ( Kpa)
= Gaya normal ( Ton) = Gaya tangesial (Ton)
ø = sudut geser dalam (o) L = Jumlah panjang bidang
lincir (m) a) Lereng Alami
Gambar 5 Hasil Gambar Pembagian Pias Lereng Alami
Perhitungan nilai faktor keamanan menggunkan metode pias dengan persamaan sebagai berikut:
dan perhitungan besar gaya normal dan gaya tangensial. Besar gaya normal dan tangesial dapat dilihat pada tabel
Tabel 6 Besar Gaya Normal Dan Gaya Tangensial Lereng Alami Nomor Pias Gaya normal
( Gaya normal
(
1 689,54 184,76
2 674,97 232,41
3 695,56 160,58
4 703,01 123,96
5 705,07 111,67
6 711,14 62,22
∑ 4179,29 875,6
W = ⁄ . 4 m . 7 m . 50,99 kN/m3 = 713,86 kN/m
L = = 7,45
FK =
= 0,359
Berdasarkan hasil pengolahan data menggunakan dengan metode pias dan di dapatkan nilai FK 0.395, dimana bisa disimpulakan bahwa lereng tersebut di nyatakan tidak aman karena menurut SRK
Consulting, 2010 tentang ketetapan kriteria FK pada lereng tambang dengan jenis lereng tunggal nilai FK yang aman adalah diatas 1.1.
b) Lereng Timbunan
Gambar 6 Hasil Gambar Pembagian Pias Lereng Timbunan
Perhitungan nilai faktor keamanan menggunkan metode pias dengan persamaan 2.10 dan 2.11 dan perhitungan besar gaya normal dan gaya tangensial. Besar gaya normal dan tangesial dapat dilihat pada tabel 7.
Tabel 7 Besar Gaya Normal Dan Gaya Tangensial Lereng Timbunan Nomor Pias Gaya normal
( Gaya normal
(
1 138,39 19,45
2 137,64 24,27
3 138,39 19,45
4 138,39 19,45
5 138,39 19,45
6 139,99 14,61
7 138,72 17,03
∑ 968,91 133,71
W = ⁄ . 3 m . 2.5 m . 37,27 kN/m3 = 139,76 kN/m
L = = 3,54
FK =
= 2,2
Berdasarkan hasil pengolahan data menggunakan dengan metode pias dan di dapatkan nilai FK 2,2, dimana bisa disimpulakan bahwa lereng tersebut di nyatakan t aman karena menurut SRK Consulting, 2010 tentang ketetapan kriteria FK pada lereng tambang dengan jenis
lereng tunggal nilai FK yang aman adalah diatas 1.1.
DAFTAR PUSTAKA
Ali, Fauziah, dkk. (2018). Kajian Geoteknik Untuk Perencanaan Pembangunan Pemukiman Baru Pada Kawasan Handil Berkat Makmur, Kabupaten Kapuas, Kalimantan Tengah. Jurnal Geosains dan Teknologi, 1 (2), 50-58
Arsip-arsip atau dokumen pada CV. Bara mitra Kencana. Sawahlunto.
Arif, Irwandy, 2016, Geoteknik Tambang, jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Handayani, Tri, dkk. (2014). Pengaruh Muka Air Tanah Terhadap Kestabilan Lereng Menggunakan Geoslope/W 7.12. Prosiding KOMMIT.
Hardiyatmo, Hary Christady. (2006).
Penanganan Tanah Longsor Dan Erosi, Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Rambe, Renold Pangidoan, dkk. (2016).
Pengaruh Fraksi Lempung Terhadap Nilai Kohesi dan Indeks Plastisitas. Jurnal Rekayasa Sipil dan Desain, 4 (2), 205-214
Surendro, Bambang, 2015, Mekanika Tanah Teori, Soal, Dan Penyeleseian, Yogyakarta: CV. Andi Offset.
