MANGGALA PT. ANTANG GUNUNG MERATUS KECAMATAN SUNGAI RAYA KABUPATEN
HULU SUNGAI SELATAN PROVINSI KALIMANTAN SELATAN
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
dalam Menyelesaikan Program S1 Teknik Partambangan
Oleh: Fitra Ramadhanti
1206398/2012
Konsentrasi : Pertambangan Umum Program Studi : S1 Teknik Pertambangan Jurusan : Teknik Pertambangan
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG PADANG
v
Jenis Kelamin : Perempuan
Nama Bapak : Didin Tohidin
Nama Ibuk : Afdayeti
Jumlah Saudara : 5 (lima)
Alamat Tetap : Komp Harka Sarai permai Blok H No 13, Kelurahan Padang Sarai, Kecamatan Koto Tangah, Kota Padang
No Handphone : 0852-7251-5206
II. Data Pendidikan
Sekolah Dasar : SD Negeri 30 Lubuk Alung Sekolah Menengah Pertama : SMP Negeri 02 Lubuk Alung Sekolah Menengah Atas : SMA Negeri 01 Batang Anai Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang
III. Proyek Akhir
Tempat Tugas Akhir : PT. Antang Gunung MeratusSiteIda Manggala, Tanggal Kerja Praktek : 21 Maret s.d. 21 Mei 2016
Topik Studi Khasus : Analisis Balik Kestabilan Lereng Blok III-S Pit Warute Area Lowwall Panel 10 dan Panel 15 siteIda Manggala PT. Antang Gunung Meratus Kecamatan Sungai Raya Kabupaten Hulu Sungai Selatan Provinsi Kalimantan Selatan
Padang, Januari 2017
vi
ingin bahagia keduanya maka dengan ilmu pula”.
(Al- Hadist)
TEU NYANGKA
Alhamdulillah, Alhamdulillahirobbil ‘alamiin……
Waktu nu teu disangka-sangka parantos dongkap oge. Teu aya bayangan bakal ngalaman anu parantos kirang langkung opat taun ka tukang dugi ka ayeuna. Namung eta mangrupi rencana Allah swt., anu mudah-mudahan seueur kamaslahatan kanggo ka payunna (Amiin).
Seueur pangalaman nu ku Kakak kenging dugi ka kiwari. Aya nu amis, anu haseum, aya oge nu pait. Kakak can tangtu tiasa dugi ka kiwari upami teu aya bantosan tinu lian.
Saba’da ngecapkeun kalimah Hamdallah, Sholawat sinareng Sallam, Kakak ngahaturkeun nuhun ka:
1. Pun Bapa(Didin Tohidin) sareng Pun Ibu(Afdayeti), sareng Pun Mamah
(Dewi Kuraesin) hatur nuhun pisan tina sagala rupina anu teu tiasa disebatkeun hiji-hijina saking ku se’eurna pengorbananan anu dipasihkeun ka Kakak. Hapunten Kakak teu acan tiasa mulang tarima, mugi-mugi ka payunna tiasa ngabagjakeun Pun Bapa, Pun Ibu sareng Pun Mamah (Amiin).
2. Pun Raka (Kresna Handoyo/Ummi Khairia, Budi Saputro, Three
Sucipto,sareng Pun RaiFitri Ramadhanti (adek),PunWinda Nurdianti (dede), hatur nuhun pisan tina motivasina, kanggo bantosanna, atos masihan semangat sareng do’ana. sanaos teu mangrupi kata-kata anu sae. 3. BapaIr. Yulnansareng keluarga (Ibu Ria, Ranti, Dedek, Ai, Echa) hatur
nuhun pisan kanggo nasihat, dukungan, perhatosan, bantosan, kanyaah sareng do’ana anu dipasihkeun ka Kakak mugi-mugi janten amal sholeh (Amiin).
4. Dosen Pembimbing I(Dr. Bambang Heriyadi, MT), Pembimbing II(Yoszi
Mingsi Anaperta, ST, MT), hatur nuhun pisan tos ngaluangkeun waktosna bari jeung sabar kanggo ngabimbing Kakak dugi ka danget ayeuna. Mugi-mugi naon rupi anu parantos dipasihkeun ka Kakak tiasa dimanfaatkeun kanggo ka payunna sareng anu masihanana dipasihan pahala anu se’eur (Amiin).
5. Dosen penguji (Drs. Raimon Kopa, MT, Drs. Sumarya, MT, Drs.
vii
Junai, Mas Siddik, anu teu tiasa disebutkeun hiji-hijina hatur nuhun kanggo bantosannana kanggo skripsi Fitra, kanggo sadaya dukunganana. 7. Bu Oktaviani, ST, MT beserta keluarga (Bapak sareng Faiz) sareng Bu
Nadra Mutiara Sari, S.Pd, M.Eng Hatur nuhun nya bu, tos masihan perhatosan\mugi-mugi ibu saterasna ditangtayungan ku Allah SWT (Amiin)
8. Kulawargi C’COM anu tos seueur masihan pangalamana, anu tiasa
ngarencangan Kakak dina waktos susah sareng senang. Sok sanaos arurang teh gaduh salah, tapi urang tiasa silih ngahampura. mugi-mugi silaturahmi urang sadayana sing tiasa saterasna. Nyaah Pisan Kakak Ka
Maraneh (Adek, Toya, Ica, Ayu, Dona, Vira, Rizka, Vidia, Nindy,
Tail, Putra, Erik, Wawan, Malin, Ilin, Kulaih, Teguh).
9. Rerencangan kontrakan Wisma Indah Maira Triana Putri, ST, Desi
Anggraini, Dhini Andhini, Haura Paranisha, Dwi rahmi Elvionita, Yuni Rafika Rahmi, Reski Nurmasari hatur nuhun kanggo dukungan sareng do’ana mugi-mugi urang tiasa papendak deui dinu kasaean (Amiin).
10. Senior M. Syah Addinal Huda, Syari Rahma Yanti, Rizto Salia Zakri,
Annisa Intan Yustisia R, Vikri Helmi, Dede Hernandest, Marchelevandra Gomis, Argi Saputra, Tomi Efrianto, Herianto Panggabean, Firstyan Wahyu Aqpisco, Muhammad Hamdan, Edi Setiawan, Sareng Rerencangan saperjuangan Tambang S1 2012
khususna Elgi Alam Pangestu, Riki Rinaldo, Dirga Sidauruk, Ahmad
Fauzi, Chandrika Raflesia. Rekan-rekan HMTP FT UNP anu teu tiasa disebutkeun hiji-hijina, nuhun tinu sagalarupina, dina waktos susah,
senang, sareng sakit na. Hatur nuhun pisannya. Sareng Agem Hartias
PutraPamungkas, kanggo anu parantos masihan perhatosana, motivasina sareng do’ana nu langkung ka Kakak hatur nuhun pisan, mugi-mugi sadaya niat sareng rencana anu sae diijabah dilancarkeun ku Allah swt.
11. Sesepuh Pondok Si Kabayan (Sesepuh pang ageung na A’Iwan sareng
A’Amok(Bang Apek).Kg Asep, Kg. Andi, Kg. AkonsarengKg. Trisna, Kg. ElvansarengKg. Dadan, Kg. Dendi, Kg. Rido, Kg. Abah,Kg. Eko
sareng Kg. Itang, A’ Iki (Bang Igib), A’ Zae (Bang Jaek), Henhen
Suhendar, Riski sareng Arif, Iqbal, Yosep (Mang Ocep) sareng Iim Abdul Rohim, Denish, M. Akbar, anu nembe sumpingFujisarengNovi
hatur nuhun pisan kanggo sagala rupi dukunganana mugi-mugi silaturahmi urang tiasa kajaga (Amiin).
Mugi-mugi Skripsi ieu tiasa nyandak manfaat kanggo urang sadayana (Amiin).
Padang, Desember 2016
viii
Kalimantan Selatan.” Skripsi. Padang: Program Studi S1 Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
PT. Antang Gunung Meratus merupakan perusahaan tambang batubara di Kabupaten Hulu Sungai Selatan, Provinsi Kalimantan Selatan. Penambangan dilakukan dengan metodeOpen Pit Mining. Studi geoteknik telah dilakukan pada April 2013. Pada tahun 2015 terjadi kelongsoran di arealowwallPanel 10, karena tidak mengikuti kajian geoteknik. Geometri lereng Lowwall Panel 15 dibuat mengikuti rekomendasi kajian geoteknik. Pada Februari 2016 kondisinya stabil namun Maret 2016 kondisinya kurang stabil.
Analisis balik area lowwall Panel 10 dan panel 15 menggunakan metode Probabilistik Monte Carlo, dimana data awal sandstone: kohesi (c')=27.9 kN/m2 dan sudut gesek dalam (ϕ')=29.8o;siltstone: c'= 28.8 kN/m2danϕ'=8.13o;claystone: c'=20.3 kN/m2 dan ϕ'=25.1o. Analisis faktor keamanan (FK) dan rekomendasi geometri lereng menggunakan metodeSimplifed Janbu.Perhitunganstripping ratio (SR) menggunakan metodacross section.
Hasil dari analisis yaitu, (1) Longsoran area lowwall Panel 10 merupakan longsoran bidang dikarenakan kondisi lereng tidak stabil serta adanya bidang perlapisan yang lemah, dimana FK longsoran 0.966 dengan kemiringan 24o. Sebelum kelongsoran FK 0.804 dengan kemiringan 36o. Parameter geoteknik dari analisis balik longsoran adalahclaystone: c'=21.26 kN/m2danϕ'=28.16o;siltstone: c'=29.58 kN/m2 dan ϕ'=8.07o; sandstone: c'=27.66 kN/m2 dan ϕ'=29.73o. (2) FK lowwall Panel 15 Februari 2016 adalah 1.356, Maret 2016 FK menjadi 1.26. Parameter geoteknik berdasarkan analisis balik adalah claystone: c'=22.43 kN/m2 danϕ'= 25.32o; siltstone: c'= 28.63 kN/m2danϕ'= 8.11o; sandstone: c'= 27.33 kN/m2 dan ϕ'= 29.16o. (3) Rekomendasi lereng tunggal adalah claystone. Rekomendasi overall lowwall Panel 10 di elevasi -20 mdpl, overall slope 21o, dan ketinggian lereng 94 m, dengan SR 1:5.68. LowwallPanel 15 pada elevasi -50 mdpl, overall slope17o, dengan SR 1:2.67.
ix
Meratus, Sungai Raya District, Hulu Sungai Selatan Regency, South Kalimantan Province." Thesis. Padang: S1 Mining Engineering Program, Faculty of Engineering, State University of Padang.
PT. Antang Gunung Meratus is a coal mine in the village of Hulu Sungai Selatan Regency, South Kalimantan Province. Mining was conducted using the Open Pit Mining method. Geotechnical studies have been conducted on April 2013. In 2015 landslide occurred in the area lowwall Panel 10, because it did not follow the geotechnical study. Slope geometry lowwall Panel 15 was made by following the recommendations of the geotechnical study. In February 2016 it’s was stable but in March 2016 the condition of the slopeswasn’t.
Back Analysis on the lowwall area Panel 10 and Panel 15 used Probabilistic Monte Carlo method,where preliminary data sandstone: cohesion (c')= 17.3 kN/m2 and friction angle (ϕ')= 18.5o; siltstone: c'= 17.9 kN/m2andϕ’= 8.13o; claystone: c'= 20.3 kN/m2 and ϕ’= 25.1o. Analysis of the safety factor (SF) and recommendations slope geometry used Janbu Simplifed method. Calculation of the stripping ratio (SR) used the cross section method.
The results of the analysis, namely, (1) The landslides area lowwall Panel 10 is a plane failure caused by unstable slope conditions as well as their weak bedding plane, where the avalanche SF 0.966 with a slope of 24o. Before sliding SF 0.804
with a slope of 36o. Geotechnical parameters based on the back analysis landslides are claystone: c'= 21.26 kN/m2andϕ’=28.16o; siltstone: c'= 29.58 kN/m2andϕ’= 8.07o; sandstone: c'= 27.66 kN/m2 and ϕ’= 29.73o. (2) SF lowwall Panel 15 in
February 2016 was 1.356, in March 2016 SF became 1.26. Geotechnical parameters are based on the back analysis claystone: c'= 22.43 kN/m2, and ϕ’=
25.32o; siltstone: c'= 28.63 kN/m2andϕ’=8.11o; sandstone: c'= 27.33 kN/m2and ϕ’= 29.16o. (3) Recommendation single slopes are claystone. Recommendations overall lowwall Panel 10 in elevation -20 mdpl, overall slope 21oand the altitude
slopes of 94 m, with SR 1:5.68. Lowwall Panel 15 at an elevation of -50 mdpl, overall slope 17o, with SR 1: 2.67.
x
“Analisis Balik Kestabilan Lereng Blok III-S Pit Warute Area lowwall Panel 10 dan Panel 15SiteIda Manggala PT. Antang Gunung Meratus Kecamatan Sungai Raya Kabupaten Hulu Sungai Selatan Provinsi Kalimantan Selatan”.
Adapun tujuan pembuatan Tugas Akhir ini yaitu sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan program S-1 Teknik Pertambangan di Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih, kepada:
1. Teristimewa Bapak (Didin Tohidin), Ibuk (Afdayeti), Mamah (Dewi Kuraesin), Abang (Kresna Handoyo, Budi Saputro, dan Three Sucipto), Adek (Fitri Ramadhanti dan Winda Nurdianti) serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moril maupun materil sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
2. Bapak Drs. Raimon Kopa, MT dan Bapak Heri Prabowo ST, MT Selaku Ketua Jurusan dan Sekretaris Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
xi
5. Bapak Drs. Yunasril, M.Si selaku Penasehat Akademis.
6. Bapak Herbin Siagian Selaku Kepala Teknik Tambang, Bapak Sulhaji Wijaya Selaku Dept Head Engineering, dan Bapak Soyan N.R Selaku Dept. Head OperationPT. Antang Gunung MeratussiteIda Manggala.
7. Bapak Irwan dan Bapak M Afrizal Syahbana Selaku Pembimbing Penulis di PT. Antang Gunung MeratusSiteIda Manggala, Kalimantan Selatan.
8. Bapak Superintendent seluruh Departemen, serta seluruh staff dan karyawan PT. Antang Gunung Meratus, Kalimantan Selatan. Dan semua pihak yang terlibat dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, hal itu disebabkan oleh terbatasnya ilmu pengetahuan yang penulis miliki. Karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun guna menyempurnakan Tugas Akhir ini, agar dapat berguna bagi pembaca untuk kemajuan kita bersama, serta dapat bermanfaat bagi penulis khususnya.
Padang, Januari 2016
xii
LEMBARAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ...ii
PENGESAHAN TIM PENGUJI ...iii
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ...iv
BIODATA ...v
ABSTRAK ...viii
ABSTRACT...ix
KATA PENGANTAR ...x
DAFTAR ISI...xii
DAFTAR GAMBAR ...xvii
DAFTAR TABEL ...xxi
DAFTAR LAMPIRAN ...xxiii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Praktek Lapangan Industri... 1
B. Identifikasi Masalah ... 5
C. Batasan Masalah... 5
D. Rumusan Masalah ... 6
E. Tujuan Penelitian ... 7
F. Manfaat Penelitian ... 7
xiii
4. Lokasi dan Kesampaian Daerah Penelitian... 13
5. Sumberdaya, Cadangan, dan Kualitas Batubara PT. AGM ... 15
6. Iklim dan Curah Hujan... 16
7. Keadaan Lingkungan Daerah Penelitian ... 16
8. Geologi Regional ... 18
B. Kajian Teori ... 20
1. Asumsi yang Digunakan ... 20
2. Kestabilan Lereng ... 20
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kemantapan Lereng... 25
a. Faktor-faktor pembentuk gaya penahan... 26
b. Faktor-faktor pembentuk gaya penggerak ... 28
c. Faktor-faktor yang mempengaruhi gaya penahan... 30
d. Faktor faktor yang mempengaruhi gaya penggerak... 32
4. Macam-macam Longsoran yang Sering Terjadi pada Lereng Tambang... 39
a. Longsoran Busur (Circular Failure)... 40
b. Longsoran Bidang (Plane Failure) ... 41
c. Longsoran Baji (Wedge Failure) ... 42
xiv
1) Prinsip dasar metode irisan ... 48
2) Metode irisan... 49
a) Metode Bishop Yang Disederhanakan (Simplified Bishop Method)... 50
b) Metode Janbu yang disederhanakan (simplified Janbu method)... 53
3) Analisis Probabilistik Monte Carlo dalam Metode Kesetimbangan Batas ... 56
6. Metode Perhitugan Cadangan ... 57
7. Nisbah Pengupasan(Stripping Ratio)... 60
C. Penelitian yang Relevan ... 62
D. Kerangka Konseptual ... 63
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 66
B. Jenis Penelitian... 66
1. Studi Literatur ... 66
2. Pengamatan Lapangan ... 67
3. Pengambilan Data ... 68
4. Pengolahan Data... 69
xv
A. Kondisi Geologi Daerah Penelitian... 74
1. Stratigrafi Regional ... 76
2. Geologi Struktur... 80
B. Penyelidikan Geoteknik ... 81
1. Pemetaan Geoteknik Permukaan ... 81
2. Pengeboran Geoteknik ... 82
3. Pengujian Sampel Geoteknik ... 83
C. Pemodelan Lapisan Penyusun Lereng ... 85
D. Kondisi Lereng... 87
1. Kondisi LerengLowwallPanel 10 ... 89
2. Kondisi LerengLowwallPanel 15 ... 90
E. Pemodelan Lereng... 91
1. Data Hasil Uji Laboratorium... 93
2. Muka Air Tanah ... 93
3. Beban Dinamis ... 94
F. Analisis kemantapan LerengLowwall... 94
1. Analisis Kemantapan LerenglowwallPanel 10... 95
a. Back Analysis... 95
b. Forward Analysis... 99
xvi
b. Stripping RatioLerengLowwallPanel 15 ... 108
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 109
B. Saran... 110
DAFTAR PUSTAKA ... 112
xvii
Gambar 2. Pembagian Blok PT. Antang Gunung Meratus………... 11
Gambar 3. Struktur Organisasi PT. Antang Gunung Meratus……….. 12
Gambar 4. Lokasi Kesampaian Daerah PT. Antang Gunung Meratus………. 14
Gambar 5. Fisiografi Kalimantan………. 19
Gambar 6. Stratigrafi Regional Cekungan Barito………. 19
Gambar 7. Section Barito Basin……….……... 20
Gambar 8. Redistribusi Tegangan Horizontal Akibat Penggalian Tambang… 21 Gambar 9. Bagian-bagian Jenjang……… 35
Gambar 10. Bagian-bagian Lereng pada Tambang Terbuka……….. 35
Gambar 11. Skema Longsoran Busur (Circular Failure)………... 40
Gambar 12. Geometri Longsoran Bidang (Plane Failure)………. 42
Gambar 13. Longsoran Baji (Wedge Failure)………...………….. 43
Gambar 14. Bentuk umum dari longsoran guling: (a) block toppling; (b) flexural toppling;(c)block- flexural toppling…………..………. 44
Gambar 15. Longsoran Guling (Toppling Failure)………... 45
Gambar 16. Kriteria kegagalan Mohr–Coulomb……….... 46
Gambar 17. Tegangan total, Tegangan Efektif, dan Tegangan Air Pori……… 48
Gambar 18. Gaya-gaya yang bekerja pada tiap irisan………... 49
Gambar 19. Gaya-gaya yang bekerja pada irisan metode bishop……….. 51
Gambar 20. Kesetimbangan gaya dalam arah vertikal……….. 53
Gambar 21. Faktor KoreksiSimplified Janbu Method……….. 55
Gambar 22. metoda cross section. (a) rule of gradual changes, (b) rule of nearest points………. 58
Gambar 23. Metode Cross Section PedomanRule Of Gradual Changes……. 59
Gambar 24. Diagram Kerangka Konseptual……….. 65
Gambar 25. Penggunaan Metode Janbu……….. 71
xviii
Gambar 31. SeamBatubara Formasi Warukin………..…………. 80
Gambar 32. Kegiatan Pengeboran Geoteknik……… 83
Gambar 33. Pengujian Sampel Batuan…...………. 84
Gambar 34. Pengambilan DataStrikedanDipLapisan Penyusun Lereng …... 83
Gambar 35. Pengambilan Data Stratigrafi Lapisan Tanah dan Batuan Penyusun Lereng………... 85
Gambar 36. Stratigrafi Penyusun Lereng………... 86
Gambar 37. Contoh Permodelan lapisan penyusun lereng……….. 87
Gambar 38. Posisi Garis Penampang Lereng………. 88
Gambar 39. Kondisi Geometri LerengLowwall………. 89
Gambar 40. Longsoran padaLowwallPanel 10………. 90
Gambar 41. Kondisi lerenglowwallPanel 15…………...……….. 91
Gambar 42. Contoh pemodelan lereng………..………. 92
Gambar 43. Kondisi lereng sebelum terjadi longsor……….. 96
Gambar 44. Kondisi lerenng setelah kelongsoran……….. 97
Gambar 45. Kondisi terjadinya longsoran bidang……….. 98
Gambar 46. LongsoranLowwallpada Panel 10………. 99
Gambar 47. Hubungan antara FK dengan kemiringan lereng tunggalclaystone. 101 Gambar 48. Hubungan antara FK dengan kemiringan lereng tunggalsandstone 101 Gambar 49. Hubungan antara FK dengan kemiringan lereng tunggalsiltstone... 101
Gambar 50. Hasil analisis kestabilan lereng tunggal claystone tinggi 10 m dengan studut kemiringan 27o…….……… 102
Gambar 51. Hasil analisis rekomendasi kestabilan lereng lowwall Panel 10 tinggi 94 m………. 104
Gambar 52. Hasil Analisis Kondisi Lereng Lowwall Panel 15 Akhir Februari 2016………. 105
xix
Gambar 57. Sebaran Titik Pisometer………...……… 117 Gambar 58. Cros Section LowwallPanel 10 Sebelum Longsor……….……… 134 Gambar 59. Cros SectionLongsoranLowwallPanel 10……… 135 Gambar 60. Perbandingan cross section aktual, longsoran, dan rekomendasi
Panel 10………... 136
Gambar 61. Cros Section LowwallPanel 15 Akhir Bulan Februari………..…. 137 Gambar 62. Cros Section LowwallPanel 15 Akhir Bulan Maret……… 138 Gambar 63. Perbandingancross sectionbulan Februari dan bulan Maret 2016
Panel 15………... 139
Gambar 64. Anlasis Kestabilan Lereng Tunggal Claystone Tinggi 10 m
dengan Sudut Kemiringan 27o……….……… 144 Gambar 65. Anlasis Kestabilan Lereng Tunggal Claystone Tinggi 15 m
dengan Sudut Kemiringan 21o... 145 Gambar 66. Anlasis Kestabilan Lereng Tunggal Claystone Tinggi 20 m
dengan Sudut Kemiringan 18.5o... 146 Gambar 67. Anlasis Kestabilan Lereng Tunggal Sandstone Tinggi 10 m
dengan Sudut Kemiringan 38o... 147 Gambar 68. Anlasis Kestabilan Lereng Tunggal Sandstone Tinggi 15 m
dengan Sudut Kemiringan 24o... 148 Gambar 69. Anlasis Kestabilan Lereng Tunggal Sandstone Tinggi 20 m
dengan Sudut Kemiringan 20o... 149 Gambar 70. Anlasis Kestabilan Lereng TunggalSiltstoneTinggi 10 m dengan
Sudut Kemiringan 13o………...…………………..……….. 150
Gambar 71. Anlasis Kestabilan Lereng TunggalSiltstoneTinggi 15 m dengan
Sudut Kemiringan 8.5o………...………. 151 Gambar 72. Anlasis Kestabilan Lereng TunggalSiltstoneTinggi 20 m dengan
Sudut Kemiringan 6.5o……… 152
xx
Gambar 77. Analisis Rekomendasi Kestabilan Lereng Lowwall Panel 10
Tinggi 74 m Kemiringan 21o……….. 159 Gambar 78. Analisis Rekomendasi Kestabilan Lereng Lowwall Panel 10
Tinggi 84 m Kemiringan 21o……….………. 160 Gambar 79. Analisis Rekomendasi Kestabilan Lereng Lowwall Panel 10
Tinggi 94 m Kemiringan 21o……….. 161 Gambar 80. Analisis Rekomendasi Geometri Lereng Setelah Longsor Area
LowwallPanel 10 Tinggi 54 m Kemiringan 22o………. 162 Gambar 81. Analisis Kestabilan Aktual LerengLowwallPanel 15 Akhri Bulan
Maret 2016…………..………..……….. 163
Gambar 82. Analisis Kestabilan Aktual LerengLowwallPanel 15 Akhri Bulan
xxi
Meratus... 15
Tabel 2. Kualitas Batubara PT. Antang Gunung Meratus... 15
Tabel 3. Curah Hujan Bulanan pada Tahun 2012-2015 di PT. AGM ... 16
Tabel 4. Hubungan nilai FK dan kemungkinan kelongsoran lereng tanah 25 Tabel 5. Data hasil Pemetaan Geoteknik Permukaan ... 82
Tabel 6. Resume data hasil uji sifat fisk dan mekanik batuan... 84
Tabel 7. Koordinat penampang melintang ... 87
Tabel 8. Data parameter hasil uji laboratorium untuk analisis balik kestabilan lereng ... 93
Tabel 9. Daftar pengukuran piesometer ... 93
Tabel 10. Data analisis awal Probabilistik ………. 96
Tabel 11. Data hasil analisis balik Panel 10……… 98
Tabel 12. Hasil analisis kestabilan lereng tunggalclaystone………... 100
Tabel 13. Hasil analisis kestabilan lereng tunggalsandstone……...……... 100
Tabel 14. Hasil analisis kestabilan lereng tunggalsiltstone...……...……... 100
Tabel 15. Hasil analisis rekomendasi sebelum kelongsoranoverall slope lowwallPanel 10... 103
Tabel 16. Rekomendasi geometri lereng setelah longosoran padalowwall Panel 10……….. 104
Tabel 17. Data hasil analisis balik menggunakan Probabilistikpanel 15… 107 Tabel 18. Stripping ratio Geometri lereng end of Februari dan end of Maret... 108
xxii
10 m ... 144 Tabel 23. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Claystone Tinggi
15 m ... 145 Tabel 24. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Claystone Tinggi
20 m ... 146 Tabel 25. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Sandstone Tinggi
10 m... 147 Tabel 26. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Sandstone Tinggi
15 m ... 148 Tabel 27. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Sandstone Tinggi
20 m ... 149 Tabel 28. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Siltstone Tinggi
10 m ... 150 Tabel 29. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Siltstone Tinggi
15 m ... 151 Tabel 30. Hasil Analisis Kestabilan Lereng Tunggal Siltstone Tinggi
20 m ... 152 Tabel 31. Rekapitulasi Analisis Rekomendasi Overall Slope Lowwall
xxiii
Lampiran 1 Lokasi Kesampaian Daerah, Jaringan Jalan dan PKP2B 2016, Sebaran Titik Pisometer…... 114 Lampiran 2 Data Bor... 118 Lampiran 3 Cros Section LowwallPanel 10 dan Panel 15.……… 133 Lampiran 4 Hasil Uji Sifat Fisik dan Mekanik Batuan Penyusun Lereng
Lowwall……… 140
BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG
PT. Antang Gunung Meratus sebagai anak perusahaan dari PT. Baramulti Sukses Sarana (BSSR) Tbk sesuai PKP2B (Generasi ke-dua) yang telah ditandatangani bersama pemerintah RI pada tahun 2004 dengan luas kuasa penambangan 22.433 Ha merupakan perusahaan tambang batubara. Jumlah cadangan batubara pada saat ini adalah ± 88.293.528 MT, dimana produksi pertama pada 15 Juli 1999 nomor 405.K/20.01/DJP/1999. PT. Antang Gunung Meratus berlokasikan di Desa Ida Manggala, Kecamatan Sungai Raya, Kabupaten Hulu Sungai Selatan, Provinsi Kalimantan Selatan. Untuk kegiatan penambangannya dilakukan dengan sistem tambang terbuka yaitu dengan metodeOpen Pit Mining.
Langkah awal kegiatan penambangan yang dilakukan adalah pengupasan lapisan tanah penutup untuk mendapatkan batubara. Pengupasan lapisan penutup yang dilakukan akan mengakibatkan terbentuknya jenjang–jenjang dengan kemiringan dan ketinggian yang berbeda-beda.
Terbentuknya jenjang dengan kemiringan dan ketinggian yang berbeda pada suatu saat akan dapat mengganggu kelancaran produksi yaitu terjadinya kelongsoran. Faktor-faktor penyebab kelongsoran dapat berupa faktor intenal yang meliputi geometri lereng, struktur geologi, kondisi air tanah serta faktor eksternal berupa beban dinamik akibat alat-alat tambang, serta akibat adanya ketidakpastian parameter geoteknik yang digunakan dalam desain lereng (Bowles, 1983 dalam Ginan, Dkk., 2015:42). Kelongsoran merupakan kondisi
yang sangat tidak diinginkan oleh setiap perusahaan pertambangan. Maka untuk menghindari terjadinya kondisi yang tidak diinginkan tersebut, perlu dilakukannya study geoteknik sebelum kegiatan penambangan, untuk mendukung rencana penambangan yang aman (stabil).
PT. Antang Gunung Meratus telah malakukan studi geoteknik pada April 2013 dengan Tim Geoteknik Konsultan Independen GDESURATHA-DKK pada daerah Blok III Warukin, Sungai Raya, Kabupaten Tapin, Provinsi Kalimantan selatan. Dengan melakukan 20 titik pengeboran geoteknik yang dianggap mewakili dari seluruh area penambangan di Blok III, pemetaan geoteknik permukaan, dan pengolahan data serta pemodelan analisis stabilitas lereng.
Mengacu kepada kaidah ilmu pertambangan, prinsip dasar yang dianut dalam mendesain suatu bukaan tambang adalah menentukan sudut lereng bukaan tambang yang optimal, dalam arti menentukan sudut lereng bukaan tambang keseluruhan(overall)yang cukup stabil, merupakan sudut maksimal yang dapat dibuat untuk mendapatkan cadangan batubara maksimal dengan stripping ratio (waste-coal ratio) yang masih dapat diterima management (Suharta, dkk., 2013:I-1).
Pada Blok III-S Pit Warute arealowwall PT. Antang Gunung Meratus terdapat dua jenis perbedaan geometri lereng yaitu, geometri lereng yang tidak mengikuti kajian geoteknik dan geometri lereng yang mengikuti rekomendasi kajian geoteknik sebelumnya. Dimana geometri lereng yang tidak mengikuti kajian geoteknik adalah area lowwall Panel 10, sedangkan geometri lereng yang mengikuti kajian geoteknik adalah arealowwallPanel 15.
Area lowwall Panel 10 Blok III-S Pit Warute PT. Antang Gunung Meratus terjadi kelongsoran yang cukup besar pada tahun 2015. Kelongsoran yang terjadi dikarenakan kondisi overall slope lerenglowwall Panel 10 tidak mengikuti kajian geoteknik yang pernah dilakukan, serta terdapatnya bidang gelincir pada material penyusun lereng di belakang seamL6. Dimana kondisi aktual lereng sebelum terjadinya longsor tidaklah stabil, dengan ketinggian 54.044 m dan kemiringan 36o pada elevasi 20 mdpl. Pihak management perusahaan tidak mengikuti kajian geoteknik yang pernah dilakukan sebelumnya dikarenakan nilai stripping ratio untuk mendapatkan batubara yang tinggi.
Panel 15 adanya sedikit rayapan tanah dikarenakan penggalian yang terus menerus, sehingga mempengaruhi nilai faktor keamanan lereng.
Desain bukaan tambang batubara yang optimal, harus memenuhi kondisi/persyaratan diantaranya, lereng bukaan tambang keseluruhan (overall pit slope) dalam kondisi stabil dengan faktor keamanan (FK) 1.30, SR (stripping ratio) atau waste coal ratio maksimal yang masih dapat diterima oleh Manajemen berdasarkan proyeksi harga jual batubara, dan cadangan batubara tertambang (mineable reserves) yang maksimal (Suharta, dkk., 2013:I-1).
Oleh karena itu diperlukan kajian analisis balik mengenai keterlibatan faktor penyebab longsor untuk memperoleh desain lereng yang stabil sehingga kegiatan operasional penambangan dapat berjalan dengan aman. Dikarenakan kestabilan lereng yang tidak terkendali dapat berdampak pada dua faktor yaitu faktor sosial/keselamatan dan faktor ekonomi (Read & Stacey, 2009 dalam Ginan, Dkk., 2015:42).
B. IDENTIFIKASI MASALAH
Merujuk pada latar belakang masalah di atas peneliti mengidentifikasi beberapa masalah diantaranya:
1. Ketidak sesuaian geometri lereng dengan sifat fisik dan sifat mekanik dari batuan pembentuk lereng, kondisi geologi, dan struktur geologi.
2. Penggalian batubara yang dilakukan telah berada dibawah permukaan laut, sehingga mempengaruhi kondisi permukaan air tanah.
3. Longsoran pada lereng lowwall Panel 10 menyebabkan tertimbunnya cadangan batubara yang cukup besar.
4. Nilai stripping ratio yang tinggi pada lowwall Panel 10 mempengaruhi pihak management perusahaan pada pengambilan keputusan pembuatan desain geometri lereng. Dimana gometri lereng lowwall Panel 10 tidak sesuai dengan rekomendasi kajian geoteknik sehingga dapat menimbulkan ketidak stabilan pada lereng.
5. Terdapat rayapan tanah padalowwallPanel 15 yang menunjukan kondisi lereng dalam keadaan tidak stabil.
C. BATASAN MASALAH
Memfokuskan penelitian yang akan dilaksanakan, maka peneliti membatasi masalah ini sebagai berikut:
2. Peneliti melakukan analisis kestabilan lereng untuk menentukan nilai faktor keamanan dan nilai stripping ratio berdasarkan kondisi sifat-sifat fisik dan mekanik batuan penyusun yang telah diuji dalam laporan geoteknik sebelumnya dari lereng tersebut.
3. Pada area lowwall Panel 10 analisis balik nilai paremeter geoteknik longsoran menggunakan Probabilitas Monte Carlo dan memberikan rekomendasi geomteri lereng panel 10 dengan metodeSimplified Janbu. 4. Pada lowwall Panel 15 analisis balik nilai paremeter geoteknik
berdasarkan kondisi geometri lereng saat peneliti melakukan penelitian. Analisis faktor keamanan menggunakan metode Simplified Janbu dan tidak memberikan rekomendasi geometri lereng dikarenakan sudah mengikuti kajian geoteknik sebelumnya.
5. Perhitungan nilai stripping ratio penggalian batubara pada Panel 10 dan Panel 15 menggunakan metodacross section.
D. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan pembatasan masalah di atas, maka peneliti merumuskan penelitian ini sebagai berikut:
1. Berapa nilai paremeter geoteknik dari analisis balik pemodelan dan analisis slope stability (faktor keamanan) lereng yang difokuskan pada bagianLowwallPanel 10 daerah Blok III-S Pit Warute?
3. Bagaimana geometri lereng dan stripping ratio yang aman dengan nilai faktor keamanan yang optimal pada area lowwall Panel 10 dan Panel 15 untuk dilakukan aktifitas penambangan pada kondisi saat peneliti melakukan penelitian?
E. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui nilai parameter geoteknik dari analisis balik pemodelan dan nilai FK (faktor keamanan) serta nilai stripping ratio lereng yang difokuskan pada bagianLowwallPanel 10 daerah Blok III-S Pit Warute. 2. Untuk mengetahui nilai parameter geoteknik dari analisis balik pemodelan
dan nilai FK (faktor keamanan) serta nilai stripping ratio lereng yang difokuskan pada bagianLowwallPanel 15 daerah Blok III-S Pit Warute. 3. Untuk mendapatkan geometri lereng yang stabil dari nilai Faktor
Keamanan dan nilaistripping ration yang optimal arealowwallPanel 10 dan Panel 15 pada aktifitas penambangan saat dilakukan penelitian.
F. MANFAAT PENELITIAN
Hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk:
BAB II
KAJIAN PUSTAKA A. Tinjauan Umum Lokasi Penelitian
1. Sejarah Perusahaan
PT. Antang Gunung Meratus sebagai anak perusahaan dari PT. Baramulti Sukses Sarana (BSSR) Tbk merupakan perusahaan tambang batubara yang berlokasikan di Kalimantan Selatan, Indonesia. Sesuai PKP2B (Generasi ke-dua) yang telah ditandatangai bersama pemerintah RI pada tahun 2004.
a. PT. Antang Gunung Meratus didirikan pada 11 April 1990 berdasarkan Akta Pendirian Perseroan terbatas No. 15 yang semula bernama PT. Semen Antang Gunung Meratus.
b. PT. Antang Gunung Meratus menandatangani Perjanjian Kerjasama Pengusahaan Pertambangan Batubara (PKP2B) Generasi Kedua dengan pemerintah sebagaimana tertuang dalam Surat Perjanjian No. 014/PK/PTBA-AGM/1994,tertanggal 15 Agustus 1994
c. Pada tahun 1996 PT. BSSR mengakuisisi 50 % saham PT. AGM
d. Tahun 1999 PT. AGM Memperoleh ijin resmi untuk pelaksanaan penambangan batubara (ijin eksploitasi) selama 30 tahun (1999 s/d 2029). e. Tanggal 22 Mei 2003 seluruh wilayah PKP2B PT. AGM seluas
22.433 Ha telah memasuki Tahap Eksploitasi.
f. Pembangunan Kanal dan Pelabuhan dimulai pada tahun 2009.
g. Pada tahun 2010 PT. BSSR meningkatkan kepemilikan saham menjadi 82 %.
h. Kemudian pada tahun 2012 PT. BSSR meningkatkan kepemilikan saham menjadi 100 %, dan PT. BSSR mencatatkan saham perdana di Bursa Efek Indonesia.
Luas Lokasi Kegiatan PKP2B PT. AGM adalah 22.433 Ha yang terdiri dari beberapa kabupaten, yaitu:
- Kabupaten Banjar : 2.720 Ha
- Kabupaten Tapin : 4.755 Ha
- Kabupaten Hulu Sungai Selatan : 11.595 Ha - Kabupaten Hulu Sungai Tengah : 3.363 Ha
Sumber: dept. Engineering PT. Antang Gunung Meratus
Gambar 1. PKP2B PT. Antang Gunung Meratus
Area Penambangan AGM Blok 1,2,3,5, dan 6
Sumber: Dept. Engineering PT. AGM
2. Struktur Organisani PT. Antang Gunung Meratus
Sumber: PT. Antang Gunung Meratus
3. Visi, Misi, dan Strategi PT. Antang Gunung Meratus a. Visi
Menjadi perusahaan penyedia energi kelas dunia khususnya dibidang pertambangan batubara dan melaksanakan kegiatan penambangan yang berwawasan lingkungan serta menjaga alam tetap lestari.
b. Misi
Mengembangkan sumber daya alam secara efisien dan bertanggung jawab, dengan mempertimbangkan kesejahteraan karyawan, komunitas lokal dan kelestarian lingkungan. Tujuan kami adalah mendapatkan dukungan dan kepercayaan dari semua pemangku kepentingan.
c. Strategi
Meningkatkan nilai dengan cara mengelola resiko bisnis secara efektif, agresif di pasar dan memaksimalkan efisiensi diproses pertambangan.
4. Lokasi dan Kesampaian Daerah Penelitian
dilanjutkan perjalanan dari Jakarta selama 1.5 jam menuju bandara Banjarbaru. Dari Banjarmasin menempuh jarak 100 km ke Kota Rantau Kabupaten Tapin lewat darat dengan mobil selama 2 jam. Dari kota Rantau menuju kelokasi kegiatan dapat ditempuh dengan mobil 4x4 ± 2 jam. Kondisi jalan umumnya beraspal dan berbatu yang sudah mengalami pengerasan.
Sumber: http://www.bssr.co.id
5. Sumberdaya, Cadangan dan Kualitas Batubara PT. Antang Gunung Meratus
Batubara PT. Antang gunung Meratus memiliki beragam kualitas akibat adanya struktur geologi yang bekerja dapat meningkatkan kualitas batubara yang ada. Data sumberdaya, cadangan dan kualitas batubara di PT. Antang Gunung Meratus dapat dilihat pada Tabel 1. Dan Tabel 2.
Tabel 1. Sumber Daya dan Cadangan Batubara PT. Antang Gunung Meratus
Sumber: Dept. Engineering PT. AGM
Tabel 2. Kualitas Batubara PT. Antang Gunung Meratus
Sumber: Dept. Engineering PT. AGM
Tereka Terunjuk Terukur Total Terkira Terbukti Total
1 Blok I 8,635,427 8,635,427 1,628,542 1,628,542
Pit. A,B,C - 916,000 916,000 Pit. G,H,U 607,000 607,000
Warutas 12,108,000 8,384,000 20,492,000 Warute 17,380,000 36,178,677 53,558,677 Waruba
2,380,000 9,020,000 11,400,000
- 1,299,000 1,299,000
Blok VI 12,900,000 2,700,000 - 15,600,000 - 2,380,000 2,380,000
378,530,388 261,214,397 257,135,031 896,879,816 33,496,542 58,784,677 92,281,219 No BLOK SUMBERDAYA (Ton) Cadangan (ton)
Pit/Seam
33,700,000
3 Blok III 322,300,000 210,000,000 101,300,000 633,600,000 2 Blok II 16,100,000 11,900,000 5,700,000
6
195,344,389
5 Blok V 9,600,000 400,000 - 10,000,000 4 Blok IV 17,630,388 36,214,397 141,499,604
TM IM Ash TS CV
Blok VI 12.73 6.26 8.48 0.96 6,097
6. Iklim dan Curah hujan
Data curah hujan rata–rata daerah Ida Manggala dan sekitarnya untuk
tahun 2012–2015 dapat dilihat pada Tabel 3. dengan nilai rata-rata
189 mm/bulan, nilai maksimum 580,1 mm/bulan pada bulan Maret pada
tahun 2014 dan nilai minimum 0,0 mm/bulan pada bulan Juli, Agustus, dan
September pada tahun 2015. Berikut data curah hujan bulanan pada tahun 2012 -2015 di PT. Antang Gunung Meratus dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 3. Curah Hujan Bulanan pada Tahun 2012-2015 di PT. AGM
Sumber: Dept. Engineering PT. AGM
7. Keadaan Lingkungan Daerah Penelitian a. Penduduk
Penduduk yang tinggal disekitar daerah penelitian terdiri dari berbagai suku (Banjar, Dayak Meratus, Jawa, dan Madura,) yang menempati di sepanjang jalan masuk keareal kegaiatan.
pegawai negeri sipil. Agama yang dianut cukup beragam yang terdiri dari Islam, Hindu, Kristen, Katolik dan Kaharingan.
b. Morfologi
Bentuk bentang alam daerah penyelidikan umumnya berupa perbukitan yang terdiri dari perbukitan terjal memanjang dan perbukitan Karst. Perbukitan memanjang terletak di bagian timur dan menempati area seluas lebih kurang 60% daerah penyelidikan, dengan ketinggian sampai 125 meter di atas muka air laut dan terletak dibagian timur lokasi kegian, perbukitan karst menempati 40% daerah penyelidikan dengan ketinggian hingga 75 meter di atas muka laut yang menempati bagian barat lokasi kegiatan. Sungai utamanya adalah Sungai Angkinang, Sungai Tapin, dan Sungai Amandit yang mengalir dari arah Barat yang bermuara di Sungai Negara anak Sungai Barito ke utara (sejajar dengan jurus perlapisan batuan) dan terletak di bagian tengah lokasi kegiatan kemudian di bagian selatan terdapat sungai Amandit yang mengalir ke barat dan memisahkan antara blok II dan blok V, lebar sungai ini ± 50 meter.
c. Tata Guna lahan
sisanya itu merupakan hutan tanaman industri PT. Dwima Intiga dan hutan Lindung.
Perkebunan karet dan ladang menempati ± 40% dari lokasi kegiatan dan sudah usahakan oleh masyarakat selama bertahun tahun, untuk hutan tanaman industry menempati 30% dari luas areal kegiatan yang kondisinya tidak terawat dengan jenis tanaman pohon Acasia sedangakan untuk hutan lindung menempati di perbukitan Karts yang berada di sebelah timur lokasi kegiatan yang merupakan hutan lindung dan menempati luas 10% .
8. Geologi Regional
Secara regional daerah penyelidikan termasuk ke dalam Cekungan Barito bagian utara. Cekungan Barito merupakan salah satu Cekungan Tersier, terletak di wilayah Kalimantan bagian selatan dan tengah.
Secara fisiografi cekungan ini mempunyai batas sebagai berikut: - di sebelah Utara olehKuching HighdanPatermoster Cross High, - di sebelah Timur olehMeratus High,
Sumber: Dept. Engineering PT. Antang Gunung Meratus
Gambar 5. Fisiografi Kalimantan
Sumber: Dept. Engineering PT. AGM
Sumber: Dept. Engineering PT. AGM
Gambar 7.SectionBarito Basin
B. Kajian Teori
1. Asumsi yang Digunakan
Dalam menganalisis kestabilan lereng pada penelitian ini diasumsikan sebagai lereng tanah disebabkan karena kondisi batuan yang telah mengalami pelapukan sehingga materialnya menjadi rapuh dan dapat dihancurkan dengan mudah menjadi butiran-butiran mineral atau bahan organik. Selain itu juga nilai kuat tekan uniaksialnya 1 MPa yang berarti material tersebut tanah sesuai dengan pendapatInternational For Rock Mechanic(Budi, 2002). 2. Kestabilan Lereng
di atas permukaan miring tersebut bergerak menuruni lereng (Irwandi, 2016:105)
Menurut Hustrulid, Kuchta, & Martin (2006: 333) umumnya material di alam dalam keadaan stabil dengan distribusi tegangan dalam keadaan setimbang (equilibrium). Adanya penggalian untuk penambangan menyebabkan terjadinya distribusi tegangan baru. Hilangnya overburden juga akan menyebabkan berkurangnya tegangan vertikal, munculnya rekahan akibat penghilangan tegangan, dan terbukanya kekar-kekar sehingga nilai kohesi dan sudut gesek dalam tanah dan batuan menurun. Air tanah juga dapat dengan mudah melewati rekahan-rekahan yang ada dan menyebabkan turunnya tegangan normal efektif pada bidang-bidang yang berpotensi runtuh. Semakin dalam tambang digali, zona tanpa tegangan ini akan semakin besar sehingga runtuhan dapat menjadi lebih buruk.
Sumber: Hustrulid, Kuchta, & Martin, 2006
Menurut Abramson, (2002) (dalam Irwandi, 2016:106) tujuan analisis kestabilam lereng antara lain:
• Memahami pembentukan dan jenis-jenis lereng alami serta hal-hal yang
memepengaruhi karakterisktik lereng tersebut.
• Menilai kestabilan lereng pada kondisi berdasarkan jangka waktu pendek
(biasanya selama tahap konstruksi) dan panjang.
• Menilai kemungkinan terjadinya longsoran yang melibatkan lereng alami
dan lereng buatan.
• Memahami mekanisme runtuhan dan pengaruh dari faktor-faktor
lingkungan serta menganalisiss longsoran yang terjadi.
• Memungkinkan perancangan ulang suatu lereng yang telah runtuh, dan
jika perlu melakukan perencanaan untuk pengukuran ulang sebagai langkah praventif.
• Memepelajari pengaruh beban seismic(seismic loading)pada lereng.
Dilihat dari jenis material penyusunnya, terdapat dua macam lereng, yaitu lereng tanah dan lereng batuan, walaupun kenyataan yang dijumpai pada lereng tambang selalu merupakan gabungan dari material tanah dan batuan. Dalam analisis dan penentuan jenis tindakan pengamanannya, lereng tanah tidak dapat disamakan dengan lereng batuan karena parameter material dan jenis penyebab longsor pada kedua material pembentuk lereng tersebut sangat jauh berbeda (Romana, 1993 dalam Irwandi 2016:12).
peranan penting dalam kestabilan lereng. Sedangkan tanah dan batuan sendiri mempunyai sifat-sifat fisik dan mekanik asli tertentu seperti sudut gesek dalam (angle of internal friction-ϕ), kohesi (ϲ ), kuat tekan, kuat Tarik, modulus elastisitas, nisbah poisson, dan bobot isi (ɣ ) serta sifat fisik dan mekanik lainya yang sangat berperan dalam menentukan kekuatan tanah dan batuan dan juga mempengaruhi kestabilan lereng (Hoek and Bray, 1981 dalam Irwandi 2016:13).
Dalam Modul Geoteknik-Teknik Pertambangan ITM Secara prinsip, pada suatu lereng berlaku dua macam gaya yaitu gaya penahan dan gaya penggerak.Gaya penahanyaitu gaya yang menahan massa dari pergerakan berupa gaya gesekan atau geseran, kohesi dan kekuatan geser tanah. Sedangkangaya penggerakadalah gaya yang menyebabkan massa bergerak berupa gaya berat, gaya gravitasi.
Menurut Irwandi (2016:5) Pada kondisi gaya penahan (terhadap longsoran) lebih besar dari gaya penggerak, lereng tersebut akan berada dalam kondisi yang stabil (aman). Namun, apabila gaya penahan lebih kecil dari gaya penggeraknya, lereng tersebut tidak stabil dan akan terjadi longsor. Sebenarnya longsoran merupakan suatu proses alami yang terjadi untuk mendapatkan kondisi kestabilan lereng yang baru (keseimbangan baru), dimana gaya penahan lebih besar dari gaya penggerak.
gaya-gaya yang menahan massa batuan terhadap aya–gaya yang menggerakkan massa batuan atau tanah tersebut.
Menurut Masagus (2011:330) kestabilan lereng biasa dinyatakan dalam bentuk faktor keamanan (FK) yang didefinisikan sebagai berikut:
Faktor keamanan (FK) = ... (1) Keterangan:
• FK > 1,0 : lereng dianggap stabil
• FK = 1,0 : lereng dalam keadaan seimbang dan siap untuk bergerak apabila ada sedikit gangguan
• FK < 1,0 : lereng dianggap tidak stabil
Menurut Irwandi (2016:6) Apabila nilai FK untuk suatu lereng > 1.0 (gaya penahan > gaya penggerak), lereng ersebut berada dalam kondisi stabil. Namun, apabila harga FK < 1.0 (gaya penahan < gaya penggerak), lereng tersebut berada dalam kondisi tidak stabil dan mungkin akan terjadi longsoran pada lereng tersebut.
Tabel 4. Hubungan nilai FK dan kemungkinan kelongsoran lereng tanah
Sumber: Bowles, J.E, 1984
Menurut Bowles (1984) dalam Galih (2012:95) Apabila FS untuk suatu lereng > 1.25 yang berarti gaya penahan lebih besar daripada gaya penggerak, maka lereng tersebut berada dalam keadaan stabil. Tetapi, bila nilai FS < 1.07 yang artinya gaya penahan lebih kecil dari gaya penggerak, maka lereng tersebut berada dalam keadaan tidak stabil dan rawan terjadi longsor. Akan tetapi, jika nilai kestabilan lerengnya 1.07 < FS < 1.25 maka lereng tersebut berada dalam keadaan kritis.
Bowles (1984) juga mengatakan bahwa kondisi 1.07 < FS < 1.25 tetap tidak dikehendaki, karena apabila terjadi pengurangan terhadap gaya penahan atau penambahan gaya penggerak sekecil apapun, lereng menjadi tidak stabil dan rawan terjadi longsor. Oleh karena itu, nilai FS selalu dibuat lebih dari 1.25.
3. Faktor–Faktor yang Mempengaruhi Kemantapan Lereng
a. Faktor-faktor Pembentuk Gaya Penahan 1) Jenis batuan
Batuan beku, batuan sedimen tertentu dan batuan metamorf tertentu, yang masih segar dan belum mengalami proses pelapukan, umumnya memberikan kemantapan yang baik, terutama kalau batuan tersebut tersebar luas(monolitologi).Batuan beku umumnya terdiri dari mineral-mineral kristalin yang tersusun sedemikian rupa sehingga batuan tersebut kuat dan kompak karena Kristal-kristalnya terikat satu sama lainnya dengan baik. Kuat tekan maupun kuat tarik batuan ini umumnya sangat tinggi.
Batuan sedimen yang homogeny juga mempunyai kekuatan yang tinggi (kuarsit, marmer). Sedangkan batuan metamorf yang bertekstur sekis mempunyai kekuatan yang tidak sama pada arah-arah yang berbeda(anisotrop)karena dipengaruhi oleh orientasi kistal.
2) Kekuatan batuan
lereng pada batuan yang kuat tersebut bias mencapai 90oatau bahkan > 90odan tinggi lereng yang besar.
3) Penyebaran Batuan
Penyebaran batuan dari suatu daerah yang ingin diketahui kestabilannya harus diketahui. Selain penyebarannya juga perlu diketahui macam–macam dari batuan atau tanah yang ada. Hal ini perlu dilakukan karena terdapat perbedaan dari sifat fisik maupun mekanik dari batuan yang satu dengan batuan lainnya. Penyamarataan jenis batuan ini tentu akan sangat mempengaruhi hasil analisis. Karena pada dasarnya tiap batuan memiliki sifat fisik maupun mekaniknya sendiri.
Adapun sifat fisik dan mekanik yang mempengaruhi kestabilan pada suatu lereng yaitu:
a) Porositas
Porositas ini berhubungan dengan kemampuan suatu batuan atau tanah menyerap air. Jika batuan mempunyai porositas yang besar maka bobot isi pada batuan tersebut akan semakin besar pula. Dan hal ini akan menyebabkan kestabilan dari suatu lereng berkurang.
b) Kuat Tekan, Kuat Tarik dan Kuat Geser
menerima dan menampung gaya yang diberikan sehingga diketahui bidang lemah pada batuan tersebut dan kuat geser (shear strength) untuk mengetahui nilai kohesi dan sudut geser dalam. Semakin besar kekuatan batuannya maka lerengnya akan semakin stabil atau mantap.
c) Kohesi dan Sudut Geser Dalam
Nilai kohesi dan sudut geser dalam ini berhubungan dengan kuat geser suatu batuan. Semakin besar nilai kohesi dan sudut geser dalamnya semakin besar pula kuat geser suatu batuan, sehingga semakin stabil atau mantap pula lerengnya.
b. Faktor-Faktor Pembentuk Gaya Penggerak
Gaya penggerak umunya dipengaruhi oleh gravitasi, sehingga berat dari lereng yang bersangkutan merupakan salah satu gaya penggerak yang memecu terjadinya longsoran. Parameter-paameter yang penting pembentuk gaya penggerak adalah:
1) Sudut lereng dan tinggi lereng (geometri lereng)
maka lerengnya menjadi semakin tidak stabil bila dibandingkan dengan lereng yang memiliki sudut yang lebih kecil atau landai.
Sudut dan tinggi lereng yang besar akan memberikan volume material besar yang akan membuat beban lereng yang lebih besar. 2) Bobot isi
Batuan dengan bobot isi yang besar akan memberikan gaya lebih besar pada lereng. Jenis batuan, mineral penyusun, dan ukuran butir adalah factor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya isi batuan.
Bobot isi ini berhubungan dengan gaya penggerak dari suatu lereng. Semakin besar bobot isi dari batuan atau maka gaya penggeraknyapun semakin besar. Sehingga akan menyebabkan kelongsoran jika gaya penahan yang ada pada lereng tersebut lebih kecil dari gaya penggeraknya.
3) Kandungan air tanah (u)
Keberadaan air di dalam tanah atau batuan pembentuk lereng akan memeberikan beban pada lereng. Kandungan air ini berhubungan dengan tekanan air pori pada suatu batuan. Jika kandungan airnya besar maka tekanan air porinya pun akan tinggi. Tekanan air pori ini mempengaruhi kekuatan geser suatu batuan.
c. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Gaya Penahan 1) Proses pelapukan
Proses pelapukan terutam kimia, terjadi diman-mana. Apalagi di daerah tropis diman temperature udara, kelembaban, dan curah hujan cukup tinggi. Pelapukan yang terjadi pada batuan mengubah komposisi mineralogy batuan yang bersangkutan berikut struktur dalamnya (system Kristal, kemas, tekstur, dll). Akibatnya, baik sifat fisik maupun sifat mekanik batuan akan berubah dan umunya mengakibatkan pengurangan kekuatan batuan.
2) Bidang lemah
Pada susunan batuan sendimen akan selalu dijumpai bidang perapisan. Keadaaan ini akan dijumpai selalu pada penambangan batubara. Kekuatan bidang perlapisan ini selain tergantung pada sift mekaniknya juga pada jenis batuanya.
Struktur geologi ini merupakan bidang–bidang lemah dalam suatu massa batuan sekaligus sebagai jalur transportasi air. Oleh karena itulah maka dapat menurunkan kestabilan suatu lereng.
3) Iklim
Curah hujan sebagai salah satu komponen iklim, akan mempengaruhi kadar air dan kejenuhan air serta tingkat pelapukan suatu batuan. Hujan dapat meningkatkan kadar air dalam tanah dan lebih jauh akan menyebabkan kondisi fisik tubuh lereng berubah–ubah. Kenaikan kadar air tanah akan mempengaruhi sifat fisik dan mekanik tanah (mempengaruhi kondisi internal tubuh lereng) dan menurunkan Faktor Kemanan lereng.
4) Air
d. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Gaya Penggerak
Selain pengurangan kuat geser batuan, penambahan beban penggerak juga dapat membuat lereng yang tadinya mantap menjadi tidak mantap. Penambahan ini juga dapat terjadi secara alamiah maupun karena aktivitas manusia (langsung maupun tidak langsung).
1) Aktivitas teknonik
Terjadinya pengangkatan atau penurunan muka bumi akan mengakibatkan terjadinya perubahan arah dan besar gay-gaya yang bekerja pada suatu titik tertentu di kulit bumi. Misalnya di suatu daerah dengan morfologi datar atau landai, terjadinya proses pengangkatan atau penurunan akan mengubah morfologi daerah tersebut menjadi terjal. Akibatnya muka bumi akan berubah pada lereng-lereng yang baru akan lebih besar sehingga menghasilkan ketidakmantapan lereng. 2) Gempa atau sumber getaran yang lain
Getaran atau gelombang kejut dapat menghasilkan energy besar, yang apabila mempunyai arah yang sama dengan permukaan bebas suatu lereng dapat menambah beban dan mengakibatkan longsoran. Getaran yang berlangsung dalam waktu yang sama juga akan merubah struktur dalam batuan atau tanah dan merubah kekuatanya.
Seperti diketahui bahwa untuk menentukan besarnya gaya (F) ditentukan dengan persamaan berikut.
Keterangan : F = gaya (kN) m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/det2)
Bila terjadi suatu getaran akan selalu timbul energi yang dapat ditentukan menurut besaran kecepatan partikel, percepatan partikel dan perpindahan partikel. Dalam menilai besaran gaya penggerak maka parameter getaran yang dilibatkan dalam perhitungan kemantapan lereng adalah puncak percepatan partikel. Besaran ini nanti ditambahkan pada faktor percepatan gravitasi.
Getaran yang diakibatkan oleh gempa maupun getaran–getaran yang berasal dari sumber yang berada pada area di sekitar lereng tersebut. Getaran ini misalnya ditimbulkan dari getaran alat–alat berat, getaran mesin, getaran lalu lintas kendaraan maupun getaran dari aktifitas peledakan.
3) Penambahan beban akibat penimbunan
Timbunan material (tanah/batu atauwaste)maupun bangunan di atas suatu lereng akan memeprbesar gaya penggerak dan dapat mengakibatkan longsoran pada lereng tersebut.
4) Penambahan air tanah
5) Pengeringan waduk
Lereng tanah disekitar waduk yang menjadi jenuh sebagai akibat dari pengisian waduk, akan menjadi tidak stabil pada waktu dikeringkan dan memungkinkan terjadinya longsoran.
Menurut Karyono dalam modul Diklat Prencanaan Tambang Terbuka (2004:1-2), faktor yang mempengaruhi kemantapan lereng batuan, antara lain:
• Geometri lereng
Kemiringan dan tinggi suatu lereng sangat mempengaruhi kestabilannya. Pada umumnya semakin besar kemiringan dan tinggi suatu lereng, maka kesatbilan semakin kecil. Faktor geometri ini seringkali menjadi faktor/variabel yang berubah dalam suatu perencanaan lereng.
Sumber : Perencanaan Tambang, Irwandi Arif
Gambar 9. Bagian- bagian jenjang
Sumber: Singgih, 2012
Gambar 10. Bagian-bagian Lereng pada Tambang Terbuka
jenjang adalah “US Army Engineers (1967)” dengan menggunakan persamaan untuk lebar jenjang untuk jalan sebagai berikut:
Wmin= Pm+ Pa+ JA
Dimana : Wmin= Lebar minimum bench (meter), Pm= Panjang alat gali/muat (meter), Pa= Panjang alat angkut (meter),
JA= Jarak aman dari pinggir bench (biasanya diambil 3 meter). Lebar jenjang minimum untuk single slope dihitung dengan persamaan Call (1992) dalam (edi, 2016:125).Minimum bench width(m) = 0.2 x bench height(m) + 4.5 m, persamaan ini merupakan persamaan empiris dari beberapa masalah kelongsoran, yaitu hubungan lebar bidang tangkapan dengan kemungkinan kelongsoran yang diteliti dan dikembangkan oleh Call dan Nicholas Inc.
• Struktur Batuan
Struktur batuan yang sangat mempengaruhi kemantapan lereng adalah bidang-bidang sesar, perlapisan dan rekahan. Struktur batuan tersebut merupakan bidang-bidang lemah dan sekaligus sebagai tempat merembesnya air, sehingga batuan lebih mudah longsor.
• Sifat fisik dan mekanik batuan
- Bobot isi
Bobot isi batuan akan mempengaruhi besarnya beban pada permukaan bidang longsor. Sehingga semakin besar bobot isi suatu batuan, maka gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor juga semakin besar. Dengan demikian kestabilan lereng semakin berkurang.
- Porositas
Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga memperkecil kestabilan lereng.
- Kandungan air
Semakin besar kandungan air dalam batuan, maka tekanan air pori menjadi semakin besar juga. Dengan demikian berarti bahwa kuat geser batuannya menjadi semakin kecil, sehingga kestabilannya berkurang.
- Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser
- Kohesi dan sudut geser dalam
Dalam analisis ini parameter yang dibutuhkan adalah nilai kohesi dan sudut geser dalam, dimana semakin besar nilainya maka kekuatan geser batuan akan semakin besar juga.
Sudut gesek dalam (angle of internal friction) adalah sudut tercuram dimana gesekan antar partikel dapat mencegah pergerakan yang ditentukan oleh ukuran, bentuk, susunan, dan mineralogi dari partikel. Kohesi (cohesion) adalah gaya tarik antar partikel berbutir halus yang tinggi untuk partikel lempung yang mungkin memiliki muatan elektrik.
• Gaya dari luar
Gaya-gaya dari luar yang dapat mempengaruhi atau 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. • Iklim
4. Macam-Macam Longsoran yang Sering Terjadi pada Lereng Tambang Istilah yang paling bayak digunakan untuk gerakan tanah dan batuan yang terjadi pada lereng-lereng alamiah adalah longsoran dalam arti luas. Agar pengertian longsoran dapat diperjelas, menurut Coates (1970) dan Hansen (1984) dalam (Irwandi, 2016:16) membuat daftar beberapa faktor penting yang telah disetujui di antara 28 penulis yang telah menyumbangkan pikirannya untuk subjek ini. Daftar ini sangat menarik saat kita mencoba memutuskan elemen apa yang menyusun longsoran dan gerakan mana yang dapat atau tidak dapat didefinisikan ke dalam kategori longsoran. Daftar tersebut dalah sebagai berikut:
- Longsoran mewakili satu kategori dan suatu fenomena yang termasuk di dalamnya arah umum dari pergerakan tanah dan batuan.
- Grafitasi adalah gaya utama yang terlibat.
- Gerakan harus cukup cepat karena rayapan (creep)begitu lambat untuk dikategorikan sebagai longsoran.
- Gerakan dapat berupa keruntuhan (falling), longsoran/luncuran (sliding), dan aliran (flow).
- Bidang atau gerakan tidak sama dengan patahan.
- Gerakan akan mengarah ke bawah dan menghasilkan bidang bebas, jadi subsidencetidak masuk
- Material yang tetap di tempat dapat meliputi sebagian dari regolith dan/ataubedrock.
- Fenomena tanah beku (frozen ground)biasanya tidak termasuk kategori ini.
Menurut Irwandi (2016:24-27) macam-macam longsoran yang sering terjadi pada lereng tambang adalah:
a. Longsoran Busur (Circular Failure)
Longsoran jenis ini banyak terjadi pada lereng tanah dan batuan lapuk atau sangat terkekarkan dan di lereng-lereng timbunan. Bentuk bidang gelincir pada longsoran busur, sesuai dengan namanya akan menyerupai busur bila digambarkan pada penampang melintang. Hancuran batuan yang terdapat pada daerah penimbunan dengan dimensi besar juga memiliki kecenderungan longsor dalam bentuk ini (Hoek & Bray, 1981). Penjelasan Irwandi (2000:V-10) longsoran busur terjadi pada massa tanah, urugan, atau batuan dengan sistem yang rapat, mempunyai jumlah keluarga kekar dengan orientasi acak.
Sumber: Hoek & Bray, 1981
b. Longsoran Bidang (Plane Failure)
Longsoran bidang relatif jarang terjadi. Namun, jika ada kondisi yang menunjang terjadinya longsoran bidang, longsorang yang terjadi mungkin akan lebih besar (secara volume) dari pada longsoran lain. Longsoran ini disebabkan oleh adanya struktur geologi yang berkemabang, seperti kekar (joint) ataupun patahan yang menjadi bidang luncur. Menurut Karyono (2004:3) Longsoran bidang merupakan suatu longsoran yang terjadi sepanjang bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa sesar, rekahan (joint), maupun bidang perlapisan batuan.
Untuk longsoran kasus bidang dengan bidang gelincir tunggal, persayatan berikut ini harus terpenuhi (Wyllie & Mah, 2004:129): 1) Bidang gelincir mempunyai strike sejajar atau hampir sejajar
(maksimal 20o) denganstrikelereng.
2) Kemiringan bidang gelincir harus lebih kecil dari pada kemiringan
bidang permukaan lereng (
ᴪ
p <ᴪ
f).3) Kemiringan bidang gelincir harus lebih besar daripada sudut geser
dalam (
ᴪ
p<ɸ ).Sumber: Hoek dan Bray, 1981
Gambar 12. Geometri Longsoran Bidang (Plane Failure) Keterangan:ᴪp= sudut kemiringan lereng (..o)
ᴪf= sudut kemiringan bidang lemah (..o)
ɸ = sudut gesek dalam (..o)
c. Longsoran Baji (Wedge Failure)
Longsoran baji merupakan jenis longsoran yang sering terjadi di lapangan. Sama halnya dengan longsoran bidang, longsoran baji juga diakibatkan oleh adanya struktur geologi yang berkembang. Perbedaan pada longsoran baji adalah dua struktur geologi yang berkembang dan saling berpotongan.
Persyartan yang harus terpenuhi untuk terjadinya longsoran baji adalah bila sudut yang dibentuk geris potong kedua bidang lemah tersebut dengan bidang horizontal lebih kecil dari sudut lerengnya (ᴪi<ᴪf) dan sudut garis potong kedua bidang lemah tersebut lebih besar dari pada sudut gesek dalamnya (ᴪi>ɸ ) (Irwandi, 2016:122).
Dalam Wyllie & Mah (2004:154-155) kondisi yang diperlukan untuk terjadinya longsoran baji adalah sebagai berikut:
1) Dua bidang diskontinu berpotongan pada satu garis membentuk baji terhadap lereng.
2) Kemiringan lereng lebih besar dari kemiringan garis potong bidang diskontinu dan lebih kecil daripada sudut geser dalamnya (ᴪfi>ᴪi>
ɸ ).
3) Kemiringan garis potong bidang diskontinu mengarah keluar muka lereng.
Sumber: Wyllie & Mah, 2004
Gambar 13. Longsoran Baji (Wedge Failure)
d. Longsoran Guling (Toppling Failure)
kolom. Longsoran guling ini terjadi apabila bidang-bidang lemah yang terdapat pada lereng mempunyai kemiringan yang berlawanan dengan kemiringan lereng.
Sumber: Goodman dan Bray, 1976
Gambar 14. Bentuk umum dari longsoran guling: (a)block toppling;(b)flexural toppling;(c)block- flexural toppling Dalam Edi (2016:29-30) Longsoran guling pada blok fleksibel terjadi jika:
1) β >90o+ɸ -α, dimana β = kemiringan bidang lemah, ɸ = sudut geser
dalam dan α = kemiringan lereng.
Sumber: Hoek & Bray, 1981
Gambar 15. Longsoran Guling (Toppling Failure)
5. Analisis Kestabilan Lereng
Berdasarkan material pembentuknya, lereng dapat dibedakan atas lereng batuan dan lereng tanah. Disebut batuan apabila material pembentuk lereng tersebut mempunyai kuat tekan lebih besar dari 1 Mpa sedangkan dikatakan tanah apabila material pembentuk lereng tersebut mempunyai kuat tekan lebih kecil dari 1 Mpa. Dari perbedaan tersebut maka pendekatan penyelesaian masalah analisa kestabilan lereng batuan berbeda dengan penyelesaian terhadap lereng tanah atau material lepas.
a. Kuat Geser Tanah
τ
f= f(σ)... (3)dimana:
τ
f = tegangan geser pada saat terjadi keruntuhan (kN/m2)f(σ)= tegangan normal pada saat terjadi keruntuhan (kN/m2) Dalam Hardiyatmo (1992:169-170) kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar pengertian ini, bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh:
- Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi tidak tergantung dari tagangan vertikal yang bekerja pada bidang gesernya.
- Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertical pada bidang gesernya.
Coulomb (1776) mendefenisikan fungsif(σ) daripersamaan kriteria keruntuhan atau kegagalan Morh-Coulomb sebagai:
Sumber: Hary Christady Hardiyantmo, 1992
Gambar 16. Kriteria kegagalan Mohr–Coulomb
keruntuhan geser tidak akan terjadi. Pada titik Q terjadi keruntuhan karena titik tersebut terletak tepat pada garis kegagalan. Titit R tidak akan pernah dicapai, karena sebelum mencapai titik R sudah terjadi keruntuhan.
Tegangan-tegangan efektif yang terjadi di dalam tanah dipengaruhi oleh tekanan air pori. Terzaghi (1925) mengubah persamaan Coulomb dalam bentuk tegangan efektif.
Nilai kuat geser batuan pada kondisi kering:
τ = c + σ tgø... (4) Nilai kuat geser batuan pada kondisi jenuh:
τ = c + (σ- u) tgø... (5) τ= kuat geser batuan (ton/m2)
c= kohesi (ton/m2)
σ= tegangan normal (ton/m2) u= tekanan air pori (ton/m2)
ø= sudut geser dalam (derajat)
Konsep tegangan efektif pertama kali dikemukakan oleh Karl Terzaghi pada tahun 1920. Tegangan efektif dirumuskan sebagai:
σ’ = σ –u ... (6)
σ’ = Tegangan normal efektif
σ= Tegangan normal total u= Tekanan air pori
tanah/batuan dan letak muka air tanah. Tegangan normal efektif tidak dapat diukur, hanya bisa dihitung apabila tegangan normal total dan tekanan air pori diketahui. Hubungan antara tegangan total, tegangan efektif dan tekanan air pori adalah sebagai berikut :
Sumber: Mekanika Tanah, Braja M. Das
Gambar 17. Tegangan total (σ), tegangan efektif (σ’) dan
tekanan air pori (u)
b. Analisis Kestabilan Lereng dengan Metode Kesetimbangan Batas 1) Prinsip Dasar Metode Irisan
Dalam Saifuddin (2008:1) Semua metode irisan menyatakan kondisi kestabilan suatu lereng dinyatakan dalam suatu indeks yang disebut faktor keamanan (F). Faktor keamanan pada metode kesetimbangan batas (Limit Equilibrium Methods) didefinisikan sebagai perbandingan antara total gaya penahan longsor dengan gaya penyebab longsoran dan dapat dituliskan sebagai berikut:
longsoran
menahan material sehingga lereng tidak longsor dinyatakan dalam kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb sebagai berikut:
'
Kekuatan geser tersebut dianggap tidak tergantung pada kondisi tegangan-regangan yang ada pada lereng.
Besarnya tahanan geser yang diperlukan agar lereng berada dalam kondisi tepat setimbang [Sm] dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
... (9)
...(10)
2) Metode Irisan
Janbu yang disederhanakan, dan metode Corps of Engineer, (2) Metode yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan gaya dan momen, antara lain yaitu Metode Spencer, Metode Morgenstern-Price dan Metode Kesetimbangan Batas Umum.
Menurut Saifuddin Arief (2008:8-14) diantara beberapa metode irisan yang populer digunakan dalam analisis kestabilan beberapa diantaranya adalah sebagai berikut:
a) Metode Bishop Yang Disederhanakan (Simplified Bishop Method)
