Analisis Kestabilan Lereng Galian Dalam Segmen C Pada Proyek Jalan Sorowako - Bahodopi Sulawesi.

(1)

vi

ANALISIS KESTABILAN LERENG GALIAN DALAM SEGMEN C PADA

PROYEK JALAN SOROWAKO – BAHODOPI SULAWESI

Andri Hermawan NRP: 0821058

Pembimbing: Ibrahim Surya Ir.,M.Eng.

ABSTRAK

Sulawesi salah satu pulau penghasil nikel di Indonesia. Daerah yang merupakan penghasil nikel di Sulawesi adalah Sorowako tepatnya di Sulawesi Selatan berada di ± 1388 kaki di atas permukaan laut. Sorowako adalah tempat mengeksplorasi nikel yang dilakukan oleh PT International Nickel Indonesia Tbk namun pengolahannya berada di Bahodopi yang berada di Sulawesi Tengah, maka dibutuhkan suatu akses jalan yang menghubungkan Sorowako dengan Bahodopi. Jalan yang dilewati ini merupakan daerah yang bergunung-gunung terutama daerah Sulawesi Tengah sehingga memerlukan suatu galian untuk akses jalan tersebut, dan lereng yang berada di sisi-sisi jalan haruslah stabil agar tidak longsor dan menghambat mobilisasi mobil pengangkut nikel.

Dalam menganalisis stabilitas suatu lereng, yang menjadi acuan adalah Faktor Keamanan lereng tersebut. Faktor keamanan tersebut menentukan apakah suatu lereng dikatakan stabil, labil atau longsor. Dalam analisis lereng ini hanya akan di tinjau pada segmen C pada proyek jalan Sorowako - Bahodopi dan STA 30+425 yang akan menjadi model untuk STA yang lain. Dalam analisis lereng tersebut digunakan suatu perangkat lunak yaitu program Slope dari Oasys Geo.

Dalam analisis lereng tersebut dibagi 3 kondisi yaitu dengan gempa, tanpa gempa dan kemungkinan adanya beban kendaraan. Lereng ini pun dibagi beberapa tahapan. Dari hasil analisis menggunakan program didapat faktor keamanan untuk metode Bishop untuk kondisi dengan gempa 2,003, tanpa gempa 2,006 dan beban kendaraan 1,661 sedangkan untuk metode Janbu, kondisi dengan gempa 2,212, tanpa gempa 2,124 dan beban kendaraan 1,640. Maka lereng tersebut aman karena lebih dari 1,60.

(2)

vii

STABILITY ANALYSIS HIGH CUTTING SLOPE OF SEGMENT C AT

SOROWAKO – BAHODOPI ROAD PROJECT SULAWESI

Andri Hermawan NRP: 0821058

Guidance: Ibrahim Surya, Ir.,M.Eng.

ABSTRACT

Sulawesi is a island in Indonesia as a producer of nickel. The region as producer of nickel in Sulawesi is Sorowako precisely located in South Sulawesi. Sorowako in ±1388 feet height above a sea level. Sorowako is a place to explore the nickel by PT International Nickel Indonesia Tbk but the processing was in Bahodopi Middle Sulawesi, so is required an access road to connect Sorowako with Bahodopi. This road where is a mountainous areas mainly in Middle Sulawesi necessitating an excavation for the access road, so the slopes are located on either side of the road must be stabilized so as not to inhibit the mobilization of landslides and vans nickel.

In analyzing a stability of slope is reference to a safety factor value. Safety factor determining whether a slope is said to be stable, unstable or landslide. The analysis of slope just review at Segmen C STA 30+425 at Sorowako Bahodopi Road Project, this would be model for other STA. The slope analysis was used a software program that is from Oasys Geo Slope.

In the analysis, slope is divided by 3 condition that is with earthquake, without the earthquake and the possibility of vehicle load. This slope was divided into several stages. From the analysis results obtained using the program for the method of Bishop safety factor for earthquake conditions with 2.003, with no earthquakes 2.006 and vehicle load 1.661, while for Janbu method condition of the earthquake 2.212, with no earthquakes 2.124 and vehicle load 1.640. Then the slope is safe from landslide because it is more than 1.60.

(3)

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Surat Keterangan Tugas Akhir ... ii

Surat Keterangan Selesai Tugas Akhir ... iii

Lembar Pengesahan ... iv

Pernyataan Orisinalitas Laporan Tugas Akhir ... v

Abstrak ... vi

Kata Pengantar ... viii

Daftar Isi ... x

Daftar Gambar ... xii

Daftar Tabel ... xvii

Daftar Notasi ... xviii

Daftar Lampiran... xx

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 . Tujuan ... 2

1.3 . Batasan Masalah ... 2

1.4 . Sistematika Penulisan ... 3

1.5 . Lisensi Perangkat lunak ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposisi Tanah ... 4

2.1.1 Definisi Dasar dan Hubungan Berat – Volume ... 4

2.1.2 Struktur Tanah ... 6

2.1 Kekuatan Geser Tanah ... 8

2.2 Definisi Lereng ... 9

2.3.1 Lereng Alami ... 10

2.3.2 Lereng Buatan ... 11

2.4 Kestabilan Lereng ... 15

2.4.1 Metode Bishop ... 20

(4)

ix

BAB III INTERPERSENTASI DATA DAN CARA PENGGUNAAN PERANGKAT LUNAK

3.1 Pengumpulan Data ... 27

3.2 Penyelesaian Masalah ... 27

3.3 Penentuan Parameter Design ... 29

3.3.1 Data Lapangan ... 29

3.3.2 Data Laboratorium ... 31

3.4 Cara Penggunaan Perangkat Lunak ... 32

BAB IV ANALISIS DATA DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK 4.1 Umum ... 39

4.2 Parameter Design ... 39

4.3 Kriteria Design Stabilitas Lereng Galian ... 40

4.4 Data Teknis Lereng ... 43

4.5 Analisa Lereng Menggunakan Perangkat Lunak ... 53

4.4.1 Output Metode Bishop ... 54

4.4.2 Output Metode Janbu ... 80

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 104

5.2 Saran ... 105

Daftar Pustaka ... 106

(5)

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Berat Jenis untuk Berbagai Jenis Tanah ... 6

Tabel 2.2 Faktor yang menyebabkan kenaikan tegangan geser dalam lereng .... 17

Tabel 2.3 Faktor yang menyebabkan berkurangnya tegangan geser dalam Lereng ... 18

Tabel 2.4 Angka Keamanan Minimum untuk Lereng Galian Terbuka ... 20

Tabel 3.1 Parameter Design berdasarkan Data Lapangan BH 7 ... 29

Tabel 3.2 Parameter Design berdasarkan Data laboratorium... 31

Tabel 3.3 Korelasi Uji Penetrasi Standar (SPT) ... 32

Tabel 4.1 Parameter Design berdasarkan laboratorium dari korelasi nilai SPT . 40 Tabel 4.2 Tabel percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah untuk masing-masing wilyah gempa Indonesia ... 42

Tabel 4.3 Faktor Keamanan minimum kemantapan lereng ... 43

Tabel 4.4 Faktor keamanan Metode Bishop ... 78

(6)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Lokasi ... 1

Gambar 2.1. Hubungan Berat dan Volume ... 4

A.Elemen Tanah dalam Keadaan Asli ... 4

B. 3 fase elemen tanah ... 4

Gambar 2.2. Model dari susunan butiran yang bulat dan berukuran sama ... 7

A.Susunan yang sangat lepas (e = 0,91) ... 7

B.Susunan yang sangat padat (e = 0,35). ... 7

Gambar 2.3. Garis keruntuhan menurut Mohr dan hukum keruntuhan Mohr-Coulomb ... 9

Gambar 2.4. Ilustrasi lereng alam pada badan jalan ... 10

Gambar 2.5. Ilustrasi lereng buatan akibat galian ... 12

Gambar 2.6. 6 Ilustrasi lereng buatan akibat timbunan ... 12

Gambar 2.7 Kondisi stabilitas untuk lereng galian ... 14

Gambar 2.8 Kelongsoran Lereng ... 15

Gambar 2.9 Tipe dari kelongsoran ...16

Gambar 2.10. Metoda irisan menurut Bishop yang sudah disederhanakan ... 21

. A. gaya-gaya yang bekerja pada irisan nomor n... 21

B. polygon gaya untuk keseimbangan…………...……….21

Gambar 2.11. Analisis Stabilitas dengan metode irisan yang biasa ... 22

Gambar 2.12. Variasi mα dengan (tan Φ)/Fs dan αn. ... 23

Gambar 2.13. Gaya yang bekerja pada irisan ... 24

Gambar 2.14. Faktor koreksi metode Janbu yang di sederhanakan... 26

Gambar 3.1 Prosedur Analisis Lereng ... 28

Gambar 3.2. Bor log BH-7 ... 30

Gambar 4.1. Pembagian Zona Gempa di Indonesia... 41

Gambar 4.2 Data Teknis Lereng Tahap 1...44

(7)

xii

Gambar 4.7 Data Teknis Lereng Tahap 6.1 ...47

Gambar 4.18 Output tahap 1 kondisi gempa metode Bishop ...54

Gambar 4.23 Output tahap 6.1 kondisi gempa metode Bishop ...56

Gambar 4.34 Output tahap 1 kondisi tanpa gempa metode Bishop ...62

(8)

xiii

Gambar 4.39 Output tahap 6.1 kondisi tanpa gempa metode Bishop ...64

Gambar 4.50 Output tahap 1 kondisi beban kendaraan metode Bishop ...70

Gambar 4.55 Output tahap 6.1 kondisi beban kendaraan metode Bishop ...72

Gambar 4.64 Output tahap 6.10 kondisi beban kendaraan metode Bishop...77

Gambar 4.66 Output tahap 1 kondisi gempa metode Janbu ...79

(9)

xiv

Gambar 4.71 Output tahap 6.1 kondisi gempa metode Janbu ...81

Gambar 4.82 Output tahap 1 kondisi tanpa gempa metode Janbu ...87

Gambar 4.87 Output tahap 6.1 kondisi tanpa gempa metode Janbu ...89

Gambar 4.99 Output tahap 1 kondisi beban kendaraan metode Janbu ...95

(10)

xv

Gambar 4.104 Output tahap 6.1 kondisi beban kendaraan metode Janbu ...97

Gambar 4.113 Output tahap 6.10 kondisi beban kendaraan metode Janbu... 102

(11)

xvi

DAFTAR NOTASI

c Kohesi

cd Kohesi yang bekerja sepanjang bidang longsor

e Angka Pori

Fs Angka keamanan terhadap kekuatan tanah

Gs Berat Jenis

Td Tegengan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor

Va Volume udara dalam pori

Φd Sudut geser yang bekerja sepanjang bidang longsor

τ Kuat geser pada bidang yang ditinjau

ν Koefisien friksi antara bahan-bahan yang bersentuhan

γ Berat Volume

(12)

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

(13)

A. Dengan Gempa

.0 2.000 4.000 6.000 8.000

(14)

4. Tahap 4

C irc le plotted: centre at 3.80,11.80, FoS 11.371

-4.000 .0 4.000 8.000 12.00 16.00

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

16. Tahap 7

.0 2.000 4.000 6.000 8.000

(21)

2. Tahap 2

GWL

C irc le plott ed: cent re at 1.90, 5.20, FoS 6.650

.0 2.000 4.000 6.000 8.000

(22)

4. Tahap 4

C irc le plotted: centre at 3.80,11.80, FoS 11.404

-4.000 .0 4.000 8.000 12.00 16.00

(23)

6. Tahap 6.1

GWL

C irc le plotted: cent re at -0.50, 18.40, FoS 7. 659

-2.000 2.000 6.000 10.00 14. 00 18.00

Sc ale x 1:247 y 1:247

-5.000 5.000 15. 00 25.00

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

16. Tahap 7

GWL

C irc le plott ed: cent re at -71. 00,84. 50, FoS 2.365

-80.00 -40.00 . 0 40.00

Sc ale x 1:1484 y 1: 1484 -6. 500

13.50 33.50 53.50 73.50 93.50 113.5 120.0

C. Beban Kendaraan

(29)

2. Tahap 2

(30)

4. Tahap 4

(31)

6. Tahap 6.1

(32)

8. Tahap 6.3

(33)

10. Tahap 6.5

(34)

12. Tahap 6.7

(35)

14. Tahap 6.9

(36)

16. Tahap 7

Output Metode Janbu

A.Dengan Gempa

1.Tahap 1

GWL

Circle plotted: centre at 0.60, 3.90, FoS 6.085

-1.000 1.000 3.000 5.000 7.000

Scale x 1:67 y 1:67 0.4000

(37)

2. Tahap 2

GWL

.0 2.000 4.000 6.000 8.000

Scale x 1:100 y 1:100

.0 2.000 4.000 6.000 8.000

(38)

4. Tahap 4

GWL

.0 4.000 8.000 12.00 Scale x 1:209 y 1:209

Circle plotted: centre at 3.60,21.00, FoS 6.639

.0 4.000 8.000 12.00 16.00

(39)

6. Tahap 6.1

GWL

Circle plotted: centre at -2.80,20.60, FoS 7.789

-4.000 .0 4.000 8.000 12.00 16.00 Scale x 1:329 y 1:329

-5.000 5.000 15.00 25.00

(40)

8. Tahap 6.3

GWL

Circle plotted: centre at 0.00,32.40, FoS 5.208

-5.000 5.000 15.00 25.00

Scale x 1:523 y 1:523

C irc le plotted: centre at -10.00,40. 00, FoS 4.016

-15.00 -5.000 5.000 15.00 25.00

(41)

10.Tahap 6.5

GWL

-10.00 .0 10.00 20.00 30.00

Scale x 1:747 y 1:747

(42)

12. Tahap 6.7

GWL

-40.00 -20.00 .0 20.00 40.00

Scale x 1:1047 y 1:1047

(43)

14. Tahap 6.9

GWL

Circle plotted: cent re at -36.00,82. 00, FoS 2.222

-60.00 -20.00 20. 00 60.00

Scale x 1:1344 y 1: 1344

(44)

16. Tahap 7

GWL

C irc le plotted: centre at -65.00,84.50, FoS 2.431

-80.00 -40.00 .0 40.00

Scale x 1:1237 y 1:1237

-1.000 1.000 3.000 5.000 7.000

(45)

2. Tahap 2

GWL

C irc le plott ed: cent re at 2.40, 5.90, FoS 6.118

.0 2.000 4.000 6.000 8.000

(46)

(47)

6. Tahap 6.1

-5.000 5.000 15. 00 25.00

(48)

(49)

(50)

12. Tahap 6.7

-60.00 -20.00 20.00 60. 00

(51)

14. Tahap 6.9

-80.00 -40.00 .0 40.00

(52)

16. Tahap 7

GWL

Circ le plott ed: cent re at -65. 00,84. 50, F oS 2.433

-80.00 -40.00 . 0 40.00

Sc ale x 1:1237 y 1: 1237 -10.50

-0.5000 9.500 19. 50 29. 50 39. 50 49. 50 59. 50 69. 50 79. 50 89. 50 99. 50 100.0

C. Beban Kendaraan

(53)

2. Tahap 2

(54)

4. Tahap 4

(55)

6. Tahap 6.1

(56)

8. Tahap 6.3

(57)

10. Tahap 6.5

(58)

12.Tahap 6.7

(59)

14. Tahap 6.9

(60)

(61)

(62)

(63)

Universitas Kristen Maranatha 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia merupakan negara yang kaya akan hasil bumi, hampir seluruh pulau di Indonesia mempunyai hasil bumi. Sebagai contoh Pulau Sulawesi, Sulawesi merupakan pulau yang terletak di antara Pulau Kalimantan dan Kepulauan Maluku. Sulawesi merupakan pulau terbesar ke empat di Indonesia dan ke 11 didunia dengan luas wilayah sebesar 174.600 km2. Secara geologi Sulawesi terletak di antara 3 lempeng besar yaitu Eurasia, Indo Australia dan Pasifik serta lempeng kecil (Lempeng Filipina).

Salah satu hasil bumi di Sulawesi adalah nikel. Nikel digunakan sebagai paduan logam yang banyak digunakan diberbagai industri logam. Kota di Sulawesi sebagai penghasil nikel adalah Sorowako yang berada diketinggian ± 1388 kaki di atas permukaan laut.

(64)

PT International Nickel Indonesia Tbk adalah perusahaan yang mengeksplorasi nikel di Sulawesi tepatnya di Sorowako.

Sorowako merupakan tempat mengeksplorasi nikel sedangkan untuk mengolah nikel tersebut berada di Bahodopi. Sehingga diperlukan akses jalan dari Sorowako ke Bahodopi untuk mengangkut material nikel tersebut. Rencana akses jalan tersebut sepanjang ± 90 km yang berada di wilayah administrasi Kabupaten Luwu Timur, Propinsi Sulawesi Selatan dan Kabupaten Morowali Propinsi Sulawesi Tengah. Daerah yang dilewati jalan tersebut merupakan daerah yang bergunung-gunung terutama daerah Sulawesi Tengah (sekitar 42,8% berada di atas ketinggian 500 meter diatas permukaan laut), sehingga akan memerlukan galian dan timbunan untuk membuka akses jalan tersebut. Timbul masalah karena lereng merupakan tanah asli yang perlu didesain agar tidak longsor berdasarkan kekuatan tanah yang asli, hal ini berbeda dengan timbunan yang bisa didesain sesuai dengan kekuatan tanah yang di inginkan. Dengan ketinggian yang di atas 500 m dari permukaan laut maka galian lereng tersebut adalah galian dalam. Kriteria galian dalam biasanya banyak lapisan, tinggi lereng yang besar, tinggi lereng yang curam dan stabilitas yang kurang. Maka lereng di sisi-sisi jalan tersebut haruslah stabil agar tidak terjadi longsor pada saat pengerjaan jalan atau mulai digunakan. Untuk itu masalah yang akan dibahas adalah analisis kestabilan lereng sehingga didapat Faktor Keamanan untuk lereng tersebut.

1.2Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah menganalisis kestabilan lereng galian pada proyek Sorowako – Bahodopi Public Road dengan menggunakan perangkat lunak sehingga dapat diketahui berapa Faktor Keamanannya.

1.3Ruang Lingkup Penulisan

Ruang lingkup yang akan dibahas pada penulisan Tugas Akhir ini adalah: 1. Proyek Sorowako – Bahodopi Public Road terbagi dari 4 segmen yaitu

(65)

ditinjau adalah Segmen C karena segmen C mempunyai lereng galian yang paling dalam

2. Dalam Segmen C hanya akan ditinjau STA yang merupakan galian paling dalam yaitu STA 30+425 dengan tinggi lereng 84 m. STA 30+425 akan menjadi model bagi STA yang lainnya.

3. Data bor mesin hanya 1 sampai dengan kedalaman 30 m. Dimana untuk lapisan 30 -84 m mengasumsi bahwa lapisan tersebut sama.

4. Kondisi tanah dalam keadaan Undrained.

5. Dalam analisis ini digunakan suatu software yaitu program Slope dari Oasys Geo.

1.4Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan ini meliputi:

BAB I Latar Belakang, Tujuan, Ruang lingkup Sistematika Penulisan dan Lisensi Perangkat Lunak.

BAB II pembahasan teori secara umum tentang stabilitas lereng.

BAB III interprestasi data dan cara penggunaan dengan perangkat lunak BAB IV pengolahan data dengan menggunakan perangkat lunak.

BAB V kesimpulan dan saran dari hasil analisis tersebut.

1.5Lisensi Perangkat Lunak

(66)

Universitas Kristen Maranatha 104

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam analisis lereng galian segmen C STA 30+425 pada proyek jalan Sorowako Bahodopi ini membagi lereng dalam kondisi dengan adanya gempa, tanpa adanya gempa dan kemungkinan adanya beban kendaraan. Dari hasil analisis tersebut di dapat sebagai berikut:

1. Didapat Faktor Keamanan untuk tiap metode A. Faktor Keamanan Metode Bishop

Dari hasil analisis didapat nilai minimum pada lereng tiap kondisi adalah sebagai berikut:

1) Dengan adanya beban gempa didapat faktor keamanan lereng minimum 2,003

2) Tanpa adanya beban gempa didapat faktor keamanan lereng minimum 2,006 3) Kemungkinan adanya beban kendaraan didapat faktor keamanan lereng

minimum 1,661

B. Faktor Keamanan Metode Janbu

Dari Hasil analisis didapat nilai minimum pada lereng tiap kondisi adalah sebagai berikut:

1) Dengan adanya beban gempa didapat faktor keamanan lereng minimum 2,212

2) Tanpa adanya beban gempa didapat faktor keamanan lereng minimum 2,214 3) Kemungkinan adanya beban kendaraan didapat faktor keamanan lereng

(67)

Universitas Kristen Maranatha 105

2. Dari hasil analisis gunakan faktor keamanan yang paling minimum untuk mendesign lereng galian.

3. Dengan melihat tabel 4.4 dan 4.5 untuk kondisi dengan gempa dan tanpa gempa tidak terlalu jauh berbeda sehingga dapat mengabaikan faktor gempa yang terjadi. 4. Dengan melihat tabel 4.4 dan 4.5 untuk kondisi kemungkinan adanya beban kendaraan faktor keamanan jauh dengan yang tanpa kendaraan, hal ini disebabkan karena beban kendaraan menambah gangguan yang terjadi dalam lereng atau menambah momen dorong pada tanah.

5. Maka dapat disimpulkan bahwa lereng tersebut aman karena nilai faktor keamanan yang lebih dari 1,60. Harga 1,60 merupakan faktor keamanan desain yang mengacu pada Manual Penanganan Lereng Jalan Buku 1.

5.2 Saran

(68)

DAFTAR PUSTAKA

1. Abramson, L. W., Lee, T. S., Sharma, S., and Boyce, G. M., 2002, Slope Stability and Stabilization Methods, John Willey and Sons, Newyork. 2. Das, B. M (Noor Endah dan Indrasurya B Mochtar), 1985, Mekanika

Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Das, B. M (Noor Endah dan Indrasurya B Mochtar), 1985, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid II, Penerbit Erlangga, Jakarta.

4. Departemen Pekerjaan Umum – Dirjen Bina Marga. Pedoman Teknis Penanganan Lereng Jalan.

5. Departemen Pekerjaan Umum – Dirjen Bina Marga. Manual Penanganan Lereng Jalan Buku 1-3.

6. Hariyatmo, H. C., 2007, Mekanika Tanah II Edisi IV, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.