TUGAS AKHIR

(1)

ANALISIS BALIK KESTABILAN LERENG DI AREA QUARRY TAMBANG BLOK MLIWANG TIMUR PT.

SEMEN INDONESIA (PERSERO) TBK. TUBAN, JAWA TIMUR

DISUSUN OLEH:

AGUS SALIM NIM : 03115103

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA

2018

(2)

(3)

i

(4)

ii

(5)

iii

(6)

iv

(7)

KATA PENGANTAR

Puji Syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan. Tugas Akhir ini. Sebagai manusia saya menyadari akan adanya keterbatasan, kekurangan dan kesalahan. Namun saya telah berusaha semaksimal mungkin untuk melakukan yang terbaik agar Tugas Akhir ini dapat selesai sesuai dengan harapan. Pada kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada :

1. Kedua orang tua, Istri, anak dan saudara-saudara saya tercinta, sebagai penyemangat terbesar bagi saya, dan yang telah banyak memberi dukungan moril maupun materil serta do’anya.

2. Bapak Dr. Ir. Koespiadi, MT. selaku Dekan Teknik Universitas Narotama Surabaya.

3. Bapak Ronny Durrotun Nasihien, S.T., M.T selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Narotama Surabaya.

4. Bapak Dr. Ir. Helmy Darjanto, M.T Selaku Dosen Pembimbing

5. Rekan rekan semua mahasiswa Teknik Sipil Universitas Narotama Surabaya dan semua Pihak yang ikut membantu dalam Penyusunan Tugas Akhir ini.

Harapan saya semoga Tugas Akhir ini bisa memenuhi syarat dan tujuan yang dikehendaki, atas perhatiannya kami ucapkan terima kasih.

v

(8)

ANALISIS BALIK KESTABILAN LERENG DI AREA QUARRY TAMBANG BLOK MLIWANG TIMUR PT. SEMEN INDONESIA (PERSERO) TBK.

TUBAN, JAWA TIMUR

Oleh : Agus Salim

Pembimbing : Dr. Ir. Helmy Darjanto, M.T

ABSTRAK

Kegiatan penambangan tanah liat di PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk menggunakan sistem tambang terbuka (Surface Mining) dengan metode penambangan berjenjang atau berlapis. Kegiatan penambangan tanah liat di kuari mliwang timur telah menghasilkan 4-6 lapisan dari elevasi terendah yaitu +0 meter diatas permukaan laut (mdpl), dengan pembukaan area seluas 27 hektar, dari hasil penambangan yang telah dilakukan. Tiap lereng yang dibuat harus memiliki faktor keamanan yang memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh kementrian ESDM dan Standar Nasional Indonesia (SNI) dengan mempertimbangkan efesiensi cadangan yang akan di tambang.

Analisis balik kestabilan lereng didapat berdasarkan nilai faktor keamanan dari suatu lereng menggunakan metode Bishop Simplified dengan bantuan software Rocscience Slide v6.0. Data masukan berupa sifat fisik dan mekanik didapat dari pengujian laboratorium. Penentuan faktor keamanan minimum menggunakan SNI 8460:2017, ICS 91.010.01 untuk material tanah yaitu FK ≥ 1,5.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng pada lokasi penelitian adalah sifat fisik dan mekanik tanah, geometri lereng, serta kondisi muka air tanah. Hasil perhitungan faktor keamanan kestabilan lereng di lokasi penelitian mendapatkan hasil yang bebrbeda-beda, untuk Blok T-03, lereng dengan tinggi keseluruhan 21 m, sudut lereng keseluruhan 27° mempunyai nilai FK = 1,502. Blok W-06, Lereng dengan tinggi keseluruhan 25 m, sudut lereng keseluruhan 27° mempunyai nilai FK = 1,504. Dan Blok Z-04, Lereng dengan tinggi keseluruhan 26 m, sudut lereng keseluruhan 30° mempunyai nilai FK = 1,508. Dari hasil perhitungan rata-rata titik lokasi penelitian memiliki nilai yaitu FK ≥ 1,5 yang menunjukkan lereng dalam kondisi yang stabil.

Kata kunci: kestabilan lereng, faktor keamanan,bishop simplified, rocscience slide

vi

(9)

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR... i

HALAMAN KEASLIAN KARYA ILMIAH... ii

BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR ... iii

KATA PENGANTAR... v

ABSTRAK... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1Latar Belakang... 1

2.1Rumusan Masalah ... 3

3.1Batasan Masalah ... 3

4.1Tujuan Penelitian ... 3

5.1Manfaat Penelitian ... 4

6.1Sistematika Penulisan Tugas Akhir ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1Pengertian Lereng dan Longsoran ... 6

2.2Definisi Tanah dan Batuan ... 7

2.2.1 Genesa Tanah Liat ... 8

2.2.2 Sifat Fisik dan Sifat Kimia Tanah Liat ... 9

2.3Dasar Mekanisme Longsor pada Lereng ... 9

2.3.1Sudut Gesek Dalam, Kohesi dan Bobot Isi ... 9

2.3.2Longsor Akibat Beban Grativasi ... 10

2.3.3Pengaruh Tekanan Air pada Tegangan Geser ... 12

2.3.4Pengaruh Tekanan Air Pada Retakan Tarik ... 13 vii

(10)

2.3.5 Pengaruh Getaran Pada Lereng ... 14

2.3.6 Faktor Keamanan Lereng ... 15

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kestabilan Lereng ... 17

2.4.1 Geometri Lereng ... 17

2.4.2 Sifat Fisik dan Mekanik Tanah ... 18

2.4.3 Iklim ... 19

2.4.4 Pengaruh Gaya Luar ... 19

2.4.5 Penambahan Beban Akibat Penimbunan ... 20

2.4.6 Pengaruh Air Tanah ... 20

2.5 Klasifikasi Longsor ... 22

2.5.1 Longsor Bidang ... 22

2.5.2 Longsor Baji ... 23

2.5.3 Longsor Busur... 24

2.5.4 Longsor Guling ... 24

2.6 Metode Kesetimbangan Batas ... 25

2.6.1 Metode Bishop Simplified ... 26

2.6.2 Metode Irisan ... 27

2.6.3 Rocscience Slide ... 30

2.6.4 Penentuan Bidang Luncur Kritis ... 31

2.7 Pemantauan Lereng... 32

2.7.1 Parameter Pemantauan ... 34

2.7.2 Peraturan Tentang Kestabilan Lereng ... 39

2.8 Keadaan Geologi ... 41

2.8.1 Fisiografi ... 41

2.8.2 Stratigrafi ... 41

2.8.3 Sruktur Geologi... 43

BAB III METODE PENELITIAN DAN DATA... 46

3.1 Data Penelitian... 46

3.1.1 Penyelidikan Lokasi Penelitian ... 48

3.1.2 Pengujian di Laboratorium ... 51 viii

(11)

3.2 Rocscience Slide v6.0... 72

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN... 75

4.1 Analisis Kestabilan Lereng ... 75

4.2Analisis dan Rekomendasi Lereng Penggalian Berdasarkan Faktor Keamanan ... 75

4.2.1 Analisis Lereng Penambangan Lokasi Titik Contoh Blok T-03 .... 76

4.2.2 Analisis Lereng Penambangan Lokasi Titik Contoh Blok W–06... 81

4.2.3 Analisis Lereng Penambangan Lokasi Titik Contoh Blok Z-04 ... 85

4.2.4 Rekomendasi Lereng Penambangan Terpilih ... 89

4.3 Potensi Bentuk Longsor ... 89

4.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kestabilan Lereng ... 89

4.4.1 Kondisi Geologi ... 89

4.4.2 Karakteristik Material ... 90

4.4.3 Kondisi Air Tanah ... 92

4.4.4 Geometri Lereng ... 92

4.4.5 Pemilihan Rekomendasi Geometri Lereng ... 93

BAB V PENUTUP... 96

5.1 Kesimpulan... 96

5.2Saran ... 97

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

ix

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2-1. Faktor Keamanan Lereng (Huang, 1983 dan SNI, 2017) ... 16

2-2. Prosedur Pemantauan Kestabilan Dinding Lereng tambang (Peter Stacey, dkk, 2009) ... 37

2-3. Stratigrafi Regional Daerah Penelitian (Seksi Perencanaan dan Pengawasan Tambang) ... 43

3-1. Titik Koordinat Pengambilan Contoh ... 49

3-2. Dimensi lereng aktual Site Mliwang Timur ... 51

3-3. Ukuran Contohh Uji Tanah Liat ... 53

3-4. Pengujian Sifat Fisik Kadar Air... 54

3-5. Pengujian Sifat Fisik Berat Isi / Bobot Isi ... 54

3-6. Pengujian Sifat Fisik Berat Jenis ... 54

3-7. Pengujian Sifat Fisik Kadar Air... 56

3-8. Pengujian Sifat Fisik Berat Isi / Bobot Isi ... 56

3-9. Pengujian Sifat Fisik Berat Jenis ... 56

3-10.Pengujian Sifat Fisik Kadar Air... 58

3-11.Pengujian Sifat Fisik Berat Isi / Bobot Isi ... 58

3-12.Pengujian Sifat Fisik Berat Jenis ... 58

3-22.Pengujian Kuat Tekan Bebas Sample Blok T-03 Low Alumina... 66

3-23.Pengujian Kuat Tekan Bebas Sample Blok T-03 High Alumina... 67 x

(13)

3-24.Pengujian Kuat Tekan Bebas Sample Blok W-06 Low Alumina ... 68

3-25.Pengujian Kuat Tekan Bebas Sample Blok W-06 High Alumina ... 69

3-26.Pengujian Kuat Tekan Bebas Sample Blok W-06 Low Alumina ... 70

3-27.Pengujian Kuat Tekan Bebas Sample Blok W-06 High Alumina ... 71

3-28.Resume Sifat Fisik dan Mekanik Titik Low Alumina ... 72

3-29.Resume Sifat Fisik dan Mekanik Titik High Alumina ... 72

3-30.Nilai Faktor Keamanan Untuk Lereng Tanah (SNI 8460:2017) ... 74

3-31. JADWAL PELAKSANAAN PENELITIAN... 74

4-1. Faktor Keamanan Hasil Analisis Lereng Aktual Tunggal pada Material Tanah Liat Low Alumina dan High Alumina Titik Blok T-03 ... 77

4-2. Faktor Keamanan Hasil Analisis Lereng Desain Tunggal pada Material Tanah Liat Low Alumina dan High Alumina Titik Blok T-03 ... 77

4-3. Faktor Keamanan Analisa Lereng Aktual Keseluruhan Blok T-03 ... 77

4-4. Faktor Keamanan Analisa Desain Lereng Keseluruhan Blok T-03 ... 78

4-5. Faktor Keamanan Hasil Analisis Lereng Aktual Tunggal pada Material Tanah Liat Low Alumina dan High Alumina Titik Blok W-06 ... 81

4-6. Faktor Keamanan Hasil Analisis Lereng Desain Tunggal pada Material Tanah Liat Low Alumina dan High Alumina Titik Blok W-06 ... 82

4-7. Faktor Keamanan Analisa Aktual Lereng Keseluruhan Blok W-06 ... 82

4-8. Faktor Keamanan Analisa Desain Lereng Keseluruhan Blok W-06 ... 82

4-9. Faktor Keamanan Hasil Analisis Lereng Aktual Tunggal pada Material Tanah Liat Low Alumina dan High Alumina Titik Blok Z-04 ... 85

4-10.Faktor Keamanan Hasil Analisis Lereng Desain Tunggal pada Material Tanah Liat Low Alumina dan High Alumina Titik Blok Z-04 ... 86

4-11.Faktor Keamanan Analisa Aktual Lereng Keseluruhan Blok Z-04 ... 86

4-12.Faktor Keamanan Analisa Desain Lereng Keseluruhan Blok Z-04 ... 86

4-13.Rekomendasi Lereng Penambangan Terpilih... 89

4-14.Kualitas Kimia Tanah Liat Blok Z-04 ... 91

xi

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1-1. Kondisi Visual Saat Ini Penambangan Tanah Liat di Lokasi Penelitian ... 1

1-2. Longsoran pada lereng ... 2

1-3. Aliran Air Hujan di Lereng ... 3

2-1. Variasi Klasifikasi Kekuatan Untuk Intact Rock (Z.T.Bienawski, 1989) ... 8

2-2. Grafik Hubungan Tegangan Normal – Tegangan Geser (Wylie & Mah, 2004) ... 10

2-3. Komponen Gaya pada Suatu Benda diatas Bidang Miring (Hoek & Bray, 1981) ... 11

2-4. Gaya-gaya pada Bejana di Atas Bidang Miring (Hoek & Bray, 1981) ... 12

2-5. Pengaruh Tekanan Air pada Rekahan Suatu Blok (Hoek & Bray, 1981) ... 14

2-6. Model Lereng dengan Pengaruh Gempa (Hoek & Bray, 1981) ... 15

2-7. Geometri Lereng (Kliche, 1999) ... 18

2-8. Peta Zonasi Gempa Indonesia (SNI 1726-2012) ... 20

2-9. Dimensi Aliran Air Dalam Jenjang (Wyllie & Mah, 20014) ... 21

2-10.Chart Hoek & Bray untuk kondisi Air Tanah pada Lereng (Wyllie & Mah, 2004) ... 21

2-11.Longsor Bidang (Wyllie & Mah, 2004) ... 22

2-12.Longsor Baji (Wyllie & Mah, 2004) ... 23

2-13.Longsor Busur (Hoek dan Bray, 1981) ... 24

2-14.Longsor Guling dan Lentur (Hudson dan Harrison, 1997) ... 25

2-15.Gaya-gaya yang bekerja pada suatu potongan ... 26

2-16.Metode Irisan (Knappet dan Craig, 2012)... 27

2-17.Lokasi dari Bidang Luncur Kritis dan Rekahan Tarik Kritis untuk Lereng Kering (Wylie & Mah 2004) ... 32

2-18.Lokasi dari Bidang Luncur Kritis dan Rekahan Tarik Kritis untuk Lereng dengan Kehadiran Air Tanah (Wylie & Mah 2004) ... 32

2-19.Proses Desain Lereng (Stacey, dkk, 2009)... 34

xii

(15)

2-20.Sistem Pemetaan untuk Mengukur Pergerakan Lereng

(Wylie and Mah, 2004) ... 36

2-21.Crackmeter (R. Musa, 2012) ... 37

2-22.(a) Sumur Observasi (b) Open Standpipe (Abramson, 2002) ... 38

2-23.Morfologi Daerah Penelitian ... 41

2-24.Peta Geologi Regional Daerah Penelitian ... 45

3-1. Diagram Alir Penelitian ... 47

3-2. Peta Drone Tambang Quarry Clay Mliwang Timur ... 48

3-3. Peralatan Pengukuran Lereng Aktual ... 49

3-4. Pengukuran Lebar dan Tinggi Lereng Dengan Meteran ... 50

3-5. Pengukuran Kemiringan Lereng Dengan Kompas Geologi... 51

3-6. Pengujian Berat Jenis Contohh di Laboratorium ... 52

3-7. Preoses Preparasi Contoh ... 53

3-8. Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok T-03 A Low Alumina... 55

3-9. Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok T-03 B Low Alumina ... 55

3-10.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok T-03 C Low Alumina ... 55

3-11.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok T-03 A High Alumina ... 57

3-12.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok T-03 B High Alumina ... 57

3-13.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok T-03 C High Alumina ... 57

3-14.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok W-06 A Low Alumina ... 59

3-15.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok W-06 B Low Alumina ... 59

3-16.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok W-06 C Low Alumina ... 59

3-17.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok W-06 A High Alumina ... 61

3-18.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok W-06 B High Alumina ... 61

3-19.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok W-06 C High Alumina ... 61

3-20.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok Z-04 A Low Alumina... 63

3-21.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok Z-04 B Low Alumina ... 63

3-22.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok Z-04 C Low Alumina ... 63

3-23.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok Z-04 A High Alumina ... 65

3-24.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok Z-04 B High Alumina ... 65

3-25.Grafik Uji Sifat Mekanik Tanah Liat Blok Z-04 C High Alumina ... 65 xiii

(16)

3-26.Grafik Uji Kuat Tekan Bebas Sample Blok T-03 Low Alumina ... 66

3-27.Grafik Uji Kuat Tekan Bebas Sample Blok T-03 High Alumina ... 67

3-28.Grafik Uji Kuat Tekan Bebas Sample Blok W-06 Low Alumina ... 68

3-29.Grafik Uji Kuat Tekan Bebas Sample Blok W-06 High Alumina ... 69

3-30.Grafik Uji Kuat Tekan Bebas Sample Blok Z-04 Low Alumina ... 70

3-31.Grafik Uji Kuat Tekan Bebas Sample Blok Z-04 High Alumina ... 71

3-32.Langkah – langkah Program Rocsience Slide v6.0 ... 73

4-1. Lokasi Analisis Lereng Titik Blok T-03 ... 76

4-2. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Aktual lereng Tunggal Tanah Liat Low Alumina & High Alumina Titik Blok T-03 Software Slide v6.0 ... 78

4-3. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Desain lereng Tunggal Tanah Liat Low Alumina & High Alumina Titik Blok T-03 Software Slide v6.0 ... 79

4-4. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Aktual Lereng Keseluruhan Tanah Liat Titik Blok T-03 dengan Software Slide v6.0 ... 79

4-5. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Desain Lereng Keseluruhan Tanah Liat Titik Blok T-03 dengan Software Slide v6.0 ... 80

4-6. Lokasi Analisis Lereng Titik Blok W-06 ... 81

4-7. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Aktual lereng Tunggal Tanah Liat Low Alumina & High Alumina Titik Blok W-06 Software Slide v6.0 ... 83

4-8. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Desain lereng Tunggal Tanah Liat Low Alumina & High Alumina Titik Blok W-06 Software Slide v6.0 ... 83

4-9. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Aktual Lereng Keseluruhan Tanah Liat Titik Blok W-06 dengan Software Slide v6.0 ... 84

4-10.Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Desain Lereng Keseluruhan Tanah Liat Titik Blok W-06 dengan Software Slide v6.0... 84

4-11.Lokasi Analisis Lereng Titik Blok Z-04 ... 84

4-12.Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Aktual lereng Tunggal Tanah Liat Low Alumina & High Alumina Titik Blok Z-04 Software Slide v6.0 ... 87

4-13.Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Desain lereng Tunggal Tanah Liat Low Alumina & High Alumina Titik Blok Z-04 Software Slide v6.0 ... 87

xiv

(17)

4-14. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Aktual Lereng Keseluruhan Tanah Liat Titik

Blok Z-04 dengan Software Slide v6.0 ... 88

4-15. Hasil Perhitungan Faktor Kemanan Desain Lereng Keseluruhan Tanah Liat Titik Blok Z-04 dengan Software Slide v6.0 ... 88

4-16. Faktor Keamanan Terhadap Kohesi Pada Lereng Tunggal Low Alumina ... 91

4-17. Faktor Keamanan Terhadap Kohesi Pada Lereng Tunggal High Alumina ... 91

4-18. Geometri Lereng Tunggal Low Alumina... 94

4-19. Geometri Lereng Tunggal High Alumina ... 94

4-21. Geometri Lereng Tunggal High Alumina ... 95

4-23.Geometri Lereng Tunggal High Alumina ... 96

4-24.Geometri Lereng Keseluruhan ... 97

xv