04. bab iv kajian geoteknik

BAB IVKAJIAN GEOTEKNIK4.1. Analisis GeoteknikPenyelidikan geoteknik yang dilakukan di lokasi Pertambangan PT. Iron Mine berupa analisis kemantapan lereng. Analisis kemantapan lereng meliputi analisis kemantapan lereng tunggal (individual / single slope) dan lereng keseluruhan (overall slope), baik lereng high-wall maupun low-wall, serta lereng timbunan. Kajian geoteknik ini berisi analisis data pengeboran, data hasil uji laboratorium, analisis kemantapan lereng penambangan, rekomendasi dimensi lereng.1. 2. 3. 4. 4.1.1. Analisis Data Pengeboran Pengeboran untuk keperluan pengambilan sample telah dilakukan pada 66 lubang bor di wilayah konsesi PT. Iron Mine (Kelompok 1), yaitu lubang bor DH-A1 sampai DH-L7. Kedalaman pengeboran masing-masing lubang bor bervariasi antara 15 m sampai dengan 38 m. Data lokasi dan kedalaman masing-masing lubang bor dapat dilihat pada Tabel 4.1.Tabel 4.1 Lokasi Kedalaman Lunbang BorNo. BorKoordinatElevasi (mdpl)Total Kedalaman

EastingNorthing

DH-A1425299.3 85,774.4 164.9 25

DH-A2425299.4 85,799.6 168.8 26

DH-A3425300.1 85,824.8 167.9 25

DH-A4425300.2 85,850.1 164.0 23

DH-A5425300.1 85,873.8 154.0 19

DH-B1425326.2 85,775.2 165.7 25

DH-B2425325.8 85,800.0 170.7 25

DH-B3425324.5 85,824.8 171.2 25

DH-B4425325.9 85,850.4 167.9 17

DH-B5425324.7 85,875.0 158.8 15

DH-C1425350.1 85,774.9 167.4 19

DH-C2425349.8 85,800.0 172.9 25

DH-C3425,349.8 85,824.8 175.4 23

DH-C4425,350.5 85,850.3 172.7 26

DH-C5425,351.6 85,874.0 167.0 26

DH-D1425,375.8 85,775.2 170.4 26

DH-D2425,375.1 85,800.0 175.6 29

No. BorKoordinatElevasi (mdpl)Total Kedalaman

EastingNorthing

DH-D3425,374.8 85,824.9 178.5 25

DH-D4425,375.2 85,849.5 176.8 30

DH-D5425,374.9 85,875.0 171.2 25

DH-E1425,399.0 85,776.0 175.0 23

DH-E2425,399.3 85,800.0 178.0 25

DH-E3425,399.7 85,824.8 181.1 25

DH-E4425,400.5 85,850.0 181.2 19

DH-E5425,400.4 85,874.9 175.3 20

DH-F1425,425.0 85,775.1 175.0 21

DH-F2425,424.5 85,800.1 180.7 25

DH-F3425,425.1 85,824.9 184.1 25

DH-F4425,423.9 85,850.2 184.6 19

DH-F5425,424.9 85,874.9 179.5 25

DH-G1425,450.5 85,775.1 177.9 30

DH-G2425,448.0 85,801.0 181.0 30

DH-G3425,450.0 85,825.0 187.3 25

DH-G4425,449.6 85,850.7 188.4 24

DH-G5425,450.7 85,875.2 187.7 25

DH-G6425,448.6 85,901.0 187.1 32

DH-G7425,448.2 85,924.8 188.6 25

DH-H1425,475.0 85,774.9 180.2 25

DH-H2425,475.0 85,800.0 186.1 26

DH-H3425,474.9 85,825.1 190.8 22

DH-H4425,474.4 85,850.0 191.9 26

DH-H5425,475.0 85,876.0 195.0 26

DH-H6425,475.7 85,900.0 197.6 27

DH-H7425,474.9 85,925.1 196.5 25

DH-I1425,500.4 85,774.9 180.2 30

DH-I2425,500.2 85,800.0 187.7 25

DH-I3425,499.0 85,824.5 192.9 30

DH-I4425,499.4 85,850.2 195.7 38

DH-I5425,499.9 85,875.0 197.8 30

DH-I6425,499.3 85,900.0 201.4 30

DH-I7425,500.3 85,924.6 200.7 30

DH-J3425,523.9 85,824.5 194.5 25

DH-J4425,525.1 85,850.0 198.9 30

DH-J5425,525.0 85,875.1 202.4 30

DH-J6425,525.7 85,899.8 204.4 28

DH-J7425,525.3 85,925.9 199.1 25

DH-K3425,548.7 85,824.5 195.6 30

DH-K4425,548.4 85,849.0 200.8 30

DH-K5425,549.8 85,874.9 204.0 25

DH-K6425,551.0 85,900.0 201.0 30

DH-K7425,549.9 85,924.9 199.3 25

DH-L3425,574.5 85,824.6 195.0 30

DH-L4425,573.6 85,848.8 200.8 30

No. BorKoordinatElevasi (mdpl)Total Kedalaman

EastingNorthing

DH-L5425,575.1 85,875.0 202.7 25

DH-L6425,575.0 85,899.8 201.4 30

DH-L7425,574.6 85,924.8 198.1 25

4.2. Rekapitulasi Data Hasil PemboranRekapitulasi hasil pemboran dapat dilihat Penampang dibawah ini.

Gambar 4.1. Profil Pemboran

Profil diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :1. Material berukuran lempung, berwarna merah dan banyak terdapat akar tanaman. Tekstur batuan asal tidak dapat dikenali. Pengkayaan Fe terjadi pada zona ini.2. LimonitMerupakan lapisan dibawah Over Burden, berwarna merah, berukuran lempung sampai pasir, tekstur batuan asal mulai dapat diamati walaupun masih sangat sulit. Pengkayaan Fe dan Co terjadi pada zona ini.3. Zona Saprolite Merupakan zona dibawah limonit dan tempat terakumulasinya unsure Ni. Tekstur batuan asal sudah dapat terlihat. Berdasarkan kandungan fragmennnya zona ini dibagi menjadi dua yaitu :a. Sub Soft SaprolitMengandung fragmen fragmen berukuran bolder kurang dari 25%. b. Sub Hard SaprolitMengandung fragmen fragmen berukuran boulderlebih dari 50%.4. Zona Blue Zone Merupakan zona di bawah zona saprolite, berupa batuan asal (batuan beku ultra basa) yang mengalami pengkekaran yang sangat intensif. Tekstur batuan telah sama dengan tekstur batuan asal dan kekar kekar umumnya terisi oleh urat garnierite dan silica.5. Bed Rock Merupakan batuan beku ultra basa.Tabel 4.2 Sifat Fisik dan Mekanik MaterialMaterialBerat Jenis ()kN/m3Kohesi (c)kN/m2Sudut geser dalam ()

Lempung1619,523

Limonit172720

Saprolit172920

Bedrock203019

4.3. Analisis Kemantapan LerengAnalisis kemantapan lereng penambangan dilakukan untuk mengetahui dimensi lereng yang mantap dalam bentuk tinggi lereng dan sudut kemiringan lereng. Data-data yang diperlukan untul analisis ini adalah data topografi, struktur geologi, serta sifat fisik dan mekanik dari batuan pembentuk lereng. Analisis kemantapan lereng dilakukan pada penampang yang melewati lubang bor (DH-A1 sampai DH-L7). Untuk perhitungannya, dilakukan berdasarkan Metode Kestabilan atas (Metode Hoke & Bray). Perhitungan tersebut dilakukan terhadap lereng tunggal (individual slope), lereng keseluruhan (overall slope) penambangan, dan lereng timbunan.1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. Faktor Yang Mempengaruhi Kemantapan LerengFaktor-faktor yang perlu diperhatikandalam menganalisa kemantapan lereng adalah sebagai berikut :1. Penyebaran tanah atau batuanMacam, jenis dan penyebaran serta hubungan antar tanah dan batuan pada daerah penyelidikan harus diketahui karena sifat-sifat fisik dan mekanik suatu tanah dan batuan pada suatu daerah berbeda dengan tanah dan batuan pada daerah lain sehingga kekuatan untuk menahan beban diatasnya juga berbeda.2. Relief permukaan bumi Salah satu faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah relief permukaan bumi yang mana akan mempengaruhi laju erosi pengendapan serta juga menentukan arah aliran air permukaan dan air tanah. Hal ini disebabkan untuk daerah yang curam dengan adanya air permukaan, kecepatan aliran air permukaan tinggi dan mengakibatkan pengikisan lebih intensif dibandingkan pada daertah yang landai. Karena erosi yang intensif banyak dijumpai pada singkapan tanah atau batuan dan ini menyebabkan pelapukan yang lebih cepat, sehingga kemantapan lereng menjadi berkurang.

3. Struktur geologiStruktur geologi yang perlu diketahui didaerah penyelidikan untuk menganalisa kemantapan lereng adalah sesar, kekar, bidang perlapisan, perlipatan, ketidakselarasan dan sebagainya. Struktur-struktur geologi ini merupakan hal yang penting didalam analisis kemantapan lereng karena struktur merupakan bidang lemah didalam massa tanah atau batuan dan dapat menurunkan kemantapan lereng.4. IklimIklim berpengaruh terhadap kemantapan lereng karena iklim mempengaruhi perubahan temperatur. Temperatur yang cepat sekali berubah dalam waktu yang sangat singkat akan mempercepat proses pelapukan. Untuk daerah tropis pelapukan lebih cepat dibandingkan daerah dingin. Oleh karena itu bahan galian dan singkapan pada lereng daerah tropis akan lebih cepat lapuk dan ini mengakibatkan mudah terjadinya longsor .5. Geometri lerengGeometri lereng mencakup tinggi lereng dan sudut kemiringan. Lereng terlalu tinggi dengan sudut kemiringan yang besar akan mengakibatkan menjadi tidak mantap dan cenderung lebih mudah longsor dibandingkan dengan lereng yang tidak terlalu tinggi bila susunan tanah atau batuannya sama.. muka air tanah yang dangkal menjadikan lereng sebagian besar basah dan tanah atau batuannya mempunyai kandungan air yang tinggi sehingga lereng lebih mudah longsor. Hal ini disebabkan oleh air yang terkandung dalam tanah atau batuan akan menambah beban tanah atau batuan tersebut.6. Gaya luarGaya luar juga dapat mempengaruhi kemantapan suatu lereng. Gaya ini berupa getaran-getaran yang berasal dari sumber yang berada didekat ataupun diatas lereng tersebut. Getaran ini misalnya ditimbulkan oleh kegiatan peledakan, lalu lintas kendaraan yang berada diatas lereng, getaran dari alat mekanis yang bekerja diatas lereng itu dan sebagainya.4.4.1. Data Dasar AnalisisData utama sebagai dasar analisa kemantapan lereng adalah :1. Geometri lereng Geometri lereng yang perlu diketahui untuk menentukan kemantapan lereng adalah a. Tinggi dan kemiringan lereng (tiap jenjang)b. Lebar jenjangTinggi, lebar dan kemiringan lereng jenjang dapat diukur berdasarkan pengukuran secara langsung dilapangan atau dengan cara pengukuran dari hasil penggambaran peta.2. Struktur geologiStruktur geologi yang mempengaruhi kemantapan lereng adalah adanya bidang-bidang diskontiniu atau bidang-bidang lemah yang berada disekitar atau tepat disuatu lereng, antara lain : sesar, kekar, rekahan, ketidakselarasan, perlapisan foliasi dan perlipatan.4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.2. Sifat Fisik dan MekanikSifat fisik dan mekanik yang diperlukan untuk menganalisa kemantapan lereng adalah :1. Berat isiNilai berat isi dapat diperoleh dari hasil pemeriksaan dilaboratorium, yaitu pemeriksaan berat isi, dengan tujuan untuk mengetahui berat isi material dari sampel yang diambil dari lokasi penelitian. Sampel tersebut dapat diperoleh mengunakan tabung contoh / sampel.Analisa dari perhitungan biasanya dilakukan sebanyak tiga kali kemudian dihitung rata-ratanya dan dapat dibuat dengan persamaan sebagai berikut:

Ws = VDimana :=Berat isi (Kg/cm3)Ws=Berat contoh basah (Kg)V=Volume contoh (cm3)2. Sudut geser dalam dan KohesiPemeriksaan kuat geser dapat dilakukan dilaboratorium. Alat yang digunakan untuk pemeriksaan kuat geser langsung adalah Direct Shear Test. Sedangkan contoh tanah atau batuan yang digunakan untuk pemeriksaan adalah contoh tidak terganggu yang diperoleh dari lokasi penelitian dengan mengunakan tabung contoh atau sampel. Dari hasil pemeriksaan dilaboratorium didapat data yang kemudian digambarkan kedalam grafik untuk mengetahui nilai kohesi dan nilai sudut geser dalam.4.4. 4.5. Metode Analisa Kemantapan LerengMetode yang dipakai untuk menghitung atau menganalisa kemantapan suatu lereng adalah dengan cara keseimbangan batas, yaitu dihitung besarnya kekuatan yang diperlukan untuk mempertahankan kemantapan lereng, dari perbandingan ini diperoleh Faktor Keamanan (FK).Metode untuk menganalisa kemantapan lereng, secara garis besar dapat dibagi tiga bagian , yaitu : Pengamatan Visual Secara Analistis Secara Grafik4.5. 4.5.1. Metoda Hoek and BrayMetoda ini merupakan cara yang sangat mudah, cepat dan hasilnya masih dapat dipertanggungjawabkan. Metoda ini juga dapat dipakai untuk desain awal dari suatu lereng dimana Safety Factor yang dihasilkan masih sangat global.Metoda ini sangat tergantung pada, jenis material, dalam metoda ini material (tanah/batuan) dianggap homogen dan kontinyu. Akan tetapi jika memang terdapat suatu struktur besar seperti sesar yang membagi lereng terdebut , maka maka parameter dapat ditentukan dengan melihat tebal dari bidang tersebut.Longsoran yang terjadi menghasilkan bidang luncur berupa busur lingkaran. Tinggi permukaan air tanah pada lereng.Langkah-langkah Metode Hoek Chart 5

Gambar 4.2 Langkah Perhitungan FK

Tabel 4.3.Faktor KeamananFaktor Keamanan (FK)Kejadian

FK < 1Longsor

FK = 1Kritis

FK > 1Aman

4.6. Keputusan Menteri No. 555 Pasal 241Geometri Jenjang Menurut KepMen No. 555 Pasal 241 :1. Kemiringan, tinggi dan lebar teras harus dibuat dengan baik dan aman untuk keselamatan para pekerja agar terhindar dari material atau benda jatuh. 2. Tinggi jenjang (bench) untuk pekerjaan yang dilakukan pada lapisan yang mengandung pasir, tanah liat, kerikil, dan material lepas lainnya harus : a. Tidak boleh lebih dari 2,5 meter apabila dilakukan secara manual;b. Tidak boleh lebih dari 6 meter apabila dilakukan secara mekanik danc. Tidak boleh lebih dari 20 meter apabila dilakukan dengan menggunakan chamshell, dragline, bucket wheel excavator atau alat sejenis kecuali mendapat persetujuan Kepala Pelaksana Inspeksi Tambang.3. Tinggi Jenjang untuk pekerja yang dilakukan pada material kompak tidak boleh lebih dari 6 meter, apabila dilakukan secra manual. 4. Dalam hal penggalian dilakukan sepenuhnya dengan alat mekanis yang dilengkapi dengan kabin pengaman yang kuat, maka tinggi jenjang maksimum untuk material kompak 15 meter, kecuali mendapat persetujuan Kepala Pelaksanaan Inspeksi Tambang. 5. Studi kemantapan lereng harus dibuat apabila :a. Tinggi jenjang keseluruhan pada sistem penambangan berjenjang lebih dari 15 meter dan b. Tinggi setiap jenjang lebih dari 15 meter.6. Lebar lantai treas kerja sekurang-kurangnya 1,5 kali tinggi jenjang atau disesuaikan dengan alat-alat yang digunakan sehingga dapat bekerja dengan aman dan harus dilengkapi dengan tanggul pengaman (safety berm) pada tebing yang terbuka dan diperiksa pada setiap gilir kerja dari kemungkinan adanya rekahan atau tanda-tanda tekanan atau tanda-tanda kelemahan lainya.4.7. Dimensi JenjangLebar JenjangLebar Jenjang Menurut Head quarter of US Army ( pits and quary tehnical bulletin) no : ( 5 352 ) adalah sebagai berikut :

Wmin=C1 + Wt + Wb + Ls + WcDimana : W min= Lebar Bench Minimum, m C1= Lebar Bench Yang Dibor, m Wt= Lebar Dari Alat Angkut, m Ls= Panjang Back Hoe ( tanpa boom ), m Wc= Floor Cuting Radius dari Back Hoe, m Wb= Lebar material hasil pengusuran, m

4.8. Perhitungan Geometri JenjangUntuk menentukan Faktor Keamanaan (Fk) dari lereng maka diperlukan data-data sebagai berikut :Berat isi material (): 16 kN/m3Kohesi (C): 19,5 kN/m2Sudut geser dalam () : 23Tinggi Bench : 6 meter, 5 meter dan 4 meterCara perhitungannya adalah sebagai berikut (untuk lebih jelasnya lihat Gambar 4.5) : Langkah 1 :1. Dengan gambar geometri lereng yang telah dibuat, tentukan kondisi air tanah yang ada dan sesuaikan dengan Gambar 3.9. Pilih yang paling tepat atau mendekati. 2. Hitung angka c/(Htan), kemudian cocokan angka tersebut pada lingkaran terluar dari diagram (chart) yang dipilih. C 19,5= 0,47 H Tanan

C 19,5= = 0,57 H Tanan

C 19,5= = 0,71H Tanan

Langkah 21. Ikuti jari-jari mulai dari angka yang diperoleh pada Langkah 1 poin 2 sampai memotong kurva yang menunjukkan kemiringan. 2. Dari titik pada langkah 2 poin 1, kemudian ditarik ke kiri dan ke bawah untuk mencari angka Tan/F dan c/(HF). 3. Hitung faktor keamanan (F) dari kedua angka yang diperoleh dari langkah 2 poin 2.Lereng dengan tinggi 6 Meter.

0,47

(0,44)

(0,21)

0,47

(0,38)

(0,18)

0,47

(0,32)

(0,16)

0,47

(0,28)

(0,14)

0,47

(0,25)

(0,122)

Dengan menggunakan Circular Failure Chart no. 5 ditarik garis dari titik 0 sampai = 0.57 kemudian ikuti garis yang telah dibuat sampai yang memotong kurva kemiringan lereng 80o, 70o, 60o, 50o dan 40o. Selanjutnya tarik garis ke kiri dan bawah untuk mencari nilai dan Sudut Lereng 80o diperoleh = 0,21 dan = 0,44Sudut Lereng 70o diperoleh = 0,18 dan = 0,38Sudut Lereng 60o diperoleh = 0,16 dan = 0,32Sudut Lereng 50o diperoleh = 0,14 dan = 0,28Sudut Lereng 40o diperoleh = 0,122 dan = 0,25Langkah selanjutnya menghitung Faktor Keamanaan (F) Lereng menggunakan persamaan diperoleh dan

Sudut Lereng 80o :

Sudut Lereng 70o :

Sudut Lereng 60o :

Sudut Lereng 50o :

Sudut Lereng 40o :

Lereng dengan tinggi 5 Meter.

0,57

(0,38)

(0,22)

0,57

(0,34)

(0,19)

0,57

(0,30)

(0,17)

0,57

(0,28)

(0,15)

0,57

(0,23)

(0,13)


Sudut Lereng 80o :

Sudut Lereng 70o :

Sudut Lereng 60o :

Sudut Lereng 50o :

Sudut Lereng 40o :

Lereng dengan tinggi 4 Meter.

(0,31)0,71

(0,23)

0,71

(0,28)

(0,20)

0,71

(0,24)

(0,18)

0,71

(0,21)

(0,16)

0,71

(0,19)

(0,14)


Sudut Lereng 80o :

Sudut Lereng 70o :

Sudut Lereng 60o :

Sudut Lereng 50o :

Sudut Lereng 40o :

Tabel 4.4 Faktor KeamanaanSlope AngelTinggiBench (m)40o50o60o70o80o

61,61,41,21,10,9

51,81,61,41,21,1

42,11,91,61,51,3

Dari hasil pada Tabel 4.4 dipilih lereng dengan Fk = 1,2 tinggi 5 meter, sudut lereng (slope angel) 70o dan sudut keseluruhan (overall slope) 48o

Gambar 4.3 Geometri Lereng

Gambar 4.4 Lereng Tahun Pertama

Gambar 4.5 Lereng Tahun ke dua

Gambar 4.6 Lereng Tahun ke tiga

Gambar 4.7 Lereng Tahun ke empat

Gambar 4.8 Lereng Tahun ke lima

Gambar 4.9 Lereng Tahun ke enam

Lebar JenjangUkuran jenjang yang ideal kita dapat ketahui dengan menggunakan persamaan di bawah ini Wmin = Y + Wt + Ls + G + WbY : 1,5 mWt : 6,9 mLs : 3,1 mG : 1 mWb : 1,5 mMaka :Wmin= 1,5 + 6,9 + 3,1 + 1 + 1,5= 14 m

1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7.

44

04. bab iv kajian geoteknik

Documents