jbptitbpp gdl armainihar 21835 5 2010ta 4

41

BAB IV DATA DAN ANALISIS

Sebagai studi analisis kemantapan lereng untuk tambang darat endapan timah alluvial dengan

kondisi setiap lapisan yang relatif mendatar ini, pengambilan sampel dilakukan pada 2 lokasi

penelitian yaitu kawasan TB (Tambang Besar) Mawas 2 dan kawasan TB (Tambang Besar)

Nudur 3. Analisis kemantapan lereng ini dilakukan terhadap 2 (dua) penampang overall yang

dibuat berdasarkan lokasi pengambilan sampel. Penampang pertama adalah penampang yang

dibuat dari lokasi pengambilan sampel tanah pada TB Mawas 2 dan penampang kedua adalah

penampang yang dibuat dari lokasi pengambilan sampel tanah pada TB Nudur 3. Posisi

penampang pertama berada di sebelah utara penampang kedua.

4.1 Pengambilan Sampel Tanah

Pengambilan sampel tanah dilakukan secara manual atau langsung dengan menggunakan

tabung pipa paralon berdiameter ± 3 inchi dimana sampel untuk kawasan TB (Tambang Besar)

Mawas 2 diambil sebanyak 10 sampel tanah, sedangkan untuk kawasan TB (Tambang Besar)

Nudur 3 diambil sebanyak 8 sampel tanah. Gambaran pola pengambilan sampel-sampel

tersebut dapat dilihat pada gambar 4.1 dan gambar 4.2 di bawah ini.. Selanjutnya sampel-

sampel tersebut diusahakan tetap terjaga dalam keadaan tertutup rapat sebelum dilakukan

pengujian di laboratorium mekanika tanah agar kandungan air (water content) pada sampel

yang telah diambil dari kedua lokasi tersebut tetap terjaga pada saat dilakukan pengujian di

laboratorium. Langkah selanjutnya adalah sampel tersebut diuji di laboratorium mekanika

tanah untuk mendapatkan karakteristik fisik dan mekanik tanah yang akan digunakan sebagai

input atau data masukan pada pemodelan lereng untuk analisis faktor keamanan metode

kesetimbangan batas dengan menggunakan program SLIDE versi 5.0 dari Rockscience.

42

Gambar 4.1 Lokasi Pengambilan Sampel di TB Mawas 2

Gambar 4.2 Lokasi Pengambilan Sampel di TB Nudur 3

4.2 Pengujian Laboratorium

Pengujian laboratorium dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Sipil dan

Lingkungan Institut Teknologi Bandung.

Pengujian di laboratorium ini dilakukan dengan mengacu kepada beberapa pertimbangan :

o Pengujian ini dilakukan pada sampel tanah yang diambil dari berbagai kedalaman

yang mencerminkan kondisi sifat fisik dan mekanik dari litologi tanahnya.

o Pengujian ini adalah untuk kategori sampel tanah yang terganggu (disturbed

sample).

43

o Uji karakteristik tanah ini dilakukan pada contoh tanah yang diambil pada 2 lokasi

pengambilan sampel masing-masing sebanyak 10 sampel tanah dan 8 sampel tanah

dimana kedua lokasi tersebut merepresentasikan setiap litologi yang akan dibuat

penampangnya.

Adapun uji laboratorium yang dilakukan untuk mendapatkan sifat fisik dan mekanik material

yang bersangkutan diantaranya adalah :

1. Uji sifat fisik (Physical properties test)

Uji ini dilakukan untuk mendapatkan parameter bobot isi jenuh, bobot isi kering, derajat

kejenuhan, kandungan air, void ratio dan berat jenis.

Gambar 4.3 Peralatan uji sifat fisik (Physical properties test)

44

2. Uji geser langsung (Direct shear test)

Uji ini dilakukan untuk mendapatkan parameter kuat geser batuan yaitu kohesi (C) dan

sudut geser dalam (φ).

Gambar 4.4 Peralatan uji geser langsung (Direct shear test)

3. Uji kuat tekan (Uniaxial compressive test)

Uji ini dilakukan untuk mendapatkan parameter nilai kuat tekan uniaksial berupa

consolidated undrained (cu), ultimate stress (us), dan strain (st).

Gambar 4.5 Peralatan uji kuat tekan (Uniaxial compressive test)

45

4.3 Hasil Uji Laboratorium

Tabel 4.1 Hasil Uji Laboratorium Sampel dari TB Mawas 2

No Sampel

Kedalaman

Litologi Sifat Fisik

Kuat Tekan Uniaksial

(UCS)

Uji Geser Langsung

ρ nat ρ dry ρ sat qu cu

Kohesi ϕ

From To

(g/cc) (g/cc) (g/cc) (kPa) (kPa) St (kPa) (deg)

1 MW 2 2 2,65 Lempung + pasir halus

1,90 1,61 1,99 - - - 55,2 27,2

2 MW 2 2,65 3,3 cadas muda

sedimen pasir

1,93 1,63 2,01 - - - 17,2 44

3 MW 2 3,3 3,95 pasir 1,97 1,77 2,09 - - - 11,4 401

4 MW 2 4,45 5,1 pasir 1,94 1,70 2,05 - - - 10,4 36,5

5 MW 2 5,1 5,75 pasir kerikil 1,90 1,78 2,11 - - - 10,6 34,5

6 MW 2 5,75 6,4 pasir kerikil 1,93 1,69 2,05 - - - 13,7 32,9

7 MW 2 6,4 7,05 pasir + kerikil

1,92 1,68 2,05 - -

32 25,9

8 MW 2 7,05 7,7 pasir kerikil 1,95 1,68 2,04 - - - 19,5 39,1

9 MW 2 7,7 8,35 pasir kerikil 1,87 1,67 2,04 - - - 11,8 42,9

10 MW 2 8,35 9,2 pasir 1,87 1,55 1,96 - - - 14,7 20,9

46

Tabel 4.2 Hasil Uji Laboratorium Sampel dari TB Nudur 3

No Sampel

Kedalaman

Litologi

Sifat Fisik

Kuat Tekan Uniaksial

(UCS)

Uji Geser Langsung

ρ nat ρ dry ρ sat qu cu

Kohesi ϕ

From To

(g/cc) (g/cc) (g/cc) (kPa) (kPa) St (kPa) (deg)

1 ND 3 3,9 4,2 lempung 1,47 0,81 1,49 84 42 2 15,9 38,2

2 ND 3 4,2

4,55

lempung+

lanau

1,57

0,98

1,60

69,1

35

2,3

22,9

23,9

3 ND 3 4,55

4,85

Pasir halus

1,71

1,35

1,84

- - -

4,9

31

4 ND 3 4,85

5,5

pasir halus

1,65

1,56

1,97

- - -

17,4

12,2

5 ND 3 6

6,65

pasir

kerikil

1,72

1,59

1,99

- - -

11,1

30

6

ND 3

6,65

7,3

pasir lepas sedikit kerikil

1,93

1,74

2,08

- - - 9,7

36,5

7 ND 3 7,3

7,95

pasir

kerikil

1,81

1,75

2,09

- - -

10,3

29,5

8 ND 3 7,95

8,6

pasir + kerikil

1,95

1,80

2,13

- - -

19,9

32

47

4.4 Analisis Kemantapan Lereng

Analisis kemantapan lereng dilakukan untuk menentukan dimensi lereng penambangan yang

stabil baik untuk lereng tunggal maupun lereng keseluruhan (overall). Analisis kemantapan

lereng ini dilakukan dengan melakukan variasi antara ketinggian dan kemiringan untuk lereng

tunggal, sementara itu untuk perhitungan kemantapan lereng overall-nya dilakukan dengan

mengacu pada model penampang.

Prosedur analisis kemantapan lereng menggunakan metode kesetimbangan batas :

1. Pemodelan Lereng

Dalam pembuatan model lereng diperlukan masukan data dari desain rencana yang

disesuaikan dengan kondisi di lapangan, perlapisan material, karakteristik material dan

kondisi air tanah.

2. Penentuan Jenis Longsoran

Jenis longsoran yang diasumsikan sesuai dengan jenis lereng yang akan dianalisis.

Karena lereng yang di analisis adalah lapisan tanah pada umumnya maka longsoran

yang terjadi adalah berupa longsoran busur, dan juga dikarenakan struktur geologi yang

sangat jarang di temui pada lapangan yang berpotensi membentuk longsoran baji

maupun bidang.

3. Perhitungan Faktor Keamanan

Perhitungan nilai FK pada program SLIDE versi 5.0 ini menggunakan metode

kesetimbangan batas.

4. Interpretasi Model

Hasil dari pengolahan data kemudian diinterpretasikan untuk menganalisis model

secara lebih lanjut. Analisis dari pemodelan setiap lereng didasarkan pada nilai faktor

keamanan yang dihasilkan dari perhitungan.

48

4.4.1 Lereng Tunggal (Single Slope)

Pendekatan analisis yang dilakukan dalam perhitungan lereng tunggal adalah :

Material penyusun lereng dianggap homogen.

Kekuatan geser (c dan ϕ) yang digunakan adalah kekuatan geser minimum dengan

anggapan bahwa lereng telah terganggu oleh aktivitas penambangan.

Kondisi material yang dianalisis dianggap jenuh.

Perhitungan dilakukan dengan mensimulasikan nilai pembebanan seismik sebesar 0,075

g terhadap variasi nilai koefisien tekanan permukaan air atau Hu (0,5; 0,6; dan 0,7)

untuk setiap tinggi dan kemiringan lereng tunggal atau dengan kata lain mencari nilai-

nilai faktor keamanan tiap material tanah untuk:

0,075g terhadap nilai Hu = 0,5

0,075 g terhadap nilai Hu = 0,6

0,075 g terhadap nilai Hu = 0,7

Faktor keamanan minimum yang digunakan adalah 1,3.

Berdasarkan hasil pengujian karakteristik fisik dan mekanik di laboratorium mekanika tanah

dari masing-masing lokasi pengambilan sampel di TB Mawas 2 dan TB Nudur 3, parameter

lapisan tanah yang digunakan untuk analisis kemantapan lereng dapat dilihat pada tabel 4.3 dan

tabel 4.4 di bawah :

Tabel 4.3 Karakteristik Material untuk Analisis Kemantapan Lereng Tunggal Kawasan TB (Tambang Besar) Mawas 2

Jenis Lapisan Tanah

Bobot Isi Jenuh

(kN/m3)

Sudut Geser Dalam Minimum (0)

Kohesi Minimum (kPa)

Pasir 20,52 36,5 10,4

Pasir Kerikil 21,07 34,5 10,6 Lempung Pasir Halus 19,94 27,2 55,2 Cadas Muda Sedimen Pasir 20,06 44 17,2

49

Tabel 4.4 Karakteristik Material untuk Analisis Kemantapan Lereng Tunggal Kawasan TB (Tambang Besar) Nudur 3

4.4.1.1 Pemodelan Lereng Tunggal dengan Metoda Kesetimbangan Batas

Pemodelan lereng tunggal dilakukan untuk mendapatkan faktor keamanan semua lereng

tunggal semua material yang merupakan bagian dari lereng interramp atau lereng

keseluruhannya (overall). Pemodelan ini dilakukan dengan menggunakan program SLIDE

versi 5.0 dari Rockscience yang sesuai dengan prinsip metode kesetimbangan batas. Pemodelan

lereng tunggal dilakukan dengan desain yang disesuaikan dengan kondisi yang ada di lapangan.

Dari pengamatan penelitian di lapangan geometri yang umum di lapangan berkisar pada

ketinggian 2-3 meter dan kemiringan berkisar pada 70-80 derajat. Pemodelan ini dilakukan

dengan cara memvariasikan nilai tinggi lereng tertentu terhadap berbagai sudut untuk

memperoleh hasil atau gambaran mengenai kestabilan lereng tambang. Perhitungan ini

dilakukan dengan variasi ketinggian (2 m, 3 m, dan 4 m) terhadap beberapa sudut (650, 700,

750, dan 800), kondisi ini sama untuk kawasan TB Mawas 2 dan kawasan TB Nudur 3. Pada

pemodelan ini faktor eksternal seperti gempa harus dimasukkan kedalam pemodelan untuk

mengantisipasi gangguan terhadap kestabilan lereng yang mungkin terjadi. Dimana nilai faktor

gempa tersebut disesuaikan dengan nilai koefisien gempa di berbagai wilayah di Indonesia.

Untuk wilayah Kepulauan Bangka Belitung nilai koefisien gempanya yaitu sebesar 0,075 g,

nilai ini termasuk kepada kategori efek gempa yang kecil sebagaimana dapat dilihat pada

lampiran penelitian tugas akhir ini. Parameter lain yang dimasukkan kedalam pemodelan lereng

tunggal ini adalah nilai-nilai koefisien tekanan permukaan air sebesar (0,5; 0,6; dan 0,7).

Pengambilan nilai-nilai koefisien Hu tersebut didasarkan kepada pertimbangan kondisi air

tanah di lapangan. Koefisien Hu atau koefisien tekanan permukaan air adalah koefisien yang

menyatakan besarnya pengaruh tekanan air terhadap pori-pori lapisan tanah yang terisikan oleh

fluida air.

Jenis Lapisan Tanah

Bobot Isi Jenuh

(kN/m3)

Sudut Geser Dalam Minimum

(0)

Kohesi Minimum

(kPa) Lempung 14,90 38,2 15,9 Lempung Lanau 15,97 23,9 22,9 Pasir Halus 18,37 31 4,9 Pasir Kerikil 20,92 29,5 10,3

50

Ada 2 cara untuk mendefinisikan koefisien Hu yaitu secara auto (otomatis) maupun secara

custom (buatan).

Custom Hu

Dengan pilihan custom, pengguna program dapat memasukkan angkanya sendiri untuk nilai

Hu. Nilainya berkisar diantara 0 sampai 1 yang dapat dijelaskan sebagai berikut :

• Hu = 1 mendefinisikan kondisi hidrostatik. Nilai ini digunakan pada saat posisi air

permukaan horizontal atau mendatar. Ketika permukaan air inclined atau miring,

dengan memasukkan nilai Hu = 1, maka hal ini menyebabkan estimasi hitungan

faktor keamanan yang konservatif atau rendah, karena secara umum hal ini akan

menyebabkan penaksiran yang tinggi terhadap nilai tekanan porinya. Pada

kebanyakan kasus, pengguna program biasanya memasukkan angka Hu = 1,

dikarenakan nilai ini menunjukkan skenario kasus terburuk (tekanan porinya

maksimum).

• Hu = 0 menunjukkan kondisi tanah kering. Tekanan air pori bernilai nol atau

minimum. Dengan memasukkan Hu = 0 itu artinya sama saja menghilangkan

tekanan air pori untuk material dan cara ini juga dapat dilakukan dengan menset

water surface = none.

• Nilai tengah dari koefisien Hu dapat digunakan untuk mensimulasikan head loss

yang disebabkan oleh seepage atau limpasan. Hal ini dapat disimulasikan pada saat

pemukaan air miring. Para pengguna program dapat memisahkan bagian material

untuk tiap segmen dari permukaan air yang miring, dan memasukkan nilai koefisien

Hu lebih kecil dari 1. Namun, pilihan Hu yang Auto, yang dijelaskan dibawah

secara otomatis dapat dipakai untuk menghitung kemiringan permukaan air.

Auto Hu

Dengan pilihan Auto Hu, Slide secara otomatis akan menghitung nilai dari Hu, berdasarkan

kemiringan permukaan air di atas sebuah titik yang diberikan. Hal ini berdasarkan asumsi

bahwa garis equipotensial mengalir melalui pusat dasar irisan adalah garis lurus di antara dasar

irisan dan permukaan air (dapat digunakan pada kasus lereng yang tidak terhingga).

Hal tersebut dapat diilustrasikan pada gambar 4.6 di bawah.

51

Gambar 4.6 Irisan yang Menggambarkan Besaran Hu untuk Penggunaan Otomatis

Dimana :

• = kemiringan permukaan air (terhadap sebuah titik)

• = jarak vertikal dari pusat dasar irisan terhadap permukaan air

Geometri pada gambar 4.6 diatas dapat digunakan untuk menunjukkan head tekanan,

seperti yang diilustrasikan pada gambar tersebut, yaitu sebesar cos2α. Secara otomatis nilai

koefisien Hu itu sendiri adalah cos2α, untuk permukaan air yang mendatar, α = 0, dan Hu =

cos2α = 1. Selanjutnya contoh hasil pemodelan lereng tunggal dapat dilihat pada gambar 4.7

untuk material pasir yang berlokasikan di TB Mawas 2 dan gambar 4.8 untuk material

lempung yang berlokasikan di TB Nudur 3 pada gambar dibawah ini :

52

Gambar 4.7 Contoh Hasil Pemodelan Lereng Tunggal Kawasan TB Mawas 2 untuk Material Pasir (Hu = 0,5 dan Seismic Load = 0,075 g) dengan Tinggi Lereng 2 m dan Kemiringan 700

Gambar 4.8 Contoh Hasil Pemodelan Lereng Tunggal Kawasan TB Nudur 3 untuk Material Lempung (Hu = 0,5 dan Seismic Load = 0,075 g) dengan Tinggi Lereng 3 m dan Kemiringan 700

53

4.4.1.2 Hasil Perhitungan FK Lereng Tunggal Untuk Kawasan TB Mawas 2

Tabel 4.5 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Pasir

Tekanan Permukaan Air

(Hu) Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 1.671 2 70 1.502 75 1.352 80 1.196 65 1.228

0.5 3 70 1.106 75 0.971 80 0.844 65 0.999 4 70 0.89 75 0.769 80 0.629 65 1.597 2 70 1.427 75 1.275 80 1.115 65 1.005

0.6 3 70 1.029 75 0.894 80 0.764 65 0.931 4 70 0.815 75 0.694 80 0.543 65 1.523 2 70 1.351 75 1.198 80 1.036 65 0.968

0.7 3 70 0.96 75 0.817 80 0.685 65 0.859 4 70 0.739 75 0.616 80 0.459

54

Tabel 4.6 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Pasir Kerikil


(Hu) Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 1.641 2 70 1.482 75 1.341 80 1.19 65 1.206

0.5 3 70 1.038 75 0.997 80 0.844 65 0.985 4 70 0.877 75 0.765 80 0.637 65 1.537 2 70 1.413 75 1.271 80 1.116 65 1.135

0.6 3 70 1.005 75 0.915 80 0.764 65 0.921 4 70 0.809 75 0.696 80 0.561 65 1.506 2 70 1.345 75 1.201 80 1.044 65 1.075

0.7 3 70 0.962 75 0.823 80 0.698 65 0.856 4 70 0.744 75 0.626 80 0.484

55

Tabel 4.7 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Lempung Pasir Halus

Tekanan

Permukaan Air (Hu)

Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 6.79 2 70 6.446 75 6.167 80 5.821 65 4.676

0.5 3 70 4.452 75 4.203 80 3.958 65 3.601 4 70 3.411 75 3.233 80 2.944 65 6.734 2 70 6.39 75 6.116 80 5.769 65 4.619

0.6 3 70 4.398 75 4.15 80 3.898 65 3.546 4 70 3.358 75 3.179 80 2.886 65 6.678 2 70 6.335 75 6.064 80 5.716 65 4.562

0.7 3 70 4.345 75 4.097 80 3.839 65 3.491 4 70 3.305 75 3.125 80 2.827

56

Tabel 4.8 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Cadas Muda Sedimen Pasir


(Hu) Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 2.648 2 70 2.421 75 2.217 80 1.971 65 1.932

0.5 3 70 1.762 75 1.566 80 1.369 65 1.57 4 70 1.388 75 1.235 80 1.044 65 2.55 2 70 2.319 75 2.112 80 1.865 65 1.884

0.6 3 70 1.765 75 1.659 80 1.529 65 1.472 4 70 1.287 75 1.129 80 0.945 65 2.452 2 70 2.217 75 2.006 80 1.758 65 1.733

0.7 3 70 1.561 75 1.354 80 1.151 65 1.372 4 70 1.19 75 1.023 80 0.83

57

4.4.1.3 Hasil Perhitungan FK Lereng Tunggal Untuk Kawasan TB Nudur 3

Tabel 4.9 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Lempung


(Hu) Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 2.914 2 70 2.678 75 2.481 80 2.229 65 2.037

0.5 3 70 1.876 75 1.68 80 1.499 65 1.599 4 70 1.286 75 1.22 80 1.136 65 2.802 2 70 2.564 75 2.365 80 2.11 65 1.926

0.6 3 70 1.765 75 1.568 80 1.383 65 1.488 4 70 1.174 75 1.132 80 1.022 65 2.688 2 70 2.45 75 2.25 80 1.992 65 1.814

0.7 3 70 1.654 75 1.456 80 1.266 65 1.378 4 70 1.064 75 1.04 80 0.915

58

Tabel 4.10 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Lempung Lanau


(Hu) Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 3.608 2 70 3.404 75 3.235 80 3.019 65 2.509

0.5 3 70 2.355 75 2.196 80 2.008 65 1.93 4 70 1.816 75 1.68 80 1.505 65 3.548 2 70 3.344 75 3.175 80 2.955 65 2.449

0.6 3 70 2.296 75 2.133 80 1.946 65 1.869 4 70 1.756 75 1.617 80 1.433 65 3.488 2 70 3.283 75 3.115 80 2.891 65 2.389

0.7 3 70 2.236 75 2.07 80 1.883 65 1.807 4 70 1.695 75 1.555 80 1.381

59

Tabel 4.11 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Pasir Halus

Tekanan

Permukaan Air (Hu)

Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 0.941 2 70 0.838 75 0.735 80 0.617 65 0.695

0.5 3 70 0.605 75 0.515 80 0.44 65 0.56 4 70 0.479 75 0.393 80 0.288 65 0.876 2 70 0.77 75 0.664 80 0.545 65 0.629

0.6 3 70 0.536 75 0.444 80 0.368 65 0.493 4 70 0.411 75 0.32 80 0.216 65 0.812 2 70 0.702 75 0.597 80 0.471 65 0.565

0.7 3 70 0.47 75 0.373 80 0.298 65 0.43 4 70 0.346 75 0.25 80 0.148

60

Tabel 4.12 Faktor Keamanan Lereng Tunggal untuk Pasir Kerikil


(Hu) Ketinggian (m)

Sudut ( 0 )

Faktor Keamanan

65 1.539 2 70 1.405 75 1.288 80 1.146 65 1.126

0.5 3 70 1.027 75 0.919 80 0.806 65 0.921 4 70 0.818 75 0.73 80 0.624 65 1.484 2 70 1.348 75 1.227 80 1.085 65 1.071

0.6 3 70 0.975 75 0.86 80 0.747 65 0.866 4 70 0.763 75 0.671 80 0.561 65 1.429 2 70 1.291 75 1.169 80 1.025 65 1.015

0.7 3 70 0.919 75 0.8 80 0.686 65 0.812 4 70 0.707 75 0.614 80 0.498

61

4.4.1.4 Analisis Hasil Interpretasi

Berdasarkan hasil perhitungan faktor keamanan lereng tunggal pada tabel-tabel diatas untuk

kawasan TB (Tambang Besar) Mawas 2 dan TB (Tambang Besar) Nudur 3, dapat disimpulkan

kondisi geometri lereng tunggal yang stabil berdasarkan karakteristik fisik dan mekanik litologi

material penyusun lereng dan besarnya pengaruh koefisien tekanan permukaan air sebesar (0,5;

0,6; dan 0,7) adalah sebagai berikut :

Geometri Lereng Tunggal Mawas 2

Hu = 0,5

• Geometri lereng tunggal yang masih dimungkinkan untuk dibuat pada lereng pasir

adalah ketinggian 2 m dan kemiringan 750.


kerikil adalah ketinggian 2 m dan kemiringan 750.

• Geometri lereng tunggal yang masih dimungkinkan untuk dibuat pada lereng lempung

pasir halus adalah ketinggian 4 m dan kemiringan 800.

• Geometri lereng tunggal yang masih dimungkinkan untuk dibuat pada lereng cadas

muda sedimen pasir adalah ketinggian 4 m dan kemiringan 700.

Hu = 0,6








muda sedimen pasir adalah ketinggian 4 m dan kemiringan 650.

62

Hu = 0,7








muda sedimen pasir adalah ketinggian 3 m dengan kemiringan 750 dan ketinggian 4m

dengan kemiringan 650.

Geometri Lereng Tunggal Nudur 3

Hu = 0,5




lanau adalah ketinggian 4 m dan kemiringan 800.

• Tidak memenuhi syarat minimum faktor keamanan dari dimensi yang ditentukan untuk

lereng pasir halus.



Hu = 0,6






lereng pasir halus.



63

Hu = 0,7


adalah ketinggian 3 m dengan kemiringan 750 dan ketinggian 4m dengan kemiringan

650.




lereng pasir halus.



Dari hasil perhitungan faktor keamanan untuk geometri lereng tunggal berbagai jenis material

tanah, dapat dilihat bahwa material lempung mempunyai faktor keamanan yang sangat baik

sekali. Hal ini dikarenakan oleh tanah lempung itu sendiri yang bersifat cohesive material atau

mempunyai kohesi yang tinggi dan juga mempunyai sifat plastisitas yang tinggi. Dengan sifat

keplastisitasannya tersebut, tanah lempung bersifat permeabel atau kedap air. Selain itu,

material lempung juga mempunyai koefisien permeabilitas yang rendah sehingga sulit untuk

dirembesi oleh air tanah sebagai salah satu faktor penting penyebab terjadinya longsor pada

lereng. Hal ini berbanding terbalik dengan material yang bersifat loose material atau mudah

terberai seperti pasir halus, dimana material ini mempunyai sifat tidak kedap air (permeable)

sehingga sangat mudah untuk mengalirkan air tanah yang mengalir melalui pori-porinya

dengan koefisien permeabilitas yang tinggi. Hal ini dapat dilihat pada faktor keamanan lereng

tunggal yang sudah ditentukan untuk material tersebut tampak nilai faktor keamanannya cukup

jauh dari stabil atau mudah longsor, sehingga untuk solusinya dilakukan pemodelan ulang

dengan menurunkan nilai ketinggian sampai 1 m sehingga didapat kondisi lereng yang stabil

dengan parameter yang disamakan terhadap geometri lereng untuk pemodelan. Penggunaan

nilai koefisien tekanan permukaan air sebesar (0,5; 0,6; dan 0,7) pada pemodelan diatas telah

dijelaskan sebelumnya dikarenakan faktor air misalkan air tanah cukup berpengaruh untuk

kedua lokasi tambang. Nilai-nilai tersebut berada pada rentang 0 sampai 1, artinya selalu ada

kondisi air tanah yang keluar dari muka lereng yang dapat berbentuk rembesan ataupun

limpasan. Sehingga dari hasil perhitungan terlihat semakin besar angka koefisien tekanan

permukaan air tanah, maka akan menurunkan besaran faktor keamanan. Jadi berdasarkan hasil

pemodelan untuk analisis lereng tunggal diatas, koefisien tekanan permukaan air yang dipakai

64

adalah yang paling kecil yaitu 0,5 dengan melihat kepada kondisi di lapangan. Kesimpulannya

adalah hasil perhitungan geometri lereng tunggal untuk kawasan Mawas 2 dengan Hu 0,5

masih dimungkinkan untuk ketinggian 2 m dan kemiringan 750 dimana untuk kondisi ini,

desain lereng tunggal tersebut umumnya stabil untuk geometri yang sesuai dengan geometri di

lapangan. Sedangkan untuk kawasan Nudur 3 perhitungan kemantapan lereng dengan Hu 0,5

menunjukkan lereng tunggal dapat dibuat sampai ketinggian 2 m dan kemiringan 700 kecuali

untuk lereng pasir halus yang telah dijelaskan sebelumnya. Hal ini dapat terlihat di lapangan

yang umumnya lereng pasir halus banyak yang mengalami longsoran atau tidak aman sehingga

dapat menghalangi kinerja alat berat untuk bekerja lebih maksimal dalam pemindahan tanah.

4.4.2 Lereng Keseluruhan (Overall)

Analisis kemantapan lereng keseluruhan ini bertujuan untuk menentukan faktor keamanan

lereng overall yang berhubungan dengan lokasi pengambilan sampel di TB Mawas 2 dan TB

Nudur 3. Analisis kemantapan lereng ini juga dilakukan dengan menggunakan program

kesetimbangan batas dengan memakai program SLIDE versi 5.0 dari Rockscience.

Adapun pendekatan yang dilakukan dalam melakukan analisis kemantapan lereng overall ini

adalah :

Analisis kemantapan lereng overall untuk daerah Mawas 2 dan Nudur 3 dilakukan pada

2 (dua) buah penampang lereng pada masing-masing daerah tersebut.

Karakteristik material yang digunakan adalah hasil uji laboratorium dari lapisan tanah

yang dijumpai pada penampang tersebut.

Kondisi lapisan dianggap mendatar sesuai dengan perlapisan yang ada pada lapangan.

Kekuatan geser (C dan φ) yang digunakan adalah rata-rata kekuatan geser batuan untuk

masing-masing batuan penyusun lereng.

Analisis kemantapan lereng menggunakan metode kesetimbangan batas.

Kondisi material penyusun lereng dianggap jenuh.

Faktor pembebanan seismik yang digunakan adalah 0,075 g berdasarkan koefisien

gempa wilayah atau lokasi penelitian.

65

4.4.2.1 Pembuatan Model Penampang Lapisan Material pada Lereng Overall

Ada 2 (dua) bawah penampang lapisan tanah yang akan dianalisis kemantapannya yaitu 1

(satu) buah penampang yang terdapat di TB Mawas 2 dan 1 (satu) buah penampang yang

terdapat di TB Nudur 3.

Penampang Mawas 2, terletak pada N9685519,4853 E653058,1062 dan 9685519,6525

E653071,2506.

Penampang Nudur 3, terletak pada N9685701,2493 E652729,6036 dan N9685701,2373

E652742,0142.

Model penampang lapisan tanah pada kedua lokasi tersebut tersebut dapat dilihat pada gambar

4.9 dan gambar 4.10 dibawah :

Gambar 4.9 Model Lapisan Material untuk Penampang Mawas 2

66

Gambar 4.10 Model Lapisan Material untuk Penampang Nudur 3

4.4.2.2 Karakteristik Material untuk Lereng Keseluruhan

Berdasarkan hasil uji yang dilakukan dilaboratorium mekanika tanah untuk analisis kemantapan lereng overall, karakteristik material untuk masing-masing penampang lereng adalah dapat dilihat pada tabel 4.12 untuk kawasan TB Mawas 2 dan tabel 4.13 untuk kawasan TB Nudur 3 :

Tabel 4.13 Karakteristik Material Lereng Overall Penampang Mawas 2

Jenis Lapisan Tanah

Bobot Isi Jenuh

(kN/m3)

Sudut Geser Dalam Rata-rata

(0)

Kohesi Rata-rata (kPa)

Pasir 20,37 32,5 12,17

Pasir Kerikil 20,57 37,35 13,9 Pasir + Kerikil 20,57 25,9 32

Lempung Pasir Halus 19,93 27,2 55,2 Cadas Muda Sedimen

Pasir 20,06 44 17,2

67

Tabel 4.14 Karakteristik Material Lereng Overall Penampang Nudur 3

Jenis lapisan tanah

Bobot Isi Jenuh (kN/m3)

Sudut Geser Dalam Rata-rata

(0)

Kohesi Rata-Rata (kPa)

Lempung 14,90 38,2 15,58

Lempung Lanau 15,97 23,9 22,44 Pasir Halus 19,04 21,6 10,93

Pasir Lepas Sedikit Kerikil 20,85 36,5 9,51

Pasir Kerikil 20,4 33,25 10,49 Pasir + Kerikil 21,28 32 19,5

4.4.2.3 Pemodelan Lereng dengan Metode Kesetimbangan Batas

Prosedur analisis kemantapan lereng metode kesetimbangan batas dengan menggunakan program SLIDE versi 5,0 dari Rockscience adalah sebagai berikut:

Pembuatan Model Penampang Lereng

Dalam pembuatan model lereng ini diperlukan beberapa masukan data yaitu

karakterisitik material, perlapisan material, kondisi permukaan air.

Penentuan Jenis Longsoran

Jenis longsoran yang terjadi berupa longsoran busur dikarenakan material yang berupa

soil atau tanah.

Komputasi atau Perhitungan

Perhitungan dilakukan sesudah semua parameter yang diperlukan telah dimasukkan

yang hasil dari perhitungan nantinya akan menjadi bahan untuk analisis.

Interpretasi

Hasil dari olahan data kemudian diinterpretasikan untuk menganalisis model lebih

lanjut. Analisis dari model ini didasarkan pada nilai faktor keamanan yang dihasilkan.

68

Gambar 4.11 Contoh Pemodelan Lereng Overall pada Penampang Mawas 2

Gambar 4.12 Contoh Pemodelan Lereng Overall pada Penampang Nudur 3

69

Gambar 4.12 Hasil Perhitungan Lereng Overall pada Penampang Mawas 2,

Tinggi 7,06 meter, Kemiringan 38o (FK=1,65)

Gambar 4.13 Hasil Perhitungan Lereng Overall pada Penampang Nudur 3,

Tinggi 5,74 meter, Kemiringan 44,69o (FK=1,798)

70

4.4.2.4 Analisis Hasil Interpretasi

Dari hasil komputasi atau perhitungan kemantapan lereng untuk lereng overall penampang

lereng TB Mawas 2 dan TB Nudur 3 diatas, tampak bahwa kondisi lereng overall pada kedua

penampang yang dibuat terkategorikan stabil atau aman dengan mengacu kepada kondisi

minimum faktor keamanan yaitu 1,5 untuk penampang overall. Hasil perhitungan ini

menunjukkan bahwa kestabilan lereng penampang overall di Mawas 2 lebih kecil dari

kestabilan lereng di penampang overall di Nudur 3. Dimana faktor keamanan untuk lereng

overall mawas 2 sebesar 1,65 dan untuk lereng overall Nudur 3 sebesar 1,8. Jadi dapat di

simpulkan desain yang telah dilakukan oleh pihak perusahaan dikategorikan aman dalam

melakukan penambangan sampai akhir pit. Namun perlu dicatat di sini khusus untuk

penampang lereng overall yang dibuat di lokasi TB Nudur 3, pengambilan sampel untuk

perhitungan kemantapan lereng overall tidak dilakukan dari lokasi awal penambangan pit. Hal

ini di karenakan kesukaran pengambilan data secara manual dilapangan. Pada perhitungan ini

pemodelan untuk kedua penampang lereng overall mengasumsikan penggunaan nilai koefisien

tekanan permukaan air sebesar 0,5 untuk kedua penampang overall, sama seperti analisis untuk

lereng tunggalnya. Asumsi tersebut dipakai dengan melihat kondisi air tanah yang ada di

lapangan dimana cukup banyak terlihat air tanah yang merembes dari muka lereng yang secara

langsung dapat menyebabkan lereng tidak stabil. Oleh sebab itu dengan kondisi air tanah

tersebut harus dijaga sedemikian rupa atau bila perlu dikurangi misalnya dengan melakukan

pemompaan ke luar pit agar tekanan hidrostatik yang besarnya ke segala arah tidak semakin

bertambah yang menyebabkan ketidakstabilan lereng. Dalam perhitungan kemantapan lereng

overall ini pengambilan penampang hanya ada pada satu penampang saja pada masing-masing

lereng overall. Hal ini sebenarnya kurang mewakili untuk kemantapan lereng keseluruhan pada

pit Mawas 2 dan pit Nudur 3, kondisi ini dapat dilihat di lapangan dimana masih banyak

terjadinya longsoran pada sisi-sisi yang lain di dalam tambang tersebut untuk kedua lokasi

pengambilan data sampel. Jadi untuk analisis yang lebih komprehensif atau menyeluruh perlu

dilakukan terhadap beberapa penampang untuk menjamin keselamatan pekerja dan kelancaran

proses produksi tentunya dan sesuai dengan tujuan dari analisis kestabilan lereng itu sendiri.

71

4.5 Analisis Daya Dukung Tanah

Prosedur dalam melakukan analisis daya dukung tanah ini adalah :

1. Mengasumsikan kedalam jenis pondasi dangkal dikarenakan alat berat berada diatas

permukaan tanah .

2. Bentuk pondasi adalah pondasi empat persegi panjang berdasarkan teori Terzaghi

3. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan teori pondasi dangkal dari Terzaghi

4. Perhitungan dilakukan untuk 2 jenis alat berat dozer yaitu Komatsu dan Caterpillar

5. Analisis daya dukung tanah dilakukan pada lantai kerja di lokasi tambang masing-

masing tempat alat berat beroperasi.

Gambaran mengenai lantai kerja tempat alat berat dozer bekerja dapat dilihat pada gambar 4.1

dan 4.16 berikut :

Gambar 4.15 Lantai kerja tempat alat berat beroperasi di TB Mawas 2

72

Gambar 4.16 Lantai kerja tempat alat beroperasi di TB Nudur 3

Dan pada tabel 4.15 berikut diuraikan mengenai spesifikasi alatberat dozer yang akan dianalisis

apakah tekanan terhadap tanah atau ground pressure-nya dapat bekerja dengan aman pada

lantai kerja.

Tabel 4.15 Spesifikasi Alat Berat Dozer dengan Ground Pressure

Dozer

Tipe

Lebar Track (m)

Panjang Track (m)

Tekanan Tanah (Ground Pressure)

(kN/m2) D65PX-15 0,92 3,28 29

Komatsu D85EX-15 0,66 3,48 51 D155 AX-5 0,66 3,21 68 Cattterpillar D6N LGP 0,86 3,1 33 D7R LGP 0,91 3,16 46

73

Tabel 4.16 Karakteristik Fisik Mekanik Lantai Kerja TB Mawas 2

Lantai Kerja 1 Kohesi (kN/m2) 55,2 (Lempung Pasir

Halus) Sudut Geser Dalam (0) 27,2

Bobot Isi (kN/m3) 19

Nc 24,64

Nq 15,7 Nγ 13,2 FK 3 Lantai Kerja 2 Kohesi (kN/m2) 10,4 (Pasir) Sudut Geser Dalam (0) 36,5

Bobot Isi (kN/m3) 19,4

Nc 53,65

Nq 40,6 Nγ 48,34 FK 3 Lantai Kerja 3 Kohesi (kN/m2) 19,5 (Pasir Kerikil) Sudut Geser Dalam (0) 39,1


Nc 69,4

Nq 59,3 Nγ 81,48 FK 3

74

Tabel 4.17 Karakteristik Fisik Mekanik Lantai Kerja TB Nudur 3

Lantai Kerja 1 Kohesi (kN/m2) 15,9

(Lempung) Sudut Geser Dalam (0) 30


Nc 71,45

Nq 48,44

Nγ 62,5 FK 3

Lantai Kerja 2 Kohesi (kN/m2) 11,1

(Pasir Kerikil) Sudut Geser Dalam (0) 38,2


Nc 37,2

Nq 22,5

Nγ 20 FK 3

Persamaan Terzaghi untuk menentukan daya dukung tanah batas (ultimat) dan daya dukung

tanah yang diijinkan (dengan Faktor keamanan yang dipakai adalah 3) berdasarkan asumsi

untuk beban dangkal dan bebannya berbentuk empat persegi panjang dengan B (lebar beban),

dan L (panjang beban) :

qult = c.Nc (1+0.3 B/L) + γ.Df.Nq + 0,5. γ.B.Nγ.(1-0.2 B/L)...............................................(4.1)

qa = qult / F……………………………………………………………………………… (4.2)

qult = Daya Dukung Tanah Ultimat (kN/m2)

qa = Daya Dukung Tanah yang Diijinkan (kN/m2)

C = Kohesi (kN/m2)

γ = Berat Volume Tanah (kN/m3)

q = γ.Df : Tekanan Overburden pada Dasar Beban (kN/m2)

Df = Kedalaman Beban (m)

75

B = Lebar Beban (m)

L = Panjang Beban (m)

Nc, Nq, dan Nγ = Faktor Daya Dukung Beban dari Grafis Daya Dukung Terzaghi

Dengan mengasumsikan panjang track alat berat dozer adalah L dan lebar track pada tanah

sebagai B, maka hasil perhitungan daya dukung tanah untuk material yang berfungsi sebagai

lantai kerja adalah sebagai berikut :

Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Daya Dukung Tanah Mawas 2

Komatsu D65PX-15 GP = 29 kN/m2

Lantai kerja

Material Pondasi/ Pembebanan

Daya Dukung Batas (kN/m2)

Daya Dukung yang Diijinkan (kN/m2)

Lantai Kerja 1 Lempung pasir halus 1582,13 527,38 Lantai kerja 2 Pasir 1009,72 336,57 Lantai kerja 3 Pasir kerikil 2152,79 717,6

Komatsu D85EX-15 GP = 51 kN/m2

Lantai kerja Material Pondasi/

Pembebanan Daya Dukung Batas (kN/m2)


Lantai Kerja 1 Lempung Pasir Halus 1517,14 505,71 Lantai kerja 2 Pasir 887,44 295,81 Lantai kerja 3 Pasir Kerikil 1934,73 644,91

`

Komatsu D155AX-5 GP = 68 kN/m2

Lantai kerja




Lantai Kerja 1 Lempung Pasir Halus 1523,38 507,79 Lantai kerja 2 Pasir 889,12 296,37 Lantai kerja 3 Pasir Kerikil 1939,54 646,51

76

Catterpilar D6N LGP GP = 33 kN/m2

Lantai kerja



Daya Dukung yang Diijinkan

(kN/m2) Lantai Kerja 1 Lempung Pasir Halus 1575,18 525,06 Lantai kerja 2 Pasir 985,27 328,42 Lantai kerja 3 Pasir Kerikil 2111,23 703,74

Catterpilar D7R LGP GP = 46 kN/m2

Lantai kerja



Daya Dukung yang Diijinkan

(kN/m2) Lantai Kerja 1 Lempung Pasir Halus 1586,13 528,71 Lantai kerja 2 Pasir 1010,16 336,72 Lantai kerja 3 Pasir Kerikil 2154,83 718,27

Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Daya Dukung Tanah Nudur 3

Komatsu D65PX-15 GP = 29 kN/m2

Lantai kerja




Lantai Kerja 1 Lempung 1627,91 542,63 Lantai kerja 2 Pasir Kerikil 462,28 154,09

Komatsu D85EX-15 GP = 51 kN/m2

Lantai kerja





77

Komatsu D155AX-5 GP = 68 kN/m2

Lantai kerja





Catterpilar D6N LGP GP = 33 kN/m2

Lantai kerja





Catterpilar D7R LGP GP = 46 kN/m2

Lantai kerja


Daya dukung batas (kN/m2)



Ket : GP = Ground Pressure (kN/m2)

Berdasarkan perhitungan pada tabel 4.18 dan tabel 4.19 diatas dapat disimpulkan bahwa

kesemua alat berat diatas tekanan terhadap tanah yang dilaluinya lebih kecil dan cukup jauh

nilainya dari kapasitas daya dukung tanah.Artinya alat berat yang berfungsi utama dalam

pekerjaan pemindahan tanah (earth moving) dan meratakan jalan tersebut sangat aman pada

saat melewati lantai kerja yang ada di dalam tambang. Dengan adanya kapasitas daya dukung

tanah yang cukup besar maka hal ini dapat menjadi pertimbangan dalam pemilihan alat dozer

yang mempunyai kapasitas dan tekanan tanah (ground pressure) yang lebih besar untuk

menghasilkan pemindahan volume tanah yang lebih besar juga tentunya.

jbptitbpp gdl armainihar 21835 5 2010ta 4

Documents