geoteknik - slope stability

88
PENDAHULUAN Pengetahuan kestabilan lereng atau disebut juga kemantapan lereng perlu diketahui oleh para pekerja lapangan dalam kegiatan penambangan. Pengetahuan kestabilan lereng ini diperlukan untuk menjaga supaya kegiatan penambangan berlangsung sesuai dengan yang diharapkan. Hal ini sangat penting karena kestabilan lereng akan mempengaruhi kegiatan penambangan, baik secara keseluruhan maupun pada sebagian kegiatan penambangan, misalnya; - kelongsoran sebagian atau seluruh lereng akan mengakibatkan kerugian langsung berupa tertimbunnya pekerja atau peralatan. - Kerugian tak langsung berupa tertundanya penambangan dan ongkos pembersihan timbunan batuan Seringkali kelongsoran ini menyebabkan cadangan yang sedang dikerjakan secara tiba-tiba menjadi tidak ekonomis karena harus menanggung kecelakaan diatas. Untuk mencegah kecelakaan diatas maka para pekerja lapangan perlu memahami dan mempunyai keterampilan dalam hal: - identifikasi bidang lemah - pengaruh penambangan terhadap kestabilan lereng - factor-faktor pengganggu kestabilan lereng - dasar-dasar analisa kestabilan lereng - pengelolaan sumberdaya kestabilan lereng - perawatan lereng - K3 kestabilan lereng - pemantauan lereng 1

Upload: noviangie

Post on 15-Dec-2014

384 views

Category:

Documents


41 download

TRANSCRIPT

Page 1: Geoteknik - Slope Stability

PENDAHULUAN

Pengetahuan kestabilan lereng atau disebut juga kemantapan lereng perlu

diketahui oleh para pekerja lapangan dalam kegiatan penambangan.

Pengetahuan kestabilan lereng ini diperlukan untuk menjaga supaya kegiatan

penambangan berlangsung sesuai dengan yang diharapkan. Hal ini sangat

penting karena kestabilan lereng akan mempengaruhi kegiatan penambangan,

baik secara keseluruhan maupun pada sebagian kegiatan penambangan,

misalnya;

- kelongsoran sebagian atau seluruh lereng akan mengakibatkan

kerugian langsung berupa tertimbunnya pekerja atau peralatan.

- Kerugian tak langsung berupa tertundanya penambangan dan ongkos

pembersihan timbunan batuan

Seringkali kelongsoran ini menyebabkan cadangan yang sedang

dikerjakan secara tiba-tiba menjadi tidak ekonomis karena harus menanggung

kecelakaan diatas. Untuk mencegah kecelakaan diatas maka para pekerja

lapangan perlu memahami dan mempunyai keterampilan dalam hal:

- identifikasi bidang lemah

- pengaruh penambangan terhadap kestabilan lereng

- factor-faktor pengganggu kestabilan lereng

- dasar-dasar analisa kestabilan lereng

- pengelolaan sumberdaya kestabilan lereng

- perawatan lereng

- K3 kestabilan lereng

- pemantauan lereng

1

Page 2: Geoteknik - Slope Stability

PEMBELAJARAN 1

PENGARUH PENGGALIAN TERHADAP KESTABILAN MASSA BATUAN

Tujuan khusus Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan dapat:

1. Menjelaskan pengaruh pemotongan/penggalian atau penambangn terhadap

kestabilan massa batuan yang membentuk lereng

2. Menjelaskan metode tambang yang berhubungan dengan kestabilan lereng

1.1 Metoda Penambangan Tambang Terbuka Tambang terbuka adalah kegiatan penambangan yang aktifitasnya

berhubungan langsung dengan udara luar. Kegiatan tambang terbuka yang

dikenal adalah; tambang open pit , tambang quarry, strip mine dan auger. Yang

akan dibahas pada bab ini adalah mengenai tambang open pit, tambang quarry

dan strip mine.

1.1.1 Tambang open pit Sebagian besar penambangan saat ini dilakukan secara open pit,

sehingga permasalahan kestabilan lereng sering dikaitkan dengan metoda

penambangan ini. Karena kegiatan utama penambangan tambang terbuka

adalah penggalian dengan cara memotong massa batuan yang mana hasil

penggalian ini adalah terbentuknya lereng yang merupakan sisi-sisi dari sebuah

lubang tambang.

2

Page 3: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 1-1

Tambang Open Pit

Pada beberapa tambang skala kecil - sedang lereng tunggal yang terbentuk

hanya mempunyai dimensi tinggi 5 meter hingga 10 meter dengan tinggi lereng

keseluruhan sekitar 100 meter, sedangkan pada tambang besar, lereng tunggal

yang terbentuk dapat mencapai 10 meter hingga 20 meter dengan tinggi lereng

keseluruhan lebih tinggi dari 200 meter.

3

Page 4: Geoteknik - Slope Stability

Akibat penggalian pada massa batuan ini maka akan terjadi

ketidakseimbangan pada lereng yang terbentuk. Ketidakseimbangan tersebut

dapat disebabkan akibat;

- perubahan tegangan pada sisi lereng yang terbentuk, yang disebabkan

hilangnya beban pada sisi lain massa batuan akibat pemotongan.

Kondisi ini akan menyebabkan terkonsentrasinya tegangan pada suatu

daerah sempit sehingga akan menyebabkan terlampauinya kekuatan

massa batuan oleh tegangan yang terjadi, yang pada akhirnya batuan

yang bersangkutan akan pecah/failure

Konsentrasi tegangan

Gambar 1-2

Ketidakseimbangan akibat perubahan tegangan

- hilangnya penyanggaan pada suatu blok batuan yang disebabkan

terpotongnya massa batuan yang sebelumnya menyangga blok batuan

tersebut. Dengan adanya penggalian, maka ketersingkapan bidang

lemah akan makin besar yang menyebabkan makin besarnya

kemungkinan suatu blok batuan kehilangan penyanggaan.

4

Page 5: Geoteknik - Slope Stability

bidang lemah 1

arah longsoran blok batuan

blok penyangga

yang lepas bidang lemah 2

Gambar 1-3

Makin besar geometri lereng, ketersingkapan bidang

lemah akan makin besar

Kedua ketidakseimbangan ini dapat saling sinergi sehingga menyebabkan

makin berisikonya kegiatan pemotongan/penggalian massa batuan ini, hal ini

terjadi karena massa batuan bukanlah suatu massa yang solid tetapi merupakan

massa yang terpotong–potong oleh bidang–bidang lemah (bidang diskontinyu).

Akibat penggalian akan menyebabkan perubahan tegangan dan hilangnya

penyanggaan pada blok batuan akan terjadi bersamaan, bahkan perubahan

tegangan tersebut dapat menyebabkan makin melemahnya kuat geser bidang

diskontinyu.

Pada kegiatan tambang dimana semakin tinggi lereng tunggal (individual

slope) dan terutama makin tingginya lereng keseluruhan (overall slope), maka

risiko kelongsoran akan semakin tinggi. Hal ini terjadi karena makin tinggi lereng,

maka perubahan tegangan akan semakin besar dan bidang lemah yang

tersingkap/terpotong akan makin banyak.

5

Page 6: Geoteknik - Slope Stability

Pada lereng tanah, ketidakstabilan lereng lebih banyak disebabkan oleh

perubahan tegangan akibat penghilangan beban pada sisi lereng yang lain.

Perubahan tegangan ini menyebabkan bergesernya suatu blok tanah dimana

kuat gesernya akan dilampaui yang pada akhirnya akan longsor.

1.1.2 Tambang Quarry Metoda Penambangan ini diterapkan untuk mmenggali batuan ornamen

atau konstruksi; misalnya batu belah/split, batu marmer, batu granit dll. Untuk

batuan konstruksi persyaratan bentuk tidak menjadi masalah oleh sebab itu

pembongkaran batuan tidak perlu mengikuti dimensi bongkahan tertentu, tetapi

untuk batuan ornamen maka perlu dilakukan pemotongan yang lebih teratur dan

berdimensi tertentu.

Penambangan biasanya dilakukan pada bentuk cadangan yang membukit

dan permulaan penambangan dilakukan secara side hill type, yaitu dilakukan dari

sisi bukit setelah itu memotong secara keseluruhan bukit. Permasalahan

kestabilan lereng yang sering ditemukan adalah kelongsoran batuan akibat

terlampauinya kekuatan geser (shear strength) bidang lemah batuan akibat

beban blok batuan atau hilangnya efek penyanggaan akibat pemotongan

(Gambar 1-3)

Sedangkan pengaruh perubahan tegangan akibat perubahan beban tidak

terlalu berpengaruh. Kecilnya pengaruh pembebanan dikarenakan

penambangan dilakukan pada lereng bukit/diatas bukit sehingga perubahan

beban tidak terlalu besar. Ditinjau dari masalah kestabilan lereng, tambang open

cut yang dilakukan dengan cara memotong bukit dari arah permasalahannya

sama dengan quarry

6

Page 7: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 1-4

Penambangan Quarry untuk batu marmer

1.1.3 Tambang Batubara (Strip Mine) Strip mine dilakukan untuk penambangan batubara yang mempunyai

kemiringan yang rendah (kurang dari 300). Awal penambangan dilakukan dengan

mengupas/stripping batuan penutup yang kemiringannya sejajar dengan

batubara. Kemungkinan keelongsoran akan timbul jika penambangan sudah

cukup dalam.

Kelongsoran dapat terjadi pada high wall atau low wall. Pada high wall

kelongsoran lebih didominasi karena perubahan tegangan pada high wall akibat

perubahan beban dan kondisi bidang lemah, sedangkan pada low wall lebih

disebabkan terlampauinya kekuatan geser (shear strength) bidang lemah oleh

tegangan geser (shear stress) karena perubahan pembebanan.

7

Page 8: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 1-5

Penambangan Stripe Mine

8

Page 9: Geoteknik - Slope Stability

RANGKUMAN PEMBELAJARAN 1

Metoda penambangan tambang terbuka yang erat berhubungan dengan

masalah kestabilan lereng adalah;

- open pit, pada penambangan ini akan terbentuk lubang tambang yang sisi-

sisinya dibatasi oleh lereng-lereng yang cukup terjal

- quarry, penambangan ini dilakukan khusus untuk batuan kontruksi atau

batuan ornamen

- open cut, penambangan dilakukan mulai dari atas bukit dan mengarah ke

kaki bukit

- strip mine, penambangan dilakukan pada tambang batubara yang sedikit

mendatar

Dengan adanya penggalian, maka akan terjadi ketidakseimbangan baik berupa

perubahan arah dan besarnya stress serta kehilangan penyanggaan dari suatu

blok batuan.

9

Page 10: Geoteknik - Slope Stability

EVALUASI DAN KUNCI JAWABAN PEMBELAJARAN 1

EVALUASI 1. Pada kegiatan penambangan sering terjadi kelongsoran batuan, hal ini terjadi

karena adanya kegiatan penggalian. Sebutkan 2 akibat penggalian yang

sering mempengaruhi kestabilan lereng.

A. Perubahan arah tegangan yang menyebabkan terjadinya

konsentrasi tegangan dan besarnya ketersingkapan terhadap

bidang lemah

B. Perubahan tegangan dan adanya bidang lemah sehingga

menyebabkan batuan longsor.

C. Konsentrasi tegangan pada kaki lereng akan menyebabkan

batuan longsor melalui kaki lereng.

D. Konsentrasi tegangan dan kehadiran bidang lemah akan

menyebabkan lereng longsor melalui kaki lereng.

2. Ketidakstabilan lereng yang terjadi saat penggalian bukan diakibatkan oleh;

A. Perubahan tegangan

B. Kehilangan penyanggaan blok batuan.

C. Getaran akibat penggalian.

D. Metode penambangan

3. Keuntungan metoda penambangan terbuka adalah;

A. Dapat menggunakan alat besar

B. Suasana kerja lebih baik dibandingkan tambang bawah tanah.

C. Recovery besar.

D. Semuanya benar.

10

Page 11: Geoteknik - Slope Stability

4. Penyebab utama ketidakstabilan lereng pada penambangan quarry adalah;.

A. Stress

B. Bidang lemah.

C. Air.

D. Getaran.

5. Pada material tanah, penyebab utama kelongsoran secara umum adalah.

A. Stress

B. Bidang lemah.

C. Air.

D. Getaran.

KUNCI JAWABAN

1. A

2. D

3. D

4. B

5. C

11

Page 12: Geoteknik - Slope Stability

FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

PEMBELAJARAN 2

KESTABILAN LERENG

Tujuan khusus Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan dapat:

1. Menjelaskan penyebab atau faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng

2. Menjelaskan jenis kelongsoran pada tambang terbuka

3. Mengidentifikasi Potensi Kelongsoran dalam Perencanaan Tambang

4. Mengidentifikasi potensi kelongsoran dalam pelaksanaan pekerjaan

Pada pembelajaran 1 telah dibahas secara sepintas bahwa tegangan dan

bidang lemah merupakan beberapa penyebab kelongsoran. Tegangan yang

merupakan akibat dari geometri lereng dan bidang lemah akan dibahas kembali

secara lengkap sehingga dapat dimengerti mengapa kedua factor tersebut

sangat mempengaruhi kestabilan lereng. Faktor-faktor yang mengganggu

kestabilan lereng adalah; geometri lereng, air tanah, bidang lemah, kekuatan

batuan utuh dan faktor luar;

2.1 Geometri lereng, Makin tinggi lereng, makin besar risiko yang akan dihadapi. Hal ini

disebabkan karena makin tinggi lereng, maka makin besar perubahan tegangan

(stress) yang dapat menyebabkan konsentrasi tegangan pada kaki lereng serta

dengan makin besarnya geometri, maka ketersingkapan struktur pun akan makin

besar (Gambar 2.1) yang menyebabkan terjadinya kelongsoran blok batuan.

12

Page 13: Geoteknik - Slope Stability

Tegangan (stress) yang terkonsentrasi pada suatu area yang sempit akan

melampaui kekuatan batuan, sehingga batuan akan pecah dan memprovokasi

kelongsoran. Tegangan yang hadir pada lereng ini disebabkkan karena adanya

perubahan beban (hilangnya beban) diatas dan disamping bidang lereng.

Pada beberapa daerah dimana tektonik stress hadir atau adanya stress

residu horisontal, maka pengaruh geometri ini akan makin besar.

2.2 Bidang lemah Kekuatan massa batuan merupakan gabungan dari kekuatan batuan utuh,

kondisi air tanah dan kondisi/posisi/geometri serta frekwensi bidang diskontinyu.

Jika batuan utuh makin kuat serta bidang lemah makin sedikit dan makin kuat,

maka massa batuan akan makin kuat. Selain itu pula adanya kehadiran bidang

lemah yang cukup lebar/panjang harus diperhitungkan secara tersendiri karena

akan menjadi faktor penentu kelongsoran.

Kondisi bidang lemah yang harus diperhitungkan adalah

- lebar bidang lemah; makin lebar jarak antar sisi-sisi bidang lemah, maka

batuan akan makin lemah

- kondisi pelapukan sisi-sisi batuan bidang lemah; makin lapuk sisi-sisi batuan

bidang lemah maka bidang lemah tersebut akan makin lemah

- jenis pengisi bidang lemah; jika pengisi kuarsa maka bidang lemah akan

makin kuat, sebaliknya jika pengisi adalah lempung maka bidang lemah akan

makin lemah

- orientasi bidang lemah; bidang lemah yang berisiko longsor adalah bidang

lemah yang searah dan lebih landai dari kemiringan lereng

- kekasaran bidang lemah, makin kasar maka bidang lemah akan makin kuat

13

Page 14: Geoteknik - Slope Stability

muka lereng

Bidang lemah

Gambar 2-1

Sketsa mengenai pengaruh geometri lereng dan

kehadiran bidang lemah terhadap kestabilan lereng

Kondisi bidang lemah yang harus diperhitungkan adalah

- lebar bidang lemah; makin lebar jarak antar sisi-sisi bidang lemah, maka

batuan akan makin lemah

- kondisi pelapukan sisi-sisi batuan bidang lemah; makinlapuk sisi-sisi batuan

bidang lemah maka bidang lemah tersebut akan makin lemah

- jenis pengisi bidang lemah; jika pengisi kuarsa maka bidang lemah akan

makin kuat, sebaliknya jika pengisi adalah lempung maka bidang lemah akan

makin lemah

- orientasi bidang lemah; bidang lemah yang berisiko longsor adalah bidang

lemah yang searah dan lebih landai dari kemiringan lereng

- kekasaran bidang lemah, makion kasar maka bidang lemah akan makin kuat

14

Page 15: Geoteknik - Slope Stability

2.3 Air tanah. Pada batuan sangat berpengaruh jika ada bidang lemah yang terisi oleh air

karena akan menyebabkan meningkatkan tegangan terhadap bidang lemah

tersebut. Selain itu air dapat mengikis pengisi ruang antar bidang lemah,

melapukan sisi bidang lemah dan melarutkan mineral - mineral sulfida. Pada

beberapa kasus, air dapat menjadi faktor utama ketidakstabilan lereng terutama

pada lereng tanah.

Arah tegangan air tanah

Gambar 2-2

Kehadiran air tanah akan mengurangi

kekuatan geser bidang lemah

2.4 Getaran Getaran dapat diakibatkan oleh gempa bumi, getaran alat berat ataupun

peledakan. Getaran menyebabkan berpindahnya suatu massa dalam frekwensi

tertentu yang mengakibatkan timbulnya gaya dorong pada suatu blok batuan,

15

Page 16: Geoteknik - Slope Stability

2.5 Beberapa Jenis Kelongsoran Pada Tambang Terbuka Pada penggalian awal, umumnya material yang digali adalah tanah.

Karakteristik mekanis tanah yang lemah menyebabkan tanah mudah longsor.

Tapi karena tanah ini merupakan massa yang kontinyu, maka mudah untuk

menganalisa keruntuhan/kelongsorannya. Tetapi jika penggalian dilakukan lebih

dalam, maka akan ditemukan suatu zona campuran antara tanah dengan

boulder batuan. Pada zona ini seringkali terjadi kelongsoran yang tidak terduga,

karena selain karakteristik mekanis material pada zona ini sangat beragam, juga

reaksi terhadap penggalian beragam. Kondisi ketidakseragaman ini sering terjadi

jika zona batuan solid cukup keras.

Pada zona tanah kelongsoran yang terjadi dapat berupa;

- jatuhan/fall

- kelongsoran sirkuler

- kelongsoran translasi

- kombinasi

Berikut adalah beberapa contoh sederhana kelongsoran

Fall circuller

Gambar 2-3

Jenis Kelongsoran Tanah

16

Page 17: Geoteknik - Slope Stability

Sedangkan pada zona batuan kelongsoran yang terjadi dapat berupa 2 jenis;

Kelongsoran pada batuan utuh yaitu

- kelongsoran geser/shear failure

- kelongsoran lendutan/bending failure

Shear failure Bending failure

undercut

Gambar 2-4

Jenis Kelongsoran Pada Batuan Utuh

Kelongsoran pada bidang lemah;

- plane sliding

- wedge sliding

- bucling failure

- toppling

plane sliding wedge sliding

arah longsoran

arah longsoran

17

Page 18: Geoteknik - Slope Stability

Buckling

topling

Gambar 2-5

Jenis Kelongsoran Pada Bidang Lemah

2.6 Identifikasi Potensi Kelongsoran dalam Perencanaan Tambang Untuk supaya penggalian dapat dilakukan secara aman dan

mengantisipasi adanya kelongsoran, maka dalam perencanaan tambang perlu

diidentifikasi jenis kelongsoran yang akan terjadi serta lokasinya. Data untuk

mengidentifikasi jenis dan lokasi kelongsoran didapat setelah tambang dibuka

dan lereng dibuat. Identifikasi jenis dan lokasi kelongsoran ini dibuat berdasarkan

pemetaan bidang lemah, dimana hasilnya dianalisa secara stereografis. Selain

itu tanda-tanda gangguan alam yang dapat mempengaruhi ketidakstabilan harus

diidentifikasi. Identifikasi kemungkinan kelongsoran ini akan membantu

perencana dan operasional tambang untuk menghindari pemotongan/penggalian

yang dapat menyebabkan kelongsoran, ataupun jika harus dilakukan maka

antisipasi yang tepat dapat dilakukan.

Identifikasi dalam memperhitungkan kemungkinan kelongsoran, biasanya

dilakukan jika penambangan sudah mencapai material batuan. Hal ini dilakukan

18

Page 19: Geoteknik - Slope Stability

karena penambangan sudah dalam sehingga jika terjadi kelongsoran, maka

kerugian lebih lanjut dapat dicegah. Identifikasi kemungkinan kelongsoran ini

dapat berupa perhitungan yang sudah cukup detail, jika ditemukan adanya

bidang diskontinyu yang dominan, atau merupakan perhitungan awal melalui

analisa stereografis jika tidak ditemukan bidang diskontinyu yang dominan.

2.7 Mengidentifikasi potensi kelongsoran dalam pelaksanaan pekerjaan

Dalam Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No.

555.K/26/M.PE/1995 tentang Keselamatan dan Kesehatan Kerja Pertambangan

Umum, masalah dimensi lereng dibahas pada Pasal 241. Pada ayat 2 beberapa

persyaratan harus dipenuhi jika pekerjaan dilakukan pada batuan/material lepas.

Selain itu pula pada pasal tersebut di ayat 5 mensyaratkan adanya studi

kemantapan lereng. Dasar pemikiran yang memunculkan peraturan tersebut

adalah karena banyaknya kecelakaan yang timbul karena cara penggalian yang

tidak sesuai dengan kondisi batuan/material penggalian.

Faktor-faktor kecelakaan pada pekerjaan tambang terbuka dimana front

kerja berada pada daerah sekitar lereng meliputi :

- tertimpa batuan,

- terguling pada sisi crest (untuk peralatan)

- tertimpa atau berada pada daerah longsoran individual slope dan/atau

overall slope

Faktor-faktor diatas diperberat oleh tatacara penambangan yang tidak

mengindahkan kondisi lapangan/batuan serta peraturan yang ada.

2.8 Fenomena Kecelakaan A. Batuan Jatuh

Dimensi dari batuan yang jatuh dapat berukuran kecil hingga besar dan

dapat berasal dari timbunan berm, bagian dari lereng (baik dari crest maupun

19

Page 20: Geoteknik - Slope Stability

face). Batuan yang jatuh dapat berupa komponen batuan dari berm, batu

menggantung, potongan batuan hasil kelongsoran buckling dan batuan yang

lepas dari crest

Beberapa fenomena jatuhnya batuan dari lereng adalah dapat dilihat pada

Gambar 2.6.

Gambar 2-6 Fenomena Jatuhnya Batuan

Makin terjal lereng dan makin tinggi lereng maka kecepatan batuan jatuh

pada ‘toe’ akan semakin besar sehingga akan meningkatkan risiko kecelakaan.

Beberapa jenis batuan jatuh adalah;

- free falling/bouncing

- rolling/toppling

- sliding

20

Page 21: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 2-7

Gerakan Batuan Jatuh

Untuk menghindari batuan jatuh maka dibuat berm sehingga batuan dapat

tertahan oleh adanya berm.

Gambar 2-8

Batuan Jatuh Tertahan Oleh Berm

21

Page 22: Geoteknik - Slope Stability

Pada penambangan dimana pembongkaran batuan menggunakan peledakan,

seringkali terjadi back break atau terjadi retakan/hancuran pada crest lereng

baru. Kondisi ini merupakan kondisi berbahaya yang dapat menyebabkan

tergulingnya kendaraan. Oleh sebab itu dibuat berm yang akan berguna bagi

menghindarkan tergulingnya kendaraan karena melewati crest. Fenomena

jatuhnya batuan dapat mengindikasikan bahwa kondisi lereng tidak stabil atau

sedang dalam kondisi untuk mencapai kestabilan.

B. Kendaraan Terguling Kegunaan lain dari berm pada jalan angkut atau cut bench adalah untuk

menghindari jatuhnya kendaraan melewati crest.

C Longsornya Lereng Kelongsoran individual slope hanya akan mengganggu produksi sehari-

hari, tetapi jika kelongsoran menyangkut sebagian atau seluruh dari overall slope

maka akan mengganggu produksi secara keseluruhan

2.9 Pemeriksaan Lereng Untuk menghindari kecelakaan karena tidak amannya sebuah lereng perlu

dilakukan pemeriksaan secara berkala kondisi lereng. Pada perusahaan

tambang tersebut. Beberapa hal yang perlu dilakukan adalah;

a. pada setiap potongan baru harus dipetakan dan diidentifikasi bidang-

bidang lemah yang ada

b. curigai jika ada tumpukan batu disekitar toe, hal ini mengindikasikan

adanya jatuhan dari atas

c. potong setiap batu menggantung

d. tangani setiap adanya rekahan tarik pada crest

e. tangani jika ada batuan yang akan jatuh dari berm

f. drain setiap adanya rembesan air

g. pelihara drainase supaya tidak ada air yang tergenang

22

Page 23: Geoteknik - Slope Stability

h. curigai setiap retakan mendatar pada muka lereng, hal ini dapat

mengindikasikan adanya buckling

i. identifikasi adanya retakan tarik diluar batas pit limit

j. inspeksi khusus setiap setelah hujan

23

Page 24: Geoteknik - Slope Stability

RANGKUMAN PEMBELAJARAN 2

Faktor-faktor yang mengganggu kestabilan lereng adalah;

- Geometri lereng,

Makin tinggi lereng, makin besar risiko yang akan dihadapi. Hal ini

disebabkan karena makin tinggi lereng, maka makin besar perubahan

tegangan (stress) yang dapat menyebabkan konsentrasi tegangan pada

kaki lereng serta dengan makin besarnya geometri, maka ketersingkapan

struktur pun akan makin besar yang menyebabkan terjadinya

kelongsoran blok batuan.

- Bidang lemah

Kekuatan massa batuan merupakan gabungan dari kekuatan batuan utuh,

kondisi air tanah dan kondisi/posisi/geometri serta frekwensi bidang

diskontinyu.

- Air tanah.

Pada batuan sangat berpengaruh jika ada bidang lemah yang terisi oleh

air karena akan menyebabkan meningkatkan tegangan terhadap bidang

lemah tersebut. Selain itu air dapat mengikis pengisi ruang antar bidang

lemah, melapukan sisi bidang lemah dan melarutkan mineral - mineral

sulfida. Pada beberapa kasus, air dapat menjadi faktor utama

ketidakstabilan lereng terutama pada lereng tanah.

- Getaran

Getaran dapat diakibatkan oleh gempa bumi, getaran alat berat ataupun

peledakan. Getaran menyebabkan berpindahnya suatu massa dalam

24

Page 25: Geoteknik - Slope Stability

frekwensi tertentu yang mengakibatkan timbulnya gaya dorong pada suatu

blok batuan,

Beberapa Jenis Kelongsoran Pada Tambang Terbuka Pada zona tanah kelongsoran yang terjadi dapat berupa;

- jatuhan/fall

- kelongsoran sirkuler

- kelongsoran translasi

- kombinasi

Sedangkan pada zona batuan kelongsoran yang terjadi dapat berupa 2 jenis;

Kelongsoran pada batuan utuh yaitu

- kelongsoran geser/shear failure

- kelongsoran lendutan/bending failure

Kelongsoran pada bidang lemah;

- plane sliding

- wedge sliding

- buckling failure

- toppling

Pemeriksaan Lereng Untuk menghindari kecelakaan karena tidak amannya sebuah lereng perlu

dilakukan pemeriksaan secara berkala kondisi lereng. Pada perusahaan

tambang tersebut. Beberapa hal yang perlu dilakukan adalah;

1. pada setiap potongan baru harus dipetakan dan diidentifikasi bidang-

bidang lemah yang ada

2. curigai jika ada tumpukan batu disekitar toe, hal ini mengindikasikan

adanya jatuhan dari atas

3. potong setiap batu menggantung

4. tangani setiap adanya rekahan tarik pada crest

5. tangani jika ada batuan yang akan jatuh dari berm

25

Page 26: Geoteknik - Slope Stability

6. drain setiap adanya rembesan air

7. pelihara drainase supaya tidak ada air yang tergenang

8. curigai setiap retakan mendatar pada muka lereng, hal ini dapat

mengindikasikan adanya buckling

9. identifikasi adanya retakan tarik diluar batas pit limit

10. inspeksi khusus setiap setelah hujan

26

Page 27: Geoteknik - Slope Stability

EVALUASI DAN KUNCI JAWABAN PEMBELAJARAN 2

EVALUASI 1. Sebutkan 2 geometri lereng yang menjadi penyebab utama ketidakstabilan

lereng?

A. Lebar dan tinggi

B. Tinggi dan Kemiringan.

C. Kemiringan dan topografi.

D. Topografi dan lebar.

2. Kondisi bidang lemah yang bagaimana yang dapat menyebabkan

ketidakstabilan lereng;

A. Bidang lemah yang terbuka

B. Bidang lemah menerus.

C. Bidang lemah terisi kwarsa.

D. Semuanya benar

3. Jenis kelongsoran utama pada massa batuan berlapis adalah;

A. Sliding

B. Shear.

C. Topling.

D. Fall

4. Mengapa kelongsoran tanah sering terjadi setelah hujan lebat?

A. Tanah menjadi licin

C. Tanah menjadi lumpur.

C. Tegangan air pori meningkat.

D. Semuanya salah

27

Page 28: Geoteknik - Slope Stability

5. Pada material tanah, penyebab utama kelongsoran secara umum adalah.

a. Stress

b. Bidang lemah.

c. Air.

d. Getaran.

KUNCI JAWABAN

1. B

2. D

3. A

4. C

5. C

28

Page 29: Geoteknik - Slope Stability

PEMBELAJARAN 3

IDENTIFIKASI KARAKTERISTIK MATERIAL PEMBENTUK LERENG

Tujuan khusus Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan dapat:

1. Menjelaskan perbedaan lapisan tanah dan batuan

2. Menjelaskan parameter penyebab kelongsoran

3. Menjelaskan karakteristik massa batuan

4. Menjelaskan tegangan geser tanah dan batuan

3.1 Tanah Di alam tanah dibagi dalam beberapa lapisan, yaitu;

a. top soil, merupakan lapisan tanah yang paling subur dimana

ketebalannya antara 10 cm hingga 25 cm, tergantung kondisi

lingkungan. Lapisan ini harus diselamatkan waktu pertama kali

penggalian, ditempatkan secara khusus dan dilindungi sebelum

digunakan kembali

b. sub soil, terletak dibawah top soil. Istilah tanah dimulai dari sub soil

kebawah.

Dilihat dari genesanya ada empat jenis tanah yaitu;

a. transported soil, adalah tanah yang terbentuk karena dipindahkan dan

diendapkan dari daerah lain

b. residual soil, adalah tanah yang belum mengalami transportasi dan

terbentuk pada tempatnya semula

29

Page 30: Geoteknik - Slope Stability

c. laterit, adalah tanah yang banyak mengandung oksida besi dan

alumina

d. organic soil sering pula disebut gambut

3.1.1 Sifat Fisik dan Klasifikasi Tanah Tanah merupakan suatu material campuran antara butir tanah, udara dan

air. Karena komposisi tersebut, tanah mempunyai sifat fisik yang berbeda-beda

untuk tempat dan lingkungan yang berbeda. Sifat fisik tersebut adalah;

Berat Volume = Wt = Vv = Ww =Vw =Vt =Ws = Vs

Gambar 3-1

Illustrasi Komposisi Berat dan Isi Tanah

Klasifikasi dan sifat tanah akan sangat tergantung pada ukuran butirnya (kecuali

lempung dan lanau). Berikut adalah jenis tanah beserta ukuran butirnya.

Tabel 3-1

Ukuran Butir Tanah

Jenis Tanah Ukuran

Berangkal/Boulder) > 20 cm

Kerakal/Cobble 8 –20 cm

Kerikil/Gravel 2 mm – 8 cm

Pasir Kasar/Coarse Sand 0,6 mm – 2 mm

Udara

Air

Butir Tanah

30

Page 31: Geoteknik - Slope Stability

Pasir Sedang/Med.Sand 0,2 – 0,6 mm

Pasir Halus/Fine Sand 0,06 – 0,2 mm

Lanau/Silt 0,002 - 0,06 mm

Lempung/Clay < 0,002 mm

Dari segi keteknikan yang disebut tanah berada pada ukuran mulai dari

kerikil kebawah. Pada tanah yang berbutir kasar (pasir halus hingga kerikil/Tabel

2-1), sifat-sifat tanah tersebut akan tergantung pada ukuran butirnya. Sedangkan

tanah yang berbutir halus (lempung dan lanau), sifat tanah tergantung pada

komposisi kimianya.

Pada kondisi nyata dilapangan, tanah merupakan campuran beberapa

ukuran butir tanah. Istilah pasir lempungan atau lempung pasiran akan sangat

umum ditemukan dilapangan. Seringkali istilah pasir kelempungan ditambah

dengan ‘bergradasi baik/buruk’, dimana fraksi halus akan dinilai sifat

plastisitasnya.

3.1.2 Kuat Geser Tanah Salah satu parameter tanah yang penting adalah kuat geser tanah,

dimana parameter ini diperlukan untuk menghitung daya dukung tanah,

tegangan tanah pada dinding penahan serta kestabilan lereng

Tanah yang terdiri dari butir kasar dan halus yang bergerak relatif antar

butirnya akan mengalami keruntuhan geser (sher failure) jika tanah tersebut tidak

dapat memelihara kekuatannya. Kekuatan geser tanah didapatkan dari kohesi

(C) antar butir dan gesekan antar butir (τ)

Sehingga Kuat Geser tanah (τ) adalah;

τ = C + τ

= C + σ . tan θ

31

Page 32: Geoteknik - Slope Stability

Berikut adalah illustrasi pengukuran Kuat Geser

σ θ

τ’

Gambar 3-2

Illustrasi Gaya-Gaya Pada Benda Yang Digeser

Pada kondisi jenuh (kondisi alam yang paling rentan terhadap kelongsoran)

tegangan air dalam pori-pori tanah akan mengurangi tegangan normal antar

butir, dan jika tegangan air pori = u, maka akan menjadi;

τ = C’ + (σ - u) . tan θ

dimana;

σ = tegangan normal

θ = sudut geser dalam/sudut friksi

C’ = kohesi

(σ - u) = tegangan efektif = σ’

3.2 Batuan

Seorang geologis mendefinisikan batuan adalah semua material kerak

bumi. Mereka membagi batuan menjadi batuan consolidated (batuan) dan

batuan unconsolidate’ (Tanah). Tetapi seorang yang berhubungan dengan

masalah civil engineering mendefinisikan batuan adalah merupakan formasi

keras dari kulit bumi. Dalam hal ini seorang tehnik sipil lebih memperhatikan

32

Page 33: Geoteknik - Slope Stability

mengenai sifat fisik dan mekanik dari batuan. Sedangkan menurut ASTM, batuan

adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid) berupa massa yang

berukuran besar ataupun berupa fragmen-fragmen. ISRM dan Bieniewasky

membatasi definisi batuan secara lebih kwantitatif, yaitu bahwa batuan adalah

material bumi dengan kuat tekan diatas 1 MPa.

3.2.1 Klasifikasi Jenis/Massa Batuan Menurut engineering batuan dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa

cara yaitu;

A. Secara Genesa - Batuan Beku (Andesit, Granit, Gabro dll)

- Batuan Sedimen (batu Pasir, batu Lempung, Gamping dll)

- Batuan Metamorf (Quartzite, Marmer, Slate dll)

B. Secara Lithologi Klasifikasi ini berdasarkan kandungan mineralnya baik secara kimia

maupun bentuk fisik butiran. Klasifikasi ini bermanfaat secara engineering

terutama untuk membedakan beberapa jenis batuan sedimen yang

mempunyai sifat kimia/fisik yang rentan terhadap perubahan cuaca,

pelarutan air serta abrasivitas. Berikut adalah klasifikasi secara litologi

berdasarkan beberapa perbedaan komposisi;

- Perbedaan besar butir (batu Lempung, Lanau, batu Pasir)

- Perbedaan komposisi Silika (Granit, Granodiorit, Andesit)

- Perbedaan bentuk bitir (Konglomerat, Breksi, Aglomerat)

C. Klasifikasi Kekuatan Batuan Utuh Klasifikasi ini berdasarkan kekuatan (kuat tekan) batuan utuh

33

Page 34: Geoteknik - Slope Stability

Tabel 3-2

Klasifikasi Kuat Tekan Batuan Utuh

Deskripsi Class Kuat Tekan

(MPa)

Contoh Nama

Batuan

A Very High Strength 220 Quartzite,

Diabase, Basalt

B High Strength 110 – 220 Marble, Dolomite

C Medium Strength 55 – 110 Limestone

D Low Strength 28 – 55 Sandstone

E Very Low Strength < 28 Tufa

D. Klasifikasi Massa Batuan RQD merupakan cara yang biasa digunakan untuk mengklasifikasikan secara

engineering suatu kondisi batuan. Sedangkan untuk mengklasifikasikan massa

batuan, beberapa cara digunakan. Dimana pengklasifikasian ini sangat berguna

secara engineering karena dapat mengkuantifikasi massa batuan dan

mengklasifikasikannya. Beberapa cara yang digunakan yaitu;

- Rock Mass rating

- Q System

- Rock Mass Index

3.2.2 Sifat Massa Batuan Secara Umum Harus dibedakan secara jelas antara batuan utuh dengan massa batuan.

Batuan utuh (intack rock) mempunyai sifat relatif lebih homogen dan lebih

continue. Sedangkan massa batuan (rock mass) mempunyai sifat sbb;

34

Page 35: Geoteknik - Slope Stability

A. Heterogen. Massa batuan dialam mempunyai sifat/besar butir yang berbeda, jenis

semen yang berbeda serta komposisi mineral pembentuk yang berbeda, bahkan

untuk batuan yang sama, bisa berbeda besar butir dan porositasnya.

B. Diskontinue Massa batuan di alam tidak pernah berbentuk utuh. Selalu ada

retakan/fisure/bidang pelapisan/kekar. Bahkan seringkali bidang diskontinyu ini

sangat intensif sehingga batuan dapat dianggap seperti tanah.

Batuan Utuh

Discontinue

Gambar 3-3

Kondisi Massa Batuan Di Alam

C. Anisotroph Karena heterogen dan diskontinue menyebabkan batuan dialam akan

mempunyai variasi sifat fisik dan mekaniknya, sehingga akan berbeda perilaku

saat menerima stress (tegangan) dan menjadi anisotroph.

35

Page 36: Geoteknik - Slope Stability

3.2.3 Eksplorasi Batuan Untuk Analisa Kestabilan Lereng Dalam bidang keteknikan batuan, terutama dalam perancangan pekerjaan

pembuatan lereng mengetahui sifat-sifat batuan ataupun massa batuan adalah

hal yang sangat penting. Sifat-sifat itu dapat berupa sifat fisik batuan, sifat

mekanis/kekuatan batuan, dan karakteristik mekanik massa batuan. Tentu saja

sifat-sifat ini sangat dipengaruhi oleh kondisi alamiah massa batuan baik berupa

kondisi geologi, kondisi hidrologi ataupun kondisi pelapukan. Kondisi yang

berpengaruh ini sangat penting untuk diketahui sehingga kita mengetahui kondisi

batuan/massa batuan mendekati kondisi sebenarnya. Beberapa penyelidikan

perlu dilakukan untuk mengetahui kondisi batuan/massa batuan tersebut yaitu

dengan cara;

Eksplorasi geoteknik bagi perancangan lereng merupakan penelitian batuan

yang khusus ditujukan untuk maksud-maksud perancangan lereng. Pada tulisan

ini perancangan lereng yang digunakan adalah perancangan lereng dengan

menggunakan analisa ‘kesetimbangan batas’/limit equilibrium. Sehingga

parameter yang digunakan harus sesuai dengan maksud analisa dimana

parameter-parameter yang harus diketahui melalui eksplorasi geoteknik adalah;

1. Sifat fisik; yang paling diperlukan adalah parameter Berat Jenis

2. Sifat Mekanik Batuan/Bidang Lemah;

Jika bidang lemah merupakan bidang longsor, maka perlu diketahui beberapa

parameter mekanis bidang lemah tersebut.

- Sudut Friksi Parameter ini didapat dari uji laboratorium dengan cara menggeser dua blok

batuan (lihat Gambar 3-2)

- Kohesi Kedua parameter ini akan menentukan Kuat Geser bidang lemah.

Sehingga Kuat Geser batuan (τ) adalah;

τ = C + τ

36

Page 37: Geoteknik - Slope Stability

= C + σ . tan θ

dimana;

σ = tegangan normal

θ = sudut geser dalam/sudut friksi

C’ = kohesi

3. Tegangan Air Tanah; parameter ini didapat dari survey hidrologi, terutama

sifat hidrologi pada rongga-rongga batuan dan pengaruhnya terhadap

kekuatan massa batuan. Salah satunya adalah dengan cara mengukur tinggi

muka air pada titik dimaksud.

4. Geometri lereng, tinggi, lebar dan sudut kemiringan lereng

37

Page 38: Geoteknik - Slope Stability

RANGKUMAN PEMBELAJARAN 3

- Tanah 1. Dilihat dari genesanya ada empat jenis tanah yaitu;

a. transported soil, adalah tanah yang terbentuk karena dipindahkan dan

diendapkan dari daerah lain

b. residual soil, adalah tanah yang belum mengalami transportasi dan

terbentuk pada tempatnya semula

c. laterit, adalah tanah yang banyak mengandung oksida besi dan

alumina

d. organic soil sering pula disebut gambut

- 2. Klasifikasi Tanah

Klasifikasi dan sifat tanah akan sangat tergantung pada ukuran butirnya (kecuali

lempung dan lanau).

Ukuran Butir Tanah

Jenis Tanah Ukuran

Berangkal/Boulder > 20 cm

Kerakal/Cobble 8 –20 cm

Kerikil/Gravel 2 mm – 8 cm

Pasir Kasar/Coarse Sand 0,6 mm – 2 mm

Pasir Sedang/Med.Sand 0,2 – 0,6 mm

Pasir Halus/Fine Sand 0,06 – 0,2 mm

Lanau/Silt 0,002 - 0,06 mm

Lempung/Clay < 0,002 mm

38

Page 39: Geoteknik - Slope Stability

3. Kuat Geser Tanah

Kuat Geser tanah (τ) adalah;

τ = C + τ

= C + σ . tan θ

Pada kondisi jenuh (kondisi alam yang paling rentan terhadap kelongsoran)

tegangan air dalam pori-pori tanah akan mengurangi tegangan normal antar

butir, dan jika tegangan air pori = u, maka akan menjadi;

τ = C’ + (σ - u) . tan θ

dimana;

σ = tegangan normal

θ = sudut geser dalam/sudut friksi

C’ = kohesi

(σ - u) = tegangan efektif = σ’

Batuan 1. Klasifikasi Jenis/Massa Batuan

Secara Genesa - Batuan Beku (Andesit, Granit, Gabro dll)

- Batuan Sedimen (batu Pasir, batu Lempung, Gamping dll)

- Batuan Metamorf (Quartzite, Marmer, Slate dll)

Secara Lithologi Berikut adalah klasifikasi secara litologi berdasarkan beberapa perbedaan

komposisi;

- Perbedaan besar butir (batu Lempung, Lanau, batu Pasir)

39

Page 40: Geoteknik - Slope Stability

- Perbedaan komposisi Silika (Granit, Granodiorit, Andesit)

- Perbedaan bentuk bitir (Konglomerat, Breksi, Aglomerat)

Klasifikasi Kekuatan Batuan Utuh Klasifikasi ini berdasarkan kekuatan (kuat tekan) batuan utuh

Klasifikasi Kuat Tekan Batuan Utuh

Deskripsi Class Kuat Tekan

(MPa)

Contoh Nama

Batuan

A Very High Strength 220 Quartzite,

Diabase, Basalt

B High Strength 110 – 220 Marble, Dolomite

C Medium Strength 55 – 110 Limestone

D Low Strength 28 – 55 Sandstone

E Very Low Strength < 28 Tufa

Klasifikasi Massa Batuan Beberapa cara yang digunakan yaitu;

- Rock Mass rating

- Q System

- Rock Mass Index

40

Page 41: Geoteknik - Slope Stability

2. Sifat Massa Batuan Secara Umum

Heterogen.

Diskontinue

Anisotroph

3. Eksplorasi Batuan Untuk Analisa Kestabilan Lereng

1. Sifat fisik;

2. Sifat Mekanik Batuan/Bidang Lemah;

- Sudut Friksi - Kohesi - Kuat Geser

3. Tegangan Air Tanah; 4. Geometri lereng, tinggi, lebar dan sudut kemiringan lereng

41

Page 42: Geoteknik - Slope Stability

EVALUASI DAN KUNCI JAWABAN PEMBELAJARAN 3

EVALUASI 1. Parameter apa yang sangat mempengaruhi sifat tanah pada tanah berbutir

halus?

A. Kandungan air

B. Besar butir.

C. Kandungan bahan organik/komposisi kimia.

D. Semua salah.

2. Berapa harga kohesi tanah pasir yang mempunyai Kuat Geser 10 MPa dan

sudut geser dalam 300;

A. 20 MPa

B. 5 MPa.

C. 0.

D. Semua salah.

3. Sifat massa batuan secara umum dialam dalam menyebarkan stress adalah;

A. Heterogen

B. Diskontinyu.

C. Lemah.

D. Isotroph.

4. Parameter yang utama dari kekar yang digunakan untuk analisa kestabilan

lereng adalah:

A. Bukaan kekar

B. Pengisi kekar.

42

Page 43: Geoteknik - Slope Stability

C. Kekasaran kekar.

D. Kuat Geser kekar.

5. Kekuatan massa batuan tergantung dari beberapa parameter, yaitu.

A. Kuat tekan batuan utuh, bidang lemah dan tekanan air

B. Bidang lemah, tekanan air dan getaran.

C. Kekuatan batuan utuh, bahan organic dan bidang lemah.

D. Semua salah.

KUNCI JAWABAN

1. C

2. C

3. D

4. D

5. A

43

Page 44: Geoteknik - Slope Stability

KONSEP DASAR ANALISIS

Tujuan khusus Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan dapat:

1. Menerapkan Hoek Chart dalam perhitungan kestabilan lereng tanah

2. Menerapkan metode Bishop dalam perhitungan kestabilan lereng tanah

3. Menganalisis kestabilan lereng dengan metode analisa stereografis

4.1 Material Tanah Untuk menganalisis atau menilai kestabilan lereng dipakai dua metoda yaitu

Metoda Numeric dan Metoda Kesetimbangan Batas. Metoda Numeric

menggunakan Program Finite Element, Boundary Element Methode atau yang

lainnya, Sedangkan Metoda Kesetimbangan Batas sering dipakai karena lebih

praktis pengerjaannya. Untuk perhitungan dan analisa kestabilan lereng tambang

pada material tanah yang sering digunakan adalah ;

A. Hoek Chart

B. Cara Bishop

Pada lereng tanah atau pada batuan yang lapuk/sangat terkekarkan, bidang

gelincir dianggap/menyerupai lingkaran (circular). Kriteria kestabilan suatu lereng

dihitung berdasarkan Faktor Keamanan (FK) yaitu;

Gaya-gaya penahan FK =

PEMBELAJARAN 4

Gaya-gaya penggerak

44

Page 45: Geoteknik - Slope Stability

4.1.1 Hoek Chart. Metoda ini merupakan metoda grafis atau dapat dianggap sebagai metoda

empiris, karena menggunakan perbandingan kondisi lereng baku dengan kondisi

lereng yang akan dihitung. Metode ini (Chart dari Prof Hoek dan Bray, 1981)

bisa dipakai untuk desain permulaan dari suatu lereng, terutama untuk

mengetahui Faktor Keamanan secara cepat.

Cara ini juga dapat digunakan oleh para inspektur tambang atau

pengawas keselamatan kerja dimana perkiraan stabilitas lereng secara cepat

dapat dihitung walaupun relatif tidak terlalu teliti.

Persyaratan atau asumsi penggunaan chart ini adalah;

Material pembentuk lereng dianggap homogen, jadi parameter kohesi,

sudut geser dalam dan bobot isi cukup diwakili oleh satu harga.

Bidang longsoran dianggap berbentuk circular.

Kondisi air tanah pada lereng diwakili oelh lima model seperti

digambarkan dalam

Cara Menggunakan Hoek’s Charts Hoek’s Charts ini yang dibuat oleh E. Hoek dan Bray dalam “Rock Slope

Engineering”, second edition. The Institute of Mining and Metallurgy, London

1977.

Cara memakai chart ini sangat sederhana dan cukup memberikan hasil

yang dapat dipercaya. Langkah-langkahnya adalah :

a. Buatlah gambar lereng yang akan dianalisa sesuai dengan kondisi

sebenarnya. Pada gambar itu dibuat perkiraan garis lengkungan level air

tanahnya. Dari gambar ini pilih salah satu chart dengan kondisi air tanah yang

paling sesuai diantara lima kondisi air yang digambarkan oleh Hoek (Lihat

Gambar 4-2).

45

Page 46: Geoteknik - Slope Stability

b. Hitung harga C γ.H. tan φ

Dimana :

C = kohesi φ = sudut gesr dalam efektife

γ = Bobot isi rata-rata material.

H = tinggi lereng total.

Catatan : bila C = 0 maka harga C = 0

JH tan φ

C = 0

γ. H. tan φ

C c. Kemudian dari titik luar chart (Gambar 4.1) yang dipilih pada γ. H. tan φ

tarik garis radial kedalam sampai memotong sudut yang sama dengan sudut

lereng yang dianalisis

46

Page 47: Geoteknik - Slope Stability

C γ. H. tan φ

tan φ

FK

Sudut lereng

d C

d C

γ. H.FK

Gambar 4-1

Langkah-Langkah Penggunaan Hoek Chart

d. Dari titik potong pada C, tarik garis vertikal ke bawah dan horizontal ke kiri

untuk mendapatkan harga-harga :

tan φ dan C FK γ.H.FK

Dari salah satu harga (pilih yang paling suka) tan φ atau C ,

FK γ.H.FK

b

c

Harga Faktor Keamanan (FK) dapat dihitung.

47

Page 48: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-2 Lima Kondisi Permukaan Air Tanah Yang Diguinakan Untuk Analisa Grafis

Hoek Charts

48

Page 49: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-3 Charts No.1 Digunakan Untuk

Kondisi Pertama (Kondisi Air Kering)

49

Page 50: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-4 Charts No.2 Digunakan Untuk Kondisi Kedua

50

Page 51: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-5 Charts No.3 Digunakan Untuk Kondisi Ketiga

51

Page 52: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-6 Charts No.4 Digunakan Untuk Kondisi Keempat

52

Page 53: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-7 Charts No.5 Digunakan

Untuk Kondisi Kelima

53

Page 54: Geoteknik - Slope Stability

4.1.2 Metode Bishop. Selain metoda ‘Hoek Chart’ yang simple, untuk analisis stabilitas lereng

pada material yang lemah seperti tanah/batuan lapuk digunakan metoda lain

yang lebih teliti, beberapa metoda tersebut adalah Metoda Janbu, Metoda

Bishop, Metoda Culmann dan Metoda Morgensten. Tetapi metoda yang paling

umum digunakan adalah Metoda Bishop. Metode Bishop dianggap metode

anilisis stabilitas lereng yang relatif paling teliti dari metode analitik yang

berdasarkan prinsip keseimbangan batas.

Untuk perencanaan/desain lereng dengan resiko tinggi dimana diperlukan

perhitungan yang teliti metode ini cukup memadai. Yang penting dalam

menggunakan metode ini untuk mencapai ketelitian dan kehandalan perhitungan

adalah data-data yang di inputkan harus cukup mewakili kondisi sebenarnya.

Parameter strenght dan data air tanah harus merupakan hasil penyelidikan yang

teliti.

Analisis Metode Bishop Perhitungan stabilitas cara Bishop juga berdasarkan prinsip

keseimbangan batas, yaitu menghitungkan besarnya kekuatan geser yang akan

mempertahankan stabilitas, dibandingkan dengan besarnya tegangan geser

yang bekerja. Harga perbandingan ini disebut faktor stabilitas atau Faktor

Keamanan (FK). Seperti pada Gambar berikut;

Dari Gambar 4.8 didapat FK sebagai berikut

W Cos α. Tan θ FK =

W Sin α

54

Page 55: Geoteknik - Slope Stability

W Cos α. Tan θ

W Sin α W Cos α

α W

Gambar 4-8

Illustrasi Sederhana Kelongsoran

Dari prinsip diatas dapat dianalisa kelongsoran Metoda Bishop melalui gambaran

sebgai berikut;

Jika kita mempunyai sebuah lereng (Lihat Gambar 4.10), kita ambil parameter

segmen yaitu;

- lebar segmen = b,

- berat segmen = W

- panjang dasar segmen = L,

- jarak titik pusat dasar segmen dengan pusat rotasi = R

- jarak pusat rotasi dengan titik berat segmen = x

- tinggi air tanah = u

55

Page 56: Geoteknik - Slope Stability

x

φ

R

b

α

W

S

L

Gambar 4-9

Analisis Lereng Cara Bishop

Maka didapat;

1 Sec α F = Σ [ C’b + (W – u. b )Tan θ ]

Σ W. Sin α 1 +

Rumus ini dikenal dengan rumus Bishop.

Tan θ. Tan α F

56

Page 57: Geoteknik - Slope Stability

Contoh Perhitungan

Sebuah lereng dengan tinggi 10 meter dan lebar muka lereng 20 meter,

mempunyai sifat fisik/mekanik sebagai berikut;

γ = 1,7 ton/m3

C’= 1,5 ton/m2

θ’ = 360

Hitung Faktor Keamanan? Langkah Pekerjaan; 1. buat segmen/irisan pada lereng, lebar irisan adalah b, tinggi irisan adalah h

(gunanya untuk menghitung W dalam ton).

2. buat garis singgung pada pertengahan dasar segmen, sudut antara garis

singgung dengan horizontal disebut α, hitung Sin α. Sin α akan negatif jika

irisan segmen menahan kelongsoran..

3. hitung tegangan air pori, masukan besaran pada rumus di atas.

Kita lihat bahwa sebelah kiri maupun sebelah kanan dari persamaan di atas

mengandung F. Untuk menghitung harga F kita harus melakukan pengulangan

(iterative), yaitu kita pertama ambil suatu harga F sebagai percobaan dan

dimasukan pada ruas sebelah kanan. Lalu dihitung harga F sebelah kiri. Hasil

perhitungan ini dimaksukan lagi disebelah kanan dan seterusnya sampai

mendapatkan nilai F yang sama.

57

Page 58: Geoteknik - Slope Stability

Tabel 4-1 Perhitungan Slope Stability Cara Bishop

(5) Sec o C

1 + Tan φ’ tan α F

13 x 14

(W –

u b

) tan

φ

W s

in α

(to

n)

u (

kg/c

m2

)

u . b

( to

n )

b (

met

er)

Segm

en

H (m

eter

)

C‘ b

(ton

)

W (

ton)

W –

u . b

8 +

12

Sin α

F = 1,6 1,49 F = 1,6 1,49

αo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 10 15,5 264 66 0,914 241 15 0 0 192 264 207 1,230 1,175 255 243

2 20 33 1122 45,5 0,714 801 30 1,45 290 605 832 635 0,978 0,958 620 608

3 20 37 1258 26,5 0,446 572 30 2,5 500 551 758 581 0,915 0,900 532 523

4 20 33,7 1146 10 0,174 199 30 2,65 530 448 616 478 0,912 0,935 451 456

5 20 24,5 834 -5 0,087 -73 30 2,08 416 304 418 334 1,045 1,048 349 350 6 20 10 340 -

20,5 0,351 -119 30 0,85 160 131 180 161 1,280 1,305 206 210

2413 2390 Jumlah : 1621

F = 1,49 1,47

61

Page 59: Geoteknik - Slope Stability

Gambar 4-10 Illustrasi Kondisi Lereng Untuk Perhitungan Tabel 4-1

62

Page 60: Geoteknik - Slope Stability

4.2 Material Batuan Dalam menganalisa atau menghitung kestabilan lereng batuan dapat

digunakan beberapa metoda yaitu;

a. Metoda Analitis, yaitu menganalisa kestabilan berdasarkan sifat fisik dan

mekanik batuan ataupun tanah secara matematis/numerik yaitu dengan

cara;

- matematis

- numeric (finite element, distinct element)

b. Metoda Empiris, metoda ini digunakan untuk memperkirakan sudut lereng

batuan berdasarkan klasifikasi massa batuan RMR (Rock Mass Rating).

c. Metoda Analisa Balik, metoda ini digunakan untuk menghitung kestabilan

lereng batuan ataupun tanah berdasarkan hasil-hasil pemantauan.

Selain beberapa metoda diatas, analisa strerografik seringkali dilakukan, untuk

menganalisa potensi kelongsoran lereng batuan. Metoda ini tidak kwantitatif

tetapi cukup dipercaya untuk mengetahui potensi kelongsoran bidang. Analisa

stereografik ini dapat digabungkan dengan Metoda Analitis matematis sehingga

hasilnya kwantitatif.

4.2.1 Analisa Stereografik Metoda ini digunakan untuk penilaian awal kemungkinan adanya potensi

kelongsoran pada suatu daerah. Data diambil dengan menggunakan pemetaan

geologi serta identifikasi struktur. Parameter yang penting adalah;

a. Orientasi dari bidang diskontinyu (jurus dan kemiringan)

b. Bidang diskontinyu dianggap menerus

a. Harga sudut geser dalam bidang diskontinyu lebih kecil dari sudut

bidang diskontinyu

b. Orientasi lereng

63

Page 61: Geoteknik - Slope Stability

U

750

N 750 E/500

N 600 E/700

600

bidang lemah

lereng

700

Gambar 4-11

Illustrasi Kondisi Lereng Untuk Stereografis

Pada analisa ini semua bidang digambarkan dalam equatorial equal angle net

64

Page 62: Geoteknik - Slope Stability

Lereng 0

Arah longsoran

Gambar 4-12

Proyeksi Stereografis Bidang Lemah

Penggambaran dalam stereografis akan memberikan suatu wawasan

untuk mengevaluasi secara awal potensi kelongsoran pada suatu lereng.

Potensi-potensi kelongsoran tersebut dapat digambarkan pada peta

perencanaan tambang pada setiap seksi.

4.2.2 Metoda Analitis 4.2.2.1 Metode Analitis Grafis Dari Hoek & Bray

Metoda ini digunakan untuk jenis material batuan dimana longsoran

dianalisa menurut bidang lemah.

N 60 /700 E

Bidang Lemah N 750/500 E

65

Page 63: Geoteknik - Slope Stability

A. Longsoran Bidang Dalam menganisis longsoran bidang dengan metode Hoek dan Bray;

anggapan untuk proyeksi stereografis termasuk dalam asumsi termasuk asumsi

berikut:

- bidang dimana terjadinya longsoran harus mempunyai strike yang

sejajar atau tidak melebihi 200 dengan strike muka lereng

- bidang gelincir harus ‘daylight’ atau sudut lereng lebih besar dari sudut

bidang gelincir

- sudut bidang gelincir (bidang diskontinyu) harus lebih besar dari sudut

friksi (sudut geser dalam) bidang gelincir (bidang diskontinyu).

< 200

Gambar 4-13

Illustrasi Lereng Dengan Bidang Luncur

Pada kondisi lapangan, diatas atau dimuka lereng sering dijumpai adanya

tension crack yang terisi air.

66

Page 64: Geoteknik - Slope Stability

V Z

a Zw

U

H

ψf ψp W

Gambar 4-15

Longsoran Bidang

Keterangan,

H = tinggi lereng

W = berat blok

U = tekanan air dari bidang longsor

V = tekanan air dari tension crack

ψf = sudut lereng

ψp = sudut bidang longsor

Z = kedalaman tension crack

Zw =panjang kolom air pada tension crack

Faktor Keamanan F = Gaya-gaya penahan Gaya-gaya penggerak

F = C . A + (W Cos ψp – U – V Sin ψp ) Tan φ W Sin ψp + V Cos ψp

67

Page 65: Geoteknik - Slope Stability

dimana :

F = faktor kemantapan lereng

C = kohesi pada bidang luncur

A = panjang bidang luncur (m) = (H – Z). Cosec ψp

φ = sudut geser dalam batuan (o)

U = ½ γw. Zw .A

V = ½ γw . Z2w

W = ½. γH [ ( 1 – (Z/H)2 2 ) Cot ψp – Cot ψf ] jika tension crack

diatas lereng

W = ½. γH [ ( 1 – (Z/H)2 2 ) Cot ψp – (Cot ψp. Tan ψf – 1) ], jika

tension crack dimuka lereng

Z = H ( 1 – Cot ψf . Tan ψp )

Jika terjadi getaran yang diakibatkan oleh adanya gempa, peledakan maupun

aktivitas manusia lainnya, maka persamaan menjadi :

F = C . A + [ W ( Cos ψp – a Sin ψp ) - U – V Sin ψp ) Tan φ W ( Sin ψp + a Cos ψp ) + V Cos ψp

dimana :

a = percepatan getaran pada arah mendatar akibat gerakan gempa atau

kendaraan

B. Longsoran Baji.

Longsoran jenis ini lebih sering ditemukan di lapangan dibandingkan

dengan longsoran bidang. Sebagai contoh analisis hanya akan dibahas tentang

longsoran baji yang dibentuk oleh dua bidang lemah. Dalam analisis dengan

68

Page 66: Geoteknik - Slope Stability

menggunakan metode Hoek dan Bray, longsoran baji dianggap hanya akan

terjadi pada garis perpotongan kedua bidang lemah tersebut.

Bidang B Bidang A

(a)

Garis perpotongan

69

Page 67: Geoteknik - Slope Stability

(b)

4 bidang B

3 5 2

bidang A

1

H

(c)

Gambar 4-16 Model Longsoran Baji

70

Page 68: Geoteknik - Slope Stability

RANGKUMAN PEMBELAJARAN 4

1. Material Tanah Untuk menganalisis atau menilai kestabilan lereng dipakai dua metoda yaitu

Metoda Numerik dan Metoda Kesetimbangan Batas. Metoda Numeric

menggunakan Program Finite Elemen, Boundari Element Methode atau yang

lainnya, Sedangkan Metoda Kesetimbangan Batas Sering dipakai karena lebih

praktis pengerjaannya. Untuk perhitungan dan analisa kestabilan lereng tambang

pada material tanah yang sering digunakan adalah ;

C. Hoek Chart

D. Cara Bishop

Pada lereng tanah atau pada batuan yang lapuk/sangat terkekarkan, bidang

gelincir dianggap/menyerupai lingkaran (circular). Kriteria kestabilan suatu lereng

dihitung berdasarkan Faktor Keamanan (FK) yaitu;

Gaya-gaya penahan FK =

Gaya-gaya penggerak 2 Material Batuan

Dalam menganalisa atau menghitung kestabilan lereng batuan dapat

digunakan beberapa metoda yaitu;

A. Metoda Analitis, yaitu menganalisa kestabilan berdasarkan sifat fisik dan

mekanik batuan ataupun tanah secara matematis/numerik yaitu dengan

cara;

- matematis

- numeric (finite element, distinct element)

71

Page 69: Geoteknik - Slope Stability

B. Metoda Empiris, metoda ini digunakan untuk memperkirakan sudut lereng

batuan berdasarkan klasifikasi massa batuan RMR (Rock Mass Rating).

C. Metoda Analisa Balik, metoda ini digunakan untuk menghitung kestabilan

lereng batuan ataupun tanah berdasarkan hasil-hasil pemantauan.

Selain beberapa metoda diatas, analisa stereografik seringkali dilakukan, untuk

menganalisa potensi kelongsoran lereng batuan. Metoda ini tidak kwantitatif

tetapi cukup dipercaya untuk mengetahui potensi kelongsoran bidang. Analisa

stereografik ini dapat digabungkan dengan Metoda Analitis matematis sehingga

hasilnya kwantitatif.

a. Metoda Analitis 1. Analisa Stereografik

Metoda ini digunakan untuk penilaian awal kemungkinan adanya potensi

kelongsoran pada suatu daerah. Data diambil dengan menggunakan pemetaan

geologi serta identifikasi struktur. Parameter yang penting adalah;

a. Orientasi dari bidang diskontinyu (jurus dan kemiringan)

b. Bidang diskontinyu dianggap menerus

c. Harga sudut geser dalam bidang diskontinyu lebih kecil dari sudut

bidang diskontinyu

d. Orientasi lereng

2. Metode Analitis Grafis Dari Hoek & Bray

Metoda ini digunakan untuk jenis material batuan dimana longsoran

dianalisa menurut bidang lemah.

A. Longsoran Bidang Dalam menganalisis longsoran bidang dengan metode Hoek dan Bray;

anggapan untuk proyeksi stereografis termasuk dalam asumsi, termasuk

asumsi berikut:

- bidang dimana terjadinya longsoran harus mempunyai strike yang

sejajar atau tidak melebihi 200 dengan strike muka lereng

72

Page 70: Geoteknik - Slope Stability

- bidang gelincir harus daylight atau sudut lereng lebih besar dari sudut

bidang gelincir

- sudut bidang gelincir (bidang diskontinyu) harus lebih besar dari sudut

friksi (sudut geser dalam) bidang gelincir (bidang diskontinyu).

B. Longsoran Baji. Longsoran jenis ini lebih sering ditemukan dilapangan dibandingkan

dengan longsoran bidang. Sebagai contoh analisis hanya akan dibahas tentang

longsoran baji yang dibentuk oleh dua bidang lemah. Dalam analisis dengan

menggunakan metode Hoek dan Bray, longsoran baji dianggap hanya akan

terjadi pada garis perpotongan kedua bidang lemah tersebut.

73

Page 71: Geoteknik - Slope Stability

EVALUASI DAN KUNCI JAWABAN PEMBELAJARAN 4

EVALUASI

1. Analisa kestabilan lereng yang bagaimana yang paling simple dalam nenilai

kestabilan timbunan batuan penutup? .

A. Analisa kesetimbangan batas

B. Analisa Hoek Chart.

C. Analisa Bishop.

D. Analisa Hoek & Bray.

2. Untuk menganalisa kestabilan batuan, digunakan analisa empiris. Analisa ini

memerlukan parameter batuan dari mana ?;

A. Besarnya perpindahan dari hasil pemantauan

B. Uji kekuatan massa batuan di lapangan.

C. Hasil kuat tekan mencerminkan kekuatan massa batuan

D. Semua salah.

3. Pada analisa Hoek & Bray, tegangan air pada tension cracks akan

memperbesar gaya penggerak, besarnya harga tegangan air tersebut adalah;

A. V Sin α

B. V Cos α

C. V Tan α

D. Salah semua.

4. Jurus sebuah kekar utama memotong jurus sebuah lereng dengan perbedaan

jurus sebesar 300, menurut Hoek & Bray lereng tersebut apakah akan……:

A. Longsor

B. Belum tentu longsor.

74

Page 72: Geoteknik - Slope Stability

C. Stabil.

D. Semua salah.

5. Pada analisa Hoek & Bray, harga z/H = 1, maka lereng dalam keadaan…..

A. Stabil

B. Labil.

C. Akan longsor.

D. Semua salah.

KUNCI JAWABAN 1. B

2. D

3. B

4. C

5. A

75

Page 73: Geoteknik - Slope Stability

PEMBELAJARAN 5

PEMANTAUAN, PERKUATAN, DAN PERAWATAN LERENG

Tujuan khusus Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan dapat:

1. Menyebutkan prinsip pemantauan lereng tanah/batuan

2. Menjelaskan prinsip perkuatan lereng tanah/batuan

3. Menjelaskan prinsip perawatan lereng tanah/batuan

5.1 Pemantauan Pelaksanaan pemantauan dilakukan untuk mengetahui tingkat dan

kuantitas kelongsoran secara nyata dan cepat melalui angka-angka numerik.

Hal ini perlu dilakukan sebagai peringatan dini adanya bahaya sehingga dapat

diambil tindakan secepatnya yang cocok.

Beberapa alat diciptakan untuk memantau pergerakan tanah misalnya;

a. Electronic Distance Measurement (EDM)/Surface Stick

Alat ini digunakan untuk mengukur perbedaan posisi suatu titik (surface

stick) pada muka lereng yang tidak terlalu curam atau pada bench. Monitoring

dilakukan dari suatu tempat yang relatif tidak bergerak dengan jarak antara 25 m

hingga 2000 m. Ketepatan pengukuran dapat mencapai +/- 0,3 mm.

76

Page 74: Geoteknik - Slope Stability

EDM

Surface Stick

Gambar 5-1

Pengukuran Posisi Surface Stick Dengan Alat EDM

b. Inclinometer

Alat Inclinometer digunakan untuk memantau pergerakan bagian atas dari

suatu lereng, dimana titik acu ada dibagian bawah lereng yang bergerak.

Inclinometer

Penyimpangan lubang

karena gerakan tanah erkiraan batas gerakan

Arah gerakan longsor

acuan tak bergerak

Gambar 5-2

Pemantauan Menggunakan Inclinometer

77

Page 75: Geoteknik - Slope Stability

Alat ini digunakan untuk lereng yang cukup besar dan luas, sedangkan In-Place

Inclinometer digunakan untuk lereng yang relatif kecil. Pengukuran dilakukan

dengan cara mengukur penyimpangan lubang bor

c. Slope Monitoring System

Digunakan untuk mengukur kelongsoran pada muka lereng timbunan tanah

Antenna untuk mengirim data

kawat

Probe

Gambar 5-3

Peantauan Menggunakan Slope

Monitoring System

d. Magnetic Slope Extensometer

Alat ini digunakan untuk memantau pergerakan lereng tanah. Pengukuran

dilakukan berdasarkan perpindahan magnit dalam lubang bor.

78

Page 76: Geoteknik - Slope Stability

II

I Batas longsor yang mungkin

A

B C

D=titik tdk bergerak

Gambar 5-4 Pemantauan Menggunakan Slope Extensometer

Titik D di angkerkan pada tanah yang tak bergerak, titik B dan C merupakan

magnit yang diangkerkan pada tanah yang mungkin akan bergerak. Jika hanya

blok I bergerak maka magnit B akan bergerak menjauhi angker D, tetapi jika blok

I dan II bersamaan bergerak, maka magnit pada B dan C yang akan bergerak

menjauhi D.

5.2 Perkuatan

Pada situasi dimana geometri lereng harus dipertahankan, atau

pemotongan lereng tidak menguntungkan, tetapi di lain pihak terjadi

ketidakstabilan lereng. Maka perlu dilakukan stabilisasi lereng.

A. Stabilisasi Longsoran Pada Bench

Jika kelongsoran terjadi pada individual slope, baik berupa kelongsoran

baji atau kelongsoran bidang, maka penggunaan split set atau rockbolt lebih

menguntungkan.

79

Page 77: Geoteknik - Slope Stability

Strap

Rockbolt

Split Set

Gambar 5-5

Perkuatan Batuan Dengan Split Set/Rockbolt

Jumlah perkuatan yang digunakan tergantung dari beban yang harus ditahan,

kedalaman perkuatan serta parameter kekuatan perkuatan. Pelaksanaan dari

perkuatan tersebut dapat dilakukan saat pemotongan lereng, atau beberapa saat

setelah pemotongan lereng supaya mudah pelaksanaannya dan kondisi bidang

longsor masih rapat.

Tetapi jika kelongsoran menyangkut beberapa individual slope, maka

perlu dilakukan stabilisasi dengan perkuatan yang lebih kuat.

80

Page 78: Geoteknik - Slope Stability

Bidang lemah

Tarikan

grout

Gambar 5-6

Perkuatan Dengan Prestressed Cable Bolt Beberapa perkuatan yang biasa dilakukan adalah menggunakan cable

bolt atau thread bar.

Pada beberapa kasus sering ditemukan adanya lempung yang mudah

lapuk/pecah jika terkena udara, maka perkuatan melalui penyemprotan semen

perlu dilakukan jika dinilai perlu.

5.3 Perawatan Lereng Kelongsoran pada lereng tambang adalah hal yang harus dihindari, oleh

sebab itu disain lereng serta pencegahan haruslah tindakan yang diutamakan.

Seringkali tindakan pemotongan lereng bagian atas atau penimbunan toe harus

dilakukan.

81

Page 79: Geoteknik - Slope Stability

Bagian y Bagian yang dipotong

Bagian yang ditimbun

Gambar 5-7

Tindakan Pemotongan Atas Atau Penimbunan Kaki Lereng

Selain itu lereng tanah sangat rentan terhadap kondisi perubahan muka

air tanah serta erosi permukaan.

Beberapa tindakan pencegahan kelongsoran akibat kondisi hidrologi,

adalah:

a. drainase sekeliling pit dengan maksud untuk menghindari mengalirnya

air permukaan kedalam pit. Mengalirnya air permukaan kedalam pit

selain akan membuat masalah pada penambangan, juga akan

menimbulkan erosi dan merembes masuk ke dalam lereng yang dapat

memicu terjadinya kelongsoran.

82

Page 80: Geoteknik - Slope Stability

air dialirkan keluar

paritan pemotong aliran

Gambar 5-8

Saluran Air Permukaan Disekitar Pit

b. pemompaan diluar batas pit dengan maksud untuk menurunkan

permukaan air tanah

m.a.t seb. pemompaan

m.a.t set.pemompaan

Gambar 5-9

Pemompaan Untuk Menurunkan Muka Air Tanah

83

Page 81: Geoteknik - Slope Stability

c. pembuatan drainase dari muka lereng dengan cara membuat lubang

(pipe drain) menembus muka lereng

Tindakan ini dilakukan untuk menurunkan tekanan air disekitar

dinding/lereng pit

m.a.t seb.drainase

m.a.t set. drainase

pipa

Gambar 5-10

Pengendalian Air Sekitar Muka Lereng

Walau bagaimanapun pengelolaan air pada pit (bench) sangat penting dilakukan,

karena air yang mengalir di bench dapat meresap kedalam tanah dan memicu

kelongsoran.

Pada beberapa kasus, untuk mencegah kelongsoran, dilakukan perkuatan pada

muka lereng dengan cara soil nailing, grouting atau shotcrete dengan wire mesh

pada muka lereng

84

Page 82: Geoteknik - Slope Stability

RANGKUMAN PEMBELAJARAN 5

1. Pemantauan a. Surface Stick

Alat ini digunakan untuk mengukur perbedaan posisi suatu titik (surface

stick) pada muka lereng yang tidak terlalu curam atau pada bench. Monitoring

dilakukan dari suatu tempat yang relatif tidak bergerak dengan jarak antara 25 m

hingga 2000 m. Ketepatan pengukuran dapat mencapai +/- 0,3 mm.

b. Inclinometer

Alat Inclinometer digunakan untuk memantau pergerakan bagian atas dari

suatu lereng, dimana titik acu ada dibagian bawah lereng yang bergerak.

Alat ini digunakan untuk lereng yang cukup besar dan luas, sedangkan In-

Place Inclinometer digunakan untuk lereng yang relatif kecil. Pengukuran

dilakukan dengan cara mengukur penyimpangan lubang bor

c. Slope Monitoring System

Digunakan untuk mengukur kelongsoran pada muka lereng timbunan tanah

d. Magnetic Slope Extensometer

Alat ini digunakan untuk memantau pergerakan lereng tanah. Pengukuran

dilakukan berdasarkan perpindahan magnit dalam lubang bor.

2. Perkuatan

Jika kelongsoran terjadi pada individual slope, baik berupa kelongsoran

baji atau kelongsoran bidang, maka penggunaan ‘split set’ atau rockbolt lebih

menguntungkan.

Jumlah perkuatan yang digunakan tergantung dari beban yang harus

ditahan, kedalaman perkuatan serta parameter kekuatan perkuatan.

Pelaksanaan dari perkuatan tersebut dapat dilakukan saat pemotongan lereng,

atau beberapa saat setelah pemotongan lereng supaya mudah pelaksanaannya

dan kondisi bidang longsor masih rapat.

85

Page 83: Geoteknik - Slope Stability

3. Perawatan Lereng Kelongsoran pada lereng tambang adalah hal yang harus dihindari, oleh

sebab itu disain lereng serta pencegahan haruslah tindakan yang diutamakan.

Seringkali tindakan pemotongan lereng bagian atas atau penimbunan toe harus

dilakukan.

Selain itu lereng tanah sangat rentan terhadap kondisi perubahan muka

air tanah serta erosi permukaan.

Beberapa tindakan pencegahan kelongsoran akibat kondisi hidrologi,

adalah:

a. drainase sekeliling pit dengan maksud untuk menghindari

mengalirnya air permukaan kedalam pit. Mengalirnya air

permukaan kedalam pit selain akan membuat masalah pada

penambangan, juga akan menimbulkan erosi dan merembes

masuk ke dalam lereng yang dapat memicu terjadinya kelongsoran.

pemompaan diluar batas pit dengan maksud untuk menurunkan

permukaan air tanah

pembuatan drainase dari muka lereng dengan cara membuat

lubang (pipe drain) menembus muka lereng

Walau bagaimanapun pengelolaan air pada pit (bench) sangat penting

dilakukan, karena air yang mengalir di bench dapat meresap kedalam tanah dan

memicu kelongsoran.

Pada beberapa kasus, untuk mencegah kelongsoran, dilakukan perkuatan pada

muka lereng dengan cara soil nailing, grouting atau shotcrete dengan wire mesh

pada muka lereng

86

Page 84: Geoteknik - Slope Stability

EVALUASI DAN KUNCI JAWABAN PEMBELAJARAN 5

EVALUASI

1. Untuk memantau gerakan permukaan lereng, maka yang paling simple

digunakan adalah ?

A. Surface Stick

B. Ekstensometer.

C. Inclinometer.

D. EDM.

2. Alat pantau yang paling teliti untuk memantau pergerakan lereng adalah ?

A. Surface Stick

B. Multipoint Magnetic Ekstensometer

C. Inclinometer

D. EDM

3. Pada tambang batubara dimana overburden didominasi lempung, maka

digunakan perkuatan splitset;

A. Cara perkuatan ini salah

B. Cara perkuatan ini benar asal splitset cukup rapat

C. Gunakan splitset yang panjang

D. Salah semua.

4. Pada pemantauan lereng batuan digunakan Inclinometer:

A. Supaya supervisor mengetahui kondisi pergerakan massa batuan

dibelakang muka lereng

B. Supaya supervisor mengetahui kondisi perkembangan kekar

pada permukaan lereng

87

Page 85: Geoteknik - Slope Stability

C. Supaya supervisor mengetahui kondisi pergerakan massa batuan

dipermukaan lereng

D. Supaya supervisor mengetahui arah gerakan lereng

5. Cara yang umum untuk mengurangi pengaruh air tanah pada kestabilan

lereng tambang adalah:

A. Membuat sumuran pada sisi terluar pit

B. Melakukan pemompaan air pada dinding pit

C. Membuat saluran disekitar pit

D. Benar semua

KUNCI JAWABAN 1. A

2. B

3. A

4. D

5. D

88

Page 86: Geoteknik - Slope Stability

6. Rangkuman Akhir

a. Penggalian massa batuan menyebabkan berubahnya arah tegangan

(stress) sehingga terjadi konsentrasi tegangan pada kaki lereng.

Konsentrasi tegangan pada kaki lereng akan menyebabkan

ketidakseimbangan.

b. Penggalian pun akan menyebabkan tersingkapnya bidang lemah

batuan sehingga akan menyebabkan terjadinya kelongsoran pada blok

batuan.

c. Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng baik untuk

material tanah ataupun batuan adalah ;

- Geometri lereng

- Kekuatan tanah/batuan atau massa batuan

- Bidang lemah (kekar, sesar, bidang pelapisan dll)

- Air (air tanah atau air yang masuk kedalam bidang lemah)

- Pengaruh luar (getaran)

d. Material pembentuk lereng tambang terdiri dari tanah dan batuan,

dimana lereng dari tanah mempunyai karakteristik mekanis yang lebih

rendah dibandingkan dengan lereng dari batuan.

e. Parameter mekanis material tanah yang paling menentukan kestabilan

lereng adalah;

- kohesi

- sudut geser dalam

- kuat geser.

f. Kehadiran air tanah akan mengurangi kuat geser material tanah hal ini

disebabkan air tanah mempunyai tegangan pori yang akan

mengurangi tegangan normal antar butir tanah.

89

Page 87: Geoteknik - Slope Stability

g. Salah satu cara mengklasifikasikan batuan secara engineering adalah

menggolongkan batuan secara ;

- Klasifikasi berdasarkan Genesa

- Klasifikasi berdasarkan Lithologi

- Klasifikasi berdasarkan Kekuatan batuan utuh.

- Klasifikasi berdasarkan Rating kekuatan massa batuan

h. Sifat massa batuan secara umum adalah;

- Heterogen

- Diskontinue

- Anisotroph

i. Cara sederhana untuk menganalisa kestabilan lereng tanah adalah

dengan cara ;

- cara Bishop, dimana parameter yang diperlukan adalah;

* tegangan air tanah

* sudut geser dalam tanah

* kohesi

* berat jenis

* geometri lereng

- cara grafis dengan Hoek Charts, dimana parameter dan alat bantu

yang diperlukan adalah ;

* kesesuaian kondisi air tanah dengan salah satu charts

* sudut geser dalam tanah

* kohesi

* berat jenis

k. Cara sederhana untuk menganalisa kestabilan lereng batuan adalah

dengan cara Stereografis

l. Pemantauan lereng dilakukan dengan menggunakan alat ;

- inclinometer

- extensometer

- surface stick

90

Page 88: Geoteknik - Slope Stability

Daftar Pustaka

1. Bieniawski,ZT. Engineering Rock Mass Classifications. John Wiley &

Sons. 1989 2. Braja M. Das. Principles of Geotechnical Engineering. PWS

Publishers.1985.

3. Dunnicliff, John. Geotechnical Instrumentation For Monitoring Field Performance. John Wiley & Sons. 1988

4. Gian Paolo Giani. Rock Slope stability Analysis. Balkema. 1992 5. Hoek & Bray. Rock Slope Engineering. Third Edition. The Institution of

Mining & Metallurgy, London. 1981

6. Jumikis, Alfred. Rock Mechanics. Trans Tech Publications. 1983

7. Pande, Beer, Williams. Numerical Methods in Rock Mechanics. John Wiley & Sons. 1990

8. Vutukury. Introduction to Rock Mechanics. Industrial Publishing &

Consulting, Inc. 1994 9. Wesley. Mekanika Tanah. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977

10. William Lambe. Soil Mechanics..Massachusets Institute Technology. John

Willey & Sons.1969

91