I. PENDAHULUAN 1.1. UMUM Geoteknik adalah merupakan salah satu dari banyak alat dalam perencanaan atau design tambang, data geoteknik harus digunakan secara benar dengan kewaspadaan dan dengan asumsi-asumsi serta batasan-batasan yang ada untuk dapat mencapai hasil seperti yang diinginkan. Dalam penambangan secara tambang terbuka (open pit), sudut kemiringan adalah satu faktor utama yang mempengaruhi bentuk dari final pit dan lokasi dari dinding-dindingnya. Dikarenakan dari perbedaan dari keadaan geologinya, maka kemiringan optimum dapat beragam diantara berbagai pit dan bahkan dapat beragam pula dalam satu pit yang sama. Sudut pit pada umumnya dapat dikatakan sebagai sejumlah waste yang harus dipindahkan untuk menambang bijih. I - 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
I. PENDAHULUAN
1.1. UMUM
Geoteknik adalah merupakan salah satu dari banyak alat dalam
perencanaan atau design tambang, data geoteknik harus digunakan secara
benar dengan kewaspadaan dan dengan asumsi-asumsi serta batasan-batasan
yang ada untuk dapat mencapai hasil seperti yang diinginkan.
Dalam penambangan secara tambang terbuka (open pit), sudut
kemiringan adalah satu faktor utama yang mempengaruhi bentuk dari final pit
dan lokasi dari dinding-dindingnya. Dikarenakan dari perbedaan dari keadaan
geologinya, maka kemiringan optimum dapat beragam diantara berbagai pit
dan bahkan dapat beragam pula dalam satu pit yang sama. Sudut pit pada
umumnya dapat dikatakan sebagai sejumlah waste yang harus dipindahkan
untuk menambang bijih.
Sumber: Surface Mining 2nd Edition, Kennedy, 1990
I -
PIT BOTTOM
SURFACE
440
380
470
420
410
430 490
Gambar 1. Contoh dalam satu pit terdapat sudut- sudut kemitingan yang berbeda
1
TUJUAN
1. Pit slope diusahakan harus dibuat setajam mungkin dengan tanpa
menimbulkan kerugian ekonomi secara keseluruhan yang disebabkan
karena ketidak setabilan kemiringan dan tanpa membahayakan keamanan
dari pekerja maupun peralatan
2. Menetapkan besarnya sudut kemiringan pit yang dianggap aman pada
suatu pertambangan. Analisa harus mengidentifikasi daerah yang
mempunyai potensi longsor atau daerah berbahaya lainnya.
OBSERVASI UMUM
1. Memaksimalkan sudut kemiringan pit membantu mengoptimalkan pit dalam
segi ekonomi (mengurangi strip ratio secara keseluruhan)
2. Pada umumnya kerugian secara ekonomi yang diakibatkan karena ketidak
setabilan lereng, adalah:
Kehilangan bijih
Biaya stripping tambahan, karena push back baru untuk recover bijih
yang tertutup longsoran.
Biaya pembersihan longsoran
Biaya yang diasosiasikan dengan pembuatan jalur jalan angkut baru.
Keterlambatan produksi.
Produksi yang tidak efisien dikarenakan tidak adanya akses ke/dari
beberapa area kerja.
3. Gambar dibawah adalah ilustrasi ringkasan fungsi utama dari stabilitas
kemiringan dalam penambangan open pit dan untuk nilai ekonomi yang
potensial dan meningkatkan keamatan.
I - 2
1.2. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEMANTAPAN LERENG.
I -
Slope Stability
Dsign
Economic
Safety
Reduction of stripping ratioReduction of incured cost doe to deferred strippingPosible increas in ore reserve
Better awareness of condition of slopesDesign of support system if required and economically justifiedWater control surface and undergrouns
Excavation
Economic
Safety
Reduction of damage to slopes and improved fragmentation from beter blasting techniques.Safety Berms
Failure Prediction
Economic
Safety
Reduction of losses do to failureAbility to live with a failurePrevention of hazards to personel and equipment
(Brawner and Milligan 1971)
3
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisis kemantapan
suatu lereng adalah sebagai berikut:
1.2.1. PENYEBARAN BATUAN.
Jenis batuan atau tanah, penyebaran dan hubungan antar batuan yang
terdapat didaerah penyelidikan harus diketahui. Ini perlu dilakukan karena sifat-
sifat fisis dan mekanis suatu batuan akan berbeda dengan batuan lainnya,
sehingga kekuatan menahan bebannya juga akan berbeda
1.2.2. RELIEF PERMUKAAN BUMI
Relief permukaan bumi akan berpengaruh terhadap laju erosi dan
pengendapan, dan juga akan menentukan arah aliran air permukaan dan air
tanah, hal ini disebabkan karena pada daerah yang curam, kecepatan aliran air
permukaan tinggi dan mengakibatkan pengikisan lebih intensif dibandingkan
dengan daerah yang landai. Karena erosi yang intensif, maka akan banyak
dijumpai singkapan batuan dan ini akan menyebabkan pelapukan yang lebih
cepat. Batuan yang lapuk mempunyai kekuatan yang rendah sehingga
kemantapan lereng menjadi berkurang.
1.2.3. STRUKTUR GEOLOGI.
Disini struktur geologi yang perlu diperhatikan adalah: patahan (sesar),
kekar, bidang perlapisan, perlipatan, ketidak selarasan dan struktur-struktur
geologi lainnya. Struktur geologi ini adalah merupakan hal yang penting
didalam analisis kemantapan lereng, karena struktur geologi adalah merupakan
bidang lemah didalam suatu masa batuan dan dapat menurunkan kemantapan
lereng..
I - 4
1.2.4. IKLIM
Iklim berpengaruh terhadap kemantapan lereng karena iklim
mempengaruhi perubahan temperatur. Temperatur yang cepat sekali berubah
dalam waktu yang singkat akan mempercepat proses pelapukan batuan. Untuk
daerah tropis pelapukan lebih cepat dibandingkan dengan daerah dingin, oleh
karena itu singkapan batuan pada lereng di daerah tropis akan lebih cepat
lapuk dan ini akan mengakibatkan lereng mudah longsor.
1.2.5. GEOMETRI LERENG
Geommetri lereng mencakup tinggi lereng dan sudut kemiringan lereng,
lereng yang terlalu tinggi akan mengakibatkan menjadi tidak mantap dan
cenderung untuk lebih mudah longsor dibanding dengan lereng yang tidak
terlalu tinggi dan dengan jenis batuan penyusun yang sama.. demikian pula
dengan sudut lereng, semakin besar sudut kemiringan lereng, maka akan
semakin tidak mantap.
Muka air tanah yang dangkal menjadikan lereng sebagian besar basah
dan batuannya mempunyai kandungan air yang tinggi, kondisi ini menjadikan
kekuatan batuan menjadi rendah dan batuan juga akan menerima tambahan
beban air yang dikandung, sehingga menjadikan lereng lebih mudah longsor.
1.2.6. GAYA LUAR
Gaya luar ini berupa getaran-getaran yang berasaldari sumber yang
I - 5
berada didekat lereng tersebut. Getaran ini misalnya ditimbulkan oleh
peledakan, lalu-lintas kendaraan dan sebagainya. Gaya luar ini sedikit banyak
dapat mempengaruhi kemantapan suatu lereng.
1.3. JENIS-JENIS LONGSORAN.
Jenis atau bentuk longsoran tergantung pada jenis material penyusun
dari suatu lereng dan juga struktur geologi yang berkembang didaerah tersebut.
Karena batuan dan tanah mempunyai sifat yang berbeda, maka jenis
longsorannyapun sakan berbeda pula. Adapun jenis-jenis dari longsoran yang
umum dijumpai adalah sebagai berikut:
1.3.1. LONGSORAN BIDANG.
Longsoran ini disebabkan karena adanya struktur geologi yang
berkembang seperti kekar (joint) ataupun patahan yang dapat merupakan
bidang luncur.
I - 6
Bidang Bebas
Bidang Gelincir
Gambar 2. Longsoran Bidang
Gambar 3. Penampang Lereng dan bidang bebas longsoran bidang
Longsoran bidang dapat terjadi bila kondisi-kondisi seperti dibawah ini
terpenuhi semua:
1. Jurus bidang luncur sejajar atau mendekati sejajar terhadap jurus bidang
permukaan lereng dengan perbedaan maksimal 200
2. Kemiringan bidang luncur harus lebih kecil dari kemiringan bidang
permukaan lereng, atau pada gambar adalah > .
3. Kemiringan bidang luncur lebih besar dari sudut geser dalam atau > .
4. Bidang bebas yang merupakan batas lateral dari masa batuan yang longsor
1.3.2. LONGSORAN BAJI.
Sama halnya dengan longsoran bidang, longsoran baji ini juga
diakibatkan oleh adanya struktur geologi yang berkembang. Perbedaannya
adalah adanya dua struktur geologi (dapat sama jenis atau berbeda jenis dan
dapat single ataupun set) yang berkembang dan saling berpotongan
Longsoran baji ini terjadi bila dua buah jurus bidang diskontinue
berpotongan dan besar sudut garis potong kedua bidang tersebut (i) lebih
I - 7
Gambar 4. Longsoran Baji
besar dari sudut geser dalam () dan lebih kecil dari sudut kemiringan lereng
(i).
1.3.3. LONGSORAN GULING.
Pada longsoran guling (toppling) imi struktur geologi yang berkembang
adalah hampir sama dengan yang berkembang pada longsoran bidang,
perbedaanya adalah struktur yang berkembang mempunyai kemiringan yang
merupakan bidang lemahnya relatif tegak dan berbentuk kolom.
1.3.4. LONGSORAN BUSUR.
I - 8
Gambar 5. Longsoran Guling
Longsoran busur biasanya terjadi pada material tanah atau batuan
lunak dengan struktur kekar yang rapat. Bidang longsornya berbentuk busur
1.4. DATA SEBAGAI DASAR ANALISIS.
Data utama yang dibutuhkan sebagai dasar analisis kemantapan suatu
lereng batuan adalah: geometri lereng, struktur batuan, serta sifat fisik dan
mekanik batuan.
Geometri Lereng.
Geometri lereng yang perlu diketahui adalah:
1. Orientasi (jurus dan kemiringan) lereng
2. Tinggi dan kemiringan lereng (tiap jenjang ataupun total)
3. Lebar Jenjang (berm)
Struktur Batuan
Struktur batuan yang mempengaruhi kemantapan suatu lereng adalah
adanya bidang-bidang lemah, yaitu: bidang patahan (sesar), perlapisan dan
rekahan.
Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Batuan.
Sifat fisik dan sifat mekanik batuan yang diperlukan sebagai dasar analisis
kemantapan lereng adalah:
1. Bobot isi batuan.
2. Porositas batuan
I - 9
Gambar 6. Longsoran Busur
3. Kandungan air dalam batuan.
4. Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser batuan.
5. sudut geser dalam
Data utama tersebut diatas dapat diperoleh dengan penyelidikan-
penyelidikan di lapangan dan dilaboratorium.
A. Penyelidikan di Lapangan.
Penyelidikan dilapangan dapat dilakukan dengan:
1. Pengukuran untuk mendapatkan data geometri lereng.
2. Seismik refraksi untuk mendapatkan data litologi.
3. Pemboran inti dan pembuatan terowongan (adit) untuk mendapatkan
data litologi, struktur batuan dan contoh batuan untuk dianalisis di
laboratorium.
4. Piezometer untuk mengetahui tinggi muka air tanah.
5. Uji batuan di lapangan (insitu test) untuk mendapatkan data tentang
sifat mekanik batuan. (misalnya dengan block shear test).
B. Penyelidikan dilaboratorium.
Sifat fisik dan sifat mekanik batuan diperoleh dari hasil uji coba (test) di
laboratorium terhadap sample batuan yang diambil dari lapangan.
Penyelidikan dilaboratorium dilakukan dengan:
1. Uniaxial compresive test
2. Triaxial test
3. Direct shear test
4. Penentuan bobot isi batuan, kandungan air dan porositas batuan.
I - 10
BAB II
ANALISA KEMANTAPAN LERENG
2.1. DASAR-DASAR MEKANIKA LONGSORAN.
Sifat-sifat material yang relevan dengan masalah kemantapan lereng
adalah sudut geser dalam (), cohesi (C) dan berat jenis batuan ().
I - 11
Dalam gambar diatas menjelaskan secara sederhana tentang suatu
spesimen batuan yang mengandung bidang discontinue dan kemudian
padanya bekerja tegangan geser dan tegangan normal sehingga akan
menyebabkan batuan tersebut retak pada bidang diskontinue dan mengalami
geseran. Tegangan geser yang dibutuhkan sehingga batuan tersebut retak dan
bergeser, akan bertambah sesuai pertambahan tegangan normal. Pada grafik
hal ini berhubungan secara linier membentuk suatu garis yang membentuk
sudut sebesar terhadap horizontal. Sudut inilah yang dinamakan sudut geser
dalam.
Bila tegangan normal dibuat nol dan kemudian batuan diberikan tegangan
geser sampai batuan tersebut mulai retak, maka harga tegangan geser yang
I -
Sudut geser dalam
Tegangan normal
Tegangan geser
Kohesi C
Tegangan geser
Tegangan normal
Gambar 2-1Hubungan antara tegangan geser dengan tegangan normal
12
dibutuhkanpadasaat batuan mulai retak adalah merupakan harga kohesi (C)
dari batuan tersebut.
Hubungan antara tegangan geser () dan tegangan normal () dapat