INVESTIGASI GEOLOGI POTENSI LONGSOR BERDASARKAN …repository.ugm.ac.id/135129/1/116-129 M1O-03.pdf · ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK BATUAN DAERAH KOTA BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

116

M1O-03

INVESTIGASI GEOLOGI POTENSI LONGSOR BERDASARKANANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK BATUAN DAERAH KOTA

BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR

Rizky Teddy Audinno1*, Muhammad Ilham Nur Setiawan1, Adi Gunawan2, AdrianusEka Nandro2,3

1STT Migas Balikpapan, *E-mail: [email protected] Research Group Indonesia

3Kaltim Prima Coal

Diterima 20 Oktober 2014

Abstrak

Lokasi penelitian terletak di Kota Balikpapan, Kalimantan Timur. Secara geografis daerahpenelitian berada pada posisi 1°8′56″LU 116°54′11″BT. Kota Balikpapan adalah kota terbesar kedua di Kalimantan Timur dengan jumlah penduduk sekitar 675.258 jiwa. Dilihat daritopografinya, Kota Balikpapan memiliki kemiringan dan ketinggian permukaan tanah daripermukaan air laut yang sangat beragam. Mulai yang terendah dari wilayah pantai denganketinggian 0 mdpl sampai dengan wilayah berbukit dengan ketinggian 100 mdpl. Dominasiwilayah berbukit membuat sebagian besar wilayah, yaitu 42,33% mempunyai kelas kemiringan15% - 40% yang rawan tanah longsor. Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan, kondisisebagian besar batuan daerah telitian terdiri dari batupasir unconsolidated dengan bentuk butir sub-rounded – rounded, nilai berat isi batuan adalah 1,478 gr/cm3 - 1,892 gr/cm3, nilai berat isi batuankering adalah 1,023 gr/cm3 - 1,412 gr/cm3, nilai kadar airnya adalah 37,48 % - 45,64 %, nilai beratjenis adalah 2,59 gr/cm3 - 2,68 gr/cm3. Pada analisa uji geser langsung yang bertujuan untukmendapatkan sifat mekanik batuan diperoleh nilai kohesi yaitu 0,2 - 0,6, dan sudut geser dalamnyayaitu 25o - 38o. Dari hasil analisis Faktor Keamanan yang diperoleh menurut Bowles (1984),didapatkan kriteria Kritis (1,07 < FK < 1,25) berada pada gerakan tanah bertipe Subsidence,sedangkan kriteria Labil (FK < 1,07) berada pada gerakan tanah bertipe Debris Slide. Faktor –faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng di daerah telitian antara lain adalah sifat fisik danmekanik batuan, litologi, struktur geologi, kemiringan lereng dan morfologi, vegetasi, dan curahhujan. Cara penanggulangan ketidakstabilan lereng di daerah telitian dapat dilakukan dengan caramodifikasi lereng, cara injeksi, dan pengendalian air permukaan.

Kata Kunci: Investigasi geologi, Longsor

Pendahuluan

Tanah longsor yang merupakan faktor utama dalam proses geomorfologi akan terjadidimana saja dan kapan saja diatas permukaan bumi, terutama permukaan reliefpegunungan yang berlereng terjal, maupun permukaan lereng bawah laut. Tanah longsordidefinisikan sebagai tanah diatas lereng permukaan kearah bawah lereng bumi disebabkanoleh gravitasi/gaya berat (Nelson, S, A., 2004). Di daerah yang beriklim tropis, ketika airhujan jatuh ketas permukaan tanah memicu pergerakan material yang ada diataspermukaan. Material berupa tanah atau campuran tanah dan rombakan batuan akanbergerak ke arah bawah lereng dengan cara meresapnya air kedalam celah pori batuan atautanah, sehingga menambah beban material permukaan lereng dan menekan material tanahdan bongkah-bongkah perombakan batuan, selanjutnya memicu lepas dan bergeraknyamaterial bersama-sama dengan air (Karnawaty, D., 2005).


117

Kota Balikpapan merupakan kota industri sebagai pintu gerbang Kalimantan Timur,seiring terus berkembangnya Kota Balikpapan sebagai kota industri, maka kepadatanpenduduk pun akan semakin bertambah (Tabel 1), dengan semakin bertambahnyakepadatan penduduk maka tata guna lahan kota pun dibutuhkan. Kondisi geomorfologikota Balikpapan yang terdiri dari pantai, dataran rendah, hingga bukit-bukit bergelombang(Gambar 2) memungkinkan terjadinya pergerakan tanah atau longsor ditambah denganbatuan penyusun regional kota Balikpapan terdiri dari Formasi Balikpapan yangberkarakteristik pasir kuarsa lepas dimana secara umur geologi berumur miosen dan telahmengalami tingkat pelapukan yang sangat tinggi dan mudah jenuh oleh air, dan FormasiKampung Baru yang juga berkarakteristik pasir kuarsa dengan sisipan lempung lignit danlanau yang berumur pliosen yang dimana satuan batuan ini juga memiliki tingkatpelapukan yang sangat tinggi dan mudah mengalami erosi (Gambar 3). Tingkat curahhujan yang tinggi pada setiap tahunnya di kota Balikpapan (Tabel 2) juga dapat memicukerawanan akan pergerakan tanah ataupun tanah longsor karena kondisi batuan yangmudah jenuh akan air dan telah terlapukkan. Dengan latar belakang hal tersebut, makapenelitian tentang kestabilan lereng menjadi sangat penting untuk memberikan informasimengenai lokasi yang berpotensi terjadinya pergerakan tanah dengan kenampakan alamyang ada sehingga kita bisa melakukan berbagai macam pencegahan sebelum gerakantanah menjadi bencana yang tidak kita harapkan. Daerah penelitian kami terletak padaKelurahan Prapatan, Balikpapan Selatan, Kalimantan Timur (Gambar 1). Tujuan yangingin dicapai adalah untuk :

Mengetahui sifat fisik dan mekanik batuan daerah telitian. Mengetahui tingkat kestabilan lereng pada daerah telitian. Memberikan rancangan lereng yang aman dengan mengubah geometri lereng. Mendapatkan hasil perhitungan faktor keamanan dari metode Bishop. Mengetahui penyebaran longsor pada daerah telitian. (Gambar 10)

Metodologi

Adapun metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dimulai dari studiliteratur, studi singkapan, pengujian laboratorium, pengolahan data, serta analisis faktorkeamanan lereng dengan menggunakan metode Bishop dan software geoteknik. Dalampelaksanakan penelitian ini, data yang berhubungan dengan analisa didapatkan dengan duacara, yaitu melakukan penelitian langsung dilapangan sebagai data primer dan studiliteratur sebagai data sekunder. Berikut merupakan data yang diperoleh selama melakukanpenelitian:

Penelitian di lapanganPenelitian di lapangan bertujuan mendapatkan data primer yaitu geometri lereng,arah kemiringan lereng, tata guna lahan, susunan litologi, dan aktivitas manusiapada daerah sekitar. Pengukuran lereng dilakukan berdasarkan kondisi sebenarnyadi lapangan dengan cara mengukur slope dan tinggi lereng serta mendeskripsikanmaterial pada lapisan pembentuk lereng.

Studi literatur dan pengumpulan data sekunderDari hasil studi literatur dan pengumpulan data sekunder diperoleh data petageologi, peta kepadatan penduduk, peta tata guna lahan dan curah hujan KotaBalikpapan per tahunnya.

Peralatan yang digunakan adalah kompas geologi, palu geologi, meteran, kantongsampel, clipboard, dan form deskripsi batuan. Kondisi material pada lokasipenelitian berjenis batuan. Sampel batuan yang diambil, selanjutnya dianalisis dilaboratorium untuk dapat dipakai dalam melakukan analisa. Analisa dilakukan


118

untuk mengetahui kestabilan lereng, selanjutnya menggunakan software geoteknikyaitu Simple Slope Terrasolum.

Pelaksanaan untuk pengujian di laboratorium mekanika tanah menggunakan sampelbatuan yang diperoleh di lapangan. Tujuan dari pengujian di laboratorium ini untukmendapatkan karakteristik sifat fisik dan sifat mekanik dari batuan tersebut.

Dalam analisa stabilitas lereng yang digunakan pada daerah telitian menggunakanmetode Bishop. Metode ini menggunakan irisan sederhana dan menganggap bahwa gaya-gaya yang bekerja pada sisi-sisi irisan memiliki resultan nol pada arah vertikal danmengasumsikan bidang longsor berbentk busur lingkaran. Persamaan kuat geser dalamtinjauan tegangan efektif yang dapat dikerahkan tanah, hingga tercapainya kondisikeseimbangan batas dengan memperhatikan faktor keamanan (Hardiyanto & HaryChristady., 1992).

Data dan Hasil Diskusi

Setelah dilakukan penelitian dan peninjauan langsung di lapangan terdapat 5 titik yangberpotensi longsor. Untuk pengukuran stabilitas lereng dilakukan dengan perhitunganfriksi, kohesi, dan berat jenis batuan dari sampel yang kemudian diinput kedalam softwareSimple Slope Terrasolum untuk mengetahui faktor keamanan dan stabilitas lereng.

Stopsite 1Tinggi lereng = 7 mSlope = 400

Lebar lereng = 20 mMaterial penyusun lapisan = Pasir KuarsaKohesi = 0.4 kg/cm2

Berat Batuan = 2.58 gr/cm3

Sudut Geser Dalam (σ) = 270

FK = 0,98Simple Slope Model (Gambar 5)



Berat Jenis Batuan = 2.5 gr/cm3








Stopsite 4Tinggi lereng = 7.5 mSlope = 300










Nilai FK dihitung dengan menggunakan metode kesetimbangan batas Bishop denganmenggunakan software Simple Slope Terrasolum. Hasil analisa menginformasikan bahwa


119

faktor keamanan lereng dalam keadaan jenuh tidak stabil karena di bawah standar nilaifaktor keamanan yang diterapkan oleh Bowles yaitu FK < 1,25.

Parameter yang digunakan untuk mengukur suatu lereng stabil atau tidak adalah nilaidari Faktor Keamanannya. Perbandingan kejadian-kejadian gerakan tanah di tempat yangberbeda adalah kurang tepat untuk dilakukan. Hal ini dikarenakan banyak variabel dariparameter yang ada dan proses-proses yang terjadi dialam, seperti kemiringan lereng,perlapisan tanah/batuan, serta faktor-faktor pemicunya. Dalam upaya mitigasi bencanapada umumnya perlu tindakan untuk meningkatkan kestablian lereng, salah satunyadengan pengurangan sudut kemiringan lereng.

Faktor Penyebab Gerakan Tanah

Berdasarkan Faktor Sifat Fisik dan Mekanik Batuan:1. Besarnya nilai kadar air pada daerah telitian yang mempunyai nilai rata-rata 39,64%

dimungkinkan untuk terjadinya gerakan tanah, karena akan mempengaruhi sifat fisikdan mekanik batuan. Apabila sifat fisik dan mekanik ini tidak dapat membentuk suatuharga tahanan geser yang cukup besar di dalam tubuh lereng, sampai harga batasmaksimal harga kadar air tertentu, maka akan menyebabkan lereng menjadi labil(longsor). Selain itu, batuan penyusun juga mempunyai nilai berat jenis yang tinggiyang berkisar antara 2,5 - 2,68, derajat kejenuhan tinggi, serta mempunyai angka poriyang tinggi pula.

2. Daerah telitian mempunyai nilai permeabilitas yang berkisar antara 1,47x10-5 sampaidengan 9,723x10-4.

3. Kecilnya nilai sudut geser dalam pada daerah telitian yang berkisar antara 22o-380,maka dimungkinkan terjadi gerakan tanah, karena semakin besar sudut geser dalam,maka material tersebut akan lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakanterhadapnya selain itu rendahnya nilai kohesifitas pada daerah telitian yang berkisarantara 0,2-0,5 juga dimungkinkan terjadinya gerakan tanah karena gaya tarik menarikantar partikel dalam batuan dan tanah rendah.

4. Kestabilan lereng bergantung pada gaya penggerak dan gaya penahan yang bekerja padabidang gelincir. Gaya penahan adalah gaya yang menahan agar tidak terjadi longsoran,sedangkan gaya penggerak adalah gaya yang menyebabkan terjadinya longsoran.Perbandingan antara gaya penahan dan penggerak disebut Faktor Keamanan (FK),semakin kecil nilai FK maka gerakan tanah sering terjadi, sebaliknya semakin besar FKgerakan tanah sangat jarang terjadi. (Tabel 3)

Berdasarkan Faktor Geologi:1. Faktor Kelerengan

Kelerengan merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam analisis gerakantanah, karena kestabilan lereng berkurang pada morfologi berlereng terjal, sehinggamenyebabkan semakin besarnya gaya penggerak massa tanah/batuan penyusun lereng.Banyak wilayah di Kota Balikpapan yang termasuk ke dalam wilayah kelas lereng danketinggian rawan longsor. (Tabel 4).

2. Faktor LitologiKondisi litologi pada daerah telitian sebagian besar telah mengalami pelapukan danreaksi kimia-fisika, keadaan atau intensitas ini tergantung dari iklim setempat danberakibat pada pembentukan rongga batuan karena proses amplitudo temperatur harian.(Gambar 4)

3. Faktor Struktur GeologiFaktor pengaruh struktur geologi berupa kekar dan bidang perlapisan batuan, akansangat besar peranannya terhadap peristiwa gerakan tanah. Batuan yang terkekarkan,


120

merupakan zona lemah, yang merupakan salah satu jalan masuknya air kedalam tanah,akibat adanya zona lemah akan menyebabkan berkurangnya kekuatan geser batuandalam menahan gerakan serta penjenuhan air dalam tanah/batuan yang dapatmeningkatkan atau memicu kenaikan tekanan air pori dalam masa tanah/batuan, danakhirnya mendorong massa tersebut untuk bergerak longsor.

4. Faktor Curah HujanCurah hujan sebagai salah satu komponen iklim, akan mempengaruhi kadar air dankejenuhan air. Hujan dapat meningkatkan kadar air dalam tanah lebih jauh akanmenyebabkan kondisi fisik tubuh lereng berubah-ubah. Kenaikan kadar air akanmemperlemah sifat fisik mekanik batuan, sehingga mempengaruhi kondisi internaltubuh lereng dan menurunkan faktor keamanan lereng.Pengaruh air saat terjadi hujan lebat akan menyebabkan perubahan terhadap sifat fisikbatuan, yaitu menurunnya harga kohesi batuan, sehingga kekuatan geser batuanberkurang, sedangkan bobot masa batuan bertambah. Seiring dengan meningkatnyabobot masa batuan maka kuat geser batuannya akan menurun.

Kesimpulan

Dari hasil analisis Faktor Keamanan diperoleh data sebagai berikut:

1. Faktor Keamanan Stopsite 1 = 0,98 (Labil)2. Faktor Keamanan Stopsite 2 = 1,1 (Labil)3. Faktor Keamanan Stopsite 3 = 1,04 (Labil)4. Faktor Keamanan Stopsite 4 = 1,08 (Kritis)5. Faktor Keamanan Stopsite 5 = 1,08 (Kritis)

Faktor–faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng di daerah telitian antara lain

adalah sifat fisik dan mekanik batuan (35%), litologi penyusun lereng (25%), struktur

geologi (5%), kemiringan lereng dan morfologi (20%), vegetasi (5%), dan curah hujan

(10%).

Cara penanggulangan ketidakstabilan lereng di daerah telitian dapat dilakukan dengan

cara modifikasi lereng, cara injeksi, dan pengendalian air permukaan.

Ucapan Terima Kasih

Kami mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua dan teman-teman Jurusan TeknikGeologi STT Migas Balikpapan atas dukungan dan bantuannya dalam pengerjaan paper inihingga selesai.

Daftar Pustaka

BAPPEDA Kota Balikpapan, 2013. Balikpapan Dalam Angka.Cepeda, J., Smebye, H., Vangelsten, B., Nadim, F. dan Muslim, D., 2010, Landslide Risk

in Indonesia, Indonesia: Global Assesment Report on Disaster Risk Reduction.Paimin. Sukresno. Pramono, I.B., 2009. Teknik Mitigasi Banjir dan Tanah Longsor.

Tropenbos International Indonesia Programme, Balikpapan.Shirley, LH., 2000. Geoteknik dan Mekanika Tanah. Penerbit Nova, Bandung.Wesley, Laurence D., 2012. Mekanika Tanah untuk Tanah Endapan & Residu, Penerbit

ANDI, Yogyakara.


121

Tabel 1. Jumlah Penduduk Kota Balikpapan tahun 2001-2013 (Bappeda Kota Balikpapan)

Tahun Total Penduduk

2001 472.641

2002 482.573

2003 486.580

2004 495.314

2005 524.406

2006 545.120

2007 562.529

2008 587.963

2009 600.525

2010 623.577

2011 634.579

2012 653.988

2013 675.258

Tabel 2. Tingkat Kecepatan Angin, Curah Hujan, dan Intensitas Penyinaran Matahari KotaBalikpapan 2001-2013 (BMKG Kota Balikpapan)

TahunKecepatan Angin Rata-

rata (Knot)Curah Hujan

(mm)

IntensitasPenyinaran

Matahari (%)

2001 6,0 2.888,0 48,0

2002 6,0 2.412,2 61,0

2003 7,0 3.207,6 44,0

2004 5,8 2.458,3 44,4

2005 5,3 2.384,4 47,0

2006 6,3 2.887,1 46,9

2007 5,1 2.823,1 40,0

2008 5,0 3.785,0 38,0

2009 5,0 2.212,8 47,7

2010 6,0 2.998,0 52,5

2011 4,8 2.953,0 45,83

2012 5,2 3.026,8 43,65

2013 6,3 3.257,2 48,4


122

Tabel 3. Faktor Keamanan ditinjau dari Intensitas Kelongsoran (Bowles, 1984)

Nilai Faktor Keamanan (FK) Kejadian / Intensitas Longsor

FK < 1,07 Longsoran terjadi biasa/sering (kelas labil)

FK antara 1,07 – 1,25 Longsoran pernah terjadi (kelas kritis)

FK > 1,25 Longsoran jarang terjadi (kelas stabil)

Tabel 4. Pembagian Kelas Lereng dan Ketinggian Kota Balikpapan (Bappeda KotaBalikpapan)


123

Gambar 1. Peta Daerah Telitian

Gambar 2. Peta Topografi Kota Balikpapan


124

Gambar 3. Peta Geologi Kota Balikpapan


125

Gambar 4. Stratigrafi Daerah Telitian (1)


126

Gambar 4. Stratigrafi Daerah Telitian (2)


127

Gambar 5. Simple Slope Model STP 1



128




129


Gambar 10. Peta Penyebaran Longsor Kota Balikpapan

Documents

INVESTIGASI GEOLOGI POTENSI LONGSOR BERDASARKAN …repository.ugm.ac.id/135129/1/116-129 M1O-03.pdf · ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK BATUAN DAERAH KOTA BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR