PERHITUNGAN FAKTOR KEAMANAN DAN PEMODELAN LERENG SANITARY LANDFILL DENGAN FAKTOR KEAMANAN OPTIMUM DI KLAPANUNGGAL, BOGOR

Transkripsi

1 PERHITUNGAN FAKTOR KEAMANAN DAN PEMODELAN LERENG SANITARY LANDFILL DENGAN FAKTOR KEAMANAN OPTIMUM DI KLAPANUNGGAL, BOGOR Fadhila Muhammad LT* 1, Muhammad Kholik, Syaiful 3 1,2,3 Universitas Ibn Khaldun Bogor Kontak Person : Fadhila Muhammad LT, Muhammad Kholik, Syaiful fadhiel.mq@gmail.com *1, kholikmuhammad26@gmail.com 2, syaiful@ft.uika-bogor.ac.id Abstrak Longsor yang terjadi pada Sanitary Landfill yang berada di Kec. Klapanunggal Kab. Bogor terjadi pada muka lereng bagian timur. Sebelum perbaikan dilakukan, dilaksanakan analisis nilai faktor keamanan pada rencana lereng baru pada dimensi yang sama dengan kondisi eksisting sebelum terjadi longsor. Sanitary landfill memiliki lebar eksisting 160 meter, tinggi lereng 21 meter, sudut kemiringan 26 derajat dan terdiri dari beberapa lapisan. Diantaranya lapisan material sampah 1 pada kedalaman 1 5 meter, material sampah 2 pada kedalaman 5-10 meter, material sampah 3 pada kedalaman meter, material sampah 4 kedalaman meter, lempung kaku pada kedalaman meter, dan lapisan rock-mudstone pada kedalaman meter. Jika nilai Faktor Keamanan belum memenuhi kriteria, maka diperlukan perubahan dimensi lereng untuk mengurangi resiko terjadinya longsor di masa yang akan datang. Namun jika nilai Faktor Keamanan terlalu tinggi, juga perlu dilakukan perubahan dimensi, karena akan berpengaruh pada optimalisasi kapasitas landfill. Makalah ini mengemukakan perhitungan faktor keamanan sanitary landfill dengan faktor keamanan optimal dengan metode kesetimbangan batas dibantu program komputer slope/w dari Geo-Studio. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai faktor keamanan lereng timbunan adalah 1.804, yang dinilai terlalu tinggi, sehingga dilakukan pemodelan ulang. Dengan metode trial dan error, didapatkan nilai faktor keamanan adalah sebesar pada timbunan dengan tinggi 24 meter dan kemiringan timbunan sebesar 35 o. Kata kunci: Lereng, Faktor Keamanan, Longsor, Sanitary Lanfill, optimalisasi kapasitas landfill 1. Pendahuluan Limbah yang dihasilkan dari industri bisa berupa limbah padat, limbah cair, serta gas. Limbah padat diproses agar tidak berbahaya dan kemudian dibuang atau ditimbun di landfill [1]. Salah satu lokasi pembuangan limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) tersebut berada di Kec. Klapanunggal Kab. Bogor. Sanitary landfill tersebut telah mengalami longsor pada bagian lapis penutup (caps layer) berupa lapis tanah merah di atas lapisan liner di sebelah timur. Longsor ini disebabkan oleh angka keamanan stabilitas lereng landfill yang kurang baik atau tidak memenuhi syarat faktor keamanan untuk sebuah lereng. Jika nilai faktor keamanan belum memenuhi kriteria, maka diperlukan perubahan dimensi lereng untuk mengurangi resiko terjadinya longsor di masa yang akan datang. Namun jika nilai faktor keamanan terlalu tinggi, juga perlu dilakukan perubahan dimensi, karena akan berpengaruh pada optimalisasi kapasitas landfill. Analisis faktor keamanan dilakukan untuk menilai tingkat stabilitas lereng terhadap bahaya longsor. Metode stabilitas lereng melibatkan teknik kontruksi khusus yang harus dipahami dan diomodelkan dalam cara yang realistis. Pemahaman tentang geologi, hidrologi, dan sifat-sifat tanah merupakan dasar yang penting untuk menerapkan prinsp-prinsip stabilitas lereng dengan benar [2]. Penilaian tentang resiko atau faktor keamanan harus dilakukan untuk menilai hasil analisis [3]. Perhitungan faktor keamanan dilakukan dengan bantuan aplikasi Slope-W dari Geo-studio. Metode yang digunakan berdasarkan metode kesetimbangan batas (metode irisan) [4]. SENTRA 2017 II - 1

2 2. Metode Penelitian Penelitian dilakukan dengan melakukan analisis nilai faktor keamanan pada model lereng sanitary landfill. Data yang digunakan berupa data sekunder seperti data hasil investigasi lapangan di lokasi sanitary landfill. Data parameter tanah merupakan data investigasi lapangan dan hasil pengujian di laboratorium mekanika tanah. Jika data parameter tanah tidak didapatkan, dilakukan korelasi hasil pengujian sampel waste material dan data tanah yang relevan [5], mengingat fakta bahwa semakin lama lapis material waste ditimbun, maka parameter mekanik material akan semakin mendekati material mekanik dari tanah [6]. Dari data-data yang telah dikumpulkan lalu diolah menggunakan software Geostudio Slope/W Perhitungan nilai faktor keamanan dilakukan pada pada model lereng landfill dengan dimensi yang sama dengan kondisi eksistingnya. Jika nilai faktor keamanan kurang dari nilai minimum yang disyaratkan, maka dilakukan perubahan dimensi lereng hingga nilai faktor keamanan nya menjadi optimal. Namun jika nilai faktor keamanan model sanitary landfill terlalu tinggi, juga perlu dilakukan perubahan dimensi, baik dengan cara menambah lapisan atau dengan mengubah sudut kemiringan lereng landfill hingga diketahui faktor keamanan yang optimal untuk lereng. Kriteria faktor keamanan lereng menurut konsensus TPKB DKI- Jakarta, yang ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 1 Kriteria faktor angka keamanan minimum untuk lereng [7] Kondisi Validitas data sifat tanah Lingkungan Rendah Cukup Sementara Permanen Sementara Permanen Tidak ada manusia atau bangungan disekitarnya Ada banyak bangunan disekitarnya Sumber: Konsensus TPKB DKI Jakarta, 1999 Perhitungan nilai faktor keamanan dilakukan pada model sanitary landfill mengikuti proses diagram alir yang diperlihatkan pada Gambar 1 II- 2 SENTRA 2017 Gambar 1 Diagram alir penelitian

3 Menurut diagram alir pada Gambar 1, penentuan nilai safety factor optimal akan dilakukan melalui prosedur coba dan gagal ( trial and error), dimana pengulangan akan dihentikan apabila nilai safety factor telah mendekati nilai safety factor rencana. Lokasi penelitian berada di Kec. Klapanunggal Kab. Bogor. Titik penelitian diperlihatkan pada Gambar 2. Sedang data parameter pelapisan tanah didapatkan dari hasil investigasi geoteknik yang telah dilakukan sebelumnya. Lokasi titik pengambilan sampel tanah untuk pengujian laboratorium diperlihatkan pada Gambar 3. Mengingat bahwa sanitary landfill merupakan bangunan permanen dan lingkungan di sekitar landfill bukanlah area permukiman, serta data parameter tanah yang dipergunakan memiliki validitas data yang cukup, maka menurut Tabel 1 di atas, nilai faktor keamanan minimum yang akan diambil adalah 1.3. Lokasi Penelitian (a) (b) Gambar 2 (a) Lokasi Penelitian Stabilitas Lereng Sanitary Landfill, (b) Titik pengambilan sampel tanah [8] Pengujian laboratorium dilakukan untuk memperoleh data parameter mekanik setiap lapisan tanah. Data dimensi lereng diperlihatkan pada Tabel 2, sedangkan parameter mekanik tanah diperlihatkan pada Tabel 3 Tabel 2 Data dimensi lereng Kontur Lereng: Nilai Satuan Tinggi Lereng Landfill 21 meter Lebar Landfill 160 meter Sudut Kemiringan 26 derajat Sumber: Pengukuran Survey SENTRA 2017 II - 3

4 Tabel 3 Parameter Lapisan Waste dan Tanah Dasar Sanitary Landfill [6] Tipe Unit W-01 W-02 W-03 W-04 S-01 S-02 Waste Waste Waste Waste Stiff Clay Rockmudstone Kedalaman meter ,1 21,3 21,3 31,0 Berat jenis (γ) kn/m 3 15, ,46 16,5 17,7 15 Sudut friksi (Ø) derajat 9, ,17 19, ,84 Kohesi (C) kpa 41, , ,68 5,9 Data dimensi dan parameter lapisan tanah dimodelkan dalam model timbunan sanitary landfill, seperti diperlihatkan pada Gambar 3. Model stratifikasi waste dan tanah yang diperlihatkan pada Gambar 4 kemudian dianalisa dengan menggunakan aplikasi Slope/W untuk menentukan kurva keruntuhan dan nilai faktor keamanan lerengnya. Gambar 3 Model stratifikasi waste dan tanah berdasarkan data input 3. Hasil Penelitian dan Pembahasan 3.1. Angka Keamanan Model Lereng Dengan menggunakan aplikasi Slope/W, maka akan dihasilkan output berupa model kurva keruntuhan [1], dan nilai angka keamanan terkecil dengan setiap metode yang digunakan [1]. Dalam penelitian ini dipergunakan metode ordinary, metode Bishop, metode Janbu dan Metode Morgenstern- Price. Model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Ordinary diperlihatkan pada Gambar 4. Gambar 4 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Ordinary. II- 4 SENTRA 2017

5 Dari Gambar 4 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Ordinary adalah sebesar Model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Bishop diperlihatkan pada Gambar 5. Gambar 5 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Bishop. Dari Gambar 5 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Bishop adalah sebesar Model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Janbu diperlihatkan pada Gambar 6 Gambar 6 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Janbu. Dari Gambar 5 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Janbu adalah sebesar Selanjutnya, model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Morgenstern-Price diperlihatkan pada Gambar 7 SENTRA 2017 II - 5

6 Gambar 7 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Morgenstern- Price. Dari Gambar 7 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Morgenstern-Price adalah sebesar Dengan demikian, nilai faktor keamanan dengan seluruh metode dapat diperlihatkan pada Gambar 8 II- 6 SENTRA 2017 Tabel 4 Nilai faktor keamanan dengan menggunakan aplikasi Slope/W Metode Momen Gaya Ordinary Bishop Janbu Morgenstern-Price Sumber: Analisis Slope/W Dari Tabel 4 di atas, terlihat bahwa nilai faktor keamanan paling rendah adalah dengan menggunakan metode ordinary. Dengan demikian, berdasarkan Tabel 1 tentang kriteria angka keamanan minimum pada lereng, dapat disimpulkan bahwa lereng tersebut berada pada kriteria aman. Mengingat bahwa nilai tersebut jauh lebih besar daripada nilai yang disyaratkan yakni 1.3, maka lereng masih memiliki kemampuan untuk menampung lebih banyak material timbunan sampah. Langkah selanjutnya adalah melakukan perubahan dimensi pada lereng untuk mengetahui tinggi timbunan kritis dimana angka keamanan mendekati nilai Analisis Angka Keamanan Lereng Optimum Percobaan dilakukan dengan mengubah kemiringan model lereng menjadi 35 o dan menambah lapis waste baru dengan ketebalan 3 (tiga) meter sehingga tinggi total lereng menjadi 24 meter. Parameter tanah yang digunakan bagi timbunan baru mengikuti parameter lapis Waste-1. Model lereng yang telah mengalami perubahan dimensi diperlihatkan pada Gambar 9. Dengan melakukan prosedur analisa keruntuhan lereng, maka model kurva keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Ordinary diperlihatkan pada Gambar 10. Dari Gambar 10, nilai faktor keamanan menurut metode Ordinary adalah sebesar Model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Bishop diperlihatkan pada Gambar 11. Dari Gambar 10, nilai faktor keamanan menurut metode Bishop adalah sebesar Model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Janbu diperlihatkan pada Gambar 11.

7 Gambar 8 Model lereng yang telah mengalami perubahan dimensi. Gambar 9 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Ordinary. Gambar 10 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Bishop. Gambar 11 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Janbu. SENTRA 2017 II - 7

8 Dari Gambar 11 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Janbu adalah sebesar Selanjutnya, model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Morgenstern-Price diperlihatkan pada Gambar 12 Gambar 12 Model kurva keruntuhan dan faktor keamanan paling rendah dengan metode Morgenstern-Price. Dari Gambar 12 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Morgenstern-Price adalah sebesar Dengan demikian, nilai faktor keamanan dengan seluruh metode dapat diperlihatkan pada Tabel 5. II- 8 SENTRA 2017 Tabel 5. Nilai faktor keamanan dengan menggunakan aplikasi Slope/W Metode Momen Gaya Ordinary Bishop Janbu Morgenstern-Price Sumber: Analisis Slope/W Dari Tabel 5 di atas, nilai faktor keamanan berkisar diantara dimana faktor keamanan paling rendah untuk model lereng yang telah mengalami perubahan dimensi adalah dengan menggunakan metode ordinary. 4. Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut: 1. Nilai faktor keamanan lereng landfill berkisar diantara angka Menurut tabel 1, lereng dapat dinyatakan aman. Mengingat bahwa nilai tersebut jauh lebih besar daripada nilai yang disyaratkan yakni 1.3, maka lereng masih memiliki kemampuan untuk menampung lebih banyak material timbunan sampah. Optimalisasi kapasitas lereng dapat dilakukan dengan menambah tinggi timbunan. Dari penelitian yang telah dilakukan, dengan kemiringan lereng sebesar 35 o dan tinggi landfill sebesar 24 meter, diperoleh nilai faktor keamanan minimum sebesar Referensi : [1] Tchobanoglous, G., and Kreith, F., 1993, Handbook of Solid Waste Management. 2nd ed, The McGraw-Hill Companies, Inc. United States of America. [2] Badan Pengendalian Dampak Lingkungan, Kep. Ka Bapedal No. Kep 04/Bapedal/09/1995 tentang tata cara dan persyaratan penimbunan hasil pengolahan, persyaratan lokasi bekas pengolahan, dan lokasi bekas penimbunan limbah bahan berbahaya dan beracun, 1995

9 [3] Abramson, L.W., Lee T.S., Sharma S., and Boyce G.M., Slope Stability and Stabilization Methodes, 1996, John Wiley & Sons, Inc. New York. [4] US Army Crops of Engineer. EM Slope Stability Engineering Manual, Appendix C: Stability Analysis Procedures Theory and Limitations, [5] Machado, S.L et al. Evaluation of the Geotechnical Properties of MSW in Two Brazilian Landfill. Waste Management Journal. Elsevier, vol. 30, pp , [6] Dixon N., Jones. D.R.V., Engineering Properties of Municipal Solid Waste. Geotextile and Geomembrane, 23 (3) pp , [7] Arifin, D. Syamsul., Tinjauan Stabilitas Lereng, (Studi Kasus: Ruas Jalan Bogor-Cilebut dengan Pendetailan di Sta ), Tugas Akhir, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Ibn Khaldun, Bogor, [8] Geonusa Utama. PT., Slope Stability Assessment for Landfill: PPLi Class 1 Module 5, [9] Bishop, The Use of the Slip Circle in the Analysis Stability of the Slope, 1954 [10] Geo-Slope International, Stability Modelling with Slope/W: Engineering Methodology, SENTRA 2017 II - 9