Jurnal Geocelebes Vol. 5 No. 1, April 2021, 46 – 54

## ANALISIS KESTABILAN LERENG HIGHWALL
MENGGUNAKAN METODE BISHOP SIMPLIFIED PADA PIT 13 PT BELAYAN INTERNASIONAL COAL KECAMATAN MARANGKAYU KABUPATEN KUTAI KARTANEGARA

## Muhammad Amin Syam, Heriyanto, Hamzah Umar, Chairul Ikhwan, Mifta Sardilla
Teknik Geologi, Universitas Mulawarman, Jl. Sambaliung No.9 Samarinda 75119, Indonesia.
*Corresponding author. Email: muhammadamin.syam24@gmail.com
Manuscript received: 2 March 2021; Received in revised form: 25 April 2021; Accepted: 27 April 2021

## Abstrak
PT  Belayan  Internasional  Coal  merupakan  perusahaan  yang  bergerak  dalam  bidang  pertambangan dengan sistem tambang terbuka. Salah satu kegiatannya dalam geoteknik adalah pembentukan lereng. Analisis kestabilan lereng menggunakan metode Bishop Simplified yang disederhanakan dengan tujuan untuk  mendapatkan  nilai  faktor  keamanan  dinamis  (≥  1,1).  Saat  ini  nilai  Faktor  Keamanan  (FK) merupakan indikator pada penentuan apakah lereng stabil atau tidak. Parameter yang digunakan dalam analisis kestabilan lereng adalah sifat fisik dan sifat mekanik batuan yaitu bobot isi (ɣ), nilai kohesi (c), dan sudut geser dalam ( ∅ ). Dari hasil perhitungan lereng keseluruhan ( overall slope ) dinamis, lereng keseluruhan ( overall slope ) yang direkomendasikan adalah dibentuk dengan sudut lereng individu 55°, lebar bench 5 meter, tinggi 10 meter, dan jumlah lereng individu sebanyak 8 lereng. Desain ini akan menghasilkan lereng keseluruhan dengan dimensi sudut lereng 41°, tinggi 80 meter, dan memiliki nilai faktor keamanan dinamis yaitu 1,102 dengan keadaan jenuh air. Dengan demikian, lereng termasuk ke dalam kondisi stabil.
Kata Kunci : analisis kestabilan lereng; Bishop Simplified ; faktor keamanan dinamis.

## Abstract
PT  Belayan  Internasional  Coal  is  an  an  open  pit  system  mining  company,  one  of  its  geotechnical activities is the construction of the slopes. Slope stability analysis used the Bishop Simplified method to obtain the value of the dynamic safety factor (≥ 1,1). Currently, the value of the Safety Factor (FK) is  an  indicator  in  determining  whether  the  slope  is  stable  or  not.  The  parameters  used  in  the  slope stability analysis are the physical and mechanical properties of the rock, namely weight (ɣ), cohesion value  (c),  and  internal  shear  angle  ( ∅ ).  From  the  results  of  dynamic  overall  slope  calculations,  the recommended overall  slope is  constructed with an individual slope angle of 55°, a bench  width of 5 meters, a height of 10 meters, and the number of individual slopes of 8 slopes. This design will produce dimensions of overall slope with 41° slope angle, 80 meters high, and has a dynamic safety factor value of 1,102 with water saturated condition. Thus, the slopes is in the stable condition.
Keywords : Bishop Simplified; dynamic safety factor; slope stability analysis.

## Pendahuluan
Sehubungan dengan hasil kegiatan eksplorasi dan rencana optimalisasi
penambangan batubara pada area kerja PT
Belayan Internasional Coal, maka dilakukan pengkajian studi geoteknik untuk menentukan
perancangan geometri
tambang  yang  aman  sesuai  dengan prosedur teknis yang benar.
Banyaknya kasus longsoran lereng tambang  menjadi  perhatian  khusus  pada kegiatan penambangan di Indonesia. Selain dapat merugikan perusahaan secara meteril, kasus  longsoran  lereng  tambang  dapat menghambat  eksplorasi  yang  berakibat pada  lingkup  keamanan  pekerjaan  yang dilaksanakan  di  lapangan  (Arif,  2010). Penyelidikan  geoteknik  mutlak  diperlukan untuk mengurangi resiko tersebut.
Analisis kestabilan lereng untuk kepentingan  tambang  terbuka  bertujuan untuk  menentukan  geometri  lereng,  yaitu sudut  dan  tinggi  lereng.  Faktor  utama penentu  geometri  lereng  adalah  struktur geologi,  sifat  fisik,  sifat  mekanik  batuan, dan kondisi air tanah (Bester et al., 2013). Longsoran  merupakan  proses  perpindahan massa tanah secara alami dari tempat yang tinggi  ke  tempat  yang  lebih  rendah. Pergerakan  tanah  ini  terjadi  karena perubahan  keseimbangan  daya  dukung tanah  dan  akan  berhenti  setelah  mencapai keseimbangan  baru  (Johansson,  2014). Longsoran  umumnya  terjadi  jika  tanah sudah tidak mampu menahan berat lapisan tanah  di  atasnya  karena  ada  penambahan beban pada lereng dan berkurangnya kohesi antara  butiran  tanah/  batuan  (Golder Associates, 2018).
Oleh  karena  itu,  diperlukan  suatu  model/ desain  lereng  tambang  yang  sudah memperhitungkan kemantapan dan kestabilan  lereng  pada  daerah  penelitian jika  operasi  penambangan  dilaksanakan (LAPI  ITB,  2017).  Metode Bishop Simplified digunakan  dalam  memodelkan kestabilan  lereng  pada  penelitian  ini. Metode  ini  menerapkan  kesetimbangan momen gaya dan adanya gaya normal antar irisan yang bekerja sehingga hasil pemodelan dapat mendekati model sebenarnya.
Daerah  penelitian  secara  administratif
terletak  di  daerah  Perangat,  Kecamatan
Marangkayu, Kabupaten Kutai
Kartanegara,  Secara  astronomis  terletak antara 0  13’ 26.7” LU dan 117  16’ 35.1” BT.
Kondisi morfologi daerah penelitian dibagi menjadi  dua  satuan  bentuk  lahan,  yaitu: perbukitan  terkikis  dan  dataran  alluvial. Satuan  batuan  pada  daerah  penelitian mengikuti  tata  nama  satuan  litostratigrafi tidak  resmi  menurut  Sandi  Stratigrafi Indonesia dengan urutan dari muda sampai tua,  yaitu endapan  alluvial  Perangat  dan satuan Batulempung Perangat. Berdasarkan penarikan sebaran lapisan batuan, memperlihatkan  adanya  pola  garis  dengan arah  timurlaut  –  baratdaya  (Gambar  1). Data pengamatan singkapan, juga didapatkan kedudukan lapisan batuan, yaitu berarah timurlaut – baratdaya dengan besar kemiringan  yang  relatif  sama,  maka ditafsirkan struktur geologi yang terdapat di daerah telitian adalah sayap lipatan.

## Metode Penelitian
Pada  tahap  ini,  data  yang  didapat  dari lapangan  dan  uji  laboratorium  akan dianalisis. Adapun metode dalam penelitian ini dijelaskan sebagai berikut:
a. Pengambilan  data  primer;  data  ini langsung  diambil  di  lapangan  terdiri dari  data  litologi  dari  log  bor  dan coring dan geometri lereng awal.
b. Uji laboratorium; data coring selanjutnya  dibedakan  berdasarkan jenis  litologinya,  kemudian  dilakukan uji  sifat  fisik  untuk  mengetahui  bobot isi  batuan  dan  uji  kuat  geser  batuan untuk menghitung nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam ( ∅ ) batuan.
c. Desain lereng; lereng didesain menjadi 2  (dua),  yakni  lereng  tunggal  ( single slope ) dan lereng keseluruhan ( overall slope ).  Data  hasil  uji  laboratorium dimasukkan (material properties) berdasarkan jenis litologinya.
d. Analisis kestabilan lereng menggunakan software Slide versi
trial ;  lereng  dianalisis  menggunakan kriteria  keruntuhan Mohr-Coulomb dan  menggunakan  metode Bishop Simplified dengan  kondisi  tersaturasi air dan dinamis yaitu lereng mendapatkan tambahan beban kegempaan dan beban kendaraan.
e. Hasil  dan  kesimpulan;  dari  hasil analisis  kestabilan  lereng  diperoleh nilai faktor keamanan baik pada lereng tunggal  ( single  slope )  maupun  pada lereng keseluruhan ( overall slope ).
Gambar 1. Peta Geologi Daerah Penelitian
Mengacu  pada  Keputusan  Menteri  ESDM Nomor 827K/30/MEM/2018
tentang
Pedoman  Pelaksanaan  Kaidah  Teknik Pertambangan yang Baik, maka nilai faktor keamanan untuk lereng keseluruhan ( overall  slope )  dapat  diterima  jika  nilai faktor  keamanan  (FK)  dinamis  yakni minimal 1,1. Apabila nilai faktor keamanan (FK)  kurang  dari  1,1  maka  dilakukan kembali perhitungan nilai faktor keamanan dari  desain  geometri  lereng  penambangan yang  berbeda  hingga  mendapatkan  nilai faktor keamanan (FK)  yang sesuai dengan kriteria yang dapat diterima yakni minimal 1,1.  Adapun  persamaan  matematis  dari metode Bishop Simplified dituliskan sebagai berikut:
𝐹𝐾 = ∑[𝑐.𝑙+(𝑃−𝑢𝑙) tan ∅]
∑ 𝑊.sin 𝛼 1
dengan: c   : kohesi efektif l  : panjang dasar irisan
P  : gaya normal pada dasar irisan
u  : tekanan air pori ϕ : sudut gesek dalam W : berat irisan α : sudut irisan terhadap sumbu y

## Hasil dan Pembahasan
Tujuan  dilakukannya  analisis  kestabilan lereng penambangan adalah untuk menentukan  geometri  (tinggi  dan  sudut kemiringan)  lereng  yang  stabil  (Sugianti,
2013).  Data  masukan  yang  digunakan untuk  analisis  ini  adalah  geometri  lereng, perlapisan batuan, sifat fisik, dan mekanik batuan  pembentuk  lereng  (Muntohar  dan Saputro, 2014).
Longsoran  yang  akan  terjadi  diasumsikan berbentuk  busur  dan  analisis  dilakukan dengan metode Bishop Simplified . Perhitungan dilakukan pada lereng tunggal ( single  slope )  dan  lereng  keseluruhan ( overall slope ).
Pada penambangan batubara, untuk mengupas  lapisan  tanah  penutup  akan terbentuk lereng highwall yang terdiri dari lereng  tunggal  ( single  slope )  dan  lereng keseluruhan ( overall slope ) .
Material properties yang digunakan untuk pembentuk lereng berdasarkan data log bor dan uji laboratorium di daerah penambangan  PT  Belayan  Internasional Coal adalah sebagai berikut (Tabel 1): Tabel 1. Material Properties pada titik  GT-01
Material Unit Weight Direct Shear Test Friction Angle  Cohesion KN/m 3 Peak  p (°) Residu  r (°) (°) KPa Claystone 1 19,141 30,96 0 15,48 57,303922 Claystone 2 16,915074 30,54 0 15,27 40,490196 Siltstone 1 21,062944 43,97 33,24 38,60 192,94118 Claystone 3 20,003914 37,66 20,58 29,12 252,45098 Siltstone 2 21,013915 45,77 35,7 40,73 343,13725 Claystone 4 18,121192 40,71 28,55 34,63 275,04902 Siltstone 3 19,768573 42,77 29,03 35,9 200,58824

## 1. Lereng Tunggal (Single Slope)
Perhitungan  kestabilan  lereng  dilakukan untuk  tiap  jenis  material  pembentuk lereng,  yaitu  untuk  material  batupasir, batulanau,  dan  batulempung  dengan menggunakan dua parameter, yakni: a. Tinggi lereng tunggal (h)
Penggaruan material menggunakan
Excavator  Komatsu  PC-300 dengan Maximum  Cutting  Height sebesar  10 meter.
b. Sudut lereng tunggal (α) Perhitungan  simulasi  kestabilan  lereng tunggal  dilakukan  dengan  sudut lereng sebesar  55°,  60°,  65°,  dan  70°  pada tinggi 10 meter.
Hasil perhitungan kestabilan lereng tunggal sebagai  rekomendasi  untuk  penggalian lapisan batuan penutup pada Highwall GT- 01 dijelaskan sebagai berikut:
 Pada  material Claystone  1 (Gambar  2) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  70°  dengan  hasil
perhitungan  faktor  keamanan  (FK)  = 1,464 .  Pada  material Claystone  2 (Gambar  3) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  60°  dengan  hasil perhitungan  faktor  keamanan  (FK)  = 1,320 .
 Pada  material Siltstone  1 (Gambar  4) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  70°  dengan  hasil perhitungan  faktor  keamanan  (FK)  = 4,561 .
 Pada  material Claystone  3 (Gambar  5) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  70°  dengan  hasil perhitungan  faktor  keamanan  (FK)  = 6,158 .
 Pada  material Siltstone  2 (Gambar  6) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  70°  dengan  hasil faktor keamanan (FK) = 8,030 .
Gambar 2. Rekomendasi Geometri Lereng Tunggal pada Material Claystone 1
Gambar 3. Rekomendasi Dimensi Lereng Tunggal Pada Material Claystone 2
Gambar 5. Rekomendasi Dimensi Lereng Tunggal Pada Material Claystone 3
Gambar 6. Rekomendasi Dimensi Lereng Tunggal Pada Material Siltstone 2
Gambar 7. Rekomendasi Dimensi Lereng Tunggal Pada Material Claystone 4
Gambar 8. Rekomendasi Dimensi Lereng Tunggal Pada Material Siltstone 3
 Pada  material Claystone  4 (Gambar  7) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  70°  dengan  hasil faktor keamanan (FK) = 7,326 .
 Pada  material Siltstone  3 (Gambar  8) disarankan menggunakan geometri lereng  dengan  tinggi  (h)  =  10  m  dan sudut  lereng  (α)  =  70°  dengan  hasil faktor keamanan (FK) = 4,977 .
Rekomendasi lereng tunggal hasil perhitungan  kestabilan  untuk  penggalian lapisan batuan penutup pada Highwall GT- 01 diringkas dalam Tabel 2.
Tabel 2. Rekomendasi Lereng Tunggal Material Slope Tinggi Lereng  FK Claystone 1 70° 10 m 1,464 Claystone 2 60° 10 m 1,320 Siltstone 1 70° 10 m 4,561 Claystone 3 70° 10 m 6,158 Siltstone 2 70° 10 m 8,030 Claystone 4 70° 10 m 7,326 Siltstone 3 70° 10 m 4,977

## 2. Lereng Keseluruhan (Overall Slope)
Pendekatan  analisis  dalam  perhitungan lereng keseluruhan adalah:
a. Pada  analisis  lereng  keseluruhan, tubuh  lereng  terdiri  dari  beberapa
material  penyusun  dan  mempunyai sudut kelerengan stabil yang direkomendasikan  berdasarkan  hasil analisis dan simulasi lereng tunggal.
b. Nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam ( ∅ ) digunakan dalam analisis kemantapan lereng diambil dari analisis  statistik,  yaitu  dipilih  nilai masing-masing  material.  Begitu  juga dengan nilai bobot isi natural (ɣ nat ) dan bobot isi jenuh (ɣ sat ).
c. Material pada Weathering Zone dianggap  sebagai  material  satuan batuan di bawahnya.
d. Tinggi  muka  air  tanah  pada  kondisi jenuh  adalah  sepenuhnya  terisi  air dengan menyesuaikan bentuk lereng.
e. Analisis  desain  lereng  keseluruhan secara dinamis.
f. Desain  lereng  keseluruhan  jenuh dinamis mendapatkan tambahan seismic  load (H&V:  0.15g) dan distributed load (250.000 KN/m 2 ).
g. Rekomendasi  teknis  adalah  hasil  dari analisis simulasi lereng jenuh dinamis.
h. Dalam melakukan perhitungan simulasi, tipe longsoran adalah longsoran busur.
i. Untuk  semua  lereng  yang  dianalisa menggunakan  nilai ∅ ,  c,  ɣ nat dan  ɣ sat merupakan  nilai  rata-rata  masing–
masing  pengujian  yang  diperoleh  dari laporan uji laboratorium.
j. Penggaruan material diasumsikan menggunakan Excavator Komatsu PC- 300 dengan Maximum  Cutting  Height sebesar 10 meter. Maka tinggi dimensi lereng tunggal adalah 10 meter.
k. Perhitungan simulasi kemantapan lereng  keseluruhan  dilakukan  dengan sudut lereng sebesar 45°, 50°, 55° dan 60°.
l. Analisis kestabilan lereng keseluruhan dihitung  sampai  diperoleh  lereng dengan FK ≥ 1,100.
Gambar 9. Rekomendasi Dimensi Lereng Keseluruhan Highwall
Menurut hasil perhitungan lereng keseluruhan  dinamis,  lereng  keseluruhan disarankan  dibentuk  dengan  sudut  lereng individu 55°, lebar bench 5 m, tinggi 10 m, dan  jumlah  lereng  individu  sebanyak  8 lereng, akan menghasilkan lereng keseluruhan  dengan  dimensi  sudut  lereng 41°,  tinggi  80  m,  dan  memiliki  nilai FK Dinamis  1,102 dengan  dalam  keadaan jenuh  air  (Gambar  9).  Dengan  demikian, lereng termasuk ke dalam kategori stabil.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan  di  PT.  Belayan  Internasional Coal pada area Pit 13 diperoleh kesimpulan sebagai berikut: Pertama, menurut perhitungan  uji  sifat  fisik  dan  uji  sifat mekanik  pada  tujuh  sampel  batuan diperoleh nilai kohesi (c) berkisar antara 40
KPa hingga 343 KPa, sudut geser dalam ( ∅ ) berkisar antara 15° - 40° dan nilai bobot isi natural  (ɣ nat )  berkisar  antara  16  KN/m 3 hingga  21  KN/m 3 .  Kedua,  rekomendasi geometri  lereng  tunggal  ( Single  Slope ) untuk  setiap  litologi  adalah  tinggi  lereng sama  sebesar  10  meter  dan  dengan  sudut lereng antara 60°–70°. Dari geometri lereng tersebut  diperoleh  kondisi  lereng  stabil dengan nilai faktor keamanan antara 1,320 –  8,030.  Ketiga,  lereng  keseluruhan ( Overall Slope)  dalam  kondisi  dinamis disarankan  dibentuk  dengan  sudut  lereng individu 55°, lebar bench 5 meter, tinggi 10 meter, dan jumlah lereng individu sebanyak 8 lereng. Geometri lereng ini menghasilkan lereng  keseluruhan  dengan  sudut  lereng 41°,  tinggi  80  meter,  dan  memiliki  nilai faktor  keamanan  dinamis  dan  tersaturasu air sebesar 1,102. Dengan demikian, lereng termasuk ke dalam kondisi stabil.

## Daftar Pustaka
Arif, I. 2010. Geoteknik Tambang . Program Studi  Teknik  Pertambangan  ITB. Bandung. 2010. Bester, M., Nel, E., & Gavigan, G. 2013. A Strategic  Approach  to  the  Design and  Implementation  of  anEffective Mine  Dewatering  System,  Slope Stability  (page.1-16). Australian Centre for Geomechanics. Brisbane. Golder  Associates.  2018. Geotechnical Investigation  for  Pitand  Waste Dump Studies Report . Johansson, J. 2014. Impact of Water-Level Variations on Slope Stability . Lulea University of Technology.
LAPI  ITB,  PT.  2017. Studi  Pengaruh
Getaran Peledakan Terhadap Perumahan Penduduk dan Evaluasi Kestabilan  Lereng  Tambang  PT
Kuansing  Inti  Makmur  Site  Muara Bungo . Jambi.
Muntohar,  A.S.  dan  Saputro,  R.I.  2014. Pengaruh  Kedalaman  Muka  Air Tanah  Awal  Terhadap  Analisis
Stabilitas Lereng Tak Jenuh .
Seminar Nasional X – 2014. Teknik Sipil ITS Surabaya pp. 985-990.
Sugianti,  K.  2013. Pengaruh  Muka Airtanah terhadap Kestabilan Lereng  pada  Ruas  Jalan  Raya
Cadaspangeran,  Sumedang .  Riset Geologi  Tambang,  22(2),  117-125. https://doi.org/10.14203/risetgeota m2012.v22.62