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

  

PERHITUNGAN FAKTOR KEAMANAN DAN PEMODELAN LERENG

SANITARY LANDFILL DENGAN FAKTOR KEAMANAN OPTIMUM

DI KLAPANUNGGAL, BOGOR

  _{1 3} Fadhila Muhammad LT* , Muhammad Kholik, Syaiful _1,2,3

  Universitas Ibn Khaldun Bogor Kontak Person :

  Fadhila Muhammad LT, Muhammad Kholik, Syaiful _{*1 2} e-mail: fadhiel.mq@gmail.com , kholikmuhammad26@gmail.com , 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 10 - 15

meter, material sampah 4 kedalaman 15 - 20 meter, lempung kaku pada kedalaman 20.1 – 21.3 meter,

dan lapisan rock-mudstone pada kedalaman 21.3 - 31 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

_o adalah sebesar 1.320 pada timbunan dengan tinggi 24 meter dan kemiringan timbunan sebesar 35

  .

  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].

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 2007. 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

  1.3

  1.5

  1.25

  1.3 atau bangungan disekitarnya Ada banyak

  1.5

  2.0

  1.3

  1.5 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

  

Gambar 1 Diagram alir penelitian

II- 2 SENTRA 2017

  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

  

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 Rock- mudstone

  Kedalaman meter 1.0 – 5.0 5 – 10 10 – 15 15 – 20 20,1 – 21,3

  21,3 – 31,0

  Berat jenis (γ) kN/m ³ 15,69 15 15,46 16,5 17,7

  15 Sudut friksi (Ø) derajat 9,41 22 14,17 19,63 13 13,84 Kohesi (C) kPa 41,43 50 64,59 60 6,68 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

  Dari Gambar 4 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Ordinary adalah sebesar 1.804. 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 1.928. 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 1.821. Selanjutnya, model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Morgenstern-Price diperlihatkan pada Gambar 7

  

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 1.925. Dengan demikian, nilai faktor keamanan dengan seluruh metode dapat diperlihatkan pada

  Gambar 8

Tabel 4 Nilai faktor keamanan dengan menggunakan aplikasi Slope/W

  Metode Momen Gaya

• Ordinary 1.804
• Bishop 1
• Janbu 1.821

  Morgenstern-Price 1.925 1.918

  Sumber: Analisis Slope/W Dari Tabel

  4 di atas, terlihat bahwa nilai faktor keamanan paling rendah adalah 1.804 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 1.3.

  3.2. Analisis Angka Keamanan Lereng Optimum _o Percobaan dilakukan dengan mengubah kemiringan model lereng menjadi 35 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 1.320. Model keruntuhan lereng dengan menggunakan metode Bishop diperlihatkan pada Gambar 11. Dari Gambar

  

10 , nilai faktor keamanan menurut metode Bishop adalah sebesar 1.405. Model keruntuhan lereng

dengan menggunakan metode Janbu diperlihatkan pada Gambar 11.

II- 6 SENTRA 2017

  

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.

  Dari Gambar 11 di atas, nilai faktor keamanan menurut metode Janbu adalah sebesar 1.366. 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 1.404. Dengan demikian, nilai faktor keamanan dengan seluruh metode dapat diperlihatkan pada Tabel 5.

  

Tabel 5. Nilai faktor keamanan dengan menggunakan aplikasi Slope/W

  Metode Momen Gaya

• Ordinary 1.320
• Bishop 1.405

  Janbu - 1.363 Morgenstern-Price 1.404 1.401

  Sumber: Analisis Slope/W Dari Tabel 5 di atas, nilai faktor keamanan berkisar diantara 1.320 – 1.405 dimana faktor keamanan paling rendah untuk model lereng yang telah mengalami perubahan dimensi adalah 1.320 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 1.804 – 1.925. 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 _o yang telah dilakukan, dengan kemiringan lereng sebesar 35 dan tinggi landfill sebesar 24 meter, diperoleh nilai faktor keamanan minimum sebesar 1.320

  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

II- 8 SENTRA 2017

  [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 1110-2-1902 Slope Stability Engineering Manual, Appendix C: Stability Analysis Procedures – Theory and Limitations, 1992. [5] Machado, S.L et al. “Evaluation of the Geotechnical Properties of MSW in Two Brazilian Landfill.” Waste Management Journal. Elsevier, vol. 30, pp. 2579-2591, 2010. [6] Dixon N., Jones. D.R.V., “Engineering Properties of Municipal Solid Waste”. Geotextile and Geomembrane, 23 (3) pp. 205-233, 2005. [7] Arifin, D. Syamsul., “Tinjauan Stabilitas Lereng, (Studi Kasus: Ruas Jalan Bogor-Cilebut dengan

  Pendetailan di Sta. 0+040)”, Tugas Akhir, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Ibn Khaldun, Bogor, 2006. [8] Geonusa Utama. PT., “Slope Stability Assessment for Landfill: PPLi Class 1 Module 5”, 2014. [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”, 2015.