Transcription
LAPORAN KEMAJUANPENELITIAN DOKTOR BARUDANA ITS 2020Karakterisasi dan Visualisasi Pergerakan Tanah TanggulPenahan Lumpur Sidoarjo (LuSi)Tim Peneliti :Trihanyndio Rendy Satrya (Teknik Sipil/FTSPK)Ria Asih Aryani Soemitro (Teknik Sipil/FTSPK)Dwa Desa Warnana (Teknik Geofisika/FTSPK)Mahendra Andiek Maulana (Teknik Sipil/FTSPK)Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No: 865/PKS/ITS/2020DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKATINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYAi2020
Daftar IsiDaftar Isi . iDaftar Tabel . iiDaftar Gambar . iiiDaftar Lampiran . ivBAB I RINGKASAN . 1BAB II HASIL PENELITIAN . 22.1. Investigasi Geoteknik (Boring dan SPT). 32.1.1. Pengukuran Data Lapangan . 32.1.2.Penelitian Laboratorium . 72.2. Investigasi Geofisika (Uji Resistivitas) . 72.3. Interpretasi Hasil Investigasi . 102.3.1. Interpretasi Hasil Investigasi Geoteknik . 102.3.2. Interpretasi Hasil Investigasi Geofisika . 10BAB III STATUS LUARAN. 11BAB IV KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN . 12BAB V RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA . 13BAB VI DAFTAR PUSTAKA . 14BAB VII LAMPIRAN . 15LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran . 15i
Daftar TabelTabel 2.1. Rekapitulasi Pengujian Laboratorium Titik Bor DB-01 [3] . 7ii
Daftar GambarGambar 2.1.Layout Data Primer dan Data Sekunder Investigasi LuSi (google earth) . 2Gambar 2.2.(a). Bor dalam 0 – 10 m di titik DB-01 [3] . 3Gambar 2.2.(b). Bor dalam 10 – 20 m di titik DB-01 [3] . 4Gambar 2.2.(c). Bor dalam 30 – 40 m di titik DB-01 [3] . 5Gambar 2.2.(d). Bor dalam 40 – 50 m di titik DB-01 [3] . 6Gambar 2.3. (a) Layout Area Uji Resistivitas 3 D pada Bagian Tanggul P. 67 – P. 75.(b) Lokasi Survei titik P. 67 s/d P. 75 [4] . 8Gambar 2.4.Uji Resistivitas 3 D [4]; (a) Lintasan 1; (b) Lintasan 2: (c) Lintasan 3; (d) Lintasan 4 9Gambar 5.1.Dua pasang elektroda arus dan elektroda potensial pada permukaan medium homogenisotropis dengan resistivitas ߩ [5] . 13iii
Daftar LampiranLAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran . 15iv
BAB I RINGKASANSemburan lumpur dan gas di Sidoarjo, Indonesia terjadi pada 29 Mei 2006 mengakibatkan luapanlumpur yang berlebih. Lumpur terdiri atas material bahan padat dan cairan, sehingga untukmenanggulanginya maka material bahan padat harus ditampung dan sedangkan cairan harus dicampurdengan air terlebih dahulu sebelum dibuang ke sungai Porong. Campuran cairan ini masih mengandungpartikel yang sangat halus dan volume yang dibuang ke Sungai Porong hampir mencapai sekitar 60 juta m3per tahun. Cairan yang berampur partikel halus ini nantinya dapat menyebabkan masalah pengurangankapasitas akibat sedimentasi di sepanjang Sungai Porong dan di muara. Selain itu, tanggul yang dibangununtuk menahan lumpur, menumpu pada tanah dasar yang lunak di mana tidak ada perbaikan tanah ataupondasi khusus yang direncanakan. Beberapa kali kelongsoran telah terjadi pada badan tanggul dan tanahdasarnya, di mana yang terkini adalah kelongsoran tanggul pada tahun 2018. Kestabilan tanggul ini sangatlahpenting mengingat lokasinya yang berada di sekitar infrastruktur publik seperti rel kereta api, perumahanwarga dan jalan umum.Penelitian ini ditujukan untuk karakterisasi stratigrafi lapisan tanah di bawah tanggul dan visualisasipergerakan tanah tanggul. Investigasi Geoteknis adalah dilakukan untuk mengamati karakteristik fisik danmekanik tanah di bawah tanggul. Uji resistivitas 2D sebagai investigasi geofisika dilakukan untukmemvisualisasikan stratifikasi tanah dan pergerakan tanah tanggul.Dari hasil pengujian lapangan dan laboratorium untuk Investigasi Geoteknik (bor dalam sedalam 50meter), dapat dilihat bahwa pada ketebalan lapisan pertama sebesar 15 meter didominasi oleh tanahkelanauan dan kepasiran yang mana lapisan pertama ini adalah lapisan penyusun tanggul penahan lumpurSidoarjo. Ketebalan lapisan kedua sebesar 25 meter didominasi oleh tanah lempung yang sangat lunak yangmana lapisan ini adalah lapisan tanah dasar di bawah tanggul penahan lumpur Sidoarjo. Ketebalan lapisanketiga di bawahnya sebesar 10 meter didominasi oleh tanah padas dan tanah kepasiran yang keras. HasilInvestigasi Geofisika (uji resistivitas 3D) menunjukkan bahwa area berwarna biru adalah area yang memilikinilai resistivitas rendah dimana menunjukkan kondisi bawah permukaan yang jenuh dengan air, sedangkanarea berwarna merah adalah area yang memiliki nilai resistivitas tinggi dimana menunjukkan kondisi bawahpermukaan yang kering. Dari lintasan 1 sampai dengan lintasan 4, terlihat bahwa aliran rembesan dipermukaan terjadi pada area lintasan 1, lintasan 2 dan lintasan 3. Hal ini memperlihatkan bahwa adakemungkinan bahwa kelongsoran di tahun 2018 disebabkan oleh adanya rembesan air lumpur yangmengarah menuju area luar tanggul.Target luaran wajib dalam penelitian ini adalah dalam bentuk publikasi makalah pada jurnal internasionalterindeks Scopus.Kata kunci: Lumpur Sidoarjo, Tanggul, Tanah Lunak, Pergerakan Tanah, Stabilitas1
BAB II HASIL PENELITIANPada masa pandemi ini, data didapatkan dari data primer dan data sekunder. Data primer diperolehdari investigasi geofisika (resistivitas tanah) yang dilakukan pada awal bulan Agustus 2020. Sementara datasekunder diperoleh dari 2 (dua) sumber yaitu dari Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo, PPLS (2019 dan2020) serta dari data publikasi atau penelitian terdahulu.Data sekunder dari PPLS adalah data investigasi geoteknik berupa bor dalam hingga kedalaman 50meter dan dta investigasi geofisika berupa hasil resistivitas 3 dimensi pada 4 area di musim kemarau. Lokasititik pengujian data sekunder ini adalah pada lokasi badan tanggul dan bawah tanggul yang pernahmengalami kelongsoran pada tahun 2018. Beberapa bagian dari tanggul ini mengalami kelongsoran yangdisebabkan oleh aliran lumpur, di mana ini sangat membahayakan keselamatan penduduk sekitar [1]. Tanahbawah permukaan tanggul didominasi oleh lempung dan lanau serta pasir kelanauan yang memiliki dayadukung yang rendah dan tingkat kemampu-mampatan yang tinggi [2]. Gambar 2.1. berikut ini adalah layoutdata primer dan data sekunder untuk investigasi geoteknik dan investigasi geofisika.Gambar 2.1. Layout Data Primer dan Data Sekunder Investigasi LuSi (google earth)2
2.1. Investigasi Geoteknik (Boring dan SPT)2.1.1. Pengukuran Data LapanganPenelitian lapangan yang dilakukan berupa boring dan pengambilan sampel tanah. Benda uji diambil denganmenggunakan tabung dari pipa besi (Shelby tube) dengan diameter 3 inchi. Tanah yang telah diambil dengantabung Shelby segera di tutup bagian atas dan bawahnya dengan menggunakan lilin untuk menjaga kadar airbenda uji. Setelah selesai segera dibawa ke laboratorium untuk dilakukan pengujian.Gambar 2.2. (a) s/d Gambar 2.2. (d) berikut ini adalah data sekunder [3] untuk investigasi geoteknik ataubor dalam sedalam 50 meter di tanggul lumpur Sidoarjo yang sebelumnya mengalami kelongsoran.Gambar 2.2.(a). Bor dalam 0 – 10 m di titik DB-01 [3]3
Gambar 2.2.(b). Bor dalam 10 – 20 m di titik DB-01 [3]4
Gambar 2.2.(c). Bor dalam 30 – 40 m di titik DB-01 [3]5
Gambar 2.2.(d). Bor dalam 40 – 50 m di titik DB-01 [3]6
2.1.2.Penelitian LaboratoriumPenelitian laboratorium dilakukan segera setelah sampel tanah di peroleh dari lapangan, penelitianmeliputi laboratorium meliputi sifat fisik dan mekanik tanah. Adapun pengujian karakteristik tanah adalahsebagai berikut: Pengujian Sifat Fisik Tanah Indeks Konsistensi Distribusi Ukuran Butiran dan Analisa Hidrometer Klasifikasi Tanah Pengujian Berat Jenis Pengujian Propertis MekanikAdapun hasil pengujian laboratorium untuk titik DB-01 [3] adalah seperti pada Tabel 2.1.Tabel 2.1. Rekapitulasi Pengujian Laboratorium Titik Bor DB-01 [3]2.2. Investigasi Geofisika (Uji Resistivitas)Pada prinsipnya metode geofisika digunakan untuk mengetahui perubahan resistivitas lapisan batuandi bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC (Direct Current) yang dialirkan ke bawahpermukaan tanah melalui dua elektroda arus. Setelah besar arus dan besar potensial yang dihasilkan terukur,maka resistivitas bawah permukaan dapat dihitung. Untuk mengetahui persamaan umum untuk mencari nilairesistivitas perlu diketahui hubungan antara rapat arus dan intensitas medan listrik berdasarkan HukumOHM. Gambar 2.3. berikut ini adalah lokasi uji resistivitas 3D di tanggul P. 67 – P. 75.7
(a)(b)Gambar 2.3. (a) Layout Area Uji Resistivitas 3 D pada Bagian Tanggul P. 67 – P. 75.(b) Lokasi Survei titik P. 67 s/d P. 75 [4]8
Hasil pengukuran resistivitas 3D pada lintasan 1 s/d llintasan 4 dapat dilihat pada Gambar 2.4.(a)(b)(c)(d)Gambar 2.4. Uji Resistivitas 3 D [4]; (a) Lintasan 1; (b) Lintasan 2: (c) Lintasan 3; (d) Lintasan 49
2.3. Interpretasi Hasil Investigasi2.3.1. Interpretasi Hasil Investigasi GeoteknikDari Gambar 2.2. dan Tabel 2.1. dapat dilihat bahwa pada ketebalan lapisan pertama sebesar 15 meterdidominasi oleh tanah kelanauan dan kepasiran yang mana lapisan pertama ini adalah lapisan penyusuntanggul penahan lumpur Sidoarjo. Ketebalan lapisan kedua sebesar 25 meter didominasi oleh tanah lempungyang sangat lunak yang mana lapisan ini adalah lapisan tanah dasar di bawah tanggul penahan lumpurSidoarjo. Ketebalan lapisan ketiga di bawahnya sebesar 10 meter didominasi oleh tanah padas dan tanahkepasiran yang keras.2.3.2. Interpretasi Hasil Investigasi GeofisikaDari Gambar 2.4. dapat dilihat bahwa area berwarna biru adalah area yang memiliki nilai resistivitas rendahdimana menunjukkan kondisi bawah permukaan yang jenuh dengan air, sedangkan area berwarna merahadalah area yang memiliki nilai resistivitas tinggi dimana menunjukkan kondisi bawah permukaan yangkering. Dari lintasan 1 sampai dengan lintasan 4, terlihat bahwa aliran rembesan di permukaan terjadi padaarea lintasan 1, lintasan 2 dan lintasan 3. Hal ini memperlihatkan bahwa ada kemungkinan bahwakelongsoran di tahun 2018 disebabkan oleh adanya rembesan air lumpur yang mengarah menuju area luartanggul.10
BAB III STATUS LUARANBerikut ini adalah status luaran yang telah kami peroleh hingga saat ini.No1Jenis PublikasiJurnalInternasionalUsulan tema/judulNama jurnalStatusVisualization ofGeotechnical and GeologicalDraftLevee DeformationEngineering (Luaran Wajib)due to Mud-VolumeExpansion usingGeotechnical andGeophysicalInvestigationsKemajuan untuk luaran wajib adalah masih dalam tahap persiapan penyusunan draft.11
BAB IV KENDALA PELAKSANAAN PENELITIANKendala yang dialami pada saat pelaksanaan penelitian adalah masa pandemi di mana pengujianlapangan dan pengujian laboratorium sangat terbatas sekali dapat dilakukan, sehingga karena latar belakanginilah yang mendorong untuk didapatkannya data sekunder dari Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo. datasekunder diperoleh dari 2 (dua) sumber yaitu dari Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo, PPLS (2019 dan2020) serta dari data publikasi atau penelitian terdahulu.Untuk data primer berupa investigasi geofisika (resistivitas 3D), telah dilakukan pada awal bulanAgustus 2020. Kemajuan pengujian data primer ini adalah sedang dalam tahap pengolahan data, adapunpengujian resistivitas 3D ini apabila dibandingkan dengan pembahasan di sub bab 2.2. adalah bahwapengujian data primer ini dilakukan pada saat musim kemarau.12
BAB V RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYARencana tahapan selanjutnya adalah mengolah data primer (uji resistivitas 3D di musim kemarau)dan menginterpretasikan hasil pengujiannya. Adapun konsep uji resistivitas yang akan diolah datanya adalahseperti terlihat pada Gambar 5.1.Gambar 5.1. Dua pasang elektroda arus dan elektroda potensial pada permukaan medium homogenisotropis dengan resistivitas ߩ [5]Sementara itu, apabila terdapat dua elektroda arus C1 yang terletak pada permukaan suatu mediumhomogen, terangkai dengan elektroda arus C2 dan diantaranya ada dua elektroda potensial P1 dan P2 yangdibuat dengan jarak tertentu seperti pada (Gambar 5.1), maka potensial yang berada di dekat titik elektrodatersebut bisa dipengaruhi oleh kedua elektroda arus. Susunan keempat elektroda tersebut merupakan susunanelektroda yang biasanya dalam metode geolistrik resistivitas. Pada konfigurasi ini garis-garis aliran arus danekipotensial diubah oleh dekatnya kedua elektroda arus. Perubahan dari garis-garis ekipotensial yangmelingkar lebih jelas pada daerah antara dua elektroda arus sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5.1.Metode geolistrik resistivitas didasarkan pada anggapan bahwa bumi mempunyai sifat homogeny isotropis.Dengan asumsi ini, resistivitas yang terukur merupakan resistivitas yang sebenarnya dan tidak tergantungpada spasi elektroda. Namun pada kenyataannya bumi tersusun atas lapisan-lapisan dengan resistivitas yangberbeda-beda, sehingga potensial yang terukur merupakan pengaruh dari lapisan-lapisan tersebut. Karenanyaharga resistivitas yang terukur seolah-olah merupakan nilai resistivitas untuk satu lapisan saja. Dengandemikian tahanan jenis yang terukur bukan merupakan harga tahanan jenis untuk satu lapisan saja terutamauntuk spasi elektroda yang besar. Dalam hal ini yang terukur adalah tahanan jenis semu (apparent resistivity,ρa).Untuk luaran wajib, rencana tahapan selanjutnya adalah persiapan penyusunan artikel ilmiah darihasil analisa investigasi geoteknik dan investigasi geofisika.13
BAB VI DAFTAR PUSTAKA[1] Rahardjo, P.P. 2015. Geotechnical aspect of mud eruption disaster in East Java. Proceeding 19th Asianregional conference on soil mechanics and foundation engineering, Fukuoka, Japan[2] Rahardjo, P. P., Wirawan, A. and Sugianto, A. 2017. Geotechnical Site Characterization of a MudEruption Disaster Area Using CPTu for Risk Assessment and Mitigation (IPL-195). 4th WorldLandslide Forum Ljubljana Slovenia EU.[3] Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo. 2019.[4] Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo. 2020.[5] W. M. Telford, et al. 1990. Applied Geophysics. Cambridge University: Press New York.14
BAB VII LAMPIRANLAMPIRAN 1 Tabel Daftar LuaranProgramNama Ketua TimJudul: Penelitian Doktor Baru: Trihanyndio Rendy Satrya: Karakterisasi dan Visualisasi Pergerakan Tanah TanggulPenahan Lumpur Sidoarjo (LuSI)1.Artikel JurnalNoJudul ArtikelVisualization of Levee1Deformation due to Mud-VolumeExpansion using Geotechnical andGeophysical InvestigationsNama JurnalGeotechnical and GeologicalEngineering (Luaran Wajib)Status Kemajuan*)Persiapan*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, published2. Artikel KonferensiNoJudul ArtikelNama Konferensi (NamaPenyelenggara, Tempat,Tanggal)Status Kemajuan*)*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, presented3. PatenNo Judul Usulan PatenStatus Kemajuan*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review4. BukuNoJudul Buku(Rencana) PenerbitStatus Kemajuan*)*) Status kemajuan: Persiapan, under review, published5. Hasil LainNoNama OutputDetail OutputStatus Kemajuan*)*) Status kemajuan: cantumkan status kemajuan sesuai kondisi saat ini15
6. Disertasi/Tesis/Tugas Akhir/PKM yang dihasilkanNo Nama MahasiswaNRPJudulStatus*)1Dyah Ayu Rahmawati03111 8500Penerapan Soil- Lulus / 2020Cupasindy10002WaterCharacteristicCurve (SWCC)pada PemodelanTanggulmenggunakanMaterialLumpurSidoarjo yangDistabilisasidengan Kapur*) Status kemajuan: cantumkan lulus dan tahun kelulusan atau in progress16
adalah area yang memiliki nilai resistivitas tinggi dimana menunjukkan kondisi bawah permukaan yang kering. Dari lintasan 1 sampai dengan lintasan 4, terlihat bahwa aliran rembesan di permukaan terjadi pada . ekipotensial diubah oleh dekatnya kedua elektroda arus. Peru
