131027820 29961484 Buku Pengantar Kuliah Geologi Teknik PDF

7/22/2019 131027820 29961484 Buku Pengantar Kuliah Geologi Teknik PDF

1/156

1

BUKU PENGANTAR KULIAH

GEOLOGI TEKNIKNama Pemilik buku : Sigit Agung Prasetia

Nomor Mahasiswa : 410008003

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONALYOGYAKARTA

2010


2/156

2

Kata Pengantar

Telah lama kami berkeinginan menyempurna kan diktat kuliah Geologi Teknik

tahun 2002, untuk lebih dapat berpartisipasi dalam bidang pekerjaan geologi teknik dan

dapat menambah pengetahuan dalam kaitannya kerekayasaan bangunan teknik.

Buku ini khusus untuk kalangan sendiri, bertujuan untuk membantu mahasiswa

Jurusan Teknik Geologi memahami materi kuliah yang kami ajarkan. Materi ini kami

ambil dari beberapa literatur, jurnal dan beberapa teori praktis pengalaman kami pada

waktu bekerja di Proyek Bengawan Solo termasuk Departemen Pekerjaan Umum.

Kami menyadari isi buku ini masih banyak kekurangannya dan kesalahan untuk

itu kami sangat terimakasih apabila pembaca berkenan untuk mengkritik demi lebih baik.

Semoga buku ini bermanfaat bagi para mahasiswa dan pembaca.

Yogyakarta, 5 Agustus 2009


3/156

3

DAFTAR ISI (maaf nomorx g sesuai)

Halaman

Kata Pengantar .............

Daftar Isi .......

Daftar Tabel ......

Daftar Gambar ......

B B I. PENDAHULUAN . .........

1.1.Maksud dan Tujuan .... ........

1.2. Ahli Geologi Teknik .................................................................... ........

1.3. Ruang lingkup 1.4. Penelitian Lapangan ..

1.5. Tahapan Penelitian .

1.6.Berbagai cara Penelitian Lapangan

1.7.Mineral

1.8. Mineral PembentukBatuan

1.9.Prinsip Dasar Geologi Teknik ...

BAB II. GEOLOGI .............................

2.1. Batuan Beku ................................................................................. ........

2.2. Batuan Sedimen ........................................................................... .........

2.3. Batuan Metamorf ......................................................................... .........

2.4. Struktur Sedimen ............

5. StrukturBatuan ........................................................................... ..............

2.6. Ketidak selarasan (Unconformities) ............................................. .........

2.7. Paleontologi ................................................................................ ...........

2.8. Gempa Bumi ..

BAB III. PENYELIDIKAN GEOLOGI ............................................ ...........

3.1. Peta Geologi Teknik ................................................................... ..........

3.2. Analisa BesarButir Tanah ................................................ ....................

3.3. Batas-batas Atterberg ................................................................. ...........

3.4. Keaktifan .................................................................................... ...........

.i

.ii

v

vi

1

1

1

22

3

3

10

11

11

13

20

24

26

27

28

35

36

38

42

45

45

47

48


4/156

4

3.5. Mineral Lempung ...................................................................... ............

3.6. Tingkat Pengembangan ............................................................. ..............

3.7. Knsolidasi ................................................................................. ..............

3.8. Kuat Geser Tanah ..................................................................... ..............

3.9. Bor Tangan ...................................... ......................................... ..............

3.10. Pengambilan Contoh Tanah ................................................... ..............

3.11. Pemboran Inti/Pemboran Mesin ............................................. ..............

3.12. Daya Dukung ......................................................................... ...............

BAB IV. GERAKAN TANAH ........................................................ ..............

4.1.Definisi ............ .......................

4.2.Faktor Penyebab Gerakan Tanah .......................

4.3.Secara mekanika ..............

4.4. Macam Gerakan Tanah .................

4.5. Klasifikasi Gerakan Tanah ............................................

4.6. Kemampuan Geologi Teknik . ...........

4.7. Evaluasi Zona Geologi Teknik UntukRUTR.......................................

4.8. Analisa Kestabilan Lereng ........................................................ ............

4.9.Penetuan Bidang Gelincir ...........

4.10. Penetuan Kondisi Geohidrologi ........

4.11. Struktur Geologi ........

4.12. Geometrilereng ................................................................... ..............

4.13. Mencegah Runtuhnya Sebuah Lereng ........................................... ....

4.14. Pengenalan Gejala Gerakan Tanah.....

4.15. Analisis KarakteristikMedan ....................................................... .....

BAB. V . KONSTRUKSI BANGUNAN TEKNIK ..........

5.1. Tanah ............................................................................................ ..........

5.2. Batuan ......................................................................................... ............

5.3. Pembebanan Terhadap Bawah Tanah .............

5.4. Pondasi ............

BAB VI. BENDUNGAN DAN GROUTING ...............................................

6.1. Bendungan ..............

50

51

52

54

55

57

57

71

75

75

75

76

79

79

86

88

90

94

96

97

97

101

105

111

120

120

120

121

124

131

131


5/156

5

5.2 Grouting ...........

BAB. VII. MATERIAL GEOLOGI

7.1. Material Tanah

7.2. MaterialBatu

7.3. Peledakan (Balsting) .

DAFTARPUSTAKA .......................................................................... .

133

138

138

139

145

151


6/156

6

BAB I

PE DAHULUAN

Geologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajaritentang masa sekarang

atau masa lampau dari bentuk-bentuk morfologi, struktur bumi, lingkungan dan

kehidupan fosil yang terdapat pada batuan. Bidang utama yang dipelajari adalah

semua jenis batuan, tanah dan air dalam tanah/batuan yang bermanfaat bagi

kehidupan manusia. Studi bidang geologi ini juga bermanfaat untuk pencarian

bahan-bahan tambang minyak dan gas, endapan mineral maupun dapat sebagai

konsultan bidang geologi teknik. Ahli geologi dapat mengungkapkan fenomena

alam tentang bencana gempa bumi dan tsunami, gunung meletus, banjir, gerakan

tanah dll.

Geologi sebagai ilmu pengetahuan bumi, karena yang dipelajari segala

sesuatu yang berkenaan dengan gejala-gejala yang ada di bumi baik asal, proses

hasil. Geologi didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang bumi baik

mengenahi susunannya, komposisi, sejarah, proses terjadinya maupun bentuknya.

Cabang cabang ilmu geologi antara lain:

Mineralogi adalah ilmu yang mempelajaritentang kristal mineral batuan

Petrologi adalah ilmu yang mempelajaritentang batuan

Paleontologi adalah ilmu yang mempelajaritentang fosil

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajaritentang airtanah

Geomorfologi adalah ilmu yang mempelajaritentang bentang alam

Volkanologi adalah ilmu yang mempelajaritentang gunung api

Geologi Teknik adalah ilmu yang mempelajari tentang penggunaan

geologi dalam lapangan Teknik Sipil dan sebagainya

Geologi teknik adalah salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari

tentang batuan yang berhubungan dengan bangunan /rekayasa bidang teknik sipil

dan di definisikan sebagai berikut:

1. Geologiteknik adalah suatu cabang geologi sebagaiilmu terapan dalam teknik

sipil yang mempergunakan data-data geologi untuk memecahkan persoalan

yang berhubungan dengan konstruksiteknik.


7/156

7

2. Geologi Teknik adalah penerapan ilmu geologi pada praktek rekayasa dengan

tujuan agar faktor-faktor geologis yang mempengaruhi lokasi, desain,

konstruksi, pengoperasian dan pemeliharaan pekerjaan-pekerjaan rekayasa

telah benar-benar dikenali dan disediakan dengan cukup.(The American

Geological Institute).

Sebenarnya pengetahuan ini sudah dimengerti dan dipergunakan beberapa

abad yang lalu baik di Indonesia maupun di negeri-negeri lain. Di Indonesia

misalnya pada pembuatan candi-candi pada waktu itu sudah dapat memilih batu-

batu yang berkualitas baik demikian pula di negeri ina, Eropa dan sebagainya.

Pemakaian ilmu geologi untuk bidan Teknik Sipil dilakukan oleh Ahli Teknik

sipil Ingris yang bernama William Smith (1839) yang juga dikenal sebagaiBapak

Geologi Inggris. Dengan pembuatan terowongan Kereta Api di Swiss,Bendungan

di California (1928). Di Indonesia kira-kira 50 tahun yang lalu baru mulai ada

kesadaran pentingnya geologi dalam pekerjaan-pekerjaan Sipil.

1.1.MaksuddanTujuan

Memberikan gambaran keadaan geologi di daerah rencana suatu konstruksi

yang akan dibangun, termasuk didalamnya bahaya-bahaya yang akan timbul

dalam pembangunannya, dengan tujuan memberi informasi tingkat keamanan

hasil suatu konstruksi pembangunan serta efisien biaya rencana pembangunan.

1.2. Ahli Geologi Teknik

Ahli Geologi teknik menangani masalah yang bersifat teknik sipil dengan

dilatarbelakangi dengan ilmu geologi. Ahli Geoteknik lebih condong pada segi

rekayasa tentang material yang digunakan. Sebutan Ahli geologi teknik

diperuntukkan bagi mereka yang bekerja dalam bidang yang berada diantara

geologi dan teknik sipil, dalam hal pekerjaan meliputi pendirian bangunan sipil

dan pemeliharaan material konstruksi yang tepat. Semua bangunan sipil didirikan

sebagian besar di atas tanah dan sering kali dibangun dengan materialmaterial

yang diambil dari dalam tanah. Seorang ahli geologi teknik harus dapat

menentukan reaksi dari bawah tanah dan memahami perilaku sebuah


8/156

8

bangunan ( gedung, bendungan, terowongan, jalan dsb.) serta harus mampu

mengantisipasi faktor-faktor geologis yang dapat mempengaruhi letak rencana

konstruksi, penggunaan maupun pemeliharaan bangunan-bangunan tersebut.

Menurut LEGGET (1939), Tugas Ahli Geologi adalah melihat apa adanya dengan

menarik kebelakang ,tahu asal dan proses terjadinya sehingga dapat menduga apa

yang akan terjadi dimasa mendatang atau menduga kesulitan yang akan dihadapi

kelak. Ahli Teknik Sipil menggunakan untuk apa dan mengusahakan untuk

mengatasi kesulitan yang timbul pada waktu ini dan masa mendatang.

Menurut KEY (1954), Ahli Geologi menyelidiki keadaan sesungguhnya dan

menguraikan hasilnya dengan jelas secara teknis sehingga bisa dipergunakan

dengan sewajarnya oleh ahli Teknik Sipil. Di sini dituntut adanya komunikasi

antar kedua disiplin ilmu tersebut, supaya kerjasama itu dapat berjalan

sebagaimana mestinya.

1.3. Ruang Lingkup

Pekerjaan seorang Ahli geologi adalah pada konsultan, kontraktor bidang

teknik sipil, perusahaan pertambangan dan Instansi pemerintah. Seorang ahli

geologi berperan penting dalam perencanaan awal dibidang penelitian lapangan

dan sebagian besar masalah-masalah pada bangungan sipil adalah berkaitan

dengan geologi atau material geologi.

Untuk serasi dalam komunikasi antara Ahli geologi dengan Ahliteknik sipil,

seorang ahli geologiteknik harus mempunyai pengertian tentang teknik sipil dan

mampu memberikan keterangan-keterangan geologis yang dapat diterima oleh

teknik sipil (dalam angka-angka). Ahli geologi dapat dibedakan menjadi 2 ahli

yaitu Ahli geologi teknik yang menangani masalah-masalah yang bersifat teknik

sipil dengan di latarbelakangi ilmu geologi, dan ahli geoteknik yang lebih

condong pada segi rekayasa tentang material yang digunakan. Untuk menjadi ahli

geologi harus paham tentang pengetahuan dasar (Teknik sipil umum, Teknik

pondasi, Teknologi pertambangan, Mekanika tanah & batuan, Teknologi beton

jalan raya, Proses geoteknik, seismologi, hidrogeologi) dan pengetahuan khusus

(Teknik penelitian lapangan dan geologi) Gambar 1-1.


9/156

9

Gambar 1 1. Ruang lingkup geologiteknik

1.4. PenelitianLapangan

Dalam penelitian lapangan biasanya digunakan berbagai teknik dan cara

seperti : Pemetaan geologi dan geologi teknik, pengunkapan batuan, pemboran

inti & pengunkapan inti pemboran, pengukuran geofisis, pengambilan contoh

untuk penelitian dilaboratorium, percobaan dilapangan, galian-galian percobaan.


10/156

10

Data yang dikumpulkan dalam batuan antara lain berat jenis, porositas,

permeabilitas, elastisitas, gaya tekan dan lain-lain.

Peristilahan material bangunan sering terjadi masalah, oleh karena itu sebagai

konsultan bidang geologi teknik harus memahami istilah-istilah atau batasan-

batasan yang benar menurut bidang teknik sipil. Adapun perbedaan pengertian

dalam bidang geologi dan teknik sipil antara lain tentang tanah dan batuan.(Tabel.

1-1 dan Gambar 1-2).

OBYEK

mekanika tanah

mekanika batuan

Gambar 1 2 : Obyek pembagian pekerjaan dan pondasi

Tabel 1 1 : Istilah geologiteknik dan teknik sipil

ISTILAH TEKNIK SIPIL TEKNIK GEOLOGI

TANAH

(SOIL)

Semua bagian dari bumi

yang dapat digalitanpa

alat peledak

Hasil pelapukan batuan yang

menghasilkan material dengan sifat

sesuai dengan batuan induknya

BATUAN

(ROCK)

Bagian dari kulit bumi

yang hanya diambil

dengan bahan peledak

Susunan kulit bumi yang terdiri

dari satu atau beberapa jenis

mineral

BATU

(STONE)

Masa fragmen yang lepas

dari batuan aslinya untuk

kontruksi

Merupakan bagian dari batu

PADAS

Tanah yang terisi oleh

emen sehingga menjadi

atu keatuan

Sama dengan batu

Fondasi


11/156

11

Dalam Keteknikan

Tanah : Kumpulan alamiah butiran mineral yang dapat dipisahkan

dengan mekanika dengan mudah, misal: agitasi air

Batuan : Kumpulan alamiah butiran mineral yang dihubungkan dengan

tenaga kohesif kuat dan tetap

Peran ahli geologi dan teknik sipil dapat digambarkan sbb:

GEOLOGI : Pengunkapan jenis-jenis batuan, sifat mekanik & perkiraan pada

struktur bawah tanah, bentuk lapangan dan hidrologi juga proses

endogen, eksogen yang dapat berpengaruh terhadap bangunan.

GEOLOGI TEKNIK:interpretasi

TEKNIK SIPIL : penyusunan konsep, perencanaan & konstruksi

1.5.Tahapan Penelitian

Tujuan penelitian adalah untuk menentukan seekonomis mungkin dari sebuah

proyek , sehingga dapat meramalkan kondisi geologi bawah permukaan,

berdasarkan data -data geologi permukaan dan disertailaporan secara umum dan

lengkap,luas perihal percobaan dilapangan. Tahapan penelitian bidang pekerjaan

geologiteknik yang umum adalah sebagai berikut:

I. Studi awal/pendahuluan

-Interpretasi peta topografi

-Interpretai peta geologi regional

-Interpretasi foto udara

II. Pengumpulan data lapangan:

- Pemetaan skala kecil (1 : 2.000); 1 : 10.000) atau disesuaikan dengan luas

rencana bangunan konstruksi

- Peta geologiteknik (mencakup pula kondisi airtanah).


12/156

12

III. Penyelidikan detil:

-penyelidikan geofisika membantu penentuan sifat2 fissik batuan /tanah

-pendugaan lapisan bawah permukaan penyebaran

-pemboran dan pengambilan contoh batuan/tanah

-Analisis laboratorium, perhitungan, sintesa

-Kompilasi dengan rencana pembangunan konstruksi,laporan.

Atau dengan urutan sebagai berikut:

I . Studi Kelayakan

-Konsepsi proyek: studiliteratur (topografi, geologis & geoteknis)

untuk menentukan kemungkinan timbulnya berbagai masalah yang mungkin

terjadi akibat keadaan geologi.

- Penelitian pendahuluan : peta geologis, teknik geofisis, penelitian lapangan

dengan pemboran,tespit (untuk mendapatkan banyak data untuk mengetahui

masalah-masalah terpenting ditempat pembangunan).

II. Perencanaan

-Penelitian utama : laporan lengkap perihal keadaan lapangan (berbagai

parameter yang dijadikan dasar bagi perencanaan).

III. Pembangunan

-Penelitian konstruksi : penentuan apakah semua ini memenuhi persyaratan

yang dijadikan dassar bagi rencana

-Penelitian pasca konstruksi: pengontrolan atas berbagai struktur dan fondasi

yang telah dibuat, untuk menentukan apakah rencana tersebut berperilaku

sebagai mana yang telah diramalkan.

1.6. RomanMuka Bumi

Roman muka bumi ini tidak rata disebabkan oleh adanya energi matahari

(eksogen)yang merubah permukaan menjadi dataran tinggi, dataran rendah,

lembah, bukit gunung atau pegunungan, sedangkan energi dari dalam

bumi(endogen) adalah muka bumi kita menjadi munculnya gunungapi, orogenesa,

epirogenesa dan gempa.


13/156

13

A. Tenaga endogen

Tenaga endogen ini sifatnya membentuk roman muka bumi menjaditidak

rata, pembentukan gunung, bukit atau pegunungan. Pada bagian lain permukaan

bumi turun menjadikan adanya lembah. Secara umum tenaga endogen dibagi

dalam tiga jenis yaitu tektonisme, vulkanisme dan seisme atau gempa.

a. Tektonisme

Tektonisme adalah tenaga yang berasal dari dalam bumi yang menyebabkan

perubahan pada kulit bumi menjadi perubahan tempat, terlipat, tersesarkan dan

retakan pada kulit bmi dan batuan. Berdasarkan gerakannya dan luas wilayah

yang mempengaruhinya tenaga tektonik dapat dibedakan atas gerak orogenesa dan

epirogenesa. Gerak orogenesa adalah gerakan tenaga endogen yang relative cepat

dan meliputi daerah yang relative sempit. Gerakan ini menyebabkan terbentuknya

pegunungan. Contohnya terbentuknya pegunungan sirkum pasifik. Sedangkan

gerak epirogenesa adalah kebalikan dari gerak orogenesa, yaitu gerakannya sangat

lambat dan meliputi areal yang sangat luas. Gerak epirogenesa ini dapat disebut

gerak epirogenesa positif apabila daratan turun sehingga muka airlaut seolah-olah

naik contohnya di pantai timor, sebaliknya gerak epirogenesa negatif adalah

apabila permukaan bumi naik, sehingga seolah-olah permukaan air laut turun.

Contohnya terjadi diteluk Hudson.

b. Vulkanisme

Vulkanisme adalah semua gejala alam yang terjadi dari adanya aktifitas magma.

Aktivitas magma ini muncul karena adanya retakan-retakan batuan akibat

tektonisme, sebagai jalan keluarnya magma dari bagian dalam litosfir ke lapisan

diatasnya bahkan ke permukaan bumi yang disebut lava dan tempat keluarnya

lava tersebut adalah dapat disebutlubang kepundan gunungapi.

c. Seisme (gempa).

Gempa adalah suatu pelepasan energi secara tiba-tiba.

B. Tenaga Eksogen

Tenaga eksogen adalah tenaga yang berasal dari luar bumi yang

mempunyai sifat umum merombak bentuk muka bumi


14/156

14

C. KristalMineral

Kristal: adalah suatu bangun bidang banyak yang teratur dan dibatasi oleh

bidang-bidang datar yang tertenttu jumlahnya. Bentuk kristalini dianggap sebagai

akibat senyawa senyawa chemis, yang karena daya tarik menarik antara atom

yang satu dengan lain, bila pada keadaan yang baik mengalami perubahan dari

bentuk cair atau gas ke bentuk padat. Mineral yang mengkristal dibatasi oleh

bidang-bidang yang secara bersama-sama membentuk bidang banyak yang khas

untuk sesuatu jenis mineral.

Dalam kristalografi kita kenal 7 macam susunan sumbu , yaitu

a Sistem Regular/Isometrik: Sumbu a,b dan c saling tegaklurus, satuan panjang

a=b=c, bersifat optis isotrop ada satu indeks bias.

b. Sistem Tetragonal, Sumbu a,b dan c saling tegaklurus, satuan panjang a=b=c,

bersifat optis isotrop ada dua indeks bias.

c. Sistem Hexagonal dan Trigonal: Sumbu a, b, d terdapat dalam satu bidang datar

dan saling menyudut 120, sedang sumbu c tegaklurus pada sumbu a, b dan d;

satuan pada a=b=c=d ; bersifat optis anisotrop a=b=dc,; dua indek bias.

d. Sistem Rhombis: Sumbu a,b dan c saling tegak lurus, satuan panjang abc

bersifat optis isotrop ada tiga indeks bias.

e. Sistem Monoklin; sumbu b tegaklurus pada sumbu a dan c yang terdapat dalam

satu bidang . satuan panjang pada abc ; bersifat optis isotrop ada tiga indeks

bias.

f, Sistem Triklin;Sumbu-sumbu a, b dan c saling menyudut tumpul sudut-sudut

yang mengarah ke muka dibuat lebih besar dari 90 , satuan panjang pada

abc ; bersifat optis anisotrop tiga indek bias.

Contoh mineral pada masing-masing sistem kristal:

(1). Sistem Regular/Isometrik ; Galenit(Pbs); Magnetit ( Fe3 O4); Leusit (K Al

Si2 O5)

(2). Sistem Hexagonal .: Kalsit(Ca CO3); Magnesit(Mg CO4);.

(3). Sistem Tetragonal ; Rutil (Ti O2); Chalcopyrit (Cu Fe S2)

(4), Sistem Trigonal ; Turmalin (SiO4)3 Rg (B2O5) Al4; BenitoitBa Ti (Si3 O9)


15/156

15

(5). Sistem Rhombis : Antimonit (Sb2 S3) ,Barit (Ba SO4)

(6). Sistem Monoklin; Belerang (S),Realgar (As S)

(7), Sistem Triklin; Albit (Na Al Si3 O8); Anortit (Ca Al2 Si2 O8)

1.7.Mineral

Mineral ialah semua bahan alam yang mempunyai susunan kimiawi

tertentu, umumnya bersifat homogen, anisotrop dan dapat berupa bahan2 padat

atau cair. Umumnya terbentuk secara anorganis dan dalam keadaan baik akan

memberikan susunan atom yang khas baginya yang ditunjukkan oleh bentuk

kristal dan sifat2 fisisnya yang lain

Berdasarkan gaya kohesi

a. Belahan: ialah kecenderungan suatu kristal yang karena pemukulan akan

pecah ke suatu arah tertentu , sehingga akan didapatkan bidang yang rata dan

licin.

b. Pecahan: umumnya dijumpai pada mineral2 yang amorf. Macam pecahannya

seperti pecahan botol, rumah siput dll

c. Keras:ialah daya tahan mineralterhadap penggoresan. Penentuan keras mineral

secara nisbiialah dengan menggunakanskala Mohs.

Skala mohs:

1. TALC (Mg3Si4O10(OH)2)

2. GYPSUM (CaSO4* 2H2O)

3. CALSITE (Ca CO3)

4. FLUORITE (CaF2)

5. APATITE (Ca5 (AsO4)3(F,Cl,OH)

6. ORTHOCLASE (KAlSi3O8)

7. QUARTZ (Si O2)

8. TOPAZ (Al2SiO4(F,OH)2

9. CORUNDUM(Al2O3)

10.DIAMOND(C)

d. Sifat dalam : misalnya , elastis, fleksibel(mudah dibelokan), dapat dipilin

(emas), rapuh (mudah dibubuk, mudah ditempa)


16/156

16

1.8.Mineral PembentukBatuan

Berdasarkan analisa kimia oleh Washington dkk, bahwa penyusun kerak

bumi hanya terdiri dari 8 unsur pokok . unsure-unsur tersebut bersenyawa

membentuk mineral-mineral utama , mineral tambahan dan mineral penyerta.

Mineral utama dalam kerak bumi adalah antara lain: Kwarsa, Felspar( ortholas

dan Plagioklas), Mika, Amfibol, Piroksen, Olivin; Mineral tambahan : klorit,

minerallempung; sedangkan mineral penyerta adalah magnetis, hematite,limonit

dll.

1.9. PrinsipDasar Geologi Teknik

Aspek terpenting dalam pekerjaan adalah seorang ahli geologi harus dapat

mengevaluasi berbagai aspek geologis dari sebuah proyek dan harus memberikan

keterangan keterangan yang tepat untuk sebuah bangunan yang akan didirikan.

Hubungan antara banguan teknik sipil dan lingkungan geologis dapat

dikemukakan dalam beberapa perbandingan sederhana, yang disebut prinsip-

prinsip dasar geologiteknik:

1. Sifat2 material + struktur nassa tanah = Sifat2 massa tanah

2. Sifat2 massa tanah + Lingkungan sekitar = Situasiteknik geologis

3. tanahmassaoleh erilakugeologisdakanakibattin

erubahan

geologisteknikSituasi!

Keterangan :

-Material adalah batuan, tanah, zat cair, sedangkan sifat2 material umumnya

ditentukan darilaboratorium.

-Struktur massa tanah adalah kondisi geologis (struktur geologi, stratigrafi) yang

berada pada daerah pembangunan .

-Massa tanah adalah volume tanah yang dipengaruhi oleh bangunan.

-Sifat2 massa tanah adalah sifat2 geoteknis (kekuatan, permeabilitas) yang

dimiliki oleh tanah.


17/156

17

SOAL-SOAL

1. Apa yang saudara ketahui tentang geologi dan bagaimana hubungannya

dengan geologiteknik.2. Apa yang perlu di ketahuitentang teknik sipil untuk sebagai ahli geologi

teknik

3. Apa bedanya tanah dan batuan menurut ahli teknik sipil dan bagaimana

menurut geologi.

4. Apa perlunya suatu perencanaan pembangunan di awali dengan studi

kelayakan

5. Apa manfaat penelitian dengan metode geofisis

Daftar pustaka

Verhoef, P.N.W., 1989,Geologi untuk TeknikSipil, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Bowles, 1991,Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Erlangga Jakarta


18/156

18

BAB II

GE L GI

Geologi adalah ilmu yang mempalajaritentang bumi, di dalamnya termasuk

penyelidikan tentang pembentukan batuan dan bagaimana keberadaannya dalam

bumi.

Menurut PLATO (ahli filsafat) : bumi terdiri dari masa cair pijar yang

dikelilingi oleh lapisan batuan atau kerak bumi(kulit bumi).

Teori KANT-LA PLACE, bumi selama bermilyar tahun dilepaskan dari

matahari dalam bentuk bola gas yang pijar, yang lambat laun mendingin dan

membentuk kerak batuan (kerak bumi). Menurut penyelidikan Seismologi

dijumpai lapisan yang diskontinyuitas (tidak bersambung) pada kedalaman 60

km(bidang mohorovicic) 1200 km, 2900 km dan inti bumi mempunyai jari-

jari 3500 km.

Pembagian bagian bumi menurut SUESS & WIECHERT, dariluar paling

dalam :

- KerakBumi: ketebalan 30 70 km, sifat batuan asam dan basa,Bj 2,7

- Selubung bumi: ketebalan 1200 km Bj 3,4 4

- Lapisan Antara (Chalcosfer) : Sisik oksida & sulfida; tebal 1700,Bj 6,4

- Inti besi Nikel (Barisfer), jari2 3500 km,Bj 9,6

Menurut Kuhn & Rittman : Bumi berasal dari matahari, inti bumi seperti

yang terdapat pada matahari. Zat-zatnya adalah zat H yang berupa gas dan

tekanan yang besar sehingga atom-atom H bersifat benda padat.

Menurut HOLMES, bumiterdiri dari:

- Sial : bagian atas tebal 15 km, Bj. 2,7 tipe magma granitis; bagian

tengah :tebal 25 km,Bj. 3,5,tipe magma basaltis

- Sima: bagian bawah tebal 20 km, Bj. 3,5. tipe magma peridotit dan

eklogit.

Seolah-olah Sial(Bj. 2,7) seperti benda yang mengapung-ngapung pada

(Sima Bj. 3,5) zat cair. Sehingga lapisan SIAL dapat bergerak-gerak.


19/156

19

Bumi terbentuk dari salah satu teori yang telah diterima secara umum,

adalah terbentuk sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu dari suatu bola api berpijar

yang terdiri dari gas kosmis dan debu angkasa luar. Dalam proses pendinginan

massa ini membentukatmosfir, hidrosfir dan litosfer. Atmosfer adalah selubung

gas yang mengelilingi hidrosfir atau zona air (samudra, danau) dan kerak bumi

dan massa bagian dalam. Struktur dalaman bumi (Gambar 2-1) terdiri dari:

1.Kulit bumi (litosfir) dengan ketebalan sekitar 60 km, bersifat kaku tegar dan

terletak pada bagian atas mantel, terpecah-pecah menjadi pelat-pelat atau

lempeng.

2. Selubung bumi ( mantel) sampai kedalaman 2900 km,

3. Inti bumi(Core) sekitar 3475 km dengan kondisi bagian luar bersifat cair dan

bagian dalam padat.

Gambar 2 1. Struktur dalaman bumi


20/156

20

Bumi yang dinamis dipengaruhi oleh 2 energi yaitu energi dari matahari

yang merubah wajah permukaan bumi melalui proses-proses pelapukan,

pengikisan, pengangkutan dan pengendapan (Gambar 2-2) sedangkan energi dari

dalam bumi akan merubah struktur dalam bumi melalui proses-proses berupa

pembentukan pegunungan, gunungapi dan gempa bumi. Kulit bumi pecah-pecah

menjadi 11 bongkah besar disebut lempeng ( plate ) bersifat tegar yang selalu

bergeser bergerak bebas diatas astenosfir, saling bersentuhan\bertumbukan

(konvergen) atau memisah-diri (divergen) (Gambar 2-3). Akibat dari lempeng

yang saling bertumbukan (Gambar 2-4) akan terjadi deretan gunungapi sejajar

tumbukan lempeng dan pada jalur tumbukan tersebut merupakan pusat-pusat

gempa tektonik.

Gambar 2-2. Pengikisan pangangkutan dan pengendapan

Lempeng bumi dibagi dua jenis lempeng benua dan lempeng samudra.

Lempeng benua merupakan pembentuk benua sedangkan lempeng samudra

adalah pembentuk dasar samudra.


21/156

21

Gambar 2-3, Lempeng-lempeng tektonik dunia

Gambar 2-4. Tumbukan Lempeng Samudra menyusupdibawah Lempeng Benua

Batuan kulit bumi ini dapat dikelompokkan manjadi 3 (tiga) yaitu batuan

beku, batuan sedimen dan batuan metamorf secara terbentuknya diawali dengan

pembekuan magma akan terbentuk jenis batuan beku, karena muncul

dipermukaan akan terjadi proses pelapukan, erosi, transportasi, pengendapan

maka setelah terjadi proses pembatuan akan terbentuk batuan sedimen, batuan

beku maupun batuan sedimen apabila terkena temperatur dan tekanan akan


22/156

22

terjadi proses ubahan maka akan terjadi batuan malihan/metamorf apabila batuan

ini nyusup kedalam bumi akan terjadi peleburan kembali menjadi magma

Cara.terbentuknya batuan ini disebut daur/siklus batuan(Gambar 2-5)

Gambar 2-5 Siklus Batuan

Batuan ini hampir seluruhnya bagian dari kulit bumi kecuali lapisan tipis

diatasnya yang disebut soil atau tanah. Sebaran atau luas batuan di muka bumi

(Gambar 2-6) adalah 75 % dari batuan sedimen dan 25 % dari batuan beku,

sedangkan volume batuan beku adalah 95 % dan hanya 5 % adalah batuan

sedimen dan lainnya.

WASHINGTON, NIGGLI, CLARKE, DALLY, melakukan analisa kimia

Batuan dari kerak bumi dan batuan beku ternyata mempunyai prosentasi unsur

yang relatif sama, sehingga dapat disimpulkan bahwa pada waktu kerak bumi

terbentuk untuk pertama kalinya seluruhnya batuan beku, baru kemudian

terbentuk batuan batuan endapan (sedimen).

DAUR (SIKLUS) BATUAN

ENDAPAN

SEDIMEN

DAUR (SIKLUS) BATUAN

MAGMA

BATUAN

MALIHAN

BATUAN

SEDIMEN

BATUAN

BEKUPROSES

PELAPUKAN\

PENGANGKUTAN

DAN

PENGENDAPAN

PROSES

PENDINGINAN

PROSES PEMBATUAN

PROSES

UBAHAN

PROSES

PELEBURAN

PENINGKATAN

P dan T


23/156

23

Batuan adalah merupakan kumpulan dari satu atau lebih

mineral, bisa sejenis atau bermacam-macam mineral. Batuan

tersebut kalau lapuk akan menjadi tanah. Mineral adalah benda

alam yang homogen dan mempunyai sifat fisik maupun kimia

tertentu. Pada umumnya mineral bersifat padat akan tetapi dapat

juga dalam keadaan cair atau gas. Nama mineral didasarkan sifat

fisik, kimia tertentu. Sifat fisik tersebut misalnya warna, cerat,

kilat, kekerasan, belahan, pecahan, berat jenis, struktur dan sifat-

sifat optik, sedangkan sifat kimia misalnya unsur-unsur kimia atausenyawa kimia yang dikandung.

Gambar 2-6 Diagram volume dan luas batuan di muka bumi

Mineral pembentuk batuan

Dari analisa yang telah dilakukan ternyata hannya ada 8 unsur pokok

sebagai penyusun kerak bumi. Unsur-unsur tersebut bersenyawa membentuk

mineral-mineral utama yang terdapat di bumi. Berdasarkan peranannya dalam

batuan mineral dapat dikelompokkan menjadi : mineral utama, tambahan dan

penyerta.

75

25B.BEKU

B.SED.

LUAS %VOLUM.%

955


24/156

24

1. Mineral utama antara lain :

a. Kwarsa dengan komposisi kimia Si O2. Warna asli tidak berwarna putih

tetapi kadang-kadang ada pengotoran sehingga berwarna lain. Bentuk kristal

prismatik hexagonal, tidak punya belahan, pecahannya concoidal, kekerasan

7(skala Mohs), banyak variasinya misalnya amethyst berwarna ungu.

b. Felspar : terdiri dari orthoklas (K AL SiO2) sebagai sumber utama unsur K

(Kalium) dalam tanah. Umumnya berwarna abu-abu, kemerahan, prismatik,

belahan 2 arah , kekerasan 6 bersifat asam. Plagioklas (Na, Ca) Al Si3 O8

kenampakannya menyerupai orto klas hanya warna biasanya putih abu-abu dan

secara optik plagioklas mempunyai kembaran.

Plagioklas terdiri dari mineral-mineral albit, oligoklas, andesin,labradorit, bitonit,

dan anortit. Mineral pengganti felspar disebut feldspatoid, terjadi karena dalam

pembentukannya kekurangan Si O2. Mineralnya antara lain nefelin, leusit, dapat

dibedakan dengan felspar secara optik.

c. Mika : mineralini bentuknya pipih atau berlembarterdiri dari mineral muskovit

apabila berwarna putih dengan susunan kimianya K Al2(OH)2 (Al Si3 )10).

Mineral biotit apabila berwarna hitam dengan susunan kimianya K2 (Mg Fe)2

(OH)2 (Al Si3 O10)

d.Amfibol : terdiri dari mineral Horblende susunan kimianya Ca2

(Mg Fe Al)3 (OH)2 ((Si Al)4 O11))2. berbentuk prismatik

biasanya berisi kelipatan 3, agak panjang dengan belahan 2 arah

menyudut.

e. Piroksen terdiri dari mineral Augit dengan susunan kimianya Ca (Mg Fe)

(SiO3)2 {(Al Fe)2O3}. Berbentuk prismatik pendek, bersisi kelipatan 4.

mempunyai belahan 2 arah saling menyudut.

f. Olivin:Biasanya berwarna hijau terdiri dari dari (Fe Mg)2 SiO4

g. Kalsit berwarna putih sering ada pengotoran, mempunyai belahan 3 arah

berbentuk romboeder. Susunan kimianya Ca CO3.

h. Grafit, unsur C (karbon) berwarna hitam,lunak umumnya pada batuan ubahan.


25/156

25

Olivin Basa Anortit

Piroksen Bitonit

Horblende Intermedit Labradorit

Andesin

Biotit Oligoklas

Asam Albit

Ortoklas

Muskovit

Kwarsa

2. Mineral Tambahan adalah mineral yang terbentuk karena adanya proses

pelapukan , pelarutan dan lain-lain. Contohnya mineral klorit terbentuk dari

mineral biotit, amfibol, piroksen. Mineral lempung berbutir halus merupakan

hidrous aluminium silikat berasal dari berbagai mineral.

Urut-urutan pembentuk mineral/batuan menurutBOWEN (Bowen reaction Series)

adalah mineral yang bersifat basa akan terbentuk lebih dulu baru kemudian

menengah dan terakhir bersifat asam (Gambar 2-7).

Gambar 2-7 Seri reaksi bowen

2.2. Batuan Beku

Adalah batuan yang terjadi dari pembekuan magma. Magma adalah

larutan silikat alam yang bersifat cair, panas dan pijar yang penuh dengan gas-gas


26/156

26

volatil (gas-gas yang sangat mudah menguap). Magma akan muncul kepermukaan

melalui rekahan, zona lemah berupa pipa kepundan gunung api. Magma dalam

perjalanan ke permukaan dapat membeku diberbagai tempat, sehingga

berdasarkan tempat membekunya batuan beku dapat dibagi:

a.Batuan beku dalam (Plutonik), yaitu mempunyai bentuk kristal besar2, secara

perlahan lahan berkristalisasi (Batolit dan lakolit), baru akan tersingkap

setelah permukaan bumiterangkat dan tererosi.

b.Batu beku gang, yaitu batuan beku yang membeku di dalam celah (gang) dalam

perjalanannya menuju ke permukaan; terkadang ada kristal besar yang terangkut

keatas masuk ke celah. Strukturnya porfir.c.Batuan beku lelehan (efusif, ekstrusif), cepat mendingin, kristalin yang sangat

halus, ada kalanya bahkan berupa kaca (Obsidian).

Contoh jenis batuan

GRANIT :Batuan ini bersifat asam terbentuk di dalam bumi(Plutonik), sehingga

bentuk kristanya besar-besar. Susunan mineralnya ialah kwarsa

berwarna putih, ortoklas berwarna merah muda, abu-abu, biotit

berwarna hitam pipih, hijau prismatik. Mneral penyertanya magnetit

hitam berbentuk kubus, zirkon.Batuan yang membeku dekat permukaan dengan susunan mineral sama

hanya berbeda ukuran butirnya dengan Granit adalah RIOLIT.


27/156

27

Gambar 2-8 Granit dan mineral utama

SYENIT : Tekturnya sama dengan granit demikian pula susunan mineralnya,

tetapi berbeda tidak mengandung kwarsa, biasanya warnanya lebih tua

dan jarang dijumpai.DIORIT : Batuan ini lebih banyak mengandung mineral yang mengandung fero

magnesium: biotit, horblende dan piroksen. Tidak dijumpai ortoklas

tetapi banyak mengandung plagioklas bersifat intermedit(andesin) dan

tidak mengandung kwarsa, ukuran butirnya kasar. Kalau mengandung

kwarsa disebut diorit kwarsa, dan kalau ukuran butirnya halus dan

bersifat menengah disebut Andesit.

GABRO : Batuan ini berwarna hitam mengandung mineral piroksen, olivin,

horblende sedangkan plagioklasnya bersifat basa: labradorit, bitonit

dan berbutir kasar. Kalau butirannya halus disebutBASALT


28/156

28

Gambar 2- 9 Gabro

PERIDOTIT : Batuannya sangat kasar terdiri dari mineral piroksen dan olivin

bersifat ultra basa

PIROKSENIT :Sama dengan Peridotit hanya mineralnya terdiri dari piroksen

saja, berwarna hitam.

AMFIBOLIT : Sama dengan diatas hanya mineralnya terdiri dari amfibol saja,

berwarna hitam

DUNIT :Batuan ini hanya mengandung minerap olivin saja, berwarna hijau tua.

Batuan adalah kumpulan dari satu atau lebih dari mineral. Klasifikasi

penamaan batuan beku berdasarkan : kandungan kwarsa, ortoklas/plagioklas,

prosentasi warna mineral gelap dan terang dan sedikit atau tanpa felspar dll.maka

batuan tersebut dapat diketahui nama batuan(Tabel 2.1).

.


29/156

29

Gambar 2 10. Terbentuknya batuan beku


30/156

30

Tabel 2-1. Klasifikasi batuan

2.2. B

u

S

di

Adalah batuan yang terbentuk karena proses pengendapan proses kimia dan

proses biologis. Salah satu sifatnya yang khas adalah adanya perlapisan. Batuan

ini dapat berasal dari batuan beku yang mengalami proses pelapukan sehingga

batuan beku tersebut menjadi lunak hancur lalu tertransport oleh media air angin

atau es ketempat yang lebih rendah dan di endapkan. Proses selanjutnya adalah

proses pembatuan / kompaksi dengan prose mekanis ataupun secara kimiawi.

Endapan yang telah mengalami transportasi proses ini disebut endapan klastis atau


31/156

31

biologis, sedangkan endapan yang terdiri dari binatang-binatang/tumbuh-

tumbuhan (tidaktertransport) disebut endapan proses non klastis.

Berdasarkan susunan dan cara pembentukannya batuan sedimen dibagi

menjadi:

a.Sedimen silika klastik, misalnya: batupasir,lempung,

b.Batuan karbonat, misalnya: batukapur, napal dsb

c.Evaporit, yaitu misalnya: anhidrit, gips, dsb

d.Sedimen Organik, misalnya: gambut, batubara, minyak bumi.

e.Sedimen piroklastik/Volkanik: misalnya:tuf, abu volkanik, breksi dsb

f.Sedimen lainnya, misalnya fosforit,trumbu karang dsb.

1.Diagenesis

Dengan terus berlakunya waktu akan terjadi perekatan antar butir dan hasil

akhirnya menjadi batuan keras, biasanya disebabkan:

a.Kompaksi, yaitu pemadatan oleh tekanan yang meningkat , di mana air akan

terdesak keluar,

b.Sementasi(perekatan), material baru akan mengendap diantara butir sebagai

matriks silika, karbonat dsb.

c.Pengkristalan kembali, dimana butiran tumbuh jadi satu sebagai akibat pelarutan

dan pengkristalan pada titik-titiklain, misalnya pada batugamping atau batupasir

kuarsitik.

d.Pembentukan kongresi, yaitu pemindahan zat dan pemisahan di tempat lain.

Misalnya kongresi batulempung dalam lapisan batupasir, napal.

2. Perlapisan

Pada umumnya batu sedimen membentuk perlapisan. Hal ini dapat terlihat

dari adanya perbedaan besar butir secara berangsur, perbedaan warna mineral.

Perubahan ini mungkin karena proses pengendapan dalam cekungan terdiri dari

endapan darat (sungai, gurun,lagun/danau) berubah menjadilingkungan laut atau

sebaliknya. Lapisan yang paling bawah adalah paling tua, sedangkan yang lebih


32/156

32

muda terletak diatasnya. Sedimentasi akan berhenti jika permukaan air telah

tercapai.

3. Diskordansi

Permukaan tanah dapat tertutup kembali oleh endapan laut. Jadi sedimen2

yang lebih muda dapat mengendap di atas lapisan yang telah tererosi sebagian.

Dengan demikian lapisan2

yang lebih muda ini akan diskordan di atas lapisan2tua.

Yang menjadi bidang pemisahnya adalah bidang diskordansi di atas muka laut

akan bertransgresi kembali. Dengan demikian transgresi mengungkapkan adanya

periode ketidakselarasan atau perlipatan dalam sejarah terjadinya bumi.

4. Klasifikasi batuansedimen

Berdasarkan ukuran besar butiran, lepas atau merekat dan susunan

mineralnya (Tabel 2-2) maka kita dapat mengenal nama batuan:

Tabel 2-2. Penamaan batuan

NAMA BATUAN

Lepas,tidak keras Merekat, setelah

diagenesis

Kelompok

batuan

Besar

butiran

Puing (bersudut),

kerikil, batuguling

Breksi

Konglomerat RUDIT 2 mm

Pasir kuarsaan,

pasir kapur

Batu pasir(silikarenit)

Batu kapur

(kalkarenit)

ARENIT 2 0.06 mm

Lanau (lumpur),

lempung,lumpur

kapur

Batu lanau, batu

lempung, napal,

batugamping

LUTIT 0.06 mm

2.3. BatuanMetamorf

Setelah mengalami diagenesis, batuan sedimen dan batuan beku akan

berubah lebih lanjut di bawah pengeruh temperatur (T) dan tekanan (P) yang

tinggi; seringkali kristalisasi kembali berlangsung melalui penambahan atau

penghilangan zat. Berdasarkan cara pembentukannya:


33/156

33

a.Metamorfosis kontak, terjadi pada kontak sebuah intrusi magma, batuan yang

berada di sampingnya terbakar oleh T tinggi, P rendah.

b.Metamorfosis dinamo, terjadi pada deformasi lokal yang intensif, dimulai

dengan breksi patahan, kemudian milonit oleh T rendah dan P rendah.

c.Metamorfosis regional, terjadi pada daerah yang lebih luas dibanding tipe

sebelumnya dan erat dengan pembentukan pegunungan dan deformasi T rendah

hingga tinggi, p rendah hingga tinggi.

Tabel 2-3 , Asal batuan metamorf

Endapan Diagenesis metamorfosis Ultra

rendah menengah tinggi Metamorfosis

Lempung Batulempung

Sabak,

pilitSkis mika Gneis Granit

Lumpur

kapur

Batugamping Marmer

pasir batupasir kuarsit Skis mika gneis Granit

Batuan metamorf juga terdapat kekar/berlembar yang disebut foliasi

Gambar 2.11 Struktur foliasi pada sayatan tipis batuan Skis


34/156

34

2.4. Struktur Sedimen

Struktur sedimen terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batuan

sedimen itu sendiri. Strukturini banyak menunjukkan proses dan dalam kondisi

sedimen tersebut terbentuk. Contoh struktur pada batuan sedimen : struktur

perlapisan (Gambar 2-12), simpang siur, cross bedding, ripple mark, gelembur

gelombang pada batuan beku dijumpai strutur trackitic, kekar berlembar, kekar

tiang dll.

a

b

Gamabr 2- 12. a Struktur gelembur gelombang; b. Struktur perlapisan batuan

2.5. Struktur Batuan

Struktur batuan adalah struktur perubahan bentuk maupaun volume akibat

adanya tektonik. Jenis struktur batuan tersebut adalah kekar,lipatan dan sesar.

2.5.1. Kekar (joint)


35/156

35

Struktur kekar adalah rekahan yang terbentuk akibat tektonik suatu tekanan

pada batuan (Gambar 2-13) atau nontektonik pada batuan beku(Gambar 2-14; 2-

15). Kekar adalah sangat penting dalam perencanaan banguan sipil.


36/156

36

Gambar 2-13. Kekar akibatlipatan dan sesar

Kekar nontektonik yaitu kekar akibat pembekuan magma, disebut kekar

berlembar apabila bentuknya berlembar-lembar(Sheetingjoint) (Gambar 2-14)

sedangkan bentuknya berbentuk polygonal adalah kekar yang disebut kekar tiang

(Colomnarjoint)(Gambar 2-15)

Gambar 2-14. Kekar berlembar

Gambar 2-15. Kekartiang

2.5.2. Lipatan (Fold)


37/156

37

Lipatan adalah bentuk lapisan batuan yang mengalami pembubungan

ataupun bentuk cekungan. Jenis lipatan dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk

dan kemiringan sumbu lipatan.


38/156

38

Gambar 2-16. Jenis-jenis lipatan

Gambar 2-17. Antiklin sinklin

2.5.3. Sesar(Fault

SSeessaarr aaddaallaahh ssuuaattuu rreekkaahhaann ppaaddaa bbaattuuaann yyaanngg tteellaahh mmeennggaallaammii ppeerrggeesseerraann

sseehhiinnggggaa tteerrjjaaddii ppeerrppiinnddaahhaann aannttaarraa bbaaggiiaann--bbaaggiiaann yyaanngg bbeerrhhaaddaappaann ddeennggaann aarraahh

yyaanngg sseejjaajjaarr ddeennggaann bbiiddaanngg sseessaarr.. BBeerrddaassaarrkkaann tteekkttoonniikk lleemmppeenngg sseessaarr tteerrjjaaddii

kkaarreennaa aaddaannyyaa ggeejjaallaa ppeelleennttuurraann kkeerraakk bbuummii yyaanngg ddiittiimmbbuullkkaann sseebbaaggaaii aakkiibbaatt

aaddaannyyaa ppeerrggeesseerraann--ppeerrggeesseerraann bbeennuuaa aattaauu lleemmppeenngg..

PPeerrggeesseerraann sseessaarr ddeennggaann uukkuurraann ppaannjjaanngg mmaauuppuunn kkeeddaallaammaann ddaappaatt bbeerrkkiissaarr

ddaarrii bbeebbeerraappaa ccmm ssaammppaaii rraattuussaann kkmm bbaahhaann yyaanngg hhaannccuurr aakkiibbaatt ppeerrggeesseerraann

tteerrsseebbuutt tteerrddaappaatt ppaaddaajjaalluurr sseessaarr ddaappaatt bbeerruuppaa ssuuaattuu bbaahhaann yyaanngg hhaalluuss ssaammppaaii

bbrreekkssii((bbrreekkssii sseessaarr)) mmeemmppuunnyyaaii kkeetteebbaallaann bbeerrkkiissaarr aannttaarraa bbeebbeerraappaa ccmm ssaammppaaii

rraattuussaann mmeetteerr..


39/156

39

GGaammbbaarr22--1188 SSeessaarrnnaaiikk

GGaammbbaarr22--1199.. SSeessaarrmmeennddaattaarr

Gambar 2-20 Intrusi dan sesar naik


40/156

40

70

70

Normal slip

Normal

Reverse slip

Reverse

Strike slip

Normal

Sesar

naik

Sesarmendatar

.

..

Sesar

diduga

Sesar(dr fotoudara)

2. DIPERKIRAKAN 3. DIDUGA1. PASTI

TTaabbeell 22--44 SSiimmbbooll sseessaarrddaallaamm ppeettaa ddaann TTiinnggkkaattaannnnyyaa

KKoonnddiissii IInnddoonneessiiaa bbeerriikklliimm TTrrooppiiss,, yyaanngg mmeennggaakkiibbaattkkaann pprroosseess ppeellaappuukkaann

iinntteennssiipp sseehhiinnggggaa ddaattaa ddaattaa ssttrruukkttuurrssuulliitt ddiikkeennaallii ddiillaappaannggaann.. TTeettaappii ddeennggaann

jjeejjaakkyyaanngg aaddaa ddaappaatt ddiiiinntteerrpprreettaassiikkaann..((GGaammbbaarr22--2211))

GGaammbbaarr22--2211 BBeebbeerraappaa ddaattaa ssttrruukkttuurryyaannggtteellaahhtteerreerroossii


41/156

41

22..66.. KKeettiiddaakksseellaarraassaann ((UUnnccoonnffoorrmmiittyy))

KKeettiiddaakksseellaarraassaann aaddaallaahh ppeerrmmuukkaaaann\\bbiiddaanngg eerroossii yyaannggtteellaahhtteerrkkuubbuurr.. TTiiggaa

bbeessaarrttyyppee kkeettiiddaakksseellaarraassaann ddiikkllaassiiffiikkaassiikkaann bbeerrddaassaarrkkaann kkaarraakktteerriissttiikkttuubbuuhh

bbaattuuaann ddiibbaawwaahh ddaann ddiiaattaass bbiiddaanngg eerroossii yyaannggtteellaahhtteerrkkuubbuurrddaanntteerrjjaaddii kkeekkaaccaauuaann

wwaakkttuu.. ((ggaapp wwaakkttuu))::

-- DDiissccoonnffoorrmmiittyy :: PPeerrllaappiissaann ddiibbaawwaahh ddaann ddiiaattaass bbiiddaanngg ttiiddaakk sseellaarraass aaddaallaahh

ppaarraalleell ddaann mmeemmppuunnyyaaii ssttrriikkee ddaann ddiipp ssaammaa..((GGaammbbaarr22..2222))

-- AAnngguullaarr uunnccoonnffoorrmmiittyy :: LLaappiissaann ddiiaattaass ddaann ddiibbaawwaahh ttiiddaakk ppaarraalleell ddaann

mmeemmppuunnyyaaii ssttrriikkeeddaann ddiipp bbeerrbbeeddaa..((GGaammbbaarr33..2233))

-- NNoonnccoonnffoorrmmiittyy :: BBiiddaanngg eerroossii yyaanngg tteerrkkuubbuurr mmeerruuppaakkaann bbaattuuaann kkrriissttaalliinn

((pplluuttoonniicc aattaauummeettaammoorrpphhiicc))..((GGaammbbaarr33..2244))

GGaammbbaarr22--2222.. DDiissccoonnffoorrmmiittyy


42/156

42

GGaammbbaarr22--2233.. UUnngguullaarruunnccoonnffoorrmmiittyy

GGaammbbaarr 22--2244.. NNoonn ccoonnffoorrmmiittyy

22..77.. PPaalleeoonnttoollooggii

PPaalleeoonnttoollooggii aaddaallaahhiillmmuu yyaanngg mmeemmppeellaajjaarrii jjeenniiss kkeehhiidduuppaann mmaassaallaalluu.. JJeenniiss

kkeehhiidduuppaanntteerrsseebbuutt aakkaann mmaattii ddaanntteerrkkuubbuurrddaallaamm eennddaappaann sseeddiimmeenn yyaanngg nnaannttiinnyyaa

aakkaann mmeennjjaaddii ffoossiill..

FFoossiill ddaarrii jjeenniiss ttuummbbuuhh--ttuummbbuuhhaann aattaauu bbiinnaattaanngg aakkaann ddiippeellaajjaarrii

ssppeessiiffiikkaassiinnyyaa kkaarreennaa jjeenniiss ffoossiill tteerrtteennttuu aakkaann mmeennuunnjjuukkkkaann mmaassaa kkeehhiidduuppaann

tteerrtteennttuu ppuullaa.. FFoossiill ddaallaamm bbaattuuaann ddiikkeelloommppookkkkaann mmeennjjaaddii dduuaa yyaaiittuu ffoossiill ffoorraamm

bbeessaarr ddaann ffoossiill ffoorraamm kkeecciill.. FFoossiill ffoorraamm bbeessaarr ddaappaatt bbeerruuppaa cceettaakkaann mmaauuppuunn

mmeennggaallaammii ssiilliiffiikkaassii sseeddaannggkkaann ffoossiill ffoorraamm kkeecciill hhaannyyaa ddaappaatt ddii kkllaassiiffiikkaassii ddeennggaann

aallaatt bbaannttuu mmiikkrroosskkuupp..


43/156

43

BBeerrddaassaarrkkaann ffoossiill tteerrsseebbuutt mmaakkaa bbaattuuaann yyaanngg mmeennggaanndduunngg ffoossiill tteerrsseebbuutt

ddaappaatt ddiikkeettaahhuuii uummuurr bbaattuuaannnnyyaa sseehhiinnggggaa ddaappaatt ddiigguunnaakkaann uunnttuukk mmeenneennttuukkaann

uurruuttaann uummuurrggeeoollooggii ((ggeeoollooggyyttii

ee))..

TTaabbeell 22--55 WWaakkttuu ggeeoollooggii

22..88.. GGeemmppaaBBuummii

GGeemmppaa bbuummii mmeerruuppaakkaann ssaallaahh ssaattuu ggeejjaallaa aallaamm yyaanngg bbeerrssiiffaatt ssaannggaatt

mmeenngghhaannccuurrkkaann.. bbaannyyaakk kkoorrbbaannjjiiwwaa ddaann hhaarrttaa bbeennddaa.. WWiillaayyaahh--wwiillaayyaahh yyaanngg

tteerrjjaaddii bbeennccaannaa ggeemmppaa bbuummii kkeelliihhaattaannnnyyaa mmeennggiikkuuttiijjaalluurr--jjaalluurrtteerrtteennttuu..

GGeemmppaa bbuummii ddiiddeeffiinniissiikkaann aaddaallaahh ssuuaattuu ppeerriissttiiwwaa tteerrlleeppaassaann eenneerrggii yyaanngg

tteellaahh sseejjaakk llaammaa ddiihhiimmppuunn ddiiddaallaamm bbaattuuaann yyaanngg sseeccaarraa ttiibbaa--ttiibbaa eenneerrggii yang

terkumpul tersebut dilepaskan dengan bentuk melalui patahan dan gesrekan dan

dirambatkan sebagai getaran-getaran dalam batuan . Energi yang kuat dilepaskan

akan menyebar dari pusat gempa sebagai gelombang-gelombang seismic kesegala


44/156

44

arah dan makin jauh akan melemah. Meskipun energi yang dilepaskan tersebut

cepat hilang dan melemah,tetapi getaran tersebut dapat direkam oleh alat pencatat

yang disebut seismograf.

Dalam teori tektonik lempeng bahwa litosfer yang bersifat padat dan kaku

yang merupakan lapisan paling luar dari bumi terdiri dari lempengan-lempengan

yang terpisah-pisah, yang mengapung diatas lapisan yang bersifat plastis yang

disebut astenosfir. Sebagian besar gempa bumi terjadi disebabkan adanya

gesrekan yang timbul pada batas lempeng litosfir yang terjadi pada patahan-

patahan yang banyakterdapat dalam kerak bumi.

Gambar 2-25 Gempa tektonik


45/156

45

GGaammbbaarr22--2266 TTiittiikk--ttiittiikkppuussaatt ggeemmppaatteekkttoonniikk

IInnddoonneessiiaa mmeerruuppaakkaann ssaallaahh ssaattuu wwiillaayyaahh ddiimmuukkaa bbuummii yyaanngg mmeemmppuunnyyaaii

ttiinnggkkaatt kkeeggeemmppaaaann yyaanngg ttiinnggggii.. HHaall iinnii ddiisseebbaabbkkaann kkaarreennaa iinnddoonneessiiaa mmeerruuppaakkaann

tteemmppaatt bbeerriinntteerraakkssiinnyyaa 33 lleemmppeenngg ,, yyaaiittuu lleemmppeenngg IInnddiiaa AAuussttrraalliiaa yyaanngg bbeerrggeerraakkkkee uuttaarraa ddeennggaann kkeecceeppaattaann aannttaarraa 66 88 ccmm//tthh,, lleemmppeenngg EEuurraassiiaa ddii uuttaarraa yyaanngg

rreellaattiiff ssttaabbiill ddaann lleemmppeenngg ppaassiiffiikk yyaanngg bbeerrggeerraakkkkee bbaarraatt ddeennggaann kkeecceeppaattaann rraattaa--

rraattaa 1100 ccmm//tthh.. PPaaddaa ddaaeerraahh bbaattaass lleemmppeenngg tteerrsseebbuutt aakkaann tteerrjjaaddii iinntteerraakkssii ddeennggaann

ppeennuunnjjaammaann ddaarrii ssaallaahh ssaattuu lleemmppeennggnnyyaa ddaann ddiissiittuullaahh tteemmppaatt tteerrkkuummppuullnnyyaa

ssuummbbeerr--ssuummbbeerr ggeemmppaa yyaanngg ddaallaamm.. GGeemmppaa bbuummii yyaanngg ppaalliinngg ddaahhyyaatt tteerrjjaaddii ddii

sseeppaannjjaanngg sseessaarr--sseessaarr bbeessaarr yyaanngg bbeerrggeesseerr sseeccaarraa mmeennddaattaarr,, sseeppeerrttii ddiisseeppaannjjaanngg

sseessaarrsseemmaannggkkoo ddii SSuummaattrraa..

BBeerrddaassaarrkkaann jjeenniiss ddaarrii ssuummbbeerreenneerrggii ppeennyyeebbaabbtteerrjjaaddiinnyyaa ggeemmppaa bbuummii ddaappaatt

ddiibbeeddaakkaann::

11.. GGeemmppaatteekkttoonniikk

22.. GGeemmppaa vvoollkkaanniikk

33.. GGeemmppaa sseebbaaggaaii aakkiibbaatt rruunnttuuhhaann//ggeerraakkaannttaannaahh ddaann aammbblleessaann


46/156

46

44.. GGeemmppaa bbuuaattaann ((lleeddaakkaann ddiinnaammiitt aattaauu ppeerrccoobbaaaann nnuukklliirr))

Gambar 2-27 Lempeng -lempeng kerak bumi

Pembagian gempa berdasarkan kedalaman pusat gempa adalah :

0 60 km

60 300 km> 300 km

Dangkal

Cukup dalamDalam

Intensitas sebuah gempa di dasarkan pada banyaknya kerusakan yang

ditimbulkan sebuah gempa pada permukaan bumi. sebuah skala Mercalli yang

didasarkan pada pengamatan obyektif atas beberapa gejala pada beberapa

permukaan bumi ketika berlangsungnya sebuah gempa.

Tugas seorang geologis adalah memperkirakan kemungkinan terjadinya

gempa di sebuah tempat tertentu dan kemungkinan kekuatannya. Perkiraan

tentang kapan dan besar maksimal gempa yang akan terjadi berdasarkan gempa

yang pernah terjadi yang akan digunakan untuk perencanaan bangunan sipiltahan

gempa. Untuk dapat memperkirakan Ahli gelogi menggunakan peta-peta resiko

seismic dan teoritektoniklempeng.

Bangunan tahan gempa diperlukan material ber kekuatan tinggi.


47/156

47

- Batuan yang masif dan kokoh memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi

bila dibanding dengan batuan lembek.

- Material tanah, pasir jenuh, lepas akan meleleh(liquefaction) jika berada pada

sebuah lereng, atau akan memadat jika material tersebut berada pada sebuah

kondisitertutup.

- Penurunan pasir atau lanau lepas yang jenuh sewaktu terjadinya pembebanan

dinamis dapat menimbulkan banjirlumpur.

Guncangan yang dikirim ke struktur bangunan tersebut tergantung dari

sambungan antara struktur dan bumi, seandainya sambungan tidak kuat, karena

gaya geser yang dimiliki rendah, maka struktur tersebut dapat terlepas dari

pondasinya dan berpindah tempat di permukaan tanah, sedangkan pada bangunan

itu sendiri hanya akan terjadi getaran yang sangat kecil. Bangunan yang masif

dengan kelambanan yang sangattinggi dan dengan struktur yang terikat erat pada

bawah tanah akan dapat bertahan ditempatnya, sedangkan struktur - struktur yang

ringan akan mengikuti gerakan gempa bumi.


48/156

48

BAB III

PENYELIDIKAN GEOLOGI

Penyelidikan geologiteknik adalah untuk mengetahui kondisi geologi secara

umum berdasarkan satuan tanah permukaan dan batuan. Penyusunan satuan

tersebut dengan cara pengelompokan berdasarkan sifat-sifat fisik dan keteknikan

yang hampir sama tentang jenis litologi, cara terjadinya, sifat fisik tanah secara

umum, sehingga macam tanah dan batuan dapat dikelompokkan menjadi beberapa

satuan tanah dan satuan batuan.

Kualitas hasil penelitian lapangan ditentukan oleh penggunaan alat secaraoptimal berbagai teknik penelitian dalam lingkup anggaran biaya yang tersedia

untuk kegiatan penelitian tersebut. Metode penelitian lapangan yang memberikan

informasi data permukaan adalah berupa peta geologi, geomorfologi, foto udara

dan informasi bawah permukaan dari interpretasi struktur geologi (dip batuan,

posisi stratigrafi, umur dll), pengukuran geofisis maupun pemboran.

1. Peta Geologi, adalah sebuah gambaran dua demensi mengenahi sebuah daerah

dan biasanya dibuat berdasarkan suatu tujuan. Peta geomorfologi dan foto

udara dapat memberiinformasitentang selisih ketinggian, pola sungai, ciri-ciri

topografi yang semuanya ini akan memberikan informasi perihal geologi

bawah permukaan. Contoh suatu daerah sembulan batugamping (sayap antiklin

yang terpotong) dikelilingi batuan yang lebih yang lunak akan nampak sebuah

tebing yang curam dan landai yang berlawanan arah lereng. Sebuah alur erosi

sepanjang arah patahan dan akan membentuk sebuah gawir patahan yang

membentuktangga.

2. Metode Geofisis, adalah perlu untuk mengontrol gambaran 3 demansi sebuah

peta, yang diperoleh berdasarkan perbedaan sifatsifat fissis dari berbagai

macam batuan. Metoda seismik, didasarkan pada kecepatan rambat getaran

suara yang tergantung dari kerapatan material dan massa;Metoda ketahanan

elektrik adalah pengukuran terhadap hantaran elektrik terhadap berbagai

macam batuan;Metode magnetikadalah berdasarkan pada sifat-sifat magnetis


49/156

49

pada batuan; Metode elektro magnetik, melakukan pengukuran terhadap

hantaran sebuah medan elektro magnetik yang terinduksi; Metode georadar,

melakukan pengukuran terhadap reflaksi gelombang radio yang terinduksi;

Gravimeter, adalah melakukan pengukuran terhadap variasi dalam medan gaya

berat.

Beberapa metode geofisis di permukaan bumi, antara lain :

a. Refraksi seismik

Prinsip

Jenis petunjuk

Penggunaan

:

:

:

Variasi vertikal dan horizontal dalam bawah tanah dari

rambatan gelombang kejut kita amati melalui perubahan

dalam lama perjalanannya

Struktur bawah tanah, kecepatan rambat gelombang seismik

untuk berbagai satuan dalam bawah tanah, permukaan air-

tanah dapat kita catat sebagai perbandingan kecepatan antara

massa jenuh dan massa tidak jenuh.

Penentuan struktur geologi, ketebalan lapisan penutup,

penentuan sifa-sifat batuan dan lapisan penutup, mis:

porositas, diskontinuitas, stastisitas, kadar zat cair. Pada

prinsipnya semua jangkauan kedalaman adalah mungkin.

Hasil yang dicapai lebih cermat namun tekniknya lebih

mahal dibanding metode hambatan elektrik. Ada kalanya

diperlukan bahan peledak untuk menghasilkan gelombang

kejut.

b.Rrefleksi seismik

Prinsip

Jenis petunjuk

Penggunaan

:

:

:

Gelombang sonik yang dihasilkan dekat permukaan air

direfleksikan oleh dasar laut, dasar sungai, dasar danau dan

oleh bidang pemisah lapisan batuan dibawahnya.

Lokasi dasar dan bidang pemisah lapisan batuan dibawah

dasar. Kecepatan rambat gelombang seismik pada batuan

bawah permukaan.

Pemetaan dasar laut, sungaidanau dan struktur geologi.

penentuan sifat-sifat massa batuan. Memungkinkan


50/156

50

penelitian dalam tanah dan batuan.

c. Metode hambatan elektrik

Prinsip

Jenis petunjuk

Penggunaan

:

:

:

Mengukur variasi vertikal dan horizontal yang menyangkut

perubahan dalam hambatan elektrik arus listrik.

Posisi, batas, dan hambatan dari berbagai satuan bawah

tanah

Penentuan struktur geologi, ketebalan lapisan tanah, kadar

kelembaban tanah, permukaan air tanah. Kedalaman

maksimum sekitar 30 m. Dipengaruhi oleh jaringan pipa

bawah tanah.

d.Metode magnetik

Prinsip

Jenis petunjuk

Penggunaan

:

:

:

Pengukuran terhadap variasi dalam medan magnit

Variasi dalam komponen horizontal dan vertikal medan

magnit bumi

Pencarian material magnit dalam lingkungan tidak magnetis

atau sebaliknya. Besar badan atau struktur didalam bawah

tanah yang dapat dilacak tergantung dari kedalaman badan

atau struktur tersebut di bawah permukaan dan hantaran

magnetiknya.

e. Metode elektro magnetik

Prinsip

Jenis petunjuk

Penggunaan

:

:

:

Pengukuran medan magnet yang dibangkitkan oleh getaran

elektro magnetik, yang frekwensinya bisa bervariasi

tergantung dari metode yang digunakan.

Hambatan elektrik dari bawah tanah atau profil-profil

refleksi dari gelombang yang direfleksikan (georadar).

Penentuan struktur geologi, ketebalan lapisan penutup,

pelecakan material yang perilaku elektromagnetiknya

menunjukkan penyimpangan.

Very low frequenscy instrument: 15150KHz, kedalaman

10100m. Georadar (80900KHz):1-20 m. Terrain

conductivity meter(9,8KHz): 6 20m.


51/156

51

3. Pemboran

Penelitian geofisis perlu dikorelasikan dengan data langsung hasil pemboran,

parit uji, testpit dan terowongan eksplorasi. Tetapi biaya untuk pemboran

cukup tinggi, sehingga perlu disusun program penelitian terpadu antara

pemboran, sondir dan penelitian geofisis.

3.1. Peta Geologi Teknik

Peta geologiteknik merupakan peta yang menyajikan informasitentang data

karakteristik dan sifat keteknikan tanah/batuan disuatu daerah/wilayah. Adapun

lingkup pemetaan meliputi : jenis tanah, sifat fisiktanah/batuan, sifat keteknikan

(daya dukung, perosokan dan tanah mengembang), kondisi keairan dan bahaya

lingkungan beraspek geologi.(Gambar 3-1)

3.2. Analisis Besar Butir Tanah

Sifat-sifat suatu tanah tertentu banyak tergantung kepada ukuran butirnya.

Karena itu pengukuran besarnya butir tanah merupakan suatu percobaan yang

sangat sering dilakukan dalam bidang mekanika tanah. Besarnya butir juga

merupakan dasar untuk klasifikasi atau pemberian nama pada macam-macam

tanah tertentu. Besarnya butir tanah digambarkan dalam grafik lengkung gradasi

atau grafik lengkung pembagian butir. Tanah yang ukuran butirnya dibagi rata

antara yang besar sampai yang kecil dikatakan bergradasi baik, bilamana terdapat

kekurangan atau kelebihan salah satu ukuran butirtertentu maka tanah itu disebut

bergradasi buruk, sedangkan apabila besar butir hampir sama disebut bergradasi

seragam. Penentuan ukuran butir tanah dilakukan dengan dua cara yaitu untuk

ukuran butir yang kasar dipakai saringan, yaitu tanah dikeringkan dan disaringpada serangkaian saringan dengan ukuran lubang 3 inci sampai dengan no.

200(200 kawat/inci) yang hampir sama dengan ukuran pasir hingga lanau,

sedangkan untuk ukuran butir yang lebih kecil dari pasir halus dipakai cara

pengendapan, yaitu tanah dicampur dengan air dan diaduk kemudian dibiarkan


52/156

52

berdiri supayabutir-butir mengendap. Butiran-butiran dalam suatu suspensi akan

menurun dengan kecepatan yang tergantung pada ukurannya.

Kecepatan ini menurut hukum Stokes, adalah sebanding dengan pangkat

dua dari ukuran butirnya.

V = ( D/M)2

V = Kecepatan turun butir,

D = Diameter butir,

M = Konstanta

Jadi D = Hr/t

Gambar31.Petageologiteknik


53/156

53

Hr = tinggi

turun ;

t = waktu

Butir-butir sebesar D akan turun sejarak H dalam jangka waktu t. Biasanya

pengukuran dimulai setelah satu menit dan diteruskan pada jangka waktu tertentu

selama 24 jam. Berat jenis suatu campuran air dan tanah tergantung konsentrasi

butiran yang tergantung di dalamnya. Dengan cara mengukur berat jenis suspensi

berarti dapat menghitung banyaknya tanah yang ada dalam campuran tersebut.

B = G/(G-1) (Rh 1 )

P = 1000B/W x 100

B = berattanah/cm ;

G = berat jenis;

Rh = pembacaan hidrometer;

P = prosentase ;

W = Jumlah berattanah dalam suspensi

3.3. Batas-Batas Atterberg

Batasatterberg adalah batascair dan batasplastis. Istilah-istilah yang

dipakai untukpembatasanseperti sketsadibawah ini:

Basah Kering

Keadaan plastic semi-plastic solid

cair (Liquid)

Batas cair Batas Plastis Batas pengerutan(LL) (PL) (SL)

Gambar 3 2 Batas-batas aterberg


54/156

54

1. Batas cair (LL) adalah kadar airtanah bilamana diperlukan 25 pukulan. Cara

mengetahui batas cairtanah dengan beberapa contoh tanah dengan bermacam-

macam kadar air dan dilakukan uji dengan alat batas cair, maka akan diperoleh

banyaknya pukulan sampai dua alurtersebut berimpit. Data kadar air dan

jumlah pukulan masing-masing contoh dibuat grafik, maka dari grafiktersebut

dapat dibaca kadar air pada 25 pukulan. Klasifikasi platisitas tanah berbutir

halus dibagilagi menjadi plastisitas rendah (LL < 35 %), plastisitas sedang

(LL=35 50 %) dan plastisitas tinggi (LL > 50 %).

2. Batas plastis (PL) adalah kadar air pada batas bawah daerah plastis. Kadar air

ini ditentukan dengan memplintirtanah pada plat kaca sehingga diameter

bulatan dari batang tanah yang dibentuk mencapai 1/8 inci dan apabila tanah

mulai mencapai pecah/retak-retak maka kadar airtanah itu adalah batas plastis.

3. Indeks plastis (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis dimana

tanah tersebut dalam keadaan plastis.(PI =LL PL ) dan batas cairnya

memberikan satu titik pada suatu diagram plastisitas.

4. Indeks kecairan (LI) adalah kadar airtanah dalam keadaan aslinya biasanya

terletak antara batas plastis dan batas cair dan biasanya berkisar antara 0

sampai 1.LIdiperoleh dari persamaan :LI = (w-PL)/(LL-PL) = (w-PL)/PI

Kegunaan batas-batas atterberg adalah suatu gambaran secara garis besar

akan sifat-sifattanah. Tanah yang batas cairnya(LL)tinggi biasanya menpunyai

sifatteknik buruk yaitu kekuatan rendah,compresibilitytinggi dan sulit

memadatkannya. Sifattanah tersebut dipakai untuk misalnya pembuatan jalan dan

Indeks plastis juga biasanya dipakai sebagai salah satu syarat untuk bahan yang

akan dipakai untuk pembuatan jalan.

3.4. Keaktifan


55/156

55

Tepi-tepi minerallempung mempunyai muatan negatif neto,ini menyebabkan

terjadinya usaha untuk menyeimbangkan muatan ini dengan tarikan kation.

Tarikan ini akan sebanding dengan kekurangan muatan neto dan dapat

dihubungkan dengan aktivitas lempung. Skempton(1953) telah menngartikan

secara kwantitatif disebut aktivitas dari lempung adalah perbandingan antara

indeks plastis dengan prosen fraksilempung berukuran < 2 Qm dan dikelompokan

menjadi 3 klas.(Tabel 3 1)

m)2lempung(faraksi

tisIndeksplas

)

ktivitas(

Tabel 3-1 Klasifikasikan aktivitas lempung

ktivitas( ) K las

0,75 < 1,25

Sedang

Tidak aktif

ktif

ktivitas dalam kaitannya dengan perubahan volume merupakan

pertimbangan utama dalam mengevaluasi tanah yang akan dipakai dalam

pekerjaan pondasi. Kapasitas penggantian kation dalam milliekivalen (meq)/100g

lempung juga digunakan sebagaiindikasi suatu aktivitas.

Tabel 3-2 Kapasitas penggantian minerallempung

LempungKapasitas

penggantian,

meq/100g

Kaolinit

Haloisit(4H2O)

Illit

Vermikulit

Montmorilonit

3 15

10 40

10 40

100 40

80 - 150


56/156

56

Aktivitas lempung dapat ditentukan dalam karakteristik plastisitasnya yang

berubah oleh substitusiion-ion logam daritingkat yang lebih tinggi sepertiterlihat

pada skala substitusi: Li


57/156

57

Kalsit

Kwarsa

0,2

0

Gambar 3 - 3 Kurva keplastikanCasagrande.

3.6. Tingkat Pengembangan

Pemuaian lempung terjadi ketika kadar air bertambah dari nilai referensinya,

sedangkan penyusutan terjadi ketika kadar air berkurang dari nilai referensinya

sampai pada batas susut. Tanah lempung dapat diperkirakan akan mempunyai

perubahan volume yang besar apabila indeks plastisitas (Ip) u 20. Perubahan

volume berhubungan langsung dengan batas susut dan sebagian berkaitan pula

dengan batas plastis dan batas cair. Tabel 3-4, menurut Holtz & Gibbs (1956)

dalam Bowles (1991) memberikan hubungan kasar yang dijumpai dan cukup

dapat diandalkan untuk meramalkan terjadinya perubahan volume.

Tabel 3- 4 Hubungan antara Ip, Ws & potensi perubahan volume

Potensi

perubahan

volume

Indek plastisitas (Ip) Batas

susut

(ws)Daerahkering

Daerah

lembab

Batas cair

Garis AGarisU

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Montmorilonit

Ilite

Kaolinit

Haloisit

Klorit

60

50

40

30

20

10

I

ndekskeplastikan


58/156

58

Kecil

Sedang

Tinggi

0 15

15 30

> 30

0 30

30 50

> 50

12

10 12

< 10

Beberapa metoda dan pengujian tanah telah dikembangkan untuk

mengidentifikasitingkat pengembangan tanah seperti yang dijelaskan dalam Holtz

dan Kovacs (1981) yaitu pengkorelasian terhadap properti indeks dalam bentuk

table 3-5.

Tabel 3-5 Potensi pengembangan tanah (Holtz 1959)

Tingkat

Pengembangan

% perubahan

volume

Kandungan

Koloid

(% - 1 Qm)

Indeks

Plastisitas(IP)

Batas

Susut(SL)

Sangattinggi

Tinggi

Sedang

Rendah

> 30

20 30

10 20

< 10

> 28

20 31

13 23

< 15

> 35

25 41

15 28

< 18

< 11

7 12

10 16

> 15

Metoda Gromko yaitu dengan melihat korelasi antara kerapatan kering insitu

terhadap batas cair, ataupun pengujianfree-swellyang dikembangkan oleh Holtz

dan Gibbs. Sedangkan cara yang mudah dan cukup dikenal adalah metoda Seed

(1962) dan metode Gillott(1968) .(Gambar 3-6 & 3-7)

3.7. Konsolidasi

Bekerjanya tegangan terhadap tanah berbutir halus yang jenuh akan

menghasilkan regangan yang tergantung pada waktu dan penurunan yang

dihasilkan. Jangka waktu terjadinya penurunan konsolidasi tergantung pada

bagaimana cepatnya tekanan pori yang berlebih akibat beban yang bekerja dapat

dihilangkan. Karena itu koefisien permeabilitas merupakan faktor penting

disamping penentuan berepa jauh jarak air pori yang harus dikeluarkan dari pori-

pori yang ukurannya bertambah kecil untuk dapat meniadakan tekanan yang


59/156

59

0 10 20 30 40 50 60 70

Persentase lempung ( < 0,002 mm)

Aktifitas

IndeksPlastisitas

100 -

90 -

80 -

70 -

60 -

50 -

40 -

30 -

20 -

10 -

0 -

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100Persentase lempung (< 0,002 mm)

berlebihan. Karena itu lempung akan terjadi penurunan agak besar sedangkan

pasir penurunannya agak kecil (Wesley, 1975).

Sangat Tinggi

Tinggi

Sedang

Rendah

Gambar 3-4. Diagram klasifikasi potensi pengembangan tanah (Seed 1962)

Aktifitas=2

Aktifitas = 1

Sangat Tinggi

Aktifitas = 0,5

Tinggi

5-

4-

3-

2-

1-

0-


60/156

60

Sedang

Rendah

Gambar 3-5. Diagram klasifikasi potensi pengembangan tanah

(Gillott 1968)

Parameter-parameter konsolidasi suatu tanah adalah indeks tekanan (Cc)

dan koefisien konsolidasi (Cv). Indeks tekanan berhubungan dengan berapa

besarnya konsolidasi atau penurunan yang akan terjadi , sedangkan koefisien

konsolidasi berhubungan dengan berapa lama suatu konsolidasi tertentu akan

terjadi. Rumus untuk menghitung kecepatan penurunan (t) dilapangan adalah :

t = tH2/Cv t = time faktor; H = jalan air( teballapisan)

3.8. Kuat Geser Tanah

Pengetahuan mengenahi kekuatan geser tanah diperlukan untuk berbagai

macam soal praktis, terutama untuk menhitung daya dukung tanah, tegangan

tanah terhadap dinding penahan dan kestabilan lereng. Keruntuhan geser dalam

tanah adalah akibat gerak relatif antara butirnya, bukanlah karena butirnya sendiri

hancur. Oleh karena itu kekuatan tanah tergantung kepada gaya-gaya yang bekerja

antara butirnya. Dengan demikian kekuatan gesertanah dapat diangap terdiri dari

: bagian yang bersifat kohesi dan bagian yang mempunyai sifat gesekan. Maka

kekuatan gesertanah dapat dinyatakan dengan rumus :

s = c + (W - u ) tan J

s = kekuatan geser; u = tegangan air pori

W = tegangan total pada bidang geser;

J = sudut geser dalam


61/156

61

40

30

20

10

0

0 20 40 60 80 100Indeks plastisitas ( Ip)

Tidakter an u

Terbentuk kembali

Kekuatan geser suatu tanah dapat didefinisikan sebagai tahanan maksimun

dari tanah terhadap tegangan geser dibawah suatu kondisi yang diberikan.

Kondisi-kondisi yang ditekankan diatas terutama bersangkutan dengan sifat-sifat

drainasi tanah . Untuk suatu tanah yang berbutir kasar, drainasi tanah pada

umumnya baik dan terjadi seperti yang dihasilkan dalam percobaan, sedangkan

untuk tanah yang berbutir halus akan mengering dengan sangat lambat oleh

karena itu kecepatan percobaan merupakan suatu faktor yang penting. Beberapa

percobaan geser dasar yang dapat dilakukan terhadap suatu tanah, apabila

dilakukan dengan kondisi drainasi yang sama, harus memberikan hasil yang

sebanding.

Pengujian dilakukan dengan menempatkan contoh tanah kedalam kotak geser

yang terbelah dengan setengah bagian yang dibawah merupakan bagian yang tetap

sedangkan bagian atas bebas untuk bertranslasi. Contoh diletakkan di dalam

kotak, sebuah blok pembebanan, termasuk batu berpori bergigi untuk drainasi

yang cepat diletakkan diatas contoh. Kemudian suatu beban normal Pv dikerjakan.

Kedua bagian ini akan menjadi sedikit terpisah dan blok pembebanan serta

setengah bagian atas kotak bergabung menjadi satu. Dua atau lebih pengujian

tambahan dengan nilai Pv yang lebih besar, untuk membuat grafik bersekala

hubunan dengan kuat geser (s) dengan tegangan normal, maka akan diperoleh

harga c (kohesi) dan J (sudut geser dalam). Uji geser langsung adalah untuk

mengukur parameter kuat geser sisa Jr dan parameter kohesi mendekati nol akibat

regangan yang besar pada keadaan kekuatan sisa. Uji geser langsung juga untuk

menentukan arah dan lokasi bidang keruntuhan, yaitu pada lokasi belahan kotak

dan sejajar dengan beban horizontal. Uji ini dianggap para ahli dapat memenuhi

syarat untuk regangan bidang yang cukup untuk dapat menyebutnya sebagai uji

regangan bidang. Korelasi antara J dan persentasi lempung (Bjerrum & Simons,

1960) terlihat dalam kurva (Gambar 3- 6)


62/156

62

Gambar 3-6. Korelasi antara sudut gesek dalam dan indeks plastis (

Simons 1960 dalam Bowles 1991)

3.9. B Tangan

Bor tangan adalah suatu alat yang mempergunakan berbagai macamauger

pada ujung bagian bawah dari serangkaian setang bor. Bagian atas dari rangkaian

stang bor ini mempunyai tangkai yang dipakai untuk memutar alat tersebut. Bor

tangan hanya dapat digunakan pada bahan-bahan yang cukup lunak terutama

dalam lempung lunak sampai teguh(Gambar 3 7).

Hasil pemboran ini digunakan untuk mengetahui susunan lapisan dan jenis

tanah dan dibuat log bor yang didalamnya tercantum lokasi elevasi cuaca profil

bor kedalaman diskripsi lapisan kedalaman muka air tanah dan kedalaman

pengambilan contoh tanah asli. (Gambar 3 8)

Gambar 3 -7. Alat Bor tangan

Mata bor Iwan

Stang bor

Tangkai bor tangan


63/156

63

Gambar 3 8. Log bortangan

3.10. Pengambilan Contoh Tanah

Contoh-contoh ini ada dua macam yaitu contoh tidak asli dan contoh asli.

Contoh tidak asli diambil tanpa adanya usaha-usaha yang dilakukan untuk

melindungi struktur asli dari tanah, sedangkan contoh asli harus masih

menunjukkan sifat-sifat asli dari tanah dengan teknik pelaksanan sebagaimana

mestinya dan cara pengamatan yang tepat, maka kerusakan-kerusakan terhadap

contoh bisa diusahakan sekecil mungkin dan segera dibawa ke laboratorium.Cara

pengambilan contoh asli dengan tabung silinder berdinding tipis dari bahan

tembaga/besi di bagian atas disambung kepala tabung untuk dapat disambung

dengan setang bor. Sebelumnya bersihkan lubang bor sampai dasar. Tabung

contoh dimasukkan kedalam dasarlubang bor, dan kemudian ditekan (Bor mesin)

atau dipukul(bor tangan) kedalam tanah asli yang akan diambil contohnya pada

dasarlubang sampai masuk 60 cm, selanjutnya putar dan angkattabung dengan

hati-hati kemudian tutup dengan parafin.

Derajat kerusakan contoh tanah yang diambil tergantung pada beberapa hal

antara lain :

- Keadan dan ukuran tabung contoh: tebal dinding harus setipis mungkin,

perbandingan luasnya jangan lebih dari 10 %, permukaaan dalam dan luar

tabung harus licin, ujung pemotong tabung harus cukup terpelihara.


64/156

64

-Cara pelaksanaan, tabung dan contoh sebaiknya ditekan kedalam tanah secara

langsung dan jangan dipukul.

-Cara membuat dan membersihkan lubang bor,tanah pada dasarlubang bor harus

betul-betul asliterhindar dari kotoran-kotoraan serta lumpur.

3.11. Pemboran Inti/Pemboran Mesin

Maksud dari pemboran inti dalam kepentingan penyelidikan geologi

khususnya geologiteknik adalah untuk mengetahui kondisi bawah tanah, meliputi

dari jenis batuan, sifat fisik, daya dukung (SPT) dan tingkat permeabilitasnya (K).

Untuk jenis tanah dapat diambil contoh tanah tidakterganggu (US) untuk

diketahui sifat mekanika tanahnya. Secara komprehensip data tersebut dapat

digambarkan dalam log bor geologi.

1. Pemboran geologiteknik.

Dasar teori pemboran geologi teknikada2jenis yaitupemboran mesin

dan bukan mesin. Pemboran mesin adalah semuajenis pemboran y ang

menggunakan penggerak dari tenaga mesin. Sistim pemboran mesin ini

batang bor diputar secara mekanisdanputarannyaditeruskanke mata bor

padadasar lubang bor (Gambar 3 9). Inti batuan yang terpotong akan

tertinggal dalam tabung inti dan diangkat kepermukaan untuk dianalisa,

diuji dandi simpandalam kotakcontoh

Secara umum penggunaan pemboran mesin ini adalah metode yang umum

dilakukan dalam penyelidikkan tanah/batuan. Mata bor ada bermacam-macam

penggunaanya tergantung jenis tanah/batuan, alat bor dan kapasitas pemboran

yang dikehendaki. Dalam teknik pemboran yang benar, seluruh inti bor dapat

terambil dan pengujian setempat juga dapat dilaksanakan.

a. Kegunaan.:

- penyelidikan bahan tambang/endapan mineral

- mengetahui struktur geologi suatu daerah


65/156

65

- penyelidikan tanah dasar(bangunan sipil)

- pembuatan sumur eksplorasi & eksploitasi airtanah

- Pembuatan lubang pengeringan air dalam tambang bawah tanah

- Pembuatan lubang peledakan batuan

b. Peralatan :

Mesin bor & penggerak lengkap dengan peralatannya; mesin pompa

lumpur/air; mata bor (Core bit, diamond core bit dll); Core barrel(penginti);

Kotakinti.

c. Prosedur pelaksanaan:

Untuk perlapisan permukaan (lempung, lanau, pasir & kerikil lepas) dimulai

dengan bor spiral(1 7/8 ), closed spiral (2 ) atau spiral auger dengan

pemboran sistim kering dari tiap 40 cm s/d 2/3 m dan di perbesar diameter 4

1/8untuk persiapan memasang pipa pelindung (Casing) J 4 ).

Tabel 3 -6. Daftar peralatan bor & ukuran

NAMA UKURAN LUAR

(mm)

ALAM

mm)

BERAT

(KG/M)

ROT

EA

B

N

EW

AW

BW

NW

33.441.4

48.5

60.4

35.0

44.5

54.0

66.7

21.428.6

35.8

50.8

22.2

36.6

44.5

57.2

4.565.66

6.58

7.44

4.66

4.88

6.40

8.93

CASING

NX

AX

BX

NX

46.1

57.2

73.00

88.9

38.2

500.8

62.8

77.8

2.68

4.46

8.45

11.61

EX 38.2 22.2


66/156

66

BIT AX

BX

NX

49.3

600.4

76.2

28.6

41.4

54.0

2. Percobaan penetrasi standar (SPT)

Percobaan ini dengan peralatan split spoon, alat penumbuk (Gambar 3-

10) untuk mengetahui kekuatan lapisan tanah/batu.

Pelaksanaan:

-bersihkan lubang bor sampai dasarnya

- masukkansplit spoon(tabung belah) sampai dasar

- sambung batang bor dengan alat penumbuk(63,5 kg)

- angkat alat penumbuk 75 cm dan jatuhkan ke kepala penumbuk.

- hitung jumlah tumbukan setiap turun 15/10cm dari 45/30cm.

- Angkatsplit spoon perlahan-lahan

-N dihitung jumlah tumbukan dari 15 cm ke II & III atau 10 cm ke II & III


67/156

67

Gambar 3-9. Sistim pemboran


68/156

68

SPT pada tanah (Kohesif & Non kohesif) digunakan untuk eksplorasi rutin

semua jenis pondasi. Hubungan antara N dengan kepadatan relatif tanah non

kohesif (pasir, kerikil, cangkang dll) dan konsistensi relatif tanah kohesif

(lempung,lanau, gambut dll) terlihat dalam tabel dibawah ini:

Tabel 3 -.7. Hubungan harga N dengan kepadatan relatif

JENIS TANAH HARGA

( N )

KEPADATAN

RELATIF

NON KOHESIF

(pasir, kerikil,

cangkang)

0 4

5 10

11 24

25 50

> 50

Sangatlepas

Lepas

Sedang

Padat

Sangat padat

KOHESIF

(lempung,lanau,

gambut )

0 1

2 4

5 8

9 15

16 30

31 60

> 60

Sangatlembek

Lembek

Teguh

Kenyal

Sangat kenyal

Keras

Sangat keras

131027820 29961484 Buku Pengantar Kuliah Geologi Teknik PDF

Documents

Transcript of 131027820 29961484 Buku Pengantar Kuliah Geologi Teknik PDF