131027820 29961484 Buku PengEEEantar Kuliah Geologi Teknik PDF

8/19/2019 131027820 29961484 Buku PengEEEantar Kuliah Geologi Teknik PDF

1/157

1

BUKU PENGANTAR KULIAH GEOLOGI TEKNIKNama Pemilik buku Nomor Mahasiswa : Sigit Agung Prasetia : 410008003

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL YOGYAKARTA 2010


2/157

2

Kata Pengantar

Telah lama kami berkeinginan menyempurna kan diktat kuliah Geologi Teknik tahun2002, 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 m ahasiswa 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 meny

adari isi buku ini masih banyak kekurangannya dan kesalahan untuk itu kami sangat terimakasih apabila pembaca berkenan untuk mengkritik demi lebih baik. Semogabuku ini bermanfaat bagi para mahasiswa dan pembaca.

Yogyakarta, 5 Agustus 2009


3/157

3

DAFTAR ISI (maaf nomorx g sesuai) HalamanKata Pengantar ««««««««««««««««««««............. Daftar Isi ««««««««««««««««««««««««................................................. ........ 1.3. Ruang lingkup «««««««««««elitian ««««««««««««««««««««. 1.6.Berbagai cara Penelitian Lapangan «««««««««««««« 1.7an Beku ................................................................................. ........ 2.2. Batuan Sedimen ........................................................................... ......... 2.3. Batuan Metamorf ......................................................................... ......... 2.4. Struktur Sedimen ««««««««««««««««««............ 5. Struktur Batuan ........................

..................... .............. 2.6. Ketidak selarasan (Unconformities) ............................................. ......... 2.7. Paleontologi .........

....................................................................... ........

... 2.8. Gempa Bumi ««««««««««««««««««««««.. BAB III. PENYELIDIKAN GEOLOGI ...........

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

.................... .......... 3.2. Analisa Besar Butir Tanah .................

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

................................................................. ........... 3.4. Keaktifan .................................................................................... ........... .i .ii v vi 1 1 1 2 2 3 3 10 11 11 13 20 24 26 2728 35 36 38 42 45 45 47 48


4/157

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 .......«««

. Macam Gerakan Tanah ...««««««««««««««.............. 4.5. Klasifikasi Gerakan Tanah .

...««««««.................. 4.6. Kemampuan Geologi Teknik «««««««««««««. ........... 4 Untuk RUTR ....................................... 4.8. Analisa Kestabilan Lereng ........................................................ ............ 4.9.Penetuan Bidang Gelincir «««««««««««««««........... 4.10. 4.11. 4.12. 4.13. 4.14. 4.15. Pelogi ««««««««««««........ Struktur Geologi ««««««««««««««««««........ Geometri lereng ............. .............. Mencegah Runtuhnya Sebuah Lereng ........................................... .... Pengenalan Gejala Gerakan Tanah««««««««««««..... AnalisiMedan ....................................................... .....

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

BAB. V . KONSTRUKSI BANGUNAN TEKNIK «««««««.......... 5.1. Tanah .................................................................................... .......... 5.2.Batuan ......................................................................................... ............ 5.3. Pembebanan Terhadap Bawah Tanah ««««««««««.........asi ««««««««««««««««««««««............ BAB VI. BENDUNGAN DAN GROUTING .................endungan ««««««««««««««««««««..............


5/157

5

5.2 Grouting ««««««««««««««««««««««........... BAB. VII. MATERIAL GEOLOGI «««««««««««««....................................... .

133 138 138 139 145 151


6/157

6

BAB I PE DAHULUAN

Geologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang 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 mempelajari tentang kristal mineral batuan Petrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang batuan Paleontologi adalah ilmu yang mempelajari tentang fosil Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang air tanah Geomorfologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bentang alam Volkanologi adalah ilmuyang mempelajari tentang gunung api Geologi Teknik adalah ilmu yang mempelajaritentang penggunaan geologi dalam lapangan Teknik Sipil dan sebagainya Geologi teknik adalah salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari tentang batuan yangberhubungan dengan bangunan /rekayasa bidang teknik sipil dan di definisikan seb

agai berikut : 1. Geologi teknik adalah suatu cabang geologi sebagai ilmu terapan dalam tekni k sipil yang mempergunakan data-data geologi untuk memecahkan persoalan yang berhubungan dengan konstruksi teknik.


7/157

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 baikdi Indonesia maupun di negeri -negeri lain. Di Indonesia misalnya pada pembuatan candi-candi pada waktu itu sudah dapat memilih batubatu yang berkualitas baik demikian pula di negeri ina, Eropa dan sebagainya. Pemakaian ilmu geologi untuk bidan Teknik Sipil dilakukan oleh Ahli Tekni k sipil Ingris yang bernama William

Smith (1839) yang juga dikenal sebagai Bapak 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. Maksud dan Tujuan 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 tek

ni k 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 material ±materia l yang diambil dari dalam tanah. Seorang ahli geologi t eknik harus dapat menentukanreaksi dari bawah tanah dan memahami perilaku sebuah


8/157

8

bangunan ( gedung, bendungan, t erowongan, 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 t erjadinya 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 padawaktu ini dan masa mendatang. Menurut KEY (1954), Ahli Geologi menyelidiki keadaan sesungguhnya dan menguraikan hasilnya dengan jelas secara teknis sehingga bis

a 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 Ahli teknik sipil, seorang ahli geologi teknik harus mempunyai pengertian tentang t eknik sipil dan mampu memberikan keterangan-keterangan geologisyang 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 tekni k 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, Tekni k pondasi, Teknologi pertambangan, Mekanika tanah & batuan, Teknologi beton jalan raya, Proses geot eknik, seismologi, hidrogeologi) dan pengetahuan khusus (Teknik penelitian lapangan dan geologi) Gambar 1-1.


9/157

9

Gambar 1 ± 1. Ruang lingkup geologi teknik

1.4. Penelitian Lapangan 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 di laboratorium, percobaan di lapangan, galian-galian percobaan.


10/157

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 batasanbatasan yang benar menurut bidang tekniksipil. Adapun perbedaan pengertian dalam bidang geologi dan teknik sipil antaralain tentang tanah dan batuan.(Tabel. 1-1 dan Gambar 1-2).Fondasi

OBYEK

mekanika tanahmekanika batuan

Gambar 1 ± 2 : Obyek pembagian pekerjaan dan pondasi

Tabel 1 ± 1 : Istilah geologi teknik dan teknik sipil ISTILAH TANAH (SOIL) TEKNIKSIPIL Semua bagian dari bumi yang dapat digali tanpa alat peledak BATUAN (ROCK)Bagian dari kulit bumi yang hanya diambil dengan bahan peledak BATU (STONE) TEKNIK GEOLOGI Hasil pelapukan batuan yang menghasilkan material dengan sifat sesuai dengan batuan induknya Susunan kulit bumi yang terdiri dari satu atau beberapajenis mineral

Masa fragmen yang lepas Merupakan bagian dari batu dari batuan aslinya untuk kontruksi Tanah yang terisi oleh Sama dengan batu

PADAS

emen sehingga menjadi atu keatuan


11/157

11

Dalam Keteknikan Tanah : Kumpulan alamiah butiran mineral yang dapat dipisahkandengan 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 t erhadap bangunan.

GEOLOGI TEKNIK : int erpretasi

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 disertai laporan secara umum dan lengkap, luas perihal percobaan di lapangan. Tahapan penelitian bidang pekerjaan geologi t eknik 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 geologi teknik (mencakup pula kondisi air tanah).


12/157

12

III. Penyelidikan detil: - penyelidikan geofisika membantu penentuan sifat2 fissik batuan / tanah penyebaran

- pendugaan lapisan bawah permukaan

- 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 : stu

di literatur (topografi, geologis & geoteknis) untuk menentukan kemungkinan timbulnya berbagai masalah yang mungki n terjadi akibat keadaan geologi. - Penelitian pendahuluan : peta geologis, teknik geofisis, penelitian lapangan dengan pemboran, tespit (untuk mendapatkan banyak data untuk mengetahui masalah-masalah terpenting di tempat 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, untukmenentukan apakah rencana tersebut berperilaku sebagai mana yang telah diramalkan.

1.6. Roman Muka Bumi Roman muka bumi ini tidak rata disebabkan oleh adanya energ

i 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.


13/157

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 t enaga endogen yang relative cepat dan meliputi daerah ya

ng 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 air laut 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 di t eluk 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 disebut lubang 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 yangmempunyai sifat umum merombak bentuk muka bumi


14/157

14

C. Kristal Mineral Kristal : adalah suatu bangun bidang banyak yang teratur dandibatasi oleh bidang-bidang datar yang tertenttu jumlahnya. Bentuk kristal ini dianggap sebaga i 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 tegak lurus, satuan panjang a=b=c, bersifat optis isotrop ada satu indeks bias. b. Sistem Tetragonal,

Sumbu a,b dan c saling tegak lurus, 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 tegak lurus 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 abcbersifat 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 R egular/Isometrik ; Galenit(Pbs); Magnetit ( Fe3 O4); Leusit (K Al Si2 O5) (2). Sist em Hexagonal

.: Kalsit(Ca CO3); Magnesit(Mg CO4);. (3). Sist em Tetragonal ; Rutil (Ti O2);Chalcopyrit (Cu Fe S2) (4), Sist em Trigonal ; Turmalin (SiO4)3 Rg (B2O5) Al4; Benitoit Ba Ti (Si3 O9)


15/157

15

(5). Sist em Rhombis : Antimonit (Sb2 S3) , Barit (Ba SO4) (6). Sist em Monoklin; Belerang (S), Realgar (As S) (7), Sist em 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 kris

tal yang karena pemukulan akan pecah ke suatu arah t ertentu , 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 mineral terhadap penggoresan. Penentuan keras minera l secara nisbi ialah dengan menggunakan skala 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)29. CORUNDUM(Al2O3) 10. DIAMOND(C) d. Sifat dalam : misalnya , elastis, fleksibel(mudah dibelokan), dapat dipilin (emas), rapuh (mudah dibubuk, mudah ditempa)


16/157

16

1.8. Mineral Pembentuk Batuan Berdasarkan analisa kimia oleh Washington dkk, bahwa penyusun kerak bumi hanya terdiri dari 8 unsur pokok . unsure-unsur tersebutbersenyawa 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, mineral lempung; sedangkan mineral penyerta adalah magnetis, hematite, limonit dll.

1.9. Prinsip Dasar Geologi Teknik Aspek terpenting dalam pekerjaan adalah seoran

g 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 prinsipprinsip dasar geologi teknik: 1. Sifat2 material + struktur nassa tanah = Sifat2 massa tanah 2. Sifat2 massa tanah + Lingkungan sekitar = Situasi teknik geologis 3.Situasi teknik geologis

! erilaku oleh massa tanah

erubahan akibat tindakan geologis

Keterangan :-

Material adalah batuan, tanah, zat cair, sedangkan sifat2 material umumnya ditentukan dari laboratorium.

-

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 geot eknis (kekuatan, permeabilitas) yang dimiliki oleh tanah.


17/157

17

SOAL-SOAL 1. Apa yang saudara ketahui tentang geologi dan bagaimana hubungannyadengan geologi teknik.2.

Apa yang perlu di ketahui tentang teknik sipil untuk sebagai ahli geologi teknik

3.

Apa bedanya tanah dan batuan menurut ahli teknik sipil dan bagaimana menurut geo

logi.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 Teknik Sipil, Penerbit Erlangga, Jakarta. Bowles, 1991, Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah , Erlangga Jakarta


18/157

18

BAB II GE L GI

Geologi adalah ilmu yang mempalajari tentang bumi, di dalamnya termasuk penyelidikan tentang pembentukan batuan dan bagaimana keberadaannya dalam bumi. MenurutPLATO (ahli filsafat) : bumi terdiri dari masa cair pijar yang dikelilingi olehlapisan 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 kedala

man km(bidang mohorovicic) 1200 km, jari 3500 km. Pembagian bagian bumi menurutSUESS & WIECHERT, dari luar ± paling dalam : - Kerak Bumi: ket ebalan 30 ± 70 km, sifat batuan asam dan basa, Bj ± 2,7 - Selubung bumi : ketebalan ±1200 km Bj ± 3,4 ± 4 - apisan 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, bumi t erdiri 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 t ebal ± 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. 60

2900 km dan inti bumi mempunyai jari-


19/157

19

Bumi t erbentuk dari salah satu teori yang t elah diterima se cara umum, adalahterbentuk sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu dari suatu bola api berpijar yang t erdiri dari gas kosmis dan debu angkasa luar. Dalam proses pendinginan massa ini membentuk atmosfir, hidrosfir dan litosfer. At mosfer adalah selubung gas yang mengelilingi hidrosfir atau zona air (samudra, danau) dan kerak bumi dan massabagian dalam. Struktur dalaman bumi (Gambar 2-1) terdiri dari:1. Kulit

bumi (litosfir) dengan ket ebalan sekitar 60 km, bersifat kaku tegar dan

terletak pada bagian atas mantel, terpecah-pecah menjadi pelat-pelat atau lempeng.2. 3.

Selubung bumi ( mantel) sampai kedalaman 2900 km, Inti bumi(Core) sekitar 3475 km dengan kondisi bagian luar bersifat cair dan bagian dalam padat.

Gambar 2 ± 1. Struktur dalaman bumi


20/157

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 merupak

an 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.


21/157

21

Gambar 2-3, Lempeng-lempeng tektonik dunia

Gambar 2-4. Tumbukan Lempeng Samudra menyusup dibawah 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 set elah t erjadi proses pembatuan akan terbentuk batuan sedimen, batuan beku maupun batuan sedimen apabila terkena temperatur dan tekanan akan


22/157

22

terjadi proses ubahan maka akan terjadi batuan malihan/ metamorf apabila batuanini nyusup kedalam bumi akan terjadi peleburan kembali menjadi magma Cara.terbentuknya batuan ini disebut daur/siklus batuan(Gambar 2-5)

DAUR (SIKLUS) BATUANPROSES PENDINGINAN

MAGMA

PROSES PELEBURANPROSES PELAPUKAN\ PENGANGKUTAN DAN PENGENDAPAN

BATUAN BEKU

BATUAN MALIHAN

PENINGKATAN

P dan T

PROSES UBAHAN

ENDAPAN SEDIMEN

BATUAN SEDIMEN

PROSES PEMBATUAN

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 (Gambar2-6) adalah 75 % dari batuan sedimen dan 25 % dari batuan beku, sedangkan volume batuan beku adalah 95 % dan hanya 5 % adalah batuan sedimen dan lainnya. WASHIN

GTON, NIGGLI, CLARKE, DALLY, melakukan analisa kimia Batuan dari kerak bumi danbatuan 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).


23/157

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

955

75

B.SED. 25 B.BEKU

VOLUM.%

LUAS %

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.


24/157

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 : t erdiri 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 : mineral ini bentuknya pipih atau berlembar terdiri 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.


25/157

25

2. Mineral Tambahan adalah mineral yang t erbentuk 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 menurut BOWEN (Bowen reaction Series) adalah mineral yang bersifat basa akan terbentuk lebih dulu baru kemudian menengah dan terakhir bersifat asam (Gambar 2-7).

Olivin Piroksen Horblende

Basa Bitonit Intermedit Labradorit Andesin Biotit Asam Albit Ortoklas Muskovit Kwarsa Gambar 2-7 Seri reaksi bowen Oligoklas

Anortit

2.2. Batuan BekuAdalah batuan yang t erjadi dari pembekuan magma. Magma adalah larutan silikat alam yang bersifat cair, panas dan pijar yang penuh dengan gas-gas


26/157

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 mempunyaibentuk kristal besar2, secara perlahan ± lahan berkristalisasi (Batolit dan lakolit ), baru akan tersingkap setelah permukaan bumi terangkat dan tererosi. b.Batubeku 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), cepa

t mendingin, kristalin yang sangat halus, ada kalanya bahkan berupa kaca (Obsidian). Contoh jenis batuan GR ANIT : 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.


27/157

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 berwa

rna hitam mengandung mineral piroksen, olivin, horblende sedangkan plagioklasnya bersifat basa: labradorit, bitonit dan berbutir kasar. Kalau butirannya halus disebut BASALT


28/157

28

Gambar 2- 9 Gabro

PERIDOTIT : Batuannya sangat kasar terdiri dari mineral piroksen dan olivi n bersifat ultra basa PIROKSENIT :Sama dengan Peridotit hanya mineralnya terdiri dari piroksen saja, berwarna hitam. AMFIBOLIT : Sama dengan diatas hanya mineralnyaterdiri 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 b

atuan 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). .


29/157

29

Gambar 2 ± 10. Terbentuknya batuan beku


30/157

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 bekutersebut 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 m

engalami transportasi proses ini disebut endapan klastis atau¢


31/157

31

biologis, sedangkan endapan yang terdiri dari binatang-binatang/tumbuhtumbuhan (tidak tertransport) disebut endapan proses non klastis. Berdasarkan susunan dancara 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 d

an hasil akhirnya menjadi batuan keras, biasanya disebabkan: a. Kompaksi, yaitupemadatan oleh tekanan yang meningkat , di mana air akan terdesak keluar, b.Sementasi(perekatan), mat erial 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-titik lain, 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. PerlapisanPada 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 (s

ungai, gurun, lagun/danau) berubah menjadi lingkungan laut atau sebaliknya. Lapisan yang paling bawah adalah paling tua, sedangkan yang lebi h


32/157

32

muda terletak diatasnya. Sedimentasi akan berhenti jika permukaan air telah tercapai.

3. Diskordansi2 Permukaan tanah dapat tertutup kembali oleh endapan laut. Jadi sedimen

yang lebih muda dapat mengendap di atas lapisan yang telah t ererosi sebagian. Dengan demikian lapisan2 yang lebih muda ini akan diskordan di atas lapisan2 tua. Yang menjadi bidang pemisahnya adalah bidang diskordansi di atas muka laut akan

bertransgresi kembali. Dengan demikian transgresi mengungkapkan adanya periodeketidakselarasan atau perlipatan dalam sejarah terjadinya bumi.

4. Klasifikasi batuan sedimen 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 Puing (bersudut), kerikil, batu guling Pasir kuarsaan, pasir kapur Lanau (lumpur), lempung, lumpur kapur 2.3. Batuan Metamorf 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: Merekat, setelah diagenesis Breksi Konglomerat Batu pasir (silikarenit) Batu kapur (kalkarenit) Batu lanau, batu lempung, napal, batugamping Kelompok batuan RUDIT Besar butiran 2 mm

ARENIT

2 ± 0.06 mm

LUTIT

0.06 mm


33/157

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, kemudianmilonit 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 rendah Sabak, Lempung Lumpur kapur pasir Batulempung Batugamping batupasir kuarsit pilit Skis mika Marmer Sk

is mika gneis Granit Gneis Granit metamorfosis menengah tinggi Ultra Metamorfosis

Batuan metamorf juga terdapat kekar/berlembar yang disebut foliasi

Gambar 2.11 Struktur foliasi pada sayatan tipis batuan Skis


34/157

34

2.4. Struktur Sedimen Struktur sedimen terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batuan sedimen itu sendiri. Struktur ini 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 tiangdll.

a

b Gamabr 2- 12. a Struktur gelembur gelombang; b. Struktur perlapisan batuan2.5. 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)


35/157

35

Struktur kekar adalah rekahan yang terbentuk akibat tektonik suatu tekanan padabatuan (Gambar 2-13) atau nontektonik pada batuan beku(Gambar 2 -14; 215). Kekar adalah sangat penting dalam perencanaan banguan sipil.


36/157

36

Gambar 2-13. Kekar akibat lipatan dan sesar

Kekar nontektonik yaitu kekar akibat pembekuan magma, disebut kekar berlembar apabila bentuknya berlembar-lembar(Sheeting joint) (Gambar 2-14) sedangkan bentuknya berbentuk polygonal adalah kekar yang disebut kekar tiang (Colomnar joint)(Gambar 2-15)

Gambar 2-14. Kekar berlembar

Gambar 2-15. Kekar tiang2.5.2. Lipatan (Fold)


37/157

37

Lipatan adalah bentuk lapisan batuan yang mengalami pembubungan ataupun bentuk cekungan. Jenis lipatan dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk dan kemiringansumbu lipatan.


38/157

38

Gambar 2-16. Jenis-jenis lipatan

Gambar 2-17. Antiklin sinklin¦

2.5.3. Sesar (Fault

Sesar adalah suatu rekahan pada batuan yang telah mengalami pergesera n sehingga terjadi perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan dengan ara h yang seja

jar dengan bidang sesar. Berdasarkan tektoni k lemp eng sesar terjadi karena adanya gejala pel enturan kerak bu mi yang ditimbulkan sebagai akibat adanya perges eran-pergeseran benua atau lemp eng. Pergeseran sesar dengan ukuran panja ng maupun kedalama n dapat berkisar dari beb erapa cm sa mpai ratusan km bahan yang hancur akibat pergesera n tersebut terdapat pada jalur sesar dapat berupa suatu bahan yang halus sampa i breksi(breksi sesar) mempunyai ketebalan berkisar antara beberapa cm sampa i ratusan meter.


39/157

39

Ga mbar 2-18 Sesar naik

Ga mbar 2-19. Sesar mendatar

Gambar 2-20 Intrusi dan sesar naik


40/157

40

Tabel 2-4 Simbol sesar dalam p eta dan Tingkatannya

1. PASTI Normal slip 70 Normal 70 Reverse slip

2. DIPERKIRAKAN

3. DIDUGA Sesar diduga

Normal

Sesar naik .

. . Sesar (dr foto udara)

Reverse Sesar mendatar Strike slip

Kondisi Indonesia ber iklim Tropis, yang mengakibatkan proses pelapukan intensip sehingga data ±data struktur sulit dikenali di lapangan. Tetapi dengan jejak yang ada dapat di interpretasikan.(Ga mbar 2-21)

Ga mbar 2-21 Beberapa data struktur yang t elah t ererosi


41/157

41

2.6. Ketidakselaras an (Unconformity) Ketidak selarasan adalah per mukaan\bidang erosi yang telah terkubur. Tiga besar type ketidak selarasan di klasifikasikanberdasarkan karakteristik tubuh bat uan dibawah dan diatas bidang erosi yang telah terkubur dan terjadi kekacauan waktu. (gap waktu): Disconformity : Perlapisan dibawah da n diatas bidang tidak selaras adalah paralel dan mempunyai strike dan dip sa ma.(Ga mb ar 2.22) Angular unconformity : Lapisan diatas dan dib awah tidak paralel dan mempunyai strikeda n dip berb eda.(Gambar 3.23) Nonconformity : Bidang erosi yang terkubur merupakan batuan kristalin (plutonic atau metamorphic).(Ga mbar 3.24)

Gambar 2-22. Disconformit y


42/157

42

Gambar 2-23. Ungular unconfor mity

Ga mbar 2-24. Non confor mity

2.7. Paleo ntologi Paleontologi adalah ilmu yang mempelajari jenis kehidupan masa lalu. Jenis kehidupan tersebut akan mat i dan terkubur dala m endapan sedimenyang nantinya akan menjadi fosil. F osil dari jenis tumbuh-tumbuhan atau binatang akan dipelajari

spesifikasinya karena jenis fosil tertentu akan menu nju kkan masa kehidupan tertentu pula. Fosil dala m batuan di kelomp okkan menja di dua yaitu fosil fora mbesar dan fosil fora m kecil. Fosil fora m besar dapat berupa cetakan maup un mengala mi silifikasi sedangka n fosil fora m kecil hanya dapat di klasifikasi dengan alat bantu mi kroskup.


43/157

43

Berdasarkan fosil tersebut maka batuan ya ng mengandung fosil tersebut dapat diketahui umur batuannya sehingga dapat digu na kan untuk menentuka n urutan umur geologi (geology ti§e). Tabel 2-5 Waktu geologi

2.8. Gempa Bumi Gempa bu mi merupakan salah satu gejala alam yang bersifat sangat mengha ncurkan. banyak korban jiwa dan harta benda. Wilayah-wilayah yan g terjadi bencana gempa bu mi kelihatannya mengikut i jalur-jalur tertentu. Gempa bumi di definisikan adalah suatu peristiwa t erlepasan energi yan g telah sejak la ma di himpu n didalam batuan yang secara tiba-tiba energi 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


44/157

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 t eori 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 bersifatplastis yang disebut astenosfir. Sebagian besar gempa bumi terjadi disebabkan adanya

gesrekan yang timbul pada batas lempeng litosfir yang terjadi pada patahanpataha

n yang banyak terdapat dalam kerak bumi.Gambar 2-25 Gempa tektonik


45/157

45

Gambar 2-26 Titik-titik pusat gempa tektonik Indonesia merupakan salah satu wilayah dimu ka bumi yang mempunyai tingkat kegempaan yang tinggi. Hal ini dis ebabkan karena indonesia merupakan tempat berinteraksinya 3 lempeng , yaitu lemp engIndia Australia yang bergerak ke utara denga n kecepatan antara 6 ± 8 cm/th, lempeng Eurasia di utara yang relatif stabil dan lempeng pasifik yang bergerak ke barat dengan kecepatan ratarata 10 cm/th. Pada da erah batas lemp eng tersebut akan terjadi int eraksi dengan penunja man dari salah satu lempengnya dan disitulah tempat terkumpulnya sumb er-su mb er gempa yang dala m. Gempa bumi yang palingdahyat terjadi di sepanjang sesar-sesar besar yang berges er secara mendatar, se

p erti dis epanjang sesar semangko di S umatra. Berdasarkan jenis dari su mber energi penyebab terjadinya gempa bumi dapat dibedakan : 1. Gempa tektonik 2. Gempa volkanik 3. Gempa s ebagai akibat runtuha n/gerakan tanah dan amblesan


46/157

46

4. Gempa buatan (leda kan dina mit atau percobaan nuklir)

Gambar 2-27 Lempeng -lempeng kerak bumi

Pembagian gempa berdasarkan kedalaman pusat gempa adalah : 0 ± 60 km 60 ± 300 km > 300 km Dangkal Cukup dalam Dalam

Intensitas sebuah gempa di dasarkan pada banyaknya kerusakan yang ditimbulkan sebuah gempa pada permukaan bumi. sebuah skala Mercalli yang didasarkan pada penga

matan 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 sipil tahan gempa.Untuk dapat memperkirakan Ahli gelogi menggunakan peta-peta resiko seismic dan teori tektonik lempeng. Bangunan tahan gempa diperlukan material ber kekuatan tinggi.


47/157

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 mat erial tersebut berada pada sebuah kondisi tertutup. - Penurunan pasir atau lanau lepas yang jenuh sewaktu terjadinya pembebanan dinamis dapat menimbulkan banjir lumpur. 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 hany

a akan t erjadi getaran yang sangat kecil. Bangunan yang masif dengan kelambanan yang sangat tinggi dan dengan struktur yang terikat erat pada bawah tanah akandapat bertahan di tempatnya, sedangkan struktur - struktur yang ringan akan mengikuti gerakan gempa bumi.


48/157

48

BAB IIIPENYELIDIKAN GEOLOGI

Penyelidikan geologi teknik adalah untuk mengetahui kondisi geologi secara umumberdasarkan 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 dansatuan batuan. Kualitas hasil penelitian lapangan ditentukan oleh penggunaan ala

t secara optimal 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 fot o udara dapat memberiinformasi tentang selisih ketinggian, pola sungai, ciri-ciri topografi yang semuanya ini akan memberikan informasi perihal geologi bawah permukaan. Contoh suatu daerah sembulan batugamping (sayap antikli n yang t erpotong) dikelilingi batuan yang lebih yang lunak akan nampak sebuah tebing yang curam dan landai yang berlawanan arah lereng. Sebuah alur eros i sepanjang arah patahan dan akan membentuk sebuah gawir patahan yang membentuk tangga. 2. Metode Geofisis, adalah perlu u

ntuk mengontrol gambaran 3 demansi sebuah peta, yang diperoleh berdasarkan perbedaan sifat±sifat fissis dari berbagai macam batuan. Metoda seismik, didasarkan pada kecepatan rambat getaran suara yang tergantung dari kerapatan mat erial dan massa; Metoda ketahanan elektrik adalah pengukuran terhadap hantaran elektrik terhadap berbaga i macam batuan; Metode magnetik adalah berdasarkan pada sifat-sifat magnetis


49/157

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 geofisisdi permukaan bumi, antara lain : a. Refraksi seis mik Prinsip : Variasi vertikal dan horizontal dalam bawah tanah dari rambatan gelombang kejut kita amati melalui perubahan dalam lama perjalanannya Struktur bawah tanah, kecepatan rambat gelombang seismi k Jenis petunjuk : untuk berbagai satuan dalam bawah tanah, permukaan airtanah dapat kita catat sebagai perbandingan kecepatan antara massa jenuh

dan massa tidak jenuh. Penentuan struktur geologi, ket ebalan lapisan penutup, Penggunaan : 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 lebi h mahal dibanding metode hambatan elektrik. Ada kalanya diperlukan bahan peledak untukmenghasilkan gelombang kejut. b. Rrefleksi seis mik Prinsip : 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 Jenis petunjuk : dasar. Kecepatan rambat gelombang seismik pada batuan bawah permukaan. Pemetaan dasar laut, sungaidanau dan struktur geologi. Penggunaan : penentuan sifat-sifat massa batuan. Memungkinkan


50/157

50

penelitian dalam tanah dan batuan. c. Metode hambatan elektrik Prinsip : Mengukur variasi vertikal dan horizontal yang menyangkut perubahan dalam hambatan elektrik arus listrik. Posisi, batas, dan hambatan dari berbagai satuan bawah Jenis petunjuk : tanah Penentuan struktur geologi, ketebalan lapisan tanah, kadar Penggunaan : kelembaban tanah, permukaan air tanah. Kedalaman maksimum sekitar 30 m.Dipengaruhi oleh jaringan pipa bawah tanah. d. Metode magnetik Prinsip Jenis petunjuk : Pengukuran terhadap variasi dalam medan magnit : Variasi dalam komponenhorizontal dan vertikal medan magnit bumi Penggunaan : Pencarian material magnit dalam lingkungan tidak magnetis atau sebaliknya. Besar badan atau struktur dida

lam bawah : tanah yang dapat dilacak tergantung dari kedalaman badan atau struktur tersebut di bawah permukaan dan hantaran magnetiknya. e. Metode elektro magnetik Prinsip : 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 Jenis petunjuk : refleksi dari gelombang yang direfleksikan (georadar). Penentuan struktur geologi, ketebalan lapisan penutup, Penggunaan : pelecakan material yang perilaku elektromagnetiknya

menunjukkan penyimpangan. Very low frequenscy instrument: 15±150KHz, kedalaman 10±100m. Georadar (80±900KHz):1-20 m. Terrain

conductivity met er(9,8KHz): 6 ± 20m.


51/157

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 TeknikPeta geologi t eknik merupakan peta yang menyajikan informasi tentang data karakteristik dan sifat ket eknikan tanah/batuan disuatu daerah/wilayah. Adapun lingkup pemetaan meliputi : jenis tanah, sifat fisik tanah/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 tert entu 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 gradas i 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 butir tertentu 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(200kawat/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


52/157


53/157

53

Hr = tinggi turun ;

t = waktuButir-butir sebesar D akan turun sejarak H dalam jangka waktu t. Biasanya pengukuran dimulai setelah satu menit dan diteruskan pada jangka waktu tertent u selama 24 jam. Berat jenis suatu campuran air dan tanah tergantung konsentrasi butiran yang tergantung di dalamnya. Dengan cara mengukur berat jenis suspens i berarti dapat menghitung banyaknya tanah yang ada dalam campuran tersebut. B = berat tanah/cm3; B = G/(G-1) (Rh ± 1 ) P = 1000B/W x 100 G = berat jenis; Rh = pembacaan

hidromet er; P = prosentase ; W = Jumlah berat tanah dalam suspensi3.3. Batas-Batas Atterberg Batas atterberg adalah batas cair dan batas plastis.Istilah-istilah yang dipakai untuk pembatasan seperti sketsa dibawah ini: BasahKeadaan cair (Liquid) Kering solid

plastic

semi-plastic

Batas cair (LL)

Batas Plastis (PL)

Batas pengerutan ( SL)

Gambar 3 ± 2 Batas-batas aterberg


54/157

54

1. Batas cair (LL) adalah kadar air tanah bilamana diperlukan 25 pukulan. Cara mengetahui batas cair tanah dengan beberapa contoh tanah dengan bermacammacam kadar air dan dilakukan uji dengan alat batas cair, maka akan diperoleh banyaknya pukulan sampai dua alur tersebut berimpit. Data kadar air dan jumlah pukulan masing-masing contoh dibuat grafik, maka dari grafik tersebut dapat dibaca kadar air pada 25 pukulan. Klasifikasi platisitas tanah berbutir halus dibagi lagi 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 memplintir tanah 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 air tanah 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 memberikansatu titik pada suatu diagram plastisitas.

4. Indeks kecairan (LI) adalah kadar air tanah dalam keadaan aslinya biasanya terletak antara batas plastis dan batas cair dan biasanya berkisar antara 0 sampai 1. LI diperoleh dari persamaan : LI = (w-PL)/(LL-PL) = (w-PL)/PI

Kegunaan batas-batas atterberg adalah suatu gambaran secara garis besar akan sifat-sifat tanah. Tanah yang batas cairnya(LL) tinggi biasanya menpunyai sifat teknik buruk yaitu kekuatan rendah, compresibility tinggi dan sulit memadatkannya.Sifat tanah 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


55/157


56/157

56

Aktivitas lempung dapat ditentukan dalam karakteristik plastisitasnya yang berubah oleh substitusi ion-ion logam dari tingkat yang lebih tinggi seperti terlihat pada skala substitusi: Li


57/157

57

Kalsit Kwarsa

0,2 0

Garis U 60 50 40 Indeks keplastikan 30 20 10 Klorit Kaolinit Haloisit Mont morilonit

Garis A

Ilit eBatas cair 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Gambar 3 - 3 Kurva keplastikan Casagrande.

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 mempunya i 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) Daerah kering

Batas susut (ws)

Daerah lembab


58/157

58

Kecil Sedang Tinggi

0 ± 15 15 ± 30 > 30

0 ± 30 30 ± 50 > 50

12 10 ± 12 < 10

Beberapa metoda dan pengujian tanah t elah dikembangkan untuk mengidentifikasi t

ingkat pengembangan tanah seperti yang dijelaskan dalam Holt z dan Kovacs (1981) yaitu pengkorelasian terhadap properti indeks dalam bentuk table 3-5.

Tabel 3-5 Potensi pengembangan tanah (Holtz 1959) Tingkat % perubahan Pengembangan volume Sangat tinggi Tinggi Sedang Rendah > 30 20 ± 30 10 ± 20 < 10 Kandungan Koloid (% - 1 Q m) > 28 20 ± 31 13 ± 23 < 15 Indeks Plastisitas (IP) > 35 25 ± 41 15 ± 28 18 Batas Susut (SL) < 11 7 ± 12 10 ± 16 > 15

Metoda Gromko yaitu dengan melihat korelasi antara kerapatan kering insitu terhadap batas cair, ataupun pengujian free-swell yang dikembangkan oleh Holt z dan Gibbs. Sedangkan cara yang mudah dan cukup dikenal adalah metoda Seed (1962) danmetode 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 poripori yang ukurannya bertambah kecil untuk dapat meniadakan tekanan yang


59/157


60/157

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( ½ tebal lapisan)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 geser tanah dapat diangap terdiri dari : bagian yang bersifat kohesi dan bagian yang mempunyai sifat gesekan. Maka kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus :

s = kekuatan geser; u = tegangan air pori s = c¶ + (W - u ) tan JW = tegangan total pada bidang geser; J = sudut geser dalam


61/157

61

Kekuatan geser suatu tanah dapat didefinisikan sebagai tahanan maksimun dari tanah terhadap tegangan geser dibawah suatu kondisi yang diberikan. Kondisi-kondisi yang dit ekankan 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 pen ting. 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 menempa

tkan contoh tanah kedalam kotak geser yang terbelah dengan setengah bagian yangdibawah merupakan bagian yang tetap sedangkan bagian atas bebas untuk bertranslasi. Contoh diletakkan di dalam kotak, sebuah blok pembebanan, termasuk batu berpori bergigi untuk drainas i yang cepat diletakkan diatas contoh. Kemudian suatubeban 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 t egangan 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 untukmenentukan arah dan lokasi bidang keruntuhan, yaitu pada lokasi belahan kotak dan sejajar dengan beban horizontal. Uji ini dianggap para ahli dapat memenuhi sya

rat 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)40 Tidak terganggu 30

20 Terbentuk kembali 10

0 0 20 40 60 80 Indeks plastisitas ( Ip) 100


62/157

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 eleva

si cuaca profil bor kedalaman diskripsi lapisan kedalaman muka air tanah dan kedalaman pengambilan contoh tanah asli. (Gambar 3 ± 8)Tangkai bor tangan

Stang bor

Mata bor Iwan

Gambar 3 -7.

Alat Bor tangan


63/157

63

Gambar 3 ± 8. Log bor tangan

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 yangdilakukan 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 terhadapcontoh 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 dasar lubang bor, dan kemudian ditekan (Bor mesin) atau dipukul(bor tangan) kedalam tanah asli yang akan diambil contohnya pada dasar lubang sampai masuk 60 cm, selanjutnya putar dan angkat tabung 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 pemot ong tabung haruscukup t erpelihara.


64/157

64

- Cara pelaksanaan, tabung dan contoh sebaiknya ditekan kedalam tanah secara langsung dan jangan dipukul. - Cara membuat dan membersihkan lubang bor, tanah pada dasar lubang bor harus betul-betul asli terhindar dari kotoran-kotoraan serta lumpur.

3.11. Pemboran Inti/Pemboran MesinMaksud dari pemboran inti dalam kepentingan penyelidikan geologi khususnya geologi teknik 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 tidak terganggu (US) untuk diketahui sifat mekanika tanahnya. Secara komprehensip data tersebut dapat digambarkan dalam log bor geologi. 1. Pemboran geologi teknik. Dasar teori pemboran geologi teknik ada 2jenis yaitu pemboran mesin dan bukan mesin. Pemboran mesin adalah semua jenis pemboran y ang menggunakan penggerak dari tenaga mesin. Sistim pemboran mesin inibatang bor diputar secara mekanis dan putarannya diteruskan ke mata bor pada dasar lubang bor (Gambar 3 ± 9). Inti batuan yang terpotong akan tertinggal dalam tabung inti dan diangkat k epermukaan untuk dianalisa, diuji dan di simpan dalam kotak contoh 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


65/157


66/157


67/157

67

Gambar 3-9. Sistim pemboran


68/157

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) 0±4 5 ± 10 NON KOHESIF (pasir, kerikil, cangkang) 11 ± 24 25 ± 50 > 50 0±1 KOHESIF (lempung,lanau, gambut ) 2±4 5±8 9 ± 15 16 ± 30 31 ± 60 > 60 KEPADATAN RELATIF Sangat lepas Lepaedang Padat Sangat padat Sangat lembek Lembek Teguh Kenyal Sangat kenyal Keras S

angat keras


69/157

69

Gambar 3 -10. Peralatan SPT


70/157

70

3. Permeabilitas (K) Maksud dan tujuannya untuk mengetahui harga K adalah kemampuan batuan / tanah untuk dapat meluluskan air dibaah tekanan/tanpa tekanan. Faktor-faktornya: Ukuran butir Sifat aliran pori, yaitu kekentalan air Angka pori tanah/batuan Bentuk dan tata letak pori Derajat kejenuhan Metoda pengukuran : Laboratorium dan Lapangan Dasar teori: Hukum Darcy¶ 1856: Kecepatan suatu sat cair (V) melalui suatu medium yang berpori berbanding lurus dengan gradien hidrolik (i)

Contoh

h(tinggi-tekan)i = h/L ~ V = KiA (ml/dt) ~ V = Q/t ~ K = V/i A i = Gradien hidrolik A = Luas penampang aliran t = waktu pelaksanaan pengukuran Q = Debit aliran V = kecepatan aliran air K = Koefisien permeabilitas h = tinggi tekan

Gambar 3-11. Percobaan Darcy

Manfaat uji permeabilitas : a. Mengevaluasi jumlah rembesan b. Mengevaluasi gaya angkat/ renbesan dibawah struktur hidrolik untuk analisis stabilitas c. Menyediakan kontrol terhadap kecepatan rembesan sehingga partikel tanah berbutir halustidak tererosi dari masa tanah


71/157

71

d. Studi mengenahi laju penurunan dimana perubahan volume tanah t erjadi pada saat air tersingkir dari rongga tanah pada saat rongga t erjadi pada suatu gradien energi tertentu. e. Mengendalikan rembesan dari tempat penimbunan bahan-bahan limbah yang berbahaya.

Cara pengujian : Uji laboratorium dan uji lapangan A. Pengujian laboratorium untuk harga K biasanya kurang dapat diandalkan walaupun prosedur dan peralatan sudah diperhatikan. Faktor-faktornya : 1. Tanah di lapangan umumnya berlapis (sulitditiru di laboratorium) 2. Pada pasir, nilai K vertikal(Kv) dan K horisontal(Kh)

sangat berbeda, bahkan mencapai tingkat Kh=10 ± 1000, akibat proses sedimentasi.Struktur tanah di lapangan akan berubah/hilang untuk di laboratorium. 3. Ukurancontoh untuk pengujian di laboratorium sangat kecil 4. Apabila K kecil dan adanya penguapan K besar

5. Untuk hemat waktu gradien hidrolik laboratorium delta h/L sering dibuat 5/> , pada hal di lapangan mungkin bernilai 0,1 ± 2 Cara pengukuran : 1. Constant headtest (Uji tinggi konstan). Tinggi konstan A = Tabung berisi air dan mendapat tambahan air agar mempunyai tinggi permukaan yang tetap. B = Tabung berisi contoh batuan dengan panjang contoh L (cm)dan luas penempang A C = Tabung penempang airuntuk mengukur volume air yang tertampung Q (cm3) selama waktu tertentu (t)

h

tanahLQL K ! ht

Q/t cm/dt.

Gambar 3-12. Uji tinggi konstan


72/157

72

2. Falling head test .(Uji tinggi jatuh) Rumus yang digunakan : K = 2,3 AaL A(t0 - t1)

log

ho h1

ho L B h1

CA = Tabung dengan luas A & berskala B = Tabung berisi contoh batuan dengan panjang L & luas A terletak di dalamnya C = Tabung penampungan air melimpah t = Waktu penurunan dari ho ± h1

Gambar 3-13. Uji tinggi jatuh B. Uji di Lapangan Beberapa cara pengujian di lapangan antara lain : - Uji pompa, - Pengujian ujung terbuka(Open end test), - Pengujian perkolasi, - Pengujian packer

1. Uji Pemompaan Sumur (Well Pumping Test ) Pengujian ini dilakukan karena padadasarnya karena adanya dua macam aliran yaitu : aliran langgeng (equilibrium) dan aliran tak langgeng (non equilibrium)

Sumur dipompa Lubang borobservasi M.A.T Q/t

A = luas permukaan (silinder) A = sTr2i = s/dr Hukum Darcy : h2 /t = Kai h1

r1 r2 Rumus : K = 2,3Q/tLog 10 r2/r1 2 2 T (h 2 h1 )

Gambar 3-14. Uji pemompaan sumur


73/157


74/157

74

h Muka tanah ho h2 M.A.T h1 h1 h2 L MAT to t1 t2 ho

r = jari-jari lubang bor/casing L = panjang lubang yang di test h = tinggi mukaair dalam lubang t = Waktu penurunan

Gambar 3-16. Pengujian perkolasi 4. Pengujian Packer Pengujian ini dilakukan pada batuan keras sehingga dapat menahan tekanan packer dan dapat menggunakan 1 packer untuk menguji dibawah packer (single packer) dan 2 packer untuk menguji diantaranya (Double packer). Pelaksanaanya air di pompakan dengan tekanan konstan la

ngsung kedalam lapisan batuan melalui sebuah pipa, selama 15 menit, kemudian uji ulang dengan tekanan yang berbeda-beda, yaitu 33% P max; 66 % P max; 100% P max; 66 % P max; 33 % P max. 1 Lugeon Unit (LU) : adalah banyaknya air yang masuk dalam massa batuan dengan 1 liter/ menit/met er pada tekanan 10 kg/cm2 . Q 103 LU = HL Rumus K =Q ln 2TLH r L

= Debit air masuk l ubang dalam cm3/mi n= Total head L = Panjang lubang yang di uji.

; L > 10r; K =

2TL

in h

-1 L 2r

; 10r > L > r


75/157


76/157

76

Tabel 3 ± 8. Nilai relatip untuk permeabilitas (Tersaghi & Peck)

K (m/dt) 10-3 10-5 10-7 10-9 < 10-9

Nilai relatip Sangat permeabel Cukup permeabel Kurang permeabel Sangat kurang permeabel Impermeabel

Material Geologi Kerikil kerakal, berdiaklas Pasir, pasir halus Pasir berlanau Lanau lempung

Tabel 3- 9. Kisaran harga k terhadap macam tanah

MACAM TANAH Pasir non lempung Pasir halus Pasir lanau Lanau Lempung

K (Cm/dt) 10 ± 5 x 10-3 5 x 10-2 ± 10-3 2 x 10-3 ± 10-4 5 x 10-4 ± 10-5 3-6 ± 10-9-2

3. Log bor geologi teknik. Log bor geologi t eknik merupakan data geologi yang digambar secara komprehensip dari beberapa data : Kedalaman dan ketebalan batuan, Harga SPT, Harga Permeability (K), Kedalamaman simple (US). (Gambar 3-18).Hasil perolehan pemboran juga didata yaitu % perolehan inti (CR) hasil panjang inti dibagi jumlah target kedalaman kali 100% dan jumlah panjang inti > 10 cm dibagi k

edalaman pemboran kali 100 % (RQD). Data CR ini akan mencerminkan teknik pemborannya bagus atau memang kondisi batuannya banyak rekahan atau hancuran(breksi sesar) sedangkan RQD ini akan menunjukkan kualitas batuan.


77/157

77

Gambar 3-18. Log bor geologi teknik


78/157

78

3.12. Daya Dukung Daya dukung dapat dikelompokan menjadi daya dukung teoritis dan daya dukung dengan metode Empiris. 1. Daya dukung dengan metode empiris Metode empiris ini telah dipakai untuk secara langsung mendapatkan daya dukung pondasi. Pada tanah kohesif kita dapat memakai kekuatan uji tekan tak terkekang qu, nilai Terzaghi Nc, dan faktor keamanan F = 3(tanah kohesif). Mengambil kuat tekan tak terkekang qu sebagai daya dukung izin merupakan praktek yang biasa dilakukan. Pada tanah tidak kohesif, suatu nilai qa untuk pondasi yang dapat membatasi penurunan tidak lebih dari 25 mm t elah diberikan oleh Meyerhof(1956, 1974) sebagai q a =

N Kd F1B F4

B = dimensi sisi terkecil dari pondasi, kaki atau m D = kedalaman pondasi dalamsatuan B Kd = 1 +0,33 D/B 1,33 N = jmh uji SPT Fi = Konstanta yang tergantung pada satuan yang dipakai

Perhitungan tumbukan rata-rata N SPT, pada zona efektif dibawah suat u pondasi adalah 15. Perkiraan daya dukung izan qa, dengan menganggap bahwa kedalaman pondasi D adalah 3,3 m dan tanah dalam zona pengaruh adalah pasir kasar yang agak padat. Penelitian daya dukung batuan dapat dilakukan bersama-sama dengan pemboran geologi teknik pada kedalaman tertentu dengan Standart Penetrasi Test (SPT) dengan harga N, juga dengan alat Sondir yaitu khusus untuk mengetahui kepadatan relat

if tanah(qc), dengan kapasitas 250 Kg/cm2 atau 500 kg/cm2. Dengan alat sondir ini ujungnya dit ekan secara langsung kedalam tanah sehingga tidak perlu lubang bor. Ujung tersebut yang berbentuk kerucut dihubungkan dengan suatu rangkaian stang-dalam, dan casing luar ditekan dalam tanah dengan pertolongan suatu rangka dan dongkrak yang dijangkarkan pada permukaan tanah. Ada 2 macam ujung penetromet er yang biasa pakai yaitu


79/157

79

standard type(mant el konis), dan friction sleeve (bikonis), ujungnya berbentukkerucut (konis) 60° dengan luas penampang 10 cm2 dan untuk kedua macam ini ujung ditekan kebawah dengan suatu rangkaian stang-dalam dan casing luar(Gambar 3 ± 19).Pada macam standard yang diukur hanya perlawanan ujung (nilai konis) ini dilakukan hanya menekan pada stang dalam, yang segera akan menekan konis tersebut kebawah(20 cm), seluruh tabung luar tinggal diam. Gaya yang dibutuhkan untuk menekankerucut kebawah diukur dengan suatu alat

pengukur(gauge ) yang ditempatkan pada kerangka dongkrak dipermukaan tanah. Sete

lah dilakukan pengukuran casing luar dimajukan, sampai ke titik pengukuran berikutnya. Hasil-hasil penyelidikan dinyatakan dalam bentuk grafis, nilai konis digambar dalam kg/cm2 dan hambatan pelekat digambar sebagai jumlah. Grafik sondir akan memberikan gambaran yang baik mengenai kondisi tanah, walaupun tidak memberikan macam tanah, tapi sepintas dapat melihat apakah hanya ada satu lapisan tanahatau ada beberapa lapisan tanah yang berbeda. Sebaiknya dapat dimengerti denganjelas bahwa nilai konis yang diperoleh dengan alat sondir ini tidak dapat disamakan dengan daya dukung tanah yang bersangkutan, Nilai konis merupakan suatu angka empiris, yang mungkin dapat dihubungkan secara empiris dengan sifat-sifat fisik batuan/tanah dari log bor pemboran seperti gambar (3 ± 20) Misalnya nilai sondir pada lapisan pasir dapat dipakai sebagai petunjuk mengena i kepadatan relatif pasir tersebut.

Gambar 3 ±19. Alat sondir


80/157

80

Gambar 3-20


81/157

81

2. Daya dukung t eoritis Daya dukung t eoritis adalah daya dukung batas suatu tanah dibawah beban alas tumpuan t erutama tergantung pada kuat geser. Sebagian teori daya dukung didasarkan atas teori plastisitas. Prandtl(1920) alas tumpuan pada lempung jenuh, biasanya diasumsikan kondisi tak t erdrainase(J = 0), maka daya dukung batas adalah : qbatas = (T + 2) c = 5,14c. Terzaghi (1943) memodifikasi masalah Prandtl dan mendapatkan untuk alas tumpuan lajur menjadi :

qbatas = c Nc + KDNq + ½ KBNK

Keterangan:D = kedala man alas tumpuan; B = lebar alas tumpuan ;

K = berat isi efektif tanah;

Ni = faktor daya dukung.

Pada umumnya persamaan Terzaghi berlaku untuk alas tumpuan dangkal di mana D e B dan didapatkan Nc = 5,74 Nq = 1,00 NK = 0,0. Daya dukung tidak akan bertambah tanpa adanya pembatas, sehingga kedalaman alas tumpuan dibatasi sampai sekitar 2B atau nilai Nq yang direduksi dipakai untuk kedalaman yang lebih besar.

Beberapa prosedur untuk menstabilkan tanah antara lain: 1. Tambahkan bahan pencampur seperti gamping yang terhidrasi(mati), maka akan mengurangi Ip dari 20. 2.Padatkan tanah pada keadaan yang lebih basah dari optimum, sehingga akan menghasilkan kerapatan kering yang rendah. 3. Mengontrol perubahan kadar air dari nilai referens inya.


82/157

82

BAB IV

GERAKAN TANAH4.1. Definisi Thornbury, 1954 : Proses akibat gaya gravitasi secara langsung. Rangers, 1975 : Proses yang terjadi dibawah pengaruh gravitasi tanpa adanya mediatransportasi / merupakan bagian dari turunnya lereng Purbo Hadiwijoyo, 1965 : Gerakan tanah adalah perpindahan massa tanah atau batuan pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula yang terjadi apabila terdapat gangguan kesetimbangan massa pada saat itu.

4.2. Faktor Penyebab Gerakan Tanah (a). Geologis (morfologi, struktur, stratigrafi, jenis batuan, air dll) 1. Faktor morfologi yaitu: punggung bukit yang curam, melidah, retakanretakan terbuka dalam tanah, batang pohon yang bengkok dll. 2.Faktor struktur geologi : kekar dan sesar 3. Faktor stratigrafi : Lapisan lunakterletak dibawah lapisan keras, adanya lensa-lensa pasir dsb. 4. Faktor jenis batuan : batuan sedimen lebih mudah lapuk bila dibandi ng batuan beku. 5. Faktor air: Air hujan yang masuk ke pori-pori/retakan batuan akan menambah berat massa batuan itu sendiri. (b). Non geologis (budidaya manusia, akar tumbuh2an, gempa).

Sedangkan penyebab gerakan tanah ditinjau dari konsepsi faktor keamanan dapat dikelompokkan menja

131027820 29961484 Buku PengEEEantar Kuliah Geologi Teknik PDF

Documents

Transcript of 131027820 29961484 Buku PengEEEantar Kuliah Geologi Teknik PDF