29961484 Buku Pengantar Kuliah Geologi Teknik

of 156/156
  • date post

    04-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    566
  • download

    65

Embed Size (px)

Transcript of 29961484 Buku Pengantar Kuliah Geologi Teknik

1

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

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL YOGYAKARTA 2010

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 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 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

DAFTAR ISI (maaf nomorx g sesuai) HalamanKata 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 Pembentuk Batuan 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. 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 27 28 35 36 38 42 45 45 47 48

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 Untuk RUTR ....................................... 4.8. Analisa Kestabilan Lereng ........................................................ ............ 4.9.Penetuan Bidang Gelincir ........... 4.10. 4.11. 4.12. 4.13. 4.14. 4.15. Penetuan Kondisi Geohidrologi ........ Struktur Geologi ........ Geometri lereng ................................................................... .............. Mencegah Runtuhnya Sebuah Lereng ........................................... .... Pengenalan Gejala Gerakan Tanah..... Analisis Karakteristik Medan ....................................................... .....

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 ............. 5.4. Pondasi ............ BAB VI. BENDUNGAN DAN GROUTING ............................................... 6.1. Bendungan ..............

5

5.2 Grouting ........... BAB. VII. MATERIAL GEOLOGI 7.1. Material Tanah 7.2. Material Batu 7.3. Peledakan (Balsting) . DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... .

133 138 138 139 145 151

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 ilmu yang mempelajari tentang 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. Geologi teknik adalah suatu cabang geologi sebagai ilmu terapan dalam teknik sipil yang mempergunakan data-data geologi untuk memecahkan persoalan yang berhubungan dengan konstruksi teknik.

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 batubatu 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 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 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 material material yang diambil dari dalam tanah. Seorang ahli geologi teknik harus dapat menentukan reaksi dari bawah tanah dan memahami perilaku sebuah

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 Ahli teknik sipil, seorang ahli geologi teknik 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

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

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 teknik sipil. Adapun perbedaan pengertian dalam bidang geologi dan teknik sipil antara lain tentang tanah dan batuan.(Tabel. 1-1 dan Gambar 1-2).Fondasi

OBYEKmekanika tanah

mekanika batuan

Gambar 1 2 : Obyek pembagian pekerjaan dan pondasi

Tabel 1 1 : Istilah geologi teknik dan teknik sipil ISTILAH TANAH (SOIL) TEKNIK SIPIL 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 beberapa jenis 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

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 disertai laporan secara umum dan lengkap, luas perihal percobaan di lapangan. Tahapan penelitian bidang pekerjaan geologi teknik 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

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 : studi literatur (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 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, untuk menentukan apakah rencana tersebut berperilaku sebagai mana yang telah diramalkan.

1.6. Roman Muka 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

A. Tenaga endogen Tenaga endogen ini sifatnya membentuk roman muka bumi menjadi tidak 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 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 teluk 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 yang mempunyai sifat umum merombak bentuk muka bumi

14

C. Kristal Mineral Kristal : adalah suatu bangun bidang banyak yang teratur dan dibatasi oleh bidang-bidang datar yang tertenttu jumlahnya. Bentuk kristal ini 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 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 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; Benitoit Ba Ti (Si3 O9)

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 mineral terhadap penggoresan. Penentuan keras mineral 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)2 9. CORUNDUM(Al2O3) 10. DIAMOND(C) d. Sifat dalam : misalnya , elastis, fleksibel(mudah dibelokan), dapat dipilin (emas), rapuh (mudah dibubuk, mudah ditempa)

16

1.8. Mineral Pembentuk Batuan 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, mineral lempung; sedangkan mineral penyerta adalah magnetis, hematite, limonit dll.

1.9. Prinsip Dasar 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 prinsipprinsip dasar geologi teknik: 1. Sifat2 material + struktur nassa tanah = Sifat2 massa tanah 2. Sifat2 massa tanah + Lingkungan sekitar = Situasi teknik geologiserubahan 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 geoteknis (kekuatan, permeabilitas) yang dimiliki oleh tanah.

3.

Situasi teknik geologis

!

erilaku oleh massa tanah

17

SOAL-SOAL 1. Apa yang saudara ketahui tentang geologi dan bagaimana hubungannya dengan 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 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 Teknik Sipil, Penerbit Erlangga, Jakarta. Bowles, 1991,Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah , Erlangga Jakarta

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. 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 km(bidang mohorovicic) 1200 km, jari 3500 km. Pembagian bagian bumi menurut SUESS & WIECHERT, dari luar paling dalam : - Kerak Bumi: 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, bumi terdiri 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. 60

2900 km dan inti bumi mempunyai jari-

19

Bumi terbentuk dari salah satu teori yang telah diterima se cara 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 membentuk atmosfir, 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. 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

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

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 setelah terjadi proses pembatuan akan terbentuk batuan sedimen, batuan beku maupun batuan sedimen apabila terkena temperatur dan tekanan akan

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)

DAUR (SIKLUS) BATUANPROSES PENDINGINAN

MAGMA

PROSES PELEBURAN

PROSES 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 (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).

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 atau senyawa kimia yang dikandung.

95

5

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

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 : 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

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 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 terjadi dari pembekuan magma. Magma adalah larutan silikat alam yang bersifat cair, panas dan pijar yang penuh dengan gas-gas

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 bumi terangkat 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

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 disebut BASALT

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

Gambar 2 10. Terbentuknya batuan beku

30

Tabel 2-1. Klasifikasi batuan

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

2.2. B u

S di

31

biologis, sedangkan endapan yang terdiri dari binatang-binatang/tumbuhtumbuhan (tidak tertransport) 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-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 (sungai, gurun, lagun/danau) berubah menjadi lingkungan laut atau sebaliknya. Lapisan yang paling bawah adalah paling tua, sedangkan yang lebih

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 tererosi 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 periode ketidakselarasan 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

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

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 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

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

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 tiang

2.5.2. Lipatan (Fold)

37

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

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 sejajar 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

Ga mbar 2-18 Sesar naik

Ga mbar 2-19. Sesar mendatar

Gambar 2-20 Intrusi dan sesar naik

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

2.6. Ketidakselaras an (Unconformity) Ketidak selarasan adalah per mukaan\bidang erosi yang telah terkubur. Tiga besar type ketidak selarasan di klasifikasikan berdasarkan 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

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 sedimen yang 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 m besar 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

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

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 patahanpatahan yang banyak terdapat dalam kerak bumi.

Gambar 2-25 Gempa tektonik

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 eng India Australia yang bergerak ke utara denga n kecepatan antara 6 8 cm/th, lemp eng 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 paling dahyat terjadi di sepanjang sesar-sesar besar yang berges er secara mendatar, sep 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

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 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 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

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

48

BAB IIIPENYELIDIKAN GEOLOGI

Penyelidikan geologi teknik 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 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 foto udara dapat memberi informasi tentang 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 membentuk tangga. 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 magnetik adalah berdasarkan pada sifat-sifat magnetis

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 : 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 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, ketebalan 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 lebih mahal dibanding metode hambatan elektrik. Ada kalanya diperlukan bahan peledak untuk menghasilkan gelombang kejut. b. Rrefleksi seismik 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

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 komponen horizontal dan vertikal medan magnit bumi Penggunaan : 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 : 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: 15150KHz, kedalaman 10100m. Georadar (80900KHz):1-20 m. Terrain

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

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 teknik merupakan peta yang menyajikan informasi tentang data karakteristik dan sifat keteknikan 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 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 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 disaring pada 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

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 = Kecepatan turun butir, V = ( D/M)2 D = Diameter butir, M = Konstanta

Jadi D = Hr/t

Gambar 3 1 . Peta geologi teknik

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 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 = berat tanah/cm3; B = G/(G-1) (Rh 1 ) P = 1000B/W x 100 G = berat jenis; Rh = pembacaan hidrometer; P = prosentase ; W = Jumlah berat tanah dalam suspensi

3.3. Batas-Batas Atterberg Batas atterberg adalah batas cair dan batas plastis. Istilah-istilah yang dipakai untuk pembatasan seperti sketsa dibawah ini: Basah Keadaan cair (Liquid) Kering solid

plastic

semi-plastic

Batas cair (LL)

Batas Plastis (PL)

Batas pengerutan ( SL)

Gambar 3 2 Batas-batas aterberg

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 memberikan satu 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

Tepi-tepi mineral lempung 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 fraksi lempung berukuran < 2 Q m dan dikelompokan menjadi 3 klas.(Tabel 3 1)ktivitas( )

Indeksplas tis faraksi lempung( 2 m)

ktivitas

dalam

pertimbangan utama dalam mengevaluasi tanah yang akan dipakai dalam pekerjaan pondasi. Kapasitas penggantian kation dalam milliekivalen (meq)/100g lempung juga digunakan sebagai indikasi suatu aktivitas.

Tabel 3-2 Kapasitas penggantian mineral lempung Lempung Kaolinit Haloisit(4H2O) Illit Vermikulit Montmorilonit Kapasitas penggantian, meq/100g 3 15 10 40 10 40 100 40 80 - 150

Tabel 3-1 Klasifikasikan aktivitas lempung ktivitas( ) 0,75 < 1,25 Klas Sedang Tidak aktif ktif

kaitannya

dengan

perubahan

volume

merupakan

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 60 KEPADATAN RELATIF Sangat lepas Lepas Sedang Padat Sangat padat Sangat lembek Lembek Teguh Kenyal Sangat kenyal Keras Sangat keras

69

Gambar 3 -10. Peralatan SPT

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/iA 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 halus tidak tererosi dari masa tanah

71

d. Studi mengenahi laju penurunan dimana perubahan volume tanah terjadi pada saat air tersingkir dari rongga tanah pada saat rongga terjadi 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 (sulit ditiru 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. Ukuran contoh 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 head test (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 air untuk mengukur volume air yang tertampung Q (cm3) selama waktu tertentu (t)

htanah

LK ! QL

Q/t cm/dt.

ht

Gambar 3-12. Uji tinggi konstan

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

C

A = 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 pada dasarnya karena adanya dua macam aliran yaitu : aliran langgeng (equilibrium) dan aliran tak langgeng (non equilibrium)Sumur dipompa Lubang bor

observasi 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

2. Open End Test Pengujian dilakukan pada batuan yang mudah runtuh dan dasar lubang bor terbuka untuk di uji karena dinding tertutup casing. Persyaratan: Tebal lapisan lulus air di atas dan dibawah ujung pipa pelindung harus paling sedikit 10 r ( r = jari-jari lubang bor), lakukan minimal 5 kali pentahapan pengujian. Dengan mempertahankan tinggi air pada casing dengan pemompaan sebesar Q (debit air) , maka K = Q/5,5 rh.Meter air

QCasing

Pengatur debit air

Hg1 2r

Muka tanah

M.A.T 1Open hole H g1 = H gravity pada MAT1 Hg2 = H gravity pada MAT 2 Q = debit air diatur konstan pada casing 2r = diameter lubang bor h = H gravity 2 = Panjang lapisan yang diuji L

Hg2 10r L 10 r

M.A.T

Gambar 3-15. Open end test

3. Pengujian Perkolasi Pengujian ini dilakukan apabila batuannya lunak tetapi tidak mudah runtuh. Pelaksanaannya: bersihkan lubang bor, masukkan air kelubang bor sampai penuh (konstan dipermukaan casing). kemudian air dibiarkan turun sendiri dan hitung penurunan air dalam casing/lubang bor dalam waktu t

Rumus : K =

r

2

Ln

L r

Ln

h1 h2

untuk L > 8r

2 (t 0 t1 )

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 muka air 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 langsung 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/meter pada tekanan 10 kg/cm2 . L ln 2TLH r

Q 103 LU = HL

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

2TL

Rumus K =

Q

; L > 10r; K =

in h

-1 L 2r

; 10r > L > r

75

Pengatur debit air utk P P

Hg Muka tanahCasing

Hs

Packer

MAT 1 Hd

L L/2 MAT 2 Gambar 3-17. Pengujian Packer

Untuk tidak jenuh , H = P + (Hd L/2) + Hg Jenuh Keterangan : H P Hd L Hg Hs = Total head = Tekanan = Kedalaman lubang = Panjang lubang yang di uji = Tinggi tekanan dari muka tanah = Static water head(MAT ke muka tanah) , H = P + Hs + Hg

Sin h1 = Arc hyperbolic sinc , Sin h-1 x = Ln (x + x2 + 1)

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 teknik 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 kedalaman 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

Gambar 3-18. Log bor geologi teknik

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 telah diberikan oleh Meyerhof(1956, 1974) sebagai q a =N Kd F1B F4

B = dimensi sisi terkecil dari pondasi, kaki atau m D = kedalaman pondasi dalam satuan 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 suatu 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 relatif tanah(qc), dengan kapasitas 250 Kg/cm2 atau 500 kg/cm2. Dengan alat sondir ini ujungnya ditekan 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 penetrometer yang biasa pakai yaitu

79

standard type(mantel konis), dan friction sleeve (bikonis), ujungnya berbentuk kerucut (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 menekan kerucut kebawah diukur dengan suatu alat

pengukur(gauge) yang ditempatkan pada kerangka dongkrak dipermukaan tanah. Setelah 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 tanah atau ada beberapa lapisan tanah yang berbeda. Sebaiknya dapat dimengerti dengan jelas 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 mengenai kepadatan relatif pasir tersebut.

Gambar 3 19. Alat sondir

80

Gambar 3-20

81

2. Daya dukung teoritis Daya dukung teoritis adalah daya dukung batas suatu tanah dibawah beban alas tumpuan terutama tergantung pada kuat geser. Sebagian teori daya dukung didasarkan atas teori plastisitas. Prandtl(1920) alas tumpuan pada lempung jenuh, biasanya diasumsikan kondisi tak terdrainase(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 + KBNK

Keterangan:

D = kedalaman 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 2 B 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 referensinya.

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 media transportasi / 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 lunak terletak dibawah lapisan keras, adanya lensa-lensa pasir dsb. 4. Faktor jenis batuan : batuan sedimen lebih mudah lapuk bila dibanding 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 menjadi 2 (dua) yaitu: Gambar : 2 Faktor2 penyebab gerakan tanah1. Gangguan dalam

83

a. Geometri lereng : suatu massa tanah /batuan memiliki harga batas ketahanan tertentu dalam membentuk suatu ukuran geometri lereng, sehingga penciri geometri lereng memiliki harga kritis. b. Batuan pembentuk lereng: Batuan atau massa tanah pembentuk lereng memiliki sifat fisik yaitu berat isi, sifat mekanik yaitu kohesi, sudut geser dalam . Kedua sifat tersebut dipengaruhi oleh kadar air.

2. Gangguan luar a. Vegetasi yaitu dengan akarnya akan menambah sistem kekuatan lereng sedangkan pengaruh penambatan akan menambah beban yang

berpengaruh terhadap kestabilan lereng. b. Gempa akan menyebabkan tergoncangnya permukaan tanah dan dapat sebagai pemicu terjadinya longsoran. c. Curah hujan dapat meningkatkan kadar air, penurunan kohesi dan sudut geser dalam maupun kenaikan berat isi tanah.(Gambar. 3-1)

4.3. Secara Mekanika Proses longsoran suatu tebing dapat diuraikan sebagai berikut: (a). Pada massa tanah yang berada pada suatu lereng (tanah dengan permukaan miring) bekerja suatu gaya berat yang mendorong tanah untuk longsor. (b). Gaya dorong diatas ditahan oleh gaya gesek dan gaya lekat pada bidang singgung antara massa tanah yang diam dengan yang akan longsor. (c). Longsor akan terjadi apabila gaya pendorong lebih besar dari pada gaya penahan. (d). Longsoran masa tanah akan mengikuti suatu bidang tertentu yang memberikan nilai perbandingan terbesar antara gaya pendorong dan gaya penahan longsor. Berat massa tanah sebagai gaya pendorong dipengaruhi oleh: (a). Semakin tinggi dan kemiringan tebing, gaya pendorongnya makin besar pula

84

(b). Berat volume tanah yang dipengaruhi oleh kadar air, makin besar pula berat dan volumenya dan makin besar pula gaya pendorongnya. Sedangkan gaya penahan longsor dipengaruhi oleh: (a). Sudut gesek tanah yang memberikan gaya gesek (b). Kohesi tanah yang memberikan gaya lekat. Besarnya sudut gesek dan kohesi tanah dipengaruhi oleh keberadaan air tanah air yang mengisi pori-pori tanah merenggangkan hubungan antara butir-butir tanah sehingga mengakibatkan turunnya sudut gesek dan kohesi tanah.

85

4

86

Longsor itu terjadi dari lereng sungai yang terjal, dengan kemiringan lereng sekitar 70 derajat dari tanah lapuk yang meresap air akan bertambah berat, sehingga pada batuan dasar sebagai bidang gelincir dan tidak mampu menahan berat massa tanah tersebut kemudian akan terjadi longsor. Dengan terjadinya curah hujan yang tinggi menyebabkan tebing tanah pada tepi jalan maupun rumah akan menjadi rawan terhadap tanah longsor. Berdasarkan penelitian terdahulu diketahui bahwa ada beberapa jenis karakter hujan sebagai pemicu, yaitu : 1. Hujan tunggal dengan curah hujan tinggi 2. Akumulasi beberapa hujan dengan curah total yang tinggi . Faktor lain yang mempengaruhi terbentuknya kekuatan alam yang mendukung kejadian tanah longsor yaitu: (a). Vegetasi Vegetasi yang menutup permukaan lahan berpengaruh besar terhadap gerakan air yang berasal dari air hujan. Vegetasi ini akan memperlambat limpasan permukaan sehingga meninggalkan resapan air ke tanah dan mengurangi jumlah limpasan air di permukaan tanah. Adanya vegetasi juga akan meningkatkan proses pelapukan tanah menjadi lebih gembur juga banyak mengandung bahan organik. Jadi keberadaan vegetasi tersebut satu pihak menguntungkan karena dapat mengurangi erosi permukaan tanah dan banjir, juga di lain pihak pada lereng lereng yeng terjal justru memicu terjadinya longsor, karena berat tumbuhan

tersebut akan menambah beban terhadap gaya pendorong longsoran. (b). Gempa Gempa yang berkekuatan tinggi bisa mengakibatkan saling terlepasnya butiran massa tanah, dan getaran gempa juga akan memicu untuk terjadinya peristiwa tanah longsor. (c). Campur tangan manusia Aktifitas manusia yang merubah kondisi permukaan lahan, antara lain : 1. Perlakukan terhadap vegetasi penutup lahan yang mengakibatkan peningkatan erosi.

87

2. Pembangunan di permukaan lahan, yang mengakibatkan mengurangi peresapan air hujan ke dalam tanah . 3. Pengolahan tanah, yang mengakibatkan peningkatan kerawanan tanah longsor 4. Penambangan yang meninggalkan galian dengan tebing yang terjal.

4.4. Macam Gerakan TanahSecara garis besar ada 5 tipe gerakan tanah .

a. Tipe Jatuhan (fall)

b. Tipe Luncuran(slide)

c. Tipe Aliran (Flow)

Roboh (Topples)

88

d. Tipe Rayapan(creep)

e. Tipe Kombinasi( ompl c

Gambar 4 2 : Macam-macam gerakan tanah

4.5. Klasifikasi Gerakan Tanah

(a). Klasifikasi aliran sedimen (Barbara 1996) (Gb. 4 -3 Gb. 4-4; Tabel: 4-1) (b). Klasifikasi gerakan tanah(Longsoran) dikutip dari Landslides and Engineering ractice (Tabel 4 2). (c). Klasifikasi gerakan tanah (DPU 1985) (Tabel 4 3). (d). Klasifikasi gerakan tanah (United State Highway Reserch Board Landslide Commitee, 1976).(Gb. 4-4). (e). Klasifikasi gerakan tanah (Varnes 1978) (Tabel 4-4).

Secara berurutan gambar klasifikasi a e adalah sebagai berikut : - Rock Flows

Gambar 4 -3: Klasifikasi Aliran batu(Rock Flows, Barbara 1996)

)

89

Gambar 4 - 4. Klasifikasi Slurry flows dan GranularFlows (Barbara, 1996) Tabel 4 1 : Klasifikasi aliran sedimen (Barbara 1995)

Tabel 4 2 : Klasifikasi gerakan tanah(Landslides and Enginee ing Prac ice)

Jenis gerakan Jatuhan Beberapa unit

Jenis materialBatuan Jatuhan batuan Penurunan Longsoran bongkah rotational secara mendatar Tanah Jatuhan tanah Longsoran bongkah Penurunan secara mendatar rotational

90

Longsoran banyak unit

Longsoran batuan

Longsoran Puing

Patahan penyebaran ke samping

Semuanya tak terkonsolidasiPecahan batuan Kering Pasir/ lanau Campuran Luncuran loss Runtuhan puing Luncuran puing Luncuran lumpur luncuran lambat tanah umumnya Plastis

Luncuran

Luncuran Luncuran Pecahan pasir Batuan Luncuran cepat Tanah Luncuran pasir atau lanau

Basah

Kom leks

Kombinasi berbagai material atau jenis gerakan

Tabel 4 3 : Klasifikasi gerakan tanah (DPU, 1985)

PENGELOMPOKA NMENURUT GERAKANNYA 1). Runtuhan (fall) 2) Gelinciran (slide) Batuan Runtuhan batuan Gelincir Batuan rotasi Gelincir btn.tranplasi /planar Aliran batuan

MACAM MATERIALTanah Bhn.lepas Lumpur

3) Aliran (flow) 4). Kombinasi (complex)

Aliran lumpur Kombinasi dari ketiga jenis longsoran di atas atau kombinasi material

Runtuhan Runtuhan tanah Bhn.lepas Gelincir Tanah rotasi Gelincir tnh.tranplasi /planar Alirantanah Aliran bh.lepas

91

Gambar 4 5 Klasifikasi gerakan tanah (USHRBLC, 1976)Tabel 4 4 Gerakan tanah (Varnes D.J. 1978)

JENIS GERAKAN TANAH

BATUAN Runtuhan

JENIS MATERIAL TANAH TEKNIK BERBUTIR KASAR BERBUTIR HALUS Runtuhan bahan Runtuhan tanah rombaknan Robohan bahan rombakan Nemdatan bahan rombakan Nendatan tanah Robohan tanah

RUNTUHAN

batuan Robohan

ROBOHAN LONGS ORAN

batuan

Beberapa Nemdatan ROT unit batuan ASI

92

TRA NSL ASI

Banyak unit

Longsoran Longsoran blok bahan blok batuan rombakan Longsoran batuan Pencaran batuan Aliran batuan Longsoran bahan rombakan Pencaran bahan rombakan Aliran bahan rombakan Solifluction Lawina bahan rombakan

Longsoran blok tanah Longsoran tanah Pencaran tanah

PENCARAN LATERAL

Aliran pasir/lanau basah Aliran pasir

ALIRAN

(rayapan dalam)

Rayapan bahan rombakan kering Aliran blok Aliran tanah Aliran lepas

KOMPLEKS

Campuran dari dua/lebih jenis gerakan

Gambar 4 6 Tipe rayapan

93

Gambar 4 7. Tipe runtuhan tanah

Gambar 4 8. Tipe Jatuan

94

Gambar 4 9. Debris-flow hazards in the san francisco bay region

Gambar 4 10 Tipe luncuran

Gambar 4 11 Debris flow

95

Gambar 4 12 Tipe luncuran

Gambar 4 13 Tipe Jatuahan Gambar 4 13 Tipe Jatuhan

4.6. Kemampuan Geologi Teknik Menurut Muhamad Wafid A.N.(2004) Faktor faktor penyebab terjadinya proses gerakan tanah secara umum disebabkan antara lain: - pengaruh kemiringan lereng - kondisi fisik dan keteknikan tanah dan batuan - pengaruh keairan tataguna lahan struktur geologi - kegempaan dan aktivitas manusia. Suatu daerah yang rentan terhadap gerakan tanah perlu dilakukan Pen ilaian Zona Kemampuan Geologi Teknik yaitu berdasarkan data yang tersedia berupa data sekunder data hasil pengujian lapangan dan laboratorium serta analisis perhitungan parameter geologi teknik maka selanjutnya dilakukan penilaian geologi teknik yang berdasarkan pada faktor-faktor : tingkat kemudahan dalam

96

mengerjakan, kesederhanaan penyelidikan geologi teknik serta

adanya

kendala/masalah geologi teknik. Berdasarkan hal tersebut suatu daerah dapat dibagi menjadi beberapa zona kemampuan geologi teknik tinggi, menengah, rendah dan sangat rendah.(Gambar 4 -14)

(a). Zona Kemampuan Geologi Teknik Tinggi Zona ini mempunyai kendala geologi teknik yang relatif kecil atau bahkan tidak ada. Kemiringan lereng berkisar antara 0 8 sehingga kemudahan untuk dikerjakan dapat dengan mudah dilakukan. Daya dukung tanah permukaan hingga kedalaman 5 meter adalah 10 ton/m2, nilai perosokan tanah antara 0,10 0,60 cm. Kemungkinan terjadi masalah geologi teknik dalam sekala kecil masih dapat terjadi seperti longsoran tebing dan erosi tebing sungai.Pada peta diberi warna biru.

(b). Zona Kemampuan Geologi Teknik Menengah Pada zona ini masih dijumpai masalah geologi bencana gunung api dan beberapa tempat masih mungkin terjadi gerakan tanah, kemiringan lereng berkisar antara 8 30 derajat. Untuk pendirian struktur bangunan, penyelidikan tapak masih perlu dilakukan. Pada peta ini diberi warna kuning.

( ). Zona Kemampuan Geologi Teknik Rendah97

Gambar 4 14 : Pta zona kemampuan gelogi teknik

98

Pada zona ini dijumpai kendala geologi teknik yang lebih besar, sehingga agak kecil kemungkinannya untuk dikembangkan dan memerlukan biaya yang besar. Kemiringan lereng berkisar antara 30 70 derajat, sehingga sulit untuk dikerjakan. Daerah ini rentan terhadap gerakan tanah dan terdapat daerah yang berpotensi lempung mengembang.

(d). Zona Kemampuan Geologi Teknik Sangat Rendah Zona ini mempunyai tingkat untuk terjadinya masalah geologi/geologi teknik sangat tinggi, sehingga kemungkinan untuk dikembangkan sangat kecil atau membutuhkan biaya yang cukup besar. Kemiringan lereng berkisar antara 30 - >70 derajat, bencana gunung merapi, sehingga sulit untuk dikerjakan. Untuk perencanaan rekayasa teknik pada lokasi tapak harus dilakukan penyelidikan rinci. Pada peta ini diberi warna merah.

4.7. Evaluasi Zona Geologi Teknik Untuk RUTR Sesuai kebijaksanaan pemerintah melalui Rencana Umum Tata Ruang (RUTR) evaluasi geologi teknik terhadap kawasan pengembangan daerah sesuai penggunaan lahannya sebagai berikut:

(a). Kawasan Pengembangan untuk Perdagangan dan pemukiman Kawasan ini berada pada Zona Geologi Teknik rendah dan menengah. Daerahnya merupakan dataran, daya dukung pondasi cukup tinggi, sejauh tidak diperuntukkan bagi bangunan berat terutama pada Zona Geologi Teknik Mengengah yaitu di daerah sekitar aliran sungai.

(b). Kawasan Pengembangan, Pendidikan, Perdagangan dan Industri Kawasan ini berada pada Zona Geologi Teknik rendah dan Zona Geologi Menengah. Bagi kawasan Pengembangan Industri yang diperlukan adalah pertimbangan daya dukung pondasi, lempung mengembang dan masalah penurunan tanah, terutama di Zona Geologi Teknik Menengah, sehingga perlu

99

rekayasa teknik dengan biaya agak tinggi. Demikian juga dengan Kawasan Pemukiman yang berada pada daerah yang bergelombang dengan kemiringan lereng antara 5 15 %, dengan kondisi batuan yang mudah runtuh, maka diperlukan penyelidikan geologi teknik rinci yang membutuhkan biaya cukup tinggi.

(c). Kawasan Pengembangan Pertanian Pangan Kawasan ini berada pada Zona Geologi Teknik Rendah, Mengengah dan Tinggi. Kawasan Pengembangan bagi konserwasi alam dan lingkungan hidup/kawasan yang perlu dikembangkan berada pada Kawasan Zona Geologi Teknik Sangat Tinggi. Pada Kawasan Pengembangan Petanian Tanaman Pangan yang berada pada Zona Geologi Teknik Rendah, Mengengah dan tinggi, diperlukan pertimbangan pada jenis tanamannya. Pada Zona Geologi Teknik Tinggi jenis tanaman yang sesuai adalah pertanian lahan kering, karena pada daerah yang mempunyai kemiringan lereng yang agak terjal mudah terganggu kestabilannya. Kawasan pengembangan bagi konservasi alam dan lingkungan hidup pada dasarnya sudah sesuai pada zona Geologi Teknik Sangat Tinggi, karena umumnya merupakan areal hutan dan kawasan lindung. Daerahnya berupa perbukitan dan pegunungan, sehingga kawasan ini dapat dikembangkan sebagai kawasan wisata yang terbatas.

100

4.8. Analisis Kestabilan Lereng Bentuk topografi roman muka bumi sangat bervariasi, hal ini secara umum disebabkan adanya energi dari luar oleh matahari yang langsung menerpa muka bumi yang terdiri dari bermacam-macam jenis batuan yang mempunyai kekerasan yang berbeda-beda pula. Proses energi dari luar tersebut adalah pelapukan, pengikisan, pengankutan dan sedimantasi, sedangkan energi dari dalam adalah berupa pembentukan pegunungan baik orogenesa maupun epirogenesa, gunungapi dan gempa bumi. Bentuk muka bumi tersebut akan banyak dijumpai berupa lereng-lereng terjal dan landai, kebanyakan daerah berlereng terjal pada umumnya adalah tidak stabil kecuali pada batuan yang keras(intrusi batuan beku). Faktorfaktor yang menyebabkan tidak stabil dapat di klasifikasikan menjadi 2 yaitu faktor menyebabkan naiknya tegangan seperti naiknya berat tanah karena hujan, adanya beban bangunan, semakin curam akibat erosi dan gempa. Faktor yang menyebabkan kehilangan kekuatan adalah antara lain absorbsi air, kenaikan tekanan pori, beban goncangan, pengaruh pembekuan dan pencairan, hilangnya sementasi material, proses pelapukan. Kecepatan gerakan longsoran sangat bervariasi dari beberapa milimeter perjam sampai longsoran sangat cepat hanya beberapa detik. Untuk longsoran sangat cepat dapat terjadi apabila kehilangan kekuatan secara mendadak seperti peristiwa gempa yang secara cepat mengubah pasir halus menjadi

lumpur(likuifaksi) atau pada lempung sesitip.. Metode yang umum dilakukan adalah dari analisis stabilitas lereng didasarkan atas dari batas keseimbanganFaktor aman stabilitas lereng

diistimasikan dengan menguji kondisi keseimbangan pada saat terhitung keruntuhan mulai terjadi . Metode ke dua tentan analisis lereng yang didasarkan atas teori elastisitas atau plastisitas untuk menentukan tegangan geser pada tempat kritis untuk dibandingka dengan kuat geser. Beberapa lereng tidak mudah untuk dianalisis , misalnya pada lereng yang mempunyai kondisi geologi komplek dengan bervariasi batuan dan mempunyai lempung retak-retak sehingga mengevaluasi kekuatan tidak mudah.

101

(a) Kekuatan Masa Batuan Untuk analisa kestabilan lereng perlu diketahui sifat fisik dan sifat mekanik batuan. Sifat fisiknya diperlukan data : bobot isi batuan ( ), sedangkan sifat mekaniknya adalah kuat geser batuan yang dinyatakan dalam parameter kohesi (c) dan sudut geser dalam ( ). Secara prinsip pada suatu lereng sebenarnya terjadi 2 macam gaya yaitu gaya penahan (R) dan gaya penggerak (W sin ). Gaya

penahan yaitu gaya yang menahan massa dari penggerak agar tidak terjadi longsoran, sedangkan gaya penggerak adalah gaya yang menyebabkan massa bergerak sehingga terjadi kelongsoran. Lereng akan longsor jika gaya gaya penggeraknya lebih besar dari gaya penahan atau W sin > R ( gambar 4 -15 )

R Wsin Wcos W Gambar 4 -15. Gaya yang bekerja pada suatu blok di atas bidang miring

1. Bobot isi batuan( ), akan menetukan besarnya beban yang diterima pada permukaan bidang longsor dinyatakan dalam berat per volume dengan rumus :

n=

Wn Ww Ws

n = Bobot isi batuan Wn = Berat conto asli Ws = Berat conto jenuh Ww = Berat conto Jenuh

2. Kohesi (c), adalah gaya tarik menarik antar partikel dalam batuan dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Nilai kohesi (c) diperoleh dari pengujian kuat geser langsung.

3. Sudut geser dalam ( ), merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegasan normal dengan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan. Semakin besar sudut geser dalam suatu material maka material tersebut akan

102

lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakan terhadapnya. Sudut geser dalam diperoleh dari hasil pengujian geser la