1

METODE PENYELIDIKAN GEOLOGI TEKNIK

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. Sedankan Geologi teknik adalah salah satu cabang ilmu

geologi yang mempelajari tentang batuan yang berhubungan dengan bangunan

atau 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.

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).

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.

Urutan penyelidikan geologi teknik yaitu :

1. Persiapan

2. Penyelidikan Pendahuluan

3. Penyelidikan detail

4. Maintanance

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

2

penelitian di laboratorium, percobaan di lapangan, galian-galian percobaan. Data

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

elastisitas, gaya tekan dan lain-lain.

Peristilahan material bangunan sering terjadi masalah, oleh karena itu sebagai

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

batasan yang benar menurut bidang teknik sipil. Adapun perbedaan pengertian

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

OBYEK

mekanika tanah

mekanika batuan

Gambar 1.1 : Obyek pembagian pekerjaan dan pondasi

Tabel 1.1 : Istilah Geologi Teknik dan Teknik Sipil

ISTILAH TEKNIK SIPIL TEKNIK GEOLOGI

TANAH

(SOIL)

Semua bagian dari bumi

yang dapat digali tanpa alat

peledak

Hasil pelapukan batuan yang

menghasilkan material dengan sifat

sesuai dengan batuan induknya

BATUAN

(ROCK)

Bagian dari kulit bumi

yang hanya diambil dengan

bahan peledak

Susunan kulit bumi yang terdiri dari

satu atau beberapa jenis mineral

BATU

(STONE)

Masa fragmen yang lepas

dari batuan aslinya untuk

kontruksi

Merupakan bagian dari batu

PADAS

Tanah yang terisi oleh

emen sehingga menjadi atu

keatuan

Sama dengan batu

Fondasi

3

Dalam Keteknikan

a. Tanah merupakan kumpulan alamiah butiran mineral yang dapat

dipisahkan dengan mekanika dengan mudah, misal: agitasi air

b. Batuan merupakan 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

Dalam pembangunan bangunan Teknik Sipil, seorang ahli geologi harus

dapat memberikan analisa geologi mengenai suatu tempat. Ini sangat penting

karena mengingat bangunan yang akan dibangun pada suatu daerah harus

memperhitungkan faktor daya dukung tanah, ataupun aspek geologis lainnya

(daerah gempa, daerah patahan, dan sebagainya). Secara umum seorang ahli

geologi dalam suatu proyek Teknik Sipil hendaknya dapat :

1. Menerangkan dengan tepat situasi teknik geologis

2. Menentukan sejauh mana bawah-tanah (underground) akan bereaksi

terhadap suatu bangunan.

Untuk dapat melakukan hal tersebut dibutuhkan adanya suatu Penyelidikan

Geologi Teknik. Dalam standar internasional (British) kita mengenal kode etik

mengenai investigasi lapangan, yakni BS 5930 : 1981 dimana di dalamnya berisi

definisi serta aturan investigasi lapangan (tujuan, cakupan, prosedur pengerjaan

dan metode yang digunakan).

4

Suatu eksplorasi lapangan minimal haruslah mengikuti prosedur lapangan

berikut :

a. Investigasi awal, dengan menggunakan informasi dan data yang ada.

b. Survey Geologi Lapangan secara mendetail

c. Mengaplikasi survey geologi tersebut sebagai gambaran permukaan suatu

lapangan

d. Boring, Drilling dan Excavation untuk mendapatkan hasil secara detail

pada suatu titik

e. Uji Tanah dan batuan, terutama mengenai sifat mekanisnya.

Penyelidikan Geologi Teknik dapat dibedakan menjadi 2 (dua), yakni :

1. Penyelidikan Geologi Teknik Lapangan

Penyelidikan Geologi Lapangan (Site Investigation) meliputi :

A. Penyelidikan di permukaan – Survey permukaan sendiri meliputi 2

bagian, yaitu:

Morfologi merupakan survey permukaan yang mempelajari

bentuk permukaan bumi, dimana dibagi menjadi :

Topografi, mempelajari roman muka bumi daratan.

Batimetri, mempelajari roman muka bumi lautan.

Hidrologi merupakan survey permukaan bumi yang mempelajari

tentang aliran air bumi dan juga siklus air.

B. Survey Bawah Permukaan – Survey bawah permukaan merupakan

survey yang meliputi beberapa hal berikut:

Hand Boring

Sondir (DCPT)

Coring

2. Penyelidikan Geologi Teknik Laboratorium

5

1.1 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:

1. Studi awal/pendahuluan

a. Interpretasi peta topografi

b. Interpretai peta geologi regional

c. Interpretasi foto udara

2. 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).

3. Penyelidikan detil:

a. Penyelidikan geofisika membantu penentuan sifat2 fissik

batuan / tanah

b. Pendugaan lapisan bawah permukaan penyebaran

c. Pemboran dan pengambilan contoh batuan/tanah

d. Analisis laboratorium, perhitungan, sintesa

e. Kompilasi dengan rencana pembangunan konstruksi, laporan.

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

6

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 sifat–sifat 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 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

b. Rrefleksi seismik

c. Metode hambatan elektrik

d. Metode magnetik

e. Metode elektro magnetik

1.2 Peta Geologi Teknik

Peta 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.

7

1.3. 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 berdiri

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

menurun dengan kecepatan yang tergantung pada ukurannya.

Kecepatan ini menurut hukum Stokes, adalah sebanding dengan

pangkat dua dari ukuran butirnya.

V = ( D/M)2 dimana :

V = Kecepatan turun butir,

D = Diameter butir,

M = Konstanta

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

Biasanya pengukuran dimulai setelah satu menit dan diteruskan pada jangka

waktu tertentu selama 24 jam. Berat jenis suatu campuran air dan tanah

tergantung konsentrasi butiran yang tergantung di dalamnya. Dengan cara

mengukur berat jenis suspensi berarti dapat menghitung banyaknya tanah

yang ada dalam campuran tersebut.

8

B = G/(G-1) (Rh – 1 )

P = 1000B/W x 100

Dimana :

B = berat tanah/cm3;

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 Kering

Keadaan plastic semi-plastic solid

cair (Liquid) Batas cair Batas Plastis Batas pengerutan

Gambar 1.2 Batas-batas aterberg

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

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.

9

Skempton(1953) telah menngartikan secara kwantitatif disebut aktivitas

dari lempung adalah perbandingan antara indeks plastis dengan prosen fraksi

lempung berukuran < 2 m dan dikelompokan menjadi 3 kelas yaitiu

Tabel 1.2 Klasifikasikan aktivitas lempung

Aktivitas(A) Klas

0,75 <A<1,25

< 0,75

> 1,25

Sedang

Tidak aktif

Aktif

Aktivitas dalam kaitannya dengan perubahan volume merupakan

pertimbangan utama dalam mengevaluasi tanah yang akan dipakai dalam

pekerjaan pondasi. Kapasitas penggantian kation dalam milliekivalen

(meq)/100g lempung juga digunakan sebagai indikasi suatu aktivitas.

Tabel 1.3 Kapasitas penggantian mineral lempung

Lempung Kapasitas

penggantian,

meq/100g

Kaolinit

Haloisit(4H2O)

Illit

Vermikulit

Montmorilonit

3 – 15

10 – 40

10 – 40

100 – 40

80 - 150

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<Na<NH4<K<Mg<Rb<Ca<Co<Al

Sesuai dengan skala tersebut diatas, bahwa Ca akan lebih mudah

menggantikan Na atau Mg dibandingkan dengan Mg atau Na untuk

menggantikan Na. Makin tinggi kapasitas penggantian berarti banyak kation

yang dibutuhkan untuk dapat mengubah suatu aktivitas. Sebagian besar

lempung cenderung mengembang apabila menjadi jenuh. Pengembangan ini

10

dapat dikurangi dengan cara penggantian kation , yang biasa digunakan

adalah kalsium(Ca) yang terdapat pada batugamping, abu batubara (Ca &

Al), semen dengan cara mencampur dengan lempung.

3.5. Pengambilan Contoh Tanah

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

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

untuk melindungi struktur asli dari tanah, sedangkan contoh asli harus masih

menunjukkan sifat-sifat asli dari tanah dengan teknik pelaksanan

sebagaimana mestinya dan cara pengamatan yang tepat, maka kerusakan-

kerusakan terhadap contoh bisa diusahakan sekecil mungkin dan segera

dibawa ke laboratorium.Cara pengambilan contoh asli dengan tabung

silinder berdinding tipis dari bahan tembaga/besi di bagian atas disambung

kepala tabung untuk dapat disambung dengan setang bor. Sebelumnya

bersihkan lubang bor sampai dasar. Tabung contoh dimasukkan kedalam

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.

3.6. Pemboran Inti atau Pemboran Mesin

Maksud 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 2 jenis yaitu pemboran mesin

dan bukan mesin. Pemboran mesin adalah semua jenis pemboran yang

menggunakan penggerak dari tenaga mesin. Sistim pemboran mesin ini

batang bor diputar secara mekanis dan putarannya diteruskan ke mata bor

pada dasar lubang bor. Inti batuan yang terpotong akan tertinggal dalam

11

tabung inti dan diangkat kepermukaan 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. Kegunaannya yaitu:

a. penyelidikan bahan tambang/endapan mineral

b. mengetahui struktur geologi suatu daerah

c. penyelidikan tanah dasar(bangunan sipil)

d. pembuatan sumur eksplorasi & eksploitasi air tanah

e. Pembuatan lubang pengeringan air dalam tambang bawah tanah

f. Pembuatan lubang peledakan batuan

12

DAFTAR PUSTAKA

Sherley, L.H. 1987, Geoteknik dan Mekanika Tanah , Penyelidikan Lapangan &

Laboratorium , Nova, Bandung.

Agung. Sigit. 2010, Buku Pengantar Geologi Teknik. Sekolah Tinggi Teknologi

Nasional – Yogyakarta.