MATERI GEOTEKNIK SERTA PERAN GEOFISIKA DALAM

GEOTEKNIK

MAKALAH

Diajukan untuk memenuhi syarat-syarat guna pelaksanaan Tugas

Oleh :

ULUL AZMI

1204107010005

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

BANDA ACEH

2015

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah sebagai

pelengkap nilai Mata Kuliah Geoteknik , terimakasih kepada dosen pengajar Mata

Kuliah Geoteknik yang telah mengajarkan beberapa materi sehingga dapat

dituliskan dalam sebuah makalah yang sederhana ini. Sekian

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2. Tujuan .................................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN ..................................................................................... 2

2.1. Pengertian Geoteknik .......................................................................... 2

2.2. Tanah ................................................................................................... 2

2.3. Penyelidikan Tanah ............................................................................... 4

2.4. Teknik Pondasi ..................................................................................... 6

2.5. Struktur Tanah ...................................................................................... 6

2.6. Peran Geofisika Dalam Geoteknik ....................................................... 6

BAB III PENUTUP ............................................................................................. 8

3.1. Kesimpulan .......................................................................................... 8

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Geoteknik hadir sebagai bagian dari ilmu praktis teknik sipil dalam

perancangan awal disain bangunan. Ilmu geoteknik mempelajari perilaku tanah

dan batuan sebagai tumpuan pondasi maupun sebagai studi material konstruksi.

Ilmu ini mulai berkembang pada awal abad ke-20 berkat karya Karl Terzaghi dan

rekan- rekannya. Pada saat studi perancangan kontruksi, peranan ahli geoteknik

itu meliputi: menentukan lokasi bangunan, menentukan kekuatan bangunan untuk

jangka waktu lama, menentukan stabilitas bangunan dibandingkan dengan potensi

gempa regional dan resonansi, mengkalkulasi dan menganalisis potensi deformasi

(penurunan) bangunan, menentukan metode pelaksanaan, pemilihan material, dan

monitoringnya. Oleh karena itu, diperlukan berbagai survei lapangan untuk

melihat kondisi tanah, lapisan tanah, jenis tanah, dan lain sebagainya.

Dalam perkembangannya, geoteknik tidak lagi hanya dilakukan oleh

insinyur sipil saja. Banyak data petrophysical properties yang diperlukan ahli sipil

dalam studi kelayakan bangunannya seperti porositas, permeabilitas, densitas

lapisan bawah permukaan. Data-data tersebut diperoleh dari survei geofisika yang

dilakukan oleh seorang Geophysicist.

Metode survei geofisika disesuaikan dengan tujuan kontruksi, misalnya

ketika ingin membuat bendungan dilakukan survei geolistrik untuk menentukan

tapak bendungan, survei ini bertujuan untuk mengetahui sampai kedalaman

berapa terdapat air tanah dan menentukan besar kekuatan basement (batuan dasar

yang kuat untuk pondasi). Lain halnya jika untuk membuat jembatan atau sebuah

gedung, metoda yang dipakai biasanya seismik untuk menentukan besarnya

kecepatan gelombang permukaan dan menemukan lapisan aquifer dekat

permukaan.

1. 2 Tujuan

Tujuan dari makalah ini adalah :

Sebagai persyaratan untuk memenuhi nilai Ujian Akhir Semester pada mata kuliah Geoteknik.

Agar penulis mampu memahami ilmu Geoteknik secara baik.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Geoteknik

Geoteknik adalah suatu bagian dari cabang ilmu Teknik Sipil. Didalamnya

diperdalam pembahasan mengenai permasalahan kekuatan tanah dan

hubungannya dengan kemampuan menahan beban bangunan yang berdiri

diatasnya. Pada dasarnya ilmu ini tergolong ilmu tua yang berjalan bersamaan

dengan tingkat peradaban manusia, dari mulai pembangunan piramid di mesir,

candi Borobudur hingga pembangunan gedung pencakar langit sekarang ini. Salah

satu contohnya ialah kemiringan menara pisa di italy disebabkan oleh kekurangan

kekuatan dukung tanah terhadap menara tersebut.

2.2 Tanah

Tanah di alam terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau

tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah

dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari pelapukan

batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat

batuan induk yang merupakan material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur

luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut.

Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau, dan lempung digunakan dalam

Teknik Sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat

terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat

pula kandungan bahan organik. Material campurannya kemudian dipakai sebagai

nama tambahan di belakang material unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung

berlanau adalah tanah lempung yang mengandung lanau dengan material

utamanya adalah lempung dan sebagainya.

3

Gambar 2.1 Komponen tanah

Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air, dan bahan padat. Udara

dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi

sifat-sifat teknis tanah. Ruang di antara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya

dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah

dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada

kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak

mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol.

Definisi tanah secara mendasar dikelompokkan dalam tiga definisi, yaitu:

(1) Berdasarkan pandangan ahli geologi

(2) Berdasarkan pandangan ahli ilmu alam murni

(3) Berdasarkan pandangan ilmu pertanian.

1. Menurut ahli geologi (berdasarkan pendekatan Geologis)

Tanah didefiniskan sebagai lapisan permukaan bumi yang berasal dari

bebatuan yang telah mengalami serangkaian pelapukan oleh gaya-gaya

alam, sehingga membentuk regolit (lapisan partikel halus).

2. Menurut Ahli Ilmu Alam Murni (berdasarkan pendekatan Pedologi)

Tanah didefinisikan sebagai bahan padat (baik berupa mineral maupun

organik) yang terletak dipermukaan bumi, yang telah dan sedang serta terus

mengalami perubahan yang dipengaruhi oleh faktor-faktor: bahan induk,

iklim, organisme, topografi, dan waktu.

3. Menurut Ahli Pertanian (berdasarkan pendekatan Edaphologi)

Tanah didefinisikan sebagai media tempat tumbuh tanaman.

4

2.3 Penyelidikan Tanah

Salah satu tahapan paling awal yang perlu dilakukan dalam perencanaan

pondasi adalah penyelidikan tanah. Uji penyelidikan tanah diperlukan untuk

mengetahui daya dukung dan karateristik tanah serta kondisi geologi, seperti

mengetahui susunan lapisan tanah/sifat tanah, mengetahui kekuatan lapisan tanah

dalam rangka penyelidikan tanah dasar untuk keperluan pondasi bangunan, jalan,

jembatan dan lain-lain, kepadatan dan daya dukung tanah serta mengetahui sifat

korosivitas tanah. Penyelidikan tanah dilakukan untuk mengetahui jenis pondasi

yang akan digunakan untuk konstruksi bangunan, selain itu dari hasil

penyelidikan tanah dapat ditentukan perlakuan terhadap tanah agar daya dukung

dapat mendukung konstruksi yang akan dibangun. Penyelidikan tanah yang

dilakukan di lapangan yaitu Sondir (DCP), pengeboran tanah, pengujian Standard

Penetration Test (SPT) dan lain-lain. Dari sampel tanah yang diambil di lapangan

untuk mengetahui sifat-sifat dan karakteristik tanah maka dilakukan uji

laboratorium.

2.3.1 Penyelidikan Tanah Dengan Uji Sondir (Cone Penetration Test-CPT)

Komponen utama dari uji sondir adaolah konus yang dimasukkan kedalam

tanah dengan cara ditekan. Tekanan pada ujung konus pada saat konus bergerak

kebawah karena ditekan dan tekanan geser pada dinding konus pada saat dinding

konus bergeser kebawah karena ditekan, diukur dan pada manometer diatas

permukaan tanah pada setiap kedalaman tertentu didalam tanah.

Uji sondir ini relatif murah dan cepat memberikan hasil dibanding dengan

uji geoteknik lapangan lainnya. Di Indonesia, uji sondir telah dikenal sejak tahun

1950-an, dan di Indonesia pula konus Begemann pertama ditemukan oleh Prof.

Begemann yang saat itu adalah dosen di ITB.

Sampai sekarang ini hasil uji sondir dipakai untuk tujuan-tujuan seperti di

bawah ini :

1). Evaluasi kondisi tanah bawah pemukaan di lapangan,

atau stratigrafi (menduga struktur lapisan tanah bawah permukaan),

klasifikasi lapisan tanah (menduga jenis-jenis tanah di bawah permukaan),

kekuatan lapisan-lapisan tanah, kedalaman lapisan keras dan lain-lain.

2). Menentukan lapisan tanah yang harus dibuang dan diganti dengan tanah

yang lebih baik lalu dipadatkan serta kontrol pemadatan.

3). Perencanaan fondasi, baik fondasi dangkal maupun tiang pancang dan

perhitungan settlement.

4). Perencanaan lereng dan timbunan dan lain-lain.

Keterbatasan uji sondir yang paling jelas adalah jika konus bertemu

dengan butir batu yang cukup besar atau pasir padat akan menunjukkan tekanan

5

konus yang cukup besar dan bahkan tidak dapat diteruskan, seolah-olah pada

kedalaman tersebut terdapat lapisan tanah keras atau pasir padat yang luas dan

merata. Selain hal tersebut, kalau dijumpai lapisan keras dan uji sondir

menunjukkan tekanan yang besar, uji sondir terhenti, dan dapat dikatakan bahwa

pada kedalaman tersebut dijumpai lapisan keras; tetapi tidak dapat memberi

informasi berapa tebal lapisan tersebut; apa jenis batuan lapisan keras

tersebut; dan apakah di bawah lapisan keras tersebut terdapat lapisan tanah yang

terus keras atau ada lapisan lunak.

2.3.2 Penyelidikan Tanah Dengan Uji Penetrasi (Penetration Test)

Uji penetrasi yang banyak digunakan adalah uji penetrasi baku (standart

penetration test). Uji penetrasi baku ini telah diatur menurut ASTM D-1586.

Yang dimaksud dengan N pada SPT adalah jumlah tumbukan yang diperlukan

untuk memasukkan tabung Split Spoon kedalam tanah sedalam 12 inchi disebut

nilai N SPT.

Yang disebut tabung Split Spoon adalah tabung yang berdiameter 2 in dan

diameter dalam 1,5 in panjang 18 s/d 30 in yang dibelah menjadi dua bagian

kearah memanjangnya. Peralatan lainnya adalah palu pancang atau hammer yang

beratnya 63,5 kg dan tinggi jatuhnya selama menunggu adalah 30 in.

Cara kerja SPT sebagai berikut :

Lakukan pemboran sampai kedalaman dimana akan diuji SPT. Kemudian

bersihkan lubang bor dari tanah lepas.

Pasang Split Spoon pada pipa bor, dan masukkan kedalam tanah hasil

pengeboran diatas.

Pada bagian atas pipa bor, pasangkan hammer beserta bagian-bangian

pelengkapnya.

Lakukan penumbukan, sehingga split spoon masuk (terpenetrasi) sedalam

3 x 6 in dan hitung jumlah tumbukan untuk penetrasi pertama, kedua dan

ketiga.

Jumlah tumbukan untuk penetrasi 2 x 6 in, kedua dan ketiga disebut nilai

N (SPT).

2.3.3 Penyelidikan Tanah Dengan Sumur Uji (Test Pit)

Biasanya sumur uji dimaksudkan untuk melihat secara langsung kondisi

tanah di lapangan: caranya dengan menggali lubang yang cukup besar sehingga

orang bisa masuk sampai kedalaman air tanah atau sampai kedalaman 1 2 m

saja, dapat juga dilakukan dengan mesin seperti BackHoe dan Shovel. Dari

pengamatan pada bidang vertikal di dalam lubang dapat diidentifikasi jenis-jenis

tanah, warna, bau, kedalamam muka air tanah dan struktur umumnya dapat juga

diambil contoh tanah asli dengan memasukkan tabung sampler ke dalam tanah. Di

dalam lubang dapat juga dilakukan uji penetrasi dengan alat pocket penetrometer.

6

2.4 Teknik Pondasi

Teknik pondasi adalah suatu upaya teknis untuk mendapatkan jenis dan

dimensi fondasi bangunan yang efisien, sehingga dapat menyangga beban yang

bekerja dengan baik. Teknik fondasi merupakan bagian dari ilmu geoteknik.

2.4.1 Jenis-jenis fondasi

Pondasi dapat digolongkan menjadi tiga jenis:

Pondasi dangkal: kedalaman masuknya ke tanah relatif dangkal, hanya

beberapa meter masuknya ke dalam tanah. Salah satu tipe yang sering digunakan

ialah pondasi menerus yang biasa pada rumah-rumah,dibuat dari beton atau

pasangan batu, meneruskan beban dari dinding dan kolom bangunan ke tanah

keras. Di dalamnya terdiri dari:

Pondasi setempat

Pondasi penerus

Pondasi pelat

Pondasi dalam. Digunakan untuk menyalurkan beban bangunan melewati

lapisan tanah yang lemah di bagian atas ke lapisan bawah yang lebih keras.

Contohnya antara lain tiang pancang, tiang bor, kaison, dan semacamnya.

Penyebutannya dapat berbeda-beda tergantung disiplin ilmu atau

pasarannya.contohnya: fondasi tiang pancang.

2.5 Struktur Tanah

Tanah tersusun dari butiran tanah ataupartikel lainnya dan rongga-rongga

atau pori di antara partikel butiran tanah. Rongga-rongga terisi sebagian atau

seluruhnya dengan air atau zat cair lainnya. Rongga-rongga tanah yang tidak terisi

oleh air atau zat cair akan terisioleh udara atau bentuk lain dari gas. Volume yang

ditempati oleh bagian besar tanah pada umumnya termasuk bahan penyusun

lainnya yaitu bagian padat, cair, dan gas (udara) yang selanjutnya dikenal sebagai

sistem tiga fase tanah (three-phase systems). Sifat-sifat mekanis penting tanah,

seperti kekuatan (strength) dan pemampatan (compressibility), secara langsung

berhubungan dengan atau paling tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor dasar seperti

rapat masa (density), berat volume (unit weight), angka pori (void ratio), dan

derajat kejenuhan (degree of saturation).

2.6 Peran Geofisika Dalam Geoteknik

Peranan ilmu geofisika sangatlah penting. Karena diantara sekian banyak

ilmu yang dipelajari, ada metode yang bisa menentukan factor-faktor dari

kestabilan struktur tanah. Metode gravitimeter, mengidentifikasi densitas ( rapat

massa ) batuan dari tanah. Jika suatu tanah berdensitas tinggi, bisa diasumsikan

rapat massanya tinggi dan tingkat kestabilannya juga semakin tinggi. Metode ini

7

juga bisa digunakan dalam menentukan bentuk tubuh batuan pembentuk daratan

tanah di bagian bawah. Sehingga kita bisa menentukan daerah mana saja yang ada

kemungkinan terjadinya longsoran bawah tanah ( subsidence ).

Metode lain adalah metode seismic. Baik metode seismic dalam ( refleksi

) maupun seismic dangkal ( refraksi ), keduanya bisa menjadi sangat urgen

dalam menentukan daerah tanah dengan porositas dan permeabilitas yang baik

atau buruk. Jika mayoritas porositas batuan dari daratan tanah buruk, maka daya

serap tanah terhadap air juga buruk, sehingga bisa diasumsikan daerah tersebut

sudah tak layak lagi untuk dijadikan tempat tinggal yang aman. Karena, jika tiba-

tiba curah hujan deras yang tinggi melanda, maka daerah tersebut tidak bisa

menampung air secara massif. Selanjutnya, tinggal menunggu daerah tersebut

untuk longsor. Ini terbukti pada daerah-daerah yang terkena bencana longsor,

dimana daya serap air yang rendah membuat batuan pembentuk tanah tersebut

tidak kuat menahan angka curah hujan yang tinggi.

Selain itu ada lagi metode geolistrik, yang dengan cara ini, kita bisa

melakukan determinasi terhadap keberadaan jalur-jalur air bawah tanah. Sehingga

daerah yang dekat dengan jalur ini dan kebetulan struktur tanahnya rawan bisa

dihindari, karena daerah daratan jenis ini juga mengandung potensi bencana

longsor.

Begitu juga peranannya dalam meminimalisir efek gempa bumi. Gempa

bumi memang tak dapat dicegah, tapi efeknya merusaknya dapat kita antisipasi

dengan ilmu-ilmu geofisika. Baik gempa vulkanik maupun tektonik, keduanya

bisa mempunyai daya hancur yang besar. Gempa vulkanik bahkan bisa

diperkirakan waktu kejadiannya dengan melakukan perhitungan statistic terhadap

frekuensi kejadian. Gempa jenis ini juga bisa diidentifikasi terlebih dahulu

sebelum terjadi gempa besarnya dengan metode micro gravity.

Metode-metode di atas juga digunakan untuk menentukan daerah-daerah

rawan gempa maupun daerah rawan longsor akibat efek gempa.hal in penting

untuk menentukan daerah layak pemukiman atau tidak.

8

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Geoteknik adalah suatu bagian dari cabang ilmu Teknik Sipil. Didalamnya

diperdalam pembahasan mengenai permasalahan kekuatan tanah dan

hubungannya dengan kemampuan menahan beban bangunan yang berdiri

diatasnya.

Penyelidikan tanah dilakukan untuk mengetahui jenis pondasi yang akan

digunakan untuk konstruksi bangunan, selain itu dari hasil penyelidikan

tanah dapat ditentukan perlakuan terhadap tanah agar daya dukung dapat

mendukung konstruksi yang akan dibangun. Penyelidikan tanah yang

dilakukan di lapangan yaitu Sondir (DCP), pengeboran tanah, pengujian

Standard Penetration Test (SPT) dan lain-lain.

Geofisika harus mempelajari ilmu geoteknik karena metode geofisika

banyak berhubungan dengan konstruksi seperti pembuatan bendungan

maka dilakukan kegiatan geofisika untuk menentukan pondasi bendungan

dan menentukan besar kekuatan batuan dasar dan lainnya.