MODUL GEOTEKNIK PELATIHAN PERENCANAAN BENDUNGAN TINGKAT DASAR

Transkripsi

1 MODUL 11 Geoteknik MODUL 11 MODUL GEOTEKNIK PELATIHAN PERENCANAAN BENDUNGAN TINGKAT DASAR 2017 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya validasi dan penyempurnaan Modul Geoteknik sebagai Materi Substansi dalam Pelatihan Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar. Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang Sumber Daya Air. Modul Geoteknik ini disusun dalam 6 (enam) bab yang terbagi atas Pendahuluan, Materi Pokok dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami prinsip investigasi geoteknik dalam perencanaan bendungan. Penekanan orientasi pembelajaran pada modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta. Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim Penyusun dan Tim Validasi Sistem Diklat, sehingga modul ini dapat disajikan dengan baik. Perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan yang terus menerus terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi peningkatan kompetensi ASN di bidang Sumber Daya Air. Bandung, Nopember 2017 Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi Ir. K. M. Arsyad, M.Sc. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI i

3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... viii PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Deskripsi Singkat Tujuan Pembelajaran Hasil Belajar Indikator Hasil Belajar Materi Pokok dan Sub Materi Pokok... 2 BAB II KLASIFIKASI TANAH DAN BATUAN Umum Asal Tanah Komposisi dan Klasifikasi Batuan Batuan Beku Batuan Sedimen (Batuan Endapan) Batuan Metamorfik Klasifikasi Teknis Batuan Latihan Rangkuman Evaluasi BAB III SIFAT MATERIAL TANAH DAN BATUAN Umum Sifat Tanah Sifat Fisik Tanah ii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

4 3.2.2 Sifat Teknik Tanah Tanah Bersifat khusus Sifat Batuan Sifat Fisik dan Kimiawi Kekuatan Batuan Ketahanan Karakteristik Deformasi Batuan Utuh Latihan Rangkuman Evaluasi BAB IV PENYUSUNAN PROGRAM INVESTIGASI GEOTEKNIK Umum Investigasi Geoteknik Untuk Proyek Baru Investigasi Geoteknik Pendahuluan Investigasi Geoteknik Tahap Desain Awal Investigasi Geoteknik Tahap Desain Rinci Investigasi Geoteknik Untuk Proyek Rehabilitasi Investigasi Geoteknik Pendahuluan Investigasi Geoteknik Rinci Pengumpulan Data Peninjauan Lapangan Komunikasi dengan Perencana/ Pemberi Tugas Investigasi Lapangan Tanggung Jawab Tenaga Ahli Geoteknik Jenis Investigasi Penyebaran dan Kedalaman Pemboran Lokasi dan Elevasi Pemboran Perlengkapan Lapangan Perencanaan dan Spesifikasi Latihan Rangkuman Evaluasi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI iii

5 BAB V INVESTIGASI GEOTEKNIK Investigasi Lapangan Interptetasi Penginderaan Jarak Jauh (Remote Sensing) dan Foto Udara Pengeboran Tanah Pengeboran Auger Tangga Putar Batang Menerus (Solid Stem Flight Augers) Pengeboran Auger Tangga Putar Batang Berlubang (Hollow) Menerus Pengeboran Putar dengan Penyemprotan (Rotary Wash Borings) Pengeboran Auger Ember (Bucket Auger Borings) Pengeboran Tangan Sumuran Uji/ Parit Uji Pengambilan Contoh Tanah Contoh Tanah Bongkahan (Bulk) Contoh Blok Interval Pengambilan Contoh dan Jenis Tabung Contoh yang Tepat Perolehan Contoh (Sample Recovery) Investigasi Batuan Pengeboran dan Pengambilan Contoh Batuan Air Pembilas Pengamatan Selama Pengeboran Inti Pemetaan Geologi Penutupan Lubang Hasil Pengeboran Pedoman Keselamatan dalam Pengeboran Geoteknik Deskripsi Log Bor Informasi Proyek Lokasi dan Elevasi Bor Identifikasi Stratigrafi atau Perlapisan Tanah Deskripsi Tanah/ Klasifikasi Tanah Konsistensi dan Sifat Kepadatan Semu (Apparent) Warna dan Kadar Air Jenis Tanah iv PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

6 5.4 Prosedur Pencatatan Hasil Pengeboran Inti Deskripsi Batuan Jenis Batuan Warna Ukuran dan Bentuk Butiran Stratifikasi/ Foliasi Komposisi Mineral Pelapukan dan Perubahan Kekuatan Kekerasan Diskontinuitas Batuan Deskripsi Retakan Pengujian Lapangan Frekuensi dan Kedalaman Pengeboran Latihan Rangkuman Evaluasi BAB VI PENUTUP Simpulan Tindak Lanjut DAFTAR PUSTAKA GLOSARIUM KUNCI JAWABAN PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI v

7 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Klasifikasi Tanah Menurut USCS Tabel 2.2. Penggolongan Jenis-Jenis Batuan Utama Tabel 2.3. Klasifikasi Batuan Sedimen Karbonat Menurut Dearman Tabel 2.4. Klasifikasi Batuan Untuk Fondasi Menurut Tanaka Tabel 2.5. Skala Waktu Geologi Tabel 3.1. Identifikasi Terhadap Konsistensi Tanah Berbutir Halus Tabel 3.2. Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Holtz Dan Gibbs (1956) Tabel 3.3. Derajat Kepadatan Material Alami Tabel 3.4. Kelompok Tanah Lunak Tabel 3.5. Ikhtisar Cara Identifikasi, Kesulitan Pengambilan Contoh, Cara Uji dan Karakteristiknya Tabel 4.1. Lingkup Kegiatan Utama Investigasi Geoteknik Untuk Perencanan Bendungan Tabel 4.2. Ikhtisar Permasalahan Geoteknik yang Dibutuhkan dalam Desain Geoteknik Bangunan Air (Disesuaikan dengan Kebutuhan) Tabel 4.3. Petunjuk Praktis Penentuan Jumlah Minimum Titik dan Kedalaman Minimum Investigasi Geoteknik Untuk Bangunan Air Tabel 4.4. Daftar Perlengkapan Lapangan Tabel 5.1. Ukuran Umum Bor Batang Auger Berlubang (Hollow) Tabel 5.2. Ukuran Umum Batang Bor Tabel 5.3. Ukuran Umum Sambungan Pipa Lindung Pembilas Tabel 5.4. Metode Pengambilan Contoh Tanah Yang Umum Dilakukan Tabel 5.5. Dimensi ukuran tabung inti bor (Christensen Dia-Min Tools, Inc.) Tabel 5.6. Sifat Kepadatan Tanah Berbutir Kasar Tabel 5.7. Sifat Konsistensi Tanah Berbutir Halus Tabel 5.8. Sifat Kadar Air Tanah Tabel 5.9. Acuan Ukuran Butiran Untuk Kerikil dan Pasir Tabel Sifat Ukuran Butir Untuk Pasir dan Kerikil Tabel Kelompok Simbol Untuk Tanah Organik Tabel Kelompok dan Jenis Batuan Tabel Istilah Untuk Deskripsi Ukuran Butiran Khusus Batuan Sedimen vi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

8 Tabel Istilah Untuk Deskripsi Bentuk Butiran Batuan Sedimen Tabel Istilah Untuk Deskripsi Tebal Perlapisan Tabel Istilah Untuk Deskripsi Kekerasan Batuan Tabel Istilah Untuk Klasifikasi Diskontinuitas Berdasarkan Ukuran Celah (Aperture) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI vii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Massa Tanah Jenuh Air Sebagian... 7 Gambar 2.2. Perubahan Kandungan Air Dari Kondisi Cair Ke Beku Gambar 2.3. Grafik Plastisitas Tanah Berbutir Halus Gambar 3.1. Model Susunan Tanah Pada Kondisi Jenuh Air Sebagian Gambar 3.2. Hubungan Antara Angka Kadar Air Dengan Berbagai Sifat Tanah.. 30 Gambar 3.3. Hubungan Antara Berat Volume Jenuh dan Kadar Air Material Tanah dan Batuan Setempat (FHWA NHI ) Gambar 3.4. Kurva Gradasi Tanah Gambar 3.5. Contoh Grafik Gradasi Butiran Gambar 3.6. Batas-Batas Konsistensi Atterberg Gambar 3.7. Tahapan Kondisi Padat Hingga Mencair Gambar 3.8. Grafik Plastisitas Gambar 3.9. Contoh Hasil Uji Pemadatan Di Laboratorium Gambar Alat Uji Pinhole Untuk Tanah Lempung Gambar 4.1. Pemboran Inti Pada Rencana As Bendungan Gambar 4.2. Proyek rehabilitasi: a) Pemboran untuk perbaikan pipa pengeluaran pada bendungan Cacaban; b) lubang benam (sink hole);dan c) stabilisasi lereng Gambar 4.3. Contoh Formulir Pekerjaan Lapangan yang Harus dilakukan dalam Investigasi Geoteknik Gambar 5.1. Sistem bor auger tangga putar batang padat menerus: (a) Perlengkapan sistem bor auger, (b) matabor berbentuk jari (finger) dan ekor ikan (fish tail), (c) ukuran alat bor batang masif, (d) beberapa bentuk potongan bor auger dan sambungannya (FHWA NHI ) Gambar 5.2. Komponen Bor Auger Tangga Putar Batang Berlubang (Hollow) (ASTM D 4700) Gambar 5.3. Sistem bor auger tangga putar batang berlubang (hollow) menerus: (a) perbandingan dengan bor auger batang; (b) konfigurasi bor auger batang berlubang tipikal; (c) ukuran bor auger batang berlubang; (d) viii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

10 matabor bentuk tangga terpasang di tengah; (e) matabor luar; (f) matabor bagian luar dan tengah (FHWA NHI ) Gambar 5.4. Skema Mesin Bor Putar dengan Penyemprotan (Hvorslev, 1948).. 91 Gambar 5.5. Sistem bor putar semprot: (a) konfigurasi bor tipikal; (b) pipa lindung dan sepatu pemancangan; (c) matabor intan, penahan (drag) dan roda (roller); (d) debit air pembilas; (e) saringan penangkap air pembilas potongan tanah; (f) kolam pengendapan (tangki sedimen) Gambar 5.6. Skema Alat Bor Ember Dan Perlengkapannya (ASTM D 4700) Gambar 5.7. Tabung laras belah: (a) panjang 457 mm (18 in) dan 610 mm (24 in); (b) diameter dalam 38,1 mm (1,5 in) sampai 89 mm (3,5 in) Gambar 5.8. Tabung laras belah: (a) tabung terbuka dengan contoh tanah dan sepatu pemotong; (b) tabung contoh getar, sendok belah, tabung Shelby, dan kotak penyimpanan untuk transportasi contoh getar (FHWA NHI ) Gambar 5.9. Tabung laras belah: (a) cincin alat penahan dari nirbaja dan kuningan; (b) alat pengambil bola contoh (FHWA NHI ) Gambar Skema Tabung Dinding Tipis Shelby (ASTM D 4700) Gambar Tipe dan Ukuran Terpilih Tabung Dinding Tipis Shelby Gambar Metode penutupan tabung Shelby: (a) lilin/parafin mikrokristalin, cincin packer Gambar Tabung piston: (a) gambar potongan tabung dinding tipis yang dilengkapi dengan piston; (b) Skema alat (ASTM D 4700) Gambar Tabung pitcher (FHWA NHI ) Gambar Tabung Pitcher: (a) tabung dimasukkan ke dalam lubang bor; (b) tabung pengambil contoh tanah lunak; (c) tabung pengambil contoh tanah kaku atau padat (FHWA NHI ) Gambar Tabung Contoh Tanah Laras Inti Tabung Ganda Denison (FHWA NHI ) Gambar (a) Laras inti tabung tunggal; (b) Laras inti tabung ganda tipe kaku; (c) Laras inti tabung ganda tipe putar, rangkaian seri M dengan bola dukung (FHWA NHI ) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI ix

11 Gambar Laras inti tabung ganda: (a) pemasangan laras luar; (b) pemasangan laras dalam Gambar Matabor inti dari kiri ke kanan: intan, karbit, dan gerigi (sawtooth) Gambar Modifikasi Pengambilan Ulang Inti Sebagai Indek Kualitas (RQD) Massa Batuan Gambar Pengukuran panjang inti dengan penentuan RQD Gambar Kotak Penyimpanan Contoh Inti Batuan dan Labeling Gambar Contoh Formulir Pencatatan Hasil Pengeboran Untuk Tanah Gambar Formulir Pencatatan Hasil Pengeboran Untuk Batuan Gambar Contoh Pencatatan Hasil Sumuran Uji Gambar Contoh Formulir Pencatatan Hasil Pengeboran Tanah x PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

12 PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL Deskripsi Modul Geoteknik terdiri dari 4 kegiatan belajar. Kegiatan belajar pertama membahas tentang klasifikasi tanah dan batuan. Kegiatan belajar kedua membahas tentang sifat material tanah dan batuan. Kegiatan belajar ketiga membahas tentang penyusunan program investigasi geoteknik. Kegiatan belajar keempat membas tentang investigasi geoteknik. Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang berurutan. Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk memahami prinsip investigasi geoteknik dalam Perencanaan Bendungan. Setiap kegiatan belajar dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi dalam modul ini. Persyaratan Dalam mempelajari modul pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan dapat menyimak dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat memahami dengan baik materi yang merupakan dasar dari Perencanaan Bendungan. Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan dapat membaca terlebih dahulu materi modul sebelumnya. Metode Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Widyaiswara/ Fasilitator, adanya kesempatan tanya jawab, diskusi, brainstorming, dan studi kasus. Alat Bantu/ Media Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/ Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/ proyektor, Laptop, white board/ Flip Chart dengan spidol dan penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/ atau bahan ajar. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI xi

13 Tujuan Kurikuler Khusus Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini, peserta diharapkan mampu memahami prinsip-prinsip investigasi geoteknik untuk menunjang perencanaan bendungan. xii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

14 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Hampir setiap bangunan teknik sipil terdiri dari bagian bangunan diatas tanah (superstructure) dan bagian bangunan dibawah permukaan tanah (substructure). Bagian bangunan di bawah permukaan tanah akan meneruskan seluruh beban bangunan ke tanah pondasi. Untuk menyiapkan desain dan melaksanakan konstruksi bangunan, perencana perlu mengetahui sifat material bangunan yang digunakan dan sifat massa fondasinya yang dapat berupa tanah atau batuan. Pengetahuan tersebut sangat penting khususnya bagi ahli geologi teknik dan juga bagi perencana (engineer) untuk memahami perilaku fondasi. Pengetahuan tersebut juga sangat dibutuhkan ketika membangun bangunan yang seluruh materialnya bangunannya menggunakan material alami seperti tanggul atau bendungan. Informasi mengenai sifat material fondasi dan material bangunan dapat diperoleh dari hasil investigasi geoteknik terhadap fondasi dan material bangunan yang mencakup material timbunan dan agregat beton. 1.2 Deskripsi Singkat Materi pelatihan ini membahas berbagai materi terkait dengan klasifikasi tanah dan batuan; sifat material tanah dan batuan; penyusunan program investigasi geoteknik; investigasi geoteknik. 1.3 Tujuan Pembelajaran Hasil Belajar Setelah mengikuti pelatihan ini peserta diharapkan mampu memahami prinsipprinsip investigasi geoteknik untuk menunjang perencanaan bendungan. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 1

15 1.3.2 Indikator Hasil Belajar Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta pelatihan diharapkan dapat: a) Menjelaskan secara garis besar klasifikasi tanah dan batuan b) Menjelaskan sifat material tanah dan batuan c) Menjelaskan program investigasi geoteknik d) Menjelaskan persyaratan teknis investigasi geoteknik 1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok Materi Pokok dan Sub Materi modul ini sebagai berikut: a) Materi Pokok 1: Klasifikasi Tanah dan Batuan 1) Umum 2) Asal Tanah 3) Batuan 4) Latihan 5) Rangkuman 6) Evaluasi b) Materi Pokok 2: Sifat Material Tanah dan Batuan 1) Umum 2) Sifat Tanah 3) Sifat Batuan 4) Latihan 5) Rangkuman 6) Evaluasi c) Materi Pokok 3: Penyusunan Program Investigasi Geoteknik 1) Umum 2) Investigasi Geoteknik Untuk Proyek Baru 3) Investigasi Geoteknik Untuk Proyek Rehabilitasi 4) Pengumpulan Data 5) Peninjauan Lapangan 6) Komunikasi dengan Perencana/ Pemberi Tugas 7) Investigasi lapangan 8) Latihan 2 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

16 9) Rangkuman 10) Evaluasi d) Materi Pokok 4: Investigasi Geoteknik 1) Investigasi Lapangan 2) Pengeboran Tanah 3) Investigasi Batuan 4) Prosedur Pencatatan Hasil Pengeboran Inti 5) Latihan 6) Rangkuman 7) Evaluasi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 3

17 4 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

18 BAB II KLASIFIKASI TANAH DAN BATUAN Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan dapat menjelaskan secara garis besar tentang klasifikasi tanah dan batuan. 2.1 Umum Setiap kegiatan pembangunan yang dilakukan di atas permukaan tanah seperti pekerjaan galian, saluran, pembangunan gedung, jembatan, bendung, bendungan, tanggul, penyedotan air tanah, peledakan di kuari maupun kegiatan pembangunan dibawah permukaan tanah seperti terowong, akan menimbulkan reaksi dari tanah atau batuan. Reaksi alami tanah dan batuan fondasi dan perilaku bangunan nanti setelah dibangun, perlu difahami oleh perencana. Kegiatan pembangunan akan mengakibatkan perubahan pada lingkungan sekitarnya dan perubahan kondisi geologi teknik yang akhirnya akan berpengaruh pada perilaku teknis tanah dan batuan fondasi. Perilaku teknis tanah dan batuan fondasi dipengaruhi oleh sifat (jenis) material, sifat massa tanah dan batuan, lingkungan (environment) dan perubahan kondisi akibat kegiatan pembangunan. Selama kegiatan pembangunan dan setelah bangunan berdiri, akan timbul perubahan pada lingkungan dan massa fondasi, sebagai contoh setelah terbangunnya suatu bendungan, maka massa fondasi akan menerima beban tambahan dari bendungan dan air waduk serta kondisi lingkungan akan berubah dengan terbentuknya genangan air waduk yang luas dibelakang bendungan. Waduk yang sangat luas dapat menimbulkan perubahan iklim dan berat air diwaduk dapat menyebabkan timbulnya gempa (gempa imbas waduk). Ahli geologi teknik bertanggung jawab untuk menyelidiki dan mempelajari perilaku teknik massa fondasi akibat perubahan yang ditimbulkan oleh PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 5

19 konstruksi bangunan, sebagai masukan bagi perencana untuk dapat meyiapkan desain bangunan yang aman dan ekonomis. Informasi mengenai kondisi alami massa fondasi dapat dipereoleh dari hasil investigasi atau investigasi geoteknik yang akan dibahas pada bab-bab selanjutnya. Sebagian besar tanah adalah akumulasi yang bersifat heterogen dari butiran mineral yang tidak tersementasi secara bersama-sama. Namun, istilah "tanah (soil)" atau "bumi (earth)" seperti yang digunakan dalam hal teknis mencakup hampir setiap jenis material anorganik dan organik yang tidak tersementasi ataupun tersementasi sebagian di dalam tanah. Pengecualiannya terdapat pada batuan keras, yang tetap kuat setelah terekspos. Dalam desain dan konstruksi fondasi serta pekerjaan tanah, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sifat fisik dan teknik tanah, seperti kepadatan, permeabilitas, kekuatan geser, kompresibilitas, dan interaksi butiran tanah dengan air. Untuk desain akhir suatu bendungan urugan, klasifikasi tanah secara visual harus dilengkapi dengan pengujian laboratorium untuk menentukan sifat teknis tanah seperti permeabilitas, kekuatan geser, dan kompresibilitas dalam kondisi lapangan yang diharapkan. Pengetahuan tentang klasifikasi tanah, termasuk sifat teknis berbagai kelompok tanah, sangat bermanfaat ketika digunakan sebagai calon material atau fondasi bendungan. Modul ini menguraikan tentang sifat fisik dan sifat teknik tanah, investigasi serta pengujian lapangan dan laboratorium, ketersediaan material timbunan serta parameter tanah, guna keperluan desain dan pelaksanaan konstruksi bendungan urugan. 2.2 Asal Tanah Secara umum tanah terbentuk akibat proses pelapukan/penguraian batuan secara kimia, fisik dan biologi. Pelapukan kimia umumnya terjadi di daerah yang memiliki curah hujan tinggi, mengandung asam yang tinggi dan suhu yang tinggi. Proses pelapukan terjadi karena reaksi batuan dengan asam, basa, oksigen dan karbon dioksida, yang hasil akhirnya akan berupa partikel/butiran cristalin berukuran colloid (<0,002 MM) yang dikenal sebagai 6 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

20 mineral lempung yang memiliki komposisi yang berbeda dengan batuan induknya. Pelapukan secara fisik atau mekanik terjadi akibat erosi oleh angin, air, perubahan suhu atau cuaca. Hasil pelapukan berupa partikel-partikel kecil yang masih memiliki komposisi yang sama dengan batuan induk, dapat berupa lanau, pasir, kerikil dan boulder. Yang dimaksud dengan tanah (soil), adalah: campuran atau himpunan partikel/butiran mineral tanah dari berbagai ukuran yang relatif lepas (uncemented/ partially cemented) yang dapat berupa lempung, lanau, pasir, kerikil, boulder atau campuran diantara material-material tersebut. Diantara butir-butir tanah terdapat ruang/ pori-pori yang dapat berisi udara atau air, lihat gambar 2.1. Hasil pelapukan batuan induk yang masih ditempat asal, disebut residual soil, yang ditandai dengan warna merah atau cokelat yang umumnya dijumpai di daerah pegunungan atau perbukitan. Bila hasil pelapukan terangkut oleh air, es atau angin, kemudian diendapkan didaerah lain, disebut tanah angkutan (transported soil). Tanah juga dapat berasal dari hasil pelapukan material organik seperti tumbuhan yang membusuk. Yang disebut tanah organik, biasanya berupa tanah angkutan hasil pelapukan yang bercampur dengan tanaman yang membusuk. Gambar 2.1. Massa Tanah Jenuh Air Sebagian PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 7

21 2.2.1 Komposisi dan Klasifikasi Komposisi tanah mencakup: distribusi ukuran relatif partikel karakteristik butiran, utama (mineralogi, angularitas, bentuk), dan porositas (kepadatan dan angka pori). Komposisi tanah dapat diperkirakan dengan cara investigasi tanah secara konvensional dengan melakukan pemboran dan pengambilan contoh serta uji laboratorium. Selain itu, dapat pula dilengkapi dengan uji tekan langsung untuk memperoleh klasifikasi dan karakteristik perlapisan tanah, antara lain dengan uji penetrasi konus (CPT), uji dilatometer (DMT), dan uji lainnya. Walaupun dari kedua cara tersebut tidak diperoleh contoh tanah, namun dari pembacaan uji langsung dapat menunjukkan perilaku tanah terhadap kondisi pembebanan, laju regangan, dan atau aliran untuk membantu pemilihan parameter teknik yang lebih memadai. Perilaku perlapisan tanah tidak hanya dikontrol oleh karakteristik utama (constituents), tetapi juga oleh faktor-faktor yang kurang nyata (tangible) dan tidak terukur (quantifiable), seperti umur, sementasi, serat (pengaturan pemadatan, sifat bangunan), keadaan tegangan anisotropik, dan kepekaan. Uji lapangan memberikan kesempatan untuk mengamati semua karakteristik material tanah yang terkait akibat pengaruh kondisi pembebanan. Sistim klasifikasi tanah dalam modul ini mengikuti Unified Soil Classification System (USCS). Selain klasifikasi tanah, pengetahuan tentang mineral dan asal tanah dapat membantu dalam mengevaluasi perilaku tanah. Sementara partikel lumpur dan partikel pasir umumnya mempunyai ukuran yang equidimensional, partikel tanah lempung sangat kecil dan berserpih, atau platelike. Komponen tanah lempungan pada tanah menjadi lebih dominan, karakteristik mineral lempung menjadi faktor penting. Sifat tanah seperti konsistensi, kekuatan geser, dan kadar air secara langsung dipengaruhi oleh konstituen mineral dari tanah lempung. Ketika tanah cukup lembab, partikel tanah lempung dikelilingi oleh film air dan terjadi dehidrasi, film menjadi lebih tipis sampai partikel yang berdekatan disatukan oleh gaya kohesif yang kuat (kapiler). Ketika tanah dibasahi, film menjadi lebih lemah. Kekuatan film juga 8 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

22 terkait dengan kehalusan, permukaan material dan kepadatan (density) yang mempengaruhi ukuran rongga (void). Kandungan mineral lempung dalam tanah akan mempengaruhi perilaku fisiknya. Dua kelompok mineral lempung yang penting adalah kaolin dan montmorillonite. Mineral kaolin mempunyai kisi seperti kristal atau berlapis yang mempunyai tingkat hidrasi dan sifat serap kecil. Sebaliknya, mineral montmorillonite mempunyai kisi yang meluas dan menunjukkan tingkat hidrasi yang serta penyerapan yang lebih tinggi. a) Klasifikasi berdasarkan USCS Sistem klasifikasi tanah USCS dibuat berdasarkan sifat-sifat teknis material, yaitu: ukuran butiran, gradasi, plastisitas dan kompresibilitasnya. Sifat tanah berbutir kasar sangat dipengaruhi oleh ukuran butiran dan gradasinya sedang sifat tanah berbutir halus oleh plastisitasnya oleh karenanya klasifikasi dibuat berdasar ukuran butiran, gradasi dan plastisitasnya. Ukuran butir dan gradasi ditentukan dengan analisis saringan sedang batas cair dan batas plastis ditentukan melalui pengujian dilaboratorium dengan menggunakan metode standar. Klasifikasi tanah menurut sistem USCS dibuat untuk tanah dengan diameter butiran kurang dari 75 mm (3 inchi), tanah dibagi menjadi dua, yaitu: berbutir kasar dan berbutir halus berdasar penyaringan melalui ayakan no.200 (Ø > mm). Presentasi kandungan kerikil, pasir dan butiran halus didalam tanah akan menentukan apakah tanah termasuk kelompok tanah berbutir kasar atau berbutir halus. Disebut tanah berbutir kasar, bila material yang tertinggal diatas ayakan no.200 lebih dari 50 % terhadap berat kering dan disebut tanah berbutir halus bila material yang lolos ayakan.200 lebih dari 50 %. 1) Tanah berbutir kasar, dibedakan menjadi pasir atau kerikil berdasar ayakan no. 4 atau Ø 4,76 mm. Bila material tertahan diatas saringan 50 % atau lebih, digolongkan sebagai kerikil,. Sebaliknya bila yang lolos > 50 % digolongkan sebagai pasir. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 9

23 (a) kerikil/gravel diberi simbol G, memiliki ukuran Ø 75 ~ 6 mm, terdiri dari: - kerikil kasar Ø 75 ~19 mm, - kerikil halus Ø 19 mm ~ ayakan no. 4 atau Ø 4,76 mm (b) pasir diberi simbol S, memiliki ukuran ayakan no.4 ~ no.200, terdiri dari: - pasir kasar, ayakan no.4 (4,76 mm) ~ no.10 (2,0 mm) - pasir sedang, (médium) ayakan no.10(2,0 mm) ~ no.40 (0,42 mm) - pasir halus, ayakan no.40 (0,42 mm) ~ no.200 (0,074 mm) 2) Tanah berbutir halus, dibagi menjadi dua yaitu: - lanau diberi simbol M dan - lempung diberi simbol C. Karakteristik lanau dan lempung dibedakan berdasar pada karakteristik plastisitasnya bukan ukuran butirannya seperti tanah berbutir kasar. Material organik (diberi simbol O ) sering menjadi komponen dari tanah, tetapi tidak memiliki ukuran butiran secara spesifik. Pembedaan material ini lebih didasarkan pada komposisi partikel dari pada ukurannya, yang memiliki rentang ukuran dari koloid sampai beberapa inchi yang berupa bagianbagian berserat hasil proses dekomposisi tumbuhan.tanah yang mengandung sejumlah besar bahan organik dapat dikenali dari warna dan baunya. Tabel 2.1 menyajikan klasifikasi tanah menurut sistem ini, dan gambar 2.2 menyajikan grafik plastisitas tanah berbutir halus. 10 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

24 Gambar 2.2. Perubahan Kandungan Air Dari Kondisi Cair Ke Beku Tabel 2.1. Klasifikasi Tanah Menurut USCS PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 11

25 Simbol sifat tanah yang digunakan dalam sistem klasifikasi USCS: G = kerikil (gravel) W = bergradasi baik (well graded) S = pasir (sand) P = bergradasi buruk (poorly graded) M = lanau (silt/loam) H = plastisitas tinggi (high liquid limit) C = lempung (clay) L = plastisitas rendah (low liquid limit) Pt = gambut (peat) O = organik (organic) Gambar 2.3. Grafik Plastisitas Tanah Berbutir Halus Grafik plastisitas, dibuat dengan batas cair sebagai absis dan indek plastis sebagai koordinat. Didalam grafik terdapat garis A yang telah diplotkan sedemikian rupa sehingga hampir sejajar terhadap plot dari sejumlah material, yang bermula pada PI=4 dan LL=25. Untuk tujuan klasifikasi, semua material yang terletak diatas garis A dekelompokkan sebagai 12 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

26 lempung atau berlumpung, dan yang terletak dibawah garis A dikelompokkan sebagai lanau atau berlanau. Tanah dengan batas cair > 50 adalah tanah lempungan atau lanauan yang mempunyai batas cair yang tinggi, sebaliknya dengan batas cair dibawah 50 adalah tanah lempungan atau lanauan yang mempunyai batas cair yang rendah. b) Klasifikasi tanah berdasar nilai konus dan indeks dilatometer Klasifikasi berdasar kedua cara ini belum biasa digunakan pada investigasi geoteknik untuk perencanaan irigasi. Pada modul ini hanya akan disampaikan garis besar klasifikasi menurut kedua cara tersebut. Uraian rinci mengenai kedua cara klasifikasi tersebut akan disampaikan pada modul pelatihan perencnaan irigasi tahap berikutnya. Penetrometer konus digunakan untuk memperkirakan klasifikasi jenis tanah secara tidak langsung dengan cara mengukur respons waktu pergerakan konus. Selama uji penetrasi konus (CPT) atau sondir, dilakukan pengukuran dengan pencatatan menerus untuk tahanan ujung (q c ), geseran selimut (f s ), dan tekanan air pori (u b ) yang sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor ukuran butiran tanah, mineralogi, lapisan tanah, umur, keadaan tegangan, dan lainnya. Sebaliknya, metode uji laboratorium hanya mengklasifikasi jenis tanah berdasarkan ukuran butir dan kadar butiran halus dari benda uji yang dicetak ulang. Dalam uji CPT (dan dilatometer) dapat digambarkan perilaku tanah alami, sehingga kemungkinan dapat memberikan pandangan yang berbeda dan perubahan klasifikasi. Uji penetrasi konus (CPT) dapat digunakan untuk tanah lempung sangat lunak sampai pasir padat, tapi tidak sesuai untuk kerikil atau batuan. Secara praktis interpretasi pasir mempunyai tahanan konus q T > 40 atm (Catatan: 1 atm 1 kg/cm 2 1 tsf 100 kpa), sedangkan lanau dan lempung lunak sampai kaku memiliki nilai q T < 20 atm. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 13

27 Klasifikasi tanah berdasarkan uji dilatometer (DMT) mencakup pula respon perilaku tanah. Uji ini dapat dilakukan pada lempung, lanau dan pasir (tidak tersementasi), tetapi tidak berlaku untuk kerikil. Indeks dilatometer material nondimensi (I D ) digunakan untuk evaluasi jenis tanah secara empiris (Marchetti, 1980) yaitu: Indeks material DMT: I D = (p 1 - p 0 ) / (p 0 - u 0 ) dengan p 0 adalah tekanan kontak terkoreksi dan p 1 adalah tekanan pengembangan terkoreksi. Dalam uji dilatometer (DMT) jenis tanah dibedakan dengan rentang sebagai berikut: untuk lempung I D < 0,60; lanau 0,60 < I D < 1,80; dan pasir 1,80 > I D. Nilai-nilai indeks dilatometer material yang berada di luar rentang 0,1 < I D < 6 harus diperiksa dan diverifikasi. 2.3 Batuan Kerak dan selubung atas bumi terdiri atas batuan yang bermacam-macam usia dana asal usulnya. Menurut asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga kelompok/jenis batuan utama, yaitu: batuan beku (igneous), batuan sedimen/batuan endap, dan batuan malihan (metamorfik). Dari ketiga kelompok batuan tersebut (beku, malihan dan sedimen), bagian terbesar dari batuan yang terbuka di permukaan tanah adalah batuan sedimen yang mencapai 75%. Dan dari bagian tersebut yang menonjol adalah batuan serpih (serpih lempung, batu lanau, batu lumpur dan batu lempung) yang meliputi 50% lebih dari batuan sedimen terbuka (Foster, 1975). Informasi distribusi jenis batuan di Indonesia dapat diperoleh dari peta geologi yang dikeluarkan oleh Direktorat Geologi. 14 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

28 2.3.1 Batuan Beku Batuan beku terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, yang sebagian besar terdiri atas silika (SiO2). Namun tergantung pada komposisi magmanya, batuan beku dapat berbeda-beda: warnanya, kepadatan, komposisi mineral dan teksturnya. Jenis batuan beku diidentifikasi dan diklasifikasi berdasar ciri-ciri tersebut. Perbedaan warna terutama disebabkan oleh adanya mineral. Batuan yang mengandung banyak mineral warna disebut ultramafik, contoh batuan peridotit yang membentuk selubung bumi. Batuan biasa yang berwarna gelap disebut mafik, contoh: batuan basalt dan gabro. Batuan yang berwarna muda disebut felsik, contoh: granit. Perbedaan tekstur terjadi karena perbedaan laju pendinginan magma. Laju pendingan magma, tergantung pada letak magmanya yang dapat terjadi: di dapur magma, didalam saluran magma (korok) dan dipermukaan bumi. Umumnya semakin dalam letak magma, semakin lambat mendinginnya sehingga kristal mineralnya cukup waktu untuk tumbuh sebelum magma mengeras, dan batuannya akan bertekstur kasar. Misal granit, pendinginannya paling lambat (batuan beku dalam/ plutonik) bertekstur kasar dan sangat kuat, kemudian andesit yang pendinginannya agak cepat. Batuan yang membeku dibawah permukaan bumi dengan menjorok kebatuan lain disebut batuan beku intrusi (batuan retas/ korok). Magma yang muncul ke permukaan bumi, proses mendinginnya akan lebih cepat sehingga kristalnya hanya memiliki sedikit waktu untuk tumbuh. Batuan yang terbentuk berbutir lembut misal:batu gelas, obsidian, basalt, tufa, batuan vulkanik. Bila magmanya banyak mengandung unsur gas, hasil pembekuannya adalah batu apung. Batuan yang membeku di permukaan bumi disebut batuan beku ekstrusi atau batuan leleran Batuan Sedimen (Batuan Endapan) Angin dan hujan akan mengikis/ merombak batuan menjadi partikel remukan, kerikil, pasir dan lumpur. Hasil perombakan kemudian terangkut oleh aliran air PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 15

29 atau angin kemudian diendapkan secara berlapis-lapis ditempat lain seperti dataran rendah, muara sungai, dasar danau dan dasar samudra. Di samudra, lama kelamaan bobot lapisan di atas memadatkan lapisan di bawahnya membentuk batuan sedimen yang terkonsolidasi (proses lithifikasi). Fosil akan memberi informasi mengenai lingkungan pada waktu dan tempat terbentuknya batuan tersebut. Menurut proses terbentuknya, batuan sedimen dapat dikelompokkan menjadi: aluvium yang diendapkan oleh sungai-sungai; batuan muda yang lunak dan tidak dipengaruhi oleh gerakan orogen atau gempa; batuan tua yang keras, telah melengkung atau terlipat, bahkan retak oleh gaya endogen. Menurut bahan asal pembentukannya, secara garis besar batuan sedimen dikelompokkan menjadi: sedimen klastik dan sedimen non-klastik. Batuan sedimen klastik terbentuk oleh disintegrasi batuan asal melalui proses pelapukan, yang kemudian terangkut dan diendapkan. Proses transportasi oleh air dan angin dapat mengubah atau memperkecil pecahannya dalam berbagai ukuran dan bentuk. Jenis-jenis batuan ini dilihat dari aspek butirannya yang berbutir kasar: konglomerat, breksi; berbutir sedang: batu pasir, batu lanau; berbutir halus: serpih dan batu lumpur. Batuan sedimen klastik memiliki satu golongan khusus, yaitu batuan sedimen pyroklastik yang berasal dari erupsi gunung berapi yang keluar berbentuk debu halus, kemudian terbentuk endapan berlapis-lapis, misal batuan sedimen tuff. Batuan sedimen non-klastik dapat berupa: - Batuan sedimen karbonat; berasal dari kegiatan binatang dan tumbuhan yang mengalami karbonatisasi. Batuan jenis ini pada kondisi segar dapat bersifat sangat kuat sampai sangat lemah. Yang tergolong kuat~sangat kuat misal dolomit (mengandung calsium magnesium carbonat/ CaMg(CO 3 ) 2 ) dan marble (mengandung crystalline calcite/ CaCO 3 ), dan yang tergolong lemah~sangat lemah adalah berbagai macam calcarenites 16 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

30 yang loose dan tersementasi lemah. Pada tabel 2.3 disajikan klasifikasi batuan sedimen karbonat menurut Dearman Batuan sedimen kimiawi; terbentuk dari elemen-elemen hasil pelapukan batuan secara kimiawi seperti: calcium, sodium, pottasium dan magnesium yang yang kemudian terlarutkan dan terbawa aliran air. Bila aliran yang mengandung elemen-elemen tersebut masuk ke kedaerah rendah dan kemudian terjadi evaporasi yang tinggi, maka akan terbentuk batuan sedimemen epavorit seperti anhydrite (CaSO 4 ), gypsum, halite (NaCl) Batuan Metamorfik Ketika gerakan lempeng mendorong batuan beku atau batuan sedimen jauh kedalam bumi, tekanan dan suhu tinggi memampatkan dan meremukkannya menjadi batuan metamorf. Perubahan dapat terjadi karena suhu yang tinggi, tekanan yang berat atau gabungan keduanya yang berlangsung berabadabad. Contoh granit berubah menjadi geneiss (karena tekanan yang tinggi dan panas), batu lempung berubah menjadi batu hijau (karena tekanan tinggi), batu lumpur menjadi hornfels (karena sentuhan suhu tinggi), batu kapur menjadi batu marmer, batu serpih menjadi batu sabak, batu bara lunak menjadi grafit, batu pasir menjadi kuarsa. Secara garis besar batuan malihan dibedakan menjad dua macam yaitu: foliasi (strukturnya berlapis) dan masif. Contoh untuk foliasi: gneiss, schist, phyllit, slate/ batu sabak, sedang untuk kelompok masif: marmer, kuarsa, amphibolite. Tabel 2.2. Penggolongan Jenis-Jenis Batuan Utama Sumber: Pedoman Investigasi Geoteknik untuk Bangunan Air Dept PU PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 17

31 Tabel 2.3. Klasifikasi Batuan Sedimen Karbonat Menurut Dearman Klasifikasi Teknis Batuan Langkah awal dalam kegiatan investigasi, jenis batuan utama digolongkan sebagai batuan dasar seperti disajikan pada tabel 2-2. Kemudian bedasar hasil uji lapangan dan laboratorium dilakukan pengklasifikasian lebih rinci berdasar sifat-sifat tekniknya agar dapat dievaluasi mengenai cocok tidaknya batuan sebagai pondasi dan sebagai bahan bangunan serta agar dapat diperkirakan perilakunya setelah bangunan dikonstruksi. Batuan dasar adalah merupakan campuran massa batuan dan/ atau pecahanpecahan batuan. Jaringan rekahan membagi massa batuan menjadi blokblok prismatik atau pecahan-pecahan yang mempengaruhi respon dan kinerjanya. Pada umumnya sifat teknik batuan dapat diperkirakan pertamatama berdasar: diskontinuitas, rekahan, kekar, celah-celah, retakan dan bidang perlemahan. Blok batuan utuh diantara diskontinuitas biasanya cukup kuat, kecuali untuk jenis batuan lunak dan porus serta yang mudah lapuk. 18 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

32 Secara garis besar sistem klasifikasi batuan menggolongkan batuan menjadi dua macam, yaitu: batuan utuh yang padat, dan massa batuan. Alternatif sistem klasifikasi lain, dibuat berdasarkan aspek-aspek: perilaku atau komposisi dan tekstur. Banyak ahli yang telah mengusulkan metode klasifikasi teknis untuk massa batuan, namun masih selalu dibutuhkan penyempurnaanpenyempurnaan agar dapat diterapkan untuk semua kondisi lokasi bangunan. Didalam praktek investigasi geoteknik, pemilihan metode klasifikasi yang digunakan hendaknya mempertimbangkan desain serta konstruksinya (misal bendungan, terowong). Diantara beberapa metode klasifikasi yang ada, adalah metode klasifikasi yang dikembangkan oleh: Tanaka; Barton, Lien and Lunde (1974); Bieniawski (1974, 1984), and Wickham, Tiedemann, and Skinner (1974). Metode Tanaka biasa digunakan untuk klasifikasi batuan fondasi, sedang metode lainnya (yang tersebut diatas) memiliki keunggulan dalam pengklasifikasi batuan untuk terowong. a) Klasifikasi batuan menurut Tanaka: Metode Tanaka adalah merupakan metode klasifikasi batuan fondasi yang tertua yang diterapkan di Jepang. Pada tabel 2.4 disajikan klasifikasi menurut Tanaka yang disusun dengan mempertimbangkan faktor-faktor sbb: kekerasan, dinilai berdasar rekasi bunyi sewaktu dipalu dengan palu geologi tingkat pelapukan mineral/ batuan karakteristik kekar b) Klasifikasi batuan menurut Rock Mass Rating =RMR (Bieniawski). Nilai batuan dari yang terjelek = 0 sampai yang terbaik =100. System ini disusun berdasar enam parameter umum batuan, yaitu: kekuatan batuan, PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 19

33 kualitas inti pemboran (berdasar RQD), kondisi air tanah, jarak dikontinyuitas atau kekar dan rekah (joint and fracture), karakteristik diskonyuitas atau kekar, serta orientasi kekar (yaitu: very favorable, favorable, fair, unvaforable, veri unvaforble) yang nilai ratingnya berbeda-beda untuk pekerjaan terowong, fondasi dan tambang. Uraian rinci mengenai metode klasifikasi RMR akan dibahas pada Modul Investigasi Geoteknik tingkat selanjutnya atau dapat dilihat di Volume III Pedoman Investigasi Geoteknik untuk Fondasi Bangunan Air.- Departemen Pekerjaan Umum. Pada pemetaan geologi permukaan dan pemboran batuan, sering perlu dicatat nama dan umur satuan batuan untuk membantu pemilahan perlapisan stratigrafi dan perkiraan profil geoteknik. Pada tabel 2.5 disajikan skala waktu geologi umum dan perioda yang terkait. Pada umumnya batuan tua mempunyai porositas lebih rendah dan kekuatan lebih tinggi dari pada batuan muda (Goodman, 1989). Beberapa jenis batuan dapat digunakan untuk menduga beberapa masalah yang mungkin akan terjadi dalam konstruksi. Misal pada batu gamping sering dijumpai masalah adanya rongga dan lubang benam; serpentin bersifat licin; serpih bentonit bersifat mengembang, dan bermasalah dengan stabilitas lereng; diabas berbentuk bongkah, dll. 20 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

34 Tabel 2.4. Klasifikasi Batuan Untuk Fondasi Menurut Tanaka PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 21

35 Tabel 2.5. Skala Waktu Geologi 2.4 Latihan Jawablah soal-soal berikut ini! 1. Tulis dengan singkat perbedaan tanah berbutir halus dan tanah berbutir kasar, berkaitan dengan penggunaannya sebagai material timbunan bendungan! 2. Apa yang dimaksud dengan tanah yang mempunyai simbol CH! 3. Apa yang dimaksud dengan tanah yang mempunyai simbol GW! 2.5 Rangkuman Informasi mengenai sifat material fondasi dan material bangunan dapat diperoleh dari hasil investigasi geoteknik terhadap fondasi dan material bangunan yang mencakup material timbunan dan agregat beton. Untuk merencanakan suatu bendungan urugan harus dipahami mengenai klasifikasi tanah yang dilengkapi dengan pengujian laboratorium untuk menentukan sifat fisik dan teknis tanah. 22 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

36 Tanah terbentuk sebagai akibat dari proses pelapukan batuan secara kimia, fisik dan biologi. Pelapukan kimia umumnya terjadi di daerah yang memiliki curah hujan tinggi, mengandung asam yang tinggi dan suhu yang tinggi. Proses pelapukan terjadi karena reaksi batuan dengan asam, basa, oksigen dan karbon dioksida, yang hasil akhirnya akan berupa partikel kristalin berukuran colloid (<0,002 MM) yang dikenal sebagai mineral lempung yang memiliki komposisi yang berbeda dengan batuan induknya. Pelapukan secara fisik atau mekanik terjadi akibat erosi oleh angin, air, perubahan suhu atau cuaca. Hasil pelapukan berupa partikel-partikel kecil yang masih memiliki komposisi yang sama dengan batuan induk, dapat berupa lanau, pasir, kerikil dan boulder. Hasil pelapukan batuan induk yang masih berada ditempat asal, disebut residual soil, yang ditandai dengan warna merah atau cokelat yang umumnya dijumpai di daerah pegunungan atau perbukitan. Bila hasil pelapukan terangkut oleh air, atau angin, kemudian diendapkan didaerah lain, disebut tanah angkutan (transported soil). Tanah juga dapat berasal dari hasil pelapukan material organik seperti tumbuhan yang membusuk. Yang disebut tanah organik, biasanya berupa tanah angkutan hasil pelapukan yang bercampur dengan tanaman yang membusuk. Klasifikasi tanah dibuat berdasarkan Unified Soil Classification System (USCS) untuk tanah dengan diameter butiran kurang dari 75 mm (3 inchi); tanah dibagi menjadi dua kelompok, yaitu: berbutir kasar dan berbutir halus berdasarkan penyaringan melalui ayakan no.200 (Ø > mm). Presentasi kandungan kerikil, pasir dan butiran halus dari tanah akan menentukan apakah tanah termasuk kelompok tanah berbutir kasar atau berbutir halus. Disebut tanah berbutir kasar, bila material yang tertinggal diatas ayakan no.200 lebih dari 50 % terhadap berat kering dan disebut tanah berbutir halus bila material yang lolos ayakan 200 lebih dari 50 %. Menurut asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga kelompok batuan utama, yaitu: batuan beku (igneous), batuan sedimen, danbatuan malihan (metamorfik). Informasi distribusi jenis batuan di Indonesia dapat diperoleh dari peta geologi yang dikeluarkan oleh Direktorat Geologi. Beberapa metode PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 23

37 klasifikasi yang dikenal adalah : Tanaka; Barton, Lien and Lunde (1974); Bieniawski (1974, 1984), and Wickham, Tiedemann, and Skinner (1974). Metode Tanaka biasa digunakan untuk klasifikasi batuan fondasi, sedang metode lainnya (yang tersebut diatas) digunakan untuk terowongan. 2.6 Evaluasi 1. Pilih pertanyaan di bawah yang benar (bisa lebih dari satu)... a. Tanah terbentuk sebagai hasil pelapukan secara fisik. b. Tanah yang melapuk di tempat disebut tanah residual. c. Tanah residual dapat digunakan sebagai material tanah timbunan asal memenuhi kriteria. d. Tanah yang terangkut oleh angin atau air tidak dapat digunakan sebagai material timbunan. e. Tanah yang banyak mengandung material organik juga dapat digunakan sebagai material timbunan. 2. Pilih pertanyaan di bawah yang paling benar... a. Tanah residual di Indonesia mempunyai sifat yang khusus. b. Tanah secara garis besar dibagi menjadi dua, yakni berbutir kasar dan berbutir halus. c. Material tanah fondasi yang banyak mengandung organik harus dibuang seluruhnya. d. Jenis batuan yang paling baik adalah batuan sedimen. e. Jenis batuan fondasi yang diperlukan untuk bendungan beton adalah batuan yang keras dan kompak (sound). 3. Pilih pertanyaan di bawah yang benar menurut anda (lebih dari satu)... a. Klasifikasi tanah dilakukan berdasarkan USCS. b. Untuk batuan klasifikasi tanah dilakukan berdasarkan metoda Tanaka dan Bieniawski saja. c. Tanah lempungan adalah tanah yang didominasi tanah berbutir halus d. Pasir lempungan adalah tanah lempung yang mengandung pasir e. Tanah pasir yang bergradasi yang baik adalah pasir yang banyak mengandung pasir kasar. 24 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

38 BAB III SIFAT MATERIAL TANAH DAN BATUAN Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan sifat-sifat material tanah dan batuan. 3.1 Umum Secara umum material (tanah dan batuan) dapat dibagi menjadi tiga macam: a) Butiran (granular) : lanau, pasir, kerikil dan boulder yang tidak tersementasi. b) Kohesif: lempung atau material yang mengandung banyak lempung sehingga bersifat seperti lempung. c) Litifikasi: batuan atau material yang membatu/ mengalami proses pembatuan. Hampir setiap material terbentuk dari berbagai macam jenis mineral. Sifat material (kering) ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut: Mineralogi (jenis mineral yang terkandung) Ukuran dan bentuk butiran Tumpukan alami (grain packing) Ikatan butiran (grain bonding) Namun sayangnya, walaupun kita mengenal faktor-faktor tersebut tapi kenyataannya sulit (kecuali ukuran butiran) melakukan pengukuran dan menarik kesimpulan parameter yang akan digunakan dalam perencanaan. Umumnya pengujian lapangan dan laborat dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter yang terkait dengan sifat-sifat teknis sbb: a) Kepadatan (density) b) Permeabilitas c) Kekuatan (strength) d) Perubahan bentuk (deformability) e) Stabilitas kimiawi (chemical stability) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 25

39 Sebagian besar material endapan bersifat anisotropik yang merupakan akibat dari proses terbentuknya secara geologist, misal: sedimen umumnya berlapislapis, batuan metamorf umumnya foliasi (strukturnya berlapis), dan batuan mungkin merupakan suatu kumpulan batuan (banded). Oleh karenanya sifat material berfariasi terkait dengan tekstur internal dan struktur materialnya. Pengaruh anisotropik nampak nyata pada sifat permeabilitas, kekuatan dan sifat deformasi. Dalam beberapa kasus sifat anisotropik tidak begitu nyata (slight) sehingga untuk keperluan praktis, material dianggap homogin atau isotropik. Sebagian besar background teori mekanika tanah dan mekanika batuan dikembangkan dengan asumsi material bersifat isotropik. Bermacam-macam uji dapat dilakukan langsung untuk mengetahui sifat-sifat teknis material, disamping itu untuk keperluan penyiapan desain juga dilakukan pengukuran-pengukuran atau pengujian parameter yang terkait, seperti: Kadar air Plastisitas bagi tanah berbutir halus/ lempung, Analisis ayakan bagi tanah berbutir kasar/ pasir, Pengukuran kecepatan ultra sonic batuan. Dari pengukuran kecepatan ultrasonik akan diperoleh cepat rambat gelombang ultrasonik batuan, yang kemudian dapat digunakan untuk mengetahui harga modulus elastisitas dinamis; dan dengan membandingkan dengan gelombang seismik akan diketahui tingkat kerusakan batuan. 3.2 Sifat Tanah Secara garis besar sifat tanah dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: sifat fisik (index properties), dan sifat teknis (engineering properties) 26 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

40 Pengujian sifat fisik tanah, dimaksudkan untuk memperoleh gambaran menyeluruh dan rinci, mengenai sifat fisik, antara lain: berat isi (γ n ) berat jenis (Gs) kadar air (Wn) susunan butiran (m%) batas-batas atterberg (batas cair (w L ), batas plastis (w P ), batas kerut (shrinkage limit), dll. Pengujian sifat teknis tanah, dimaksudkan untuk memperoleh gambaran menyeluruh dan rinci, mengenai sifat fisik, antara lain: kepadatan permeabilitas kuat geser konsolidasi dll Secara sederhana, susunan material tanah dapat digambarkan seperti gambar 3.1 di bawah, yang terdiri dari butiran tanah, air dan udara. Tanah dapat dalam kondisi jenuh air dimana seluruh Pada kondisi sebagian jenuh air, susunan terdiri dari butiran tanah, air dan udara, kering; sedang pada kondisi kering kandungan airnya tidaka ada dan pada kondisi jenuh air, semua pori terisi air tidak ada kandungan udaranya. Berat tanah W = Ws + Ww + (Wa = 0). Gambar 3.1. Model Susunan Tanah Pada Kondisi Jenuh Air Sebagian PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 27

41 G sat W s V W w MODUL 11 GEOTEKNIK Sifat Fisik Tanah a) Kadar air (w) Kadar air adalah perbandingan antara berat air dengan berat butiran tanah. Kadar air tanah dalam keadaan asli merupakan salah satu data yang sangat penting. Kadar air sangat berpengaruh pada sifat teknis tanah (kuat geser, daya dukung, plastisitas, dll) seperti disajikan pada gambar 3.2. Kadar air tanah dapat dihitung dengan rumus: Ww w x100% W dimana : w = kadar air Ww = berat air Ws = berat tanah kering s b) Berat volume dan berat isi spesifik Berat volume dapat didefinisikan sebagai berat tanah per satuan volume (dalam satuan kn/m 3 ) dan dinyatakan dengan simbol γ. Namun, untuk kepadatan massa tanah diukur sebagai massa per volume (dalam satuan gr/cc atau kg/m 3 ) dan dinyatakan dengan simbol ρ. Berat isi: Berat isi kering: (W ) V W s d V Berat isi basah: Berat isi jenuh air Ws Ww W w V Ws Ww sat V s 28 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

42 Berat spesifik butiran atau berat jenis padat: Beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain: 1) Secara umum penggunaan istilah berat volume dan kepadatan sering mengalami hubungan timbal balik, seperti dinyatakan dengan persamaan: γ = ρg dengan g adalah konstanta gravitasi = 9,8 m/det 2. Nilai acuan untuk air murni adalah ρ w = 1 g/cc sesuai dengan γ w = 9,8 kn/m 3. 2) Di laboratorium berat volume tanah diuji dari contoh tabung tanah asli yang bergantung pada berat jenis padat (G s ), kadar air (w n ) dan angka pori (e 0 ) maupun derajat kejenuhan (S). Parameter ini saling berhubungan secara timbal balik dengan persamaan: G s w n = S e 0 dengan S = 1 (100%) untuk tanah jenuh (umumnya diasumsi untuk lapisan tanah di bawah muka air tanah) dan S = 0 (diasumsi untuk tanah butiran di atas muka air tanah). Untuk lempung dan lanau yang berada di atas muka air tanah, derajat kejenuhannya antara 0 sampai 100%. Kejenuhan penuh dapat terjadi akibat pengaruh kapilaritas dan bervariasi karena pengaruh kondisi cuaca/ atmosfir. Persamaan hubungan berat volume total adalah sbb: γ T = G s γw (1 + w n ) / (1 + e 0 ) 3) Pengujian kepadatan massa tanah timbunan di lapangan dapat dilakukan dengan metode konus pasir, atau alat ukur nuklir. Pengambilan contoh yang sangat dalam memerlukan waktu lama dan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 29

43 kadang-kadang mengalami kesulitan. Sebagai alternatif, nilai-nilai γ dan ρ dapat diperkirakan berdasarkan hubungan empiris. Sebagai contoh, nilai Gs = 2,7 ± 0,1 untuk beberapa jenis tanah dan berat volume jenuh dapat dihubungkan dengan kadar air dengan menggabungkan persamaan-persamaan diatas, untuk S = 1, seperti diperlihatkan dalam Gambar 3.3. Nilai berat volume juga dipengaruhi oleh sementasi, perubahan kimiawi tanah, sensitivitas, proses pencampuran dengan garam (leaching) dan atau adanya oksida logam atau mineral lainnya. Gambar 3.2. Hubungan Antara Angka Kadar Air Dengan Berbagai Sifat Tanah 30 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

44 Gambar 3.3. Hubungan Antara Berat Volume Jenuh dan Kadar Air Material Tanah dan Batuan Setempat (FHWA NHI ) c) Gradasi butiran Gradasi (distribusi) butiran menunjukkan susunan /tingkat pencampuran butiran pada suatu lapisan tanah yang dinyatakan dalam prosentasi berat. Gradasi butiran sangat berpengaruh pada sifat teknik tanah berbutir kasar, seperti: kepadatan, kuat geser, permeabilitas, dll. Semakin besar ukuran butiran dengan gradasi yang baik, biasanya kekuatannya juga akan semakin besar dan kompresibilitasnya semakin menurun. Gradasi butiran dapat diperoleh dari uji gradasi atau analisis ayakan. Hasil analisis kemudian diplot pada kertas semi logaritma. Tanah bergradasi baik (well graded) umumnya memiliki grafik distribusi berbentuk lengkung yang smooth. Tanah bergradasi buruk, memiliki rentang ukuran butiran yang sempit (uniform) yang ditunjukkan dengan grafik yang mendekati tegak atau memiliki gap butiran yang ditunjukkan dengan grafik yang lelatif tegak dibagian tengah. Kerikil termasuk bergradasi baik bila: koefisien keseragaman Cu = D 60 /D 10 > 4 dan koefisien gradasi Cc = (D 30 ) 2 / (D 10 x D 60 ) diantara 1~3 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 31

45 Pasir termasuk bergradasi baik bila: Cu > 6 dan Cc = 1~3. Gambar 3.4. Kurva Gradasi Tanah Gradasi digunakan untuk menentukan sifat teknik terbatas pada material berbutir kasar. Pada material seragam yang bergradasi buruk, permeabilitas meningkat secara kuadrat dari ukuran efektif butir (D 10 ).Untuk material tersebut, kompresibilitasnya biasanya kecil kecuali pada pasir yang sangat halus. Kekuatan geser hampir seluruhnya tergantung dari gesekan internal dibandingkan dengan ukuran butir. Material seragam biasanya mempunyai sifat mudah digali dan dipadatkan. Rentang ukuran tanah berbutir kasar yang besar akan menyebabkan: Permeabilitas berkurang, Kompresibilitas menurun, dan Kekuatan geser meningkat Kandungan dan sifat plastisitas tanah berbutir halus akan mempengaruhi sifat dari material berbutir kasar. Permeabilitas akan berkurang dengan meningkatnya kandungan tanah berbutir halus. Pada tanah berbutir kasar dengan sedikit kandungan tanah berbutir halus, kompresibilitas dan kekuatan geser tanah tidak banyak terpengaruh, namun efeknya akan meningkat dengan bertambahnya kandungan tanah berbutir halus. 32 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

46 d) Plastisitas Plastisitas adalah sifat fisik tanah yang mengalami perubahan bentuk tanpa retak atau perubahan volumenya yang berarti. Plastisitas sangat berpengaruh pada sifat teknik tanah berbutir halus. Semua tanah yang plastis biasanya mempunyai tekstur yang halis, tetapi tidak semua tanah bertekstur halus bersifat plastis, contoh tanah hasil pelapukan kwarsa. Kadar air tanah plastis akan mempengaruhi konsistensi atau kemudahan tanah untuk dibentuk. Derajat konsistensi dinyatakan dengan istilah: keras, sangat kaku, kaku, teguh (sedang) dan lunak, cara identifikasi konsisitensi tanah berbutir halus lihat tabel 3.1. Penambahan air secara terus menerus pada tanah kering akan membuat campuran tanah dari kondisi padat menjadi semi padat kemudian plastis. Seorang ilmuwan Swedia yang bernama Atterberg telah mengembangkan pengujian untuk menentukan kadar air pada setiap perubahan bentuk, yang kemudian pengujian tersebut dikenal sebagai uji batas-batas Atterberg. Batas-batas Atterberg digunakan untuk material yang lolos saringan no. 40. Tergantung tingkat kadar airnya, tanah dapat berada dalam kondisi cair, plastis, semi plastis dan beku (lihat gambar 2.3). Kadar air ( dalam %) pada berbagai batas-batas kondisi tersebut yang dikenal sebagai batas-batas Atterberg terdiri dari: batas cair (w L ), batas plastis (w P ), batas kerut (SL=shrinkage limit), lihat gambar 2.3 dan 2.4. Batas susut (SL): adalah kadar air maksimum dimana pengurangan kadar air tidak menyebabkan penyusutan di dalam volume massa tanah. Kondisi ini menunjukkan batas antara kondisi kaku dan semi kaku. Batas plastis (w P ): adalah kadar air dimana tanah akan mulai retak ketika digulung-gulung menjadi suatu gulungan berdiameter kira-kira 3 mm. Batas cair (w L ): adalah kadar air pada batas antara cair dan plastis. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 33

47 Perbedaan antara batas cair dengan batas plastis disebut indeks plastis (I P ). I P = w L - w P. Tanah dengan batas cair (w L ) yang tinggi, memiliki sifat plastisas dan kompresibilitas yang tinggi (kembang susut besar) dan sangat dipengaruhi oleh kadar airnya. Sebaliknya bila batas cair rendah plastisitas dan kompressibilitas-nya rendah. Kapasitas pengembangan dapat diperkirakan dari indeks plastisnya. Tanah dengan I P > 15 potensi pengembangan sedang; I P > 35 potensi pengembangan tinggi. Kekuatan tanah setelah pengembangan akan berkurang sangat besar. Tanah dengan indeks plastis tinggi, pengerjaan untuk pemadatannya relatif lebih sulit, dan bila indeks plastisnya yang rendah biasanya kandungan material halusnya juga rendah dan pada batas tertentu akan bersifat lolos air dan kurang plastis. Pada kondisi mengering sampai batas susut dari kondisi jenuh, tanah yang memiliki batas susut rendah akan menyusut lebih besar dibanding tanah yang batas susutnya tinggi. Oleh karenanya penggunaannya perlu dibatasi, biasanya diletakkan dibagian dalam timbunan yang tidak terpengaruh banyak kadar air. 34 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

48 Gambar 3.5. Contoh Grafik Gradasi Butiran Tabel 3.1. Identifikasi Terhadap Konsistensi Tanah Berbutir Halus Konsistensi Prosedur Identifikasi Kekuatan Kg/cm 2 Lunak Sedang (Medium) Kaku Sangat Kaku Keras Mudah ditekan beberapa cm dengan ibu jari Dapat ditekan beberapa cm dengan ibu jari dengan sedikit tenaga Dapat ditekan dengan kuku ibu jari dengan tenaga besar Mudah ditekan dengan kuku ibu jari Sukar ditekan dengan ibu jari < >2.00 Batas-batas konsistensi dan hubungannya dengan fase-fase sistem tanah-air dapat dijelaskan pada gambar di bawah. Pada saat tanah sangat basah, tanah berbutir halus mengering, secara progresif melalui fase yang berbeda. Pada kondisi sangat basah, massa tanah berperilaku seperti PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 35

49 cairan kental, yang disebut sebagai keadaan cair. Pada saat tanah mengering, penurunan volume pada massa tanah berlangsung hampir sebanding dengan hilangnya air. Ketika kadar air di dalam tanah pada nilai setara dengan batas cair, massa tanah menjadi plastis. Batas cair (liquid limit) adalah kadar air (dinyatakan sebagai persentase massa kering tanah) pada saat tanah mulai menunjukkan kekuatan geser kecil, tetapi kekuatan geser akan bertambah seiring dengan kadar air yang berkurang. Sebaliknya, dengan meningkatnya kadar air, batas cair mulai menjadi cairan dan kuat geser menurun. Gambar 3.6. Batas-Batas Konsistensi Atterberg Gambar 3.7. Tahapan Kondisi Padat Hingga Mencair 36 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

50 Ketika kadar air berkurang di bawah batas cair, massa tanah menjadi kaku dan tidak dapat mengalir sebagai cairan. Namun, hal itu akan terus mengalami deformasi, atau plastis, tanpa retak sampai tercapai batas plastis. Batas plastis, PL, adalah kadar air (dinyatakan sebagai persentase massa kering tanah) ketika massa tanah berhenti menjadi plastis dan menjadi repui/rapuh, yang ditentukan oleh prosedur untuk menggulung-gulung massa tanah menjadi pita berdiameter 3 mm (1/8 in) dengan mengurangi kadar air dari massa tanah secara bertahap. Ketika kadar air berkurang di bawah batas plastis, tanah menjadi semipadat; yaitu, dapat berubah bentuk, tetapi memerlukan tenaga besar membuat tanah menjadi repui/retak. Kondisi ini disebut sebagai kondisi semipadat. Pada proses pengeringan lebih lanjut, massa tanah akan mencapai kondisi padat ketika tejadi perubahan volume (penyusutan). Kadar air pada kondisi ini disebut batas susut, SL. Pada kondisi ini, kadar air dimana kadar airnya turun, tidak akan menyebabkan terjadinya penurunan volume massa tanah. Di bawah batas susut, tanah dianggap padat; yaitu, sebagian besar partikel berada dalam kontak sangat dekat dan dalam susunan yang menghasilkan kondisi yang paling padat. Pada semua tanah plastis yang berbutir halus, batas plastis akan lebih besar dari batas susut. Namun, untuk tanah yang lebih kasar dibandingkan dengan tanah berbutir halus (tanah yang mengandung lanau kasar dan ukuran pasir halus), batas susut akan dekat batas plastis. Batas susut, bersama-sama dengan indeks properties lainnya, akan berguna dalam mengidentifikasi tanah ekspansif. Indeks plastisitas, PI, adalah perbedaan antara batas cair dan batas plastis, dan mewakili berbagai kadar air dimana tanah menjadi plastis. Lanau memiliki indeks plastisitas yang kecil atau bahkan tidak ada, sedangkan tanah lempung memiliki indeks plastisitas yang lebih tinggi. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 37

51 Indeks plastisitas, dikombinasikan dengan batas cair, menunjukkan tingkat sensitif tanah akibat berubahnya kadar air. Tanah dapat dikelompokkan sesuai dengan batas cair dan indeks plastisitas pada grafik plastisitas seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Plot tersebut dapat berguna untuk memprediksi sifat tanah dengan membandingkan dengan plot yang sama untuk tanah yang diteliti. Indeks plastisitas tanah sebagai sifat teknik hanya berlaku untuk tanah berbutir halus.variasi sifat teknis umumnya terkait dengan empat zona di grafik plastisitas, yang menentukan kelompok/ klasifikasi tanah. Untuk tanah yang berada di atas garis "A", permeabilitasnya sangat rendah. Kompresibilitas akan meningkat, sesuai dengan meningkatnya batas cair. Untuk batas cair yang sama, semakin besar indeks plastisitas, semakin besar pula kekuatan geser pada batas plastis. Gambar 3.8. Grafik Plastisitas Dari grafik dapat diketahui jenis tanah yang sesuai dengan persyaratan sebagai material timbunan. Tabel di bawah menunjukkan hubungan antara indeks plastisitas dengan potensi pengembangan. 38 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

52 Tabel 3.2. Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Holtz Dan Gibbs (1956) Data dari Uji Indeks Properties Kadar Kolodi (% dibawah mm) Indeks Plastisitas Bebas Susut Kemungkinan Mengembang (% Total Perubahan Volume) Derajat Pengembangan >28 >35 <11 >30 Sangat Tinggi Tinggi Sedang <15 <18 >15 <10 Rendah Sifat Teknik Tanah a) Kepadatan Sebagaimana yang dijelaskan pada butir angka huruf b, kepadatan dan berat volume sering mempunyai hubungan timbal balik, dimana untuk berat volume dinyatakan dengan simbol γ dengan satuan kn/m 3 sementara untuk kepadatan massa tanah diukur sebagai massa per volume (dalam satuan gr/cc atau kg/m 3 ) dan dinyatakan dengan simbol ρ. Pengujian kepadatan/kompaksi massa tanah dapat dilakukan dilaboratorium maupun dilapangan. Untuk mendapatkan parameterparameter yang terkait dengan kepadatan (kepadatan kering maksimum/ maximum dry density, kadar air optimum), dilakukan uji kompaksi atau uji pemadatan di laboratorium. Pemadatan adalah proses untuk meningkatkan kepadatan tanah dengan memperkecil jarak antara butiran akibat berkurangnya volume udara. Tujuan pemadatan adalah: meminimalkan angka pori tanah, meningkatkan kuat geser dan meningkatkan sifat kedap air. Kepadatan kering tanah setelah dipadatkan, tergantung pada kadar air dan besarnya energi yang diberikan oleh alat pemadat. Sifat kepadatan tanah dapat diketahui melalui pengujian pemadatan tanah di laboratorium dengan metode Standard Proctor. Contoh hasil percobaan pemadatan dapat dilihat pada gambar 3.3. Bila setelah pemadatan seluruh udara dalam tanah dapat dikeluarkan semuanya (zero void), maka tanah tersebut berada pada kondisi jenuh sempurna dan kepadatan kering mencapai harga maksimum. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 39

53 Gambar 3.9. Contoh Hasil Uji Pemadatan Di Laboratorium b) Kepadatan relatif Kepadatan relatif (DR) digunakan untuk menunjukkan derajat kepadatan butiran pasir dan hanya berlaku untuk tanah berbutir kasar dengan kadar butiran halus kurang dari 15%. Kepadatan relatif dihitung dengan rumus: D R = (e max e o ) / (e max e min ) dengan emax adalah angka pori pada keadaan paling lepas, dan emin adalah angka pori pada keadaan paling padat. Namun perkiraan langsung DR tersebut kurang praktis, sebab sangat sulit memperoleh contoh tanah tidak terganggu untuk menghitung ke tiga parameter e0, emax, dan emin tersebut di laboratorium. Kepadatan relatif juga dapat diketahui dengan menggunakan rumus: DR = (γ d max / γ d ) x [(γ d -γ d min )/ (γ d -γ d min )] Pada tabel di bawah, disajikan derajat kepadatan relatif material alami. 40 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

54 Tabel 3.3. Derajat Kepadatan Material Alami Kepadatan relatif % Diskripsi Nilai N SPT Sangat lepas Lepas Agak padat Padat Sangat padat > 50 c) Kuat geser Kuat geser tanah dapat diketahui dengan menggunakan rumus Coulomb sbb: S = c + (σ-u) tan Ø atau S = c + σ tan Ø Dimana : S = tegangan geser saat keruntuhan (kuat geser) c = kohesi (atau friksi untuk tanah berbutir kasar) Ø = sudut geser dalam σ = tegangan total σ = tegangan efektif U = tekanan pori Uji kuat geser, bertujuan untuk memperoleh nilai c dan Ø yang nantinya akan digunakan untuk menghitung kekuatan geser suatu contoh bahan tanah atau bahan fondasi. Pengujian dapat dilakukan dengan cara: geser langsung, desak tri sumbu (triaksial), desak bebas. Untuk uji bahan timbunan tanah sebaiknya dilakukan uji desak tri sumbu BP (back pressure dengan memberi tekanan secara berangsur-angsur). Kuat geser massa pasir dan kerikil timbul karena gesekan diantara butirbutirnya yang dipengaruhi oleh bentuk, kekasaran permukaan, kekuatan butiran dan gradasinya. Kekuatan atau kekasaran butiran merupakan faktor penting, karena butiran-butiran yang lemah akan mudah pecah dan hancur saat mendapat tekanan besar. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 41

55 Tanah lempung biasanya memiliki tahanan geser yang rendah dan konstan diantara molekul-molekulnya, pembebanan tidak mempengaruhi besar kuat gesernya, karena itu harga Ø lempung dapat dianggap mendekati nol (=0). Dapat ditarik kesimpulan bahwa kekuatan geser utama tanah lempung hanya dari kohesi. Besar nilai kohesi dan sudut geseran dalam sangat dipengaruhi oleh kondisi drainasi bahan dan tingkat konsolidasi yang disebabkan oleh suatu tekanan (σ). Oleh karena itu pengujian biasanya dilakukan pada kondisi yang mirip dengan kondisi sebenarnya. 1) Uji kekuatan triaksial: metode ini sangat handal untuk mengetahui sudut geser lempung, lanau alami maupun pasir cetak; disertai informasi rinci pengaruh tekanan lateral, tekanan pori, drainasi dan konsolidasi. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji SNI , SNI Ada tiga jenis pengujian triaksial, yaitu: Uji UU (unconsolidated undrained shearing test), CU (consolidated undrained shearing test) dan CD (consolidated drained shearing test). 2) Uji kuat geser langsung Uji kuat geser langsung mempunyai tujuan untuk mengukur kuat geser tanah sepanjang permukaan bidang datar yang telah ditentukan sebelumnya (horisontal). Walaupun ada kelemahan, uji geser langsung masih tetap banyak digunakan karena sederhana dan mudah dilaksanakan. Alat ini menggunakan jumlah tanah yang lebih kecil daripada alat triaksial standar, sehingga waktu konsolidasi lebih singkat. Uji kotak geser langsung (DS) dengan laju uji rendah akan memberikan nilai parameter kuat geser efektif c dan ö yang handal atau terpercaya (lihat Gambar 3.7). d) Permeabilitas Permeabilitas dipengaruhi oleh ukuran butiran dan volume pori-pori tanah. Permeabilitas akan semakin besar pada butiran berukuran besar, begitu pula sebaliknya dan juga akan berkurang bila kepadatan ditingkatkan. Tingkat permeabilitas atau biasa disebut koefisien permeabilitas/filtrasi 42 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

56 biasa ditampilkan dalam satuan cm/dt. Koefisien permeabilitas dapat diperoleh dari uji di lapangan dan di laboratorium. Dilaboratorium uji dapat dilakukan untuk contoh tidak terganggu, cetak ulang atau dipadatkan. Untuk tanah kasar, cocok diukur dengan uji tinggi tekan tetap (constant head), untuk tanah berbutir halus diukur dengan uji tinggi tekan jatuh (falling head). Uji dilakukan dengan mengacu pada prinsip rumus Darcy sbb: Q = K i A dimana : Q = debit yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu (cm 3 /dt). K = koefisien filtrasi (cm/dt), menunjukkan tingkat permeabilitas bahan tanah. i = gradien hidrolik A = penampang lintang (cm 2 ). e) Konsolidasi Konsolidasi adalah pemampatan tanah yang disebabkan oleh proses keluarnya air pori dari tanah secara berangsur-angsur akibat pembebanan secara konstan. Kemampuan konsolidasi suatu material dapat diketahui dengan cara membebani suatu contoh material yang jenuh air sehingga terjadi konsolidasi yang diakibatkan oleh proses pengerutan karena keluarnya air pori dari celah-celah butiran Tanah Bersifat khusus Dalam penyiapan desain bangunan air, sering dijumpai tanah atau batuan alami yang bersifat khusus, yang perlu lebih kehati-hatian dalam penanganannya, adalah tanah dispersif, tanah lunak, dan lain sebaginya seperti disajikan pada tabel 3.4 yang memperkenalkan cara identifikasi, kesulitan pengambilan contoh, cara uji dan sifat teknis dari jenis-jenis tanah tersebut. a) Tanah dispersif. Di lapangan tanah dispersif dapat diperkirakan berdasar tanda-tanda yang sering terlihat di lapangan berupa rongga kecil sampai besar di PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 43

57 permukaan tanah. Untuk memastikan apakah suatu tanah termasuk dipersif atau tidak, dilaboratorium biasanya dilkukan uji pinhole (SNI ). Tanah lempung yang mudah tergerus disebabkan karena proses pelarutan dikategorikan sebagai lempung bersifat khusus yang disebut sebagai tanah dispersif (dispersive clays). Uji dilakukan pada contoh tanah lempungan tidak terganggu ataupun yang dicetak ulang. Benda uji ditempatkan dalam alat uji pinhole seperti diperlihatkan pada Gambar 3.10, dengan memberi lubang ukuran 1 mm. Kemudian di aliri air dengan menjaga tinggi tekanannya secara konstan yaitu secara berurutan dengan beda tinggi 50 ;180 ;380 dan 1020 mm. Jumlah air yang mengalir yang mengalir ke dalam gelas ukur dalam waktu tertentu diukur dan warna air diamati. Dari hasil uji, kemudian tanah diklasifikasi menjadi ND1, ND2, ND3 dan ND4 (lempung non dispersif tingkat 1, 2, 3 dan 4) atau kategori dispersif D1 dan D2 yaitu jenis tanah yang sangat berpotensi mengalami proses pelarutan dan sangat berbahaya untuk bangunan air. Gambar Alat Uji Pinhole Untuk Tanah Lempung 44 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

58 b) Tanah lunak Tanah lunak adalah tanah yang mempunyai kuat geser rendah dan sifat kompresibilitas tinggi. Pada umumnya lapisan tanah ini selalu dalam kondisi terendam air atau mempunyai kadar air yang tinggi. Tanah lunak banyak dijumpai dipesisir timur Sumatra, Kalimantan dan Papua. Tanah lunak juga merupakan salah satu jenis dari tanah bersifat khusus atau tanah bermasalah (problematic soil) yang apabila tidak diselidiki secara seksama dapat menimbulkan masalah ketidakstabilan dan pergerakan/ deformasi berlebihan yang membahayakan bangunan diatasnya. Tanah yang dimaksud dapat berupa tanah lempungan atau lanauan baik mengandung organik maupun inorganik. Untuk jenis tanah ini sulit untuk memperoleh contoh tanah tidak terganggu, sebagai gantinya dapat dilakukan uji lapangan, misal dengan pisokonus atau uji baling. Berdasarkan kuat geser dan daya dukungnya, tanah lunak dapat dibagi menjadi 2 kelompok, seperti Tabel 3.4 di bawah. No. I Konsistensi Tanah Lempungan - Sangat lunak - Lunak II. Tanah pasiran / lanauan Tabel 3.4. Kelompok Tanah Lunak Kuat geser Undrained,S u, (kg/cm 2 ) < 0,125 0,125 0,25 - Perlawanan konus Sondir, q c (kg/cm 2 ) < < 10 Standard Penetraion Test, N SPT (Pukulan/30 cm) < PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 45

59 Tabel 3.5. Ikhtisar Cara Identifikasi, Kesulitan Pengambilan Contoh, Cara Uji dan Karakteristiknya 46 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

60 3.3 Sifat Batuan Sama seperti tanah, batuan juga memiliki sifat fisik dan kimiawi maupun sifat teknik seperti yang dijelaskan pada sub bab 3.1. Uji dilakukan untuk mengetahui sifat fisik, kimiawi dan sifat teknik massa batuan atau pecahannya untuk bahan bangunan Sifat Fisik dan Kimiawi Untuk mengetahui sifat fisik batuan biasa dilakukan uji fisik yang mencakup: berat jenis, porositas batuan, permeabilitas, satuan berat, dan lain sebagainya, seperti: a) Uji muai (swelling), untuk mengetahui besarnya pemuaian batuan yang digali kemudian terendam air; uji dilakukan untuk batuan lapuk, batuan lunak, tanah dll. b) Uji serap air, untuk mengetahui ketahanan batuan terhadap air, khususnya untuk batuan lunak, lapuk, atau selang-seling. Dilakukan dengan cara mengukur berat contoh batuan sebagai akibat proses penghancuran atau perusakan dengan cara direndam dan dipanaskan secara berulang-ulang. c) Uji sifat kimiawi, dilakukan untuk mengetahui keberadaan mineral-mineral yang dapat menyebabkan kerusakan pada beton (karena reaksi alkali atau asam) seperti: opal, apatite, allite; pyrite (mudah teroksidasi), asam belerang, dll. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 47

61 3.3.2 Kekuatan Batuan Batuan dasar bisa berupa campuran massa batuan dan/atau pecahanpecahan batu. Sifat mekanik massa batuan terutama ditentukan oleh jenis batuan itu sendiri dan merupakan unsur terpenting dalam mengklasifikasi massa batuan. Kuat desak, cepat rambat gelombang seismik, kekerasan restitusi, kuat tarik, uji indeks beban titik, uji tekan tidak terkekang, uji tekan triaksial,dan lain-lain adalah cara yang umum untuk mengevaluasi sifat-sifat mekanis batuan dan mengklasifikasi massa batuan. Uji indeks beban titik merupakan uji sederhana sebagai pengganti uji UCS, karena dapat digunakan potongan inti batuan tidak teratur. Untuk uji tarik langsung diperlukan persiapan khusus yang biasanya sulit bagi laboratorium pabrik. Oleh karena itu, kuat tarik sering kali dievaluasi dengan pembebanan tekan benda uji silindris yang melintang diameter (dikenal sebagai uji Brazilian). Uji geser langsung digunakan untuk menyelidiki karakteristik friksi sepanjang bentuk diskontinuitas batuan. a) Uji indeks beban titik: untuk menentukan klasifikasi kekuatan batuan. Indeks batuan biasa digunakan untuk mengevaluasi kekuatan tekan uniaksial (σ u ), dan nilai rata-rata σ u. Uji ini dilakukan dengan mengacu pada standar uji SNI b) Uji tekan uniaksial (UCS = Uniaxial Compression Strength): untuk mengukur kuat tekan uniaksial batuan (qu, σ u, σ c ). Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji SNI c) Uji desak bebas Uncinfined Compression Test), untuk mengetahui kekuatan batuan terhadap tekanan desak. d) Uji Brasilian, untuk mengetahui kuat tarik batuan. e) Uji geser langsung, untuk mengetahui kuat geser batuan. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji SNI f) Uji kekerasan restitusi, untuk mengetahui kekuatan batuan dengan mengukur deformasi batuan akibat gaya tertentu pada permukaannya. Kekerasan restitusi mempunyai korelasi dengan kuat desak bebas, kuat tarik, laju cepat rambat, gelombang seismik, dll. Hasil yang diperoleh dapat digunakan untuk mengklasifikasi batuan, pemilihan mesin bor yang cocok untuk penggaliannya, program kerja penggalian batu dll. 48 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

62 3.3.3 Ketahanan Evaluasi ketahanan batuan sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor alami, seperti cuaca musiman dan siklus ulang temperatur (misalnya aliran air, pembasahan dan pengeringan, kegiatan gelombang, pembekuan dan pencairan, dan lain-lain). Oleh karena itu, sebaiknya dilakukan uji ketahanan bahan. Prinsip dasar uji ketahanan adalah cara empirik dan hasilnya merupakan petunjuk atau indikasi ketahanan batuan terhadap proses alami. Perilaku batuan dalam aplikasi sebenarnya dapat berbeda dengan hasil uji. Oleh karena itu, uji Ketahanan batuan merupakan cara uji mutu yang handal dan terpercaya. Selain hasil uji ini, kesesuaian berbagai jenis batuan dan penggunaannya bergantung pada kinerja aplikasi awal. Sebagai contoh penggunaan uji ketahanan batuan adalah pada evaluasi serpih dalam bendungan urugan batuan. a) Uji tahan lekang (slake durability test) batuan adalah untuk mengetahui ketahanan serpih atau batuan lunak lainnya yang mengalami siklus pembasahan dan pengeringan. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji SNI b) Uji keawetan (soundness) adalah untuk menentukan keawetan batuan riprap yang mengalami erosi. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji ASTM D Karakteristik Deformasi Batuan Utuh Kekakuan batuan dapat diwakili dengan modulus elastisitas, untuk regangan regangan kecil sampai sedang. Jenis uji ini adalah: a) Uji modulus elastistas adalah untuk mengetahui karakteristik deformasi batuan utuh dengan regangan antara dan perbandingan yang memadai dengan jenis batuan utuh lainnya. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji A S T M D b) Uji gelombang ultrasonik, untuk mengetahui harga modulus elastis dinamis batuan dengan mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik batuan. untuk mengukur kecepatan pulsa gelombang tekan dan geser dalam batuan utuh dan konstanta elastis ultrasonik dari batuan isotropik. Uji ini dapat dilakukan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 49

63 dengan mengacu pada standar uji A S T M D Keuntungan utama uji ultrasonik adalah menghasilkan kecepatan gelombang tekan P dan gelombang geser S, serta nilai-nilai ultrasonik untuk konstanta elastis benda uji batuan utuh isotropik homogen. Untuk memperoleh konstanta elastis batuan yang mempunyai lapisan anisotropik perlu dilakukan pengukuran arah melintang yang berbeda untuk menggambarkan kekakuan orthorhombic dan modulus, terutama jika terjadi foliasi, sementasi, perlapisan, dan serat. Evaluasi hasil uji ultrasonik batuan elastis dari benda uji utuh dapat digunakan untuk klasifikasi batuan dan evaluasi hasil uji statik dan dinamik dengan regangan kecil (regangan geser < 10-4 %). Alat lain hanya memberikan pengujian gelombang P ultrasonik, sementara dengan desain alat yang baru dapat dihasilkan kecepatan gelombang P dan S. Jika dibandingkan dengan kecepatan gelombang dari hasil uji geofisik lapangan, hasil uji ultrasonik dapat memberikan indeks derajat retakan atau rekahan dalam massa batuan. Uji ini relatif murah dan tidak merusak, karena dapat dilakukan sebelum uji kuat inti utuh untuk mengoptimasi pengumpulan data. 3.4 Latihan Jawablah soal-soal berikut dengan benar! 1. Sebutkan 3 jenis tanah yang bersifat khusus (problematic soil)! 2. Sebutkan pengujian laboratorium yang diperlukan untuk material batu sebagai material timbunan bendungan (rockfill)! 3. Sebutkan pengujian laboratorium untuk memperoleh parameter kuat geser guna perhitungan stabilitas statik bendungan! 3.5 Rangkuman Sifat material tanah/ batuan ditentukan oleh: kandungan mineral, ukuran dan bentuk butiran, tumpukan alami (grain packing), dan ikatan butiran (grain bonding). Pengujian di lapangan dan di laboratorium dilakukan untuk memperoleh parameter-parameter yang terkait dengan sifat-sifat teknisnya, yakni: kepadatan (density), permeabilitas, kekuatan (strength), perubahan bentuk (deformability) dan stabilitas kimiawi (chemical stability)nya. Pengaruh anisotropik mempengaruhi sifat permeabilitas, kekuatan dan sifat deformasi. 50 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

64 Dalam beberapa kasus sifat anisotropik tidak begitu nyata (slight), sehingga untuk keperluan praktis, material dianggap homogin atau isotropik. Secara garis besar sifat tanah dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: sifat fisik (index properties), dan sifat teknis (engineering properties). Pengujian sifat fisik tanah dilakukan untuk memperoleh : berat isi (γ n ), berat jenis (Gs), kadar air (Wn), distribusi butiran (%), batas-batas atterberg (batas cair (w L ), batas plastis (w P ), batas kerut (shrinkage limit), dll. Sedangkan pengujian sifat teknis tanah, untuk memperoleh: kepadatan, permeabilitas, kuat geser, konsolidasi, dll. Sama seperti tanah, batuan juga memiliki sifat fisik dan kimiawi serta sifat teknik Pengujian dilakukan untuk mengetahui sifat fisik, kimiawi dan sifat teknik massa batuan atau pecahannya sebagai bahan bangunan.untuk mengetahui sifat fisik batuan biasa dilakukan uji fisik yang mencakup: berat jenis, porositas batuan, permeabilitas, satuan berat, uji muai (swelling), uji serap air, uji sifat kimiawi, untuk mengetahui kandungan mineral-mineral yang dapat menyebabkan kerusakan pada beton (karena reaksi alkali atau asam) seperti: opal, apatite, allite; pyrite (mudah teroksidasi), asam belerang, dll. 3.6 Evaluasi 1. Pilih pertanyaan di bawah yang benar (lebih dari satu).. a. Sifat material ditentukan oleh kandungan mineral dan ukuran dan bentuk butiran. b. Secara garis besar sifat tanah dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: sifat fisik dan sifat teknis. c. Parameter yang diperoleh dari pengujian sifat teknis digunakan dalam analisis desain. d. Untuk mengetahui konsistensi tanah dapat diperoleh dari pengujian Atterberg di laboratorium. e. Pasir yang digunakan dalam zona filter bendungan urugan dapat diambil dari lokasi mana saja yang penting dekat lokasi bendungan. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 51

65 2. Pilih pertanyaan di bawah yang paling benar.. a. Semua jenis tanah dapat digunakan sebagai material timbunan bendungan. b. Pasir adalah material yang bersifat semi porus, sehingga dapat digunakan sebagai material filter. c. Material timbunan kedap air (zona inti) adalah mempunyai indeks plastisitas > 15% dan tidak lebih dari 35%. d. Material batu yang baik harus keras dan kompak e. Material timbunan harus dipadatkan menggunakan timbris beton. 3. Pilih pertanyaan di bawah yang benar menurut anda (lebih dari satu).. a. Tanah dikatakan mempunyai konsistensi lunak bila mempunyai kekuatan tekan lebih dari 1 kg/cm 2. b. Tanah dikatakan mempunyai konsistensi keras bila mempunyai kuat tekan > 2 kg/cm 2. c. Tanah lempungan yang dipadatkan di laboratorium akan mempunyai nilai kadar air optimum dan kepadatan kering maksimum yang digunakan sebagai pedoman dalam melakukan pemadatan di lapangan. d. Demikian juga untuk tanah pasir filter harus dilakukan pemadatan di laboratorium dengan metoda yang sama. e. Tanah lempunan yang mempunyai indeks plastisitas >40% yang bersifat sangat kedap sangat ideal digunakan sebagai material timbunan zona kedap air. 52 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

66 BAB IV PENYUSUNAN PROGRAM INVESTIGASI GEOTEKNIK Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan program investasi geoteknik. 4.1 Umum Lingkup, metode dan tingkat akurasi investigasi geologi ditentukan sesuai dengan tahapan perencanaan. Lingkup kegiatan utama investigasi geoteknik pada setiap tahapan perencanaan disajikan pada tabel 4.1. Secara umum lingkup kegiatan investigasi untuk mendukung perencanaan mencakup: a) Pengumpulan data b) Investigasi geoteknik pada calon lokasi bangunan utama dan bangunan besar lainnya c) Pengambilan contoh tanah pada trase saluran dan bangunan d) Investigasi material bangunan e) Uji laboratorium f) Pelaporan yang mencakup evaluasi, kesimpulan dan saran. Investigasi geoteknik pada calon lokasi bangunan utama/bangunan besar serta pengambilan contoh tanah, utamanya ditujukan untuk investigasi fondasi guna memperoleh data mengenai: daya dukung, kelulusan air, batas-batas galian fondasi, rencana perbaikan fondasi, dll. Investigasi geoteknik bahan bangunan dilakukan untuk memperoleh data mengenai: kualitas material, ketersediaan material, kondisi lokasi sumber material, metode penggaliannya, dan lain-lain, yang mencakup bahan timbunan, material/agreragat beton dan batu. Untuk mendapatkan data fondasi dan material bangunan, investigasi yang dilakukan mencakup: investigasi geologi teknik permukaan investigasi geoteknik bawah permukaan. Sesuai dengan tahapan pembangunan bendungan, kegiatan investigasi geoteknik dibagi atas investigasi geoteknik pendahuluan dan investigasi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 53

67 geoteknik rinci atau terperinci yang dilakukan baik bagi proyek baru maupun proyek rehabilitasi. 4.2 Investigasi Geoteknik Untuk Proyek Baru Investigasi Geoteknik Pendahuluan Investigasi geoteknik pendahuluan atau tahap pemilihan, utamanya dimaksudkan untuk mengumpulkan data geoteknik guna menentukan pilihan lokasi, tipe dan ukuran bangunan utama. Lingkup kegiatannya meliputi hal-hal sebagai berikut: a) Mengidentifikasi lokasi yang terbaik dari beberapa lokasi rencana bangunan. b) Mengevaluasi beberapa alternatif fondasi. c) Melakukan tinjauan geologi dan beberapa pengambilan contoh, identifikasi kondisi di bawah permukaan untuk mengetahui karakteristik kondisi perlapisan tanah/batuan secara umum, antara lain kedalaman batuan atau tanah, ada tidaknya: struktur sesar, lubang benam (sinkholes), atau lubang-lubang pelarutan, endapan tanah organik di daerah rawa, dan atau adanya timbunan tua, debris, atau pencemaran. d) Pada umumnya hanya diperlukan beberapa uji laboratorium, dan sangat bergantung pada deskripsi kondisi geoteknik dari lubang bor yang disiapkan oleh tenaga ahli lapangan dan atau geologi yang berpengalaman. e) Mengkaji dan memecahkan masalah kondisi fondasi dan biaya pelaksanaan konstruksi yang tinggi, jika ditemukan hal-hal yang meragukan. Sebelum melakukan investigasi lapangan, perlu dikumpulkan terlebih dulu data-data dan informasi yang diperlukan (seperti yang dijelaskan pada sub bab 4.4) dan menyiapkan daftar simak untuk kemudian diisi sesuai hasil pengamatan dilapangan. 54 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

68 4.2.2 Investigasi Geoteknik Tahap Desain Awal Investigasi geoteknik pada tahap ini dilakukan untuk mendapatkan data-data geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain awal. Investigasi dilakukan di lokasi bangunan utama, dan sumber galian, dengan maksud sbb: a) Investigasi di lokasi bangunan utama dimaksudkan untuk mengkaji mengenai daya dukung dan permeabilitas fondasi, batas-batas galian fondasi, rencana awal pekerjaan perbaikan fondasi, stabilitas dll. b) Investigasi di lokasi sumber galian, dimaksudkan untuk mengetahui: kualitas bahan, ketersediaan bahan, kondisi lokasi (jarak, jalan masuk, status, perlu tidaknya konservasi, dll. Investigasi dilakukan secara tipikal meliputi: investigasi geoteknik terbatas pada lokasi bangunan bangunan besar dengan pemboran untuk mengetahui stratigrafi umum, karakteristik tanah dan batuan, kondisi muka air tanah dan kondisi lainnya yang penting untuk keperluan desain fondasi. Melakukan pemboran tangan atau membuat sumur uji dan melakukan beberapa pengambilan contoh di sepanjang as bendungan dan lokasi bangunan pelengkap; serta uji laboratorium untuk mengetahui sifat-sifat teknik. Bila perlu pada lokasi bendungan dan sekitarnya dilakukan survai seismik untuk memperkirakan secara cepat ketebalan dan kedalaman lapisan tanah dan batuan, lokasi rekahan, struktur sesar, serta ketebalan pelapukan batuan Investigasi Geoteknik Tahap Desain Rinci Investigasi geoteknik pada tahap ini dilakukan untuk: melengkapi data-data geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain rinci dan perkiraan biaya rinci konstruksi, serta untuk mendapatkan informasi geoteknik lapangan secara khusus pada lokasi-lokasi tertentu guna mengurangi risiko kondisi tanah yang tidak terduga selama konstruksi. Lokasi pemboran, ditetapkan dengan mempertimbangkan titik-titik pemboran yang telah dilakukan pada tahap sebelumnya. Pada tahap investigasi geoteknik rinci, perlu dilakukan evaluasi karakteristik/ sifat tanah dan batuan untuk mendapatkan parameter perencanaan irigasi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 55

69 seperti disajikan pada tabel 4.2. Tabel 4.3, menyajikan Ikhtisar permasalahan geoteknik yang dibutuhkan dalam desain geoteknik bangunan air secara umum yang mencakup mengenai: data/informasi yang diperlukan, uji lapangan dan uji laboratorium untuk menunjang berbagai macam analisis desain bangunan air. Penggunaan ikhtisar tersebut memberi harus disesuaikan dengan kebutuhan dan perlapisan tanah. Setelah investigasi geoteknik tahap ini, kadang-kadang masih diperlukan investigasi geoteknik tambahan jika terdapat perubahan desain yang signifikan atau jika terdapat keganjilan kondisi geoteknik di lapangan (in-situ). Sebelum melakukan investigasi, tenaga ahli geoteknik perlu mendapat informasi dari perencana yang meliputi : a) Jenis/ tipe, kriteria beban dan kinerja bangunan, lokasi, geometri dan elevasi bangunan yang direncanakan; b) Lokasi dan dimensi galian dan timbunan, bendung, bendungan, tanggul, tembok penahan, dan bangunan fondasi yang harus diidentifikasi dengan cermat; c) Lokasi bangunan air, jalan masuk dan jenis konstruksi bangunan air yang harus disediakan secara terperinci untuk memudahkan penentuan lokasi, kedalaman, jenis dan jumlah pemboran yang harus dilakukan. 56 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

70 Tabel 4.1. Lingkup Kegiatan Utama Investigasi Geoteknik Untuk Perencanan Bendungan Tahap perencanaan Lingkup kegiatan investigasi geoteknik Studi identifikasi Studi kelayakan Pemilihan lokasi, tipe, ukuran bangunan utama Perencanaan pendahuluan *) Perencanaan akhir (desain rinci) 1) Pengumpulan data (peta geologi, foto udara, dll) 2) Klasifikasi tanah di lapangan dan formasi geologi 3) Pelajari geologi wilayah 1) Investigasi geoteknik pada lokasi bangunan utama dengan pemboran. 2) Investigasi di sumber material/galian dan investigasi material bangunan 3) Uji laboratorium contoh tanah untuk mengetahui sifat-sifat tekniknya 1) Investigasi geoteknik terbatas pada lokasi bangunan-bangunan besar dengan pemboran. 2) Investigasi di sumber bahan galian dan investigasi bahan bangunan 3) Uji laboratorium contoh untuk mengetahui sifat-sifat teknik 4) Merumuskan program investigasi rinci 1) Investigasi geoteknik rinci dengan pemboran, jika perlu untuk lokasi bendunan utama, bangunan pelengkap, dan sumber material 2) Pengambilan contoh tanah/batuan. 3) Penetapan parameter-parameter perencanaan 4) Uji laboratorium contoh untuk mengetahui sifat-sifat teknik 5) Perhitungan/ analisis. Keterangan : *) = merupakan bagian studi kelayakan, jika tidak dilakukan studi kelayakan, perencanaan pendahuluan harus dilakukan sebelum tahap perencanaan akhir Gambar 4.1. Pemboran Inti Pada Rencana As Bendungan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 57

71 Tabel 4.2. Ikhtisar Permasalahan Geoteknik yang Dibutuhkan dalam Desain Geoteknik Bangunan Air (Disesuaikan dengan Kebutuhan) Analisis untuk desain Permasalahan Informasi yang dibutuhkan untuk Uji laboratorium* Uji lapangan* geoteknik analisis (Vol. II) Fondasi dangkal Daya dukung Penurunan (besaran dan kecepatan) Rembesan (bangunan penahan air) Penyusutan dan pengembangan tanah (tanah asli atau timbunan) Kompatibilitas sifat kimiawi tanah terhadap beton Penggerusan akibat air terutama bangunan di sungai Beban ekstrim (gempa dan banjir) Profil bawah permukaan (tanah, air tanah dan Pemboran dan batuan) pengambilan contoh Parameter kuat geser Uji geser baling Parameter kompresibilitas (termasuk konsolidasi, Uji SPT (tanah sifat pengembangan dan penyusutan, dan berbutir kasar) modulus elastisitas) Uji CPT Sejarah tegangan (tegangan vertikal efektif masa Uji dilatometer lalu dan sekarang) Uji pressuremeter Parameter koefisien kelulusan air Uji kelulusan air Komposisi kimiawi tanah Inti batuan (RQD) Kedalaman perubahan kelembapan pengaruh Uji nuclear density cuaca) Uji beban pelat Berat volume Uji geofisik Pemetaan geologi untuk mengetahui orientasi dan karakteristik diskontinuitas batuan. Uji kadar air Uji berat volume Uji kadar organik Uji resistivitas ph Uji pembagian butir Uji Atterberg Uji konsolidasi 1-D Uji geser langsung Uji geser triaksial Uji kelulusan air Uji potensi pengembangan tanah (collapsible) Uji kompresi uniaksial dan modulus elastisitas batuan utuh. 58 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

72 Permasalahan geoteknik Analisis untuk desain Informasi yang dibutuhkan untuk analisis Uji lapangan* Uji laboratorium* (Vol. II) Fondasi tiang Tahanan ujung tiang (end bearing) Profil bawah permukaan (tanah, air tanah Pemboran dan Uji kadar air pancang Tahanan friksi tiang (pile skin dan batuan) pengambilan contoh Uji berat volume friction) Parameter kuat geser Uji SPT (tanah Uji kadar organik Penurunan Koefisien tekanan tanah horisontal berbutir kasar) Uji resistivitas ph Rembesan (bangunan penahan Parameter friksi pada bidang pemisah Uji beban tiang (tarik Uji pembagian butir air) (interface) antara tanah dan tiang dan tekan) Uji Atterberg Tarikan ke bawah (down-drag) Parameter kompresibilitas Uji CPT Uji geser triaksial pada tiang Parameter koefisien kelulusan air Uji geser baling Uji friksi bidang pemisah Tekanan tanah lateral Komposisi kimiawi tanah/ batuan Uji dilatometer (interface) Kompatibilitas sifat kimiawi tanah Berat volume Uji kelulusan air Uji kelulusan air terhadap beton Ada tanah yang mengembang/menyusut Pengukuran muka Uji konsolidasi 1-D Kemampuan pemancangan yang mengurangi tahanan friksi tiang air tanah Uji potensi (driveability) Pemetaan geologi untuk mengetahui Inti batuan (RQD) pengembangan tanah Ada bong kah batuan/lapisan orientasi dan karakteristik diskontinuitas Uji geofisik (collapsible) keras batuan. Uji kompresi uniaksial Penggerusan akibat air terutama dan modulus elastisitas pada bangunan di sungai batuan utuh. Kerusakan akibat vibrasi/ Uji beban titik (point load) penyembulan (heave). Beban ekstrim (gempa & banjir) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 59

73 Permasalahan geoteknik Analisis untuk desain Informasi yang dibutuhkan untuk analisis Uji lapangan* Uji laboratorium* (Vol. II) Fondasi tiang bor Tahanan ujung tiang bor Profil bawah permukaan (tanah, air tanah Pemboran dan Uji kadar air Tahanan friksi tiang bor dan batuan) pengambilan contoh Uji berat volume Metode konstruksi Parameter kuat geser Uji SPT (tanah Uji resistivitas ph Tarikan ke bawah (down-drag) Parameter friksi pada bidang pemisah berbutir kasar) Uji pembagian butir pada tiang bor (interface) antara tanah dan tiang Uji beban tiang bor Uji Atterberg Kualitas batuan sebagai soket Parameter kompresibilitas (tarik dan tekan) Uji kadar organik (angker) Koefisien tekanan tanah horisontal Uji CPT Uji konsolidasi 1-D Tekanan tanah lateral Komposisi kimiawi tanah/ batuan Uji geser baling Uji geser triaksial Penurunan (besaran dan Berat volume Uji dilatometer Uji friksi bidang pemisah kecepatan) Parameter koefisien kelulusan air Uji kelulusan air (interface) Rembesan air tanah/ pematusan Ada tekanan air artesis Pisometer Uji kelulusan air (dewatering) Ada tanah mengembang/menyusut yang Inti batuan (RQD) Uji potensi Kompatibilitas sifat kimiawi tanah mengurangi tahanan friksi tiang Uji geofisik pengembangan tanah terhadap beton Pemetaan geologi untuk mengetahui (collapsible) Ada bongkah batuan/ lapisan orientasi dan karakteristik diskontinuitas Uji kompressi uniaksial keras batuan. dan modulus elastisitas Pengerusan akibat air terutama Degradasi kuat geser batuan, karena batuan utuh. pada bangunan di sungai pengaruh air atau udara (misalnya pada Uji beban titik (point load) Beban ekstrim (gempa & banjir) shale sebagai soket). Uji ketahanan lekang (slake durability) 60 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

74 Permasalahan geoteknik Analisis untuk desain Informasi yang dibutuhkan untuk analisis Uji lapangan* Uji laboratorium* (Vol. II) Tubuh dan Penurunan (besaran dan Profil bawah permukaan (tanah, air tanah Pemboran dan Uji kadar air fondasi kecepatan) dan batuan) pengambilan contoh Uji berat volume bendungan tipe Daya dukung Parameter kuat geser Uji nuclear density Uji kadar organik urugan dan Stabilitas lereng Parameter kompresibilitas (termasuk Uji beban pelat Uji pembagian butir beton Tekanan tanah lateral konsolidasi, sifat pengembangan dan Uji penimbunan (test Uji Atterberg Kestabilan internal penyusutan dan modulus elastisitas) fill) Uji konsolidasi 1-D Rembesan (bangunan penahan Sejarah tegangan (tegangan vertikal efektif Uji CPT Uji geser langsung air) masa lalu dan sekarang) Uji SPT (tanah Uji geser triaksial Evaluasi ketersediaan material Parameter koefisien kelulusan air berbutir kasar) Uji kelulusan air urugan (kuantitas dan kualitas Parameter friksi antara bidang pemisah Uji dilatometer Uji kompaksi bahan) (interface friction) Uji geser baling Uji karakteristik Kebutuhan perkuatan tanah Parameter tahanan tarik Uji kelulusan air geosintetik Komposisi kimiawi tanah Inti batuan (RQD) Uji potensi kembang - susut Berat volume Uji geofisik tanah Pemetaan geologi untuk mengetahui Uji geser langsung Uji kompresi uniaksial dan orientasi dan karakteristik diskontinuitas mod.elas. batuan utuh. batuan Uji tahan lekang batuan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 61

75 Permasalahan geoteknik Analisis untuk desain Informasi yang dibutuhkan untuk analisis Uji lapangan* Uji laboratorium* (Vol. II) Galian dan Stabilitas lereng Profil bawah permukaan (tanah, air tanah Pemboran dan Uji kadar air Pemotongan Penyembulan dasar dan batuan) pengambilan contoh Uji berat volume lereng (slope Likuifaksi Parameter kuat geser tanah & batuan Uji pemotongan Uji pembagian butir cuts) Pematusan (dewatering) Parameter kompresibilitas (termasuk lereng untuk Uji Atterberg Tekanan tanah lateral konsolidasi, sifat pengembangan dan mengetahui waktu Uji geser langsung Kestabilan internal penyusutan dan modulus elastisitas) berdirinya lereng Uji geser triaksial Perlemahan tanah & keruntuhan Sejarah tegangan (tegangan vertikal efektif (standup time) Uji kelulusan air progresif masa lalu dan sekarang) Pisometer Uji potensi Tekanan air pori Parameter koefisien kelulusan air Uji CPT pengembangan/penyusutan Parameter friksi antara bidang pemisah Uji SPT (tanah an tanah (interface friction) berbutir kasar) Uji kompresi uniaksial dan Berat volume Uji dilatometer modulus elastisitas Pemetaan geologi untuk mengetahui Uji geser baling batuan utuh. orientasi dan karakteristik diskontinuitas Uji kelulusan air Uji tahan lekang batuan batuan Inti batuan (RQD) Uji beban titik (point load) Uji geser langsung batuan Uji geofisik 62 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

76 Permasalahan geoteknik Analisis untuk desain Informasi yang dibutuhkan untuk analisis Uji lapangan* Uji laboratorium* (Vol. II) Dinding isi (Fill walls), perkuatan tanah (reinforced soil) Stabilitas internal Stabilitas eksternal Penurunan Deformasi horisontal Daya dukung Kompatibilitas sifat kimiawi tanah terhadap beton Tekanan air pori di belakang dinding Evaluasi ketersediaan material urugan (kuantitas dan kualitas bahan) Profil bawah permukaan (tanah, air tanah dan batuan) Koefisien tekanan tanah horisontal Kuat geser bidang pemisah dinding dengan tanah Parameter kompresibilitas (termasuk konsolidasi, sifat pengembangan dan penyusutan dan modulus elastisitas) Kompisisi kimiawi tanah dan fondasi Parameter kecepatan penurunan tanah Pemetaan geologi untuk mengetahui orientasi dan karakteristik diskontinuitas batuan Pemboran dan pengambilan contoh Uji SPT (tanah berbutir kasar) Uji CPT Uji dilatometer Uji geser baling Uji kelulusan air Uji pembebanan (testfill) Pengukuran tinggi muka air Uji kepadatan Uji kadar air Uji berat volume Uji pembagian butir Uji Atterberg Uji kadar organik Uji konsolidasi 1-D Uji geser langsung Uji geser triaksial Uji kelulusan air Uji kompaksi Uji karakteristik geosintetik Uji potensi lapangan (nuclear pengembangan tanah / density) penusutan tanah Uji pullout (MSEW / Uji kompresi uniaksial dan RSS) modulus elastisitas Inti batuan (RQD) batuan utuh. Uji geofisik Uji tahan lekang batuan * Pengujian disesuaikan dengan kebutuhan dan perlapisan tanah PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 63

77 4.3 Investigasi Geoteknik Untuk Proyek Rehabilitasi Investigasi Geoteknik Pendahuluan Investigasi geoteknik pendahuluan perlu dilakukan pada proyek rehabilitasi dan perbaikan bangunan air, seperti rehabilitasi bendungan atau timbunan yang longsor, bangunan air yang mengalami penurunan, bocoran pada pipa pengeluaran (culvert) bendungan, perbaikan stabilitas lereng, dll. Lingkup investigasi tergantung jenis bangunan dan tingkat kerusakannya. Gambar 4.2. Proyek rehabilitasi: a) Pemboran untuk perbaikan pipa pengeluaran pada bendungan Cacaban; b) lubang benam (sink hole);dan c) stabilisasi lereng Investigasi Geoteknik Rinci Investigasi geoteknik secara terperinci yang perlu dilakukan untuk proyek rehabilitasi bergantung pada faktor-faktor seperti berikut: a) Kondisi fasilitas/ bangunan yang akan direhabilitasi; b) Jenis dan tingkat kerusakan, misalnya kerusakan bendungan atau jalan inspeksi, penurunan struktur, longsoran, drainase dan aliran air, seberapa tinggi tingkat kerusakan yang terjadi serta kemungkinan kegagalan yang 64 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

78 akan datang; c) Apakah bangunan akan diperbaiki seperti keadaan aslinya dan sesuai dengan gambar konstruksi, atau akan diperbaharui misalnya penambahan lereng pada tanggul jalan atau timbunan; d) Jika bangunan akan diperbaharui, adakah perubahan pada geometri, lokasi, pembebanan dan struktur yang direncanakan (misalnya tanggul, gorong-gorong); dll. Informasi tersebut di atas sangat diperlukan untuk membantu perencanaan suatu program investigasi geoteknik yang memadai. 4.4 Pengumpulan Data Pengumpulan dan pengkajian data yang tersedia mutlak diperlukan dalam perencanaan investigasi geoteknik. Hasil pengkajian data dan informasi ini akan sangat membantu pekerjaan lapangan, penentuan lokasi dan kedalaman pemboran, dan mengetahui informasi sejarah dan geologi yang sangat penting yang kemungkinan perlu disajikan dalam laporan geoteknik. Sumber-sumber data dan informasi geologi, historis dan topografi yang penting antara lain adalah: a) Investigasi geoteknik masa lampau (data historis) pada atau dekat lokasi proyek; b) Permasalahan konstruksi masa lampau dan catatan metode konstruksi di lapangan (misalnya panjang tiang dan kemungkinan pemancangan, longsoran batuan, rembesan berlebihan, penurunan tidak terduga, dan informasi lain); informasi yang sangat penting ini harus diselidiki, didokumentasi, dan dievaluasi oleh tenaga ahli; c) Peta, laporan dan publikasi dari direktorat geologi ; d) Peta zona daerah rawan banjir dari institusi yang terkait; e) Perpustakaan universitas setempat dan perpustakaan pusat dari institusi terkait; f) Data geologi, data gempa, peta bahaya gempa, peta patahan, dan informasi dari instansi atau institusi yang terkait (bmg, direktorat geologi, puslitbang sumber daya air); g) Foto udara (usgs, scs, earth resource observation system); PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 65

79 h) Pemetaan jarak jauh (landsat, skylab, nasa); i) Peta lapangan yang memperlihatkan lokasi-lokasi parit, saluran air, gorong-gorong, prasarana, dan jaringan pipa; j) Peta aliran air, sungai dan badan air lainnya yang melintasi tanggul, jembatan, goronggorong dan lain-lain, termasuk data bathimetrik. 4.5 Peninjauan Lapangan Peninjauan lapangan ke lokasi rencana proyek diperlukan untuk memperluas informasi mengenai topografi, geologi, geoteknik, dan kondisi jalan masuk. Data dan informasi ini akan sangat membantu dalam penyusunan program dan rencana investigasi geoteknik, termasuk penyusunan spesifikasi dan rencana anggaran biaya. Data dan informasi yang diperoleh, antara lain mengenai: a) Pengolahan tanah dan vegetasi yang ada sekarang b) Tanah-tanah yang strukturnya sulit (problematic soil) seperti tanah dengan kembang susut besar, tanah yang mudah longsor, tanah berplastisitas tinggi, gambut, dll. c) Tanda-tanda terjadinya erosi, longsoran, lereng yang curam, penurunan permukaan, singkapan, adanya batu-batu bongkah dipermukaan, bahan timbunan, agregat beton. d) Keberadaan patok BM dan titik referensi lainnya untuk e) Kondisi lapangan secara umum, keamanan, gudang tempat penyimpanan peralatan f) Kondisi jalan masuk untuk transportasi peralatan lapangan g) Pengaturan lalu lintas selama pekerjaan investigasi lapangan, lokasi prasarana apakah berada di atas dan di bawah permukaan, jenis dan kondisi fasilitas yang tersedia (jalan, jembatan dan lain-lain), penggunaan lahan yang berdekatan (bangunan sekolah, tempat ibadah, fasilitas penelitian dan lain-lain), pembatasan jam kerja, batasan hak melintas lebih dulu, dan persoalan lingkungan. Sebelum kelapangan ahli geoteknik perlu diberi informasi mengenai rencana desain dan konstruksi. 66 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

80 4.6 Komunikasi dengan Perencana/ Pemberi Tugas Selama pelaksanaan investigasi geoteknik, perlu dilakukan diskusi bersama secara berkala antara tenaga ahli geoteknik dengan pengawas lapangan. Hal ini akan membantu memberikan informasi kepada pihak pemberi tugas atau perencana mengenai kondisi yang tidak biasa atau kesulitan dan perubahan yang ditemukan di lapangan dalam pelaksanaan investigasi. Frekuensi komunikasi bergantung pada keadaan lokasi proyek dan permasalahan yang dihadapi. Formulir informasi investigasi geoteknik lapangan yang dapat digunakan untuk memperjelas komunikasi persyaratan umum program investigasi kepada semua personil, diperlihatkan dalam Gambar 4.3 di bawah. Informasi investigasi geoteknik Proyek No. Nama : Lokasi : Jumlah tenaga proyek yang digunakan: Tel pon: Prasarana yang digunakan: Referensi No.: Surat izin masuk : Hal lain (hal khusus): Telpon rumah: Waktu perkiraan: Informasi contoh uji tanah dan pemboran No. bor Kedalaman Urutan pemboran Pengambilan contoh Keterangan (pisometer, muka Syarat keamanan dan keselamatan: Rencana khusus: air, dll) Jenis contoh, frekuensi: Pembuangan gal ian/air pembilas: Penutupan pemboran: Penggalian: Injeksi: Keterangan: Gambar 4.3. Contoh Formulir Pekerjaan Lapangan yang Harus dilakukan dalam Investigasi Geoteknik 4.7 Investigasi Lapangan Tanggung Jawab Tenaga Ahli Geoteknik Program investigasi geoteknik lapangan direncanakan oleh tenaga ahli geoteknik berdasarkan hasil pengumpulan dan pengkajian data yang tersedia. Metode investigasi lapangan, persyaratan pengambilan contoh, serta jenis dan frekuensi uji lapangan yang akan dilakukan ditentukan berdasarkan: data dan informasi geoteknik yang tersedia, persyaratan desain proyek, ketersediaan peralatan, dan kondisi lapangan (insitu). PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 67

81 Program investigasi geoteknik biasanya perlu dimodifikasi setelah dilakukan investigasi pendahuluan, sehubungan dengan hal-hal berikut ini: a) Adanya kendala transportasi/jalan masuk ke lokasi pekerjaan. b) Adanya perubahan kondisi geoteknik dari yang diperkirakan sebelumnya. Untuk keperluan modifikasi program investigasi, tenaga ahli geoteknik atau geologi harus segera melaporkan kepada proyek mengenai kendala dan perubahan yang terjadi dilapangan dan menyampaikan usulan modofikasi yang akan dilakukan. Tenaga ahli geoteknik, bertanggung jawab atas pemeriksaan (verifikasi) pekerjaan yang berkaitan dengan pelaksanaan program, kemajuan pekerjaan, komunikasi dengan tenaga ahli geoteknik dari pihak pemberi tugas mengenai kondisi geoteknik yang tidak biasa atau yang mengalami perubahan. Petunjuk umum yang harus diikuti ahli geoteknik di lapangan meliputi hal-hal sebagai berikut. a) Memahami lingkup proyek, spesifikasi teknik dan perihal pembayaran (disarankan ada dokumentasi satu kopi dari hasil rencana lokasi pemboran dan spesifikasi di lapangan). b) Memahami kondisi lapangan jalan masuk dan setiap pembatasan. c) Mengkaji informasi geologi dan geoteknik yang tersedia. d) Mengkaji data lapangan yang diperoleh berkaitan dengan tujuan investigasi secara kontinyu. e) Mengatur hubungan harian dengan tenaga ahli geoteknik proyek; dan memberikan uraian ringkas berkaitan dengan kemajuan pekerjaan, kondisi, permasalahan dan lain-lain. f) Mengisi formulir tipikal secara teratur, yang terdiri atas: 1) Memo lapangan harian; 2) Lubang bor, sumuran uji, instalasi sumur dan lain-lain; 3) Laporan pengeluaran subkontrak-formulir isian harian, penandatangan dengan petugas pemboran. 68 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

82 g) Mengamati dengan seksama pekerjaan pemboran pada setiap waktu, dan memperhatikan dengan cermat hal-hal berikut: 1) Kedalaman rata-rata (pengukuran panjang batang dan contoh); 2) Prosedur pengambilan contoh dan pemboran; 3) Adanya ketidakseragaman, kehilangan air, batang jatuh, dan lain-lain; 4) Penghitungan pukulan spt dan pukulan pada pipa lindung (casing); 5) Penguku ran kedalaman air tanah dan pencatatan derajat kadar air contoh. h) Membimbing petugas pemboran untuk mengikuti spesifikasi. i) Mengklasifikasi contoh-contoh tanah dan batuan, meletakkan contoh dalam tabung contoh dan memberi label, memastikan inti batuan telah disimpan dengan baik, membuat foto, dan perlindungan contoh. j) Memverifikasi bahwa contoh tidak terganggu telah diambil, ditangani, dilindungi (sealed), diberi label dan diangkut dengan baik. k) Tidak membuka rahasia informasi kepada siapa pun, kecuali kepada tenaga ahli geoteknik atau pemberi tugas. l) Jika dirasakan ada keraguan atau timbul permasalahan, sebaiknya pekerjaan dihentikan dan didiskusikan dengan tenaga ahli geoteknik dari pihak pemberi tugas Jenis Investigasi Secara garis besar kegiatan investigasi dibagi menjadi dua, yaitu investigasi lapangan dan uji laboratorium yang keduanya dilakukan untuk mendapatkan informasi geoteknik untuk fondasi, bahan timbunan, bahan beton dan batu. Jenis investigasi geoteknik yang dilakukan dilapangan, antara lain sebagai berikut: a) Interpretasi penginderaan jarak jauh (remote sensing) atau interpretasi foto udara. b) Pemetaan geologi teknik c) Pendugaan geofisik; d) Pemboran inti dan pemboran tangan e) Pembuatan lubang uji (sumuran uji, paritan uji, terowong uji) f) Pengambilan contoh tak terganggu; g) Pengambilan contoh terganggu, bahan beton dan batu PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 69

83 h) Pengujian lapangan. Selanjutnya contoh yang diperoleh dari lapangan diuji dilaboratorium untuk meperoleh data mengenai sifat fisik dan sifat teknik tanah dan batuan fondasi, bahan timbunan, bahan beton dan batu Penyebaran dan Kedalaman Pemboran Untuk mendukung perencanaan bendungan dan bangunan air pada umumnya, diperlukan data sifat-sifat tanah dari permukaan sampai kedalaman tertentu, yang dapat diperoleh melalui pemboran, pembuatan sumuran dan paritan uji. Investigasi dengan pembuatan sumuran dan paritan uji, umumnya dapat dilakukan sampai kedalaman 5 m atau 1 m dibawah muka air tanah. Untuk investigasi yang lebih dalam dari 5 m, diperlukan pemboran. Jumlah, jarak, lokasi, dan kedalaman pemboran bergantung pada beberapa faktor sbb: a) tipe dan keadaan kritis bangunan, b) formasi tanah dan batuan, c) perubahan stratifikasi yang diketahui, d) beban-beban fondasi. Pada tahap investigasi geoteknik rinci; di sepanjang rencana as bendungan sekurang-kurangnya diperlukan 7 titik investigasi (pemboran), yakni: tiga titik bor di sungai masing-masing 3 titik bor di bantaran dan tumpuan kiri dan kanan dua titik bor di bagian hulu dan hilir sungai. Penempatan titik-titik pemboran di calon lokasi bendungan hendaknya mampu memberikan gambaran profil geologi pondasi melintang dan memanjang sungai (sekurang-kurangnya diperlukan 5 titik bor, 3 titik ditempatkan pada poros bendung masing-masing pada tebing kiri, palung sungai, tebing kanan; dan 2 titik untuk di palung sungai sebelah hulu dan hilir poros bendung). Petunjuk praktis penentuan jumlah minimum titik investigasi dan kedalaman minimum investigasi untuk bangunan air pada umumnya, diberikan dalam 70 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

84 Tabel 4.3. Kadang-kadang, pemboran perlu diperdalam untuk mendapatkan hal-hal sebagai berikut. a) Menentukan/ memastikan kondisi geologi lapangan. b) Menentukan kedalaman dan karakteristik teknik lapisan tanah dasar. c) Memastikan apakah informasi sudah cukup untuk menunjang persyaratan struktur tanah yang belum ditentukan pada waktu pemboran. d) Jika pemboran dilakukan pada batuan dan mempengaruhi kinerja fondasi, disarankan panjang minimum batuan 1,5 m untuk memverifikasi bahwa pemboran telah mencapai batuan dasar dan tidak terhalang bongkahan. e) Jika bangunan dibangun di atas batuan, kedalaman pemboran hendaknya menembus batuan dasar lebih besar dari 3 m, pemboran perlu diperdalam jika menggunakan tiang pancang atau tiang bor (untuk bendungan > 5 m). f) Menentukan pemilihan kedalaman bor pada lokasi persilangan sungai dan saluran dengan mempertimbangkan potensi kedalaman gerusan dasar sungai. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 71

85 Tabel 4.3. Petunjuk Praktis Penentuan Jumlah Minimum Titik dan Kedalaman Minimum Investigasi Geoteknik Untuk Bangunan Air Aplikasi untuk tipe Jumlah minimum titik investigasi dan lokasi Kedalaman minimum investigasi bangunan I. Tahap desain pendahuluan: - As-as bendungan: pemboran minimal sama dengan Bendungan urugan dan bendungan beton - As bendungan min 5 titik bor inti: 1 titik di tengah sungai, 2 titik tepi kiri dan kanan sungai,. - As spillway, minimal 2 titik bor - intake, minimal 1 titik bor - terowongan/konduit pengelak, minimal 3 titik bor tinggi - Bendungan atau telah mencapai lapisan yang kompeten - bangunan pelengkap, kedalaman 4 m di bawah rencana galian - Kuari, min 3 titik pemboran inti untuk menentukan kualitas dan kuantitas - terowongan pengelak, kedalaman 4 m di bawah material batu - Borrow area, min: 5 titik sumur uji dan dibantu 5 titik pemboran tangan, untuk mengetahui kuantitaas dan kualitas material tanah. II. Tahap desain rinci: dasar rencana terowongan - kuari: kedalaman bor minimal 20 m - borrow area, minimal kedalaman test pit 4 m dan pemboran tangan 8 m. - Jumlah titik bor pada bendungan utama dan pelana, ditambah sesuai dengan kondisi geologi yang ditemui saat tahap desain pendahuluan. - Idem untuk bagunan pelengkap - Untuk terowongan perlu tambahan investigasi yang cukup, tergantung dari panjang terowongan dan kondisi geologi, bila perlu lakukan uji insitu. - Idem untuk kuari dan borrow area untuk memastikan kecukupan material yang tersedia di lapangan 72 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

86 Aplikasi untuk tipe bangunan Pemotongan lereng (cut slope) Jumlah minimum titik investigasi dan lokasi Pada as pemotongan lereng, diperlukan minimum 1 titik investigasi pada setiap jarak 60 m (kondisi tidak homogen) atau 120 m (kondisi homogen). Pada lokasi-lokasi kritis (misalnya pada daerah pemotongan terdalam, pada daerah ketebalan tanah lunak maksimum), diperlukan tambahan minimum 3 titik investigasi dalam arah melintang pemotongan lereng, untuk mengetahui kondisi perlapisan tanah yang akan digunakan untuk analisis stabilitas lereng. Kedalaman minimum investigasi Investigasi harus dilakukan sedalam minimum 1,5-2 kali kedalaman galian, kecuali telah ditemukan lapisan keras. Jika masih ditemukan perlapisan tanah lunak di bawah 1,5-2 kali dalam galian, investigasi dilanjutkan sampai cukup dalam menembus perlapisan tanah lunak dan menemukan perlapisan tanah kuat (misalnya tanah lempung kaku sampai keras, tanah berbutir kasar yang padat atau batuan dasar). PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 73

87 Aplikasi untuk tipe bangunan Fondasi dangkal Jumlah minimum titik investigasi dan lokasi Untuk bangunan di bawah permukaan (misalnya ebatmen atau pier) dengan lebar kurang atau sama dengan 30,00 m, diperlukan minimum satu titik investigasi untuk setiap bangunan. Untuk bangunan di bawah permukaan dengan lebar lebih dari 30,00 m, diperlukan minimum 2 titik investigasi. Tambahan titik investigasi, diperlukan bila ditemukan perlapisan tanah dengan kondisi luar biasa. Kedalaman minimum investigasi Kedalaman investigasi yang harus dilaksanakan: Cukup dalam, sehingga melewati perlapisan tanah yang tidak stabil (misalnya gambut, lanau organik, tanah lempung lunak) dan menembus perlapisan tanah dengan daya dukung yang memadai. Paling sedikit harus mencapai kedalaman tanah dengan peningkatan tegangan akibat beban struktur yang diperkirakan mencapai 10% dari tegangan vertikal efektif (overburden) yang ada. Jika ditemukan perlapisan batuan dasar sebelum mencapai kedalaman yang ditentukan pada penjelasan sebelumnya, investigasi dihentikan setelah menembus 3,00 m kedalaman perlapisan batuan dasar. Namun, investigasi mekanika batuan terhadap material isian yang ditemukan pada bidang diskontinuitas harus diperbanyak untuk mengetahui sifat kompresibilitasnya. 74 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

88 Aplikasi untuk tipe bangunan Fondasi dalam Jumlah minimum titik investigasi dan lokasi Untuk bangunan di bawah permukaan (misalnya ebatmen atau pier/tiang) dengan lebar kurang atau sama dengan 30,00 m, diperlukan minimum satu titik investigasi untuk setiap bangunan. Untuk bangunan di bawah permukaan dengan lebar lebih dari 30,00 m, diperlukan minimum 2 titik investigasi. Tambahan titik investigasi, diperlukan jika ditemukan perlapisan tanah dengan kondisi luar biasa. Kedalaman minimum investigasi Pada perlapisan tanah, kedalaman investigasi harus mencapai 6,00 m di bawah ujung tiang pancang / tiang bor yang diperkirakan atau minimum dua kali dimensi maksimum dari grup tiang. Dipilih yang terdalam. Semua titik pemboran harus melewati perlapisan tanah yang tidak menguntungkan, seperti urugan yang tidak dipadatkan, gambut, material dengan kadar organik tinggi, tanah lempung lunak, tanah berbutir kasar yang lepas dan menembus sebagian dari perlapisan tanah yang keras atau padat. Untuk tiang yang ujungnya terletak di atas batuan dasar, investigasi harus menembus minimum 3,00 m pada setiap titik investigasi, untuk memperoleh inti batuan yang dapat digunakan sebagai verifikasi tidak terletak di atas bongkah (boulders). Untuk tiang bor yang terletak di atas batuan dasar atau menembus sebagian ke dalam batuan dasar, investigasi harus menembus minimum 3,00 m di bawah perlapisan batuan untuk tiang yang terisolasi (isolated) atau dua kali dimensi maksimum dari grup tiang bor; dipilih yang terdalam untuk mengetahui karakteristik perlapisan batuan. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 75

89 4.7.4 Lokasi dan Elevasi Pemboran Pada umumnya lokasi dan elevasi pemboran ditentukan oleh tenaga ahli survei. Jika tenaga ahli survei tidak ada, pengawas lapangan bertanggung jawab dalam penentuan lokasi pemboran dan elevasi muka tanah sesuai dengan kebutuhan proyek. Lokasi bor biasanya ditandai dengan patok beton yang dapat dilihat dalam jarak 1,0 m, misalnya dengan sistem GPS (Portable global positioning system) untuk membantu dokumentasi lokasi. Dalam penentuan elevasi pemboran perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: a) Jika dilakukan survei topografi, elevasi bor dapat ditentukan dengan interpolasi antar kontur. Metode ini umumnya dapat diterima, tetapi pengawas lapangan harus mengetahui bahwa pengukuran elevasi peka terhadap posisi horisontal pemboran. Oleh karena itu jika interval kontur berubah dengan cepat, elevasi bor harus ditentukan secara optik. b) Penggunaan patok referensi (BM) harus ditunjukkan pada rencana lapangan dan survei topografi. Jika tidak, perlu digunakan patok sementara (TBM) yang diletakkan pada struktur tanah stabil (aman dari gangguan yang menyebabkan patok bergeser). c) Patok sementara (TBM) harus tetap dapat berfungsi selama operasi konstruksi selanjutnya. Letak patok referensi (BM) dan atau patok sementara (TBM) yang digunakan pada rencana lapangan harus diperlihatkan oleh pengawas lapangan. d) Penyipat datar atau alat perata dapat digunakan untuk membantu menentukan elevasi. Survei dengan cara penyipat datar harus dilakukan dengan teliti. Elevasi harus diperlihatkan dengan patok didekat lubang bor yang berjarak paling dekat 1/10 m, kecuali jika diarahkan lain oleh perencana. Biasanya datum elevasi (tetap) harus diidentifikasi dan dicatat Perlengkapan Lapangan Perlengkapan lapangan yang umum diperlukan untuk investigasi geoteknik di lapangan, dapat dilihat pada tabal di bawah. 76 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

90 Peralatan Tabel 4.4. Daftar Perlengkapan Lapangan Keterangan Formulir kerja Rencana lapangan, spesifikasi teknik, lembaran instruksi lapangan, formulir memorandum lapangan harian, formulir isian deskripsi lubang bor, formulir untuk uji khusus (geser baling, kelulusan air, dan lain-lain), label isian contoh atau tape,kopi surat izin yang diperlukan, buku lapangan (anti basah), rencana keselamatan dan keamanan, panduan lapangan, formulir Alat pengambil contoh Alat pengeluaran pengambilan sub kontraktor. contoh, tabung kosong dan lain-lain, pisau pemotong contoh, alat ukur (sampai bagian 1 cm), dan 25 m tape/pita dengan pelampung dasar yang rata pada ujungnya, agar dapat digunakan untuk pengukuran muka air, alat penyipat datar, kain lap, tempat contoh dan boks inti, boks contoh untuk Pengapalan (jika perlu), keranjang Alat pengaman/personel Topi keras/ baja, sepatu pengaman, kaca mata pengaman (jika bekerja Alat lain Papan jepit (clipboard), potlot, penghapus, alat cap (felt markers), alat skala dan penggaris, jam, kalkulator, kamera, kompas, botol cuci dan atau tabung uji, penetrometer saku dan atau torvane, alat komunikasi Perencanaan dan Spesifikasi Setiap program investigasi geoteknik perlu dilengkapi dengan rencana lokasi dan spesifikasi atau persyaratan teknis. Rencana lokasi proyek paling tidak meliputi: a) Peta lokasi proyek; b) Bentuk umum permukaan, seperti jalan lalu lintas, sungai, bangunan, dan tanaman yang ada; c) Arah panah utara dan titik koordinat yang dipilih; d) Kontur muka tanah pada interval elevasi yang memadai; e) Lokasi rencana bangunan dan alinyemen rencana jalan lalu lintas termasuk jalur landai; f) Lokasi rencana pemboran, uji lapangan dan lain-lain; g) Tabel yang menyajikan rencana kedalaman setiap pemboran dan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 77

91 pendugaan. Persyaratan teknis, antara lain mencakup: a) Jenis-jenis investigasi yang akan dilakukan b) Metode investigasi c) Peralatan dan prosedur yang digunakan untuk pemboran dan pengambilan contoh; d) Pelaksanaan pengujian lapangan; e) Penentuan metode pengukuran; f) Ketentuan pembayaran untuk semua jenis pekerjaan. 4.8 Latihan 1. Sebutkan tahap investigasi geoteknik yang dilakukan pada pembangunan suatu bendungan! 2. Sebutkan banyak titik bor inti yang minimal pada tahap studi kelayakan dan tahap desain rinci! 3. Apakah investigasi cukup dilakukan di rencana bendungan saja? Jelaskan dengan singkat! 4.9 Rangkuman Investigasi geoteknik pada calon lokasi bangunan utama (bendungan) ditujukan untuk mengetahui lapisan fondasi dan memperoleh data mengenai: kualitas material, ketersediaan material, kondisi lokasi sumber material, metode penggaliannya, dan lain-lain. Untuk memperoleh informasi mengenai material fondasi dan material bangunan, investigasi yang dilakukan mencakup: investigasi geologi teknik permukaan dan investigasi geoteknik bawah permukaan. Investigasi geoteknik pendahuluan (tahap pemilihan) dimaksudkan untuk mengumpulkan data geoteknik guna menentukan pilihan lokasi, tipe dan ukuran bangunan utama. Sedangkan Investigasi geoteknik tahap desain awal dilakukan untuk memperoleh data-data geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain awal. Investigasi geoteknik tahap desain rinci dilakukan untuk melengkapi data-data geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan 78 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

92 desain rinci dan perkiraan biaya rinci konstruksi, serta untuk mendapatkan informasi geoteknik lapangan secara khusus pada lokasi-lokasi tertentu guna mengurangi risiko kondisi tanah/batuan yang tidak terduga selama konstruksi. Lokasi dan jumlah kedalaman pemboran, ditetapkan dengan mempertimbangkan titik-titik pemboran yang telah dilakukan pada tahap sebelumnya. Pengumpulan dan pengkajian data yang tersedia mutlak diperlukan dalam penyusunan program dan perencanaan investigasi geoteknik. Hasil pengkajian data dan informasi ini akan sangat membantu pekerjaan lapangan, penentuan lokasi dan kedalaman pemboran, dan mengetahui informasi sejarah dan geologi yang sangat penting yang kemungkinan perlu disajikan dalam laporan geoteknik. Sumber-sumber data dan informasi geologi, historis dan topografi yang penting antara lain adalah: investigasi geoteknik masa lampau, peta, laporan dan publikasi dari Direktorat Geologi, peta zona daerah rawan banjir dari institusi yang terkait, data geologi, data gempa, peta bahaya gempa, peta patahan, foto udara (USGS, SCS, Earth Resource Observation System), pemetaan jarak jauh (LANDSAT, Skylab, NASA), dll. Untuk mendukung perencanaan, diperlukan data sifat-sifat tanah dari permukaan sampai kedalaman tertentu, yang dapat diperoleh melalui pemboran, pembuatan sumuran dan paritan uji. Investigasi dengan pembuatan sumuran dan paritan uji, umumnya dapat dilakukan sampai kedalaman 5 m atau 1 m dibawah muka air tanah. Untuk investigasi yang lebih dalam dari 5 m, diperlukan pemboran. Jumlah, jarak, lokasi, dan kedalaman pemboran bergantung pada beberapa faktor tipe dan keadaan kritis bangunan, formasi tanah dan batuan, perubahan stratifikasi yang diketahui, dan beban-beban fondasi. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 79

93 4.10 Evaluasi 1. Pilih jawaban di bawah yang menurut anda benar (lebih dari satu).. a. Investigasi geoteknik dilakukan hanya untuk mengetahui perlapisan fondasi rencana bendungan. b. Investigasi geoteknik dilakukan sesuai dengan tahapan pembangunan bendungan. c. Pengeboran adalah satu-satunya alat untuk mengetahui perlapisan tanah/ batuan. d. Program investigasi harus dibuat untuk memperoleh hasil investigasi geoteknik yang maksimal. e. Pengumpulan data dan informasi serta kajian terhadap laporan investigasi di sekitar lokasi juga akan membantu dalam penyusunan program investigasi. 2. Pilih jawaban di bawah ini yang paling benar menurut anda.. a. Pada tahap studi awal sudah dilakukan pengeboran yang minimal. b. Pengeboran bukannya satu-satunya cara yang dilakukan untuk mengetahui perlapisan tanah/batuan. c. Investigasi geoteknik biasanya dilakukan di bawah permukaan saja. d. Pada tahap desain rinci sebaiknya melakukan pengujian-pengujian di lapangan (in situ test) untuk memperoleh parameter yang lebih dapat dipercaya hasilnya. e. Investigasi geoteknik pendahuluan dilakukan untuk mengumpulkan data geoteknik guna menentukan pilihan lokasi, tipe dan ukuran bangunan utama. 3. Pilih jawaban di bawah yang benar (lebih satu).. a. Investigasi geoteknik rinci dilakukan untuk: melengkapi data-data geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain rinci dan perkiraan biaya rinci konstruksi. b. Bila pada tahap studi awal data penyelidikan telah lengkap, investigasi yang rinci tidak diperlukan lagi. c. Banyak dan kedalaman pengeboran dapat mempengaruhi hasil investigasi. 80 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

94 d. Untuk mengetahui kuantitas dan kualitas material timbunan tanah di sumbernya (borrow area) perlu dilakukan pengeboran menggunakan mesin bor. e. Material-material tanah/ batu dapat diambil dibagian rencana waduk untuk memudahkan pengangkutan dan jarak yang dekat dari lokasi pekerjaan. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 81

95 82 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

96 BAB V INVESTIGASI GEOTEKNIK Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan persyaratan teknis investigasi geoteknik. 5.1 Investigasi Lapangan Pada umumnya ada lima jenis metode investigasi geoteknik lapangan yang sebaiknya dilakukan sebagai berikut, disamping pemetaan geologi teknik (lihat SNI , Tata cara pemetaan geologi teknik lapangan) a) Interpretasi penginderaan jarak jauh (remote sensing), dan foto udara; b) Investigasi geofisik; c) Pengambilan contoh terganggu; d) Pengambilan contoh tidak terganggu; e) Pengujian lapangan Interptetasi Penginderaan Jarak Jauh (Remote Sensing) dan Foto Udara Data hasil penginderaan jarak jauh dapat digunakan secara efektif untuk mengidentifikasi kondisi permukaan tanah secara regional, formasi geologi, lereng gunung yang curam dan permukaan refleksi patahan, dasar sungai terbenam, kondisi jalan masuk lokasi, dan formasi umum tanah dan batuan. Data penginderaan jarak jauh dari satelit (peta/gambar LANDSAT dari NASA), foto udara dari USGS, dan pemetaan udara dengan menggunakan foto udara yang tersedia, dapat membantu tenaga ahli geoteknik dalam melakukan interpretasi. Pengambilan contoh, investigasi dan teknik pengujian maupun batasan dan kemampuannya, mutlak dipahami oleh tenaga ahli geoteknik sebelum menerapkannya pada proyek. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 83

97 a) Investigasi Geofisik Pengujian geofisik yang biasa digunakan adalah resistivitas permukaan (SR = Surface reisitivity), penetrasi tanah dengan radar (GPR = ground penetrating radar), dan konduktivitas elektromagnit (EM). Investigasi ini akan sangat membantu untuk hal-hal sebagai berikut. 1) menentukan stratigrafi tanah, 2) mendeteksi perubahan cepat dalam satuan tanah dasar, dan lokasi lubang kavitasi bawah tanah dalam formasi karst, 3) mengidentifikasi prasarana bawah tanah dan atau gangguan. Gelombang mekanik terdiri atas gelombang tekan (P-wave) dan gelombang geser (S-wave), yang dapat diukur dengan metode-metode refraksi gempa, crosshole, dan uji gempa downhole serta memberikan informasi sifat elastik dinamik tanah dan batuan untuk berbagai keperluan. Pada khususnya, kecepatan gelombang geser diperlukan baik untuk studi amplifikasi gempa lapangan akibat getaran tanah maupun untuk evaluasi likuifaksi tanah. Pengambilan contoh terganggu Pengambilan contoh terganggu pada umumnya diperlukan untuk mengetahui jenis tanah, gradasi, klasifikasi, konsistensi, kepadatan, adanya pencemaran, stratifikasi dan lain-lain. Metode pengambilan contoh berbeda-beda mulai dari cara manual, dengan alat keruk menggunakan truck mounted auger dan cara bor putar. Contoh terambil perlu dimodifikasi sesuai dengan keadaan alami tanah sebelum pengujian dilakukan. b) Pengambilan contoh tidak terganggu Pengambilan contoh tidak terganggu dapat digunakan untuk menentukan kekuatan tanah in-situ, kompresibilitas (penurunan), kadar air asli, berat volume, sifat kelulusan air, diskontinuitas, patahan dan retakan formasi tanah dasar. 84 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

98 Tingkat gangguan contoh tanah tidak terganggu bergantung pada: 1) Jenis material tanah dasar, 2) Jenis dan kondisi alat yang digunakan, 3) Pengetahuan petugas pengeboran, 4) Lokasi penampungan contoh yang digunakan, 5) Metode transportasi contoh yang digunakan. Selain itu, mutlak diperlukan cara perhitungan yang tepat untuk menghindari atau mengurangi tingkat gangguan yang dapat mempengaruhi desain. 5.2 Pengeboran Tanah Pengeboran dan pengambilan contoh tanah dapat dilakukan dengan berbagai peralatan yang berbeda. Metode yang digunakan untuk melanjutkan pengeboran harus sesuai dengan kondisi tanah dan air tanah, untuk memastikan bahwa kualitas contoh tanah yang diperoleh sudah memadai. Hal-hal yang harus diperhatikan pada waktu pengeboran khususnya keruntuhan tanah atau tanah lepas dari bor sebelum pengambilan contoh. Air pembilas biasanya diperlukan untuk menstabilkan dinding tepi dan dasar lubang bor dalam tanah lempung lunak atau tanah nonkohesif yang berada di bawah muka air tanah. Dasar lubang bor harus distabilisasi agar tidak mengalami penyembulan atau dinding tepi menyusut, tidak mengalami gangguan tanah sebelum pengambilan contoh atau tidak menyulitkan masuknya tabung sampai ke dasar lubang bor. Dalam investigasi geoteknik, umumnya pengeboran dilakukan dengan menggunakan alat bor auger tangga putar batang menerus (solid stem continuous flight), bor auger batang berlubang (hollow stem), atau bor putar. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 85

99 Gambar 5.1. Sistem bor auger tangga putar batang padat menerus: (a) Perlengkapan sistem bor auger, (b) matabor berbentuk jari (finger) dan ekor ikan (fish tail), (c) ukuran alat bor batang masif, (d) beberapa bentuk potongan bor auger dan sambungannya (FHWA NHI ) Pengeboran Auger Tangga Putar Batang Menerus (Solid Stem Flight Augers) Pada umumnya metode pengeboran ini hanya digunakan pada tanah kohesif kaku, sehingga dinding lubang bor tetap stabil di seluruh kedalaman bor. Gambar 5.1a menunjukkan perlengkapan sistem bor auger menerus yang digunakan dengan mesin bor putar. Ujung auger disambung dengan matabor (Gambar 5.1b) berbentuk jari (finger) atau ekor ikan (fish tail), yang berfungsi untuk memotong tanah. Sementara itu auger berbentuk tangga putar berfungsi sebagai sekrup pembawa, yang dapat membawa potongan tanah ke bagian atas lubang. Batang auger harus ditambah secara bertahap sampai mencapai kedalaman tanah yang diinginkan. Karena penggunaannya terbatas, maka alat ini umumnya tidak cocok untuk investigasi yang digabung dengan pengambilan contoh. Alat ini harus digunakan dengan hati-hati terhadap perlawanan penetrasi dan getaran bor, agar dapat memberikan data interpretasi kondisi geoteknik dengan baik. 86 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

100 Matabor berbentuk ekor ikan biasanya digunakan pada formasi lempung kaku (Gambar 5.1b), sedangkan matabor jari dari carbide biasanya digunakan pada formasi lempung keras atau batuan perselingan atau lapisan tersementasi. Berhubung matabor berbentuk jari biasanya meninggalkan runtuhan tanah pada dasar lubang bor, maka jarang digunakan. Bor batang masif tersedia dalam berbagai ukuran diameter luar yang berkisar antara 102 mm (4,0 in) dan 305 mm (12,0 in) (lihat Gambar 5.1c), dan yang umum adalah dengan diameter 102 mm. Pada waktu pemasangan sambungan bor batang pada alat bor utama, digunakan pasak (cotter pins) seperti diperlihatkan pada Gambar 5.1d. Biasanya bor batang menerus diputar masuk ke dalam tanah dengan suatu kecepatan dan bor ditarik kembali tanpa rotasi, untuk mengatur bor batang dengan putaran minimum. Metode pengeboran ini dapat membantu untuk mengidentifikasi perubahan formasi tanah secara visual. Potongan dan reaksi bor auger harus dipantau secara teratur untuk mengidentifikasi perubahan stratifikasi antarlokasi contoh. Gambar 5.2. Komponen Bor Auger Tangga Putar Batang Berlubang (Hollow) (ASTM D 4700) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 87

101 5.2.2 Pengeboran Auger Tangga Putar Batang Berlubang (Hollow) Menerus Pada umumnya alat ini hampir sama dengan bor auger tangga putar batang menerus, namun mempunyai lubang besar di tengah (lihat Gambar 5.2). Skema berbagai komponen sistem alat ini dapat dilihat pada Gambar 5.3 dan gambar alat pada Gambar 5.3b s.d. 5.3f. Tabel 5.1 di bawah menyajikan berbagai ukuran bor auger batang berlubang yang tersedia di pasaran. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut. a) Jika pekerjaan pengeboran dilanjutkan, batang tengah (center rod) dan matabor tengah sebagai penyumbat auger (plug) dimasukkan ke dalam lubang batang auger. Matabor tengah yang disambung dengan matabor luar berfungsi untuk mencegah masuknya potongan tanah ke dalam auger batang berlubang. b) Batang tengah yang terdiri atas batang-batang penghubung yang disambung dari dasar matabor ke drive cap dengan drive adaptor, digunakan untuk memastikan bahwa batang tengah dan matabor berputar bersama-sama dengan auger. c) Jika elevasi pengambilan contoh sudah tercapai, batang dan matabor tengah harus dicabut kembali. Kemudian tabung contoh dimasukkan melalui batang berlubang untuk pengambilan contoh. Jika hal ini dilakukan pada batuan, harus digunakan bor inti. 88 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

102 Gambar 5.3. Sistem bor auger tangga putar batang berlubang (hollow) menerus: (a) perbandingan dengan bor auger batang; (b) konfigurasi bor auger batang berlubang tipikal; (c) ukuran bor auger batang berlubang; (d) matabor bentuk tangga terpasang di tengah; (e) matabor luar; (f) matabor bagian luar dan tengah (FHWA NHI ) d) Metode alat ini biasanya digunakan pada tanah lempung atau tanah berbutir kasar yang berada di atas muka air tanah, yang kemungkinan dinding lubang bor tidak stabil. Auger berfungsi sebagai pipa lindung (casing) sementara, untuk mengambil contoh tanah tidak terganggu di bawah matabor. Potongan contoh dari metode bor ini diputar dengan gerakan ke atas dan digunakan untuk keperluan pengamatan visual. Pada kedalaman bor yang dalam, akan terlihat deskripsi yang berbeda antara hasil bor di atas dan di bawah permukaan lapisan dasar. Hal ini mutlak dipahami oleh supervisor untuk keperluan identifikasi kondisi lapisan tanah in situ. e) Tanah di bawah muka air tanah di dasar bor akan mengalami tekanan air hidrostatik, sehingga mengganggu tanah berbutir kasar atau lempung lunak. Hal tersebut akan menimbulkan sembulan tanah sumbatan bor, dan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 89

103 menghalangi tabung untuk mencapai dasar lubang bor. Jika terjadi sembulan atau gangguan, perlawanan penetrasi untuk menggerakkan tabung akan berkurang. Oleh karena itu, sebaiknya digunakan metode bor putar atau tetap dengan bor hollow yang dialiri air pembilas, untuk mengimbangi tinggi tekan walaupun sulit dilakukan. Tabel 5.1. Ukuran Umum Bor Batang Auger Berlubang (Hollow) Diameter dalam batang berlubang mm (in) Diameter luar auger tangga putar mm (in) Diameter matabor auger mm (in) 57 (2,25) 70 (2,75) 83 (3,25) 95 (3,75) 108 (4,25) 159 (6,25) 184 (7,25) 210 (8,25) 260 (10,25) 311 (12,25) 143 (5,625) 156 (6,125) 168 (6,625) 181 (7,125) 194 (7,625) 244 (9,625) 295 (11,250) 311 (12,250) 356 (14,000) 446 (17,500) 159 (6,25) 171 (6,75) 184 (7,25) 197 (7,75) 210 (8,25) 260 (10,25) 318 (12,00) 330 (13,00) 375 (14,75) 470 (18,50) Pengeboran Putar dengan Penyemprotan (Rotary Wash Borings) Metode pengeboran putar dengan penyemprotan (lihat Gambar 5.4 dan Gambar 5.4a) biasanya merupakan metode yang paling memadai untuk lapisan tanah yang berada di bawah muka air tanah. Tepi lubang bor didukung pipa lindung (casing) atau dibantu dengan air pembilas. Jika digunakan pipa lindung bor, pengeboran dapat dilanjutkan secara bertahap dengan cara sebagai berikut: a) Memukul pipa lindung masuk sampai kedalaman contoh yang diinginkan. b) Membersihkan lubang bor sampai ke dasar pipa lindung. c) Memasukkan alat pengambil contoh dan mengambil contoh dari bawah pipa lindung. Pemilihan pipa lindung biasanya berdasarkan diameter luar alat pengambil contoh atau alat bor inti yang dimasukkan melalui pipa lindung, faktor-faktor pengaruh lain seperti kekakuan bor dalam badan air atau tanah sangat lunak, atau ukuran batang pipa lindung. 90 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

104 Gambar 5.4. Skema Mesin Bor Putar dengan Penyemprotan (Hvorslev, 1948) Dalam penggunakan pipa lindung (lihat Gambar 5.4b) perlu diperhatikan halhal sebagai berikut. a) Pipa lindung bor putar tipikal dilengkapi dengan diameter dalam yang berkisar antara 60 mm (2,374 in) dan 130 mm (5,125 in). PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 91

105 Gambar 5.5. Sistem bor putar semprot: (a) konfigurasi bor tipikal; (b) pipa lindung dan sepatu pemancangan; (c) matabor intan, penahan (drag) dan roda (roller); (d) debit air pembilas; (e) saringan penangkap air pembilas potongan tanah; (f) kolam pengendapan (tangki sedimen) b) Jika pengeboran berada di bawah muka air tanah, penggunaan pipa lindung harus dilakukan dengan hati-hati untuk mengatur tinggi tekan air dalam pipa lindung yang berada di atas muka air tanah. Penambahan air ke dalam lubang juga harus dilakukan dengan hati-hati, karena batang bor kemungkinan dapat bergeser setelah dilakukan pembersihan lubang sebelum pengambilan contoh dilakukan. Kegagalan pada waktu penyesuaian tinggi tekan air, dapat menimbulkan hilangnya atau 92 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

106 terjadinya sembulan contoh tanah di bawah pipa lindung (Tabel 5.2 dan Tabel 5.3). c) Pipa lindung untuk lubang bor, yang menggunakan air pembilas untuk menstabilkan dinding lubang bor, harus tetap ada sampai bagian atas lubang. Hal ini dimaksudkan untuk melindungi runtuhan tanah karena kegiatan di permukaan dan menyediakan sirkulasi air pembilas. d) Air pembilas (air, bentonit, foam/busa, hasil bor sintetik lain) berfungsi selain untuk menstabilkan dinding lubang bor juga untuk memindahkan potongan bor dari alat bor. e) Pada tanah berbutir kasar dan tanah lempung lunak, campuran bentonit atau polimer tipikal digunakan untuk menambah berat air pembilas, agar dapat mengurangi reduksi tegangan tanah di dasar bor. f) Lubang bor yang diperdalam dengan menggunakan air pembilas, digunakan untuk mengatur tekanan positif yang terjadi pada seluruh kedalaman bor. Aspek-aspek yang perlu diperhatikan dalam penggunaan metode bor putar adalah : a) Matabor terdiri atas dua jenis (Gambar 5.5c), matabor penahan biasanya digunakan untuk lempung dan pasir lepas, sedangkan matabor roda untuk penetrasi tanah butiran kasar padat, zona tersementasi dan batuan lunak atau lapuk. b) Pemeriksaan potongan yang berada dalam air pembilas akan membantu untuk mengidentifikasi perubahan kondisi tanah antarlokasi contoh (Gambar 5.5d). c) Saringan yang disimpan dalam air pembilas yang mengalir digunakan untuk menyaring bahan layang (Gambar 9e dan Gambar 9f). Air pembilas kembali yang berkurang atau hilang dapat menunjukkan adanya pelipatan terbuka, retakan, kavitasi, lapisan kerikil, zona yang sangat lulus air, dan kondisi stratigrafi lainnya yang dapat menimbulkan hilangnya air dalam rongga secara tiba-tiba. Hal ini harus dicatat dalam penyusunan log bor. d) Sifat-sifat air pembilas dan kuantitas air pompa melalui bit/potongan dapat digunakan untuk mengetahui ukuran partikel, yang dapat dipindahkan dari lubang bor dengan sirkulasi air pembilas. Pada lapisan tanah yang mengandung kerikil, kerakal, atau partikel lebih besar, material kasar akan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 93

107 tertinggal di dasar bor. Oleh karena itu, kemungkinan diperlukan alat pengambil contoh yang berdiameter lebih besar (misal OD split-barrel ukuran 76 mm (3,0 in)) untuk mengambil contoh tanah dan batuan yang representatif. Tabel 5.2. Ukuran Umum Batang Bor Ukuran Diameter-luar batang mm (in) Diameter-dalam batang mm (in) Diameter-dalam kopeling mm (in) RW EW AW BW NW 27,8 (1,095) 34,9 (1,375) 44,4 (1,750) 54,0 (2,125) 66,7 (2,625) 18,3 (0,720) 22,2 (0,875) 31,0 (1,250) 44,5 (1,750) 57,2 (2,250) 10,3 (0,405) 12,7 (0,500) 15,9 (0,625) 19,0 (0,750) 34,9 (1,375) Catatan: Tipe batang bor W dan X adalah tipe batang bor yang paling umum digunakan dan memerlukan kopeling terpisah untuk menghubungkan batang secara seri. Tipe batang lainnya telah dikembangkan dengan menggunakan alat pengambil contoh pipa kawat (WL) dan aplikasi khusus lainnya. Tabel 5.3. Ukuran Umum Sambungan Pipa Lindung Pembilas Ukuran Diameter-luar pipa lindung mm (in) Diameter-dalam pipa lindung mm (in) RW EW AW BW NW 36,5 (1,437) 46,0 (1,811) 57,1 (2,250) 73,0 (2,875) 88,9 (3,500) 30,1 (1,185) 38,1 (1,500) 48,4 (1,906) 60,3 (2,375) 76,2 (3,000) Catatan : Sistem kopeling digabung dengan pipa lindung dan dibilas secara internal dan eksternal Pengeboran Auger Ember (Bucket Auger Borings) Bor auger ember biasanya digunakan untuk keperluan sebagai berikut: a) Mengambil contoh tanah dalam jumlah besar, misalnya untuk proyek yang mempunyai masalah stabilitas lereng. b) Mengamati kondisi geoteknik yang dilakukan dengan menggunakan rekaman video yang efektif sampai ke bawah lubang, karena jika dilakukan oleh petugas akan berbahaya bagi keselamatannya. c) Konfigurasi alat ini secara umum ditunjukkan pada Gambar 10. Alat ini biasanya terdiri atas ember berdiameter 600 mm (24 in) sampai 1200 mm (48 in), panjang ember 600 mm (24 in) sampai 900 mm (36 in), dan dilengkapi silinder logam terbuka di bagian atas dengan satu potongan 94 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

108 celah (slot) atau lebih di bagian dasar, untuk jalan masuk tanah dan batuan jika ember diputar. Pada celah itu logam dasar diberi tulangan dan gerigi, atau ujung potongan runcing yang digunakan untuk memecahkan material contoh. Gambar 5.6. Skema Alat Bor Ember Dan Perlengkapannya (ASTM D 4700) d) Ember bor yang dipasang di dasar batang Kelly terdiri atas dua sampai empat tabung baja empat persegi, yang dipasang satu pada sisi lainnya agar dapat meneropong sampai ke dasar lubang bor. Pada setiap kemajuan pengeboran, ember bor yang telah terisi dikosongkan di permukaan tanah yang berdekatan dengan alat pelengkap bor. e) Bor ember tipikal diperdalam dengan menggunakan mesin bor yang diletakkan di atas truk. Alat-alat perlengkapan mesin bor kecil (small skidmounted dan frame A) untuk hal khusus biasanya telah tersedia, seperti pengeboran pada tebing gunung yang curam atau di bawah tinggi jagaan yang rendah atau kurang dari 2,5 m (8 ft). Penggunaan alat ini bergantung pada ukuran alat pelengkap bor dan kondisi geoteknik. Bor ember tipikal PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 95

109 biasanya digunakan sampai kedalaman 30 m (100 ft), walaupun kemampuannya tersedia sampai 60 m (200 ft) atau lebih. f) Pada umumnya alat ini memadai digunakan untuk semua jenis tanah dan batuan dasar lunak sampai kaku. Pengeboran di bawah muka air dapat juga dilakukan pada material kaku dan tidak mudah mengalami runtuhan besar atau infiltrasi air. Kemudian dilanjutkan dengan mengisi air pembilas, agar dapat menimbulkan tinggi tekan positif (tekanan yang melebihi tekanan air tanah), untuk mengurangi potensi ketidakstabilan dinding. Oleh karena itu, lubang bor harus diberi pipa lindung agar dapat dilakukan inspeksi lubang bor secara manual dan deskripsi log bor. Pelaksanaan ini sebaiknya dilakukan oleh personil yang sudah terlatih dan berpengalaman, serta dilengkapi dengan teknik video. g) Metode ini khususnya digunakan pada pengeboran material kerikil dan kerakal, yang tidak dapat dilakukan dengan alat bor konvensional. Pengeboran ini dapat dilanjutkan hingga mencapai kedalaman 300 mm (12 in) sampai 600 mm (24 in) inkremen dan dikosongkan, sehingga dapat digunakan untuk volume contoh yang besar dari lokasi khusus, misalnya untuk studi agregat. h) Untuk material keras (pembetonan atau batuan yang lebih besar dari yang dapat masuk ke ember), ember khusus dan perlengkapannya dapat diganti dengan ember penggali standar. Perlengkapan khusus ini terdiri atas ember bor inti dengan karbit pemotong gerigi yang tersusun sepanjang ujung dasar, ember batuan dengan gerigi gali yang kuat dan bukaan lebar untuk mengambil material rusak, batang penghancur tunggal yang digabungkan ke batang Kelly dan dijatuhkan untuk menghancurkan batuan keras, dan kerangka kerang yang digunakan untuk mengambil kerakal dan fragmen batuan besar dari dasar bor Pengeboran Tangan Alat ini biasanya digunakan untuk mendapatkan informasi geoteknik dangkal dari lapangan yang sulit dimasuki dengan kendaraan beroda empat. Jenisjenis bor tangan yang tersedia dengan standar umum lubang tipe bor auger. Untuk tanah kohesif yang stabil, bor tangan dapat dilanjutkan sampai kedalaman 8 m (25 ft). 96 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

110 Penggunaan lubang bor terbuka pada tanah berbutir kasar biasanya akan mengalami kesulitan, bahkan pada kerakal dan bongkahan akan menimbulkan masalah besar. Bor tangan dapat digunakan, tetapi transportasinya sulit untuk daerah terpencil. Pemotong dalam laras bor (barrel) dapat disusun, dan tabung contoh juga dapat dilanjutkan pada setiap kedalaman. Walaupun dapat digunakan tabung contoh Shelby, tetapi biasanya digunakan tabung berdiameter kecil 25 mm s.d. 50 mm (1,0 in s.d. 2,0 in) Sumuran Uji/ Parit Uji Sumuran uji dan parit uji (trenches) dapat digunakan untuk membantu pemeriksaan secara terperinci kondisi tanah dan batuan dangkal, dengan biaya relatif rendah. Parit uji merupakan bagian penting dari investigasi geoteknik apabila terjadi perubahan kondisi tanah yang signifikan (horisontal dan vertikal), adanya volume tanah yang besar dan atau material bukan tanah (bongkahan, kerakal, debris) yang contohnya tidak dapat diambil dengan metode konvensional, atau bentuk tanah tertanam yang harus diidentifikasi dan atau diukur. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pekerjaan parit uji adalah seperti berikut. a) Pada umumnya penggalian yang dilakukan dengan alat mekanik (backhoe, bulldozer) lebih baik daripada dengan tangan. b) Kedalaman parit uji ditentukan berdasarkan investigasi, tetapi secara tipikal kira-kira 2 m (6,5 ft) sampai 3 m (10 ft). Di daerah yang elevasi muka air tanahnya tinggi, kedalaman parit dibatasi oleh muka air. Galian parit uji pada umumnya tidak aman dan atau tidak ekonomis untuk kedalaman lebih besar dari 5 m (16 ft) dan bergantung pada kondisi tanah. c) Pada waktu penggalian, dasar parit harus dijaga agar permukaan tanahnya relatif rata mendatar. Material galian harus ditempatkan secara teratur berdampingan dengan parit, dan terpisah dari tumpukan material lain di permukaan, untuk memudahkan identifikasi kedalaman material. Tepi parit dalam potongan vertikal harus dibersihkan secara kontinu, atau PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 97

111 dengan metode lain yang memadai, sehingga menampilkan permukaan batuan atau tanah yang bersih. d) Survei pengontrolan parit uji harus dilakukan dengan menggunakan metode survei optik untuk menentukan secara teliti elevasi muka tanah dan lokasi rencana parit uji. Pengukuran harus dilakukan dan dicatat dalam dokumentasi orientasi, ukuran rencana dan kedalaman parit, serta kedalaman dan tebal masing-masing lapisan yang muncul dalam parit. e) Pada umumnya parit uji dapat diurug kembali dengan material buangan yang dihasilkan pada waktu penggalian. Material urugan tadi harus dipadatkan untuk mencegah terjadinya penurunan berlebihan. Alat pemadat manual atau alat putar dapat digunakan untuk memadatkan urugan tadi. f) Peraturan penggalian parit uji yang memenuhi persyaratan keselamatan harus diikuti sebelum pelaksanaan, bedasarkan peraturan institusi pemerintah yang berlaku. Dalam penyusunan pencatatan (logging) harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut. a) Prosedur pencatatan parit uji harus menggunakan skala yang sesuai dengan kompleksitas struktur geologi tanah yang terungkap dalam parit dan ukuran parit. Skala normal untuk logging rinci minimal 1:20 atau 1:10. b) Pada waktu pencatatan harus dibuat profil vertikal yang sejajar dengan salah satu dinding parit. Bidang kontak antara formasi-formasi geologi harus diidentifikasi dan digambarkan pada profil, serta diambil contoh formasi lapisannya (sesuai dengan saran tenaga ahli geoteknik). Selain itu, karakteristik dan jenis tanah atau bidang litologi juga harus dicatat. c) Perubahan yang terjadi dalam lapisan geologi harus dideskripsi dan ditunjukkan pada pencatatan susunan lubang parit yang bersangkutan. Lokasi contoh juga harus ditunjukkan dalam susunan parit uji dan ditulis pada label contoh yang berisi lokasi stasiun dan elevasi, serta muka air tanah. d) Setelah pencatatan dilakukan, penyesuaian dapat dipindah dan parit difoto atau direkam dengan video berdasarkan saran tenaga ahli geoteknik. Susunan pencatatan foto dan atau video, yang dilengkapi 98 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

112 dengan skala visual harus ditempatkan dengan acuan lokasi proyek dan elevasi garis dasar Pengambilan Contoh Tanah Contoh tanah terambil yang digunakan untuk pengujian dan analisis pada umumnya dibagi atas dua kategori utama yaitu contoh terganggu dan contoh tanah tidak terganggu, dengan penjelasan sebagai berikut. a) Contoh tanah terganggu Contoh ini diperoleh dengan menggunakan alat yang mungkin dapat menghancurkan struktur makro tanah tetapi tidak mengganggu komposisi mineraloginya, dan dapat dilakukan dengan berbagai metode (lihat Tabel 5.4). Spesimen contoh ini dapat digunakan untuk mengetahui perkiraan litologi umum endapan tanah, identifikasi komponen tanah dan tujuan klasifikasi umum, ukuran butiran, batas-batas Atterberg, dan karakteristik pemadatan tanah. b) Contoh tanah tidak terganggu Contoh yang diperoleh dari lapisan tanah lempung akan digunakan dalam uji laboratorium untuk mengetahui sifat-sifat teknik tanah. Contoh tidak terganggu dari tanah berbutir kasar dapat juga diambil dengan prosedur khusus, seperti pembekuan atau pengisian damar/lilin (parafin) dan tabung blok atau tabung inti. Pengambilan contoh yang dilakukan dengan alat khusus ini, digunakan untuk membantu mengurangi gangguan pada struktur tanah in situ dan kadar air tanahnya. Contoh tanah tidak terganggu dapat pula digunakan untuk mengetahui kekuatan, stratifikasi, kelulusan air, kepadatan, konsolidasi, sifat dinamik, dan sifat teknik tanah lainnya, lihat tabel di bawah. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 99

113 Tabel 5.4. Metode Pengambilan Contoh Tanah Yang Umum Dilakukan Terganggu / Penggunaan Jenis tanah yang Metode Tabung tidak dlm praktek cocok penetrasi terganggu (%) Tabung laras belah (Split-barrel split spoon) Tabung dinding tipis (Thin-walled Shelby tube) Tekan menerus (Continuous push) Piston Pitcher Denison Modified California Terganggu Tidak terganggu Sebagian tidak terganggu Tidak terganggu Tidak terganggu Tidak terganggu Terganggu Pasir, lanau, lempung Lempung, lanau, tanah berbutir kasar halus, pasir lempungan Pasir, lanau, dan lempung Lanau dan lempung Lempung kaku sampai keras, lanau, pasir, batuan lapuk sebagian, dan tanah berbutir kasar beku atau terisi damar/lilin (parafin) Lempung kaku sampai keras, lanau, pasir dan batuan lapuk sebagian Pasir, lanau, lempung, dan kerikil Continuous auger Terganggu Tanah kohesif Bongkahan (bulk) Blok Terganggu Tidak terganggu Kerikil, pasir, lanau, lempung Tanah kohesif dan tanah berbutir kasar beku atau terisi damar/lilin (parafin) Dipukul dengan palu Didorong secara mekanik Didorong secara hidraulik dengan lining plastic Didorong secara hidraulik Rotasi dan tekanan hidraulik Rotasi dan tekanan hidraulik Dipukul dengan hammer (large split spoon) Bor batang hollow Bor tangan, bor auger ember <1 <1 <1 <1 <1 Bor tangan <1 c) Tabung contoh tanah Untuk keperluan investigasi geoteknik mutlak dilakukan pengambilan contoh tanah dengan menggunakan berbagai jenis tabung contoh. Misalnya peralatan tabung standar, dan jenis-jenis lainnya sesuai dengan persyaratan daerah tertentu dan kondisi lapangan (insitu). 1) Tabung laras belah (split barrel) Tabung laras belah dapat digunakan untuk mengambil contoh terganggu dari semua jenis tanah. Tabung tipikal ini digunakan untuk uji penetrasi standar atau SPT (ASTM D 1586), dengan tabung contoh 100 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

114 dipukul oleh palu (hammer) seberat 63,5 kg (140 lb) dan tinggi jatuh 760 mm (30 in). Pada umumnya, tabung berukuran standar panjang 457 mm (18 in) dan 610 mm (24 in) dengan diameter dalam berkisar antara 38,1 mm (1,5 in) dan 114,3 mm (4,5 in) dalam inkremen sebesar 12,7 mm (0,5 in), lihat gambar di bawah. Dalam penggunaan tabung laras belah perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut. (a) Pada umumnya digunakan tabung berdiameter dalam 38,1 mm (1,5 in), sebab telah dikembangkan korelasi antara jumlah pukulan yang diperlukan untuk penetrasi dan pemilihan sifat tanah. Tabung berdiameter besar (lebih besar dari 51 mm (2 in)) dapat juga digunakan pada butiran kerikil, atau jika diperlukan material yang lebih banyak untuk keperluan uji klasifikasi tanah. (b) Tabung laras belah standar mempunyai diameter dalam 38,1 mm (1,5 in), diameter luar 51 mm (2,0 in), dan sepatu pemotong berdiameter dalam 34,9 mm (1,375 in). Hal ini sebanding dengan 2 tabung berdinding relatif tebal dengan rasio luas [A r = 100 x (D luar D 2 dalam )/D 2 dalam ] sebesar 112% (Hvorslev, 1949). Rasio luas yang besar ini akan mengganggu karakteristik asli contoh tanah, sehingga contoh yang terambil menjadi terganggu. Gambar 5.7. Tabung laras belah: (a) panjang 457 mm (18 in) dan 610 mm (24 in); (b) diameter dalam 38,1 mm (1,5 in) sampai 89 mm (3,5 in) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 101

115 Gambar 5.8. Tabung laras belah: (a) tabung terbuka dengan contoh tanah dan sepatu pemotong; (b) tabung contoh getar, sendok belah, tabung Shelby, dan kotak penyimpanan untuk transportasi contoh getar (FHWA NHI ) (c) Katup bola pemeriksa yang sesuai dengan tinggi tekan tabung akan digunakan untuk mengambil kembali material nonkohesif. Katup ini akan berada di tempatnya jika tabung ditarik kembali dari lubang bor, sehingga dapat menghindari tekanan air ke luar pada bagian atas tabung. Jika contoh tanah cenderung longsor ke luar karena beratnya, akan terjadi hampa udara pada bagian atas tabung untuk menahannya. (d) Jika sepatu dan lengan dilepas dari tabung laras belah, dua katup tabung terpisah dan contoh mudah diambil (Gambar 5.8a). Kemudian contoh tanah dipindah dari tabung laras belah ke tempat lain dan ditutup/disegel dengan tabung gelas, dengan kotak plastik, atau dengan pipa kuningan (Gambar 5.8b). Jika contoh berisi jenis-jenis tanah yang berbeda, harus digunakan wadah terpisah. Selain itu, pipa dapat ditempatkan di dalam tabung dengan diameter dalam yang sama sebagai sepatu pemotong (Gambar 5.9a), agar contoh tetap utuh selama transportasi ke laboratorium. Oleh karena itu, contoh yang terambil dengan tabung laras belah akan terganggu, sehingga hanya cocok digunakan untuk uji identifikasi tanah dan klasifikasi umum. (e) Alat penahan contoh dari baja atau plastik biasanya diperlukan untuk menyimpan contoh tanah murni berbutir kasar dalam tabung 102 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

116 laras belah, antara lain jenis-jenis alat penahan sepatu keranjang, pegas, dan katup perangkap (Gambar 5.9b). Alat ini dimasukkan ke dalam tabung antara sepatu dan laras tabung untuk menahan material lepas atau aliran material, dan memungkinkan tanah masuk ke dalam tabung selama pemukulan; tetapi akan tertutup dan menahan contoh jika tidak ditarik. Penggunaan penahan contoh ini harus dicatat pada daftar log bor. (f) Dalam praktek biasanya pipa dalam tidak digunakan dalam laras sendok belah. Perlawanan tabung contoh bergantung pada penggunaan pipa (Skempton, 1986; Kulhawy & Mayne, 1990). Jika digunakan pipa, log bor akan tercatat dengan jelas untuk menggambarkan perubahan yang terjadi berdasarkan prosedur standar yang dapat mempengaruhi analisis. Gambar 5.9. Tabung laras belah: (a) cincin alat penahan dari nirbaja dan kuningan; (b) alat pengambil bola contoh (FHWA NHI ) 2) Tabung dinding tipis (thin wall sampler) Tabung dinding tipis biasanya digunakan untuk mendapatkan contoh tanah kohesif yang relatif tidak terganggu untuk keperluan uji kekuatan dan uji konsolidasi. Tabung dinding tipis (Gambar 5.10) yang biasanya digunakan mempunyai diameter luar 76 mm (3,071) dan diameter dalam 73 mm (2,875 in) dengan rasio luas sebesar 9 %. Diameter luar bervariasi antara 51 mm (2,0 in) dan 76 mm (3,0 in), dan panjang tipikal berkisar dari 700 mm (27,56 in) sampai 900 mm (35,43 in). Tabung PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 103

117 berdiameter lebih besar digunakan untuk contoh yang berkualitas lebih tinggi agar gangguan pengambilan contoh dapat dikurangi (ASTM D 1587). Gambar Skema Tabung Dinding Tipis Shelby (ASTM D 4700) Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan tabung dinding tipis Shelby adalah seperti berikut. (a) Tabung ini diproduksi pabrik dan terbuat dari baja karbon, baja karbon berlapis seng, nirbaja, dan kuningan. Tabung baja karbon biasanya paling murah, tetapi tidak cocok untuk contoh yang harus disimpan lebih dari beberapa hari atau jika bagian dalam lubang tabung berkarat, sehingga menambah gesekan antara tabung dan contoh tanah. Tabung baja karbon berlapis seng lebih cocok digunakan pada tanah kaku, karena baja karbon lebih kuat, murah, dan perlapisan seng memberikan perlawanan tambahan terhadap korosi. Pengeboran pada jembatan yang terletak jauh 104 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

118 dari pantai, kondisi air asin, atau waktu penyimpanan yang lama, sebaiknya digunakan tabung nirbaja. Tabung dengan ujung depan dimiringkan, digunakan untuk memotong contoh berdiameter lebih kecil (72 mm (2,835 in)) untuk mengurangi gesekan. Tabung jenis ini dapat juga didorong dengan tinggi tekan tetap atau tinggi tekan piston. (b) Tabung ini tidak boleh didorong melebihi panjang total sampai ke sambungan tutup (cap) kurang dari 75 mm (3 in). Sisa panjang tabung sebesar 75 mm (3 in) dimaksudkan untuk menampung runtuhan yang mungkin bertambah atau berkurang pada dasar lubang bor. Panjang contoh diperkirakan sebesar 600 mm (24 in). Jika contoh terdiri atas tanah dengan kepadatan rendah atau tanah runtuh, diperlukan dorongan yang tereduksi sebesar 300 mm (12 in) sampai 450 mm (18 in) untuk mencegah gangguan pada contoh. (c) Tabung harus digerakkan perlahan-lahan secara kontinu dengan menggunakan perlengkapan bor sistem hidraulik. Tekanan hidraulik harus dicatat dan didata pada daftar log. Kepala tabung berisi katup pemeriksa yang memungkinkan air melewati tinggi pengambilan contoh ke dalam batang bor. Katup pemeriksa harus bersih dari sedimen dan pasir serta diperiksa sebelum percobaan pengambilan contoh. (d) Setelah alat selesai didorong, harus menunggu minimal sepuluh menit untuk memberi kesempatan contoh mengembang sedikit dalam tabung. Kemudian tali batang bor diputar dua kali penuh agar contoh dapat dipotong dengan hati-hati dan dibawa ke permukaan tanah. Akan tetapi, untuk tanah kaku biasanya tabung contoh tidak perlu diputar. (e) Setelah tabung diambil, runtuhan atau potongan contoh dari ujung tabung bagian atas harus dipindah dengan menggunakan alat pembersih. Panjang contoh yang diambil harus diukur, dan tanah diklasifikasi untuk penyusunan catatan bor (log bor). Contoh tanah setebal 25 mm pada dasar ujung tabung harus dipindah ke tempat penyimpanan dan diberi label. Kedua ujung tabung dipasangi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 105

119 piringan plastik lalu ditutup dengan lapisan lilin (parafin) mikrokristalin setebal minimal 25 mm (1 in), untuk melindungi ujung-ujung contoh (Gambar 5.12a). (f) Rongga-rongga yang ada di bagian atas contoh harus diisi dengan pasir lembap. Tutup ujung plastik harus melingkupi kedua ujung dan pita elektrik menutupi pelipatan antara leher penutup (collar) dan tabung serta lubang-lubang sekrup. Kemudian leher ujungujung tabung dimasukkan ke dalam cairan lilin (parafin), dan cincin packer dimasukkan ke ujung contoh dan ditutup agar tersimpan dengan baik (Gambar 16b). Contoh harus disimpan tegak lurus dan terlindungi untuk menghindari pembekuan, pengawetan dengan pengeringan, dan perubahan kadar air (ASTM D 4220). Cara ini banyak digunakan karena lebih bersih dan lebih cepat pengerjaannya. (g) Di beberapa daerah, tabung jenis ini dapat dikeluarkan di lapangan dan tidak perlu diangkut ke laboratorium. Namun, tidak disarankan karena kondisi operasi di lapangan tidak dapat dikontrol, dan tidak boleh digunakan jika alat bor tidak mempunyai prosedur pelaksanaan dan peralatan untuk pengambilan dan transportasi contoh. Selanjutnya, contoh dalam tabung harus diangkut ke laboratorium uji, dan dikeluarkan dengan hati-hati sesuai dengan prosedur standar (ASTM D 4220). (h) Informasi yang harus dituliskan pada setengah bagian atas tabung dan pada ujung bagian atas penutup adalah nomor proyek, jumlah bor, jumlah contoh, dan interval kedalaman. Nama proyek dan tanggal pengambilan contoh, serta istilah atas dan arah panah terhadap bagian atas contoh di ujung tabung bagian atas harus dituliskan oleh supervisor pada tabung contoh. Penulisan informasi contoh pada kedua tabung dan tutup ujung akan membantu untuk menjelaskan tabung dari gudang laboratorium, dan mencegah terjadinya pencampuran contoh dalam laboratorium jika beberapa tabung mengalami pemindahan/pertukaran tutup ujung pada waktu yang bersamaan. 106 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

120 Gambar Tipe dan Ukuran Terpilih Tabung Dinding Tipis Shelby Gambar Metode penutupan tabung Shelby: (a) lilin/parafin mikrokristalin, cincin packer 3) Tabung Piston Tabung piston (Gambar 17a dan Gambar 17b) adalah tabung dinding tipis yang dilengkapi dengan piston, batang, dan modifikasi kepala tabung, yang dikenal pula sebagai tabung Osterberg atau Hvorslev. Tabung ini terutama digunakan untuk pengambilan contoh tanah lunak yang sulit dilakukan, walaupun dapat juga digunakan untuk tanah kaku. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 107

121 Gambar Tabung piston: (a) gambar potongan tabung dinding tipis yang dilengkapi dengan piston; (b) Skema alat (ASTM D 4700) Dalam penggunaan tabung piston perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut. (a) Tabung piston ditempatkan pada dasar tabung contoh, dan diturunkan ke dasar lubang bor, lalu batang piston ditarik dengan kecepatan relatif tetap ke permukaan tanah, dan tabung dinding tipis didorong ke tanah perlahan-lahan dengan tekanan hidraulik atau dinaikkan/didongkrak secara mekanik, namun tabung tidak boleh dipukul. (b) Pada akhir pengambilan contoh, tabung dipindahkan dari lubang bor dan tabung hampa udara antara piston dan bagian atas contoh dipatahkan. Kemudian kepala piston dan piston dipindahkan dari tabung dan contoh diambil dari atas dan dasar tabung contoh untuk keperluan identifikasi. Selanjutnya tabung diberi label dan ditutup dengan cara yang sama seperti tabung Shelby. (c) Kualitas contoh yang terambil sangat baik dan probabilitasnya tinggi. Keuntungan piston tetap adalah dapat mencegah masuknya tanah berlebihan pada awal pengambilan contoh, 108 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

122 sehingga dapat menghindari rasio perbaikan lebih besar dari 100 %, dan membantu mendorong tanah masuk ke dalam tabung dengan kecepatan tetap. Kepala tabung yang digunakan juga berfungsi sebagai tabung hampa udara, yang dapat membantu menahan contoh lebih baik daripada katup bola pada tabung dinding tipis Shelby. 4) Tabung pitcher Tabung pitcher digunakan untuk lempung kaku sampai keras dan batuan lunak serta disesuaikan dengan pengambilan contoh sedimen, yang terdiri atas lapisan keras dan lunak (Gambar 18). Komponenkomponen utama (Gambar 19a) terdiri atas laras inti putar luar dengan bit dan bagian dalam yang tetap, beban pegas, tabung dinding tipis yang mendorong atau menarik batang bor laras luar, dan bergantung pada kekerasan material yang akan dipenetrasi. Gambar Tabung pitcher (FHWA NHI ) Dalam penggunaan tabung pitcher perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut. (a) Jika lubang bor telah dibersihkan, tabung diturunkan ke dasar lubang (Gambar 5.15a) hingga tabung mengalami perlawanan dan laras luar meluncur melalui tabung, dan pegas pada bagian atas tabung berhubungan dengan bagian atas laras luar. (b) Pada waktu yang sama, katup luncur tertutup sehingga air pembilas mengalir ke bawah ruang antara tabung dan laras inti luar, serta ke atas antara tabung contoh dan dinding lubang bor. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 109

123 (c) Pada tanah lunak pegas akan menekan (Gambar 5.15b) tabung, sehingga tanah dapat diambil. (d) Pada tanah keras pegas menekan tabung lebih kuat sambil matabor berputar, sehingga contoh dapat diambil (Gambar 5.15c). Banyaknya contoh yang dapat diambil bergantung pada kekerasan material yang akan dipenetrasi. Kemampuan menekan tabung dapat mencapai 150 mm (6 in), sedangkan kemampuan tekan matabor hanya mencapai 12 mm (0,5 in). Gambar Tabung Pitcher: (a) tabung dimasukkan ke dalam lubang bor; (b) tabung pengambil contoh tanah lunak; (c) tabung pengambil contoh tanah kaku atau padat (FHWA NHI ) (e) Pengambilan contoh dilakukan dengan memutar matabor (barrel) luar dengan kecepatan putaran per menit (rpm) pada waktu tekanan bekerja ke bawah. Pengambilan contoh tanah lunak pada prinsipnya sama dengan tabung dinding tipis, dan bit dapat memindahkan material sekitar tabung. Pada tanah keras laras luar akan memotong inti hingga mencapai diameter dalam tabung contoh dan pemotong ujung masuk ke dalam tabung pada waktu dilakukan penetrasi. (f) Selain itu, contoh dapat terlindungi terhadap erosi dari air pembilas di dasar tabung. Kemudian tabung contoh yang terisi tanah dipindahkan dari alat pengambil contoh dan diberi tanda/ 110 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

124 label, disiapkan, dan diangkut dengan cara yang sama seperti tabung dinding tipis. 5) Tabung Denison Tabung Denison hampir sama dengan tabung Pitcher, kecuali proyeksi tabung contoh di depan laras putar luar diatur secara manual sebelum pengambilan awal contoh, dan pegas dapat dikontrol selama penetrasi tabung contoh. Dalam penggunaan tabung Denison perlu diperhatikan hal-hal seperti berikut. (a) Komponen dasar tabung contoh (Gambar 5.16) terdiri atas sebuah laras inti putar luar dengan sebuah matabor, bagian dalam laras contoh yang tetap dengan sepatu pemotong, kepala laras dalam dan luar, pita laras dalam, dan pilihan alat penahan inti tipe keranjang. Matabor inti dapat berupa matabor sisipan karbit ataupun matabor gerigi baja yang mengeras. (b) Sepatu laras dalam berujung pisau runcing. Ujung pisau dapat dibuat untuk menuntun matabor sebesar 12 mm (0,5 in) sampai 75 mm (3 in) dengan menggunakan matabor inti yang panjangnya berbeda. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 111

125 Gambar Tabung Contoh Tanah Laras Inti Tabung Ganda Denison (FHWA NHI ) (c) Laras terpanjang digunakan untuk tanah lunak dan tanah lepas, sebab bentuk sepatu mudah melakukan penetrasi, dan dapat melindungi inti tanah terhadap erosi akibat air pembilas yang digunakan dalam pengeboran inti. Laras yang kurang panjang digunakan untuk tanah keras atau tanah yang mengandung kerikil. (d) Tabung Denison khususnya digunakan untuk tanah kohesif kaku sampai keras dan pasir, yang contohnya tidak mudah diambil dengan tabung dinding tipis, dan dapat menghasilkan gaya dongkrak yang besar untuk penetrasi. Selain itu, tabung ini dapat juga digunakan untuk lempung lunak dan lanau. (e) Contoh pasir murni dapat diperoleh kembali dengan menggunakan alat bor lumpur, katup hampa udara, dan pengambil contoh berbentuk keranjang. 112 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

126 6) Tabung modifikasi California Tabung modifikasi California adalah tabung berbaris yang ukurannya besar (biasanya digunakan di negara bagian Barat tengah dan Barat, tetapi jarang digunakan di Negara bagian Timur dan Selatan U.S.A.). Tabung ini berdinding tipis (rasio sebesar 77%) dengan diameter luar 64 mm (2,5 in) dan diameter dalam 51 mm (2 in). Sepatu pisau hampir sama dengan tabung laras belah, tetapi diameter dalam umumnya 49 mm (1,93 in). Empat buah pipa kuningan yang panjangnya 102 mm (4,0 in) dengan diameter dalam 49 mm (1,93 in) digunakan untuk mengisi contoh. Tabung modifikasi California dipukul dengan tenaga penetrasi standar (di negara Barat), dan hitungan pukulan yang tidak teratur dicatat pada log bor. Pada umumnya tabung didorong secara hidraulik (di negara Barat-tengah), dan pembacaan harus dicatat dan disusun data pada daftar log. Perlawanan pukulan yang diperoleh dari tabung ini tidak sama dengan perlawanan uji penetrasi standar, dan harus diatur jika diperlukan perbandingan. 7) Tabung contoh menerus Jenis dan ukuran tabung contoh menerus serta kondisi yang dihadapi dalam penggunaannya, dijelaskan sebagai berikut. (a) Tabung contoh menerus terdiri atas berbagai jenis. Jenis yang konvensional terdiri atas tabung dinding tipis dengan panjang 1,5 m (5 ft) dapat digunakan untuk mengambil contoh tanah menerus karena bor tangan batang hollow dilanjutkan ke dalam formasi lapisan tanah. Pada waktu bor tangan batang hollow dilanjutkan dan tabung didorong ke dalam tanah tidak terganggu, akan terjadi rotasi tabung menerus. Dalam sistem ini, untuk menahan atau mengurangi rotasi tabung menerus digunakan batang pendukung atau batang hexagonal tetap. (b) Tabung menerus yang didorong secara hidraulik telah dikembangkan oleh Geoprobe, Powerprobe. Tabung ini mempunyai diameter dalam antara 15 mm (0,6 in) sampai 38,1 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 113

127 mm (1,5 in). Mandrel baja didorong ke dalam tanah dengan kecepatan tetap dan tanah yang menempel pada pipa plastik dibuang. (c) Alat tipikal ini berdiri sendiri dan tidak memerlukan pengeboran apapun. Jika ditemukan lapisan keras, digunakan prosedur penetrasi dengan getaran perkusif. (d) Contoh menerus umumnya terganggu sehingga hanya cocok digunakan untuk pengamatan visual, uji indeks, dan uji laboratorium untuk klasifikasi (kadar air, kepadatan). (e) Tabung menerus dapat berfungsi dengan baik pada tanah lempungan dan tanah dengan lapisan pasir tipis. Namun, kurang berhasil pada tanah nonkohesif di bawah muka air tanah, tanah lunak, atau contoh yang mengembang, walaupun tersedia modifikasi untuk meningkatkan perolehan contoh. Tabung ini harus digunakan dengan hati-hati, karena hasilnya akan berpengaruh pada uji konsolidasi dan kekuatan Contoh Tanah Bongkahan (Bulk) Tabung khusus contoh tanah dan batuan terdiri atas berbagai variasi, antara lain metode tabung sumbatan yang dapat ditarik masuk (retractable plug), Sherbrooke, dan tabung Laval. Metode pengambilan contoh ini digunakan untuk tanah yang sulit dan tidak dapat dilakukan dengan metode biasa, dengan penjelasan sebgai berikut. a) Contoh tanah bongkahan (bulk) dapat digunakan untuk klasifikasi tanah, uji indeks, nilai R, pemadatan, rasio dukung California (CBR), dan uji sifatsifat tanah padat. b) Contoh tanah bongkahan dapat diambil secara manual tanpa mempertimbangkan gangguan. Contoh dapat diambil dari dasar atau dinding sumuran uji atau parit uji, batang bor, galian lubang dengan sekop dan alat manual lain, backhoe, atau stockpile. c) Contoh harus dimasukkan ke dalam wadah yang dapat mempertahankan semua ukuran butiran. Untuk contoh yang besar, digunakan wadah plastik atau logam atau tabung logam. Untuk contoh yang lebih kecil, digunakan kantong plastik, yang dapat ditutup untuk menjaga kadar air contoh. 114 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

128 d) Biasanya contoh bongkahan dapat mewakili material borow untuk urugan uji konstruksi. Untuk uji laboratorium diperlukan contoh yang dipadatkan. Jika material relatif homogen, contoh bongkahan dapat diambil secara manual ataupun mesin. Untuk material berlapis, diperlukan galian secara manual. e) Dalam pengambilan contoh bongkahan perlu dipertimbangkan cara penggalian material untuk konstruksi. Jika diinginkan material berlapis dengan menggunakan alat keruk, diperlukan penggalian secara manual untuk mencegah bercampurnya tanah. Jika material diambil dari bidang tegak, pengambilan contoh dilakukan dengan cara pencampuran yang relatif homogen, seperti pada waktu penggalian daerah borow Contoh Blok Untuk proyek yang memerlukan material dengan sifat-sifat tanah tidak terganggu, dan kondisinya memungkinkan, diperlukan pengambilan contoh blok yang diharapkan hanya mengalami sedikit sekali gangguan. Hal-hal yang berkaitan dengan contoh blok dan pengambilannya adalah sebagai berikut. a) Contoh blok dapat diambil dari tebing bukit, galian, sumuran uji, dinding terowongan dan dinding tebing terbuka lainnya. Pengambilan contoh blok tidak terganggu hanya dapat dilakukan pada tanah kohesif dan batuan. Prosedur pengambilan contoh blok tidak terganggu berbeda-beda, dan dapat dilakukan dengan pemotongan blok tanah besar dengan menggunakan kombinasi sekop, alat tangan dan pemotong kabel, pisau kecil dan spatula untuk memperoleh blok kecil. b) Selain itu, ada metode khusus pengambilan contoh blok yang lebih baik dari lubang bawah. Pada tanah kohesif dapat dilakukan dengan menggunakan tabung Sherbrooke untuk memperoleh contoh berdiameter 250 mm (9,85 in) dan tinggi 350 mm (13,78) (Lefebvre dan Poulin, 1979). c) Sebelum pengambilan contoh, dilakukan metode pembekuan di lapangan untuk tanah berbutir kasar jenuh dan metode penggembungan damar untuk memblok tanah insitu. Cara ini dapat menghasilkan contoh tidak PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 115

129 terganggu yang berkualitas tinggi, tetapi memerlukan waktu lama sehingga kurang praktis. d) Contoh terambil diangkut ke laboratorium dalam wadah yang memadai, lalu dipotong dengan ukuran dan bentuk tertentu untuk keperluan pengujian. Contoh blok harus dibungkus dengan lapisan tipis/membran plastik dan foil yang ringan, dan disimpan dalam bentuk blok, serta hanya dipotong sedikit sebelum pengujian. Setiap contoh harus diidentifikasi dengan informasi nomor proyek, jumlah bor atau sumuran uji, jumlah contoh, kedalaman contoh, dan orientasi Interval Pengambilan Contoh dan Jenis Tabung Contoh yang Tepat Pada umumnya pengambilan contoh uji standar penetrasi (SPT) dilakukan baik pada tanah berbutir kasar maupun tanah kohesif, dan untuk tanah kohesif dilakukan dengan menggunakan tabung dinding tipis. Perihal yang berkenaan dengan interval pengambilan contoh dan jenis tabung yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut. a) Interval pengambilan contoh berbeda-beda antara proyek dan daerah masing-masing. Pada umumnya pengambilan contoh tabung belah dilakukan pada interval 0,75 m (2,5 ft) di bagian atas 3 m (10 ft), dan pada interval 1,5 m (5 ft) di bagian bawah 3 m (10 ft). Pada interval contoh yang lebih besar biasanya 3 m (10 ft) dilakukan di bawah kedalaman 30 m (100 ft). Selain itu, diperlukan contoh menerus untuk beberapa bagian pengeboran. b) Untuk tanah kohesif minimal harus diambil satu contoh tanah tidak terganggu dari setiap lapisan yang berbeda. Jika deposit tanah kohesif meluas sampai dalam sekali, diperlukan tambahan contoh tidak terganggu yang biasanya diambil pada interval 3 m (10 ft) sampai 6 m (20 ft). Jika pengeboran dilakukan cukup luas, sebaiknya contoh tidak terganggu diambil di setiap lubang bor. c) Untuk bor yang terlalu dekat atau dalam deposit tanah homogen secara lateral, contoh tidak terganggu biasanya diambil hanya dalam lubang bor yang dipilih. 116 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

130 d) Dalam formasi geologi yang tidak teratur atau lapisan lempung tipis, kadang-kadang diperlukan pengeboran secara terpisah yang berdekatan dengan lubang bor semula. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh contoh tidak terganggu dari kedalaman tertentu yang mungkin tidak terdapat pada pengeboran pertama Perolehan Contoh (Sample Recovery) Pada waktu pengeboran kadang-kadang perolehan material hanya sedikit atau tidak ada sama sekali. Oleh karena itu, perlu segera dilakukan percobaan kedua dengan menggunakan tabung belah atau tabung contoh terganggu jenis lain. Tabung contoh biasanya dimodifikasi dan dilengkapi dengan wadah penahan, katup perangkap bergantung, atau alat lain untuk mempertahankan material dalam tabung contoh. Jika diperlukan contoh tidak terganggu, pengeboran harus dilanjutkan sampai dasar interval pengambilan yang telah dicoba dan percobaan pengambilan contoh diulangi oleh petugas pengeboran atas saran supervisor lapangan. Metode pengambilan contoh harus dikaji dan peralatannya harus diperiksa untuk mengetahui sebab-sebab tidak diperolehnya contoh (misalnya ada sumbatan katup bola). Kemungkinan mengganti metode dan atau peralatan pengambilan contoh untuk mengantisipasi hal tersebut, misalnya menunggu waktu sebelum mencabut tabung, mencabut tabung dengan lebih perlahan dan hati-hati, dan lain-lain. Proses ini harus diulangi atau pengeboran kedua dilanjutkan untuk mendapatkan contoh pada kedalaman yang sama. a) Identifikasi contoh Setiap contoh terambil harus diberi nomor unik yang disusun untuk penandaan nomor atau nama proyek, jumlah bor, rangkaian nomor percobaan contoh, dan kedalaman contoh. Jika diperoleh beberapa contoh tabung, setiap tabung terganggu harus ditandai secara jelas dengan memberikan nomor identifikasi contoh, dan label pada bagian atas dan dasar contoh. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 117

131 b) Uji kekuatan relatif Alat penetrometer saku dapat digunakan untuk pengamatan konsistensi tanah secara visual, dan untuk memperkirakan kekuatan contoh tanah tidak terkekang, serta cocok untuk tanah lempung kaku sampai sangat kaku. Untuk tanah yang lebih lunak biasanya diperlukan alat penyesuaian (adaptor) yang lebih besar. Uji ini tidak menghasilkan nilai absolut, tetapi hanya sebagai acuan perkiraan kekuatan relatif tanah sehingga nilai kekuatan tanah yang dihasilkan tidak boleh digunakan dalam desain. Jika diperlukan kekuatan tanah (dan sifat teknik lainnya), harus dilakukan uji lapangan dan atau uji laboratorium terhadap contoh-contoh tanah tidak terganggu. Alat uji lainnya, yaitu alat uji geser baling (torvane) yang berdiameter kecil dapat digunakan untuk memperkirakan kuat geser tanah kohesif. Baling dengan berbagai diameter dapat digunakan untuk tanah kohesif sangat lunak sampai sangat kaku. Nilai dari hasil uji lapangan hanya digunakan untuk perbandingan, dan sebaiknya tidak digunakan langsung dalam analisis geoteknik atau desain. Pengujian dengan penetrometer atau torvane harus dilakukan pada tanah asli sedekat mungkin dengan pusat ujung atas dan dasar contoh, dan tidak boleh dilakukan pada sisi luar contoh. c) Penanganan dan pemeliharaan contoh tanah tidak terganggu Setiap tahapan kegiatan pengambilan, pengeluaran, penyimpanan dan pengujian contoh akan menimbulkan berbagai tingkat gangguan pada contoh tanah. Oleh karena itu diperlukan metode pengambilan, penanganan, dan penyimpanan contoh yang baik untuk mengurangi gangguan tersebut. Gangguan yang terjadi selama tahapan pengambilan sampai pengujian contoh, harus disadari dan diketahui oleh tenaga ahli geoteknik. Supervisor lapangan harus peka terhadap adanya gangguan dan konsekuensinya (ASTM D 4220). 118 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

132 Hal-hal yang harus dilakukan dalam perawatan dan pemeliharaan contoh adalah sebagai berikut. 1) Jika diperoleh beberapa contoh tabung, setiap tabung harus diperiksa untuk memastikan bahwa tabung tidak bengkok, ujung-ujung potongan tidak rusak, dan bagian dalam tabung tidak berkarat. Jika dinding tabung berkarat atau tidak teratur atau contoh telah disimpan lama dalam tabung, diperlukan tenaga untuk mengeluarkan contoh yang kadang-kadang melebihi kuat geser contoh tanah, sehingga akan menimbulkan tambahan gangguan pada contoh. 2) Semua contoh harus terlindungi terhadap perbedaan suhu yang besar, dijaga terhadap sinar matahari langsung, dan ditutup dengan kain lap basah atau bahan lain. Pada musim dingin contoh harus dicegah terhadap terjadinya pembekuan selama penanganan, pengapalan dan penyimpanan. 3) Secara praktis tabung contoh dinding tipis harus dijaga berdiri vertikal, dengan bagian atas contoh berada di atas. Jika memungkinkan, tabung dinding tipis harus disimpan dalam alat pengangkut tersendiri. Alas atau bantalan harus ditempatkan di bawah dan di antara tabung, untuk melindungi dan menghindari tabrakan antartabung. Seluruh pengangkutan harus diamankan dengan tali atau kabel ke badan kendaraan angkutan bermotor, sehingga semua kotak tidak terjadi puntiran atau gerakan berlebih pada waktu kendaraan berjalan. 4) Contoh tanah sebaiknya tidak dikeluarkan dari tabung di lapangan, sebab dapat menimbulkan penggelembungan contoh dan tingkat gangguan yang tinggi. Kehilangan tegangan secara tidak terduga akan menyebabkan contoh menjadi lunak dan mengembang, sehingga lebih mudah terganggu selama diangkut ke laboratorium. 5) Contoh yang berkualitas tinggi dapat diperoleh jika pengeluaran contoh tanah dilakukan di laboratorium tepat sebelum pengujian konsolidasi, triaksial, geser langsung, kelulusan air, dan resonant column. Akan tetapi, untuk menghemat biaya kadang-kadang contoh dikeluarkan di lapangan agar tabung dapat digunakan kembali dan contoh tersebut dibungkus dengan aluminium foil. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 119

133 6) Berdasarkan ph tanah, aluminium foil dapat bereaksi dengan permukaan tanah dan membentuk lapisan tanah tipis yang berubah warna, sehingga menyulitkan identifikasi visual dan membingungkan, serta menyebabkan perubahan distribusi kadar air dalam contoh tanah. Oleh karena itu, lembaran plastik lebih cocok sebagai pembungkus contoh tanah, sebab tidak terlalu berpengaruh dibandingkan dengan foil. 7) Penyimpanan contoh tidak terganggu (di dalam atau di luar tabung) sebaiknya tidak dilakukan terlalu lama. Penyimpanan yang melebihi satu bulan dapat mengubah sifat-sifat kekuatan dan kompresibilitas tanah dari hasil uji laboratorium. 5.3 Investigasi Batuan Metode investigasi batuan mencakup pengeboran, sumuran uji, pemetaan geologi, dan metode geofisik. Pengeboran inti merupakan metode investigasi utama yang digunakan dalam pengambilan contoh batuan utuh bagi keperluan pengujian dan penilaian kualitas dan struktur batuan. Metode-metode sumuran uji, bor tanpa inti, dan geofisik biasanya digunakan untuk mengidentifikasi bagian atas batuan. Metode geofisik seperti refraksi gempa dan penetrasi radar tanah (GPR) digunakan untuk mengetahui kedalaman batuan (lihat buku Pedoman volume II). Selanjutnya, pemetaan geologi bukaan batuan atau singkapan akan membantu memberikan penilaian komposisi dan diskontinuitas lapisan batuan dengan skala besar, yang perlu digunakan untuk berbagai aplikasi teknik khususnya desain lereng batuan Pengeboran dan Pengambilan Contoh Batuan Apabila pengeboran harus dilakukan pada lapisan batuan lapuk dan tidak lapuk, diperlukan prosedur pengeboran dan pengambilan contoh batuan. Sebagai pedoman terperinci pengeboran batuan, bor inti, pengambilan contoh, dan deskripsi log bor pada massa batuan, disarankan mengacu pada pedoman yang berlaku SNI atau ISRM (International Society for Rock 120 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

134 Mechanics) Commission on Standardization of Laboratory and Field Tests (1978, 1981). Penjelasan singkat tentang metode pengeboran dan pengambilan contoh batuan adalah sebagai berikut. Bagian atas batuan dari pengeboran sulit ditentukan, terutama jika ada bongkah besar di bawah profil tanah residu tidak beraturan, dan dalam daerah atau terrain karst. Penentuan bagian atas batuan harus dilakukan dengan hati-hati, sebab identifikasi batuan yang tidak tepat dapat menyebabkan perhitungan volume galian atau panjang tiang menjadi salah. Jika lapisan terlalu keras, disarankan untuk menggunakan prosedur bor inti untuk pengambilan contoh tanah yang berlaku (ASTM D 2113). Penetrasi tabung belah yang berdiameter 51 mm (2 in) dapat mencapai sedalam 25 mm (1 in) atau kurang, setelah dilakukan 50 pukulan dengan tenaga penetrasi standar atau kriteria lain yang ditentukan oleh tenaga ahli geologi atau tenaga ahli teknik. Oleh karena itu, metode pengambilan contoh tanah tidak cocok dilakukan, tetapi diperlukan pengeboran batuan atau bor inti. Pada umumnya dapat digunakan metode geofisik, seperti refraksi gempa untuk membantu mengevaluasi elevasi bagian atas batuan dengan cara yang baik dan ekonomis, serta memberikan informasi batasan antarlokasi bor. a) Pengeboran tanpa inti (non-coring/ destructive) Pengeboran tanpa inti adalah cara yang relatif cepat dan murah dalam melanjutkan pengeboran bila tidak diperlukan contoh batuan inti. Pengeboran tipikal ini digunakan untuk membantu menentukan bagian atas batuan dan mengidentifikasi rongga pelarutan di daerah karst. Pengeboran tanpa inti (non-coring) terdiri atas pengeboran air-track, pengeboran down-the-hole percussive, bor putar tricone (bit putar), bor putar dengan bit dongkrak, dan bor tangan dengan carbide-tipped bits PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 121

135 dalam batuan sangat lunak. Air pembilas dapat berupa air, sedimen, busa, atau udara tertekan. Metode ini harus dilakukan dengan hati-hati, karena pengeboran berjalan dengan cepat dan memotong batuan lunak dan lapuk dengan mudah, sehingga sering kali salah dalam memperkirakan elevasi bagian atas batuan atau pemancangan tiang. Berhubung contoh batuan utuh tidak termasuk dalam pengeboran tanpa inti (non-coring), pengamatan selama pengeboran perlu dicatat dengan cermat oleh supervisor lapangan. Informasi karakteristik pengeboran yang harus dicatat pada bagian log bor, adalah sebagai berikut: 1) Kecepatan penetrasi atau kecepatan pengeboran dalam menit per 0,3 meter (1 ft), 2) Pemasukan batang bor, 3) Perubahan operasi bor oleh petugas bor (tekanan ke bawah, kecepatan rotasi, dan lain-lain), 4) Perubahan kondisi matabor (bit), 5) Kegiatan bor yang tidak biasa (gemertak, melambung, pengikatan, jatuh tiba-tiba), 6) Kehilangan air pembilas, perubahan warna air pembilas, atau perubahan tekanan bor. 122 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

136 Gambar (a) Laras inti tabung tunggal; (b) Laras inti tabung ganda tipe kaku; (c) Laras inti tabung ganda tipe putar, rangkaian seri M dengan bola dukung (FHWA NHI ) b) Jenis-jenis tabung bor inti Jenis-jenis tabung bor inti (ASTM D 2113) dapat berupa tabung tunggal, tabung ganda, atau tabung tripel, seperti diperihatkan dalam gambargambar di bawah, dan ukuran inti bor juga diperlihatkan pada tabel di bawah. Tabel 5.5. Dimensi ukuran tabung inti bor (Christensen Dia-Min Tools, Inc.) Ukuran Diameter inti bor, mm (in) Diameter lubang bor, mm (in) EX, EXM EWD3 21,5 (0,846) 21,2 (0,835) 37,7 (1,484) 37,7 (1,484) AX AWD4, AWD3 AWM AQ Wireline, AV 30,1 (1,138) 28,9 (1,138) 30,1 (1,185) 27,1 (1,067) 48,0 (1,890) 48,0 (1,890) 48,0 (1,890) 48,0 (1,890) BX BWD4, BWD3 BXB Wireline, BWC3 BQ Wireline, BV 42,0 (1,654) 41,0 (1,614) 36,4 (1,433) 36,4 (1,433) 59,9 (2,358) 59,9 (2,358) 59,9 (2,358) 59,9 (2,358) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 123

137 Ukuran Diameter inti bor, mm (in) Diameter lubang bor, mm (in) NX NWD4, NWD3 NXB Wireline, NWC3 NQ Wireline, NV 54,7 (2,154) 52,3 (2,059) 47,6 (1,874) 47,6 (1,874) 75,7 (2,980) 75,7 (2,980) 75,7 (2,980) 75,7 (2,980) HWD4, HXB Wireline, HWD3 HQ Wireline 61,1 (2,406) 63,5 (2,500) 92,7 (3,650) 96,3 (3,791) CP, PQ Wireline 85,0 (3,346) 122,6 (4,827) Jenis-jenis bor inti dapat dijelaskan sebagai berikut. 1) Jenis bor inti standar adalah bor inti tabung ganda yang menghasilkan contoh lebih baik dengan melindungi inti batuan dari aliran air pembilas. Bor inti terdiri atas kepala laras inti yang berputar sekeliling inti atau ditempelkan pada dudukan putar, yang memungkinkan tabung dalam tidak bergerak sementara tabung luar berputar. 2) Jenis bor kedua atau tipe putar tidak begitu mengganggu inti karena masuk ke laras dalam, dan dapat digunakan untuk pengeboran batuan retak dan tidak utuh. Di beberapa daerah hanya digunakan laras inti tabung tripel untuk pengeboran batuan. Dalam sistem tabung ganda, tabung dalam dapat membelah secara longitudinal untuk keperluan pengamatan dan pemindahan inti yang mengalami sedikit gangguan. 3) Pengeboran batuan dapat dilaksanakan dengan alat konvensional ataupun pipa kawat, dengan seluruh tali batang dan laras inti dibawa ke permukaan setelah pemotongan inti batuan. Pada alat bor pipa kawat, tabung dalam dapat lepas dari sambungan tabung luar dan mencapai permukaan dengan cepat melalui alat angkat pipa kawat. 4) Keuntungan utama bor pipa kawat dibandingkan dengan bor konvensional adalah sebagai berikut. (a) Dapat meningkatkan hasil bor dengan adanya pemindahan inti yang cepat dari lubang sehingga biaya tenaga buruh berkurang. (b) Dapat memperbaiki kualitas inti bor batuan lunak, karena metode pipa kawat dapat menghindari penanganan kasar laras inti selama pemotongan laras dari lubang bor dan pada waktu laras inti 124 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

138 dibuka. (Petugas pengeboran biasanya memukul laras inti untuk mematahkan dari batang bor dan membuka laras inti sehingga menyebabkan inti rusak). (c) Efektif untuk investigasi tanah dan batuan serta kerakal atau bongkah yang cenderung berubah dan menutup lubang bor. (d) Dapat digunakan pada setiap pengeboran batuan, tetapi secara tipikal digunakan pada proyek-proyek yang memerlukan lubang bor lebih dalam dari 25 m, dan pemindahan inti yang cepat dari lubang bor sehingga berdampak pada biaya. 5) Meskipun NX adalah ukuran yang paling sering digunakan untuk investigasi, tetapi dapat juga digunakan ukuran yang lebih besar dan lebih kecil. Pada umumnya, ukuran inti yang lebih besar akan menghasilkan contoh yang lebih besar dengan kerusakan mekaniknya kecil. Oleh karena itu, ukuran dan jenis alat bor yang digunakan harus dicatat dengan cermat di tempat yang cocok pada log bor. 6) Panjang setiap lubang inti harus dibatasi sampai maksimum 3 m, dan dikurangi sampai 1,5 m (5 ft). Akan tetapi, kurang tepat digunakan untuk di bawah permukaan batuan dan di daerah batuan retak atau lapuk. Lubang inti yang lebih pendek biasanya dapat mengurangi tingkat kegagalan pada inti dan memperbaiki contoh inti batuan yang berkualitas rendah. Gambar Laras inti tabung ganda: (a) pemasangan laras luar; (b) pemasangan laras dalam PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 125

139 c) Matabor inti (coring bits) Matabor inti adalah komponen paling dasar dari pemasangan laras inti, yang merupakan kegiatan menggerinda dan memotong massa batuan. Tiga kategori dasar dari jenis matabor yang digunakan adalah sisipan intan, karbit, dan gerigi. Matabor inti yang digunakan umumnya dipilih oleh petugas bor dan disetujui oleh tenaga ahli geoteknik. Pemilihan matabor harus didasarkan atas pengetahuan umum tentang kinerja matabor inti untuk contoh yang diinginkan dan air pembilas yang diusulkan. Hal-hal yang berkaitan dengan jenis matabor inti, dijelaskan sebagai berikut. 1) Matabor inti intan dapat berupa susunan permukaan atau jenis intan yang terisi dan menghasilkan inti material batuan lunak sampai sangat keras yang berkualitas tinggi. Dibandingkan dengan jenis lainnya, pengeboran dengan matabor intan umumnya lebih cepat dan menimbulkan tegangan torsi yang lebih rendah pada inti (Hvorslev, 1949). 2) Besarnya perbedaan kekerasan, kekasaran, dan tingkat retakan massa batuan memberikan masukan pada pekerjaan desain matabor untuk menghadapi kondisi khusus atau keadaan lapangan. Matabor inti dapat digunakan untuk mengetahui besarnya perbedaan kualitas, ukuran, dan jarak intan dalam komposisi matrik logam dalam kontur permukaan, serta tipe dan jumlah aliran air. Dengan cara yang sama, kadar intan dan komposisi matrik logam dari matabor yang terisi bisa berbeda-beda sesuai dengan kondisi batuan. Gambar Matabor inti dari kiri ke kanan: intan, karbit, dan gerigi (sawtooth) 126 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

140 3) Matabor terdiri atas berbagai jenis, antara lain matabor intan, gerigi, dan karbit yang menggunakan tungsten carbide sebagai pengganti intan (Gambar 23). Matabor karbit digunakan untuk batuan inti lunak sampai agak keras dan lebih murah daripada matabor intan, namun kecepatan pengeborannya lebih lambat. 4) Matabor gerigi terdiri atas gigi-gigi yang memotong ke dalam dasar matabor, khususnya digunakan untuk batuan inti dan batuan sangat lunak. Gigi-gigi dilapisi dan dibungkus dengan campuran logam keras seperti tungsten carbide untuk memberikan perlawanan air dan meningkatkan umur layan matabor. Walaupun matabor gerigi lebih murah daripada matabor intan, namun kecepatan pengeborannya rendah dan tidak mempunyai faktor keselamatan (keamanan). 5) Ciri-ciri penting dari semua jenis matabor yang harus dicatat adalah tipe aliran air dalam matabor untuk melewatkan air pembilas. Matabor dengan aliran air konvensional dipotong pada permukaan dalam matabor atau matabor dengan aliran air dasar yang berupa aliran dalam pada permukaan dasar matabor di belakang logam yang memisahkan inti dari debit air pembilas. Matabor dengan aliran dasar harus digunakan pada batuan inti lunak atau batuan dengan rekahan yang terisi tanah, untuk menghindari erosi inti karena air pembilas sebelum inti memasuki laras inti Air Pembilas Pada umumnya digunakan air bersih sebagai air pembilas inti batuan. Jika diperlukan lumpur bor untuk menstabilkan lubang yang runtuh atau daerah penutup pada waktu hilangnya air pembilas, perencana, tenaga ahli geologi dan geoteknik harus diberitahu untuk menentukan jenis lumpur bor. Lumpur bor dapat menyumbat bukaan rekahan dan retakan, sehingga akan mempengaruhi pengukuran kelulusan air dan pemasangan pisometer. Air pembilas harus diisi dalam bagian yang menurun untuk memindahkan potongan bor dan membuat sirkulasi ulang air pembilas. Pada umumnya air pembilas dapat dialirkan ke permukaan tanah. Oleh karena itu, mutlak diperlukan perhatian atau penanganan khusus jika material tercemar oleh PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 127

141 minyak atau bahan lain dan memerlukan tempat pembuangan serta menghindari aliran air melalui permukaan tanah Pengamatan Selama Pengeboran Inti a) Kecepatan/ waktu pengeboran Kecepatan pengeboran harus dipantau dan dicatat pada log bor dalam satuan menit per 0,3 m (1 ft). Waktu yang diperlukan untuk melaksanakan pengeboran digunakan untuk menentukan kecepatan pengeboran. b) Foto dokumentasi Hal-hal yang harus diperhatikan dalam dokumentasi foto inti adalah seperti berikut. 1) Setelah pemindahan dari lubang bor, contoh inti dalam tabung inti belah harus segera difoto, dan diberi label untuk identifikasi log bor, interval kedalaman dan jumlah bor inti. 2) Kadang-kadang diperlukan gambar close-up dari bentuk inti yang menarik. Untuk itu, permukaan contoh inti dibasahi dengan semprotan dan atau digosok dengan spon sebelum pengambilan foto agar dapat memperjelas perbedaan warna contoh inti. 3) Pita ukur atau penggaris harus ditempatkan melintasi bagian atas atau dasar ujung blok untuk memberikan skala dalam foto. Pita ukur harus mempunyai panjang minimal 1 meter (3 ft) dan penandaan yang relatif besar dan sangat mencolok harus diupayakan agar terlihat dalam foto. 4) Bagian tabung yang berwarna (untuk yang tidak ada contoh) biasanya diperlukan dalam foto untuk memberikan indikasi pengaruh perubahan dalam umur film, proses film, dan sumber cahaya yang masuk (ambient). Keseragaman kondisi cahaya dari hari ke hari harus diatur oleh petugas foto, dan disesuaikan dengan jenis film yang dipilih. c) Klasifikasi batuan Jenis batuan dan sifat batuan, seperti diskontinuitas, rekahan, lipatan, dan faktor lainnya harus didokumentasi. Lihat subpasal 6.6 dan 6.7 yang menguraikan klasifikasi tanah, batuan dan informasi inti batuan yang harus dicatat. 128 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

142 d) Perolehan inti (core recovery) Perolehan inti adalah panjang inti batuan yang diambil dari bor inti, dan rasio perolehan inti adalah rasio panjang perolehan inti terhadap panjang total inti bor yang tersedia, yang dinyatakan sebagai fraksi atau persentase. Panjang inti harus diukur sepanjang garis sumbu inti. Jika perolehan inti kurang dari panjang bor inti, bagian yang tidak terambil harus dianggap menjadi ujung bor kecuali jika ada alasan perkiraan lainnya (misal zona lapuk, jatuhnya batang, penyumbatan selama pengeboran, kehilangan air pembilas, dan potongan inti berputar atau dipotong ulang). Non-recovery harus diberi tanda NCR (tanpa inti terambil) pada log bor, dan data masukan untuk perlapisan, retakan, atau pelapukan dalam interval tersebut tidak perlu dibuat. Perolehan inti terambil yang lebih besar dari 100% kemungkinan dapat terjadi jika inti terlindungi selama pengeboran yang dilanjutkan dengan bor berikutnya. Hal ini harus dicatat dan pengaturan data sebaiknya tidak dibuat di lapangan. e) Rock quality designation (RQD) Penjelasan RQD dan hal-hal terkait lainnya adalah seperti berikut. 1) Yang dimaksud dengan RQD adalah: (a) Persentase termodifikasi dari perolehan inti dengan jumlah panjang potongan inti utuh yang melebihi 100 mm (4 in) dan dibagi dengan panjang inti. (b) Indeks kualitas batuan tipikal dalam kondisi batuan yang mengalami pelapukan berat, lunak, retakan, pergeseran, rekahan/pelipatan akan menyebabkan nilai RQD menurun. (c) Secara sederhana RQD merupakan ukuran persentase batuan yang terambil dari sebuah interval lubang bor. 2) Prosedur pengukuran RQD yang benar digambarkan dalam Gambar 24. Cara perhitungan dengan gambar disajikan dalam SNI PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 129

143 3) Korelasi asli RQD harus dicatat berdasarkan atas pengukuran pada inti ukuran NX (Deere, 1963). RQD dapat dihitung berdasarkan inti yang mempunyai diameter minimal berukuran NX (Deere dan Deere, 1989). 4) Inti pipa kawat yang menggunakan NQ, HQ, dan PQ dapat juga diterima. Ukuran BQ dan BX yang lebih kecil tidak dapat digunakan, sebab yang lebih kecil dari NX sangat berpotensi mengalami kerusakan dan kehilangan inti. Gambar Modifikasi Pengambilan Ulang Inti Sebagai Indek Kualitas (RQD) Massa Batuan 130 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

144 f) Pengukuran panjang potongan inti Potongan inti yang sama dapat diukur dengan tiga cara, yaitu sepanjang garis sumbu, dari ujung ke ujung, atau sepanjang potongan laras lingkaran penuh (Gambar 25). Prosedur yang dianjurkan adalah mengukur panjang inti sepanjang garis sumbu. Lihat acuan the International Society for Rock Mechanics (ISRM), Commission on Standardization of Laboratory and Field Tests (1978, 1981). Pengukuran sepanjang garis sumbu lebih banyak digunakan, karena: 1) Menghasilkan RQD standar yang tidak bergantung pada diameter inti. 2) Menghindari ancaman serius kualitas batuan, jika keadaan retakan sejajar lubang bor dan dipotong dengan pemasangan kedua. Gambar Pengukuran panjang inti dengan penentuan RQD Patahan inti yang disebabkan oleh proses pengeboran harus disusun kembali dan diperhitungkan sebagai satu potongan. Patahan akibat bor biasanya terjadi karena permukaan yang kasar. Pada batuan schistose dan batuan berlapis, biasanya sulit untuk membedakan antara patahan alami dan patahan akibat bor. Oleh karena itu, sebaiknya dipertimbangkan sebagai patahan alami dalam perhitungan RQD yang konservatif untuk berbagai keperluan. Jika RQD digunakan sebagai bagian dari perkiraan pekerjaan pembongkaran atau pengerukan, perhitungan menjadi tidak bersifat konservatif. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 131

145 g) Penilaian kekuatan batuan Potongan inti yang tidak keras dan tidak kuat, sebaiknya tidak diperhitungkan untuk RQD, meskipun memenuhi syarat panjang 100 mm (3,94 in). Persyaratan kekuatan dapat membantu menurunkan ketentuan syarat kualitas batuan jika batuan telah mengalami perubahan dan perlemahan, baik karena pelapukan permukaan ataupun kegiatan hidrothermal. Keputusan penentuan tingkat perubahan kimiawi apakah sudah cukup atau belum, biasanya harus dilakukan untuk mendapat persetujuan atau penolakan dilakukannya potongan inti. Dua prosedur yang dapat digunakan untuk menilai kekuatan batuan adalah sebagai berikut. 1) Prosedur pertama dilakukan tanpa memperhitungkan potongan inti, karena adanya keraguan mengenai syarat kekuatan yang harus dipenuhi (misalnya batasan perubahan warna atau pemutihan butiran, pencemaran berat, rongga, atau butiran lemah). Prosedur ini bersifat konservatif dan meragukan penilaian kualitas batuan. 2) Prosedur kedua dilakukan dengan memasukkan batuan yang berubah persentase total RQDnya dengan tanda bintang (RQD*) karena persyaratan kekuatan belum terpenuhi. Metode RQD* dapat memberikan beberapa indikasi kualitas batuan sesuai dengan tingkat retakan selama tidak kehilangan kekuatan. h) Kehilangan air pembilas (drilling fluid recovery) Kehilangan air pembilas selama melanjutkan pengeboran dapat menunjukkan adanya bukaan rekahan/ pelipatan, zona retakan atau rongga-rongga dalam massa batuan yang sedang dibor. Oleh karena itu, volume air pembilas yang hilang dan interval terjadinya harus dicatat. Jika tidak ada air pembilas yang hilang, berarti tidak ada air yang hilang kecuali melalui lamanya rembesan dan pengisian pada rongga-rongga. Kehilangan air pembilas sebagian, berarti ada air pembilas yang membalik dalam jumlah yang lebih kecil dari jumlah air yang dipompa. Kehilangan air pembilas penuh berarti tidak ada kehilangan air pembilas ke 132 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

146 permukaan selama operasi pemompaan. Oleh karena itu, diperlukan gabungan pendapat dari petugas lapangan dan petugas bor agar memberikan hasil perkiraan yang terbaik. Gambar Kotak Penyimpanan Contoh Inti Batuan dan Labeling i) Penanganan inti dan labeling Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penanganan inti dan labeling adalah seperti berikut. 1) Inti batuan dari hasil investigasi geoteknik harus disimpan dalam kotak inti yang kuat secara struktur, terbuat dari kayu atau kertas karton berombak yang digosok dengan lilin/parafin (corrugated waxed cardboard) (Gambar 26). Kotak kayu harus dikunci dan dilengkapi dengan penutup berengsel pada sisi atas kotak dan grendel. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 133

147 2) Pemindahan inti harus dilakukan dengan hati-hati dari tabung ke kotak, untuk memelihara ketidakteraturan material melintang retakan dan isian retakan. Patahan inti yang terjadi selama atau setelah inti dipindahkan ke kotak inti, harus disusun kembali dan ditandai dengan tiga garis pendek sejajar yang melintang alur retakan untuk menunjukkan patahan secara mekanik. Patahan yang terjadi pada waktu penyusunan inti ke kotak inti dan waktu pemeriksaan permukaan dalam inti, sebaiknya dihindari walaupun harus ditandai pula. 3) Inti harus ditempatkan dalam kotak dari arah kiri ke kanan, dan dari atas ke bawah. Jika bagian ruangan atas kotak diisi, bagian lebih rendah (atau sambungan) berikutnya harus diisi. Kedalaman bagian atas dan bawah inti, dan setiap rongga yang tampak dalam formasi batuan harus ditandai secara jelas dengan label blok pengatur jarak dari kayu. 4) Jika ada inti bor terambil yang lebih kecil dari 100%, pengatur jarak tabung bambu yang sama panjang dengan inti tidak terambil harus ditempatkan di kotak inti, baik pada kedalaman inti tidak terambil ataupun pada dasar bor. Kedalaman atau panjang inti tidak terambil harus ditandai pada pengatur jarak dengan tanda hitam yang permanen. 5) Label kotak inti harus dilengkapi dengan pena hitam yang tidak dapat dihapus (lihat Gambar 26). Penutup kotak inti harus diberi tanda yang identik pada kedua sisi dalam dan luar, termasuk kedua ujung luar kotak. Untuk pengeboran miring, kedalaman yang ditandai pada kotak-kotak inti dan log bor harus merupakan hasil pengukuran sepanjang sumbu bor. Sudut dan orientasi pengeboran harus dicatat pula pada kotak inti dan log bor. j) Perawatan dan pemeliharaan contoh batuan (ASTM D 5079) Empat jenis tahapan perlindungan contoh yang diidentifikasi adalah 1) perawatan rutin, 2) perawatan khusus, 3) perawatan seperti tanah, 134 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

148 4) perawatan kritis. Dalam investigasi geoteknik pada umumnya digunakan perawatan rutin dalam penempatan inti batuan dalam kotak inti. Menurut ASTM D 5079 penutupan inti dalam selimut polietilin dapat dipasang lepas sebelum inti ditempatkan dalam kotak inti. Perawatan khusus dianggap sesuai, jika kadar air inti batuan (terutama serpih, batulempung dan batulanau) dan sifat-sifat inti yang terkait dapat dipengaruhi oleh bukaan batuan. Prosedur ini dapat juga diaplikasikan untuk mengatur air pembilas dibandingkan dengan air dalam contoh. Perawatan serius perlu dilakukan untuk melindungi contoh terhadap goncangan/kejutan, dan getaran atau perubahan temperatur yang besar, atau keduanya. Untuk perawatan contoh terhadap kotoran ditunjukkan dalam ASTM D Pemetaan Geologi Pemetaan geologi adalah pekerjaan pengumpulan data geologi terperinci insitu secara sistematik, yang digunakan untuk memberikan data karakteristik dan dokumentasi kondisi massa batuan atau singkapan. Data yang dihasilkan dari pemetaan geologi merupakan sebagian data yang diperlukan untuk desain lereng galian atau stabilisasi lereng yang ada. Pemetaan geologi biasanya dapat memberikan informasi lebih luas dan biayanya lebih hemat daripada pengeboran. Uraian penjelasannya (Gambar 27) adalah sebagai berikut. a) Kegiatan pemetaan dan pengumpulan data harus dilakukan oleh seorang tenaga ahli geologi yang berpengalaman dan terlatih, dan diinformasikan kepada supervisor lapangan yang bertanggung jawab. Langkah pertama dalam pemetaan geologi adalah mengkaji dan memahami benar kondisi geologi dan regional setempat berdasarkan atas laporan yang dipublikasi maupun tidak, peta dan hasil investigasi. Tim pemetaan harus mempunyai pengetahuan tentang formasi dan struktur batuan, serta aspek sejarah geologi permukaan tanah secara regional. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 135

149 b) Prosedur pemetaan diuraikan dalam SNI atau Manual FHWA (1989) yang membahas desain lereng batuan, penggalian dan stabilisasi, dan dalam ASTM D Referensi pertama menjelaskan parameter yang harus diperhitungkan jika pemetaan mutlak diperlukan untuk desain lereng galian, yang mencakup: 1) Tipe diskontinuitas, 2) Orientasi diskontinuitas, 3) Isian yang tidak menerus, 4) Sifat-sifat permukaan diskontinuitas, 5) Jarak diskontinuitas, 6) Kesinambungan diskontinuitas, 7) Parameter massa batuan lainnya. c) Parameter tersebut dapat dicatat pada formulir kodefikasi pemetaan struktur. Penjelasan parameter yang sama dan penyajian simbol-simbol geologi yang biasa digunakan untuk pemetaan, serta penyajian uraian laporan yang diinginkan dapat dilihat dalam ASTM D Penyajian data orientasi diskontinuitas dapat berupa grafik dengan menggunakan proyeksi stereografi. Proyeksi ini sangat berguna dalam analisis stabilitas lereng batuan. Metode proyeksi stereografi ini dijelaskan secara terperinci dalam manual FHWA (Graphical presentation of geological data) Penutupan Lubang Hasil Pengeboran Semua lubang bor harus ditutup dengan baik pada waktu penyelesaian investigasi lapangan, dengan alasan pertimbangan keselamatan dan pencegahan pencemaran lapisan tanah dan air tanah. Penutupan bor mutlak diperlukan untuk proyek terowongan, karena lubang bor terbuka akan memberi kesempatan aliran air masuk tidak terkontrol atau jalan udara tertekan. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penutupan lubang bor adalah sebagai berikut. a) Peraturan penutupan lubang bor (sealing dan grouting) biasanya diatur tersendiri sesuai dengan persyaratan yang berlaku. 136 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

150 b) Pada umumnya jika terjadi air tanah atau pencemaran, lubang bor harus diinjeksi dengan menggunakan campuran tepung bentonit, semen portland dan air bersih atau air suling. Persyaratan ini harus dipahami benar oleh tenaga ahli geoteknik dan supervisor lapangan setempat sebelum pengeboran mulai dilaksanakan. c) Semua lubang bor sebaiknya diinjeksi. Lubang-lubang jalan dan pelat harus diisi dengan beton pasangan cepat atau beton aspal. Pengisian kembali lubang bor umumnya dilakukan dengan menggunakan campuran bahan injeksi (grout). Pada lubang bor yang diisi dengan air pembilas, grout getar akan menempati/ menggantikan air pembilas. Oleh karena itu, harus dilakukan persiapan perlengkapan untuk mengumpulkan buangan dari semua air pembilas yang dipindahkan dan buangan grout Pedoman Keselamatan dalam Pengeboran Geoteknik Hal-hal yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut. a) Prosedur keamanan dan keselamatan umum maupun persyaratan tambahan lain dari proyek atau instansi pemerintah yang terkait, harus dipahami benar oleh semua petugas lapangan termasuk tenaga ahli geologi, tenaga ahli teknik, teknisi dan regu bor. Perlindungan minimum untuk semua personil terdiri atas topi helm, sepatu bot, pelindung mata dan sarung tangan. b) Biasanya masalah lingkungan muncul tanpa diketahui terlebih dahulu, misalnya perubahan warna tanah atau fragmen batuan dari tumpahan sebelumnya, atau air tanah tercemar. Tenaga ahli geoteknik dan supervisor lapangan harus mencoba untuk mengidentifikasi kemungkinan sumber pencemaran sebelum memulai pekerjaan lapangan. Berdasarkan evaluasi ini, harus dibuat keputusan mengenai rencana keselamatan lapangan. Masalah lingkungan dapat mempengaruhi jadwal dan biaya investigasi, dan memerlukan izin dari pemerintah pusat atau yang mewakili sebelum memulai pekerjaan pengeboran atau pengambilan contoh. c) Pencemaran yang ditemukan pada lokasi-lokasi investigasi geoteknik yang tidak diketahui atau tidak diharapkan selama pekerjaan lapangan, perlu dilakukan langkah-langkah sebagai berikut. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 137

151 1) Penghentian segera pengeboran dan pemberitahuan informasi kepada tenaga ahli geoteknik harus dilakukan oleh supervisor lapangan, termasuk identifikasi terjadinya pencemaran, kedalaman pencemaran, dan perkiraan kedalaman muka air. Jika produksi tingkat air pembilas terjadi pada atau di atas muka air, pengeboran harus segera ditinggalkan dan ditutup dengan chip bentonit dicampur air atau grout. 2) Petugas lingkungan dari instansi pemerintah harus diberitahu oleh pemberi tugas (pemimpin proyek), agar dapat menentukan apakah perlu dilaksanakan protokol khusus keamanan dan keselamatan, serta demobilisasi dari lapangan Deskripsi Log Bor Aspek-aspek yang harus dicatat pada log bor. a) Data survei topografi yang meliputi lokasi pengeboran dan elevasi permukaan, serta lokasi tanda patok dan datum (jika tersedia). b) Data akurat dari setiap deviasi lokasi bor rencana. c) Identifikasi tanah dan batuan dasar yang terdiri atas kepadatan, konsistensi, warna, kadar air, struktur, dan sumber geologi. d) Kedalaman berbagai lapisan tanah dan batuan secara umum. e) Jenis tabung contoh, kedalaman, penetrasi, dan contoh inti terambil (core recovery). f) Perlawanan pengambilan contoh sesuai dengan tekanan hidraulik atau pukulan per kedalaman penetrasi tabung contoh, serta ukuran dan jenis hammer, dan tinggi jatuh. g) Interval pengambilan contoh tanah dan contoh inti terambil (core recovery). h) Jumlah bor inti batuan, kedalaman dan panjang, inti terambil (core recovery), dan nilai kualitas batuan (RQD). i) Jenis operasi pengeboran yang digunakan untuk mempercepat dan menstabilkan lubang bor. j) Perbandingan perlawanan terhadap pengeboran. k) Kehilangan air pembilas. 138 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

152 l) Pengamatan muka air tanah dengan tanda-tanda perubahan karena permukaan gelombang atau turun naiknya air sungai. m) Tanggal dan waktu pengeboran mulai, selesai, dan pengukuran muka air tanah. n) Penutupan lubang bor. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 139

153 Kedalaman (m) Lokasi Tipe Nomor Tahanan pengambilan Elevasi (m) Pocket pen. (kpa) Kadar air (%) Batas cair (%) Indeks plastisitas (%) Uji lainnya MODUL 11 GEOTEKNIK Proyek : PENCATATAN HASIL PENGEBORAN Lokasi Proyek : (Log of Boring) No. Proyek : Lembar no 1 dari Tanggal pengeboran : Pencatatan oleh : Diperiksa oleh : Cara pengeboran : Mata bor : Kedalaman total pengeboran (m) : Ukuran/Tipe : Tipe mesin bor : Dibor oleh : Berat palu /tinggi jatuh : Kedalaman air semu (apparent) : m; K.A.T m Elevasi permukaan (m) : setelah jam, K.A.T m setelah jam Keterangan : Pengisian ulang lubang bor : Elevasi datum (m) : Contoh tanah 0,0 DESKRIPSI MATERIAL DAN KETERANGAN LAINNYA 1,0 2,0 3,0 dst Gambar Contoh Formulir Pencatatan Hasil Pengeboran Untuk Tanah 140 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

154 Kedalaman (m) Elevasi (m) Panjang no. Perolehan (%) Frekuensi rekahan RQD (%) Gambar rekahan Jumlah rekahan Litologi Uji Packer Uji laboratorium Kec. pengeboran m/jam MODUL 11 GEOTEKNIK Proyek : PENCATATAN HASIL PENGEBORAN Lokasi Proyek : (Log of Boring) No. Proyek : Lembar no 1 dari Tanggal pengeboran : Pencatatan oleh : Diperiksa oleh : Cara pengeboran : Mata bor : Kedalaman total pengeboran (m): Ukuran/Tipe : Tipe mesin bor : Dibor oleh : Berat palu /tinggi jatuh: Kedalaman air semu (apparent) : m; K.A.T m setelah Elevasi permukaan (m): jam, K.A.T m setelah jam Keterangan: Pengisian ulang lubang bor: Elevasi datum (m): INTI BATUAN Keterangan DESKRIPSI MATERIAL DAN KETERANGAN LAINNYA 0,0 1,0 2,0 3,0 dst Gambar Formulir Pencatatan Hasil Pengeboran Untuk Batuan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 141

155 Kedalaman (m) Elevasi (m) Tipe contoh dan jumlah Pocket pen. (kpa) Grafik pencatatan Kadar air (%) Pengujian lainnya MODUL 11 GEOTEKNIK Proyek : PENCATATAN HASIL SUMURAN UJI Lokasi Proyek : (TESTPIT) No. Proyek : Lembar no 1 dari Tanggal penggalian : Dicatat oleh : Diperiksa oleh : Perkiraan panjang (m) : Perkiraan lebar (m) : Perkiraan kedalaman (m) : Alat gali : Kontrakrtor penggalian : Kecendrungan sumur : Elevasi air tanah : Tanggal pengukuran : Perkiraan elevasi permukaan : Keterangan : DESKRIPSI MATERIAL DAN CATATAN LAINNYA 0,0 1,0 2,0 dst Gambar Contoh Pencatatan Hasil Sumuran Uji Pencatatan hasil pengeboran dapat digunakan untuk memberikan informasi dasar dalam pemilihan spesimen/benda uji, latar belakang kondisi asli tanah dasar, elevasi air tanah, penampilan contoh, dan lapisan tanah atau batuan pada lokasi bor maupun penyebaran daerah dari berbagai deposit atau tanah 142 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

156 dasar. Gabungan antara data log bor dan hasil-hasil uji laboratorium dapat digunakan untuk mengidentifikasi profil tanah dasar, yang menunjukkan penyebaran dan kedalaman berbagai material lapangan yang ditinjau. Profil tanah yang disusun berdasarkan kedalaman dan lokasi dari berbagai jenis material dan elevasi air tanah digunakan untuk bahan masukan dalam laporan akhir geoteknik, laporan desain dan spesifikasi Informasi Proyek Pada bagian atas log bor harus disediakan ruang untuk informasi khusus proyek, seperti nama atau nomor proyek, lokasi proyek, kontraktor pengeboran (jika pekerjaan pengeboran dikontrakkan ke luar), jenis alat bor, tanggal dan waktu pekerjaan, metode pengeboran, berat palu (hammer) dan tinggi jatuh, nama personil pengeboran, dan informasi cuaca. Semua informasi harus diberikan pada lembaran pertama dari setiap log bor Lokasi dan Elevasi Bor Lokasi pengeboran (koordinat dan atau stasiun dan offset) dan elevasi muka tanah (dengan datum) harus dicatat pada setiap log bor. Prosedur yang diuraikan di atas, dapat digunakan untuk menentukan lokasi dan elevasi setiap lokasi bor Identifikasi Stratigrafi atau Perlapisan Tanah Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam identifikasi perlapisan tanah adalah sebagai berikut. a) Pengamatan kondisi geoteknik contoh tanah dan potongan inti atau perkiraan berdasarkan kinerja perlengkapan bor (misalnya gemertak alat pemukul dalam kerikil atau tabung yang memantul kembali pada kerakal), harus dicatat dalam kolom tengah log bor dengan label Deskripsi material, atau dalam kolom keterangan. b) Komentar petugas bor mutlak diperlukan dalam persiapan log bor, penyusunan deskripsi masing-masing contoh, dan penggambaran berbagai lapisan pada log bor. Data tersebut meliputi deskripsi masing- PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 143

157 masing lapisan tanah, dengan batasan horisontal yang menggambarkan perbedaan lapisan yang berdekatan. c) Deskripsi terperinci kondisi geoteknik pada waktu pengeboran, sebaiknya digambarkan pada log bor lapangan. Deskripsi tidak bisa hanya diselesaikan di laboratorium. Batas-batas perlapisan harus digambarkan sesuai dengan perubahan deskripsi, misalnya perubahan plastisitas yang agak kaku menjadi kaku dan yang rendah menjadi tinggi. d) Perubahan kecil dapat dinyatakan dengan istilah pantas atau selaras. Batas perlapisan harus digambarkan sesuai dengan perubahan material dari kondisi geologi asli dan harus dicantumkan dalam deskripsi material atau kolom keterangan log, sedangkan batas-batas yang terputus-putus (dashed) harus dihindari. e) Pengamatan perlapisan harus meliputi identifikasi urugan yang ada, topsoil, dan potongan lapisan tanah. Interval pengamatan dan pengambilan contoh khusus mutlak diperlukan untuk membantu mengidentifikasi keberadaan dan ketebalan lapisan material serta menghasilkan kesimpulan dan saran-saran studi geoteknik yang baik. f) Masing-masing lapisan harus diberi tanda di tengah-tengah contoh, kecuali jika batasan ditemui dalam contoh atau diperlukan pengukuran khusus untuk menentukan posisi batasan yang lebih baik Deskripsi Tanah/ Klasifikasi Tanah Deskripsi/ identifikasi tanah adalah pemberian nama contoh tanah secara sistematik, tepat, dan lengkap, baik dalam bentuk tertulis maupun lisan (ASTM D 2488). Klasifikasi tanah adalah pengelompokan tanah dalam kategori yang berdasarkan atas hasil-hasil uji indeks properti (sifat fisik), misalnya nama kelompok dan simbol (ASTM D 2487). Deskripsi tanah minimum harus terdiri atas: a) Konsistensi semu/apparent (untuk tanah berbutir halus), atau sifat kepadatan (untuk tanah berbutir kasar); b) Sifat kondisi kadar air (misal kering, lembap, basah); c) Deskripsi warna; 144 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

158 d) Nama jenis tanah minimum ditambah dengan y jika komponen minimum berbutir halus < 30%, tetapi > 12%, atau komponen minimum berbutir kasar 30%; e) Gambaran sifat jenis tanah utama; f) Sifat distribusi ukuran butiran untuk kerikil dan pasir; g) Sifat plastisitas dan tekstur tanah (lanauan atau lempungan) untuk lanau atau lempung inorganik dan organik; h) Nama jenis tanah utama (semua huruf besar); i) Sifat deskriptif dengan untuk jenis tanah minimum berbutir halus jika 5-12 % atau untuk jenis tanah minimum berbutir kasar jika < 30 % tetapi 15 % (sebagai catatan praktis penggunaan sifat deskriptif banyak dan sedikit untuk komponen-komponen minimum); j) Istilah deskriptif untuk jenis-jenis tanah minor; k) Gangguan (misal pembetonan, sementasi); l) Pengelompokan nama dan simbol menurut the unified soil classification system (uscs) (dalam tanda kurung) yang memadai untuk jenis tanah sesuai dengan astm d 3282, atau astm d 2487; m) Nama geologi (misal holocene, eocene, pleistocene, cretaceous), jika diketahui (dalam tanda kurung atau kolom catatan). Pada umumnya berbagai deskripsi elemen tanah harus dinyatakan dalam urutan seperti di atas. Sebagai contoh: Tanah berbutir halus : lunak, basah, abu-abu, LEMPUNG berplastisitas tinggi, dengan pasir halus; lempung gemuk (CH); (alluvium). Tanah berbutir kasar : padat, lembap, coklat, pasir lanauan sedang-halus, dengan kerikil halus sampai pasir lempungan, pasir lanauan (SM), (aluvium). Banyak praktisi setempat mengabaikan simbol kelompok menurut USCS (misal CL, ML, dan lain-lain), tetapi menggunakan simbol kelompok pada akhir deskripsi. Jika terjadi perubahan dalam lapisan tanah yang sama, seperti perubahan dalam kepadatan nyata, pencatatan/log bor harus menunjukkan deskripsi perubahan, seperti sama, kecuali sangat padat. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 145

159 Konsistensi dan Sifat Kepadatan Semu (Apparent) Konsistensi tanah berbutir halus dan kepadatan semu tanah berbutir kasar, dapat diperkirakan dari jumlah pukulan (nilai N) yang diperoleh dari uji penetrasi standar (ASTM D 1586). Konsistensi lempung dan lanau bervariasi dari lunak sampai teguh, kaku, dan keras. Kepadatan semu tanah berbutir kasar berkisar dari sangat lepas sampai teguh, padat dan sangat padat. Acuan pada tabel 9 dan 10 dapat digunakan untuk memperkirakan konsistensi setempat atau sifat kepadatan tanah dari nilai-nilai N SPT. Tabel 5.6. Sifat Kepadatan Tanah Berbutir Kasar Nilai N terukur Sifat kepadatan Perilaku batang probe ukuran 13 mm Kepadatan relatif,% 0 4 sangat terurai Mudah dipenetrasi dengan tangan (very loose) > 4 10 terurai (loose) Terpenetrasi dengan teguh jika didorong dengan tangan. > agak padat (firm) Mudah terpenetrasi jika dipukul dengan palu kg. > padat (dense) Hanya terpenetrasi beberapa sentimeter jika dipukul dengan palu 2 kg > 50 sangat padat (very Hanya mengalami penetrasi beberapa dense) milimeter jika dipukul dengan palu 2 kg. Tabel 5.7. Sifat Konsistensi Tanah Berbutir Halus Nilai N tidak terkoreksi Konsistensi Kuat tekan tidak terkekang, q u, kpa Hasil langkah-langkah secara manual < 2 sangat lunak < 25 Benda uji (tinggi=2x diameter) merosok oleh (very soft) berat sendiri, atau keluar di antara jari-jari jika ditekan. 2 4 lunak (soft) Benda uji mudah dibentuk oleh tekanan jari. 4 8 teguh (firm) Dapat dibentuk oleh tekanan jari dengan kuat kaku (stiff) Membekas jika ditekan dengan ibu jari sangat kaku (very stiff) Membekas jika ditekan dengan kuku ibu jari. > 30 keras (hard) > 400 Tidak membekas oleh tekanan jari atau sulit tertoreh oleh kuku ibu jari. 146 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

160 Berdasarkan kerelasi empiris ini sifat kepadatan atau konsistensi tanah dasar dapat bervariasi karena berbagai alasan. Keputusan penentuan seseorang tetap merupakan bagian penting dari proses identifikasi visual. Alat mekanik, seperti penetrometer saku (hand penetrometer), dan uji indeks di lapangan (uji smear, uji kekuatan kering, uji gulung/thread), disarankan sebagai alat bantu dalam penentuan konsistensi tanah berbutir halus. Jika memungkinkan, nilai N dari semua jenis tanah dikoreksi untuk efisiensi tenaga (ASTM D 4633). Efisiensi tenaga diperhitungkan sebesar 60% menurut referensi dari U.S. Dalam evaluasi geoteknik tertentu, perilaku tanah berbutir kasar (kepadatan relatif, sudut geser, potensi likuifaksi), dan jumlah pukulan (nilai N) harus dinormalisasi/dikoreksi ke dalam tegangan acuan sebesar 1 atmosfir, lihat buku pedoman volume II dan III. Catatan: nilai N disarankan tidak digunakan langsung untuk menentukan parameter desain kekuatan tanah berbutir halus Warna dan Kadar Air Warna harus diuraikan setelah contoh dikembalikan (retrived) pada kadar air contoh tanah asli. Warna-warna utama yaitu coklat, abu-abu, hitam, hijau, putih, kuning, merah, dan warna antara, digambarkan dengan menggunakan dua warna dasar misalnya abu-abu - hijau. Banyak instansi menggunakan warna Munsell, walaupun tidak mempengaruhi penentuan tekstur. Jika tanah ditandai sesuai dengan tempat/lokasi warna, digunakan istilah titik-titik (mottled). Tanah yang bertekstur homogen tetapi mengalami perubahan pola warna dan tidak diperhitungkan sebagai titik-titik, dapat digambarkan sebagai goresan/garis (streaked). Tabel 5.8. Sifat Kadar Air Tanah Deskripsi K O N D I S I Kering Jika disentuh, tidak ada tanda air dan tanah kering. Lembap Jika disentuh, ada tanda air dan tanah relatif kering. Basah Jika disentuh, ada tanda air dan tanah basah; dan jika tanah berbutir kasar dipadatkan memperlihatkan banyak air bebas. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 147

161 Jenis Tanah Bagian-bagian penting dari jenis tanah yang ditentukan berdasarkan tekstur ukuran butir, dapat menentukan pemisahan tanah berbutir kasar, berbutir halus, dan tanah dengan kadar organik tinggi, dengan penjelasan sebagai berikut. Tanah yang terdiri atas lebih dari 50% butiran yang lebih besar dari saringan (U.S. Standard) No.200 (0,075 mm) ditentukan sebagai butiran kasar. Tanah (inorganik dan organik) yang terdiri atas 50% atau lebih butiran yang lebih halus dari saringan No. 200, ditentukan sebagai butiran halus. Tanah yang terdiri atas kurang dari 50% volume material organik, warna gelap, dan dengan bau organik, ditentukan sebagai tanah organik. Tanah berkadar organik yang mengandung lebih dari 50%, ditentukan sebagai gambut. Penentuan jenis tanah mengikuti ASTM D 2487, misalnya kerikil, pasir, lempung, lanau, lempung organik, lanau organik, dan gambut. a) Tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) Tanah berbutir kasar terdiri atas kerikil, pasir, dan tanah berbutir halus secara terpisah ataupun gabungan, dan tanah yang lebih dari 50% tertinggal pada saringan No.200. Komponen kerikil dan pasir ditentukan berdasarkan atas ukuran butir, seperti dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 5.9. Acuan Ukuran Butiran Untuk Kerikil dan Pasir Komponen tanah Ukuran butiran Penentuan Bongkahan * 300 mm + Dapat diukur Kerakal * 300 mm 75 mm Dapat diuji Kerikil : Pasir : Kasar Halus Kasar Sedang Halus 75 mm 19 mm 19 mm-saringan # 4 (4,75 mm) Saringan # 4 - # 10 Saringan # 10 - # 40 Saringan # 40 - # 200 Dapat diukur Dapat diukur Dapat diuji dan terlihat dengan mata Dapat diuji dan terlihat dengan mata Dapat diuji dan mudah dibedakan dengan mata * Bongkahan dan kerakal tidak diperhitungkan sebagai klasifikasi atau deskripsi tanah atau bagian tanah, kecuali deskripsi pengaruh campuran, misalnya dengan volume kerakal kira-kira 5%. 148 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

162 Distribusi ukuran butir diidentifikasi sebagai bergradasi baik atau bergradasi jelek. Tanah berbutir kasar yang bergradasi baik terdiri atas semua butiran berukuran yang mewakili dengan baik mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil, dengan butiran halus 12%. Sebagai acuan untuk distribusi sifat kekasaran ukuran butir digunakan tabel di bawah. Tabel Sifat Ukuran Butir Untuk Pasir dan Kerikil Sifat ukuran butir Singkatan Persyaratan ukuran Kasar K <30% pasir s-h atau <12% kerikil h Kasar sampai sedang k-s <12% pasir halus Sedang sampai halus s-h <12% pasir kasar dan >30% pasir sedang Halus H <30% pasir sedang atau <12% kerikil kasar Kasar sampai halus k-h >12% dari setiap ukuran * * Kriteria 12% dan 30% dapat dimodifikasi bergantung pada kadar bahan halus. Sebagai acuan adalah bentuk kurva distribusi ukuran butiran. Jika kurva relatif lurus atau menurun dan mengandung pasir kasar, digunakan k-h, dan digunakan pasir s-h jika terdapat cukup banyak pasir sedang. Jika ada keraguan, tentukan persentase di atas berdasarkan jumlah kandungan pasir atau kerikil. Tabel Kelompok Simbol Untuk Tanah Organik Simbol kelompok Nama kelompok Keterangan SO Pasir lanauan organic Di bawah garis-a dengan butiran halus >12% SO Pasir lempungan organic Di bawah garis-a dengan butiran halus >12% SP-SO Pasir bergradasi jelek dengan lanau organic 5-12% bagian halus di bawah garis-a CATATAN: USCS tidak mengizinkan identifikasi batas cair bahan halus kurang dari atau sama dengan dan lebih besar dari 50 %. b) Tanah berbutir halus Tanah berbutir halus adalah tanah yang terdiri atas 50% atau lebih butiran yang melewati saringan No.200 (bahan halus). Bahan halus terdiri atas lanau dan lempung inorganik atau organik, seperti ditentukan dalam grafik plastisitas (Gambar 33b) dan batas cairnya (LL) menurun jika dikeringkan di atas pengeringan oven. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 149

163 Penjelasan jenis-jenis tanah butiran halus, sifat plastisitas, dan sifat jenis tanah mutlak digunakan untuk menentukan lebih lanjut jenis tekstur tanah, plastisitas, dan lokasi pada bagan plastisitas. c) Tanah berlapis Tanah dengan jenis yang berbeda dapat ditemukan dalam perlapisan tanah dengan berbagai tebal. Tiap lapisan diuraikan seolah-olah berupa tanah tidak berlapis dengan menggunakan urutan deskripsi tanah yang diuraikan di atas. Tebal dan bentuk lapisan, dan tipe geologi perlapisan, dicatat dengan menggunakan istilah deskriptif yang ditunjukkan dalam tabel 19. Tebal jenis lapisan, sebelum atau pada akhir deskripsi ditentukan dengan tanda kurung, dan dipilih yang mana yang lebih memadai. Contoh deskripsi untuk tanah lapisan adalah seperti berikut ini. 1) Pelipatan saling berlapis setebal 5 mm s.d. 20 mm agak kaku, lembap sampai basah dengan lapisan tanah abu-abu, agak plastis, lempung lanauan (CL) dan lanau agak abu-abu, plastisitas rendah (ML, aluvium). 2) Lapisan lunak lembap sampai basah setebal 5 mm s.d. 20 mm dari abu-abu coklat, lempung plastisitas tinggi (CH) dan lanau setebal 10 mm s.d. 15 mm tidak plastis, sedikit pasir halus (ML, aluvium). d) Nama Geologi Deskripsi tanah mencakup hasil penilaian supervisor lapangan termasuk asal usul satuan tanah dasar dan nama secara geologi (jika diketahui), yang ditempatkan dalam tanda kurung atau dalam kolom catatan lapangan dari log bor. Sebagai contoh diperlihatkan hasil pencatatan hasil pengeboran tanah seperti gambar di bawah. 150 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

164 Gambar Contoh Formulir Pencatatan Hasil Pengeboran Tanah 5.4 Prosedur Pencatatan Hasil Pengeboran Inti Pencatatan hasil pengeboran tanah dan batuan (inti) harus dilakukan selengkap mungkin sesuai dengan kondisi lapangan, singkat dan jelas. Tingkat rinciannya akan sangat membantu menjelaskan tujuan investigasi maupun maksud penggunaan hasil pencatatan pengeboran. Di samping informasi dasar hasil pencatatan pengeboran batuan, tingkat rincian yang memadai harus ditentukan oleh tenaga ahli geoteknik dan atau tenaga ahli geologi berdasarkan kebutuhan proyek. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 151