SIFAT FISIK & MANFAAT BATUAN BEKU DI DESA SAPULANTE, KECAMATAN PASREPAH KABUPATEN PASURUAN, JAWA TIMUR Zanuar Ifan Prasetya Mahasiswa Magister Teknik Geologi UPN Veteran Yogyakarta Abstrak Daerah telitian berada disekitar hasil kegiatan vulkanik Gunung Tengger di lereng Pegunungan Arjuno bagian timur laut pada ketinggian ± 250 mdpal, tepatnya di sekitar Desa Sapulante, Kecamatan Pasrepah, Kabupaten Pasuruan, Jawa Timur. Kondisi geologi lokasi penelitian terdiri dari Satuan lava trakit tersusun oleh perselang-selingan antara lava trakit dengan lapili dan aglomerat serta breksi vulkanik, Satuan breksi dan aglomerat dengan sisipan tipis lava dan Satuan perselingan lava traki-andesit dan andesit dengan breksi vulkanik. Hasil analisa sifat fisik 14 conto batuan terlihat bahwa batuan yang memiliki porositas sangat tinggi yaitu 17,17 % pada litologi lava trakit yang bertekstur skoria. Sedangkan nilai porositas terkecil 1,44 % pada litologi batu andesit. Nilai absorpsi dari tiap conto batuan berkisar antara 0,5 7,15 % selain itu nilai absorpsi tinggi yaitu 3,93 % dan 7,17 % juga terdapat pada litologi trakit bertekstur skoria. Analisa kuat tekan memperlihatkan bahwa kuat tekan lemah dapat dimanfaatkan sebagai batu hias atau tempel, tonggak & batu tepi jalan dan penutup lantai atau trotoar. Sedangkan kuat tekan kuat dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan ringan sampai bangunan sedang. Kemudian kuat tekan sangat kuat dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan berat. Pendahuluan Wilayah penelitian berada di sekitar hasil kegiatan vulkanik yaitu pada lereng Pegunungan Arjuno bagian timur laut yang berada pada ketinggian ± 250 meter di atas permukaan laut. Di wilayah ini banyak dijumpai produk lapukan material vulkanik Gunung Tengger/Bromo yang terdiri dari perselingan breksi, aglomerat, lava andesit dan trakit. Batuan lava andesit dan trakit mempunyai kekuatan yang besar sehingga memungkinkan dimanfaatkan sebagai bahan galian golongan C batu andesit. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui sifat fisik dari batuan hasil kegiatan vulkanik Gunung Tengger yang banyak di jumpai di wilayah ini. Dengan mengetahui sifat fisik batuannya, maka potensi yang ada bisa dimanfaatkan untuk keperluan pembangunan sesuai dengan kebutuhan pasar. Metode yang digunakan untuk penelitian ini berdasarkan pemetaan singkapan yang ada di permukaan dan pengambilan beberapa conto batuan beku yang representatif untuk dilakukan analisa di laboratorium. Pengambilan conto batuan dilakukan pada singkapan yang masih fresh maupun ada beberapa yang sudah lapuk, sebagai bahan perbandingan. Lokasi penelitian berada di sekitar Desa Sapulante, Kecamatan Pasrepah, Kabupaten Pasuruan, Jawa Timur. Untuk mencapai lokasi ini bisa ditempuh dengan menggunakan kendaraan baik roda 2 maupun roda 4 dengan kondisi jalan yang beragam, mulai dari jalan tanah, makadam dan jalan aspal. Sedangkan untuk pemetaan geologi dan pengambilan conto batuan hanya bisa dilakukan dengan jalan kaki.
KONDISI GEOLOGI A. Geomorfologi. Daerah penyelidikan merupakan bagian dari kenampakan fisiografi gununggunung api volkanik Kuarter dan merupakan bagian dari satuan fisiografi longitudinal Zona Volkanik Tengah Jawa atau yang dikenal dengan Zona Solo Blitar (Van Bemmelen, 1949). Pada zona ini terdapat kerucut-kerucut volkanik berumur kurang dari 2 juta tahun dibagian tengah Pulau Jawa. Material yang umum terdapat pada zona tersebut adalah perselingan antara lahar dan endapan fluviatil dibagian kaki lereng volkanik paling jauh (distal) dan perselingan antara endapan lahar, piroklastik dan lava dibagian lereng tengah (medial). Pada bagian pusat volkanik (proksimal) umumnya disusun oleh intrusi, kepundan, aliran lava dan piroklastika. Morfologi daerah telitian berupa punggungan aliran lava dan lahar dengan kondisi permukaanya berupa perbukitan bergelombang sedang hingga kuat. Terdiri litologi berupa aliran lahar, lava andesit maupun trakit dengan kemiringan lereng umum sebesar 10-25. B. Geologi regional Wilayah Desa Sapulante, Kecamatan Pasrepah, Kabupaten Pasuruan terdapat pada endapan erupsi dan klastika batuan gunungapi Komplek Tengger. Pada Komplek Tengger terdapat tiga satuan batuan yang merupakan produk erupsinya, dimulai yang tertua: Batuan gunungapi Kuarter Tengah; Batuan gunungapi Tengger dan Batuan gunungapi Bromo. Ke-tiga satuan batuan tersebut bertumpu pada endapan erupsi dan klastika gunungapi yang kebih tua dari sistem volkanik Gendis-Jembangan dan Anjasmara yang berumur Kuarter Bawah. Kesemua endapan erupsi gunungapi dan klastika tersebut dialasi oleh satuan batuan gunungapi Anjasmara Tua. Pada endapan gunungapi dan klastika komplek Tengger terdapat tiga satuan batuan gunungapi sebagaimana dijelaskan di atas. Satuan paling tua adalah Satuan Batuan Gunungapi Kuarter Tengah (Qpt) dari endapan hasil erupsi dan klastika Gunungapi Komplek Tengger yang berupa breksi gunungapi, breksi tuf, lava, tuf aglomerat dan lahar. Diatasnya ditutupi oleh satuan Batuan Gunungapi Tengger (Qvt) yang disusun oleh hasil letusan dan klastika berukuan pasir hingga kerakal dari erupsi Gunung Tengger berupa tuf pasiran, tuf batuapung, tuf abu-abu dan aglomerat. Umurnya adalah Pleistosen Akhir atau merupakan endapan gunungapi hasul erupsi > 10.000 tahun lalu. Bagian termuda dari endapan gunungapi Komplek Tengger adalah Satuan Gunungapi Bromo (QvB) terdiri dari breksi gunungapi, lava, tuf, tuf breksi dan lahar. Memperhatikan data-data lapangannya maka di wilayah tersebut ditempati oleh Satuan Batuan Gunungapi Kuarter Tengah (Qpt). C. Kondisi Geologi Daerah Penelitian Geologi daerah penelitian disusun oleh endapan dan lava hasil aktivitas gunungapi Komplek Tengger. Bagian paling bawah disusun oleh perselingan lava trakit dengan aglomerat, lapili dan breksi volkanik. Di atasnya diendapkan satuan breksi lahar dan perselingan antara lava traki-andesit dengan breksi. Dua satuan terakhir mengendap berulang-ulang dan berselang seling.
Gambar 1. Peta geologi lembar Malang (Santoso dan Suwarti, 1992). Satuan lava trakit terdapat di bagian utara timur laut wilayah penelitian, yang tersusun oleh perselang-selingan antara lava trakit dengan lapili dan aglomerat serta breksi volkanik. Lava trakit mempunyai tebal 1,5 5,5 m dengan total ketebalan mencapai 12 m. Hampir semua bagian lava sangat skoria ditandai dengan lubang gas yang melimpah sehingga pori-pori mencapai 20%. Lubang gas berbentuk tidak teratur dan cenderung retas.
Gambar 2. Kiri : singkapan trakit yang menunjukan adanya struktur skoria, Kanan : singkapan aglomerat yang di sekitarnya juga dijumpai breksi vulkanik. Satuan breksi dan aglomerat mempunyai ketebalan bervariasi dan berselingan dengan lava. Ketebalan berkisar antara 1 hingga 14 meter dimana setiap lokasi pengamatan cukup berbeda-beda ketebalannya, dengan ketebalan salah satu titik pengamatan yaitu 2-14 meter yang berada di bagian barat penelitian. Gambar 3. Kiri : Singkapan satuan breksi dan aglomerat yang berselingan dengan lava Kanan : kenampakan breksi vulkanik. Satuan perselingan lava traki-andesit dan andesit dengan breksi yang tidak dapat dipetakan dengan detail. Kadangkala breksi menisip diantara lava di bagian lain breksi sebagai lapisan tersendiri dan melampar horisontal. Lava traki-andesit dan andesit ditandai dengan sifat fisik yang pejal, sedikit lubang gas, namun pada beberapa bagian bawahnya terkekar lembarankan. Lava terdiri dari fenokris plagioklas berwarna putih yang memperlihatkan kesan penjajaran dan tertanam dalam masa dasar gelas hablur yang gelap. Ketebalan dari lava traki-andesit dan andesit dengan breksi tersebut sangat beragam.
Gambar 4. Singkapan perselingan lava traki-andesit dengan breksi vulkanik, berada di wilayah tambang rakyat yang sudah ditinggalkan. Gambar 5. Peta Geologi lokasi penelitian yang didominasi oleh batuan vulkanik hasil erupsi Gunung Api Tua Tengger
Gambar 6. Profil penempang lintasan di lokasi penelitian SIFAT FISIK DAN KUAT TEKAN BATUAN A. Sifat Fisik Batuan Pengujian sifat fisik batuan yang ditentukan meliputi beberapa pengujian antara lain: - Bobot isi asli, merupakan perbandingan berat batuan asli dengan volume total batuan. - Bobot isi kering, merupakan perbandingan berat batuan kering dengan volume totalnya. - Bobot isi jenuh, merupakan perbandingan berat batuan jenuh dengan volume total batuan. - Apparent specific gravity, perbandingan bobot isi kering batuan dengan bobot isi air. - True specific gravity, perbandingan bobot isi jenuh batuan dengan bobot isi air. - Kadar air asli, merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan asli dengan berat butiran batuan dan dinyatakan dalam %.
- Kadar air jenuh, merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan jenuh dengan berat butiran batuan dan dinyatakan dalam %. - Derajat kejenuhan, perbandingan kadar air asli dan kadar air jenuh dinyatakan dalam %. - Porositas, perbandingan volume rongga dalam batuan dengan volume total batuan. - Angka pori, perbandingan volume rongga dalam batuan dengan volume butiran batuan. Dari lokasi penelitian dilakukan pengambilan conto sebanyak 14 buah kemudian dilakukan analisa sifat fisik batuan di laboratorium, sehingga diperoleh nilai sebagai berikut : Tabel 1. Hasil analisa sifat fisik batuan. Dari hasil analisa tersebut, maka terlihat bahwa batuan yang memiliki porositas cukup tinggi sebesar 17,17 % pada lokasi pengamatan 4 yang berada
pada koordinat UTM 700203, 9140758 di sekitar timur laut wilayah penelitian. Pada titik pengamatan 86, juga dijumpai conto batuan dengan nilai porositas cukup tinggi, yaitu 9,29 %. Dimana kedua titik pengambilan conto batuan tersebut berada pada litologi lava trakit dengan mempunyai pori-pori/lubang skoria yang cukup banyak. Sedangkan nilai porositas terkecil berada di LP 35 dengan nilai 1,44 % berada pada litologi batu andesit. Sedangkan nilai absorpsi dari tiap conto batuan berkisar antara 0,5 7,15 %. Nilai absorpsi tinggi 3,93 dan 7,17 % terdapat pada LP 36 dan LP 4 yang juga terdapat pada litologi trakit bertekstur skoria. B. Kuat Tekan Batuan Pengujian kuat tekan uniaksial adalah suatu cara pengujian sifat mekanik yang bertujuan untuk mengetahui : 1. Kuat tekan uniaksial Nilai kuat tekan uniaksial dari percontoh batuan merupakan tegangan yang terjadi pada percontoh batuan saat percontoh tersebut mengalami keruntuhan (failure) akibat pembebanan. 2. Regangan Pada saat percontoh batuan yang diuji menerima beban yang meningkat secara teratur, maka kondisi percontoh batuan cenderung mengalami perubahan bentuk. Perubahan bentuk ini akan terjadi dalam arah lateral dan aksial, sehingga pada percontoh batuan secara langsung mengalami pula perubahan bentuk secara volumetrik. 3. Batas Elastik Harga batas elastik ini dinotasikan dengan σ E, dimana pada grafik diukur pada saat grafik regangan aksial meninggalkan keadaan linier pada suatu titik tertentu. Titik ini dapat ditentukan dengan membuat sebuah garis singgung pada daerah linier dari grafik tersebut, sehingga pada suatu kondisi jelas terlihat grafik meninggalkan keadaan linier dengan kelengkungan tertentu hingga mencapai puncak. 4. Modulus Young Harga modulus Young dapat ditentukan sebagai perbandingan antara selisih harga tegangan aksial (Δσ) dengan selisih ragangan aksial (Δεa), yang diambil pada perbandingan tertentu pada grafik regangan aksial dihitung pada ratarata kemiringan kurva dalam kondisi linier, atau bagian linier yang terbesar dari kurva, sehingga didapat nilai modulus Young rata-rata seperti terlihat pada gambar 7. 5. Poisson s Ratio Harga Poisson s Ratio didefinisikan sebagai perbandingan antara regangan lateral dan regangan aksial pada kondisi tegangan sebesar σi. Harga tegangan sebesar σi yang diukur pada titik singgung antara grafik regangan volumetrik dengan garis sejajar sumbu tegangan aksial pada saat grafik regangan volumetrik mulai berubah arah. Titik singgung tersebut diproyeksikan tegak lurus sumbu tegangan aksial didapat titik σi. Melalui titik σi dibuat garis tegak lurus sumbu tegangan aksial, sehingga memotong kurva regangan aksial dan lateral. Kemudian masing-masing titik potong tersebut diproyeksikan tegak lurus sumbu regangan aksial dan lateral sehingga didapatkan nilai εai dan εli. Sehingga dari nilai-nilai
tersebut dapat ditentukan besarnya harga Poisson s ratio dalam hubungan sebagai berikut : Gambar 7. Kiri : Kurva Tegangan-Regangan Hasil Uji Kuat Tekan Uniaksial. Tengah: Kurva Pengambilan nilai Δσ dan Δεa. Kanan : Pengambilan nilai εli dan εai. Conto batuan sebanyak 14 buah yang diambil dari lokasi penelitian kemudian dilakukan analisa uji kuat tekan dilaboratorium sehingga diperoleh hasil sebagai berikut: Tabel 2. Hasil analisa uji kuat tekan batuan. Dari analisa tersebut, conto batuan yang memiliki kuat tekan paling rendah yaitu berada pada LP 4 dengan kuat tekan 495,37 kg/cm 2 dengan kondisi litologi berupa batu trakit-andesit dengan tekstur skoria. Sedangkan conto batuan yang paling tinggi nilai kuat tekannya yaitu LP 27 dengan nilai kuat tekan 2357,58 kg/cm 2 dengan litologi berupa andesit.
Gambar 8. Kiri atas :singkapan trakit yang di ambil conto-nya untuk dilakukan analisa Kanan atas : lokasi pengambilan conto andesit di sekitar alur liar. Kiri bawah: conto batu trakit-andesit yang banyak menunjukan tekstur skoria yang akan di uji kuat tekan. Kanan bawah: uji tes kuat tekan di laboratorium dengan alat testing gauge. Kegunaan Hasil Uji Sifat Fisik dan Kuat Tekan Batuan Sektor industri bangunan sangat memerlukan batu alam (batuan beku) dalam setiap pembangunan sarana dan prasarana fisik. Dalam pengadaan bahan bangunan atau pembangunan jalan industri memerlukan data yang dapat menunjang spesifikasi material yang akan digunakan. Adapun syarat mutu untuk bahan bangunan seperti pada tabel di bawah ini. Tabel 3. Syarat Mutu Batu Alam untuk Bahan Bangunan menurut SII 0378-80.
Pada tabel 3. di atas merupakan syarat mutu batu alam, sehingga bisa di klasifikasikan kegunaan conto batuan dari Desa Sapulante seperti pada tabel 4 di bawah ini. Tabel 4. Tabel kegunaan conto batuan dari Desa Sapulante. Beberapa conto batuan yang dianalisa kemudian diklasifikasikan menurut Cuates, 1964 sehingga di peroleh tiga satuan kuat tekan. Seperti pada gambar 3.3. diatas terlihat bahwa lokasi dengan kuat tekan lemah (< 70 MN/m 2 ) berada di bagian timur laut wilayah penelitian di sekitar LP 4, 79 dan 86 dengan litologi yang di dominasi oleh lava trakit perselingan dengan aglomerat dan breksi vulkanik. Sedangkan untuk satuan kuat tekan kuat (< 175 MN/m 2 ) berada dibagian timur, tengah dan barat daya dari wilayah penelitian pada LP 28, 37, 41, 47, 57, 61, 68, dan 76 dengan litologi yang didominasi oleh litologi berupa lava andesit dengan sisipan aglomerat dan breksi vulkanik. Sedangkan untuk satuan kuat tekan sangat kuat (> 175 MN/m 2 ) berada di bagian tengah dari wilayah penelitian pada LP 21, 27 dan 35 dengan litologi yang sebagian besar berupa lava andesit dan traki-andesit.
Gambar 9. Peta kuat tekan Desa Sapulante KESIMPULAN Wilayah penelitian di Desa Sapulante ini kondisi geologinya terdiri dari Satuan lava trakit tersusun oleh perselang-selingan antara lava trakit dengan lapili dan aglomerat serta breksi vulkanik, Satuan breksi dan aglomerat dengan sisipan tipis lava dan Satuan perselingan lava traki-andesit dan andesit dengan breksi vulkanik. Hasil analisa sifat fisik 14 conto batuan terlihat bahwa batuan yang memiliki porositas sangat tinggi yaitu 17,17 % di LP 4 di pada litologi lava trakit yang bertekstur skoria. Sedangkan nilai porositas terkecil berada di LP 35 dengan nilai 1,44 % berada pada litologi batu andesit. Sedangkan nilai absorpsi dari tiap conto batuan berkisar antara 0,5 7,15 %. Nilai absorpsi tinggi 3,93 dan 7,17 % terdapat pada LP 36 dan LP 4 yang juga terdapat pada litologi trakit bertekstur skoria. Analisa kuat tekan memperlihatkan bahwa kuat tekan lemah berada di LP 4 sehingga dapat dimanfaatkan sebagai batu hias atau tempel, LP 79 dapat dimanfaatkan sebagai tonggak maupun batu tepi jalan dan LP 86 dapat dimanfaatkan sebagai penutup lantai atau trotoar. Sedangkan kuat tekan kuat
berada pada LP 28 dapat dimanfaatkan sebagai penutup lantai/trotoar, LP 37, 41, 68 dan 76 dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan berat, LP 47 dan 57 dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan sedang, serta LP 61 dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan ringan. Kemudian kuat tekan sangat kuat berada pada LP 21, 27 dan 35 yang dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan berat. Kondisi tekstur batuan sangat mempengaruhi dalam penelitian ini, apabila batuan berstekstur skoria maka nilai absorption dan porositasnya sangat tinggi serta kuat tekannya lemah. Begitu juga sebaliknya, apabila batuan dalam kondisi kompak dan keras maka nilai absorption dan porositasnya rendah serta kuat tekannya kuat sampai sangat kuat. DAFTAR PUSTAKA Brown, E.T., 1981, Rock Characterization, Testing and Monitoring, Pergamon Press, New York. Farmer, I., 1983, Engineering Behaviour of Rocks, Chapman & Hall, London. Made Astawa Rai, Dr. Ir., 1988, Mekanika Batuan, Laboratorium Geoteknik, PAU- IR, ITB. Vutukuri, VS., Lama, RD., 1974, Handbook on Mechanical Properties of Rocks, Trans Tech Publications, Germany.