BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan batuan

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan...

  • Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar

    Geoteknik 1

    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 dibawah 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 penyelidikan geoteknik terhadap fondasi dan material bangunan yang

    mencakup material timbunan dan agregat beton.

    Modul Penyelidikan Geoteknik, disiapkan bagi para perencana untuk memahami

    prinsip-prinsip penyelidikan geoteknik yang akhirnya nanti diharapkan mampu

    memanfaatkan dengan benar data hasil penyelidikan geoteknik untuk

    Perencanaan Bendungan Urugan, Tingkat Dasar.

    Salah satu dari modul perencanaan bendungan urugan tingkat dasar ini adalah

    modul geoteknik bendungan yang membahas mengenai dasar-dasar geoteknik

    yang menjelaskan kelakuan kondisi tanah yang berbeda-beda yang sering kita

    jumpai di dalam praktek. Keragam dan perbedaan yang ada ini menentukan sifat

    tanah dengan berbagai persoalan sesuai dengan kondisi tertentu yang

    dikehendaki dalam perencanaan suatu bendungan urugan.

  • Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar

    2

    Geoteknik

    1.2 Deskripsi Singkat

    Mata diklat ini membahas tentang: jenis-jenis batuan, sifat-sifat material tanah

    dan batuan serta uji yang terkait, program penyelidikan geoteknik dan

    persyaratan teknis penyelidikan geoteknik.

    1.3 Tujuan Pembelajaran Umum (TPU):

    Setelah mengikuti pelajaran ini, para peserta diharapkan mampu memahami

    prinsip-prinsip penyelidikan geoteknik untuk menunjang perencanaan bendungan

    urugan.

    1.4 Tujuan Pembelajaran Khusus (TPU):

    Setelah peserta mengikuti mata pelajaran ini, diharapkan mampu:

    a. Menjelaskan secara garis besar kelompok jenis batuan,

    b. Menjelaskan sifat-sifat material tanah dan batuan,

    c. Menjelaskan program penyelidikan geoteknik,

    d. Menjelaskan persyaratan teknis penyelidikan geoteknik

  • Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Urugan Tingkat Dasar

    3

    Geoteknik

    BAB II

    KLASIFIKASI TANAH DAN BATUAN

    2.1 Tanah

    2.1.1 Pembentukan Tanah

    Pembentukan tanah ini dimulai dari pelapukan batuan yang ada baik batuan

    sedimen, batuan metamorf atau batuan beku. Pelapukan dianggap bagian yang

    sangat penting dari proses degradasi. Secara umum tanah terbentuk akibat

    proses pelapukan/penguraian batuan secara kimia, fisik dan biologi.

    Pelapukan adalah perubahan fisik atau kimiawi batuan yang disebabkan

    karena berhuhungan dengan udara, air, dan organisma. Pelapukan digolongkan

    sebagai pelapukan fisika, pelapukan kimiawi, dan pelapukan biologis

    tergantung kepada penyebab utamanya. Pada pelapukan fisik, tenaga yang

    berupa tekanan dan temperatur memegang peranan yang sangat penting,

    sedangkan pada pelapukan kimiawi reaksi kimia menyebabkan parubahan pada

    komposisi kimia batuan. Pelapukan fisik menyebabkan batuan berubah ukuran

    menjadi lebih kecil yaitu dengan pemecahan atau desintegrasi. Penyebab

    terjadinya disintegrasi dapat berupa pengembangan karena berkurangnya

    tekanan, pertumbuhan kristal, pengembangan dan pengerutan karena

    pemanasan dan pendinginan, serta pengisian koloid.

    Pelapukan kimiawi dapat disebabkan karena oksidasi, hidrasi, dan

    karbonisasi. Dengan kemudian mempunyai volume yang lebih basar atau

    mengembang dan berat jenisnya menjadi kecil. Oksidasi pada batuan yang

    mengandung besi menghasilkan hematite yang berwarna coklat kekuning-

    kuningan. Hidrasi menghasilkan perubahan volume pada tiap molekul batuan yang

    disebabkan oleh masuknya air. Akibat perubahan volume ini maka batuan

    mengelupas menghasilkan keratin yang tipis. Pada proses karbonisasi, terbentuk

    karbonat sebagai hasil reasi asam karbonat dengan mineral pada batuan. Batuan

    yang mudah larut seperti batu gamping akan mengalami proses karbonasi ini.

    Asam karbonat terbentuk karena udara yang mempunyai kandungan CO2 bereaksi

    dengan adanya air.

  • Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar

    4

    Geoteknik

    Pelapukan organik sebenarnya merupakan kombinasi antara kedua jenis

    pelapukan yang telah diuraikan sebelumnya, disebabkan karena tumbuh--

    tumbuhan ataupun makhluk hidup, misalnya akar pepohonan, cacing, dsb. Baik

    larutan kimia maupun energi yang dihasilkan oleh organisme, dapat

    mempercepat proses pelapukan batuan.

    Pelapukan batuan di satu sisi memiliki peran yang menguntungkan bagi umat

    manusia. Akibat proses pelapukan, batuan yang keras menjadi lunak sehingga

    memudahkan umat manusia untuk mengelola suatu bentang alam tertentu

    menjadi lahan budidaya (misalnya tahan pertanian).Gambar dibawah

    menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan batuan.

    Gambar 2.1 Pembentukan Tanah Akibat Proses Pelapukan Batuan

    (Strahler & Strahler, 1984)

    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 (

  • Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Urugan Tingkat Dasar

    5

    Geoteknik

    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 2.2 Massa tanah jenuh air sebagian

    air

    udara

  • Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar

    6

    Geoteknik

    Dalam keadaan alami, massa tanah terdiri dari pori-pori diisi oleh cairan atau gas

    (udara) atau keduanya dan butiran tanah (solid). Pengisian oleh gas tersebut

    biasanya adalah udara.

    2.1.2 Pembagian Butiran Tanah

    Tanah dimasukkan ke dalam kelompok yang mempunyai sifat teknis serupa,

    berdasarkan perilaku dan sifat masing-masing jenis tanah. Ukuran saringan

    secara internasional digunakan untuk memisahkan beberapa kelompok material

    dengan yang lainnya. Saringan dan ukuran bukaan yang penting adalah :

    Tabel 2.1 Ukuran Saringan dan Bukaan

    Ukuran Saringan Standar Ukuran Bukaan (mm)

    3‖

    ¾‖

    # 4

    # 10

    # 40

    # 200

    -

    -

    4.76

    2.00

    0.42

    0.074

    Tanah dibagi menjadi butir kasar dan butir halus oleh saringan no.200. Bila lebih

    dari 50% terhadap berat kering tertinggal diatas saringan no. 200, material

    tersebut adalah material berbutir kasar. Bila 50% atau lebih lolos saringan 200,

    material tersebut disebut sebagai material berbutir halus.

    1) Tanah Berbutir Kasar

    Tanah berbutir kasar dipisahkan sebagai pasir dan kerikil oleh saringan no. 4.

    Bila 50% atau lebih dari butir yang kasar tertahan oleh saringan no. 4, butir tanah

    tersebut digolongkan sebagai kerikil. Bila lebih dari 50% lolos saringan no. 4,

    butiran tersebut digolongkan sebagai pasir.

    i) Butiran dengan kehalusan kurang dari 5%

    Bila kurang dari 5% dari contoh tanah terhadap berat kering adalah berupa

    butiran halus, hal tersebut tidak cukup mempengaruhi sifat teknik tanah.

  • D