Geologi Teknik Dasar (Update)

Geologi Teknik Dasar

Untuk mengurangi ketidaktahuan mengenai pemakaian istilah geologi, geologi teknik, dan geoteknik, berikut sedikit info mengenai ketidaksamaan pengertian ke-3 kata itu :

Geologi = pengetahuan yang mendalami sangkut-paut kerak bumi (earth crust); dimulai dari asal mula, tipe, formasi, dan penyebaran materialnya, sampai susunan dan proses peralihan yang terjadi.

Geologi teknik atau Engineering Geology = pengetahuan geologi implementasi dalam sektor teknik sipil yang mendalami interaksi dan pengaruh geologi pada pekerjaan konstruksi (engineering practice).

Geoteknik atau Geotechnic = cabang dari pengetahuan teknik sipil yang mengaplikasikan geologi dalam tahapan rencana, pelaksanaan atau OP pada pekerjaan konstruksi.

Pengertian Geologi

Ilmu kebumian (the science of the earth) yang mempelajari komposisi, struktur dan sejarah bumi,  termasuk aneka bentuk dan keberadaan kehidupan masa lalu di planet ini, juga material asal bulan, meteor, dll.

Macam-macam definisi geologi:

• Geologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari evolusi bumi dan penghuninya sejak awal pembentukan hingga saat ini yang dapat ditelusuri dari batuan pembentuknya.
• Geologi adalah pengetahuan tentang susunan zat serta bentuk dari bumi.
• Geologi adalah pengetahuan sejarah perkembangan dari bumi serta makhluk-makhluk yang pernah hidup di dalam dan di atas bumi.
• Geologi adalah pengetahuan yang mempelajari evolusi anorganik serta evolusi organik dari bumi.

Berdasarkan macam-macam definisi di atas, dapat disebutkan bahwa geologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari bumi terutama mengenai:

1. Asal-usul
2. Sejarah perkembangan
3. Materi penyusun
4. Proses-proses yang telah, sedang dan yang akan terjadi
5. Struktur dan
6. makhluk hidup yang pernah hidup pada waktu lampau geologi dengan menekankan pada tubuh bumi bagian litosfer.

Cabang-cabang pengetahuan geologi:

1. Mineralogi
2. Petrologi
3. Paleontologi
4. Geologi sejarah
5. Geologi ekonomi
6. Geofisika
7. Geomorfologi
8. Geologi tehnik

Disini hanya mengembangkan pengertian dari Geologi Teknik,

Pengertian Geologi Teknik

Aplikasi geologi untuk kepentingan keteknikan, yang menjamin pengaruh faktor faktor geologi terhadap lokasi, desain, konstruksi, pelaksanaan pembangunan (operation) dan pemeliharaan hasil kerja keteknikan (engineering works) diketahui dan tersedia (American Geological Institute dalam Attewell & amp; Farmer, 1976). Pengaruhnya bisa baik maupun buruk (data).

 

FAKTOR-FAKTOR PEMBENTUK TANAH

A.      Pengertian Tanah

Anda mungkin bertanya apa hubungan Pedosfer dengan tanah dan lahan? Pedosfer atau tanah adalah lapisan kulit bumi yang tipis terletak di bagian paling atas permukaan bumi. Tanah dalam Bahasa Inggris disebut soil, menurut Dokuchaev: “Tanah adalah suatu benda fisis yang berdimensi tiga terdiri dari panjang, lebar, dan dalam yang merupakan bagian paling atas dari kulit bumi”.

B.    Faktor-faktor Pembentuk Tanah

Ada beberapa faktor penting yang mempengaruhi proses pembentukan tanah, antara lain iklim, organisme, bahan induk, topografi, dan waktu. Faktor-faktor tersebut dapat dirumuskan dengan rumus sebagai berikut:

T = f (i, o, b, t, w)

Keterangan:

T = tanah

b = bahan induk

f = faktor

t = topografi

i = iklim

 w = waktu

o = organisme

Faktor-faktor pembentuk tanah tersebut akan diuraikan sebagai berikut:

 

1. Iklim

Unsur-unsur iklim yang mempengaruhi proses pembentukan tanah terutama ada dua, yaitu suhu dan curah hujan.

 

1. Suhu/Temperatur

Suhu akan berpengaruh terhadap proses pelapukan bahan induk. Apabila suhu tinggi, maka proses pelapukan akan berlangsung cepat sehingga pembentukan tanah akan cepat pula.

 

1. Curah hujan

Curah hujan akan berpengaruh terhadap kekuatan erosi dan pencucian tanah, sedangkan pencucian tanah yang cepat menyebabkan tanah menjadi asam (pH tanah menjadi rendah).

2. Organisme (Vegetasi, Jasad renik/mikroorganisme)

Organisme sangat berpengaruh terhadap proses pembentukan tanah dalam hal:

1. Membuat proses pelapukan baik pelapukan organik maupun pelapukan kimiawi. Pelapukan organik adalah pelapukan yang dilakukan oleh makhluk hidup (hewan dan tumbuhan), sedangkan pelapukan kimiawi adalah pelapukan yang terjadi oleh proses kimia seperti batu kapur larut oleh air.
2. Membantu proses pembentukan humus. Tumbuhan akan menghasilkan dan menyisakan daun-daunan dan ranting-ranting yang menumpuk di permukaan tanah. Daun dan ranting itu akan membusuk dengan bantuan jasad renik/mikroorganisme yang ada di dalam tanah.
3. Pengaruh jenis vegetasi terhadap sifat-sifat tanah sangat nyata terjadi di daerah beriklim sedang seperti di Eropa dan Amerika. Vegetasi hutan dapat membentuk tanah. Vegetasi hutan dapat membentuk tanah hutan dengan warna merah, sedangkan vegetasi rumput membentuk tanah berwarna hitam karena banyak kandungan bahan organis yang berasal dari akar-akar dan sisa-sisa rumput.
4. Kandungan unsur-unsur kimia yang terdapat pada tanaman berpengaruh terhadap sifat-sifat tanah. Contoh, jenis cemara akan memberi unsur-unsur kimia seperti Ca, Mg, dan K yang relatif rendah, akibatnya tanah di bawah pohon cemara derajat keasamannya lebih tinggi daripada tanah di bawah pohon jati.

3. Bahan Induk

Bahan induk terdiri dari batuan vulkanik, batuan beku, batuan sedimen (endapan), dan batuan metamorf. Batuan induk itu akan hancur menjadi bahan induk, kemudian akan mengalami pelapukan dan menjadi tanah. Tanah yang terdapat di permukaan bumi sebagian memperlihatkan sifat (terutama sifat kimia) yang sama dengan bahan induknya. Bahan induknya masih terlihat misalnya tanah berstuktur pasir berasal dari bahan induk yang kandungan pasirnya tinggi. Susunan kimia dan mineral bahan induk akan mempengaruhi intensitas tingkat pelapukan dan vegetasi diatasnya. Bahan induk yang banyak mengandung unsur Ca akan membentuk tanah dengan kadar ion Ca yang banyak pula sehingga dapat menghindari pencucian asam silikat dan sebagian lagi dapat membentuk tanah yang berwarna kelabu. Sebaliknya bahan induk yang kurang kandungan kapurnya membentuk tanah yang warnanya lebih merah.

 

4. Topografi/Relief

Keadaan relief suatu daerah akan mempengaruhi:

1. Tebal atau tipisnya lapisan tanah

Daerah yang memiliki topografi miring dan berbukit lapisan tanahnya lebih tipis karena tererosi, sedangkan daerah yang datar lapisan tanahnya tebal karena terjadi sedimentasi.

1. Sistem drainase/pengaliran

Daerah yang drainasenya jelek seperti sering tergenang menyebabkan tanahnya menjadi asam.

5. Waktu

Tanah merupakan benda alam yang terus menerus berubah, akibat pelapukan dan pencucian yang terus menerus. Oleh karena itu tanah akan menjadi semakin tua dan kurus. Mineral yang banyak mengandung unsur hara telah habis mengalami pelapukan sehingga tinggal mineral yang sukar lapuk seperti kuarsa. Karena proses pembentukan tanah yang terus berjalan, maka induk tanah berubah berturut-turut menjadi tanah muda, tanah dewasa, dan tanah tua.

Penjelasan

Tanah Muda ditandai oleh proses pembentukan tanah yang masih tampak pencampuran antara bahan organik dan bahan mineral atau masih tampak struktur bahan induknya. Contoh tanah muda adalah tanah aluvial, regosol dan litosol.

Tanah Dewasa ditandai oleh proses yang lebih lanjut sehingga tanah muda dapat berubah menjadi tanah dewasa, yaitu dengan proses pembentukan horison B. Contoh tanah dewasa adalah andosol, latosol, grumosol.

Tanah Tua proses pembentukan tanah berlangsung lebih lanjut sehingga terjadi proses perubahan-perubahan yang nyata pada horizon-horoson A dan B. Akibatnya terbentuk horizon A1, A2, A3, B1, B2, B3. Contoh tanah pada tingkat tua adalah jenis tanah podsolik dan latosol tua (laterit)

Lamanya waktu yang diperlukan untuk pembentukan tanah berbeda-beda. Bahan induk vulkanik yang lepas-lepas seperti abu vulkanik memerlukan waktu 100 tahun untuk membentuk tanah muda, dan 1000 – 10.000 tahun untuk membentuk tanah dewasa. Secara ringkas faktor-faktor pembentuk tanah digambarkan seperti berikut:

Produk-produk dari pelapukan dapat tetap tinggal di suatu tempat atau terbawa ke tempat lain oleh unsur-unsur pembawa seperti es, air, angin, dan gravitasi.

Tanah-tanah yang terjadi oleh penumpukan produk-produk pelapukan hanya di tempat asalnya saja disebut tanah residual. Sifat yang penting dari tanah residual adalah grada ukuran butirannya. Butiran yang lebih halus umumnya terdapat di permukaaan, dan ukuran butiran biasanya semakin besar dengan semakin dalamnya dari permukaan. Pada kedalaman yang besar sekali, fragmen batuan yang bersudut runcing-runcing mungkin juga dapat dijumpai.

Tanah-tanah yang terbawa ke tempat lain dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok, tergantung dari jenis pembawa dan cara pengendapan (deposisi)-nya di tempat yang baru, sebagai berikut :

1. Tanah glacial : terbentuk karena transportasi dan deposisi oleh gletser (sungai es).
2. Tanah alluvial : terbentuk karena terangkut oleh air yang mengalir dan terdeposisi di sepanjang aliran (sungai).
3. Tanah lacustrine : terbentuk karena deposisi di danau-danau yang tenang.
4. Tanah marine : terbentuk karena deposisi di laut.
5. Tanah aeolian : terbentuk karena terangkut dan terdeposisi oleh angin.
6. Tanah colluvial : terbentuk oleh pergerakan tanah dari tempat asalnya karena gravitasi seperti yang terjadi pada saat tanah longsor.
7. Tanah Residual

Di Indonesia, tanah residual umumnya terdapat di daerah pegunungan, perbukitan dan daerah bertopografi bergelombang, dan mempunyai ciri-ciri berwarna merah atau coklat sebagaihasil dari proses lateritisasi. Tanah residual terdiri dari lanau atau tanah lempungan berbutir halus dengan konsistensi sedang sampai kenyal (stiff) dan menunjukkan perlapisan atauhorison.Tanah residual di Indonesia terbentuk karena iklim tropis dan basah (mempunyai musimhujan) yang selanjutnya mengalami proses lateritisasi. Karakteristik tanah residual tergantung pada material induknya dan tingkat lateritisasi.Tanah residual yang ditemukan di pulau-pulau bergunung api di kepulauan Indonesia danPhilipina serta hampir dijumpai didaerah topografi perbukitan / pegunungan mempunyaikarakteristik yang berbeda dengan yang terdapat negara-negara semenanjung Asia Tenggara(Myanmar, Thailand, Vietnam dan Malaysia).

1. Tanah Transported

Jika tanah telah berpindah ke lokasi yang baru karena beberapa faktor maka disebut sebagaitanah yang tertransportasi.Cara tertransportasi dan lingkungan pengendapan dapat mempengaruhi sifat-sifat depositnya.Ada 5 jenistanah yang tertransportasi berdasarkan cara berpindahnya:

1. deposit tanah terbentuk oleh angin,
2. deposit tanah terbentuk oleh aliran salju,
3. deposit tanah terbentuk karena gravitasi,
4. debu vulkanik;
5. deposit tanah oleh aliran air.

Dari lima jenis tanah yang tertransportasi tersebut di atas, di Indonesia hanya dapat ditemukan 3 jenis dan karakteristiknya diuraikan dibawah ini :

Jenis tanah yang terdapat di Indonesia bermacam-macam, antara lain:

1. Organosol atau Tanah Gambut atau Tanah Organik

Jenis tanah ini berasal dari bahan induk organik seperti dari hutan rawa atau rumput rawa, dengan ciri dan sifat: tidak terjadi deferensiasi horizon secara jelas, ketebalan lebih dari 0.5 meter, warna coklat hingga kehitaman, tekstur debu lempung, tidak berstruktur, konsistensi tidak lekat-agak lekat, kandungan organik lebih dari 30% untuk tanah tekstur lempung dan lebih dari 20% untuk tanah tekstur pasir, umumnya bersifat sangat asam (pH 4.0), kandungan unsur hara rendah.

 

Berdasarkan penyebaran topografinya, tanah gambut dibedakan menjadi tiga yaitu:

1. gambut ombrogen: terletak di dataran pantai berawa, mempunyai ketebalan 0.5 – 16 meter, terbentuk dari sisa tumbuhan hutan dan rumput rawa, hampir selalu tergenang air, bersifat sangat asam. Contoh penyebarannya di daerah dataran pantai Sumatra, Kalimantan dan Irian Jaya (Papua);
2. gambut topogen: terbentuk di daerah cekungan (depresi) antara rawa-rawa di daerah dataran rendah dengan di pegunungan, berasal dari sisa tumbuhan rawa, ketebalan 0.5 – 6 meter, bersifat agak asam, kandungan unsur hara relatif lebih tinggi. Contoh penyebarannya di Rawa Pening (Jawa Tengah), Rawa Lakbok (Ciamis, Jawa Barat), dan Segara Anakan (Cilacap, Jawa Tengah); dan
3. gambut pegunungan: terbentuk di daerah topografi pegunungan, berasal dari sisa tumbuhan yang hidupnya di daerah sedang (vegetasi spagnum). Contoh penyebarannya di Dataran Tinggi Dieng.

Berdasarkan susunan kimianya tanah gambut dibedakan menjadi:

• Gambut eutrop, bersifat agak asam, kandungan O2 serta unsur haranya lebih tinggi;
• Gambut oligotrop, sangat asam, miskin O2 , miskin unsur hara, biasanya selalu tergenang air; dan
• Mesotrop, peralihan antara eutrop dan oligotrop.

2. Aluvial

Jenis tanah ini masih muda, belum mengalami perkembangan, berasal dari bahan induk aluvium, tekstur beraneka ragam, belum terbentuk struktur , konsistensi dalam keadaan basah lekat, pH bermacam-macam, kesuburan sedang hingga tinggi. Penyebarannya di daerah dataran aluvial sungai, dataran aluvial pantai dan daerah cekungan (depresi).

3. Regosol

Jenis tanah ini masih muda, belum mengalami diferensiasi horizon, tekstur pasir, struktur berbukit tunggal, konsistensi lepas-lepas, pH umumnya netral, kesuburan sedang, berasal dari bahan induk material vulkanik piroklastis atau pasir pantai. Penyebarannya di daerah lereng vulkanik muda dan di daerah beting pantai dan gumuk-gumuk pasir pantai.

4. Litosol

Tanah mineral tanpa atau sedikit perkembangan profil, batuan induknya batuan beku atau batuan sedimen keras, kedalaman tanah dangkal (< 30 cm) bahkan kadang-kadang merupakan singkapan batuan induk (outerop). Tekstur tanah beranekaragam, dan pada umumnya berpasir, umumnya tidak berstruktur, terdapat kandungan batu, kerikil dan kesuburannya bervariasi. Tanah litosol dapat dijumpai pada segala iklim, umumnya di topografi berbukit, pegunungan, lereng miring sampai curam.

5. Latosol

Jenis tanah ini telah berkembang atau terjadi diferensiasi horizon, kedalaman dalam, tekstur lempung, struktur remah hingga gumpal, konsistensi gembur hingga agak teguh, warna coklat merah hingga kuning. Penyebarannya di daerah beriklim basah, curah hujan lebih dari 300 – 1000 meter, batuan induk dari tuf, material vulkanik, breksi batuan beku intrusi.

6. Grumosol

Tanah mineral yang mempunyai perkembangan profil, agak tebal, tekstur lempung berat, struktur kersai (granular) di lapisan atas dan gumpal hingga pejal di lapisan bawah, konsistensi bila basah sangat lekat dan plastis, bila kering sangat keras dan tanah retak-retak, umumnya bersifat alkalis, kejenuhan basa, dan kapasitas absorpsi tinggi, permeabilitas lambat dan peka erosi. Jenis ini berasal dari batu kapur, mergel, batuan lempung atau tuf vulkanik bersifat basa. Penyebarannya di daerah iklim sub humid atau sub arid, curah hujan kurang dari 2500 mm/tahun.

7. Podsolik Merah Kuning

Tanah mineral telah berkembang, solum (kedalaman) dalam, tekstur lempung hingga berpasir, struktur gumpal, konsistensi lekat, bersifat agak asam (pH kurang dari 5.5), kesuburan rendah hingga sedang, warna merah hingga kuning, kejenuhan basa rendah, peka erosi. Tanah ini berasal dari batuan pasir kuarsa, tuf vulkanik, bersifat asam. Tersebar di daerah beriklim basah tanpa bulan kering, curah hujan lebih dari 2500 mm/tahun.

8. Podsol

Jenis tanah ini telah mengalami perkembangan profil, susunan horizon terdiri dari horizon albic (A2) dan spodic (B2H) yang jelas, tekstur lempung hingga pasir, struktur gumpal, konsistensi lekat, kandungan pasir kuarsanya tinggi, sangat masam, kesuburan rendah, kapasitas pertukaran kation sangat rendah, peka terhadap erosi, batuan induk batuan pasir dengan kandungan kuarsanya tinggi, batuan lempung dan tuf vulkan masam. Penyebaran di daerah beriklim basah, curah hujan lebih dari 2000 mm/tahun tanpa bulan kering, topografi pegunungan. Daerahnya Kalimantan Tengah, Sumatra Utara dan Irian Jaya (Papua).

9. Andosol

Jenis tanah mineral yang telah mengalami perkembangan profil, solum agak tebal, warna agak coklat kekelabuan hingga hitam, kandungan organik tinggi, tekstur geluh berdebu, struktur remah, konsistensi gembur dan bersifat licin berminyak (smeary), kadang-kadang berpadas lunak, agak asam, kejenuhan basa tinggi dan daya absorpsi sedang, kelembaban tinggi, permeabilitas sedang dan peka terhadap erosi. Tanah ini berasal dari batuan induk abu atau tuf vulkanik.

10. Mediteran Merah – Kuning

Tanah mempunyai perkembangan profil, solum sedang hingga dangkal, warna coklat hingga merah, mempunyai horizon B argilik, tekstur geluh hingga lempung, struktur gumpal bersudut, konsistensi teguh dan lekat bila basah, pH netral hingga agak basa, kejenuhan basa tinggi, daya absorpsi sedang, permeabilitas sedang dan peka erosi, berasal dari batuan kapur keras (limestone) dan tuf vulkanis bersifat basa. Penyebaran di daerah beriklim sub humid, bulan kering nyata. Curah hujan kurang dari 2500 mm/tahun, di daerah pegunungan lipatan, topografi Karst dan lereng vulkan ketinggian di bawah 400 m. Khusus tanah mediteran merah – kuning di daerah topografi Karst disebut terra rossa.

11. Hodmorf Kelabu (gleisol)

Jenis tanah ini perkembangannya lebih dipengaruhi oleh faktor lokal, yaitu topografi merupakan dataran rendah atau cekungan, hampir selalu tergenang air, solum tanah sedang, warna kelabu hingga kekuningan, tekstur geluh hingga lempung, struktur berlumpur hingga masif, konsistensi lekat, bersifat asam (pH 4.5 – 6.0), kandungan bahan organik. Ciri khas tanah ini adanya lapisan glei kontinu yang berwarna kelabu pucat pada kedalaman kurang dari 0.5 meter akibat dari profil tanah selalu jenuh air. Penyebaran di daerah beriklim humid hingga sub humid, curah hujan lebih dari 2000 mm/tahun.

12. Tanah sawah (paddy soil)

Tanah sawah ini diartikan tanah yang karena sudah lama (ratusan tahun) dipersawahkan memperlihatkan perkembangan profil khas, yang menyimpang dari tanah aslinya. Penyimpangan antara lain berupa terbentuknya lapisan bajak yang hampir kedap air disebut padas olah, sedalam 10 – 15 cm dari muka tanah dan setebal 2 – 5 cm. Di bawah lapisan bajak tersebut umumnya terdapat lapisan mangan dan besi, tebalnya bervariasi antara lain tergantung dari permeabilitas tanah. Lapisan tersebut dapat merupakan lapisan padas yang tak tembus perakaran, terutama bagi tanaman semusim. Lapisan bajak tersebut nampak jelas pada tanah latosol, mediteran dan regosol, samara-samar pada tanah aluvial dan grumosol.

KOSA KATA

Soil : tanah

Land : lahan

Fisis : benda-benda mati di sekitar kita

Biotik : benda hidup

Abiotik : benda mati

Relief : tinggi rendahnya permukaan bumi

Topografi : ketinggian tempat atau lereng

Vegetasi : tumbuhan Jasad renik/

Mikroorganisme : makhluk hidup yang ukurannya sangat kecil

Organisme : makhluk hidup

Pelapukan : penghancuran batuan

Horison tanah : lapisan tanah yang letaknya atau sejajar dengan permukaan tanah

Solum : kedalaman tanah

Arid : daerah kurang hujan

Humid : daerah lembab

Tuff : bahan vulkanik yang membatu dan menjadi butiran

Intrusi : resapan/penyusupan

Absorpsi : penyerapan

Karst : kapur

Permeabilitas : dapat ditembus air