KARAKTERISASI DERAJAT PELAPUKAN ANDESIT DAN IMPLIKASINYA TERHADAP KEKUATAN BATUAN BERDASARKAN PENGUJIAN SCHMIDT HAMMER DI DAERAH SOREANG, KABUPATEN BANDUNG, JAWA BARAT
SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menempuh kelulusan Strata Satu (S-1) di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Oleh : Yudistira M.B 120 01 048
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU KEBUMIAN DAN TEKNOLOGI MINERAL INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
LEMBAR PENGESAHAN
KARAKTERISASI DERAJAT PELAPUKAN ANDESIT DAN IMPLIKASINYA TERHADAP KEKUATAN BATUAN BERDASARKAN PENGUJIAN SCHMIDT HAMMER DI DAERAH SOREANG, KABUPATEN BANDUNG, JAWA BARAT
SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menempuh kelulusan strata satu (S-1) di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Penulis
Yudistira M.B 120 01 048
Pembimbing
Dr. Eng. Imam A. Sadisun, MT NIP . 131414800
SARI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik derajat pelapukan dan hubungannya dengan pola perubahan kekuatan batuan. Obyek penelitian adalah sebuah morfologi bukit yang oleh masyarakat sekitar disebut Gunung Pancir dengan posisi geografis berada pada 6o56’55” – 6o57’11” BT dan 107o31’31” – 107o31’47” LS. Karakterisasi pelapukan andesit Gunung Pancir berdasarkan pengamatan visual di lapangan dapat digolongkan dalam lima derajat pelapukan batuan berdasarkan karakter fisiknya. Derajat pelapukan ini berkembang secara gradual dari Derajat Pelapukan I (batuan segar) hingga Derajat Pelapukan V (lapuk sempurna) dan tiap derajat dikarakterisasikan dengan beberapa ciri seperti adanya perubahan warna, mineral ubahan, intensitas rekahan, dan perubahan tekstur serta tingkat kekerasan secara kualitatif. Pengujian Schmidt hammer pada setiap derajat pelapukan dari Derajat Pelapukan I hingga IV mengindikasikan bahwa kekerasan batuan menunjukkan kecenderungan penurunan secara linier. Nilai Schmidt hammer berturut-turut dari Derajat Pelapukan I hingga Derajat Pelapukan IV adalah sebesar 35,47; 25,21; 19,11 dan 15,47. Pada Derajat Pelapukan V nilai Schmidt hammer tidak terukur karena seluruh material batuan telah terubah menjadi tanah yang lunak. Pengamatan di bawah mikroskop polarisasi memperlihatkan bahwa semakin tinggi derajat pelapukan, ubahan mineral semakin kuat dan rekahan mikro semakin berkembang. Berdasarkan pengujian sifat indeks terhadap contoh batuan dan tanah, perkembangan pelapukan menyebabkan nilai porositas naik pada derajat pelapukan yang semakin tinggi namun berat isi kering (dry unit weight) mengalami penurunan. Nilai berat isi kering lebih lanjut digunakan untuk mengkalibrasi perkiraan nilai kuat tekan uniaksial (uniaxial compressive strength) berdasarkan uji Schmidt hammer. Berbeda dengan pengamatan kondisi fisik batuan yang berubah secara gradual, nilai kuat tekan yang merepresentasikan kekuatan batuan telah mengalami penurunan drastis pada Derajat Pelapukan II hingga sebesar 41%. Kecenderungan yang menurun tajam ini terus berlanjut hingga Derajat Pelapukan III, dan di atas derajat pelapukan ini penurunan nilai kuat tekan tidak terlalu besar.
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “ Karakterisasi Derajat Pelapukan Andesit dan Implikasinya Terhadap Kekuatan Batuan Berdasarkan Pengujian Schmidt Hammer di Daerah Soreang, Kabupaten Bandung, Jawa Barat ”. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Strata-1 di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Dalam proses penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak sekali mendapat dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung dari keluarga, teman-teman, dan terutama dosen pembimbing yang luar biasa. Hambatan pastinya banyak sekali terjadi selama proses penyusunan, namun penulis merasakan semangat dan doa dari mereka yang tiada henti membuat penulis akhirnya mampu mengatasi segala hambatan tersebut. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih sebesarbesarnya kepada : •
Ibu dan Bapak tercinta atas segala kasih sayang dan perhatiannya dan untuk selalu ada dalam memberi dorongan agar penulis selalu melakukan yang terbaik, juga kepada kedua saudaraku, Bagus dan Ayu.
•
Dosen pembimbing, Dr. Eng. Imam A. Sadisun, M.T, atas bimbingan, saran, nasehat, dan fasilitas yang diberikan selama penulis menyusun tugas akhir.
•
Seluruh staf dosen Program Studi Teknik Geologi, untuk semua ilmu yang telah diberikan selama penulis menjalankan studi di ITB.
•
Teman-teman penghuni Laboratorium Geologi Teknik, Mbah Rendy, Mas Asep, Mas Ferry, Dyna, Dian, Difa, Sancoz, Boggi, Aris, Rolando, Ronald, atas bantuan semangat dan pemikirannya.
•
Teman-teman GEA ’01, khususnya Reza ”Ndut”, Rommel, Adi, Dicky, Roy, Cessy, dan Arti atas waktu-waktu kebersamaan yang selalu berkesan.
•
My best friend, Rori A.W.G, ”Jalan kita masih panjang!”
ii
•
Teman-teman di HOPE café, Pak Hendri, Pak Marcell, Bu Ine, Lina, Bul-bul, Ari, dan Robi atas pengalaman menjalin team work.
•
Yossy, terimakasih untuk persahabatan dan pinjaman flashdisk yang sampai sekarang belum dikembalikan.
•
My lovely Adhe yang sekarang selalu menjadi semangat penulis untuk melakukan yang terbaik.
•
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu, tanpa mengurangi rasa terimakasih. Semoga Allah SWT membalas budi baik semua pihak yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata, semoga hasil penelitian yang disusun dalam Tugas Akhir ini dapat menjadi tambahan ilmu dan bermanfaat bagi pembaca pada umumnya, dan secara khusus bagi penulis.
Bandung, September 2006
Yudistira M.B NIM 12001048
iii
DAFTAR ISI
SARI........................................................................................................................ i KATA PENGANTAR............................................................................................. ii DAFTAR ISI……………………………………………………………………… iv DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………… vi DAFTAR TABEL………………………………………………………………… vii DAFTAR LAMPIRAN…………………………………………………………… viii
BAB I.
PENDAHULUAN…………………………………………………….. 1
1.1
Latar Belakang…………………………………………………………. 1
1.2
Maksud dan Tujuan……………………………………………………..2
1.3
Lokasi Daerah Penelitian………………………………………………. 2
1.4
Ruang Lingkup Penelitian………………………………………………3
1.5
Tahapan dan Metode Penelitian………………………………………... 3
1.5.1
Tahap Studi Pendahuluan……………………………………………. 4
1.5.2
Tahap Pekerjaan Lapangan…………………………………………... 5
1.5.3
Tahap Pekerjaan Laboratorium………………………………………. 5
1.5.4
Tahap Pengolahan dan Analisis Data………………………………... 6
1.5.5
Tahap Penulisan Skripsi……………………………………………… 6
1.6
Sistematika Pembahasan………………………………………………… 6
BAB II.
TINJAUAN PUSTAKA……………………………………………… 8
2.1
Fisiografi Jawa Barat ………………………………………………….. 8
2.2
Stratigrafi Regional…………………………………………………….. 11
2.3
Struktur Geologi Regional……………………………………………... 13
2.4
Landasan Teori Pelapukan Batuan……………………………………...15
2.4.1
Karakteristik Andesit………………………………………………… 15
2.4.2
Proses Pelapukan…………………………………………………….. 16
2.4.2.1 Pelapukan Fisika…………………………………………………… 16 2.4.2.2 Pelapukan Kimia…………………………………………………… 18 2.4.3
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Pelapukan......................... 19
iv
2.4.4
Efek Pelapukan………………………………………………………. 20
2.4.5
Klasifikasi Pelapukan…………………………………………………20
2.5
Kekuatan Batuan…………………………………………………………. 22
BAB III. KARAKTERISTIK PELAPUKAN ANDESIT.................................. 24 3.1
Geologi Lokasi Penelitian……………………………………………….. 24
3.2
Karakterisasi Derajat Pelapukan…………………………………………. 26
3.2.1 Penyelidikan Lapangan dan Pengujian In situ......................................... 27 3.2.1.1 Penyelidikan Lapangan...................................................................... 27 3.2.1.2 Pengujian In Situ................................................................................ 27 3.2.2 Pengamatan Petrografi dan Pengujian Sifat Indeks Batuan.....................28 3.2.2.1 Pengamatan Petrografi....................................................................... 28 3.2.2.2 Pengujian Sifat Indeks Batuan........................................................... 29 3.3
Klasifikasi dan Perkembangan Derajat Pelapukan..................................... 31
3.3.1 Karakteristik Lapangan………………………………………………… 31 3.3.2 Karakteristik Sifat Keteknikan…………………………………………. 35 3.3.3 Karakteristik Laboratorium…………………………………………….. 37 3.4
Diskusi……………………………………………………………………... 39
BAB IV. DERAJAT PELAPUKAN ANDESIT DAN PERUBAHAN KEKUATAN BATUANNYA.................................................................................. 43 4.1
Analisis Hasil Uji Schmidt Hammer…………………………………......... 43
4.2
Korelasi Kekuatan Andesit dan Derajat Pelapukannya................................. 44
4.3
Karakteristik Perubahan Kekuatan Batuan Andesit....................................... 46
4.4
Diskusi……………………………………………………………………... 48
BAB V.
KESIMPULAN………………………………………………………. . 50
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………... 52 LAMPIRAN………………………………………………………………………..54
v
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Peta indeks lokasi penelitian.............................................................. 3 Gambar 1.2 Diagram alir penelitian…………………………………………….. 4 Gambar 2.1 Peta fisiografi Jawa Barat………………………………………….. 8 Gambar 2.1 Peta fisiografi daerah Bandung Selatan……………………………. 10 Gambar 2.2 Stratigrafi regional…………………………………………………. 12 Gambar 2.3 Pola struktur Jawa………………………………………………….. 13 Gambar 2.4 Pola struktur daerah Bandung dan sekitarnya……………………… 14 Gambar 2.5 Proses pelapukan fisika...................................................................... 18 Gambar 3.1 Foto lokasi penelitian………………………………………………. 24 Gambar 3.2 Foto singkapan andesit……………………………………………... 25 Gambar 3.3 Schmidt hammer tipe N…………………………………………….. 28 Gambar 3.4 Mineral hasil ubahan akibat proses pelapukan…………………….. 29 Gambar 3.5 Karakterisasi lapangan derajat pelapukan andesit............................. 31 Gambar 3.6 Foto Derajat Pelapukan II................................................................. 32 Gambar 3.7 Foto Derajat Pelapukan III................................................................ 33 Gambar 3.8 Foto Derajat Pelapukan IV………………………………………….33 Gambar 3.9 Jalur pengujian (scanline) Schmidt hammer……………………….. 35 Gambar 3.10 Grafik nilai Schmidt hammer terhadap jarak scanline....................... 36 Gambar 3.11 Foto sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan I…………………….. 37 Gambar 3.12 Foto sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan II................................. 38 Gambar 3.13 Foto sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan III............................... 38 Gambar 3.14 Grafik berat isi kering dan porositas andesit dengan derajat pelapukan............................................................................... 42 Gambar 4.1 Grafik nilai pantulan Schmidt hammer pada tiap scanline................ 44 Gambar 4.2A Grafik nilai rata-rata Schmidt hammer.............................................. 44 Gambar 4.2B Grafik nilai Schmidt hammer terhadap derajat pelapukan…………. 44 Gambar 4.3 Grafik nilai kuat tekan uniaksial terhadap derajat pelapukan............ 46
vi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sistem klasifikasi derajat pelapukan batuan............................................ 22 Tabel 2.2 Nilai rata-rata Schmidt hammer, berat isi, dan kuat tekan menurut jenis batuannya.......................................................................... 23 Tabel 3.1 Ringkasan deskripsi perkembangan derajat pelapukan andesit............... 34 Tabel 3.2 Nilai rata-rata Schmidt hammer berdasarkan derajat pelapukannya........ 36 Tabel 3.3 Komposisi mineralogi andesit berdasarkan pengamatan mikroskop polarisasi................................................................................ 39 Tabel 3.4 Rangkuman sifat indeks andesit berdasarkan derajat pelapukannya....... 39
vii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A-1
Data hasil pengujian Schmidt hammer pada scanline 1
Lampiran A-2
Data hasil pengujian Schmidt hammer pada scanline 2
Lampiran A-3
Data hasil pengujian Schmidt hammer pada scanline 3
Lampiran A-4
Data hasil pengujian Schmidt hammer pada scanline 4 dan Derajat Pelapukan I
Lampiran B
Grafik sebaran nilai Schmidt hammer pada tiap scanline
Lampiran C-1
Deskripsi petrografi sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan I
Lampiran C-2
Deskripsi petrografi sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan II
Lampiran C-3
Deskripsi petrografi sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan III
Lampiran C-4
Deskripsi petrografi sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan IV
Lampiran C-5
Deskripsi petrografi sayatan tipis andesit Derajat Pelapukan V
Lampiran D
Hasil uji sifat indeks
Lampiran E
Konversi nilai Schmidt hammer ke dalam kuat tekan uniaksial
viii
