PEMETAAN ZONA LEMAH DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK KONFIGURASI WENNER DAN DUTCH CONE PENETROMETER TEST (DCPT) DI JALAN ARTERI PORONG
ABDURAHMAN WAFI Dosen Pembimbing: Prof. Dr.rer.nat. Bagus Jaya Santosa, S.U Dr. Dwa Desa Warnana JURUSAN FISIKA FMIPA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013
1
LATAR BELAKANG
Semburan Lumpur Lapindo
AKSES TRANSPORTASI
Penelitian Terdahulu LAPI ITB 2009: Laporan Akhir Studi Komperehensif Yang Meliputi Subsurface, Keselamatan, Lingkungan, Dan Dampak Sosial Terkait Lumpur Sidoarjo Teguh Setiyawan 2010: interpretasi bawah permukaan daerah porong sidoarjo untuk mendapatkan bidang patahan
Tiara Intan 2011: Identifikasi Potensi Gerakan Tanah di Sekitar Kawasan Semburan Lumpur Lapindo Berdasarkan Pengukuran Resistivitas
RUMUSAN MASALAH
1
2
3
• Perlu dilakukan identifikasi struktur bawah permukaaan tanah di jalan arteri Porong
• Bagaimana mengetahui persebaran dari zona lemah yang terdapat di jalan arteri Porong
• Bagaimana hubungan data resistivitas dan data DCPT untuk menentukan zona lemah di jalan arteri Porong
Tujuan Penelitian Identifikasi struktur bawah permukaan tanah dengan menerapkan metode geofisika berdasarkan harga tahanan jenis listrik batuan
Memetakan zona lemah yang terdapat di daerah jalan arteri dengan menerapkan nilainilai tahanan jenis listrik batuan
Mendapatkan hubungan antara data Dutch Cone Penetrometer Test (DCPT) dan data resistivitas untuk mendapatkan zona lemah di jalan arteri Porong
Penelitian bawah permukaan tanah dilakukan di ruas jalan raya arteri Porong
Kedalaman bawah permukaan tanah yang digunakan 0-30 meter
Batasan Masalah Rumusan Masalah
TINJAUAN PUSTAKA
Teori Sederhana
Resistansi
R =
V I
Resistivitas Resistivitas adalah karateristik bahan yang menunjukkan kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan arus listrik
Pola penyebaran arus yang membentuk setengah lingkaran untuk permukaan dengan potensial yang sama
Aliran garis untuk dua elektroda arus A dan B
KONFIGURASI WENNER
Faktor geometri konfigurasi Wenner
Keuntungan metoda Wenner Sangat sensitif terhadap perubahan lateral Bidang Eqipotentsial berbentuk Bola Jarak elektroda arus-potensial relatif lebih pendek, sehingga daya tembus alat yang sama lebih besar. (Telford & Sherrif, 1982)
Keterbatasan metoda Wenner semua elektroda harus dipindahkan untuk pembacaan data resistivitas (Burger 2006)
Dutch Cone Penetrometer Test (DCPT) Dutch Cone Penetration Test (CPT) dikenal sebagai test Sondir yang digunakan untuk mengetahui profil ke dalam tanah yang dinyatakan dengan nilai tahanan ujung konus dan tahanan selimut. Uji sondir menunjukkan manfaat untuk pendugaan profil atau pelapisan (stratifikasi) tanah.
LEVEL KEKERASAN TANAH MENURUT NILAI TEKANAN KONUS No
Kepadatan
Tekanan Konus qc/CN (kg/cm2)
1 Very Loose (sangat lepas)
< 20
2 Loose (lepas) Medium Dense (agak 3 kompak)
20 – 40
4 Dense (kompak)
120 – 200
40 – 120
5 Very Dense (sangat kompak) >200
ZONA LEMAH Zona lemah adalah zona pada batuan dengan nilai resistivity rendah yang teridentifikasi memiliki kandungan air yang tinggi dan berpori besar.
Pada penelitian biasanya zona lemah ini identik dengan zona patahan, amblesan tanah, kandungan air
METODELOGI PENELITIAN Lokasi Lintasan Geolistrik
Lokasi titik sumur DCPT
PERALATAN
KABEL DAN GPS
PALU, ELEKTRODA, HT ARES AUTOMATIC RESISTIVITY SYSTEM
SKEMA PENELITIAN
Analisa dan Pembahasan A. Analisa Geolistrik Penampang kontur resistivitas pada lintasan 1 Zona Lemah
Zona Lemah
Zona Lemah
Penampang kontur resistivitas pada lintasan 14
Zona Lemah
Penampang kontur resistivitas pada lintasan 16
Zona Lemah
B. Analisa DCPT
Pengelompokan nilai CN terhadap level kekerasan tanah. A) Sumur 2, B) Sumur 3, C) Sumur 4, D) Sumur 5, E) Sumur 6, F) Sumur 7, dan G) Sumur 8. Keterangan Biru : Sangat Lepas Merah : Lepas Hijau : Agak Kompak
C. Korelasi Data Resistivitas dengan DCPT
LINTASAN 1
Sebaran nilai tekanan konus dan resistivity pada lintasan 1 Resitivity( Ωm)
1000
100
sumur 2 10
sumur 3
sumur 4 1 1
10
CN (kg/cm2)
100
LINTASAN 14
Sebaran nilai tekanan konus dan resistivity pada lintasan 14 resitivity (Ωm)
1000
100
sumur 5
10
1 1
10
100
CN(kg/cm2)
1000
Lintasan 16
Sebaran nilai tekanan konus dan resistivity pada lintasan 16 Resitivity( Ωm)
100
sumur 7
10
sumur 6
sumur 8 1 1
10
100
0.1
CN (kg/cm2)
1000
Resistivitas yang sangat rendah ini berdasarkan literatur umumnya berasosiasi dengan dengan lempung (clay) dan soft shale. Pada data bor pada klasifikasi sangat lepas teridentifikasi lempung, untuk lepas teridentifikasi lanau lempungan dan agak kompak teridentifikasi pasir lanau Berdasarkan hasil korelasi data bor nilai resistivitas rendah berasosiasi dengan Lempung sedangkan nilai reistivitas yang relatif tinggi berasosiasi dengan Lanau lempungan dan Pasir Lanau
KESIMPULAN
Ditemukan zona lemah pada daerah penelitian dengan nilai resistivitas kecil yakni < 10 Ωm pada data geolistrik dan memiliki level Sangat Lepas dengan nilai tekanan konusnya < 20 kg/cm2 pada data sondir DCPT
Persebaran zona lemah terdapat di kedalaman 6-13 meter pada lintasan 1 membentang pada jarak 30-200 meter, pada lintasan 14 di jarak 320 meter sedangkan pada lintasan 16 terdapat pada jarak 330-340 meter dan 400-440 meter.
Hubungan nilai CN pada DCPT dan nilai resistivitas dapat digunakan untuk menentukan zona lemah akan tetapi untuk sifat kelistrikan batuan tidak bisa dijadikan acuan untuk mengetahui tingkat kekerasan tanah begitu juga sebaliknya
SARAN
