1. Muhammad Kurniawan
Teknik Pertambangan
Universitas Negeri Padang
DASAR-DASAR
GEOLOGI TEKNIK

2. MINYAK DAN
GAS BUMI

3. BATUBARA

5. DASAR-DASAR GEOLOGI TEKNIK
TIU : Peserta mampu menjelaskan
pengertian tentang geologi maupun
geologi teknik; perbedaan dan
keterkaitannya.
TIK : Peserta mampu menjabarkan ruang
lingkup geologi teknik dan
manfaatnya bagi pembangunan fisik
infrastruktur.
MATERI AJAR : Geologi sebagai ilmu
Geologi teknik sebagai ilmu

6. RUANGLINGKUP :
• Batuan
• Struktur Geologi
• Morfologi
• Kebencanaan
• Geologi Lingkungan

7. GEOLOGI
 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.
Note :
 komposisi  batuan, mineral
 struktur  deformasi kerak bumi : struktur geologi &
tektonik
 sejarah bumi  stratigrafi, fosil
Kata kunci : geologi  mineral, fosil dan deformasi

8. GEOLOGI TEKNIK
 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 & Farmer, 1976)
 Pengaruhnya bisa baik maupun buruk (data)
Kata kunci :
 kekuatan dan kelemahan geologi,
 lokasi, desain, konstruksi bangunan, pelaksanaan fisik,
pemeliharaan

9. Urutan Penyelidikan
Relevan dengan upaya memenuhi ketersediaan
data atas tuntutan tadi, diperlukan sederetan
kronologi penyelidikan sbb :
 RECONNAISSANCE
 PRELIMINARY STUDY
 FEASIBILITY STUDY
 STUDY DURING CONSTRUCTION
 STUDY AFTER CONSTRUCTION (MAINTENANCE)

10. MANFAAT
 Memperoleh kesimpulan potensi dan
kendala lahan/material
Aspek batuan, struktur geologi
dan morfologi.
 Menunjang kebijakan desain fondasi
bangunan termasuk desain galian atau
eskavasi, e.g. terowongan.
 Antisipasi bencana geologi dan
dampaknya terhadap infrastruktur.

11. B A T U A N
 Batuan sebagai material kerak bumi
 Komposisi mineral
 Tekstur & Struktur
 Rock discontinuities (bidang lapisan, kekar,
sesar,cooling joints, RQD mekanika
batuan.
 Pelapukan
 Batuan vs Tanah
 Kuat-tekan Uniaxial
 Penyebaran jenis-jenis batuan; kaitan
dengan genesis.
 Hidrogeologi

12. Struktur Geologi
DEFORMASI KERAK BUMI
 Lipatan (sinklin, antiklin)
 Retakan/kekar/joint
 Sesar/patahan/fault
 Kejadian dan pola konfigurasinya
 Akibat pengaruhnya terhadap karakteristik
massa-batuan
 Struktur geologi sbg kendala :
lemah - bocor
 Sebagai manfaat/potensi : Akuifer yang baik

13. MORFOLOGI
GEOMORFOLOGI
 Bukit, lembah, lereng, dataran
 Roman/bangun morfologi
sebagai potensi dan kendala
 Penampang morfologi; erosi,
transportasi, dan sedimentasi
 Manfaat

14. Mass Properties &
Material Properties
Sifat Massa Batuan :
 Terdiri satu atau lebih jenis batuan
 Berkomposisi mineralogi
 Bertekstur
 Berstruktur tertentu
 Berkonfigurasi dan berintensitas diskontinuitas tertentu
 Membentuk geometri morfologi tertentu
Misalnya, selang-seling lava-breksi, terkekarkan, terlipat kuat membentuk
bukit dinamakan sebagai
Perbukitan lava dan breksi terkekarkan kuat
(Morfologi; M) (Batuan; B) (Struktur Geologi; SG)
M+B+SG  Land Genetic Unit (Satuan Genetika Lahan)

15. Material Properties
 Sifat bahan, misal sample blok kekar dari
mass properties.
 Material properties tidak selalu mewakili mass
properties.
Justifikasi teknik utk :
• Terowongan, Fondasi bendungan, dsb
 bocor & ambrol
• Kupasan tebing jalan, lereng tambang
 longsor

16. Mass Properties
 Batuan (heterogen); pd umumnya blok-blok
batuan rapat dibatasi kekar-kekar berisi
lapukan
 Tanah (relatif heterogen)
Material properties dapat mewakili mass
properties utk setiap zona pelapukan yang
sejenis
Diperlukan klasifikasi tanah (a.l. USCS)

17. Mass Properties atau Material Properties
pada Analisis Kestabilan Lereng
• Lereng Tanah material properties
• Lereng Batuan mass properties
Tipe Longsoran
• Gelincir (slides)  FS yang bisa dihitung
• Jatuhan (falls)
• Aliran (flows)
Bidang gelincir (failure surface) adalah bidang
batas antara massa lereng yang longsor dengan
massa lereng di bawahnya yang tetap diam.

18. KASUS DI LAPANGAN
Contoh kasus tiga aspek bertemu sebagai fenomena alami, yakni :
Batuan, Struktur geologi & Morfologi
Batuan : sedimen berlapis (di Jawa Barat umumnya berumur
Tersier)
Struktur geologi : lipatan, sesar, kekar
Morfologi : lembah diapit perbukitan, sbg wilayah bercurah
hujan tinggi (iklim basah), dengan ciri :
1. Rock mass berdiskontinuitas-batuan rapat, rapuh, basah, UCS
rendah, RQD kecil, kekar banyak cermin sesarnya  skor
rendah  bermasalah (RMR kelas rendah, e.g. kelas IV-V)
2. Kondisi wilayah : rawan gerakan tanah + faktor eksternal yang
signifikan : gempa, beban, vegetasi jarang
Kajian satuan genetika lahan
(land genetic unit) scoring system

19.  Aneka Metode
 Peristiwa longsor hasil penelitian:
FS menurun dari stabil menjadi kritis lalu labil akibat:
- Ketahanan lereng menurun akibat meningkatnya kadar air
massa lereng (τ menurun walaupun S relatiftetap)
- S naik dan τ tetap akibat beban meningkat di puncak
- S naik τ malah turun akibat getaran (gempa dan sumber
getaran lain e.g. truk lari, mesin dll.) atau sudut lereng
dicuramkan akibat eskavasi.
Analisis Kestabilan Lereng Tanah

20.  Faktor- Faktor:
internal Eksternal
- massa batuan - hujan
- geometris lereng - gempa
- vegetasi
- beban
- pembangunan
Selaku system
(SDKL, RUT, 1995-1998)
Mekanisme pembentukan kestabilan lereng
Analisis Kestabilan Lereng Tanah
(6)

21. Perhitungan
Faktor Keamanan Lereng
 Lereng mempunyai bidang gelincir
 Faktor Keamanan (F) dapat dihitung
a. secara manual (metoda sayatan)
b. dengan bantuan komputer :
- Soilcom2.bas
- Stabil23.exe
- dll.

22. Metoda Sayatan (Fellenius)
 Penampang lereng dibuat
 Tentukan letak bidang gelincir
 Buatlah sayatan-sayatan vertikal
sumbu Y
8
6 7
lereng 5
3 4 bidang gelincir
2
1
sumbu X
Data mekanika tanah yang diperlukan :
c (kohesi), φ (sudut geser dalam), γwet(bobot satuan isi tanah)
ω (kadar air tanah) untuk menghitung boobot satuan isi tanah kering

23. Bidang gelincir

24. Klasifikasi Longsoran

25. (Varnes
, 1978)

26. Bidang gelincir dari beberapa jenis
keruntuhan lereng
 S = bidang permukaan
longsoran  bidang gelincir
 W = zona lapukan
(a), (b), (c) longsoran di
atas permukaan batuan,
translasional
(d), topling
(e), jatuhan
(f), longsoran rotasional
(g), longsoran aliran

27. Laju kecepatan longsoran (Hansen,
1978)

28. Bagan tubuh
longsoran
(Slide)
Dikau, (1996)

29. Bidang gelincir dari beberapa jenis
keruntuhan lereng

30. Lateral/Horizontal
Spread, jenis
earth spread
Dikau, (1996)

31. Longsor jenis aliran tanah,
Cililin 2004

32. Pasir Pabeasan, 1998 Gejala topling / jungkiran

35. Bidang Gelincir

36. 8
6 7
5
3 4
2
1
S
T
α
Metoda Sayatan (Fellenius)
τ
F =
S

37. Uraian gaya-
gaya yang
bekerja
Zakaria (2004)

38. Dalam penambangan secara tambang
terbuka, sudut kemiringan adalah faktor
utama yang mempengaruhi bentuk dari
final pit dan lokasi dari dinding-dindingnya

39. Dalam pembuatan pit slope
diusahakan harus dibuat setajam
mungkin dengan tanpa menimbulkan
kerugian ekonomi secara
keseluruhan yang disebabkan
karena ketidak setabilan kemiringan
lereng dan tanpa membahayakan
keamanan pekerja dan alat

40. Memaksimalkan sudut
kemiringan pit membantu
mengoptimalkan pit dalam
segi ekonomi (mengurangi
strip ratio secara
keseluruhan)

41. Bijih
500
Batas Cadangan
t = 15 meter
L = 10
Overall Pit Slope dengan bench
Batas pit Tanpa Bench
Ilustrasi Kemiringan lereng pit dengan bench dan ore

42. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KEMANTAPAN LERENG
• 1. PENYEBARAN BATUAN
• 2. RELIEF PERMUKAAN BUMI
• 3. STRUKTUR GEOLOGI
• 4. IKLIM
• 5. GEOMETRI LERENG
• 6. GAYA LUAR

43. Penyebaran batuan
Jenis batuan atau tanah, penyebaran dan
hubungan antar batuan yang terdapat
didaerah penyelidikan harus diketahui.
Sifat fisis dan mekanis suatu batuan akan
berbeda dengan batuan lainnya,
sehingga kekuatan menahan bebannya
juga akan berbeda

44. Relief Permukaan Bumi
berpengaruh terhadap
- laju erosi dan pengendapan,
- juga akan menentukan arah aliran air permukaan dan air
tanah, hal ini disebabkan karena pada daerah yang curam,
kecepatan aliran air permukaan tinggi dan mengakibatkan
pengikisan lebih intensif dibandingkan dengan daerah yang
landai. Karena erosi yang intensif, maka akan banyak
dijumpai singkapan batuan dan ini akan menyebabkan
pelapukan yang lebih cepat. Batuan yang lapuk mempunyai
kekuatan yang rendah sehingga kemantapan lereng menjadi
berkurang.

45. Struktur Geologi
Struktur geologi seperti:
-patahan (sesar),
-kekar,
-perlapisan,
-perlipatan,
-ketidak selarasan.
Struktur geologi adalah merupakan hal yang
penting didalam analisis kemantapan lereng,
karena struktur geologi adalah merupakan bidang
lemah didalam suatu masa batuan yang dapat
menurunkan kemantapan lereng..

46. Iklim
Iklim berpengaruh terhadap kemantapan lereng
karena iklim mempengaruhi perubahan temperatur.
Temperatur yang cepat sekali berubah dalam waktu
yang singkat akan mempercepat proses pelapukan
batuan. Untuk daerah tropis pelapukan lebih cepat
dibandingkan dengan daerah dingin, oleh karena itu
singkapan batuan pada lereng di daerah tropis akan
lebih cepat lapuk dan ini akan mengakibatkan
lereng mudah longsor.

47. Geometri Lereng
Geommetri lereng mencakup tinggi lereng dan sudut kemiringan
lereng, lereng yang terlalu tinggi akan mengakibatkan menjadi
tidak mantap dan cenderung untuk lebih mudah longsor
dibanding dengan lereng yang tidak terlalu tinggi dan dengan
jenis batuan penyusun yang sama.. demikian pula dengan sudut
lereng, semakin besar sudut kemiringan lereng, maka akan
semakin tidak mantap.
Muka air tanah yang dangkal menjadikan lereng sebagian besar
basah dan batuannya mempunyai kandungan air yang tinggi,
kondisi ini menjadikan kekuatan batuan menjadi rendah dan
batuan juga akan menerima tambahan beban air yang
dikandung, sehingga menjadikan lereng lebih mudah longsor.

48. Gaya Luar
Gaya luar ini berupa getaran-getaran yang
berasal dari sumber yang berada didekat
lereng tersebut. Getaran ini misalnya
ditimbulkan oleh peledakan, lalu-lintas
kendaraan dan sebagainya. Gaya luar ini
sedikit banyak dapat mempengaruhi
kemantapan suatu lereng.

49. LONGSORAN BIDANG
-Adanya bidang luncur
sejajar/hampir sejajar terhadap
permukaan lerengdengan
perbedaan maksimum 200
-Kemiringan bidang luncur harus
lebih kecil dari bidang permukaan
-Kemiringan bidang luncur lebih
besar dari sudut geser dalam
-Adanya bidang bebas yang
merupakan batas lateral dari
massa batuan yang longsor
Terjadi Karena:

50. -Adanya dua struktur
geologi (dapat sama
jenis atau berbeda dan
dapat single ataupun
set) yang saling
berpotongan
-Sudut garis potong
kedua bidang lebih
besar dari sudut geser
dalam dan lebih kecil
dari sudut lereng.
Terjadi karena:
LONGSORAN BAJI

51. -struktur geologi
yang berkembang
adalah hampir
sama pada
longsoran bidang
tetapi pada
longsoran guling
bidang lemahnya
relatif tegak dan
berbentuk kolom
LONGSORAN GULING (TOPPLING)

52. LONGSORAN BUSUR
Longsoran ini biasanya terjadi pada material tanah atau
batuan lunak dengan struktur yang rapat. Bidang
longsornya berbentuk busur

53. Data sebagai dasar analisis
1. Geometri Lereng
- Orientasi (jurus dan kemiringan)
lereng
- Tinggi dan kemiringan lereng (tiap
jenjang ataupun total).
- Lebar Jenjang (berm)

54. 2. Struktur Batuan/Geologi
Bidang-bidang lemah:
- Patahan (sesar)
- Perlapisan
- Rekahan

55. 3. Sifat Fisik dan Mekanik Batuan:
- Bobot isi Batuan
- Porositas batuan
- Kandungan air dalam batuan
- Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser
batuan
- Sudut geser dalam

56. JURUS (Strike) dan
KEMIRINGAN (Dip)
Jurus (Strike):
Arah suatu garis horizontal yang
ditarik dari suatu bidang.
Kemiringan (dip):
Merupakan sudut yang dibuat dengan
suatu bidang horizontal.

57. Untuk kepentingan geologist, jurus dan kemiringan
mempunyai arti yang sangat penting dalam menentukan
arah kemiringan suatu batuan.
Dari jurus dan kemiringan pula dapat diketahui jenis
longsoran, arah dari suatu patahan dan arah dari suatu
lapisan batuan.
Untuk dapat mengetahui arah dan jenis suatu longsoran
harus diukur kekar-kekar yang berkembang, kemudian
dianalisa dengan merata-ratakan arah dari jurus dan
kemiringan dengan alat bantu yang dikenal dengan nama
“Schmidt Net”

63. PIT TAMBANG SEBELUM
LONGSOR TANPA
GEOTECH ASESSMENT
PIT TAMBANG SETELAH
LONGSOR DENGAN TANPA
GEOTECH ASESSMENT