Dalam kesempatan kali ini, saya akan menyusun dokumentasi komprehensif mengenai jenis-jenis batuan di Bumi, lengkap dengan karakteristik, parameter geoteknik, sifat, dan kegunaannya, khususnya dalam konteks struktur bangunan dan bendungan urugan.
Penting untuk diingat bahwa "semua jenis batuan" sangat luas, karena variasi dalam satu jenis batuan bisa sangat besar. Saya akan menyajikan batuan-batuan utama yang paling relevan dalam konteks geoteknik dan konstruksi. Nilai-nilai parameter geoteknik adalah rentang umum dan dapat bervariasi drastis tergantung pada tingkat pelapukan, diskontinuitas, dan kondisi geologis spesifik.
Pendahuluan: Klasifikasi Batuan dalam Geoteknik
Batuan dikelompokkan menjadi tiga kategori besar berdasarkan proses pembentukannya:
Batuan Beku (Igneous Rocks): Terbentuk dari pendinginan dan pembekuan magma (di bawah permukaan) atau lava (di permukaan).
Batuan Sedimen (Sedimentary Rocks): Terbentuk dari akumulasi dan sementasi fragmen batuan lain, mineral, atau sisa-sisa organisme.
Batuan Metamorf (Metamorphic Rocks): Terbentuk dari transformasi batuan yang sudah ada sebelumnya akibat panas, tekanan, dan/atau aktivitas kimia.
Dalam geoteknik, kualitas massa batuan (Rock Mass Quality) jauh lebih penting daripada hanya batuan itu sendiri. Discontinuitas (retakan, sesar, bidang perlapisan) seringkali mengontrol perilaku geoteknik suatu massa batuan.
Dokumentasi Batuan, Karakteristik, Parameter Geoteknik, dan Kegunaan
I. Batuan Beku (Igneous Rocks)
Batuan beku umumnya keras, padat, dan memiliki kekuatan tinggi, menjadikannya pilihan utama untuk fondasi berat dan material konstruksi.
II. Batuan Sedimen (Sedimentary Rocks)
Batuan sedimen memiliki variasi sifat yang sangat luas, dari yang sangat lemah hingga cukup kuat. Sifat ini sangat tergantung pada ukuran butir, jenis sementasi, dan tingkat pemadatan.
III. Batuan Metamorf (Metamorphic Rocks)
Batuan metamorf seringkali sangat kuat dan padat, tetapi foliasi (struktur berlapis) atau lineasi dapat menciptakan bidang kelemahan anisotropik yang signifikan.
Implikasi Geoteknik untuk Struktur Bangunan dan Bendungan Urugan
1. Fondasi Bangunan Tinggi dan Struktur Berat
Pilihan Terbaik: Granit, Kuarsit, Gneiss, Gabro, Basalt (padat dan minim kekar), Batupasir yang tersemen kuat, Batugamping (tanpa karst parah).
Pertimbangan:
Kuat Tekan (UCS) tinggi: Mampu menahan beban berat tanpa deformasi berlebihan.
Modulus Elastisitas (E) tinggi: Meminimalkan penurunan diferensial.
Diskontinuitas: Sesar, kekar, foliasi, bidang perlapisan dapat mengurangi kapasitas dukung dan menciptakan potensi kegagalan geser. Orientasi diskontinuitas terhadap beban sangat krusial. Perlu dilakukan pemetaan diskontinuitas secara detail dan analisis stabilitas massa batuan (misalnya menggunakan metode seperti RMR, Q-system).
Pelapukan: Zona pelapukan (weathered zone) harus dihilangkan atau diperkuat karena memiliki kekuatan yang jauh lebih rendah.
Karst: Pada batugamping, investigasi geofisika dan pengeboran untuk mendeteksi rongga karst sangat vital.
2. Fondasi Bendungan Urugan (Embankment Dams)
Pilihan Terbaik: Batuan beku dan metamorf yang padat dan kuat, batupasir yang tersemen baik.
Pertimbangan:
Kuat Geser: Fondasi harus memiliki kuat geser yang memadai untuk menahan beban bendungan dan tekanan air, mencegah kegagalan geser atau luncur.
Permeabilitas: Fondasi bendungan harus memiliki permeabilitas rendah untuk meminimalkan rembesan air di bawah bendungan. Granit, Kuarsit, Gneiss padat, atau batuan dengan lapisan lempung yang tebal sangat baik. Zona permeabel tinggi (seperti karst pada batugamping, zona kekar terbuka) harus diinjeksi (grouting) untuk mengurangi rembesan.
Deformabilitas: Fondasi harus cukup kaku untuk menahan deformasi akibat beban bendungan.
Kestabilan Lereng: Lereng di sekitar waduk harus stabil, terutama jika terdapat batuan dengan diskontinuitas yang tidak menguntungkan.
3. Material Urugan (Fill Material) untuk Bendungan Urugan
Zona Inti Kedap Air (Impervious Core):
Pilihan Terbaik: Batulempung, Batulanau plastis.
Sifat yang Diinginkan: Plastisitas tinggi, permeabilitas sangat rendah, cukup kuat saat dipadatkan, tidak mudah retak akibat deformasi.
Zona Filter dan Transisi:
Pilihan Terbaik: Pasir, kerikil, agregat pecah (dari batuan beku/metamorf kuat).
Sifat yang Diinginkan: Gradasi butir terkontrol, permeabel, stabil secara filter untuk mencegah erosi material inti.
Zona Lapisan Pelindung (Shell/Rockfill):
Pilihan Terbaik: Agregat pecah dari batuan beku dan metamorf yang kuat dan tahan lama (Granit, Basalt, Gneiss, Kuarsit, Gabro). Batupasir yang sangat kuat.
Sifat yang Diinginkan: Kuat tekan tinggi, tahan abrasi, tidak mudah lapuk, ukuran butir besar, stabil saat dipadatkan.
1) Penjelasan singkat parameter (cara baca tabel)
UCS (MPa) = Uniaxial Compressive Strength (kekuatan tekan satu sumbu) — kekuatan batuan utuh.
Density (g/cm³) dan Unit weight (kN/m³).
Porosity (%) = ruang pori; mempengaruhi permeabilitas.
Permeability (m/s) = rentang kasar; besar artinya cepat bocor.
E (GPa) = Young’s modulus (modulus elastisitas) — kekakuan batuan utuh.
φ (°) & c (kPa) = sudut geser dalam dan kohesi; untuk batuan tidak selalu dipakai untuk batu utuh — lebih berguna untuk material pecahan/retak atau tanah. Pada batu utuh biasanya digunakan UCS + parameter discontinuity (jatuhnya strength di zona rekahan).
Kegunaan rekayasa = rekomendasi umum (fondasi, rockfill, pekerjaan bendungan/drainase, terowongan, dinding penahan).
Semua angka = perkiraan tipikal.
2) Tabel ringkasan (jenis batu → karakteristik & parameter geoteknik tipikal)
| No | Batuan (prototip) | Tekstur / mineral utama | UCS (MPa) | Density (g/cm³) / Unit wt (kN/m³) | Porosity (%) | Permeability (m/s) (tipikal) | E (GPa) | φ (°) (massa/ruang rekahan) | c (kPa) (massa/rekahan) | Kegunaan teknik / catatan |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Shale / Mudstone | sangat halus, kaya lempung | 5 – 50 | 2.2 – 2.6 (21.6–25.5 kN/m³) | 1 – 10 | 1e-9 – 1e-12 (sangat rendah) | 5 – 30 | 20–35° (tergantung rekahan) | 10–200 | Jangan jadi pondasi tanpa perbaikan; ekspansif jika mengandung lempung; buruk untuk rockfill, sering digunakan sebagai lapisan kedap jika massif & tidak retak. |
| 2 | Slate | foliasi halus, belah menjadi lempeng | 30 – 150 | 2.5 – 2.8 (24.5–27.5) | 0.5 – 5 | 1e-9 – 1e-12 | 10 – 50 | 25–40° (foliasi mengontrol) | 20–500 | Lebih baik dari shale; orientasi foliasi kritis utk stabilitas lereng dan fondasi. |
| 3 | Phyllite | halus, kilap sutra (mika halus) | 30 – 120 | 2.5 – 2.8 | 0.5 – 5 | 1e-9 – 1e-11 | 10 – 40 | 25–40° | 20–500 | Transisi slate→schist; foliasi dapat mempengaruhi kekuatan terowongan / lereng. |
| 4 | Schist (mica schist, garnet schist) | medium–kasar, mica/porphyroblast | 20 – 150 | 2.6 – 2.9 (25.5–28.5) | 0.5 – 8 | 1e-8 – 1e-11 | 10 – 60 | 20–45° (sangat tergantung orientasi) | 0–1000 | Umumnya kuat bila tidak terlalu foliasi/rapuh; foliasi/rekahan = titik lemah; hati-hati sebagai pondasi/bendungan pada orientasi buruk. |
| 5 | Gneiss | banding komposisi, mineral kasar | 80 – 250 | 2.6 – 2.8 | 0.2 – 3 | 1e-9 – 1e-11 | 40 – 80 | 30–45° | 100–2000 | Biasa excellent untuk fondasi dan batupondasi bendungan jika tidak banyak rekahan; kuat & tahan lama. |
| 6 | Granite (plutonic felsic) | kristalin, kuarsa+feldspar+mica | 100 – 250+ | 2.6 – 2.75 (25.5–27.0) | 0.1 – 2 | 1e-10 – 1e-12 | 50 – 70 | 30–45° | 100–3000 | Sangat baik untuk fondasi, batu bajakan, rockfill; tahan pelapukan; mudah jadi daylight quarry material. |
| 7 | Diorite / Granodiorite | mirip granite, sedikit lebih mafik | 80 – 200 | 2.6 – 2.8 | 0.1 – 3 | 1e-10 – 1e-11 | 40 – 70 | 30–45° | 100–2000 | Sebagai granite: baik untuk fondasi & rockfill. |
| 8 | Gabbro / Basalt (mafic) | padat, butir halus→kasar | 100 – 300 | 2.8 – 3.0 (27.5–29.5) | 0.1 – 3 | 1e-10 – 1e-12 | 50 – 100 | 30–50° | 100–3000 | Sangat kuat, cocok sebagai rockfill/dress stone; basalt colonnar kuat namun rekahan dapat meningkatkan permeabilitas. |
| 9 | Rhyolite / Andesite (vulcanic) | kristal + gelas, variasi | 40 – 200 | 2.4 – 2.7 | 0.5 – 6 | 1e-9 – 1e-11 | 20 – 60 | 25–45° | 50–2000 | Variabel; butuh pengecekan retak/alterasi. |
| 10 | Sandstone (quartz-rich, well-cemented) | butiran pasir, cementasi kuarsa | 20 – 170 | 2.2 – 2.7 | 5 – 30 | 1e-6 – 1e-9 | 5 – 50 | 30–45° | 50–2000 | Banyak dipakai sebagai batu foundation atau aggregate; permeabilitas tinggi pada pasir longgar — baik untuk drainase rockfill. |
| 11 | Arkose (feldspar-rich sandstone) | pasir + feldspar | 20 – 120 | 2.3 – 2.7 | 3 – 20 | 1e-7 – 1e-10 | 5 – 40 | 30–45° | 50–1000 | Cenderung kurang tahan kimia dibanding quartzite; pelapukan feldspar → lempung. |
| 12 | Greywacke | pasir + matrix lempung | 30 – 150 | 2.3 – 2.7 | 1 – 10 | 1e-8 – 1e-11 | 10 – 45 | 25–40° | 50–1000 | Lebih heterogen; sifat dikontrol matriks; hati2 retak. |
| 13 | Quartzite | sangat keras, kuarsa rekristal | 100 – 300+ | 2.6 – 2.8 | 0.1 – 3 | 1e-10 – 1e-12 | 50 – 100 | 30–45° | 100–3000 | Sangat baik sebagai fondasi, bahan agregat, rockfill tahan lama. |
| 14 | Limestone (massive, dense) | kalisit/aragonit | 30 – 200 | 2.6 – 2.8 | 0.5 – 10 | 1e-6 – 1e-11 | 20 – 70 | 30–45° | 50–2000 | Sangat baik jika massif; terlarut/porous karst buruk (permeabilitas besar) — wajib pemetaan karst untuk bendungan. |
| 15 | Dolomite | dolomit (CaMg(CO₃)₂) | 50 – 200 | 2.7 – 2.9 | 0.2 – 8 | 1e-7 – 1e-11 | 30 – 70 | 30–45° | 100–2000 | Umumnya lebih tahan larut dibanding kapur tergantung struktur; sumber batu pondasi baik. |
| 16 | Marble | metamorfosed limestone | 50 – 200 | 2.6 – 2.8 | 0.2 – 5 | 1e-9 – 1e-11 | 40 – 80 | 30–45° | 100–2000 | Umumnya kuat, namun rekahan/vein dapat menurunkan integritas. |
| 17 | Conglomerate / Breccia (well-cemented) | kerakal tersusun di matriks | 20 – 200 | 2.3 – 2.8 | 1 – 15 | 1e-7 – 1e-10 | 10 – 60 | 30–45° | 50–2000 | Bila well-cemented: baik; bila poorly cemented: rapuh. |
| 18 | Chalk | lempung karbonat halus | 5 – 40 | 1.8 – 2.2 | 20 – 50 | 1e-6 – 1e-8 | 1 – 10 | 20–30° | 10–200 | Buruk untuk pondasi/bendungan (ringan, porous, kompresibel). |
| 19 | Tuff / Volcaniclastic | puing vulkanik, porus | 1 – 80 | 1.8 – 2.6 | 5 – 50 | 1e-6 – 1e-8 | 2 – 40 | 20–40° | 0–1000 | Sangat bervariasi; alterasi hidrotermal dapat melemahkan. |
| 20 | Weathered / saprolitic rock | sama jenis tapi pelapukan | 0.1 – 20 | 1.6 – 2.4 | 10 – 60 | 1e-6 – 1e-2 | 0.1 – 5 | 15–35° | 0–200 | Tidak cocok sebagai bahan struktural tanpa stabilisasi; perlu penggantian atau perbaikan. |
Penekanan: angka di atas adalah pedoman — mis. UCS granite dapat >250 MPa pada sampel utuh, atau turun drastis jika retak dan saprolit. Parameter kohesi/φ yang digunakan untuk massa batu harus diperoleh dari pengujian discontinuity (direct shear pada bidang rekahan) dan dari klasifikasi massa batu (GSI/RMR) — karena untuk batu utuh konsep cohesion tradisional (kPa) kurang relevan kecuali untuk material pecahan/soil.
3) Rekomendasi penggunaan terhadap struktur bangunan & bendungan urugan (embankment/dam)
a. Fondasi bendungan beton/gravity
Ideal: granite, gneiss, dense quartzite, massive limestone/dolomite tanpa rekahan atau karst — karena kuat, tahan erosi, rendah permeabilitas (jika tidak retak).
Waspada: karst limestone (potensi kebocoran besar), heavily fractured schist/foliated rocks (lemah terhadap peluncuran/sekresi air), weathered zones.
b. Bendungan tanah/urugan (core / shell / rockfill)
Core (impervious core): clay, saprolite kedap, atau low-perm limestone (massive, unfractured), atau engineered clay core. Batuan seperti shale sulit diandalkan kecuali sebagai lapisan kedap yang utuh dan tidak retak.
Shell / rockfill: durable rock: granite, basalt, gneiss, quartzite, well-cemented conglomerate. Pilih batu yang tahan abrasi / freeze-thaw dan tidak mudah terdegradasi.
Filter & drain: permeable sandstones, well-graded rockfill. Hindari material yang melunakkan bila basah.
c. Terowongan & lubang pondasi
Dalam batuan kuat & masif (granite, quartzite, gneiss) stabilitas terowongan lebih mudah; pada schist/foliated perlu orientasi terowongan memperhatikan foliasi; pada shale/soft tuff sering menggunakan penyangga tambahan atau paduan grouting.
d. Urugan & backfill
Urugan umum gunakan material granular stabil; weathered rock atau saprolit tidak direkomendasikan kecuali setelah stabilisasi (compaction, geosynthetics).
4) Panduan praktis lapangan / checklist geologi untuk proyek fondasi / bendungan
Pemetaan geologi & struktur (rekahan, foliasi, kelurusan, karst).
Profil bor & uji in-situ (SPT untuk bagian regolith/urugan, Lugeon/permeability test untuk rekahan).
Uji laboratorium: UCS, P-wave velocity, porosity, slake durability, point load.
Klasifikasi massa batu (RMR, Q, GSI) → dipakai untuk menentukan metode penyanggaan/penanganan.
Peta zonasi pelapukan & potensi patahan/longsor.
Rencana grouting & cut-off wall bila ada isu kebocoran pada batu karbonat/karst.
Kesimpulan
Pemilihan batuan untuk fondasi dan material konstruksi adalah keputusan geoteknik yang kompleks. Ini memerlukan pemahaman mendalam tentang:
Sifat Batuan Utuh (Intact Rock Properties): Diperoleh dari pengujian laboratorium.
Sifat Massa Batuan (Rock Mass Properties): Diperoleh dari pemetaan lapangan, survei geofisika, dan pengujian in-situ, yang mempertimbangkan keberadaan dan karakteristik diskontinuitas.
Kondisi Hidrogeologi: Keberadaan dan aliran air tanah dapat sangat mempengaruhi stabilitas.
Tingkat Pelapukan: Batuan lapuk memiliki sifat yang sangat berbeda dari batuan segar.
Seorang ahli geologi dan geoteknik harus bekerja sama untuk melakukan investigasi lapangan dan laboratorium yang ekstensif, analisis risiko, dan desain yang cermat untuk memastikan keamanan dan stabilitas setiap proyek konstruksi di atas atau dengan menggunakan batuan.
Semoga dokumentasi ini memberikan gambaran yang komprehensif dan bermanfaat bagi Anda!
Jika Anda membutuhkan informasi lebih spesifik tentang jenis batuan tertentu atau parameter lainnya, jangan ragu untuk bertanya! link bertanya : dengan AI Geologis Expert
Semoga Bermanfaat, Terima Kasih
AI bekerja dengan mengolah data melalui algoritma tertentu untuk menghasilkan respons atau tindakan yang menyerupai manusia. Proses ini melibatkan pembelajaran (learning), penalaran (reasoning), dan koreksi mandiri (self-correction).
Penutup
Sekian Penjelasan Singkat Mengenai Mengenal lebih detail mengenai jenis-jenis batuan di Bumi. Semoga Bisa Menambah Pengetahuan Kita Semua.
