Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll).
Pada saat studi perancangan kontruksi, peranan ahli geoteknik itu meliputi: menentukan lokasi bangunan, menentukan kekuatan bangunan untuk jangka waktu lama, menentukan stabilitas bangunan dibandingkan dengan potensi gempa regional dan resonansi, mengkalkulasi dan menganalisis potensi deformasi (penurunan) bangunan, menentukan metode pelaksanaan, pemilihan material, dan monitoringnya. Oleh karena itu, diperlukan berbagai survei lapangan untuk melihat kondisi tanah, lapisan tanah, jenis tanah, dan lain sebagainya.
Dalam perkembangannya, geoteknik tidak lagi hanya dilakukan oleh insinyur sipil saja. Banyak data petrophysical properties yang diperlukan ahli sipil dalam studi kelayakan bangunannya seperti porositas, permeabilitas, densitas lapisan bawah permukaan. Data-data tersebut diperoleh dari survei geofisika yang dilakukan oleh seorang Geophysicist.
Metode survei geofisika disesuaikan dengan tujuan kontruksi. Berikut beberapa metode geofisika yang digunakan dalam Goeteknik :
1. Metode Seismik Pasif
Seismik Pasif merupakan sebuah metode geofisika untuk mengetahui kondisi bawah permukaan bumi berdasarkan data waktu tiba gelombang gempabumi (P dan S) yang terekam oleh peralatan seismik (seismometer) yang tersebar di atas permukaan bumi.
Adapula pengukuran mikrotremor yang merupakan salah satu metode seismik pasif yang banyak digunakan dalam penelitian bawah permukaan. Metode ini menggunakan HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) dari mikrotremor untuk mengestimasi frekuensi natural dan faktor amplifikasi tanah setempat. Parameter penting yang dihasilkan dari metode HVSR ialah frekuensi dominan tanah (fg) dan faktor amplifikasi spektrum tanah (Ag) yang merupakan nilai puncak kurva HVSR, berkaitan dengan geologi setempat dan parameter fisik bawah permukaan. Perkembangan selanjutnya, metode ini mampu untuk mengestimasi indeks kerentanan tanah, indeks kerentanan bangunan dan interaksi antara tanah dan bangunan.
GeoSIG Sesimic system
Aplikasi dengan Metode Seismik Pasif bervariasi tergantung dari output yang di inginkan Antara lain:
1. Struktur Health Monitoring System
2. Early Warning System
3. Mikrozonasi
Analisa mikrotremor dengan metode HVSR untuk pemetaan mikrozonasi
Peta sebaran amplifikasi tanah
4. Ketebalan Sedimen
Peta ketebalan sedimen
5. Monitoring Gempa Bumi
Peta distribusi indek kerentanan gempa
Peta kerentanan seismik tanah dan rasio kerusakan bangunan
6. Dll
2. Metode GPR
Metode Georadar atau Ground Penetrating Radar (GPR) adalah cara untuk eksplorasi bawah permukaan secara dangkal dengan gelombang elektromagnetik (radar), biasanya dalam rentang frekuensi 1 – 2000 MHz. Semakin rendah frekuensi georadar yang digunakan maka kondisi bawah tanah yang bisa dideteksi semakin dalam sedangkan semakin tinggi frekuensi maka semakin dangkal. Waktu perjalanan dua arah dari gelombang Georadar yang dipantulkan memberikan kedalaman di mana terjadi perubahan sifat kelistrikan dari objek di bawah tanah.
Prinsip Kerja Metode GPR
Prinsip kerja alat Ground Penetrating Radar sebenarnya sederhana, yaitu dijelaskan oleh persamaan Maxwell yang menggambarkan sifat gelombang medan EM (Elektromagnetik) dan respons partikel terhadap medan EM. Gelomabng elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena pemancar memproyeksikan medan EM ke tanah. Respons terhadap gelombang EM yang diproyeksikan ditentukan oleh sifat material dari bawah permukaan. Medan EM akan berdifusi atau menjalar sebagai gelombang radio bergantung pada konduktivitas, permitivitas, atau permeabilitas material. Respons terhadap medan EM yang merambatkan gelombang diukur sebagai sinyal oleh antena penerima.
Prinsip kerja Metode Georadar
Untuk mencapai sinyal yang diinginkan di bawah permukaan tergantung pada frekuensi dan konduktivitas antena material di bawah permukaan. Material yang konduktivitas rendah menghasilkan efek positif untuk kedalaman sinyal. Sementara material dengan konduktivitas tinggi menghambat penetrasi gelombang EM. Kecepatan dan redaman dari sinyal gelombang yang diperbanyak bergantung pada frekuensi pemancar.
Pencitraan bawah permukaan adalah hasil dari muka gelombang planar yang bertemu dengan batas material yang geometrinya menyebabkan pantulan gelombang. Hukum Snell menjelaskan perubahan arah bidang yang ditransmisikan karena medianya. Kontak antara sinyal yang ditransmisikan dan batas-batas menghasilkan refleksi atau pembiasan menurut hukum Snell dan koefisien Fresnel. Koefisien Fresnel mengkuantifikasi variasi amplitudo bidang EM yang melintasi perbatasan yang memisahkan dua bahan. Sinyal pantulan dievaluasi berdasarkan amplitudo versus waktu emisi, memungkinkan definisi visual dari berbagai batas di bawah permukaan.
Penggunaan GPR di eksplorasi Geoteknik/sipil yaitu :
1. Investigasi utulitas (Kabel dan Pipa)
Contoh Hasil Data Georadar / GPR untuk mendeteksi pipa
2. Kedalaman tiang pancang
Untuk melakukan inspeksi pada tiang pancang bangunan dapat digunakan antenna frekuensi 400-900 Mhz untuk pengukuran vertikal dan antenna frekuensi 100 MHz untuk pengukuran horizontal. Berikut adalah beberapa contoh hasil pengukuran georadar untuk inspeksi pada bangunan:
Data georadar pada tiang pancang jembatan
Hasil pengukuran georadar pada area dengan beton yang padat dan kurang padat
Crack/Fracture yang terdeteksi pada radargram hasil survey GPR
3. Kekuatan dan ketebalan beton
4. Jembatan
Alat Metode GPR
3. Metode Geolistrik
Metode Geolistrik adalah metode pengukuran survey geofisika yang bisa digunakan untuk mengetahui struktur bawah permukaan tanah. Metode Geolistrik tahanan jenis merupakan salah satu metode yang sering digunakan dalam survei geofisika untuk eksplorasi yang relatif dangkal. Dalam survey metode geolistrik akan diperoleh nilai beda potensial, kuat arus dan nilai tahanan jenis batuan. Tahanan jenis batuan kemudian dengan pengolahan data lebih lanjut maka akan mendapatkan nilai tahanan jenis tiap lapisan batuan. Dengan demikian lapisan bawah permukaan tanah dapat digambarkan dengan perbedaan nilai tahanan jenis dari masing-masing lapisan tersebut. Sehingga dari hasil ini dapat menjadi gambaran yang baik untuk perencanaan pondasi yang digunakan sesuai dengan jenis lapisan batuan. Metode ini banyak digunakan untuk survey pencarian air tanah, Mineral, Tambang, Penditeksian area longsor, dll.
Main unit X-612 EM
1)Layar sentuh berwarna TFT 12,2 inchi.
2)Tombol power dengan indikator power supply beralih.
3)indikator fungsi harddisk.
4)Kipas pendingin.
5)Konektor HDMI.
6)konektor RJ45 untuk LAN dan pertukaran data.
7)Port USB untuk koneksi perangkat eksternal dan khususnya untuk penyimpanan data.
8)Internal Fuse
9)Konektor Power
10)Conector Chanel 25 – 48
11)Conector Chanel 1 – 24
12)Kipas Pendingin
13) Conector A, B, M, N untuk pengukuran VES
Peralatan Geolistrik
Hasil geolistrik pendugaan rongga
4. Metode Seismik Aktif
Metode seismik aktif adalah salah satu metode eksplorasi yang didasarkan pada pengukuran respon gelombang seismik (suara) dari sumber source buatan (vibroseis, air gun, hammer) yang menjalar ke tanah baik secara refleksi atau refraksi. Respons gelombang yang ditangkap menggunakan bantuan geophone.
Untuk mengetahui kedalaman batuan dasar (bedrock) dapat dilakukan eksplorasi secara geofisika aktif dengan metode seismik refraksi. Metode seismik refraksi dapat digunakan untuk menentukan kedalaman batuan dasar (bedrock) dalam perencanaan pondasi pada pembangunan jembatan. Metode seismik refraksi juga terbukti sebagai metode yang efektif dan efesien untuk memperoleh informasi umum tentang besar volume bawah permukaan tanah dalam dua dimensi jarak, yaitu kedalaman dan kemiringan. Metode seismik juga dapat digunakan untuk mengamati kestabilan lereng dan untuk mengamati litologi bawah permukaan. Dengan mengetahui waktu tempuh gelombang dan jarak antar geophone dengan sumber ledakan, struktur lapisan geologi di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan berdasarkan besar kecepatannya.
Aplikasi : Seismology , geoteknik , minyak dan gas , vibration monitoring dan tambang (ripping) kekerasan batuan.
Peralatan yang dipakai
Prinsip kerja pengukuran di lapangan
Referensi :
Admin. (2018). Jasa Survey Georadar / GPR untuk Deteksi Utilitas, Struktur, Geoteknik. [Daring]. Diambil dari: https://geochemsurvey.com/jasa-survey-georadar-gpr/ [Diakses : 7 September 2020]
Pradana, Afdhal, dkk. (2018). Aplikasi Metode Geofisika untuk Geoteknik. [Daring]. Diambil dari: https://docplayer.info/60625361-Aplikasi-metode-geofisika-untuk-geoteknik-oleh-icksan-lingga-pradana-irfan-fernando-afdhal-joni-sulnardi.html [Diakses pada: 5 September 2020]
PT. Andalan Tunas Mandiri. ( ). Geoteknik Instruments. [Daring]. Diambil dari: http://nspkjembatan.pu.go.id/public/uploads/elearning/1583293133perkenalan_alat.pdf. [Diakses pada: 5 September 2020]
Rahmawati, Legowo, dkk. (2014). Identifikasi Batuan Dasar (Bedrock) Menggunakan Metode Seismik Refraksi di Lokasi Pendirian Rumah Sakit Pendidikan Universitas Sebelas Maret. [Daring]. Diambil dari: https://jurnal.uns.ac.id/ijap/article/download/1162/1112 [Diakses pada: 7 September 2020]
Sungkowo, A. (2016). Studi Kerentanan Seismik dan Karakteristik Dinamik Tanah di Kota Yogyakarta dari Data Mikrotremor. [Daring] Diambil dari: https://dspace.uii.ac.id/bitstream/handle/123456789/2754/05.5%20bab%205.pdf?sequence=11&isAllowed=y [Diakses pada: 7 September 2020]
