Aplikasi geofizik untuk pembangunan infrastruktur lestari

Kemudahan infrastruktur dan kelestariannya telah diletakkan sebagai salah satu pemacu utama kemajuan negara. Peranan infrastruktur dalam pembangunan nasional sesebuah negara kemudian dinilai untuk memastikan pertumbuhan ekonomi dan kelestarian sesebuah negara.

Bermula dari sinilah, input geofizik diperlukan untuk memastikan proses penyediaan kemudahan infrastruktur ini dapat dijalankan dengan baik. Peranan ahli geofizik bersama-sama bidang geologi dan kejuruteraan ditagih untuk mengurangkan perbelanjaan modal yang sebahagiannya boleh diselamatkan pada peringkat awal penyediaan sesuatu infrastruktur.

Pembangunan infrastruktur adalah komponen utama dalam proses pembinaan negara kerana ia membawa peningkatan status sosial dan ekonomi kepada masyarakat dan persekitaran. Selain daripada faedah ekonomi, pembangunan infrastruktur juga meningkatkan kualiti hidup dari segi jalan perhubungan, perbandaran, pengurangan kemiskinan dan kesejahteraan penduduk.

Kaedah geofizik boleh menjadi kaedah alternatif dalam kerja infrastruktur. Geofizik adalah sains yang menerapkan prinsip fizik untuk mencari dan menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan bumi. Dalam kebanyakan ujian di lapangan, kaedah geofizik menggunakan ujian yang tidak merosakkan yang dapat mengurangkan kos baik pulih dan menjimatkan masa projek.

Penggunaan penyiasatan geofizik dengan gabungan kaedah yang sesuai boleh membantu pelbagai pihak untuk mendapatkan maklumat lapisan bawah tanah. Beberapa kaedah geofizik yang biasa digunakan adalah kaedah keberintangan geoeletrik, kaedah seismos, kaedah graviti, kaedah magnet, analisis pelbagai saluran gelombang permukaan (Multi Array Surface Wave-MASW) dan radar tusuk tanah (GPR).

Ahli geofizik perlu memahami prinsip asas geofizik yang berkaitan dengan pemerolehan, pemprosesan dan penafsiran data. Ini akan memudahkan pemilihan kaedah geofizik yang sesuai dengan keadaan lapangan yang akan disiasat. Geofizik tidak hanya digunakan pada tahap perancangan pembangunan infrastruktur, tetapi dalam pembinaan dan penyelidikan integriti bangunan atau empangan lama, malah untuk memeriksa kemungkinan kebocoran paip lama dan tapak-tapak arkeologi.

Aplikasi geofizik lain dalam pembangunan infrastruktur, termasuk di jalan raya, lapangan terbang, saluran paip atau utiliti, terowong, jambatan, pembukaan kawasan baru dan lain-lain infrastruktur. Begitu juga, penggunaan kaedah geofizik juga berguna dalam kes infrastruktur atau penstrukturan semula yang rosak akibat bencana, misalnya tanah runtuh atau pemendapan tanah, ahli geofizik merupakan antara watak penting dan yang pertama dipanggil untuk memberi ulasan teknikal.

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan kaedah geofizik dalam pembangunan infrastruktur khasnya di Malaysia:

1. Pembangunan turapan jalan di Selangor

Penyelidikan geofizik telah dilakukan di Selangor untuk penilaian ketebalan turapan jalan. Kaedah keberintangan geoelektrik telah digunakan dan kemudian dikalibrasi dengan ujian penembusan kon dinamik (dynamic con penetration test-DCPT). Hasil penyelidikan menunjukkan struktur turapan jalan tar terdiri daripada empat lapisan dengan kualiti data yang baik. Dari hasil ujian kedua-dua kaedah, ketebalannya hampir sama dan memenuhi piawaian ketebalan turapan jalan. Oleh itu, kaedah geofizik ini berpotensi digunakan untuk memperoleh lebih banyak maklumat mengenai kedalaman dan ketebalan lapisan turapan, terutama untuk penilaian berterusan, sekaligus mengurangkan bilangan ujian sampel teras yang boleh menyebabkan kerosakan pada struktur turapan.

2. Pembinaan rangkaian paip di Pulau Pangkor, Perak.

Siasatan ini terdiri daripada pembinaan rangkaian paip pembetung bawah tanah dan loji rawatan air sisa di Jalan Pasir Bogak. Kedalaman paip pembetung dari permukaan sehingga 15m ke bawah bumi di sekitar Pulau Pangkor dirancang dengan anggaran panjang jaringan paip pembetung sekitar 4.5km. Kawasan penyiasatan yang dicadangkan melintasi garis jalan yang ada, bahu jalan, melintasi bangunan, lorong-lorong dan kemudahan infrastruktur lain yang ada. Tujuan projek ini adalah untuk mengenal pasti halangan di bawah permukaan dan mengenal pasti antara lapisan tanah dengan batu di kawasan projek tersebut. Kombinasi 3 kaedah telah digunakan, iaitu Sistem Gelombang Permukaan Berterusan (Continuous Wave Surface System-CSWS), keberintangan geoelektrik dan radar tusuk tanah (GPR) untuk mencapai objektif projek ini. Dengan kaedah ini, profil di bawah permukaan dapat dipetakan dan mengurangkan ketidaktentuan arah pengorekan terowong.

3. Pembinaan bangunan di Jalan Chan Sow Lin, Sungai Besi, Kuala Lumpur.

Tapak ini terletak di sepanjang Jalan Chan Sow Lin dengan luas 2.1 hektar. Dua blok menara kediaman 40 tingkat meliputi podium dan tingkat bawah tanah dirancang untuk pembangunan di tapak ini. Geologi utama di tapak ini adalah batu kapur dengan kemungkinan wujudnya rongga dan struktur pinakel. Kaedah MASW digunakan dan dikorelasikan dengan data 5 lubang gerudi sehingga hasilnya dapat mengenal pasti fitur seperti rongga dan struktur pinakel. Secara keseluruhan, hasil penyelidikan menunjukkan bahawa kawasan ini mempunyai batuan dasar yang cetek antara 4m – 7m.

Penggunaan geofizik dalam pembangunan memerlukan pemahaman mendalam tentang aplikasi dan batasan setiap kaedah sehingga apa yang diminta oleh pihak berkenaan dapat dipenuhi dengan hasil yang efektif. Dengan kaedah ini, pada akhirnya akan mengurangkan risiko berkaitan geoteknikal tanah atau batuan sekaligus menjimatkan masa dan wang. Sebagai penutup, penulis percaya bahawa kaedah geofizik dapat digunakan dalam kerja penyiasatan infrastruktur dan membantu banyak pihak dalam menyelesaikan masalah bawah permukaan bagi memastikan pembinaan yang bersifat lestari.

Rujukan:

1) Ariffin M H, Kayode J S, Azahar M A, Jamil H & Sabri S F A. 2018. Data for in-situ Industrial Site characterization with the applications of combined subsurface and surface mapping Elsevier. Data in Brief 18 pp 1864-8.

2) Azahar M A, Rusli Q N, Salleh M A & Mahadi N F Z. 2018. The Use of Non-Invasive Geophysical Techniques in Detecting of Boulder and Bedrock at Pulau Pangkor, Perak, Malaysia. Electronic Journal of Geotechnical Engineering 2.

3) M. Kamil, H. Awang, & F. A. Idi. 2011. Application of electrical resistivity method in road subsurface profiling. National Geoscience Conference. Johor Bahru.

M Azrief Azahar et al. 2019. Use of geophysics for site investigations and earthworks assessments. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 512.

Mohd Hariri Arifin adalah pensyarah di Jabatan Sains Bumi dan Alam Sekitar, UKM, Ahmad Khairul Azmi adalah pelajar Sarjana Geofizik Kejuruteraan dan Persekitaran, UKM

* Tulisan ini adalah pandangan peribadi penulis yang tidak semestnya mencerminkan pandangan MalaysiaNow