Pedoman Mekanika Tanah

1. PEDOMAN
Konstruksi dan Bangunan
No:003- 01I BM/ 2006
Pekerjaan
TanahDasar
Buku1
Umum
DEPARTEMENPEKERJAAN UMUM
DIREKTORAT
JENDERAL
BINAMARGA

2. Prakata
Salah satu aspek penting untuk menunjang keberhasilanpembinaanjalan adalah
tersedianya
Norma,Standar,
Pedomandan Manual(NSPM)yangdapatditerapkan
dengan
mudahdidalam
penerapannya.
Untuk mengatasipermasalahan
di atas, DirektoratBina Teknik,Direktorat
JenderalBina
Marga,Departemen
Pekerjaan
Umum,menyusun
PedomanPekerjaan
TanahDasar.
Pedomandisusundengan memperhatikan
beberapa
spesifikasi
dan penyusunan
pedoman
ini mengacupula pada standaryang berlaku,terutamaStandarNasional
lndonesia
(SNl).
Sumber lain yang digunakandalam penyusunanpedomanini adalahtulisan-tulisan
dan
buku-bukuyang diterbitkan
oleh Bina Marga,Pusat Penelitian
dan Pengembangan
Jalan
dan Jembatan, Asphalt lnstitute, Transport and Road Research Laboratory,American
Association of State Highway and Transportation Officials, Japan Road Assocalion serta
penerbit-penerbit
lain.
Tata cara penulisan
pedomanini disusunmengikutiPedoman BSN (BadanStandardisasi
Nasional)
No.I tahun2000.
Apabiladalampenerapannya
dijumpai
kekurangan
ataukekeliruan
padapedomanini,akan
dilakukan
perbaikan
dan penyempurnaan
di kemudian
hari.
Jakarta, Desember
2oo6
DifefCWJenderal Bina Marga
Hendrianto
N.

3. Daftarisi
Prakata
Daftar
isi.............
Daftar
gambar
Pendahuluan
1 Ruanglingkup 1-100
2 Acuannormatif
..:: ...........:
... .... 1-100
3 lstilah
dandefinisi
............... 3-100
4 Simbol ...........4-100
5 Sifatalamitanah(thanatureof soi/s) 13-100
5.1 Definisidan
asaltanah ........13-100
5.2 Tekstur
tanah ....
13-100
5.3 Struktur
tanah ....14-100
5.4 Horizon
tanah ....15-100
5.5 Bahan
induk....... 16-100
Batuan
sedimen ..16-100
Batuan
beku........ 16-100,
Batuan
metamorf .17-100
5.6 Komponen
tanah 17-100
5.7 Hubungan
air,bahanpadatdanudara
dalamtanah........ 18-100
Sifatsifatdasartanah ...19-100
6.1 Kadarair,beratjenis,beratisi,angkapori,porositas
dan
derajat
kejenuhan. 19-100
6.3 Elastisitas ...........21-10Q
6.4 Prastisitas
........
........:...
.. ... .. . .... ........... ... ....:...:.:..:.:....
...........2t-too
6.5 Kohesidan
kekuatan
geser... .................22-100
6.6 Pemampatan
(compresibility)...... ...........22-1OO
6.7 Penyusutan
dan pemuaian(shrinkage
andswelling).. .. .. ...23-100
6.8 Aktifitas(activity) .23-100
6.9 Konsistensi
tanahasli........... .................24-100
6.10 Sensitifitas
(sensitivity) .........25-100
6.11 Dayakapiler
(capillarity)
danpengisapan
(suction)........... ........26-100
6.12 Dilatansi .............27-100
Udara
dalamtanah ........27-100
7.1 Bakteri
erobik
danjamur ......27-100
7.2 Pergerakan
airdalambentuk
uap........... .................27-100
Airdalamtanah .. . ......28-100
8.1 Pengaruh
airsebagaibahancairterhadap
sifat-sifat
tanah ......28-100
5.5.1
5.5.2
5.5.3
8.1
.1
8.1.2
8.1.3
8.1.4
8.1.5
8.1.6
8.1.7
Pengaruh
terhadap
kohesi ....28-100
Pengaruh
terhadap
pengisapan
tanah(soilsuction) ......30-100
Pengaruh
terhadappemuaian
(swelling) .32-100
Pengaruhterhadappenyusutan
(shrinkage) 32-100
Pengaruh
terhadap
konsistensi................. 33-100
Pengaruh
terhadap
kepadatan. ................36-100
Pengaruh
terhadap
permeabilitas............. 37-100
8.2 Pengaruh
airsebagaibahanpelarut
terhadap
sifafsifattanah .37-100
Bahanpadatdalamtanah 38-100
9.1 Bahan
organik ....38-100

4. 10
9.2 Bahan
anorganik .................39-100
9.2.1 Kerikil 40-100
9.2.2 Pasir......... .... ...40-100
9.2.3 Lanau 41-100
9.2.4 Lempung ........
.....41-100
Klasifikasi
tanah ............43-100
10.1 Pendahuluan............ ...........43-100
10.2 SistemKlasifikasiAASHTO .43-100
10.2.1 Riwayat
perkembangan.......... .................43-100
10.2.2 Prosedur
pengujian ...............43-100
10.2.3 Penentuan
kelas/kelompok
tanah ...........44-100
10.2.4 Fraksi
tanah ........44-100
10.2.5 Deskripsi
kelompok
dansubkelompok ...45-100
10.2.5.1 Tanahgranular/berbutir
........ 45-100
10.2.5.2 Tanahlanau-lempung
.......... .47-100
10.2.6 Indekskelompok .49-100
10.2.7 Prosedur
pengklasifikasian ...50-100
10.3 Sistem
Klasifikasi
Unified .....51-100
'10.3.1 Riwayat
perkembangan........... 51-100
10.3.2 Dasarpengklasifikasian 51-100
10.3.3 Definisifraksi
tanah 52-1OO
10.3.4 Pembagian
kelompok
dansimbulkelompok 53-100
10.3.5 Tanahberbutir
kasar 53-100
10.3.6 Tanahberbutir
halus....... ......54-100
10.3.7 Tanahyangmengandung
banyak
bahanorganik .....55-100
10.3.8 Karakteristik
yangterkait
dengan
jalanrayadan lapang
terbang
55-100
10.3.9 Pengklasifikasian
di lapangan .................63-100
10.3.9.1 Pengujian
di lapangan ..........63-100
10.3.9.2 Prosedur
klasifikasi ...............64-100
10.3.10 Pengklasifikasian
di laboratorium
......... ...65-100
10.3.10.1Umum . , . ,. ......65-100
10.3.10.2Prosedur
pengujian ...............65-100
10.3.10.3Prosedur
klasifikasi ...............66-100
10.3.
11 Daftar
parameter
untukkeperluan
rekayasa .............69-1
00
Pekerjaan
tanahdasar ...72-100
11.1 Umum....... 72-100
11.2 Persyaratan
danpengendalian
............. .72-100
11.3 Pekerjaan
tanahdasar 73-100
11.3.1 Pekerjaan
pendahuluan
............... 73-100
11.3.2 Bahan .73-100
11.3.3 Pemadatan 74-100
11.3.3.1 Peralatan
pemadatan 74-100
11.3.3.2 Teballapisan
danjumlahlintasan 74-100
11.3.3.3 Kadar
airpemadatan
............ .74-1A0
11.3.3.4 Carapemadatan ..75-100
11.3.3.5 Kepadatan 75-100
11.3.4 Kemiringan
melintang
dankerataan
permukaan
.........................76-100
11.3.5 Perlindungan
tanahdasar ......76-100
11.3.6 Tanahdasarpadagalian
tanahbiasa......... 77-100
11.3.7 Tanah
dasarpadagalian
batu.......... .......77-100
11.3.8 Tanah
dasarpadatimbunan
........... .........77-1OO
11.4 Penetapan
seksidisain ........77-100
11.5 Profil
tanahdanjalan
11.6 Penentuan
CBRtanahdasaruntukdisain 80-100
11.6.1 Penentuan
CBRtanahyangterdiri
atasbeberapa
lapis 80-100
11

5. 12
11.6.2 Penentuan
CBRpadasuatuseksi......... ..80-100
11.6.3 Estimasi
nilai
CBR.. 81-100
11.7 Perapihan 83-100
Perencanaan
pekerjaan
tanah(planning
of earthworks) 84-100
12.1 Umum....... ..........84-100
12.2 Faktor-faktor
yangmempengaruhi
perencanaan
danpelaksanaan
pemindahan
tanah ...............85-100
12.3 Jenisperalatan
untukpekerjaan
tanah ..91-100
12.4 Peralatan
yanghanyaberfungsi
menggali
saja.......... ...............92-1OO
12.5 Peralatan
yangberfungsi
untuk
menggali
danmemuat...............................93-10
12.6 Peralatan
yangberfungsi
untukmengangkut
danmengurug
.......... 95-100
12.7 Peralatan
yangberfungsi
untukmenggali,
memuat,
mengangkut
danmen9uru9............ 95-100
Penyelidikan
dan pemantauan
lapangan(siteinvestigation
andmonitoring) 99-100
13
tv

6. Tabel1.
Tabel2.
Tabel3.
Tabel4.
Tabel5.
Tabel6.
Tabel7.
Tabel8.
Tabel9.
Tabel10.
Tabel11.
Tabel12.
Tabel13.
Tabel14.
Tabel15.
Tabel16.
Tabel17.
Tabel18.
Tabel19.
Tabel20.
abel21.
Tabel22.
Tabel23.
Daftartabel
Ukuran
teksturtanah
(Sumber:
Yoder,1975)........ 14-1OO
Perki
raankoefisien
permeabi
Iitasdan karakteristik
drainase
(Sumber:
Merrit,
1976)......... ................21-100
Klasifikasi
aktifitas
lempung .................24-100
Konsistensi
tanahkohesif
aslidancarapengujian
praktis .....25-100
Deskripsi
khususuntukkonsistensi
tanahberbutir
ha|us........ 25-100
Klasifikasi
sensitifitas
lempung ............26-100
Beberapa
nilaitipikal
kenaikan
airkapiler.. ............27-100
Hubungan
antaranilaipF dengantinggikolomairdantegangan
(Sumber:
TRRL,1952) ......31-100
Derajat
plastisitas ..............35-100
Hubungan
umumbatasAtterberg,
indeksplastis
dansifat-sifat
teknis.....36-100
Pengaruhion-ionyangdapatditukar(exchangeable
ions)terhadap
sifattanahPutnam
(Sumber:
TRRL,1952) ...........43-100
Klasifikasi
tanahmenurut
AASHTO(Sumber:
Yoder,1975) ...46-100
Klasifikiasitanah
dancampuran
tanahdenganagregat
(Sumber:
Asphalt
Institute,
1993) ........46-100
Sistem
Klasifikasi
Unified,
termasuk
identifikasi
dandeskripsi
.................57-100
Karakteristik
tanahuntukperkerasan
jalanrayadanlapang
terbang
.......60-100
Daftarparameter
untukkeperluan
rekayasa ........70-100
Tingkatkekcocokan
jenis-jenis
tanahmenurut
klasifikasiAASHTO
dan
Unified
sebagai
tanahdasar........ . .....73-100
Contohurutanpenentuan
seksidisain 78-100
Rentang
CR untukbeberapa
kelas
jalan(Sumber:
Yoder,1975).............81-100
llustrasi
untukmenentukan
CBRyangmewaki|i............. .........82-100
Tahananpular (rollingresistance)*berbagaikondisipermukaan
(Sumber:
Horner,
1988)........ 86-100
Beratisitipikal
tanahaslidanfaktorpengembangan
(Sumber:
Horner,
1988)........ ...............89-100
Jenisperalatan
menurut
fungsinya
.............. .........91-100

7. Gambar
1.
Gambar2.
Gambar3.
Gambar
4.
Gambar5.
Gambar6.
Gambar7.
Gambar8.
Gambar9.
Gambar
10.
Gambar
11.
Gambar
12.
Gambar
13.
Gambar
14.
Gambar
15.
Gambar
16.
Gambar
17.
Gambar
18.
Gambar
19.
Gambar
20.
Gambar21.
Gambar22.
Gambar23.
Gambar24.
Gambar25.
Gambar26.
Gambar27.
Gambar
28.
Gambar
29.
Gambar30.
Gambar
31.
Gambar
32.
Daftargambar
Tigajenisstruktur
primertanah .....
15-100
Profiltipikaltanah
(Sumber:
Yoder,1975) .......15-100
Grafiksegitigauntukmenyatakan
komposisi
tanah
(Sumber:
TRRL,1952) .18-100
Diagram
komponen
tanah 18-100
Kohesiantaraduabutirbulat(Sumber:
TRRL,1952) ........29-100
Kohesisebagai
akibathidrasi
partikel
(Sumber:
Russel
dalam
TRRL,1952)........ .......30-100
Hubungan
pengisapan
dankadarair(kondisi
pengeringan)
(Sumber:
Krebs,1971) .31-100
Perkiraan
hubunganstabilitas
relatif(CBR)dengan pengisapan
(Sumber:Krebs,1971) 32-100
Hubungan
volumedengankadarair(Sumber:
TRRL,1952) 33-100
Konsistensi
tanahyangdibentuk
kembali
(Sumber:
Krebs,197
1).......
34-1
00
Hubungan
kepadatan
dengan
kadarair............ 36-100
Orentasi
butirsehingga
tanahmenjadi
plastis
(Sumber:
BaverdalamTRRL,1952) ................41-100
Grafikuntukmenentukan
IndeksKelompok
(Sumber:
Yoder,1975)...50-100
Rentang
batascairdan indeksplastis
untuktanahlanaulempung
(Sumber:
Asphalt
Institute,
1993) ...51-100
Grafikplastisitas
untukklasifikasi
tanah
(Sumber:
Asphalt
lnstitute,
1993) ...52-100
Contoh
tanahtipikal
GWdanSW ... .... ..........66-100
Diagram
bantuuntukidentifikasi
tanahdi laboratorium
(Sumber:
AsphaltInstitute,
1993) ..68-100
Mistar
meterdansegitigapengukur
kemiringan
............. ...76-1
00
Contoh
seksidisain .......79-100
Contoh
profiltanah .......79-100
Sketsa
disain
tanahdasarpadadaerah
batuan .................80-100
Nilaipersentil
hasilpengujian
untukdisainpalingmurah
(Sumber:
Yoder,1975) .82-100
Persentil
CBRsebagaiilustrasi ......83-100
Ripperperformancechart for CaterpilarD9H dozer with multisingle
Shank9D ripper(sumber:
Horner,
1988) ........88-100
Diagram
sebagaipedoman
untukmenentukan
metodapenggalian
danpengangkutan
(Sumber:
Horner,
1988) ....92-100
CaterpillarD9H dozer withsingleshankripper 97-100
AtlasCopcoROC 601 rotarypercussiondrillrig 97-100
Hymac590Ctrackedback-acter ...97-100
Caterpilar
980Cwheeledforwardloader .........98-100
NCKRapier406 crawlerdraglinedishargingto tipper .......98-100
VolvoBM 53508 (6x6) articulateddump truck loaded by
a trackedbackacter ....98-100
Caterpilar631Csingleenginedscraper 99-100
vl

8. Pendahuluan
Tanahdasarmerupakanpondasibagiperkerasan,
baikperkerasan
yangterdapatpadajalur
lalu-lintas
maupunbahu.Dengandemikian,
tanahdasarmerupakan
konstruksi
terakhir
yang
menerima
bebankendaraan
yangdisalurkan
olehperkerasan.
Pada kasus yang sederhana,
tanah dasar dapat terdiriatas tanah asli tanpa perlakuan;
sedangkan
padakasuslainyanglebihumum,tanahdasarterdiriatastanahaslipadagalian
ataubagianatastimbunan
yangdipadatkan.
Sebagaipondasiperkerasan,
disampingharus mempunyaikekuatanatau daya dukung
terhadapbeban kendaraan,
maka tanah dasarjuga harus mempunyaistabilitas
volume
akibat pengaruhlingkungan,
terutamaair. Tanah dasar yang mempunyaikekuatandan
stabilitas
volumeyangrendahakanmengakibatkan
perkerasan
mudahmengalami
deformasi
(misalgelombang
ataualur)dan retak.Dengandemikian,
makaperkerasan
yangdibangun
pada tanahdasaryang lemahdan mudahdipengaruhi
lingkungan
akan mempunyai
umur
pelayanan
yangpendek.
Sehubungan
denganhal di atas,pada pedomanini diuraikan
aspek-aspek
yang berkaitan
denganpekerjaan
tanahdasaryang diharapkan
mampumenahanbebankendaraan
serta
tidak mudah terpengaruh
oleh cuaca atau lingkungan.
Dengandemikian,pedomanini
diharapkan
menjadipedomanbagi pembinajalan,terutamapelaksana
di lapangan,
yang
menjadikesatuandenganSpesifikasi.
Buku PedomanPekerjaan
Tanah Dasarini disajikan
dalam3 buku,denganruanglingkup
sebagaiberikut:
. Buku1.Umum
Menguraikantentangsifat alami tanah, sifat-sifatdasar tanah, udara dalam tanah, air
dalam tanah, klasifikasitanah, persyaratandan pengendalianpekerjaantanah, serta
perencanaan
pekerjaan
tanah.
. Buku 2. PedomanPekerjaan
TanahDasaruntuk Pekerjaan
Jalan
Menguraikantentangtata cara pekerjaangalian tanah, tata cara pekerjaantimbunan
tanah,tatacarapekerjaan
pemadatan
tanah,permasalahan
dalampekerjaan
tanah,serta
keselamatan kerja, pengendalian lingkungan pada pelaksanaan pekerjaan tanah,
permasalahan
tanahdasarsertacontohperencanaan
dan proyekpekerjaan
tanah.
' Buku 3. PedomanPenyelidikan
dan PengujianTanahDasaruntuk Pekerjaan
Jalan
Menguraikantentang tata cara penyelidikan
dan pengambilancontoh tanah, serta
pengujian
tanah.
vtl

9. Pedomanpekerjaan
tanahdasar
Buku1
Umum
1. Ruanglingkup
Tanahdasarmerupakan
tanahdimanaperkerasan
dibangun,
sebagaimana
halnyadengan
bangunansipillainnya.Pada kasusyangsederhana,
tanahdasardapatterdiriatastanah
aslitanpaperlakuan;
sedangkan
padakasuslainyanglebihumum,tanahdasarterdiriatas
tanahaslipadagalianataubagianatastimbunan
yangdipadatkan.
Sebagai prasaranatransportasi
darat, perkerasanharus mempunyaipermukaanyang
selaluratadan kesat,agar para pengguna
jalan dapatmerasanyamandan aman (safe).
Karenadibangunpada tanah dasar, maka kinerjaperkerasan
akan sangatdipengaruhi
olehmututanahdasar.
Dengandituntutnya
perkerasan
yangharusselalumempunyai
permukaan
yangrata,maka
persyaratanutama yang harus dipenuhitanah dasar adalah tidak mudah mengalami
perubahanbentuk.Tanah dasar yang mengalamiperubahanbentuk,baik akibatbeban
lalu-lintas
maupuncuaca,akan mengakibatkan
perkerasan
mengaiami
kerusakan
(misal,
gelombang,
alur,penurunan)
yangkemungkinan
diikutidenganterjadinya
retak.
Perubahanbentuktanahdasardapatdiakibatkan
oleh kekuatanatau daya dukungyang
rendah(tanahmudah runtuh),pengembangan,
penyusutandan densifikasi
tanah dasar
sertakonsolidasi
tanahdi bawahtanahdasar.Lebihjauh lagi,faktor-faktor
tersebutakan
tergantung
padajenistanah,beratisikeringdan kadarair.
Pedomanini padadasarnyamenguraikan
tentangpengetahuan
dasartanahbaikitu sifat-
sifat tanah, klasifikasi
tanah, serta dilengkapidengan pelaksanaanpekerjaantanah,
perencanaan
pekerjaan
tanahdasar.
Diharapkan
pedomanini ini dapatdijadikan
acuandalammenerapkan
(ataumenyiapkan)
Spesifikasi,
terutamabagi perencana(desrgrner)
dan pelaksana,dalam membanguntanah
dasaryangmemenuhi
tuntutan
lalu-lintas
danlingkungan
di Indonesia.
Acuannormatif
Penulisan
manualyang menyangkut
standar,terutamametodapengujian
dan spesifikasi,
menggunakan
acuansebagaiberikut:
sNl 03-1742-1989
sNl 03-1743-1989
sNt03-1744-1989
sNr03-1966-1989
sNr03-1967-1990
sNt03-1976-1990
sNl 03-2828-1992
sNt03-3423-1994
: MetodePengujian
Kepadatan
RinganUntukTanah
: MetodePengujian
Kepadatan
BeratUntukTanah
: MetodePengujian
CBRLaboratorium
: MetodePengujian
BatasPlastis
: MetodePengujian
BatasCairdenganAlatCasagrande
: MetodeKoreksiuntukPengujian
Pemadatan
Tanahyangmengandung
ButirKasar
: MetodePengujian
Kepadatan
Lapangan
Dengan
AlatKonusPasir
: Metode Pengujian Analisis Ukuran Butir Tanah Dengan Alat
Hidrometer
1-100

10. sNl 03-3637-1994
.
PdM-29-1998-03
:
PdT-03-1998-03
:
sNl 03-3437-1994:
sNl 03-3438-1994
:
sNr03-3439-1994
:
sNt03-3440-1994
:
sNr03-4147-1996
:
PdM-07-1998-03
:
PdT-03-1998-03
:
sNt03-1966-1990
:
sNr03-1967-1990
:
sNl 03-2417-1991
.
sNt03-4141-1996
:
sNt03-2828-1992
:
sNl 03-3423-1994
:
sNl 03-6412-2000
:
sNl 13-6427-2000
.
sNl 19-6426-2000
:
sNl 03-6798-2002:
sNl03-6817-2002.
sNl 03-6886-2Q02
.
sNt 03-6887-2002
sNl03-1966-1990
sNr03-1967-1990
sNt03-1968-1990
sNt03-1976-1990
sNl 03-2417-1991
sNt15-2049-1994
sNl 03-3407-1994
sNt03-4141-1996
sNt03-6388-2000
sNl 03-6412-2000
sNr19-6413-2000
Metode PengujianBerat lsi Tanah BerbutirHalus denganCetakan
BendaUji
MetodePengujian
untukmenentukan
tanahekspansif
Tata cara KlassifikasiTanah dan campuran tanah agregat untuk
konstruksijalan
TataCaraPembuatan
RencanaStabilisasi
TanahdenganKapuruntuk
Jalan
Tata Cara PembuatanRencanaStabilisasi
Tanah dengan Semen
Portland
untukJalan
TataCaraPelaksanaan
Stabilisasi
TanahdenganKapuruntukJalan
Tata Cara Pelaksanaan
Stabilisasi
Tanahdengan Semen Portland
untukJalan
Spesifikasi
KapurUntukStabilisasi
Tanah
Metode PengujianKadar Semen pada CampuranSemen Tanah
denganAnalisis
Kimia
Tata Cara KlasifikasiTanah dan Campuran Tanah Agregat untuk
Konstruksi
Jalan
MetodePengujian
BatasPlastis
MetodePengujian
BatasCairdenganAlatCassagrande
MetodePengujian
KeausanAgregatdenganMesinAbrasiLosAngeles
MetodePengujian
GumpalanLempungdan Butir-butir
MudahPecah
dalamAgregat
MetodePengujian
Kepadatan
Lapangan
denganAlatKonusPasir.
Metode Pengujian Analisis Ukuran Butir Tanah Dengan Alat
Hidrometer
Metode PengujianKadar Semen Dalam CampuranSegar Semen-
Tanah
Metode PengujianUji Basah dan Kering CampuranTanah-Semen
Dipadatkan
Metode Pengujian Pengukuran pH Pasta Tanah-Semenuntuk
Stabilisasi
Tata Cara Pembuatandam PerawatanBenda Uji Kuat Tekan dan
LenturTanah-Semen
di Laboratorium
MetodePengujian
MutuAir untukDigunakan
DalamBeton
MetodePengujian
HubunganAntaraKadarAir dan Kepadatan
pada
Campuran
Tanah-Semen
MetodePengujian
KuatTekanBebasCampuran
Tanah-Semen
MetodePengujian
BatasPlastis
MetodePengujian
BatasCairDengan
AlatCassagrande
MetodePengujian
Tentang
Analisis
Saringan
AgregatHalusdanKasar
MetodeKoreksiuntukPengujian
Pemadatan
TanahyangMengandung
ButirKasar
Metode PengujianKeausan Aggregat dengan Mesin Abrasi Los
Angeles
SemenPortland
MetodePengujianSifat KekekalanBentukAgregatTerhadapLarutan
Natrium
SulfatdanMagnesium
Sulfat
MetodePengujian
GumpalanLempungdan Butir-Butir
MudahPecah
dalamAgregat
Spesifikasi
AgregatLapis PondasiBawah,Lapis PondasiAtas dan
LapisPermukaan
Metode PengujianKadar Semen dalam CampuranSegar Semen-
Tanah
MetodePengujianKepadatanBerat lsi Tanah di Lapangandengan
BalonKaret
2-100

11. SNI03-6429-2000
: Metode
Pengujian
KuatTekanBeton
Silinder
dengan
Cetakan
Silinder
didalam
Tempat
Cetakan
SNI03-6817-2002
: Metode
Pengujian
Mutu
Airuntuk
Digunakan
dalam
Beton
SNI03-6886-2002:
Metode
Pengujian
Hubungan
AntaraKadarAir dan Kepadatan
pada
Campuran
Tanah-Semen
3. lstilahdandefinisi
3.1.
airkapiler
airyangdipengaruhi
olehaksikapiler.
3.2.
aktifitas
perbandingan
antara
indeks
plastis
dengan
persentase
beratbutiryanglebihkecildari0,002
mm.
3.3.
angkapoisson
perbandingan
antara regangandalam arah lateral terhadapregangandalam arah
longitudinal,
sesuai
dengan
arahbeban.
3.4.
angkapori
perbandingan
antaravolumeudaraterhadap
volumebahanpadattanahyang biasa
dinyatakan
dalam
persen.
3.5.
angkastabilitas
perbandingan
antarakohesi
dengan
hasilperkalian
faktorkeamanan,
baratisitanahdan
tinggi
lereng.
3.6.
batasatterberg
empattingkat
konsistensi
tanahsebagaimana
yangdidefinisikan
melalui
pengujian
batas
cair,batasplastis
danbatassusut.
3.7.
batascair
kadar
airdimana
konsistensi
tanah
berubah
daricairmenjadi
plastis.
3.8.
batasplastis
kadar
airdimana
konsistensi
tanah
berubah
dariplastis
menjadi
semipadat.
3.9.
batassusut
kadarair tertinggi
dimanapengeringan
mulaikadarair tersebut,
tanahtidakmengalami
penyusutan.
3.10.
batuan
bagiahligeologi,
batuanberarti
semuaendapat
alamiyangmembentuk
kulitbumi,baik
dalambentuk
padat(misal
granit),
butiran
(misalpasirdan kerikil)
maupun
dalambentuk
3-100

12. tanah (misal lempung);bagi ahli teknik sipil, batuan berartibahan padat (solid)yang
biasanya
tidakdapatdigalidengancaramanual.
3.11.
batuanbeku
batuanyangberasal
darimagmacairyangmendingin
danmembeku.
3.12.
batuan metamorf
batuansedimenatau batuanbeku yang telah mengalamiperubahan
akibattekanandan
panasdalambumisertareaksikimia.
3.13.
batuansedimen
batuanyangterbentuk
melalui
akumulasi
sedimen
(butir-butir
halus)dalamair.
3.14.
berat isi
perbandingan
antaraberatdenganvolumesuatumasatanah.
3.15.
berat isi basah
perbandingan
antaraberatbahanpadatdanairterhadap
volumemasatanah.
3.16.
berat isi kering
perbandingan
antaraberatkeringterhadap
volumemasatanah.
3.17.
beratisi keringmaksimum
beratisikeringpadakadarairoptimum.
3.18.
beratjenis
perbandingan
antaraberatisisuatubahanterhadapberatisiair padasuhutertentu.
3.19.
bongkah
butiran
tanahyangmempunyai
ukuranlebihdari75 mm.
3.20.
california bearing ratio (CBRI
kekuatanrelatiftanahterhadapkekuatanagregatstandar.
3.21.
difatansi (reaction to shaking)
sifattanahdimanaapabila
contohtanahdiguncang-guncang
(shaking)
padatelapak
tangan,
air yang terkandungnya
dapat muncul di permukaandan apabilacontoh tanah dipijit
(squeezing),
airyangmunculdi permukaan
akanhilangkembali.
3.22.
derajat kejenuhan
perbandingan
antaravolumeronggayangterisiair denganvolumeronggatotalyangbiasa
dinyatakan
dalampersen.
4-100

13. 3.23.
elastisitas
sifattanahuntukkembali
ke bentukasal setelahmengalami
perubahan
bentukakibat
pembebanan
sesaat.
3.24.
faktorkeamanan
perbandingan
antara
kekuatan
geseryangdimobilisasi
tanahdengan
kekuatan
geser
yang
ditimbulkan
masa
tanah.
3.25.
faktorwaktu
perbandingan
antarahasilperkalian
koefisien
konsolidasi
lamanya
konsolidasi
terhadap
kuadrat
jaraktempuh
air.
3.26.
gambut
tanahbenruarna
gelap,
berbentuk
serat,
menyerupai
busadanberasal
daritumbuhan.
3.27.
geofisika
hal-halyang berkaitan
denganfisik bumi,terutama
dalampenggunaan
peralatan
atau
metoda
(misal
seismograff)
untuk
menyelidiki
bagian
bumi
yangtidak
dapat
diakses.
3.28.
geologi
ilmuyangmempelajari
komposisi
dansusunan
elemen-elemen
kulitbumi,
termasuk
formasi,
struktur,
posisi
dansejarahnya.
3.29.
geoteknik
ilmuyangmenganalisis
perilaku
tanahsertadisaindan pembangunan
bangunan
bawah,
yaitu
bagian
bangunan
yangmenyalurkan
langsung
beban
ketanah.
3.30.
horizon"A"
lapisan
teratastanahdimanakoloidanorganik
dan bahanlarutlaintelahterbilas
dan
biasanya
terdiri
atassisa-sisa
bahan
organik.
3.31.
horizon"B"
lapisan
tanah
sebagai
akumulasi
bahan
hasil
pembilasan
Horizon
"A".
3.32.
horion"C"
lapisan
tanah
yangbelum
terganggu,
yangmembentuk
Horizon
"A"dan"B".
3.33.
horizon"D"
lapisan
tanah
di bawah
Horizon
"C"atau"8"(apabila
tidak
adaHorion
"C")yangkurang
mirip
dengan
horizon
lapisan
diatasnya.
5-100

14. 3.34.
horizontanah
lapisan-lapisan
yangterdapatpadaprofiltanah,yangpadadasarnyadibedakan
berdasarkan
tekstur,
warna,struktur
dankandungan
bahankimia.
3.35.
indeks plastis
selisihantarabatascairdenganbatasplastis.
3.36.
indekskelompok
angkayangmenunjukkan
kelompok(group)padasuatukelastanahmenurutAASHTO.
3.37.
indekspemampatan
kemiringan
grafikyang menunjukkan
hubunganantaraangka pori (dalamskala linier)
danganteganganefektif(dalamskalalogaritma).
3.38.
kadarair
perbandingan
antara berat air dengan berat keringatau bahan padat contohtanah,yang
biasanya
dinyatakan
dalampersen.
3.39.
kadarair optimum
kadarairyangmenghasilkan
beratisikeringmaksimum.
3.40.
kerikil
butiran
tanahyangberukuran
antara75 mm dan4,75mm,menurut
ASTMD 422.
3.41.
kepadatan
kadang-kadang
disebut derajat kepadatan,yaitu perbandingan
antara berat isi kering
dengan berat isi kering maksimumtanah, yang biasa dinyatakandalam persen.
Kepadatan
kadang-kadang
diartikan
pulasebagaiberatisi keringtanah.
3.42.
kepadatanrelatif
perbandingan
antaraberatisi keringlapangan
dikurangi
beratisi keringlepasterhadap
beratisikeringmaksimum
laboratorium
dikurangi
beratisikeringlepas.
3.43.
koefisienkonsolidasi
perbandingan antara koefisien permeabilitas terhadap hasil perkalian koefisien
perubahan
volumedenganberatisiair.
3.44.
koefisien pemampatan
perbandingan
antaraperubahan
angka terhadap
perubahan
tegangan.
3.45.
koefisien permeabilitas
kecepatan
aliranair dalamtanahdi bawahpengaruh
satuangradienhidrolik,
dinyatakan
dalamsatuanpanjangpersatuanwaktu.
pon
6-100

15. 3.46.
koefisien perubahanvolume
perubahan
volumeper satuanvolumepersatuanpeningkatan
teganganefektif.
3.47.
kohesi
kekuatan
gesertanahyangdakibatkan
olehbukantahanan
gesek.
3.48.
koloid
butiran
halusyangberukuran
kurangdari0,001mm.
3.49.
konsistensi
sifattanahyangmenunjukkan
kemudahan
relatifuntukdirubahbentuknya.
3.50.
konsolidasi
proses keluarnyaair dari masa tanah sebagaiakibat pembebananyang terus menerus
dalamsuatuperiodetertentusehinggabutir-butir
tanahmenjadilebihkompak.
3.51.
kuat geser
ketahanan
maksimum
tanah (gabungan
antarakohesidan tahanangesek)akibattekanan
geser.
3.52.
lanau
butirantanahyang berukuran
antara0,075mm dan 0,005mm (menurut
ASTMD 422),atau
antara0,075mm dan 0,002mm (menurtAASHTOT 88).
3.53.
lempung
butiranhalus berukurankurangdari 0,005 mm (menurutASTM D 422), atau kurangdari
0,002mm (menurutAASHTOT 88).
3.54.
lendutan
penurunan
permukaan
sebagai
akibatpembebanan.
3.55.
longsor rotasi
longsoryang mempunyaibidanglongsorberbentuk
padalerengyangpanjangnya
terbatas.
3.56.
garis lengkungdan biasanyaterjadi
longsortranslasi
longsoryang mempunyai
bidanglongsorberbentuk
garislurusdan biasanya
terjadipada
lerengyangpanjangnya
"tidakterbatas".
3.57.
mekanikatanah
penerapan
hukum-hukum
mekanika
dan hidrolika
terhadap
masalah
teknikyangberkaitan
dengansedimenatau akumulasibutir-butir
padat lain yang tidak terkonsolidasi
sebagai
7-100

16. hasil proses penghancuran
secara
apakahbahantersebut
mengandung
3.58.
mukaairtanah
horizon
permukaan
air tanahdimana
tekanan
padapermukaan
air adalah
samadengan
tekanan
atmosfir.
3.59.
pasir
butiran
tanahberukuran
antara
4,75mm dan0,425mm(menurut
ASTM
D 422),atauantara
2 mmdan0,075mm(menurut
AASHTO
T 88).
3.60.
pasir halus
butirantanahyangberukuran
antara2,00mm dan
antara0,425mm dan0,075mm (menurut
AASHTO
3.61.
pasir kasar
butirantanahberukuran
antara4,75mm dan 2,00mm (menurut
ASTM D 422),atauantara2
mm dan0,425mm (menurut
AASHTOT 88).
3.62.
pasirsedang
butirantanahyangberukuran
antara2,00mm dan0,425mm (menurut
ASTMD 422).
3.63.
pedologi
ilmupengetahuan
tentangcaramemperlakukan
tanah,yangmencakuppenentuan
sifat-sifat
alami (nature), sifat-sifat,formasi, fungsi, perilaku dan pengaruh pemanfaatandan
penataannya
(manajemen).
3.64.
pekerjaantanah
kegiatan
dimanatanahataubatuandigali,diangkut
danditempatkan
sebagai
timbunan
atau
bahanbuangansertakemudian
dipadatkan.
Meskipun
pemadatan
dapattermasuk
sebagai
bagianpekerjaan
tanah,namunpekerjaan
tersebut
dapatditinjau
secaraterpisah.
3.65.
pemampatan (com pressibity)
sifatyangmemungkinkan
tanahdapatmenurun
volumenya
apabila
dikenai
beban.
3.66.
pemadatan (compaction)
proseskeluarnya
udaradari masatanahsebagaiakibatkekuatanmekanissehinggabutir-
butirtanahmenjadi
lebihkompak.
3.67.
pembilasan (leaching)
prosesdimanakoloidataubahanlarutyangterdapat
dalamtanahterbawaolehair.
mekanisdan kimia daripadabatuan,terlepasdari
atautidakmengandung
bahanorganik.
0,425mm (menurut
ASTMD 422),atau
T 88).
8-100

17. 3.68.
pemompaan (pumping)
proses terbawanyabutir-butirhalus (di bawah perkerasan)oleh air yang tertekanakibat
bebanyangdisalurkan
melalui
perkerasan.
3.69.
pemuaian (bulking)
perbandinganantara volume tanah lepas dengan volume tanah asli sebelum digali,
biasanya
digunakan
padapekerjaan
tanah.
3.70.
pemuaian (swelling)
peningkatan
volumetanahakibatpenambahan
kadarair, biasadigunakan
padamekanika
tanah.
3.71.
pengisapantanah (soil suction)
pengurangan
tekanan(di bawahtekananatmosfer)yang mengakibatkan
naiknyaair di
antarabutir-butir
tanah (pengisapan
disebabkanoleh daya kapilerdan faktor-faktor
lain
sertaseringdigunakan
secarabergantian
denganistilahpotensikapiler).
3.72.
penurunan(settlement)
pergerakanke bawah timbunanatau struktursebagaiakibat penguranganronggadalam
tanahdi bawahtimbunanatau strukturatau dalam tanah timbunan,atau kedua-duanya.
Pengurangan
ronggaterjadisebagaiakibatdensifikasi
(keluarnya
udara)ataukonsolidasi
(keluarnya
air).
penyusuta n (shrinkage)
perbandingan
antaravolumetanahlepasdenganvolumetanahsetelahdipadatkan,
biasa
digunakan
padapekerjaan
tanah.
3.73.
permeabilitas
sifatyang menunjukkan
kemampuan
tanah untukmengalirkan
air melaluipori-pori
dalam
tanah.
3.74.
pF
nilai ekivalenpengisapantanah, yaitu sebagailogaritmatinggi kolom air kapileryang
dinyatakan
dalamcentimeter.
3.75.
pH
nilainegatif
logaritma
konsentrasi
ionhidrogen
dalambentuksuspensi
dalamtanah.
3.76.
plastisitas
sifat yang memungkinkan
tanah berubahbentuktanpa retakatau mengalamiperubahan
volumeyangberarti
3.77.
porositas
perbandingan
antaravolume udara denganvolume masa tanah yang biasa dinyatakan
dalampersen.
9-100

18. 3.78.
profil tanah
potonganvertikaltanah yang menunjukkansifat-sifatalami dan urutan berbagailapisan,
sebagai
hasilpengendapan
ataupelapukan,
ataukedua-duanya.
3.79.
sensitivitas
perbandingan
antarakuat tekan bebastanah asli dengankuat tekan bebastanah yang
benar-benarterganggu(remolded),
tetapi pada kadar dan angka pori, atau berat isi
kering,
yangsama.
3.80.
strukturtanah
susunan
butir-butir
tanah.
3.81.
sudut geser
kekuatan
gesertanahyangdakibatkan
olehtahanan
gesekbutir-butir
tanah.
3.82.
tanah
bahan lepasatau endapanlunak (di luar batuan)yang terdapatpada permukaanbumi
sebagai
hasilpelapukan
ataupenghancuran
batuan,
ataupembusukan
tumbuhan.
3.83.
tanahdasar
tanah(galian
atautimbunan)
yangterdapat
di bawahperkerasan.
3.84.
tanahjenuh
tanahyangseluruh
rongganya
terisiair(tidakmengandung
ronggaudara).
3.85.
tanah laterit
tanahdi daerahtropisdimanaprosespelapukan
telahmenimbulkan
akumulasi
sesguioxrdes
(bahangabunganyang terdiriatas dua per tiga bagianoksida dan satu per-tigabagian
bahanlain,terutama
besi).
3.86.
tanah penutup
lapisan
atastanahyangmenunjang
kehidupan
tumbuhan.
3.87.
tanah residual
tanahyangterbentuk
di tempatdaribatuanataubahaninduk.
3.88.
tanah terpindahkan (transported soi/s)
tanahresidual
yangtelahdipindahkan
danditempatkan
kembali
olehangin,airataues.
3.89.
tekananair tanah
tekanan
airdalamronggapadatanahjenuh.
10-100

19. 3.90.
tekstur tanah (distribusi butir, gradasi)
proporsi
masing-masing
butirataukelompok
butiryangmembentuk
tanah.
4. Simbol
a = jari-jari
butirtanah
A = luaspermukaan
= luasseksiyangberurutan,
untukmenghitung
volumegalian/timbunan
AASHTO = AmericanAssociation
of StateHighwayand Transpoftation
Officials
ASTM = American Societyfor Testingand Materials
av = koefisien
pemampatan
tanah
B
- sudutkemiringan
lereng
c = konstanta
padapenentuan
gayatarikairterhadapbutirtanah
= koreksipembacaan
letakhidrometer
akibatminiskus
air
= kohesitanah
= satuanbiayaoperasialat
C = biayatotaloperasialat
CBR = CaliforniaBearing Ratio
C" = indekspemampatan
tanah
= koefisien
lengkungan
C, = koefisien
keseragaman
Cu = koefisenkonsolidasi
d - jarakantaraduabutirtanah
= diameter
butirtanah
= lenganmomenpadaanalisis
stabilitas
lereng
D = diameter
butirtanah
= kedalaman
bidanglongsor
= kedalaman
retak
= teballapisan
yangdipadatkan
Dro = ukuranpada10%beratbutiryanglolos
Doo = ukuranpada30% beratbutiryanglolos
Doo = ukuranpada60% beratbutiryanglolos
Di = faktorletakvertikalpermukaan
lapisankerasdaripermukaan
tanah
e = angkapori
= biayapenggalian
tanah
f = gayatarikairterhadap
duabutirtanah
F = persentase
beratbutiryang lolossaringanNo. 200 pada perhitungan
indeks
kelompok
tanah
= faktorkeamanan
stabilitas
lereng
q = sudutgesertanah
g = gravitasi
y = beratisitanah
y" = beratisibahanpadatataubutir-butir
tanah
yw = beratisiair
gc = beratjenisbutirkasar
gf = beratjenisbutirhalus
Gl = indekskelompok(Grouplndex)
G" = beratjenistanah
G* = beratjenisair
[ = letaktitikberathidrometer
daripermukaan
air
= teballapisan
tanahpadapenentuan
CBR
= jarakpengangkutan
di luarjarakbebas
11-100

20. N"
o
p
JRA
k
K
I
L
LI
LL
m
mv
n
n
N
pc
pf
pF
pH
PI
PL
r
Rr-'
S
SL
S,
SNI
o
t
Tu
TW
t
e
U
= tinggilereng
= teballapisan
tanahpadaanalisis
konsolidasi
= Japan RoadAssocaition
= koefisien
permeabilitas
= faktorkoreksivolumetabunguntukpengujian
beratisitanah
= panjang
busurpadabidanglongsor
= jarakantara2 seksiyangberurutan,
untukmenghitung
volumegalian/timbunan
= panjanggorong-gorong
= batascair
= koreksi
suhuterhadap
keenceran
air
= koefisien
perubahan
volume
= viskositas
air
= porositas
= faktorletakhorizontal
bidanglongsordaritumitlereng
= bilanganbulat(integer)
padaperhitungan
penurunan
= jumlahalatpadapekerjaan
tanah
= jumlahlintasan
pemadatan/penumbukan
= angkastabilitas
lereng
= biayapengangkutan
padajaraktambahan
= beban
= tegangan
awalyangbekerja
padapermukaan,
untukhitungpenurunan
tanah
= persentase
fraksikasarpadaperhitungan
beratjenis
= persentase
fraksihaluspadaperhitungan
beratjenis
= angkaekivalen
tinggiair kapiler,
yaitusebagailogaritma
tinggiair kapiler
dalam
satuancentimeter
= skalayangmenyatakan
tingkatkeasaman
tanah
= indeksplastis
= batasplastis
= jari-jari
bidanglongsor
= pembacaan
hidrometer
= jari-jari
hidrolis
= pembacaan
hidrometer
yangtelahdikoreksi
= penurunan
= persentase
beratbutirpadaanalisis
butirdenganhidrometer
= batassusut
= derajatkejenuhan
= Standar
Nasional
lndonesia
= tegangan
tekannormal
= lamapengendapan
butirpadaanalisis
butirdenganhidrometer
= waktukonsolidasi
= waktuyangdiperlukan
untukpemadatan
= waktuyangtersedia
untukpelaksanaan
pekerjaan
= tegangan
tarikpermukaan
butir
= faktorwaktupadaanalisis
konsolidasi
= kedalaman
airdi sebelah
hilirgorong-gorong
= tegangan
geser
= sudutuntukmenghitung
gayatarikantaraduabutirtanah
= sudutbidanglongsor
denganbidanghorizontal
= derajatkonsolidasi
= volumecontohtanah
= volume
galian/timbunan
= volumeudaradalamcontohtanah
= volumecontohkeringtanah
= volumebahanpadatdalamcontohtanah
= volumeairdalamcontohtanah
vu
vo
V,
12-100

21. w
W
w*
w"
z
volumeronggadalamcontohtanah
kadarair contohtanah
berattanah
beratcontohtanah
berattanah
beratair padacontohtanah
beratbahanpadatpadacontohtanah
teballapisan
tanahpadaanalisis
atabilitas
lereng
5. Sifat alami tanah (the nature of sails)
5.1. Definisidan asaltanah
Kata tanah mempunyaibanyak arti dan konotasibagi berbagaikelompokkeahlianyang
berkepentinganterhadap bahan tersebut. Insinyur pertanian (agronomist)terutama
berkepentingan
terhadaplapistipistanahyangtebalnyasekitar15 sampai30 atau60 cm;
insinyurgeologiberkepentingan
terhadapsemua aspekyang menyangkut
komposisi
kulit
bumidan menganggap
tanahsebagaibatuanterdisintegrasi
yangterletakpada permukaan
bumi.
Ahli geologimembagitanah menjaditanah residualdan tanah terpindahkan(transpofted
so,/t. Tanahresidualadalahtanahyangterbentukdi tempatdari batuanataubahaninduk;
sedangkantanah terpindahkanadalah tanah residual yang telah dipindahkandan
ditempatkan
kembali
olehangin,es atauair.
Insinyursipillebihberkepentingan
terhadapkekuatantanahdan biasanyamendefinisikan
tanah sebagaisemua bahan pada kulit bumi yang tidak terkonsolidasi
(unconsolidated).
Merekamenganggap
bahwa batuanmerupakanmineralagregatyang dihubungkan
oleh
berbagaikekuatanyang besar, sedangkantanah merupakanpartikel-partikel
alam yang
dapat dihancurkan
dengan kekuatanrendah.Denganperkataanlain, tanah merupakan
bahanlepasdi luar lapisanbatuan,yangterdiriatas kumpulanbutir-butir
mineraldengan
berbagai
ukurandanbentuksertakandungan
bahanorganik,
airdanudara.
Padasebagianbesartanah,ikatanantarabutir-butir
adalahrelatiflemahbiladibandingkan
denganikatanpadasebagian
besarbatuanutuh.Olehkarenaitu,apabila
contohtanahyang
dikeringkan
pada udaraterbukadimasukkan
ke dalam air dan dikocoksecaraperlahan-
lahan,makadalamtempoyangsingkat,
contohtersebut
akanhancur.
Partikelpadat yang membentuktanah biasanya merupakanproduk fisik dan kimia
(pelapukan).
Sebagaiprodukpelapukan,
endapanpartikel
padatdapatdijumpai
dekatatau
langsung
di atasbatuandasar(disebut
tanahresidual)
ataudalambentukendapanorganik
(disebuttanah kumulus).Di sisi lain,banyakendapantanahyang telahdipindahkan
dari
lokasi asalnya ke lokasi lain oleh air, angin, es atau tenaga vulkanik.Tanah yang
dipindahkan
olehairdisebutaluvial(diendapkan
oleharusairdi cekungan,
deltaataumuara
sungai),
marin(diendapkan
dalamair garam)dan lakustrin
(diendapkan
di danauair tawar).
Tanah yang dipindahkanoleh es umumnyadisebutdrift atauglacialfll/,sedangkantanah
yangdipindahkan
olehangindapatdisebut
sebagai
tanahaeolian.
5.2. Teksturtanah
Tekstur, atau ukuran butir, seringkali mempunyai peranan yang penting dalam
pengklasifikasian
tanahsertamempengaruhi
sifat-sifat
teknistanah.Secaraumum,tekstur
telah digunakan
untukmembagitanah menjadidua kelompokbesar,yaitutanah berbutir
kasardantanahberbutir
halus.Ukurandan distribusi
butir-butir
mineral
yangterdapatpada
13-100

22. Tabel1. Ukuran
tekstur
tanah(Sumber:
Yoder,1975)
TEKSTUR
TANAH UKURAN
. Bongkah(cobbles)
'Kerikil
. Kerikilkasar
. Kerikil
halus
. Pasir
. Pasirkasar
. Pasirsedang
. Pasirhalus
. Tanahberbutir
halus(lanauataulempung)
Lebihbesardari75 mm (3 in)
75 mm (3 in)sampai4,76mm (No.4)
75 mm (3 inci)sampai19mm(%in)
19mm(%in)sampai
4,476mm(No.4)
4,76mm (No.a) sampai0,074mm (No.200)
4,76mm(No.a) sampai
2mm (No.10)
2 mm (No.10)sampai
0,42mm(No. 0)
0,42mm (No.a0) samapi0,074mm (No.200)
Lebihkecildari0,074mm(No.200)
suatutanahtergantung
pada banyakfaktor,termasukkomposisi
mineral,cuaca,lamanya
pelapukan
dancarapemindahan.
Sesuai dengan ukuran butirnya,tanah berbutirkasar dibagi menjadibongkah(boulder),
kerikil(gravel)dan pasir.Sifat-sifat
teknistanahberbutirkasarseringkali
sangatdipengaruhi
olehtekstur
dangradasinya.
Tanahberbutir
halusdibagimenjadilanaudan lempung.
Butir-butir
yangmembentuk
lanau
dan lempungmempunyai
ukuranyangsangatkecilsehingga
tidakbisadibedakan
dengan
mata telanjang.Sifatsifat teknis lanau dan lempung lebih dipengaruhi
oleh kekuatan
permukaan
dan kekuatan
listrikbutirandaripada
olehkekuatan
gravitasi
sebagaimana
yang
berlakupadatanahberbutir
kasar.Olehkarenaitu,teksturtanahberbutir
halusmempunyai
pengaruhyang lebihkecilterhadapsifat-sifat
teknisdaripadateksturtanah berbutirkasar.
Lanau biasanyamempunyaiplastisitas
yang lebih rendahdaripadalempungdan dalam
keadaankering mempunyaikekuatanyang rendahatau sama sekalitidak mempunyai
kekuatan.
SesuaidenganKlasifikasi
Unified,
ukurantekstur
tanahditunjukkan
padaTabel1. Meskipun
ukuranbutir yang ditunjukkan
pada Tabel t hanyalahpilihan,namun nilai-nilai
tersebut
diusulkan
dalamrangkamenyeragamkan
definisi.Perbedaan
utamaantaralanaudengan
lempung
adalahplastisitasnya.
Lanaupadadasarnya
terbentuk
melaluipelapukan
mekanis,
sehinggasebagianbesar sifat-sifatnya
menyerupaisifat-sifatbahan induknya,sedangkan
lempungdihasilkan
melaluipelapukanmekanisdan kimiadan pada dasarnyaberukuran
kolodial.
Untuk membedakanlempung dari lanau di lapangan,terdapat beberapa pengujian
sederhana.Dalam keadaan kering, lanau mempunyaikekuatanyang sangat rendah,
sehinggasegumpallanau mudahdihancurkan
denganjari tangan.Di sisi lain,segumpal
lempungyang keringsulitdihancurkan
denganjari tangan.Apabilasegumpallanauyang
ditambahair ditempatkan
pada telapaktangandan digoyang-goyang,
maka permukaan
lanau tersebutakan mengkilap(ada lapisanair) dan apabila lanau tersebutdiremas
(squeeze),
maka lapisanair akan hilang.Pada lempungberairyang digoyang-goyang,
air
tidakmunculke permukaan
sehingga
permukaannya
tidakmengkilap.
5.3. Strukturtanah
Pola dimana individubutir dalam masa tanah tersusundisebutstrukturprimer(primary
structure).
Untuktanahberbutir
kasar,struktur
primerseringkalidapatdilihatdenganmata
telanjangataudenganbantuankaca pembesar(hand lens).Cara untukmengamati
struktur
tanahberbutir
halus(lanaudan lempung)
sejauhini berkembang
lambat.Namundemikian,
teknologi
di bidangmikroskop
elektron
yangdikembangkan
akhir-akhir
ini memberi
harapan
untukmemudahkan
pengamatan
struktur
tanahberbutir
halus.
14-'100

23. Meskipun
dalambanyakkasusstruktur
primertidakdapatdiamati
dan mungkin
sangat
bervariasi,
namunparaahlitelahberusaha
menetapkan
dan mengklasifikasikan
berbagai
strukturprimertanah.Sebagaimana
ditunjukkan
pada Gambar1, beberapa
kelompok
struktur
primer
tersebut
adalah:
a. Butirtunggal(single-grained).
b. Saranglebah(honeycomb).
c. Flokulen
(flocculent).
a.Butir
tunggal b. Saranglebah
Gambar1.Tigajenisstruktur
primertanah
Sering kali tanah menunjukkan
strukturjenis yang lain, yang dikenaldengan struktur
sekunder.lstilahtersebutmenggambarkan
pola retak,patahanatau bentukkerenggangan
lainyangterjadipadaformasitanah.
Baik strukturprimermaupunstruktursekunderseringmempunyaipengaruhyang besar
terhadapsifat-sifat
teknistanah(permeabilitas,
elastisitas,
kompresibilitas,
kekuatan
geser).
5.4. Horizontanah
Pedologi merupakanilmu mengenai proses pelapukantanah serta pembentukanprofil
tanah.Faktorcuacayangterutamamempengaruhi
pembentukan
profiltanahadalahtingkat
aliranpermukaan
(suffacerunoff)dan suhu.
Profiltanah merupakan
hasilpelapukan
alamiahyang merubahtanah induk.Profiltipikal
tanah,sebagaimana
yang berlakupada bidangtekniksipil, terdiriatastiga lapisatautiga
horizonsebagaimana
ditunjukkan
pada Gambar2.
Horizonpaling bawah,disebutbahan induk (parentmaterial)atau HorizonC, terdiriatas
tanahasliyangbelummengalami
pelapukan.
HorizonC dapatmerupakan
bahanpindahan
atau bahan endapan, sedangkan Horizon A dan B merupakanzona-zonayang telah
mengalami pelapukan. Horizon yang ditunjukkan pada Gambar 2 merupakan
penyederhanaan
daripadahorizonmenurutpedologi(pedologimembagihorizonmenjadi
horizon-horizon
yanglebihkecil).
H,)rizon
A
H,)rizon
B
Pelapukan-dalam
padacekungan
(deeperweatheringin depressions)
Horizon
C -bahan induk
(C horizon- parent material)
Gambar2. Profiltipikaltanah
(Sumber:
Yoder,1975)
Adanyaprofiltanah merupakanhasilpenghancuran
dan penempatan
kembalikomponen
tanaholeh air yang meresap(waterseeping)ke dalamtanah.Dalambentukyang paling
sederhana,
kandungan
lempungpadaHorizon
A akanmakinmenurun,
karenalempung
dari
c. Flokulen
Horizon
A organik
(OrganicA hoizon)
15-100

24. horizontersebutakan terendapkanpada HorizonB. Oleh karenaitu, HorizonA terutama
terdiri atas lanau nonplastis,sedangkanHorizon B terdiri atas lempungkelanauanatau
lempung.
Kedalamandan karakter profiltanah sangatdipengaruhi
oleh cuaca,topografidan waktu.
Pada daerah-daerahyang curah hujannya rendah, terjadinya profil tanah kurang
berkembang,sebagaimanahalnya pada lereng terjal. Kedalamanpelapukansangat
dipengaruhi
olehumurdantopgrafi.
Perludiingatbahwa profilyang disebutkan
di atas hanyaterjadiapabilaair mengalirke
bawah melaluitanah.Dalam hal tersebut,perkembangan
karakterdan kedalaman
profil
tergantung
padajumlahair yangmelewati
tanah.Tanahmudadan tanahyangterjadipada
lerengterjal akan membentukprofilyang dangkal,sedangkantanah tua dan tanah yang
terjadipadacekungan
akanmembentuk
horizon
yangdalam.
5.5. Bahaninduk
Dalampraktekrekayasajalan rayadan lapangterbang,kegiatandalambidanggeologidan
pedologi
tidakbisadipisahkan
satusamalain.Paraahligeologi
dan pedologi
biasanya
telah
membuatpeta daerah-daerah
yang dapat memberikaninformasirinci mengenaijenis-jenis
tanah dan konsistensinya.
Meskipuninformasiyang diperolehdari peta tanah menurut
geologidan pertaniansering kali tidak memberikangambaranyang tepat tentangkasus-
kasus rekayasa (engineeringproblems),namun apabila seseorangtelah memiliki latar
belakang
yangcukuptentangprosesgeologidan mekanikapembentukan
tanah,makadia
dapat memperolehdata dengancara menafsirkaninformasigeologidan pedologi.Tanah
yang berasaldari bahanindukyang identikserta di bawah pengaruhkondisicuacadan
pelapukan
yangjuga identik,
akanterbentukmenjaditanahyangsama.Namundemikian,
tanah yang terbentuktersebutjangan diharapkan
selaluseragam.Masing-masing
kasus
hendaknya
diselidiki
secararinci,dimanasemuaketidakkonsistenan
mengenai
profiltanah,
mukaairtanahdanjenisbahanindukharusdiselidiki.
Untukkeperluan
tersebut,
seseorang
harusmemiliki
pengetahuan
tentanggeologisertamemahami
distribusi
tanahdan kelompok
tanah.
Berdasarkan
proses pembentukannya,
bahan atau batuan induk dapat dibagi menjadi
batuansedimen,batuanbekudan batuanmetamorf.
5.5.1. Batuansedimen
Batuansedimenterbentuk
melalui
akumulasi
sedimen(butir-butir
halus)dalamair.Sedimen
dapatterdiriataspartikel-partikel
ataufragmenmineral(sebagaimana
padakasusbatupasir
(sandstone)
atau batu serpih (shale)),sisa-sisabinatang(beberapabatu kapur),sisa-sisa
tumbuhan(batu bara dan gambut),produk ahir proses kimia atau penguapan(garam,
gipsum),
ataukombinasi
bahan-bahan
tersebut.
Disamping
itu,batuansedimenseringdisebutjuga batuansedimenbersifatsilika(s/iceous)
atau gampingan(calcareous),
dimana batuansedimenbersifatsilikaadalahbatuanyang
mengandung
banyaksilika.
Batuanyangmengandung
banyakkalsium
karbonat
(batukapur)
disebut
batuanbersifat
gampingan.
5.5.2. Batuanbeku
Batuanbekuterdiriatasbahancair(magma)
yangtelahmendingan
dan memadat.
Terdapat
dua jenis batuanbeku,yaitu batuanekstrusifdan batuanintrusif.
Batuanbeku ekstrusif
terbentuk
darimagmayangtertumpah
ke permukaan
bumipadasaatletusan
vulkanik
atau
kegiatangeologiyang sejenis.Karena pada saat tumpah magma bersentuhan
dengan
16-100

25. atmosfiryang memungkinkan
cepat mendingin,
maka batuanyang terbentukmempunyai
penampilan
dan strukturyangmenyerupai
kaca.Riolit,andesitdan basalmerupakan
contoh
batuanekstrusif.
Batuanbeku intrusifterbentuk
jauh di bawah permukaanbumi. Karenaterperangkap
di
bawah permukaan,
maka magma mendingin
dan mengerassecaraperlahan-lahan
yang
memungkinkanterbentuknyastruktur kristal. Oleh karena itu, batuan beku intrusif
mempunyai
penampilan
dan strukturspertikristal;contoh,granit,dioritdan gabro.Akibat
prosespergerakan
dan erosikulitbumi,batuanbeku intrusifdapatmunculke permukaan
sehingga
dapatditambang.
5.5.3. Batuanmetamorf
Batuan metamorf umumnya merupakanbatuan sedimen atau batuan beku yang telah
mengalamiperubahan
akibattekanandan panasdalam bumi serta reaksikimia.Karena
prosespembentukan
tersebutkompleks,
makabatuanmetamorfsulitditentukan
secarapasti
asalkejadiannya.
Beberapajenis batuan metamorfmempunyaiciri yang nyata, yaitu mineralnyatersusun
dalambidangataulapisanyangsejajar.Pemisahan
batuanpadabidangtersebutakan lebih
mudahdaripada
pemisahan
padaarahlain.Batuanmetamorf
yangmempunyai
ciritersebut
disebutbatuanpipih(foliated);contoh, geneis (gnelsses,)
dan sekis (schisfs)(terbentukdari
batuanbeku)dan s/afe(terbentuk
dari batuansedimen,yaitu batuanserpih).Tidak semua
batuanmetamorfberbentukpipih;marmer(terbentuk
dari batukapur)dan kuarsit(terbentuk
daribatupasir)merupakan
batuanmetamorf
tanpaprosespemipihan.
5.6. Komponentanah
Tanahterdiriatas partikel-partikel
padatyang membentuk
strukturporus(mengandung
pori-
pori).Tergantung
padakondisinya,
pori-pori
dapatberisiair atauudaraataukedua-duanya.
Denganmenggunakan
grafik-segi
tiga yang ditunjukkan
pada Gambar3, komposisi
suatu
tanah dapat ditunjukkanoleh suatu titik, dimana koordinattitik tersebutmenyatakan
persentasevolume ketiga komponen.Dengan Gambar 3, dapat ditelusuri
juga setiap
perubahankomposisi;
Garis A menunjukkan
perubahankomponenpada saat pengujian
pemadatan,Garis B menunjukkan
perubahankomponenpada saat pengujianpenyusutan
(shrinkage
test) dan Garis C menunjukkan
perubahankomponenpada saat pengujian
konsolidasi.
Meskipungrafikpada Gambar3 dapat menunjukkan
komposisi
tanah dalam persentase
volume,namundalampraktekpartikelmineral(bahanpadat)den air biasanya
dinyatakan
denganberatdalamsuatusatuanvolume,misallb/ft"ataugr/cm",karenaberatlebihmudah
diukurdaripadavolume.Beratbahan padatyang terkandung
dalam satu satuanvolume
tanahbiasanya
dikenaldengankepadatan
keringdan haltersebutberbedadenganvolume
suatuberattanahsetelah
dikeringkan.
Kepadatan
keringmerupakan
beratbahanpadatyang
terdapatpada satuanvolumetanahdimanasetelahair secarahipotetis
terbuangvolume
tersebut
tidakmengalami
perubahan.
17-100

26. A. PENGUJIAN
PEMADATAN
q
{?
s
nv
"
C. PENGUJIAN
KONSOLIDASI
voLUME
AtR
(%)
Gambar3. Grafiksegitigauntukmenyatakan
komposisi
tanah
(Sumber:TRRL,1952)
5.7. Hubunganair, bahanpadatdan udaradalamtanah
Keberadaan
struktur
tanahsekunder
yangluarbiasabiasanya
hanyadapatdiditeksi
melalui
pengamatan
visual.Pada kasusstrukturprimer,pengamatan
visualbiasanya
tidakcukup;
oleh karenaitu, untukmengevaluasi
hal tersebutsecarakasartelahdikembangkan
cara
tidak langsung,dimanatanah dipandangselaluterdiriatas tiga komponen,
yaitu bahan
padat,airdan udara.
Meskipundalam praktektidak mungkinmemisahkan
ketigabagiantanah,namunsecara
diagram,ketiga bagiantanah tersebutditunjukkanpada Gambar4. Apabilatanah benar-
benarkering(misalsetelahdikeringkan
dalamoven),makatanahhanyaterdiriatasbahan
padatdan udara;sedangkan
dalamkeadaanjenuh,tanahhanyaterdiriatas bahanpadat
danair.
VOLUME BERAT
Gambar4. Diagram
komponen
tanah
Hubunganantarakomponen-komponen
tanah pada Gambar4 yang telahdikembangkan
dalammekanika
tanah,tidakhanyauntukmendapatkan
gambaran
tidaklangsung
mengenai
strukturtanah,tetapijuga dapatdigunakan
untukmemperkirakan
penurunan
(settlement),
permeabilitas
dan derajatkepadatan.
Beberapa
hubungan
antarakomponen-komponen
tanahyangdipandang
penting
adalah:
100
10
a. Kadarair(w),
%=
k
x 100
18-100
5.1

27. b. Kandungan
udara
(V"),
% =
f
xfOO
c. Angka
pori(e)= Yu=u",1u*
V" Vs
d. Porositas
(n),
%= $xtgg = V"
l,V**100
VV
e. Derajatkejenuhan(S..),
% = Xo*169
5.2
5.3
5.4
5.5
Secara umum, nilai-nilai
di atas serta parameter-parameter
lain tanah dapat diperoleh
denganmengukur
beratdanvolumecontohtanahyangmewakili.
6. Sifat-sifatdasar tanah
Bahaninduk,komposisi
mineral,
kandungan
bahanorganik,
cuaca,umur,caraperpindahan,
letak endapan,cara pemadatandan derajatkepadatan,teksturtanah, gradasibutir serta
strukturtanah merupakan
faktor-faktor
yang salingberhubungan
dan mempunyaipengaruh
yang besarterhadapsifat-sifat
dasartanah.Namundemikian,sifatdasartanahtidakhanya
dipengaruhioleh faktor-faktortersebut, tetapi juga oleh kondisi pada saat pengujian
dilakukan.
Karena tanah merupakanbahan yang mempunyaikarakteristik
sangat heterogin,maka
untuk mendapatkan gambaran tentang "perilakunya"serta untuk memudahkan
penanganannya,
terlebih
dahuluperludipahami
sifat-sifat
dasartanah.Beberapa
sifatdasar
tanahyangdipandang
penting
adalah:
a. Kadarair.
b. Angkapori.
c. Beratisi.
d. Beratjenis.
e. Permeabilitas.
f. Elastisitas.
g Plastisitas.
h. Delatansi.
i. Sensitivitas.
j. Kohesidan kekuatangeser.
k. Pemampatan(compressibility).
L Penyusutandan pemuaian(shrinkageand swelling).
m. Aktifitas.
n. Konsistensi.
o. Dayakapiler.
6.1. Kadarair, beratjenis, beratisi, angka pori,porositasdan derajatkejenuhan
Kadarair, beratjenis, berat isi, angka pori, porositas
dan derajatkejenuhan
merupakan
parameter
yangbiasadigunakan
untukmenunjukkan
hubungan
antaraberatdenganvolume
komponen-komponen
tanah.
Sebagaimana
telahditunjukkan
padaPersamaan
5.1,kadarair adalahperbandingan
antara
beratair yang terkandung
dalamtanahdenganberatkeringtanahyang biasadinyatakan
dalampersen.
Di laboratorium,
kadarair biasanya
ditentukan
denganmenempatkan
contohtanahdalam
wadah(container)
dan kemudian
menimbang
contohbasah,mengeringkan
dan menimbang
contohkeringtanah. Dengandemikian,maka beratcontohkeringdan beratair (selisih
19-100

28. antara berat contohbasah dengan berat contoh kering).Pengeringan
biasanyadilakukan
dalamtungku(oven)padasuhu 100-105oCdalamwaktusampaiberatcontohtetap.
Beratjenis tanah (biasadinyatakan
dengansimbolG) adalahperbandingan
antaraberat
bahanpadatdenganberatair padasuhutertentu
(biasanya
4 uC),untukvolumeyangsama.
Beratjenistanah biasanyaberkisarantara2,60 sampai2,80,dimanasecaraumum,nilai
yang rendahadalahuntukbahanberbutir
kasar,sedangkan
nilaiyangtinggiadalahuntuk
tanah berbutirhalus. Meskipundemikian,kadang-kadang
dijumpaijenis tanah yang
mempunyai
beratjenisdi luarrentangyangdisebutkan,
yaitujenistanahyangberasaldari
batuaninduksangatringanatausangatberat.Penentuan
beratjenisdi laboratorium
biasa
dlakukan
denganmenggunakan
piknometer.
Beratisi tanahdidefinisikan
sebagaiberatmasa tanah per satuanvolume.Dalamteknik
jalanraya,dikenalistilah
"beratisibasah",
yaitusatuanberatmasatanahyangmengandung
berbagaitingkatkadarair, serta "berat isi kering",yaitu satuan berat masa tanah setelah
dikeringkan
dalamtungku(tidakmengandung
air).Beratisi keringdapatdiperoleh
dengan
membagi
beratisibasaholehkadarair.
Angkaporididefinisikan
sebagai
perbandingan
antaravolumerongga(udara
danair)dengan
volume bahan padat; porositasadalah istilah yang mirip dengan angka pori, yaitu
perbandingan
antaravolumeronggadenganvolumetotal;sedangkan
derajatkejenuhan
merupakan
perbandingan
antaravolumeair terhadap
volumetotal(biasadinyatakan
dalam
persen).
6.2. Permeabilitas
Dalamtekniksipil,permeabilitas
biasanyamenunjukkan
kemampuan
(tingkatkemudahan
ataukesulitan)
air untukmengalir
dalampori-pori
tanah,baiksebagai
akibatpengaruh
gaya
gravitasimaupun kekuatanlain. Tekstur,gradasi,derajat kepadatandan strukturprimer
tanahsangatmempengaruhi
permeabilitas.
Tanahberbutir
kasarmempunyai
permeabilitas
yangjauh lebihbesardaripada
tanahberbutir
halus.Meskipundemikian,
kandungan
yang
rendahbahanhalusataubahanperekatpadatanahberbutirkasarsertaretak,patahandan
lubang pada tanah berbutir halus kadang-kadangmerubah permeabilitas
tersebut.
Permeabilitas
tanah berbutirlebih kasar dapat ditentukandengan cukup teliti melalui
pengujian,
baikdi laboratorium
maupundi lapangan.
Dalammekanikatanah,permeabilitas
biasadinyatakan
dengan"koefisien
permeabilitas",
yang sering didefinisikan
sebagai kecepatanaliran air melalui masa tanah di bawah
pengaruh satu satuan gradien hidrolik. Faktor-faktoryang mempengaruhikoefisien
permeabilitasadalah sama dengan faktor-faktoryang mempengaruhipermeabilitas.
Pengujian
permeabilitas
di laboratorium
dapatdilakukan
denganpermeameter,
baik yang
mempunyaitinggiair berubah(falling-head
permeater),
maupunyang mempunyai
tinggiair
tetap (constant-head permeameter).
Tanahberbutir
kasar(misalpasirdan kerikil)
mempunyai
koefisien
permeabilitas
yangbesar
dan dapatdisebutsebagaitanahporus,sedangkan
lempungdan tanahberbutir
haluslain
mempunyai
koefisien
permeabilitas
yang kecildan dapatdikatakan
sebagaitanahkedap.
Pada Tabel 2 ditunjukkan
perkiraankoefisiendan karakteristik
drainaseberbagaijenis
bahan.
20-100

29. Tabel2. Perkiraan
koefisien
permeabilitas
dankarakteristik
drainase
(Sumber.
Merrit,
1976)
JENISTANAH KOEF.PERMEABILITAS
(cm/detik)
KARAKTERISTIK
DRAINASE
o Kerikil
basah
. Pasirkasarbersih
. Pasirmediumbersih
. Pasirhalusbersih
. Pasirdankerikil
kelanauan
o Pasirkelanauan
. Pasirkelempungan
. Lempung
kelanauan
. Lempung
. Lempunq
koloid
5-1
0
0,4-3
0,05-0,15
0,004-0,02
10-5-104
10-6-10-s
10-6
1A7
10-8
10-s
Baik
Baik
Baik
Jeleksampaibaik
Jelek
Jelek
Jelek
Jelek
Jelek
Jelek
6.3. Elastisitas
Elastisitas
menggambarkan
kemampuan
tanah untuk kembalike bentukaslinyasetelah
tanahmelendut
akibatpembebanan
singkat.
Deformasi
elastisataulendutan
balikyangmengikuti
pembebanan
ringanmerupakan
akibat
dari deformasi elastis masing-masingpartikel mineral dan sampai tingkat tertentu,
merupakansumbangandari deformasielastisstrukturtanah yang menyerupaibusa karet
("spongerubber-like").
Pada sebagianbesar tanah dan untuk sebagianbesar keperluan
rekayasa,
deformasi
tersebutsangatkecildan seringdiabaikan.
Namundemikian,
dalam
rekayasa
jalanraya,deformasi
elastisdisadarimakinpenting.
6.4. Plastisitas
Plastisitas
mengandung
arti kemampuan
tanah untuk berubahbentuktanpa mengalami
retak atau hancur serta setelah beban lepas, perubahan bentuk tersebut tetap
dipertahankan.
Perubahan
bentukyang tidakkembaliatau deformasi
plastiskemungkinan
merupakan gabungan daripada sejumlah besar pergeseran kecil antara butir serta
keruntuhan
kecil strukturlokal pada masa tanah. Menurutteori Goldschmidt,
plastisitas
merupakanakibat kehadiran partikel-partikel
pada muatan elektro-magnetik,
dimana
molekul-molekul
air mempunyaisifat bi-polaryang mengaturdirinyamiripmagnit-magnit
kecildalamdaerahmagnetik
yangberdampingan
denganpermukaan
butir-butir
tanah.Pada
jarakyangsangatdekatdenganpermukaan,
air menjadi
sangatkentaldan apabila
jaraknya
bertambah,maka viksositasair menurunsampai pada jarak tertentumenjadiair normal.
Apabilaair hadirdalamjumlahyang cukup,maka pertikel-partikel
tanahterpisahkan
oleh
tetes-tetesair kentalyang memungkinkan
partikelbergesersatu sama lain ke posisiyang
baru tanpaada kecenderungan
untukkembalike posisiawal,tanpaada perubahan
pada
ronggaserta tanpa mengganggu
kohesi.Kebenaranteori Goldschmidt
ditunjukkan
oleh
kenyataanbahwa lempungtidak menjadiplastisapabiladicampurdengancairanyang
mempunyai
molekul
tidakberpolarisasi,
missalminyaktanah.
Dalam pekerjaanrekayasajalan raya dan pondasi,deformasiplastisdapat menjadifaktor
yangbesardan penting.
Mudahdipahami
bahwaapabila
deformasi
plastis
makinmembesar
akibatpembebanan
yangmakinmeningkat,
makabutir-butir
tanahmulaiberorentasi
kembali
padasuatuzonakritisdi dalammasatanah.Apabilabebancukupbesardanbutir-butir
tanah
(mungkin
terorentasi
sejajarsatusama lain)padazona kritisjumlahnyacukupbesarpula,
maka masa tanah akan mengalamikeruntuhan
geser. Pada atau dekat zona tersebut,
tahanan
geserataukekuatan
tanahdapatdikatakan
telahdilampaui.
21-100

30. 6.5. Kohesi dan kekuatangeser
Telahdiketahui
bahwaapabiladeformasi
plastisdalamtanahberbutirhalusmenjadilebih
besar akibatpembebananyang makin besar,maka dalamzona kritistertentupada tanah
akanterjadireorentasi
butir.
Apabilabebancukupbesardanbutir-butir
tanah(dengan
jumlah
yang cukup)dalamzona kritismengalamiorentasiyangsejajarsatu sama lain,maka pada
zona kritistersebut,
tanah akan mulai mengalamikeruntuhan
geser.Pada atau di dekat
daerahtersebut,
tahanan
geserataukekuatan
tanahdikatakan
telahdilampaui.
Kekuatangeser tanah merupakansumbangandari friksiantara butir serta kohesi(kohesi
merupakan
kekuatan
geserdi luarsumbangan
friksibutir).Olehkarenaitu,kohesi(dengan
demikiankekuatangeser)tidaklahtetap,tetapi berubah-ubah
sesuaidenganperubahan
kadar air, tingkatdan lama pembebanan,
tegangantidak bebas (confining
pressure)serta
beberapafaktor lain. Namundemikian,tanah yang dipadatkan
pada kadarair optimum
biasanyamempunyaikekuatangeser yang lebih besardaripadatanah yang dipadatkan
padakadarairdi atasoptimum.
Kekuatan
gesertanahmerupakan
persoalan
yangrumitdan
telah banyakpenelitian
untuk merumuskan
prosedurpalingbaik untuk menentukan
sifat
tersebut.
Menurut definisi, bahan yang mengalamideformasiakibat beban tanpa mengalami
perubahanvolume mempunyaiAngka Poissonsama dengan setengah;sedanganbahan
yang mengalamideformasisemata-mata
akibat perubahanvolume mempunyaiAngka
Poissonsama dengan nol. Angka Poissontanah yang dapat dipercaya,
sejauhini sulit
ditentukan.
Namundemikian,
AngkaPoissonuntuksebagian
besartanahberkisar
antara0
dan 0,5. Hal tersebut mengandungpengertianbahwa deformasiyang terjadi akibat
pembebanan
terdiriatasdua bagian,yaitudeformasi
elastis-plastis
dan perubahan
volume.
6.6. Pemampatan(compressibilityl
Karenabutir-butir
mineraldan air dalam masa tanahrelatiftidakdapatmemampat,
maka
sebagian
besarperubahan
volumepadatanahmerupakan
akibatperubahan
struktur
tanah
yang diikuti dengan keluarnya(expulsion)air atau udara atau kedua-duanya
dari masa
tanah. Pemampatanatau perubahanbentuk sebagai akibat keruntuhangeser tidak
dimasukkan
dalamkategori
ini.lstilah"konsolidasi"
biasadigunakan
untukmenyatakan
porsi
deformasiperubahanvolume yang semata-matadiakibatkanoleh keluarnyaair pori;
sedangkan
istilah"densifikasi"
merupakan
istilahyangseringdigunakan
untukmenyatakan
perubahan
volumeyangdiakibatkan
olehkeluarnya
udaradarimasatanah.
Sehubungan
denganhaldi atas,makapemampatan
sangatdipengaruhi
olehstruktur
tanah
dan sejarahteganganyang pernahbekerjapada endapan.Endapanyangterjadisebagai
akibatprosessedimentasi
biasanya
mempunyai
kompresibilitas
yang lebihbesardaripada
tanah residualatau endapanyang dipindahkan
oleh angin.Pemampatan
pada sebagian
besartanahtelahdapatditentukan
denganmenggunakan
beberapametodapengujian
di
laboratorium.
Deformasiperubahanvolume sering kali terjadi pada masa tanah, meskipuntanpa
pemberian
ataupelepasan
bebanluar.Haltersebut
dapatterjadiakibatsekurang-kurangnya
duafenomena
yangberbeda;
misalnya,
penurunan
mukaairtanahpadasuatudaerahakan
mengakibatkan
peningkatan
tegangan
tanahsehingga
efektifuntukmenimbulkan
perubahan
volumepadalapisan
kompresibel
di bawahpermukaan
airtanahawaldanselanjutnya
terjadi
penurunan(settlement)pada timbunan atau bangunanyang terletak pada atau dekat
permukaan.
Padakasusyanglain,perubahan
volumedalambentukdeformasi
padatanah
(tidaktergantung
padabebanluar)dapatterjadisebagaiakibatfenomenapenyusutan
atau
pemuaian.
22-100

31. Dalam keadaan normalnya,semua jenis tanah dapat memampat.Namun demikian,
pemampatanpada tanah jenuh lebih merupakanakibat penguranganvolume
rongga
daripada
pemampatan
butir-butir
tanahdan air dalamrongga.
Apabila
tanahjenuhdibebani,
maka sebelumpemampatan
terjadi,air yang mengisironggaakan terlebihdahuluharus
terdorongkeluar.Besarnyapemampatan
pada suatujenis tanahtergantungpada berbagai
faktor,diantaranya
adalah:besarbeban,angkapori,struktur
dan sejarah
tanah;sedangkan
besarnya
konsolidasi
padatanahjenuhmerupakan
fungsipermeabilitas.
6.7. Penyusutandan pemuaian(shrinkageand swellingl
Penyusutan
dan pemuaian
lebihnyataterjadipadatanahberbutir
halus,terutama
lempung.
Penyusutan
dan pemuaian
terjadisebagaiakibatterbentuk
dan terlepasnya
tegangan
tarik
kapiler pada air pori tanah serta tingkat penyerapanair (thirst for water) oleh mineral
lempung
yangterdapat
padatanah.
Apabila memungkinkan,
penggunaantanah yang mempunyaiperubahanvolume besar
untukpembangunan
jalan raya hendaknya
dihindarkan.
Pada kasusdimanapenggunaan
tanah tersebut tidak dapat dihindarkan,maka perlu dilakukan upaya-upayauntuk
mengurangi
potensipemuaian,atau mengurangi
fluktuasikandungan
air. Lempungyang
mempunyai
perubahan
volumebesarseringkali
mempunyai
batascair dan indeksplastis
yang tinggi. Pengujiandi laboratorium
dapat membantudalam mengidentifikasi
dan
menentukan
pemuaian
tanah.
lstilahpenyusutan
danpemuaian
yangmempunyai
pengertian
berbeda
denganpengertian
di
atas dikenalpula pada pekerjaantanah. Pada pekerjaantersebut,penyusutandikaitkan
dengan volume tanah dalam keadaan lepas dan volume tanah setelah dipadatkan,
sedangkanpemuaiandiartikandikaitkandenganvolumetanah dalam keadaanasli dan
volumesetelah
digali(dalamkeadaan
lepas).
6.8. Aktifitas (activity)
Meskipunindeksplastisdan batas cair sangat bermanfaat
dalam mendeskripsikan
dan
mengklasifikasikan
tanahberbutirhalussertamempunyai
hubungan
eratdengansifat-sifat
dasarfraksilempung,
namunkegunaannya
akanmakinmeningkat
apabilamenghubungkan
plastisitas
dengangradasibutir.Diketahui
bahwa berbagai
jenis lempungdenganjumlah
yang sama,mempunyai
kemampuan
yang berbedauntukmerubahtanahmenjadiplastis;
misalnya,
kaolindan monmorilonit
dalamtakaranyang sama akan mempunyai
pengaruh
yang berbeda.Demikianpula, dua tanah yang mempunyaiindeks plastisdan batas cair
samakemungkinan
mempunyai
kandungan
lempungyangsangatberbeda,
apabilaaktifitas
secarafisikokimia
daripadacampuranlempung-air
berbeda.Sebagaiupayamendapatkan
ukuranrelatiftentangaktifitaslempungdalamtanahberbutirhalus,Skempton(Krebs,1971)
mendefinisikan
aktifitassebagai perbandinganantara indeks plastisdengan persentase
beratbutiryang lebihkecildari 0,002mm. Aktifitaslempungberkisarmulaidari 0,4 untuk
kaolinsampai5 untuk monmorilonit.
Aktifitaslempungdapatdikelompokkan
menjaditiga
kelassebagaimana
ditunjukkan
padaTabel3.
Dibandingkan
dengansifafsifatyanglain,aktifitas
merupakan
konsepyangbaru.Salahsatu
penggunaanya
adalahuntukrnengidentifikasi
lempungyang mempunyai
potensipemuaian
tinggi.Dengan
diketahuinya
aktifitas,
makadengancepatakandapatdiketahui
aktiftidaknya
lempung,karenakarakterisasi
berdasarkan
plastistas
sajatidakcukup.
23-100

32. abel3. Klasifikasaktifitas
AKTIVITAS KLASIFIKASI
< 0,75
0,75
- 1,25
>1,25
Lempung
tidak
aktif
Lempung
norma
Lempunq
aktif
*Sumber:
Krebs,
1971
6.9. Konsistensitanahasli
Tanah akan tetap dalam keadaankeseimbangan
alami untuk beberapalama, apabila
strukturyang telahterbentukdan tersusunoleh air tidak diganggu.
Tanah berbutirhalus
yang dibebani,digeser,dimanipulasi
atau dikerjakanakan terganggu,setidak{idaknya
sebagian.
Penggangguan
dapatterjadisecaraalami(misallongsorpadatanahtidakstabil),
namundemikian,
sebagianbesartanahakantetapdalamkeadaanasli,sampai kegiatan
manusia
merubahnya.
Meskipun
sebagian
besarpembangunan
jalanmenyangkut
bahanterganggu,
namuntanah
asli akan dijumpaipada galiandan seringdigunakansebagaipondasibagi tanahdasar,
timbunan
danstruktur
(misal
jembatan).
Apabiladikaitkandengantanah asli, konsistensi
mengandung
arti sebagaibesar relatif
kohesiantarapartikel-partikel
tanahsertatahanantanahterhadapgayayangakan berubah
bentukataumeruntuhkan
tanah.Denganperkataan
lain,konsistensi
dapatdiartikan
sebagai
sifattanahyang menunjukkan
kemudahan
relatifuntukdirubahbentuknya.
lstilahtersebut
biasa digunakanterhadaptanah berbutirhalus. Contoh beberapaistilahyang dapat
digunakan
konsistensi
tanahadalah:lunak(soft),kokoh(firm),teguh(stiff),
keras(hard).
Meskipunkonsistensi
seringdihubungkan
dengankuattekan bebas,namunkarenapada
saat pengujian,contoh biasanyaterganggu,maka korelasikonsistensi
dengankuat tekan
bebas kurangdapatdipercaya.Disampingitu, hasil pengujianpenetrasistandar(standard
penetratin fesf) juga dapat digunakan untuk menyatakankonsitensi.Cara lain untuk
memperkirakan
konsistensi
adalahberdasarkan
perilakunya
apabiladimanipulasi
dengan
tangan.
Pada Tabel4 ditunjukkankonsistensi
tanah kohesifasli berdasarkanbeberapaparameter
sertacara pengujian
praktis.Padasetiapkonsistensi,
jumlahtumbukanadalahlebihkecil
untuklempung
plastisitas
tinggidanlebihbesaruntuklempung
kelanauan
plastisitas
rendah.
Untuk menunjukkan
karakteristik
kondisikhususyang dipandangpenting,mungkinperlu
ditambah
penjelasan
(deskripsi)
sebagaimana
ditunjukkan
padaTabel5. Haltersebut
sangat
bergunadalammelukiskan
kondisiyangtidakbiasa.Tanahberbutirhalusdapatterbentuk
pada hampirsemuatingkatkonsistensi,
tergantung
padamoduspembentukannya,
sejarah
geologi dan kadar air. Tanah keras dapat terbentukmelaluipemadatan,pengawetan
(desiccation),
sementasipartikel,
ataumelaluipembebanan
yangbesar.Tanahsangatlunak
seringdijumpaipada sedimenbaru yang terkaitdenganmuka air tinggi.Tanah residual
jarangmempunyai
konsitensi
lunak.
T
24-100

33. Tabel4. Konsistensi
tanahkohesif
aslidancarapengujian
praktis*
KONSISTENSI
KUATTEKAN
BEBAS
(ko/cm2)
PENETRASI
(TUMBUKAN/ft) PENGUJIAN
PRAKTlS
. Sangatlunak
(verysoft)
<0,27 0-1
oContoh (tinggi = 2 x diameter)
melorotakibatberatsendiri.
o Mudahditembus
kepal.
. Lunak(soff) 0.27
- 0.55 2-4
o Mudahdicuildenganibu jari dan
telunjuk.
o Mudah ditembus beberapa cm
denqanibuiari.
. Teguh
(mediumfirm)
0,55- 1,09 5-8 o
o Mudahdigores
olehjari,atau
Mudah ditembus ibu jari yang
diberikekuatanmoderat.
. Kokoh(sfifl 1,09- 2,19 9-15
o Dapat digoresjari, tapi dengan
tenagacukupbesar.
o Dapat ditembusdengan ibu jari,
taoidenoantenaoabesar.
. Sangat kokoh
(verv stiff)
2,19- 4,38 16- 30
o Sulitdigores
dengan
jari.
o Dapatditembus
dengankuku.
o Keras(hard) > 4,38 >30
Tidak
dapat
digores
jari.
Dapat digores kuku ibu jari
denqan
susah.
o
o
DESKRIPSI KONDISI
TANAH
. Rapuh(brittle)
a
a
Runtuhdengansedikit
deformasi.
Merupakan
karakteristik
tanahtersementasi.
. Sangatkeras
(indurated)
. Sangat
keras;
tersementasi
sangat
kuat;tidaklunakmelalui
pembasahan
lama.
. Membentuk
lapisan
dandisebut
harapan.
. Mudahhancur(friable)
Pada keadaan lembab, mudah dihancurkanibu jari dan
telunjuk dengan kekuatan lemah sampai moderat dan
menyatukembalibila ditekanbersama;bila kering,mudah
dijadikan
serbukataudihancurkan
dengantangan.
Seringberlakupada tanahkohesifyang lekatannya
kurang,
bersifatsepertimika, atau mempunyaigugus strukturyang
terbentuk
akibatsementasi
lemahdenqanbahanorqanik.
Elastis(elastic)
a
. Bilabebandilepas,mudahmelendut
balik(rebound);
kembali
ke bentukasalsetelah
dilendutkan
kecil.
. Merupakan
karakteristik
lanaudenqankandunqan
tinqoimika.
. Keropos
(spongy)
o Porus,lepas-lepas
dan elastis.,
mempunyai
kandungan
tinggi
bahanorqanik
danbahanberserat.
*Sumber:
Krebs.
1971
Tabel5. Deskripsi
khususuntukkonsistensitanah
berbutir
halus*
*Sumber:
Krebs,
1971
6.10. Sensitifitas(sensitivity)
Tanahberbutir
halusdapatkehilangan
kekuatannya
dankekakuannya
apabila
diganggu
dan
dibentukkembafi(remolded)pada kadar air dan kepadatanatau angka pori yang tetap,
terutamapada kadar air tinggi. Fenomenatersebutdisebutsensitivitas,
dimana untuk
lempung,
sensitifitas
merupakan
perbandingan
antarakuattekanbebaspadakeadaanasli
dengankuattekanbebassetelah
dibentuk
kembali.
25-l00

34. Sensitifitasbiasa dikelompokkan
menjadibeberapakelas sebagaimanayang ditunjukkan
pada Tabel 6. Pada tabel tersebutterlihatbahwa lempungdapat kehilangan
setengah
kekuatannyadan masih dikatagorikansebagai lempung tidak sensistif,atau dapat
kehilangan
hampirseluruhkekuatannya
sehinggadikatagorikan
sebagailempung"hidup"
(quick).Dalam praktek,lempunghidup akan menjadiencer apabiladibentukkembali.
Apabila lempungsensitifdiganggu,stabilitasnya
dapat menurunyang disertadengan
deformasigeser progresifyang kemudiandiikutidengan terjadinyalongsor.Gangguan
umumnyamerupakanutah manusia.Sebagaiprinsipdasar kiranyaperlu diingatbahwa
pelemahan
progresif
bersamadeformasi
terjadipadatanahberbutir
halusyangbasah.Hal
tersebutmengakibatkan
sangatsulitnyarehabilitasi
lerenggaliandan timbunan,pondasi
timbunan
dantanahdasarsetelah
longsor.
Tabel6. Klasifikasi
sensitifitas
lempung"
SENSITIFITAS KELAS
<2
2-4
4-8
8-16
16-32
32-64
>64
Tidaksensitif(insensitive)
Sensitifmoderat(moderatesensifive)
Sensitif(sensitive)
Sangatsensitif(verysensitive)
Hjduprjngan(slightlyquick)
Hidupmedium(mediumquick)
Hiduotuuick)
611 o
","
*"o,']':,^;::,::':::;"nl
"l,o", nisapan(su cti
on)
Apabilatabung gelas bersih yang mempunyailubangsangat kecil ditempatkan
secara
vertikal
padapermukaan
alr,makaakibatdayakapiler,
airakannaikmelalui
tabung.Dengan
demikian,maka daya kapilerdalam tanah umumnyadikaitkandengan naiknyaair dari
permukaan
air bebas,meskipundalam kenyataan,
pergerakan
air dapat ke semuaarah.
Dengandayakapiler,padatanah(terutama
tanahberbutirhalus)dapatterbentuk
suatuzona
'jenuh
secarakapiler"
yangletaknya
cukupjauh daripermukaan
air bebas.Meskipun
tanah
pada zona tersebuttidak perlu benar-benar
jenuh, karenasejumlahudarakemungkinan
akantetapmengisironggadi sekitarpartikel
tanah,tetapiderajatkejenuhan
yangtinggiakan
bertahanuntukjangkawaktuyangcukuplama.Di ataszonajenuhsecarakapiler,tanahada
kemungkinan
jenuhsebagian.
Terjadinyaair kapilerdiakibatkan
oleh dua fenomena,yaitu pertama,gaya tarik antara
molekul-molekul
air dimanapada perbatasan
denganudara,gayatariktersebutmeningkat
(tegangan
tarikmembentuk
meniskus);
fenomena
yangke dua adalahgayatarikantaraair
dengandindingtabungsehinggaterjadipembasahan.
Untukair yang mempunyai
suhu 15
'C, tegangantarik permukaan
adalahsekitar0,075gram/cm,dimananilaitersebutakan
agak menurun sesuai dengan meningkatnyasuhu air. Derajat pembasahandapat
dinyatakandengan istilah"sudut kontak"(contactangle).Sudut kontak 0" menunjukkan
pembasahan
sempurna,
sedangkan
sudutkontakyang lebihbesardari 90' menunjukkan
tidakterjadipembasahan,
sebagaimana
yangterjadi
antaraairraksadengandinding
gelas.
Ditinjau
darisegi pengaruh
jelekair kapiler,
kondisipalingkritisdijumpai
padalanauhalus.
Meskipun
lempung
mempunyai
kenaikan
air kapiler
yanglebihbesardaripada
lanau,namun
kenaikan
air kapiler
padalempung
berjalan
jauh lebihlambat.
Olehkarenaitu,pembentukan
daerahkejenuhan
tinggipada lempungakanjauh lebihlamadaripadapembentukan
pada
lanau.Hasilpercobaan
(Krebs,1971)menunjukkan
bahwakenaikan
maksimum
selama24
jam terjadipadacontohtanahyangmempunyai
ukuranbutir0,02mm.
26-100

35. Meskipun
pemodelan
daya kapiler
berguna
untukmemahami
naiknya
air, namunperlu
diingat
bahwa
tertahannya
airdalamtanah(lempung)
tidaksemata-mata
akibat
fenomena
tegangan
tarikpermukaan
saja,tetapimerupakan
cerminan
daripada
gabungan
potensi
daya kapiler,penyerapan
dan osmotik.Pengaruh
tersebutseringdisebutpenyerapan
(suction).
Oleh karena itu, pengaruhair terhadapsifat-sifat
tanah yang lain sering
dihubungkan
puladengan
pengisapan,
disamping
dengan
dayaKapiler.
Nilai
tipikal
kenaikan
airkapiler
untuk
beberapa
jenistanah
ditunjukkan
pada
Tabel
7.
Tabel7. Beberapa
nilaitipikalkenaikan
airkapiler*
JENISTANAH KENAIKAN
AIR KAPILER
(cm)
o Pasirkasar
. Pasir
. Pasirhalus
o Lanau
o Lempuno
2-5
12-35
35-70
70- 150
200- >400
*Sumber:
Krebs,
1971
6.12. Dilatansi
Dilatansimerupakansifat tanah dimana apabilacontoh tanah diletakkanpada telapak
tangandan kemudiandiguncang-guncang
(shaking),
makaair yangterkandung
padacontoh
tanah akan naik ke permukaansehinggapermukaantersebutnampakmengkilap,
dan
apabilacontohtanahditekan(squeezed),
rnakaair di perrnukaan
akan hilangkernbalidan
pada contoh tanah dapat terjadi retak. Pengujian dilatansi sangat berguna untuk
membedakan
lanaudarilempung.
7. Udaradalamtanah
Meskipunudaradalam tanah pentingbagi pertanian(karenadiperlukan
oleh tanaman),
namun untuk kepentinganrekayasa,sejauh mungkinudara perlu dikurangi(karenatidak
menyumbang
apapunterhadap
kekuatan
tanah).
7.1. Bakterierobikdan jamur
Dalamtanahterdapat
berbagai
mikroorganisme
yanghiduppadabahanorganik
(berkumpul
pada bagianpermukaan
tanah).Bagianterbesarmahluktersebut(disebutbakteriaerobik
danjamur)memerlukan
oksigen
dannitrogen
yangterdapat
dalamudaratanah.
Dalamtekniksipil,bakteriaerobikdan jamur perlu mendapatperhatian,
karenamereka
dapatmenyerang
dan menghancurkan
bahanorganikyangterdapat
padatanahdasaratau
bagianperkerasan
lain.Contoh,mikrobiologiakan membusukkan
yute (jutehessran)
yang
terdapatpadalapispermukaanberaspalprapabrikasi;
halyangsamaakanterjadipulapada
beberapa
jenis resin (misal"vinsol")
yang dicampurkan
sebagaibahan pengedaptanah.
Jones (yangmelakukanpenelitian
untukthe Road ResearchLaboratory
terhadapkasus
yangterakhir)
mempercayai
bahwaserangan
mikroorganisme
dapatdikurangi
dengancara
mengeluarkan
udaradaritanah.
7.2. Pergerakan
air dalam bentukuap
Padakadarairdi bawahkondisijenuh,
ruangudaradalamtanahdapatmenjadijalan
bagiair
untukbergerak
dalambentukuap.Oleh karenaitu,pergerakan
uap air darisatu posisike
posisiyanglaindapatmerubahkadarairtanah.Pergerakan
tersebut
merupakan
akibatdari
27-100

36. adanyaperbedaankelembabanrelatifantarabagian-bagian
tanah (kelembaban
relatifuap
air didefinisikan
sebagaitekananuap air dalamtanahyang dinyatakansebagaipersentase
terhadap
tekananuapjenuhpadasuhuyangsama).
Secararingkasdapatdikatakanbahwaperbedaankelembaban
relatifterkaitdenganvariasi
jenistanah,kadarairdansuhu.Di beberapa
negarabercuaca
dingin,
suhumerupakan
satu-
satunyafaktor yang dipandangpentingdalam hubungannya
dengan kondisijalan raya,
karenavariasikadarair lokalhanyaakanmengakibatkan
perbedaan
kelembaban
relatifyang
nyataapabilatanahmempunyai
kadarair (lebihkecildarisekitar4 persenuntukpasirdan
lebihkecildari 10 persenuntuklempung).
Gradiensuhu yang terjadidalamtanahakibat
siklussuhu hariandan tahunandapat menimbulkan
perbedaannyatatekananuap pada
beberapa
feetlapisan
atastanah;apabilaterdapat
lintasan
bebasyangmemungkinkan
uap
airmengalir,
makaakanterjadiperpindahan
kadarair.
Di bawahkondisicuacatertentu(dingin),pergerakan
bebasuap air padatanahyanghampir
jenuh dapat dicegahsehinggaperubahankadar air yang cukup nyata dipandangtidak
terjadi.Di sisi lain,pergerakan
uap air mungkinperlumendapatperhatian
yang besardi
daerahtropisdan keringdimanatanahnyamempunyaikadar air yang sangatrendahdan
variasisuhu yang sangatbesar.Hal tersebutkemungkinan
merupakan
alasanterjadinya
kadar air yang besar pada tanah di bawah beberapa perkerasandi daerah kering.
Pemasangan
lapispermukaan
yangkedapdapatmencegah
penguapan.
8. Air dalamtanah
Air mempunyaipengaruhbesarterhadapsifat-sifat
fisiktanah.Sebagianbesarstudi klasik
dalam mekanikatanah, yaitu tentang konsolidasi,
stabilitasdan pemadatan,menaruh
perhatian
terhadaphubungan
antaraair dan bahanpadattanah.Air berperan
juga sebagai
pelarut
garamyangterdapat
dalamtanah.
8.1. Pengaruhair sebagaibahancair terhadapsifat-sifattanah
8.1.1 Pengaruhterhadapkohesi
Tanah berbutirhalus(lanaudan lempung)mempunyai
kohesimekanisyang lebihbesar,
karenapartikel-partikel
tanahterikatolehfilmair.Kekuatankohesiyangditimbulkan
olehfilm
air terdiriatas dua jenis;pertama,kekuatanyang ditimbulkan
oleh adanyategangantarik
permukaan
padabidangpertemuan
udaradan air,ke dua,kekuatan
yangditimbulkan
oleh
interaksi
antarapartikel-partikel
tanahatauantarapartikel-partikeltanah
denganmolekulair.
Kohesiakibatgayatarikpermukaan
terjadipadakadarairyangrendahdimanatanahmasih
mengandungudara yang cukup. Konsep teoritis kohesi pada kondisitersebuttelah
dirumuskan
oleh Hainessebagaimana
ditunjukkan
padaGambar5 (dua butirtanah"ideal"
yang mempunyai
diametersama dihubungkan
oleh film air). Gaya tarik permukaan
yang
bekerjasecara tangensial
terhadappermukaanbutir menarikkedua butir tersebutdan
penurunan
tekananpadafilmairjuga menarikkeduabutir.Kekuatan
total(f)yangmenarik
keduabutirdapatdinyatakan
denganpersamaan
sebagai
berikut:
2naT
A
1+tan:
2
dimana:
T = gayatarikpermukaan.
s = jari_jari
butir.
0 = sudutsebagaimana
ditunjukkan
padaGambar5.
f=
28-l00
8.1

37. Padapersamaan
di atasterlihat
bahwakohesimeningkat
apabilasudut0 menurun(sejalan
denganpenurunan
film air). Hal tersebutmerupakan
alasanmeningkatnya
kohesiakibat
gayatarikapabila
tanahdikeringkan.
Gambar5. Kohesiantaraduabutirbulat(Sumber:
TRRL,1952)
Apabilagaya kohesifper satuanluasdihitungdari persamaan
di atas,maka nilatersebut
proporsional
denganT/a (tekanankohesifmakin meningkatsejalandenganmeningkatnya
gaya tarik permukaandan menurunnyaukuran butir). Oleh karena itu, pengalaman
menunjukkan bahwa kohesi yang besar terjadi pada lempung, karena buti-butirnya
berukuran
butiryangsangatkecil.
Meskipun
teoriHainesberlakuuntukbutirtanahyang idealbulat,namundiketahui
bahwa
bentukbutirlempungadalahpipih.Pada kasustersebut,Nicholstelah mengembangkan
persamaan
sebagaiberikut:
4cnrT
8.2
dimana:
c = adalahkonstanta
d = adalah
jarakantaraduabutirberbentuk
pelat.
Ternyatabahwapartikelpipihmempunyai
kohesiyanglebihbesardaripadapartikelbulat.
Konsepteoritismengenaikohesiyangterkaitdenganion bermuatan
listrikdalamair telah
dikembangkan
oleh Russel dimanaair tanahberperan
sebagaibahanpengikat.
Di dalam
tanahterdapation bermuatan
positif(kation)sepertiNa*,Ca**dan Al***yangjumlahnya
cukup untuk mengimbangi
muatannegatifpada partikeltanah,sehinggasistemmenjadi
netral. Dalam berbagaitingkat, kation juga dapat terhidrasisehingga meningkatkan
pembentukanmata rantai molekul-molekul
air yang terorentasi.
Apabila kation yang
terhidrasitersebutterletakdekat dengan partikeltanah, maka dua set molekulair akan
membentuk
rantaiyangmengikat
iondan permukaan
partikel
tanah.Hubungan
silangjuga
dapat terjadi,dimanasuatu ion yang terletakantaradua partikeltanah yang berdekatan
dapat berperansebagaijembatan antara kedua partikelsebagaimanaditunjukkanpada
Gambar6.
Akan terlihatbahwajenis kohesiyang digambarkan
oleh Russelmerupakanpengaruh
permukaan.
Oleh karenaitu, hal tersebutterutamadijumpaipada lempungdimanaluas
permukaan
butirpersatuanberatsangatbesar.Kohesijugatergantung
padajenisionyang
terdapatdalamtanahsertakarakteristik
elektrikpermukaan
partikel,
yaitukomposisi
kimia
danstruktur
partikel.
f=
29-100

38. Sejauh ini, kekuatankohesiyang diuraikandi atas dianggapbekerjapada tanah yang
mempunyaikadar air rendah.Meskipundiketahuibahwa kohesimenuruncepat sejalan
denganmeningkatnya
kadarair, namuntabiatkekuatanantarapartikelpadakadarair yang
tinggi masih merupakanspekulasi. Meskipundemikian,diyakinibahwa hal tersebut
merupakan
fungsikekuatanVan der Waal mengenaitarikan(atrraction)
antarapartikelserta
kekuatanelektrostatikmengenaitolakan (repulsion)yang diakibatkanoleh muatan yang
terkait
denganpartikel.
[
Gambar6. Kohesisebagaiakibathidrasipartikel(Sumber:RusseldalamTRRL,1952)
8.1.2 Pengaruhterhadap pengisapantanah (soil suction)
lstilahpengisapan
tanahseringdigunakan
secarabergantian
denganistilahpotensikapiler.
Secarasederhanadapatdiartikanbahwapengisapan
tanahadalahkekuatanyangmenahan
airpadalingkaran
pinggir
pembuluh
kapiler
di ataspermukaan
air.
Padauraianterdahulu
disebutkan
bahwamolekulair dapatbergabung
denganpermukaan
partikel
tanah.Dalamhal tersebut,
molekulair pada umumnyadipandang
dalamkeadaan
terserap,yaitu terhidrasinya
permukaanpartikel.Kekuatanyang menyebabkan
terjadinya
hidrasibersama-sama
dengankekuatantarik permukaan(yangterjadipada bidangkontak
antaraair dan udarasebagaimana
yang telah diuraikan)
bergabunguntukmenghasilkan
suatukondisitekananyangmenurunataupengisapan
dalamair yangbesarnya
tergantung
padakadarairtanah.Menurutpercobaan,
hubungan
antarapengisapan
dan kadarair untuk
semua jenis tanah ternyatabersifatmenerus,yaitu pengisapanmeningkatcepat sesuai
denganmenurunnya
kadarair.
Pada lempungyang biasanya
jenuh pada kadarair di atas sekitar15 persen, diketahui
bahwa pengisapanterutamamerupakanakibat hidrasipartikel,sedangkanpada tanah
berbutir,
kekuatan
tarikmempunyai
peranan
yanglebihpenting.
Hasilpercobaan
menunjukkan
bahwapeningkatan
pengisapan
tanahyangsejalandengan
penurunankadarair berlangsung
meneruspada seluruhrentangkadarair. Nilaitersebut
mulaidari nol untuktanahjenuh sampaibeberaparatuskilogramper centimeter
persegi
untuktanahyang keringoven.Variasiyangbesartersebutmemerlukan
penggunaan
skala
logaritma,
apabilasedangmeninjau
seluruhhubungan
antarapengisapan
dengankadarair.
Apabilapengisapan
tanahdinyatakan
dengantingginyakolomair, logaritma
tinggikolom
tersebut
yangdinyatakan
dalam centimeterbiasaadalahekivalen
dengannilaipF kadarair;
contoh,
airkapiler
yangtingginya
30,5cm (10ft) setaradenganpF2,48(= log30,5).
30-l00

39. Pada Tabel 8 ditunjukkanhubunganantara nilai pF dengan pengisapantanah
dinyatakan
dengantinggikolomair dan tegangan.Sebagaiakibatskala logaritma,
Tabel8 terlihat
bahwapF = 0 tidaksejalan
denganpengisapan
yangbernilai
nol.
Terjadinyapengisapan
tidak memerlukan
air tanah.Apabilacontohjenuh dikeringkan
di
laboratorium,
pengisapan
akanterjadibersamaan
denganterbentuknya
meniskus
padapori
(pore entrances).Denganpengeringanterus,jari-jarimeniskusakan makin mengecildan
pengisapan
makinmembesarsehinggamenghasilkan
teganganefektifpositifyang besar
dantanahyangtertekan
akanterlihat
menyusut.
Akibatpengeringan
terus,jari-jari
meniskus
dan jari-jaripori akan mencapai batas terendah,dan pengeringanselanjutnyaakan
mengakibatkan pori menjadi kosong dengan sedikit peningkatan pengisapan atau
penyusutan.
Padakadarairyangsangatrendah,
hilangnya
sudutkontakdanair higroskopik
mengakibatkan
peningkatan
pengisapan
lebihlanjutsampaimencapai
tingkatyangsangat
tinggi.Apabilasemuaporimempunyai
ukuranyangsama,penurunan
sedikitkadarair akan
mengakibatkan
peningkatan
pengisapan
yang tiba{iba sampaimeniskuspenuhterbentuk
dan porimulaikosong.
Peningkatan
pengisapan
yangcuramadalahtidakbiasauntuktanah,
tetapidiilustrasikan
oleh kapur lunak(softchalk)sebagaimana
ditunjukkan
padaGambar7
sehubungan
denganhaltersebut,
sebaiknya
tanahmempunyai
ukuranporiyangbermacam-
macam,yaituagar pengurangan
kadarair dapat berlangsung
sedikitdemi sedikitsesuai
denganpeningkatan
pengisapan,
sebagaimana
yangditunjukkan
oleh lempungberatpada
Gambar7.
Stabilitas
tanahdapatdipengaruhi
oleh pengisapan
sebagaimana
yangdiilustrasikan
pada
Gambar8. dimanapadapengisapan
yangrendah,perubahan
kekuatan
relatif
adalahcukup
nyata.Untuktanahyang plastisitasnya
rendahatau tidak plastis,kekuatanterkaitlangsung
dengantegangan
efektif
dan kemudian
dengankenaikan
pengisapan
(tegangan
kapiler
pada
air).Olehkarenaitu,peningkatan
kekuatan
akibatpengisapan
adalahdramatis,
sepanjang
kelembaban
kapiler
tetapberlangsung.
Tabel8. HubunganantaranilaipF dengantinggikolom
airdan tegangan(Sumber:TRRL, 1952)
yang
pada
pF PENGISAPAN
KOLOMAIR(cm) TEGANGAN(kq/cm')
0
1
2
3
4
5
6
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0,000999256
0,00999256
0,0999256
0,999256
9,99256
99,9256
999.256
n
U
Gambar
7.
5 10 .1
5 20 25
KADAR AIR (%)
Hubungan pengisapandan kadar
(Sumber:
Krebs,
1971)
31-100
air (kondisi pengeringan)

40. '*Y'^.^f
LEMPUNG
BERAT
10
I
B
7
6
E.
m
o 4
LL
tr
J
u J a
t _ u
U)
F
=
m
F 1
(/)
0 60 120 180 240 300 360
PENGISAPAN
(cmair)
Gambar8. Perkiraan
hubungan
stabilitas
relatif
(CBR)dengan pengisapan
(Sumber:
Krebs,1971)
8.1.3 Pengaruhterhadappemuaian(swelling)
Dampakdaripadahidrasipartikel
adalahpemuaianpadatanahlempung.Padajarakyang
pendekdari permukaanpartikellempung,kekuatanpengorentasian
dan penyerapanyang
bekerjapada molekulair adalahsangatkuat dan air dipandanglebihmenyerupai
bahan
padatdaripada
sebagaibahancair(airserapan).
Apabilalapisair serapanterbentukpada
saatpembasahan
lempung,
makavolumeefektifbahanpadat(yangterkaitdenganmasing-
masingpartikel)
meningkat;
apabilalapisair serapanberhubungan
satu sama lain,maka
pemuaianmasing-masing
lapisanakan ditunjukkandengan peningkatanvolume total
struktur
tanah.
Dalam praktek,tebal air serapan pada lempung akan makin tebal, sampai tekanan
penyerapanpada air sama dengantekananbeban(overburdenpressure)
pada permukaan
tanah,baik sebagaiakibatpembebanan
tanahsendirimaupunakibatbebanluar.Apabila
bebanmeningkat
pada saat kesimbangan
dicapai,makatebalfilm air serapanberkurang
sehingga
terjadipenurunan.
Penomena
tersebut
disebutkonsolidasi.
Struktur
yangterbentuk
dalam lempung mudah mengalamiperubahankadar air, bertambahatau berkurang,
tergantung
padakondisi
perubahan
kadarairtersebut.
8.1.4 Pengaruhterhadappenyusutan (shrinkage)
Meskipun penyusutanpada lempung mungkin merupakan akibat dari beban luar
(konsolidasi),
namunhaltersebut
seringterkaitdenganhilangnya
air akibatpenguapan
atau
penyerapan
olehtumbuhan.
Grafiktipikalyangmenunjukkan
hubungan
antaravolumetanah
dengankadarairditunjukkan
padaGambar9.
32-100

41. Pada gambar9 terlihatbahwagrafikterdiriatas dua bagian;bagianpertamaadalahgaris
linear,sedangkan
bagianke dua adalahgarisnon-linear
dimanauntukpenurunan
kadarair
yang sama denganpenurunan
kadarair pada bagianpertama,penurunan
volumeadalah
lebihkecil.
./
BATASSUSUT
0
Gambar
9.
KADARAIR (%)
Hubungan
volumedengankadarair
(Sumber:
TRRL, 1952)
E
o
I
z
E
(5
o)
Y
l
-
z
:)
uJ
f
J
o
40
1 5
1 0
Pada bagianpertama,penurunan
volumetanahadalahekivalendenganvolumeair yang
hilang,namuntanahtetap dalamkeadaanjenuh;sedangkanpada bagianke dua, udara
mulaimemasuki
tanahsehingga
penurunan
volumetanahmenjadi
relatif
kecil.
Apabilagarispertamadiperpanjang
sehingga
memotong
garismendatar
yangmelewati
titik
volumepadakadarair nol,makakadarair pada perpotongan
keduagaristersebut
dikenal
denganbatassusut(SL),yaitukadarair dimanapada kadarair dibawahnya,
tanahhanya
mengalami
penyusutan
yangkecil.
8.1.5 Pengaruhterhadapkonsistensi
Padasaat suatumasatanahdiberitegangandi atas bataselastisnya,
makatanahtersebut
akan berubahbentukdan runtuh.Apabilatanah bersifatkohesifdan kadarairnyacukup
tinggi,makaterjadinya
deformasi
tidakdiikutidenganpemisahan
struktur,
tetapiakandiikuti
dengan pengaliranplastis.Dengandemikian,plastisitas
merupakankarakteristik
tanah
dimana hubungannya
dengan sifat-sifat
fisik dan kinerjamekanissangatpentingdalam
klasifikasi
tanah.
Terjadinya
plastisitas
tanah disebabkan
oleh pengaruhpelumasan
oleh film air terhadap
butir-butir
tanah yang berdekatan.
Oleh karena itu, plastistisitas
tanah tergantungpada
faktor-faktor
yang mempengaruhi
luasdan tebalfilm air, yaituukurandan bentukmasing-
masing butir serta sifat-sifatkimia permukaanbutir-butirtersebut.Karena tebal film air
terutamatergantung
pada kadarair, maka karakteristik
plastisitas
tanah biasanyaditeliti
melaluipenentuankadar air yang diperlukanuntuk menjadikantanah dalam keadaan
berbagai
tingkatplastisitas.
Meskipun
metodapenentuan
kadarair tersebutberbedauntuk
setiapcabangteknologi
tanah,namunmetodayang semuladikembangkan
oleh Atterberg
untukpertanian
telahdigunakan
secaraluasdalamrekayasa
tanah.
33-100

42. Pengkajian
sifatsifattanahyangdibentukkembalidalamkaitannya
dengankadarair telah
menghasilkan
hubunganantarakonsistensi
dengankadar air yang menjadidasar untuk
berbagai
kepentingan
yangterkaitdengantanahberbutir
halus,yaituklasifikasi,
identifikasi,
pendeskripsian,pengecekan keseragaman persediaan bahan serta untuk penilaian
kecocokan
penggunaan
danpenanganan
sebagaibahanjalan.
Konsistensi
pada kondisiterganggu
tergantung
pada kadarair. Denganpenambahan
air
secukupnya,lempung yang dalam keadaan aslinya kokoh (stiff) dapat dijadikanbubur
(melaluipengadukan).
Apabilabuburtanah dikeringkan
melaluipenguapan,
maka tanah
akanmakinkentalsampaipadasuatutingkatdimanasifatkeencerannya
hilang
danberubah
menjadiplastis.Denganmelanjutkan
pengeringan,
plastisitas
tanahakan hilang,meskipun
tanah masih dapat dibentuk dengan jari tangan. Pengeringanlebih lanjut akan
mengakibatkan
retaknya"benang"
tanahpada saat digulung.
Pada kondisitersebuttanah
dalamkeadaansemi padatdan pengeringan
seterusnya
menjadikan
tanahdalamkeadaan
keringdan padat (solid).Sebagaimana
ditunjukkan
pada Gambar 10, konsistensi
tanah
dapatdibagimenjadiempattingkat,
yaitucair,plastis,
semipadatdan padat.Padagambar
tersebut,ditunjukkanbahwa melalui penambahan/pengurangan
air dan pembentukan
kembali,secaraperlahan-lahan
atnahdapatberubahdarisatutingkatkonsistensi
ke tingkat
konsistensi
yanglain.
Berdasarkanmetode pengujianstandar,kadar air yang menjadibatas konsistensiperlu
ditentukan.
Oleh karenaitu, batas-batas
kadarair yangditetapkan
adalahbatascair (kadar
air yang menjadibatasantarakondisicair dan plastisdan batasplastis(kadarair yang
menjadibatasantarakondisiplastisdan semi padat).Disamping
itu,terdapatkadarair di
bawah batas plastisdimana pengeringanmulai kadar air tersebut,penyusutantanah
berhenti.
Kadar air tersebutdisebutbatas susut,yaitu kadarair terendahdimanatanah
masihdalamkeadaansemi padat.Pada batassusut,film air menghilang
dari butirtanah
sehinggatanah menjadikusam (tone).Perbedaanantarabatas cair denganbatas plastis
dikenaldenganindeksplastis,
sedangkan
batascairdan batasplastisdikenalpulasebagai
batasAttenberg.
40 50 60
KADARAIR (%)
Gambar10.Konsistensitanah
yangdibentuk
kembali
(Sumber:
Kerbs,1971)
Baik batascair maupunbatasplastistergantung
pada kandungan
lempungdalamtanah.
Tanahyangmengandung
banyaklempung
biasanya
mempunyai
batascairdanbatasplastis
yang tinggi,sedangkantanah kurangkohesifberpasirmempunyaibatas cair dan batas
plastisyang lebih rendah.Sebagianbesarlempungmempunyai
batascair yang berkisar
antara50 sampai90 persen.Batascairyangnilainya
lebihkecildari20 persenmerupakan
batascairyangluarbiasadansulitditentukan
secaraeksperimen.
Tanahyangmengandung
banyakbahanorganikmempunyai
batascair dan batasplastisyang lebihtinggidaripada
(,
z
E
tu
v
u-r 300
3
J
o
s
: 200
ul
J
o
1 0 0
PADAr
-t^t#t, pLAsrrs tt$*
:l
a
l
U)
a
q
6 - -
9
F-
a
J
a
F
rr
O
a
at)
34-100

43. Tabel9. Derajat
plastisitas*
TINGKAT
PLASTISITAS
INDEKS
PLASTIS
KEKUATANKERING PENGUJIAN
LAPANGAN-*
. Tidakplastis 0-5 Sangatrendah;
terlekat
lemahdan
getas(fragile);
mudahdihancurkan
denqan
ibuiaridanteluniuk.
Masatanahmudah
dirubah
bentuk;
bentuk
bolasulit
mempertahankan.
o Plastis
moderat
5 - 15 Rendah
sampai
m6dium;
dapat
dihancurkan
dengan
tangan
tanpa
kesulitan,
tetapi
sulitdipecahkan
denqan
ibuiaridanteluniuk.
Untuk
merubah
bentuk
diperlukan
tekanan
ringan;
mempunyai
kohesi
moderat.
o Plastas 16- 35 M6dium
sampai
tinggi;
dapat
dipecahkan
dengan
tangan
bertenaga;
dapatdipecahkan
di
bawah
telapak
tangan
yang
dibebani
dengan
badan.
Untukmerubah
bentuk
diperlukan
tekanan
agak
besar;biladigores
dengan
matapisauataukukuakan
mengkilap;
biladiremas-
remasakanmengering
secara
perlahan-lahan.
. Sangat
plastis
>35 Sangat
tinggi;
tidakdapat
dipecahkan
di bawah
telapak
tangan.
Untuk
merubah
bentuk
diperlukan
tekanan
besar;
ulet;mempunyai
kohesi
tinggi;
hilangnya
airsangat
lambat
tanahyangsamatetapitidakmengandung
bahanorganik,meskipunkeduatanahtersebut
mempunyai
indeksplastis
yangsama.
Secaraumumdapatdikatakan
bahwaindeksplastismerupakan
fungsikandungan
lempung,
sedangkan
batascair dan batasplastismerupakan
fungsikandungan
dan jenis lempung.
Sehubungan
denganhal tersebut,
apabilabatascair dihubungkan
denganindeksplastis,
perbedaanhubungantersebutakan merupakan
akibatperbedaan
jenis lempung,kecuali
untuktanahyang mengandung
banyakbahanorganikdan tanahyang partikel-partikelnya
porusdan berongga,
dimanakeduajenistanahtersebutmempunyai
batascairyangrelatif
tinggiuntukindeksplastistertentu.
Berdasarkan
batascairnya,
tanahdapatdibagimenjadilimakelompoksebagaiberikut:
I Batascairrendah : batascair20- 25 persen
r Batascairmenengah : batascair25- 50persen
I Batascairtinggi : batas
cair50- 70persen
I Batascairsangattinggi : batascair70 - 90 persen
r Batascairekstratinggi : batascair>90 persen
Untuk menyatakanplastisitastanah kadang-kadang
digunakanistilahgemuk (faf,),kurus
(lean),ptastisdan lunak(soft).Namundemikianistilahtersebutkurangbergunaapabitatidak
disertai
dengandefinisi
yangjelastentangcaramengukurnya.
Meskipun
sejauhinitidakada
standar,namun definisiplastisitas
yang ditunjukkanpada Tabel 9 umum digunakan.
Prosedurtersebutsangat bergunaterutama pada saat pencatatan(ogged) contoh hasil
pemboran
mungkin
tidaksampaike labaratorium.
*Sumber:
Kerbs,
1971 **kadar
aircontohmendekati
batasplastis
Meskipunindeksplastistidak selaluberkorelasi
langsungdengansifat-sifat
teknistanah,
tetapiuntuktanahanorganik
hal tersebutumumnyabenar,yaituindeksplastisyangmakin
meningkat
akanmeningkatkan
kekuatan
geserpadabatasplastis,
pemampatan
padabatas
cairdanpotensi
perubahan
volumesesuaidenganperubahan
kadarair.
35-100

44. Pengkajian
hubungan
antarabatasplastisdenganbatascairtelahmemberikan
gambaran
yang lebih baik tentangderajatplastisitas.
Tehah terbuktibahwa dengan bantuangrafik
beberapasifatlempungdantanaudapatdikorelasikan
denganbatasAtterberg
sebagaimana
ditunjukkan
padaTabel10.
Tabel10.Hubungan
umumbatasAtterberg,
indeksplastis
dansifat-sifat
teknisl)
t)Sumber:
Kerbs.
1971
')Batas
cairsama,
indeks
plastis
meningkat;
')lndeks
plastis
sama,
batas
cairmeningkat
8.1.6 Pengaruhterhadapkepadatan
Sifat lain tanah yang dipengaruhioleh pelumasanbutir-butirtanah oleh air adalah
kepadatan,
dimanabutir-butir
tanah merapatlebihdekatsebagaiakibatkeluarnya
udara.
Apabilatanahdipadatkan
(denganmenggunakan
dayapemadatan
tertentu)
padaberbagai
kadarairyangmakinmeningkat,
makakepadatan
tanahakanmencapai
nilaimaksimum
dan
kemudian
menurun
sebagaimana
ditunjukkan
padaGambar11.
Apabilatanah keringdipadatkan,
maka gesekanantarabutirakan menahanpergeseran
antara butir-butirtersebut sehingga perubahn volume tanah menjadi kecil. Apabila
pemadatan
dilakukan
padatanahyang telahditambah
air, maka air akan melumasi
butir-
butirtanahsehingga
butir-butir
tersebut
akanmerapatlebihdekatdan tanahmenjadi
padat.
Apabilatanahterusditambah
air,makamulaikadarair tertentu,
tanahakanmenjadi
jenuh
sehingga
pemadatan
akanmenghasilkan
kepadatan
yanglebihrendah.
t.. cARrsJENUH
(RoNGGA
= 0)
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0
KADAR
AIR(%)
Gambar11. Hubungan
kepadatan
dengankadar
1, 95
t r { o n
5 """
E
o)
I a A
o
z
t
ul
Y 1 - o
z
F
o
I
TU
Y
1, 60
KARAKTERISTIK PERBANDINGAN
DUA
KELOMPOK
TANAH2)
PERBANDINGAN
DUA
KELOMPOK
TANAH3)
o Pemampatan
. Permeabilitas
o Perubahan
volume
r Keuletan(toughness)
dekatPL
o Kekuatankerinq
Kira-kira
sama
Menurun
Meningkat
Meningkat
Meningkat
Meningkat
Meningkat
Meningkat
Meningkat
36-100
atr

45. 8.1.7 Pengaruhterhadappermeabilitas
Disampingpenyerapan(suction),
gaya hidrostatis
lain mungkinakan timbulsebagaiakibat
gravitasi,
tekananluar dan pembentukan
es sehinggamenambahpergerakan
air dalam
tanah.Peningkatan
pergerakan
tersebut,sebagiantergantungpada besarnyaketigagaya
yang telah disebutkan,
sedangkansebagianlagi tergantungpada tahanantanah untuk
mengalirkan
air,yaitupermeabilitas;
dimanapermeabilitas
mempengaruhi
sifat-sifat
drainase
dankonsolidasi.
8.2 Pengaruhair sebagai bahan pelarutterhadapsifat-sifattanah
Disampingmemilikisifat-sifat
fisik murni,air dalam tanah juga memilikisifat lain yang
dipandangpentingdalambidangrekayasa,
yaitusifatnyasebagaipelarut.
Sifatair sebagaipelarutditunjukkan
padasaat pembentukan
tanahdari batuaninduknya.
Penghancuran
batuanindukmenjadifragmen-fragmen
merupakan
tahapawalpembentukan
tanahsecarafisik,sedangkanpelapukan
fragmen-fragmen
dan pemindahan
elemen-elemen
merupakan
tahapselanjutnya
pembentukan
tanahmelaluiproseskimiaolehair. Padasaat
elemen-elemen
tanahterkenaair, makasebagianelementersebutberubahmenjadilarutan
yangsecarakasardapatdibagimenjadi
duakelompok,
yaitugaramdanbahanorganik.
Garam yang larut dalam pelarutakan memperbesarion bermuatanpositif(kation)yang
terdapatpada logam,yaitu sodium,magnesium,
kalsiumdan almuniumdimana ion-ion
tersebutmempunyaisifat yang mudah diserapoleh permukaanpartikeltanah. lon-ion
tersebutseringdisebutsebagaibasayangdapatditukar(exchangeable
bases)dan sifatnya
dalamtanahmempunyai
pengaruhyangbesarterhadapsifat-sifat
tanah.
lonhidrogen
(H-)jugaterbentuk
padasemualarutan
yangbiasanya
dikaitkan
denganjumlah
ion hidroxil(OH-),karena kedua ion tersebutmerupakanhasil penguraian
air menurut
persamaan
sebagaiberikut:
HrO5 H'+ OH-
Pada air yang benar-benar
netral,ion hidrogen
dan hidroxilmempunyai
konsentrasi
yang
samadan larutandisebutmempunyai
reaksi"netral".
Namundemikian,
apabilakonsentrasi
ionhidrogenlebihbesardarikonsentrasi
ionhidroxil,
makalarutanbersifat
asam.
Untuk menyatakan
secara kuantitatif
keasamandan alkalinitas
suatu larutandigunakan
skalapH, dimananilaipH merupakan
kebalikan
konsentrasi
ion hidrogen
yangdinyatakan
dalamskalalogaritma
berbasis10. Padaskalatersebut,
larutannetralmempunyai
pH = 7,
sedangkan
asam mempunyai
pH yang lebihrendahdan alkalinmempunyai
pH yang lebih
tinggi.SkalapH dapatdigunakanuntukmenilaireaksiair dalamtanah.Dewasaini telah
dikembangkan
banyakmetodauntukkeperluan
tersebut,
diantaranya
adalahyangdilakukan
melaluipengukuran
potensiallistrikyang terjadiantaraelektrodayang dicelupkan
dalam
campuran
yangterdiri
atas1 bagian
tanahdan3 bagianair.
Disamping
meningkatkan
ion metalik,
juga garamdapatmempengaruhi
struktur
tanahatau
bangunan
teknikmelalui
carasebagai
berikut:
a. Penyerangan/penghancuran
betondanbahanlainyangmengandung
semen.
b. Pembubaran/pemisahan
bahanporus,termasuk
tanah,melalui
pembentukan
kristal.
c. Pembentukan
karatlogam,misalpipabesi.
Garam yang biasanyaperlu diperhatikan
adalahberbagaijenis sulfat,terutamasodium,
magnesium
dan kalsium.
Sulfatkalsium
terjadisecaraalamipadatanah(biasanya
lempung)
dalambentukgipsumkristalin.
Di beberapa
wailayah,
sulfatsodiumdan magnesium
terjadi
padatingkatyanglebihrendahpadatanah,tetapikarenalebihmudahlarutdaripada
garam
kalsium,
makakeduasulfattersebut
mempunyai
petensi
yanglebihberbahaya.
0.3
37-100