V. BAB iV iPENUTUP
2.2 Tanah iLempung
Tanah ilempung imerupakan itanah idengan iukuran imikrokopis isampai idengan isub imikrokopis iyang iberasal idari ipelapukan iunsur- unsur ikimiawi ipenyusun ibatuan. iTanah ilempung isangat ikeras idalam ikeadaan ikering idan ibersifat iplastis ipada ikadar iair isedang. iPada ikadar iair ilebih itinggi ilempung ibersifat ilengket i(kohesif) idan isangat ilunak. iBerdasarkan iklasifikasi itanah imenurut iAASHTO, itanah ilempung imemiliki iukuran ibutiran ilebih ikecil idari i0,002 imm. iHakam, iet ial i(2010), imelakukan ipenelitian itentang ipengaruh ipenambahan itanah ilempung ipada ipasir ipantai iterhadap ikuat igeser itanah. iHasil ipenelitian imenunjukkan isemakin ipadat isuatu imassa itanah imaka isemakin ibesar isudut igesernya, isebaliknya isemakin ilepas isuatu imassa itanah imaka isemakin ikecil isudut igeser iyang idihasilkan.
iSemakin ibesar ikadar ilempung iyang iditambahkan imaka isemakin imeningkat ikohesi itanah itersebut, idan isudut igeser iakan imenjadi isemakin imenurun. iKara idkk i(2013) imelakukan ipenelitian imengenai ikonstribusi idari irentang iukuran ibutiran ipasir iterhadap ikuat igeser ipasir. iPenelitian idilakukan idengan imemvariasikan irentang iukuran ibutiran ipasir idan imembuat ivariasi itambahan iberupa igradasi idari
IV - lxiv
ipencampuran irentang iukuran ibutiran ipasir. iKemudian imasing imasing ivariasi idilakukan iuji igeser ilangsung. iDari ihasil ipenelitian ididapat ibahwa isemakin ibesar iukuran idari ipartikel ipasir imaka isudut igeser ipasir i(ϕ) iakan isemakin imeningkat. iPasir itidak imemiliki ikemampuan imengikat iantar ipartikel i(kohesi) idan isulit idipadatkan isehingga idaya idukung itidak iterpenuhi, iuntuk imemecahkan imasalah iini imaka ipasir iharus iditambahkan imaterial ipengikat iberupa itanah ikohesif. iDas, iBraja iM i(1988),
iDalam ipengambilan isampel ipenelitian iini idi iambil idi iwilayah iruas ijalan iMakale i– iBittuang i– ibatas iSulawesi iBarat iTana iToraja i:
Gambar i2.13 iLokasi iPengambilan iSampel iTanah.
Tanah ilempung imerupakan ipartikel imineral iyang iberukuran ilebih ikecil idari i0,002 imm. iPartikel-partikel iini imerupakan isumber iutama idari ikohesi idi idalam itanah iyang ikohesif iBowles i(1991) idalam
IV - lxv
iSeptiyani i(2016). iNamun imenurut iChen i(1975) idalam iAziz i& iSafitri i(2015), ibahwa isuatu imineral ilempung itidak idapat idibedakan imelalui iukuran ipartikel isaja, isebagai icontoh ipartikel iquartz idan ifeldspar, imeskipun iterdiri idari ipartikel-partikel iyang isangat ikecil inamun itidak ibisa idisebut itanah ilempung ikarena iumumnya ipartikel-partikel itersebut itidak idapat imenyebabkan iterjadinya isifat iplastis idari itanah.
iPerubahan isifat ifisik idan imekanis itanah ilempung idikendalikan ioleh ikelompok imineral iyang imendominasi itanah itersebut.
Gambar 2.14 Tanah Lempung Berpasir
Mineral ilempung imerupakan isenyawa ialumunium isilikat iyang ikompleks iyang iterdiri idari isatu iatau idua iunit idasar iyaitu isilika itetrahedra idan ialumunium ioktahedra iDas i(1995).Jenis-jenis imineral ilempung itergantung idari ikomposisi isusunan isatuan istruktur idasar
IV - lxvi
iatau itumpuan ilembaran iserta imacam iikatan iantara imasing-masing ilembaran.
Tanah ilempung iterdiri idari ibutir-butir iyang isanget ikecil iyang iukuranya ikurang idari i0,002 imm iserta imenunjukkan isifat-sifat iplastisitas idan ikohesi iWesley i(1977) idalam iSutrisno i(2013). iKohesi imenunjukan ikenyataan ibahwa ibagian-bagian iitu imelekat isatu isama ilainnya, isedangkan iplastisitas iadalah isifat iyang imemungkinkan ibentuk ibahan iitu idirubah-rubah itanpa iperubahan iisi iatau itanpa ikembali ike ibentuk iaslinya, idan itanpa iterjadi iretakan-retakan iatau iterpecah-pecah.
Sifat itanah ilempung iyang imudah idiamati imenurut iTerzaghi i(1987) idalam iKhoiriyah i(2015), iadalah ijika itanah ilempung idalam ikeadaan ikering imaka iakan isangat ikeras, idan itak imudah iterkelupas ihanya idengan ijari itangan, iselain iitu ipermeabilitas itanah ilempung ijuga isangat irendah. iSedangkan imenurut iHardiyatmo i(1992) idalam iHerman i(2016), isifat-sifat iyang idimiliki idari itanah ilempung iyaitu iantara ilain iukuran ibutiran ihalus ilebih ikecil idari i0,002 imm, ipermeabilitas irendah, ikenaikan iair ikapiler itinggi, ibersifat isangat ikohesif, ikadar ikembang isusut iyang itinggi idan iproses ikonsolidasi ilambat.
Menurut iChen i(1975) imineral ilempung iterdiri idari i3 ikomponen iutama iyaitu imontmorillonite, iillite, idan ikaolinite
a. Kaolinite
IV - lxvii
Umumnya itidak iekspansif ikarena iadanya iikatan ihidrogen iyang ipada ikondisi itertentu ipartikel ikaolinite imungkin iterbentuk ioleh ilebih idari iseratus itumpukan iyang isukar idipisahkan, isehingga imineral iini istabil idan iair itidak idapat imasuk idiantara ilempengannya i(tidak iterjadi ipengembangan idan ipenyusutan ipada isel isatuannya i(Andriani, Yuliet,
& Fernandez, 2012).
b. Illite
Memiliki iformasi istruktur isatuan ikristal iyang ihampir isama idengan imontmorrilonite i(Andriani, Yuliet, & Fernandez, 2012). iSatu isatuan ikristal iillite imemiliki itebal idan ikomposisi iyang isama idengan imontmorrilonite. iPerbedaannya iadalah:
Terdapat ikurang ilebih idua ipuluh ipersen ipergantian isilicon i(Si) ioleh
ialuminum i(Al) ipada ilempeng itetrahedral.
Antar isatuan ikristal iterdapat ikalium i(K) iyang iberfungsi isebagai
ipenyeimbang imuatan idan ipengikat iantar isatuan ikristal.
Struktur imineralnya itidak imengenbang isebagaimana imontmorrilonite.
Illite imerupakan ikelompok iMica-like, itermasuk iillites idan ivermiculites, ibisa iberperilaku iekspansif itetapi iumumnya itidak imenimbulkan ipersoalan iyang iberarti. iIllite iterdiri idari isebuah ilembaran ioktahedra iyang iterikat idua ilembaran isilika itetrahedra.
iDalam ilembaran ioktahedra, iterdapat isubstitusi iparsial ialuminium ioleh imagnesium idan ibesi iserta idi idalam ilembaran itetrahedra iterdapat ipula isubstitusi isilikon ioleh ialuminium iyang imenghasilkan imuatan
IV - lxviii
inegatif. iMuatan inegatif iini imengikat iion ikalium iyang iterdapat idiantara ilapisan-lapisan iillite. iIkatan-ikatan itersebut ilebih ilemah idari ipada iikatan ihidrogen ipada ikristal ikaolinite, itetapi ilebih ikuat idari iikatan iionik iyang imembentuk ikristal imontmorillonite. i
c. Montmorilonite
yaitu itanah iyang isangat iekspansif ikarena iikatan iantar ilapisannya idisebabkan ioleh igaya iVander iWall iyang ilebih ilemah idari iikatan ihidrogen iatau iikatan iion ilainnya. iMontmorillonite imempunyai istruktur iyang isama idengan iIllite, iyaitu iterdiri idari idua ilembaran isilika idan isatu ilembaran ialuminium iatau igibbsite. iPada imontmorillonite iterjadi isubstitusi iisomorfis iantara iatom-atom imagnesium idan ibesi imenggantikan isebagian iatom-atom iion ikalium iseperti ipada iillite, idan isejumlah ibesar imolekul itertarik ipada iruangan iantara ilapisan-lapisan itersebut. iKristal imontmorillonite isangat ikecil itetapi imempunyai igaya itarik iyang icukup iterhadap iair. iTanah iyang imengandung imineral iini isangat imudah imengembang ioleh itambahan ikadar iair. iRumus ikimia imontmorrilonite isebagai iberikut
maka idapat idijelaskan ibesarnya iswelling iditentukan ioleh imineral iyang iada idalam itanah ilempung, idan itanah ilempung iyang
ibanyak imengandung imontmorillonite iakan ilebih ibesar
ipengembangannya idaripada itanah iyang ibanyak imengandung ikoalinite. iJuga idapat idisimpulkan ibahwa ibesarnya iswelling iditentukan ioleh ikimia itanahnya i(banyaknya ikation-kation idalam itanah). iKation
IV - lxix
iterutama iyang imemiliki ivalensi iyang itinggi iberfungsi isebagai
ipengikat iantara ipartikel-partikel ilempung idan imengurangi
ipengembangan iatau ipembesaran ijarak iantar ipartikel. iJadi ikembang isusut itanah idapat idikurangi idengan icara imenambah ikation-kation idalam itanah, iseperti iNa+ i, iK+ i, iCa+ i, iMg++ idll. i
2.3 i iKarakteristik iTanah iLempung
Tanah iLempung iBerpasir i
Tanah iberpasir, imerupakan itanah iyang imemiliki i70% iunsur ipasir,dan ibertekstur ipasir, idan imemiliki itekstur ipasir iberlempung i(khairi, 2019)
Tekstur itanah ilempung iberpasir iyaitu ihalus idan igembur, idrainase ikurang ibaik isebab ipada itanah igembur iterdapat iruang ipori- pori iyang idapat idiisi ioleh iair itanah idan iudara,sehingga itanah imemiliki idaya isimpan iair iyang ibanyak.
Tanah ilempung iberpasir imerupakan itanah iyang imengandung imineral-mineral ilempung idan imemiliki ikadar iair idan ipasir iyang itinggi.
Tabel i2.8. iIndikator ikuat igeser itak iterdrainase itanah ilempung iberpasir
Konsistensi i Indikator iLapangan
Berpasir Bisa idibentuk idengan imudah
idengan ijari itangan
IV - lxx
Sangat iBerpasir Keluar idi iantara ijari itangan ijika idiremas idalam ikepalan itangan
Tabel i2.9. iPotensi iPengembangan Potensi Pengembangan Persen
iKoloid
Indek Batas Batas
Pengembangan (akibat itekanan (<0,001mm) Plastisitas Susut Cair
6,9 iKPa) (%) PI SL LL
(%) (%) (%) (%)
Sangat itinggi >30 >28 >35 >11 >65 Tinggi 20-30 20-31 25-41 07-12 50-63 Sedang 10-20 13-23 15-28 10-16 39-50 Rendah <10 <15 <18 <15 39
Sumber i(usman, 2008)
Tanah iyang ibanyak imengandung ilempung imengalami
iperubahan ivolume,pengembangan,penyusutan iKetika ikadar iair
iberubah, imaka idari iitu iair iberfungsi isebagai ipenentu isifat iplastisitas idari ilempung
IV - lxxi
Karakteristik ifisik itanah ilempung iberpasir
Menurut iBowles i(1989), imineral-mineral ipada itanah ilempung iumumnya imemiliki isifat-sifat: i
1. Hidrasi i
Partikel imineral ilempung ibiasanya ibermuatan inegatif isehingga ipartikel ilempung ihampir iselalu imengalami ihidrasi, iyaitu idikelilingi ioleh ilapisan-lapisan imolekul iair iyang idisebut isebagai iair iteradsorbsi.
iLapisan iini ipada iumumnya imempunyai itebal idua imolekul ikarena iitu idisebut isebagai ilapisan idifusi iganda iatau ilapisan iganda. iLapisan idifusi iganda iadalah ilapisan iyang idapat imenarik imolekul iair iatau ikation idisekitarnya. iLapisan iini iakan ihilang ipada itemperatur iyang ilebih itinggi idari i600 isampai i1000C idan iakan imengurangi iplasitisitas ialamiah, itetapi isebagian iair ijuga idapat imenghilang icukup idengan ipengeringan iudara isaja. I
2. Aktivitas i
Hasil ipengujian iindex iproperties idapat idigunakan iuntuk imengidentifikasi itanah iekspansif. iHardiyatmo i(2006) imerujuk ipada iSkempton i(1953) imendefinisikan iaktivitas itanah ilempung isebagai iperbandingan iantara iIndeks iPlastisitas i(IP) idengan iprosentase ibutiran iyang ilebih ikecil idari i0,002 imm iyang idinotasikan idengan ihuruf iC, idisederhanakan idalam ipersamaan: i
IV - lxxii Aktifitas i= i
……….(2.23)
iUntuk inilai iA>1,25 idigolongkan iaktif idan isifatnya iekspansif. iNilai iA
1,25<A<A<0,75 idigolongkan inormal isedangkan inilai iA<0,75 idigolongkan itidak iaktif. iAktivitas ijuga iberhubungan idengan ikadar iair ipotensial irelatif. iNilai-nilai ikhas idari iaktivitas idapat idilihat ipada iTabel i2.11
Tabel i2.10. iAktivitas itanah ilempung Minerologi itanah ilempung Nilai iAktivitas
Kaolinite 0,4 i– i0,5
Lilite 0,5 i– i1,0
Montmorillonite 1,0 i– i7,0
Sumber i: i(skempton, 1953) 1. Flokulasi idan iDispersi i
Apabila imineral ilempung iterkontaminasi idengan isubstansi iyang itidak imempunyai ibentuk itertentu iatau itidak iberkristal imaka idaya inegatif inetto, iion- iion iH+ idari iair igaya iVander iWaals idan ipartikel iberukuran ikecil iakan ibersama-sama itertarik idan ibersinggungan iatau ibertabrakan idi idalam ilarutan itanah idan iair. iBeberapa ipartikel iyang
IV - lxxiii
itertarik iakan imembentuk iflok i(flock) iyang iberorientasi isecara iacak iatau istruktur iyang iberukuran ilebih ibesar iakan iturun idari ilarutan iitu idengan icepatnya imembentuk isedimen iyang ilepas. iFlokulasi iadalah iperistiwa ipenggumpalan ipartikel ilempung idi idalam ilarutan iair iakibat imineral ilempung iumumnya imempunyai ipH>7. iFlokulasi ilarutan idapat idinetralisir idengan imenambahkan ibahan-bahan iyang imengandung iasam i(ion iH+), isedangkan ipenambahan ibahan-bahan ialkali iakan imempercepat iflokulasi. iUntuk imenghindari iflokulasi ilarutan iair idapat iditambahkan izat iasam. I
2. Pengaruh iZat icair i
Fase iair iyang iberada idi idalam istruktur itanah ilempung iadalah iair iyang itidak imurni isecara ikimiawi. iPada ipengujian idi ilaboratorium iuntuk ibatas iAtterberg, iASTM imenentukan ibahwa iair isuling iditambahkan isesuai idengan ikeperluan. iPemakaian iair isuling iyang irelatif ibebas iion idapat imembuat ihasil iyang icukup iberbeda idari iapa iyang ididapatkan idari itanah idi ilapangan idengan iair iyang itelah iterkontaminasi. iAir iyang iberfungsi isebagai ipenentu isifat iplastisitas idari ilempung. iSatu imolekul iair imemiliki imuatan ipositif idan imuatan inegative ipada iujung iyang i iberbeda i(dipolar). iFenomena ihanya iterjadi ipada iair iyang imolekulnya idipolar idan itidak iterjadi ipada icairan iyang itidak idipolar iseperti ikarbon itetrakolrida i(Ccl4) iyang ijika idicampur ilempung itidak iakan iterjadi iapapun. i
IV - lxxiv 3. Sifat ikembang isusut i(swelling ipotensial) i
Plastisitas iyang itinggi iterjadi iakibat iadanya iperubahan isyistem itanah idengan iair iyang imengakibatkan iterganggunya ikeseimbangan igaya-gaya ididalam istruktur itanah. iGaya itarik iyang ibekerja ipada ipartikel iyang iberdekatan iyang iterdiri idari igaya ielektrostatis iyang ibergantung ipada ikomposisi imineral, iserta igaya ivander iWalls iyang ibergantung ipada ijarak iantar ipermukaan ipartikel. iPartikel ilempung ipada iumumnya iberbentuk ipelat ipipih idengan ipermukaan ibermuatan ilikstik inegatif idan iujung-ujungnya ibermuatan iposistif. iMuatan inegatif iini idiseimbangkan ioleh ikation iair itanah iyang iterikat ipada ipermukaan ipelat ioleh isuatu igaya ilistrik. iSistem igaya iinternal ikimia-listrik iini iharus idalam ikeadaan iseimbang iantara igaya iluar idan ihisapan imatrik.
iApabila isusunan ikimia iair itanah iberubah isebagai iakibat iadanya
iperubahan ikomposisi imaupun ikeluar imasuknya iair itanah,
ikeseimbangan igaya–gaya idan ijarak iantar ipartikel iakan imembentuk ikeseimbangna ibaru. iPerubahan ijarak iantar ipartikel iini idisebut isebagai iproses ikembang isusut. i
Tanah-tanah iyang ibanyak imengandung ilempung imengalami iperubahan ivolume iketika ikadar iair iberubah. iPerubahan iitulah iyang imembahayakan ibagunan. iTingkat ipengembangan isecara iumum ibergantung ipada ibeberapa ifaktor iyaitu: i
1. iTipe idan ijumlah imineral iyang iada idi idalam itanah. i
IV - lxxv 2. iKadar iair. i
3. iSusunan itanah. i
4. iKonsentrasi igaram idalam iair ipori. i 5. iSementasi. i
6. iAdanya ibahan iorganik, idll.