Karakteristik Tanah Lempung – Cipularang Km 91-92

 

Pada ruas sepanjang jalan tol Cipularang banyak terdapat masalah, antara lain stabilitas lereng. Salah satu masalahnya adalah parameter kekuatan geser tanah yang dapat berubah. Sebagai contoh, karakteristik parameter kekuatan geser yang dapat berubah apabila kondisi lapisannya telah terbuka terhadap udara, apalagi jika terjadi ketergangguan secara fisik pada waktu tanah dibuka.

Menurut AASHTO tanah diklasifikasikan ke dalam tujuh kelompok besar, yaitu A-1 sampai A-7. Tanah dengan klasifikasi A-1, A-2 dan A-3 adalah tanah berbutir yaitu 35% atau kurang jumlah butiran tanah tersebut lolos ayakan No.200, sedangkan tanah dengan klasifikasi A-4, A-5, A-6 dan A-7 adalah tanah yang lebih dari 35% dari butirannya lolos ayakan No. 200.

Sedangkan klasifikasi tanah oleh USCS (Unified Soil Classification System) diuraikan sebagai berikut:

a. Tanah berbutir kasar (Coarse Grained Soil), yaitu tanah kerikil dan pasir, dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No.200. Simbol dari kelompok ini G (Gravel) atau tanah berkerikil dan S (Sand) atau tanah berpasir.

b. Tanah berbutir halus (Fine Grained Soil), yaitu lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200 dan diberi simbol M untuk lanau anorganik, C untuk lempung anorganik, O untuk lanau organik dan lempung organik.

dimana simbol:

W = Well Graded (tanah dengan gradasi baik),

P = Poorly Graded (tanah dengan gradasi buruk),

L = Low Plasticity (plastisitas rendah, LL<50),

H = High Plasticity (plastisitas tinggi, LL> 50).

Mineral lempung merupakan senyawa aluminium silikat yang kompleks dan terdiri dari satu atau dua unit dasar, yaitu Silika Tetrahedra dan Aluminium Oktahedra.

Mineral Kaolinite terdiri dari tumpukan lapisan-lapisan dasar lembaran-lembaran kombinasi Silica-Gibbsite. Setiap lapisan dasar tersebut mempunyai tebal kira-kira 7,2 Angstrom (1 Angstrom = 10-10 m). Tumpukan lapisan-lapisan tersebut terikat oleh ikatan Hydrogen (Hydrogen Bonding). Mineral kaolinite berujud seperti lempengan-lempengan tipis, masing-masing dengan diameter kira-kira 1.000 Angtrom sampai 20.000 Angtrom dan ketebalan berkisar antara 100 Angstrom sampai 1000 Angstrom. Luas permukaan (Specific Surface) partikel kaolinite per unit massa adalah kira-kira 15 m2/gram. Struktur dari mineral Kaolinit.

Mineral Illite terdiri dari lembaran Gibbsite yang diapit oleh dua lembaran Silica. Lapisan-lapisan Illite terikat satu sama lain oleh ion-ion Kalium (Potassium) dan muatan negatif yang diperlukan untuk mengikat ion-ion Kalium tersebut diperoleh dengan adanya penggantian sebagian atom Silikon pada lembaran Tetrahedra oleh atom-atom aluminium tanpa mengubah bentuk kristal utama yang disebut substitusi Isomorf. Pada montmorillonite terjadi substitusi isomorf antara atom-atom magnesium dan besi menggantikan sebagian atom-atom kalium seperti pada illite. Partikel montmorillonite mempunyai dimensi mendatar dari 1000 Angtrom sampai 5000 Angstrom dan ketebalan 10 Angstrom sampai 50 Angstrom. Luas spesifiknya sekitar 800 m2/gram.

Jenis tanah permukaan pada lokasi cipularang KM 92 tersebut adalah tanah lempung kemerahan dengan kondisi sedang kekeras dan jika tanah basah diremas-remas maka tanah tersebut agak lekat. Penyelidikan dengan alat sondir adalah untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah keras serta sifat daya lekatnya. Sondir yang digunakan di lapangan adalah sondir medium dengan tipe 2.5 ton dengan kemampuan batas untuk membaca nilai tahanan ujung konus dan friksi 250 kg/cm2

Pada studi ini terdapat 7 titik sondir dan hasil tes mengindikasikan ketebalan lapisan tanah sekitar 1.00 m berupa konsistensi sedang kekeras. Lapisan di bawahnya berupa lapisan yang keras sehingga bikonus tidak tembus.

Berdasarkan hasil penelitian uji laboratorium yang dilakukan terhadap tanah lempung Pasir Honje pada lokasi di ruas Jalan Tol Cipularang dan analisisnya, dapat disimpulkan bahwa:

1.     Kandungan utama mineral tanah lempung Pasir Honje adalah halloysite.

2.    Ada pembagian tiga tipe tanah dengan zonasi dimana nilai kuat geser rata-rata dari data percobaan geser langsung adalah kering  dengan c = 0.23 a 0.30 kg/cm2 dan φ = 20 – 32o dan basah dengan c = 0.08 a 0.26 kg/cm2 dan φ = 11 – 19.5o. Sedang triaxial rata-rata tipe zona 1 dengan c = 0.2 a 0.4 kg/cm2 dan φ = 15 – 25o. Tipe zona 2 dengan c = 0.4 a 0.8 kg/cm2 dan φ = 15 – 25o. Tipe zona 3 dengan c = 0.4 a 0.6 kg/cm2 dan φ = 10 – 20o

3.     Dari hasil percobaan geser langsung dengan pemeraman 2, 5 dan 10 hari untuk kondisi kering kuat geser pada lokasi A dan B naik dengan bentuk kurva hampir sama, sedang untuk kondisi basah untuk lokasi A dan B terjadi penurunan kuat geser yang cukup tajam. Ini mengindikasikan tanah lempung tersebut jika terkena air cepat menjadi lemah dan kekuatan geser tanah menurun.

4.     Dari korelasi hasil triaxial persentase butir halus berpengaruh terhadap besar sudut geser dalam. Sedangkan pada percobaan geser langsung sudut geser tanahnya dapat berubah pada fraksi halus butir yang tetap.

5.     Sudut geser dalam rata-rata berubah naik jika plastisitas naik. Namun pada tipe tanah zona 2 parameter sudut geser menurun jika plastisitasnya naik. Hal ini mengindikasikan tipe tanah tidak seperti tanah umum yang proporsional. Maka dianggap tipe tanah zona 2 akan melemah jika kadar air plastisitasnya meningkat.

Jurnal Teknik Sipil Volume 6.   Abdul Fatal1, Ilyas Suratman2, Syarifuddin Nasution .2006

Pustaka:

Andrawes, K.Z, 1975. “Anisotropy of Strength in Clay Containing Plate off Increasing Size”. 4th Southeast Asian Conference on Soil Engineering Kuala Lumpur, Malaysia (7th – 10th April)

Duncan, J.M.. “The Effect of Anisotropy and Reorientation of Principal Stresses on The Shear Strength of Saturated Clay”.
Ladd, C.C, 1971. “Strength Parameter and Stress Strain Benaviour of Saturated Clay”. MIT
Mihai Popescu, 1975. “The Effect of Anistropiy on Shrinkage of Active Clay”. 4th Southeast Asian Conference on Soil Enggineering, Kuala Lumpur, Malaysia (7th – 10th April).
Moroto, N., Muramatsu, M., 1987, “Ko value and degree of Anisotropy of Overconsolidated Clay”, 9th Southeast Asian Geotechnical Conference, Bangkok, Thailand.
Wesley, L.D. “The Naturel of Anistropy in Soft Clays”. Aucland.
Wood, D.M., 1990, “Soil Behavior and Critical State Soi Mechanics”, Cambrige University Press.