5 BAB II DASAR TEORI 2.1 Tanah lempung liat (Clays) a. Pengertian dan Jenis – Jenis Tanah Tanah merupakan dasar suatu struktur atau konstruksi, baik itu konstruksi bangunan gedung, konstruksi jalan, maupun konstruksi yang lainnya. Jadi seorang ahli teknik sipil harus juga mempelajari sifat-sifat dasar dari tanah, seperti asal usulnya, penyebaran ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat pemampatan bila dibebani (compressibility), kekuatan geser, kapasitas daya dukung terhadap beban dan lain-lain. Dalam pengertian teknik, tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain yang terbentuk akibat pelapukan dari batuan. Proses penghancuran dalam pembentukan tanah dari batuan terjadi secara fisis dan kimiawi. Secara fisis dapat diakibatkan dengan erosi oleh air, angin atau perpecahan akibat pembekuan dan pencairan es dalam batuan. Sedangkan cara kimiawi, mineral batuan induk diubah menjadi mineral-mineral baru melalui reaksi kimia. Air dan karbon dioksida dari udara membentuk asam- asam karbon yang kemudian bereaksi dengan mineral-mineral batuan dan membentuk mineral-mineral baru ditambah garam-garam terlarut. Akibat dari pembentukan tanah secara kimiawi, maka tanah mempunyai struktur dan sifat- sifat yang berbeda (Das, Braja M, 1985). Dalam ilmu mekanika tanah yang disebut “tanah” ialah semua endapan alam yang berhubungan dengan teknik sipil, kecuali batuan tetap. Batuan tetap
39
Embed
BAB II DASAR TEORI 2.1 Tanah lempung liat (Clays ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Tanah lempung liat (Clays)
a. Pengertian dan Jenis – Jenis Tanah
Tanah merupakan dasar suatu struktur atau konstruksi, baik itu konstruksi
bangunan gedung, konstruksi jalan, maupun konstruksi yang lainnya. Jadi seorang
ahli teknik sipil harus juga mempelajari sifat-sifat dasar dari tanah, seperti asal
usulnya, penyebaran ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat
pemampatan bila dibebani (compressibility), kekuatan geser, kapasitas daya
dukung terhadap beban dan lain-lain.
Dalam pengertian teknik, tanah adalah akumulasi partikel mineral yang
tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain yang terbentuk akibat pelapukan
dari batuan. Proses penghancuran dalam pembentukan tanah dari batuan terjadi
secara fisis dan kimiawi. Secara fisis dapat diakibatkan dengan erosi oleh air,
angin atau perpecahan akibat pembekuan dan pencairan es dalam batuan.
Sedangkan cara kimiawi, mineral batuan induk diubah menjadi mineral-mineral
baru melalui reaksi kimia. Air dan karbon dioksida dari udara membentuk asam-
asam karbon yang kemudian bereaksi dengan mineral-mineral batuan dan
membentuk mineral-mineral baru ditambah garam-garam terlarut. Akibat dari
pembentukan tanah secara kimiawi, maka tanah mempunyai struktur dan sifat-
sifat yang berbeda (Das, Braja M, 1985).
Dalam ilmu mekanika tanah yang disebut “tanah” ialah semua endapan
alam yang berhubungan dengan teknik sipil, kecuali batuan tetap. Batuan tetap
6
menjadi ilmu tersendiri yaitu mekanika batuan (rock mechanics). Endapan alam
tersebut mencakup semua bahan, dari tanah lempung (clay) sampai berangkal
(boulder). Ukuran dari partikel tanah adalah sangat beragam dengan variasi yang
cukup besar. Tanah umunya dapat disebut sebagai kerikil (gravel), pasir (sand),
lanau (silt) atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling
dominan pada tanah tersebut.
Beberapa organisasi telah mengembangkan batasan-batasan ukuran golongan
jenis tanah (soil separate size limits) berdasarkan ukuran-ukuran partikelnya.
1. Kerikil (gravels) adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang-kadang
juga mengandung partikel-partikel mineral quartz, feldspar dan mineral-
mineral lain, Diameter butiran > 5 mm.
2. Pasir (sand) sebagian besar terdiri dari mineral quartz dan feldspar. Butiran
dari mineral yang lain mungkin juga masih ada pada golongan ini , Diameter
butiran 0,0075 – 5,0 mm.
3. Lanau (silt) sebagian besar merupakan fraksi mikroskopis (berukuran sangat
kecil) dari tanah yang terdiri dari butiran-butiran quartz yang sangat halus, dan
sejumlah partikel-partikel berbentuk lempengan-lempengan pipih yang
merupakan pecahan dari mineral-mineral mika, Diameter butiran 0,002 –
0,0075 mm.
4. Lempung (clays) sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan
submikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan
mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan
merupakan partikel-partikel dari mika. Lempung didefinisikan sebagai
golongan partikel yang berukuran kurang dari 0,002 mm (= 2 mikron).
7
b. Identifikasi Tanah Lempung Liat (Clays)
Definisi tanah lempung menurut beberapa ahli :
1. Terzaghi (1987)
Merupakan tanah dengan ukuran mikrokonis sampai dengan sub mikrokonis
yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan. Tanah
lempung sangat keras dalam keadaan kering, dan tak mudah terkelupas hanya
dengan jari tangan. Permeabilitas lempung sangat rendah, bersifat plastis pada
kadar air sedang. Di Amerika bagian barat, untuk lempung yang keadaan
plastisnya ditandai dengan wujudnya yang bersabun atau seperti terbuat dari
lilin disebut “gumbo”. Sedangkan pada keadaan air yang lebih tinggi tanah
lempung akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak.
2. DAS (1988)
Merupakan tanah yang terdiri dari partikel-partikel tertentu yang
menghasilkan sifat plastis apabila dalam kondisi basah.
3. Bowles (1991)
Mendefinisikan tanah lempung sebagai deposit yang mempunyai partikel
berukuran lebih kecil atau sama dengan 0,002 mm dalam jumlah lebih dari 50
%.
4. Hardiyatmo (1992)
Mengatakan sifat-sifat yang dimiliki dari tanah lempung yaitu antara lain
ukuran butiran halus lebih kecil dari 0,002 mm, permeabilitas rendah,
kenaikan air kapiler tinggi, bersifat sangat kohesif, kadar kembang susut yang
tinggi dan proses konsolidasi lambat.
8
5. Grim (1953).
Tanah lempung dan mineral lempung adalah tanah yang memiliki partikel
partikel mineral tertentu yang “menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila
dicampur dengna air”. Tanah lempung ada yang tergolong ekspansif dan non
ekspansif. Perbedaannya dapat terlihat secara kasat mata, pada saat musim
kemarau, tanah lempung ekspansif mengalami retak-retak poligonal yang
tidak beraturan pada permukaan tanah dan retakan tersebut menyebabkan
rongga yang cukup dalam. Sebaliknya, pada tanah lempung non ekspansif
hanya mengalami retak-retak pada permukaan tanpa ronggo-rongga yang
dalam.
Dalam klasifikasi tanah secara umum, partikel tanah lempung memiliki
diameter 2 μm atau sekitar 0,002 mm (USDA, AASHTO, USCS). Namun
demikian, dibeberapa kasus partikel berukuran antara 0,002 mm sampai 0,005
mm masih digolongkan sebagai partikel lempung (ASTM-D-653). Disini tanah
diklasifikasikan sebagai lempung hanya berdasarkan ukuran saja, namun belum
tentu tanah dengan ukuran partikel lempung tersebut juga mengandung
mineralmineral lempung.
Gambar 2.1 tanah lempung liat
9
Jadi, dari segi mineral tanah dapat juga disebut sebagai tanah bukan
lempung (non clay soil) meskipun terdiri dari partikel-partikel yang sangat kecil
(partikel-partikel quartz, feldspar, mika dapat berukuran sub mikroskopis tetapi
umumnya tidak bersifat plastis). Partikel-partikel dari mineral lempung umumnya
berukuran koloid, merupakan gugusan kristal berukuran mikro, yaitu < 1 μm (2
μm merupakan batas atasnya). Tanah lempung merupakan hasil proses pelapukan
mineral batuan induknya, yang salah satu penyebabnya adalah air yang
mengandung asam atau al kali, oksigen, dan karbon dioksida.
c. Lempung dan Mineral Penyusunnya
Mineral lempung merupakan senyawa aluminium silikat yang kompleks.
Mineral ini terdiri dari dua lempung kristal pembentuk kristal dasar, yaitu silika
tetrahedra dan aluminium oktahedra (Das. Braja M, 1988).
Das. Braja M (1988) menerangkan bahwa tanah lempung sebagian besar
terdiri dari partikel mikroskopis dan sub-mikroskopis (tidak dapat dilihat dengan
jelas bila hanya dengan mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan
pipih dan merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral lempung (clay
mineral), dan mineral-mineral yang sangat halus lain. Tanah lempung sangat keras
dalam kondisi kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang.
Namun pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat lengket
(kohesif) dan sangat lunak. Kohesif menunjukan kenyataan bahwa partikel-
pertikel itu melekat satu sama lainnya sedangkan plastisitas merupakan sifat yang
memungkinkan bentuk bahan itu dirubah-rubah tanpa perubahan isi atau tanpa
kembali ke bentuk aslinya dan tanpa terjadi retakan-retakan atau terpecah-pecah.
10
d. Struktur Mineral Penyusun Lempung
Dalam terminologi ilmiah, lempung adalah mineral asli yang mempunyai
sifat plastis saat basah, dengan ukuran butir yang sangat halus dan
mempunyai komposisi berupa hydrous aluminium dan magnesium
silikat dalam jumlah yang besar. Batas atas ukuran butir untuk lempung umumnya
adalah kurang dari 2 μm (1μm = 0,000001 m), meskipun ada klasifikasi yang
menyatakan bahwa batas atas lempung adalah 0,005 m (ASTM).
Menurut Das. Braja (1988), satuan struktur dasar dari mineral lempung terdiri dari
silika tetrahedron dan aluminium oktahedron. Satuan-satuan dasar tersebut bersatu
membentuk struktur lembaran seperti yang digambarkan pada Gambar 1.1 sampai
dengan Gambar 1.4 berikut ini. Jenis-jenis mineral lempung tergantung dari
komposisi susunan satuan struktur dasar atau tumpuan lembaran serta macam
ikatan antara masing-masing lembaran.
Tabel 2.1 hasil data sondir tanah liat
Depth
m C C+F F Local Friction
Σtotal
kg/m2 Jenis Tanah
Friction(qs)
Friction
(HL) Ratio (fr) (%) Friction
A B C C-B (C-B)*0.1 (C-B)*2
[(C-
B)*0.1/B]*10
0
Σ(C-
B)*2
11
Das, Braja M. Mekanika Tanah Prinsip Rekayasa Geoteknis Jilid 2 :
Bab 13 hal 229 - 230. Erlangga. 1985.
2.2 Tiang Pancang
Tiang pancang adalah salah satu type pondasi untuk suatu bangunan apabila
rumah dasar bawah bangunan tersebut tidal< mempunyai daya dukung (Bearing
Capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, mau apabila
tanah keras yang mempunyai daya yang cukup untuk memikul berat bangunan
dan bebannya. Tiang pancang mempunyai struktur dasar herupa rangkaian besi
yang dilapisi dengan beton yang terdiri dari semen, Flit, pasir, air dan bahan