TANAH DAN BATUAN
BAB 1TANAH DAN BATUAN
A. Definisi Tanah dan BatuanMenurut Das (1993), untuk tujuan
rekayasa (engineering purposes) tanah didefinisikan sebagai butir
butir mineral dan bahan organik yang telah membusuk yang tidak
tersementasi (partikel padat) beserta cairan dan udara yang berada
pada ruang antar butirannya. Sedangkan menurut Hardiyatmo (1996),
tanah merupakan himpunan mineral, bahan organic dan endapan endapan
yang relatif lepas (loose) yang terletak di atas batuan dasar
(bedrock). Dalam bidang teknik sipil tanah digunakan sebagai bahan
konstruksi terutama mendukung fondasi bangunan. Oleh karenanya,
pemahaman tentang sifat sifat tanah seperti asal muasalnya,
distribusi ukuran butirnya, kemampuan mengalirkan air
(permeabilitas), kompresibilitas, kuat geser dan kapasitas dukung
tanah merupakan hal yang sangat penting.
B. Asal muasal tanahButir butir mineral tanah yang membentuk
fase padat merupakan hasil pelapukan batuan. Pelapukan batuan
merupakan proses pecahnya batuan menjadi bagian bagian yang lebih
kecil akibat proses kimia dan mekanis (Das, 1993).Pelapukan mekanis
terjadi karena pemuaian dan penyusutan batuan akibat kenaikan dan
penurunan suhu yang kontinyu mengakibatkan disintegrasi/perpecahan
butiran ultimit. Seringnya, air masuk ke dalam pori dan retak yang
ada di dalam batuan, saat suhu turun air akan membeku dan
mengembang. Pengembangan volume air menimbulkan tekanan yang dapat
meretakan batuan. Hal lain yang mendorong disintegrasi batuan
adalah gletser, angin, aliran air di jeram dan sungai serta
gelombang samudra. Harus diketahui bahwa dalam pelapukan mekanis,
batuan besar pecah menjadi bagian yang lebih kecil tanpa ada
perubahan pada susunan kimia batuannya.Pada pelapukan kimiawi,
mineral batuan asal dirubah menjadi mineral baru dengan adanya
reaksi kimia. Air dan karbondioksida dari atmosfer membentuk asam
karbonat yang bereaksi dengan mineral batuan yang ada dan
menghasilkan mineral baru dan garam terlarut. Garam terlarut yang
ada di dalam air serta asam organik yang terbentuk dari pembusukan
bahan organik, juga mengakibatkan pelapukan batuan secara
kimiawi.Pelapukan batuan akan mengubah massa batuan yang padat
menjadi fragmen fragmen yang lebih kecil dengan beragam ukuran yang
berkisar dari bongkah besar sampai dengan partikel lempung yang
kecil. Agregat yang tidak tersementasi dari butiran kecil ini dalam
beragam porsi akan menbentuk tanah. Mineral lempung yang merupakan
hasil pelapukan secara kimiawi dari feldspar, ferromagnesian, dan
mika merupakan mineral yang meberikan plasitistas pada tanah. Ada 3
mineral lempung utama kaolinite, illite dan montmorillonite.
C. Proses terjadinya tanahTanah yang merupakan hasil pelapukan
batuan dapat dapat berada pada tempat semula atau mengalami
perpindahan. Tanah hasil pelapukan batuan yang tetap berada pada
posisi semula dinamakan residual soil, yang memiliki ciri memiliki
ukuran butiran yang kecil (berbutir halus) pada permukaan dan
semakin ke dalam maka ukuran butir akan semakin besar, pada
kedalaman yang cukup dalam dapat ditemukan fragmen batuan.Tanah
yang mengalami perpindahan tempat dinamakan transported soil. Ada
beberapa tipe transported soils :1. Glacial soils : terbentuknya
tanah karena hasil pelapukan batuan dibawa dan diendapkan oleh
glaciers2. Alluvial soils : terbentuknya tanah karena hasil
pelapukan batuan dibawa oleh air mengalir dan diendapkan di
sepanjang jeram (streams).3. Lacustrine soils : terbentuknya tanah
karena hasil pelapukan batuan mengendap di danau berair tenang.4.
Marine soils : terbentuknya tanah karena hasil pelapukan batuan
mengendap di dasar laut.5. Aeolian soils: terbentuknya tanah karena
hasil pelapukan batuan dibawa dan diendapkan oleh angin.6.
Colluvial soils: terbentuknya tanah karena adanya perpindahan hasil
pelapukan batuan dari posisi awalnya akibat gaya gravitasi misalnya
selama tanah longsor.
D. Ukuran Partikel TanahPada umumnya tanah dikelompokkan ke
dalam 4 kelompok berdasar pada ukuran yang mendominasinya yaitu
kerikil, pasir, lanau dan lempung. Beberapa instansi memberikan
pengolongan sendiri utnuk tipe tanah berdasar ukuran butirnya
(Tabel 1).
Tabel 1 Pengelompokkan Tanah Berdasar Ukuran
ButirnyaOrganizationPartikel Size (mm)
GravelSandSiltClay
MIT> 22 0.060.06 0.002< 0.002
USDA> 22 0.050.05 0.002< 0.002
AASHTO76.2 22 0.0750.075 0.002< 0.002
USCS76.2 4.754.75 0.075< 0.075 fines
Sumber : Das (1993)Gravel (kerikil) merupakan pecahan batuan,
umumnya dijumpai partikel kwarsa (quartz), feldspar dan mineral
lain.Partikel pasir (sand) sebagian besar terbentuk oleh partikel
quartz dan feldspar. Butiran mineral lain juga dijumpai pada saat
yang besamaan.Lanau (silt) merupakan fraksi tanah berukuran
mikroskopis yang tersususn oleh butiran quartz yang sangat halus
dan partikel berbentuk flake/datar (flake shaped particles) yang
merupakan fragmen mineral micaceous (mika)Clay (lempung) merupakan
partikel mika, mineral lempung dan mineral lain yang berukuran
mikroskopis dan submikroskopis dan berbentuk flake (datar). Umumnya
clay memiliki ukuran < 2 m (max) atau pada kisaran ukuran koloid
(< 1 m).Partikel berukuran lempung (clay sized particles)
merupakan partikel yang memiliki ukuran pada kisaran ukuran lempung
(belum tentu mengandung mineral lempung). Partikel ini memiliki
ukuran < 2 m atau < 5 m.
E. Mineral LempungMineral lempung merupakan silikat aluminium
yang komplek yang tersusun atas dua unit dasar yaitu silica
tetrahedron dan alumina octahedron. Masing masing tetrahedron
terdiri atas 4 atom oksigen yang mengelilingi atiom silicon.
Kombinasi antar silica tetrahedral akan membentuk lembaran silica
(silica sheet).Tiga atom oksigen pada bagian dasar dari masing
masing tetrahedron akan digunakan bersama oleh terahedra terdekat
yang bersebelahan.. Unit octahedral terdiri atasa 6 hidroksil yang
mengelilingi atom aluminium,. Kombinasi antar satuan satuan
hidroksil aluminium octahedral akan membentuk lembaran octahedral
(octahedral sheet) atau sering pula dinamakan gibbsite
sheet.Terkadang magnesium akan menggantikan atom atom aluminium
dalam unit octahedral; pada kondisi ini lembaran octahedral
dinamakan lembaran brucite (brucite sheet).
