Faktor-Faktor yang Menentukan Sifat Tanah Endapan dan Tanah Residu

Tanah endapan dan tanah residu merupakan dua golongan tanah yang memiliki perbedaan dan persamaan. Sebagian besar prinsip dasar mekanika tanah berlaku pada kedua golongan. Misalnya prinsip tegangan efektif, hukum rembesan air dalam tanah, dan hukum kekuatan geser Mohr-Coulomb tetap berlaku pada kedua golongan tersebut. Konsep kemantapan yang menentukan daya dukung, tekanan tanah, dan kemantapan lereng juga berlaku pada setiap jenis tanah. Walaupun demikian, masih tetap ada perbedaan kelakuan yang penting. Perbedaan ini berasal dari cara pembentukan kedua golongan tanah tersebut.

Tanah residu terbentuk langsung dari batu asalnya, sehingga umumnya ada hubungan erat antara sifat tanah dan jenis batu asalnya. Pada tanah endapan tidak ada hubungan antara sifatnya dan batu asalnya. Pada tanah residu terdapat apa yang disebut “struktur”, yaitu butirnya teratur ataupun terikat satu sama lain sehingga membentuk “kerangka” tanah. Akibat adanya struktur ini, sifat tanah menjadi berbeda dengan sifat seandainya tidak ada “struktur”, yaitu butirnya merupakan kumpulan butir lepas saja.

Setelah pengendapan, tanah endapan dapat mengalami perubahan lagi. Khususnya, tanah ini mengalami pemampatan atau konsolidasi (consolidation) akibat tekanan dari lapisan-lapisan yang kemudian mengendap di atasnya, sehingga menjadi lebih keras. Pada keadaan tertentu terjadi uplift yaitu kenaikan akibat gaya tektonik. Setelah kenaikan ini, proses erosi mulai berjalan lagi, yang mengurangi tekanan pada tanah. Apabila ini terjadi, tanah akan mengembang sedikit. Tanah endapan yang belum pernah mengalami pengurangan tekanan di atasnya disebut terkonsolidasi normal (normally consolidated), sedangkan tanah yang pernah mengalami konsolidasi akibat tekanan yang lebih tinggi daripada tekanan yang berlaku pada masa sekarang disebut terkonsolidasi lebih (overconsolidated). Urutan tegangan yang berlaku pada tanah sejak pembentukan disebut riwayat tegangan (stress history). Gambar 1 dibawah memperlihatkan proses-proses pembentukan yang berlaku pada kedua golongan.

Gambar 1 Faktor pembentukan yang menentukan sifat tanah endapan dan tanah residu

Riwayat tegangan sudah lama dianggap sebagai faktor dasar yang memengaruhi kelakuan tanah endapan. Walaupun demikian, pengalaman dan penelitian pada zaman sekarang menunjukkan bahwa faktor lain, seperti pengerasan (hardening) dan penuaan (aging), memiliki pengaruh yang sama penting dengan riwayat tegangan. Faktor ini berarti struktur terdapat juga pada tanah endapan dan pengaruhnya perlu diperhatikan.

Cara pembentukan kedua jenis tanah ini agak rumit. Walaupun demikian, ada dua faktor penting yang menjadikan tanah endapan lebih teratur dan seragam daripada tanah residu. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut:

  1. Proses erosi, pengangkutan, dan pengendapan membuat tanah menjadi golongan-golongan tertentu. Butir yang kasar diendapkan pada satu tempat dan butir yang halus di lain tempat. Ini menghasilkan lapisan-lapisan yang seragam.
  2. Riwayat tegangan menjadi faktor penting yang menentukan kelakuan tanah endapan. Atas dasar riwayat tegangan, tanah endapan dibagi dalam dua golongan seperti telah diterangkan, yaitu tanah yang terkonsolidasi normal dan tanah yang terkonsolidasi kelebihan.

Kedua faktor ini tidak terdapat pada tanah residu. Ini berarti tanah ini tidak dapat dibagi dalam beberapa golongan.

Ada baiknya dimengerti bahwa pengaruh dari proses pembentukan pada sifat keduan golongan ini saling bertentangan, seperti diperlihatkan pada Gambar 2. Pelapukan pada batu mengurangi kepadatan batu sehingga kekuatan turun. Pada batuan tetap tidak ada pori sama sekali, sedangkan pada tanah, volume pori sering cukup besar dibandingkan volume butir. Ada jenis tanah dengan volume butir kurang dari 20% volume total. Istilah angka pori dipakai untuk menyatakan volume pori. Definisi angka pori adalah perbandingan volume pori terhadap volume butir.

Gambar 2 Pengaruh cara pembentukan pada kepadatan tanah endapan dan tanah residu

Tanah endapan mengalami pemampatan akibat berat tanah sendiri, sehingga volume pori menurun dan tanah menjadi lebih keras. Pengaruh tekanan pada volume pori diperlihatkan pada Gambar 2(a). Angka pori terus menurun akibat kenaikan tekanan, tetapi bisa naik lagi seandainya tekanan menurun.

Perbedaan utama antara tanah residu dan tanah endapan adalah sebagai berikut:

  1. Tanah residu umumnya kurang seragam dibandingkan dengan tanah endapan. Walaupun demikian masih ada tanah residu yang hampir seragam. Tanah merah adalah contoh tanah yang mendekati seragam.
  2. Ada jenis tanah residu yang mengandung mineral lempung yang luar biasa, yang banyak memengaruhi sifatnya. Mineral ini tidak terdapat pada tanah endapan.
  3. Ada jenis tanah endapan yang tidak particulate, artinya tidak terdiri atas butir tersendiri. Walaupun kelihatan seolah-olah terdiri atas butir, apabila terganggu atau dibentuk ulang, butir ini hancur dan menjadi kumpulan butir yang jauh lebih kecil.
  4. Riwayat tegangan tidak memengaruhi kelakuan tanah residu.
  5. Pengertian mengenai kelakuan yang berasal dari penelitian pada tanah endapan tidak berlaku pada tanah residu. Misalnya, penggunaan grafik pemampatan yang memakai skala logaritmis dapat menimbulkan salah mengerti.
  6. Korelasi empiris berdasarkan pada sifat tanah endapan mungkin tidak berlaku pada tanah residu.
  7. Keadaan tegangan air pori di atas muka air tanah menjadi faktor penting untuk memahami kelakuan tanah residu. Keadaan dan kelakuan tanah yang paling penting dalam perencanaan projek paling sering terdapat di atas muka air tanah.

Ilmu mekanika tanah berkembang di negara Inggris, Eropa Utara, dan Amerika Utara, berdasarkan penelitian yang dilakukan pada tanah yang terdapat di negara tersebut. Tanah ini semata-mata tanah endapan hampir tidak ada tanah residu negeri itu. Oleh karena itu, kuliah di universitas dan buku mekanika tanah yang ada jarang menyebutkan tanah residu, biarpun memberi keterangan tentang kelakuannya. Ini mungkin tidak menjadi soal seandainya kelakuan tanah residu sama dengan tanah endapan. Namun tidak demikian. Tanah residu meliputi daerah dunia yang sama besarnya dengan tanah endapan dan kelakuannya tidak sama dengan tanah endapan.

Sumber : Mekanika Tanah untuk Tanah Endapan dan Residu, Laurence D. Wesley, 2010

Bagikan :
TwitterFacebookGoogle+

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *