Modifikasi Tanah dengan Campuran Kaolini
MODIFIKASI TANAH DENGAN CAMPURAN KAOLINITE DAN
BENTONITE DALAM MENGURANGI NILAI PERMEABILITAS (K)
Dita Indah Lestari 1), R. M. Rustamaji 2), Eka Priadi 3), Aprianto 4), Budhi Purwoko 5).
1)
Alumni Program Sarjana Prodi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak
2) 3) 4) 5)
Dosen Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak
Peningkatan pertumbuhan penduduk di Kota Pontianak akan mempengaruhi perilaku dan gaya hidup serta pola
konsumsi masyarakat. Perubahan tersebut akan berpengaruh pula pada volume dan jenis sampah yang
dihasilkan. Tumpukan sampah tersebut juga akan menghasilkan limbah cair yang disebut air lindi yang
menimbulkan bau tak sedap. Pengumpulan air lindi dilakukan menggunakan saluran di sekeliling sel sampah.
Apabila sistem drainase ini kurang dikelola dan dikontrol dengan baik, maka beberapa bagian drainase akan
tersumbat/terhalang oleh sampah terutama pada musim hujan dimana air lindi akan tumpah dan masuk ke dalam
parit buatan yang ada didekat TPA dan pada akhirnya masuk dan mencemari sungai, air tanah, dan lingkungan
disekitar TPA tersebut. Banyak teknik yang dapat digunakan untuk mencegah penyebaran air lindi ke dalam
permukaan/air tanah. Salah satu diantaranya adalah konstruksi penghalang lempung (clay barrier) dengan
memperhatikan nilai koefisien permeabilitas dari penghalang lempung itu sendiri. Dengan hal itu, penelitian
dilakukan dalam rangka untuk mendapatkan nilai koefisien permeabilitas dalam modifikasi tanah menggunakan
campuran bentonite dengan permeabilitas menggunakan campuran kaolinite pada benda uji tanah jenuh agar
berguna sebagai salah satu upaya dalam menghambat dan mengurangi pencemaran air lindi terhadap
permukaan/air tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan meningkatnya kadar kaolinite dan bentonite
pada suatu tanah maka akan semakin kecil nilai permeabilitas yang didapatkan, dalam arti air akan semakin sulit
untuk melewati pori-pori yang terdapat didalam tanah tersebut.
Kata kunci : permeabilitas, penghalang lempung, sel rowe.
1.
penghasil sampah ke Tempat Pembuangan
Pendahuluan
Sementara (TPS) dan kemudian akan
1.1. Latar Belakang
Kota Pontianak merupakan ibu
dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir
kota dari Provinsi Kalimantan Barat,
(TPA) Tumpukan sampah tersebut juga
Indonesia,
penduduk
akan menghasilkan limbah cair yang
diperkirakan berkisar ± 651.589 jiwa pada
disebut air lindi yang menimbulkan bau
tahun 2014 berdasarkan catatan Direktorat
tak sedap. Air lindi berasal dari proses
Jenderal Kependudukan & Pencatatan
perkolasi/percampuran (umumnya dari air
Sipil Kementerian Dalam Negeri. Dengan
hujan yang masuk kedalam tumpukan
semakin
peningkatan
sampah), sehingga bahan-bahan terlarut
jumlah penduduk di Kota Pontianak, maka
dari sampah akan terekstraksi atau berbaur.
akan mempengaruhi perilaku dan gaya
Pengumpulan air lindi dilakukan
hidup serta pola konsumsi masyarakat.
menggunakan saluran di sekeliling sel
Perubahan tersebut akan berpengaruh pula
sampah. Apabila sistem drainase ini
pada volume dan jenis sampah yang
kurang dikelola dan dikontrol dengan baik,
dihasilkan.
maka beberapa bagian drainase akan
tersebut
dengan
jumlah
bertambahnya
Dimana
akan
diangkut
sampah-sampah
dari
tempat
tersumbat/terhalang oleh sampah terutama
1
pada musim hujan dimana air lindi akan
bahan campuran terhadap tanah asli
tumpah dan masuk ke dalam parit buatan
dan tanah pengganti;
yang ada didekat TPA dan pada akhirnya
3. Metode
permeabilitas
apa
masuk dan mencemari sungai dan air tanah
digunakan
serta
bentonite dan campuran kaolinite;
tanah
disekitar
TPA.
terhadap
yang
campuran
Terkontaminasinya air adalah sumber
4. Bagaimana perbedaan antara nilai
perhatian utama ketika tumpukan sampah
koefisien permeabilitas menggunakan
diletakkan di dekat permukaan/air tanah,
campuran
dan ketika terjadi rembesan aliran dari
permeabilitas menggunakan campuran
tumpukan limbah padat ke permukaan/air
kaolinite terhadap tanah asli dan tanah
tanah.
pengganti yang diperoleh dari hasil
Banyak
teknik
yang
bentonite
dengan
nilai
penelitian;
dapat
digunakan untuk mencegah penyebaran air
lindi ke dalam permukaan/air tanah. Salah
satu
diantaranya
adalah
1.3. Tujuan Penelitian
Maksud dan tujuan dari penelitian
konstruksi
penghalang lempung (clay barrier) dengan
ini
memperhatikan
koefisien
nilai
koefisien
adalah
untuk
permeabilitas
permeabilitas dari penghalang lempung itu
dimodifikasi
sendiri.
campuran
Permeabilitas tanah merupakan
mendapatkan
tanah
dengan
bentonite
nilai
yang
menggunakan
dan
campuran
kaolinite terhadap tanah asli dan tanah
kemampuan tanah dalam mengalirkan air
pengganti
untuk
melalui pori tanah. Dimana tanah terdiri
mengurangi pencemaran air lindi terhadap
dari partikel-partikel padat dengan rongga-
sungai, air tanah, dan lingkungan pada
rongga pori diantaranya. Secara umum,
studi kasus TPA Batulayang. Hasil dari
pori-pori tanah saling berhubungan, yang
penelitian ini diharapkan akan berguna
menyebabkan air dapat mengalir melalui
sebagai
pori-pori tesebut.
menghambat dan mengurangi pencemaran
salah
menghambat
satu
upaya
dan
dalam
air lindi terhadap permukaan/air tanah.
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana karakteristik sifat fisik dan
mekanik dari tanah yang digunakan
pada penelitian;
2. Berapa kadar tanah lempung bentonite
1.4. Pembatasan Masalah
1. Penelitian mengunakan tanah asli dari
TPA Batulayang dan tanah laterite
(urug) sebagai tanah pengganti dari
dan kaolinite yang digunakan sebagai
2
Peniraman dengan kondisi sampel tanah
Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak.
terganggu (disturbed soil);
Untuk mempermudah proses penelitian,
2. Sifat-sifat kimia dari benda uji tidak
diperiksa;
penelitian yang meliputi:
3. Tes pemadatan terhadap benda uji
dilakukan
maka perlu dilakukannya tahapan-tahapan
secara
manual
dengan
1. Persiapan sampel tanah, yaitu:
Standart Proctor untuk memperoleh
nilai
kadar
air
maksimum
dan
Tanah asli TPA Batulayang
(organic/peat)
kepadatan kering maksimum;
Tanah
datang/pengganti
(latosol) dari Peniraman
kaolinite
Tanah kaolinite
sebagai bahan campuran modifikasi
Tanah bentonite
4. Pengunaan
bentonite
dan
tanah hanya ditinjau terhadap nilai
pemadatan
optimum
dan
koefisien
2. Pemeriksaan
Pemeriksaan
asli dan tanah pengganti (laterite);
tanah meliputi:
dengan
permeabilitas
pengujian
dan
karakteristik
fisik
dilakukan
Pemeriksaan kadar air
menggunakan
Pemeriksaan berat jenis tanah
dengan
Pemeriksaan
compaction-mold
memperhitungkan
nilai
maksimum
kepadatan
dan
fisik
mekanik masing-masing tanah
permeabilitas dengan campuran tanah
5. Penelitian
sifat
kadar
air
kering
Atterberg
maksimum dari pengujian pemadatan
standar dengan metode falling head
serta dengan pengujian menggunakan
batas-batas
Pemeriksaan analisa distribusi
tanah
Pemeriksaan karakteristik mekanik
tanah meliputi:
alat hydraulic consolidation cell atau
Pengujian pemadatan standar
yang biasa dikenal dengan Rowe Cell
Pengujian
secara vertikal menggunakan satu back
pressure system;
6. Pengujian
permeabilitas
permeabilitas
(falling head test)
3. Pembuatan benda uji, yang terdiri
hanya
menggunakan air PDAM pada alat
dari:
hydraulic consolidation cell.
1.5. Metodologi Penelitian
Proses Penelitian dilakukan di
Campuran tanah asli + 50%
kaolinite
Campuran tanah asli + 75%
kaolinite
Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas
3
Campuran tanah asli + 50%
hydraulic conductivity). Pasir dan kerikil
bentonite
merupakan material dimana air dapat
Campuran tanah asli + 75%
dengan
bentonite
sedangkan
lempung
Campuran tanah pengganti +
memiliki
permeabilitas
50% kaolinite
hingga
Campuran tanah pengganti +
perawatan dari aliran air tanah sangat
75% kaolinite
penting untuk perencanaan penggalian
Campuran tanah pengganti +
dibawah muka air, konstruksi bendungan
50% bentonite
penahan
Campuran tanah pengganti +
(barriers) (Sarsby, 2013).
mudah
mengalir
kedap
air,
secara
umum
yang
rendah
air.
Analisa
terhadap
dan
melaluinya,
dinding
penahan
Pada kedalaman yang dangkal,
75% bentonite
4. Pemeriksaan pemadatan terhadap
rongga-rongga
pada
partikel
tanah
untuk
mengandung campuran dari gas, biasanya
air
udara, dan air yang berasal dari curah
optimum dan kepadatan kering
hujan dan salju. Air tersebut berada dalam
maksimum
kondisi berpindah dan bergerak kebawah
benda-benda
mendapatkan
uji
nilai
kadar
koefisien
dengan pengaruh gravitasi atau berada
permeabilitas dengan cara langsung,
pada suatu posisi tertentu oleh pengaruh
yakni:
kapilaritas. Oleh sebab itu, pada bagian ini,
5. Pemeriksaan
Compaction-mold
secara
Consolidation
akan
penjenuhan,
falling head
tanah
cell
secara
tetapi
mengalami
pada
kedalaman
tertentu rongga-rongga tanah akan terisi
sepenuhnya
falling head
sebagian
oleh
air,
dan
dibawah
kedalaman ini tanah akan menjadi jenuh.
2.
Tinjauan Pustaka
Tanah
memiliki
rongga-rongga
yang saling berhubungan dimana air dapat
mengalir dari satu rongga ke rongga
lainnya. Dengan mudahnya air mengalir
melalui
tanah
diindikasikan
sebagai
kemampuan permeabilitas dari tanah itu
sendiri (yang biasa dikenal dengan istilah
Tanah Lempung
Terdapat tiga mineral lempung
utama yang meliputi kaolinite, illite, dan
montmorillonite. Kaolinite terbentuk dari
perubahan feldspars, feldspathoids, dan
muscovite yang merupakan hasil dari
pelapukan
karena
asam.
Kaolinite
merupakan mineral lempung utama dalam
4
china clays, ball clays, dan fireclays serta
menyebabkan
merupakan residual terbesar pada tanah
tanah, dan ketika tanah tersebut kering
deposit. Illite merupakan mineral yang
disebut
umum disebagaian besar lempung dan
Pengembangan
dan
dengan
penyusutan.
pada
montmorillonite
dapat menyebabkan perubahan volume
disebagian tills dan loess, serta jarang
mencapai 1000% dari volume mula-mula,
ditemukan pada tanah. Illite terbentuk
dan menyebabkan tanah tersebut berubah
dikarenakan pelapukan dari feldspars,
menjadi gel. Mielenz & King (1955)
mika,
menunjukkan
dan
sering
terhadap
ditemukan
shales,
illite
pengembangan
ferromagnesium
silicates.
bahwa
pada
umumnya
Kaolinite dan illite memiliki struktur yang
kaolinite memiliki kemampuan dalam
tidak ekspansif sedangkan montmorillonite
mengembang yang rata-rata (moderate),
merupakan tanah ekspansif. Dengan arti
dimana pengembangan terjadi pada antar
lain,
memiliki
partikel. Sedangkan untuk illite dapat
kemampuan dalam mengembang, hal ini
menyembang hingga 15%. Kaolinite dan
dikarenakan montmorillonite dan dengan
illite memiliki aktivitas yang tidak aktif
mudah dalam menyerap air kedalam ruang
sedangkan
interlayer pada struktur lapisannya yang
tanah dengan aktivitas yang besar. Dimana
memiliki
antara
pada umumnya tanah lempung dengan
partikelnya sangat lemah. Montmorillonite
aktivitas yang relatif besar memiliki
terbentuk ketika batuan igneous pada
kemampuan dalam menyerap air lebih
daerah dengan kondisi kering yang buruk
besar. Tanah dengan aktivitas yang tinggi
Bentonite
memilik perubahan volume yang besar
merupakan tanah lempung yang termasuk
ketika kadar air berubah (sebagai contoh
dalam
yang
tanah akan semakin mengembang dalam
memiliki plastisitas yang tinggi dan sering
kondisi basah dan akan semakin menyusut
digunakan
dalam kondisi kering). Kemampuan suatu
montmorillonite
arti
mengalami
bahwa
ikatan
pelapukan.
mineral
montmorillonite
untuk
berbagai
macam
kegunaan dalam bidang teknik sipil
montmorillonite
merupakan
tanah dalam mengembang (swelling) dan
Salah satu karakteristik utama
menyusut (shrinkage) ditentukan dari tipe
dari lempung dalam sudut pandang teknik
dan jumlah mineral lempung yang terdapat
merupakan
dalam
dalam tanah tersebut. Pada umumnya,
memperlambat perubahan volume yang
pengembangan dan penyusutan dari suatu
terjadi
menyebabkan
mineral lempung memiliki pola yang sama
penyusutan.
terhadap indeks plastisitas tanah tersebut,
Kemampuan tanah dalam menyerap air
jadi semakin plastis tanah tersebut maka
kelemahan
dimana
pengembangan
dapat
dan
mereka
5
akan semakin tinggi potensi tanah tersebut
dibawah kondisi kadar air yang tinggi.
untuk
Pada sebagian besar gambut, semakin
mengalami
penyusutan
dan
pengembangan
dalam deposit gambut tersebut maka akan
memiliki kandungan organik yang tinggi.
Angka pori dari gambut berkisar antara 9,
Tanah Tropis
Laterite merupakan residu dari
deposit
untuk
gambut
dengan
butiran
menyerupai
amorphous yang padat berkisar hingga 25.
lempung dimana pada umumnya terbentuk
Volume penyusutan dari gambut terjadi
dibawah lapisan ferruginous atau layer
hingga batas maksimum dan kemudian
dari tanah laterite yang telah mengerasi
akan tetap konstan hingga penurunan
yang terbentuk dibawah kondisi curah
maksimum,
hujan dan temperatur yang tinggi. Laterite
gambut dapat terjadi dari 10% hingga 75%
pada umumnya mengandung berbagai
dari volume asli dari gambut itu sendiri,
macam jenis ukuran butir dari lempung
dan akan menyebabkan penurunan angka
hingga bebatuan dan laterite biasanya pada
pori dari 12 ke 2. Karena didapatkan
bagian permukaan, batas air dari tanah
berbagai macam gambut di lapangan, nilai
laterite tidak mencapai 60% dan indeks
permeabilitas
plastisitasnya kurang dari 30%, dengan arti
laboratorium
laterite memiliki plastisitas yang rendah
Namun Hanrahan (1979) menunjukkan
hingga sedang. Aktivitas dari tanah laterite
nilai
bervariasi dari 0,5 hingga 1,75. Tanah
pengujian konsolidasi dilakukan bervariasi
merah atau latosol merupakan residu dari
bergantung dengan beban dan panjang
tanah ferruginous yang mudah teroksidasi.
waktu yang digunakan, dimana sebelum
Tanah tersebut terbentuk dari siklus
pengujian dilakukan gambut memiliki
pelapukan utama dari batuan induk. Tanah
angka pori 12 dengan permeabilitas 4 x 10-
merah memiliki sifat seperti lempung
6
namun tidak memiliki concretion yang
dilakukan pengujian dengan beban 55 kPa,
kuat,
gambut memiliki angka pori berkisar 4,5
ferruginous
maka
dari
yang
dan
itu
tanah
merah
dikategorikan sebagai tanah laterite.
jumlah
penyusutan
yang
tidak
permeabilitas
dilakukan
tepat
dari
dari
di
digunakan.
gambut
saat
m/s, sedangkan setelah tujuh bulan
dengan koefisien permeabilitas sebesar 8 x
10-11 m/s. Hal ini menunjukkan setelah
diberikan pembebanan selama tujuh bulan,
Tanah Gambut
Gambut
merupakan
akumulasi
dari partikel dekomposit dan tanaman-
permeabilitas
dari
gambut
berkurang
50000 kali dari permeabilitas awal.
tanaman lapuk yang telah menjadi fosil
6
biasanya memiliki ukuran 250 mm untuk
Permeabilitas
Rowe cell dapat digunakan untuk
diameter dan dengan ketebalan 100 mm,
mengukur koefisien permeabilias secara
yang dimana biasanya sampel diperoleh
langsung
maupun
dari deposit yang dangkal. Kemampuan
horizontal (Gambar 2.1). Dari itu, alat
untuk mendapatkan jenuh sempurna pada
tersebut digunakan untuk menguji tanah
sampel (dengan memberikan tekanan balik)
yang mengandung bahan lain yang dapat
sangat dapat dilakukan. Terdapat berbagai
mempengaruhi permeabilitas itu sendiri
kondisi aliran yang dapat diaplikasian:
(Contohnya akar-akar yang membusuk,
secara vertikal (satu arah atau dua arah)
laminasi horizontal). Alat ini juga dapat
atau secara radial (masuk ke bagian tengah
digunakan untuk pengetesan terhadap
sand drain atau keluar ke peripheral porous
material yang telah dipadatkan, dimana
lining). Dengan tambahan untuk mengukur
pada kasus ini pemadatan dilakukan
koefisien
langsung terhadap badan sel sehingga
ataupun horizontal, Rowe cell dapat juga
tidak akan menyisakan rongga-rongga
digunakan untuk menentukan koefisien
antara sampel dan badan sel. Alat ini
permeabilitas
dikembangkan
horizontal
secara
untuk
vertikal
tes
konsolidasi
terhadap tanah. Pada rowe cell, sampel
konsolidasi
secara
secara
secara
vertikal
vertikal
langsung
dan
dibawah
tekanan efektif yang benar.
Gambar 2.1 Pengujian permeabilitas arah vertikal menggunakan alat rowe cell (Head, 1994)
3.
Hasil & Analisa
fisik dan mekanik masing-masing tanah
Pengujian Karakteristik Sifat Fisik &
yang akan digunakan. Dimana pengujian
Mekanik Tanah
sifat fisik terhadap masing-masing tanah
Sebelum dilakukannya pengujian
meliputi pemeriksaan kadar air, berat jenis,
permeabilitas, perlu diketahui karakteristik
batas atterberg, hidrometer dan analisa
7
distribusi tanah, dengan sifat mekanik
pengujian CEC atau Cation Exchange
terhadap
masing-masing
yang
Capacity untuk mengetahui total kapasitas
meliputi
pemeriksaan
dan
dari tanah dalam menangkap ion-ion
permeabilitas.
tanah
pemadatan
Serta
dilakukannya
positif.
Tabel 3.1 Hasil pemeriksaan karakteristik sifat fisik dan mekanik tanah
Pengujian
Satuan
%
Kadar Air
Berat Jenis
Tanah Asli
Tanah
TPA
Pengganti
Batulayang*
Peniraman
330.23
30.36
177.05
NP
1.5
1.85
2.08
2.02
Bentonite
Kaolinite
(Artificial)
Batas-batas Atterberg
Batas Cair
%
261.67
40.25
351.75
358.47
Batas Plastis
%
121.33
25.27
124.15
25.02
Indeks Plastisitas
%
140.34
14.98
227.6
333.45
97
22.5
34.4
42.4
0.55
1.54
1.12
0.99
Pemadatan
Kadar Air Optimum
%
Kepadatan Kering Maksimum
3
gr/cm
Konduktivitas Hidrolik dengan kondisi dipadatkan (compacted)
Kunsat (compaction-mold)
m/s
3.96E-08
1.37E-08
1.23E-09
4.83E-09
Ksat (consolidation cell)
m/s
2.1E-10
8.5E-10
3.7E-13
2.4E-12
Loamy Sand
Loam
Clay
Silty Clay
A-2-7
A-7-6
A-7-5
A-7-6
PT
ML
MH
MH
Klasifikasi Tanah
USDA
AASHTO
USCS
MIT
Pasir
%
79
48
6
3
Lanau
%
19
21
18
45
Lempung
%
2
31
76
52
cmol+/kg
89.43
10.85
13.17
10.03
Cation Exchange Capacity
(CEC)
* selected - compacted
Dari Tabel 3.1 didapatkan bahwa
mm bukan merupakan material pasir,
tanah asli dari TPA Batulayang berada di
namun material yang berasal dari akar-
kategori loamy sand untuk klasifikasi
akar dan batang-batang tanaman yang
secara USDA, dan masuk dalam kategori
terdapat
A-2-7 dalam klasifikasi secara AASHTO
sehingga klasifikasi menggunakan USDA,
dengan kadar pasir sebesar 79%, lanau
AASHTO,
19%, dan lempung 2% dimana partikel
digunakan untuk tanah gambut. Untuk
yang memiliki ukuran sebesar 0,06 – 2,00
klasifikasi secara USCS didapatkan bahwa
di
tanah
dan
gambut
MIT
tersebut,
kurang
tepat
8
tanah dari TPA Batulayang masuk dalam
Batulayang
kategori PT (peat), dimana tanah memiliki
permeabilitas yang memenuhi untuk syarat
warna yang gelap dan memiliki bau khas
diatas, namun tanah asli TPA Batulayang
tanah
(1922)
bukan merupakan tanah lempung, namun
menyatakan bahwa gambut (peat) terbagi
tanah gambut. Dimana sudah banyak
menjadi tiga kategori, dan tanah asli dari
diketahui bahwa tanah gambut merupakan
TPA
kategori
tanah yang mudah terbakar, dan bila
amorphous peat, dimana tanah memiliki
gambut dijadikan lapisan penghalang air
kelembaban yang sangat tinggi (Lihat
lindi tanpa menggunakan campuran tanah
pemeriksaan kadar air) dan memiliki
lainnya, maka jika terjadi kebakaran
warna cokelat kehitaman hingga hitam.
sewaktu-waktu, lapisan penghalang air
Jika tanah digenggam maka lebih dari
lindi tersebut akan ikut terbakar dan
setengah material akan keluar melewati
dengan mudahnya air lindi akan masuk
jari-jari tanpa ada air yang merembes dan
mencemari air tanah dan lingkungan
menyisakan beberapa komponen padat di
disekitar TPA tersebut.
organik.
Von
Batulayang
Post
merupakan
memiliki
nilai
koefisien
tangan, seperti akar-akar dan batangbatang
tanaman.
Pada
pengujian
permeabilitas terhadap tanah asli TPA
Pembuatan Benda Uji
Setelah
didapatkannya
data
Batulayang dengan kondisi tanah telah
karakteristik sifat fisik dan mekanik
dipadatkan
optimum
masing-masing tanah, kemudian dilakukan
didapatkan nilai permeabilitas sebesar 3,96
pembuatan sampel benda uji yang terdiri
x 10-8 m/s (untuk tanah tidak jenuh) dan
dari 8 benda uji. Dimana 4 diantaranya
sebesar 2,103 x 10-10 m/s (untuk tanah
menggunakan
yang sudah dijenuhkan).
Batulayang, dan 4 lainnya menggunakan
dalam
kondisi
Environment Protection Authority
tanah
asli
dari
TPA
tanah pengganti dari Peniraman sebagai
menberikan
alternatif. Dimana masing-masing tanah
persyaratan dalam pembuatan penghalang
dari TPA Batulayang dan Peniraman
air
tipe
dicampur dengan kadar kaolinite dan
penghalang harus menggunakan material
bentonite sebanyak 50% dan 75% dari
lempung (clay) dengan ketebalan setelah
banyak tanah TPA Batualayang dan tanah
dipadatkan harus lebih dari 1000 mm dan
Peniraman yang digunakan.
(EPA)
NSW
lindi,
(2016)
dimana
salah
satu
koefisien permeabilitas lapangan kurang
dari 10-9 m/s. Meskipun tanah asli TPA
9
Tabel 3.2 Presentase campuran benda uji
Tanah
Nomor
Sampel
Tanah Asli
Tanah
TPA
Pengganti
Batulayang
Peniraman
Kaolinite
Bentonite
1
100%
50%
2
100%
75%
3
100%
50%
4
100%
75%
5
100%
50%
6
100%
75%
7
100%
50%
8
100%
75%
Setelah campuran benda uji dibuat,
kadar air optimum dan berat kering
dilakukan pengujian pemadatan secara
maksimum yang akan digunakan untuk
standar proctor untuk mendapatkan nilai
pengujian permeabilitas.
Tabel 3.3 Hasil pengujian pemadatan secara standard proctor terhadap benda uji
Kadar Air
Nomor
Optimum
Sampel
Kepadatan
Kering
Maksimum
%
gr/cm3
1
54.35
0.753
2
57.74
0.729
3
54.40
0.751
4
56.10
0.713
5
29.10
1.511
6
30.30
1.402
7
21.80
1.411
8
22.70
1.39
Pengujian Permeabilitas Menggunakan
tanah
Compaction-mold secara Falling Head
optimum dan berat kering maksimum yang
Pengujian
permeabilitas
menggunakan compaction-mold dimana
dipadatkan
dengan
kadar
air
telah didapatkan dari pengujian pemadatan
dengan standar proctor.
10
Tabel 3.4 Nilai koefisien permeabilitas yang diuji menggunakan compaction-mold permeameter secara falling-head
kunsat 20oC
Nomor
Sampel
cm/s
m/s
1
3.45902E-07
3.45902E-09
2
2.35522E-07
2.35522E-09
3
6.43265E-06
6.43265E-08
4
9.94488E-08
9.94488E-10
5
9.75165E-08
9.75165E-10
6
1.32864E-08
1.32864E-10
7
2.29393E-07
2.29393E-09
8
1.11543E-07
1.11543E-09
Selama pengujian ± 2 minggu pada
masing-masing
benda
uji,
didapatkan
Pengujian Permeabilitas Menggunakan
masalah, yaitu air PDAM yang digunakan
Consolidation-cell (Rowe Cell) secara
sebagai cairan untuk permeabilitas tidak
Falling Head
keluar dari keran outlet yang tersedia. Hal
Maka
dari
itu
diperlukannya
ini menunjukkan benda uji belum dalam
pengujian permeabilitas untuk tanah yang
keadaan jenuh sempurna, dimana koefisien
jenuh
permeabilitas
bukan
consolidation-cell
dalam
dengan istilah rowe cell. Pada pengujian
mengalirkan air melalui pori-nya, karena
permeabilitas menggunakan rowe cell,
air yang mengalir pada benda uji masih
benda uji dipersiapkan dengan kondisi
mengisi pori-pori tanah yang kosong,
kadar
sehingga nilai koefisien permeabilitas
maksimum, dan energi yang sama pada
yang diperoleh dapat berubah sewaktu-
persiapan benda uji untuk permeabilitas
waktu.
pengujian
secara compaction-mold. Dimana benda
permeabilitas menggunakan air lindi dari
uji perlu dijenuhkan dan dikonsolidasikan
TPA Batulayang tidak dapat dilakukan,
terlebih dahulu sebelum dilakukannya
karena diperlukannya jangka waktu yang
pengujian permeabilitas. Dan didapatkan
lama untuk air lindi keluar dari keran
hasil sebagai berikut.
merupakan
Dari
yang
didapatkan
kemampuan
hal
tanah
tersebut,
sempurna
air
menggunakan
yang
optimum,
lebih
berat
alat
dikenal
kering
outlet yang tersedia.
11
Tabel 3.5 Hasil pengujian permeabilitas menggunakan alat consolidation cell (Rowe Cell)
Tanah Asli
Benda Uji
(TA)
Tanah
Pengganti
Kaolinite (K)
(TP)
Bentonite
1
2
(B)
(TA + K 50)
(TA + K 75)
25.5
23.5
3.7
13
37.3
16.4
14
65.6
14.6
34
24.6
29.5
Perubahan Volume
11.5
42.1
10.9
21
12.7
13.1
Maksimum
2.677E-10
1.116E-09
1.275E-12
3.983E-12
4.622E-11
3.187E-12
Minimum
2.018E-10
9.325E-10
7.967E-14
1.275E-12
1.061E-12
1.673E-12
2.528E-10
1.027E-09
4.439E-13
2.845E-12
8.766E-12
2.618E-12
2.103E-10
8.543E-10
3.692E-13
2.367E-12
7.291E-12
2.177E-12
101.453
169.383
110.114
115.675
107.93
95
114.091
179.035
105.462
113.53
132.59
120
25
25
25
25
25
25
25.25
26.75
22.1
24.24
23.5
22.55
Penyusutan
Penjenuhan
Pengembangan
Permeabilitas
Rata-rata (ksat)
mL
m/s
Koreksi Temperatur
(ksat 20o)
Sebelum
Berat Benda Uji
g
Setelah
Sebelum
Tinggi Benda Uji
mm
Setelah
3
4
5
6
7
8
(TA + B 50)
(TA + B 75)
(TP + K 50)
(TP + K 75)
(TP + B 50)
(TP + B 75)
32.7
14.1
39.5
19.7
18.5
62.4
27.5
44.9
24.1
39.8
35.5
21.5
Perubahan Volume
5.2
30.8
15.4
20.1
17
40.9
Maksimum
2.648E-10
9.560E-12
2.836E-11
4.780E-12
5.741E-11
7.967E-12
Minimum
2.323E-10
6.375E-13
3.030E-12
3.187E-14
3.989E-12
6.374E-14
2.501E-10
3.620E-12
1.113E-11
1.177E-12
3.669E-11
2.297E-12
2.080E-10
3.011E-12
9.262E-12
9.789E-13
3.052E-11
1.910E-12
110
99.654
149.24
153.9
147.728
145
114.757
131.266
175.82
192.14
176.811
180.089
25
25
25
25
25
25
17
23
26.45
27.15
25.45
27.7
Benda Uji
Penyusutan
Penjenuhan
Pengembangan
Permeabilitas
Rata-rata (ksat)
mL
m/s
Koreksi Temperatur
(ksat 20o)
Sebelum
Berat Benda Uji
g
Setelah
Sebelum
Tinggi Benda Uji
mm
Setelah
Dari empat tanah yang digunakan,
signifikan
terhadap
campuran
tanah
didapatkan bahwa tanah kaolinite memiliki
dengan kaolinite atau bentonite sebesar 50%
koefisien permeabilitas paling rendah yaitu
dan 75%. Dimana pada tanah yang
sebesar
3,692 x 10-13 m/s, sedangkan
memiliki
campuran
kaolinite
atau
tanah pengganti dari Peniraman memiliki
bentonite sebesar 75% memiliki koefisien
koefisien permeabilitas paling tinggi yaitu
yang lebih rendah dibanding dengan tanah
sebesar 8,543 x 10-10 m/s.
yang memiliki campuran sebesar 50%, hal
Dan
didapatkan
dari
delapan
perbedaan
benda
yang
uji,
ini menunjukkan bahwa semakin besar
cukup
kadar lempung dari suatu tanah maka akan
12
semakin sulit untuk mengalirkan air
menyebabkan benda uji dalam keadaan
melewati pori-porinya.
jenuh sempurna. Pada sebelum pengujian
Dari
tabel
tersebut
masing-masing
didapatkan
benda
uji
memiliki
bahwa benda uji nomor 6 yang merupakan
ketinggian ± 25 mm, dan ditemukan
campuran tanah pengganti dari Peniraman
bahwa pada benda uji dengan campuran
dengan kadar kaolinite sebesar 75%
tanah asli TPA Batulayang mengalami
mempunyai koefisien permeabilitas yang
penurunan tinggi setelah pengujian selesai
paling rendah yaitu sebesar 9,789 x 10-13
dilaksanakan, sedangkan untuk benda uji
m/s, sedangkan benda uji nomor 3 yang
dengan
merupakan campuran dari tanah asli TPA
Peniraman mengalami kenaikan ketinggian
Batulayang
bentonite
benda
koefisien
pengujian, hal ini dikarenakan permbedaan
permeabilitas tersebesar yaitu 2,080 x 10-10
karakteristik tanah utama yang digunakan
m/s.
sebagai bahan campuran. Dimana pada
sebesar
dengan
50%
kadar
memiliki
campuran
uji
tanah
setelah
selesai
pengganti
dilakukan
penggunaan tanah asli TPA Batulayang
Ditemukan juga perbedaan berat
dan tinggi pada contoh benda uji setelah
merupakan
dilakukkan pengujian. Dimana benda uji
untuk penggunaan tanah pengganti dari
mengalami
setelah
Peniraman merupakan tanah merah yang
pengujian dilakukan, hal ini menunjukkan
memiliki sifat seperti lempung namun
bahwa pori-pori yang dahulunya terisi oleh
bukan masuk dari kategori lempung.
kenaikan
berat
tanah
gambut,
sedangkan
udara telah tergantikan dengan air, yang
Koefisien Permeabilitas (Ksat) m/s
Perbandingan Antara Koefisien Permeabilitas & Volume Debit Air
9.00E-10
8.00E-10
7.00E-10
6.00E-10
5.00E-10
4.00E-10
3.00E-10
2.00E-10
1.00E-10
0.00E+00
1
10
100
1000
10000
100000
Debit (mL)
Tanah Asli
Sample 1
Tanah Pengganti
Sample 2
Tanah Kaolinite
Sample 3
Tanah Bentonite
Sample 4
Gambar 3.1 Grafik perbandingan nilai koefisien permeabilitas untuk benda uji jenuh dengan volume debit air yang
mengalir melaluinya
13
Dari Gambar 3.1 didapatkan bahwa
pengganti yang merupakan tanah merah
tanah pengganti dari Peniraman memiliki
(laterite/latosol) dengan campuran tanah
koefisien permeabilitas yang paling besar
kaolinite
yaitu sebesar 8.543 x 10
-10
dan
bentonite,
didapatkan
m/s dengan
beberapa kelemahan yaitu dimana tanah
volume debit rata-rata sebesar 26421,43
gambut merupakan tanah dengan kondisi
cm3 tiap menitnya, hal ini menunjukkan
mudah terbakar, sehingga jika tanah
bahwa air dapat mengalir melalui pori-pori
gambut digunakan sebagai bahan lapisan
tanah pengganti dari Peniraman dengan
penghalang air lindi dan sewaktu-waktu
mudah. Sedangkan koefisien permeabilitas
terjadi kebakaran maka sistem lapisan dari
tanah asli TPA Batulayang memiliki
tanah gambut tersebut akan ikut terbakar
koefisien permeabilitas dan volume debit
dan menyebabkan lapisan akan rusak dan
rata-rata yang tidak jauh berbeda terhadap
air lindi akan dengan mudahnya masuk
benda uji nomor 3 yang merupakan
kedalam
campuran tanah asli TPA Batulayang
lingkungan
dengan kadar bentonite sebesar 50%
kelemahan terhadap penggunakan tanah
dengan
permeabilitas
datang (laterite) sebagai penghalang air
masing-masing sebesar 2,103 x 10-10 m/s
lindi, dimana diperlukannya tanah datang
dan 2,080 x 10-10 m/s serta dengan volume
dalam jumlah yang cukup besar sebagai
debit rata-rata sebesar 1584,714 cm3 tiap
pengganti (replacement) dari tanah asli di
menitnya dan 1567,57 cm3 tiap menitnya,
TPA Batulayang. Lapisan penghalang
sehingga penggunaan bentonite sebesar 50%
lempung dari campuran kaolinite dan
terhadap tanah asli TPA Batulayang tidak
bentonite dengan ketebalan lebih dari 1000
cukup
yang
mm saja tidak cukup digunakan sebagai
TPA
penghalang air lindi untuk masuk dan
nilai
koefisien
memberikan
signifikan
dengan
perbedaan
tanah
asli
Batulayang tanpa campuran apapun.
air
tanah
disekitar.
dan
mencemari
Terdapat
pula
mencemari air tanah serta lingkungan
disekitar. Untuk jangka waktu yang lama,
Penerapan
Hasil
Pengujian
di
permeabilitas
juga
lapisan
seperti
geomembrane, geosyntethic clay liners,
Lapangan
Setelah
diperlukannya
dilakukannya
dengan
pengujian
kondisi
tanah
geotextiles, serta sistem drainase yang baik
agar air tanah tidak tercemari oleh air lindi.
dipadatkan dan jenuh (±0,95) terhadap
tanah asli dari TPA Batulayang yang
merupakan tanah gambut (peat) dan tanah
datang dari Peniraman sebagai tanah
14
4.
merupakan tanah dalam kategori
Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisa
montmorillonite yang berarti bahwa
data yang dilakukan, maka dapat diambil
bentonite memiliki aktivitas yang
kesimpulan sebagai berikut:
lebih tinggi dengan kemampuan
1. Dari pengujian karakteristik sifat
untuk menyusut dan mengembang
fisik dan mekanik masing-masing
sangat besar dibandingkan dengan
tanah yang digunakan untuk bahan
tanah kaolinite, dengan arti aktivitas
campuran,
yang tinggi akan mempengaruhi nilai
pengklasifikasian
dari
tanah asli TPA Batulayang tidak
koefisien
cocok
menggunakan
didapatkan, karena air akan dengan
USDA,
AASHTO,
klasifikasi
dan
Pengklasifikasian
permeabilitas
MIT.
mudahnya memasuki pori-pori dari
dapat
tanah tesebut;
menggunakan metode USCS dimana
4. Nilai
koefisien
dengan memperhatikan warna serta
mengalami
plastisitas dari tanah tersebut;
kenaikan
2. Nilai koefisien permeabilitas harus
diperoleh
dari
permeabilitas
pada
permeabilitas
penurunan
kadar
dengan
lempung
yang
digunakan sebagai bahan campuran
pengujian
pada tanah asli TPA Batulayang dan
dalam
tanah pengganti dari Peniraman, hal
koefisien
ini disebabkan karena tanah kaolinite
permeabilitas yang didapatkan pada
dan bentonite memiliki kemampuan
benda uji yang tidak jenuh dapat
menahan
berubah sewaktu-waktu dikarenakan
melewati pori-pori tanah, sehingga
air masih mengisi rongga-rongga
penggunaan kaolinite dan bentonite
pori tanah yang kosong atau terisi
sebagai penghalang air lindi untuk
udara yang terdapat pada benda uji.
masuk ke dalam permukaan/air tanah
kondisi
3. Benda
jenuh,
uji
tanah
yang
karena
dengan
campuran
air
untuk
mengalir
dapat digunakan.
bentonite 50% dan 75% terhadap
tanah asli TPA Batulayang dan tanah
5.
datang
memiliki
Bell, F.G., 1983. Engineering Properties of
koefisien permeabilitas yang besar
Soils and Rocks Second Edition,
dibandingkan
Butterworth & Co. London, UK.
Peniraman
dengan
benda
uji
dengan campuran kaolinite 50% dan
75% pada tanah yang sama, hal ini
disebabkan
karena
Daftar Pustaka
ELE
International
(1990).
Operating
Instructions for ELE/Rowe-Type
bentonite
15
EPA
Consolidation Cells 9901X0075
Publishing, One Great George
Issue 5. ELE International Ltd.
Street,
NSW.
(2016)
"Environmental
Westminster,
London
SW1P 3AA.
Guidelines: Solid Waste Landfill",
Environment Protection Authority.
Hazelton
PA,
Murphy
BW
(2007)
Interpreting Soil Test Results:
What Do All The Numbers
Mean?.
CSIRO
Publishing:
Melbourne.
Head,
K.H.
1994.
Manual
of
Soil
Laboratory Testing Volume 2
Permeability, Shear Strength &
Compressibility
Tests
Second
Edition. John Wiley & Sons, Inc,
New York, USA.
Head,
K.H.
1998.
Manual
of
Soil
Laboratory Testing Volume 3
Effective Stress Tests Second
Edition. John Wiley & Sons Ltd,
West Sussex, UK.
Knappett, J.A Craig R.F Craig’s Soil
Mechanics Eighth Edition 2012
Spon Press 2 Park Square, Milton
Park, Abingdon, Oxon OX14
4RN
Mitchell, J.K. 2005 , Fundamentals of Soil
Behaviour, Third Edition, John
Wiley & Sons Inc., New York.
Rowe, P.W, Barden, L. 1966. A New
consolidation cell. Géotechnique
16(6): pp. 162-170.
Sarsby, Robert W. 2013. Environmental
Geotechnics Second Edition. ICE
16
BENTONITE DALAM MENGURANGI NILAI PERMEABILITAS (K)
Dita Indah Lestari 1), R. M. Rustamaji 2), Eka Priadi 3), Aprianto 4), Budhi Purwoko 5).
1)
Alumni Program Sarjana Prodi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak
2) 3) 4) 5)
Dosen Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak
Peningkatan pertumbuhan penduduk di Kota Pontianak akan mempengaruhi perilaku dan gaya hidup serta pola
konsumsi masyarakat. Perubahan tersebut akan berpengaruh pula pada volume dan jenis sampah yang
dihasilkan. Tumpukan sampah tersebut juga akan menghasilkan limbah cair yang disebut air lindi yang
menimbulkan bau tak sedap. Pengumpulan air lindi dilakukan menggunakan saluran di sekeliling sel sampah.
Apabila sistem drainase ini kurang dikelola dan dikontrol dengan baik, maka beberapa bagian drainase akan
tersumbat/terhalang oleh sampah terutama pada musim hujan dimana air lindi akan tumpah dan masuk ke dalam
parit buatan yang ada didekat TPA dan pada akhirnya masuk dan mencemari sungai, air tanah, dan lingkungan
disekitar TPA tersebut. Banyak teknik yang dapat digunakan untuk mencegah penyebaran air lindi ke dalam
permukaan/air tanah. Salah satu diantaranya adalah konstruksi penghalang lempung (clay barrier) dengan
memperhatikan nilai koefisien permeabilitas dari penghalang lempung itu sendiri. Dengan hal itu, penelitian
dilakukan dalam rangka untuk mendapatkan nilai koefisien permeabilitas dalam modifikasi tanah menggunakan
campuran bentonite dengan permeabilitas menggunakan campuran kaolinite pada benda uji tanah jenuh agar
berguna sebagai salah satu upaya dalam menghambat dan mengurangi pencemaran air lindi terhadap
permukaan/air tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan meningkatnya kadar kaolinite dan bentonite
pada suatu tanah maka akan semakin kecil nilai permeabilitas yang didapatkan, dalam arti air akan semakin sulit
untuk melewati pori-pori yang terdapat didalam tanah tersebut.
Kata kunci : permeabilitas, penghalang lempung, sel rowe.
1.
penghasil sampah ke Tempat Pembuangan
Pendahuluan
Sementara (TPS) dan kemudian akan
1.1. Latar Belakang
Kota Pontianak merupakan ibu
dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir
kota dari Provinsi Kalimantan Barat,
(TPA) Tumpukan sampah tersebut juga
Indonesia,
penduduk
akan menghasilkan limbah cair yang
diperkirakan berkisar ± 651.589 jiwa pada
disebut air lindi yang menimbulkan bau
tahun 2014 berdasarkan catatan Direktorat
tak sedap. Air lindi berasal dari proses
Jenderal Kependudukan & Pencatatan
perkolasi/percampuran (umumnya dari air
Sipil Kementerian Dalam Negeri. Dengan
hujan yang masuk kedalam tumpukan
semakin
peningkatan
sampah), sehingga bahan-bahan terlarut
jumlah penduduk di Kota Pontianak, maka
dari sampah akan terekstraksi atau berbaur.
akan mempengaruhi perilaku dan gaya
Pengumpulan air lindi dilakukan
hidup serta pola konsumsi masyarakat.
menggunakan saluran di sekeliling sel
Perubahan tersebut akan berpengaruh pula
sampah. Apabila sistem drainase ini
pada volume dan jenis sampah yang
kurang dikelola dan dikontrol dengan baik,
dihasilkan.
maka beberapa bagian drainase akan
tersebut
dengan
jumlah
bertambahnya
Dimana
akan
diangkut
sampah-sampah
dari
tempat
tersumbat/terhalang oleh sampah terutama
1
pada musim hujan dimana air lindi akan
bahan campuran terhadap tanah asli
tumpah dan masuk ke dalam parit buatan
dan tanah pengganti;
yang ada didekat TPA dan pada akhirnya
3. Metode
permeabilitas
apa
masuk dan mencemari sungai dan air tanah
digunakan
serta
bentonite dan campuran kaolinite;
tanah
disekitar
TPA.
terhadap
yang
campuran
Terkontaminasinya air adalah sumber
4. Bagaimana perbedaan antara nilai
perhatian utama ketika tumpukan sampah
koefisien permeabilitas menggunakan
diletakkan di dekat permukaan/air tanah,
campuran
dan ketika terjadi rembesan aliran dari
permeabilitas menggunakan campuran
tumpukan limbah padat ke permukaan/air
kaolinite terhadap tanah asli dan tanah
tanah.
pengganti yang diperoleh dari hasil
Banyak
teknik
yang
bentonite
dengan
nilai
penelitian;
dapat
digunakan untuk mencegah penyebaran air
lindi ke dalam permukaan/air tanah. Salah
satu
diantaranya
adalah
1.3. Tujuan Penelitian
Maksud dan tujuan dari penelitian
konstruksi
penghalang lempung (clay barrier) dengan
ini
memperhatikan
koefisien
nilai
koefisien
adalah
untuk
permeabilitas
permeabilitas dari penghalang lempung itu
dimodifikasi
sendiri.
campuran
Permeabilitas tanah merupakan
mendapatkan
tanah
dengan
bentonite
nilai
yang
menggunakan
dan
campuran
kaolinite terhadap tanah asli dan tanah
kemampuan tanah dalam mengalirkan air
pengganti
untuk
melalui pori tanah. Dimana tanah terdiri
mengurangi pencemaran air lindi terhadap
dari partikel-partikel padat dengan rongga-
sungai, air tanah, dan lingkungan pada
rongga pori diantaranya. Secara umum,
studi kasus TPA Batulayang. Hasil dari
pori-pori tanah saling berhubungan, yang
penelitian ini diharapkan akan berguna
menyebabkan air dapat mengalir melalui
sebagai
pori-pori tesebut.
menghambat dan mengurangi pencemaran
salah
menghambat
satu
upaya
dan
dalam
air lindi terhadap permukaan/air tanah.
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana karakteristik sifat fisik dan
mekanik dari tanah yang digunakan
pada penelitian;
2. Berapa kadar tanah lempung bentonite
1.4. Pembatasan Masalah
1. Penelitian mengunakan tanah asli dari
TPA Batulayang dan tanah laterite
(urug) sebagai tanah pengganti dari
dan kaolinite yang digunakan sebagai
2
Peniraman dengan kondisi sampel tanah
Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak.
terganggu (disturbed soil);
Untuk mempermudah proses penelitian,
2. Sifat-sifat kimia dari benda uji tidak
diperiksa;
penelitian yang meliputi:
3. Tes pemadatan terhadap benda uji
dilakukan
maka perlu dilakukannya tahapan-tahapan
secara
manual
dengan
1. Persiapan sampel tanah, yaitu:
Standart Proctor untuk memperoleh
nilai
kadar
air
maksimum
dan
Tanah asli TPA Batulayang
(organic/peat)
kepadatan kering maksimum;
Tanah
datang/pengganti
(latosol) dari Peniraman
kaolinite
Tanah kaolinite
sebagai bahan campuran modifikasi
Tanah bentonite
4. Pengunaan
bentonite
dan
tanah hanya ditinjau terhadap nilai
pemadatan
optimum
dan
koefisien
2. Pemeriksaan
Pemeriksaan
asli dan tanah pengganti (laterite);
tanah meliputi:
dengan
permeabilitas
pengujian
dan
karakteristik
fisik
dilakukan
Pemeriksaan kadar air
menggunakan
Pemeriksaan berat jenis tanah
dengan
Pemeriksaan
compaction-mold
memperhitungkan
nilai
maksimum
kepadatan
dan
fisik
mekanik masing-masing tanah
permeabilitas dengan campuran tanah
5. Penelitian
sifat
kadar
air
kering
Atterberg
maksimum dari pengujian pemadatan
standar dengan metode falling head
serta dengan pengujian menggunakan
batas-batas
Pemeriksaan analisa distribusi
tanah
Pemeriksaan karakteristik mekanik
tanah meliputi:
alat hydraulic consolidation cell atau
Pengujian pemadatan standar
yang biasa dikenal dengan Rowe Cell
Pengujian
secara vertikal menggunakan satu back
pressure system;
6. Pengujian
permeabilitas
permeabilitas
(falling head test)
3. Pembuatan benda uji, yang terdiri
hanya
menggunakan air PDAM pada alat
dari:
hydraulic consolidation cell.
1.5. Metodologi Penelitian
Proses Penelitian dilakukan di
Campuran tanah asli + 50%
kaolinite
Campuran tanah asli + 75%
kaolinite
Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas
3
Campuran tanah asli + 50%
hydraulic conductivity). Pasir dan kerikil
bentonite
merupakan material dimana air dapat
Campuran tanah asli + 75%
dengan
bentonite
sedangkan
lempung
Campuran tanah pengganti +
memiliki
permeabilitas
50% kaolinite
hingga
Campuran tanah pengganti +
perawatan dari aliran air tanah sangat
75% kaolinite
penting untuk perencanaan penggalian
Campuran tanah pengganti +
dibawah muka air, konstruksi bendungan
50% bentonite
penahan
Campuran tanah pengganti +
(barriers) (Sarsby, 2013).
mudah
mengalir
kedap
air,
secara
umum
yang
rendah
air.
Analisa
terhadap
dan
melaluinya,
dinding
penahan
Pada kedalaman yang dangkal,
75% bentonite
4. Pemeriksaan pemadatan terhadap
rongga-rongga
pada
partikel
tanah
untuk
mengandung campuran dari gas, biasanya
air
udara, dan air yang berasal dari curah
optimum dan kepadatan kering
hujan dan salju. Air tersebut berada dalam
maksimum
kondisi berpindah dan bergerak kebawah
benda-benda
mendapatkan
uji
nilai
kadar
koefisien
dengan pengaruh gravitasi atau berada
permeabilitas dengan cara langsung,
pada suatu posisi tertentu oleh pengaruh
yakni:
kapilaritas. Oleh sebab itu, pada bagian ini,
5. Pemeriksaan
Compaction-mold
secara
Consolidation
akan
penjenuhan,
falling head
tanah
cell
secara
tetapi
mengalami
pada
kedalaman
tertentu rongga-rongga tanah akan terisi
sepenuhnya
falling head
sebagian
oleh
air,
dan
dibawah
kedalaman ini tanah akan menjadi jenuh.
2.
Tinjauan Pustaka
Tanah
memiliki
rongga-rongga
yang saling berhubungan dimana air dapat
mengalir dari satu rongga ke rongga
lainnya. Dengan mudahnya air mengalir
melalui
tanah
diindikasikan
sebagai
kemampuan permeabilitas dari tanah itu
sendiri (yang biasa dikenal dengan istilah
Tanah Lempung
Terdapat tiga mineral lempung
utama yang meliputi kaolinite, illite, dan
montmorillonite. Kaolinite terbentuk dari
perubahan feldspars, feldspathoids, dan
muscovite yang merupakan hasil dari
pelapukan
karena
asam.
Kaolinite
merupakan mineral lempung utama dalam
4
china clays, ball clays, dan fireclays serta
menyebabkan
merupakan residual terbesar pada tanah
tanah, dan ketika tanah tersebut kering
deposit. Illite merupakan mineral yang
disebut
umum disebagaian besar lempung dan
Pengembangan
dan
dengan
penyusutan.
pada
montmorillonite
dapat menyebabkan perubahan volume
disebagian tills dan loess, serta jarang
mencapai 1000% dari volume mula-mula,
ditemukan pada tanah. Illite terbentuk
dan menyebabkan tanah tersebut berubah
dikarenakan pelapukan dari feldspars,
menjadi gel. Mielenz & King (1955)
mika,
menunjukkan
dan
sering
terhadap
ditemukan
shales,
illite
pengembangan
ferromagnesium
silicates.
bahwa
pada
umumnya
Kaolinite dan illite memiliki struktur yang
kaolinite memiliki kemampuan dalam
tidak ekspansif sedangkan montmorillonite
mengembang yang rata-rata (moderate),
merupakan tanah ekspansif. Dengan arti
dimana pengembangan terjadi pada antar
lain,
memiliki
partikel. Sedangkan untuk illite dapat
kemampuan dalam mengembang, hal ini
menyembang hingga 15%. Kaolinite dan
dikarenakan montmorillonite dan dengan
illite memiliki aktivitas yang tidak aktif
mudah dalam menyerap air kedalam ruang
sedangkan
interlayer pada struktur lapisannya yang
tanah dengan aktivitas yang besar. Dimana
memiliki
antara
pada umumnya tanah lempung dengan
partikelnya sangat lemah. Montmorillonite
aktivitas yang relatif besar memiliki
terbentuk ketika batuan igneous pada
kemampuan dalam menyerap air lebih
daerah dengan kondisi kering yang buruk
besar. Tanah dengan aktivitas yang tinggi
Bentonite
memilik perubahan volume yang besar
merupakan tanah lempung yang termasuk
ketika kadar air berubah (sebagai contoh
dalam
yang
tanah akan semakin mengembang dalam
memiliki plastisitas yang tinggi dan sering
kondisi basah dan akan semakin menyusut
digunakan
dalam kondisi kering). Kemampuan suatu
montmorillonite
arti
mengalami
bahwa
ikatan
pelapukan.
mineral
montmorillonite
untuk
berbagai
macam
kegunaan dalam bidang teknik sipil
montmorillonite
merupakan
tanah dalam mengembang (swelling) dan
Salah satu karakteristik utama
menyusut (shrinkage) ditentukan dari tipe
dari lempung dalam sudut pandang teknik
dan jumlah mineral lempung yang terdapat
merupakan
dalam
dalam tanah tersebut. Pada umumnya,
memperlambat perubahan volume yang
pengembangan dan penyusutan dari suatu
terjadi
menyebabkan
mineral lempung memiliki pola yang sama
penyusutan.
terhadap indeks plastisitas tanah tersebut,
Kemampuan tanah dalam menyerap air
jadi semakin plastis tanah tersebut maka
kelemahan
dimana
pengembangan
dapat
dan
mereka
5
akan semakin tinggi potensi tanah tersebut
dibawah kondisi kadar air yang tinggi.
untuk
Pada sebagian besar gambut, semakin
mengalami
penyusutan
dan
pengembangan
dalam deposit gambut tersebut maka akan
memiliki kandungan organik yang tinggi.
Angka pori dari gambut berkisar antara 9,
Tanah Tropis
Laterite merupakan residu dari
deposit
untuk
gambut
dengan
butiran
menyerupai
amorphous yang padat berkisar hingga 25.
lempung dimana pada umumnya terbentuk
Volume penyusutan dari gambut terjadi
dibawah lapisan ferruginous atau layer
hingga batas maksimum dan kemudian
dari tanah laterite yang telah mengerasi
akan tetap konstan hingga penurunan
yang terbentuk dibawah kondisi curah
maksimum,
hujan dan temperatur yang tinggi. Laterite
gambut dapat terjadi dari 10% hingga 75%
pada umumnya mengandung berbagai
dari volume asli dari gambut itu sendiri,
macam jenis ukuran butir dari lempung
dan akan menyebabkan penurunan angka
hingga bebatuan dan laterite biasanya pada
pori dari 12 ke 2. Karena didapatkan
bagian permukaan, batas air dari tanah
berbagai macam gambut di lapangan, nilai
laterite tidak mencapai 60% dan indeks
permeabilitas
plastisitasnya kurang dari 30%, dengan arti
laboratorium
laterite memiliki plastisitas yang rendah
Namun Hanrahan (1979) menunjukkan
hingga sedang. Aktivitas dari tanah laterite
nilai
bervariasi dari 0,5 hingga 1,75. Tanah
pengujian konsolidasi dilakukan bervariasi
merah atau latosol merupakan residu dari
bergantung dengan beban dan panjang
tanah ferruginous yang mudah teroksidasi.
waktu yang digunakan, dimana sebelum
Tanah tersebut terbentuk dari siklus
pengujian dilakukan gambut memiliki
pelapukan utama dari batuan induk. Tanah
angka pori 12 dengan permeabilitas 4 x 10-
merah memiliki sifat seperti lempung
6
namun tidak memiliki concretion yang
dilakukan pengujian dengan beban 55 kPa,
kuat,
gambut memiliki angka pori berkisar 4,5
ferruginous
maka
dari
yang
dan
itu
tanah
merah
dikategorikan sebagai tanah laterite.
jumlah
penyusutan
yang
tidak
permeabilitas
dilakukan
tepat
dari
dari
di
digunakan.
gambut
saat
m/s, sedangkan setelah tujuh bulan
dengan koefisien permeabilitas sebesar 8 x
10-11 m/s. Hal ini menunjukkan setelah
diberikan pembebanan selama tujuh bulan,
Tanah Gambut
Gambut
merupakan
akumulasi
dari partikel dekomposit dan tanaman-
permeabilitas
dari
gambut
berkurang
50000 kali dari permeabilitas awal.
tanaman lapuk yang telah menjadi fosil
6
biasanya memiliki ukuran 250 mm untuk
Permeabilitas
Rowe cell dapat digunakan untuk
diameter dan dengan ketebalan 100 mm,
mengukur koefisien permeabilias secara
yang dimana biasanya sampel diperoleh
langsung
maupun
dari deposit yang dangkal. Kemampuan
horizontal (Gambar 2.1). Dari itu, alat
untuk mendapatkan jenuh sempurna pada
tersebut digunakan untuk menguji tanah
sampel (dengan memberikan tekanan balik)
yang mengandung bahan lain yang dapat
sangat dapat dilakukan. Terdapat berbagai
mempengaruhi permeabilitas itu sendiri
kondisi aliran yang dapat diaplikasian:
(Contohnya akar-akar yang membusuk,
secara vertikal (satu arah atau dua arah)
laminasi horizontal). Alat ini juga dapat
atau secara radial (masuk ke bagian tengah
digunakan untuk pengetesan terhadap
sand drain atau keluar ke peripheral porous
material yang telah dipadatkan, dimana
lining). Dengan tambahan untuk mengukur
pada kasus ini pemadatan dilakukan
koefisien
langsung terhadap badan sel sehingga
ataupun horizontal, Rowe cell dapat juga
tidak akan menyisakan rongga-rongga
digunakan untuk menentukan koefisien
antara sampel dan badan sel. Alat ini
permeabilitas
dikembangkan
horizontal
secara
untuk
vertikal
tes
konsolidasi
terhadap tanah. Pada rowe cell, sampel
konsolidasi
secara
secara
secara
vertikal
vertikal
langsung
dan
dibawah
tekanan efektif yang benar.
Gambar 2.1 Pengujian permeabilitas arah vertikal menggunakan alat rowe cell (Head, 1994)
3.
Hasil & Analisa
fisik dan mekanik masing-masing tanah
Pengujian Karakteristik Sifat Fisik &
yang akan digunakan. Dimana pengujian
Mekanik Tanah
sifat fisik terhadap masing-masing tanah
Sebelum dilakukannya pengujian
meliputi pemeriksaan kadar air, berat jenis,
permeabilitas, perlu diketahui karakteristik
batas atterberg, hidrometer dan analisa
7
distribusi tanah, dengan sifat mekanik
pengujian CEC atau Cation Exchange
terhadap
masing-masing
yang
Capacity untuk mengetahui total kapasitas
meliputi
pemeriksaan
dan
dari tanah dalam menangkap ion-ion
permeabilitas.
tanah
pemadatan
Serta
dilakukannya
positif.
Tabel 3.1 Hasil pemeriksaan karakteristik sifat fisik dan mekanik tanah
Pengujian
Satuan
%
Kadar Air
Berat Jenis
Tanah Asli
Tanah
TPA
Pengganti
Batulayang*
Peniraman
330.23
30.36
177.05
NP
1.5
1.85
2.08
2.02
Bentonite
Kaolinite
(Artificial)
Batas-batas Atterberg
Batas Cair
%
261.67
40.25
351.75
358.47
Batas Plastis
%
121.33
25.27
124.15
25.02
Indeks Plastisitas
%
140.34
14.98
227.6
333.45
97
22.5
34.4
42.4
0.55
1.54
1.12
0.99
Pemadatan
Kadar Air Optimum
%
Kepadatan Kering Maksimum
3
gr/cm
Konduktivitas Hidrolik dengan kondisi dipadatkan (compacted)
Kunsat (compaction-mold)
m/s
3.96E-08
1.37E-08
1.23E-09
4.83E-09
Ksat (consolidation cell)
m/s
2.1E-10
8.5E-10
3.7E-13
2.4E-12
Loamy Sand
Loam
Clay
Silty Clay
A-2-7
A-7-6
A-7-5
A-7-6
PT
ML
MH
MH
Klasifikasi Tanah
USDA
AASHTO
USCS
MIT
Pasir
%
79
48
6
3
Lanau
%
19
21
18
45
Lempung
%
2
31
76
52
cmol+/kg
89.43
10.85
13.17
10.03
Cation Exchange Capacity
(CEC)
* selected - compacted
Dari Tabel 3.1 didapatkan bahwa
mm bukan merupakan material pasir,
tanah asli dari TPA Batulayang berada di
namun material yang berasal dari akar-
kategori loamy sand untuk klasifikasi
akar dan batang-batang tanaman yang
secara USDA, dan masuk dalam kategori
terdapat
A-2-7 dalam klasifikasi secara AASHTO
sehingga klasifikasi menggunakan USDA,
dengan kadar pasir sebesar 79%, lanau
AASHTO,
19%, dan lempung 2% dimana partikel
digunakan untuk tanah gambut. Untuk
yang memiliki ukuran sebesar 0,06 – 2,00
klasifikasi secara USCS didapatkan bahwa
di
tanah
dan
gambut
MIT
tersebut,
kurang
tepat
8
tanah dari TPA Batulayang masuk dalam
Batulayang
kategori PT (peat), dimana tanah memiliki
permeabilitas yang memenuhi untuk syarat
warna yang gelap dan memiliki bau khas
diatas, namun tanah asli TPA Batulayang
tanah
(1922)
bukan merupakan tanah lempung, namun
menyatakan bahwa gambut (peat) terbagi
tanah gambut. Dimana sudah banyak
menjadi tiga kategori, dan tanah asli dari
diketahui bahwa tanah gambut merupakan
TPA
kategori
tanah yang mudah terbakar, dan bila
amorphous peat, dimana tanah memiliki
gambut dijadikan lapisan penghalang air
kelembaban yang sangat tinggi (Lihat
lindi tanpa menggunakan campuran tanah
pemeriksaan kadar air) dan memiliki
lainnya, maka jika terjadi kebakaran
warna cokelat kehitaman hingga hitam.
sewaktu-waktu, lapisan penghalang air
Jika tanah digenggam maka lebih dari
lindi tersebut akan ikut terbakar dan
setengah material akan keluar melewati
dengan mudahnya air lindi akan masuk
jari-jari tanpa ada air yang merembes dan
mencemari air tanah dan lingkungan
menyisakan beberapa komponen padat di
disekitar TPA tersebut.
organik.
Von
Batulayang
Post
merupakan
memiliki
nilai
koefisien
tangan, seperti akar-akar dan batangbatang
tanaman.
Pada
pengujian
permeabilitas terhadap tanah asli TPA
Pembuatan Benda Uji
Setelah
didapatkannya
data
Batulayang dengan kondisi tanah telah
karakteristik sifat fisik dan mekanik
dipadatkan
optimum
masing-masing tanah, kemudian dilakukan
didapatkan nilai permeabilitas sebesar 3,96
pembuatan sampel benda uji yang terdiri
x 10-8 m/s (untuk tanah tidak jenuh) dan
dari 8 benda uji. Dimana 4 diantaranya
sebesar 2,103 x 10-10 m/s (untuk tanah
menggunakan
yang sudah dijenuhkan).
Batulayang, dan 4 lainnya menggunakan
dalam
kondisi
Environment Protection Authority
tanah
asli
dari
TPA
tanah pengganti dari Peniraman sebagai
menberikan
alternatif. Dimana masing-masing tanah
persyaratan dalam pembuatan penghalang
dari TPA Batulayang dan Peniraman
air
tipe
dicampur dengan kadar kaolinite dan
penghalang harus menggunakan material
bentonite sebanyak 50% dan 75% dari
lempung (clay) dengan ketebalan setelah
banyak tanah TPA Batualayang dan tanah
dipadatkan harus lebih dari 1000 mm dan
Peniraman yang digunakan.
(EPA)
NSW
lindi,
(2016)
dimana
salah
satu
koefisien permeabilitas lapangan kurang
dari 10-9 m/s. Meskipun tanah asli TPA
9
Tabel 3.2 Presentase campuran benda uji
Tanah
Nomor
Sampel
Tanah Asli
Tanah
TPA
Pengganti
Batulayang
Peniraman
Kaolinite
Bentonite
1
100%
50%
2
100%
75%
3
100%
50%
4
100%
75%
5
100%
50%
6
100%
75%
7
100%
50%
8
100%
75%
Setelah campuran benda uji dibuat,
kadar air optimum dan berat kering
dilakukan pengujian pemadatan secara
maksimum yang akan digunakan untuk
standar proctor untuk mendapatkan nilai
pengujian permeabilitas.
Tabel 3.3 Hasil pengujian pemadatan secara standard proctor terhadap benda uji
Kadar Air
Nomor
Optimum
Sampel
Kepadatan
Kering
Maksimum
%
gr/cm3
1
54.35
0.753
2
57.74
0.729
3
54.40
0.751
4
56.10
0.713
5
29.10
1.511
6
30.30
1.402
7
21.80
1.411
8
22.70
1.39
Pengujian Permeabilitas Menggunakan
tanah
Compaction-mold secara Falling Head
optimum dan berat kering maksimum yang
Pengujian
permeabilitas
menggunakan compaction-mold dimana
dipadatkan
dengan
kadar
air
telah didapatkan dari pengujian pemadatan
dengan standar proctor.
10
Tabel 3.4 Nilai koefisien permeabilitas yang diuji menggunakan compaction-mold permeameter secara falling-head
kunsat 20oC
Nomor
Sampel
cm/s
m/s
1
3.45902E-07
3.45902E-09
2
2.35522E-07
2.35522E-09
3
6.43265E-06
6.43265E-08
4
9.94488E-08
9.94488E-10
5
9.75165E-08
9.75165E-10
6
1.32864E-08
1.32864E-10
7
2.29393E-07
2.29393E-09
8
1.11543E-07
1.11543E-09
Selama pengujian ± 2 minggu pada
masing-masing
benda
uji,
didapatkan
Pengujian Permeabilitas Menggunakan
masalah, yaitu air PDAM yang digunakan
Consolidation-cell (Rowe Cell) secara
sebagai cairan untuk permeabilitas tidak
Falling Head
keluar dari keran outlet yang tersedia. Hal
Maka
dari
itu
diperlukannya
ini menunjukkan benda uji belum dalam
pengujian permeabilitas untuk tanah yang
keadaan jenuh sempurna, dimana koefisien
jenuh
permeabilitas
bukan
consolidation-cell
dalam
dengan istilah rowe cell. Pada pengujian
mengalirkan air melalui pori-nya, karena
permeabilitas menggunakan rowe cell,
air yang mengalir pada benda uji masih
benda uji dipersiapkan dengan kondisi
mengisi pori-pori tanah yang kosong,
kadar
sehingga nilai koefisien permeabilitas
maksimum, dan energi yang sama pada
yang diperoleh dapat berubah sewaktu-
persiapan benda uji untuk permeabilitas
waktu.
pengujian
secara compaction-mold. Dimana benda
permeabilitas menggunakan air lindi dari
uji perlu dijenuhkan dan dikonsolidasikan
TPA Batulayang tidak dapat dilakukan,
terlebih dahulu sebelum dilakukannya
karena diperlukannya jangka waktu yang
pengujian permeabilitas. Dan didapatkan
lama untuk air lindi keluar dari keran
hasil sebagai berikut.
merupakan
Dari
yang
didapatkan
kemampuan
hal
tanah
tersebut,
sempurna
air
menggunakan
yang
optimum,
lebih
berat
alat
dikenal
kering
outlet yang tersedia.
11
Tabel 3.5 Hasil pengujian permeabilitas menggunakan alat consolidation cell (Rowe Cell)
Tanah Asli
Benda Uji
(TA)
Tanah
Pengganti
Kaolinite (K)
(TP)
Bentonite
1
2
(B)
(TA + K 50)
(TA + K 75)
25.5
23.5
3.7
13
37.3
16.4
14
65.6
14.6
34
24.6
29.5
Perubahan Volume
11.5
42.1
10.9
21
12.7
13.1
Maksimum
2.677E-10
1.116E-09
1.275E-12
3.983E-12
4.622E-11
3.187E-12
Minimum
2.018E-10
9.325E-10
7.967E-14
1.275E-12
1.061E-12
1.673E-12
2.528E-10
1.027E-09
4.439E-13
2.845E-12
8.766E-12
2.618E-12
2.103E-10
8.543E-10
3.692E-13
2.367E-12
7.291E-12
2.177E-12
101.453
169.383
110.114
115.675
107.93
95
114.091
179.035
105.462
113.53
132.59
120
25
25
25
25
25
25
25.25
26.75
22.1
24.24
23.5
22.55
Penyusutan
Penjenuhan
Pengembangan
Permeabilitas
Rata-rata (ksat)
mL
m/s
Koreksi Temperatur
(ksat 20o)
Sebelum
Berat Benda Uji
g
Setelah
Sebelum
Tinggi Benda Uji
mm
Setelah
3
4
5
6
7
8
(TA + B 50)
(TA + B 75)
(TP + K 50)
(TP + K 75)
(TP + B 50)
(TP + B 75)
32.7
14.1
39.5
19.7
18.5
62.4
27.5
44.9
24.1
39.8
35.5
21.5
Perubahan Volume
5.2
30.8
15.4
20.1
17
40.9
Maksimum
2.648E-10
9.560E-12
2.836E-11
4.780E-12
5.741E-11
7.967E-12
Minimum
2.323E-10
6.375E-13
3.030E-12
3.187E-14
3.989E-12
6.374E-14
2.501E-10
3.620E-12
1.113E-11
1.177E-12
3.669E-11
2.297E-12
2.080E-10
3.011E-12
9.262E-12
9.789E-13
3.052E-11
1.910E-12
110
99.654
149.24
153.9
147.728
145
114.757
131.266
175.82
192.14
176.811
180.089
25
25
25
25
25
25
17
23
26.45
27.15
25.45
27.7
Benda Uji
Penyusutan
Penjenuhan
Pengembangan
Permeabilitas
Rata-rata (ksat)
mL
m/s
Koreksi Temperatur
(ksat 20o)
Sebelum
Berat Benda Uji
g
Setelah
Sebelum
Tinggi Benda Uji
mm
Setelah
Dari empat tanah yang digunakan,
signifikan
terhadap
campuran
tanah
didapatkan bahwa tanah kaolinite memiliki
dengan kaolinite atau bentonite sebesar 50%
koefisien permeabilitas paling rendah yaitu
dan 75%. Dimana pada tanah yang
sebesar
3,692 x 10-13 m/s, sedangkan
memiliki
campuran
kaolinite
atau
tanah pengganti dari Peniraman memiliki
bentonite sebesar 75% memiliki koefisien
koefisien permeabilitas paling tinggi yaitu
yang lebih rendah dibanding dengan tanah
sebesar 8,543 x 10-10 m/s.
yang memiliki campuran sebesar 50%, hal
Dan
didapatkan
dari
delapan
perbedaan
benda
yang
uji,
ini menunjukkan bahwa semakin besar
cukup
kadar lempung dari suatu tanah maka akan
12
semakin sulit untuk mengalirkan air
menyebabkan benda uji dalam keadaan
melewati pori-porinya.
jenuh sempurna. Pada sebelum pengujian
Dari
tabel
tersebut
masing-masing
didapatkan
benda
uji
memiliki
bahwa benda uji nomor 6 yang merupakan
ketinggian ± 25 mm, dan ditemukan
campuran tanah pengganti dari Peniraman
bahwa pada benda uji dengan campuran
dengan kadar kaolinite sebesar 75%
tanah asli TPA Batulayang mengalami
mempunyai koefisien permeabilitas yang
penurunan tinggi setelah pengujian selesai
paling rendah yaitu sebesar 9,789 x 10-13
dilaksanakan, sedangkan untuk benda uji
m/s, sedangkan benda uji nomor 3 yang
dengan
merupakan campuran dari tanah asli TPA
Peniraman mengalami kenaikan ketinggian
Batulayang
bentonite
benda
koefisien
pengujian, hal ini dikarenakan permbedaan
permeabilitas tersebesar yaitu 2,080 x 10-10
karakteristik tanah utama yang digunakan
m/s.
sebagai bahan campuran. Dimana pada
sebesar
dengan
50%
kadar
memiliki
campuran
uji
tanah
setelah
selesai
pengganti
dilakukan
penggunaan tanah asli TPA Batulayang
Ditemukan juga perbedaan berat
dan tinggi pada contoh benda uji setelah
merupakan
dilakukkan pengujian. Dimana benda uji
untuk penggunaan tanah pengganti dari
mengalami
setelah
Peniraman merupakan tanah merah yang
pengujian dilakukan, hal ini menunjukkan
memiliki sifat seperti lempung namun
bahwa pori-pori yang dahulunya terisi oleh
bukan masuk dari kategori lempung.
kenaikan
berat
tanah
gambut,
sedangkan
udara telah tergantikan dengan air, yang
Koefisien Permeabilitas (Ksat) m/s
Perbandingan Antara Koefisien Permeabilitas & Volume Debit Air
9.00E-10
8.00E-10
7.00E-10
6.00E-10
5.00E-10
4.00E-10
3.00E-10
2.00E-10
1.00E-10
0.00E+00
1
10
100
1000
10000
100000
Debit (mL)
Tanah Asli
Sample 1
Tanah Pengganti
Sample 2
Tanah Kaolinite
Sample 3
Tanah Bentonite
Sample 4
Gambar 3.1 Grafik perbandingan nilai koefisien permeabilitas untuk benda uji jenuh dengan volume debit air yang
mengalir melaluinya
13
Dari Gambar 3.1 didapatkan bahwa
pengganti yang merupakan tanah merah
tanah pengganti dari Peniraman memiliki
(laterite/latosol) dengan campuran tanah
koefisien permeabilitas yang paling besar
kaolinite
yaitu sebesar 8.543 x 10
-10
dan
bentonite,
didapatkan
m/s dengan
beberapa kelemahan yaitu dimana tanah
volume debit rata-rata sebesar 26421,43
gambut merupakan tanah dengan kondisi
cm3 tiap menitnya, hal ini menunjukkan
mudah terbakar, sehingga jika tanah
bahwa air dapat mengalir melalui pori-pori
gambut digunakan sebagai bahan lapisan
tanah pengganti dari Peniraman dengan
penghalang air lindi dan sewaktu-waktu
mudah. Sedangkan koefisien permeabilitas
terjadi kebakaran maka sistem lapisan dari
tanah asli TPA Batulayang memiliki
tanah gambut tersebut akan ikut terbakar
koefisien permeabilitas dan volume debit
dan menyebabkan lapisan akan rusak dan
rata-rata yang tidak jauh berbeda terhadap
air lindi akan dengan mudahnya masuk
benda uji nomor 3 yang merupakan
kedalam
campuran tanah asli TPA Batulayang
lingkungan
dengan kadar bentonite sebesar 50%
kelemahan terhadap penggunakan tanah
dengan
permeabilitas
datang (laterite) sebagai penghalang air
masing-masing sebesar 2,103 x 10-10 m/s
lindi, dimana diperlukannya tanah datang
dan 2,080 x 10-10 m/s serta dengan volume
dalam jumlah yang cukup besar sebagai
debit rata-rata sebesar 1584,714 cm3 tiap
pengganti (replacement) dari tanah asli di
menitnya dan 1567,57 cm3 tiap menitnya,
TPA Batulayang. Lapisan penghalang
sehingga penggunaan bentonite sebesar 50%
lempung dari campuran kaolinite dan
terhadap tanah asli TPA Batulayang tidak
bentonite dengan ketebalan lebih dari 1000
cukup
yang
mm saja tidak cukup digunakan sebagai
TPA
penghalang air lindi untuk masuk dan
nilai
koefisien
memberikan
signifikan
dengan
perbedaan
tanah
asli
Batulayang tanpa campuran apapun.
air
tanah
disekitar.
dan
mencemari
Terdapat
pula
mencemari air tanah serta lingkungan
disekitar. Untuk jangka waktu yang lama,
Penerapan
Hasil
Pengujian
di
permeabilitas
juga
lapisan
seperti
geomembrane, geosyntethic clay liners,
Lapangan
Setelah
diperlukannya
dilakukannya
dengan
pengujian
kondisi
tanah
geotextiles, serta sistem drainase yang baik
agar air tanah tidak tercemari oleh air lindi.
dipadatkan dan jenuh (±0,95) terhadap
tanah asli dari TPA Batulayang yang
merupakan tanah gambut (peat) dan tanah
datang dari Peniraman sebagai tanah
14
4.
merupakan tanah dalam kategori
Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisa
montmorillonite yang berarti bahwa
data yang dilakukan, maka dapat diambil
bentonite memiliki aktivitas yang
kesimpulan sebagai berikut:
lebih tinggi dengan kemampuan
1. Dari pengujian karakteristik sifat
untuk menyusut dan mengembang
fisik dan mekanik masing-masing
sangat besar dibandingkan dengan
tanah yang digunakan untuk bahan
tanah kaolinite, dengan arti aktivitas
campuran,
yang tinggi akan mempengaruhi nilai
pengklasifikasian
dari
tanah asli TPA Batulayang tidak
koefisien
cocok
menggunakan
didapatkan, karena air akan dengan
USDA,
AASHTO,
klasifikasi
dan
Pengklasifikasian
permeabilitas
MIT.
mudahnya memasuki pori-pori dari
dapat
tanah tesebut;
menggunakan metode USCS dimana
4. Nilai
koefisien
dengan memperhatikan warna serta
mengalami
plastisitas dari tanah tersebut;
kenaikan
2. Nilai koefisien permeabilitas harus
diperoleh
dari
permeabilitas
pada
permeabilitas
penurunan
kadar
dengan
lempung
yang
digunakan sebagai bahan campuran
pengujian
pada tanah asli TPA Batulayang dan
dalam
tanah pengganti dari Peniraman, hal
koefisien
ini disebabkan karena tanah kaolinite
permeabilitas yang didapatkan pada
dan bentonite memiliki kemampuan
benda uji yang tidak jenuh dapat
menahan
berubah sewaktu-waktu dikarenakan
melewati pori-pori tanah, sehingga
air masih mengisi rongga-rongga
penggunaan kaolinite dan bentonite
pori tanah yang kosong atau terisi
sebagai penghalang air lindi untuk
udara yang terdapat pada benda uji.
masuk ke dalam permukaan/air tanah
kondisi
3. Benda
jenuh,
uji
tanah
yang
karena
dengan
campuran
air
untuk
mengalir
dapat digunakan.
bentonite 50% dan 75% terhadap
tanah asli TPA Batulayang dan tanah
5.
datang
memiliki
Bell, F.G., 1983. Engineering Properties of
koefisien permeabilitas yang besar
Soils and Rocks Second Edition,
dibandingkan
Butterworth & Co. London, UK.
Peniraman
dengan
benda
uji
dengan campuran kaolinite 50% dan
75% pada tanah yang sama, hal ini
disebabkan
karena
Daftar Pustaka
ELE
International
(1990).
Operating
Instructions for ELE/Rowe-Type
bentonite
15
EPA
Consolidation Cells 9901X0075
Publishing, One Great George
Issue 5. ELE International Ltd.
Street,
NSW.
(2016)
"Environmental
Westminster,
London
SW1P 3AA.
Guidelines: Solid Waste Landfill",
Environment Protection Authority.
Hazelton
PA,
Murphy
BW
(2007)
Interpreting Soil Test Results:
What Do All The Numbers
Mean?.
CSIRO
Publishing:
Melbourne.
Head,
K.H.
1994.
Manual
of
Soil
Laboratory Testing Volume 2
Permeability, Shear Strength &
Compressibility
Tests
Second
Edition. John Wiley & Sons, Inc,
New York, USA.
Head,
K.H.
1998.
Manual
of
Soil
Laboratory Testing Volume 3
Effective Stress Tests Second
Edition. John Wiley & Sons Ltd,
West Sussex, UK.
Knappett, J.A Craig R.F Craig’s Soil
Mechanics Eighth Edition 2012
Spon Press 2 Park Square, Milton
Park, Abingdon, Oxon OX14
4RN
Mitchell, J.K. 2005 , Fundamentals of Soil
Behaviour, Third Edition, John
Wiley & Sons Inc., New York.
Rowe, P.W, Barden, L. 1966. A New
consolidation cell. Géotechnique
16(6): pp. 162-170.
Sarsby, Robert W. 2013. Environmental
Geotechnics Second Edition. ICE
16