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