Bahan Mekanika Tanah Dan Pondasi i
-
Upload
ajeng-putri-adinegoro -
Category
Documents
-
view
135 -
download
25
Transcript of Bahan Mekanika Tanah Dan Pondasi i
MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I
Ilmu Mekanika Tanah adalah ilmu alam pada perkembangan selanjutnya akan menjadi dasar
dalam analisis dan desain perencanaan suatu pondasi. Sehingga dapat dibedakan perbedaan
antara mekanika tanah dengan teknik pondasi.
Mekanika tanah adalah salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari perilaku tanah
dan sifatnya yang diakibatkan oleh tegangan dan regangan yang disebabkan oleh gaya-
gaya yang bekerja.
Teknik Pondasi adalah aplikasi prinsip - prinsip Mekanika Tanah dan Geologi, yang
digunakan dalam perencanaan dan pembangunan pondasi seperti gedung, jembatan, jalan,
bendung dan lain - lain.
Oleh karena itu perkiraan dan pendugaan terhadap kemungkinan adanya penyimpangan
dilapangan dari kondisi ideal pada mekanika tanah sangat penting dalam perencanaan pondasi
yang benar. Agar suatu bangunan dapat berfungsi secara sempurna, maka seorang sarjana
teknik harus bisa membuat perkiraan dan pendugaan yang tepat tentang kondisi tanah
dilapangan.
1. PENGERTIAN TANAH
Secara umum pengertian tanah adalah;
kumpulan (agregat) butiran mineral alami yg bisa dipisahkan oleh suatu cara mekanik bila
agregat tersebut diaduk dalam air.
kumpulan mineral, bahan organic dan endapan2 yang relative lepas (loose), yang terletak
diatas batuan dasar (bad rock).
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 1
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Menurut para ahli pengertian tanah adalah:
(Soil Survey Staff, 1999) Tanah merupakan suatu benda alam yang tersusun dari padatan
(bahan mineral dan bahan organik), cairan dan gas, yang menempati permukaan daratan,
menempati ruang, dan dicirikan oleh salah satu atau kedua berikut: horison-horison, atau
lapisan-lapisan, yang dapat dibedakan dari bahan asalnya sebagai hasil dari suatu proses
penambahan, kehilangan, pemindahan dan transformasi energi dan materi, atau
berkemampuan mendukung tanaman berakar di dalam suatu lingkungan alam;
(Schoeder, 1972), Tanah merupakan suatu system tiga fase yang mengandung air, udara dan
bahan-bahan mineral dan organik serta jasad-jasad hidup, yang karena pengaruh berbagai faktor
lingkungan pada permukaan bumi dan kurun waktu, membentuk berbagai hasil perubahan yang
memiliki cirri-ciri morfologi yang khas sehingga berperan sebagai tempat tumbuh bermacam-
macam tanaman.
(Jooffe dan Marbut, 1949, Amerika Serikat), Tanah adalah tubuh alam yang terbentuk dan
berkembang sebagi akibat bekerjanya gaya-gaya alam terhadap bahan-bahn alam
dipermukaan bumi. Tubuh alam ini dapat berdiferensiasi membentuk horizon-horizon
mieneral maupun organik yang kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya
dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia,
sifat-sifat fisik maupun kehidupan biologinya.
(Darmawijaya, 1990) Tanah adalah akumulasi tubuh alam bebas, menduduki sebagain besar
permukaan palnet bumi, yang mampu menumbuhkan tanaman, dan memiliki sifat sebagai akibat
pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk dalam keadaan relief
tertentu selama jangka waktu tertentu pula.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 2
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Berdasarkan pendekatan pengertian tanah terbagi atas 3 yaitu:
Pendekatan Geologi (Akhir Abad XIX), tanah adalah lapisan permukaan bumi yang
berasal dari bebatuan yang telah mengalami serangkaian pelapukan oleh gaya-gaya
alam, sehingga membentuk regolith (lapisan partikel halus).
Pendekatan Pedologi (Dokuchaev 1870), tanah adalah bahan padat (mineral atau
organic) yang terletak dipermukaan bumi, yang telah dan sedang serta terus mengalami
perubahan yang dipengaruhi oleh faktor-faktor: Bahan Induk, Iklim, Organisme,
Topografi, dan Waktu.
Pendekatan Edaphologis (Jones dari Cornel University Inggris), tanah adalah media
tumbuh tanaman.
Perbedaan Pedologis dan Edaphologis:
a. Kajian Pedologis:
Mengkaji tanah berdasarkan dinamika dan evolusi tanah secara alamiah atau
berdasarkan pengertahuan alam murni.
Kajian ini meliputi: Fisika Tanah, Kimia Tanah, Biologi tanah, Morfologi Tanah,
Klasifikasi Tanah, Survei dan Pemetaan Tanah, Analisis Bentang Lahan, dan Ilmu Ukur
Tanah.
b. Kajian Edaphologis
Mengkaji tanah berdasarkan peranannya sebagai media tumbuh tanaman.
Kajian ini meliputi: Kesuburan Tanah, Konservasi Tanah dan Air, Agrohidrologi,
Pupuk dan Pemupukan, Ekologi Tanah, dan Bioteknologi Tanah.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 3
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
2. FUNGSI TANAH
Fungsi tanah terbagi atas 3 fungsi yaitu:
a. Fungsi Fisik, Sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya perakaran penopang tegak
tumbuhnya tanaman dan menyuplai kebutuhan air dan udara.
b. Fungsi Kimiawi, sebagai gudang dan penyuplai hara atau nutrisi (senyawa organik dan
anorganik sederhana dan unsur-unsur esensial seperti N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Fe, Mn, B,
Cl).
c. Fungsi Biologi, sebagai habitat biota (organisme) yang berpartisipasi aktif dalam
penyediaan hara tersebut dan zat-zat aditif (pemacu tumbuh, proteksi) bagi tanaman,
yang ketiganya secara integral mampu menunjang produktivitas tanah untuk
menghasilkan biomass dan produksi baik tanaman pangan, tanaman obat-obatan, industri
perkebunan, maupun kehutanan.
3. PROSES PEMBENTUKKAN TANAH
Sejarah terjadinya tanah, pada mulanya bumi berupa bola magma cair yang sangat panas.
Karena pendinginan, permukaannya membeku maka terjadi batuan beku. Karena proses fisika
(panas, dingin, membeku, dan mencair) batuan tersebut hancur menjadi butiran - butiran tanah
(sifat - sifatnya tetap seperti batu aslinya : pasir, kerikil, dan lanau). Oleh proses kimia (hidrasi,
oksidasi) batuan menjadi lapuk sehingga menjadi tanah dengan sifat berubah dari batu aslinya.
Proses pembentukan tanah diawali dari pelapukan batuan, baik pelapukan fisik maupun
pelapukan kimia. Dari proses pelapukan ini, batuan akan menjadi lunak dan berubah
komposisinya. Pada tahap ini batuan yang lapuk belum dikatakan sebagai tanah, tetapi sebagai
bahan tanah (regolith) karena masih menunjukkan struktur batuan induk.
Proses pelapukan terus berlangsung hingga akhirnya bahan induk tanah berubah menjadi
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 4
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
tanah. Nah, proses pelapukan ini menjadi awal terbentuknya tanah. Sehingga faktor yang
mendorong pelapukan juga berperan dalam pembentukan tanah.
Curah hujan dan sinar matahari berperan penting dalam proses pelapukan fisik, kedua faktor
tersebut merupakan komponen iklim. Sehingga dapat disimpulkan bahwa salah satu faktor
pembentuk tanah adalah iklim. Ada beberapa faktor lain yang memengaruhi proses
pembentukan tanah, yaitu organisme, bahan induk, topografi, dan waktu. Faktor-faktor
tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.
Susunan Tanah
Proses pembentukan tanah secara fisik yang mengubah batuan menjadi partikel yang lebih
kecil disebabkan pengaruh erosi, angin, air, es, manusia, cuaca / suhu. Partikelnya berbentuk
bulat, bergerigi. Pembentukan tanah secara kimia terjadi oleh pengaruh oksigen,
karbondioksida, air (mengandung asam / alkali).
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 5
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Disini dikenal Transported Soil, adalah tanah yang lokasinya berpindah dari tempat
terjadinya yang disebabkan oleh aliran air, angin, es, dan Residual Soil (tanah yang tidak pindah
dari tempat terjadinya).
Oleh proses alam, proses perubahan dapat bermacam - macam dan berulang. Batu menjadi
tanah karena pelapukan dan penghancuran, dan tanah bisa menajdi batu karena proses
pemadatan, sementasi. Batu bisa menajdi batu jenis lain karena panas, tekanan, dan larutan.
Batuan dibedakan menjadi:
- Batuan beku (granit, basalt)
- Batuan sedimen (gamping, batu pasir)
- Batuan metamorf (marmer).
Tanah terdiri atas butir - butir diantaranya berupa ruang pori. Ruang pori dapat terisi udara
atau air. Tanah juga dapat mengandung bahan - bahan sisa atau pelapukan tumbuhan atau
hewan. Tanah semacam ini disebut tanah organik.
Batu merupakan kumpulan butir - butir mineral alam yang saling terkait erat dan kuat.
Sehingga sukar untuk dilepaskan.
Tanah merupakan kumpulan butir - butir mineral alam yang tidak melekat atau melekat tidak
erat, sehingga sangat mudah untuk dipisahkan. Sedangkan Cadas adalah peralihan antara
batu dan tanah.
a. PELAPUKAN FISIK
Pelapukan fisik adalah proses dimana batuan pecah menjadi kepingan yang lebih kecil, tetapi
tanpa mengalami perubahan komposisi kimia dan mineral yang berarti. Pelapukan fisik ini
dapat menghasilkan fragment/kristal kecil sampai blok kekar (joint block) yang berukuran
besar.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 6
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Jenis Pelapukan Fisik:
1. Stress release: batuan yang muncul ke permukaan bumi melepaskan stress
menghasilkan kekar atau retakan yang sejajar permukaan topografi. Retakan-retakan itu
membagi batuan menjadi lapisan-lapisan atau lembaran (sheet) yang sejajar dengan
permukaan topografi. Proses ini sering disebut sheeting. Ketebalan dari lapisan hasil
proses sheeting ini semakin tebal menjauhi dari permukaan. Proses pelapukan jenis ini
sering terjadi pada batuan beku terobosan yang dekat permukaan bumi.
2. Frost action and hydro-fracturing: pembekuan air dalam batuan. Air atau larutan lainnya
yang tersimpan di dalam pori dan/atau retakan batuan akan meningkat volumenya
sekitar 9% apabila membeku, sehingga ini akan menimbulkan tekanan yang cukup kuat
memecahkan batuan yang ditempatinya.
Proses ini tergantung:
keberadaan pori dan retakan dalam batuan.
keberadaan air/cairan dalam pori.
temperatur yang turun naik dalam jangka waktu tertentu.
3. Salt weathering: pertumbuhan kristal pada batuan. Pertumbuhan kristal pada pori
batuan sehingga menimbulkan tekanan tinggi yang dapat merusak/memecahkan batuan
itu sendiri.
4. Insolation weathering: akibat pemanasan dan pendinginan permukaan karena pengaruh
matahari. Tentu saja pelapukan jenis ini akan besar pengaruhnya di daerah yang
mengalami perbedaan suhu cukup besar, misalnya siang (panas) dan malam (dingin).
5. Alternate wetting and drying: pengaruh penyerapan dan pengeringan dengan cepat.
b. PELAPUKAN KIMIA
Pelapukan kimia membuat komposisi kimia dan mineralogi suatu batuan dapat berubah.
Mineral dalam batuan yang dirusak oleh air kemudian bereaksi dengan udara (O2 atau CO2),
menyebabkan sebagaian dari mineral itu menjadi larutan. Selain itu, bagian unsur mineral
yang lain dapat bergabung dengan unsur setempat membentuk kristal mineral baru.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 7
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Pada pelapukan kimia air dan gas terlarut memegang peran yang sangat penting. Sedangkan
pelapukan kimia sendiri mempunyai peran terpenting dalam semua jenis pelapukan. Hal ini
disebabkan karena air ada pada hampir semua batuan walaupun di daerah kering sekalipun.
Akan tetapi pada suhu udara kurang dari 30o C, pelapukan kimia berjalan lebih lambat.
Proses pelapukan kimia umumnya dimulai dari dan sepanjang retakan atau tempat lain yang
lemah.
Kecepatan pelapukan kimia tergantung dari iklim, komposisi mineral dan ukuran butir dari
batuan yang mengalami pelapukan. Pelapukan akan berjalan cepat pada daerah yang
lembab (humid) atau panas dari pada di daerah kering atau sangat dingin. Curah hujan rata-
rata dapat mencerminkan kecepatan pelapukan, tetapi temperatur sulit dapat diukur.
Namun secara umum, kecepatan pelapukan kimia akan meningkat dua kali dengan
meningkat temperatur setiap 10oC. Mineral basa pada umumnya akan lebih cepat lapuk dari
pada mineral asam. Itulah sebabnya basal akan lebih cepat lapuk dari pada granit dalam
ukuran yang sama besar. Sedangkan pada batuan sedimen, kecepatan pelapukan tergantung
dari komposisi mineral dan bahan semennya.
Jenis Pelapukan Kimia:
1. Hidrolisis adalah reaksi antara mineral silikat dan asam (larutan mengandung ion H+)
dimana memungkinkan pelarut mineral silikat dan membebaskan kation logam dan
silika. Mineral lempung seperti kaolin, ilit dan smektit besar kemungkinan hasil dari
proses pelapukan kimia jenis ini (Boggs, 1995). Pelapukan jenis ini memegang peran
terpenting dalam pelapukan kimia.
2. Hidrasi adalah proses penambahan air pada suatu mineral sehingga membentuk
mineral baru. Lawan dari hidrasi adalah dehidrasi, dimana mineral kehilangan air
sehingga berbentuk anhydrous. Proses terakhir ini sangat jarang terjadi pada pelapukan,
karena pada proses pelapukan selalu ada air. Contoh yang umum dari proses ini adalah
penambahan air pada mineral hematit sehingga membentuk gutit.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 8
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
3. Oksidasi berlangsung pada besi atau mangan yang pada umumnya terbentuk pada
mineral silikat seperti biotit dan piroksen. Elemen lain yang mudah teroksidasi pada
proses pelapukan adalah sulfur, contohnya pada pirit (Fe2S).
4. Reduksi terjadi dimana kebutuhan oksigen (umumnya oleh jasad hidup) lebih banyak
dari pada oksigen yang tersedia. Kondisi seperti ini membuat besi menambah elektron
dari Fe3+ menjadi Fe2+ yang lebih mudah larut sehingga lebih mobil, sedangkan Fe3+
mungkin hilang pada sistem pelapukan dalam pelarutan.
5. Pelarutan mineral yang mudah larut seperti kalsit, dolomit dan gipsum oleh air hujan
selama pelapukan akan cenderung terbentuk komposisi yang baru.
6. Pergantian ion adalah proses dalam pelapukan dimana ion dalam larutan seperti
pergantian Na oleh Ca. Umumnya terjadi pada mineral lempung.
KOMPONEN TANAH
Tanah terdiri atas 3 komponen yaitu:
1. Udara ------- dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis
2. Air ------------ sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah
3. Bahan padat ----- terdiri dari butiran-butiran
Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara.
Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi JENUH.
Bila rongga tersebut terisi air dan udara, maka tanah berada dalam kondisi JENUH
SEBAGIAN (Partially Saturated)
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 9
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 10
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 11
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
JENIS-JENIS TANAH
Pengelompokkan jenis-jenis tanah dapat dibedakan menjadi 6 bagian yaitu:
a. Berdasarkan butir tanah
1). kerikil (gravel) > 2,00 mm
2). pasir (sand) 2,00 - 0,06 mm
3). lanau (silt) 0,06 - 0,002 mm
4). lempung (clay) < 0,002 mm
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 12
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
b. Berdasarkan campuran butir tanah
1). Tanah berbutir kasar adalah tanah yang sebagian besar butir - butir tanahnya berupa
pasir dan kerikil.
2). Tanah berbutir halus adalah tanah yang sebagian besar butir - butir tanahnya berupa
lempung dan lanau.
3). Tanah organik adalah tanah yang cukup banyak mengandung bahan- bahan organik.
c. Berdasarkan sifat lekatnya
1). Tanah Kohesif adalah tanah yang mempunyai sifat lekatan antara butir - butirnya
(tanah lempung = mengandung lempung cukup banyak).
2). Tanah Non Kohesif adalah tanah yang tidak mempunyai atau sedikit sekali lekatan
antara butir - butirnya (hampir tidak mengandung lempung misal pasir).
3). Tanah Organik adalah tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh bahan - bahan
organik (sifat tidak baik).
d. Berdasarkan klasifikasi tanah di lapangan
1. pasir dan kerikil , yaitu agregat tak berkohesi yang tersusun dari vregmin2 sub
anguler / angular. Partrikel berukuran sampai 1/8 inci dinamakan pasir dan yg
berukuran 1/8 inci sampai 6/8 inci disebut kerikil. Fragmen bergaris tengah lebih
bwesar dari 8 inci disebut boulders (bongkah).
2. Hardpan , Yaitu tnh yg tahanan terhadap penetrasi alat pemboran besar sekali.
Cirinya sebagian besar dijumpai dlm keadaan bergradasi baik, luar biasa padat, dan
mrpkan agregat partikel mineral yg kohesif.
3. Lanau anorganik (inorganic silt), Merpkn tnh berbutir halus dengan plastisitas
kecil/sama sekali tak ada. Jenis yg plastisitasnya plg kecil bysanya mngndung
butiran kuarsa sedimensi, yg kadang2 disebut: tepung batuan (rockfluor),sdgkn yg
sgt plastis mngndung prtikel berwujud serpihan & dikenal sbg Lanau plastis.
4. Lanau organic, Mrpkan tnh agak plastis, berbutir halus dgn campuran prtkel2 bhn
organic trpsah secara halus. Warna tnh bervariasi dari abu2 terang ke abu2 sgt gelap,
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 13
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
di smping itu mgkn mngndung H2S,CO2, serta brbgai gas lain hsl peluruhan tmbuhan
yg akan mMbrikan bau khas kpd tnh. Permeabilitas Lanau organic sgt rendah sdgkn
kompresibilitasnya sgt tinggi.
5. Lempung , Mrpkan agregat prtikel2 berukuran mikroskopik & submikroskopik yg
brasal dr pembusukan kimiawi unsur2 penyusun batuan, dan brsifat plastis dlm
selang kadar air sedang sampai luas. Dalam keadaan kering sangat keras, dan tak
mudah terkelupas hanyta dengan jari tangan . permebilitas lempung sangat rendah.
6. lempung organic, merupakan lempung yang sebagian sifat2 fifis pentingnya
dipengaruhi aadanya bahan organic yang terpisah dalam keadaan jenuh lempung
organic cenderung bersifat sangat kopresibel tapi pada keadaan kering kekuatannya
sangat tinggi. Warnanya abu2 tua atau hitam, berbau menyolok.
7. Gambut (peat) , Merupakan agregat agak berserat yang berasal dari serpihan
makroskopik dan mikroskopik tumbuh2an. Warnanya coklat terang dan hitam
bersifat kompresibel, sehingga tak mungkin menopang pondasi.
e. Berdasarkan asal mulanya
1. Sebagai hasil pelapukan atau weathering secara fisis dan kimia
2. berasal dari bahan organic
f. Berdasarkan hasil pelapukan
1. tanah residual, apabila hasil pelkapukan masih berada ditempat asalnya. Cirinya
tanahnya kaku dan stabil serta tidak meluas kedalaman yang besar untuk didaerah
iklim sedang.
2. tanah angkutan, apabila hasil pelapukan telah berpindah tempat, cirinya endapan
tanah angkutan bersifat lunak dan lepas hingga kedalaman beberapa ratus meter dan
dapat menimbulkan berbagai masalah serius.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 14
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
SIFAT-SIFAT TANAH
Secara umum tanah mempunyai beberapa karakteristik yang terbagi dalam kelompok
diantaranya sifat fisik, sifat kimia dan sifat biologi.
A. Sifat fisik Tanah
Kondisi fisik tanah menentukan:
- Penetrasi akar dalam tanah,
- Retensi air,
- Drainase,
- Aerasi,
- Nutrisi Tanaman.
- Dan mempengaruhi sifat kimia dan biologi tanah.
Sifat fisik tanah terdiri antara lain:
Warna tanah
Warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat dari
tanah tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena
mempengaruhi berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam,
coklat, karat, abu-abu, kuning dan putih (Syarief, 1979).
Warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat prinsip warnanya. Dalam
menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan Munsell Soil Colour Chart sebagai
pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar atau matrik, warna
karatan atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena berhubungan
dengan kandungan bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim, drainase tanah
dan juga mineralogi tanah (Thompson dan Troen, 1978).
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 15
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu dalam tanah kebanyakan berwarna
agak terang (light). Sebagai akibatnya, tanah-tanah itu berwarna agak kelabu terang, jika terdiri
dari mineral-mineral serupa itu yang sedikit mengalami perubahan kimiawi.
Warna gelap pada tanah umumnya disebabkan oleh kandungan tinggi dari bahan organik
yang terdekomposisi, jadi, dengan cara praktis persentase bahan organik di dalam tanah
diestimasi berdasarkan warnanya. Bahan organik di dalam tanah akan mengahsilkan warna
kelabu gelap, coklat gelap, kecuali terdapat pengaruh mineral seperti besi oksida ataupun
akumulasi garam-garam sehingga sering terjadi modifikasi dari warna-warna di atas.
Tekstur
Tekstur tanah adalah perbandingan relatif dalam persen (%) antara fraksi-fraksi pasir, debu
dan liat. Tekstur erat hubungannya dengan plastisitas, permeabilitas, keras dan kemudahan,
kesuburan dan produktivitas tanah pada daerah geografis tertentu (Hakim et al, 1986).
Tekstur tanah adalah perbandingan relatif berbagai golongan besar, partikel tanah dalam
suatu massa tanah terutama perbandingan relatif suatu fraksi liat, debu dan pasir. Tekstur
dapat menentukan tata air dalam tanah berupa akecepatanm infiltrasinya, penetrasi setta
kemampuan mengikat air (Kartosapoetra, 1988).
Jika beberapa contoh tanah ditetapkan atau dianalisa di laboratorium, maka hasilnya selalu
memperlihatkan bahwa tanah itu mengandung partikel-partikel yang beraneka ragam
ukurannya, ada yang berukuran koloi, sangat halus, halus, kasar dan sangat kasar.
Partikel-partikel ini telah dibagi ke dalam grup atau kelompok-kelompok atas dasar ukuran
diameternya, tanpa memandang komposisi kimianya, warna, berat atau sifat lainnya. Kelompok
partikel ini pula disebut dengan “separate tanah”. Analisa partikel laboratorium dimana
partikel-partikel tanah itu dipisahkan disebut analisa mekanis. Dalam analisa ini ditetapkan
distribusi menurut ukuran-ukuran partikel tanah (Hakim et al, 1986).
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 16
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan air di
dalama tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air (perkolasi). Dengan demikian maka
secara tidak langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan perakaran dan
pertumbuhan tanaman serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat ditentukan dengan
metode, yaitu dengan metode pipet dan metode hydrometer, kedua metode tersebut
ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air partikel di dalam air (Hakim et al, 1986).
Struktur
Struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti pasir,
debu dan liat yang membentuk agregat satu dengan yang lainnya yang dibatasi oleh bidang
belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebut dengan ped. Struktur
yang dapat memodifikasi pengaruh terkstur dalam hubungannya dengan kelembaban
porositas, tersedia unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pengaruh permukaan akar.
Tipe struktur terdapat empat bentuk utamanya yaitu :
a. bentuk lempung
b. bentuk prisma
c. bentuk gumpal
d. bentuk spheroidel atau bulat
Keempat bentuk utama di atas akhirnya menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu
pengertian tentang sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan,
karena sturktur tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena
pengelolaan tanah.
Struktur dapat berkembang dari butir-butir tunggal ataupun kondisi massive. Dalam rangka
menghasilkan agregat-agregat dimana harus terdapat beberapa mekanisme dalam mana
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 17
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
partikel-partikel tanah mengelompok bersama-sama menjadi cluster. Pembentukan ini kadang-
kadang sampai ke tahap perkembangan struktural yang mantap.
Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dalam
kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar.
Struktur lapisan olah dipengaruhi oleh praktis dan di mana aerasi dan drainase membatasi
pertumbuhan tanaman, sistem pertanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah
akan memberikan hasil yang tinggi bagi produksi pertanian (Hakim et al., 1986).
Kadar air
Menurut Hakim et al (1986), metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan jumlah air
yang dikandung oleh tanah adalah persentase terhadap tanah kering. Bobot tanah yang lembab
dalam hal ini dipakai karena kedaaan lembab sering bergejolak dengan keadaan air.
Kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi
terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan
kedalaman solum/lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan
kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh meliputi curah hujan,
temperatur dan kecepatan yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranirasi.
Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi
terhadap kekeringan serta tingkat dan stadia pertumbuhan, yang pada prinsipnya terkait
dengan kebutuhan air tanaman (Hanafiah, 2005).
Bulk density (kerapatan isi)
Kerapatan isi adalah berat per satuan volume tanah kering oven, biasanya ditetapkan dalam
g/cc (Hakim et al, 1986). Menurut Hardjowigeno (1987), bulk density dapat digunakan untuk
menghitung ruang pori total dengan dasar bahwa kerapatan zarah tanah adalah 2,65 g/cc.
Metode penentuan bulk density yang paling sering digunakan adalah dengan ring sampel atau
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 18
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
metode clod gumpalan tanah yang dicelupkan ke dalam cairan plastik yang kemudian ditimbang
dan di dalam air untuk mengetahui berat dan volume dari clod gumpalan isi.
Ditambahkan oleh Hanafiah (2005), bahwa nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus
dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin berat.
Ruang pori total
Ruang pori total adalah volume dari tanah yang ditempati oleh udara dan air. Persentase
volume ruang pori total disebut porositas. Untuk menentukan porositas, contoh tanah
ditempatkan pada tempat berisi air sehingga jenuh dan kemudian cores ini ditimbang.
Perbedaan berat antara keadaan jenuh air dan core yang kering oven merupakan volume
ruang pori. Untuk 400 cm3 cores yang berisi 200 gr (200 cm3) air pada kondisi jenuh porositas
tanahnya akan mencapai 50% (Foth, 1988).
Tanah dengan tekstur halus mempunyai kisaran ukuran dan bentuk partikelnya yang luas.
Hal ini telah ditekankan bahwa tanah permukaan yang berpasir mempunyai porositras kecil
daripada tanah liat. Berarti bahwa tanah pasir mempunyai volume yang lebih sedikit ditempati
oleh ruang pori. Ruang pori total pada tanah pasir mungkin rendah tetapi mempunyai proporsi
yang besar yang disusun daripada komposisi pori-pori yang besar yang sangat efisien dalam
pergerakan udara dan airnya. Persentase volume yang dapat terisi oleh pori-pori kecil pada
tanah pasir rendah yang menyebabkan kapasitas menahan airnya rendah. Sebaliknya tanah-
tanah permukaan dengan tekstur halus memiliki ruang pori total lebih banyak dan proporsinya
relatif besar yang disusun oleh pori kecil. Akibatnya adalah atanah mempunyai kapasitas
menahan air yang tinggi.
Infiltrasi
Infiltrasi dari segi hidrologi penting, karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan
yang bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat dan air tanah. Kapasitas infiltrasi suatu
tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat fisiknya dan derajat kemampatannya, kandungan air dan
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 19
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
permebilitas lapisan bawah permukaan, nisbi air, dan iklim mikro tanah. Air yang berinfiltrasi
pada sutu tanah hutan karena pengaruh gravitasi dan daya tarik kapiler atau disebabkan juga
oleh tekanan dari pukulan air hujan pada permukaan tanah.
Infiltrasi adalah proses masuknya air dari permukaan ke dalam tanah. Perkolasi adalah
gerakan aliran air di dalam tanah (dari zone of aeration ke zone of saturation). Infiltrasi
berpengaruh terhadap saat mulai terjadinya aliran permukaan dan juga berpengaruh terhadap
laju aliran permukaan (run off).
Faktor yang Berpengaruh Terhadap Laju Infiltrasi
Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah:
1. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh.
2. Kelembaban tanah
3. Pemampatan tanah oleh curah hujan
4. Penyumbatan oleh bahan yang halus (bahan endapan)
5. Pemampatan oleh orang dan hewan
6. Struktur tanah
7. Tumbuh-tumbuhan
8. Udara yang terdapat dalam tanah
9. Topografi
10. Intensitas hujan
11. Kekasaran permukaan
12. Mutu air
13. Suhu udara
14. Adanya kerak di permukaan.
Permeabilitas
Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-
ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tekanan pori diukur relatif
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 20
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
terhadap tekanan atmosfer dan permukaan lapisan tanah yang tekanannya sama dengan
tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah.
Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga
udara.
Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan
tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas
tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian,
menurunkan laju air larian.
Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi
oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin
kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien
permeabilitasnya.
Menurut Susanto dan Purnomo (1996), pada kebanyakan tanah, pada kenyataan
konduktivitas hidroulik tidak selamanya tetap. Karena berbagai proses kimia, fisika dan biologi,
konduktivitas hidroulik bisa berubah saat air masuk dan mengalir ke dalam tanah. Perubahan
yang terjadi pada komposisi ion kompleks yang dapat dipertukarkanseperti saat air memasuki
tanah mempunyai komposisi atau konsentrasi zat terlarut yang berbeda dengan larutan awal,
bisa sangat merubah konduktivitas hidroulik. Secara umum konduktivitas akan berkurang bila
konsentrasi zat terlarut elektrolit berkurang, disebabkan oleh penomena pengembangan dan
dispersi yang juga dipengaruhu oleh jeni-jenis kation yang ada pelepasan dan perpindahan
partikel-partikel lempung, selama aliran yang lam, bisa menghasilkan penyumbatan pori.
Interaksi zat terlarut dan matrik tanah dan pengaruhnya terhadap konduktivitas hidroulik
khususnya penting pada tanah-tanah masam dan berkadar natrium tinggi.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 21
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Stabilitas agregat
Kemantapan agregat adalah ketahanan rata-rata agregat tanah melawan pendispersi oleh
benturan tetes air hujan atau penggenangan air. Kemantapan tergantung padaketahanan jonjot
tanah melawan daya dispersi air dan kekuatan sementasi atau pengikatan, Faktor-faktor yang
berpengaruh dalam kemantapan agregat antara lain bahan-bahan penyemen agregat tanah,
bentuk dan ukuran agregat, serta tingkat agregasi Stabilitas agregat yang terbentuk tergantung
pada keutuhan tanag permukaan agregat pada saat rehidrasi dan kekuatan ikatan antarkoloid-
partikel di dalam agregat pada saat basah. Pentingnya peran lendir (gum) microbial sebagai
agen pengikat adalah menjamin kelangsungan aktivitas mikroba dalam proses pembentukan
ped dan agregasi.
B. Sifat Kimia Tanah
Beberapa Sifat Kimia Tanah antara lain :
Derajat Kemasaman Tanah (pH)
Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan
nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin
tinggi kadar ion H+ didalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain H+
dan ion-ion lain ditemukan pula ion OH-, yang jumlahnya berbanding terbalik dengan
banyaknya H+. pada tanah-tanah masam jumlah ion H+ lebih tinggi daripada OH-, sedang pada
tanah alkalis kandungan OH- lebih banyak daripada H+. Bila kandungan H+ sama dengan OH-,
maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH = 7 (Anonim,1991).
Nilai pH berkisar dari 0-14 dengan pH 7 disebut netral sedangkan pH kurang dari 7 disebut
masam dan pH lebih dari 7 disebut alkalis. Walaupun dcmikian pH tanah umumnya berkisar dari
3,0-9,0. Di Indonesia unumnya tanahnya bereaksi masam dengan 4,0 – 5,5 sehingga tanah
dengan pH 6,0 – 6,5 sering telah dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak
masam. Di daerah rawa-rawa sering ditemukan tanah-tanah sangat masam dengan pH kurang
dari 3,0 yang disebut tanah sangat masam karena banyak mengandung asam sulfat. Di daerah
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 22
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
yang sangat kering kadang-kadang pH tanah sangat tinggi (pH lebih dari 9,0) karena banyak
mengandung garam Na (Anonim 1991).
C-Organik
Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang berperan dalam
menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. Hal ini dikarenakan bahan organik dapat
meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan
organik dilakukan berdasarkan jumlah C-Organik (Anonim 1991).
Bahan organik tanah sangat menentukan interaksi antara komponen abiotik dan biotik
dalam ekosistem tanah. Musthofa (2007) dalam penelitiannya menyatakan bahwa kandungan
bahan organik dalam bentuk C-organik di tanah harus dipertahankan tidak kurang dari 2
persen, Agar kandungan bahan organik dalam tanah tidak menurun dengan waktu akibat
proses dekomposisi mineralisasi maka sewaktu pengolahan tanah penambahan bahan organik
mutlak harus diberikan setiap tahun. Kandungan bahan organik antara lain sangat erat
berkaitan dengan KTK (Kapasitas Tukar Kation) dan dapat meningkatkan KTK tanah. Tanpa
pemberian bahan organik dapat mengakibatkan degradasi kimia, fisik, dan biologi tanah yang
dapat merusak agregat tanah dan menyebabkan terjadinya pemadatan tanah (Anonim 1991).
N-Total
Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial, menyusun sekitar 1,5 % bobot tanaman dan
berfungsi terutama dalam pembentukan protein (Hanafiah 2005). Menurut Hardjowigeno
(2003) Nitrogen dalam tanah berasal dari :
a.Bahan Organik Tanah : Bahan organik halus dan bahan organik kasar
b.Pengikatan oleh mikroorganisme dari N udara
c.Pupuk
d.Air Hujan
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 23
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Sumber N berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal dari aktifitas
didalam tanah sebagai sumber sekunder. Fiksasi N secara simbiotik khususnya terdapat pada
tanaman jenis leguminoseae sebagai bakteri tertentu. Bahan organik juga membebaskan N dan
senyawa lainnya setelah mengalami proses dekomposisi oleh aktifitas jasad renik tanah.
Hilangnya N dari tanah disebabkan karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme.
Kandungan N total umumnya berkisar antara 2000 – 4000 kg/ha pada lapisan 0 – 20 cm tetapi
tersedia bagi tanaman hanya kurang 3 % dari jumlah tersebut (Hardjowigeno 2003). Manfaat
dari Nitrogen adalah untuk memacu pertumbuhan tanaman pada fase vegetatif, serta berperan
dalam pembentukan klorofil, asam amino, lemak, enzim, dan persenyawaan lain (RAM 2007).
Nitrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik dan anorganik.
Bentuk-bentuk organik meliputi NH4, NO3, NO2, N2O dan unsur N. Tanaman menyerap
unsur ini terutama dalam bentuk NO3, namun bentuk lain yang juga dapat menyerap adalah
NH4, dan urea (CO(N2))2 dalam bentuk NO3. Selanjutnya, dalam siklusnya, nitrogen organik di
dalam tanah mengalami mineralisasi sedangkan bahan mineral mengalami imobilisasi. Sebagian
N terangkut, sebagian kembali scbagai residu tanaman, hilang ke atmosfer dan kembali lagi,
hilang melalui pencucian dan bertambah lagi melalui pemupukan. Ada yang hilang atau
bertambah karena pengendapan.
P-Bray
Unsur Fosfor (P) dalam tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan dan mineral-mineral
di dalam tanah. Fosfor paling mudah diserap oleh tanaman pada pH sekitar 6-7 (Hardjowigeno
2003).
Menurut Leiwakabessy (1988) di dalam tanah terdapat dua jenis fosfor yaitu fosfor organik
dan fosfor anorganik. Bentuk fosfor organik biasanya terdapat banyak di lapisan atas yang lebih
kaya akan bahan organik. Kadar P organik dalam bahan organik kurang lebih sama kadarnya
dalam tanaman yaitu 0,2 – 0,5 %. Tanah-tanah tua di Indonesia (podsolik dan litosol) umumnya
berkadar alami P rendah dan berdaya fiksasi tinggi, sehingga penanaman tanpa memperhatikan
suplai P kemungkinan besar akan gagal akibat defisiensi P (Hanafiah 2005). Menurut Foth
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 24
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
(1994) jika kekurangan fosfor, pembelahan sel pada tanaman terhambat dan pertumbuhannya
kerdil.
Kalium (K)
Kalium merupakan unsur hara ketiga setelah Nitrogen dan Fosfor yang diserap oleh tanaman
dalam bentuk ion K+. Muatan positif dari Kalium akan membantu menetralisir muatan listrik
yang disebabkan oleh muatan negatif Nitrat, Fosfat, atau unsur lainnya. Hakim et al. (1986),
menyatakan bahwa ketersediaan Kalium merupakan Kalium yang dapat dipertukarkan dan
dapat diserap tanaman yang tergantung penambahan dari luar, fiksasi oleh tanahnya sendiri
dan adanya penambahan dari kaliumnya sendiri.
Kalium tanah terbentuk dari pelapukan batuan dan mineral-mineral yang mengandung
kalium. Melalui proses dekomposisi bahan tanaman dan jasad renik maka kalium akan larut dan
kembali ke tanah. Selanjutnya sebagian besar kalium tanah yang larut akan tercuci atau tererosi
dan proses kehilangan ini akan dipercepat lagi oleh serapan tanaman dan jasad renik. Beberapa
tipe tanah mempunyai kandungan kalium yang melimpah. Kalium dalam tanah ditemukan
dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-ion kalium. Ion-ion adsorpsi pada
kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap tanaman. Tanah-tanah organik mengandung
sedikit Kalium.
Natrium (Na)
Natrium merupakan unsur penyusun lithosfer keenam setelah Ca yaitu 2,75% yang berperan
penting dalam menentukan karakteristik tanah dan pertumbuhan tanaman terutama di daerah
kering dan agak kering yang berdekatan dengan pantai, karena tingginya kadar Na di laut, suatu
tanah disebut tanah alkali jika KTK atau muatan negatif koloid-koloidnya dijenuhi oleh ≥ 15%
Na, yang mencerminkan unsur ini merupakan komponen dominan dari garam-garam larut yang
ada.
Pada tanah-tanah ini, mineral sumber utamanya adalah halit (NaCl). Kelompok tanah alkalin
ini disebut tanah halomorfik, yang umumnya terbentuk di daerah pesisir pantai iklim kering dan
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 25
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
berdrainase buruk. Sebagaimana unsur mikro, Na juga bersifat toksik bagi tanaman jika
terdapat dalam tanah dalam jumlah yang sedikit berlebihan (Hanafiah, 2005).
Kalsium (Ca)
Kalsium tergolong dalam unsur-unsur mineral essensial sekunder seperti Magnesium dan
Belerang. Ca2+ dalam larutan dapat habis karena diserap tanaman, diambil jasad renik, terikat
oleh kompleks adsorpsi tanah, mengendap kembali sebagai endapan-endapan sekunder dan
tercuci (Leiwakabessy 1988). Adapun manfaat dari kalsium adalah mengaktifkan pembentukan
bulu-bulu akar dan biji serta menguatkan batang dan membantu keberhasilan penyerbukan,
membantu pemecahan sel, membantu aktivitas beberapa enzim (RAM 2007).
Magnesium (Mg)
Magnesium merupakan unsur pembentuk klorofil. Seperti halnya dengan beberapa hara
lainnya, kekurangan magnesium mengakibatkan perubahan warna yang khas pada daun.
Kadang-kadang pengguguran daun sebelum waktunya merupakan akibat dari kekurangan
magnesium (Hanafiah 2005).
Kapasitas Tukar Kation (KTK)
Kapasitas tukar kation (KTK) merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan
kesuburan tanah. Tanah-tanah dengan kandungan bahan organik atau kadar liat tinggi
mempunyai KTK lebih tinggi daripada tanah-tanah dengan kandungan bahan organik rendah
atau tanah-tanah berpasir (Hardjowogeno 2003). Nilai KTK tanah sangat beragam dan
tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri.
Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh :
1. Reaksi tanah
2. Tekstur atau jumlah liat
3. Jenis mineral liat
4. Bahan organic
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 26
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
5. Pengapuran serta pemupukan.
Soepardi (1983) mengemukakan kapasitas tukar kation tanah sangat beragam, karena
jumlah humus dan liat serta macam liat yang dijumpai dalam tanah berbeda-beda pula.
Kejenuhan Basa (KB)
Kejenuhan basa adalah perbandingan dari jumlah kation basa yang ditukarkan dengan
kapasitas tukar kation yang dinyatakan dalam persen. Kejenuhan basa rendah berarti tanah
kemasaman tinggi dan kejenuhan basa mendekati 100% tanah bersifal alkalis. Tampaknya
terdapat hubungan yang positif antara kejenuhan basa dan pH. Akan tetapi hubungan tersebut
dapat dipengaruhi oleh sifat koloid dalam tanah dan kation-kation yang diserap.
Tanah dengan kejenuhan basa sama dan komposisi koloid berlainan, akan memberikan nilai
pH tanah yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh perbedaan derajat disosiasi ion H+ yang diserap
pada permukaan koloid (Anonim 1991). Kejenuhan basa selalu dihubungkan sebagai petunjuk
mengenai kesuburan sesuatu tanah. Kemudahan dalam melepaskan ion yang dijerat untuk
tanaman tergantung pada derajat kejenuhan basa. Tanah sangat subur bila kejenuhan basa >
80%, berkesuburan sedang jika kejenuhan basa antara 50-80% dan tidak subur jika kejenuhan
basa < 50 %. Hal ini didasarkan pada sifat tanah dengan kejenuhan basa 80% akan
membebaskan kation basa dapat dipertukarkan lebih mudah dari tanah dengan kejenuhan basa
50% (Anonim 1991).
C. Sifat Biologi Tanah
Beberapa Sifat Biologi Tanah antara lain:
Total Mikroorganisme Tanah
Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme. Jumlah tiap grup mikroorganisme
sangat bervariasi, ada yang terdiri dari beberapa individu, akan tetapi ada pula yang jumlahnya
mencapai jutaan per gram tanah. Mikroorganisme tanah itu sendirilah yang bertanggung jawab
atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara. Dengan demikian mereka
mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan kimia tanah (Anas 1989)
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 27
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
Selanjutnya Anas (1989), menyatakan bahwa jumlah total mikroorganisme yang terdapat
didalam tanah digunakan sebagai indeks kesuburan tanah (fertility indeks), tanpa
mempertimbangkan hal-hal lain. Tanah yang subur mengandung sejumlah mikroorganisme,
populasi yang tinggi ini menggambarkan adanya suplai makanan atau energi yang cukup
ditambah lagi dengan temperatur yang sesuai, ketersediaan air yang cukup, kondisi ekologi lain
yang mendukung perkembangan mikroorganisme pada tanah tersebut.
Jumlah mikroorganisme sangat berguna dalam menentukan tempat organisme dalam
hubungannya dengan sistem perakaran, sisa bahan organik dan kedalaman profil tanah. Data
ini juga berguna dalam membandingkan keragaman iklim dan pengelolaan tanah terhadap
aktifitas organisme didalam tanah (Anas 1989).
Jumlah Fungi Tanah
Fungi berperan dalam perubahan susunan tanah. Fungi tidak berklorofil sehingga mereka
menggantungkan kebutuhan akan energi dan karbon dari bahan organik. Fungi dibedakan
dalam tiga golongan yaitu ragi, kapang, dan jamur. Kapang dan jamur mempunyai arti penting
bagi pertanian. Bila tidak karena fungi ini maka dekomposisi bahan organik dalam suasana
masam tidak akan terjadi (Soepardi, 1983).
Jumlah Bakteri Pelarut Fosfat (P)
Bakteri pelarut P pada umumnya dalam tanah ditemukan di sekitar perakaran yang
jumlahnya berkisar 103 – 106 sel/g tanah. Bakteri ini dapat menghasilkan enzim Phosphatase
maupun asam-asam organik yang dapa melarutkan fosfat tanah maupun sumber fosfat yang
diberikan (Santosa et.al.1999 dalam Mardiana 2006).
Fungsi bakteri tanah yaitu turut serta dalam semua perubahan bahan organik, memegang
monopoli dalam reaksi enzimatik yaitu nitrifikasi dan pelarut fosfat. Jumlah bakteri dalam tanah
bervariasi karena perkembangan mereka sangat bergantung dari keadaan tanah. Pada
umumnya jumlah terbanyak dijumpai di lapisan atas. Jumlah yang biasa dijumpai dalam tanah
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 28
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
berkisar antara 3 – 4 milyar tiap gram tanah kering dan berubah dengan musim (Soepardi,
1983)
Total Respirasi Tanah
Respirasi mikroorganisme tanah mencerminkan tingkat aktivitas mikroorganisme tanah.
Pengukuran respirasi (mikroorganisme) tanah merupakan cara yang pertama kali digunakan
untuk menentukan tingkat aktifitas mikroorganisme tanah. Pengukuran respirasi telah
mempunyai korelasi yang baik dengan parameter lain yang berkaitan dengan aktivitas
mikroorganisme tanah seperti bahan organik tanah, transformasi N, hasil antara, pH dan rata-
rata jumlah mikroorganisrne (Anas 1989).
Penetapan respirasi tanah didasarkan pada penetapan:
1.Jumlah CO2 yang dihasilkan, dan
2.Jumlah O2 yang digunakan oleh mikroba tanah.
Pengukuran respirasi ini berkorelasi baik dengan peubah kesuburan tanah yang berkaitar
dengan. aktifitas mikroba seperti:
1.Kandungan bahan organik
2.Transformasi N atau P,
3.Hasil antara,
4.pH, dan
5.Rata-rata jumlah mikroorganisme.
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 29
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
MEKANIKA TANAH
Sifat-sifat mekanis penting tanah, seperti kekuatan (strength) dan pemampatan
(compressibility), secara langsung berhubungan dengan atau paling tidak dipengaruhi
oleh faktor-faktor dasar seperti rapat masa (density), berat volume (unit weight), angka
pori (void ratio), dan derajat kejenuhan (degree of saturation).
Kekuatan (strength) adalah:
Pemampatan (compressibility) adalah:
Rapat masa (density) adalah:
Berat volume terbagi atas 3 bagian yaitu:
- Berat volume
- Berat volume
- Berat volume
Angka Pori (Void Ratio) adalah:
Derajat Kejenuhan (degree of saturation) adalah:
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 30
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.
KLASIFIKASI TANAH
ALIRAN AIR DALAM TANAH
HUKUM DARCY
DEFORMASI TANAH
KONSOLIDASI PRIMER
DISTRIBUSI TEGANGAN DALAM TANAH
TEKNIK BANGUNAN LANDASAN – MEKANIKA TANAH DAN PONDASI I 31
BY : AJENG MIRANTI PUTRI , ST., M.Eng., M.Sc.