i

STUDI PENYUSUTAN DAN KONSOLIDASI

TANGGUL BANJIR TANAH RAWA

(Studi Kasus Di DAS Tulang Bawang)

(Tesis)

JUDUL

Oleh

SRI NAWANG RINI

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

ii

STUDI PENYUSUTAN DAN KONSOLIDASI

TANGGUL BANJIR TANAH RAWA

(Studi Kasus Di DAS Tulang Bawang)

Oleh:

SRI NAWANG RINI

Tesis

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

Magister Teknik

Pada

Program Pascasarjana Magister Teknik

Fakultas Teknik Universitas Lampung

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

iii

STUDI PENYUSUTAN DAN KONSOLIDASI

TANGGUL BANJIR TANAH RAWA (Studi Kasus Di DAS Tulang Bawang)

SRI NAWANG RINI

ABSTRAK

Pengembangan lahan rawa menjadi lahan pertanian beririgasi yang produktif

menbutuhkan infrastruktur yang mendukung yaitu pembangunan tanggul banjir

sebagai pelindung lahan pertanian dan infrastruktur irigasi di dalamnya. Tanggul

banjir sebagai konstruksi yang terbuat dari tanah, lazimnya akan mengalami

penurunan, dengan demikian diperlukan studi untuk mengetahui perilaku

penyusutan dan penurunan yang terjadi pada tanggul banjir tanah rawa di Daerah

Aliran Sungai Tulang Bawang. Studi menggunakan metode uji laboratorium dan

data pengukuran lapangan.

Dengan menggunakan Metode USCS didapatkan 3 (tiga) sampel berjenis tanah

lempung berpasir (SC) dan 2 (dua) sampel berjenis lempung dengan plastisitas

tinggi (CH), sedangkan dengan Metode USDA diketahui semua sampel berjenis

lempung. Secara fisik, tanah memiliki derajat kejenuhan dan porositas yang

tinggi dan mengacu pada sifat tanah seperti berat volume, angka pori, kerapatan

masa dan kadar air maka tanah cenderung sebagai tanah lempung dengan sedikit

organik (Hardiyatmo, 2002) dimana kandungan lempung diketahui berkisar antara

36,44% - 79,94%, dan kadar organik berkisar antara 11,38% - 22,43%.

Persentase rata – rata penurunan terhadap penurunan total pada tanggul banjir

yang terbuat dari tanah rawa (lempung) ini paling dominan disebabkan oleh susut

linear berkontribusi sebesar 42,51%, diikuti oleh konsolidasi tanah di bawah

tanggul sebesar 34,48%, selanjutnya disebabkan oleh penurunan segera dan

konsolidasi pada badan tanggul, masing – masing sebesar 18,32% dan 4,62%.

Penurunan akibat konsolidasi terjadi secara perlahan – lahan mengikuti proses

keluarnya air pori tanah akibat pembebanan, berbeda dengan penurunan akibat

susut linear dan penurunan segera yang dianggap terjadi secara serta merta

(karena masih sangat jarang penelitian mengenai waktu penurunan ini). Besarnya

hubungan penurunan terhadap waktu di daerah hilir dan hulu sungai yang ditinjau

akan berbeda, dimana penurunan di daerah hilir akan memberikan nilai yang lebih

tinggi dibandingkan di daerah hulu, yaitu tergantung pada kedalaman tanah

lunaknya.

Kata Kunci : Tanah Lunak, Susut Linear, Penurunan Segera, Waktu Konsolidasi.

iv

ABSTRAK

STUDY OF SHRINKAGE AND DYKE FLOOD

CONSOLIDATION OF SWAMP SOIL (Case Of Study At Tulang Bawang River Basin).

SRI NAWANG RINI

ABSTRACT

Development of swamp land into productive irrigated agricultural land requires

supporting infrastructure, such as construction of a flood dyke to protect

agricultural land and irrigation infrastructure in it. Flood dyke as construction

made of soil, will usually experience a settlement, thus studies are needed to

determine the shrinkage and settlement behavior that occurs in swamp flood dyke

in the Tulang Bawang River BasiN, by laboratorium research and field

observation.

By USCS Method, we’ve gotten 3 (three) samples as sandy clay (SC )soil type

and 2 (two) samples of high clay plasticity (CH), while by USDA Method, we’ve

gotten all samples of claysoil type. Physically, the soil has a high degree of

saturation and porosity and refers to soil properties such as volume weight, void

ratio, mass density and water content, so the soil tends to be a clay soil with less

organic (Hardiyatmo, 2002) where the clay content is known to range between

36, 44% - 79,94%, and organic content ranged from 11,38% - 22,43%,

The average percentage of total settlement at flood dyke was most dominant du to

linear shrinkage which contributed 42,51%, followed by soil consolidation under

the dyke of 34,48%, subsequently caused by a settlement immediately and dyke

consolidation, respectively 18,32% and 4,62%. The settlement due to

consolidation occurs slowly such the process of void ratio discharge due to

loading, different to the settlement due to linear shrinkage and the immediate

settlement that is considered to occur immediately (because there is still very les

research on the timing of this settlement). The value of settlement relation to time

in the downstream and upstream river areas reviewed will be different, where the

settlement in the downstream area will give a higher value than in the upstream,

which is dependent on the depth of the soft soil.

Key word: Soft Soil, Linear Shrinkage, Immediate Settlement, Time Of

Consolidation.

viii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Hadimulyo, Kota Metro pada Tanggal 30 Agustus 1974.

Penulis merupakan anak ketiga dari enam bersaudara dari pasangan Bapak

Sudiyono dan Ibu Supiyatun

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 02

Hadimulyo, Metro, Lampung pada Tahun 1987, Sekolah Menengah Pertama

(SMP) di SMP Negeri 01 Metro, Lampung pada Tahun 1990, Sekolah Menengah

Umum (SMU) di SMA Negeri 01 Metro, Lampung pada Tahun 1993, Strata I

(S1) di Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Lampung (Unila) pada Tahun

1999, dan terdaftar sebagai mahasiswa pada Program Studi Magister Teknik Sipil

di Universitas Lampung pada Tahun 2015.

ix

SANWACANA

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat, ridho, dan karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.

Tesis dengan judul ―STUDI PENYUSUTAN DAN KONSOLIDASI

TANGGUL BANJIR TANAH RAWA (Studi Kasus Di DAS Tulang

Bawang) ‖ merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Magister Teknik di

Universitas Lampung.

Tesis ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, dan petunjuk dari semua

pihak dari proses perkuliahan sampai pada saat penulisan. Dalam kesempatan ini

penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M. Sc selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung;

2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Utama yang

dengan bijaksana yang telah menyediakan waktu, tenaga, pikiran dan

kesempatan untuk mengarahkan penulis dalam menyelesaian tesis ini;

3. Ibu Dr. Ir. Lusmelia Afriani, D.E.A. selaku Pembimbing Kedua atas

bimbingan, saran, dan arahan dalam proses penyelesaian tesis ini;

x

4. Ibu Dr. Eng. Ratna Widyawati, S.T., M. T. selaku Penguji Pertama atas kritik

dan saran pada seminar proposal dan seminar hasil tesis terdahulu;

5. Ibu Dr. Dyah Indriana K, S.T., M.Sc. selaku Penguji Kedua sekaligus Ketua

Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang dengan penuh

kesabaran memberikan masukan dan dukungan moral selama proses belajar

hingga penyelesaian tesis ini;

6. Bapak dan ibu dosen pengajar pada Program Magister Teknik Sipil

Universitas Lampung yang telah membekali penulis dengan ilmu, bimbingan,

arahan, dan motivasi selama mengikuti perkuliahan;

7. Staf administrasi dan karyawan Program Magister Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Lampung yang telah membantu dan melayani dalam

kegiatan administrasi;

8. Suami tercinta Isnaini serta anak-anak-ku tersayang Rumaisha Ammara F.

Hasya dan Muhammad Ihsanul Haq yang selalu memberikan doa restu,

motivasi dan kasih sayang selama ini.

9. Bapak dan Ibu serta saudara saudariku, Sugeng Budiono, Siswo Sudibyo,

Diyah Wiji Lestari, Hadi Wibowo dan Endang Sri Utami yang senantiasa

memberi doa restu, motivasi dan kasih sayangnya;

10. Seluruh teman-teman Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang telah

banyak membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini;

11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

xi

Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat dan dapat memberikan

sumbangan ilmu pengetahuan bagi khalayak secara umum dan khususnya bagi

mahasiswa/i Jurusan Teknik Sipil.

Bandar Lampung, 2019

Penulis,

Sri Nawang Rini

xii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Teriring Do’a Dan Cinta

Teruntuk :

Orang Tua Dan Suamiku Tercinta,

Anak Anak-Ku Dan Saudari – Saudariku Tersayang

Karya Sederhana Ini Ku Persembahkan Sebagai Hasil Atas Semua Cinta Dan

Kasih Sayang Serta Dukungan Yang Telah Diberikan Selama Ini.

Teruntuk :

Teman – Teman Yang Selalu Memberikan Bantuan Dan Semangat Dalam

Penyelesaian Karya Sederhana, Ku Ucapkan Terima Kasih.

xiii

DAFTAR ISI

JUDUL .................................................................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ vii

RIWAYAT HIDUP ............................................................................................ viii

SANWACANA ..................................................................................................... ix

DAFTAR ISI ....................................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xvii

PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 I.

Latar Belakang ........................................................................................ 1 1.1.

Penelitian Terdahulu ............................................................................... 5 1.2.

Identifikasi Masalah ............................................................................. 12 1.3.

Rumusan Masalah ................................................................................ 12 1.4.

Manfaat Penelitian ................................................................................ 13 1.5.

Maksud Dan Tujuan ............................................................................. 13 1.6.

Batasan Masalah ................................................................................... 14 1.7.

TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 16 II.

2.1. Jenis Tanah ........................................................................................... 16

2.2. Sifat Fisis Tanah ................................................................................... 23

2.3. Penyusutan (Shrinkage) ........................................................................ 28

2.3.1. Penyusutan (Shrinkage) dan Batas-batas Atterberg. ................ 29

2.4. Penurunan Tanah (Settlement). ............................................................. 36

2.4.1. Penurunan Segera (Immediate Settlement) ............................. 37

2.4.2. Konsolidasi (Consolidation). ................................................... 39

METODE PENELITIAN ........................................................................... 50 III.

xiv

3.1. Lokasi Penelitian .................................................................................. 50

3.2. Pengambilan Sampel dan Data ............................................................. 52

3.3. Pengujian Tanah ................................................................................... 52

3.3.1. Metode USCS dan Penentuan Tanah Lunak............................ 52

3.3.2. Menentukan Kadar Lempung dan Organik Tanah. ................. 53

3.4. Penentuan Sifat –sifat Fisis Tanah........................................................ 53

3.5. Pengujian Perilaku Penyusutan (shrinkage). ........................................ 54

3.6. Penurunan Tangul Banjir . .................................................................... 54

3.6.1. Penurunan Segera (Immediate Settlement). ............................. 54

3.6.2. Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement). ............... 55

3.6.3. Penurunan Total dan Waktu Konsolidasi ................................ 56

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 60 IV.

4.1. Jenis Tanah ........................................................................................... 60

5.1. Sifat – sifat Fisis ................................................................................... 66

4.2. Penyusutan (Shrinkage). ....................................................................... 72

4.2.1. Sifat – sifat Konsistensi Tanah. ............................................... 72

4.2.2. Susut Volumetrik, Rasio Susut dan Susut Linear. ................... 75

4.3. Penurunan Tanggul Banjir. ................................................................... 79

4.3.1. Penurunan Tanggul Akibat Susut Linear. .............................. 82

4.3.2. Penurunan Tanggul Banjir Akibat Penurunan Segera. .......... 82

4.3.3. Penurunan Akibat Konsolidasi. ............................................... 84

4.3.4. Penurunan Total Tanggul Banjir. ........................................... 93

4.3.5. Ketinggian Tanggul Saat ini dan Waktu Konsolidasi. ........... 96

SIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 110 V.

5.1. Simpulan ............................................................................................. 110

5.2. Saran ................................................................................................... 112

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 114

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Penelitian Terdahulu tentang Penyusutan dan Pengembangan Tanah. ..... 6

Tabel 2. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System USCS), ............... 20

Tabel 3. Tipe Tanah Berdasarkan Kadar Organik ................................................ 23

Tabel 4. Kisaran Berat Jenis Tanah..................................................................... 26

Tabel 5. Kondisi Tanah Dan Derajat Kejenuhan Tanah ....................................... 26

Tabel 6. Nilai n, e, w, ϒd dan ϒb untuk keadaan tanah asli di lapangan ............. 27

Tabel 7. Data Geoteknik Tanah Sungai Tulang Bawang ...................................... 28

Tabel 8. Nilai Indeks Plasisitas tanah dan Jenis Tanah ......................................... 34

Tabel 9. Faktor Pengaruh Untuk Pondasi ............................................................ 38

Tabel 10. Harga - harga Angka Poisson (µ) ........................................................ 38

Tabel 11. Harga - harga Modulus Young ('E) ...................................................... 39

Tabel 12. Indeks Kompresi untuk Beberapa Jenis Tanah, .................................... 44

Tabel 13. Variasi Faktor Waktu Terhadap Derajat Konsolidasi, .......................... 49

Tabel 14. Hasil Pengujian Anilisis Saringan, Batas Konsistensi dan Kadar ........ 62

Tabel 15. Ukuran Fraksi Tanah Metode USCS dan Metode USDA, ................... 63

Tabel 16. Hasil Analisis Saringan Metode USDA. ............................................... 64

Tabel 17. Hasil Klasifikasi Tanag Metode USCS dan Metode Segitiga Tekstur. 66

Tabel 18. Hasil Uji Laboratorium Terhadap Sifat – Sifat Fisis Tanah. ............... 71

Tabel 19. Hasil Uji Batas – batas Atterberg dan Jenis Tanah. .............................. 72

xvi

Tabel 20. Nilai Susut Volumetrik, Rasio Susut dan Susut Linear. ....................... 76

Tabel 21. Dimensi Awal Tanggul Banjir ............................................................. 81

Tabel 22. Penurunan Tanggul Banjir Akibat Susut Linear. .................................. 82

Tabel 23. Beban Tanggul Banjir. ......................................................................... 83

Tabel 24. Penurunan Segera (Immediate Settlement). .......................................... 84

Tabel 25. Tabel Hasil Uji Konsolidasi Laboratorium Tanah Tanggul.................. 85

Tabel 26. Tabel Hasil Uji Konsolidasi Laboratorium Tanah Existing. ................. 86

Tabel 27. Beban Sendiri Tanggul Banjir. ............................................................ 87

Tabel 28. Angka Pori Akibat Beban Tanggul. ..................................................... 87

Tabel 29. Konsolidasi Pada Tanggul Banjir. ....................................................... 88

Tabel 30. Kedalaman Tanah Lunak dan Ketinggian MAT ................................... 90

Tabel 31. Beban Tanah di Bawah Tanggul Banjir ................................................ 91

Tabel 32. Konsolidasi Pada Tanah di Bawah Tanggul Banjir. ............................ 92

Tabel 33. Ketinggian Tanggul Banjir Akibat Penurunann Total. ........................ 93

Tabel 34. Selisih Ketinggian Tanggul Hasil Pengukuran terhadap Perhitungan. . 96

Tabel 35. Waktu Konsolidasi Tanggul Banjir....................................................... 97

Tabel 36. Waktu Konsolidasi Tanah di Bawah Tanggul Banjir. .......................... 97

Tabel 37. Tinggi Tanggul Banjir Lapangan dan Rentang Waktu Penurunan. ...... 99

Tabel 38. Pencapaian Waktu Konsolidasi. .......................................................... 100

Tabel 40. Persentase Penurunan Tanggul Banjir terhadap Tinggi Awal. ........... 105

Tabel 41. Koreksi Persamaan Regresi Persentase Penurunan Tanggul Banjir .. 107

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Tanggul Penangkis Banjir Irigasi Rawa Sumber Sari, .......................... 3

Gambar 2. Penyusutan/ penurunan tanggul Irigasi Rawa Ragil, ............................ 5

Gambar 3. Bagan Plastisitas .................................................................................. 21

Gambar 4. Batas batas Atterberg ......................................................................... 30

Gambar 5. Diagram Batas Susut ........................................................................... 32

Gambar 6. Grafik Penentuan Tekanan Pra Konsolidasi........................................ 41

Gambar 7 . Penentuan Indeks Kompresi untuk Normally..................................... 43

Gambar 8. Penentuan Indeks Kompresi untuk Over Consolidate, ....................... 44

Gambar 9. Cara menentukan t 90 dengan Metode Taylor, ..................................... 47

Gambar 10. Derajat Konsolidasi (U) sebagai fungsi dari ketebalan lapisan tanah

yang memampat dan Faktor Waktu (T) pada kondisi double drainage ............. 48

Gambar 11. . Peta Pengambilan Sampel ............................................................... 51

Gambar 12. Gambar Diagram Segitiga Tekstur Sampel Tanah Aji Mesir. .......... 65

Gambar 13. Perbandingan antara Susut Volumetrik terhadap .............................. 78

Gambar 14. Perbandingan Susut Linear Terhadap Rentang ................................. 79

Gambar 15. Perbandingan Besarnya Penurunan. ................................................. 94

Gambar 16. Diagram Perbandingan Persentase Pengaruh Jenis Penurunan. ........ 95

Gambar 17. Grafik Derajat Knsolidasi terhadap Faktor Waktu (Nilai Tv). ........ 103

Gambar 18. Grafik Hubungan Antara Persentase Penurunan Terhadap Waktu. 106

xviii

Gambar 19. Koreksi Persamaan Regresi Persentase Penurunan Tanggul Banjir 108

1

PENDAHULUAN I.

Latar Belakang 1.1.

Rawa adalah wadah air beserta air dan daya air yang terkandung di dalamnya,

tergenang secara terus menerus atau musiman, terbentuk secara alami di lahan

yang relatif datar atau cekung dengan endapan mineral atau gambut dan

ditumbuhi vegetasi yang merupakan suatu ekosistem (Peraturan Pemerintah No.

29/PRT/M/2015 tentang Rawa). Luas lahan rawa di Indonesia sekitar 33.393.570

ha, dengan luas rawa pasang surut sekitar 20.096.800 ha (60.25%) dan rawa lebak

sekitar 13.296.770 ha (39.8%). Dari luas tersebut yang telah dikembangkan oleh

pemerintah sebesar 1.8 juta ha dan yang dikembangkan oleh masyarakat sekitar

2.4 juta ha (Pusat Data Informasi Rawa dan Pesisir, 2015).

Lahan rawa di Kabupaten Tulang Bawang tersebar di berbagai kecamatan di

hampir sepanjang bantaran Sungai Tulang Bawang dan Sungai Pidada, dari bagian

tengah sungai di sebelah barat sampai hilir di sebelah timur wilayah Kabupaten

Tulang Bawang yang merupakan bagian dari DAS Tulang Bawang.. Daerah

aliran sungai didefinisikan sebagai suatu wilayah daratan yang merupakan satu

kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung,

menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke

laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di

2

laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. (PP

No 37 tentang Pengelolaan DAS, 2012).

Bagian hulu DAS Tulang Bawang yang didominasi oleh daerah berbukit-bukit,

dengan puncaknya Gunung Rigis, G. Tebak, G. Sekincau, G. Hulumayus dan

G. Punggur yang merupakan bagian dari puncak gunung yang berada pada jalur

Bukit Barisan yang memanjang sepanjang Pulau Sumatera. Puncak pegunungan

tersebut merupakan mata air yang mengalir melalui anak-anak sungai dari Way

Tulang Bawang, yaitu Way Rarem, Way Sabuk, Way Abung, Way Besai serta

Way Umpu,Way Tahmi dan Way Giham. Sistem Sungai Tulang Bawang sebagian

anak-anak sungainya mengalir dari arah Selatan ke Utara dan menjadi satu di

daerah Pakuan Ratu selanjutnya berbelok ke arah Timur menjadi Sungai Way

Kanan. Sebagian anak-anak sungai yang lainnya mengalir dari arah barat ke

timur dan menjadi satu menjadi Sungai Way Kiri yang selanjutnya berbelok ke

arah utara, bertemu dengan Way Kanan, menjadi Sungai Way Tulang Bawang

yang mengalir ke arah timur dan selanjutnya bermuara ke Laut Jawa. Das Tulang

Bawang mencakup 66 anak sungai dengan panjang total 2.340,985 kilometer.

Sedangkan luas Daerah Aliran Sungai Tulang Bawang mempunyai sekitar 9,865

km2 (Dinas Pekerjaan Umum Pengairan Kabupaten Tulang Bawang, 2006).

Irigasi rawa adalah usaha penyediaan, pengaturan dan pembuangan air melalui

jaringan irigasi rawa pada kawasan budi daya pertanian (Peraturan Menteri PU

dan Perumahan Rakyat No. 29/PRT/M/2015 tentang Rawa). Sebagian besar

rawa yang ada di Kabupaten Tulang Bawang telah dibudidayakan oleh pemerintah

Pusat dengan membangun jaringan irigasi rawa di Daerah Irigasi Rawajitu seluas

3

11.993 hektar yaitu dengan mengembangkan lahan rawa yang ada di antara

bantaran Sungai Mesuji dan Sungai Tulang Bawang. Selain itu juga telah

dikembangkan lahan rawa seluas 7.208 hektar di Daerah Irigasi Rawapitu dengan

mengembangkan lahan rawa yang ada di antara bantaran Sungai Pidada dan

Sungai Tulang Bawang, (Kabupaten Tulang Bawang, 2014).

Gambar 1. Tanggul Penangkis Banjir Irigasi Rawa Sumber Sari,

Sumber : Dinas PUPR, 2016.

Pemerintah Daerah juga telah mengembangkan beberapa lahan rawa yang ada

dengan luasan lebih kecil dan tersebar di 34 (tiga puluh empat) daerah irigasi

dengan luas total sebesar 16.534 hektar (Dinas PUPR Kabupaten Tulang Bawang,

2016).

Masifnya pengembangan lahan rawa dari lahan tidur menjadi lahan pertanian

yang produktif dengan membangun jaringan irigasi rawa merupakan salah satu

upaya untuk memenuhi kebutuhan pangan daerah Kabupaten Tulang Bawang

sekaligus mendukung ketahanan pangan secara nasional.

4

Pengembangan lahan rawa dengan memanfaatkan lahan tidur menjadi lahan

pertanian dilakukan dengan pembangunan jaringan irigasi rawa yang terdiri dari

saluran drainase dan tanggul penangkis banjir serta bangunan pintu air dan gorong

– gorong atau jembatan. Tanggul penangkis banjir pada irigasi rawa dalam hal ini

dibuat dengan memanfaatkan tanah setempat yaitu dilakukan dengan menggali

tanah di sisi kanan dan kiri rencana tanggul penangkis. Pemanfaatan tanah

setempat ini selain karena pertimbangan efisiensi biaya juga karena faktor

kesulitan akses material dan teknis pelaksanaan pekerjaan.

Pada pembuatan tanggul penangkis, faktor tanah memegang peranan yang sangat

penting. Hal ini dikarenakan tanggul menggunakan tanah rawa setempat yang

merupakan tanah ekspansif. Dengan demikian sifat – sifat indeks (index

properties) yaitu sifat sifat yang menunjukkan identifikasi jenis tanah dan kondisi

tanah dalam hubungannya dengan sifat mengembang dan menyusut perlu

mendapat perhatian lebih lanjut.

Tanggul penangkis banjir yang terbuat dari tanah rawa setempat/ tanah lunak

perlu perhatian dikarenakan tanggul akan mengalami penurunan atau penyusutan.

Penurunan ini perlu dipertimbangkan dalam desain perencanaan dan program

rehabilitasi/ pemeliharaan dapat berjalan dengan baik. Dengan demikian

diperlukan suatu studi untuk mengetahui perilaku penyusutan/ penurunan tanggul

penangkis banjir di tanah rawa ini yang ada di DAS Tulang Bawang.

Istilah tanah ekspansif ditunjukkan dengan perubahan volume akibat

pengembangan dan penyusutan pada tanah karena perubahan kadar air. Tanah

akan menyusut apabila air yang dikandungnya perlahan lahan hilang dan

5

mencapai tingkat keseimbangan, yaitu kondisi dimana peningkatan kehilangan air

tidak menyebabkan perubahan volumennya (Sutarman, 2013).

Kumor (2008) mengatakan bahwa permasalan utama penerapan geoteknis di

lapangan adalah memperkirakan penyusutan akibat pasca konsolidasi pada tanah

ekspansif. Dalam hal ini Izdebska (2013) mengevaluasi penyusutan volume

dalam kaitannya dengan perubahan kadar air sekaligus menyarankan bahwa kadar

air juga harus dipertimbangkan bersama – sama dengan sifat material tanah dalam

penyusutan volume tersebut.

Gambar 2. Penyusutan/ penurunan tanggul Irigasi Rawa Ragil,

Sumber ; Dinas PUPR, 2016.

Penelitian Terdahulu 1.2.

Sejauh ini telah banyak dilakukan penelitian untuk mengetahui perilaku

pengembangan dan perkuatan yang dilakukan pada tanah ekspansif untuk

meningkatkan kestabilan tanah pondasi guna mendukung beban konstruksi di

atasnya, namun masih sedikit sekali yang melakukan penelitian perilaku

penyusutan pada tanah ekspansif.

6

Penelitian tentang penyusutan dan pengembangan tanah lunak di antaranya adalah

sebagai berikut :

Tabel 1. Penelitian Terdahulu tentang Penyusutan dan Pengembangan Tanah.

1. Sumber : Bull Eng Geol Environ (2013) 72:15–24 DOI 10.1007/s10064-

012-0449-0

Penulis : Dorota Izdebska, Mucha dan Emilia Wo jcik

Judul : Testing shrinkage factors: comparison of methods and correlation

Correlation with index properties of soils.

Tujuan : 1) Studi tentang penyusutan tanah lempung alami di Polandia

yang berbeda secara asal usul, komposisi dan plastisitas.

2) Perbandingan dan evaluasi akurasi pengujian penyusutan

dengan Metode British Standart, Metode Poland dan

Persamaan Krabbe.

3) Menganalisa hubungan antara batas susut dan sifat indeks

tanahnya.

4) Menganalisa hubungan empiris antara penyusutan volume,

kadar air dan indeks plastisitas.

Metode : 1) Membandingkan batas susut (ws) tanah yang dianalisa.

dengan metode British Standart, Metode Poland dan

Persamaan Krabbe.

2) Menghitung penyusutan volume Vs, yang dihitung dari

persamaan Vs = (w-ws)/Rs

3) Menentukan hubungan antara parameter yang ditentukan

secara eksperimen. Analisis statistik dilakukan dengan

menggunakan metode kuadrat.

4)

Hasil : 1) Metode pengujian penyusutan yang mengacu pada British

Standard relative lebih kompleks dan memakan waktu

lebihdibandingkan dengan Metode Polish Standar yang

lebih rasional dan mudah meskipun hasilnya sedikit lebih

tinggi. Nilai batas susut yang dihitung dari rumus Krabbe

umumnya berbeda secara signifikan dari dua metode yang

lain. Semakin tinggi nilai batas susut, semakin rendah

tingkat ekspansif tanah.

2) Tidak ada hubungan yang baik/ memuaskan. antara Batas

Susut terhadap parametersifat indeks tanah.

3) Hubungan antara susut volume Vs dan susut volume relatif

Vp terhadap kadar air awal w0, rentang susut, indeks

plastisitas Ip dan kandungan tanah liat mempunyai korelasi

7

linier yang tinggi.

2. Sumber : Jurnal Kajian Teknik Sipil Vol. 1 No. 2

Universitas 17 Agustus 1945

Penulis : Reki Arbianto, Budi Susilo dan Niken Silmi Surjandari.

Judul : Studi Korelasi Indeks Plastisitas Dan Batas Susut Terhadap

Perilaku Mengembang Tanah.

Tujuan : 1) Menentukan derajat mengembang tanah (identifikasi tanah

ekspansif),

2) Mengetahui besar terukur persentase mengembang dan

tekanan mengembang,

3) Mengetahui korelasi antara indeks plastisitas dengan

persentase mengembang,

4) Mengetahui korelasi antara indeks plastisitas dengan

tekanan mengembang,

5) Mengetahui korelasi antara batas susut dengan persentase

mengembang,

6) Mengetahui korelasi antara batas susut dengan tekanan

mengembang.

Metode : 1) Menguji batas susut dan menghitung penurunan.

2) Menguji persentase mengembang dan tekanan

mengembang.

3) Mencari korelasi antara indeks plastisitas dengan

persentase mengembang.

4) Mencari korelasi antara indeks plastisitas dengan tekanan

mengembang.

5) Mencari korelasi antara batas susut dengan persentase

mengembang.

6) Memprediksi persentase dan tekanan mengembang.

Hasil : 1) Tanah yang diamati merupakan tanah ekspansif yang

mempunyai potensi mengembang rata - rata sedang sampai

dengan tinggi dan derajat mengembang rata – rata sedang

sampai dengan kritis.

2) Korelasi antara indeks plastisitas dan batas susut

terhadap perilaku mengembang tanah yang diamati

membentuk regresi polynominal sesuai dengan grafik

metode USBR yang dikembangkan oleh Holtz & Gibbs

(1959), yaitu persamaan yang diharapkan dapat

memprediksikan besar persentase mengembang dan

tekanan mengembang di suatu daerah dengan parameter

indeks plstisitas dan batas susut.

3) Berdasarkan penelitian menunjukkan bahwa indeks

8

plastisitas mempunyai hubungan yang lebih kuat daripada

batas susut dalam mempengaruhi besarnya persentase

mengembang dan tekanan mengembang.

4) Kerusakan pada ruas jalan di Boyolali sangat

dimungkinkan terjadi karena peristiwa kembang – susut

tanah, mengingat dari hasil penelitian tanah mempunyai

potensi mengembang rata-rata sedang sampai dengan

tinggi.

3. Sumber : Journal Earth Science & Climate Change 2015, 6:5

http://dx.doi.org/10.4172/2157-7617.1000279

Penulis : Christodoulias J.

Judul : Engineering Properties and Shrinkage Limit of Swelling

Soils in Greece.

Tujuan : 1) Mengidentifikasi potensi penyusutan tanah liat di Yunani.

2) Melakukan uji laboratorium untuk menguji keefektifan

berbagai metode dalam rangka menambah pengetahuan

untuk mengurangi pengaruh negatif akibat pengembangan

dan penyusutan musiman terhadap pondasi jalan dan

bangunan.

3) Memberikan perhatian khusus terhadap uji batas susut

menggunakan peralatan merkuri.

Metode : 1) Mengukur kapasitas pertukaran kation (KTK) tanah ukur

dengan dengan metode amonium asetat dan penentuan ion

tukar dapat diukur dengan fotometer cornflame.

2) Mengidentifikasi tekstur tanah (fraksi tanah liat) dengan

mikroskop electron dengan menggunakan PHILIPS SEM

505.

3) Menentukan keretakan linear

4) Mengidentifikasi komponen mineralogi kristal tanah liat

dengan metode serbuk analisis difraksi sinar X.

5) Melakukan uji free swelling, batas susut, bagan Van der

Merve dan indeks konsistensi.

6) Menentukan karakteristik lempung lempung dengan uji

konsolidasi swell tipe ASTM (D-4546-1993).

7) Melakukan analisis regresi linier berganda untuk

menghubungkan sifat dasar dan teknik yang diukur.

Hasil : 1) Indekss Plastisitas tanah bervariasi dari rendah sampai

dengan tinggi yaitu (24%) - (51%), dengan kandungan

koloid dari 23-52% dan SD = 9.3. Nilai batas likuida dari

45% - 51% dan rata-rata 30.1. Menurut grafik Van der

9

Merwe (1964), menunjukkan bahwa bahan lempung tinggi

dan sangat tinggi serta berpotensi mengembang.

2) Nilai susut linier bervariasi antara min. 9.6% dan maks.

23% dan nilai rata-rata adalah 15,2%, yang menunjukkan

potensi pengembangan yang sangat tinggi.

3) Uji swell bebas menunjukkan nilai yang bervariasi dari

50% sampai 110%, menunjukkan tanah liat dengan potensi

pengembangan yang sangat tinggi.

4) Grafik korelasi antara free swell dan liquid limit,

memberikan regresi linier Y = ax + b, dengan koefisien

korelasi R2 = 0,705. Juga grafik korelasi antara swell

bebas dan susut linier memberikan garis regresi tipe Y =

ax + b dengan koefisien korelasi R2 = 0,8133.

5) Kapasitas pertukaran kation pada sampel tanah dari 3

lokasi. seperti yang diukur CEC, bervariasi antara 34

meq/100 gr sampai dengan 58,9 meq/100 gr. Penentuan

pH tanah menunjukkan nilai antara pH = 7,5 sampai

dengan pH = 9,46.

6) Bagan klasifikasi tanah liat The Van der Merwe

menunjukkan potensi pengembangan tanah lempung

Yunani yang diuji tergolong tinggi (50% sampel) dan

sangat tinggi (sisanya 50 %).

7) Dari grafik korelasi antara indeks konsistensi dan tekanan

pengembangan disimpulkan bahwa jenis kurva

eksponensial Y = ax + b pada 3 (tiga) jenis asal untuk

koefisien korelasi A, R2 = 0,726, untuk koefisien korelasi

B, R2 = 0,833 dan untuk koefisien korelasi C, adalah R

2 =

0,839.

8) Karakteristik lempung yang dipelajari dengan melakukan

uji pengembangan dengan konsolidasi untuk semua sampel

tanah tidak terganggu yang diambil dari lubang bor

Shelby, secara spesifik: Lokasi A ditemukan memiliki

tekanan pengembangan 3,35 kg / cm2 (maks) dan 0,38 kg /

cm2 (min), dengan standar deviasi σ = 1,031. Lokasi B

menghasilkan nilai tekanan pengembangan bervariasi

antara 0,30 kg / cm2 (min) dan 1,58 kg / cm2 (maks),

dengan standar deviasi σ = 0,469. Lokasi C mencapai nilai

tekanan 1,20 kg / cm2 (max) dan 0,20 kg / cm2 (min),

dengan a standar deviasi σ = 0,367.

9) Korelasi antara tekanan pengembangan dan rasio (rasio)

batas cair dikurangi kadar air dibagi dengan batas cair

dikurangi batas susut, menunjukkan satu hubungan yang

memiliki tipe kurva eksponensial. koefisien korelasi R2

yang dapat diterima untuk ketiga area. Lokasi A memiliki

koefisien korelasi yang tinggi R2 = 0,919, lokasi B

10

memiliki koefisien korelasi sebesar sedang R2 = 0,754,

dan lokasi C juga memberikan koefisien korelasi yang

tinggi R2 = 0,869.

10) Analisis regresi berganda antara tekanan pengembangan

dan uji pengembangan bebas dengan lima variabel tidak

bebas yaitu, batas cair (LL), kandungan lempung (2 μm),

indeks swell bebas (FS), susut linier linier (LS), kadar air

(WC), telah menunjukkan korelasi yang sangat baik pada

semua kombinasi yang dipelajari dengan koefisien

korelasi terhadap kisaran lokasi A, dari R2 = 0,98 sampai

dengan R2 = 0,93. Untuk lokasi B dari R2 = 0,98 sampai

dengan R2 = 0,99, dan untuk lokasi C, dari R2 = 0,88

sampai R2 = 0,99.

4. Sumber : A dissertation submitted in fulfillment of the requirements of

Courses ENG4111 and 4112 Research Project towards the

degree of Bachelor of Civil Engineering. University of

Southern Queensland Faculty of Engineering and Surveying.

Penulis : David Earl

Judul : To determine if there is a correlation between the shrink swell

index and atterberg limits for soils within the Shepparton

Formation

Tujuan : Melakukan analisis hubungan antara indeks tanah dan salah

satu batas atterberg atau hasil susut linier yang dilakukan

menggunakan program pengujian dan sampling untuk 29

tanah yang memiliki karakteristik berbeda.

Metode : 1. Melakukan pengujian yan sama terhadap semua sampel

termasuk indeks shrink swell, batas atterberg, penyusutan

linier dan distribusi ukuran partikel.

2. Memplotkan hasil pengujian, batas atterberg dan hasil

susut linier terhadap indeks swell shrink.

3. Melakukan analisis batas atterberg yang dimodifikasi

dan hasil susut linier yang dikalikan dengan persentase

lempung yang terkandung di dalam sampel tanah juga

dilakukan.

4. Membuat grafik dari semua data ini dan menentukan

garis trend terkuat serta persamaan yang sesuai dihitung.

Hasil : Agar korelasi dianggap sebagai alat estimasi yang berguna,

kekuatan hubungan ini harus melebihi R2 = 0,80. Ada empat

korelasi yang memenuhi persyaratan R2> 0,8.

1. Dua di antaranya adalah untuk indeks plastisitas dan susut

linier yang dimodifikasi dengan menggunakan persentase

lempung yang terkandung di dalam sampel.

11

2. Dua korelasi lainnya adalah indeks plastisitas dan

penyusutan linier yang telah dimodifikasi dengan

menggunakan persentase partikel tanah liat dan lumpur

yang ada di dalam tanah.

3. Persamaan untuk korelasi ini dapat digunakan untuk

memperkirakan indeks swell shrink yang mungkin terjadi

pada tanah.

5. Sumber : International Journal of Engineering Research and

Development. e-ISSN: 2278-067X, p-ISSN: 2278-800X,

www.ijerd.com. Volume 11, Issue 05 (May 2015), PP.57-63.

Penulis : Soibam Priyadarshini Devi, Dr. Konsam Rambha Devi, Dr

DSV Prasad, Dr.GVR Prasada Raju.

Judul : Study on Consolidation and Correlation with Index

Properties Of Different Soils in Manipur Valley.

Tujuan : Untuk memprediksi nilai koefisien konsolidasi (cv) dengan

mengkorelasikan beberapa properti indeks sederhana,

terutama untuk penilaian pendahuluan.nilai koefisien

konsolidasi cv yang memberikan tingkat kompresi lapisan

tanah tanpa uji konsolidasi satu dimensi di laboratorium

Metode : 1. Melakukan pengujian terhadap 5 jenis sampel tanah sebagai berikut :

a. Water Content: The natural water content determination is

obtained by oven drying method as specified by the IS Test

Method IS: 2720 (Part II)-1973.

b. Specific Gravity: The specific gravity of the soil has been

determined using the density bottle method, as per IS: 2720-(part

III section I, 1980).

c. Grain Size Distribution: Sieve analysis has been conducted as per

IS: 2720 (Part IV 1965).

d. Liquid Limit: The test has been carried out using the standard

Casagrande liquid limit apparatus as per IS: 2720-(PartV-1965).

e. Plastic Limit: The plastic limit of the soil specimens was

determined by the rolling thread method as outlined in the IS: 2720

(Part 5)-1985.

f. Shrinkage Limit: The shrinkage limit of soil specimens was

determined according to Indian standard code for a shrinkage factor

IS: 2720 (Part VI) - 1972 of soils by the mercury method.

g. Plastic Limit: The plastic limit has been determined according to

the IS: 2720- (Part V-1970).

h. One-Dimensional Consolidation: One-dimensional

consolidation tests were performed by standard floating ring

consolidometer with stainless steel rings, 60 mm in diameter and

20 mm high according to IS: 2720 (Part 15)-1986.

2. Membandingkan koefisien konsolidasi dengan sifat indeks tanah yaitu

tekanan efektif, plastic index, shrinkage index dan liquid limit dan

enentukan korelasinya.

12

Hasil : 1. Dari hasil percobaan, berat jenis bervariasi antara 2,48

sampai 2,78, nilai batas cairnya 52,4% sampai 88%, nilai

batas plastik antara 25,55% sampai dengan 67,77% dan

nilai batas susut berkisar antara 24,90% sampai 25,80%,

rasio void uji konsolidasi bervariasi antara 0,707 sampai

1,77 dan koefisien konsolidasi antara 1,0E-7 - 2,73 E-08

sampai 1.32E-07 - 8.84E-08 untuk lima sampel yang

digunakan..

2. Korelasi antara koefisien konsolidasi (cv) dengan beberapa

sifat indeks sederhana yaitu. batas cair, indeks plastisitas

dan indeks susut, disimpulkan bahwa cv berkorelasi lebih

baik dengan batas cair tanah. Yaitu Cv = -4 x 10-9

+ wl x

10-7

dengan nilai R2 = 8298

Identifikasi Masalah 1.3.

Tanggul penangkis banjir pada irigasi rawa menggunakan tanah rawa setempat

yang biasanya merupakan tanah lunak. Dengan demikian sifat – sifat indeks

(index properties) yaitu sifat sifat yang menunjukkan identifikasi jenis tanah dan

kondisi tanah dalam hubungannya dengan penyusutan perlu mendapat perhatian

lebih lanjut.

Selain terjadi penyusutan, beban tanggul juga dapat menyebabkan penurunan

akibat konsolidasi baik pada tanggul ataupun pada tanah di bawahnya.

Selain itu juga perlu dipertimbangkan adanya penurunan segera yang terjadi pada

tanah di bawah tanggul.

Rumusan Masalah 1.4.

Sifat – sifat indeks (index properties) menunjukkan sifat –sifat tanah yang

mengindikasikan jenis dan kondisi tanah serta memberikan hubungan terhadap

sifat –sifat mekanik (engineering properties ) seperti kekuatan dan pemampatan

13

atau kecenderungan untuk mengembang (menyusut) dan permeabilitas (Muntohar,

2005).

Untuk itu perlu dipelajari lebih lanjut perilaku penyusutan/ penurunan tanggul

penangkis yang memanfaatkan tanah rawa setempat terkait dengan sifat indeks

propertis dan mekanisnya. Pada beberapa penelitian yang telah dilakukan,

sebagaimana disebutkan dalam Sub Bab 1.2 Penelitian Terdahulu dalam tesis

ini, dapat diketahui bahwa perilaku penyusutan/ penurunan tanah dipengaruhi oleh

beberapa parameter yaitu kadar air, indeks propertis tanah dan beban yang

diterima tanah di bawah tanggul (penurunan segera dan konsolidasi).

Manfaat Penelitian 1.5.

Ketersediaan akan informasi tentang jenis tanah dan karakteristik tanah rawa

khususnya pada lokasi penelitian ini serta gambaran perilaku penyusutan/

penurunan pada tanggul banjir.

Maksud Dan Tujuan 1.6.

Terbatasnya penelitian tentang perilaku penyusutan tanah khususnya tanah rawa

mendorong penulis untuk melakukan penelitian ini dengan maksud untuk

mengetahui bagaimana perilaku penyusutan/ penurunan tanggul banjir tanah rawa

di beberapa titik di DAS Tulang Bawang terhadap kadar air dan konsolidasi

tanahnya.

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui jenis tanah dan sifat fisis tanah.

14

2. Untuk mengetahui kandungan lempung dan organik.

3. Untuk mengetahui konsistensi dan penyusutan tanah serta penurunan yang

terjadi akibat penyusutan tanah.

4. Untuk mengetahui besarnya penurunan tanggul banjir, waktu penurunan dan

penurunan yang terjadi pada kurun waktu tertentu.

Batasan Masalah 1.7.

Agar penelitian sesuai dengan tujuan yang diharapkan dan analisis yang dilakukan

sesuai dengan koridor penelitian, maka penelitian ini dibatasi hal – hal sebagai

berikut :

1. Sampel yang akan digunakan adalah tanah di daerah bantaran Sungai Pidada

dan Sungai Tulang Bawang yang merupakan DAS Tulang Bawang dalam

wilayah administrasi Kabupaten Tulang Bawang

2. Sampel yang akan digunakan mewakili daerah tengah dan hilir sungai, yaitu :

a. Bantaran Sungai Pidada di Kampung Aji Mesir Kecamatan Gedung Aji (

bagian tengah).

b. Bantaran Sungai Pidada di Kampung Batu Ampar Kecamatan Gedung Aji

Baru (bagian tengah).

c. Bantaran Sungai Pidada di Kampung Rawa Ragil Kecamatan Rawapitu

(bagian hilir).

d. Bantaran Sungai Tulang Bawang di Kampung Sumber Sari Kecamatan

Penawar Aji (bagian tengah).

e. Bantaran Sungai Tulang Bawang di Kampung Gedung Jaya Kecamatan

Rawapitu (bagian hilir).

15

3. Penurunan tanggul banjir yang akan ditinjau adalah penurunan yang

disebabkan oleh penyusutan tanah, penurunan segera dan penurunan akibat

konsolidasi.

4. Kedalaman tanah lunak yang akan ditinjau berdasarkan pendekatan dari uji

sondir yang telah dilakukan dari daerah terdekat dari lokasi studi

16

TINJAUAN PUSTAKA II.

2.1. Jenis Tanah

Dalam pandangan teknik sipil, tanah adalah himpunan mineral, bahan organik dan

endapan endapan yang relatif lepas (loose) yang terletak di atas batuan dasar

(bedrock). Ruang diantara partikel – partikel tersebut dapat berisi air atau udara

atau kedua-duanya (Hardiyatmo, 2002)

Pengertian tanah menurut Bowles (1984), tanah merupakan campuran partikel-

partikel yang terdiri dari salah satu atau seluruh jenis unsur-unsur sebagai

berikut :

1. Berangkal (Boulder) adalah potongan batuan batu besar, biasanya lebih

besar dari 200 mm - 300 mm dan untuk kisaran ukuran-ukuran 150

mm – 250 mm, batuan ini disebut kerakal (cobbles/pebbles).

2. Pasir (sand) adalah partikel batuan yang berukuran 0,074mm–5mm,

yang berkisar dari kasar (3mm–5mm) sampai halus (< 1 mm).

3. Lanau (silt) adalah partikel batuan yang berukuran dari 0,002 mm – 0,074

mm.

4. Lempung (clay) adalah partikel yang berukuran lebih dari 0,002 mm,

partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi dari tanah yang kohesif.

5. Koloid (colloids) adalah partikel mineral yang diam, berukuran lebih

17

dari 0,01mm.

Secara umum tanah lunak terbentuk akibat proses pelapukan/ penguraian batuan

secara kimia, fisik dan biologi yang kemudian mengalami proses erosi dan

transportasi ke suatu cekungan pengendapan. Endapan tanah lunak ini biasanya

menempati daerah dataran rendah yang terbentuk pada dataran banjir dan daerah

pantai dengan kemiringa lereng kurang dari 8%. Dari sudut geologi tanah lunak

pada umumnya berumur kurang dari 400.000 tahun yang lalu. Tanah lunak ini

merupakan salah satu jenis dari tanah yang bermasalah yang dapat menimbulkan

ketidakstabilan dan pergerakan/ deformasi yang yang dapat membahayakn

konstruksi di atasnya. Dalam hal ini yang termasuk tanah lunak adalah tanah

lempung atau lanau baik yang mengandung bahan organik atau inorganik

(Departemen Pekerjaan Umum, 2007).

Mineral lempung biasanya merupakan produk pelapukan batuan yang terbentuk

dari penguraian kimia mineral silikat yang selanjutnya terangkut ke lokasi

pengendapan. Jenis dan jumlah mineral lempung yang terbentuk sebagian besar

akibat pengaruh dari iklim, material asal, pola drainase (topografi) dan vegetasi, di

mana iklim dianggap sebagai faktor yang paling dominan. Perpindahan hasil

pelapukan terjadi dalam bentuk partikel atau dalam bentuk ion-ion, yang telah

lepas dari batuan akibat perkolasi air (Departemen Permukiman dan Prasarana

Wilayah, 2002).

Sedangkan gambut terbentuk dari akumulasi bahan organik yang terjadi akibat

dekomposisi yang tidak sempurna sisa tumbuhan dalam kondisi kelembaban

tinggi dan anaerob, atau dengan kata lain akumulasi yang terjadi lebih cepat

18

daripada dekomposisinya. Tingkat keasaman gambut sangat tinggi yaitu memiliki

nilai pH 2,0 – 4,5 dan kandungan abu yang rendah yaitu 0,5% – 2,5 %. Gambut

biasanya banyak dijumpai dalam hamparan datar, di kawasan pantai pasang surut,

rawa atau di kawasan cekungan antara dua buah sungai (Affandi, 2009)

Dalam Buku Mekanika Tanah, Prinsip prinsip Rekyasa Geoteknis oleh Braja M.

Das (1995) disebutkan bahwa klasifikasi tanah menurut Unified Soil

Classification System (USCS) mengelompokkan tanah dalam 2 (dua) kelompok

besar yaitu :

a. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil) yaitu tanah kerikil dan pasir

dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200.

Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G (gravel) yaitu kerikil

atau S (sand) yaitu pasir.

b. Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu tanah dimana lebih dari 50%

berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200. Simbol dari kelompok ini

dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung

(clay) anorganik dan O untuk lanau organik dan lempung organik. Simbol PT

digunakan untuk tanah gambut.

Simbol - simbol lain yang digunakan dalam klasifikasi ini adalah :

W : well graded (bergradasi baik)

P : poorly graded (bergradasi buruk)

L : low plasticity (plastisitas rendah LL < 50)

H : high plasticity (plastisitas tinggi LL>50%)

19

Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok seperti GW, GP, GM, GC,

SW, SP, SM dan SC dan dengan memperhatikan faktor faktor sebagai berikut :

(1). Persentase butiran yang lolos ayakan No. 200.

(2). Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan No. 40.

(3). Koefisien keseragaman (uniformity coefisien, Cu) dan koefisien gradasi (Cc)

untuk tanah lolos ayakan No. 200 dalam rentang 0 – 12%.

(4). Batas cair (LL) dan indek plastistas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan No

40 untuk tanah di mana 5% atau lebih lolos ayakan No 200.

Bilamana persentase butiran yang lolos ayakan No. 200 adalah antara 5% - 12%,

simbol ganda seperti GW-GM, GP-GM, GW-GC, GP-GC, SW-SM, SP-SM, SW-

SC dan SP-SC diperlukan. Rincian klasifikasi ini diberikan dalam Tabel 1.

Klasifikasi tanah berbutir halus seperti ML, CL, MH, CH dan OH didapat dengan

menggambar batas cair dan indeks plastisitas tanah yang bersangkutan pada bagan

plastisitas (Cassagrande, 1948) yang diberikan dalam Gambar 3. Garis diagonal

pada bagan plastisitas dinamakan Garis A. Garis A diberikan dari Persamaan PI =

0.73 (LL-20).

20

Tabel 2. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System USCS),

Sumber : Cassagrande (1942) dalam Das (1995).

DIVISI UTAMA SIMBOL

KELOMPOK NAMA UMUM

Ta

na

h B

erb

uti

r K

asa

r

Leb

ih d

ari

50

% t

erta

han

pad

a sa

rin

gan

No

. 2

00

Ker

ikil

50

% a

tau

leb

ih d

ari

frak

si

kas

ar T

erta

han

pad

a A

yak

an

No

. 4

Kerikil

Bersih

(Hanya

Kerikil)

GW Kerikil bergradasi baik dan

campuran pasir , sedikit atau sama

sekali tidak mengandung butiran halus

GP Kerikil bergradasi buruk dan

campuran kerikil pasir, sedikit atau

sama sekali tidak mengandung butiran

halus

Kerikil

dengan

Butiran

Halus

GM Kerikil berlanau, campuran kerikil

pasir lanau

GC Kerikil berlempung, campuran kerikil

pasir lempung

Pa

sir

Leb

ih D

ari

50

%

Fra

ksi

Kas

ar L

olo

s A

yak

an N

o. 4

Pasir

Bersih

(Hanya

Pasir)

SW Pasir bergradasi baik, pasir

berkerikil, sedikit atau sama sekali

tidak mengandung butiran halus

SP Pasir bergradasi buruk dan pasir

berkerikil, sedikit atau sama sekali

tidak mengandung butiran halus

Pasir

Dengan

Butiran

Halus

SM Pasir berlanau, campuran pasir dan

lanau

SC Pasir berlempung, campuran pasir

dan lempung

Ta

na

h B

erb

uti

r H

alu

s

50

% a

tau

leb

ih L

olo

s A

yak

an N

o.

20

0

La

na

u D

an

Lem

pu

ng

Bat

as C

air

50

% a

tau

Ku

rang

ML Lanau Anorganik, pasir halus sekali,

serbuk batuan, pasir halus berlanau,

atau berlempung

CL Lempung Anorganik dengan

plastisitas rendah sampai dengan

sedang, lempung berkerikil, lempung

berpasir, lempung berlanau, lempung

kurus (lean clsys)

OL Lanau Organik dan lempung

berlanau organic dengan plastisitas

rendah

La

na

u d

an

Lem

pu

ng

Bat

as C

air

leb

ih d

ari

50

%

MH Lanau Anorganikatau pasir halus

diatomae, lanau diatomae atau lanau

yang elastis

CH Lempung Anorganik dengan

plastisitas tinggi, lempung gemuk

(fat clays)

OH Lempung OrganiK dengan

plastisitas sedang sampai dengan

tinggi

Tanah tanah dengan kandungan

organic sangat tinggi PT Peat (gambut), muck dan tanah

tanah lain dengan kandungan

organic sangat tinggi

21

Walaupun cara untuk menentukan batas cair dan batas plastis di laboratorium

sangat sederhana, batas batas tersebut dapat memberikan informasi tentang sifat

tanah kohesif. Dengan demikian, batas cair dan batas plastis telah digunakan

secara ekstensif oleh para ahli teknik sipil untuk menentukan korelasi dari

beberapa parameter tanah fisis dan juga untuk mengidentifikasi tanah.

Casagrande (1932) dalam Das (1995) telah mempelajari hubungan antara indeks

plastis dan batas cair dari bermacam macam tanah asli. Berdasarkan hasil

pengujian pengujian tersebut, Casagrande mengusulkan suatu bagan plastisitas

seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3. di bawah ini.

Gambar 3. Bagan Plastisitas, Sumber : Cassagrande, 1942 dalam Das

1995.

Hal yang paling penting dalam gambar tersebut adalah Garis Empiris A yang

diberikan dalam Persamaan PI = 0.73 (LL – 20). Garis Empiris A memisahkan

tanah lempung anorganik (inorganic clay) dari tanah lanau anorganik (inorganic

silt). Tanah lempung anorganik terletak di atas Garis lurus A, dan lanau organik

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Series1

Lempung Anorganik dengan plastisitas tinggi

Lempung Anorganik dengan plastisitas sedang

Lempung Anorganik dengan plastisitas rendah

Tanah Tak Kohesif

Lanau anorganik dengan kompresibilitas tinggi dan lempung organik

Lanau anorganik dengan kompresibilitas sedang dan lanau organik Batas cair lanau

anorganik dengan kompresibilitas rendah

Ind

eks

Pla

stis

itas

Batas Cair

22

terletak di bawah Garis Lurus A.

Tanah lanau anorganik dengan kemampumapatan sedang (di bawah Garis A

dengan LL berkisar 30 -50 ). Tanah lempung organik (organic clay) berada di

dalam daerah yang sama dengan tanah lanau anorganik dengan kemampumapatan

tinggi (di bawah Garis A dengan LL lebih besar dari 50). Keterangan yang

diberikan dalam bagan plastisitas sangat berguna karena bagan tersebut

merupakan dasar dalam pengelompokan tanah berbutir halus dengan sistem

Unified Soil Classification System (USCS).

Pada Gambar 3. terlihat bahwa ada suatu garis di atas Garis A yang dinamakan

Garis U. Garis U ini merupakan batas atas perkiraan dari hubungan antara indek

plastisitas dan batas cair untuk semua tanah yang ditemukan selama ini.

Persamaan garis U dapat dituliskan sebagai PI = 0.9 (LL – 8).

Sedangkan menurut Pusat Penelitian dan Pengembangan Prasarana Transportasi

(2002), tanah tanah lunak dibagi dalam 3 (tiga) tipe yaitu :

1. Lempung lunak, yaitu tanah yang mengandung mineral-mineral lempung dan

memiliki kadar air yang tinggi, yang menyebabkan kuat geser yang rendah.

2. Gambut, yaitu tanah yang pembentuk utamanya berasal dari sisa-sisa

tumbuhan.

3. Lempung organik, yaitu suatu material transisi antara lempung dan gambut,

tergantung pada jenis dan kuantitas sisa-sisa tumbuhan yang mungkin

berperilaku seperti lempung atau gambut.

Dalam rekayasa geoteknik, klasifikasi ketiga tipe tanah tersebut dibedakan

23

berdasarkan kadar organiknya, sebagaimana dalam Tabel 3. berikut :

Tabel 3. Tipe tanah berdasarkan kadar organik, Sumber: Litbang Prasarana

Transportasi , 2011.

Jenis Tanah Kadar Organik %

Lempung < 25

Lempung Organik 25 – 75

Gambut >75

Tanah organik (O) adalah tanah yang dikelompokkan sedemikian berdasarkan

kandungan organiknya, yang didefinisikan sebagai tanah yang memiliki kandungan

organik antara 25 % hingga 75 %. Sedangkan gambut adalah jenis tanah yang

memiliki kadar organik lebih dari 75 %.

2.2. Sifat Fisis Tanah

Dalam Mekanika Tanah, Prinsip – prinsip Rekayasa geoteknis, Das (1995)

dinyatakan beberapa parameter yang merupakan sifat fisis tanah, di antaranya

adalah :

a. Berat jenis/ Spesific Gravity (G) (ASM D 854)

Perbandingan antara berat isi suatu bahan terhadap berat isi air pada suhu

tertentu.

atau

...................................................... (1)

Dengan,

Gs : Berat Jenis

γs : Berat satuan isi tanah solid (tanpa udara)

γw : Berat satuan isi air

Ws : Berat tanah

Vs : Volume tanah

24

b. Berat satuan volume/ Unit weight (γ).

Perbandingan antara berat dengan volume suatu masa tanah.

.................................................................................. (2)

Dengan,

γ : Berat Satuan Volume (Berat Isi)

W : Berat Total

V : Volume Total

c. Kerapatan massa/ Density (ρ).

Perbandingan antara masa dengan volume.

atau

.................................................. (3)

Dengan,

ρ : Kerapatan massa (Density)

m : massa tanah

V : Volume total

w :

Gs : Berat jenis tanah

Sr : Saturation degrees

e : Angka pori

ρw : Rapat massa air

d. Angka pori / Void ratio (e).

Perbandingan antara volume udara terhadap volume bahan padat

tanah.

................................................................................. (4)

Dengan,

e : AngkapPori

Vv : Volume rongga

Vs : Volume tanah (padat)

e. Kadar air/ Water content (w) (ASTM D 2216)

Perbandingan antara berat air dengan berat kering atau bahan padat

25

contoh tanah, yang dinyatakan dalam persen.

...................................................................... (5)

Dengan,

w : Kadar air

Ww : Berat air

Ws : Berat tanah

f. Derajat kejenuhan/ Degrees of Saturation (S).

Perbandingan antara volume rongga yang terisi air dengan volume rongga

total yang dinyatakan dalam persen.

...................................................................... (6)

Dengan,

S : Derajat Kejenuhan (S)

Vw : Volume Air

Vv : Volume Rongga

g. Porositas/ Porosity (n).

Perbandingan antara volume rongga dengan volume total yang dinyatakan

dalam persen.

...................................................................... (7)

Dengan,

n : Porositas

Vv : Volume rongga

VT : Volume total

Dalam Hardiyatmo (2002) dicantumkan beberapa sifat fisis tanah sebagaimana

dalam Tabel 4, Tabel 5, dan Tabel 6 di bawah ini.

26

Tabel 4. Kisaran Berat Jenis Tanah, Hardiyatmo, 2002.

JENIS TANAH BERAT JENIS (GS)

Kerikil 2,65 – 2,68

Pasir 2,65 – 2,68

Lanau Anorganik 2,62 – 2,68

Lempung Organik 2,58 – 2,65

Lempung Angorganik 2,68 – 2,75

Humus 1,37

Gambut 1,25 – 1,8

Berat jenis tidak berdimensi. Berat jenis dari berbagai jenis tanah berkisar antara

2,65 sampai 2,75. Berat jenis 2,75 biasanya digunakan untuk tanah tanah tak

berkohesi. Sedangkan untuk tanah kohesif anorganik berkisar antara 2,68 sampai

2,72.

Tabel 5. Kondisi Tanah Dan Derajat Kejenuhan Tanah, Sumber : Hardiyatmo

2002.

KEADAAN TANAH DERAJAT KEJENUHAN

Tanah Kering 0

Tanah Agak Lembab 0 - 0.25

Tanah Lembab 0,26 – 0,50

Tanah Sangat Lembab 0,51 – 0,75

Tanah Basah 0,76 – 0,99

Tanah Jenuh Air 1

Nilai – nilai porositas, angka pori dan berat volume pada keadaan asli di alam dari

berbagai jenis tanah yang disarankan oleh Terzaghi (1975) dalam Hardiyatmo

(2002) ditunjukkan dalam Tabel 6. di bawah ini.

27

Tabel 6. Nilai n, e, w, ϒd dan ϒb untuk keadaan tanah asli di lapangan, Sumber :

Hardiyatmo 2002.

JENIS TANAH n e w ϒd ϒb

(%) (%) (kN/m3) (kN/m3)

Pasir seragam, tidak padat 46 0.85 32 14.3 18.9

Pasir seragam, padat 34 0.51 19 17.5 20.9

Pasir berbutir campuran,

tidak padat 40 0.67 25 15.9 19.9

Pasir berbutir campuran, padat 30 0.43 16 18.6 21.6

Lempung lunak sedikit organik 66 1.90 70 15.8

Lempung lunak sedikit organik 75 3.00 110 14.3

Menurut Hardjowigeno, (2007) nilai bulk density tanah mineral berkisar 1 - 1,6

gr/cm3, sedangkan tanah organik umumnya memiliki nilai bulk density antara

0,1- 0,9 gr/cm3. Bulk density dipengaruhi oleh tekstur, struktur, dan kandungan

bahan organik.

Beberapa data hasil penyelidikan geoteknik pada Perencanaan Perbaikan Sungai

Tulang Bawang yang pernah dilakukan di 6 (enam) titik bagian tengah (middle)

Sungai Tulang Bawang (Hutama HR dan Amri K, 2011) yang sebagiannya adalah

data fisis tanah adalah sebagaimana pada Tabel 7. di bawah ini.

28

Tabel 7. Data Geoteknik Tanah Sungai Tulang Bawang, Sumber : Hutama HR

dan Amri K (2011).

Zone

Kekuatan

Geser Soil Properties

GS e

C

(T/M2)

ϴ

Basah Jenuh Air Terendam

γs γsat γw ϒsub

= (γsat - γw)

1 2,1 22 1,704 1,812 1,0 0,812 2,708 1,104

2 1,4 18 1,534 1,654 1,0 0,654 2,436 1,032

3 3,2 28 1,679 1,765 1,0 0,765 2,156 0,876

4 2,2 24 1,287 1,324 1,0 0,324 2,568 1,239

5 2,5 26 1,109 1,234 1,0 0,234 2,477 1,379

6 2,7 29 1,532 1,657 1,0 0,657 2,110 1,429

Dari table di atas dapat diketahui bahwa jenis tanah berdasarkan berat volume (ϒ)

dan berat jenis (GS) serta angka pori (e) maka tanah di 6 (enam) titik Sungai

Tulang Bawang bervariatif dari tanah berpasir sampai dengan tanah lempung

organik dan humus/ gambut.

2.3. Penyusutan (Shrinkage)

Penyusutan (shrinkage) pada tanah biasanya ditandai dengan adanya retakan –

retakan. Penyusutan dan pengembangan tanah selain bergantung pada perbedaan

kadar air juga tergantung pada karakteristik dan klasifikasi tanah itu sendiri (Peck,

1973, dalam Setiawati, 1998).

Dalam Appendix C RSDYK2008 Literature Review (2008), dinyatakan bahwa

faktor-faktor seperti gravitasi spesifik, kandungan organik, heterogenitas tekstur

tanah, vegetasi, topografi dan suhu permukaan tanah mempengaruhi stabilitas

tanggul gambut (Tansey, 1999, Li dan Islam, 1999).

29

Pada umumnya penyusutan dan pengembangan dipercaya berhubungan dengan

plastisitas dan juga berkaitan dengan serat atau butir tanah, yang bergantung pada

karakteristik tanah yang sama, seperti yang tersusun atas bahan mineral, distribusi

partikel dan tipe penyerapan kation. Penyusutan dan pengembangan juga

dipercaya mempunyai hubungan di mana beberapa klasifikasi pengembangan dan

tanah lempung ekspansif menggunakan parameter penyusutan seperti batas susut,

susut linear, dan indeks susut yang digunakan sebagai kriteria (Almeyer 1955;

Holtz 1959; Rangantam dan Satanarayna 1965, Raman 1967, Tountoungi 1988

serta Izdebska D, Mucha dan Wojcik E, 2013).

2.3.1. Penyusutan (Shrinkage) dan Batas-batas Atterberg.

Bentuk dan kondisi tanah akan berubah mengikuti kandungan kadar airnya. Pada

kadar air tertentu tanah akan pada kondisi tertentu pada batas batas konsistensinya

yang di sebut Batas batas Atteberg. Konsistensi dapat diartikan sebagai sifat

tanah yang menunjukkan kemudahan relatif untuk dirubah bentuknya.

Berdasarkan kandungan airnya, tanah dapat dibedakan ke dalam empat (4)

keadaan dasar, yaitu padat (solid), semi padat (semi solid), plastis (plastic) dan

cair (liquid), seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 4. di bawah ini.

30

Padat Semi Padat Plastis Cair

Basah Kering Makin

Batas Susut

(Shrinkage Limit)

Batas Plastis

(Plastic Limit)

Batas Cair

(Liquid Limit)

Cakupan Plasticity Index

PI = LL - PL

Cakupan Shrinkage Index

SI = PL - SL

Gambar 4. Batas batas Atterberg, Sumber : Sutarman, 2009

Pengujian Batas batas Atteberg, meliputi :

1. Batas Cair (Liquid Limit)

Batas cair (LL) adalah kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan

keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis. Batas cair suatu tanah

adalah kadar air tanah tersebut pada keadaan batas peralihan antara cair dan

keadaan plastis. Batas cair didapatkan dengan cara diperiksa dengan alat

Cassagrande yaitu meletakkan sampel tanah di bagian dalam mangkok yang

terpisah oleh alur lebar 2 mm dan menutup kembali sepanjang 12,7 mm oleh

25 pukulan dengan kecepatan 2 pukulan perdetik. Pengujian batas cair

mengacu pada ASTM D 427.C

2. Batas Plastis (Plastic Limit)

Batas plastis (PL) adalah kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan

semi padat, yaitu persentase kadar air dimana tanah yang di buat

31

menyerupai lidi-lidi sampai dengan diameter silinder 3 mm mulai retak- retak,

putus atau terpisah ketika digulung. Pengujian Batas plastic mengacu pada

ASTM D 424.

3. Batas Susut (Shrinkage Limit)

Batas susut (SL) adalah kadar air yang didefinisikan pada derajat

kejenuhan 100%, dimana untuk nilai-nilai dibawahnya tidak akan terdapat

perubahan volume tanah apabila dikeringkan terus. Pengujian Batas Susut

mengacu pada ASTM D 427. Batas susut dihitung dengan pesamaan :

w

.......................................... (8)

Dengan,

Ws : Batas susut

W : Berat tanah basah

V : Volume tanah basah

Vd : Volume tanah kering

ϒw : Berat satuan isi air

Wd : Berat tanah kering

32

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

V - Vd

Vs = Vd

wl wp

ws

Kadar Air

Volum

e ( cm

3)

Ws Ws

V

Ww

Wl

Vl

Ws

Vp

Wp

Ws

Ws'

Vd Ws

W = 0

Vs

PI = Wl - Wp SI = Wp - Ws

Cair Semi plastis Plastis Kaku / Non plastis

w = 0 % ws = 48 % wp = 73 % wl = 97 % w > 100 %

Gambar 5. Diagram Batas Susut, Sumber : Das, 1995.

33

Pada prinsipnya batas susut didefinisikan sebagai kondisi dimana masa tanah

tidak mengalami perubahan volume bila kadar air berkurang (Muntohar,

2005). Pengujian Batas Susut mengacu pada ASTM D 427. Batas susut

dihitung dengan pesamaan :

w

.......................................... (8)

Dengan,

ws : Batas susut

W : Berat tanah basah

V : Volume tanah basah

Vd : Volume tanah kering

ϒw : Berat satuan isi air

Wd : Berat tanah kering

4. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis. Indeks

plastisitas merupakan interval kadar air tanah yang masih bersifat plastis.

Dalam persamaan indeks plastisitas dapat dituliskan sebagai berikut :

.................................................................................. (9)

Dengan,

PI : Indeks susut

wl : Batas susut

wp : Batas plastis

34

Tabel 8. Nilai Indeks Plasisitas tanah dan Jenis Tanah, Sumber : Hardiyatmo,

2002.

Plastic Index Sifat Jenis Tanah Kohesi

0 Non Plastis Pasir Non Kohesif

<7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif

Sebagian

7 – 17 Plastisitas Sedang Lempung

Berlanau Kohesif

>17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif

5. Indeks Susut (Shrinkage Index)

Indeks Susut (SI) adalah selisih antara batas plastis dan batas susut. Indeks

susut merupakan interval kadar air yang telah hilang yang tidak

menyebabkan perubahan volumenya tanah lagi. Dalam persamaan indeks

susut dapat dituliskan sebagai berikut :

............................................................... (10)

Dengan,

SI : Indeks susut

wp : Batas plastis

ws : Batas susut

6. Susut Volumetrik (Volumetric Shrinkage)

Susut volumetrik merupakan perubahan volume dari volume awal sampai

dengan tidak menyusut lagi dan dihitung dalam persen. Dalam persamaan

susut volumetrik dirumuskan sebagai berikut :

............................................ (11)

35

Dengan,

Vc : Susut volumetrik

w0 : Kadar air awal

ws : Batas susut

Wd : Berat tanah kering

Vd : Volume tanah kering

ϒw : Berat satuan isi air

7. Susut Linear (Linear Shrinkage)

Susut linear adalah penyusutan yang terjadi pada tanah saat mencapai batas

susutnya dalam arah memanjang. Dalam persamaan susut linear dinyatakan

sebagai berikut :

…………………………………… (12)

Dengan,

Vc : Susut volumetrik

8. Nilai Ratio Susut (Shrinkage Ratio)

Selain batas susut, pada percobaan ini juga diperoleh nilai ratio penyusutan

(shrinkage ratio) yang merupakan perbandingan antara perubahan volume

sebagai persentase dari volume kering terhadap perubahan kadar air. Dalam

persamaan ratio penyusutan dirumuskan sebagai berikut :

………………………………………………………(13)

Dengan,

R : Rasio Susut

Vs : Susut volumetrik

w0 : Kadar air awal

ws : Batas susut

36

2.4. Penurunan Tanah (Settlement).

Penambahan beban di atas suatu permukaan tanah dapat menyebabkan lapisan

tanah dibawahnya mengalami pemampatan. Pemampatan tersebut disebabkan

oleh adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel, keluarnya air atau

udara dari dalam pori, dan sebab–sebab lain. Beberapa atau semua faktor

tersebut mempunyai hubungan dengan keadaan tanah yang bersangkutan.

Secara umum, penurunan pada tanah yang disebabkan oleh pembebanan dapat

dibagi dalam dua kelompok besar, yaitu :

1. Penurunan konsolidasi (consolidation settlement), yang merupakan hasil

dari perubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat dari keluarnya air

yang menempati pori–pori tanah.

2. Penurunan segera (immediate settlement), yang merupakan akibat

dari deformasi elastic tanah kering, basah, dan jenuh air tanpa adanya

perubahan kadar air.

Jika lapisan tanah dibebani, maka tanah akan mengalami penurunan (settlement).

Penurunan yang terjadi dalam tanah disebabkan oleh berubahnya susunan tanah

maupun oleh pengurangan rongga pori/ air di dalam tanah tersebut. Jumlah dari

penurunan sepanjang kedalaman lapisan merupakan penurunan total tanah.

Penurunan akibat beban adalah jumlah total dari penurunan segera dan

penurunan konsolidasi.

Pada tanah berpasir yang sangat tembus air (permeable), air dapat mengalir

dengan cepat sehingga pengaliran ar pori keluar sebagai akibat dari

kenaikan tekanan air pori dapat selesai dengan cepat. Keluarnya air dari dalam

37

pori selalu disertai dengan berkurangnya volume tanah, berkurangnya volume

tanah tersebut dapat menyebabkan penurunan lapis tanah itu karena air pori di

dalam tanah berpasir dapat mengalir keluar dengan cepat, maka penurunan

segera dan penurunan konsolidasi terjadi secara bersamaan (Das, 1995).

2.4.1. Penurunan Segera (Immediate Settlement)

Penurunan segera pada tanah akibat pembebanan disebabkan oleh deformasi

elastis tanah kering, basah dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air.

Besarnya penurunan akan tergantung pada ketentuan dari pondasi dan tipe dari

material di mana pondasi berada (Das, 1995).

Penurunan segera dapat dihitung menggunakan persamaan sebagaimana di

bawah ini. :

……………………………………………………… 14)

Dengan,

Si : Penurunan segera

PI : Beban terbagi rata

B : Lebar pondasi

Ip : Faktor pengaruh

µ : Poisson ratio

E : Modulus Young

38

Beberapa nilai di atas dapat dilihat pada Tabel 9, Tabel 10 dan Tabel 11 di bawah

ini.

Tabel 9. Faktor Pengaruh Untuk Pondasi, Sumber : Das, 1995.

Bentuk

Panjang IP

Lebar

Lentur Kaku

Pusat Pojok Tengah Sisi

Terpendek

Tengah Sisi

Terpanjang

Rata

- rata

Rata -

rata

Bulat - 1,0 0,64 0,64 0,64 0,85 0,88

Bujur

Sangkar 1 1,12 0,56 0,76 0,76 0,95 0,82

Empat

Persegi

Panjang 15 1,36 0,67 0,89 0,97 1,15 1,06

2 1,52 0,76 0,98 1,12 1,30 1,20

3 1,78 0,88 1,11 1,35 1,52 -

5 2,10 1,05 1,27 1,68 1,83 1,70

10 2,53 1,26 1,49 2,12 2,25 2,10

100 4,00 2,00 2,20 3,60 3,70 3,40

1.000 5,47 2,75 2,94 5,03 5,15 -

10.000 6,90 3,50 3,70 6,50 6,60 -

Tabel 10. Harga - harga Angka Poisson (µ), Sumber : Das, 1995.

No. Jenis Tanah Angka Poisson (µ)

1 Pasir lepas 0,20 – 0,40

2 Pasir agak padat 0,05 -0,40

3 Pasir padat 0,20 – 0,43

4 Pasir berlanau 0,20 – 0,40

5 Lempung lembek 0,15 – 0,25

6 Lempung gak kaku 0,20 – 0,50

39

Tabel 11. Harga - harga Modulus Young ('E). Sumber : Das, 1995.

No. Jenis Tanah Modulus Young ('E)

Psi kN

1 Pasir lepas 250 - 500 380 - 3472

2 Pasir agak padat 850 – 2,000 3,865 – 1,3200

3 Pasir padat 1,500 – 1,000 1,0350 – 27,600

4 Pasir berlanau 5,000 – 100,000 34,500 – 69,000

2.4.2. Konsolidasi (Consolidation).

Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan–lahan

pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran

sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus–menerus sampai kelebihan

tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total benar–benar

hilang.

Pada tanah organik perubahan volume yang disebabkan oleh keluarnya air

dari dalam pori (dikarenakan konsolidasi) akan terjadi sesudah penurunan

segera. Penurunan konsolidasi biasanya jauh lebih besar dan lebih lambat serta

lebih lama dibandingkan dengan penurunan segera (Das, 1995).

Keadaan ini mengarahkan pada dua definisi dasar yang didasarkan pada sejarah

tegangan, yaitu terkonsolidasi secara normal (normally consolidated), di mana

tekanan efektif overburden pada saat ini adalah merupakan tekanan maksimum

yang pernah dialami oleh tanah itu. Sedangkan keadaan kedua adalah terlalu

terkonsolidasi (over consolidated), di mana tekanan efektif overburden pada saat

ini adalah lebih kecil dari tekanan yang dialami oleh tanah sebelumnya.

40

Tegangan overburden dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

…………………………………………………………………. 15)

Dengan :

σ0‘ : Tegangan overburden

γ‘ : Berat volume tanah efektif

h : Kedalaman titil sampel tanah diambil

Over Consolidation Ratio ditentukan dengan persamaan berikut :

………………………………………………………………… 16)

Dengan :

OCR > 1 : Tanah terkonsolidasi lebih

(Over Consolidated / OC Soil)

OCR =1, : Tanah terkonsolidasi normal

OCR < 1 : Tanah terkonsolidasi normal

(Normally Consolidated / NC Soil)

Adapun tujuan dari konsolidasi adalah menentukan sifat kemampatan tanah,

sifat pengembangan dan karakteristik konsolidasinya yang merupakan fungsi

dari permeabilitas tanah yang menggambarkan kecepatan terhadap kompresi

tanah terhadap waktu dengan :

1. Sifat pemampatan tanah yang dinyatakan dengan indeks kompresi (Cc).

2. Sifat pengembangan tanah yang dinyatakan dengan indeks swelling (Cs).

3. Karakteristik konsolidasi yang dinyatakan oleh koefisien konsolidasi (Cv).

41

Komponen – komponen dalam konsolidasi adalah sebagai berikut :

1. Tekanan Pra Konsolidasi

Tekanan prakonsolidasi (preconsolidation pressure) adalah tekanan efektif

overburden maksimum yang pernah dialami sebelumnya dinamakan. Cara

menentukan tekanan pra konsolidasi adalah sebagai berikut :

1. Tentukan satu titik pada bagian kurva e vs log σ yang mempunyai jari –

jari terpendek (bagian terlengkung dari kurva).

2. Melalui titik A, gambar garis horisontal A-1

3. Melalui titik A, gambar garis singgung A-2

4. Gambar garis bagi A-3 pada sudut 1-A-2 (< 1A2)

5. Gambar garis 4-5 yang merupakan perpanjangan dari bagian kurva yang

lurus hingga memotong garis bagi A-3 di titik E

6. Absis dari titik E merupakan harga dari σc‘

Gambar 6. Grafik Penentuan Tekanan Pra Konsolidasi, Sumber : Erizal, IPB.

42

2. Indeks Pemampatan (Cc)

Indek kompresi lapangan (Cc-lap) diperlukan untuk memprakirakan besar

pemampatan konsolidasi Sc yang akan terjadi di lapangan akibat adanya

beban Δσ . Adapun cara menentukan Cc-lap untuk Normally Consolidated

Soil adalah sebagai berikut :

1. Tentukan harga σc‘ dari kurva e vs log σ seperti yang telah dijelaskan

sebelumnya

2. Tentukan / plot harga eo pada sumbu ordinat pada kurva e vs log σ.

3. Buat garis datar melalui eo hingga memotong garis kerja σc‘ di titik B.

4. Buat garis datar melalui titik D (titik D terletak pada ordinat 0.42 eo)

hingga memotong perpanjangan garis 4-5 di titik C.

5. Hubungkan titik B dan titik C; kemiringan/ tangen dari garis BC adalah

Cc(Lapangan), yaitu :

………………………………………… 17)

43

Gambar 7 . Penentuan Indeks Kompresi untuk Normally

Consolidated, Sumber : Erizal, IPB.

Sedangkan cara menentukan Cc-lap untuk Over Consolidated Soil adalah :

1. Tentukan harga σc‘ dari kurva e vs log σ seperti yang telah dijelaskan

sebelumnya.

2. Tentukan / plot harga eo pada sumbu ordinat pada kurva e vs log σ.

3. Tentukan / plot harga tegangan overburden efektif (σ yang telah dihitung

sebelumnya.

4. Buat garis datar melalui eo hingga memotong garis kerja σo‘ di titik B.

5. Buat garis yang mempunyai kemiringan sama dengan garis F-G dari titik

B hingga memotong garis kerja σc‘ di titik C.

6. Buat garis datar melalui titik D (titik D terletak pada ordinat 0.42 eo)

44

hingga memotong perpanjangan bagian yang lurus dari kurva di titik E.

7. Hubungkan titik C dan titik E; kemiringan/ tangen dari garis C-E adalah

Cc (Lapangan), yaitu :

………………………………………… 18)

Gambar 8. Penentuan Indeks Kompresi untuk Over Consolidate,

Sumber : Erizal, IPB.

Beberapa nilai Cc, yang didasarkan pada sifat-sifat tanah pada

tempat-tempat tertentu yang diberikan oleh azzouz dkk, (1976) dengan

WN adalah kadar air asli (%) dan eo angka pori adalah sebagaimana

dalam Tabel 12 berikut :

Tabel 12. Indeks Kompresi untuk Beberapa Jenis Tanah,

Sumber : Azzouz dk, 1976.

Indeks Kompresi (Cc) Jenis Tanah

0,01 WN Lempung Chicago

0,0046 (LL – 9) Lempung Brasilia

0,208 eo + 0,0083 Lempung Chicago

0,0115 WN Tanah organik, gambut

45

3. Koefisien Konsolidasi (Cv)

Kecepatan penurunan perlu diperhitungkan bila penurunan konsolidasi

yang terjadi pada suatu struktur diperkirakan sangat besar. Bila penurunan

sangat kecil, kecepatan penurunan tidak begitu penting diperhatikan, karena

penurunan yang terjadi sejalan dengan waktunya akan menghasilkan

perbedaan yang tidak begitu besar. Besarnya kecepatan penurunan i n i

dapat dihitung menggunakan koefisien konsolidasi (Cv). Formula untuk

menghitung waktu konsolidasi yang dikembangkan oleh Terzaghi (1948)

didasarkan pada beberapa asumsi, yaitu :

1 . Tanah adalah homogen.

2 . Tanah dalam kondisi jenuh

3 . Kemampumampatan air dan butiran tanah diabaikan.

4 . Aliran air hanya terjadi dalam satu arah (pada arah pemampatan)

5 . Berlaku Hukum Darcy

Hukum Darcy adalah persamaan yang mendefinisikan kemampuan sutu

fluida mengalir melalui media berpori seperti batu. Hal ini bergantung pada

prinsip bahwa jumlah aliran antara dua titik adalah berbanding lurus

dengan perbedaan tekanan antara titik-titik dan kemampuan media melalui

yang mengalir untuk menghambat arus berikut tekanan yang mengacu pada

kelebihan tekanan lokal atas tekanan hidrostatik cairan normal yang karena

gravitasi meningkat dengan mendalam seperti di kolom berdiri air.

Faktor impedansi aliran air ini disebut sebagai permeabilitas, dengan kata lain

Hukum Darcy adalah hubungan proporsional sederhana antara tingkat debit

46

sesaat melalui media berpori dan penurunan tekanan lebih dari jarak tertentu.

Nilai Cv ditentukan dari data hasil test konsolidasi di laboratorium salah

satunya dengan menggunakan Metode Taylor (1942).

Adapun cara menentukan CV tersebut adalah sebagai berikut :

1. Memplot data besarnya peampatan (∆h) dan akar waktu pembacaan

pemampatan (√t) dalam kertas skala linear.

2. Setiap beban yang diberikan pada saat test konsolidasi akan dihasikan 1

(satu) kurva ∆h terhadap √t.

3. Menentukan Ro dan t90 , dengan cara sebagai berikut :

a. Bagian yang lurus dari kurva diperpanjang sampai memotong

sumbu ordinat di Titik A.

b. Perpotongan tersebut adalah R0, yaitu derajat konsolidasi saat U 0%.

c. Buat garis datar BC dan tentukan panjangnya.

d. Perpanjang garis BC, dan tentukan titik D sedemikian rupa

sehingga panjang CD = 0,15 panjang BC

e. Hubungkan titik A dan D hingga memotong kurva di titik E

f. Absis dari titik E = √t90 dan harga t90 = ( √t90 )2

g. Tentukan harga Cv90 dengan formula :

……………………………………………….. 19)

Dengan,

Cv 90 : Koefisien konsolidasi

T90 : Time factor untuk U = 90%

Hdr : Tinggi sampel,

1/2 H untuk double drainage

H untuk single drainage

47

h. Time Factor (T) yang digunakan adalah :

Untuk U rata – rata sampai dengan 60% ,

=

……………………………………… . 20)

Untuk U rata – rata di atas 60% ,

T = 1.781 – 0.933 log (100-U%) ……………………………. 21)

Gambar 9. Cara menentukan t 90 dengan Metode Taylor,

Sumber : Erizal, IPB.

Sehingga berdasarkan penyelesaian matematis Terzaghi (1925),

waktu konsolidasi ditentukan berdasarkan persamaan berikut :

………………………………………………………… 22)

Dengan,

t : waktu konsolidasi (detik)

Tv : Faktor waktu

Hdr : Kedalaman tanah yang ditinjau konsolidasinya (cm)

Cv : Koefisien konsolidasi

48

Gambar 10. Derajat Konsolidasi (U) sebagai fungsi dari ketebalan

lapisan tanah yang memampat dan Faktor Waktu (T)

pada kondisi double drainage, Sumber : Das, 1995.

Derajat konsolidasi (U) pada sembarang waktunya, dapat ditentukan dengan

menggambarkan grafik penurunan vs, waktu untuk satu beban tertentu yang

diterapkan pada alat konsolidometer. Caranya dengan mengukur penurunan

total pada akhir fase konsolidasi. Kemudian dari data penurunan dan

waktunya, sembarang waktu yang dihubungkan dengan derajat konsolidasi

rata-rata tertentu (misalnya U = 50%) ditentukan.

Variasi derajat konsolidasi rata – rata terhadap fakto waktu yang tak

berdomensi Tv diberikan dalam tabel di bawah ini, di mana tekanan air pori

dianggap sama untuk seluruh kedalaman lapisan yang mengalami konsolidasi

(Das, 1995).

49

Tabel 13. Variasi Faktor Waktu Terhadap Derajat Konsolidasi,

Sumber : Das, 1995.

Derajat Konsolidasi

U%

Faktor Waktu

Tv

0 0

10 0.008

20 0.031

30 0.071

40 0.126

50 0.197

60 0.287

70 0.403

80 0.567

90 0.848

100 ≈

Walaupun fase konsolidasi telah berakhir, yaitu ketika tekanan air pori

telah nol, benda uji dalam konsolidometer masih terus mengalami

penurunan akibat konsolidasi sekunder. Karena itu, tekanan air pori

mungkin perlu diukur selama proses pembebanannya atau suatu interpretasi

data penurunan dan waktu harus dibuat untuk menentukan kapan

konsolidasi telah selesai.

50

METODE PENELITIAN III.

3.1. Lokasi Penelitian

Sampel tanah yang akan digunakan dalam penelitian ini merupakan tanah rawa

yang ada di sekitar Sungai Tulang Bawang dan Sungai Pidada dalam wilayah

administrasi Kabupaten Tulang Bawang. Lokasi penelitian merupakan Rawa Tipe

Luapan C, di mana daerah rawa dalam kategori ini didefinisikan sebagai daerah

rawa yang tidak pernah terluapi oleh pasang tertinggi karena pengaruh variasi

elevasi pasang surut air sungai, namun memiliki kedalaman muka air tanah tidak

lebih dari 50 cm dari permukaan tanah.

Sampel tanah akan diambil dari 5 (lima) titik pengambilan, yaitu di daerah :

a. Bantaran Sungai Pidada di Kampung Aji Mesir Kecamatan Gedung Aji

(bagian tengah).

b. Bantaran Sungai Pidada di Kampung Batu Ampar Kecamatan Gedung Aji

Baru (bagian tengah).

c. Bantaran Sungai Pidada di Kampung Rawa Ragil Kecamatan Gedung Aji

Baru (bagian hilir).

d. Bantaran Sungai Tulang Bawang di Kampung Sumber Sari Kecamatan

Penawar Aji (bagian tengah).

e. Bantaran Sungai Tulang Bawang di Kampung Gedung Jaya Kecamatan

Rawapitu (bagian hilir).

51

Aji Mesir

Rawa Ragil

Sumber Sari

Gedung Jaya

Batu Ampar

Gambar 11. . Peta Pengambilan Sampel, Sumber : Peta Rupa Bumi Indonesia Tahun 2013.

52

3.2. Pengambilan Sampel dan Data

Hal – hal yang berkaitan dengan pengambilan sampel dalam studi ini adalah

sebagai berikut :

1) Sampel tanah existing diambil kurang lebih 50- 200 meter dari tepi sungai.

2) Sampel diambil dengan menggunakan alat boring pada

kedalaman 150 cm baik pada tanah existing maupun pada tanah tanggul

banjir. Sampel tanah tanggul diambil pada posisi lurus dengan pengambilan

sampel tanah existing.

3) Sampel tanah yang akan diambil meliputi sampel tanah terganggu (disturb

soil) dan sampel tanah tidak terganggu (undisturb soil).

4) Data pengukuran tinggi tanggul di lapangan dilakukan pada posisi tegak lurus

pengambilan sampel tanah existing.

5) Data tinggi tanggul awal pada saat dibangun diperoleh dari Dinas Pekerjaan

Umum dan Penataan Ruang Kabupaten Tulang Bawang.

6) Data kedalaman tanah lunak diperoleh dari pendekatan hasil uji sondir

terdekat dengan wilayah studi yaitu di daerah Rawajitu yang telah dilakukan

oleh Konsultan Perencana.

3.3. Pengujian Tanah

3.3.1. Metode USCS dan Penentuan Tanah Lunak.

Pengujian tanah lunak perlu terlebih dahulu dilakukan sehingga pengujian

lanjutan dalam penelitian ini dapat dilakukan. Pegujian tanah lunak menggunakan

uji analisis sarngan di mana apabila lebih dari 50% lolos saringan No. 200 maka

53

tanah tersebut merupakan jenis tanah berbutir halus yang terdiri dari lanau (silt)

dan lempung (clay) yang tergolong tanah lunak.

Untuk mengetahui jenis tanah berdasarkan metode USCS selain dilakukan uji

analisis saringan maka juga dilakukan uji Batas batas Atterberg. Uji Batas – batas

Atterberg tersebut digunakan untuk mengetahui tingkat plastisitas tanah lanau atau

lempung tersebut yaitu berdasarkan nilai batas cair, batas plastis dan indeks

plastisitasnya. Berdasarkan Gambar 3. Bagan Plastisitas, maka akan dapat

ditentukan jenis tanah yang diteliti, apakah tanah lanau dengan kadar plastisitas

rendah atau tinggi (MH atau ML) ataukah lempung dengan plastisitas rendah atau

tinggi (CH atau CL).

3.3.2. Menentukan Kadar Lempung dan Organik Tanah.

Kandungan lempung tanah merupakan sifat indek tanah yang akan diuji

menggunakan uji analisi saringan. Kandungan organik didapatkan melalui uji di

Laboratorium FMIPA Unila. Dari kedua uji ini untuk mengetahui apakah tanah

merupakan tanah gambut di mana dalam rekayasa geoteknik (2011) disebutkan

bahwa bila kadar organik lebih dari 75% maka tanah tersebut merupakan tanh

gambut

3.4. Penentuan Sifat –sifat Fisis Tanah

Parameter sifat fisis tanah yang akan diuji dalam penelitian ini adalah :

a. Berat jenis/ Spesific Gravity (Gs)

b. Berat satuan volume (ϒ)

c. Kerapatan massa/ Density (ρ)

54

d. Angka pori / Void Ratio (e)

e. Kadar air/ Water Content (w).

f. Derajat kejenuhan/ Degrees of Saturation (S)

g. Porositas/ Porosity (n)

Selanjutnya dari hasil pengujian di atas, dengan persamaan dasar sifat fisis

(Persamaan 1 s.d. 8) dan hubungan persamaan matematis antara sifat fisis maka

nilai dari keseluruhan sifat – sifat fisis tersebut dapat ditentukan.

3.5. Pengujian Perilaku Penyusutan (shrinkage).

Untuk mengetahui besarnya penyusutan dan perilaku penyusutan lainnya maka

dilakukan pengujian batas - batas Atterberg. Dari pengujian tersebut dilakukan

analisis perilaku penyusutan pada tanah sebagai berikut :

a. Batas – batas Atterberg (batas cair, batas plastis dan batas susut).

b. Menghitung Indeks Plastis (PI) dan Indeks Susut (SI).

c. Menentukan penyusutan volumetrik (Vs).

d. Menentukan Angka Ratio Penyusutan (R)

e. Menentukan susut linear (Ls).

3.6. Penurunan Tangul Banjir .

3.6.1. Penurunan Segera (Immediate Settlement).

Penurunan segera terjadi akibat deformasi elastis tanah kering, basah dan jenuh air

tanpa adanya perubahan kadar air. Untuk menentukan penurunan segera ini kita

perlu mengetahui ukuran pondasi untuk menentukan harga IP. Tanggul banjir

55

dianggap sebagai beban pondasi lentur dengan penurunan yang ditinjau permeter

panjang. Ukuran tanggul banjir saat dibangun diperoleh dari Dinas Pekerjaan

Umum dan Penataan Ruang Kabupaten Tulang Bawang.

Dalam perhitungan penurunan segera ini, jenis tanah yang akan ditinjau harus

diketahui terlebih dahulu untuk menentukan Nilai Poisson dan Modulus Young.

Bila nilai – nilai tersebut telah diketahui maka dengan menggunakan persamaan

sebagaimana yang telah disebutkan di atas, besarnya penurunan segera dapat

ditentukan.

3.6.2. Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement).

Untuk mengetahui apakah suatu tanah mengalami penurunan akibat konsolidasi

maka perlu diketahui terlebih dahulu perbandingan antara tekanan overburden

yang terjadi di lapangan dengan tekanan pra konsolidasi hasil uji konsolidasi di

laboratorium. Konsolidasi akan terjadi bila tekanan overburden di lapangan lebih

kecil dari tekanan pra konsolidasi atau nilai OCR < 1 atau disebut sebagai tanah

terkonsolidasi normal (Normally Consolidated / NC Soil). Pada studi ini nilai

OCR akan ditinjau pada tanah tanggul dan tanah di bawah tanggul. Nilai tekanan

pra konsolidasi ( , perubahan angka pori (‗e) dan indeks kompresi (Cc) akan

diperoleh dari uji konsolidasi di laboratorium.

Selanjutnya yang perlu diketahui adalah beban – beban yang bekerja pada tanah

yang akan ditinjau konsolidasinya. Dalam penentuan beban ini, perlu diketahui

parameter sifat fisis tanah yaitu berat volume tanah dan kedalaman tanah dimana

beban tanah akan ditinjau. Data kedalaman tanah yang akan ditinaju akan

diperoleh melalui pendekatan uji sondir yang telah dilakukan dari wilayah yang

56

berdekatan dengan lokasi sampel yaitu di sekitar bantaran DAS Tulang Bawang.

Bila data – data tersebut telah diketahui maka besarnya penurunan akibat

konsolidasi yang terjadi pada tanggul dan tanah di bawah tanggul dapat

ditentukan.

3.6.3. Penurunan Total dan Waktu Konsolidasi

Penurunan total dari tanggul banjir yang akan ditinjau dalam studi ini adalah

penurunan yang disebakan oleh susut linear, penurunan segera dan penurunan

akibat konsolidasi primer. Penurunan total hasil perhitungan ini selanjutnya akan

dibandingkan dengan penurunan hasil pengukuran lapangan.

Pada akhir dari konsolidarsi primer, yaitu setelah tekanan air pori sama dengan

nol, penurunan masih tetap terjadi sebagai akibat dari deformasi plastis butiran

tanah. Dalam studi ini penurunan dibatasi sampai dengan konsolidasi primer saja.

Waktu yang diperlukan tanah untuk mencapai akhir konsolidasi primer dengan

mengasumsikan tanah mencapai derajat konsolidasi U90% dengan factor waktu

Tv adalah 0.848, sebab setelah konsolidasi primer terjadi penurunan akan terus

terjadi sampai dengan U100% dengan nilai Tv ≈ (tak berhingga).

Dalam studi ini, waktu konsolidasi primer yang telah didapat akan dibandingkan

dengan rentang waktu sejak tanggul dibuat sampai dengan pengukuran saat ini.

Dari perbandingan ini akan diketahui apakah penurunan tanggul telah mencapai

konsolidasi primernya atau belum.

57

Untuk keperluan praktis, kiranya perlu dibuat estimasi penurunan tanggul banjir

dalam kurun waktu tertentu yang disebabkan oleh penyusutan tanah, penurunan

segera dan penurunan akibat konsolidasi.

Beberapa persamaan yang akan digunakan dakam perhitungan konsolidasi

tanahyang akan dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Tegangan awal P0 pada saat angka pori mula – mula (e0).

……………………………………………… 23)

Dengan,

P0 : Beban awal (gr/cm2)

P1 : Beban tambahan (gr/cm2)

e0 : Angka pori awal

e1 : Angka pori akibat beban tambahan

Cc : Indeks pemampatan

b. Angka pori akibat beban tambahan (e).

) ……………………………………..…………… 24)

Dengan,

e1 : Angka pori akibat beban tambahan

e0 : Angka pori awal

Cc : Indeks pemampatan

P1 : Beban tambahan (gr/cm2)

P0 : Beban awal (gr/cm2)

c. Besar Konsolidasi yang terjadi

………………………………………………………… 25)

Dengan,

S : Penurunan akibat konsolidasi (cm)

H : Kedalaman/ tinggi tanah (cm)

∆e : Perubahan angka pori

e1 : Angka pori akibat beban tambahan

Cc : Indeks pemampatan

58

d. Berat volume tanah terendam

………………………………………………………….. 26)

Dengan,

: Berat satuan volume terendam (gr/cm3)

Gs : Berat jenis tanah

: Berat satuan volume air (gr/cm3)

e : Angka pori

Metode penelitian yang akan dilakukan tergambar dalam diagram alir di bawah

ini.

59

Start

Data Primer Data Sekunder

Pengambilan sampel

Sampel Tanah

Uji Analisis Saringan

Tanah Lunak ?

tidak

Uji Kadar Organik

Uji Sifat Fisis

Uji Batas-batas Atterberg

Persentase Kadar Organik

Gs, ɣ, ρ, e, w, s, ɳ

WL,Wp,Ws,IP, Is

Pengukuran Dimensi Tanguul

Saat ini Dimensi Awal Tanggul dan Tahun Pembuatan

Jenis Tanah

Wilayah Studi

Persiapan

Jenis Tanah USCS

Kadar Lempung

Uji Konsolidasi Cc, δ’e, e, Cv

Ya

Data Sondir

1. Penurunan Segera2. Penurunan Konsolidasi pada Tanggul3. Penurunan Konsolidasi Tanah Dibawah tanggul4. Waktu Konsolidasi5. Penurunan Tanah Akibat Susut VolumetrikSusut Volumetrik

Susut LinearRasio Susut

Selesai

Gambar 13. Diagram Alir Penelitian

110

SIMPULAN DAN SARAN V.

5.1. Simpulan

Berdasarkan studi kasus penurunan tanggul banjir tanah rawa akibat penyusutan

dan konsolidasi pada studi kasus di DAS Tulang Bawang ini maka dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Jenis dan sifat fisis tanah adalah sebagai berikut.

a. Berdasarkan Metode USCS (Unified Soil Classification System) sampel

tanah berjenis SC (Sandy Clay/ lempung berpasir) CH (Clay with High

Plasticity/ lempung dengan plastisitas tinggi). Sedangkan berrdasarkan

metode USDA (United State Department of Agriculture), semua sampel

tanah berjenis lempung atau Clay.

b. Berdasarkan hasil uji laboratorium pada kondisi tanah di lapangan, sifat sifat

fisis sampel tanah dapat digolongkan sebagai tanah lunak dengan sedikit

organik (Hardiyatmo, 2002).

2. Kandungan lempung berkisar antara 36,44% - 79,94%, dengan semakin ke

hilir dari sungai yang ditinjau kecenderungan kandungan lempungnya

semakin besar. Untuk kadar organik berkisar antara 11,38% - 22,43% dan

digolongkan sebagai tanah lempung atau tanah lunak ( Litbang Prasarana

111

Transportasi, 2011).

3. Hasil uji konsistensi dan perhitungan penyusutan tanah serta penurunan yang

terjadi adalah sebagai berikut :

a. Pada pengujian konsistensi tanah, nilai LL dan PL akan cenderung

meningkat sesuai dengan peningkatan kadar silty clay dan kadar

organiknya. Sedangkan nilai indeks plastis berkisar antara 11,51% -

19,69%. termasuk dalam jenis tanah lempung berlanau dan lempung

(Hardiyatmo, 2002)

b. Besarnya susut linear tanah berkisar antara 16,36%– 19,08%. dan

menyebabkan penurunan tanggul berkisar antara 23,39 cm – 66,77cm.

c. Dalam hubungan besarnya perubahan akibat susut linear terhadap rentang

kadar air mula mula sampai dengan batas susut membentuk persamaan

regresi Y = 0,0566x + 13,257 dengan nilai R2 = 0,9606.

4. Besarnya penurunan tanggul banjir, waktu penurunan dan penurunan yang

terjadi pada kurun waktu tertentu, adalah sebagai berikut :

a. Penurunan total tanggul berdasarkan perhitungan berkisar antara 49,62

cm – 164,35 cm, dengan selisih penurunan dibandingkan kondisi

lapangan rata – rata adalah 5,41%. Kontribusi masing masing jenis

penurunan dari yang berurutan dari yang terbesar adalah 42,58% untuk

susut linear, 34,48% untuk konsolidasi tanah di bawah tanggul, 18,32%

untuk penurunan segera dan yang terkecil adalah konsolidasi tanggul

sebesar 4,52%.

112

b. Waktu konsolidasi untuk tanggul banjir berkisar antara 0,58 bulan – 1,82

bulan dan untuk tanah di bawah tanggul banjir sebesar 5,25 bulan – 29,15

bulan.

c. Persentase penurunan tanggul terhadap waktu berdasarkan perhitungan

regresi dengan Program Excel maka diperoleh persamaan regresi dalam

bentuk logarithmic, yaitu :

Y1 = 0,0163 . ln(x) + 0,2703 untuk di daerah hulu sungai.

Y2 = 0,0512 . ln(x) + 0,2987 untuk di daerah hilir sungai.

Dengan,

Y1 : Persentase penurunan tanggul banjir terhadap tinggi tanggul awal

di daerah hulu sungai (%).

Y2 : Persentase penurunan tanggul banjir terhadap tinggi tanggul awal

di daerah hilir sungai (%).

X : Waktu penurunan (bulan).

5.2. Saran

Setelah melakukan penelitian ini, penulis menyarankan agar bila ke depan

dilakukan penelitian lanjutan, maka agar dapat mempertimbangkan hal – hal

sebagai berikut :

1. Untuk mendapatkan akurasi hubungan yang lebih baik agar menggunakan

data sampel yang lebih banyak di tiap – tiap lokasi.

2. Untuk mendapatkan keakuratan kedalaman tanah lunak, maka sebaiknya

melakukan uji sondir lapangan sebagai data primer di tiap - tiap lokasi.

3. Menganalisis peran kandungan lempung sebagai bahan mineral tanah dan

bukan lempung dalam arti ukuran partikel tanah terhadap perilaku penyusutan

dan pengembangan.

113

4. Perlunya mempertimbangkan penurunan yang juga disebabkan oleh

konsolidasi sekunder, karena beberapa tanggul dalam studi ini telah jauh

melewati waktu konsolidasi primernya.

:

114

DAFTAR PUSTAKA

Affandi, D. 2009. Pengkajian Kapasitas Daya Dukung Tanah Gambut di Daerah

Pengembangan Irigasi di Kalimantan Tengah. Pusat Penelitian dan

Pengembangan Sumber Daya Air Departemen Pekerjaan Umum.

Bandung.

Altmeyer, WT. 1955. Discussion On Engineering Properties Of Expansive Clays.

Proc Am Soc Civ Eng 81(658):17–19.

Appendix C RSDYK. 2008. Literature Review Solution for Smart Flood Control .

Nederland.

Arbianto, R. 2016. Studi Korelasi Indeks Plastisitas dan Batas Susut terhadap

Perilaku Mengembang Tanah. Jurnal Kajian Teknik Sipil Vol. 1 No.

2. Universitas 17 Agustus 1945. Jakarta.

Das, Braja M. 1995. Mekanika Tanah. Prinsip - Prinsip Geoteknik. Erlangga.

Jakarta.

Departemen Hukum dan HAM, 2012. PP No. 37 tentang Pengelolaan DAS Tahun

2012. Lembaran Negara Republik Indonesia No. 62. Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum. 2007. Pedoman Konstruksi dan Bangunan Sipil

Pembangunan Bendungan Urugan pada Pondasi Tanah Lunak.

Dirjen SDA. Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal bina Marga, 2006. Pedoman

Konstruksi dan Bangunan No. 003-01/BM/2006. Pekerjaan Tanah

Dasar. Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum dan Penataan Ruang. 2015. Peraturan Menteri PU

dan Perumahan Rakyat No. 29/PRT/M/2015 tentang Rawa. Berita

Negara Republik Indonesia Tahun 2015 Nomor 797. Jakarta.

Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. 2002. Proses Pembentukan dan

Sifat – sifat Dasar Tanah Lunak. Pedoman Kimpraswil Pusat

115

Penelitian dan Pengembangan Transportasi No: Pt T-8-2002-B.

Bandung.

Dinas Pekerjaan Umum dan Penataan Ruang, 2016. Data Base Jaringan Irigasi

Rawa Kabupaten Tulang Bawang. Tulang Bawang.

Dinas Pekerjaan Umum Pengairan Kabupaten Tulang Bawang. 2006. Studi

Penanggulangan Banjir Sungai Tulang Bawang. Tulang Bawang.

Erizal. Mekanika Tanah. Slide Bahan Kuliah. Institut Teknologi Bogor. Bogor.

Hardjowigeno, S. 2007. Ilmu Tanah. Jakarta: Akademika Pressindo.

Hardiyatmo, HC. 2002. Mekanika Tanah I. Yogjakarta. Gadjah Mada University

Press.

Head KH. 1992. Manual Of Soil Laboratory Testing 1: Soil Classification And

Compaction Tests. Pentech Press. London.

Holtz, WG. 1959. Expansive Clays : Properties And Problems. QJ Colo Sch Min

54(4):89–125

Hutama Hr dan Amri K. 2011. Perencanaan Perbaikan Sungai Tulang Bawang.

Universitas Diponegoro. Semarang.

Jitno H., 1996, Tanah Ekspansif : Masalah dan solusinya, Prosiding Seminar

Geoteknik Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Izdebska, D at All, 2013. Testing Shrinkage Factor : Comparison Of Methods

And Correlation With Indeks Properties. DOI 10.1007/s10064-012-

449-0.

Kumor MK. 2008. Selected geotechnical problems of expansive clays in the area

of Poland. Archit Civ Eng Environ 1(4):75–92.

Li, J., Islam, S., 1999. On The Estimation Of Soil Moisture Profile And Surface

Fluxes Partitioning From Sequential Assimilation Of Surface Layer

Soil Moisture. Journal of Hydrology. 220 (1-2). DOI:

10.1016/s0022- 1694(99)00066-9. ISSN: 00221694. pp. 86-103.

Muntohar, AS. 2005. Pengantar Rekayasa Geoteknik. Lab. Mektan UMY.

Yogyakarta.

Pemerintah Kabupaten Tulang Bawang. 2014. Buku Putih Sanitasi Program

Percepatan Sanitasi Permukiman. Tulang Bawang.

Raman V. 1967. Identification of Expansive Soils From The Plasticity Index and

The Shrinkage Index Data. Indian Eng 11(1):17–22.

116

Rangantham GV, Satanarayana B. 1965. A Rational Method of Predicting

Swelling Potential for Compacted Expansive Soils. Proceeding Of

The 6th ICSMFE, Vol 1. Montreal, pp 92–96.

Setiawan, B., 2008, Mineral Lempung Ekspansif Permasalahan dan

Penanganannya, Makalah mata kuliah Clay Mineralogi, Program

Pasca Sarjana, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Setiawati, L., 1998, Tinjauan Besar dan Potensi Swelling pada Tanah di Sekitar

Universitas Sebelas Maret dengan Alat Oedometer, Skripsi Jurusan

Teknik Sipil, Fakultas Teknik UNS, Surakarta.

Soil Survey Division Staff. 1993. Soil Survey Manual. US Dept. Agriculture

Handbook No. 18. United State Department of Agricultural.

Sutarman, E. 2013. Konsep dan Aplikasi Mekanika Tanah. Yogyakarta.

Tansey, K.J., Millington, A.C., Battikhi, A.M., White, K.H., 1999. Monitoring

Soil Moisture Dynamics Using Satellite Imaging Radar in

Northeastern Jordan. Applied Geography. 19 (4). DOI:

10.1016/s0143- 6228(99)00009-0. ISSN: 01436228. pp. 325-344.

Tountoungi A. 1988. Expansion Soil in Syria. Proceeding Of The International

Conference On Engineering Problems of Regional Soils. Beijing,

pp 413–714.

Badan Pusat Statistik Kabupaten Tulang Bawang., 2016. Tulang Bawang Dalam

Angka 2016 . Bandar Lampung. Katalog 1102001.1808.

Yuliet, R. 2011. Uji Potensi Mengembang pada Tanah Lempung dengan Metode

Free Swelling Test. Journal Rekayasa Sipil. ISSN : 1858 – 2