1. Definisi dan Pengertian
Pada dasarnya tanah adalah lapisan yang menyeliputi bumi antara litosfer (batuan yang membentuk kerak bumi) and atmosfir. Tanah adalah tempat tumbuhnya tanaman dan mendukung hewan dan manusia. Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan tanaman dan organisme, membentuk tubuh unik yang menyelaputi lapisan batuan.
Proses pembentukan tanah dikenal sebagai pedogenesis. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon. Setiap horizon dapat menceritakan mengenai asal dan proses-proses fisika, kimia dan biologi yang telah dilalui tubuh tanah tersebut. Secara umum, komposisi material tanah berbeda sama sekali dengan material induknya, terutama perberbedaan dalam sifat saift fisik, kimia, mineralogi dan morfologinya.
Hampir semua tanah mempunyai densitas berkisar antara 1 dan 2 g/cm³. Tanah juga diketahui sebagai bumi, karena merupakan nama dari planit bumi kita. Hanya sedikit tanah yang terdapat dimuka bumi yang berumur lebih tua dari Tersier, dan kebanyakan tanah tidak lebih tua dari Pleistosen.
2. Faktor-faktor Pembentuk Tanah.
Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swis yang bekerja di Amerika Serikat, dalam bukunya Factors of Soil Formation (1941) mengajukan konsep pembentukan tanah sebagai:
S = f (p, cl, o, r, t).
S adalah Soil (Tanah), p = parent material (bahan induk atau batuan), cl = climate (iklim), o = organism, r = relief (topografi), t = time (waktu).
Tanah tersusun dari partikel partikel hasil rombakan batuan secara kimiawi termasuk dalam hal ini proses erosi dan pelapukan. Komposisi tanah berbeda dengan komposisi batuan induknya dan hal ini disebabkan karena adanya interaksi antar litosfir, hidrosfir, atmosfir dan biosfir. Tanah tersusun dari campuran mineral-mineral dan bahan organik baik yang berbentuk padat, cair maupun gas. Partikel-pertikel tanah bersifat lepas, membentuk suatu struktur tanah dengan ruang pori yang berisi larutan tanah yang berbentuk cair dan gas (udara).
Pembentukan tanah pada dasarnya merupakan dampak dari kombinasi proses fisika, kimia, biologi dan antropogenik dari batuan induknya. Genesa tanah melibatkan proses-proses pembentukan lapisan-lapisan atau horison-horison yang dapat diamati pada suatu profil tanah. Proses proses ini melibatkan penambahan, penghilangan, transformasi dan tranlokasi dari meterial yang menyusun tanah. Mineral berasal dari hasil pelapukan batuan yang mengalami perubahan membentuk mineral-mineral sekunder dan komponen lainnya yang terlarut didalam air, komponen komponen tersebut kemudian berpindah dari satu tempat ketempat lainnya melalui aktivitas air ataupun aktivitas binatang. Perubahan dan perpindahan material yang terdapat didalam tanah yang menyebabkan terbentuknya lapisan-lapisan tanah yang jelas.
Pelapukan batuan dasar akan menghasilkan material induk dimana soil terbentuk. Sebagai contoh pembentukan tanah yang berasal dari batuan lava di daerah yang beriklim tropis dengan curah hujan cukup tinggi. Pada iklim yang demikian, tumbuh-tumbuhan akan tumbuh dengan cepat, terutama pada batuan lava basaltis, namun demikian sedikit sekali material organik yang dijumpai. Tumbuh-tumbuhan ditunjang oleh batuan yang porous yang terisi oleh nutrisi yang terbawa oleh air, seperti larutan mineral dan guano. Perkembangan akar-akar tumbuhan yang bercampur dengan jamur mycorrhizal secara berangsur dan perlahan dapat mengakibatkan terbelahnya batuan lava yang porous dan pada akhirnya akan terjadi akumulasi dari material organik.
Pedologi adalah cabang ilmu tanah yang mempelajari sifat dan ciri tanah serta proses pembentukan tanah. Pedologi berasal dari bahasa Rusia pedologiya, yang dalam bahasa Yunani pedon = tanah. Dalam pedologi dipelajari genesa tanah, morfologi tanah, dan klasifikasi tanah.
2.1. Batuan Induk (Parent Material)
Material penyusun tanah dapat berasal dari hasil pelapukan batuan induknya atau material yang berasal dari hasil transportasi dari tempat lain, seperti colluvium dan alluvium. Endapan yang sudah ada dapat tercampur dengan berbagai cara, yaitu tercampur dengan tanah yang lebih tua, bahan organik termasuk gambut atau humus dan material antropogenik seperti tanah uruk atau limbah tambang. Beberapa tanah terbentuk secara langsung dari hasil rombakan batuan yang ada dibawahnya. Tanah semacam ini disebut sebagai tanah residu dan tanah residu memiliki komposisi kimia yang sama dengan batuan induknya.
Kebanyakan tanah berasal dari material hasil transportasi dari tempat lain melalui media angin, angin dan gaya gravitasi. Tanah Loess adalah tanah yang ditransport melalui media angin, banyak dijumpai di Amerika Bagian Tengah dan Asia Tengah. Glacial Till adalah komponen tanah yang banyak dijumpai di belahan bumi bagian utara dan selatan yang berasal dari pegunungan yang sangat luas. Till adalah material hasil dari perpindahan es di daratan, dimana proses perpindahan es ini dapat merombak batuan-batuan yang besar menjadi kepingan kepingan yang berukuran sangat kecil serta mampu memilah kepingan-kepingan batuan dalam ukuran yang berbeda beda. Apabila es ini mencair, maka airnya dapat memindahkan material hasil rombakan dan mengendapkannya ditempat tempat tertentu dengan jarak yang bervariasi dari tempat asalnya.
Pelapukan merupakan tahap awal dalam mentransformasi bahan induk kedalam bahan tanah. Dalam pembentukan tanah yang berasal dari batuan induk, lapisan yang tebal dari material pelapukan disebut sebagai saprolite. Saprolite merupakan hasil dari proses pelapukan termasuk didalamnya proses hidrolisis (penggantian kation-kation pada mineral dengan ion-ion hidrogen), proses hidrasi (penyerapan air oleh mineral-mineral), pelarutan mineral-mineral oleh air, dan proses fisika, seperti pembekuan, penguapan dan pengeringan. Komposisi mineral dan kimia batuan induk ditambah dengan sifat fisiknya seperti ukuran butir, tingkat kepadatan batuan, kecepatan dan jenis pelapukan merupakan faktor-faktor dalam proses transformasi dari batuan induk kedalam material tanah.
2.2. Iklim (Climate)
Pembentukan tanah sangat tergantung pada cuaca / iklim, dan sebagaimana diketahui bahwa tanah yang berasal dari iklim yang berbeda akan tercermin dari sifat-sifat tanahnya. Angin menggerakan pasir dan partikel-partikel lainnya, khususnya di daerah yang beriklim kering (arid region) dimana di daerah ini biasanya tutupan lahannya/ tanaman jarang dijumpai. Jenis dan jumlah penguapan yang terlibat dalam pembentukan tanah yaitu melalui perpindahan ion-ion dan partikel-partikel didalam tanah, penambahan pada perkembangan profil tanah yang berbeda beda. Perubahan musim dan fluktuasi temperatur harian berakibat pada efektivitas dari air dalam proses pelapukan batuan induk dan berdampak pada dinamika tanah. Siklus perubahan cuaca yang ekstrim merupakan proses yang efektif untuk memecah batuan dan material yang terkonsolidasi. Temperatur dan Kecepatan peguapan berpengaruh pada aktivitas organnisme, kecepatan reaksi kimia dan jenis tutupan lahan.
2.3. Organisme (Biological factors)
Tumbuh tumbuhan, binatang, jamur, bakteri dan manusia merupakan faktor yang berpengaruh pada pembentukan tanah. Binatang dan mikro-organisme bercampur di dalam tanah membentuk lubang-lubang (burrow) dan pori-pori yang memungkinkan tanah menjadi lembab dan gas/udara dapat masuk kedalam tanah hingga kelapisan yang terdalam. Dengan cara yang sama, akar tanaman membuka saluran-saluran di dalam tanah, terutama tanaman tanaman berakar tunggal yang dapat menembus hingga beberapa meter, menembus lapisan-lapisan tanah yang berbeda beda untuk membawa makanan kedalam lapisan-lapisan tanah yang paling dalam. Tanaman-tanaman yang berakar serabut yang tersebar dekat dengan permukaan tanah, berperan dalam terjadinya dekomposisi dan bertambahnya bahan organik. Mikro organisme, termasuk jamur dan bakteri, berperan dalam terjadinya pertukaran secara kimiawi antara akar dan tanah dan bertindak sebagai penyedia makanan. Peran manusia dalam pembentukan tanah adalah dalam hal merubah tutupan lahan; perubahan lahan dapat berakibat terjadinya erosi dan dapat juga terjadinya pencapuran lapisan laisan tanah yang berbeda-beda, serta mulainya proses pembentukan tanah.
Dampak tanaman terhadap tanah dapat terjadi dengan berbagai cara. Tanaman dapat mencegah erosi dari guyuran air hujan atau air permukaan. Tanaman juga menjaga kelembaban tanah terhadap penguapan yang menjadi lambat dan tanah tetap dingin, atau dapat menyebabkan tanah menjadi kering karena proses transpirasi. Tanaman dapat berperan secara kimiawi melaui proses merombak atau membangun partikel-partikel tanah. Tanaman sangat tergantung pada iklim, bentuk topografi lahan dan faktor faktor biologinya. Sifat-sifat tanah seperti densitas tanah, kedalaman, pH, suhu/temperatur dan kelembaban berdampak pada tipe-tipe tanaman yang dapat tumbuh dan berkembang disuatu tempat. Tanaman tanaman yang mati maka rangting dan daunnya akan jatuh ke permukaan tanah yang kemudian akan mengalami dekomposisi. Organisme yang masuk kemudian akan bercampur dengan bahan organik di lapisan tanah bagian atas; komponen-komponen organik menjadi bagian dari proses pembentukan tanah, terutama bentuk dan tipe dari tanah yang terbentuk.
2.4. Topografi (Relief)
Topografi / relief permukaan bumi juga menjadi pengontrol dalam proses pembentukan tanah. Pada topografi yang curam, rombakan batuan yang terdapat dipuncak puncak bukit dapat dipindahkan ke kaki bukit melalui lereng akibat gaya gravitasi. Demikian pula dengan lapisan-lapisan tanah yang terdapat di puncak puncak bukit dapat tererosi dan ter-tranport ke bagian kaki bukit dan atau terbawa oleh air permukaan (surface runoff) yang kemudian akhirnya masuk kedalam saluran saluran sungai terangkut oleh aliran air dan pada akhirnya diendapkan di suatu tempat yang jauh dari sumbernya. Tanah coluvial dan tanah aluvial adalah contoh-contoh tanah hasil proses seperti yang dijelaskan diatas.
2.5. Waktu (Time)
Waktu juga menjadi salah satu faktor pada proses pembentukan tanah serta dalam terjadinya interaksi antara faktor faktor pada perkembangan tanah. Seiring dengan berjalannya waktu, pembentukan tanah merupakan fungsi dari waktu serta bagaimana faktor-faktor berinteraksi satu dengan lainnya. Pada dasarnya tanah selalu berubah, sebagai contoh, material yang diendapkan oleh banjir tidak serta merta memperlihatkan perkembangan tanah, hal ini dikarenakan dibutuhkan waktu yang cukup untuk terjadinya proses pembentukan tanah. Saat suatu permukaan tanah tertutup maka proses pembentukan tanah dimulai, diperlukan waktu yang cukup lama untuk terjadinya perubahan serta keterlibatan faktor-faktor lainya sampai terbentuknya lapisan tanah. Tanah dapat stabil dalam jangka waktu yang cukup lama dan siklus hidup tanah berakhir ketika kondisi tanah dalam keadaan yang rawan terhadap erosi.
Faktor-faktor pembentukan tanah terus berlanjut sampai berdampak pada keberadaan tanah itu sendiri, meskipun pada bentangalam yang stabil atau hingga ribuan tahun. Material yang diendapkan dibagian atas dan material yang tertiup atau terkikis dari permukaannya. Sebagai tambahan, perpindahan dan perubahan, tanah selalu menjadi subyek pada kondisi yang baru, meskipun perubahan tersebut berjalan secara lambat atau cepat sangat tergantung pada iklim, posisi morfologinya, dan aktivitas organisme.
3. Karakteristik Tanah
Yang memberi kesan pertama kali ketika seseorang melihat tanah adalah warna tanah. Warna dan pola keragaman tanah akan selalu menjadi sesuatu yang dapat memberi ingatan kepada kita. Sungai Merah (Red River) yang berada dalam watershed sungai Missisippi di Amerika mengangkut material sedimen hasil erosi dari tanah merah yang berasal dari Oklahoma. Sungai Kuning (Yellow River) di Cina mengangkut material sedimen yang berwarna kuning yang berasal dari hasil erosi tanah Loess.
Warna tanah terutama ditentukan oleh kandungan mineralogi tanah. Kebanyakan dari warna tanah disebabkan oleh dari kehadiran berbagai jenis mineral yang mengandung unsur besi (Fe). Perkembangan dan penyebaran warna dalam profil tanah ditentukan oleh hasil pelapukan kimiawi dan organis, terutama reaksi reduksi-oksidasi. Sebagai mineral mineral utama yang berasal dari batuan induk tanah, kombinasi unsur-unsur kedalam komponen yang baru. Mineral sekunder yang berasal dari unsur besi yang berwarna kuning atau merah, bahan organik yang berasal dari hasil dekomposisi akan memberi warna coklat dan hitam, sedangkan unsur-unsur Mangan (Mn), Sulfur (S), dan nitrogen (N) dapat membentuk endapan mineral berwarna hitam. Unsur-unsur tersebut dikenal sebagai penyumbang berbagai pola warna pada tanah selama proses pembentukan tanah. Kondisi lingkungan yang bersifat Aerobik akan menghasilkan perubahan warna yang seragam atau secara berangsur (gradual), sedangkan lingkungan reduksi akan menghasilkan warna yang bersifat beragam, seperti pola warna yang komplek, pola yang bersifat “mottled” dan warna tanah yang berpola bercak bercak yang disebabkan oleh konsentrasi warna.
Struktur Tanah adalah susunan dari partikel-partikel tanah kedalam agregat-agregat. Susunan dari partikel-partikel tanah kemungkinan mempunyai bentuk yang bervariasi, ukuran dan tingkat perkembangan atau ekspresi tanah. Struktur tanah berdampak pada penguapan, perpindahan air, resistensi terhadap erosi dan tempat akar tanaman tumbuh dan berkembang. Pada dasarnya struktur tanah memberi penjelasan tentang tekstur, kandungan bahan organik, aktivitas organik, evolusi tanah masa lalu, serta komposisi kimia dan mineralalogi dimana tanah terbentuk.
Tekstur Tanah merujuk kepada komposisi pasir, lanau dan lempung. Kandungan/susunan tanah akan mencerminkan karakter/tingkahlaku tanah, termasuk dalam hal kapasitas menyimpan makanan dan air. Pasir dan lanau merupakan hasil pelapukan fisikal, sedangkan lempung hasil pelapukan kimiawi. Lempung mempunyai kemampuan untuk menyimpan makanan dan air. Tanah lempung lebih tahan terhadap erosi angin dan air dibandingkan dengan tanah yang pasiran dan tanah lanauan, hal ini dikarenakan partikel-partikelnya yang lebih saling mengikat satu dengan lainnya. Pada tanah yang bertekstur menengah, lempung seringkali terendapkan dibagian bawah dari profil tanah dan berakumulasi pada bagian sub-soil (gambar 1).
4. Lapisan Tanah (Soil Horizons)
Penamaan dari lapisan tanah (horison tanah) ditentukan atas dasar jenis material yang terkandung dan penyusun dari lapisan tanah tersebut. Material-material yang terkandung pada lapisan tanah akan mencerminkan dari lamanya proses yang terjadi dalam pembentukan tanah. Lapisan tanah ditandai dengan memakai notasi atau simbol huruf atau angka. Adapun uraian dan klasifikasinya ditentukan berdasarkan warna, ukuran butir, tekstur, struktur, konsistensi, banyaknya kandungan akar dalam tanah, pH, pori, batas ciri, serta apakah tanah mengandung nodul atau konkresi. Setiap profil tanah tidak harus memiliki semua lapisan-lapisan yang menutupi bagian bawah, tanah dapat mempunyai beberapa atau banyak lapisan.
Gambar 1. Beberapa Jenis dari Tekstur Tanah
Tanaman sering tumbuh pada lapisan tanah yang tersusun dari campuran sisa sisa organisme, kumpulan dari lapisan organik disebut dengan “horison O”. Secara biologis, koloni organisme dan rombakan material/bahan organik, menjadikan tersedianya makanan (nutrient) dimana tumbuh-tumbuhan dan binatang-binatang lainnya dapat hidup. Dengan berjalannya waktu, suatu lapisan permukaan organik akan membentuk bersama humus menjadi “horison A”.
Gambar 2. Profil Tanah (kiri) dan Contoh Horison Tanah (kanan): Ground Surface (Humus)/ Horison O; Horison A (Zona leaching / top soil); Horison B (Zona akumulasi / sub-soil) ; Horison C (Pelapukan Batuan Induk)
5. Klasifikasi Tanah
Tanah diklasifikasikan menjadi beberapa katagori atas dasar untuk mengetahui hubungan antara tanah yang berbeda-beda dan untuk menentukan kegunaan suatu tanah. Orang yang pertama kali melakukan klasifikasikan tanah adalah ilmuwan Rusia Dokuchaev sekitar tahun 1880. Sistem klasifikasi tanah kemudian mengalami beberapa kali modifikasi oleh para ilmuwan Amerika dan Eropa. Pada tahun 1960an, sistem klasifikasi yang berbeda beda mulai mengerucut dan menfokuskan pada morfologi tanah yang dipengaruhi oleh faktor batuan induk dan faktor pembentuk tanah dan mulailah terjadi beberapa modifikasi. Konforensi dunia yang merujuk pada sumberdaya tanah bertujuan untuk menetapkan acuan internasional berdasarkan klasifikasi tanah.
5.1. Orde
Orde adalah katagori tertinggi dari klasifikasi tanah. Tipe-tipe order diakhiri oleh kata sol. Berdasarkan sistem klasifikasi tanah Amerika, tanah dibagi menjadi 10 orde, yaitu:
- Entisol - tanah yang baru terbentuk, perkembangan horison tanah belum terlihat secara jelas. Tanah entisol umumnya dijumpai pada sedimen yang belum terkonsolidasi, seperti pasir, dan beberapa memperlihatkan horison diatas lapisan batuan dasar.
- Vertisol - inverted soils. Tanah vertisol cenderung memiliki sifat mudah memuai (mengembang) ketika basah dan mengkerut saat kering, seringkali menghasilkan rekahan tanah yang cukup dalam sehingga lapisan yang ada di permukaan masuk kedalam rekahan tersebut.
- Inceptisol - tanah yang masih muda dan sudah memperlihatkan adanya perlapisan (horison) dan juga memperlihatkan adanya eluviasi dan iluviasi.
- Aridisol - tanah kering yang terbentuk di lingkungan gurun. Tanah aridisol hampir mencapai 20% tanah yang ada di bumi. Pembentukan tanahnya aridisol sangat lambat dengan akumulasi bahan organik yang sangat sedikit. Zona bawah permukaannya (horison Calcic) berupa Calsium Carbonat yang terakumulasi dari perkolasi air. Kebanyakan dari tanah aridisol berkembang horison B yang tersusun dari material lempung hasil perpindahan pada masa lalu ketika kelembabam tanahnya tinggi.
- Mollisol - tanah lunak yang mempunyai horison “A” yang sangat tebal.
- Spodosol – tanah yang dihasilkan melalui proses podsolisasi. Merupakan tipe tanah yang berasal dari hutan pinus (coniferous) dan deciduous yang berada pada iklim dingin/sejuk.
- Alfisol - tanah yang mengandung aluminium dan besi. Tanah alfisol mengandung horison dari akumulasi lempung dan terbentuk ketika kelembabamnya cukup dan hangat, tanah tipe ini baik untuk tanaman yang berumur 3 bulanan.
- Ultisol - tanah yang kandungan leachingnya sangat tinggi.
- Oxisol - tanah yang kandungan oksidanya sangat tinggi.
- Histosol - tanah organik.
Skema orde diatas termasuk:
- Andisols - tanah volkanik yang cenderung mengandung mineral gelas yang tinggi.
- Gelisols - tanah yang bersifat permafrost.
5.2. Klasifikasi Tanah di Indonesia
Klasifikasi tanah di Indonesia yang paling sering digunakan adalah sistem USDA Soil Taxonomy. Dalam penggunaannya, sistem USDA ini memberikan penjelasan yang jauh lebih mudah dibandingkan sistem klasifikasi lain, sehingga sistem USDA ini biasa disertakan dalam pengklasifikasian tanah selain sistem FAO dan PPT (Pusat Penelitian Tanah). Nama jenis tanah pada klasifikasi ini adalah :
1. Entisol;
2. Inceptisol;
3. Alfisol;
4. Ultisol;
5. Oxisol;
6. Vertisol;
7. Mollisol;
8. Spodosol;
9. Histosol;
10. Andosol.
5.3. Sistem Klasifikas Tanah Unified (Unified Soil Classification System)
Sistem Klasifikasi Tanah (Unified Soil Classification System) adalah suatu sistem klasifikasi tanah yang dipakai dalam disiplin ilmu Keteknikan dan Geologi untuk mendiskripsi tekstur dan ukuran butir tanah. Sistem klasifikasi dapat diterapkan untuk semua material yang tidak terkonsolidasi, dan diwakili dengan simbol huruf, yaitu sebagai berikut:
Jika tanah mempunyai berat 5 – 12% dari berat butir yang lolos pada saringan ukuran 200 (mesh 200) (5% < P#200 < 12%), kedua distribusi ukuran butir dan platisitas mempunyai dampak yang signifikan pada sifat-sifat keteknikan dari tanah, dan dua notasi memungkinkan untuk digunakan dengan menggunakan kelompok simbol. Sebagai contoh, GW - GM berhubungan dengan “Kerikil bergradasi baik dengan lanau (Well graded gravel with silt). Jika tanah mempunyai lebih dari 15% berat yang tertingal pada saringan ukuran #4 (R#4 > 15%), maka berarti jumlah yang signifikan dari kerikil (gravel), dan huruf depan “dengan gravel” kemungkinan ditambahkan untk kelompok nama tersebut, tetapi simbol kelompok tidak berubah. Sebagai contoh, SP – SM yang berari mengacu pada “Pasir yang bergradasi buruk” (poorly graded SAND) dengan lanau dan kerikil.
Gambar 3. Klasifikasi Tanah berdasarkan prosentase kandungan lempung, lanau, dan pasir
Sistem Klasifikasi Tanah (Unified Soil Classification System) adalah suatu sistem klasifikasi tanah yang dipakai dalam disiplin ilmu Keteknikan dan Geologi untuk mendiskripsi tekstur dan ukuran butir tanah. Sistem klasifikasi dapat diterapkan untuk semua material yang tidak terkonsolidasi, dan diwakili dengan simbol huruf, yaitu sebagai berikut:
5.4. Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO
Sistem klasifikasi tanah AASHTO sudah dikembangkan oleh American Association of State Highway and Transportation Officials, dan dipakai untuk pedoman didalam klasifikasi tanah dan campuran agregat tanah untuk keperluan kontruksi jalan raya. Sistem klasifikasi yang pertama kali dikembangkan pada tahun 1929, tetapi telah direvisi beberapa kali.
6. Mekanika Tanah
Mekanika tanah adalah bagian dari geoteknik yang merupakan salah satu cabang dari ilmu teknik sipil. Istilah mekanika tanah diberikan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1925 melalui bukunya "Erdbaumechanik auf bodenphysikalicher Grundlage" (Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah), yang membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern, dan menjadi dasar studi-studi lanjutan ilmu ini, sehingga Terzaghi disebut sebagai "Bapak Mekanika Tanah".
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari:
· Agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak terikat secara kimia satu sama lain
· Zat Cair
· Gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara butiran mineral-mineral padat tersebut
Tanah berguna sebagai pendukung pondasi bangunan dan juga tentunya sebagai bahan bangunan itu sendiri (contoh: batu bata).
7. Sifat Sifat Dasar Tanah
Diagram fasa tanah diindikasikan oleh berat dan volume dari udara, tanah, air dan rongga. Tanah umumnya terdiri dari tiga fasa, yaitu fasa padat, cair dan gas. Sifat sifat mekanika tanah tergantung secara langsung pada ketiga fasa tersebut dan dimana fasa satu dan fasa lainnya dapat mempunyai potensi, seperti tekanan, hydraulic head, potensi kelistrikan, dan perbedaan temperatur.
Fasa padat tanah tersusun dari berbagai macam kristal lempung, mineral mineral non-lempung, material lempung non-kristalin, bahan organik, dan presipitasi garam. Mineral mineral tersebut umumnya dibangun oleh atom atom dari unsur unsur seperti oksigen, silikon, hidrogen, dan alumunium yang tersusun dalam berbagai bentuk kristal. Unsur unsur tersebut bersama sama dengan kalsium, natrium, kalium, magnesium, dan karbon menyusun lebih dari 99% dari fasa padat tanah. Meskipun demikian, sejumlah material non lempung lebih besar dibandingkan dengan material organik dan lempung dan material ini mempunyai peran yang lebih besar pada karakteristik tanah. Partikel partikel tanah diklasifikasikan berdasarkan ukurannya seperti lempung, lanau, pasir, kerikil, kerakal atau bongkah.
Fasa cairan pada tanah pada umumnya terdiri dari air yang berisi berbagai jenis dan jumlah elektrolit elektrolit terlarut. Komponen organik, baik yang berupa larutan dan immiscible hadir dalam tanah secara chemical spills, leaking wastes, dan kontaminasi air bawah tanah. Fasa gas, terutama pada tanah yang jenuh, seringkali mengandung udara, walaupun gas-gas organik kemungkinan hadir pada zona yang aktivitas bilogisnya tinggi atau pada tanah yang terkontaminasi secara kimiawi. Mineral mineral tanah mengontrol ukuran, bentuk, dan secara fisika dan juga sifat kimiawinya dari partikel partikel tanah dan juga bebannya membawa kemampuan dan kompresibilitas.
Struktur dari suatu tanah adalah merupakan kombinasi dari efek fabrik (asosiasi antar partikel partikel, sebaran geometrik dari partikel partikel, kelompok partikel, dan ruang pori dalam tanah), komposisi, dan gaya antar partikel. Struktur tanah juga dipakai untuk menghitung perbedaan antara sifat sifat alamiahnya (struktur) dan remolded soil (destructured). Struktur dari suatu tanah mencerminkan semua bentuk dari komposisi tanah, sejarah, kondisi saat ini, dan lingkungannya. Kondisi awal didominasi struktur dari endapan muda dengan porositas yang baik atau tanah segar yang terkompaksi; sedangkan tanah yang lebih tua dengan porositas buruk mencerminkan adanya perubahan setelah pengendapan. Tanah sebagaimana dengan material keteknikan lainnya, akan mengalami distorsi ketika dibebani oleh suatu beban. Distorsi ini terdiri dari 2 jenis, yaitu shearing (geser) atau sliding (luncuran), distorsi dan kompresi. Secara umum, tanah tidak dapat withstand tension. Dalam beberapa situasi, partikel partikel dapat tersementasi menjadi satu dan sejumlah kecil dari tension memungkinkan menjadi withstood, tetapi untuk waktu yang tidak terlalu lama.
Partikel partikel pasir dan kebanyakan dari kerikil tersusun dari mineral-mineral silika. Partikel partikel tersebut dapat berbentuk membundar karena proses abrasi ketika tertransport oleh angin atau air, atau mempunyai sudut sudut butiran yang tegas dan secara kasar mempunyai ukuran yang sama (equidimensional). Partikel pertikel lempung muncul dari pelapukan kristal batuan seperti feldspar, dan umumnya terdiri dari mineral mineral alumunium silikat. Secara umum berbentuk pipih dengan suatu permukaan yang luas dibandingkan dengan beratnya. Dikarenakan masanya yang terlalu kecil, maka sifat dan karakternya memiliki gaya atraksi elektrostatis pada bidang permukaannya. Gaya ini dapat menyerap air terhadap permukaannya, dengan ketebalan lapisan menjadi efektif melarutkan garam di dalam air.
7.1. Penyelidikan Geoteknik
Penyelidikan geoteknik adalah penyelidikan yang dilakukan oleh akhli geoteknik atau akhli geologi teknik untuk memperoleh informasi atas sifat sifat fisik tanah atau batuan disekitar suatu lokasi untuk perencanaan pekerjaan tanah atau pondasi untuk keperluan struktur bangunan dan untuk memperbaiki distress terhadap tanah dan struktur bangunan yang disebabkan oleh keadaan bawah permukaan. Penyelidikan geoteknik disini mencakup eksplorasi permukaan dan bawah permukaan dari suatu lokasi. Kadangkala, metoda geofisika juga dipakai untuk memperoleh data mengenai lokasi. Eksplorasi bawah permukaan seringkali melibatkan pengambilan contoh tanah dan pengujian laboratorium dari sampel tanah yang diambil. Elksplorasi permukaan dapat meliputi pemetaan geologi, pemakaian metoda metoda geofisika dan sebagai seorang profesional geoteknik disarankan juga untuk melakukan survei tinjau disekitar lokasi untuk mengamati kondisi fisik di lokasi. Untuk mendapatkan informasi mengenai kondisi tanah dibawah permukaan, beberapa bentuk eksplorasi diperlukan. metoda pengamatan tanah dibawah permukaan, mengambil sampel, dan menentukan sifat sifat fisik tanah dan batuan termasuk membuat sumuran uji (test pit), paritan (terutama di lokasi lokasi patahan dan bidang longsor), penggalian, dan pengujian ditempat.
7.2. Contoh Tanah
Penggalian dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu dengan menggunakan diameter yang besar dan diameter kecil. Galian dengan diameter yang besar jarang dilakukan dikarenakan faktor keamanan dan biaya yang relatif lebih besar, namun demikian penggalian dengan diameter besar kadangkala dilakukan untuk keperluan pengumpulan data, khususnya bagi para ahli geologi atau akhli teknik untuk bisa menyajikan secara visual dan pengujian secara manual dan menilai tanah dan susunan batuan langsung ditempatnya. Penggalian berdiameter kecil seringkali dipakai guna seoran akhli geologi atau akhli teknik menilai potongan potongan tanah dan batuan hasil operasi pengeboran guna memperoleh sampel sampel tanah pada kedalaman tertentu dan melakukan pengujian di tempat. Sampel tanah untuk mendapatkan sampel dengan kondisi Terganggu (disturbed) atau Tidak terganngu (undisturbed); walaupun sampel tak terganggu tidak benar benar terganggu. Sampel terganggu (disturbed sample) adalah satu sampel dimana struktur tanahnya sudah mengalami perubahan sehingga pengujian sifat sifat struktur tanahnya sudah tidak mewakili kondisi di tempat asalnya (di lapangan), dan hanya sifat sifat dari butiran tanahnya saja yang secara akurat dapat ditentukan. Pada sampel yang tak terganggu, kondisi sampel tanah masih sama dengan kondisi tanah yang ada di lapangan dan memungkinkan untuk dilakukan pengujian sifat sifat struktur tanahnya karena sifat sifatnya sudah mendekati kondisi tanah yang terdapat di lapangan.
7.3. Eksplorasi Geofisika
Metoda geofisika sering dipakai dalam penyelidikan geoteknik untuk mengetahui dan menilai tingkah laku lokasi dengan suatu survei seismik. Dengan cara mengukur kecepatan gelombang shear pada tanah dapat diprediksi respon dinamis dari suatu tanah. Ada beberapa metoda yang digunakan untuk menentukan kecepatan gelombang shear, yaitu :
· Crosshole method
· Downhole method (with a seismic CPT or a substitute device)
· Surface wave reflection or refraction
· Suspension logging (also known as P-S logging or Oyo logging)
· Spectral analysis of surface waves (SASW)
· Reflection microtremor (ReMi)
Referensi :
Noor, D. 2010. Geomorfologi. Program Studi Teknik Geologi Fakultas Teknik Universitas Pakuan. Bogor.
0 comments: