Potensi Tanah Mengembang Wilayah - Seminar Nasional
advertisement
Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Potensi Tanah Mengembang Wilayah Jatinangor, Kabupaten Sumedang, Jawa Barat Farach Abdurachman RONNY1, Zufialdi ZAKARIA2, dan Raden Irvan SOPHIAN3 1Laboratorium Geologi Teknik dan Geoteknik, Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran, Jalan Raya Bandung-Sumedang Km 21, 45363, Jawa Barat 2Email : [email protected] Email : [email protected] Email : [email protected] Abstrak Penelitian dilakukan di daerah Kecamatan Jatinangor, Kabupaten Sumedang, Provinsi Jawa Barat. Berdasarkan geologi, daerah penelitian termasuk ke dalam satuan Tuff dan satuan Breksi Aliran Piroklastik. Penelitian ini dilakukan sebagai upaya untuk mengetahui nilai potensi tanah mengembang berdasarkan karakterisik fisik tanah dari sampel tanah tak terganggu hasil lapukan batuan vulkanik. Kemudian sampel tanah di uji laboratorium untuk mengetahui sifat fisik tanah. Nilai kadar air, batas-batas konsistensi tanah, serta angka aktivitas tanah dikonversi untuk mengidentifikasi nilai potensi tanah mengembang. Berdasarkan perhitungan nilai potensi tanah mengembang, dapat diindikasikan bahwa daerah penelitiaan bersifat ekpansif dengan tingkat potensi tanah mengembang yang tinggi sehingga dapat menimbulkan permasalahan dalam infrastruktur. Berdasarkan data indeks plastisitas tanah, daerah penelitian terbagi menjadi 4 zona potensi tanah mengembang, yaitu zona potensi tanah mengembang rendah dengan indeks plastisitas dibawah 15 %, zona potensi tanah mengembang sedang dengan indeks plastisitas antara 15 – 25 %, zona potensi tanah mengembang tinggi dengan indeks plastisitas dibawah 25 – 55 %, dan zona potensi tanah mengembang sangat tinggi dengan indeks plastisitas datas 55 %. Rentang nilai indeks platisitas tanah di derah penelitian untuk identifikasi tanah mengembang ialah antara 7,217 – 101,51 %. Kata Kunci : Jatinangor, geologi, potensi tanah mengembang, sifat fisik tanah, tanah ekspansif Pendahuluan Kawasan Jatinangor telah berkembang pesat menjadi kawasan pendidikan, kawasan industri, kawasan pemerintahan, dan kawasan perdagangan. Dalam hal ini terlihat sektor pembangunan infrastruktur yang paling meningkat pesat (Gambar 1). Tanah sebagai material utama fondasi yang selalu berhubungan dengan pembangunan infrastruktur sangat diperhatikan dalam perencanaan konstruksi, maka harus dilakukan penyelidikan terhadap karakteristik fisik dan mekanik tanah dalam menahan beban infrastruktur di atasnya pada suatu area. Jenis tanah yang banyak ditemukan dalam permasalahan keteknikan merupakan tanah-tanah yang mengandung “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran lempung, karena merupakan tanah yang kohesif. Berdasarkan karakteristiknya tanah tersebut memiliki sifat ekspansif dimana tanah mengalami perubahan volume ketika kadar air berubah. Ketika kadar air turun, tanah akan menyusut dan sebaliknya bila kadar air bertambah maka tanah akan mengembang. Pengembangan tanah ini akan memberikan pengaruh besar terhadap pembangunan infrastruktur yang berada diatasnya. Geologi Daerah Penelitian Berdasarkan Peta Geologi Daerah Cibiru dan sekitarnya berskala 1 : 25000 (Frini, 2015), daerah penelitian tersusun atas batuan sebagai berikut (Gambar 2): 1. Satuan Tuff Satuan ini terdiri dari litilogi tuf lapili dan tuf. Tuf lapilli memiliki warna segar abu-abu muda, warna lapuk coklat muda, ukuran butir tuf kasar (lempung sampai lapilli), bentuk butir menyudut tanggung-menyudut, kemas tertutup, struktur masif, pemilahan sedang, kekerasan agak keras, komposisi mineral gelas. Satuan Tuf dapat disebandingkan dengan Hasil Gunungapi Muda Tak Teruraikan (Silitonga, 1973). Satuan ini diendapkan pada awal Kala Holosen. 2. Satuan Breksi Aliran Piroklastik Satuan ini terdiri dari litologi breksi aliran matriks supported. Breksi memiliki warna segar coklat muda, warna lapuk coklat tua, bentuk komponen menyudutmenyudut tanggung, ukuran komponen 0.1cm35cm. Komponen berupa batu beku andesit yang terlapukkan memiliki warna segar coklat keabu-abuan, warna lapuk coklat muda, hipokristalin, porfiritik, inequigranular, hipidiomorf, subhedral, mesocratic, struktur masif, terdapat mineral kuarsa, plagioklas. Matriks berupa tuf memiliki warna segar abu-abu muda, warna lapuk coklat keabuan, ukuran butir tuf halus (lempung-halus), bentuk butir menyudut-menyudut tanggung, kemas tertutup, pemilahan sedang, kekerasan agak keras, terdapat mineral gelas. Breksi memiliki komposisi monomik, didominasi oleh matriks, semen berupa silika. Satuan ini dapat disebandingkan dengan Hasil Gunungapi Muda Tak Teruraikan (Silitonga, 1973). Satuan ini diendapkan pada awal Kala Holosen. Metodologi Metode penelitian ini terdiri atas pekerjaan lapangan, uji laboratorium, serta analisis studio untuk menghasilkan zonasi potensi tanah mengembang. Tahap pekerjaan lapangan terdiri atas pemetaan geologi teknik (Dearman, 1991) untuk menghasilkan peta yang berisikan informasi karakterisitik tanah hasil klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS). Serta mengambi sampel tanah tak tergangu (undisturbed sample) untuk di uji laboratorium. Tahap uji laboratorim dilakukan untuk mengetahui karakteristik sifat fisik tanah berdasarkan standar ASTM (American Standard Testing and Material), diantaranya uji kadar air, bobot isi, berat jenis, batas-batas konsistensi tanah dan analisa besar butir. Tahap pekerjaan studio meliputi analisa data hasil pekerjaan lapangan dan uji laboratorium. Kemudian dilanjutkan dengan menghitung nilai potensi tanah mengembang (Chen, 1975) untuk mengetahui nilai swelling potential berdasarkan sifat fisik tanah berupa indeks plastisitas tanah. Indeks plastisitas (PI) tanah dirumuskan sebagai selisih anatara batas cair (LL) dengan “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran batas plastis (PL) tanah yang didapat dari uji berdasarkan ASTM sebagai berikut: PI = LL – PL Untuk mengetahui sifat ekspansif tanah selain berdasarkan indeks plastisitas, juga dapat melalui perhitungan angka aktivitas lempung. Angka aktivitas (Skempton, 1958) dirumuskan sebagai perbandingan indeks plastisitas dengan persetase butiran lempung (0,002 mm) seperti berikut: A= PI clay percent 0,002 mm Diskusi Berdasarkan hasil pemetaan geologi teknik dengan klasifikasi tanah USCS serta hasil uji laboratorium bahwa daerah penelitian dibagi menjadi 3 sebaran jenis tanah (Gambar 3) antara lain: 1. Lanau Plastisitas Rendah (ML) 2. Lanau Plastisitas Tinggi (MH) 3. Lempung Plastisitas Tinggi (CH) Nilai kadar air sampel tanah 20,76 – 64,85 %. Kadar air mempengaruhi perubahan volume tanah sehingga berpotensi ekspansif mengalami pengembangan. Dari nilai batasbatas konsistensi tanah diperkirakan tanah mengandung mineral bersifat Monmorilonitik, Ilitik, dan Kaolinitik. Selain melalui batas-batas konsistensi tanah, kandungan mineral lempung dapat diidentifikasi oleh nilai angka aktivitas. Nilai angka aktivitas berkisar antara 0,16 hingga 5,26. Tanah yang mengandung mineral lempung bersifat Monmorilonitik umumnya sangat ekspansif sehigga memiliki potensi mengembang yang tinggi. Nilai indeks plastisitas tanah 7,22 – 101,51 %. Semakin plastis suatu sampel tanah maka akan makin tinggi potensi tanah tersebut untuk mengembang (Tabel 1). Zonasi potensi tanah mengembang dibuat berdasarkan nilai potensi tanah mengembang dilihat dari nilai indeks plastisitas tanah. Rentang nilai indeks plastisitas tersebut dapat diklasifikasikan menjadi empat kelompok (Gambar 5), yaitu: a. Zona potensi tanah mengembang berdasarkan indeks plastisitas (IP) < 15 %. Zona potensi tanah mengembang ini tersebar di bagian Barat, Tengah, Timur Laut dan Selatan daerah penelitian. b. Zona potensi tanah mengembang berdasarkan indeks plastisitas (IP) 15 – 25 %. Zona potensi tanah mengembang ini tersebar di bagian Barat, Tengah, Selatan dan Timur Laut daerah penelitan. c. Zona potensi tanah mengembang berdasarkan indeks plastisitas (IP) 25 – 55 %. Zona potensi tanah mengembang ini tersebar hampir diseluruh bagian daerah penelitian. d. Zona potensi tanah mengembang berdasarkan indeks plastisitas (IP) > 55 %. Zona potensi tanah mengembang ini tersebar di bagian Barat Laut dan Barat Daya daerah penelitian. Kesimpulan Kesimpulan Secara geologi daerah penelitian didominasi oleh material vulkanik yaitu, breksi dan tuff. Litologi tersebut terlapukan sehingga membentuk tanah dengan butiran halus. Dengan kandungan butiran halus yang tinggi, tanah memiliki sifat kohesif yang memiliki nilai plastisitas tanah. Nilai plastisitas tanah didapat dari sifat lempung yang plastis. Batuan hasil gunungapi yang mengandung mineral silika (kuarsa, feldspar, mika) mempengaruhi perbedaan jenis tanah yang dibentuknya. Setelah mengalami pelapukan kimia dari proses hidrolisis akan menghasilkan mineral lempung (kaolinit, ilit, monmorilonit). Dari “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran genesa tersebut, secara geologi teknik daerah penelitian dibagi menjadi tiga satuan jenis sebaran tanah yaitu Lanau Plastisitas Rendah (ML), Lanau Plastisitas Tinggi (MH), dan Lempung Plastisitas Tinggi (CH). Perbedaan jenis/tipe tanah mempengaruhi kandungan lempung yang ada didalamnya, serta kandungan kadar air yang meningkat akan mempengaruhi bobot isi tanah. Selain itu kandungan lempung Montorillonitik yang menunjukan tingkat keaktifan tanah yang sangat ekspansif. Dari hal-hal tersebut, tanah berpotensi untuk mengembang dengan tingkat pengembangan yang tinggi. Hardiyatmo H. Christiady. 1992. Mekanika Tanah. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama Sutarman, Encu. 2009. Konsep dan Aplikasi Mekanika Tanah. Penerbit Andi. Yogyakarta. Zakaria, Zufialdi. 2010. Praktikum Geologi Teknik. Jatinangor : Laboratorium Geologi Teknik, Fakultas Teknik Geologi UNPAD, 32 halaman, diakses dari //http: blogs.unpad.ac.id/zufialdizakaria/files/201 0/05/praktikum-geologi-teknik-2010.pdf Berdasarkan data hasil uji sifat fisik tanah, daerah penelitian dibagi menjadi empat zonasi, yaitu zona potensi tanah mengembang rendah , zona potensi tanah mengembang sedang, zona potensi tanah mengembang tinggi, dan zona potensi tanah mengembang sangat tinggi. Semakin besar nilai angka aktivitas dan indeks plastisitas tanaha maka akan menimbulkan pengembangan tanah yang semakin tinggi. Tanah yang memiliki tingkat potensi mengembang tinggi akan menimbulkan masalah dalam pembangunan. Pustaka Bowles, Joseph E. 1991. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah. Erlangga. Jakarta. Chen, F H 1975. Foundations On Expansive Soils. New York : Elsevier Science Publishing Company Inc. 52, Vanderbit Avenue Das, Braja M. 1988. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis). Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Frini, G. G. 2015. Geologi Daerah Cibiru, Kecamatan Cibiru, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat. Jatinangor : Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran. “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Gambar 1. Lokasi daerah penelitian (gambar diambil menggunakan aplikasi google earth) Gambar 2. Peta Geologi daerah Cibiru dan sekitarnya (Frini, 2015) “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Gambar 3. Peta Sebaran Jenis Tanah “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Tabel 1. Perhitungan Nilai Potensi Tanah Mengambang Kode Sampel TA - 1 Kadar Air 48.97 Indeks Plastisitas 49.82 Persen Lempung 56.8 Potensi Swelling Tinggi Angka Aktivitas 0.88 Kandungan Mineral Ilitik Sifat Tanah Ekspansif Sedang TA - 2 20.98 14.45 13.19 Rendah 1.10 Ilitik Sedang TA - 3 43.71 101.51 57.99 Sangat Tinggi 1.75 Monmorilonitik Aktif TA - 4 26.11 34.91 39.8 Tinggi 0.88 Ilitik Sedang TA - 5 32.89 40.96 36.04 Tinggi 1.14 Ilitik Sedang TA - 6 40.54 69.88 37.99 Sangat Tinggi 1.84 Monmorilonitik Aktif TA - 7 48.54 55.02 20.91 Sangat Tinggi 2.63 Monmorilonitik Aktif TA - 8 44.14 26.66 60.08 Tinggi 0.44 Kaolinitik Kurang Aktif TA - 9 42.92 34.28 8.38 Tinggi 4.09 Monmorilonitik Aktif TA - 10 36.29 29.81 22.87 Tinggi 1.30 Monmorilonitik Aktif TA - 11 50.98 82.77 28.07 Sangat Tinggi 2.95 Monmorilonitik Aktif TA - 12 28.91 48.65 43.51 Tinggi 1.12 Ilitik Sedang TA - 13 35.46 49.16 34.73 Tinggi 1.42 Monmorilonitik Aktif TA - 14 48.53 36.93 54.11 Tinggi 0.68 Ilitik Kurang Aktif TA - 15 43.13 12.13 49.36 Rendah 0.25 Kaolinitik Kurang Aktif TA - 16 56.04 37.51 11.76 Tinggi 3.19 Monmorilonitik Aktif TA - 17 54.07 28.64 14.53 Tinggi 1.97 Monmorilonitik Aktif TA - 18 39.47 53.23 10.12 Tinggi 5.26 Monmorilonitik Aktif TA - 19 44.75 29.78 49.53 Tinggi 0.60 Ilitik Kurang Aktif TA - 20 41.74 46.87 5.83 Tinggi 8.04 Monmorilonitik Aktif TA - 21 32.57 35.25 36.73 Tinggi 0.96 Ilitik Sedang TA - 22 19.99 41.53 20.19 Tinggi 2.06 Monmorilonitik Aktif UDS-1 21.29 28.04 22.64 Tinggi 1.24 Ilitik Sedang UDS-2 34.38 7.22 14.48 Rendah 0.50 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-3 26.91 24.53 33.05 Sedang 0.74 Ilitik Kurang Aktif UDS-4 38.79 43.93 19.8 Tinggi 2.22 Monmorilonitik Aktif UDS-6 33.66 7.64 24.84 Rendah 0.31 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-7 20.77 13.02 27.16 Rendah 0.48 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-8 30.56 8.00 49.81 Rendah 0.16 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-9 24.53 17.52 28.12 Sedang 0.62 Ilitik Kurang Aktif UDS-10 29.81 16.02 46.7 Sedang 0.34 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-11 39.32 8.03 30.41 Rendah 0.26 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-12 26.75 29.31 39.08 Tinggi 0.75 Ilitik Sedang UDS-13 33.24 13.33 28.32 Rendah 0.47 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-14 38.53 42.18 15.11 Tinggi 2.79 Monmorilonitik Aktif UDS-15 25.64 17.45 33.19 Sedang 0.53 Ilitik Kurang Aktif UDS-16 28.71 14.25 32.36 Rendah 0.44 Kaolinitik Kurang Aktif “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran UDS-17 22.11 15.20 33.73 Sedang 0.45 Kaolinitik Kurang Aktif UDS-18 28.40 16.96 11.77 Sedang 1.44 Monmorilonitik Aktif UDS-19 36.35 13.48 11.86 Rendah 1.14 Ilitik Sedang UDS-20 27.90 19.27 16.33 Sedang 1.18 Ilitik Sedang UDS-22 22.44 9.39 8.65 Rendah 1.09 Ilitik Sedang Z1aBT1 45.35 33.30 58.39 Tinggi 0.57 Ilitik Kurang Aktif Z1aBT2 48.95 50.16 46.72 Tinggi 1.07 Ilitik Sedang Z1bBT1 64.85 62.51 55.52 Sangat Tinggi 1.13 Ilitik Sedang Z1bBT2 64.80 55.71 57.54 Sangat Tinggi 0.97 Ilitik Sedang Z2aBT1 48.95 58.60 48.58 Sangat Tinggi 1.21 Ilitik Sedang Z2aBT2 44.59 65.52 53.62 Sangat Tinggi 1.22 Ilitik Sedang Z2aBT3 48.65 69.67 50.67 Sangat Tinggi 1.37 Monmorilonitik Aktif Z2bBT1 46.45 60.41 56.08 Sangat Tinggi 1.08 Ilitik Sedang Z2bBT2 50.15 57.64 55.4 Sangat Tinggi 1.04 Ilitik Sedang Z3BT1 45.16 37.37 56.52 Tinggi 0.66 Ilitik Kurang Aktif Z3BT2 56.18 24.63 55.77 Sedang 0.44 Kaolinitik Kurang Aktif Z3BT3 52.75 45.65 55.9 Tinggi 0.82 Ilitik Sedang Z3BT4 42.24 49.54 54.7 Tinggi 0.91 Ilitik Sedang Z4BT1 46.81 56.10 53.7 Sangat Tinggi 1.04 Ilitik Sedang Z4BT2 50.61 51.56 53.06 Tinggi 0.97 Ilitik Sedang Z5BT1 40.45 53.57 55.71 Tinggi 0.96 Ilitik Sedang Z5BT2 40.95 56.04 56.06 Sangat Tinggi 1.00 Ilitik Sedang Z5BT3 46.53 37.15 53.09 Tinggi 0.70 Ilitik Kurang Aktif “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Gambar 4. Peta Zonasi Tanah Mengembang “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan”
