## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X

## Kajian Tanah Ekspansif, Jalan Akses Jembatan Suramadu Sisi Madura
Chomaedhi, M. Khoiri & Machsus Staft Pengajar Program Studi D-III Teknik Sipil FTSP email: chomaedhi@ce.its.ac.id; mkhoiri@ce.its.ac.id; machsus@ce.its.ac.id

## ABSTRAK
Kajian tanah ekspansif pada ruas jalan akses jembatan Suramadu sisi Madura ini dilakukan guna mengetahui sifat dan karakteristik tanah dasar pada lokasi ruas jalan tersebut. Ruas jalan  akses  sisi  Madura  yang  dimaksud  dalam  kajian  ini  adalah  mulai  Sta  0+050  s/d  Sta 6+000. Pada lokasi tersebut kondisi permukaan tanah bervariasi antara dataran rendah dan perbukitan,  sehingga  jalan  akses  tersebut  pada  daerah  dataran  rendah  dibuat  diatas timbunan,  sedangkan  pada  dataran  tinggi  jalan  berada  pada  daerah  galian.  Pada penenelitian  terdahulu  disebutkan  jenis  tanah  pada  lokasi  tersebut  banyak  mengandung monmorilinite, sehingga dikhawatirkan berpotensi terjadi kembang susut pada tanah lokasi tersebut. Dan hal tersebut mempunyai konsekuensi terhadap bentuk perkuatan konstruksi jalan akses tersebut. Kajian ini bermaksud meneliti kembali sejauh mana potensi kembang susut  pada  tanah    tersebut,  sehingga  diharapkan  dapat  menjadi  pertimbangan  untuk membuat  desain  jalan  yang  lebih  hemat.  Dari  kajian  yang  telah  dilakukan  disimpulkan bahwa  unsur  monmorilonite  yang  ada  pada  tanah  tersebut  telah  terkomposit  dengan material  lain  (tersementasi)  dan  menjadi  bersifat  material  lain,  sehingga  sifat  kembang- susutnya  relatif  kecil.  Dan  sifat  kembang  susut  yang  relatif  kecil  tersebut  telah  juga terbukti di laboratorium dengan tes swelling.
Kata Kunci: Kajian Tanah, Tanah Ekspansif, Jembatan Suramadu

## 1. PENDAHULUAN
Kajian  tanah  ruas  jalan  akses  jembatan Suramadu  sisi  Madura  Proyek  Pembangunan Jembatan  Suramadu  (PPJS)  ini  dilakukan guna  mengetahui  sifat  dan  karakteristik tanah dasar pada lokasi ruas jalan tersebut. Ruas  jalan  akses  sisi  Madura  yang  dimaksud dalam  penyelidikan  tanah  ini  adalah  mulai Sta 0+050 s/d Sta 6+000.
Pada  ruas  tersebut  sebagian  badan  jalan berada  daerah  galian (cutting) yaitu  mulai Sta 0+050 s/d Sta 1+700 dan sebagian badan jalan  merupakan  timbunan  yaitu  mulai  Sta 1+700 s/d Sta 6+000.
Selanjutnya penyelidikan  ini  lebih  difokuskan  pada  ruas jalan  yang  berada  di  daerah  galian  yaitu pada  ruas  mulai  Sta  0+050  s/d  Sta  1+700. Hal tersebut disebabkan karena pada daerah tersebut  ditengarai  tanah  dasarnya  bersifat ekspansif, sehingga perlu dikaji lebih lanjut mengenai  konstruksi  badan  jalan  dan konstruksi perkuatan lerengnya.
Kajian tanah pada ruas jalan akses jembatan Suramadu  sisi  Madura  Proyek  Pembangunan Jembatan  Suramadu  (PPJS)  ini  bertujuan
untuk  mengetahui  jenis  dan  karakteristik tanah dasar pada ruas jalan akses jembatan Suramadu  sisi  Madura  mulai  Sta  0+050  s/d Sta  6+000.  Mendapatkan  rekomendasi mengenai  konstruksi  badan  jalan  dan konstruksi perkuatan lereng khususnya pada badan  jalan  yang  berada  pada  daerah galian.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Tanah  ekspansif  adalah  jenis  tanah  yang mudah mengalami perubahan volume akibat adanya perubahan kadar air dalam pori-pori tanah.  Bila  kadar  air  dalam  pori  tanah meningkat volume tanah akan mengembang, dan  bila  kadar  air  tanah  berkurang sebaliknya tanah akan menyusut.
Hal  tersebut  disebabkan  oleh  sifat  dasar molekul jenis tanah yang membentuk dipol- dipol sehingga  mempunyai  kemampuan untuk  mengikat  molekul  air  yang sangat besar. Jenis tanah yang mempunyai molekul dengan sifat tersebut umumnya adalah jenis tanah  lempung  dengan  salah  satu  partikel
dasarnya  yang  bersifat  demikian  adalah jenis monmorilonite .
Di  lapangan,  akibat  adanya  kembang  susut pada  tanah  ekspansif  tersebut,  maka menyebabkan  kerusakan  struktur  bangunan yang berada diatasnya misalnya jalan, lantai rumah dll. Sehingga diperlukan disain khusus pada dasar struktur bangunan tersebut, agar terhindar  dari  kerusakan  yang  mungkin ditimbulkan oleh tanah ekspansif tersebut.
Untuk  mengetahui  potensi  kembang-susut suatu  jenis  tanah,  metode  umum  yang digunakan  adalah  dengan  dilakukan  uji laboratorium  Indeks  Plastisitas  untuk  diplot pada Placticity  Chart ,  dicari  tingkat keaktifannya,  tes  tekanan  kembang  susut, dan uji kandungan mineral (misal dengan X- Ray Difraction ).
Dari penyelidikan tersebut diatas ditentukan apakah  tanah  pada  suatu  lokasi  merupakan tanah ekspansif atau tidak. Dan hal tersebut akan  menentukan  bentuk  konstruksi  yang berada  diatasnya,  agar  tidak  terjadi kerusakan  yang  diakibatkan  oleh  tanah ekspansif.

## 3. METODE PENELITIAN 3.1. Studi Pendahuluan
Pada  tahap  studi  pendahuluan  ini  dilakukan studi  terhadap  data  yang  telah  ada  yaitu data  Laporan  Kajian  Tanah  Ekspansif  Ruas Jalan  Akses  Sisi  Madura  yang  dibuat  oleh
Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Bandung Departemen Permukiman  dan  Prasarana  Wilayah.  Selain itu  dilakukan  pula  penggalian  informasi lainnya yang didapatkan dari diskusi dengan pihak-pihak penyelenggara Proyek Pembangunan Jembatan Suramadu (PPJS).

## 3.2. Penyelidikan Lapangan
Penyelidikan lapangan ini meliputi:
 Survey lapangan
 Pengambilan  sample  lapangan  dengan Tes Pit
 Tes CBR lapangan dengan DCPT

## 3.3. Penyelidikan Laboratorium
Penyelidikan laboratorium ini meliputi:  Test  CBR  Laboratorium  (SNI  03-1744-
1989)
 Tes ‘Swelling’ (SNI 03-1744-1989)
 Tes Batas Cair (SNI 03-1967-1990)  Tes Batas Plastis (SNI 03-1966-1990)
 Tes  gradasi  butiran  (Tes  Ayakan  dan Hydrometer) (SNI 03-3423-1994)
 Tes Triaksial UU ( SNI 03-4813-1998)

## 3.4. Kesimpulan dan saran
Pada  tahap  ini  dilakukan  analisa  terhadap data  lapangan,  laboratorium,  dan  data  dari laporan  terdahulu,  untuk  kemudian  diambil kesimpulan  dan    rekomendasi  konstruksi badan jalan.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Studi Pendahuluan
Dari hasil laporan studi sebelumnya (Puslitbang Jalan, 2004) diketahui hal-hal sebagai berikut :
a. Stratigrafi. Stratigrafi daerah sisi Madura dibagi  menjadi  4  (empat)  satuan  batuan utama, yaitu: Top Soil (tanah permukaan),  Satuan  Aluvium  (Qa), Satuan  Batupasir  Gampingan,  Satuan Batugamping Terumbu, Satuan Serpih b. Sebaran horisontal batuan penyusun ruas jalan. Sebaran horizontal batuan penyusun  ruas  jalan  akses  sisi  Madura (Sta. 0+000 – Sta.11+500) adalah sebagai berikut :
 Sta. 0+000 – Sta. 0+875 Serpih (daerah cut/galian)
 Sta.  0+875 – Sta.  1+200  Batugamping Terumbu (daerah cut/galian)
 Sta. 1+200 – Sta. 1+750 Batupasir Gampingan (daerah cut/galian)
 Sta. 1+750 – Sta. 3+100 Top Soil
 Sta. 3+100 – Sta. 11+500 Material
Timbunan
c. Pengujian  tingkat  keaktifan  fraksi  tanah pada permukaan (keaktifan thd kembang susut  tanah). Dengan  menggunakan rumusan  Skempton  (1953),  dinyatakan oleh Puslitbang (2004) bahwa jalan akses sisi Madura pada Sta. 0+000 – Sta. 0+500 berada  dalam  rentang  keaktifan  normal, sedangkan  di  sekitar  Sta.  0+735 menunjukkan sifat yang aktif.
d. Pengujian X-Ray Diffraction. Pengujian X- Ray  Diffraction  menunjukkan  bahwa deposit  serpih  pada  Sta.0+000  tidak mengandung  montmorillonite,  sedangkan

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
pengujian  terhadap  contoh  serpih  yang diambil  dari  Sta  0+500  dan  Sta  0+735 menunjukkan adanya kandungan montmorillonite  yang signifikan,  yaitu berturut-turut sebesar 21,25% dan 22%.
e. Pengeplotan  LL  dan  PI  pada  Plasticity Chart USCS.  Pengeplotan  LL dan  PI  pada Plasticity Chart USCS yang dikembangkan oleh  Casagrande  (1932)  menunjukkan bahwa deposit serpih pada daerah kajian seluruhnya  berada  di  atas  Garis  A sehingga  dapat  digolongkan  sebagai lempung  inorganik  dengan  plastisitas tinggi  atau  ‘CH’.  Tanah  golongan  ini dipertimbangkan memiliki
potensi bersifat ekspansif.
f. Klasifikasi  tanah  ekspansif  dengan metode  Chen  (1965).  Klasifikasi tanah ekspansif  dengan  menggunakan  fraksi lolos saringan No. 200 dan batas cair (LL) dari  pengujian  batas-batas  Atterberg serta  nilai  N  SPT  dikembangkan  oleh Chen (1965) menunjukkan deposit serpih pada  daerah  akses  Suramadu  ini termasuk kedalam  zona derajat  ekspansi sangat tinggi.
g. Potensi  pengembangan  dengan  metode Seed  et  al. (1962).  Seed  et  al.  (1962) mengembangkan  korelasi  antara  potensi pengembangan  dengan  tingkat  keaktifan dan  fraksi  lempung  untuk  suatu  tanah remasan (remolded  soil) .  Merujuk  pada kriteria ini,  deposit serpih daerah kajian sebagian besar memiliki potensi pengembangan  yang  tinggi  s/d  sangat tinggi.
h. Hubungan ekspansif soil dengan perencanaan  tebal  perkerasan.  Untuk daerah  kajian  ini  kehilangan  tingkat pelayanan akibat
perilaku tanah ekspansif  yang  harus  diantisipasi  pada perkerasan jalan adalah sebesar 0,63.
i. Stabilitas  Lereng.  Analisis  stabilitas terhadap  lereng cutting rencana  yang terdapat  pada  gambar original  design , menunjukkan  bahwa  lereng  tersebut stabil  (FOS>1,5)  dengan  ketinggian cutting sekitar 6,0 meter.

## 4.2. Penyelidikan Lapangan
Dari pengamatan lapangan dan studi pendahuluan diketahui bahwa :
 Rencana Jalan akses Suramadu berada di daerah galian pada Sta 0+050 s/d 1+700.
 Rencana Jalan akses Suramadu berada di daerah  dataran  atau  timbunan  pada  Sta 1+700 s/d 11+500.
 Tanah  dasar  jalan  umumnya  merupakan tanah serpih yang relatif keras (dgn daya dukung  tinggi)  karena  telah  mengalami proses sementasi. Khusus pada Sta 0+375 s/d  )  0+750  kekerasan  batuan  serpihnya relatif lebih rendah dari daerah lainnya.
 Pada  lokasi  setelah  Sta  2+500  pada permukaan  dijumpai  tanah  dasar  berupa tanah lempung.
 Dijumpai lereng galian tanah di lapangan yang  mulai  Sta  0+050  s/d  Sta  1+500  ada sejak tahun ± 2003 dan telah terekspose selama  ±  2  tahun  masih  dalam  kondisi stabil  dan  tidak  mengalami  kelongsoran. Juga  terlihat  adanya  sedikit  bukti gerusan-gerusan kecil akibat air hujan di permukaan lereng.
 Batuan dasar umumnya berupa limestone atau berupa clay stone (shale) yang telah tersementasi, berwarna coklat terang.
 Daerah lokasi akses Suramadu sisi Madura merupakan  dataran tinggi, dan berbukit, sehingga  kemungkinan  banjir  dapat dihindari dengan
adanya saluran pematusan yang berfungsi baik.
 Penyelidikan  CBR  Lapangan  dengan menggunakan  DCPT  menujukkan  hasil yang  berkisar  antara    3%  s/d  62%  hanya untuk lapisan di permukaan setebal rata- rata  10  s/d  20  cm.  Lapisan  di  bagian bawahnya  memberikan  harga  CBR  yang jauh lebih besar karena sifat batuan yang keras (alat DCPT tidak dapat masuk lagi) jadi  untuk  perkerasan  jalan, CBR  dapat digunakan CBR batuan yang keras dengan catatan  bahwa  lapisan  tanah  tipis dipermukaan  dibuang  atau  terlebih dahulu dipadatkan.

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X

## 4.3. Penyelidikan Laboratorium
Hasil Penyelidikan Laboratorium menunjukkan hal-hal, sebagai berikut:
1. Daya  dukung  tanah  cukup  tinggi,  hai  ini dapat  ditunjukkan  dari  hasil  tes  CBR laboratorium  dari  contoh  tanah  dari  Sta 0+500. Nilai CBR nya adalah:
 untuk  sample  yang  tidak  direndam (unsoaked), CBR =37,4%
 untuk sample yang direndam (soaked), CBR =19,8%
Sebagai  catatan,  sample yang  digunakan untuk uji CBR laboratorium di atas adalah sample tanah yang tidak asli, yaitu telah ditumbuk  dan  dipadatkan  kembali sesuai kepadatan  optimumnya.  Jadi  nilai  CBR sesungguhnya  di  lapangan  diperkirakan jauh  lebih  besar  karena  tanahnya  masih asli dalam bentuk batuan serpih.
2. Hasil uji batas cair dan batas plastis dari fraksi  tanah  yang  lolos  ayakan  No.  40 menunjukkan angka sebagai berikut:
 untuk Sample Sta 0+500
- Batas Cair, Liquid Limits (LL) = 51,5
% - Batas Plastis, Plastic Limits
(PL)=16,0 %
- Indek  Plastis,  Plasticity  Indeks (PI)=35,5%
 untuk Sample Sta 1+500
- Batas  Cair,  Liquid  Limits  (LL)  = 53,2%
- Batas  Plastis,  Plastic  Limits  (PL)  = 17,3 %
- Indek  Plastis,  Plasticity  Indeks  (PI) =35,9%
Gambar 1. Plasticity Chart for USCS
Pengeplotan  pada  Plasticity  Chart  USCS menunjukkan tanah berada pada perbatasan  antara  Clay  low  Plasticity (CL)  dengan  Clay  High  Plasticity  (CH). Yang perlu menjadi catatan disini adalah bahwa  nilai  batas-2  plastisitas  ini dominan  disebabkan oleh  mineral dasarnya  yaitu  lempung.  Karena  sampel untuk  tes  ini  perlu  dihancurkan  terlebih dahulu  dengan  cara  ditumbuk.  Keadaan dilapangan  kandungan  lempung  dalam sampel  tanah  ini  telah  saling  terikat akibat  proses  sementasi  alam,  sehingga tanah  asli  yang  sudah  berbentuk  batuan praktis lebih stabil.
3. Setelah direndam selama 24 jam, sample tanah  tetap  tegar,  tidak  hancur  atau “mrotol”.  Pada  tanah  telah  terjadi sementasi  alam  yang  cukup  kokoh, sehingga tanah yang berasal dari endapan tersebut  telah  menjadi  batuan  sedimen yang  “irreverseable”,  tidak  dapat kembali  lagi  menjadi  tanah  apabila direndam dalam air saja. Terbukti bahwa adanya  air  tidak  dapat  segera  merubah batuan menjadi tanah kembali.
4. Sample  yang  berupa  batuan  atau  serpih dapat  menjadi  fraksi  yang  lebih  kecil, hanya  bila  dihancurkan  secara  mekanis (ditumbuk).
5. Potensi Swelling (berdasar Atterberg dan kandungan  Clay)  dari  fraksi  tanah  yang telah ditumbuk adalah pada batas antara “sedang” dan “Tinggi”.
Tingkat Keaktifan = IP / (%partikel<0,002mm) = 35,5% / 17,7% = 2,0 Fraksi lempung = 20% (dari Tes Gradasi Butiran) Gambar 2. Potensi Swelling Fraksi Tanah 0 1 2 3 4 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fraksi lempung (%) T in g k a t K e a k ti fa n Sangat Tinggi Sedang Tinggi Rendah Potensi Pengembangan 25% Potensi Pengembangan 5%
Potensi Pengembangan 1.5%

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
Ini  adalah  potensi  dari  fraksi  tanahnya. Pada  kenyataan  di  lapangan,  tanah  asli yang  sudah  berbentuk  batuan  praktis tidak  memiliki  daya  kembang-susut  yang berarti.
6. Test  Swelling  dari  fraksi  tanah  yang sudah  ditumbuk  menunjukkan  bahwa tingkat  swelling  maksimum  adalah sebesar 0,86% (Rendah).

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Tanah  dasar  dalam  kondisi  asli  masih mempunyai  daya  dukung  yang  tinggi, walaupun telah terendam dengan air.
2. Walaupun  pada fraksi tanahnya dijumpai kandungan  mineral  tanah  dengan  sifat kembang-susut yang besar (montmorillonite), pada kenyataannya di lapangan  kandungan  tersebut  di  banyak lokasi  telah  terikat  secara  tersementasi alamiah  batuannya.  Pengaruh  air  dan rendaman  ternyata  tidak  menyebabkan tanah  batuan  tersebut  menjadi  bersifat “aktif” (kembang-susut). Jadi pada kasus ini, kembang-susut tanah bukanlah faktor yang dominan. Apalagi bila kemungkinan genangan oleh air hujan dapat dihindari.
3. Bila  dibuat  sistem  drainase  permukaan yang cukup baik, untuk melindungi tanah dasar  lereng  dan  tanah  dasar  pondasi jalan  (Subgrade),  maka  tidak  perlu  lagi dilakukan  perbaikan  tanah  dasar.  Tanah aslinya sudah cukup kuat dan stabil.
4. Perkerasan  jalan  pada section 0+050 s/d 1+700  dapat  langsung  dibangun  di  atas tanah asli tanpa adanya urugan perbaikan / pilihan. Pada bagian-bagian yang tidak
langsung menumpu di atas batuan/serpih,  tanah  dasar  yang  relatif tipis  dipermukaan  supaya  dipadatkan lebih dahulu.
5. Penanggulangan  erosi  permukaan  pada daerah  lereng  cukup  dengan  gebalan rumput  atau  ditutupi  jenis  tanaman menjalar  lainnya.  Selain  itu  ditepi  atas tebing  pada  bagian  yang  mendatar supaya  dibuatkan  saluran  agar  aliran  air tidak  mengalir  melewati  lereng  dalam jumlah besar (“nggrojog”). Dasar saluran tersebut  sebaiknya  diberi  lapisan  batu kali  atau  pasangan  bata  yang  diberi  alas geomembrane  untuk  menjamin  bahwa nantinya bila pada dinding saluran terjadi retak  tidak  akan  terjadi  rembesan  air dari  dalam  saluran  ke  tanah  di sekitarnya.
Jadi
air tidak akan mengganggu lereng galian.

## DAFTAR PUSTAKA
Acuan yang digunakan dalam penyusunan paper ini adalah sebagai berikut :
Puslitbang Prasarana Jalan (2004), “Kajian tanah ekpansif pada jalan akses sisi Madura”.
Laboratorium Uji Material Prodi D-3 Teknik Sipil FTSP-ITS (2005), “Laporan Penyelidikan Tanah Jalan Akses Jembatan Suramadu Sisi Madura”.
Mochtar I.B, et. all (2005), “Kajian Tanah Jalan Akses Jembatan Suramadu Sisi Madura, Studi Kasus : KM 0+050s/d KM 6+000“.