## POTENSI EKSPANSIF PADA TANAH RESIDUAL DENGAN ATTERBERG LIMIT DAN
X-RAY DIFFRACTION TEST UNTUK WILAYAH JAKARTA DAN SEKITARNYA
Evelyn 1 dan Chaidir A. Makarim 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: wijaya.evelyn@rocketmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: chaidir@untar.ac.id

## ABSTRAK
Tanah residual adalah tanah yang mengalami perubahan secara fisika dan kimia serta pengendapan pada tempat aslinya. Tanah ini kerap dikaitkan dengan potensi ekspansif yang dapat menyebabkan kerugian besar terutama pada infrastruktur di Indonesia. Sifat ekspansif perlu diantisipasi dengan pengujian tanah sebelumnya. Pengujian Atterberg Limit serta X-Ray Diffraction , menghasilkan nilai indeks plastisitas dan kandungan mineral yang dapat  digunakan sebagai acuan analisa potensi ekspansif pada tanah. Pada penelitian ini pengujian dilakukan untuk mengetahui potensi ekspansif pada tanah residual di Jakarta dan  sekitarnya,  juga  untuk  mengetahui  korelasi  padanan  antara  nilai  indeks  plastisitas  dengan kandungan  mineral  montmorillonite.  Hasilnya  dijumpai  sampel  dengan  nilai  indeks  plastisitas  yang tinggi  tanpa  mineral  montmorillonite  di  dalamnya,  sebaliknya  dengan  keberadaan  kaolinite  yang terdapat pada sampel dengan nilai IP yang tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa keberadaan nilai indeks plastisitas  yang  tinggi  tidak  selalu  bersamaan  dengan  kehadiran  mineral  montmorillonite.  Selain  itu, mineral kaolinite yang kerap dikaitkan dengan keberadaan potensi ekspansif sesungguhnya bukanlah mineral  penyebab  ekspansif.  Kaolinite  hanya  dapat  menjadi  indikator  nilai  indeks  plastisitas  yang tinggi, namun bukan sebagai acuan sifat ekspansif, melainkan montmorillonite memiliki nilai aktivitas tinggi.  Sebagai  contoh  diberikan  analisa  runtuhnya  struktur  pada  salah  satu  underpass  Bandara Internasional  Soekarno  Hatta,  Tangerang.  Kerusakan  struktur  akibat  sifat  ekspansif,  dan  keberadaan muka air tanah yang terlalu tinggi tidak hanya dapat merusak struktur bangunan, namun juga memakan korban jiwa.
Kata kunci : tanah residual, potensi ekspansif, atterberg limit test, x-ray diffraction

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  sebagai  negara  yang  banyak  memiliki  gunung  berapi,  menghasilkan  tanah  hasil  pelapukan  muntahan gunung berapi yang keseluruhan proses terjadi di tempat aslinya. Tanah ini disebut tanah residual. Tanah residual ini kerap  disebut  sebagai  tanah  yang  memiliki  potensi  ekspansif,  dimana  ekspansif  merupakan  sifat  tanah  yang dapat mengembang serta menyusut seiring perubahan kadar air tanah. Hal ini dapat menimbulkan resiko kerusakan pada struktur di atasnya.
Penelitian  mengenai  batas  cair  ( liquid  limit )  dan  batas  plastis  ( plastic  limit )  menunjukkan  nilai  indeks  plastisitas, dimana nilai ini telah umum menjadi parameter potensi swelling (mengembang). Selain itu, kandungan mineral dalam tanah juga dapat menjadi parameter dalam menentukan jenis tanah. Kaolinite, illinite, dan montmorillonite adalah tiga mineral  yang  menjadi  indikator  penyebab  potensi  ekspansif  pada  tanah.  Dari  ketiga  mineral  itu,  montmorillonite dipercaya sebagai mineral utama yang menyebabkan suatu tanah memiliki sifat ekspansif.
Namun  pada  kenyataannya,  terkadang  dijumpai  tanah  residual  yang  memiliki  nilai  indeks  plastisitas  tinggi,  tetapi tidak memiliki satu pun dari mineral penyebab ekspansif. Hal ini menunjukkan bahwa potensi ekspansif pada tanah tidaklah  selalu  bergantung  kepada  kandungan  ketiga  mineral  di  atas.  Pun  dapat  diperkirakan  bahwa  nilai  indeks plastisitas bisa jadi tidak dapat menjadi parameter utama dalam penentuan potensi ekspansif yang absolut pada suatu tanah.
Di dalam penelitian ini, akan dilakukan penelitian terhadap sampel tanah residual di wilayah Jakarta dan sekitarnya. Penelitian  akan  menghasilkan  data  berupa  nilai  indeks  plastisitas  dari  pengujian Atterberg  Limit dan  kandungan mineral dari pengujian X-Ray Diffraction pada masing-masing sampel. Seluruh data tersebut kemudian diharapkan dapat memaparkan potensi sifat ekspansif pada tanah residual di Jakarta dan sekitarnya. Adapula hubungan korelasi antara nilai indeks plastisitas dan kandungan mineral akan dibahas dalam penelitian ini.
Potensi Ekspansif pada Tanah Residual dengan Atterberg Limit dan X-Ray Diffraction Test untuk Wilayah Jakarta dan Sekitarnya

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Tanah secara umum didefinisikan sebagai agregat yang tidak tersementasi, bersifat loose (terberai), dengan mengalami pelapukan  secara  fisika  dan  kimia.  Berdasarkan  proses  pembentukannya,  tanah  dibagi menjadi  tanah sedimen  dan tanah residual. Tanah residual adalah tanah yang mengalami pelapukan dan pengendapan di atas batuan induknya. Pembentukan tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor penentu tanah seperti batuan induk, iklim, topografi, organisme, dan waktu. Jika hasil pelapukan masih berada di tempat asalnya, disebut residual soil . Tanah residual adalah hasil pelapukan ( weathering ) setempat pada batuan dasar. Pelapukan ini berjalan baik secara fisik maupun kimiawi, dengan akibat batuan tersebut diubah sifatnya sampai akhirnya menjadi tanah (Wesley, 1998).
Tanah ekspansif merupakan salah satu jenis tanah yang ada berdasarkan perubahan strukturnya. Yang dimaksud tanah ekspansif adalah tanah yang bisa mengalami perubahan volume akibat perubahan kadar air dalam tanah. Terdapat dua faktor  utama  yang  perlu  diindentifikasi  sebelumnya  dalam  menentukan  karakteristik  potensial  menyusut  – mengembang dalam sebuah proyek ataupun gedung ataupun sebuah jalan tol, yaitu parameter tanah yang mengacu kepada  sifat  ekspansif  atau  menyusut  –  mengembang,  dan  kondisi  lingkungan  yang  dapat  berkontribusi  dalam perubahan kandungan di dalam tanah tersebut (Nelson & Miller, 1992).
Pendorong potensi ekspansif pada tanah dapat berasal dari karakteristik tanah yang mempengaruhi sifat dasar medan gaya internal, dapat pula oleh faktor lingkungan yang mempengaruhi perubahan yang mungkin terjadi pada sistem gaya internal (internal force system) , serta keadaan stres. Mineral dalam tanah menjadi penyebab yang dapat dikatakan sebagai penyebab utama. Potensi mengembang tersebut diperoleh dari besarnya activity (Ac), yang didapat dengan persamaan yang dikemukakan oleh Skempton sebagai berikut:
Aktivitas (Ac) = PI c − 10
Keterangan:
c : Presentase fraksi lempung  < 0.001 Ac > 1.25 : Tanah bersifat aktif dan ekspansif 0.75 < Ac < 1.25 : Tanah digolongkan normal Ac < 0.75
: Tanah digolongkan tidak aktif
Adapula  hubungan  mineral  dengan  aktivitas  tanah  telah  diteliti  oleh  Skempton  dan  Mitchell,  seperti  pada  tabel  di bawah ini.
Tabel 1. Hubungan Mineral dengan Aktivitas Tanah (Skempton and Mitchell, 1976) Mineral Aktivitas Na-Montmorillonite 4 – 7 Ca-Montmorillonite 1.5 Illite 0.5 – 1.3 Kaolinite 0.3 – 0.5 Halloysite (dehydrated) 0.5 Halloysite (hydrated) 0.1 Attapilgite 0.5 – 1.2 Allophane 0.5 – 1.2 Mica 0.2 Calcite 0.2 Quartz 0
Dari tabel di atas, Skempton dan Mitchel menjelaskan bahwa untuk aktivitas yang lebih besar dari 1.25 digolongkan aktif  dan  sifatnya  ekspansif,  aktivitas  antara  0.75  –  1.25  digolongkan  normal,  sedangkan  yang  kurang  dari  0.75 digolongkan tidak aktif.
Parameter indeks plastisitas (IP) yang tinggi pun sering dikaitkan dengan potensi ekspansif. Di bawah ini tabel yang menunjukkan batas nilai IP terhadap potensi ekspansif pada tanah.
a. Kriteria Raman
Tabel 2. Kriteria Tanah Ekspansif Berdasarkan PI dan SI (Raman, 1967 dalam Das, 1995)
b. Kriteria Chen
Tabel 3. Kriteria Pengembangan Berdasarkan PI (Chen, 1988 dalam Das, 1995)
c. Kriteria Snethen
Tabel 4. Klasifikasi Potential Swelling (Snethen et. al, 1977 dalam Das, 1995) LL (%) PI (%) Potential Swelling (%) Potential Swelling Classification >60 >35 >1.5 High 50 – 60 25 - 35 0.5 – 1.5 Medium <50 <25 <0.5 Low

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian terhadap potensi ekspansif pada tanah residual dimulai dengan pengambilan 13 sampel tanah ( disturbed ) di wilayah Jakarta dan sekitarnya. Jumlah banyaknya tanah untuk setiap sampel diambil secukupnya sesuai dengan keperluan  pengujian Atterberg  Limit dan X-Ray  Diffraction .  Sampel  tanah  masing-masing  dimasukkan  ke  dalam kantong plastik kedap udara dan disimpan sementara di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Tarumanagara.
Setelah  sampel  tanah  terkumpul,  dilakukan  tahap  pengujian Atterberg  Limit di  Laboratorium  Mekanika  Tanah Universitas  Tarumanagara. Atterberg  Limit adalah  sebuah  pengujian  untuk  memperoleh  nilai  indeks  plastisitas. Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat Cassagrande , dengan ketentuan mengikuti standar ASTM.
Sampel  dengan  nilai  plastisitas  yang  tinggi  (lebih  dari  30%)  kemudian  dilakukan  pengujian X-Ray  Diffraction di laboratorium  milik  Perusahaan  Sucofindo.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk  menunjukkan  kandungan  mineral  yang terkandung di dalam setiap sampel tanah tersebut. Data-data yang diperoleh dari kedua pengujian di atas kemudian dianalisa untuk masing-masing sampel.

## 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN

## Sampel Pengujian
Sampel tanah berjumlah 13 sampel distureb (terganggu), dengan daftar lokasi sampel seperti di bawah ini.
1. Jakarta Pusat – nama sampel “TVRI 1” (seberang Menara TVRI)
2. Jakarta Pusat – nama sampel “TVRI 2” (seberang Menara TVRI)
3. Fatmawati, Jakarta Selatan – nama sampel “Fatmawati” (tanah urug untuk taman Gedung M, UNTAR 1)
4. Tanjung Priok, Jakarta Utara – nama sampel “Tanjung Priok” (wilayah tanah reklamasi)
5. Jababeka, Cikarang, Bekasi – nama sampel “Jababeka” (wilayah industri pabrik di Jababeka)
6. Meikarta, Cikarang, Bekasi – nama sampel “Meikarta” (wilayah proyek Meikarta)
7. Delta Mas, Cikarang, Bekasi – nama sampel “Delta Mas” (depan Sakura Hotel)
8. Jatiasih, Bekasi – nama sampel “Jatiasih” (komplek perumahan di Jatiasih)
9. Parung, Bogor, Jawa Barat – nama sampel “Parung Bogor” (di bawah kaki Gunung Sindur)
10. Sentul, Jawa Barat – nama sampel “Sentul” (wilayah proyek PUSDIKLAT Buddha)
Plasticity Index (%) Shrinkage Index (%) Degree of Exapansion <12 <15 Low 12 – 23 15 – 30 Medium 23 – 30 30 – 40 High >30 >40 Very High Plasticity Index (%) Swelling Potential 0 – 15 Low 10 – 35 Medium 20 – 35 High >35 Very High
Potensi Ekspansif pada Tanah Residual dengan Atterberg Limit dan X-Ray Diffraction Test untuk Wilayah Jakarta dan Sekitarnya
11. Bandara  Internasional  Soekarno  Hatta,  Tangerang  –  nama  sampel  “Soetta  1”  (Jl.  Parameter  Selatan, underpass bandara, tanah bagian atas)
12. Bandara  Internasional  Soekarno  Hatta,  Tangerang  –  nama  sampel  “Soetta  2”  (Jl.  Parameter  Selatan, underpass bandara, tanah bagian bawah)
13. Bandara  Internasional  Soekarno  Hatta,  Tangerang  –  nama  sampel  “Soetta  3”  (Jl.  Parameter  Selatan, underpass bandara, tanah bagian longsor)

## Analisa Potensi Ekspansif
Pengujian Atterberg Limit dilakukan untuk seluruh sampel, lalu sampel dengan nilai indeks plastisitas mendekati dan atau di atas 30% dilakukan pengujian X-Ray Diffraction (XRD). Juga dilakukan pengujian XRD untuk ketiga sampel yang diperoleh dari underpass bandara untuk keperluan analisa keruntuhan. Penulis memakai Kriteria Chen sebagai acuan kategori menurut nilai IP, serta kandungan mineral pada masing-masing sampel yang diuji. Di bawah ini tabel hasil rekapitulasi dari kedua pengujian.
Tabel 5. Tabel Rekapitulasi Hasil Pengujian Sampel Tanah
Nama Sampel Indeks Plastisitas Swelling Potential menurut IP (Chen, 1988) Kandungan Mineral TVRI 1 28.1446 High Kaolinite (34%), Rhodochrosite (5%), Hematie (10%), Magnetite (20%), Goethite (13%), Albite (7%), Quartz (11%) TVRI 2 34.8529 High Kaolinite (27%), Rhodochrosite (5%), Hematie (9%), Magnetite (9%), Goethite (15%), Albite (8%), Quartz (27%) Fatmawati 33.6392 High Kaolinite (29%), Rhodochrosite (4%), Hematie (9%), Calcite (4%), Magnetite (18%), Goethite (14%), Albite (6%), Quartz (16%) Tanjung Priok 37.0379 Very High Kaolinite (10%), Rhodochrosite (9%), Hematie (5%), Calcite (8%), Albite (7%), Quartz (61%) Jababeka 46.5020 Very High Montmorillonite (11%), Kaolinite (9%), Calcite (Trace), Albite (Trace), Quartz (80%) Meikarta 45.3435 Very High Montmorillonite (12%), Kaolinite (8%), Calcite (Trace), Albite (Trace), Quartz (80%) Delta Mas 66.9587 Very High Montmorillonite (16%), Kaolinite (10%), Calcite (Trace), Albite (Trace), Quartz (75%) Jatiasih 15.2539 Medium - (tidak diuji) Parung Bogor 21.3851 Medium – High - (tidak diuji) Sentul 19.5562 Medium - (tidak diuji) Soetta 1 21.7511 Medium – High Montmorillonite (7%), Kaolinite (5%), Rhodochrosite (5%), Calcite (4%), Cristobalite (26%), Albite (26%), Quartz (27%) Soetta 2 24.0813 Medium – High Montmorillonite (10%), Kaolinite (6%), Hematie (5%), Rhodochrosite (5%), Calcite (5%), Cristobalite (25%), Albite (25%), Quartz (19%) Soetta 3 29.1106 High - (tidak diuji)
Berdasarkan hasil pengujian Atterberg Limit dan X-Ray Diffraction yang telah dilakukan, maka dapat dianalisa potensi ekspansif  dimiliki  oleh  masing-masing  sampel  dengan  besar  potensi  yang  berbeda-beda.  Analisa  potensi  pada penelitian  ini  hanya  mengacu  kepada  dua  indikator,  yaitu  nilai  indeks  plastisitas  dan  keberadaan  mineral montmorillonite. Maka tanah yang tidak memiliki mineral montmorillonite dianggap tidak memiliki potensi ekspansif sama sekali.
Tanah dengan kategori “medium” serta memiliki kandungan montmorillonite mengindikasikan potensi yang swelling yang  rendah.  Tanah  dengan  kategori  “high”  serta  memiliki  kandungan  montmorillonite,  mengindikasikan  adanya potensi swelling yang  menengah.  Tanah  dengan  kategori  “very  high”  serta  memiliki  kandungan  montmorillonite, mengindikasikan adanya potensi swelling yang tinggi.
Apabila  dilihat  dari  analisis  di  atas,  maka  didapati  potensi  ekspansif  pada  masing-masing  sampel  adalah  sebagai berikut :
1. Kategori Tidak Ada Potensi Ekspansif : TVRI 1, TVRI 2, Fatmawati, Tanjung Priok, Jatiasih, Parung, Sentul
2. Kategori Potensi Ekspansif  Rendah : Soetta 1, Soetta 2
3. Kategori  Potensi  Ekspansif    Menengah  :  Soetta  3  (asumsi  hasil  XRD  menyerupai  hasil  sampel  Soetta  1  dan Soetta 2)
4. Kategori Potensi Ekspansif  Tinggi : Jababeka, Meikarta, Delta Mas
Berdasarkan hasil pengujian pun dapat dilihat bahwa nilai indeks plastisitas yang tinggi tidak selalu dijumpai mineral montmorillonite, namun selalu memiliki kaolinilte di dalamnya.
Di  bawah  ini  adalah  gambar  yang  memperlihatkan  hubungan  nilai  indeks  plastisitas  dengan  keberadaan  mineral montmorillonite dan kaolinite pada masing-masing sampel.
Gambar 1. Hubungan Indeks Plastisitas, Montomorillonite, dan Kaolinite pada Sampel Tanah
Berdasarkan gambar di atas, diperoleh pengertian bahwa bersamaan dengan nilai indeks plastisitas yang tinggi selalu ditemukan mineral kaolinite, namun lain halnya dengan mineral montmorillonite. Ini menunjukkan bahwa korelasi atau hubungan nilai IP sejajar dengan mineral kaolinite, namun berbeda dengan montmorillonite yang tidak selalu berada di tanah yang memiliki IP tinggi.

## Contoh Kasus Kegagalan Konstruksi pada Tanah Ekspansif dengan Analisa Pemograman Plaxis 8.2
Tanah  ekspansif  telah  banyak  menimbulkan  masalah  kerusakan  struktur  di  berbagai  tempat,  tak  terkecuali  di Indonesia. Salah satu contoh adalah kasus longsor pada salah satu underpass Bandara Internasional Soekarno Hatta, pada tanggal 5 Februari 2018 pukul 17.20 WIB.
Salah satu kegagalan struktur yang terjadi di Tangerang, tepatnya pada Kilometer 8 +6/7, Jalan Parameter Selatan ini sampai memakan korban serta sebuah kendaraan yang rusak berat. Berikut adalah gambar yang menunjukkan gambar lokasi sebelum longsor.
0 10 20 30 40 50 60 70 TVRI 1 TVRI 2 Fatmawati Tanjung Priok Jababeka Meikarta Delta Mas Jatiasih Bekasi Parung Bogor Sentul Soetta 1 Soetta 2 Soetta 3 Montmorillinite Kaolinite Nilai IP
Potensi Ekspansif pada Tanah Residual dengan Atterberg Limit dan X-Ray Diffraction Test untuk Wilayah Jakarta dan Sekitarnya
Gambar 2. Lokasi Underpass Sebelum Longsor (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Direktorat Jenderal Bina Marga, 2018)
Sampel  tanah  untuk  pengujian  diperoleh  langsung  dari  tempat  kejadian,  dengan  persetujuan  Kapolres  Bandara, diambil 3 sampel terganggu ( disturb ). Tanah di bagian atas underpass (sampel Soetta 1), bagian bawah (sampel Soetta 2), serta tanah yang jatuh longsor (sampel Soetta 3).
Analisa struktur ini menggunakan program Plaxis 8.2, dengan menggunakan desain struktur dinding penahan tanah yang sesuai dengan desain struktur asli sebelum tanah longsor.  Di bawah ini adalah gambar yang merupakan desain struktur dinding penahan tanah pada lokasi underpass .
Gambar 3. Desain Struktur Dinding Penahan Tanah pada Lokasi Underpass (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Direktorat Jenderal Bina Marga, 2018)
Sampel yang diambil dari lokasi kejadian terdiri dari 3 sampel, namun dianggap sampel Soetta 1 mewakili bagian atas dan sampel Soetta 2 mewakili bagian bawah dari struktur tanah. Asumsi bawah setinggi 3 meter dari permukaan tanah dasar,  serta  tanah  atas  setinggi  2.1  meter  di  atas  tanah  bagian  bawah.  Pengujian  yang dilakukan  berupa  pengujian Atterberg  Limit untuk  mendapat  nilai  indeks  plastisitas  (IP),  serta  data  pendukung  lainnya  diperoleh  dari  hasil engineering adjustment .
Nilai friction angle didapat dari pendekatan menurut Wesley (2008), nilai gamma saturated diperoleh dari persamaan berikut ini (Lobbezoo, J.P. and Vanapalli, S.K., 2002):
𝛾 = 4.64 (𝐼𝑃) + 0.71
Dari persamaan di atas, didapatkan nilai gamma saturated untuk sampel Soetta 1 adalah 1.72 dan untuk sampel Soetta 2 adalah 1.83. Gamma unsaturated diperoleh dengan nilai gamma saturated yang dibagi dengan nilai 1.35. Kemudian pada analisa ini digunakan perhitungan mohr-coulomb dalam keadaan drained , dengan nilai modulus young sebesar 4000 KN/m 2 dan nilai poisson ratio sebesar 0.4, nilai ini diperoleh dari hasil penelitian Lambe dan Whitman pada tahun 1969.
Data yang digunakan sebagai berikut:
1. Sampel Soetta 1 (Tanah Bagian Atas)
▪ Tebal Lapisan = 2,1 meter
▪ Nilai IP = 21,7511 %
▪ Nilai LL = 53,2135 %
▪ Nilai Friction Angle = 12 o
▪ Nilai Gamma Saturated = 1,72 KN/m 3
▪ Nilai Gamma Unsaturated = 1,30 KN/m 3
▪ Nilai Modulus Young = 4000 KN/m 2
▪ Nilai Poisson Ratio = 0,4
▪ Pressure =  Gamma  x  Kedalaman  =  1,72  x
2,1  = 36,12 KN/m 2
2. Sampel Soetta 2 (Tanah Bagian Bawah)
▪ Tebal Lapisan = 3,0 meter
▪ Nilai IP = 24,0813 %
▪ Nilai LL = 56,041 %
▪ Nilai Friction Angle = 12 o
▪ Nilai gamma saturated = 1,83 KN/m 3 ▪ Nilai gamma unsaturated = 1,37 KN/m 3
▪ Nilai Modulus Young = 4000 KN/m 2
▪ Nilai Poisson Ratio = 0,4
▪ Pressure =  Gamma  x  Kedalaman  =  1,83  x
3,0 = 54,90 KN/m 2
Data-data diatas kemudian dimasukkan ke dalam program Plaxis 8.2, dilakukan 2 kali pengujian dengan perbedaan pada  tingkat  muka  air  tanah  (MAT).  Tegangan  atau pressuse yang  terjadi  pada  struktur  juga dibuat  secara  merata sejajar  penuh  membentuk  persegi  panjang,  sesuai  dengan  pendekatan  perhitungan  tegangan  pada  tanah  ekspansif menurut D.G. Fredlund, H. Rahardjo, dan M.D. Fredlund.
Di bawah ini gambar yang merupakan kondisi awal dari struktur tanah dan dinding penahan tanah dengan program, sebelum pengujian dilakukan.
Gambar 4. Desain Struktur DPT pada Underpass dengan Program Plaxis
Pada pengujian pertama, MAT berada pada ketinggian 5.055 meter di atas permukaan tanah bawah. Dilakukan proses perhitungan untuk mendapatkan hasil akhir pengujian.
Gambar 5. Hasil Perhitungan Pengujian Pertama dengan MAT +5.055
Pada  hasil  di  atas,  terlihat  bahwa  beban  yang  diterima  terlalu  besar  mengakibatkan  dinding  penahan  tanah  tidak mampu menahan tanah. Di bawah ini, gambar di bawah adalah gambar output dari struktur pada pengujian pertama.
Gambar 6. Hasil Output pada Pengujian Pertama dengan MAT +5.055
Pada pengujian kedua, MAT berada pada ketinggian 2.057 meter di atas permukaan tanah bawah. Dilakukan proses perhitungan untuk mendapatkan hasil akhir pengujian, di bawah ini gambar yang merupakan hasil perhitungan pada pengujian kedua.
Potensi Ekspansif pada Tanah Residual dengan Atterberg Limit dan X-Ray Diffraction Test untuk Wilayah Jakarta dan Sekitarnya
Gambar 7. Hasil Perhitungan Pengujian Pertama dengan MAT +2.057
Pada  hasil  di  atas,  terlihat  dinding  telah  berada  pada  keadaan  maksimal  dalam  menahan  beban.  Ini  menunjukkan bahwa dalam kondisi tersebut dinding masih mampu menahan beban, namun akan rusak apabila muka air tanah berada di atas 2.057 meter. Pada output program pun dinding tidak mengalami kerusakan dan tetap berdiri seperti semula, seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 8. Hasil Output pada Pengujian Pertama dengan MAT +2.057
Berdasarkan analisa di atas, dapat diperkirakan bahwa runtuhnya underpass diakibatkan oleh beberapa faktor antara lain  sebagai  berikut.  Desain  struktur  yang  digunakan  sebagai  dinding penahan  tanah  tidak  cocok digunakan  untuk tanah yang memiliki sifat ekspansif. Hanya dengan ketebalan 30 cm, dinding tersebut dibuat setinggi 5,1 meter dan panjang berpuluh-puluh meter. Maka dengan sifat ekspansif yang dapat mengembang pada saat musim hujan, tekanan yang diberikan tidak  mampu ditahan oleh dinding apabila muka air tanah sudah melebihi 2 meter  dari permukaan tanah.
Muka air tanah sangat berpengaruh di dalam sifat ekspansif pada tanah, mengingat runtuhnya dinding adalah pada awal bulan  Februari,  maka  dapat  dikatakan bahwa curah hujan  yang besar  menyebabkan kenaikan  muka air  tanah secara perlahan. Maka berdasarkan analisa, muka air tanah yang naik perlahan serta sifat ekspansif ini yang kemudian membuat dinding penahan tersebut runtuh.
Keruntuhan dinding penahan tanah ini bukanlah menjadi kasus pertama di Indonesia, yang dimana tanah ekspansif menjadi  salah  satu  penyebabnya.  Hotel  Hilton  di  Surabaya  yang  berdiri  di  atas  tanah  ekspansif  misalnya,  telah menimbulkan kerugian mencapai puluhan miliar rupiah. Tanah di daerah Cikarang, Jawa Barat, memiliki kandungan tanah ekspansif yang telah banyak merugikan banyak pihak. Jalan Tol Trans-Jawa yang berada di sekitar Pantura pun memiliki tanah ekspansif yang dalam kenyataannya pun telah merugikan negara. Contoh di atas menunjukkan betapa pentingnya potensi ekspansif pada tanah untuk diperhatikan sebelum pembangunan infrastruktur dikerjakan.

## 5. KESIMPULAN
Tanah residual merupakan tanah yang mengalami pelapukan serta pengendapan pada tempat aslinya. Tanah ini banyak terdapat  di  Indonesia  dikarenakan  kondisi  nusantara  yang  memiliki  banyak  gunung  berapi.  Tanah  residual  kerap dihubungkan dengan sifat ekspansif, dimana sifat ini dapat  menyebabkan potensi kerusakan yang besar apabila tidak ditangani dengan baik.
Dari  hasil  pengujian Atterberg  Limit dan X-Ray  Diffraction ,  diperoleh  nilai  indeks  plastisitas  serta  persentase kandungan  mineral  yang  berbeda-beda  pada  setiap  sampelnya.  Mineral  montmorillonite  telah  menjadi  mineral penentu sifat ekspansif dikarenakan memiliki nilai aktivitas yang tinggi (4-7), lain halnya dengan kaolinite yang hanya memiliki nilai 0.3-0.5 sehingga tidak dianggap sebagai penentu sifat ekspansif pada tanah.
Berdasarkan  hasil  dari  seluruh  pengujian  yang  dilakukan,  didapati  bahwa  sampel  TVRI  1,  TVRI  2,  Fatmawati, Tanjung Priok, Jatiasih, Parung Bogor, dan Sentul tidak memiliki potensi ekspansif. Sampel Soetta 1 dan Soetta 2
memiliki potensi ekspansif yang rendah. Sampel Soetta 3 memiliki potensi ekspansif yang menengah. Dan sampel Jababeka, Meikarta, serta Delta Mas memiliki potensi ekspansif yang tinggi.
Hubungan antara nilai indeks plastisitas dan mineral montmorillonite tidak selalu berpadanan, seperti pada sampel TVRI 1, TVRI 2, Fatmawati, dan Tanjung Priok yang memiliki nilai IP cukup tinggi namun tidak memiliki kandungan montmorillonite.  Sedangkan  hubungan  nilai  indeks  plastisitas  berbanding  lurus  atau  selaras  dengan  keberadaan mineral kaolinite, seperti terdapat pada seluruh sampel teruji.
Hal  ini  menjelaskan  bahwa  mineral  kaolinite  yang  sering  dikaitkan  dengan  keberadaan  potensi  ekspansif  tidaklah sepenuhnya  benar.  Kaolinite  dapat  menjadi  indikasi  kandungan  indeks  plastisitas  yang  tinggi,  namun  tidak  dapat menjadi acuan untuk menentukan potensi ekspansif. Maka nilai indeks plastisitas sejatinya dapat menjadi gerbang awal dalam mengindikasikan potensi ekspansif, tetapi perlu ada pengujian selanjutnya untuk mengetahui apakah tanah tersebut memiliki kandungan montmorillonite (maupun mineral smectite lainnya) yang menjadi pemicu utama sifat ekspansif.
Kegagalan struktur  akibat  tanah  ekspansif pun banyak  terjadi di  luar  maupun di dalam negeri. Contoh kasus telah dibahas pada bab 4, dimana terjadi longsor pada salah satu underpass di Bandara Internasional Soekarno Hatta, yang sampai memakan korban. Longsor tersebut tidak lepas dari pengaruh sifat ekspansif yang merusak. Berdasarkan pada pembahasan di bab sebelumnya, dengan kondisi tanah ekspansif  dan dinding penahan tanah yang tidak besar, longsor dapat  terjadi  apabila  muka  air  tanah  terdapat  di  atas  dua  meter  dari  permukaan  tanah.  Hal  ini  juga  menunjukkan keberadaan muka air tanah sangat berpengaruh di dalam proses desain struktur bangunan.

## DAFTAR PUSTAKA
Chen, Fu Hua. Foundations on Expansive Soils. Michigan: Elsevier, 1988. Das, Braja M. Mekanika Tanah 1 . Jakarta: Erlangga, 1995. Fang,  H.  Y.,  ed. Foundation  Engineering  Handbook .  By  Hans  F.  Winterkom.  1975.  Boston:  Kluwer  Academic Publishers, 1991.
Fredlund, D. G., Rahardjo, H., and Fredlund, M. D. Unsaturated Soil Mechanics in Engineering Practice. Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, 2012.
Hensen, Emiel J.M., and Smit B. Why Clays Swell . Jurnal Phys. Chem. (Sept 2002). Husain,  Ratna.  Geokimia  Mineral  Lempung  dan  Implikasinya  Terhadap  Gerakan  Tanah. Disertasi, Universitas Hasanuddin, 2015.
Kementerian  Pekerjaan  Umum  dan  Perumahan  Rakyat  Direktorat  Jenderal  Bina  Marga. Kompilasi  Kecelakaan Konstruksi Pembangunan Jembatan Tahun 2017 – 2018. Jakarta: Direktorat Jembatan, 2018. King, Hobart M . Expansive Soils and Expansive Clay : The Hidden Force Behind Basement and Foundation Problems (On-Line). Tersedia di www: https://geology.com/articles/expansive-soil.shtml  (24 Februari 2018). Lambe, T. W., and Whitman, R. V. Soil Mechanics . New York: Wiley, 1969. Lobbezoo,  J.  P.,  and  Vanapalli,  S.K. A  Simple  Technique  for  Estimating  The  Coefficient  of  Permeability  of Unsaturated Soils. Canada, 2002. Makarim,  Chaidir  A. Forensic  Geotechnical  Practice  in  Indonesia:  Case  Histories  of  An  Alternative  Dispute Resolution Awards di dalam buku “The Latest Development in Civil Engineering: A Book to Honor the 80th Birthday of Prof. Dr. Ir. Wiratman Wangsadinata”, WiTness Press, Jakarta, 2015. Mitchell, J.K. Fundamental of Soil Behavior. New York: John Wiley and Sons, 1976. Nelson, J. D., and Miller, D. J. Expansive Soils: Problems and Practice in Foundation and Pavement Engineering. Canada: John Wiley and Sons, 1992.
Skempton, A.W. The Colloidal “Activity” of Clays. England: Thomas Telford Publishing, 1984. Spagnoli,  G.,  Sridharan,  A.,  Oreste,  P.,  Bellato,  D.,  and  Matteo,  L.  D: Statistical  Variability  of  The  Correlation Plasticity Index Versus Liquid Limit for Smectite and Kaolinite . India, 2018.
Sumarli,  I.,  dan  Makarim,  C.  A.  2016.  Analisis  Value  Engineering  Berbasis  Risiko  Untuk  Mengatasi  Faktor Ketidakpastian Parameter Geoteknik, Studi Kasus: Jalan Tol . Seminar Nasional Teknologi dan Sains (SNTS) II 2016, Teknik Sipil Universitas Tarumanagara, Jakarta.
Velde,  B.,  and  Barre  P .  Soils,  Plants  and  Clay  Minerals:  Mineral  and  Biologic  Interactions. German:  Springer Heidelberg Dordrecht London New York, 2010.
Velde,  B.,  and  Meunier  A. The  Origin  of  Clay  Minerals  in  Soils  and  Weathered  Rocks. German:  Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008.
Wesley, L. D. Fundamentals of Soil Mechanics for Sedimentary and Residual Soils. Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, 2009.
Wesley, L. D. Geotechnical Engineering in Residual Soils. Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, 2010.