Kehadiran air mempengaruhi sifat-sifat tanah. Air yang masuk ke dalam atau melalui suatu tanah akan berdampak pada kekuatan dan tegangan tanah. Tingkat kebocoran air yang meresap lewat rongga tanah di bendungan atau kolam penampungan jelas berhubungan dengan permeabilitas tanah, namun penurunan dan stabilitas tanggul tanah juga sangat bergantung pada permeabilitas tanah pondasi. Efektivitas saluran samping sepanjang jalan angkut juga akan bergantung pada permeabilitas tanah dasar. Oleh karena itu, permeabilitas tanah sangatlah penting.
Apa yang Dimaksud dengan Permeabilitas?
Kecepatan aliran suatu fluida melalui media berpori berhubungan langsung dengan gradien hidrolik yang menyebabkan aliran tersebut. Ini dikenal sebagai Hukum Darcy. Sederhananya, air hanya akan mengalir melalui suatu tanah dari A ke B jika terdapat perbedaan tekanan antara A dan B. Kecepatan aliran berhubungan langsung dengan besarnya perbedaan tekanan tersebut. Suhu dan viskositas fluida mempunyai pengaruh, begitu pula ukuran partikel, kandungan rongga, dan komposisi medium.
Laju aliran per satuan luas disebut permeabilitas, atau kadang-kadang disebut konduktivitas hidrolik.
Bagaiman hitungan permeabilitas tanah?
Untuk tanah kita biasanya memperhatikan aliran air. Permeabilitas suatu tanah adalah kemampuan tanah untuk melewatkan air melaluinya. Permeabilitas tanah biasanya dinyatakan dengan koefisien permeabilitas (k), dimana k adalah laju aliran air per satuan luas tanah ketika berada di bawah satuan gradien hidrolik.
Apa yang mempengaruhi permeabilitas tanah?
Tanah terdiri dari partikel-partikel dengan rongga-rongga yang saling berhubungan di antaranya. Kekosongan ini dapat diisi dengan udara atau air.
Jika seluruh rongga terisi air maka tanah dikatakan jenuh. Jika hanya sebagian rongga yang terisi air, maka tanah dikatakan jenuh sebagian.
Air tidak melewati partikel tanah, melainkan mengalir melalui rongga antar partikel. Air dapat melewati rongga-rongga yang saling berhubungan ini jika terdapat perbedaan tekanan akibat perbedaan ketinggian air (kepala hidrolik), atau akibat hisapan akar tanaman sebagai efek transpirasi.
Bentuk dan tekstur partikel, volume relatif rongga dalam tanah (rasio rongga) dan derajat kejenuhan semuanya berpengaruh terhadap permeabilitas. Pemadatan jelas akan berpengaruh karena mengurangi rasio rongga tanah.
Stratifikasi tanah juga mempengaruhi permeabilitas. Jika tanah terbentuk berlapis-lapis, selama konstruksi atau melalui pengendapan, kemungkinan besar permeabilitas secara horizontal akan lebih besar dibandingkan secara vertikal melintasi batas lapisan.
Mengapa permeabilitas tanah menjadi pertimbangan penting?
Untuk struktur tanah, seperti bendungan atau kolam retensi, laju kebocoran jelas penting, namun permeabilitas juga sangat penting untuk stabilitas tanggul. Saat tanah diisi air di dalam tanah maka akan mengalami peningkatan tekanan, yang disebut tekanan air pori. Peningkatan tekanan pori mengurangi kontak partikel ke partikel dan mengurangi kekuatan tanah. Kelebihan tekanan air pori perlahan-lahan menghilang ketika air mengalir keluar dari tanah dan tanah berkonsolidasi. Laju disipasi tekanan air pori akan dipengaruhi oleh permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas rendah memerlukan waktu lebih lama untuk terkonsolidasi. Hal ini berdampak pada tingkat perolehan kekuatan dan juga tingkat penurunan, yang keduanya penting untuk semua struktur tanah.
Untuk jalan raya, permeabilitas tanah dasar akan mempunyai pengaruh yang nyata terhadap kekuatan tanah dasar selama dan setelah konstruksi. Maka, kekuatan tanah jenuh mungkin lebih sesuai untuk desain jalan, khususnya selama tahap konstruksi.
Uji Permeabilitas Tanah
Permeabilitas biasanya diperoleh dari sampel tanah yang dibawa ke laboratorium. Ada dua jenis uji laboratorium: Falling Head Test dan Constant Head Test. Protokol pengujian standar tersedia, seperti ISO. 17892-11:2019.
Falling Head Test
Dalam bentuk pengujian ini, tekanan diferensial (head) yang melalui sampel dibiarkan menurun seiring dengan infiltrasi air ke dalam sampel. Dengan demikian, tekanan berkurang selama pengujian. Jenis pengujian ini umumnya terbatas pada tanah berbutir halus
Constant Head Test
Dalam pengujian ini perbedaan tekanan (head) pada sampel tetap konstan sepanjang pengujian. Tes ini juga berlaku untuk tanah berkerikil, pasir, dan tanah liat.
Uji Coba Lapangan
Uji lapangan juga bisa dilakukan. Ini biasanya merupakan tes perkolasi sederhana di mana sebuah lubang dibor dan diisi dengan air. Waktu turunnya permukaan air kemudian dicatat sebagai indikator permeabilitas. Tersedia metode uji lapangan yang lebih andal, seperti uji pompa di mana air dipompa dari lubang bor sementara pengukuran tinggi hidrolik dilakukan dari serangkaian lubang yang berdekatan untuk menentukan profil permukaan hidrolik bawah tanah selama pemompaan, dan dari situ menghitung nilai permeabilitas.
Uji lapangan lebih cenderung memberikan indikasi permeabilitas yang lebih akurat dibandingkan uji laboratorium, sehingga nilainya mungkin terlalu tinggi (menunjukkan permeabilitas yang jauh lebih rendah dibandingkan uji lapangan).
Alasan utamanya adalah uji lapangan akan dilakukan pada sampel berukuran besar di mana 'permeabilitas makro' dapat terjadi melalui lapisan retakan alami dan retakan tanah. Sampel ukuran laboratorium tidak akan cukup besar untuk mewakili variabilitas lapisan sebenarnya. Jika permeabilitas tanah merupakan parameter pendorong dalam desain Anda namun sumber informasi Anda mungkin dipertanyakan, disarankan untuk melakukan pemeriksaan sensitivitas untuk memverifikasi bagaimana perubahan permeabilitas tanah akan mempengaruhi desain Anda.
Langkah selanjutnya
Permeabilitas tanah menentukan laju air dapat melewati atau keluar dari tanah pondasi. Hal ini mempunyai pengaruh langsung terhadap kecepatan pembangunan tanggul dan bangunan lainnya yang diperbolehkan.
Solusi geosintetik seperti di Jasa Permeabilitas Tanah kami dapat meringankan beberapa kendala konstruksi dan mempercepat proses konstruksi. Hubungi jasa kami jika Anda membutuhkannnya sekarang melalui kontak yang tersedia.
