Tanah alami sering kali tidak memiliki kekuatan memadai untuk mendukung beban struktur berat. Kondisi ini menjadi tantangan besar dalam pembangunan infrastruktur modern seperti jalan, rel kereta api, pelabuhan, dan bangunan bertingkat. Untuk mengatasi masalah ini, para insinyur menggunakan berbagai teknik perbaikan tanah (ground improvement techniques) guna meningkatkan daya dukung tanah, menurunkan tingkat penurunan, dan mempercepat waktu konsolidasi.
Dalam makalah yang disusun oleh Hukma Ram, Deepanshu Solanki, dan Mayank Dave (2019), berbagai metode perbaikan tanah diuraikan secara sistematis berdasarkan prinsip kerja dan aplikasinya. Penelitian ini sangat relevan dalam konteks pembangunan berkelanjutan, terutama di lahan marjinal atau lahan reklamasi yang semakin dibutuhkan akibat pesatnya urbanisasi.
Kategori Utama Teknik Perbaikan Tanah
1. Tanpa Campuran (Non-Admixture Methods)
a. Soil Replacement (Penggantian Tanah)
- Mengganti tanah lunak dangkal dengan material granular.
- Keunggulan: lebih ekonomis dan tidak memerlukan peralatan berat.
- Keterbatasan: ketebalan lapisan pengganti sering ditentukan berdasarkan pengalaman, bukan analisis geoteknik mendalam.
b. Preloading
- Penambahan beban sementara untuk mempercepat konsolidasi tanah lempung.
- Efektif tapi butuh waktu lama, sehingga sering dikombinasikan dengan vertical drains.
c. Vertical Drains
- Memperpendek jalur keluarnya air pori, mempercepat konsolidasi.
- Jenisnya meliputi:
- Sand drain: metode klasik dengan lubang berisi pasir.
- Prefabricated Vertical Drains (PVDs): geotekstil berinti sintetis yang fleksibel dan tidak butuh pengeboran.
- Vacuum preloading: menggabungkan tekanan vakum dan beban isian untuk efisiensi maksimal.
d. Dynamic Compaction
- Menjatuhkan beban berat secara berulang pada permukaan tanah.
- Digunakan untuk padatkan TPA, jalan, atau tanggul.
2. Dengan Campuran (Admixture Methods)
a. Stone Columns
- Kolom batu yang ditanam menggunakan getaran untuk memperkuat tanah lempung lunak.
- Manfaat:
- Menurunkan daya kembang
- Meningkatkan kekuatan geser
- Mempercepat konsolidasi
b. Vibro Compaction
- Vibrator digantung dan diturunkan ke dalam tanah, dipadukan dengan backfill pasir bersih.
- Cocok untuk tanah pasir jenuh dan meningkatkan densitas tanah hingga 70–85%.
c. Vibro Replacement
- Kombinasi teknik vibro dengan pengisian batu di lubang yang dibentuk, memperkuat tanah lunak seperti lempung dan lanau.
d. Micro Piles
- Fondasi kecil berdiameter ≤30 cm dengan daya dukung tinggi.
- Cocok untuk bangunan lama yang ingin diperkuat tanpa risiko getaran.
3. Dengan Stabilisasi Kimia dan Grouting
a. Lime Stabilization
- Menurunkan plastisitas dan memperbaiki kerja tanah lempung.
b. Cement Stabilization
- Digunakan pada kedalaman dangkal dan dalam untuk jalan dan tanggul.
- Kombinasi dengan fly ash atau slag untuk efisiensi biaya.
c. Fly Ash
- Limbah pembangkit listrik termal ini digunakan sebagai stabilisator subgrade.
d. Grouting
- Mengisi pori tanah dengan pasta, suspensi, atau larutan kimia untuk mengurangi permeabilitas dan meningkatkan kohesi.
e. Bitumen Stabilization
- Cocok untuk jalan dan area beban dinamis, memberikan ketahanan terhadap suhu dan beban.
f. Geo-Textile
- Material berpori digunakan sebagai lapisan penguat di bawah jalan atau tanggul.
4. Dengan Metode Termal dan Elektro-Kimia
a. Soil Heating
- Meningkatkan kekuatan tanah halus dengan mengurangi gaya tolak antar partikel.
b. Soil Freezing
- Meningkatkan kohesi dan mengurangi permeabilitas melalui pembekuan air pori.
c. Electro-osmosis
- Menggunakan medan listrik untuk mengalirkan air pori dan menyuntikkan bahan kimia penguat.
d. Vitrification
- Mencairkan dan membekukan kembali tanah untuk membentuk massa solid kaca, berguna untuk remedia tanah terkontaminasi.
Studi Pendukung dan Literatur
Penelitian terdahulu yang dikaji dalam makalah ini menunjukkan efektivitas metode seperti preloading, grouting, dan penggantian tanah:
- Sureka Naagesh & Gangadhara (2011): Penurunan potensi kembang tanah hingga 50% dengan bio-stabilisator dalam 60 hari.
- Rollins (2010): Peningkatan nilai CBR tanah hingga 4x lipat dengan Terrazyme setelah 14 minggu curing.
- Mihai et al. (2005): Kombinasi kimia meningkatkan modulus tanah, cocok untuk jalan.
Aplikasi Praktis
Teknik perbaikan tanah digunakan dalam:
- Proyek jalan dan rel kereta
- Pembangunan pelabuhan dan dermaga
- Tanggul dan dinding penahan tanah
- Bandara dan pembangkit listrik
- Zona reklamasi dan dataran banjir
Kritik dan Opini
Penulis menekankan pentingnya pemilihan teknik berdasarkan evaluasi teknis dan biaya. Misalnya, teknik seperti penggantian tanah mungkin murah tapi butuh ruang dan waktu, sementara grouting lebih presisi namun mahal.
Perlu juga pendekatan berbasis data seperti multi-criteria decision analysis (MCDA) untuk memilih metode terbaik berdasarkan jenis tanah, lokasi, dan durasi proyek. Masih ada kebutuhan riset terhadap kombinasi teknik dan penerapan material baru seperti M-Sand yang potensial tapi belum banyak diteliti sebagai stabilisator.
Kesimpulan
Teknik perbaikan tanah adalah fondasi dari keberhasilan struktur di atas tanah lemah. Berbagai metode mulai dari fisik, kimia, hingga termal telah terbukti meningkatkan daya dukung, mengurangi penurunan, dan mempercepat konsolidasi. Dalam konteks pertumbuhan urban dan keterbatasan lahan, teknik ini memungkinkan reklamasi lahan marginal menjadi lokasi strategis untuk pengembangan.
Makalah ini menggarisbawahi bahwa kombinasi antara efisiensi teknis, dampak lingkungan, dan kelayakan ekonomi adalah kunci dalam memilih teknik perbaikan tanah yang optimal untuk proyek konstruksi masa depan.
Sumber : Hukma Ram, Deepanshu Solanki, & Mayank Dave. (2019). Ground Improvement Techniques to Enhance the Bearing Capacity of Weak Soil. International Journal of Research and Analytical Reviews (IJRAR), Volume 6, Issue 2, 696–700.