Pendahuluan: Masalah Tanah Lemah dan Ancaman Plastik Sekali Pakai
Plastik telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan modern, namun dampaknya terhadap lingkungan menjadi perhatian besar. Sementara itu, tantangan dalam konstruksi modern adalah bagaimana menstabilisasi tanah lempung yang memiliki daya dukung rendah, kadar plastisitas tinggi, dan seringkali menyebabkan deformasi berlebih. Penelitian yang dilakukan oleh Hazib dan rekan-rekannya (2022) menawarkan solusi inovatif dengan menggunakan limbah botol plastik bekas sebagai bahan aditif untuk meningkatkan kekuatan geser, daya dukung, dan kekuatan tekan tanah, melalui pendekatan laboratorium yang mengikuti standar ASTM.
Mengapa Botol Plastik dan Bagaimana Mekanismenya?
Polyethylene Terephthalate (PET), yang digunakan dalam botol minuman kemasan, memiliki sifat mekanik yang luar biasa seperti kekuatan tarik tinggi, ringan, tahan air, serta sulit terurai secara alami. Di sisi lain, ketersediaan botol plastik sebagai limbah sangat melimpah dan penggunaannya sebagai material rekayasa sipil sangat minim. Dalam konteks ini, PET dapat dijadikan sebagai alternatif pengganti bahan stabilisasi konvensional seperti semen atau kapur yang mahal dan berdampak lingkungan tinggi. Limbah botol plastik ini digunakan dalam bentuk strip sempit untuk dicampurkan ke dalam tanah, menciptakan efek seperti material fiber-reinforced soil yang mampu memperbaiki parameter kekuatan tanah.
Metodologi Eksperimen dan Tujuan Penelitian
Tujuan utama dari studi ini adalah mengkaji seberapa besar pengaruh strip plastik botol terhadap tiga parameter utama teknik geoteknik, yakni nilai CBR (California Bearing Ratio), kuat tekan bebas (UCS), dan kekuatan geser langsung. Strip botol plastik yang digunakan dipotong dengan lebar 3 mm dan panjang bervariasi: 6 mm, 9 mm, dan 18 mm. Ketiga jenis strip ini dicampur merata, kemudian diaplikasikan dalam tanah dengan persentase komposisi 0,4%, 0,7%, dan 1% terhadap berat kering tanah. Uji laboratorium dilakukan berdasarkan prosedur ASTM D1883 untuk CBR, ASTM D2166 untuk UCS, dan ASTM D3080 untuk direct shear test. Uji awal terhadap tanah dilakukan untuk menentukan karakteristik dasar seperti kadar air alami, distribusi ukuran butir, batas cair dan plastis, serta uji kompaksi menggunakan Proctor standar.
Hasil Pengujian Awal Tanpa Campuran Plastik
Tanah asli menunjukkan nilai batas cair sebesar 25,21% dan batas plastis sebesar 18,7%, menghasilkan indeks plastisitas sebesar 6,51. Kerapatan kering maksimum yang diperoleh adalah 110,68 lb/ft³ pada kadar air optimal sebesar 16,32%. Nilai kohesi awal tanpa strip plastik adalah sekitar 23,85 kN/m², dengan sudut geser internal sebesar 1,38 derajat. Nilai-nilai ini mencerminkan kondisi tanah yang masih tergolong lemah dan membutuhkan penguatan untuk bisa digunakan sebagai material dasar konstruksi, khususnya subgrade jalan.
Hasil Uji dengan Penambahan Strip Plastik
Setelah strip plastik dicampurkan ke dalam tanah, terjadi peningkatan signifikan pada nilai-nilai teknik tanah. Pada uji CBR, nilai meningkat seiring dengan penambahan strip plastik hingga mencapai puncaknya pada konsentrasi 0,7%. Setelah melewati titik ini, yakni pada konsentrasi 1%, nilai CBR kembali menurun. Fenomena ini menunjukkan bahwa terdapat batas optimal penambahan plastik, di mana pada konsentrasi terlalu tinggi justru mengurangi kohesi antarpartikel tanah dan plastik, yang berakibat pada menurunnya kapasitas dukung.
Pada uji kuat tekan bebas, pola yang sama terjadi. Konsentrasi 0,7% menghasilkan nilai maksimal kuat tekan, sementara pada 1% terjadi penurunan. Semakin tinggi kadar plastik, berat jenis dan unit berat kering tanah memang meningkat, namun kohesi internal mulai melemah saat jumlah strip terlalu banyak. Ini berarti bahwa plastic strip efektif memperkuat tanah hanya hingga proporsi tertentu saja.
Pada uji geser langsung, hasil yang cukup menarik ditunjukkan oleh campuran dengan konsentrasi 0,4%, di mana nilai kohesi mencapai puncak sebesar 26,29 kN/m² meskipun sudut geser menurun. Namun untuk sudut geser internal tertinggi, hasil terbaik ditemukan pada 0,7%, yaitu sebesar 1,39 derajat. Penambahan strip plastik hingga 1% justru menurunkan kembali nilai-nilai tersebut. Jadi secara keseluruhan, baik dari sisi kohesi maupun sudut geser internal, titik optimal terjadi pada kisaran 0,4–0,7% campuran strip plastik.
Interpretasi dan Implikasi Hasil
Temuan ini mengindikasikan bahwa penggunaan limbah plastik dalam kadar terbatas dapat secara signifikan meningkatkan daya dukung tanah. Secara teknis, efek penguatan berasal dari interaksi mekanik antara strip plastik dan matriks tanah yang menciptakan friksi tambahan dan meningkatkan kohesi. Dari sudut pandang ekonomi, penggunaan limbah plastik merupakan solusi biaya rendah karena memanfaatkan material buangan. Dari sisi lingkungan, pendekatan ini sekaligus menjadi metode daur ulang aktif yang mampu mengurangi akumulasi sampah plastik di lingkungan.
Meskipun hasil laboratorium menjanjikan, ada beberapa catatan penting. Studi ini belum mengevaluasi perilaku tanah-plastik di bawah beban siklik atau jangka panjang, seperti pengaruh pelapukan atau pengaruh air tanah. Selain itu, pendekatan ini masih terbatas pada kondisi laboratorium dan belum banyak divalidasi melalui uji lapangan berskala besar.
Potensi Penerapan dalam Konstruksi dan Saran Pengembangan
Teknik ini memiliki potensi besar untuk diterapkan dalam proyek jalan lokal, perumahan, dan tanggul dengan kondisi tanah yang lemah. Tidak hanya memberikan penguatan mekanis, metode ini juga sejalan dengan prinsip pembangunan berkelanjutan dan pengurangan emisi karbon karena mengurangi ketergantungan terhadap semen. Untuk mendukung adopsi secara luas, diperlukan standarisasi teknis, pedoman desain praktis, serta simulasi numerik untuk memprediksi kinerja jangka panjang. Pengembangan teknologi ini juga bisa diarahkan pada kombinasi bahan daur ulang lain seperti abu sekam, slag industri, atau bahan organik stabil lainnya.
Kesimpulan
Studi ini membuktikan bahwa penambahan strip plastik botol bekas ke dalam tanah lempung dapat secara signifikan meningkatkan parameter teknik tanah. Peningkatan maksimal ditemukan pada konsentrasi 0,7% dari berat kering tanah, baik untuk nilai CBR, UCS, maupun sudut geser. Setelah melewati batas ini, kekuatan tanah menurun karena kohesi antarpartikel mulai melemah. Metode ini sederhana, murah, dan ramah lingkungan, serta menjadi solusi konkret dalam menghadapi dua masalah besar: kekuatan tanah rendah dan limbah plastik yang terus meningkat. Dengan penelitian lanjutan dan dukungan regulasi teknis, pendekatan ini bisa menjadi bagian dari solusi besar dalam dunia konstruksi berkelanjutan.
Sumber : Muhammad Usman Afzal Rafeh, Hafiz Muhammad Hazib, Hafiz Humza Khalid, Danish Ashraf. Ground Improvement Using Innovative Admixtures for Sustainable Development. Proceedings of the 2nd International Conference on Recent Advances in Civil Engineering and Disaster Management, Department of Civil Engineering, UET Peshawar, 2022.