1. Pendahuluan

Geosintetik telah banyak digunakan untuk perkuatan tanah dasar pada struktur jalan, baik untuk jalan dengan perkerasan maupun jalan tanpa perkerasan. Fungsi dari penggunaan geosintetik ini pada jalan yaitu sebagai lapisan pemisah dan sebagai tulangan atau perkuatan yang menambah stabilitas timbunan.

Dalam fungsinya sebagai tulangan atau perkuatan, geosintetik memberikan pengaruh perkuatan melalui tiga kemungkinan mekanisme (Gambar 1) (FHWA, 1998) yaitu :

1. Kekangan lateral (lateral restraint) pada lapis pondasi jalan dan tanah dasar (subgrade) melalui gesekan dan penguncian antar agregat (Gambar 1 (a)). Ketika kendaraan lewat, beban roda cenderung menggeser agregat bergerak kea rah lateral. Gerakan ini ditahan oleh gesekan tanah dasar atau tulangan geosintetik. Tanah dasar yang lunak, umumnya tidak tahan terhadap gaya lateral, untuk itu digunakan geosintetik yang memiliki kuat tarik lebih tinggi dibandingkan dengan tanah dasar sehingga dapat menahan gerakan arah lateral yang terjadi.
2. Menaikkan kapasitas dukung tanah, yaitu dengan memaksa bidang runtuh bergerak ke luar, sehingga meninggikan tahanan geser tanah (Gambar 1 (b)).
3. Dukungan membrane akibat beban roda. Dukungan membrane ini menaikkan kapasitas dukung jalan, yaitu oleh pengaruh gaya tarik membrane di dalam geosintetik oleh pengaruh beban roda (Gambar 1(c)). Untuk ini, beban roda harus cukup besar untuk menghasilkan deformasi plastis dan terbentuknya alur pada tanah dasar. Jika geosintetik mempunyai modulus tarik yang tinggi, tegangan tarik akan berkembang dalam tulangan geosintetik, dan komponen vertikal dari tegangan membrane akan membantu mendukung beban roda.

 Jika tanah dasar lunak, ketika beban lalu-lintas bekerja di atasnya, geosintetik akan terdeformasi secara signifikan. Deformasi ini menyebabkan kekuatan tariknya termobilisasi. Semakin besar deformasinya, semakin besar pula tahanan tarik yang termobilisasi. Gaya tarik yang termobilisasi dalam geosintetik ini menambah dukungan tanah dasar (menaikkan CBR), sehingga mengurangi tebal agregat lapis pondasi yang dibutuhkan.

Agar fungsi penulangan geosintetik ini maksimal, tanah harus mempunyai CBR ≤ 2,5. Batas maksimum kekuatan tanah dasar untuk termobilisasinya kuat tarik geosintetik bekisar antara CBR = 3 sampai 5 (Koerner, 1986 dalam Hardiyatmo, 2017).

 Pada pengembangunan jala raya, penggunaan geosintetik yang efektif, dapat menghemat biaya pelaksanaan yang signifikan (yaitu mencapai 10 hingga 50%), sebagai hasil dari peningkatan kecepatan pelaksanaan dan penghematan material. Penghematan dapat diperoleh baik selama masa pembangunan, maupun masa pemeliharaan.

Gambar 1 Fungsi Perkuatan Geosintetik dalam Pekerasan Jalan (FHWA, 1998). (a) Kekangan Lateral (b) Kenaikan Kapasitas Dukung (c) Tambahan Dukungan oleh Gaya Tarik Membran

2. Permasalahan Tanah Dasar dan Solusi Penggunaan Geosintetik pada Konstruksi Jalan

Konstruksi jalan terkadang berdiri di atas tanah dasar yang bermasalah seperti tanah lempung lunak, tanah gambut dan tanah ekspansif. Dalam bab ini akan dijelaskan mengenai definisi, permasalahan dan solusi yang digunakan dengan menggunakan geosintetik untuk konstruksi jalan yang berada di atas tanah bermasalah.

2.1.   Tanah Lempung Lunak (Soft Soil)

Tanah lempung lunak ialah tanah yang memiliki nilai kuat geser undrained, Cu < 0,25 kg/cm² atau perkiraan nilai SPT, N < 5 blows/ft, atau nilai perlawanan konus qc < 15 kg/cm².

Gambar 2 Tanah Lempung Lunak

Permasalahan yang terjadi pada tanah dasar lempung lunak ini yaitu :

1. Muka air banjir relatif tinggi
2. Daya dukung sangat rendah
3. Kompresibilitas tinggi
4. Konsolidasi terjadi dalam waktu lama

 Teknik perbaikan tanah dengan menggunakan geosintetis yaitu :

1. Penggunaan non woven geotextile sebagai lapis separasi. Agar tanah timbunan tidak tercampur dengan tanah dasar yang jelek yang terjadi akibat efek pumping pada tanah.
2. Penggunaan woven geotextile sebagai lapis separasi dan stabilisasi. Selain fungsi utama sebagai separasi woven geotextile ini juga berfungsi sebagai stabilisasi tanah yang dapat meningkatkan daya dukung tanah. Woven geotextile ini memiliki kuat tarik yang tinggi dibandingkan dengan non woven geotextile sehingga dapat menambah daya dukung tanah dasar.
3. Penggunaan geocomposite sebagai lapis separasi dan stabilisasi. Kelebihan geocomposite dengan woven geotextile yaitu selain memiliki kuat tarik tinggi yang dapat menambah daya dukung tanah juga memiliki kuat tusuk yang tinggi. Material ini cocok digunakan pada konstruksi jalan dengan timbunan granular.
4. Penggunaan geogrid dan non woven geotextile. Jika timbunannya berupa gravel, maka digunakan geogrid sebagai stabilisasi dan non woven geotextile sebagai lapis separasi. Geogrid ini memiliki keunggulan mobilisasi interlocking material gravel.
5. Penggunaan kombinasi geocell dan non woven geotextile. Jika timbunan berupa tanah granular, pasir, maupun gravel dapat digunakan geocell sebagai perkuatan dan non woven geotextile sebagai lapis separasi. Geocell ini memberikan pengekangan pada material pengisinya sehingga dapat meningkatkan daya dukung tanah.
6. Penggunaan prefabricated vertical drain (PVD) + preloading. Tanah lempung lunak yang memiliki masalah konsolidasi dalam jangka waktu yang lama sehingga dengan menggunakan PVD + preloading dapat mempercepat waktu konsolidasi.

2.2 Tanah Gambut (Peat Soil)

Tanah gambut (peat soil) merupakan tanah yang mengandung bahan organik dalam jumlah yang desar sehingga mempengaruhi sifat rekayasa tanah tersebut. Maka sistem klasifikasi tanah sangat berbeda dengan tanah lempung. Jenis-jenis gambut yaitu :

• Fibrous Peat (berserat) bersifat nonplastis dan konsolidasi sekunder dominan (teori Terzaghi tidak berlaku)
• Amorphous Peat (Tak berserat, Lempung organik) bersofat plastis, dan perilaku pemampatan seperti pada tanah lempunglunak (Metode Terzaghi berlaku)

Permasalahan yang terjadi pada konstruksi jalan yang berdiri di atas tanah gambut yaitu :

1. Muka air tanah tinggi
2. Daya dukung sangat rendah
3. Kompresibilitas tinggi
4. Konsolidasi sekunder berlangsung sangat lama
5. Proses dekomposisis berlangsung lama
6. Kestabilan dalam arah lateral
7. Overall sliding

Gambar 3 Permasalahan Kondisi Jalan diatas Tanah Gambut

Langkah penanganan yang dilakukan adalah :

1. Tentukan jenis tanah berdasarkan serat
2. Tentukan metode prediksi berdasarkan pemampatan
3. Tentukan metode stabilisasi

 Metode stabilisasi dengan menggunakan geosintetik yaitu :

1. Timbunan dengan perkuatan geosintetik. Material geosintetik yang dapat digunakan yaitu woven geotextile, geocomposite, kombinasi non woven geotextile dengan geogrid, kombinasi woven geotextile dengan geocell.
2. Preloading dengan geotextile. Material geotextile yang digunakan yaitu non woven geotextile, woven geotextile dan geocomposite.

2.3 Tanah Ekspansif (Swelling Soil)

Tanah ekspansif adalah tanah yang memiliki sifat kembang susut yang besar dan perilakunya sangat dipengaruhi oleh air.

Gambar 4 Tanah Ekspansif

Identifikasi dan klasifikasi tanah ekspansif :

• Menurut kandungan mineralnya: Montmorillonite dan bentonite merupakan mineral tanah ekspansif
• Berdasarkan kandungan unsur kimianya, makin tinggi valensi dari unsur yang ada makin mudah partikel lempung menyerap air
• Dengan dasar konsistensi tanah (LL, PL, IP, SL) dan kandungan koloidnya

 Permasalahan yang terjadi pada konstruksi jalan yang berdiri diatas tanah ekspansif yaitu :

• Retak memanjang pada perkerasan jalan
• Stabilitas dalam arah lateral
• Kembang susut terjadi terus menerus

Geosintetik pada penanganan tanah expansife di aplikasikan untuk mencegah penguapan air di bagian permukaan dan sekililing bangunan atau struktur dalam tanah yang memotong aliran tanah masuk. Sistem tersebut dinamakan moisture barrier horizontal dan vertikal.

Material geosintetik yang digunakan yaitu Geomembrane, Geosynthetic Clay Liner, Komposit Geomembrane PVC Knitted .

Tujuan : Menjaga keseimbangan kadar air.

Gambar 5 Potongan Konstruksi Jalan Dengan Pekerasan dengan Menggunakan Geomembrane sebagai Perbaikan Pada Tanah Ekspansif

Kedalaman vertical barrier sebaiknya  dipasang sesuai kedalaman zona aktif menyekat timbunan badan jalan dari perubahan kadar air. Dari data hasil pengujian Lab ditunjukan zona aktif yaitu 4 m.

Pemasangan vertical barrier sampai kedalaman Zona Aktif dianggap tidak  praktis, karena galian sampai 4 m akan memerlukan penyangga/turap

yang cukup kokoh dan pemadatan  urugan akan sangat sulit pelaksanaanya. Kedalaman vertical barrier yang disaranakan dibatasi sampai,d= 0.5*Za(m)  dengan pertimbangan pengembangan dan penyusutan tanah sekitar 75% terjadi pada separuh  ketebalan zona aktif bagian atas.

3. Penutup

Demikian artikel ini kami buat semoga dapat membantu Anda dalam memilih material geosintetik yang sesuai dengan proyek yang Anda kerjakan.

1. Pandu Equator Prima bergerak dibidang supplier geosintetik, menjual Non Woven Geotextile, Woven Geotextile, Geomembrane, Geogrid, Geocell, Geosynthetics Clay Liner, dll yang dapat diaplikasikan sesuai dengan aplikasi area.

Untuk konsultasi mengenai pengadaan dan pemasangan Geosintetik pada proyek yang Anda kerjakan dan juga proyek yang sedang Anda Rencanakan bisa hubungi Kami.

Salam sukses selalu dari kami PT. Pandu Equator Prima

4. Referensi

FHWA (1998), Geosynthetics Design and Construction Guidelines, Federal Highways Administration, Participant Notebooks, NHI-13213, Federal Highways Administration, US. Department of Transportation, Washington, DC.

Hardiyatmo, Hary Christady (2017), Geosintetik untuk Rekayasa Jalan Raya Perancangan dan Aplikasi, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.