1. Pendahuluan

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

Gambar 1 Tanah Ekspansif

Identifikasi dan klasifikasi tanah ekspansif :

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

Tanah ekspansif memiliki karakteristik yang berbeda dengan jenis tanah pada umumnya, yaitu sebagai berikut :

a. Mineral lempung

Illite dan kaolinite dapat bersifat ekspansif bila ukuran partikelnya sangat halus, sedangkan Mineral lempung yang menyebabkan perubahan volume umumnya mengandung montmorillonite atau vermiculite.

b. Kimia tanah

Meningkatnya konsentrasi kation dan bertambahnya tinggi valensi kation dapat menghambat pengembangan tanah. Sebagai contoh, kation Mg⁺⁺ akan memberikan pengembangan yang lebih kecil dibandingkan dengan Na⁺.

c. Plastisitas

Tanah dengan indeks plastisitas dan batas cair yang tinggi mempunyai potensi untuk mengembang yang lebih besar.

d. Struktur tanah

Tanah lempung berflokulasi cenderung lebih ekspansif dibandingkan dengan yang terdispersi.

e. Berat isi kering

Tanah yang memiliki berat isi kering tinggi menunjukkan jarak antar partikel yang kecil, hal ini berarti gaya tolak besar dan potensi pengembangan yang tinggi. 

2. Ciri-ciri Kerusakan di Atas Tanah Ekspansif

Kerusakan jalan yang diakibatkan oleh perilaku tanah ekspansif dapat dilihat dengan ciri-ciri seperti di bawah ini.

A. Penurunan

Penurunan permukaan pekerasan jalan dapat terjadi akibat berubahnya sifat tanah dasar menjadi tanah lunak atau terjadinya pengecilan volume akibat proses penyusutan. Penurunan permukaan yang terjadi dapat mencapai kedalaman 30 cm sehingga menggangu kelancaran pengguna jalan.

B. Retakan

Retak pada pekerasan terjadi akibat penyusutan maupun pengembangan tanah. Retak ini merupakan retak memanjang yang dimulai dari tepi bahu jalan menuju ke tengah pekerasan. Lebar retakan bervariasi mulai dari retak rambut sampai retak berbentuk celah hingga mencapai 10 cm. kedalaman retakan bervariasi mulai dari 1,0 cm sampai dengan kedalaman 50 cm. retakan memanjang arah jalan disebabkan oleh retak yang terjadi pada tanah dasar, dan secara refleksi menjalar ke struktur pekerasan yang berada di atasnya dimulai dari samping pekerasan jalan.

Gambar 3 Retak Memanjang dan Bergelombang Pada Konstruksi Jalan

C. Pengangkatan Tanah

Pengangkatan tanah atau cembungan pekerasan jalan dapat diakibatkan oleh mengembangnya tanah ekspansif yang berada di bawah pekerasan. Cembungan ini dapat mempengaruhi struktur pekerasan sehingga menyebabkan permukaan jalan bergelombang. Pada saat-saat tertentu cembungan terjadi pada tepi pekerasan akibat pemompaan tanah dasar yang lunak oleh repetisi roda kendaraan.

D. Longsoran

Air permukaan yang berada di atas perkerasan dapat masuk ke dalam celah yang besar sehingga tanah menjadi jenuh air dan kadar air di dalamnya meningkat. Dengan meningkatnya kadar air pada tanah ekspansif, maka kuat geser tanah akan semakin berkurang dan dapat mencapai kuat geser kritisnya. Semakin berkurangnya kuat geser tanah akan berakibat semakin berkurang pula daya dukungnya, sehingga pada saat faktor keamanan mendekati satu, tanah dasar tidak mampu lagi menahan beban di atasnya dan longsoran pun tidak dapat dihindari.

Kerusakan tersebut terjadi karena tanah dasar berupa tanah ekspansif. Adapun mekanisme terjadinya keretakan yaitu pada saat musim kemarau air tanah naik akibat adanya gaya kapiler, kadar air berkurang karena adanya pengupan dan digunakan sebagai pernapasan pada pohon. (seperti ditunjukkan pada gambar 4)

Gambar 4 Mekanisme Terjadinya Retak-retak  Pada Konstruksi Jalan di Atas Tanak Ekspansif

3. Pendekatan Desain

Pendekatan desain yang digunakan untuk mengatasi permasalahan yang terjadi pada konstruksi jalan di atas tanah ekspansif yaitu dengan mempertahankan kadar air yang ada pada tanah dasar menggunakan lapis kedap yang disebut vertical and horizontal barrier. Tujuan utama dari metode ini yaitu untuk menjaga keseimbangan tanah air dasar (pada musim hujan dan musim kemarau) dengan memasang horizontal dan vertical barrier dengan menggunakan geomembrane yang diharapkan terjadinya keseimbangan kadar air pada badan jalan.

Panjangnya horizontal barrier disesuaikan dengan lebar dari ruas jalan yang akan dilakukan stabilisasi sedangkan untuk kedalaman horizontal barrier dipasang sesuai dengan kedalaman zona aktif tanah ekspansif. Zona aktif adalah ketebalan lapisan tanah ekspansif yang dipengaruhi oleh fluktuasi kadar airnya, yaitu kedalaman dari permukaan tanah yang memiliki potensi mengembang atau menyusut. Zona aktif dapat ditentukan dengan memetakan nilai kadar air (terhadap kedalaman (D) dari contoh tanah yang diambil selama musim basah dan kering. Kedalaman pada saat kadar air hampir konstan adalah batas zona aktif, atau disebut juga tebal perubahan kadar air musiman.

Penentuan ketebalan zona aktif dapat juga ditentukan berdasarkan nilai kadar air (w) yang dibagi dengan nilai indeks plastisitas (PI), yang ditulis dalam bentuk persamaan sebagai w/PI. Selain itu juga dapat ditentukan berdasarkan nilai batas cair (LL) yang dikurangi dengan nilai kadar air (w), kemudian dibagi dengan indeks plastisitas (PI), atau jika ditulis dalam bentuk persamaan menjadi (LL-w)/PI.

Gambar 5 Metode Penentuan Zona Aktif dari Perubahan Kadar Air (Pd T-10-2005-B)

Jika kedalaman zona aktif > 4m, maka pemasangan vertical barrier sampai kedalaman zona aktif dianggap tidak praktis, karena galian sedalam >4m akan memerlukan penyangga/turap yang cukup kokoh dan pemadatan urugan akan sangat sulit pelaksaannya sehingga kedalaman vertical barrier yang disarankan dibatasi sampai d = 0,5*Za (m) dengan pertimbangan pengembangan dan penyusutan tanah sekitar 75% terjadi pada separuh ketebalan zona aktif bagian atas.

Gambar 6 Tipikal Potongan Konstruksi Jalan Dengan Pekerasan dengan Menggunakan Geomembrane sebagai Perbaikan Pada Tanah Ekspansif

Gambar 7 Pemasangan Geomembrane Pada Overlay Jalan di Atas Tanah Ekspansif

Gambar 8 Sisi Jalan yang sudah Dipasang Geomembrane

4. Penutup

Demikian artikel ini kami buat semoga dapat membantu Anda dalam memilih material Geomembrane  sebagai stabilisai pada tanah ekspansif.

1. Pandu Equator Prima bergerak dibidang supplier geosintetik, menjual Geomembrane untuk lapis sebagai stabilisasi pada tanah ekspansif.

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

Salam sukses selalu dari kami PT. Pandu Equator Prima

5. Referensi

Departemen Pekerjaan Umum (2005). Pd T-10-2005-B Pedoman Penanganan Tanah Ekspansif untuk Konstruksi Jalan. Jakarta