
Penurunan Tanah: Konsep, Jenis Settlement, dan Pengaruh Struktur
Pendahuluan
Penurunan tanah atau settlement merupakan fenomena penting dalam rekayasa geoteknik yang terjadi ketika tanah mengalami deformasi vertikal akibat beban dari struktur atau perubahan kondisi tanah itu sendiri. Pergerakan ini meskipun sering terjadi secara alami atau sebagai bagian dari proses pasca-konstruksi, dapat menimbulkan risiko besar terhadap keselamatan dan kinerja struktur apabila tidak dianalisis dan direncanakan dengan benar. Sifat serta besarnya penurunan tanah dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti jenis tanah, beban yang bekerja, kadar air, dan kondisi konsolidasi tanah. Karena itu, studi tentang settlement menjadi aspek krusial dalam desain pondasi, analisis daya dukung tanah, serta perencanaan konstruksi di berbagai kondisi geologi Indonesia dan global. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Definisi Penurunan Tanah
Definisi Penurunan Tanah Secara Umum
Penurunan tanah secara umum adalah pergerakan vertikal tanah ke arah bawah yang terjadi ketika tanah mengalami deformasi sebagai respons terhadap beban yang diterimanya. Fenomena ini biasanya terjadi saat tanah mengalami kompresi atau perubahan volume, misalnya saat struktur dibangun di atasnya atau terjadi perubahan tekanan dalam tanah. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Definisi Penurunan Tanah dalam KBBI
Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) (anda dapat mengakses langsung situs resmi KBBI untuk definisi ini), penurunan tanah diartikan sebagai kejadian turunnya permukaan tanah terhadap permukaan referensi karena efek pemadatan, konsolidasi, atau pergeseran massa tanah. Pengertian ini menekankan perubahan posisi vertikal tanah dari kondisi awalnya. (definisi KBBI dapat dicari di kbbi.kemdikbud.go.id) ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Definisi Penurunan Tanah Menurut Para Ahli
Menurut publikasi teknik geoteknik, settlement didefinisikan sebagai pergerakan vertikal ke bawah dari tanah di bawah beban konstruksi yang sering terjadi karena penurunan ruang pori dalam tanah akibat kompresi dan disipasi tekanan air pori ketika beban dikenakan. Settlement ini merupakan respons alami tanah terhadap perubahan tegangan yang terjadi di dalamnya. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Menurut studi evaluasi perilaku penurunan tanah, settlement dapat dipahami sebagai deformasi vertikal tanah ketika beban diberikan di atasnya, yang mengakibatkan peningkatan tegangan efektif vertikal dalam tanah dan dengan demikian menghasilkan regangan vertikal yang terlihat. ([Lihat sumber Disini - jurnaliptek.iti.ac.id])
Dalam konteks kajian konsolidasi tanah, penurunan tanah adalah perpindahan vertikal permukaan tanah yang terjadi bersamaan dengan perubahan volume tanah selama proses konsolidasi berlangsung, terutama pada tanah jenuh air dengan permeabilitas rendah. ([Lihat sumber Disini - media.neliti.com])
Sedangkan dari literatur geoteknik lain, penurunan tanah mencakup pergerakan vertikal tanah atau pondasi ketika tanah mengalami deformasi akibat pengaruh beban struktur, perubahan kadar air, atau gangguan tanah lainnya. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])
Jenis-Jenis Penurunan Tanah (Settlement)
Penurunan tanah tidak selalu terjadi dalam bentuk yang sama. Terdapat beberapa jenis settlement yang penting untuk dipahami dalam desain geoteknik:
Uniform Settlement
Uniform settlement terjadi ketika seluruh bagian struktur atau tanah di bawahnya turun dengan jumlah yang relatif sama. Kondisi ini sering terjadi bila tanah di bawah pondasi bersifat seragam dan struktur menerima beban secara merata. Karena pergerakan vertikalnya konsisten di seluruh area pondasi, efeknya terhadap struktur sering dianggap lebih aman dibanding differential settlement. ([Lihat sumber Disini - cedengineering.com])
Differential Settlement
Differential settlement adalah ketika bagian-bagian tanah atau pondasi turun dengan jumlah yang berbeda-beda. Perbedaan ini mengakibatkan rotasi atau deformasi pada struktur di atasnya, yang potensial menimbulkan retak pada dinding, kerusakan struktur, dan bahkan kegagalan fungsi pada bagian bangunan. ([Lihat sumber Disini - cedengineering.com])
Immediate (Elastik) Settlement
Immediat settlement adalah penurunan yang muncul segera setelah beban dikenakan pada tanah. Ini merupakan respon elastik tanah terhadap pembebanan awal dan biasanya terjadi dalam hitungan hari pertama setelah konstruksi atau pemuatan. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Consolidation Settlement (Primer & Sekunder)
Consolidation settlement terjadi karena perubahan volume tanah jenuh air akibat pengeluaran air pori secara bertahap ketika beban diterapkan. Pada tanah berlempung atau tanah dengan permeabilitas rendah, proses ini memakan waktu lama dan mencakup dua fase: primary consolidation (fase utama perubahan volume) dan secondary consolidation (fase lanjutan atau creep yang terus terjadi setelah tekanan air pori hilang). ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penurunan
Besarnya settlement tanah dipengaruhi oleh banyak sekali faktor mekanika tanah dan kondisi lapangan:
Jenis Tanah
Tanah dengan karakteristik berbeda akan memberikan respon settlement yang berbeda pula. Tanah lempung yang halus dan jenuh air memiliki kecenderungan kompresibilitas yang tinggi sehingga penurunannya lebih besar dibanding tanah berpasir yang lebih keras dan berdrainase baik. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Beban Struktur
Beban yang ditransfer ke tanah melalui pondasi memiliki pengaruh langsung terhadap besarnya settlement. Semakin besar beban, semakin tinggi tegangan dalam tanah dan semakin besar kemungkinan settlement terjadi. ([Lihat sumber Disini - researchgate.net])
Kadar Air dan Permeabilitas
Tanah dengan kadar air tinggi, terutama tanah jenuh, menunjukkan kecenderungan settlement yang lebih besar karena air dalam pori-pori tanah perlu keluar terlebih dahulu untuk memungkinkan pemadatan tanah. Permeabilitas tanah menentukan laju keluarnya air tersebut. ([Lihat sumber Disini - superiorpolylift.com])
Proses Konsolidasi
Proses konsolidasi tanah sangat ditentukan oleh parameter geoteknik seperti koefisien kompresibilitas (mv), koefisien konsolidasi (Cv), serta kondisi tekanan awal tanah. Proses ini berlangsung dalam jangka waktu tertentu dan mempengaruhi besarnya penurunan yang terjadi. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Struktur Lapisan Tanah / Stratigrafi
Variasi lapisan tanah dengan perbedaan sifat fisik dan mekanisnya akan mempengaruhi cara tanah menanggung beban dan mendistribusikan tegangan, sehingga mempengaruhi karakter settlement. ([Lihat sumber Disini - repository.uir.ac.id])
Pengaruh Penurunan Tanah terhadap Struktur
Penurunan tanah, terutama jika terjadi secara tidak seragam, dapat memberikan dampak serius terhadap bangunan dan infrastruktur:
Kerusakan Struktural
Differential settlement dapat menimbulkan retak pada dinding, lantai yang berubah levelnya, serta kerusakan sambungan struktural yang kritis. Ini sering terjadi bila bagian struktur turun lebih cepat atau lebih banyak dibanding bagian lainnya. ([Lihat sumber Disini - cedengineering.com])
Perubahan Geometri Pondasi
Pondasi yang mengalami pergerakan diferensial dapat mengubah posisi dan geometri desainnya, sehingga distribusi beban struktur menjadi berbeda dari awal rencana, meningkatkan risiko kelelahan struktural. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])
Gangguan Utilitas Bawah Tanah
Penurunan tanah juga dapat memengaruhi jaringan pipa, kabel, dan utilitas lain di bawah tanah, menyebabkan kebocoran, misalignment, atau kerusakan mekanis lainnya. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])
Deformasi Permanen dan Fungsional Struktur
Bangunan, jalan, atau jembatan dapat kehilangan fungsi optimalnya bila penurunan mengakibatkan kemiringan atau perubahan elevasi yang signifikan. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])
Batas Penurunan yang Diizinkan
Dalam perencanaan pondasi dan struktur, batas settlement yang diizinkan biasanya ditetapkan berdasarkan jenis struktur dan fungsi bangunan. Umumnya, settlement yang seragam, meskipun bernilai besar, tidak mengancam keselamatan struktur secara langsung jika tetap dalam batas toleransi desain. Namun, differential settlement sering dijadikan batasan kritis karena memiliki potensi merusak yang jauh lebih tinggi dibanding uniform settlement. ([Lihat sumber Disini - cedengineering.com])
Beberapa pedoman teknis menyarankan batas maksimum differential settlement antara titik-titik struktur tertentu agar tidak menimbulkan retak atau kesalahan geometri yang berbahaya. Nilai toleransi ini biasanya ditentukan dari analisis desain geoteknik yang spesifik untuk proyek dan jenis struktur yang akan dibangun. ([Lihat sumber Disini - cedengineering.com])
Penurunan Tanah dalam Desain Pondasi
Dalam desain pondasi, analisis settlement merupakan proses penting untuk memahami bagaimana pondasi akan bereaksi terhadap beban seiring waktu. Analisis ini meliputi penilaian terhadap komponen-komponen settlement seperti immediate settlement, konsolidasi primer, dan creep. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Pendekatan desain settlement umumnya mencakup studi lapangan seperti uji bor tanah, uji Standard Penetration Test (SPT), serta uji laboratorium seperti uji konsolidasi (oedometer) untuk menentukan parameter tanah yang diperlukan dalam perhitungan settlement. ([Lihat sumber Disini - tensarinternational.com])
Selain itu, teknik perbaikan tanah seperti pra-pemuatan (preloading), penggunaan geosynthetics, jet grouting, atau penggunaan pondasi dalam seperti pile foundation sering diterapkan untuk mengurangi dampak settlement pada struktur yang sangat sensitif. ([Lihat sumber Disini - jurnaliptek.iti.ac.id])
Kesimpulan
Penurunan tanah (settlement) adalah fenomena turun vertikal permukaan tanah sebagai respons terhadap beban atau perubahan kondisi tanah yang signifikan dalam rekayasa geoteknik. Penurunan ini dapat terjadi secara seragam maupun tidak seragam, masing-masing memiliki implikasi berbeda terhadap keamanan dan fungsi struktur. Beberapa jenis settlement yang umum meliputi uniform settlement, differential settlement, immediate settlement, dan konsolidasi (primary dan secondary). Faktor-faktor utama yang mempengaruhi settlement mencakup jenis tanah, beban struktur, kadar air, proses konsolidasi, dan kondisi stratigrafi lapangan. Dampak settlement sangat bergantung pada cara tanah serta struktur merespons beban vertikal tersebut, dan dalam konteks desain pondasi, perencanaan serta mitigasi terhadap settlement sangat penting untuk memastikan keselamatan dan kinerja jangka panjang struktur.