Inovasi Terbaru Perbaikan Tanah: Solusi Ramah Lingkungan untuk Mengatasi Likuifaksi

• Dampak lingkungan jangka panjang

Sebagai gantinya, tren baru menunjukkan pergeseran ke arah perbaikan tanah non-destruktif dan penggunaan material baru seperti ban bekas, abu batubara, nanopartikel, dan biomaterial.

Kategori Umum Metode Perbaikan Tanah

Metode mitigasi likuifaksi diklasifikasikan menjadi 6 prinsip dasar:

1. Kepadatan (Densification)
2. Solidifikasi (Solidification)
3. Drainase air pori (Drainage)
4. Penggantian tanah (Replacement)
5. Penurunan muka air tanah (Groundwater lowering)
6. Kontrol deformasi geser (Shear deformation control)

Dari keenam metode tersebut, tiga yang paling umum digunakan adalah densifikasi, solidifikasi, dan drainase.

Pengembangan Terkini: Alat Non-Getar dan Miniaturisasi

Inovasi: Metode SAVE Compozer

• Non-vibratory sand compaction pile (SCP) tanpa menggunakan vibro-hammer.
• Kelebihan:
  • Tidak menimbulkan getaran tinggi.
  • Cocok untuk lokasi sempit seperti bawah jembatan atau dekat struktur eksisting.
  • Lebih dari 7000 km pondasi telah dibangun di Jepang dengan metode ini.

Studi Kasus: Evaluasi Efektivitas SCP

Harada et al. (2014) mengkaji hubungan antara nilai SPT dan rasio tegangan geser untuk tanah yang telah diperbaiki menggunakan metode SCP. Hasilnya menunjukkan:

• Tanah hasil perbaikan memiliki resistansi likuifaksi lebih tinggi, bahkan pada nilai SPT yang sama dibanding tanah alami.
• Hal ini karena adanya peningkatan tegangan lateral akibat pemasangan kolom pasir.

Kesimpulan: Instalasi kolom pasir tak hanya meningkatkan kepadatan, tapi juga tegangan lateral yang membantu menahan deformasi.

Pemanfaatan Material Daur Ulang

1. Ban Bekas (Tyre Chips)

• Keunggulan:
  • Ringan, elastis, menyerap getaran, dan konduktivitas hidrolik tinggi.
• Uji Laboratorium (Hyodo et al., 2007):
  • Campuran pasir-ban bekas menurunkan tekanan air pori berlebih saat uji siklik.
  • Komposisi dengan 10% ban bekas (sf=0.9) menghasilkan kekuatan geser setengah dari pasir murni.

Temuan penting:

• Efektivitas peredaman paling tinggi saat ban bekas digunakan sebagai lapisan dalam dan tebal.
• Mengurangi peluang likuifaksi pada lapisan pasir di atasnya.

2. Abu Batubara (Granulated Coal Ash - GCA)

• Butiran GCA berukuran mirip pasir, hasil granulasinya mencegah dispersi saat ditimbun.
• Uji Triaxial Siklik (Yoshimoto et al., 2014):
  • GCA memiliki resistansi likuifaksi 1,7 kali lebih tinggi dari pasir Toyoura.

Kesimpulan: GCA dapat digunakan sebagai material pengganti tanah urugan pada area reklamasi dengan ketahanan terhadap gempa yang lebih baik.

Terobosan Nanoteknologi dalam Perbaikan Tanah

1. Colloidal Silica

• Cairan seperti air, berubah menjadi gel setelah masuk ke pori tanah.
• Keunggulan:
  • Tidak berwarna, ramah lingkungan, dan mudah disuntikkan.
• Studi Gallagher et al. (2007):
  • 8% colloidal silica mengurangi penurunan dan peningkatan resistansi likuifaksi dalam pengujian lapangan.

2. Bentonit

• Clay suspensi dengan indeks plastisitas tinggi.
• Peran utama:
  • Menyediakan penahan elastis terhadap partikel pasir.
• Efektivitas: Penambahan 7% bentonit (berat kering) mampu meningkatkan jumlah siklus sebelum likuifaksi terjadi.

3. Laponit

• Clay sintetis berbentuk nanopartikel.
• Efektivitas:
  • 1% laponit mampu meningkatkan resistansi likuifaksi setara dengan bentonit.
  • Butuh dosis lebih sedikit karena viskositasnya lebih tinggi setelah gel terbentuk.

Pendekatan Bioteknologi dalam Mitigasi Likuifaksi

1. Biocementation (MICP - Microbial Induced Calcite Precipitation)

• Mikroba + nutrisi + kalsium → mengikat partikel pasir dengan presipitasi kalsit.
• Efek:
  • Meningkatkan kekakuan dan kekuatan geser awal.
  • Telah diuji hingga tahap lapangan di Belanda (van Paassen, 2011).

2. Biodesaturation

• Menggunakan mikroorganisme untuk menghasilkan gas (N2) di pori tanah.
• Efek:
  • Penurunan kejenuhan dari 100% ke 90% dapat menggandakan resistansi likuifaksi.
• Uji shaking table (He et al., 2013):
  • Tanah jenuh mengalami likuifaksi pada percepatan 0.5–1.5 m/s².
  • Tanah yang didesaturasi dengan biogas tidak mengalami likuifaksi.

Isu Emisi Karbon dan Efisiensi Energi

• Metode konvensional membutuhkan energi tinggi dan menghasilkan emisi karbon besar.
• Orense (2015) menyarankan optimasi antara biaya dan emisi karbon.
• Tiga skenario mitigasi:
  1. Tanpa pencegahan → biaya tinggi setelah gempa.
  2. Pencegahan moderat → biaya menengah.
  3. Pencegahan penuh → biaya awal tinggi, tapi minim emisi dan kerusakan.

Kesimpulan

Penelitian ini memperlihatkan bahwa metode perbaikan tanah terus berkembang menuju pendekatan yang lebih inovatif, hemat energi, dan ramah lingkungan. Dari teknik non-getar hingga nanopartikel, dari limbah industri hingga mikroorganisme, semua diarahkan untuk menangani risiko likuifaksi secara efisien, terutama di daerah permukiman padat.

Tren terbaru menunjukkan bahwa pendekatan multidisiplin—menggabungkan geoteknik, kimia, mikrobiologi, dan teknik lingkungan—adalah masa depan mitigasi likuifaksi. Bukan hanya kekuatan teknik yang menjadi perhatian, tapi juga dampak sosial dan ekologis dari metode yang digunakan.

Sumber : Orense, R. P. (2015). Recent Trends in Ground Improvement Methods as Countermeasure against Liquefaction. 6th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, Christchurch, New Zealand, November 1–4.

Tanah di lokasi proyek tidak selalu ideal untuk fondasi bangunan. Ketika ditemukan tanah lemah seperti lempung jenuh atau tanah organik, perbaikan tanah menjadi langkah krusial untuk meningkatkan daya dukung tanah, memperkecil penurunan, dan menghindari kegagalan struktur.

Makalah ilmiah karya Gaafer, Bassioni, dan Mostafa (2015) ini menyajikan klasifikasi menyeluruh teknik-teknik perbaikan tanah yang umum digunakan di lapangan, termasuk metode tanpa campuran, dengan campuran, stabilisasi kimia, grouting, serta teknik termal.

Artikel ini tidak hanya merangkum teori, tetapi juga mencakup studi kasus, data perbandingan biaya, efektivitas, dan pertimbangan praktis dalam memilih metode terbaik untuk proyek tertentu.

Kategori Utama Teknik Perbaikan Tanah

Makalah membagi teknik perbaikan tanah dalam lima kelompok besar:

1. Tanpa campuran (non-admixture): penggantian tanah, preloading, vertical drains.
2. Dengan campuran fisik (admixtures/inclusions): stone column, sand compaction piles.
3. Stabilisasi kimia & grouting: semen, kapur, fly ash.
4. Metode kolom dalam & jet grouting.
5. Metode termal: pemanasan dan pembekuan tanah.

1. Perbaikan Tanah Tanpa Campuran

1.1 Penggantian Tanah (Soil Replacement)

• Konsep: Mengganti tanah lunak dengan material granular seperti pasir atau kerikil.
• Kelebihan: Murah, mudah diterapkan, cocok untuk fondasi dangkal.
• Kekurangan: Ketebalan pengganti sering ditentukan hanya berdasarkan pengalaman.
• Catatan Eksperimen: Penambahan ketebalan lapisan pengganti mengurangi penurunan vertikal (Abdel Salam dan Fatah, 2007).

1.2 Preloading atau Pre-compression

• Teknik ini menambahkan beban sementara untuk mempercepat konsolidasi.
• Cocok untuk tanah lempung dengan permeabilitas rendah.
• Kendala: Waktu konsolidasi bisa sangat lama jika tanpa bantuan drainase.

1.3 Vertical Drains

a. Sand Drains

• Lubang bor diisi pasir untuk mempercepat pelepasan tekanan air pori.
• Efektivitas tinggi namun bisa mengganggu struktur tanah di sekitarnya.

b. Prefabricated Vertical Drains (PVD)

• Material geotekstil fleksibel dipasang vertikal.
• Kelebihan: Tidak perlu pengeboran, cocok untuk tanah lunak dalam.

2. Perbaikan Tanah dengan Campuran/Inklusi

2.1 Stone Columns

• Kolom kerikil dipadatkan di dalam tanah.
• Fungsi: Meningkatkan kekuatan geser dan mempercepat konsolidasi.
• Kelebihan: Menurunkan penurunan diferensial dan total.
• Cocok untuk tanah lempung lunak dengan kebutuhan fondasi sedang.

3. Stabilisasi Kimia dan Grouting

3.1 Stabilisasi Kimia

a. Semen

• Digunakan sejak tahun 1960-an, efektif untuk berbagai jenis tanah.
• Reaksi antara semen dan air membentuk ikatan kuat antar partikel.

b. Kapur

• Efektif untuk tanah lempung.
• Reaksi ionik meningkatkan ukuran partikel dan menurunkan plastisitas.

c. Fly Ash

• Bahan limbah dari pembangkit listrik berbahan bakar batu bara.
• Butuh tambahan semen atau kapur untuk bekerja optimal.

3.2 Deep Mixed Columns

• Binder seperti semen atau kapur dicampur langsung ke dalam tanah dalam menggunakan alat mekanis.
• Perbandingan: Mirip stone column, tetapi kekuatannya berasal dari kohesi internal, bukan gesekan.

3.3 Jet Grouting

• Campuran semen disemprotkan dengan tekanan tinggi ke dalam tanah, membentuk struktur "soilcrete".
• Sistem:
  • Single-fluid: hanya slurry semen.
  • Double-fluid: slurry + udara.
  • Triple-fluid: air + udara + slurry (paling efektif untuk tanah lempung).

4. Teknik Termal

4.1 Pemanasan Tanah

• Suhu tinggi (100°C–1000°C) meningkatkan kekuatan tanah lempung.
• Contoh: 1000°C menyebabkan pengeringan signifikan; 5000°C merusak struktur tanah; 10000°C menyebabkan fusi partikel.

4.2 Pembekuan Tanah

• Pendinginan tanah hingga air pori membeku.
• Meningkatkan kekuatan geser dan mengurangi permeabilitas.
• Cocok untuk kondisi air tanah tinggi dan proyek bersifat sementara.

5. Studi Kasus: Perbandingan Biaya dan Efektivitas

Studi kasus nyata menunjukkan bagaimana pilihan metode perbaikan tanah sangat memengaruhi efisiensi biaya dan kinerja teknis. Pada proyek pembangunan silo alumina berkapasitas 23.000 ton di atas tanah berlapis pasir medium (0–18 m) dan lempung kaku (18–35 m), lima metode diuji berdasarkan rasio biaya dan besar penurunan. Hasilnya menunjukkan bahwa metode preloading memiliki rasio biaya paling rendah (1.0) dengan penurunan hanya 0,2 meter. Sebagai perbandingan, pancang beton sedalam 35 meter menelan biaya 60 kali lipat lebih besar meski memberikan penurunan paling kecil yaitu 0,08 meter. Dengan demikian, preloading dianggap sebagai solusi paling ekonomis karena tetap memberikan kinerja penurunan yang dapat diterima.

Sementara itu, studi kedua dilakukan pada proyek tangki minyak yang berdiri di atas 27 meter tanah lempung lunak. Tiga metode dibandingkan dari sisi rasio biaya. Hasilnya, preloading tanpa vertical drains menjadi metode paling hemat (rasio biaya 1.0). Namun, penambahan sand drains sepanjang 28 meter terbukti mempercepat proses konsolidasi tanah, meskipun biayanya meningkat tiga kali lipat (rasio 3.0). Jika dibandingkan dengan pancang beton 30 meter yang memiliki rasio biaya 20.0, kombinasi preloading dan sand drains tetap jauh lebih efisien. Kesimpulannya, vertical drains memberikan keseimbangan ideal antara efisiensi waktu dan biaya, dibandingkan solusi fondasi dalam yang mahal.

Rekomendasi Praktis

• Tanah lempung lunak: Preloading dengan PVD.
• Tanah organik dangkal: Soil replacement.
• Kebutuhan waktu cepat: Stone columns atau jet grouting.
• Kondisi ekstrem: Jet grouting triple fluid atau pembekuan.

Kritik dan Opini

Penelitian ini memberikan katalog metode perbaikan tanah secara sistematis, tetapi belum menyatukan semua parameter penting (daya dukung, penurunan, biaya, dan kemudahan eksekusi) dalam satu kerangka pemilihan. Untuk aplikasi praktis, perlu pendekatan kuantitatif berbasis multi-criteria decision making seperti dalam studi-studi yang lebih baru (misalnya Sánchez-Garrido et al., 2022).

Kesimpulan

Teknik perbaikan tanah adalah fondasi dari fondasi. Pilihan metode tergantung pada kondisi tanah, waktu, anggaran, dan jenis struktur yang dibangun. Preloading, stone columns, dan stabilisasi kimia adalah solusi umum, namun pendekatan berbasis data, eksperimen, dan simulasi sangat penting untuk menentukan strategi terbaik.

Makalah ini menegaskan perlunya studi lebih lanjut terhadap teknik removal and replacement, karena metode ini berpotensi memberikan keseimbangan optimal antara performa geoteknik dan biaya konstruksi.

Sumber : Gaafer, Manar, Bassioni, Hesham, & Mostafa, Tareq. (2015). Soil Improvement Techniques. International Journal of Scientific & Engineering Research, 6(12), 217–222.

Tanah gipsum yang meliputi sekitar 30% wilayah Irak dikenal rentan amblas saat basah. Ketika terkena air, gipsum larut dan meninggalkan pori besar, menyebabkan fondasi bangunan tidak stabil. Penelitian oleh Jawad dan Jahanger (2024) mencoba memahami pengaruh kontaminasi minyak—khususnya kerosin—terhadap pola runtuh dan deformasi tanah gipsum. Studi ini memadukan pendekatan eksperimental dan simulasi numerik untuk memberikan pemahaman yang lebih komprehensif terhadap interaksi tanah-fondasi dalam kondisi kontaminasi minyak.

Latar Belakang: Mengapa Tanah Gipsum Perlu Diteliti?

• Sifat collapsible: Tanah gipsum keras saat kering, tapi sangat lemah bila jenuh air.
• Ancaman infrastruktur: Dapat menyebabkan keruntuhan mendadak bangunan, bendungan, dan jalan.
• Kurangnya data deformasi mikroskopik: Sebagian besar studi sebelumnya hanya fokus pada persentase ambles, bukan pola deformasi aktual.

Metodologi: Dua Pendekatan, Satu Tujuan

1. Eksperimen Laboratorium

• Menggunakan gipsum berpasir dari Fallujah, Irak, dengan kadar gipsum 25%.
• Menguji berbagai kondisi:
  • Kering
  • Jenuh air
  • Terkontaminasi kerosin 3%, 6%, 9%
• Teknik: Uji geser langsung dan Particle Image Velocimetry (PIV)

2. Simulasi Plaxis 3D

• Model elemen hingga menggunakan Mohr-Coulomb.
• Memperkirakan gaya geser, perpindahan vertikal, dan deformasi tanah.

Temuan Utama: Apa yang Terjadi Saat Kerosin Dicampur ke Tanah?

⚙️ Karakteristik Tanah

• Kepadatan kering maksimum: 1.69 g/cm³
• Sudut geser dalam kondisi kering: 35,7°
• Koefisien kolaps alami (Cp): 5,217% (tergolong high collapsibility)

Hasil Pengujian: Studi Kasus dan Angka Nyata

Hasil pengujian uji geser langsung menunjukkan pengaruh kadar kerosin terhadap sifat mekanik tanah. Pada kadar kerosin 0% (alami), sudut geser (ϕ) tercatat sebesar 32° dengan kohesi (c) 27 kPa. Ketika kadar kerosin meningkat menjadi 3%, sudut geser meningkat menjadi 35,04° sementara kohesi menurun menjadi 18,24 kPa. Pada kadar 6%, sudut geser sedikit menurun menjadi 34° dengan kohesi yang juga berkurang menjadi 22,87 kPa. Namun, pada kadar kerosin 9%, sudut geser kembali meningkat menjadi 36,13°, tetapi kohesi mengalami penurunan signifikan hingga 7,76 kPa. Analisis ini menunjukkan bahwa penambahan kerosin dapat meningkatkan sudut geser tanah, namun pada saat yang sama, kerosin juga menyebabkan penurunan kohesi akibat pelumasan antar partikel, yang dapat mempengaruhi stabilitas tanah dalam aplikasi geoteknik.

2. Pengaruh Kerosin terhadap Potensi Kolaps (Cp)

• Tanpa kerosin: 5,217% (kategori tinggi)
• 3% kerosin: 2,84%
• 6% kerosin: 2,01%
• 9% kerosin: 0,95% (kategori tidak bisa runtuh)

Kesimpulan: 9% kerosin sangat efektif mereduksi potensi runtuh.

Hasil Visualisasi Deformasi dengan PIV

Pola Pergerakan Tanah

• Tanah alami menunjukkan punching shear failure.
• Tanah terkontaminasi 3% kerosin menunjukkan general shear failure:
  • Zona aktif (1)
  • Zona transisi radial (2)
  • Zona pasif Rankine (3)

Kecepatan dan Arah Pergerakan

• Peta vektor kecepatan memperlihatkan arah simetris ke bawah dan samping.
• Pada 3% kerosin, pergerakan menjadi lebih stabil dan terbatas.

Simulasi Plaxis 3D: Validasi Hasil PIV

Simulasi Plaxis 3D dapat digunakan untuk memvalidasi hasil PIV dengan mempertimbangkan kondisi tanah yang berbeda. Perbandingan antara S/B Lab dan S/B Plaxis penting untuk memahami perbedaan hasil analisis dan memastikan akurasi model dalam menggambarkan perilaku tanah di lapangan. 

Hasil simulasi menunjukkan bahwa untuk kondisi tanah kering, rasio S/B Lab sebesar 3,56 berbanding 2,49 pada S/B Plaxis, sedangkan untuk kondisi jenuh, rasio S/B Lab 40,24 berbanding 38,41 pada S/B Plaxis. Perbedaan ini menunjukkan bahwa meskipun ada variasi antara hasil laboratorium dan simulasi, hasil simulasi Plaxis 3D mendekati hasil eksperimen yang diperoleh, yang mendukung validitas model yang digunakan. Dengan demikian, simulasi ini memberikan keyakinan bahwa model dapat diandalkan untuk analisis lebih lanjut dalam proyek geoteknik.

Distribusi Regangan dan Perpindahan

• Strain horizontal (du/dx) dan vertikal (dv/dy) terdeteksi tinggi di tanah jenuh alami.
• Setelah pencampuran kerosin 3%:
  • Terjadi pengurangan strain secara signifikan.
  • Membentuk zona geser yang lebih sempit.
  • Menahan laju deformasi bawah beban 200 kPa.

📈 Displacement Vector Maps menunjukkan zona deformasi makin dalam namun terkontrol saat kerosin ditambahkan.

Kritik dan Catatan Tambahan

• PIV tidak bisa diterapkan optimal untuk tanah dengan 6% kerosin karena viskositas tinggi dan saturasi lambat.
• Oleh karena itu, Plaxis 3D digunakan sebagai alternatif untuk kasus ini.

Implikasi Praktis bagi Dunia Teknik Sipil

• Kerosin bisa digunakan sebagai aditif stabilisasi tanah di daerah rawan runtuh.
• Penerapan dapat dikembangkan pada:
  • Proyek jalan di atas tanah gipsum
  • Fondasi bangunan ringan hingga menengah
  • Perkuatan tanah untuk jembatan dan saluran air

💡 Catatan Lingkungan: Kerosin bukan solusi ramah lingkungan jangka panjang. Perlu riset lanjutan untuk alternatif yang lebih hijau.

Kesimpulan

Penelitian ini mengintegrasikan dua pendekatan—eksperimen visual PIV dan simulasi numerik Plaxis 3D—untuk menganalisis interaksi fondasi-strip pada tanah gipsum dalam berbagai kondisi. Tambahan kerosin hingga 9% terbukti efektif mengurangi potensi runtuh dari kategori tinggi menjadi tidak runtuh. Visualisasi deformasi dengan PIV memberikan wawasan berharga terhadap mekanisme kegagalan tanah, sementara simulasi Plaxis memberikan validasi numerik yang andal.

Sumber :Jawad, H. M., & Jahanger, Z. K. (2024). The Effect of Oil Contaminated on Collapse Pattern in Gypseous Soil Using Particle Image Velocimetry and Simulation. Civil Engineering Journal, 10(7), 2325–2343.

Fondasi adalah penopang utama struktur bangunan. Namun, kondisi tanah sering kali menjadi tantangan besar. Ketika tanah tidak cukup kuat untuk mendukung fondasi dangkal, biaya bisa melonjak akibat kebutuhan fondasi dalam. Oleh karena itu, perbaikan atau penguatan tanah menjadi pilihan menarik yang dapat mengurangi biaya dan meningkatkan keberlanjutan konstruksi.

Artikel ini mengulas studi oleh Antonio J. Sánchez-Garrido dan koleganya, yang membandingkan lima alternatif desain fondasi rumah tinggal satu lantai, termasuk teknik perbaikan tanah yang berbeda, menggunakan pendekatan multi-criteria decision-making (MCDM) berbasis indikator ekonomi, lingkungan, dan sosial.

Lima Alternatif Desain Fondasi

Penelitian ini menggunakan kasus rumah tinggal di Jaén, Spanyol. Tanahnya memiliki kapasitas dukung rendah dan kandungan sulfat tinggi yang agresif terhadap beton. Kelima alternatif fondasi yang dianalisis adalah:

1. REF (Referensi) – Fondasi dalam dengan bor beton (tanpa intervensi perbaikan tanah).
2. B + C – Pengurugan dan pemadatan kembali tanah sedalam 1,5 meter.
3. S-CC – Kolom tanah-semen.
4. RIM – Inklusi kaku dari mikrotiang.
5. CNJ – Konsolidasi dengan penambatan balok pracetak.

Setiap solusi dievaluasi dari sudut pandang siklus hidup penuh (cradle-to-grave), dengan masa pakai 50 tahun.

Indikator Keberlanjutan yang Digunakan

Tiga dimensi utama keberlanjutan diukur menggunakan 37 indikator:

• Ekonomi: biaya konstruksi, pengelolaan limbah, biaya pemeliharaan 10 tahun.
• Lingkungan: dampak terhadap kesehatan manusia, ekosistem, dan ketersediaan sumber daya.
• Sosial: keselamatan pengguna, kenyamanan pengguna, kesehatan dan keselamatan pekerja, serta penciptaan lapangan kerja lokal.

Studi Kasus: Perbandingan Dampak Ekonomi

Temuan Penting:

• RIM dan S-CC adalah opsi paling mahal, melebihi biaya REF sebesar +11,2% dan +6,3%.
• CNJ dan B + C justru mengurangi biaya siklus hidup hingga −15,7% dan −11,3% dibandingkan REF. 

Kesimpulan Ekonomi: CNJ (nailing of precast joists) adalah pilihan paling ekonomis dan efisien untuk proyek ini.

Studi Kasus: Dampak Lingkungan

Hasil Evaluasi:

• RIM mencetak dampak lingkungan tertinggi, terutama dari sisi penggunaan material dan konsumsi bahan bakar:
  • 10,35 ton beton
  • 2,55 ton baja
  • 3600 liter air
  • 1193 liter diesel
• CNJ mencetak dampak paling rendah:
  • 10,58 m³ beton
  • 552 liter diesel
  • Tidak ada penggunaan air

📊 Hasil:
REF memiliki dampak lingkungan yang relatif rendah, tetapi hanya CNJ yang secara signifikan mengurangi dampak di semua kategori. Kesimpulan Lingkungan: CNJ unggul jauh dibandingkan semua alternatif.

Studi Kasus: Dampak Sosial

Aspek sosial menilai keselamatan pekerja, kenyamanan pengguna, serta kontribusi terhadap komunitas lokal.

Temuan Sosial Utama:

• B + C unggul dalam keselamatan kerja karena peralatan standar dan tingkat kebisingan rendah.
• CNJ menempati posisi kedua karena waktu konstruksi singkat dan metode kerja bersih.
• REF, S-CC, dan RIM menghadapi penalti karena mesin bor/injeksi yang bising dan mengganggu.

🔎 Indeks Sosial Tertinggi:

1. B + C (skor: 0.62)
2. CNJ (skor: 0.59)
3. S-CC
4. RIM
5. REF (skor: 0.43)

Kesimpulan Sosial: B + C paling unggul dari sisi sosial, dengan CNJ sebagai runner-up.

Analisis dan Interpretasi

Penelitian ini menonjol karena menerapkan pendekatan holistik dan kuantitatif terhadap pemilihan teknik perbaikan tanah. Penggunaan 37 indikator dalam 3 dimensi keberlanjutan memberikan gambaran menyeluruh atas performa tiap alternatif. Studi Ini Menunjukkan:

• Optimalisasi fondasi tidak selalu berarti penggunaan teknologi paling mahal.
• Kombinasi sederhana seperti B + C atau metode inovatif seperti CNJ justru memberikan performa ekonomi dan lingkungan yang sangat baik.

📌 Kritik:
Studi tidak mempertimbangkan potensi daur ulang tanah galian (misalnya pada B + C), yang bisa meningkatkan performa lingkungan lebih lanjut.

Implikasi Industri dan Rekomendasi Praktis

🔧 Untuk proyek rumah tinggal di tanah dengan daya dukung rendah dan kadar sulfat tinggi:

• Hindari solusi fondasi dalam mahal jika memungkinkan.
• Evaluasi opsi perbaikan tanah seperti CNJ dan B + C sebagai prioritas awal.
• Pertimbangkan efisiensi energi dan waktu konstruksi untuk meminimalisasi dampak sosial-lingkungan.

🧠 Prinsip Kunci: Teknik perbaikan tanah bukan hanya solusi teknis, tapi juga alat strategis untuk pembangunan berkelanjutan.

Kesimpulan

Penelitian ini menawarkan kerangka evaluasi kuat berbasis MCDM (ELECTRE IS, TOPSIS, COPRAS) yang dapat direplikasi pada proyek lain. Pemilihan metode perbaikan tanah bukan hanya soal kekuatan teknik, tetapi juga soal:

• Biaya jangka panjang
• Dampak lingkungan
• Kesejahteraan pekerja dan pengguna

Dari kelima opsi, konsolidasi dengan penambatan balok pracetak (CNJ) menempati posisi tertinggi secara keseluruhan. Metode ini menunjukkan bahwa keberlanjutan dapat dicapai dengan pendekatan inovatif yang tetap ekonomis dan ramah lingkungan.

Sumber : Sánchez-Garrido, A.J., Navarro, I.J., & Yepes, V. (2022). Evaluating the Sustainability of Soil Improvement Techniques in Foundation Substructures. Journal of Cleaner Production, 351, 131463.

Dunia konstruksi sedang mengalami revolusi digital yang luar biasa. Di satu sisi, pendekatan Lean Construction (LC) menekankan penghapusan pemborosan dan peningkatan nilai. Di sisi lain, Artificial Intelligence (AI), terutama Machine Learning (ML), menjanjikan prediksi yang akurat, efisiensi otomatisasi, dan pengambilan keputusan berbasis data. Artikel tinjauan sistematik dari Velezmoro-Abanto dan koleganya ini menjadi titik temu penting antara keduanya—mengungkap bagaimana integrasi LC dan AI mengubah wajah manajemen proyek konstruksi (PM).

Dengan menggunakan pendekatan PRISMA, penulis berhasil menyaring 63 artikel kunci dari 43.654 publikasi global untuk mengidentifikasi tren, alat, manfaat, dan tantangan integrasi ini.

Peta Literatur Global: Di Mana Penelitian Ini Berkembang?

Studi ini mencatat bahwa publikasi terkait LC dan AI meningkat signifikan sejak 2018, dengan puncaknya pada tahun 2022. Secara geografis, Tiongkok dan Inggris memimpin dengan masing-masing 12 dan 10 publikasi, diikuti oleh India dan Spanyol (masing-masing 4). Ini menunjukkan bahwa adopsi AI dalam konstruksi bukan hanya tren Barat, tapi juga telah menyebar luas ke Asia dan Amerika Selatan.

Scopus menjadi basis data paling dominan (63% dari total artikel), menegaskan kualitas akademik dari sumber-sumber yang dikaji.

Apa Saja Alat Lean yang Paling Populer?

Dari 24 strategi dan alat LC yang diidentifikasi, beberapa yang paling sering digunakan dalam manajemen proyek konstruksi adalah:

• Last Planner System (LPS)
  Digunakan dalam 13 artikel, menjadi alat lean paling dominan.
• Building Information Modeling (BIM)
  Muncul dalam 25 artikel. BIM tidak hanya sebagai model visual, tapi juga integrator informasi proyek secara real-time.
• Just-In-Time (JIT) dan Visual Management (VM)
  Masing-masing disebut dalam lima artikel, menunjukkan popularitasnya dalam meningkatkan efisiensi lapangan.

Selain itu, alat seperti 5S, Value Stream Mapping (VSM), dan Takt Time mulai banyak digunakan dalam proyek berskala menengah.

Bagaimana AI Masuk ke Dunia Konstruksi?

AI, khususnya ML, membawa kemampuan luar biasa dalam mengolah data besar, memprediksi keterlambatan, meminimalkan risiko, dan mengoptimalkan alokasi sumber daya. Berikut adalah beberapa teknik AI yang paling banyak digunakan dalam artikel yang ditinjau:

• Artificial Neural Networks (ANN)
  Teknik ML paling populer, mampu mengenali pola dan memprediksi produktivitas proyek.
• Convolutional Neural Networks (CNN) dan Recurrent Neural Networks (RNN)
  Digunakan dalam pengolahan visual (misalnya CCTV proyek) dan analisis waktu-berjalan.
• Support Vector Machine (SVM) dan Random Forest (RF)
  Banyak digunakan untuk prediksi biaya, penjadwalan, dan deteksi risiko.
• Natural Language Processing (NLP)
  Menjadi semakin relevan dalam membaca dokumen teknis dan kontrak otomatis.

AI tidak hanya digunakan untuk prediksi teknis, tetapi juga dalam peningkatan komunikasi antartim, pelatihan, dan pengawasan keamanan kerja secara real-time.

Studi Kritis: Apa Manfaat Kombinasi LC dan AI?

Para penulis mengelompokkan manfaat utama kombinasi LC dan AI ke dalam empat kategori besar:

1. Efisiensi Operasional

• Pengurangan pemborosan material dan waktu idle.
• Otomatisasi proses repetitive dan administratif.
• Optimasi alokasi tenaga kerja dan sumber daya.

2. Kualitas dan Keselamatan

• Monitoring lapangan secara real-time.
• Deteksi dini potensi kecelakaan.
• Laporan proyek otomatis dan akurat.

3. Optimasi Jadwal dan Anggaran

• Estimasi waktu dan biaya berbasis data historis.
• Penjadwalan dinamis berdasarkan simulasi ML.
• Peningkatan profitabilitas melalui alokasi sumber daya optimal.

4. Manajemen Risiko

• Prediksi kegagalan material atau sistem.
• Deteksi potensi delay lebih awal.
• Dukungan keputusan berbasis data probabilistik.

Studi menemukan bahwa integrasi ini tidak hanya meningkatkan performa proyek, tapi juga membentuk sistem manajemen yang lebih tangkas dan prediktif.

Apa Saja Tantangan Implementasinya?

Namun, seperti teknologi baru lainnya, integrasi LC dan AI bukan tanpa tantangan. Beberapa hambatan utama yang diidentifikasi dalam penelitian ini meliputi:

• Kualitas Data
  Data proyek yang buruk atau tidak konsisten mengurangi efektivitas model ML.
• Resistensi Organisasi
  Banyak manajer proyek masih belum percaya dengan keputusan berbasis AI.
• Kurangnya Tenaga Ahli
  Kombinasi antara pengetahuan konstruksi dan kemampuan teknis AI masih langka.
• Keterbatasan Infrastruktur Digital
  Terutama pada proyek skala kecil-menengah atau di negara berkembang.
• Masih Sedikit Studi Kasus Nyata
  Mayoritas studi masih berbentuk simulasi atau proof-of-concept.

Rekomendasi: Apa Langkah Selanjutnya?

Penulis menyarankan lima arah strategis untuk mengakselerasi implementasi integrasi LC dan AI:

1. Pilot Project Berskala Nyata
   Lakukan uji coba di proyek konstruksi riil untuk validasi.
2. Pengembangan Platform Hybrid
   Ciptakan tools yang menyatukan dashboard LC dan algoritma ML dalam satu sistem.
3. Pendidikan dan Pelatihan Terpadu
   Kolaborasi antara universitas dan industri untuk menciptakan talenta lintas bidang.
4. Standardisasi dan Sertifikasi
   Dibutuhkan standar nasional dan internasional untuk adopsi AI dalam proyek konstruksi.
5. Cost-Benefit Analysis Rinci
   Proyek perlu menyusun model bisnis berbasis ROI dari integrasi ini.

Opini Kritis: Antara Janji dan Realisasi

Artikel ini menyajikan tinjauan yang sangat luas dan mendalam tentang lanskap integrasi LC dan AI dalam manajemen proyek konstruksi. Namun, masih ada ruang untuk eksplorasi lebih lanjut—terutama dalam pengujian solusi di proyek nyata dan pengembangan platform praktis berbasis data terbuka.

Sebagai contoh, meskipun ANN disebut-sebut sebagai algoritma paling populer, efektivitasnya bisa sangat bergantung pada jenis proyek, skala, dan ketersediaan data berkualitas. Oleh karena itu, penting untuk menghindari pendekatan “one-size-fits-all” dalam memilih teknik AI.

Penutup: Masa Depan Konstruksi Ada di Persimpangan Lean dan AI

Integrasi antara Lean Construction dan Artificial Intelligence bukan sekadar kombinasi dua buzzword. Ini adalah transformasi sistemik menuju cara kerja yang lebih cerdas, efisien, dan kolaboratif. Seiring perkembangan teknologi dan kesiapan industri, kombinasi ini bisa menjadi fondasi dari industri konstruksi 5.0—di mana efisiensi operasional, keberlanjutan, dan prediktabilitas proyek menjadi standar baru.

Bagi pemangku kepentingan di industri konstruksi—mulai dari pengembang, konsultan, hingga akademisi—saatnya tidak hanya memahami teori ini, tetapi juga berinvestasi dalam implementasi nyatanya.

Sumber asli:

Velezmoro-Abanto, L., Cuba-Lagos, R., Taico-Valverde, B., Iparraguirre-Villanueva, O., & Cabanillas-Carbonell, M. (2024). Lean Construction Strategies Supported by Artificial Intelligence Techniques for Construction Project Management—A Review. International Journal of Online and Biomedical Engineering (iJOE), 20(3), 99–114.

Building Information Modeling (BIM) semakin diakui sebagai game-changer dalam industri konstruksi global. Teknologi ini tidak hanya menyediakan model 3D yang informatif, tapi juga mengintegrasikan berbagai fase proyek, dari perencanaan hingga operasi dan pemeliharaan. BIM menjanjikan efisiensi biaya, pengurangan pekerjaan ulang, dan peningkatan kolaborasi antarpihak.

Namun, di Indonesia, meski implementasi BIM mulai digalakkan—termasuk pada proyek strategis nasional seperti pembangunan Ibu Kota Nusantara (IKN)—nyatanya proses adopsinya masih jauh dari ideal. Penelitian oleh Latupeirissa dkk. mengupas secara mendalam tantangan-tantangan nyata yang dihadapi dalam mengimplementasikan BIM pada proyek konstruksi nasional.

Studi Kasus Nasional: Apa Kata Praktisi Proyek?

Penelitian ini melibatkan 45 responden dari beragam latar belakang—pemilik proyek, konsultan, kontraktor swasta dan BUMN—dengan pengalaman kerja dominan di atas lima tahun. Mereka tersebar di berbagai wilayah Indonesia dan telah terlibat dalam proyek konstruksi yang mencoba menerapkan BIM, meskipun belum semua berhasil sepenuhnya.

Melalui pendekatan survei kuantitatif dan analisis korelasi linear, penelitian ini mengidentifikasi tujuh tantangan utama yang menjadi penghambat implementasi BIM secara efektif.

Tujuh Tantangan Besar Implementasi BIM di Indonesia

1. Kesiapan Teknis BIM
   • Tantangan ini dianggap sangat penting oleh 88,89% responden.
   • BIM menuntut perangkat keras canggih, koneksi internet stabil, dan perangkat lunak berlisensi mahal. Banyak perusahaan, terutama skala menengah dan kecil, belum siap secara infrastruktur.
   • Hasil analisis menunjukkan korelasi kuat antara kesiapan teknis dan keberhasilan implementasi BIM, dengan nilai r = 0,8140.
2. Perubahan Paradigma Organisasi
   • Sebanyak 91,11% responden mengakui adanya resistensi budaya organisasi terhadap sistem kolaboratif seperti BIM.
   • Banyak manajer proyek masih nyaman dengan metode tradisional dan tidak mendorong timnya untuk berubah.
   • Korelasi antara faktor ini dan adopsi BIM terbilang signifikan (r = 0,5260).
3. Kesadaran Lingkungan Kerja terhadap BIM
   • Meski lebih dari 93% responden menyatakan sadar akan pentingnya BIM, banyak tim proyek belum mengintegrasikan pengetahuan ini ke dalam rutinitas kerja.
   • BIM sering kali dianggap sebagai tanggung jawab tim desain saja, padahal seharusnya menyentuh semua pihak.
   • Nilai korelasi yang diperoleh r = 0,4730, menunjukkan hubungan moderat namun penting.
4. Kepatuhan Terhadap Regulasi Terkait BIM
   • Sebanyak 95,56% responden menyoroti kurangnya pemahaman dan penegakan aturan pemerintah terkait standar BIM.
   • Pemerintah sebenarnya sudah mendorong penggunaan BIM pada gedung negara berukuran >2.000 m², namun pelaksanaannya belum merata.
   • Korelasi r = 0,5190 mencerminkan bahwa regulasi yang belum jelas adalah penghambat yang nyata.
5. Kompetensi dan Keterampilan SDM
   • 95,56% menyatakan bahwa kurangnya pelatihan dan pembinaan teknis adalah hambatan besar.
   • Banyak tenaga kerja konstruksi belum terpapar teknologi digital modern, apalagi BIM yang kompleks.
   • Nilai korelasi r = 0,7420 menunjukkan bahwa peningkatan kapasitas SDM akan sangat menentukan keberhasilan BIM.
6. Kepemimpinan yang Konsisten dan Efektif
   • 97,78% responden menyadari pentingnya pemimpin proyek yang mendukung dan konsisten dalam mendorong transformasi digital.
   • Sayangnya, banyak pimpinan proyek masih bertindak otoriter dan tidak membuka ruang kolaborasi.
   • Nilai korelasi yang tinggi (r = 0,8550) menegaskan pentingnya kepemimpinan dalam ekosistem BIM.
7. Kematangan Penggunaan BIM
   • Seluruh responden (100%) sepakat bahwa belum ada standardisasi atau indikator yang jelas untuk mengukur seberapa “matang” penggunaan BIM dalam proyek mereka.
   • BIM sering kali digunakan hanya untuk visualisasi 3D awal, bukan sebagai alat manajemen proyek komprehensif.
   • Nilai korelasi r = 0,7630 mengindikasikan bahwa semakin matang penggunaan BIM, semakin besar peluang keberhasilan proyek secara menyeluruh.

Studi Kualitatif Tambahan: BIM dalam Proyek-Proyek Nasional

Penelitian ini menyoroti implementasi BIM pada beberapa proyek pemerintah yang patut dicermati:

• Renovasi Stadion GBK dan Manahan Solo BIM digunakan untuk mengoordinasikan desain struktural dan MEP (mekanikal, elektrikal, plumbing), serta simulasi waktu pelaksanaan.
• Pembangunan Pasar Atas Bukittinggi dan Arena PON Papua Digunakan untuk clash detection dan optimasi pemanfaatan material bangunan.
• Proyek IKN Kementerian PUPR menggandeng vendor BIM dari Singapura untuk memastikan pembangunan kota baru berjalan sesuai masterplan digital.

Namun sayangnya, keberhasilan proyek-proyek ini tidak sepenuhnya merefleksikan kondisi nasional. Implementasi BIM di sektor swasta dan proyek kecil-menengah masih jauh tertinggal, terutama karena hambatan budaya, biaya, dan SDM.

Rekomendasi Strategis untuk Mendorong Implementasi BIM

Dari hasil analisis dan wawancara, beberapa langkah strategis dapat disimpulkan:

1. Pengembangan Standar Nasional
   • Pemerintah perlu mempercepat penyusunan SNI atau regulasi resmi terkait BIM yang berlaku nasional.
   • Sertifikasi kompetensi dan akreditasi vendor BIM perlu diatur secara ketat.
2. Kampanye Kesadaran dan Pelatihan
   • Sosialisasi manfaat BIM melalui seminar, workshop, dan pelatihan bersertifikat.
   • Libatkan universitas dan politeknik untuk memasukkan BIM dalam kurikulum teknik sipil dan arsitektur.
3. Subsidi atau Insentif Teknologi
   • Pemerintah bisa memberikan potongan pajak atau subsidi software BIM untuk kontraktor lokal.
   • Kemitraan dengan penyedia teknologi juga perlu didorong untuk skema sewa atau cloud-based software yang lebih murah.
4. Penguatan Kepemimpinan Proyek
   • Latih project manager untuk memiliki mindset digital leadership.
   • Tinjau ulang struktur organisasi agar lebih horizontal dan kolaboratif.

Penutup: BIM Bukan Lagi Pilihan, Tapi Keniscayaan

Transformasi digital dalam industri konstruksi bukan sekadar tren global, tetapi kebutuhan yang mendesak. Indonesia punya potensi besar memanfaatkan BIM, namun jalan menuju ke sana masih penuh tantangan.

Penelitian ini menyajikan gambaran komprehensif dan realistis tentang kondisi implementasi BIM di Indonesia. Jika ketujuh tantangan utama yang diidentifikasi dapat diatasi secara bertahap dan terstruktur, bukan tidak mungkin BIM akan menjadi standar baru dalam setiap proyek konstruksi nasional.

Dan lebih dari itu, Indonesia bisa tampil sebagai pelopor transformasi digital di sektor konstruksi kawasan Asia Tenggara.

Sumber asli:

Latupeirissa, J. E., Arrang, H., & Wong, I. L. K. (2024). Challenges of Implementing Building Information Modeling in Indonesia Construction Projects. Engineering and Technology Journal, Volume 9, Issue 04, April 2024, pp. 3863–3871.