Konstruksi Jalan di Atas Lahan Basah

1.  KONSTRUKSI JALAN DI ATAS LAHAN BASAH DENGAN PERKUATAN GEOTEXTILE

2.1.1. Pendahuluan

Penggunaan konstruksi perkuatan pada lahan basah pertama kali dilaporkan dengan menggunakan steel mseh di bawah konstruksi timbunan pada daerah pasang surut di Perancis. Perbandingan antara timbunan di atas tanah gambut di Afrika dengan dan tanpa perkuatan dilaporkan. Dinyatakan bahwa selain woven polypropylene fabric, tegangan tarik semua jenis geotextile yang diambil contohnya dari pemasangan setahun sebelumnya berkurang antara 25% sampai 36% dari tegangan tarik awalnya, meskipun tidak berpengaruh banyak pada fungsinya.

Pelaksanaan konstruksi jalan di atas lahan basah dengan perkuatan geotextile dapat menghindarkan terjadinya keruntuhan lokal pada tanah lunak karena rendahnya daya dukung tanah. Keuntungan pemasangan geotextile pada pelaksanaan jalan di atas tanah lunak adalah kecepatan dalam pelaksanaan dan biaya yang relatif lebih murah di bandingkan dengan metoda penimbunan konvensional

2.1.2. Metoda Perencanaan Dengan Analisa Limit Equilibrium

Timbunan badan jalan di atas tanah lunak akan mengalami penurunan yang besar dan kemungkinan runtuh akibat kurangnya daya dukung tanah terhadap beban timbunan. Suatu cara untuk memperbaiki kondisi tersebut adalah dengan cara penggunaan geotextile yang digelar di atas tanah lunak sebelum pelaksanaan timbunan yang berfungsi sebagai perkuatan (reinforcement). Perkuatan dalam kasus ini hanya bersifat sementara sampai dengan kuat dukung (bearing capacity) tanah lunak meningkat hingga cukup untuk mendukung beban di atasnya.

Analisa dengan metoda limit equilibrium akan meninjau tiga modus stabilitas konstruksi timbunan di atas tanah lunak yaitu, stabilitas internal, stabilitas pondasi tanah lunak dan stabilitas keseluruhan konstruksi (overall stability). Untuk keperluan perencanaan, profil kuat geser tanah lunak perlu dimodelkan. Dua model dipergunakan untuk mengidealisasikan kuat geser tanah lunak di bawah timbunan yaitu pada lapisan tanah lunak tebal dan tipis.

Pada lapisan tanah lunak tebal, kuat geser tanah lunak diidealisasikan meningkat sebagai fungsi ke dalaman, sedangkan pada lapisan tanah lunak tipis, kuatv geser tanah lunak dianggap tetap. Keseimbangan batas pada stabilitas internal menunjukkan bahwa untuk menghindarkan kerusakan pada konstruksi timbunan, kuat tarik geotextile harus lebih besar dari gaya lateral yang ditimbulkan oleh timbunan di atas tanah lunak. Pendekatan keseimbangan batas pada stabilitas pondasi seperti yang disampaikan pada modus keruntuhan pondasi pada lapisan tanah lunak yang tebal adalah akibat rotasi ( rotational sliding ).

Pada keruntuhan bentuk rotasi dan translasi pada lapisan tanah lunak yang tebal, keseimbangan momen untuk memperoleh kuat tarik geotextile perlu disampaikan. Pemilihan geotextile untuk perkuatan di pengaruhi oleh 2 faktor yaitu faktor internal dan external.

Faktor internal geotextile terdiri dari

1. Kuat tarik geotextile
2. Sifat perpanjangan (creep)
3. Struktur geotextile
4. Dan daya tahan terhadap faktor lingkungan

Faktor external geotextile terdiri dari jenis bahan timbunan yang berinteraksi dengan geotextile. Struktur geotextile, yaitu jenis anyam (woven) atau niranyam (non-woven) juga mempengaruhi pada pemilihan geotextile untuk perkuatan. Kondisi lingkungan juga memberikan reduksi terhadap kuat tarik geotextile karena reaksi kimia antara geotextile dan lingkungan disekitarnya. Sinar ultraviolet, air laut, kondisi asam atau basa serta mikroorganisme seperti bakteri dapat mengurangi kekuatan geotextile. Waktu pembebanan juga mempengaruhi karena akan terjadi degradasi oleh faktor fatigue dan aging. Untuk menutupi kekurangan tersebut tidak seluruh kuat tarik geotextile yang tersedia dapat dimanfaatkan dalam perencanaan konstruksi perkuatan jalan.

2. KONSTRUKSI JALAN  LAHAN BASAH DENGAN PONDASI CAKAR AYAM

2.2.1.  Pendahuluan

Pondasi cakar ayam terdiri dan plat beton bertulang dengan ketebalan 10-15 cm, tergantung dari jenis konstruksi dan keadaan tanah di bawahnya. Di bawah plat beton dibuat sumuran pipa-pipa dengan jarak sumbu antara 2-3 m. Diameter pipa 1,20 m, tebal 8 cm, dan panjangnya tergantung dari beban di atas plat serta kondisi tanahnya. Untuk pipa dipakai tulangan tunggal, sedangkan untuk plat dipakai tulangan ganda. “Sistem pondasi ini bisa diterapkan pada tanah lunak maupun tanah keras. Tapi menurut pengalaman, lebih ekonomis bila diterapkan atas tanah yang berdaya dukung 1,5 sampai 4 ton per meter persegi.

2.2.2.  Sejarah Terbentuknya Pondasi Cakar Ayam

Dasar pemikiran lahirnya pondasi cakar ayam ialah memanfaatkan tekanan tanah pasif, yang pada sistem pondasi lain tak pernah dihiraukan. Plat beton yang tipis itu akan mengambang di permukaan tanah, sedangkan kekakuan plat ini dipertahankan oleh pipa-pipa yang tetap berdiri akibat tekanan tanah pasif. Dengan demikian maka plat dan konstruksi di atasnya tidak mudah bengkok.

Pada sistem pondasi lain, yang menggunakan plat beton dengan balok pengaku, maka kekakuan itu berasal dan konstruksinya sendiri. Sedangkan pada sistem pondasi cakar ayam, kekakuan didapat dari tekanan tanah pasif. ini berarti dengan daya dukung yang sama, volume beton pada cakar ayam akan berkurang, dan konstruksinya bisa lebih ekonomis.

Cakar Ayam adalah sistim pondasi yang digunakan/dipilih. “Sosro Bahu” (seribu pundak) adalah tehnik pengerjaan tiang penyangga jembatan tol. Ide ini muncul karena ada kesulitan pelaksanaan bila aktifitas jalan yang ada di bawahnya tidak boleh dihentikan (ditutup). mengingat bentuk tiang penyangga itu spt huruf (T) dan sayapnya berada di atas ruas jalan aktif, bisa dibayangkan alangkah kroditnya bila ruas jalan-jalan penting Jakarta (yang akan di fly over) harus ditutup.

Ir. Made Tjokorda menyumbangkan gagasannya yang terinspirasi dari peralatan hidrolic  intinya! pembuatan tiang penyangga “T” (sayapnya) dibuat sejajar  dengan jalan terlebih dulu, dengan demikian tidak perlu mengganggu/menutup  aktifitas jalan, setelah selesai sayapnya diputar menjadi berada ditengah jalan  lah! kok bisa diputar, pada pembuatannya lehernya dipasang tabung hidrolik.

2.2.3.  Penggunaan Telapak Beton

Telapak beton, pada pondasi cakar ayam sangat baik untuk beban yang merata. Sistem pondasi ini mampu mendukung beban 500-600 ton per kolom. Dalam hal ini, di bagian bawah kolom dibuatkan suatu telapak beton, untuk mengurangi tegangan geser pada plat beton. Jika beban itu terpusat, maka tebal plat beton di bawah pusat beban ditentukan oleh besarnya daya geser, bukan oleh besarnya momen, untuk ini dilakukan penambahan pertebalan plat beton dibawah kolom bersangkutan.Sistem pondàsi cakar ayam sangat sederhana, hingga cocok sekali diterapkan di daerah dimana peralatan modern dan tenaga ahli sukar didapat. Sampai batas-batas tertentu, sistern ini dapat menggantikan pondasi tiang pancang. Untuk gedung berlantai 3-4 misalnya, sistem cakar ayam biayanya akan sama dengan pondasi tiang pancang 12 meter.

Makin panjang tiang pancang yang dipakai, makin besar biayanya. Apalagi jika alat pemancangan dan tenaga ahli harus didatangkan dari tempat lain. Dengan kemampuan yang sama, sistem cakar ayam dapat menghemat biaya sampai 30%. Pelaksanaan sistem ini dapat dilakukan secara simultan, tanpa harus bergiliran. Misalnya sebagai pondasi menara, dapat dikerjakan dalam jumlah banyak secara bersamaan. Seluruh sumuran beton dicetak dengan cetakan biasa di lokasi proyek, sesuai dengan standar. Karena itu sistem ini sangat menghemat waktu.   Bagi daerah yang bertanah lembek, pondasi cakar ayam tidak hanya cocok untuk mendirikan gedung, tapi juga untuk membuat jalan dan landasan. Satu keuntungan lagi, sistem ini tidak memerlukan sistem drainasi dan sambungan kembang susut.

3. KONSTRUKSI JALAN  LAHAN BASAH DENGAN SISTEM PONDASI             CERUCUK

2.3.1.  Pendahuluan

Daerah rawa-rawa mendominasi kawasan garis pantai di Indonesia, termasuk di dalamnya kawasan garis pantai Jakarta. Tanah rawa memiliki sifat yang sangat lunak Sehingga diperlukan teknologi yang cocok dan handal jika berkehendak untuk membuat bangunan di atasnya. Baik itu konstrusi jalan raya, konstruksi perumahan, khusunya rumah susun, maupun sarana prasarana lainnya, terutama konstruksi dengan beban berat. Umumnya, permasalahan yang timbul pada konstruksi di atas tanah lunak adalah geseran (shearing).

Mekanisme hilangnya keseimbangan dapat terjadi pada tanah dengan daya dukung rendah, diakibatkan dari beban berat tanah itu sendiri. Permasalahan lain biasanya berupa tolakan ke atas (uplift) yang banyak terjadi pada lapisan lempung dan lanau (silt) akibat perbedaan tekanan air.

Sering terjadinya penurunan permukaan (settlement) juga permasalahan laten yang sering terjadi. Hal ini pada umumnya disebabkan oleh beratnya beban yang harus ditanggung oleh tanah lunak. Salah satu contoh dari masalah settlement ini dapat dilihat pada konstruksi jalan tol Sudiatmo yang dibangun tahun 1982. Setelah kurang lebih 18 tahun, pada 2000, seiring semakin beratnya beban yang ditanggungnya, pada kilometer 26 hingga 28 mengalami penurunan sebesar 1,2 meter akibatnya permukaannya lebih rendah dari sisi kiri kananya.

Khusus untuk konstruksi jalan raya, beragam metode untuk memperkuat mutu tanah lunak telah diterapkan dalam pembangunannya. Sebut saja, pile slab, cakar ayam, deep mixing, vertical drill dan lain-lain. Menurut Ir J.H. Simanjuntak upaya-upaya tersebut belum mampu secara maksimal mengatasi permasalahan yang ada.

2.3.2. Sejarah Terbentuknya Sistem Pondasi Cerucuk

Berdasar renungan mendalam atas kondisi yang ada, khususnya dalam bidang konstruksi jalan raya yang dibangun di atas tanah lunak, Ir J.H. Simanjuntak, salah satu pelaku bisnis konstruksi, berpikir bahwa beban seluruh konstruski yang ada di atas tanah harus disalurkan ke dalam tanah secara merata dengan menggunakan beberapa tiang pancang. Sehingga beban dapat didistribusikan secara merata, bukan mengandalkan pada sebuah tiang pancang saja. Pemikiran ini kemudian diikuti dengan eksperimen-eksperimen yang cermat dan berujung pada lahirnya sistem pondasi cerucuk.

System ini intinya menyatukan beberapa tiang pancang dalam sebuah kesatuan yang kokoh guna menyangga kostruksi di atasnya. “Itu (sistem pondasi cerucuk, red) merupakan hasil sebuah kreasi, perenungan dan eksperimen di lapangan,” aku Simanjuntak. Seiring dengan perkembangan teknologi di bidang konstruksi, pondasi cerucuk pun disesuaikan dengan kebutuhan aktualnya. Berbagai inovasi berdasarkan sistem ini banyak bermunculan, dari memadukannya dengan bambu, kayu maupun matras beton.

Sudah selayaknya dalam melaksanakan sebuah proyek, faktor ekonomi menjadi dasar dalam pengerjaannya. Keinginan memenuhi faktor murah dan praktis menurut Simanjuntak, telah membuatnya menemukan sebuah konsep yang memadukan pondasi cerucuk dengan kayu. “Saya mengkombinasikan pondasi cerucuk dengan kayu, karena itu lebih murah dan praktis,” katanya, ketika ditemui dalam sebuah seminar tentang pondasi dalam, di Tangerang. “Ingat, yang terpenting adalah murah dan praktis,” tegasnya. Menurutnya, kayu, apabila tetap terendam, mampu bertahan hingga ratusan tahun sehingga sangat memungkinkan dipergunakan pada daerah rawa-rawa. “Kayu itu kuat kalau dia terendam terus. Asal jangan sampai basah-kering, akan lapuk dia,” jelas Simanjuntak.

• ANALISA DAN PEMBAHASAN

Studi Kasus Konstruksi Jalan Metode Geotextile

Sebagai studi kasus , pelaksanaan konstruksi jalan di atas tanah lunak dengan perkuatan geotextile di Pulau Setoko dan Nipah di Kepulauan Riau. Jalan yang dibangun di daerah ini melewati beberapa dataran rendah yang tertutup tanaman bakau dan terpengaruh pasang surut. Penyelidikan tanah yang dilakukan menunjukkan bahwa lapisan tanah lunak sampai kedalaman 15m di bawah permukaan tanah. Nilai dari hasil pemampatan uji konsolidasi dipergunakan untuk mengontrol penurunan selama pelaksanaan timbunan dengan menggunakan settlement plate yang dipasang dengan interval 50 meter. Pada akhir penimbunan tambahan timbunan sebagai kompensasi terhadap penurunan jangka panjang diberikan untuk menjamin agar permukaan jalan sesuai dengan elevasi rencana.

HASIL ANALISA KASUS

Daerah Pulau Setoko dan Nipah di Kepulauan Riau merupakan dataran rendah yang jika dilihat dari topografinya berada di bawah garis permukaan laut sehingga keadaan tanah pada daerah ini sangat tergantung pada air pasang laut. Pengaruh air pasang ini menyebabkan kondisi tanah nya yaitu basah atau lunak. Dari hasil pengujian menggunakan pengeboran di dapatkan bahwa pada kedalaman 15 m keadaan tanah masih lunak, sehingga dari hasil analisis yang dilakukan jika diberi pembebanan yang lebih maka tanah akan mengalami kelongsoran.

Untuk perencanaan konstruksi jalan pada lahan ini pertama-tama yang harus dilakukan adalah melakukan pengujian terhadap tanah itu sendiri ( kadar air tanah ). Biasanya setelah pengambilan sampel lalu diuji kembali ke laboratorium untuk mengetahui persentase kadar air yang dikandung oleh tanah tersebut. Setelah itu pengkajian ulang apakah perlu di lakukan penimbunan ulang untuk mendapatkan daya dukung tanah yang baik. Setelah itu dilakukan penentuan pondasi yang cocok dengan penambahan kayu atau beton pada pondasi konstruksi tanah.

Studi Kasus Konstruksi Jalan Sistem Pondasi Cakar Ayam

Peranan pondasi turut menentukan usia dan ke stabilan suatu konstruksi bangunannya. Dalam dekade terakhir ini sistem pondasi telah berkembang dengan bermacam variasi. Tapi hanya sedikit yang menampil kan sistem pondasi untuk mengatasi masalah membangun konstruksi di atas tanah lembek.

Sistem pondasi yang konvensional, cenderung hanya di sesuaikan dengan besarnya beban yang harus didukung, tapi kurang mempertimbangkan kondisi tanah lembek. Akibatnya, bangunan itu mengalami penyusutan usia atau ketidakstabilan, seperti penurunan, condong, bahkan roboh. Hal itu tentu merugikan pemilik dan kontraktor bersangkutan.

Perlakuan yang seimbang antara beban dan kondisi tanah lembek perlu dipecahkan. Problema ini pernah dihadapi oleh Prof Dr Ir Sedijatmo tahun 1961, ketika sebagai pejabat PLN harus mendirikan 7 menara listrik tegangan tinggi di daerah rawa-rawa Ancol Jakarta.

Dengan susah payah, 2 menara berhasil didirikan dengan sistem pondasi konvensional, sedangkan sisa yang 5 lagi masih terbengkelai. Menara ini untuk menyalurkan listrik dan pusat tenaga listrik di Tanjung Priok ke Gelanggang Olah Raga Senayan dimana akan diselenggarakan pesta olah raga Asian Games 1962.

Karena waktunya sangat mendesak, sedangkan sistem pondasi konvensional sangat sukar diterapkan di rawa-rawa tersebut, maka dicarilah sistem baru untuk mengatasi masalah itu. Lahirlah ide Ir Sedijatmo untuk mendirikan menara di atas pondasi yang terdiri dari plat beton yang didukung oleh pipa-pipa beton di bawahnya. Pipa dan plat itu melekat secara monolit (bersatu), dan mencengkeram tanah lembek secara meyakinkan.

Oleh Sedijatmo, hasil temuannya itu diberi nama sistem pondasi cakar ayam. Perhitungan yang dipakai saat itu (1961), masih kasar dengan dimensi 2,5 kali lebih besar dibanding dengan sistem pondasi cakar ayam yang diterapkan sekarang. Meski begitu, ternyata biayanya lebih murah dan waktunya lebih cepat daripada menggunakan tiang pancang biasa. Menara tersebut dapat diselesaikan tepat pada waktunya, dan tetap kokoh berdiri di daerah Ancol yang sekarang sudah menjadi ka wasan industri.

Banyak bangunan yang telah menggunakan sistem yang di ciptakan oleh Prof Sedijatmo ini, antara lain: ratusan menara PLN tegangan tinggi, hangar pesawat terbang dengan bentangan 64 m di Jakarta dan Surabaya, antara runway dan taxi way serta apron di Bandara Sukarno-Hatta Jakarta, jalan akses Pluit-Cengkareng, pabrik pupuk di Surabaya, kolam renang dan tribune di Samarinda, dan ratusan bangunan gedung bertingkat di berbagai kota.

Sistem pondasi cakar ayam ini telah pula dikenal di banyak negara, bahkan telah mendapat pengakuan paten internasional di 11 negara, yaitu: Indonesia, Jerman Timur, Inggris, Prancis, Italia, Belgia, Kanada, Amerika Serikat, Jerman Barat, Belanda; dan Denmark. [Teknologi, No.6, Th.I, Jan-Feb.1987].

HASIL ANALISA KASUS

Pondasi Cakar Ayam merupakan alternatif pilihan yang utama dalam suatu pembangunan di daerah tanah lunak.  Banyak bangunan yang telah menggunakan sistem  ini, antara lain: ratusan menara PLN tegangan tinggi, hangar pesawat terbang dengan bentangan 64 m di Jakarta dan Surabaya, antara runway dan taxi way serta apron di Bandara Sukarno-Hatta Jakarta, jalan akses Pluit-Cengkareng, pabrik pupuk di Surabaya, kolam renang dan tribune di Samarinda, dan ratusan bangunan gedung bertingkat di berbagai kota.

Dalam pembangunan konstruksi jalan di Bandara Soekarno-Hatta misalnya analisis mengenai kondisi tanah juga harus dilakukan. Dan yang paling penting dalam penggunaan sistem pondasi cakar ayam adalah penentuan jumlah tiang pancang ( cakar ) yang akan dipakai serta penentuan dimensi pancang.  Biasanya penentuan jumlah tiang dan dimensi tiang harus dapat menampung jumlah beban yang di salurkan oleh konstruksi itu sendiri atau beban dari kendaraan atau beban hidup.

Penambahan    Telapak beton, pada pondasi cakar ayam sangat baik untuk beban yang merata. Sistem pondasi ini mampu mendukung beban 500-600 ton per kolom. Dalam hal ini, di bagian bawah kolom dibuatkan suatu telapak beton, untuk mengurangi tegangan geser pada plat beton. Jika beban itu terpusat, maka tebal plat beton di bawah pusat beban ditentukan oleh besarnya daya geser, bukan oleh besarnya momen, untuk ini dilakukan penambahan pertebalan plat beton dibawah kolom bersangkutan.

Studi Kasus Konstruksi Jalan Sistem Pondasi Cerucuk

Sistem Pondasi Cerucuk banyak dipergunakan pada konstruksi jalan raya. Mengkombinasikannya dengan matras beton pracetak seperti yang telah diterapkan pada proyek jalan di Ancol atau Cirebon. Kombinasi ini juga dipergunakan untuk memperbaiki kondisi jalan tol Sudiatmo yang telah mengalami penurunan (settlement) dan proyek double track Cikampek. Selain dipergunakan untuk memperkuat tanah lunak, sistem pondasi cerucuk juga dapat dipergunakan untuk menjaga stabilitas talud (Ciganea) untuk mencegah longsor. “Sistem Pondasi Ceruruk ini terbukti efektif untuk memperkuat daya topang tanah,” kata Simanjuntak.

HASIL ANALISA KASUS

Dari kasus di atas dapat diketahui bahwa penggunaan sistem pondasi cerucuk harus dikombinasikan dengan penambahan matras beton pracetak seperti pada jalan Ancol atau Cirebon. Dari kasus ini dapat di analisi bahwa penambahan matras beton sangat mendukung sekali karena menambah atau melapisi tanah lunak sehingga daya dukung tanah terhadap beban bertambah. Dan pembangunan jalan pada daerah lereng yang kondisi tanahnya basah, sistem ini dapat menghindarkan dari adanya longsor akibat gaya gravitasi.