Science

SELINTAS

TENTANG PONDASI CAKAR AYAM

 Dalam mendirikan bangunan-bangunan gedung, jalan-jalan dan landasan pesawat terbang di Indonesia (juga diluar negeri) kita sering menjumpai keadaan-keadaan tanah yang menyulitkan, antara lain keadaan tanah yang terlalu lembek, sehingga tanpa cara-cara yang khusus kita tidak dapat membangun diatasnya. Cara-cara yang khusus ini biasanya mahal biayanya dan/atau memakan waktu yang tidak sedikit, misalnya mengadakan perbaikan tanah, membuat pondasi sumuran, pondasi caisson, pondasi tiang pancang dsb.

Maka uhtuk mengatasi persoalan ini oleh Prof.Dr. Ir. Sedijatmo telah ditemukan suatu cara yang relatif tidak mahal dan tidak memakan waktu, pembuatannyapun tidak sulit, dan tidak memerlukan alat-alat yang khusus dan tinggi harganya. Cara baru ini dinamakan oleh penemunya "Pondasi Cakar Ayam" dan terdiri dari pelat beton bertulang yang tebalnya 10 s/d 12 cm dan dibagian bawahnya diberi pipa-pipa beton bertulang pula yang menempel kuat-kuat pada pelat beton tersebut.

Diameter pipa biasanya diambil 1,20 @ 1.50 meter dan panjangnya antara 1.50 @ 3.00 meter, sedangkan tebalnya pipa biasa diambil 8 cm."Pipa-pipa beton tsb, dimasukkan kadalam tanah yang (biasanya) lembek dan pelat betonnya berada disebelah atasnya. Pelat beton itu akan mengapung diatas tanah lembek dan pipa-pipa beton yang masuk dalam tanah itu menjaga agar pelat diatasnya tetap datar dan kaku. Pelat ini meskipun tipis namun ia bisa mencapai kekakuan (stiffness) yang besar karena pipa beton yang ada di bawahnya, dan pipa-pipa beton ini mengambil kekuatannya dari sifat-sifat tanah yang dikenal sebagai “passieve gronddruk” suatu sifat yang pada systeem pondasi lain tak pernah dimanfaatkan, Dengan demikian maka jumlah materiaal yang digunakan dapat direduccer sebesar-besarnya.

Pada dasarnya systeem Cakar Ayam ini dapat digunakan untuk segala macam keadaan tanah, dari yang terlembek sampai kepada yang terkeras. Hanya dari sudut biaya maka penggunaannya akan sangat ekonomis dibanding dengan systeem lain apabila daya-tahan-tanah yang diizinkan (toe te laten draagvermogen) terletak antara 0,15 kg/ cm2 sampai 0,35 kg/cm2 atau 1,5 ton/m2 sampai 3,5 ton/m2.

Untuk keadaan tanah semacani ini pemakaian beton keseluruhannya (pelat dan pipa-pipa) akan sebesar 0,25 s/d 0,30 m3/m2 pelat dengan tulangan tidak lebih dari 90 kg/m3 beton. Cara memasangnyapun sangat sederhana dan dapat dilakukan oleh setiap pemborong yang pernah mengerjakan pekerjaan beton bertulang.

Sebagai contoh pelat pondasi Cakar Ayam seluas 2.300 m2 di Semarang selesai dikerjakan dalam waktu 3 bulan dengan baik oleh pemborong kelas menengah. Hingga kini pondasi Cakar Ayam telah dipakai dengan succes untuk antara lain:

2 bh. hanggar dengan bentang 64 m10-bh. hoogepanningsten P.L.N.
2 bh. Watertorens
1 bh. Scheepshelling di Tg. Priok.
1 bh. Gereja Katolik di Jakarta.
2 bh. pondasi diesel generator
4. bh. pondasi Pusat Tenaga Listrik; Gas di Palernbang

l bh. kantor Doane ( Bea Cukai) di Semarang

1 bh. gedung Bank Indonesia di Pakanbaru
1 bh, repair-sation IDA di Godong, Semarang

1 Jembatan di Situnggak, Indramayu high tension towers P.L.N. di Gresik, Surabaya

1 gedung P.L.N. bertingkat tiga di Menteng, Jakarta

1 hanggar Pertamina di Kemayoran, Jakarta

1 bh high tension tower di Banjarmasin dan palembang

1 bonded Warehouse II di Ancol 'Tg. Priok'

- pabrik Kompos di Surabaya
- perluasan kantor Pertamina di Palembang.

Mengenai patent-nya sendiri system Cakar Ayam. tersebut telah di-patent-kan di Negara-negara : - Indonesia dengan no. octrooi 1813
- Jerman Timur
- Inggris
- Perancis
- Italia
- Belgia
- Canada
- USA
- Jerman Barat '

Sebagaimana disebutkan diatas pipa-pipa yang ada dibawah pelat merupakan alat2 pengkaku pelat (Slab stiffeners)dan bukan merupakan alat-alat penumpu pelat, (slab supporters) karena apabila ada settlement pada pelat pipa-pipa juga akan turut turun.
Jadi kalau dibanding dengan pelat dengan balok-penguat maka balok penguat itulah. yang-dilakukan oleh pipa-pipa tersebut. Bedanya ialah bahwa balok penguat tidak memanfaatkan tekanan tanah pasif, sedangkan pipa Cakar Ayam justru mengexploitir adanya tekanan tanah pasif tersebut. Dari pemikiran ini saja sudah dapat dipahami bahwa volume beton pada pipa Cakar Ayam akan kurang (less) jika dibandingkan volume beton pada pipa penguat yang berarti akan lebih ekonomis.

Prinsip kerjanya Cakar Ayam dapat dipahami dari gambar dan perhitungan berikut:

Periksalah gambar diatas.

Gambar dan uraian tercebut dapat dipahami bahwa pelat akan tetap kaku berkat tekanan pasip yang ada dan ukuran-ukuran dari masing bagian konstruksi dapat ditentukan dari rumus tersebut

Juga tampak bahwa sifat2 phisik tanah (physical properties) menentukan cara positif ukuran-ukuran tersebut.

Luas pelat ditetapkan dari perbandingan muatan dan daya dukung tanah yang diizinkan, yang pada konstruksi jalan maupun runways sama sekali tidak menimbulkan kesulitan. Penurunan pondasi dapat dihitung dengan formula-logaritma sbb.:

Z= ∑ h/c 2,3 log ᵟk2/ᵟk1

Dari pengalaman kami yang sudah kami lakukan pada bangunan-bangunan gedung rumus settlement tersebut adalah cukup teliti (reliable). Dibandingkan dengan perhitungan konstruksi pondasi untuk bangunan gedung, maka perhitungan untuk keperluan runways maupun jalan-jalan raya adalah jauh lebih mudah karena muatan yang diatasnya adalah kecil. Sebagai contoh muatan pada runway yang mampu untuk menahan pesawat Jumbo Jet(Boeing 747) tidak akan melebihi 1 ton/m2 dan untuk jalan raya klas 1 tidak melebihi 0,5 ton/m2. Pula untuk kapasitas runway dikemudian hari juga tidak terlalu sulit pelaksanaannya karena hanya dengan menambah tebalnya pelat beton sesuai dengan kebutuhan peningkatan. Sebagai contoh untuk landasan lapangan terbang Banjarmasin kita pergunakan pipa tengah sepanjang 1,80 m, pipa tepi 2,00 m, dan tebal pelat 10 cm sedangkan untuk runway Cengkareng ( 2x3600 mx 60 m) cukup kita pergunakan panjang pipa yang sama hanya tebal pelat yang menjadi 15 cm tebal pelat-pelat tsb, sebaiknya ditambah dengan lapisan hot mixed asphalt sebagai lapisan aus setebal 4 @ 5 cm .

Jikalau pada runway yang konvensionil hanya sebagian dari runway yang dibawah roda yang mendukung muatan, maka pada systeem Cakar Ayam secara teoritis seluruh runway ikut mendukungnya, tetapi dalam perhitungan kita ambil sebagian saja dari pada runway yang berdekatan dengan lokasi pesawat terbang. Jadi pada Cakar Ayam ini luas bagian runway yang mendukung menyesuaikan diri dengan muatan yang ada diatasnya, suatu sifat yang tidak ada pada runway system konvensionil maupun jenis pondasi lainnya.
Terhadap benturan kapal terbang pada landasan,pada waktu kapal terbang mendarat, tidak akan mempengaruhi konstruksi ini karena shock tersebut sebagian besar telah "dimatikan” oleh pegas dan shock-absorber landing gear maupun ban udara yang ada dibawahnya. Bila benturan terlalu besar maka pesawat akan mengalami kerusakan lebih dahulu. Secara teoritis maka pelat untuk runway ini tidak perlu memerlukan sambungan dillatatie sehingga tidak menimbulkan benturan kecil pada roda yang terdapat pada runway beton bertulang yang bersambungan.
Untuk keperluan maintenance dillatatie ini bisa diadakan pada jarak-jarak 100 m.
.
Pengaruh dari pada perbedaan suhu telah diperhitungan didalam penentuan tulangan pelat. Mungkin Saudara-Saudara ingin mehgetahui berapa % penghematan apabila kita membuat runway Cakar Ayam dibanding dengan runway konvensionil. Dari perhitungan biaya yang telah dibuat untulk keperluan lapangan terbang Sjamsudin Noor Banjarmasin kita sampai kepada angka-angka sbb.

Conventional Cakar Ayam
Rp. 100 A Rp. 68 A- ( biaya) .
470 hari 255 hari ( waktu konstruksi)
Pes. DC. 9 Pes. DC.8 (daya dukung)
Biasa minim (maintenance)

  

By - dody

“ SMOOTH PAVEMENTS / JALAN LICIN ATAU  JALAN MULUS “

MUNGKINKAH ?

Apakah yang disebut jalan licin? Licin bukan berarti kondisi permukaan yang dapat menyebabkan selip (slippery), tapi yang dimaksud disini adalah istilah orang awam (pengguna jalan) untuk menunjukkan keadaan jalan yang nyaman untuk dilewati, mulus tidak ada lubang-lubang yang akan mengganggu kendaraan pengguna jalan, sebagaimana layaknya jalan yang baru saja mengalami perbaikan/peningkatan (program preservasi).

Karena itu kenyamanan berkendaraan (Rideability) dijadikan salah satu parameter untuk menilai kondisi jalan dalam Sistem Manajemen Pemeliharaan Jalan. Jalan yang baik tidak dating dengan sendirinya, tetapi membutuhkan kerja keras, perencanaan yang baik, koordinasi dan strategi yang terus menerus.

Dibawah ini akan diuraikan beberapa petunjuk untuk mencapai kerataan jalan yang baik . Konon keberhasilan pekerjaan jalan tergantung pada bahan (45%), peralatan (30%), dan manusia (25 %). Namun pada hamper semua bagian pekerjaan manusia terlibat didalamnya, karena manusia melakukan:

      Perencanaan perkerasan (desain)

      Menetapkan dan menulis Spesifikasi Teknik

      Memeriksa dan melakukan pengujian-pengujian terhadap bahan (quality control)

      Melakukan survei, pengukuran stake out dan stringlines

      Mengoperasikan dan memelihara peralatan

      Mengendalikan operasi penghamparan bahan perkerasan

      Menetapkan sasaran pekerjaan

      Melakukan pelatihan personil

Dalam situs Smooth Pavements.com, yang berisi “Ten Commandments for Smoothness”, beberapa petunjuk singkat yang kiranya perlu diperhatikan berdasarkan pengalaman road paving di Indonesia.

ü      Petunjuk 1 : Tanah dasar yang kuat dan seragam

Kondisi tanah dasar (subgrade) yang mempunyai daya dukung yang kuat dan seragam adalah syarat utama sebagai pendukung konstruksi perkerasan di atasnya. Selain itu juga kemiringan permukaannya harus memungkinkan terbentuknya drainase yang baik untuk lapisan-lapisan perkerasan yang diletakkan di atasnya. Berdasarkan Spesifikasi Umum yang dikeluarkan Direktorat Jenderal Bina Marga, tanah dasar harus dipadatkan sampai 100% kepadatan kering maksimum yang diperoleh sesuai T99 AASHTO dan mempunyai CBR minimum 6%.

Khusus untu rigid pavement, keseragaman kekuatan tanah dasar adalah hal yang sangat penting, karena titik-titik lemah (soft spots) akan menimbulkan “bridge effect”, sedangkan titik-titik yang lebih kuat (hard spots) akan menimbulkan “cantilever effect”, yang keduanya akan mengakibatkan patahnya plat beton karena tidak mampu menahan momen lentur.

ü      Petunjuk 2 : Suplai Material yang continue

Mutu beton yang tinggi untuk rigid pavement adalah syarat mutlak yang harus dipenuhi, yang berarti beton harus memenuhi persyaratan kekuatan (kuat tekan dan kuat lentur) dan kelecakan (workability/kemudahan pengerjaan) yang telah ditetapkan dalam Spesifikasi, yaitu kuat tekan karakteristik antara 350 – 400 kg/cm2 atau kuat lentur karateristik minimum 45 kg/cm2 dan nilai Slump antara 2 – 5 cm tergantung dari jenis peralatan penghampar yang digunakan.

Selain itu, suplai beton dari batching plant harus continue dan mutunya seragam. Karena mesin penghampar bekerja berdasarkan sifat-sifat hidrolika beton cair, maka keinggian permukaan beton di depan penghampar, keseragaman mutu beton (kuat lentur dan slump) dan kontinuitas suplai beton yang tidak konstan akan menghasilkan kerataan yang jelek.

Untuk dapat mengendalikan suplai beton yang continue dan mutu beton yang uniform, maka sangat dianjurkan menggunakan satu batching plant yang kapasitasnya cukup besar dan tidak menggunakan lebih dari satu batching plant yang kapasitasnya lebih kecil apalagi yang dikelola oleh lebih dari satu perusahaan.

ü      Petunjuk 3 : Mutu material yang konsisten

Dalam pelaksanaan penghamparan, kecepatan jalannya mesin penghampar ada hubungannya dengan (merupakan fungsi dari) nilai slump dan temperature beton. Biasanya mesin penghampar (slipform) dijalankan pada kecepatan konstan 1 – 2 m/menit. Untuk memperolah kerataan yang baik maka nilai slump beton harus tetap selama penghamparan.

Apabila nilai Slump beton terlalu rendah, maka ada kemungkinan beton akan terseret oleh mesin penghampar yang akibatnya akan terjadi retak-retak melintang yang melengkung, bahakan rangkaian besi dowel yang terpasangpun akan ikut terseret juga.

Untuk menjamin kelecakan beton yang konsisten, maka di batching plant perlu ada alat pengukur kadar air disamping penyemprot agregat dengan air serta thermometer.

ü      Petunjuk 4 : Kepadatan beton yang terkontrol baik

Kepadatan beton diperoleh dari pemadatan (konsolidasi) yang dilakukan dengan cara penggetaran menggunakan vibrator. Dengan penggetaran, campuran beton dicairkan (fluidize) dan dipadatkan (consolidate) untuk menghilangkan rongga-rongga udara di dalamnya dan menempatkan sejumlah butiran halus di permukaan untuk memperoleh finishing yang kuat.

Penggetaran tidak boleh berlebihan karena akan menimbulkan segregasi dan tidak boleh kurang karena rongga-rongga belum hilang sehingga beton akan keropos. Perlu diperiksa apakah frekwensi getaran sudah sesuai dengan spesifikasi (antaran 5.000 – 7.500 Hz).

Untuk penggunaan slip form paver, jarak-jarak vibratir harus sesuai dengan tebal plat beton yang dihampar agar semua bagian beton terkena getaran. Sedangkan untuk fixed form paver  lamanya penggetaran serta jarak-jarak titik penggetaran(seringkali dilakukan secara manual manggunakan vibrator celup) perlu diperhatikan sesuai dengan Spesifikasi, yaitu biasanya selama 5 detik dengan jarak antara titik-titik penggetaran 25 – 30 cm.

ü      Petunjuk 5 : Pengoperasian dan pemeliharaan peralatan yang baik

Kebersihan peralatan adalah indikasi utama bahwa kontraktor bekerja dengan baik, teliti dan pasti peduli terhadap kualitas produksinya.

Bagian-bagian utama mesin seperti profile pan dan finishing pan  yang dalam keadaan kotor tidak akan menghasilkan permukaan yang rata dan rapi. Demikian juga dengan bagian-bagian lainnya seperti auger (screws), tamping bars, strike offs dan vibrators  yang kotor akan menimbulkan masalah dalam pelaksanaan penghamparan.

Karena mesin penghampar mempunyai bobot yang besar dan mesin dengan tenaga yang besar, yang harus berjalan perlahan secara konsisten, sedangkan mesin ini berjalan di atas roda/track yang bertumpu pada permukaan tanah dasar atau lantai kerja yang telah dipersiapkan, maka kekuatan/kestabilan tanah dasar atau lantai kerja ini harus bias menjamin gaya traksi yang tetap konsisten pula. Kalau tidak, akan menyebabkan gerakan mesin yang tidak smooth dan mengakibatkan ketidakrataan permukaan beton hasil penghamparan.

ü      Petunjuk 6 : Finishing Permukaan

Finishing permukaan jalan beton dengan membuat tekstur kasar dimaksudkan utnuk memberikan fasilitas drainase bagi air yang berada di bawah roda kendaraan yang berjalan cepat pada kondisi permukaan jalan basah sehingga mengakibatkan roda tidak menempel ke permukaan jalan sehingga tidak bias dikendalikan. Tekstur kasar tersebut dapat berupa grooving/brushing yang dapat dilakukan dengan Texturing and Curing Machine (TCM) atau cara manual atau bisa juga dibuat dengn exposed aggregate. Pembuatan tekstur kasar yang dikerjakan teliti tidak mempengaruhi kerataan permukaan hasil penghamparan.

~uun~