BAB IV PEMBAHASAN
4.1. Umum
Bendungan Bajulmati dibangun diatas kondisi geologi tanah berporus sehingga menyebabkan rembesan menjadi tinggi. Hal ini tentunya tidak baik bagi bendungan yang akan dibangun karena selain menyebabkan tampungan tidak efektif juga dapat membahayakan bendungan karena menimbulkan gaya uplift yang tinggi. Untuk mengatasi hal tersebut hal utama yang harus dilakukan adalah memperpanjang garis rembesan. Beberapa bangunan yang akan dilakukan penyesuaian desain, selanjutnya akan didesain ulang keamanannya sesuai dengan kriteria desain yang ditentukan agar hasil penyesuaian desain tersebut cukup aman untuk dilaksanakan konstruksinya. Desain ulang perbaikan tubuh bendungan dan daerah genangan yang akan dilakukan pada Bendungan Bajulmati meliputi tinjauan kondisi geologi pondasi bendungan, alternatif perbaikan pondasi, stabilitas bendungan utama, permasalahan rembesan yang terjadi, permasalahan settlement pada pada pondasi dan tubuh bendungan. Untuk perbaikan pondasi pada tubuh bendungan khususnya pada daerah riverbed, kondisi geologi pondasi tubuh bendungan tersebut terdiri pada batuan aluvial yang terdiri dari talus deposit, terrace deposit, river deposit, sandy clay dan old river deposit serta batuan dasar berupa lapilli tuff, tuffacius sand, gravelly sand dan pumice tuff dimana sebagian lapisan batuan tersebut dapat diperbaiki pondasinya dengan cara grouting . Dan juga dengan meninjau dari segi waktu untuk pelaksanaan, pela ksanaan, biaya konstruksi dan terutama tingkat keberhasilan pelaksanaan perbaikan pondasinya dipandang perlu adanya perubahan desain terhadap perbaikan pondasi dengan menggunakan metode grouting tube a manchette.
4.2. Grouting Metode Tu be a M anchette anchette
Pada praktik penggunaan grouting di bendungan bajulmati kondisi geologi setempat adalah Old River Deposit. Grouting tube a manchette merupakan sebuah metode injeksi semen dengan menggunakan pipa manchette. manchette. Pada metode ini menggunakan double packer dan packer dan metode up-stage (dari bawah ke atas).
24
25
4.2.1. Bl anket Grouti ng
Blanket grouting merupakan grouting selimut yang posisinya berada pada daerah terluar. Grouting jenis ini ditujukan untuk menggiring air dari samping menuju tengah sehingga injeksi semen yang dilakukan tidak akan menyebar ke luar daerah rencana. Kedalaman blanket grouting pada Bendungan Bajulmati adalah 5 m.
Blanket Grouting
Blanket Grouting
Gambar 4.1. Bl anket Grouti ng pada River B ed Mai n D am Bajulmati
4.2.2. Sub-Curtain Groutin g
Sub-curtain grouting merupakan grouting di antara curtain dan blanket. Fungsi dari sub-curtain grouting adalah membuat jalur rembesan, sehingga ketika curtain grouting dilaksanakan net cement tidak akan menyebar kedaerah yang tidak diinginkan. Pada Bendungan Bajulmati sub-curtain terdiri atas 4 baris (2 baris bagian hulu dan 2 baris bagian hilir dengan jarak lubang masing-masing 1,0 m dan dengan kedalaman 15 m).
Sub-Curtain Groutin
Gambar 4.2. Sub-Curtain Groutin g pada River B ed M ain D am Bajulmati
26
4.2.3. Curtain Grouting
Curtain grouting merupakan grouting inti yang letaknya ditengah as bendungan, kedalaman curtain grouting adalah 40 m dan terdiri atas 2 baris dengan jarak antar lubang sebesar 1,0 m.
Zona Curtain Grouting
Gambar 4.3. Curtain Grouting pada River B ed Mai n D am Bajulmati
4.2.4. Spli t Spacin g M ethod
P
1m
T
1m
S
T
1m
1m
P
Gambar 4.4. Spli t Spaci ng M ethod
Metode split spacing merupakan sebuah metode pelaksanaan grouting dengan pola Primer (P) – Primer (P) – Sekunder (S) – Sekunder (S) – Tersier (T) – Tersier (T) didalam satu baris. Pola ini ditujukan agar grouting yang dilakukan pada sebuah lubang tidak mengganggu grouting pada lubang yang lainnya. Idealnya jarak antara primer ke primer lebih dari 3 meter. 4.3. Grout Mi x
Grouting dibuat dari campuran semen dan air ditambah campuran – campuran lain yang sesuai dengan daerah lokasi grouting. Dalam halnya pencampuran semen dan air pada grouting adalah salah satu hal penting dalam pelaksanaan grouting karena akan secara langsung mempengaruhi jumlah semen grouting yang akan masuk kedalam t anah. Dalam pelaksanaannya
di
Bendungan
Bajulmati,
setiap
proporsi
campuran
(dengan
perbandingan semen masing-masing) diinjeksikan sesuai dengan porsinya masingmasing, namun jika masih di suatu stage masih tersisa campurannya,
maka akan
dilanjutkan penginjeksiannya di stage berikutnya (walaupun proporsinya seharusnya
27
sudah berbeda). Adapun material dan komposisi campuran grouting mempunyai ketentuannya sendiri. 4.3.1. Material Grouting Komposisi Campuran
Air yang dicampur untuk grouting harus bersih dan bebas dari kandungan asam minyak, alkali, garam zat organik atau zat-zat lain yang mengganggu, dalam halnya di Bendungan Bajulmati, air dapat digunakan dari air hujan yang terkumpul maupun air tanah yang dipompa keluar. Semua semen yang dipakai untuk grouting harus berkualitas sama dengan semen portland (sesuai dengan ketentuan SNI atau ASTM). Semen tidak terdiri dari partikel yang lebih besar daripada 80 mikron. Semen yang ditambahkan pada grouting harus bersih dan terdiri dari partikel batuan yang awet, bebas dari lempung dan zat lain yang merugikan. Adapun campuran semen dan air yang dipakai pada campuran grouting Bendungan Bajulmati adalah sebagai berikut : Tabel 4.1. Tabel Campuran Grouing Volume
C:W
Cement (kg)
Water (ltr)
1:5
20
100
106.4
1:3
40
120
132.7
1:2
40
80
92.7
1:1
40
40
52.7
Mix (ltr)
Sumber : Tim Konsultan Indra Kar ya untuk Proyek Bendungan Bajulmati, 2012 Perubahan campuran grouting mengikuti aturan sebagai berikut :
28
Tabel 4.2. Tabel Aturan Campuran Grouting
I Proporsi Campuran 1/5 1/3 1/2 Catatan
II Jumlah Injeksi (l/20 mnt/m) 60 60 50
Volume/step (l/20 min) 200 200 200
III Batch/step (batch/20 min) 1 1 1
Perubahan Campuran 1/3 1/2 1/1
1 batch = volume 200 ltr.
Sumber : Tim Konsultan Indra Karya untuk Proyek Bendungan Bajulmati, 2012 Tahap awal apabila tidak terjadi kenaikan tekanan grouting dan volume campuran telah mencapai 200 liter maka dilakukan pengentalan campuran dengan merubah campuran berikutnya hingga mencapai tekanan maksimum sesuai injection rerata campuran tersebut. Apabila tekanan maksimum telah dicapai per stepnya, dan grouting injection rate mencapai 0,2 ltr/menit maka dijenuhkan hingga 20 menit sirkulasi dan grouting dinyatakan selesai per stepnya.
4.4. Tata Cara Pelaksanaan Grouting 4.4.1. Drilling
Drilling atau pengeboran berfungsi untuk membuat lubang yang akan digunakan saat grouting. Kedalaman pemboran ini bervariasi sesuai dengan jenis grouting yang akan dilakukan, misalnya untuk blanket grouting pemboran dilakukan sampai kedalaman 5 meter, untuk sub-curtain pemboran dilaksanakan sampai kedalaman 15 meter, dan sampai kedalaman 40 meter pada curtain grouting. Untuk grouting yang dilaksanakan pada Bendungan Bajulmati, pemboran menggunakan pipa galvanis dengan diameter 73 mm.
29
Gambar 4.5. Proses Dril ling / Pengeboran 4.4.2. Water Pr essur e Test (WPT)
Water Pressure Test (WPT) adalah pengujian air yang digunakan untuk menentukan angka Lugeon dari lubang yang akan digrouting, sehingga dapat ditentukan pola campuran yang lebih tepat di dalam pelaksanaan grouting. Pelaksanaan WPT yang dimaksud dalam pembahasan ini adalah WPT dengan sistem single pressure,
yaitu pengujian dengan memakai satu tekanan yang
konstan untuk setiap stage ( setiap 5 meter).
Gambar 4.6. Skema Water Pressure Test pada Bendungan Bajulmati
30
Pelaksanaan WPT yang dimaksud dalam pembahasan ini menggunakan sistem single pressure. Dalam pelaksanaannya, besar aliran air untuk setiap stage (setiap 5 meter) dalam lubang yang diuji / yang telah dibor harus diukur dengan sebuah tekanan yang konstan dalam sebuah periode yang tidak kurang dari 10 menit. Agar tekanan pengujian yang dilakukan dapat efektif, maka tekanan uji tersebut dimulai ketika tekanan airnya telah stabil. Nilai aliran air yang diinjeksikan harus dibaca dan dicatat pada interval waktu 1(satu) menit. Pengujian ini dilakukan untuk menghitung permeabilitas dalam unit Lugeon, yang didefinisikan sebagai sebuah aliran air 1 (satu) liter per menit tiap 1(satu) meter stage dari sebuah lubang yang diuji dengan sebuah tekanan yang konstan dan harus dijaga dalam periode 10 menit. Misalkan pada stage 1 (kedalaman 0 m-5 m) dilakukan pengujian dengan tekanan konstan 1 Kg/cm2 dalam periode 10 menit, maka dilakukan pencatatan setiap 1 menit. Adapun dalam pelaksanaan pencatatan Water Pressure Test (WPT) di Bendungan Bajulmati harus tertera kriteria-kriteria berikut ini ( form untuk kegiatan harian Water Pressure Test ditunjukkan seperti pada lampiran): •
Time
•
Period (min)
•
Elapsed Time(min)
•
Water Pressure (kPa)
•
Reading of Flow Meter (litre)
From (litre)
To (litre)
Water take(litre)
•
Total Water Take (litre)
•
Injected Rate (Q=litre/min)
•
Lugeon Value (Lu)
31
Tabel 4.3. Pressure yang digunakan dalam pelaksanaan WPT Stage
Depth (m)
Pressure ( Kg/cm )
I
0-5
1
II
5-10
2
III
10-15
3
IV
15-20
4
V
20-25
5
VI
25-30
6
VII
30-35
7
VIII
35-40
8
Sumber : Tim Konsultan Indra Karya untuk Proyek Bendungan Bajulmati, 2012
Gambar 4.7. Pelaksanaan Water Pressure Test
4.4.4. Grouting
Setelah pemboran dan water pressure test dilakukan maka proses grouting dapat kita
mulai.
Untuk
TAM grouting yang
ada
di
Bendungan
Bajulmati
pelaksanaannya diawali dengan pemasangan pipa manchette (tube a manchette) ø 1,50 inchi yang terbuat dari pipa air (PVC). Pipa manchette setiap interval 33 cm dilengkapi lubang perforasi 4 buah dengan posisi bersebrangan dengan jarak 5 cm. Lubang tersebut sementara ditutup dengan vynil tape (lakban).
32
Gambar 4.8. Pemasangan Pipa Manchette
Setelah
pemasangan
pipa
manchette
selesai
langkah
selanjutnya
adalah
pelaksanaan pre-grouting. Neat cement yang digunakan pada saat pre-grouting adalah net cement kental, W/C = 1:1 sampai jenuh dan ditunggu hingga kurang lebih 4 jam. Selama proses pre-grouting, casing luar ø 85 mm dicabut.
Gambar 4.9. Proses Pre-Grout yang Telah Selesai dan Menunggu
Untuk mengawali proses grouting langkah awal yang harus dilaksanakan adalah pemasangan packer . Untuk TAM grouting menggunakan double packer dengan
33
interval 0,50 m. Fungsi packer ini adalah untuk menyumbat cela-cela pada pipa sehingga ketika semen disuntikan tidak akan terjadi kebocoran. Untuk mengembangkan packer tersebut sehingga dapat menutup rapat permukaan pipa digunakan air compressor.
Gambar 4.10. Proses Pengembangan Packer dengan Menggunakan Ai r Compr essor
Kemudian langkah selanjutnya adalah pemecahan lubang peforasi dengan tekanan 5 kg/cm 2 atau sesuai kemampuan peforasi pecah. Setelah lubang peforasi
pecah
dilanjutkan
dengan
melakukan
grouting penetrasi
menggunakan bahan Portland Cement dengan campuran awal 1:10 hingga 1:1 dan tekanan grouting diatur sesuai dengan variasi 1 kg/cm 2 – 10 kg/cm2 per step.
34
Tabel 4.4. Hubungan Kedalaman dan Tekanan Grouting Stage
Depth (m)
Pressure (kg/cm )
I
0-5
1,0
II
5-10
2,0
III
10-15
3,0
IV
15-20
4,0
V
20-25
5,0
VI
25-30
6,0
VII
30-35
7,0
VIII
35-40
8,0
IX
40-45
9,0
X
45-50
10,0
Sumber : Tim Konsultan Indra Kar ya untuk Proyek Bendungan Bajulmati, 2012 4.4.5. Check H ole
Lubang check hole digunakan untuk mengecek keberhasilan grouting yang telah dilaksanakan. Prinsip check hole tidak jauh berbeda dengan water pressure test hanya saja check hole ini memiliki pola tertentu yang berbentuk segitiga.
Curtain Grouting
Check Hole
Gambar 4.11. Pola Check H ole 4.5. Peralatan
Semua peralatan yang diperlukan untuk pekerjaan grouting dalam memperbaiki pondasi Bendungan Bajulmati harus adalah peralatan yang sesuai dengan yang diajukan oleh Kontraktor pemenang tender yang disesuaikan dengan kebutuhan dan kriteria daerah setempat. Dalam pelaksanaan pengerjaannya, peralatan untuk melaksanakan TAM grouting dibagi menjadi 3, yaitu peralatan drilling, WPT, dan grouting itu sendiri.
35
4.5.1. Peralatan Drilling
Dalam pelaksanaan konsolidasi grouting lubang bor harus dibor berdasarkan instrumentasi peralatan pemboran atau dipakai alat pemboran dengan standar rotary
untuk
mencapai
kedalaman
maksimum
40
m.
Dimana
dalam
pelaksanaannya di Bendungan Bajulmati, lubang tidak boleh berdiameter kurang dari 45 mm. Instrumentasi pemboran dilengkapi dengan kisi-kisi air atau peralatan lain untuk kelanjutan pembilasan lubang. Penyimpangan dari panjang yang dibor biasanya terjadi, namun dalam ketetapannya tidak boleh lebih dari 3%. Dalam setiap selesai pengeboran, dilakukan pengambilan contoh, namun jika tidak dibuthkan, pengambilan contoh tanah tidak dilakukan. Untuk uji lobang pada core drilling harus dipakai alat pengebor yang mampu mengebor sampai kedalaman 50 m. Adapun peralatan drilling yang digunakan pada grouting Bendungan Bajulmati meliputi : 1.
Pipa Galvanish (pipa alumunium)
2.
Stang Bor (drilling rod )
3.
Tabung penginti (core tube)
4.
Mata bor / bit
5.
Tripod
6.
Katrol (kawat baja)
7.
Mesin Bor
4.5.2. Peralatan Water Pr essur e Test (WPT)
1. Packer Digunakan untuk menutup lubang bor agar tidak bocor pada waktu pengujian tekanan air. Packer yang digunakan dalam kegiatan WPT ini adalah jenis air packer.
36
Gambar 4.12 Packer
2. Pressure Gauge Pressure gauge digunakan untuk mengatur tekanan air. Pressure gauge yang dibutuhkan harus dapat menunjukkan tekanan sampai maksimum 20 kg/cm2.
Gambar 4.13 Pressure gauge
37
3. Flow meter Watermeter digunakan untuk mengukur debit air. Watermeter harus mampu menahan tekanan air hingga 20 kg/cm 2 dengan penyaluran air paling sedikit 6 liter/detik.
Gambar 4.14 Flow meter
4.
Water pump Pompa tekan / Water pump digunakan untuk memompa air yang digunakan dalam pelaksanaan WPT. Pompa ini harus mampu melaksanakan tekanan hingga 20 kg/cm 2 sesuai dengan yang diperlukan dan mampu memompa air paling sedikit 300 liter/menit.
Gambar 4.15 Water Pump
38
4.5.3. Peralatan Grouting
Bangunan fasilitas penghasil grouting mampu untuk menyediakan, mencampur, menggerakkan dan memompa material sesuai dengan petunjuk pengerjaan. Bangunan fasilitas penghasil material grouting terdiri atas peralatan berikut : 1. Pompa grouting berjenis piston reciprocating dengan kapasitas minimal 60 l/menit pada 3.000 kPa (kira-kira 30 kg/cm2) dengan tekanan maksimal.
Gambar 4.16 Grout Pump
2. Pipa Manchette ( Manchette Tube) Untuk pemasangan air packer pada Bendungan Bajulmati diperlukan pemasang sekaligus sebagai pipa injeksi dimana dibutuhkan pipa injeksi dengan diameter 33 mm dan memiliki lubang peforasi 4 buah yang saling berhadapan dengan jarak 5 cm.
Gambar 4.17 Pipa Manchette
39
3. Pencampur yang dioperasikan secara mekanis untuk mencampur material grouting. Pencampur dilengkapi dengan drum ganda, yang mana masingmasing drum kapasitasnya tak kurang dari 200 liter, dari jenis colloidal kecepatan tinggi dengan kecepatan putaran 1.000 sampai 1.500 rpm.
Gambar 4.18 Alat Pencampur Grout M ix
4. Pengukur air, pengukur tekanan termasuk pengukur protector, tekanan selang air, pipa, alat dan perkakas lainnya yang diperlukan untuk penyediaan grouting dan kontrol tekanan dengan akurat. Pengukur tekanan dengan skala pencatat 2.000 kPa dengan ketelitian 50 kPa.
40
Gambar 4.19. Alat Pengukur Volume Grout Mi x
Gambar 4.20. Alat Pengukur Tekanan Grouting
41
5. Packer Assembly Dalam mempersiapkan bagian lubang bor yang akan dites air atau di grout perlu alat penyekat ( packer ) sehingga dapat ditetapkan posisi test atau posisi grouting yang direncanakan. Di Bendungan Bajulmati, packer yang digunakan adalah Air Packer . Air packer perlu dikembungkan rubber tube dengan pemompaan isian gas inert nitrogen dari air compressor . Packer ini sesuai dengan tekanan rendah pada batuan tanah lunak yang cenderung urug (seperti pada tanah di Bendungan Bajulmati).
Gambar 4.19. Packer yang Telah Terpasang
6. Header Guna memantapkan posisi packer perlu diset dengan clamp dipermukaan (head assembly). Pemasangan sistem suplai dan return menuju grout length dan grout pump perlu juga dilengkapi dengan pemasangan klep buka tutup (check valve) maupun klep pengatur (return cock ).
42
Gambar 4.21. H eader
Gambar 4.21. Valve
