TUGAS ESAI MEKANIKA BATUAN
Perkuatan Lereng dengan Metode Shotcrete
Oleh :
YOSEPHIN NUKE CAHYANTIKA M. 10/305213/TK/37414
JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013
Tebing di Jalur Ponorogo-Pacitan longsor(Foto: Rachma-LICOM)
Tebing di jalur Pacitan-Ponorogo kembali mengalami longsor setelah diguyur hujan lebat pada hari Kamis 21 Maret 2013. Material longsoran menutupi setengah badan jalan provinsi di Dusun Ringin Asri, Desa Tegalombo, Kecamatan Tegalombo. Beruntung, saat tebing longsor tidak ada pengguna jalan yang melintas sehingga tidak ada korban jiwa. Akibat longsor tersebut, untuk sementara waktu lalu lintas dijalankan dengan sistem buka-tutup. (lensaindonesia.com) Indonesia merupakan negara besar dengan berbagai kenampakan alam yang indah. Bukit, pegunungan, lembah, serta laut membentang dari ujung barat Sumatera hingga ujung timur Merauke. Namun keragaman kenampakan alam ini juga membawa dampak akan permasalah-permasalahan alam seperti gempa bumi, gunung meletus, dll. Dari artikel dan gambar di atas, dapat diketahui bahwa telah terjadi longsor di jalur Ponorogo-Pacitan yang menyebabkan terhambatnya lalu lintas. Permasalahan seperti longsor pada tebing tersebut tentunya bukan yang pertama kali terjadi di Indonesia. Setiap tahun selalu ada peristiwa tebing longsor, baik di daerah pemukiman, jalan raya, maupun fasilitas umum. Peristiwa longsor ini terjadi karena tebing yang ada di sisi jalan tidak mampu menahan beban yang diakibatkan oleh hujan. Akibatnya tanah mengalami kegagalan struktur dan mengalami longsor. Longsor pada tebing baik akibat manusia ataupun secara alamiah, menyebabkan kerugian baik secara material maupun nonmaterial. Bencana
1
longsor sebenarnya dapat dihindari atau dicegah dengan berbagai cara. Salah satu cara yang dapat dilakukan yaitu dengan memberikan perkuatan pada lereng tersebut. Meskipun demikian, tidak semua lereng dapat diberi perkuatan, karena akan mempengaruhi kondisi alamiah lereng tersebut. Pemilihan pemberian perkuatan lereng diutamakan untuk lereng yang membahayakan masyarakat, misalnya lereng di tepi jalan utama, rel kereta, serta terowongan. Perkuatan lereng dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan cara stabilisasi dan proteksi. Tindakan stabilisasi termasuk perkuatan dan pemotongan batuan. Metode perkuatan dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu shotcrete, rock bolting, dowels, tied-back wall, drainage, buttress, dan shot-in-place buttress. Sedangkan pemotongan batuan dapat dilakukan dengan restoping, trimming, dan scaling. Tulisan ini akan membahas perkuatan tanah menggunakan metode shotcrete dan hal-hal yang dapat mempengaruhi kualitas perkuatan tersebut. Shotcrete merupakan campuran agregat mortar yang diaplikasikan dengan cara disemprotkan dan biasanya dilakukan pada layer setebal 50-100mm, serta dapat menguatkan regangan dan kuat geser (American Concrete Institute, 1995). Shotcrete merupakan cara perkuatan yang biasanya dilakukan untuk melindungi permukaan yang dianggap meresahkan dan dapat menimbulkan longsor atau menyediakan dukungan struktural kepada batuan yang terkena longsor sehingga menjadi tidak stabil. Terkadang shotcrete digunakan untuk kedua alasan tersebut.
Princes Highway, selatan Wolongong
2
Cara kerja shotcrete yaitu dengan menutup retakan, celah, dan lipatan, mengeraskan dan menguatkan batuan, mentransfer beban batuan, serta mencegah pergerakan relatif batuan. Pengaplikasian shotcrete dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara wet-mix dan dry-mix. Pada pengaplikasian dengan cara wet-mix, pasir, agregat, semen, air, dan bahan aditif dicampur dalam (mixing plant). Metode ini cocok untuk lokasi dengan akses baik dan kebutuhan banyak. Metode wet-mix memungkinkan control yang lebih baik dan tepat terhadap mix design daripada metode dry-mix. Pada pengaplikasian dengan metode dry-mix, pasir dan semen dimasukkan ke dalam hopper mesin. Kemudian dengan bantuan tekanan udara campuran tersebut masuk ke dalam nozzle dimana air ditambahkan. Metode ini cocok digunkan pada lokasi dengan akses yang sulit dan kebutuhan yang sedikit, serta untuk beton dengan agregat ringan (porus). Kualitas beton yang dihasilkan sangat bergantung pada keahlian operator dalam mengontrol air, konsistensi, dan kekuatan yang dihasilkan. Selain metode pengaplikasian, hal-hal lain yang juga sangat berpengaruh terhadap kualitas shotcrete yaitu material, peralatan, dan teknik pengaplikasian. Ketiga hal tersebut sangat berpengaruh secara langsung terhadap kualitas shotcrete dan berpengaruh satu sama lain. Material yang digunakan untuk shotcrete pada dasarnya sama dengan yang biasa digunakan pada pembuatan beton. Karena penggunaan shotcrete yang secara langsung berdampak pada alam, maka pada beberapa kasus, dibutuhkan kontrol yang lebih besar terhadap penggunaan materi fisika dan kimia. Agregat dengan mutu yang baik sangat dibutuhkan untuk menghasilkan kualitas shotcrete yang baik pula. Namun terkadang dimungkinkan untuk menggunakan agregat yang tidak sesuai dengan spesifikasi, tapi hal ini akan mempengaruhi kualitas akhir shotcrete. Pasir yang lebih halus daripada yang disyaratkan akan menghasilkan susutan yang lebih banyak setelah kering, pasir yang lebih kasar akan menghasilkan rebound yang lebih tinggi. Ketika menggunakan agregat kasar, sangat perlu untuk menyaring partikel yang lebih
3
besar daripada agregat. Agregat yang sangat besar akan meningkatkan kemungkinan terjadinya sumbatan. Prosedur yang aman digunakan yaitu menyaring semua agregat yang digunakan. Pasir harus keras karena pasir yang lunak akan pecah pada saat disemprotkan sehingga mengurangi ikatan dengan semen.
Semen Portland. Salah satu material yang berpengaruh besar pada kualitas pekerjaan.
Semen yang digunakan pada shotcrete pada dasarnya sama dengan yang digunakan pada beton. Semen Portland jenis I merupakan semen yang paling banyak digunakan. Semen Portland jenis II digunakan untuk pekerjaan tertentu. Semen Portland jenis III digunakan untuk shotcrete dengan kekuatan awal tinggi. Semen yang menampakkan kecenderungan mengeras dengan cepat harus dihindara. Pengerasan premature pada beton dapat memerlukan kehilangan waktu yang banyak untuk melepaskan peralatan dan garis pada spesimen, mortar, maupun beton. Rasio air semen merupakan perbandingan antara air dan semen yang digunakan. Perbandingan yang tinggi menghasilkan setting yang lambat dan mempengaruhi kualitas akhir shotcrete. Rasio air semen berpengaruh pada proses pengerasan, kekuatan, dan durabilitas, serta ketahanan terhadap bahan kimia. Rasio air semen yang digunakan sebaiknya antara 0,4-0,45.
4
Macro fibers, salah satu bahan aditif pada shotcrete
Bahan aditif sangat berguna pada pekerjaan shotcrete. Bahan aditif ada bermacam-macam jenis, antara lain hydration stabilizer, alkali-free accelerators, steel fibers, dan macro fibers. Hydration stabilizer mengontrol kadar air semen, mempertahankan waktu kering dan pumpability. Alkali-free accelerators menaikkan kekuatan dan durabilitas shotcrete, meningkatkan keamanan kerja, dan mengurangi pengaruh terhadap lingkungan. Steel fibers menghasilkan kekuatan seragam, mencegah kerapuhan, serta menaikkan durabilitas. Macro fibers meningkatkan ketahanan akan api dan mengurangi penggunaan peralatan pompa. Selain kualitas material, kualitas peralatan juga sangat berpengaruh pada hasil akhir shotcrete. Pemasangan peralatan juga mempengaruhi kualitas, karena dapat mempengaruhi getaran yang dihasilkan. Getaran dapat menimbulkan hasil shotcrete yang tidak halus (bergelombang). Teknik pengaplikasian juga sangat berpengaruh pada kualitas shotcrete. Beberapa teknik yang perlu diperhatikan saat pengaplikasian yaitu jarak nozzle dengan permukaan dan sudut nozzle terhadap permukaan. Jarak yang disarankan yaitu antara 1 – 2 m. Sedangkan nozzle diharapkan selalu membentuk sudut 90o terhadap terhadap permukaan. Jarak dan sudut nozzle yang tidak tepat memiliki dampak negatif terhadap hasil pekerjaan, seperti misalnya kepadatan yang rendah, kekuatan yang rendah, dsb.
5
Pengaplikasian Shotcrete
Penggunaan shotcrete dalam skala besar dapat menghasilkan kondisi yang berbeda dari yang diharapkan. Seringnya ini terjadi akibat proses konstruksi, terutama peledakan. Terkadang perubahan design diperlukan akibat adanya kondisi stabilitas yang tidak diketahui sebelumnya. Dalam beberapa kasus, penundaan pekerjaan juga menyebabkan naiknya kuantitas yang diperlukan. Pemilihan shotcrete sebagai perkuatan lereng dikarenakan shotcrete memiliki beberapa kelebihan dibandingkan metode lain, antara lain : 1.
Efektif dan praktis untuk tambang bawah tanah
2.
Dampak psikologis terhadap pekerja baik karena shotcrete tidak memiliki kecenderungan untuk runtuh secara massal.
3.
Cukup efektif jika digunakan pada konstruksi yang membutuhkan perkuatan secara cepat.
4.
Tahan terhadap air setelah mengalami hidrasi.
5.
Relatif mudah dan murah. Meskipun demikian, shotcrete juga memiliki beberapa kelemahan yang
harus dipertimbangkan sebelum memutuskan untuk digunakan, yaitu : 1.
Tidak bisa digunakan lagi jika mengalami pecah atau keruntuhan.
2.
Tidak ada tanda-tanda ketika hampir terjadi keruntuhan pada struktur (getas).
3.
Tidak dapat diaplikasikan pada dinding tanah dan struktur batuan berupa pasir.
6
Salah satu hal yang perlu diperhatikan pada hasil pekerjaan sipil yaitu dari segi estetika. Hasil pekerjaan shotcrete sebaiknya menampakkan hasil yang natural. Oleh karena itu shotcrete sebaiknya diberi warna yang sesuai dengan warna alami batuan dan dibentuk serupa dengan lereng. Pekerjaan estetika ini memang menambah biaya, tetapi hasilnya akan sangat menyerupai lereng alami.
Hume Highway
7
Daftar Pustaka Wyllie, Duncan C and Christopher W Mah. 2004. Rock Slope Engineering Civil and Mining 4th Edition. New York : Spon Press Roads and Traffic Authority. 2005. Shotcrete Design Guidelines (The Guidelines to avoid, minimize, and improve the appearance of shotcrete) Morrison, Wes. 2012. The Science of Shotcrete Presentation. BASF The Aberdeen Group. 1970. “Mix Design Hints for Shotcrete”
8
