GEOFOAM TECHNOLOGY

Inovasi teknologi terutama yang terkait dengan bidang konstruksi terus berjalan dan berkembang sangat pesat. Kecepatan dan ketepatan menjadi focus utama dalam inovasi, karena akan sangat terkait dengan kualitas dan biaya dalam setiap pekerjaan. Salah satu inovasi metode teknologi untuk bidang konstruksi adalah dengan menggunakan Styrofoam. Hal ini dilakukan untuk mempermudah dan mempercepat pekerjaan proyek, baik untuk skala kecil maupun besar.

Seperti diketahui Styrofoam adalah bahan yang tidak asing dalam kehidupan sehari-hari. Kebanyakan dari kita mengenalnya sebagai bahan untuk pengepakan (packaging) serta untuk dekorasi. Sebagian juga memandangnya sebagai limbah yang semakin hari semakin menjadi masalah lingkungan yang berat, karena Styrofoam ini tidak membusuk, sehingga timbunan sampah Styrofoam akan terus bertambah apabila tidak didaur ulang (recycling) secara professional.

Istilah Styrofoam ini sebenarnya adalah merek dagang milik Dow Chemical Corp dari Amerika Serikat, atau dikenal dengan nama umum EPS (Expanded Polystyrene). Untungnya, dengan berkembangnya penelitian, penggunaan EPS sudah jauh lebih berwawasan dan bertanggung jawab.

Salah satu contoh penggunaan baru EPS yang popular adalah untuk bahan panel bangunan sebagai penahan suhu dan suara, yang juga lebih tahan gempa. Produk-produk panel bangunan dengan menggunakan EPS sudah mulai diproduksi dan dipasarkan di Indonesia beberapa tahun terakhir ini, dan sudah mulai mendapat sambutan baik dari pengembang property, konsultan, kontraktor, maupun pemilik bangunan.

Contoh penggunaan EPS yang baru lagi adalah Geofoam untuk solusi geoteknik, yakni EPS yang didesain khusus dengan fungsi sebagai pengisi tanah atau material konstruksi lainnya. Sebenarnya solusi Geofoam ini telah digunakan di mancanegara lebih dari 30 tahun lalu. Di Asia Tenggara, termasuk Indonesia, Geofoam baru merupakan suatu tren inovasi geoteknik. Karena manfaat dan keunggulannya yang sangat jelas, dalam waktu dekat teknologi Geofoam ini diperkirakan akan mendominasi dan menggantikan metode geoteknik konvensional.

Beberapa contoh penggunaan Geofoam yaitu untuk pengganti urugan tanah untuk pembuatan jalan, dinding penahan tanah (retaining wall), serta peninggian elevasi lantai.

Keuntungan-keuntungan penggunaan Geofoam, yaitu ;

1. Sangat ringan (berat jenisnya  sekitar 10 persen dari tanah urugan) sehingga mengurangi dan memperlambat penurunan tanah secara signifikan.
2. Di samping itu, kekuatan kompresi yang tinggi, sehingga dapat digunakan untuk keperluan konstruksi berat, tahan lama dan umur pemakaian yang sangat panjang, tidak teroksidasi oleh udara, air, maupun elemen alam lainnya, tahan rayap, serta hemat waktu yang tentunya sama dengan hemat biaya.
3. Balok EPS yang sangat ringan sehingga mengurangi kendala logistic, efisiensi peralatan dan tenaga kerja, mudah dibentuk dan dipasang, instalasi tidak tertunda oleh kondisi cuaca.

EPS untuk aplikasi Geofoam adalah EPS yang diproduksi sesuai standar-standar teknis internasional, misalnya ASTM 6817 untuk kekuatan kompresi dan ASTM C578 untuk performa thermal.

KONSTRUKSI SARANG LABA-LABA

Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) adalah jenis pondasi dangkal dan menerus, yang mengutamakan perilaku pelat pengaku (rib) dengan tanah pengisi. Pola tulangan dan rib disusun sedemikian rupa, sehingga memiliki pola seperti sarang laba-laba.

Prinsip dasar yang menjadi mekanisme kerja KSLL adalah adanya kontribusi tanah pengisi rongga antar rib yang selain berfungsi sebagai pengaku rib, juga bersama-sama berfungsi sebagai penyalur beban ke tanah dasar, sehingga beban tersalur menjadi seragam. Manfaat lain dari tanah pengisi adalah mengurangi kebutuhan volume beton. Perlu diingat juga bahwa penurunan (settlement) pasti akan terjadi pada pondasi dangkal, namun KSLL berperan menseragamkan penurunan sehingga bangunan tidak miring. Pada proses konstruksinya  tidak banyak memakan waktu, terlebih jika menggunakan sistem pracetak. Periode konstruksi lebih cepat dibandingkan konstruksi tiang pancang, karena tidak melibatkan banyak alat berat.

Berikut penerapan struktur dan pondasi sarang laba-laba pada sebuah bangunan gedung.

• Tahap Perencanaan : struktur gedung didesain hingga diketahui gaya kolom yang harus dipikul pondasi. Selanjutnya dilakukan perhitungan settlement sebagai kinerja struktur agar dapat diantisipasi. Dengan gaya yang bekerja, pondasi KSLL didesain supaya didapat dimensi pelat, jarak dan tebal rib, serta detail penulangannya.
• Tahap Pelaksanaan : dilakukan pekerjaan persiapan yang bertujuan menghasilkan permukaan tanah dengan elevasi yang sudah direncanakan. Kemudian dilakukan pembetonan rib yang dapat dilaksanakan dengan metode cor di tempat (in situ) atau pracetak.
• Tahap Finishing : setelah rib terpasang, rongga antara rib diisi dengan tanah timbunan dan pasir, lalu dipadatkan dan pelat beton dicor di atasnya, sehingga dihasilkan pondasi KSLL.

Pondasi KSLL berbeda dengan dengan sistem konvensional seperti pondasi telapak atau pondasi rakit, di mana KSLL sangat kaku dalam memikul beban lentur, sehingga meminimalkan potensi differensial settlement. Kelebihan inilah yang membuat KSLL lebih andal untuk digunakan pada kondisi tanah lunak maupun ekspansif.

EROSI

Erosi tanah adalah proses pelepasan atau pelapukan partikel-partikel tanah oleh berbagai penyebab. Erosi sebenarnya merupakan proses alami yang mudah dikenali, namun di kebanyakan tempat kejadian ini diperparah oleh aktivitas manusia dalam tata guna lahan yang buruk, penggundulan hutan, kegiatan pertambangan, perkebunan dan perladangan, kegiatan konstruksi atau pembangunan yang tidak tertata dengan baik dan pembangunan jalan. 

Alih fungsi hutan menjadi ladang pertanian meningkatkan erosi, karena struktur akar tanaman yang kuat mengikat tanah digantikan dengan struktur akar tanaman pertanian yang lebih lemah. Erosi yang amat parah membuat tanah tidak produktif sehingga tidak ada vegetasi yang bisa tumbuh. Tidak adanya vegetasi akan memicu kekeringan dan curah hujan rendah. Secara keseluruhan, siklus alam akan terganggu akibat terjadinya erosi. Karena erosi dapat menyebabkan hilangnya lapisan atas tanah yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan tanah untuk menyerap dan menahan air. Tanah yang terangkut tersebut akan diendapkan di tempat lain, seperti di dalam sungai, waduk, danau maupun saluran irigasi.

Faktor penyebab erosi yang tidak mudah dikontrol, pengaruhnya dapat diubah secara tidak langsung, yaitu dengan menerapkan teknik konservasi tanah. Penerapan teknik konservasi tanah dengan mengurangi derajat kemiringan lahan dan panjang lereng merupakan salah satu cara terbaik mengendalikan erosi. Hal ini dapat ditempuh dengan menggunakan metode konservasi tanah, baik secara mekanik maupun vegetatif.

Pada prakteknya, metode konservasi tanah mekanik dan vegetatif sulit untuk dipisahkan, karena penerapan metode konservasi tanah mekanik akan lebih efektif dan efisien bila disertai dengan penerapan metode vegetatif. Sebaliknya, meskipun penerapan metode vegetatif merupakan pilihan utama, namun perlakuan fisik mekanis seperti pembangunan saluran pembuangan air (SPA), bangunan terjunan (drop structure) masih tetap diperlukan.

MIDAS SOFTWARE REKAYASA STRUKTUR

Perkembangan teknologi IT terus berkembang pesat seiring dengan tuntutan efisiensi dan efektivitas setiap langkah kerja. Masa demi masa perkembangan teknologi IT terus melejit dan hingga kini muncul software canggih bernama MIDAS IT. Software ini masuk ke Indonesia melalui distributor utama PT Partono Fondas yang juga menekuni dunia rancang bangun khususnya bidang teknik sipil. Midas merupakan singkatan dari Modeling Integrated Design & Analysis Structure.

Menurut DR. Ir. FX Supartono, Direktur Utama PT Partono Fondas, program MIDAS IT Family merupakan software canggih untuk analisis struktur yang telah banyak digunakan di dunia. Perkembangan program MIDAS IT buatan Korea ini dimulai tahun 1986. Setidaknya butuh waktu 10 tahun di bawah kerja keras tim teknis untuk mengembangkan software ini. Sejak 1996, MIDAS IT Family telah diaplikasikan ke lebih dari 5000 proyek lokal Korea dan manca negara untuk membuktikan kehebatan dan keandalannya.

Program MIDAS IT Family terdiri dari beberapa rangkaian produk software yang dapat diterapkan di bidangnya masing-masing ;

• Di bidang analisis dan design bangunan umum termasuk gedung tinggi, ada software MIDAS Gen, MIDAS Building, MIDAS ADS, MIDAS SDS, dan MIDAS SET.
• Di bidang analisis dan design jembatan berbentang panjang, ada software MIDAS Civil, MIDAS Abutment, MIDAS Pier, dan MIDAS Deck.
• Sedangkan untuk bidang analisis dan design pondasi dan terowongan, ada software MIDAS GTS dan MIDAS GeoX.
• Bagi yang mendalami perilaku bangunan yang non-linier, termasuk analisis fatique, ada software MIDAS FEA.
• Di bidang analisis dan design mekanika, ada software MIDAS FX+

Menurut Supartono, dalam memperkenalkan software ini membutuhkan waktu karena memang harus ada sosialisasi terlebih dahulu. Karena produk ini bagus dan memberi nilai tambah bagi konsumen, maka tidak terlalu sulit untuk memperkenalkannya.

BANTALAN KARET PEREDAM GEMPA

Indonesia sebagai wilayah yang rawan terhadap risiko gempa sudah selayaknya peduli dengan upaya pencegahan banyaknya korban yang jatuh akibat gempa. Pada dasarnya gempa bukan sesuatu yang mematikan, namun runtuhnya fasilitas infrastruktur akibat gempa tersebut yang mengakibatkan jatuhnya banyak korban. Untuk itu sudah selayaknya jika setiap infrastruktur baik bangunan gedung maupun yang lainnya difasilitasi alat peredam guncangan.

Salah satu bahan yang banyak digunakan adalah bantalan karet. Indonesia mempunyai teknologi pembuatan bantalan tahan gempa yang digunakan untuk rumah tinggal maupun gedung bertingkat serta jembatan. Bantalan yang digunakan terbuat dari kombinasi lempengan karet alam dan lempengan baja. Bantalan tersebut dipasang di setiap kolom, yaitu di antara pondasi dan bangunan.

Karet alam berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa bumi, sedangkan lempengan baja digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet, sehingga penurunan bangunan saat bertumpu di atas bantalan karet tidak besar.

PERKEMBANGAN PERHITUNGAN GEMPA

Perhitungan struktur bangunan yang menerima beban gempa terus berkembang. Dari yang awalnya perhitungan linear, sekarang sudah non linear. Pada awal mulanya perhitungan gedung tahan gempa dilakukan secara sederhana, yaitu dengan mengalikan massa tiap lantai terhadap suatu persentasi tertentu. Kemudian kita mengenal konsep distribusi gaya gempa dengan diagram segitiga dengan puncaknya di lantai atap. Lalu muncul konsep desain kapasitas yang mulai diterapkan di Indonesia lewat Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Rumah dan Gedung 1983. Menjelang millenium ketiga, metode analisis 3D dengan menggunakan respon spectrum mulai dipakai sejalan dengan perkembangan perangkat komputer dan piranti lunak yang canggih.

Semua cara perhitungan itu masih berbasis kekuatan yang mempunyai berbagai kelemahan. Salah satu masalah pokok dalam perancangan tahan gempa berbasis kekuatan antara lain adalah masalah kekuatan elemen. Pada analisis konstruksi beton, umumnya diambil konstanta tertentu untuk derajat keretakan komponen struktur, tanpa melihat tingkat pembebanan, lalu dilakukan analisis vibrasi bebas. Masalah kedua menyangkut asumsi yield curvature yang kita gunakan untuk suatu penampang beton, yang seharusnya berhubungan langsung pada kekuatan penampang beton itu sendiri. Tetapi selama ini masih diasumsikan tidak.

Konsep perhitungan pada SNI gempa terbaru berbeda dengan sebelumnya. Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan periode ulang 2500 tahunan yang merupakan gempa maksimum yang mempertimbangkan resiko tertarget (Maximum Considered Earthquake Targeted Risk / MCER).

Sedangkan parameter yang digunakan, diantaranya adalah percepatan gempa batuan dasar yang terdiri dari percepatan batuan dasar periode 0,2 detik (Ss) dan percepatan batuan dasar periode 1,0 detik (S1). Selain itu juga dipertimbangkan faktor amplifikasi dan percepatan gempa maksimum.

Ketentuan lainnya yang digunakan sebagai dasar perhitungan adalah gempa desain untuk struktur, seperti berapa tahun periode ulang gempa yang digunakan dan berapa kinerja minimum (life safety) yang dibutuhkan. Kategori resiko (KR) dan faktor keutamaan gempa (Ie) juga termasuk dalam bahan perhitungan. Perlu juga ditetapkan kategori desain seismik (KDS) struktur gedung atau non gedung.

ALAT PANCANG PONDASI (Bagian 2)

Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah dipakai alat pancang (Pile Driving Equipment). Alat pancang yang umum dikenal oleh pengguna sektor konstruksi ada 3 macam, yaitu drop hammer, single acting hammer, dan double  acting hammer.

Prinsip kerja dari drop hammer yaitu hammer ditarik ke atas dengan kabel dan kerekan sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian hammer tersebut jatuh bebas menimpa kepala tiang pancang. Alat pancang ini kerjanya sangat lambat jika dibandingkan dengan alat-alat pancang yang lain, dan jarang digunakan dalam pembangunan konstruksi berat dan modern.

Sedangkan cara kerja single acting hammer yaitu hammer diangkat ke atas dengan tenaga uap sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian hammer tersebut jatuh bebas menimpa kepala tiang pancang. Jadi tenaga uap digunakan untuk mengangkat hammer saja.

Double acting hammer memiliki cara kerja yaitu hammer diangkat ke atas dengan tenaga uap sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian hammer tersebut ditekan ke bawah dengan tenaga uap. Jadi hammer jatuh dengan kecepatan lebih besar daripada single acting hammer.

Hydraulic Jacking Injection

Pemancangan pada area perkotaan yang padat penduduk dan keberadaan bangunan-bangunan yang rapat, sering digunakan Hydraulic Jacking Injection System. Injeksi tiang pancang dilakukan dengan menekan tiang pancang ke dalam tanah menggunakan alat hydraulic Static Pile Driver (HSPD). Keunggulan sistem ini adalah ramah lingkungan, karena dalam pelaksanaannya hampir tidak menimbulkan getaran dan kebisingan. Proses pelaksanaannya juga cukup cepat, produktivitasnya bisa mencapai 100 meter tiang terpancang per hari untuk satu alat HSPD. Untuk sistem ini tidak diperlukan lagi loading test, karena manometer gauge pada alat pancang HSPD langsung dapat memperlihatkan daya dukung (bearing capacity) dari setiap tiang pancang.

ALAT PANCANG PONDASI (Bagian 1)

Tahapan perencanaan suatu pekerjaan konstruksi memiliki tahap-tahap yang sudah berlaku secara umum, mulai dari survey, pengukuran, pekerjaan soil investigate, penentuan jenis pondasi, struktur dan arsitektur, mekanikal elektrikal hingga finishing. Khusus perencanaan pondasi, setelah mendapatkan rekomendasi dari konsultan soil, maka baru dapat ditentukan jenis pondasi yang akan digunakan.

Untuk penggunaan tiang pancang, sebelumnya harus mengetahui tipe-tipe alat pancang, berat penumbuknya (hammer), maupun kemampuan alat pancang tersebut. Karena belum tentu tiap tipe alat pancang sesuai dengan tiang pancang yang akan digunakan, dengan kondisi tanah setempat dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan pemancangan tersebut.

Pada pekerjaan pemancangan tiang pancang beton precast yang berat ke dalam lapisan tanah yang padat seperti pada stiff clay, compact gravel dan sebagainya, maka akan sesuai bila dipilih alat pancang yang mempunyai berat hammer yang besar, tinggi jatuh pendek dan kecepatan hammer yang rendah pada saat menimpa tiang pancang. Dengan ini akan diperoleh banyak energi yang disalurkan pada penetrasi tiang pancang dan mengurangi kerusakan pada kepala tiang akibat pemancangan. Tipe alat pancang yang sesuai dengan pekerjaan ini adalah tipe Single-Acting Hammer.

Bila pada pemancangan tiang pancang yang ringan pada tanah padat akan sesuai bila digunakan Double-Acting Hammer. Dengan alat ini maka kecepatan penumbukan tiang pancang akan lebih cepat dibandingkan dengan alat pancang lain. Dengan demikian akan mempercepat waktu pemancangan.

Waktu yang diperlukan untuk pemancangan merupakan faktor penting dalam pekerjaan pemancangan tiang pancang. Waktu yang diperlukan untuk pemancangan tiang dengan alat pancang drop hammer relatif lebih lama jika dibandingkan dengan alat pancang tipe lainnya. 

Jadi jelaslah bahwa pemilihan tipe alat pancang sangat besar pengaruhnya pada perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan pemancangan tiang pancang. Pemilihan berat hammer tergantung pada berat tiang pancang yang akan dipancang. Hubungan antara berat hammer dengan berat tiang pancang adalah : 

B = 0,5 P + 600 kg

Di mana : 

B = Berat hammer (kg)

P = Berat tiang pancang (kg)

Jadi misalnya pada pemancangan tiang, panjang beton precast dengan ukuran 35 x 35 cm, panjang 15 m, maka hammer yang diperlukan beratnya setidaknya B = 0,5 x (0,35 x 0,35 x 15 x 2400) + 600 = 2805 kg = 2,8 ton.