PERILAKU MEKANIK BETON BERTULANG PADA TANAH LABIL

(1)

1 JURNAL TEKNIK - UNISFAT, Vol. 9 No. 1, Maret 2013 Hal 66 - 74 1

PERILAKU MEKANIK BETON BERTULANG PADA TANAH LABIL

Fatchur Roehman, M. Debby Rizani, Masrur

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sultan Fatah (UNISFAT) Jl. Diponegoro No. 1B Jogoloyo Demak Telpon (0291) 686227

Abstrak : Penelitian tentang perilaku mekanik pada beton bertulang pada tanah labil dilaksanakan dengan membuat beton bertulang untuk jalan raya dalam skala kecil (panjang 5 m, lebar 1 m dan tebal 15 cm) dengan pengujian uji tekan di Laboratorium Struktur Fakultas Teknik, UNISSULA Semarang. Penelitian dilaksanakan dengan membuat dan menguji 3 benda uji berupa kubus beton 15 x 15 x 15 cm, sebagai representasi dari pelat beton bertulang dengan lebar 3 m, panjang 10 m dan tebal 15 cm. Satu buah pelat digunakan sebagai kontrol, sedangkan dua pelat lainnya diperkuat dengan penulangan setebal 15 cm dengan 2 perlakuan yang berbeda yakni : Dua pelat diperkuat pada daerah tekan dengan kedalaman tekstur 15 cm, Satu pelat diperkuat pada daerah tarik dengan kedalaman tekstur 15 cm, Sebelum diperkuat semua pelat diberikan beban awal sampai terjadi retak pertama sebagai simulasi dari pelat beton dijalan raya yang sudah lama. Pengujian uji tekan dilakukan pada umur overlay 21 hari dengan kecepatan pembebanan kN/menit. Pembacaan lendutan dan retak dilakukan pada setiap peningkatan beban 1 kN.

Kata Kunci : Perilaku mekanik, Beton Bertulang, Tanah Labil.

PENDAHULUAN

Kabupaten Grobogan yang merupakan salah satu Propinsi Jawa Tengah, memiliki jenis tanah lunak, yang memiliki banyak kandungan lempung (clay) dan lanau (silt). Hal ini menimbulkan masalah tersendiri pada kondisi jalan raya yang sering rusak.

Seperti kita ketahui lempung / lanau bersifat kohesif plastis. Keistimewaan dari tanah kohesif plastis adalah butirannya yang halus mempunyai kemampuan menyesuaikan perubahan bentuk pada volume konstan (tanpa keretakan). Namun keistimewaan tersebut membuat lempung / lanau menjadi tidak konsisten / labil terhadap pembebanan, sehingga mengakibatkan penurunan yang tajam apabila di kenai

beban di atasnya (instabilitas), diperlukan konstruksi khusus terutama pada bangunan bawah / sub structure.

Sampai saat ini tanah yang berjenis lempung mempunyai sifat yang sangat spesifik, antara lain mempunyi sifat muai susut yang sangat besar dalam keadaan aslinya, maka sifat muai susut yang besar ini dapat membuat lapisan perkerasan pada jalan raya mudah untuk rusak, khususnya studi kasus di jalan raya Kabupaten Grobogan berbagai cara penambalan perkerasan sudah dilakukan tetapi dalam waktu pendek sudah rusak parah. Ketika musim kemarau sifat jenuh air tanah berkurang tetapi disaat musim hujan sifat jenuh air sangat tinggi yang mengakibatkan tanah mengembang dan menyusut terus menerus yang solusi

Perilaku Mekanik Beton Bertulang pada Tanah Labil – Fatchur Roehman, 66 M. Debby Rizani, Masrur

(2)

terbaiknya harus adanya perkerasan yang menopang diatasnya berupa beton bertulang. Beton tersebut bersifat memberikan perletakan beban yang bisa menahannya tanah labil tersebut. Untuk mendapatkan data-data tentang tingkat plastistas dan tingkat kejenuhan lempung, maka dilakukan pengujian- pengujian, baik di laboratorium maupun dilapangan.

TINJAUAN PUSTAKA

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan.

Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Seperti substansi-substansi mirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang sangat rendah. Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki beton. Masalah yang

dihadapi oleh seorang perencana adalah bagaimana merencanakan komposisi dari bahan - bahan penyusun beton tersebut agar dapat memenuhi spesifikasi teknik yang ditentukan (sesuai dengan spesifikasi teknik dalam kontrak atau permintaan pemilik). Parameter - parameter yang paling mempengaruhi kekuatan beton adalah:

1. Kualiatas semen,

2. Proporsi semen terhadap campuran, 3. Kekuatan dan kebersihan agregat, 4. Interaksi atau adhesi antar pasta

semen dengan agregat,

5. Pencampuran yang cukup dari bahan - bahan pembentuk beton, 6. Penempatan yang benar,

penyelesaian dan pemadatan beton, 7. Perawatan beton, dan

8. Kandungan klorida tidak melebihi 0,15 % dlam beton yang diekspos dan 1% bagi beton yang tidak di ekspos.

Menurut SNI T.15-1990-03 beton yang digunakan pada rumah tinggal atau untuk penggunaan beton dengan kekuatan tekan tidak melebihi 10 Mpa boleh menggunakan campuran 1 semen : 2 pasir : 3 batu pecah dengan slump untuk mengukur kemudahan pengerjaannya tidak lebih dari 100 mm.

(3)

Pengerjaan beton dengan kekuatan tekan hingga 20 Mpa boleh mnggunakan penakaran volume, tetapi pengerjaan beton dengan kekuatan lebih besar dari 20 Mpa harus menggunakan campuran berat.

Tiga kinerja yang dibutuhkan dalam pembuatan beton adalah (STP 169C, Concrete and concrete-making materials):

a. Memenuhi kriteria konstruksi yaitu dapat mudah dikerjakan dan dibentuk serta mempunyai nilai ekonomis

b. Kekuatan tekan

c. Durabilitas atau keawetan

Faktor - faktor yang mempengaruhi besarnya rangkak dan susut dapat dijabarkan sebagai berikut:

a. Sifat bahan dasar beton (komposisi dan kehalusan smen, kualitas adaukan, dan kandungan mineral dlam agreagat),

b. Rasio air terhadap jumlah semen (water content ratio),

c. Suhu pada saat pengerasan (temperature),

d. Kelembaban nisbi pada saat beban bekerja,

e. Nilai slump (slump test), f. Lama pembebanan,

g. Nilai tegangan,

h. Nilai rasio permukaan komponen struktur

Kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton. Kekuatan beton akan naiknya secara cepat ( linier ) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya akan kecil. Kekuatan tekan beton pada kasus-kasus tertentu terus akan bertambah sampai beberapa tahun dimuka. Biasanya kekuatan tekan rencana beton dihitung pada umur 28 hari. Untuk struktur yang menghendaki kekuatan awal tinggi, maka campuran dikombinasikan dengan semen khusus atau ditambah dengan bahan tambahan kimia dengan tetap menggunakan jenis semen tipe I ( OPC-I ). Laju kenaikan umur beton sangat tergantung dari penggunaan bahan semen karena semen cenderung secara langsung memperbaiki kinerja tekannya. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan. Kekuatan tekan beton

dinotasikan sebagai berikut ( PB.1989:16 ).

f’c = Kekuatan tekan beton yang disyaratkan ( MPa ).

(4)

f_ck = Kekuatan tekan beton yang didapatkan dari hasil uji kubus 150 mm atau dari silinder

dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm ( MPa ).

f_c = Kekuatan tarik dari hasil uji belah silinder beton ( MPa ).

f’cr = Kekuatan tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, sebagai dasar pemilihan perancangan campuran beton ( MPa ).

S = Deviasi standar ( s ) ( MPa ).

Pada tahap pelaksanaan konstruksi, beton yang telah dirancang campurannya harus diproduksi sedemikian rupa sehingga memperkecil frekuensi terjadinya beton dengan kuat tekan yang lebih rendah dari f’c seperti yang telah disyaratkan. Kriteria penerimaan beton tersebut harus pula sesuai dengan standar yang berlaku. Menurut Srandar Nasional Indonesia kuat tekan harus memenuhi 0.85 f’c untuk kuat tekan rata- rata dua silinder dan memenuhi f’_c + 0.82 s untuk rata-rata empat buah benda uji yang berpasangan. Jika tidak memenuhi, maka diuji mengikuti ketentuan selanjutnya. Ada empat bagian utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton tersebut, yaitu

1. Proporsi bahan-bahan penyusunnya,

2. Metode perancangan, 3. Perawatan dan,

4. Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama dipengaruhi oleh lingkungan setempat.

Kontribusi yang diberikan oleh semen terhadap peningkatan kekuatan beton terutama terdapat dalam tiga fakor, yaitu

1. Faktor air semen,

2. Kehalusan butir dari semen dan, 3. Komposisi dari bahan-bahan kimia

semen.

Agregat yang digunakan dalam beton yang berfungsi sebagai bahan pengisi, namun karena prosentase agregat yang besar dalam volume campuran, maka agregat memberikan kontribusi terhadap kekuatan beton. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton terhadap agregat :

1. Perbandingan agregat dan semen campuran,

2. Kekuatan agregat, 3. Bentuk dan ukuran, 4. Tekstur permukaan, 5. Gradasi,

6. Reaksi kimia,

7. Ketahanan terhadap panas.

(5)

Metode Pencampuran

Proporsi campuran dari bahan-bahan penyusun beton ini ditentukan melalui perancangan beton (mix design). Hal ini dimaksudkan agar proporsi dari campuran dapat memenuhi syarat kekuatan serta dapat memenuhi aspek ekonomis. Metode perancangan ini pada dasarnya menentukan komposisi dari bahan-bahan penyusun beton untuk kinerja tertentu yang diharapkan.

Penentuan proporsi campuran dapat digunakan dengan beberapa metode yang dikenal :

1. Metode American Concrete Institute,

2. Portland Cement Association, 3. Road Note NO. 4,

4. British Standard, Department of Engineering,

5. Departemen Pekerjaan Umum (SK.SNI.T-15-1990-03) dan (6).

Cara coba-coba.

Metode pencampuran dari beton diperlukan untuk mendapatkan kelecakan yang baik sehingga beton dapat dengan mudah dikerjakan.

Kemudahan pengerjaan atau workability pada pekerjaan beton didefinisikan sebagai kemudahan untuk dikerjakan, dituangkan dan

dipadatkan serta dibentuk dalam acuan (Ilsley, 1942:224).

Kemudahan pekerjaan ini diindikasikan melalui slump test ; semakin tinggi nilai slump, semakin mudah untuk dikerjakan. Namun demikian nilai dari slump ini harus dibatasi. Nilai slump yang terlalu tinggi akan membuat beton kropos setelah mengeras karena air yang terjebak dalamnya menguap.

Metode pengadukan atau pencampuran beton akan menetukan sifat kekuatan dari beton, walaupun rencana campuran baik dan syarat mutu bahan telah terpenuhi.

Pengadukan yang tidak baik akan menyebabkan terjadinya bleeding, dan hal-hal lain yang tidak dikehendaki.

Pengecoran (Plancing)

Metode pengecoran akan mempengaruhi kekuatan beton. Jika syarat-syarat pengecoran tidak terpenuhi, kemungkinan besar kekuatan tekan yang direncanakan tidak akan tercapai.

1. Pemadatan

Pemadatan yang tidak baik akan menyebabkan menurunnya kekuatan beton, karena tidak terjadinya

(6)

pencampuran bahan yang homogen.

Pemadatan yang berlebih pun akan menyebabkan terjadinya bleeding.

Pemadatan harus dilakukan sesuai dengan syarat mutu. Hal lain yang dapat dilakukan adalah melihat manual pemadat yang digunakan sehingga pemadatan pada campuran beton dapat dilakukan secara efisien dan efektif.

2. Perawatan

Perawatan terutama dimaksudkan untuk menghindari panas hidrasi yang tidak diinginkan, yang terutama disebabkan oleh suhu. Cara dan bahan serta alat yang digunakan untuk perawatan akan menentukan sifat dari beton keras yang dibuat, terutama dari sisi kekuatannya.

Waktu-waktu yang dibutuhkan untuk merawat beton pun harus terjadwal dengan baik. Jenis perkerasan beton diantaranya adalah :

1. Jointed Plain Concrete Pavement (JPCP) atau bersambung tidak bertulang

2. Jointed Reinforced Concrete Pavement (JRCP) atau bersambung bertulang

3. Continouesly Reinforced Concrete Pavement (CRCP) atau menerus bertulang

4. Prestressed Concrete Pavement

5. Steel Fibre Reinforced Concrete Sesuai dengan fungsi perkerasan beton semen sebagai pemikul beban lalu lintas maka beton semen harus mempunyai sifat dapat menyalurkan beban lalu lintas ke subgrade sehingga subgrade dapat kuat memikulnya tanpa terjadi penurunan yang dapat menyebabkan kerusakan beton. Penggunaan metode perilaku mekanik beton bertulang ini sangat berguna untuk pemilik proyek agar tetap awet dan panjang umur pemakainnya. Hal ini sangat membantu dalam efiiensi dana anggaran yang tidak harus memperbaiki jalan dengan titik bangunan yang sama pada setiap tahunnya. Menggunakan metode ini akan lebih adanya kenyamanan dalam berkendaraan karena adanya cara pemasangan penulangan dan pengecoran yang lebih baik. Mengadakan analisa jenis tanah yang labil perlu diketahui masalah macam-macam tanah, maka perlu diketahui bahwa yang digunakan untuk membedakannya adalah dari besar butiran, berdasarkan kepada analisa ayakan.

a. Pasir merupakan tanah dengan butiran yang keras dan tajam, yang lolos pada ukuran saringan 0,07 mm sampai dengan 4,76 mm, merupakan butiran-

(7)

butiran yang kepas. Dalam penggunaannya sebagai agregat halus pada beton tidak diijinkan mengandung lumpur lebih besar dari 5% dari berat kering pasir.

b. Lanau merupakan tanah dengan butiran kecil dari 0,07 mm, dan bersifat mudah menyerap air.

Sehingga apabila terendam air menjadi lumpur.

c. Lempung merupakan tanah dengan butiran yang sangat halus, bersifat plastik, yaitu mudah dibentuk, dan mempunyai daya lekat.

Berdasarkan penganalisaan tanah lempung berdasarkan pada daya lekat lempung dan tingkat muai susutnya, dengan melihat jumlah air yang dikandung, maka plastisitas yang diuji berbeda-beda pada setiap jenis lempung.

Dari tim peneliti kemudian mengadakan kegiatan diantaranya :

 Pemerataan badan jalan atau leveling jalan dilakukan sesuai bidang penelitiannya. Setelah adanya pembentukan badan jalan dilanjutkan dengan pengurugan pasir urug setebal 5 cm selebar badan jalan yaitu 1 m.

 Setelah pemerataan pasir urug dilakukan peneliti anggota 2 mengarahkan penataan begesting dan

plastiknya sesuai deangan rencana yang telah ditentukannya beserta cara penataan penulangan pembesiannya.

 Ketika begesting dan plastic yang digunakan untuk landasan bawah pengecoran siap beserta penulangannya dan ketua memastikan terhadap ukurannya diukur kembali harapannya tidak ada kesalahan yang lebih fatal.

 Pengukuran setelah diukur sudah benar maka penyiapan material pengecoran dilakukan dengan pengukuran volume pencampurannya.

1 Zak semen dengan berat 40 Kg, 2 pasir cor dengan menggunakan takaran ember ukuran 25 Kg dan 3 Split ukuran 2/3 dengan menggunakan takaran ember ukuran 25 Kg.

 Setelah mix desain sudah siap kemudian molen dihidupkan dan kebutuhan air secukupnya yakni air 20 liter semua material dimasukan dengan cara bergantian. Airnya dulu secukupnya kemudian 1 zak semen dimasukkan kemudian disusuli dengan split secukupnya dan pasir secukupnya secara bergantian terus menerus sampai habis sesuai mix desain yang diharapkan.

Perilaku Mekanik Beton Bertulang pada Tanah Labil – Fatchur Roehman. 72 M. Debby Rizani, Masrur

(8)

 Disaat pengujian slump tes yang sudah masuk dibuatkan kubus beton dengan ukuran 15 x 15 x 15 cm untuk nantinya diujikan ke laboratorium untuk mengetahui uji tekan beton tersebut.

 Kemudian molen berputar sampai 5 menit campuran yang ada didalam molen tersebut dituangkan ke dalam begesting, terlebih dahulunya sebelum diratakan dan dipadatkan dilakukan pengujian slump tes dengan aturan penurunan sebesar maksimal 8 cm dari ketinggian slump tes yakni 30 cm.

 Setelah dilakukan pengujian slump tes sampai tiga kali sudah masuk sesuai dengan ketentuannya maka dilakukan pemerataan dan pemadatan

 Dalam perataan cor

tersebut yang perlu dicermati adalah melakukan pemukulan secara perlahan pada sisi – sisi begesting agar tidak terjadinya hasil cor yang keropos.

 Perataan dilakukan secara perlahan dan sering penggosoakan sampai ketinggian sesuai papan begesting, selanjutnya menunggu agak kering dilakukan dengan finishing yakni

pembuatan garis – garis arsir pada permukaan cor tersebut dengan rol yang dtarik – tarik perlapis.

 Kemudian dipastikan semuanya dudah diarsir garis semuanya permukaan yang sudah dicor ditutup dengan plastic agar dihasilkan cor yang baik dan menghindari dari hujan atau diinjak oleh orang lain.

 Sehari kemudian hasil pengecoran setiap harinya disiram air dengan merata agar dihasilkan cor yang maksimal.

Dalam pelaksanaan penelitian yang sudah berjalan didapatkan analisis hasil laporan kemajuan pada tahap ini , bahwa dengan ketebalan cor yang maksimal dan kualitas cor yang juga baik akan dapat mampu menahan beban transportasi yang ada diatasnya, sehingga beban seberat apapun akan ditahan oleh cor tersebut dan tidak langsung beban tersebut tanah labil yang menahannya. Tanah labil sendiri mempunyai sifat ketika disaat musim kemarau tanah tersebut akan mengalami pemuaian atau penyusutan dan orang daerah sana sering menamakan tanahnya berongga atau pecah – pecah, dan disaat musim penghujan tanah tersebut mengalami banyak jenuh air sehingga

(9)

tanah tersebut mengalami pengembangan. Sehingga perlakuan tanah yang seperti ini bagaimana caranya air yang ada dikandungan tanah tersebut tidak bisa naik kepermukaan jalan karena sudah dilapisi dengan plastic dan kalau tanah tersebut mengalami mengembang dan mengempis haruslah ada perkerasan jalan yang dapat menahan diatasnya dengan memakai cor beton bertulang.

Jadi perlakuan ini bersifat seperti plat cor atau balok cor yang menahan beban diatasnya. Untuk tidak kalah pentingnya karena dasar tanah labil mudah bergerak maka setiap jarak 6 m sesuai dengan panjang tulangannya diberikan delatasi atau cor tersebut diputus dengan tujuan ketika rusak atau ada yang pecah, cor tersebut tidak memperparah kerusakan kelainnya dan hanya titik lokal cor tersebut yang mengalami kerusakan.

Ucapan Terima Kasih

Ucapan terima kasih kepada Simlitabmas Dikti yang telah mendanai dan P3M Unisfat Demak yang telah membantu kelancaran dalam pelaksanaan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Modul Panduan Praktikum Teknologi Bahan Konstruksi, Laboratorium Teknik Sipil Universitas Sultan Agung ( 2006)

Spesifikasi Bahan Pembuat Beton Menurut Konsep PBI 1988, Seminar Teknologi Beton dalam Rangka Menyambut PBI 1988.

(1986).

Paul Nugraha, Antoni, Teknologi Beton, dari Material, Pembuatan ke Beton Mutu Tinggi, Penerbit Andi Ofset. (2007)

9 9

Perilaku Mekanik Beton Bertulang pada Tanah Labil – Fatchur Roehman. 74 M. Debby Rizani, Masrur