Senin, 24 Desember 2012
Tsunami
Tsunami
Istilah tsunami berasal dari bahasa
Jepang. Tsu berarti "pelabuhan" dan nami berarti
"gelombang", sehingga tsunami dapat diartikan sebagai "gelombang
pelabuhan". Istilah ini pertama kali muncul di kalangan nelayan Jepang. Karena
panjang gelombang tsunami sangat besar, pada saat berada di tengah laut, para
nelayan tidak merasakan adanya gelombang ini. Namun setibanya kembali ke
pelabuhan, mereka mendapati wilayah di sekitar pelabuhan tersebut rusak parah.
Karena itulah mereka menyimpulkan bahwa gelombang tsunami hanya timbul di
wilayah sekitar pelabuhan, dan tidak di tengah lautan yang dalam.
Tsunami adalah gelombang air yang
sangat besar yang dibangkitkan oleh macam-macam gangguan di dasar samudra.
Gangguan ini dapat berupa gempa bumi, gempa laut, pergeseran lempeng, gunung
meletus, atau hantaman meteor di laut. Tsunami tidak kelihatan saat masih
berada jauh di tengah lautan, namun begitu mencapai wilayah dangkal,
gelombangnya yang bergerak cepat ini akan semakin membesar.
Tsunami juga sering disangka sebagai
gelombang air pasang. Ini karena saat mencapai daratan, gelombang ini memang
lebih menyerupai air pasang yang tinggi daripada menyerupai ombak biasa yang
mencapai pantai secara alami oleh tiupan angin. Namun sebenarnya gelombang
tsunami sama sekali tidak berkaitan dengan peristiwa pasang surut air laut.
Karena itu untuk menghindari pemahaman yang salah, para ahli oseanografi sering
menggunakan istilah gelombang laut seismik (seismic sea wave) untuk menyebut
tsunami, yang secara ilmiah lebih akurat.
1) Sebab – Sebab Terjadinya Tsunami
Tsunami dapat dipicu
oleh bermacam-macam gangguan (disturbance) berskala besar terhadap air laut,
misalnya gempa bumi, pergeseran lempeng, meletusnya gunung berapi di bawah
laut, atau tumbukan benda langit. Tsunami dapat terjadi apabila dasar laut
bergerak secara tiba-tiba dan mengalami perpindahan vertikal.
Ø
Longsoran
Lempeng Bawah Laut ( Undersea landslides )
Gerakan
yang besar pada kerak bumi biasanya terjadi di perbatasan antar lempeng
tektonik. Celah retakan antara kedua lempeng tektonik ini disebut dengan Sesar
( fault). Sebagai contoh, di sekeliling tepian Samudra Pasifik yang biasa
disebut dengan Lingkaran Api (Ring of Fire), lempeng samudra yang lebih padat
menunjam masuk ke bawah lempeng benua. Proses ini dinamakan dengan penunjaman
(subduction). Gempa subduksi sangat efektif membangkitkan gelombang tsunami.
Ø Gempa bumi Bawah Laut (Undersea Earthquake)
Gempa tektonik merupakan salah satu gempa yang
diakibatkan oleh pergerakan lempeng bumi. Jika gempa semacam ini terjadi di
bawah laut, air di atas wilayah lempeng yang bergerak tersebut berpindah dari
posisi ekuilibriumnya. Gelombang muncul ketika air ini bergerak oleh pengaruh
gravitasi kembali ke posisi
ekuilibriumnya. Bila wilayah yang luas pada dasar laut bergerak naik
ataupun turun, tsunami dapat terjadi.
Ø Aktivitas Vulkanik (Volcanic Activities)
Pergeseran lempeng di dasar laut, selain dapat
mengakibatkan gempa juga seringkali menyebabkan peningkatan aktivitas vulkanik
pada gunung berapi. Kedua hal ini dapat menggoncangkan air laut di atas lempeng
tersebut. Demikian pula, meletusnya gunung berapi yang terletak di dasar
samudra juga dapat menaikkan air dan membangkitkan gelombang tsunami.
Ø Tumbukan Benda Luar Angkasa (Cosmic-body Impacts)
Tumbukan dari benda luar angkasa seperti meteor merupakan
gangguan terhadap air laut yang datang dari arah permukaan. Boleh dibilang
tsunami yang timbul karena sebab ini umumnya terjadi sangat cepat dan jarang
mempengaruhi wilayah pesisir yang jauh dari sumber gelombang. Sekalipun begitu,
bila pergerakan lempeng dan tabrakan benda angkasa luar cukup dahsyat, kedua
peristiwa ini dapat menciptakan Megatsunami
2) Karakteristik Tsunami
Perilaku gelombang
tsunami sangat berbeda dari ombak laut biasa. Gelombang tsunami bergerak dengan
kecepatan tinggi dan dapat merambat lintas - samudra dengan sedikit energi
berkurang. Tsunami dapat menerjang wilayah yang berjarak ribuan kilometer dari
sumbernya, sehingga mungkin ada selisih waktu beberapa jam antara terciptanya
gelombang ini dengan bencana yang ditimbulkannya di pantai. Waktu perambatan
gelombang tsunami lebih lama dari waktu yang diperlukan oleh gelombang seismik
untuk mencapai tempat yang sama.
Periode tsunami cukup
bervariasi, mulai dari 2 menit hingga lebih dari 1 jam. Panjang gelombangnya
sangat besar, antara 100-200 km. Bandingkan dengan ombak laut biasa di pantai
selancar ( surfing ) yang mungkin hanya memiliki periode 10 detik dan panjang
gelombang 150 meter. Karena itulah pada saat masih di tengah laut, gelombang
tsunami hampir tidak nampak dan hanya terasa seperti ayunan air saja.
Ø Bila lempeng samudra pada sesar bergerak naik ( raising
), terjadi air pasang di wilayah pantai hingga wilayah tersebut akan mengalami
banjir sebelum kemudian gelombang air yang lebih tinggi datang menerjang.
Ø Bila lempeng samudra bergerak naik, wilayah pantai akan
mengalami banjir air pasang sebelum datangnya tsunami.
Ø Bila lempeng samudra pada sesar bergerak turun ( sinkin
), kurang lebih pada separuh waktu sebelum gelombang tsunami sampai di pantai,
air laut di pantai tersebut surut. Pada pantai yang landai, surutnya air bisa
mencapai lebih dari 800 meter menjauhi pantai. Masyarakat yang tidak sadar akan
datangnya bahaya mungkin akan tetap tinggal di pantai karena ingin tahu apa
yang sedang terjadi. Atau bagi para nelayan mereka justru memanfaatkan momen
saat air laut surut tersebut untuk mengumpulkan ikan-ikan yang banyak
bertebaran.
Ø Bila lempeng samudra bergerak turun , di wilayah pantai
air laut akan surut sebelum datangnya tsunami.
Ø Pada suatu gelombang, bila rasio antara kedalaman air dan
panjang gelombang menjadi sangat kecil, gelombang tersebut dinamakan gelombang
air – dangkal. Karena gelombang tsunami memiliki panjang gelombang yang sangat
besar, gelombang tsunami berperan sebagai gelombang air – dangkal, bahkan di
samudra yang dalam. Gelombang air – dangkal bergerak dengan kecepatan yang
setara dengan akar kuadrat hasil perkalian antara percepatan gravitasi (9,8
m/s2) dan kedalaman air laut.v = velocity (kecepatan) g = gravitation (9,8
m/s2) d = depth (kedalaman)
“Sebagai contoh, di Samudra Pasifik, dimana kedalaman air
rata-rata adalah 4000 meter, gelombang tsunami merambat dengan kecepatan ± 200
m/s (kira-kira 712 km/jam) dengan hanya sedikit energi yang hilang, bahkan
untuk jarak yang jauh. Sementara pada kedalaman 40 meter, kecepatannya mencapai
± 20 m/s (sekitar 71 km/jam), lebih lambat namun tetap sulit dilampaui.”
Ø Energi dari gelombang tsunami merupakan fungsi perkalian
antara tinggi gelombang dan kecepatannya. Nilai energi ini selalu konstan, yang
berarti tinggi gelombang berbanding terbalik dengan kecepatan merambat
gelombang. Oleh sebab itu, ketika gelombang mencapai daratan, tingginya
meningkat sementara kecepatannya menurun.
Ø Saat memasuki wilayah dangkal, kecepatan gelombang
tsunami menurun sedangkan tingginya meningkat, menciptakan gelombang mengerikan
yang sangat merusak.
Ø Selagi orang-orang yang berada di tengah laut bahkan
tidak menyadari adanya tsunami, gelombang tsunami dapat mencapai ketinggian
hingga 30 meter atau lebih ketika mencapai wilayah pantai dan daerah padat.
Tsunami dapat menimbulkan kerusakan yang sangat parah di wilayah yang jauh dari
sumber pembangkitan gelombang, meskipun peristiwa pembangkitan gelombang itu
sendiri mungkin tidak dapat dirasakan tanpa alat bantu.
Ø
Tsunami
bergerak maju ke satu arah dari sumbernya, sehingga wilayah yang berada di
daerah "bayangan" relatif dalam kondisi aman. Namun demikian,
gelombang tsunami dapat saja berbelok di sekitar daratan. Gelombang ini juga
bisa saja tidak simetris. Gelombang ke satu arah mungkin lebih kuat dibanding
gelombang ke arah lainnya, tergantung dari peristiwa alam yang memicunya dan
kondisi geografis wilayah sekitarnya.
3) MegaTsunami dan Seiche
Bukti-bukti menunjukkan
bahwa megatsunami, yaitu tsunami yang mencapai ketinggian hingga 100 meter,
memang mungkin terjadi. Peristiwa yang langka ini biasanya disebabkan oleh
sebuah pulau yang cukup besar amblas ke dasar samudra. Megatsunami juga bisa
disebabkan oleh sebongkah besar es yang jatuh ke air dari ketinggian ratusan
meter. Gelombang ini dapat menyebabkan kerusakan yang sangat dahsyat pada
cakupan wilayah pantai yang sangat luas.
Satu hal yang berkaitan
dengan tsunami antara lain adalah seiche , yaitu fluktuasi atau pengalunan
permukaan danau atau badan air yang kecil yang disebabkan oleh gempa bumi
kecil, angin, atau oleh keragaman tekanan udara. Seringkali gempa yang besar
menyebabkan tsunami dan seiche sekaligus, atau sebagian seiche justru terjadi
karena tsunami.
4) Tsunami
di Dalam Sejarah
·
1 November 1755 – Tsunami menghancurkan Lisboa, ibu kota Portugal,
dan menelan 60.000 korban jiwa.
·
1883
– Pada tanggal 26 Agustus, letusan gunung Krakatau
dan tsunami menewaskan lebih dari 36.000 jiwa.
·
2004
– Pada tanggal 25-26 Desember 2004, gempa besar yang
menimbulkan tsunami
menelan korban jiwa lebih dari 250.000 di Asia Selatan,
Asia Tenggara dan Afrika. Ketinggian tsunami 35 m,
·
2006
– 17 Juli,
Gempa yang
menyebabkan tsunami
terjadi di selatan pulau Jawa,
Indonesia,
dan setinggi maksimum ditemukan 21 meter di Pulau Nusakambangan. Memakan korban
jiwa lebih dari 500 orang.
·
2010 – 27 Februari, Santiago, Chili.
Beton Prategang dan Beton Pracetak
BETON
Beton
adalah material bahan yang terdiri dari semen, agregat (split dan pasir), air,
serta bahan tambahan (addmixture) baik kimia maupun mineral jika diperlukan.
Karakteristik beton
antara lain :
1. Kuat tekan tinggi.
2. Harga murah.
3. Bahan-bahan penyusun mudah didapat.
4. Mudah diolah.
5. Tahan terhadap api
6. Tahan lama, minimal untuk jangka waktu
30-40 tahun.
7. Tidak mengalami pembususkan.
8. Biaya pemeliharaan rendah.
9. Tahan terhadap temperatur tinggi dan
anti-korosi
10. Kekuatan pada umur 28 hari, minimal 70%
dari kekuatan yang sebenarnya.
Dapat
kita lihat bahwa karakteristik dari beton sebagian besar merupakan kelebihan
beton dibandingkan dengan bahan konstruksi lainnya. Kita dapat ambil poin yang
pertama. Beton memiliki kuat tekan yang tinggi. Karakteristik ini sangat tepat
jika beton digunakan untuk daerah bangunan yang mengalami kuat tekan yang
besar. Berbeda dengan baja, baja cenderung kuat terhadap gaya tarik. Namun
lemah jika mengalami gaya tekan.
Beton
juga tahan terhadap api. Berbeda dengan kayu (yang tidak tahan api) hanya mampu
menahan api (jika terjadi kecelakaan) tidak lebih dari 1 jam. Beton mampu
menahan api minimal 4 jam sejak api itu mengenai beton. Dengan pemeliharaan
yang rendah, beton menjadi solusi bagi pemilik proyek yang hanya mempunyai
sedikit uang umtuk pemeliharaan. Tidak seperti baja dan kayu yang membutuhkan
biaya pemeliharaan yang besar.
Akan
tetapi dalam pemakaiannya dalam pembangunan konstruksi. Sama seperti bahan
material lainnya, beton juga memiliki kekurangan. Kita mengetahui secara jelas
bahwa beton memiliki kuat tekan yang tinggi, namun kenyataannya bahwa beton
sangat lemah terhadap gaya tarik. Untuk itu dibuatlah beton bertulang dengan
tulangan baja yang bukan hanya saja kuat terhadap tekan namun tarik pula. Atau
berat jenis beton yang tinggi membutuhkan alat berat untuk mengangkut beton
(jika proyek tersebut berskala menengah ke atas). Beberapa kekurangan beton
antara lain:
1.
Cenderung lemah terhadap gaya tarik.
2.
Jika sudah dibentuk (keras) sukar diubah
kembali.
3.
Pelaksanaan membutuhkan ketelitian,
pengawasan serta etos kerja yang tinggi.
4.
Berat jenis beton tinggi.
5.
Daya pantul suara besar.
6.
Membutuhkan cetakan sebagai media
pembentuk beton.
7.
Beton yang sudah jadi tidak bisa didaur
ulang.
8.
Jika didiamkan akan langsung mengeras.
Ini menyulitkan para kontraktor untuk tetap membuat beton segar. Membutuhkan
alat berat yang mengeluarkan biaya tambahan.
Dari
sini kita dapat mengambil poin bahwa setiap bahan konstruksi mempunyai
kelebihan dan kekurangan. Dan sebagai salahsatu materi yang dipelajari di
fakultas teknik sipil. Teknologi bahan konstruksi berusaha mencari metode dan
inovasi yang sesuai dengan tuntutan masyarakat.
Pada
kesempatan ini yang perlu ditekankan adalah pembuatan beton yang baik dan
benar. Jika kita melakukan pembuatan beton secara baik dan benar. Maka beton
yang dihasilkan adaah baik pula. Karekateristik beton yang baik yakni:
1.
Homogen, artinya semua bahan tercampur
dengan baik dan tidak mengalami segregasi ( pemisahan bahan-bahan penyusun).
2.
Strength, artinya sebuah beton mempunyai
kekuatan seperti yang kita rencanakan. Kelebihan maupun kekurangan keuatan
menunjukkan bahwa ada kesalahan yang kita lakukan. Baik pada pemilihan bahan,
pengaturan komposisi, pencampuran maupun perawatan beton.
3.
Durable, keawetan beton juga minimal
sesaui dengan apa yang direncanakan. Biasanya beton mempunyai daya awet hingga
40-50 tahun. Setidaknya beton yang sudah berumur 40 tahun sudah diganti. Karena
kekuatannya akan menurun secara perlahan yang dikhawatirkan akan mempengaruhi
pembagian beban terhadap struktur bangunan.
4.
Economic, harga yang ekonomis bukan
berarti harganya murah. Ekonomis berarti pelaksanaan dan pemakaian beton
memenuhi standar efisiensi dan efektivitas pekerjaan. Kebanyakan akan
menyangkut masalah biaya. Jadi wajar jika beton mempunyai harga yang lebih
murah dibanding bahan konstruksi lainnya.
Yang
terakhir adalah bagaimana sifat keefisienan dan keefektivan sebuah pekerjaan
akan menghasilkan beton yang optimum.
Dalam
keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam
keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan
untuk membentuk seni arsitektur atau semata - mata untuk tujuan dekoratif.
Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengelolaan akhir
dilakukan dengan cara khusus, umpamanya diekspos agregatnya (agregat yang
mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar,
sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya). Selain tahan terhadap
seranganapi seperti yang telah disebutkan diatas, beton juga tahan terhadap
serangan korosi. Secara umum kelebihan dan kekurangan beton adalah:
a.
Kelebihan
1. Dapat
dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.
2. Mampu
memikul beban yang berat
3. Tahan
terhadap temperatur yang tinggi
4. Biaya
pemeliharaan yang kecil
b.
Kekurangan
1. Bentuk
yang telah dibuat sulit diubah
2. Pelaksanaan
pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi
3. Berat
4. Daya
pantul suara yang besar
Sebagian
besar bahan pembuat bton adalah bahanlokal (kecuali semen portland atau bahan
tambah kimia), sehingga sangat menguntungkan secara ekonomi. Namun pembuatan
beton akan menjadi mahal jika perencana tidak memahami karakteristik bahan -
bahan penyusun beton yangharus disesuaikan degan perilaku struktur yang akan
dibuat.
Nilai
kuat tekan beton dengan kuat tariknya tidak berbanding lurus. Setiap usaha
perbaikan mutu kekuatan tekan hanya disertai oleh peningkatan yang kecil dari
kuat tariknya. Menurut perkiraan kasar, nilai kuat tarik berkisar antara 9 % -
15 % kuat tekannya. Nilai pastinya sulit diukur. Pendekatan hitungan biasanya
dilakukan dengan menggunakan modulus of rapture, yaitu tegangan tarik beton
yang muncul pada saat pengujian tekan beton normal (normal concrete). Kecilnya
kuat tarik beton ini merupakan salahsatu kelemahan dari beton biasa. Untuk
mengatasinya, beton dikombinasikan dengan tulangan beton dimana baja biasa
digunakan sebagai tulangannya. Alasan penggunaan baja sebagai tulangan beton
adalah koefisien baja hampir sama dengan koefisien beton. Beton tersebut didefinisikan
sebagai beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah yang tidak kurang dari
jumlah minimum yang diisyaratkan dalam pedoman perencanaan, dengan atau tanpa
pratekan, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja sama
dalam menahan gaya yang bekerja (SKBI.1.4.53 1989:4).
Beton
dapat juga dicampur dengan bahan lain seperti composite atau bahan lain sesuai
dengan perilaku yang akan diberikan terhadap beton tersebut, misalnya beton pra
tekan atau beton pra tegang (pre-stressing), beton pra-cetak (pre-cast). Beton
juga dapat digunakan untuk strukur yang memerlukan bahan struktur yang ringan,
mialnya beton ringan struktural (SKBI. 1.4.53, 989:5) yaitu beton yang
mengandung agregat ringan dan mempunyai massa kering udara yang sesuai dengan
syarat seperti yang ditentukan oleh ”Testing Method for Unit Weihgt of
Structural Lightweight Concrete” (ASTM C-567). Beratnya tidak lebih dari 1900
kg/m3.
Beton
Prategang
Riwayat
perkambangan.
Tingakat
perkembangan dalam bidang beton prategang saat ini adalah hasil dari penelitian
yang dilakukan terus-menerus yang dilakukan oleh para insinyur dan ilmuwan dalam bidang ini selama kurun
waktu 90 tahun terakir.
dalam
tahun 1886, Jackson dari San Fransissco mengajukan paten untuk “konstruksi
batu buatan dan perkerasan beton” dimana telah diperkanalkan prategang dengan
menarik batang-batang tulangan yang disusun dalam pipa-pipa (sleever). dohring
dari jerman membuat pelat-pelat dan balok-balok kecil dalam tahun 1888, dengan
memakai kabel-kabel tarik yang di tanamkan dalam beton untuk menghindari retak.
Gagasan
prategang untuk melawan tegangan yang disebabkan oleh beban pertama-tama telah
ditemukan oleh insiyur Austria bernama mandl dalam tahun 1896. M.Koenen, dari
jerman, lebih lanjut mengembangkan hal ini dengan melaporkan adanya
kehilangan-kehilangan prategang yang disebabkanoleh perpendekan elastis dalam
beton tahun 1907. Pentingnya kehilangan prategang yang disebabkan oleh
penyusutan beton pertama kali disadarii olehsteiner di Amerika Serikat pada
tahun 1908. dalam tahun 1923, emperger dari viena telah mengembangkan suatu
metode untuk membuat pipa beton bertulang dengan kabel, dengan cara membalutkan
kabel baja tegangan tingipada pipa dengan tegangan berkisar 160-800N/mm2.
Pemakai
tendon tak-terekat (unbonded
tendon) pertama-tama ditunjukan
olehDischinger pada tahun 1928, dalam pembangunan suatu jembatan besar dengan
tipe gelagar tinggi di mana kabel-kabel telah ditempatkan didalam gelagar tanpa
direkatkan. Kehilangan prategang dapat dikompensasikan dengan menarik kembali
kabel- kabel tersebut setelah ditempatkan. Berdasarkan penelitian-penelitian
yang melelahkan terhadap sifat-sifat beton dan baja, Freyssiner dalam tahun 1928 menunjukan
keuntungan-keuntungan dari pemakaian baja dan beton berkekutan tinggi untuk memperhitungan
berbagai kehilangan prategang yang disebabkan oleh rangkak (creep) dan susut
(shrinkage) pada beton.
Berkembangnya
teknik vibrasi untuk memproduksi beron berkekutan tinggi dan ditemukanya
dongkrak yang bekerjarangkap untuk penegang kabel-kabel baja berkekuatan tarik
tinggi dianggap sebagai kontribusi yang penting dari Freysttein antara tahun
1928 dan 1933.
Penggunaan
beton prategang menyebar secara cepat pada tahun 1935 dan seterusnya, dan banyak jembatan dengan
panjang telah dibangun antarah tahun 1945 dan 1950 di eropa dan Amerika. Selama
25 tahun terakir, beton prategang telah dipakai secara luas untuk pembangunan
jembatan dengan bentang panjang, atap cangkang untuk bangunan industri,
struktur bangunan laut, bejanan tekanan nuklir,
struktur bangunan penahan air, tiang jaringan transmisi, bantalan jalan
baja dan berbagai jenis struktur laiya.Guyon mengatakan “barngkali tidak ada
masalah struktural dimana prategang tidak dapat menyelesaikan masalahdan
barangkali merupakan sesuatu yang revolusioner. prategang adalah sesuatu yang
lebih dari sekedar teknik: ia adalah suatu prinsip umum.
Struktur beton
prategang mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :
·
Terhindarnya retak terbuka di daerah
tarik, jadi lebih tahan terhadap keadaan korosif.
·
Kedap air, cocok untuk pipa dan tangki.
·
Karena terbentuknya lawan lendut sebelum
beban rencana bekerja, maka lendutan akhirnya akan lebih kecil dibandingkan
pada beton bertulang.
·
Penampang struktur lebih kecil/langsing,
sebab seluruh luas penampang dipakai secara efektif.
·
Jumlah berat baja prategang jauh lebih
kecil dibandingkan jumlah berat besi beton biasa.
·
Ketahanan gesek balok dan ketahanan
puntirnya bertambah. Maka struktur dengan bentang besar dapat langsing. Tetapi
ini menyebabkan Natural Frequency dari struktur berkurang, sehingga menjadi
dinamis instabil akibat getaran gempa/angin, kecuali bila struktur itu memiliki redaman yang cukup atau kekakuannya
ditambah.
Prinsip
Dasar Prategang
akibat
gaya prategang yang diberikan secara longitudinal di sepanjang atau sejajar
dengan sumbu komponen struktur, maka prinsip-prinsip prategang dikenal sebagai
pemberian prategang linier.
pemberian
tegangan melingkar, yang digunakan dalam cerobong reaktor nuklir, pipa dan
tangki cairan, pada dasarnya mengikuti prinsip=prinsip dasar yang sama dengan
pemberian tegangan linier. Tegangantarik
di serat luar dari permukaan kurviliniier yang disebabkan oleh tekanan
kandungan internal.
Dapat
dijelaskan secara mendasar aksi pemberian prategang kedua jenis sistem
struktural dan respons tegangan yang dihasilkan. pada bagian (a) blok-blok
beton bekerja sebagai sebuah balok akibat pemberian tekan P yang besar.
Meskipun mungkin blok-blok tersebut tergelincir dan arah vertikal
mensimulasikan kegagalan gelincir geser,
akan tetapi kenyataanya tidak demikian, Hal ini desebabkan adanya gaya
longitudinal P.
Dengan
cara yang sama papan-papan kayu di dalam bagian (c) kelihatan dapat terpisah
satu sama lain akibat adanya tekanan internal yang diberikan oleh pita logam
sebagai bentuk dari pemberian prategang melingkar, papan-papan tersebut tetap
menyatu.
Beton
Pratekan
Seperti
yang telah diketahui bahwa beton adalah suatu material yang tahan terhadap
tekanan, akan tetapi tidak tahan terhadap tarikan. Sedangkan baja adalah suatu
material yang sangat tahan terhadap tarikan. Dengan mengkombinasikan antara
beton dan baja dimana nanti akan disebut sebagai beton bertulang ( reinforced
concrete ). Jadi pada beton bertulang, beton hanya memikul tegangan tekan,
sedangkan tegangan tarik dipikul oleh baja sebagai penulangan ( rebar ).
Sehingga pada beton bertulang, penampang beton tidak 100% efektif digunakan,
karena bagian yang tertarik tidak diperhitungkan sebagai pemikul tegangan. Hal
ini dapat dilihat pada sketsa gambar disamping.
Suatu
penampang beton bertulang dimana penampang beton yang diperhitungkan untuk
memikul tegangan tekan adalah bagian diatas garis netral ( bagian yang diarsir
), sedangkan bagian dibawah garis netral adalah bagian tarik yang tidak
diperhitungkan untuk memikul gaya tarik karena beton tidak tahan terhadap
tegangan tarik. Gaya tarik pada beton bertulang dipikul oleh besi penulangan (
rebar ). Kelemahan lain dari konstruksi beton bertulang adalah berat sendiri (
self weight ) yang besar, yaitu 2.400 kg/m3 , dapat dibayangkan berapa berat
penampang yang tidak diperhitungkan untuk memikul tegangan ( bagian tarik ).
Untuk
mengatasi ini pada beton diberi tekanan awal sebelum beban-beban bekerja,
sehingga seluruh penampang beton dalam keadaan tertekan seluruhnya, inilah yang
kemudian disebut beton pratekan atau beton prategang ( prestressed concrete ).
Perbedaan utama antara beton bertulang dengan beton pratekan adalah cara
kerjanya. Cara kerja beton bertulang adalah mengkombinasikan antara beton dan
baja tulangan dengan membiarkan kedua material tersebut bekerja
sendiri-sendiri, dimana beton memikul tekan dan tulangan baja memikul tarik.
Sedangkan beton pratekan mempunyai cara kerja dengan mengkombinasikan beton dan
tulangan baja secara aktif. Cara aktif ini dapat dicapai dengan cara menarik
baja yang menahannya ke beton, sehingga beton dalam keadaan tertekan.
Kelebihan beton
pratekan :
1.
Tahan terhadap korosi karena tahan retak
di daerah tarik
2.
Lebih kedap air
3.
Lendutan lebih kecil
4.
Penampang lebih kecil dari beton
bertulang biasa/ volume lebih kecil
5.
Berat baja yang digunakan lebih sedikit
6.
Ketahanan geser dan puntir lebih besar
Kekurangan beton
pratekan :
1. Berat jenis sedikit lebih besar
Prinsip Dasar Beton Pratekan
Beton
pratekan dapat didefinisikan sebagai beton yang diberikan tegangan tekan
internal sedemikian rupa sehingga dapat meng-eleminir tegangan tarik yang
terjadi akibat beban eksternal sampai suatu batas tertentu. Ada 3 ( tiga )
konsep yang dapat dipergunakan untuk menjelaskan dan menganalisa sifat-sifat
dasar dari beton pratekan atau prategang :
1.
Sistem pratekan/prategang untuk mengubah
beton yang getas menjadi bahan yang elastis.
2.
Sistem pratekan untuk kombinasi baja
mutu tinggi dan beton mutu tinggi
3.
Sistem prategang untuk mencapai
keseimbangan beban
Metode Prategangan
Pada dasarnya ada 2
macam metode pemberian gaya prategang pada beton, yaitu :
1.
Pratarik ( Pre-Tension Method ) Cara
kerja metode ini baja prategan diberi gaya prategang dahulu sebelum beton
dicor, oleh karena itu disebut pre-tension method. Setelah gaya prategang
ditransfer ke beton, balok beton tersebut akan melengkung ke atas sebelum
menerima beban kerja. Setelah beban kerja bekerja, maka balok beton tersebut
akan rata
2.
Pasca tarik ( Post-Tension Method ) Pada
metode pascatarik, beton dicor terlebih dahulu, dimana sebelumnya telah
disiapkan saluran kabel atau endon yang disebut duct. Karena alasan
transportasi dari pabrik beton ke site, maka biasanya beton prategang dengan
sistem post-tension ini dilaksanakan segmental ( balok dibagi-bagi, misalnya
dengan panjang 1 -1,5 m ), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di
site, setelah balok segmental tersebut dirangkai.
Vertikal Drain
Perkembangan Vertikal
Drain
Pada tahun 1925, Daniel
E. Moran memperkenalkan pemakaian drainase dari kolom-kolom pasir untuk
stabilitas tanah pada kedalaman yang besar dan selanjutnya keberhasilan
drainase tipe ini dipakai disebelah barat benua Amerika (Amerika Serikat) dan
pada tahun 1944 disebelah timur negara tersebut. Tipe drainase selanjutnya
dikenal dengan drainase vertikal. Sejak tahun itu, pemanfaatan drainase
vertikal yang dikenal dengan metode vertikal drain berkembang demikian pesat,
umumnya dalam pekerjaan-pekerjaan konstruksi timbunan untuk jalan raya,
tanggul, tanah hasil reklamasi pantai.
Pada tahun 1936,
diperkenalkan sistem vertikal drain dengan bahan sintesis oleh Kjellman di
Swedia. Setelah di tes di beberapa tempat pada tahun 1937 dengan bahan calboard
wick mendapat sambutan yang hangat dari para ilmuwan. Sejak saat itu
pengembangan vertikal drain dilanjutkan menggunakan berbagai macam bahan. Ini
dilakukan para ilmuan agar dapat mempercepat waktu penurunan konsolidasi yang
lama. Pengembangan yang terbaru bagi vertikal drain adalah vertikal drain
sintesis. Dengan memenuhi persyaratan untuk kelayakan vertikal drain dan bahkan
vertikal drain sintesis dapat mempercepat waktu penurunan konsolidasi lebih
cepat dari bahan-bahan terdahulunya sehingga menjadi pilihan utama saat
mengatasi masalah konsolidasi.
Prinsip Vertikal Drain
Laju konsolidasi yang
rendah pada lempung jenuh dengan permeabilitas rendah, dapat dinaikkan dengan
menggunakan drainasi vertikal (vertical drain) yang memperpendek lin¬tasan
pengaliran dalam lempung. Kemudian konsolidasi terutama diperhitungkan akibat
pengaliran horisontal radial, yang menyebabkan disipasi kelebihan tekanan air
pori yang lebih cepat, pengaliran vertikal kecil pengaruhnya. Dalam teori,
besar penurunan konsolidasi akhir adalah sama, hanya laju penurunannya yang
terpengaruh.
Karena tujuannya adalah
untuk mengurangi panjang lintasan pengaliran, maka jarak antara drainasi
merupakan hal yang terpenting. Drainasi tersebut biasanya diberi jarak dengan
pola bujur sangkar atau segitiga. Jarak antara drainasi tersebut harus lebih
kecil daripada tebal lapisan lempung dan tidak ada gunanya menggunakan drainasi
vertikal dalam lapisan lempung yang relatif tipis.
Untuk mendapatkan
desain yang baik, koefisien konsoli¬dasi horisontal dan vertikal (Ch dan Cv)
yang akurat sangat penting untuk diketahui. Biasa¬nya rasio Ch /Cv terletak
antara 1 dan 2, semakin tinggi rasio ini, pemasangan drainasi se¬makin
bermanfaat. Nilai koefisien untuk lempung di dekat drainasi kemungkinan
men¬jadi berkurang akibat proses peremasan (remoulding) selama pemasangan
(terutama bila di-gunakan paksi), pengaruh tersebut dinamakan pelumasan
(smear). Efek pelumasan ini dapat diperhitungkan dengan mengasumsikan suatu nilai
Ch yang sudah direduksi atau dengan menggunakan diameter drainasi yang
diperkecil.
Masalah lainnya adalah
diameter drainasi pasir yang besar cenderung menyerupai tiang-tiang yang lemah,
yang mengurangi kenaikan tegangan vertikal dalam lempung sampai tingkat yang
tidak diketahui dan meng¬hasilkan nilai tekanan air pori berlebihan yang lebih
rendah dan begitu pula halnya dengan penurunan konsolidasi. Efek ini minimal
bila menggunakan drainasi cetakan karena fleksibilitasnya.
Pengalaman menunjukkan
bahwa drainasi vertikal tidak baik untuk tanah yang memiliki rasio kompresi
sekunder yang tinggi, seperti lempung yang sangat plastis dan gambut, karena
laju konsolidasi sekunder tidak dapat dikontrol oleh vertikal drain.
Jenis Vertikal Drain
Pada prinsipnya drainase
ini dapat dikatakan menjamin aliran air tanpa hambatan atau dapat dikatakan
kecil ke arah vertikal yaitu ke arah lapisa porus yang berada di atas muka
tanah atau bahkan dua lapisan porus di atas dan di bawah lapisan lunak (berada
dalam tanah) dan juga tidak menimbulkan masalah pada bidang kontak antara tanah
dan drain.
Tipe vertikal drain
bergantung pada material yang digunakan dan dibagi menjadi dua bagian besar,
yaitu:
a. Vertikal drain
konvensional.
b. Vertikal drain
sintesis.
Vertikal Drain Konvensional
Tipe ini klasik yang
sudah banyak digunakan. Bahan yang digunakan adalah bahan bergradasi atau pasir
(sand drain). Umumnya terdiri dari pasir atau kerikil yang mempunyai
permeabiitas tinggi.
Metode tradisional
dalam membuat vertikal drain adalah dengan membuat lubang bor pada lapisan
lempung dan mengurung kembali dengan pasir yang bergradasi sesuai diameternya
sekitar 200 - 400 mm dan saluran drainasi tersebut dibuat sedalam lebih dari 30
m. Pasir harus dapat dialiri air secara efisien tanpa membawa partikel-partikel
tanah yang halus.
Drainasi cetakan juga
banyak digunakan dan biasanya Iebih murah daripada drainasi urugan untuk suatu
daerah tertentu. Salah satu jenisnya adalah drainasi prapaket (prepackage
drain) yang terdiri dari sebuah selubung filter, biasanya dibuat dari
polypropy¬lene, yang diisi pasir dengan diameter 65 mm. Jenis ini sangat
fleksibel dan biasanya tidak terpengaruh oleh adanya gerakan-gerakan tanah
lateral.
Vertikal Drain Sintetik
Ada beberapa macam dari
vertikal drain sintetik dan dapat dikategorikan dalam beberapa kategori
(Magnan, 1983) :
a. Vertikal drain
sintesis dari bahan karton.
b. Vertikal drain dari
bahan plastik.
c. Vertikal drain dari
bahan pasir yang dibungkus dengan material sintetik.
d. Vertikal drain dari
bahan serabut kelapa.
Vertikal drain sintetik
umunya berbentuk strip dan terdiri dari dua komponen utama yaitu inti plastik
yang dibungkus dengan material geosintesis. Inti plastik berfungsi sebagai
penyalur air dan pembungkus sebagai filter bagi partikel tanah halus.
Dibanding dengan
vertikal drain dari bahan pasir (sand drain), vertikal drain sintesis mempunyai
beberapa keuntungan menurut Young (1997), diantaranya :
1. Gangguan tanah
akibat pemasangan lebih kecil.
2. Alat-alat pemasangan
lebih ringan.
3. Meniadakan kontrol
kualitas pasir dilapangan.
4. Kualitas vertikal
drain sintesis lebih seragam.
5. Menjamin jalur
drainase yang kontinyu.
6. Kontaminasi partikel
halus jauh lebih kecil.
7. Menahan deformasi
yag besar tanpa menghilangkan fungsinya.
8. Lebih cepat
pemasangannya.
9. Lebih ekonomis.
Karena alasan-alasan
tersebut metode sand drain semakin jarang digunakan dan banyak yang memilih
menggunakan vertikal drain jenis sintesis.
Penggunaan Vertikal
Drain
Vertikal drain dapat
dipergunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya di bawah embankment jalan
raya, jalan kereta api atau landas pacu pesawat serta di bawah pondasi tanki
minyak yang berdiri di atas tanah lunak , pada konstruksi-konstruksi tersebut.
Vertikal drain terutama digunakan untuk mempercepat proses konsolidasi sehingga
pada waktu konstruksi yang sebenarnya didirikan, tidak akan dialami penurunan
atau beda penurunan yang berlebihan yang dapat menyebabkan gangguan operasi
sarana-sarana tersebut atau bahkan merusak strukturnya. menunjukkan aplikasi di
oprit jembatan, bila oprit jembatan masih dapat mengalami penurunan pada waktu
operasi maka akan timbul beda elevasi antara oprit jembatan dengan jembatannya
yang biasanya tidak turun (sangat kecil) karena berdiri di atas pondasi dalam.
Bila dalam pelebaran
suatu jalan, elevasi jalan baru harus dibuat sama dengan jalan lama, sedangkan
penggalian tanah disamping jalan lama dapat menimbulkan gangguan stabilitas,
maka vertikal drain merupakan solusi yang tepat. Bila diperlukan suatu
embankment yang tinggi dan dihadapi masalah stabilitas, vertikal drain dapat
dipakai untuk mempercepat keluarnya tegangan air pori dan meningkatkan tegangan
efektif tanah sehingga kestabilan tanah pondasi embankment tersebut menjadi
lebih baik . Pada proyek reklamasi vertikal drain digunakan untuk mempercepat
proses penurunan dan meningkatkan stabilitas sehingga proses pengurukan dapat
berjalan dengan balk dan cepat. Vertikal drain juga dapat dikombinasikan dengan
metode prakompresi hampa udara (vacuum drainage) atau pemadatan dinamis
(dynamic consolidation) untuk mempercepat disipasi tegangan air pori yang
timbul pada waktu dilakukan proses pemadatan . Dalam proses prakompresi hampa
udara, pemasangan vertikal drain tidak boleh mnencapai lapisan permeabel yang
mengandung sumber air karena ini akan berakibat tersedotnya air dari lapisan
permeabel tsb. Pemancangan tiang pancang dlbawah lereng galian akan
menimnbulkan tegangan air pori yang dapat membahayakan kestabilan lereng galian
tsb. disini vertikal drain akan sangat berguna untuk mempercepat proses
keluarnya tegangan air pori sehingga kestabilan lereng tidak banyak terganggu.
Langganan:
Postingan (Atom)