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.

Bathimetri (Bathymetry)

Bathimetri adalah studi tentang kedalaman air danau atau dasar lautan. Dengan kata lain, bathimetri adalah setara dengan hypsometry bawah air. Bathimetri berasal dari bahasa Yunani βαθυς, μετρον, deep dan mengukur. Peta bathimetri (hidrografi) biasanya diproduksi untuk mendukung keselamatan navigasi permukaan atau sub-permukaan, dan biasanya menunjukkan relief dasar laut atau daerah dasar laut sebagai garis kontur (isodepth) dan pemilihan kedalaman (sounding), dan biasanya juga menyediakan informasi mengenai navigasi permukaan . Peta Bathimetri dapat juga dibuat dengan menggunakan Digital Terrain Model dan teknik pencahayaan buatan untuk menggambarkan kedalaman yang digambarkan. Paleobathimetri adalah studi tentang masa lalu kedalaman air. Awalnya, batimetri mengacu pada pengukuran kedalaman laut dengan sounding kedalaman. Teknik awal yang digunakan dalam pengukuran bathimetri adalah dengan tali yang diberikan pemberat. Keterbatasan terbesar dari teknik ini adalah bahwa metode ini hanya mengukur kedalaman pada satu titik pada satu waktu, dan sangat tidak efisien. Selain itu metode ini juga sangat dipengaruhi oleh pergerakan kapal dan arus terhadap tali, sehingga membuatnya tidak akurat. Data yang digunakan untuk membuat peta bathimetrik hari ini biasanya berasal dari echosounder (sonar) yang dipasang di bawah atau di samping kapal, “ping” berkas suara ke dasar laut atau dari penginderaan jarak jauh LIDAR atau sistem LADAR (Olsen, 2007). Jumlah waktu yang dibutuhkan untuk suara atau cahaya melakukan perjalanan melalui air, memantul dari dasar laut, dan kembali ke penerima menunjukkan jarak ke dasar laut. Survei LIDAR / LADAR ini biasanya dilakukan dengan pesawat udara (Airborne). Sejak awal 1930-an, dan lebih umum dari tahun 1940-an dan seterusnya, satu kali ping single-beam dirata-ratakan untuk membuat peta. Hari ini, multibeam echosounder (MBES) dapat digunakan, dengan ratusan beam yang sangat sempit dan berdekatan diatur seperti kipas sehingga mampu menyapu 90-170 derajat. Dengan paket array yang rapat dari beam yang sempit memberikan resolusi angular dan akurasi yang sangat tinggi. Secara umum lebar sapuan, bergantung pada kedalaman, sehingga memungkinkan sebuah kapal untuk memetakan dasar laut lebih banyak dalam waktu yang singkat dibandingkan dengan single-beam echosounder. Pemancaran ping oleh Beam dilakukan berkali-kali per detik (biasanya 0,1-50 Hz tergantung pada kedalaman air), sehingga dengan kapal cepat tetap dapat memetakan 100% tutupan dasar laut. Sensor ketinggian memungkinkan untuk mengkoreksi gerakan kopel (rolling, pitching dan yawing) kapal di permukaan laut, dan gyrocompass menyediakan informasi yang lebih akurat untuk mengoreksi gerakan yawing kapal. Kebanyakan sistem MBES modern mengunakan sistem sensor gerak dan posisi yang terintegrasi untuk mengukur yawing serta dinamika dan posisi lain. Global Positioning System (Global Navigation Satellite System/GNSS) digunakan untuk mengetahui posisi sounding di permukaan bumi. Profil kecepatan suara (kecepatan suara dalam air sebagai fungsi kedalaman) dari kolom air digunakan untuk mengkoreksi pembiasan atau “ray-bending” dari gelombang suara karena karakteristik kolom air yang tidak seragam seperti suhu, konduktivitas, dan tekanan. Sebuah sistem komputer memproses semua data, mengoreksi untuk semua faktor di atas serta sudut dari masing-masing beam. Hasil pengukuran sounding kemudian diproses secara manual, semi-otomatis atau secara otomatis untuk menghasilkan peta di daerah yang di-sounding. Sejumlah output yang dihasilkan saat ini, termasuk sub-set pengukuran asli yang memenuhi beberapa kondisi (misalnya, mungkin paling representatif soundings, dangkal di suatu daerah, dll) atau terintegrasi dengan Digital Terrain Model (DTM). Secara historis, Selection Measurement umum dilakukan pada aplikasi hidrografi sementara konstruksi DTM digunakan untuk survei teknik, geologi, pemodelan aliran arus, dll. Sejak 2003-2005, DTM lebih diterima dalam praktek hidrografi. Satelit juga digunakan untuk mengukur bathimetri. Satelit radar memetakan topografi laut dalam dengan mendeteksi variasi halus di permukaan laut yang disebabkan oleh tarikan gravitasi bawah gunung, pegunungan, dan massa lainnya. Umumnya permukaan laut lebih tinggi di atas gunung an ridge dibandingkan dengan dataran abyssal dan trench (Thurman, 1997). Sebagian besar survei jalur pelayaran di Amerika Serikat dilakukan oleh United States Army Corps of Engineers untuk perairan pedalaman. Sedangkan National Oceanic and Atmospheric Administration melakukan survey untuk lautan. Data batimetri pantai tersedia dari NOAA National Geophysical Data Center (NGDC). Data bathimetri biasanya bereferensi pada datum pasang vertikal. Untuk bathimetri perairan dalam, umumnya digunakan Mean Sea Level (MSL), namun sebagian besar data yang digunakan untuk membuat peta nautika (pelayaran) menggunaan referensi Mean Lower Low Water (MLLW) dalam survei Amerika, dan Lowest Astronomical Tide (LAT) di negara-negara lain. Datum-datum lain yang digunakan dalam survei, tergantung pada otoritas lokal (pemerintah) dan pasang surut. Beberapa pekerjaan atau karier yang berkaitan dengan batimetri adalah studi tentang lautan, batu-batuan dan mineral di dasar laut, studi tentang gempa bumi atau gunung berapi bawah laut. Pengukuran dan analisis pengukuran bathymetri adalah salah satu inti (core area) dari Hidrografi modern, dan komponen fundamental dalam memastikan keselamatan angkutan barang di seluruh dunia. Sumber: http://wikipedia.com

Pembagian Tipe Bendungan

Terdapat banyak sekali tipe bendungan yang sukar dibandingkan antara yang satu dengan yang lainnya.

Missal : Bendungan Ir. H. Juanda. Bendungan ini dapat disebut sebagai tipe urugan batu dengan lapisan kedap air miring karena konstruksinya terdiri dari atas beberapa lapisan yaitu: lapisan kedap air berbentuk miring, lapisan penyangga dari batu, lapisan batu teratur,lapisan transisi, lapisan filter dan lain-lain. Dapat juga disebut sebagi bendungan besar karena tingginya lebih dari 15 m, demikian pula panjang puncaknya lebih dari 500 m. kapasitas waduk yang terbentuk lebih dari 1 juta m ³/detik. Dapat pula memenuhi beberapa tujuan (air irigasi, PLTA, pengendalian banir, penyediaan air minum dan lain-lain).

Jadi satu bendungan dapat dipandang dari beberapa segi yang masing-masing menghasilkan tipe yang berbeda-beda pula. Maka pembagian tipe bendungan dapat dipandang dari 7 keadaan yaitu: berdasar ukurannya, tujuan pembangunannya, penggunaanya, jalannya air, konstruksinya, fungsinya dan menurut ICOLD.

Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Ukurannya

Ada 2 tipe, yaitu bendungan besar dan bendungan kecil

Bendungan besar (Large dams)

Menurut ICOLD definisi bendungan besar adalah bendungan yang tingginya lebih dari 500 m, diukur dari bagian terbawah pondasi sampai ke puncak bendungan. Bendungan yang tingginya antara 10 m dan 15 m dapat pula disebut bendungan besar asal memenuhi salah satu kriteria sebagai berikut:

a. Panjang puncak bendungan tidak kuranag dari 500 m.

b. Kapasitas waduk yang akan terbentuktidak kurang dari 1 juta m ³.

c. Debit banjir maksimal yang diperhitungkan tidak kurang dari 2000 m ³/detik.

d. Bendungan menghadapi kesulitan-kesulitan khusus pada pondasinya

e. Bendungan di desain tidak seperti biasanya

f. Bendungan kecil (Small dams, weir, bending)

Semua bendungan yang tidak memenuhi syarat sebagai bendungan besar disebut bendungan kecil.

Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Tujuan Pembangunannya

Ada 2 tipe yaitu bendungan dengan tujuan tunggal dan bendungan serbaguna

a. Bendungan dengan tujuan tunggal (Single purpose dams) adalah bendungan yang dibangun untuk memenuhi satu tujuan saja.

b. Bendungan serbaguna (Multipurpose dams) adalah bendungan yang dibangun untuk memenuhi beberapa tujuan misalnya: PLTA dan irigasi pengendalian banjir dan lain-lain.

Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Jalannya Air

Ada 2 tipe yaitu bendungan untuk di lewati air dan bendungan untuk menahan air

a. Bendungan untuk di lewati air (overflow dams) adalah bendungan yang dibangun untuk dilewati air misalnya pada bangunan pelimpah (spillway).

b. Bendungan untuk menahan air (non overflow dams) adalah bendungan yang sama sekali tidak boleh dilewati air

Pembagian Tipe Bendungan Berdasar fungsinya

Ada 8 tipe, yaitu bendungan pendahuluan, bendungan pengelak, bendungan utama, bendungan sisi, bendungan di tempat rendah,, tanggul, bendungan limbah industry dan bendungan pertambangan.

a. Bendungan pengelak pendahuluan (primary cofferdam, dike) adalah bendungan yang pertama-tama dibangun di sungai pada waktu debit air rendah agar lokasi rencana bendungan pengelak menjadi kering yang memungkinkan pembangunannya secara teknis.

b. Bendungan pengelak (cofferdam) adalah bendungan yang dibangun sesudah selesainya bendungan pengelak pendahuluan sehingga lokasi rencana bendungan utama menjadi kering yang memungkinkan pembangunannya secara teknis,

c. Bendungan utama (main dam) adalah bendungan yang dibangun untuk memenuhi satu atau lebih tujuan tertentu.

d. Bendungan sisi (high level dam) adalah bendungan yang terletak di sebelah sisi kiri dan atau sisi kanan bendungan utama yang tinggi puncaknya juga sama, ini dipakai untuk membuat proyek seoptimal-optimalnya, artinya dengan menambah tinggi pada bendungan utama diperolah hasil yang sebesar-besarnya.

e. Bendungan di tempat rendah (saddle dam) adalah bendungan yang terletak di tepi waduk yang jauh dari bendungan utama yang dibangun untuk mencegah keluarnya air dari waduk sehingga air waduk tidak mengalir ke daerah sekitarnya.

f. Tanggul (dyke, levee) adalah bendungan yang terletak di sebelah sisi kiri dan atau sisi kanan bendungan utama dan di tempat yang jauh dari bendungan utama yang tinggi maksimalnya hanya 5 m dengan panjang puncaknya maksimal 5 kali tingginya.

g. Bendungan limbah industry (industrial waste dam) adalah bendungan yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk menahan limbah yang bersal dari industry.

h. Bendungan pertambangn (mine tailing dam, tailing dam) adalah bendungan yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk menahan hasil galian pertambangan dan bahan pembuatnya pun berasal dari hasil galian pertambangan juga.

Bangunan Pelengkap

Bangunan pelengkap adalah bangunan beserta instalasinya yang memungkinkan beroperasinya bendungan dengan baik. Ini berarti bahwa apabila bangunan ini tidak ada dapat membahayakan konstruksi bendungan atau bendungan tidak dapat berfungsi dengan baik

Bangunan pelengkapnya yaitu:

a. Bangunan pelimpah (spillway)

Ada 3 bagian yang penting dari bangunan pelimpah yaitu:

a) Saluran pengarah dan pengatur aliran

b) Saluran peluncur

c) Saluran peredam energy

b. Bangunan pengeluaran (outlet works)

Merupakan bangunan beserta instalasinya yang digunakan untuk mengeluarkan air dari waduk dan memasukkannya ke dalam saluran air baik yang terbuka maupun yang tertutup dan mengetur debit airnya agar dapat dipakai.

c. Pintu air (gates)

Digunakan untuk membuka, mengtur dan menutup aliran air di saluran baik yang terbuka maupun yang tertutup

d. Katup (kelep,valves)

Fungsinya sama dengan pintu air biasa, hanya dapat menahan tekanan yang lebih tinggi.