TUGAS ESAI MEKANIKA BATUAN

Perkuatan Lereng dengan Metode Shotcrete

Oleh :

YOSEPHIN NUKE CAHYANTIKA M.

10/305213/TK/37414

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2013

Tebing di Jalur Ponorogo-Pacitan longsor(Foto: Rachma-LICOM)

Tebing di jalur Pacitan-Ponorogo kembali mengalami longsor setelah diguyur hujan lebat pada hari Kamis 21 Maret 2013. Material longsoran menutupi setengah badan jalan provinsi di Dusun Ringin Asri, Desa Tegalombo, Kecamatan Tegalombo. Beruntung, saat tebing longsor tidak ada pengguna jalan yang melintas sehingga tidak ada korban jiwa. Akibat longsor tersebut, untuk sementara waktu lalu lintas dijalankan dengan sistem buka-tutup.

(lensaindonesia.com)

Indonesia merupakan negara besar dengan berbagai kenampakan alam

yang indah. Bukit, pegunungan, lembah, serta laut membentang dari ujung barat

Sumatera hingga ujung timur Merauke. Namun keragaman kenampakan alam ini

juga membawa dampak akan permasalah-permasalahan alam seperti gempa bumi,

gunung meletus, dll. Dari artikel dan gambar di atas, dapat diketahui bahwa telah

terjadi longsor di jalur Ponorogo-Pacitan yang menyebabkan terhambatnya lalu

lintas. Permasalahan seperti longsor pada tebing tersebut tentunya bukan yang

pertama kali terjadi di Indonesia. Setiap tahun selalu ada peristiwa tebing longsor,

baik di daerah pemukiman, jalan raya, maupun fasilitas umum. Peristiwa longsor

ini terjadi karena tebing yang ada di sisi jalan tidak mampu menahan beban yang

diakibatkan oleh hujan. Akibatnya tanah mengalami kegagalan struktur dan

mengalami longsor.

1

Longsor pada tebing baik akibat manusia ataupun secara alamiah,

menyebabkan kerugian baik secara material maupun nonmaterial. Bencana

longsor sebenarnya dapat dihindari atau dicegah dengan berbagai cara. Salah satu

cara yang dapat dilakukan yaitu dengan memberikan perkuatan pada lereng

tersebut. Meskipun demikian, tidak semua lereng dapat diberi perkuatan, karena

akan mempengaruhi kondisi alamiah lereng tersebut. Pemilihan pemberian

perkuatan lereng diutamakan untuk lereng yang membahayakan masyarakat,

misalnya lereng di tepi jalan utama, rel kereta, serta terowongan.

Perkuatan lereng dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan cara

stabilisasi dan proteksi. Tindakan stabilisasi termasuk perkuatan dan pemotongan

batuan. Metode perkuatan dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu shotcrete,

rock bolting, dowels, tied-back wall, drainage, buttress, dan shot-in-place

buttress. Sedangkan pemotongan batuan dapat dilakukan dengan restoping,

trimming, dan scaling. Tulisan ini akan membahas perkuatan tanah menggunakan

metode shotcrete dan hal-hal yang dapat mempengaruhi kualitas perkuatan

tersebut.

Shotcrete merupakan campuran agregat mortar yang diaplikasikan dengan

cara disemprotkan dan biasanya dilakukan pada layer setebal 50-100mm, serta

dapat menguatkan regangan dan kuat geser (American Concrete Institute, 1995).

Shotcrete merupakan cara perkuatan yang biasanya dilakukan untuk melindungi

permukaan yang dianggap meresahkan dan dapat menimbulkan longsor atau

menyediakan dukungan struktural kepada batuan yang terkena longsor sehingga

menjadi tidak stabil. Terkadang shotcrete digunakan untuk kedua alasan tersebut.

2

Princes Highway, selatan Wolongong

Cara kerja shotcrete yaitu dengan menutup retakan, celah, dan lipatan,

mengeraskan dan menguatkan batuan, mentransfer beban batuan, serta mencegah

pergerakan relatif batuan.

Pengaplikasian shotcrete dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara

wet-mix dan dry-mix. Pada pengaplikasian dengan cara wet-mix, pasir, agregat,

semen, air, dan bahan aditif dicampur dalam (mixing plant). Metode ini cocok

untuk lokasi dengan akses baik dan kebutuhan banyak. Metode wet-mix

memungkinkan control yang lebih baik dan tepat terhadap mix design daripada

metode dry-mix.

Pada pengaplikasian dengan metode dry-mix, pasir dan semen dimasukkan

ke dalam hopper mesin. Kemudian dengan bantuan tekanan udara campuran

tersebut masuk ke dalam nozzle dimana air ditambahkan. Metode ini cocok

digunkan pada lokasi dengan akses yang sulit dan kebutuhan yang sedikit, serta

untuk beton dengan agregat ringan (porus). Kualitas beton yang dihasilkan sangat

bergantung pada keahlian operator dalam mengontrol air, konsistensi, dan

kekuatan yang dihasilkan.

Selain metode pengaplikasian, hal-hal lain yang juga sangat berpengaruh

terhadap kualitas shotcrete yaitu material, peralatan, dan teknik pengaplikasian.

Ketiga hal tersebut sangat berpengaruh secara langsung terhadap kualitas

shotcrete dan berpengaruh satu sama lain.

3

Material yang digunakan untuk shotcrete pada dasarnya sama dengan yang

biasa digunakan pada pembuatan beton. Karena penggunaan shotcrete yang secara

langsung berdampak pada alam, maka pada beberapa kasus, dibutuhkan kontrol

yang lebih besar terhadap penggunaan materi fisika dan kimia.

Agregat dengan mutu yang baik sangat dibutuhkan untuk menghasilkan

kualitas shotcrete yang baik pula. Namun terkadang dimungkinkan untuk

menggunakan agregat yang tidak sesuai dengan spesifikasi, tapi hal ini akan

mempengaruhi kualitas akhir shotcrete. Pasir yang lebih halus daripada yang

disyaratkan akan menghasilkan susutan yang lebih banyak setelah kering, pasir

yang lebih kasar akan menghasilkan rebound yang lebih tinggi. Ketika

menggunakan agregat kasar, sangat perlu untuk menyaring partikel yang lebih

besar daripada agregat. Agregat yang sangat besar akan meningkatkan

kemungkinan terjadinya sumbatan. Prosedur yang aman digunakan yaitu

menyaring semua agregat yang digunakan. Pasir harus keras karena pasir yang

lunak akan pecah pada saat disemprotkan sehingga mengurangi ikatan dengan

semen.

Semen Portland. Salah satu material yang berpengaruh besar pada kualitas pekerjaan.

Semen yang digunakan pada shotcrete pada dasarnya sama dengan yang

digunakan pada beton. Semen Portland jenis I merupakan semen yang paling

banyak digunakan. Semen Portland jenis II digunakan untuk pekerjaan tertentu.

Semen Portland jenis III digunakan untuk shotcrete dengan kekuatan awal tinggi.

4

Semen yang menampakkan kecenderungan mengeras dengan cepat harus

dihindara. Pengerasan premature pada beton dapat memerlukan kehilangan waktu

yang banyak untuk melepaskan peralatan dan garis pada spesimen, mortar,

maupun beton.

Rasio air semen merupakan perbandingan antara air dan semen yang

digunakan. Perbandingan yang tinggi menghasilkan setting yang lambat dan

mempengaruhi kualitas akhir shotcrete. Rasio air semen berpengaruh pada proses

pengerasan, kekuatan, dan durabilitas, serta ketahanan terhadap bahan kimia.

Rasio air semen yang digunakan sebaiknya antara 0,4-0,45.

Macro fibers, salah satu bahan aditif pada shotcrete

Bahan aditif sangat berguna pada pekerjaan shotcrete. Bahan aditif ada

bermacam-macam jenis, antara lain hydration stabilizer, alkali-free accelerators,

steel fibers, dan macro fibers. Hydration stabilizer mengontrol kadar air semen,

mempertahankan waktu kering dan pumpability. Alkali-free accelerators

menaikkan kekuatan dan durabilitas shotcrete, meningkatkan keamanan kerja, dan

mengurangi pengaruh terhadap lingkungan. Steel fibers menghasilkan kekuatan

seragam, mencegah kerapuhan, serta menaikkan durabilitas. Macro fibers

meningkatkan ketahanan akan api dan mengurangi penggunaan peralatan pompa.

Selain kualitas material, kualitas peralatan juga sangat berpengaruh pada

hasil akhir shotcrete. Pemasangan peralatan juga mempengaruhi kualitas, karena

5

dapat mempengaruhi getaran yang dihasilkan. Getaran dapat menimbulkan hasil

shotcrete yang tidak halus (bergelombang).

Teknik pengaplikasian juga sangat berpengaruh pada kualitas shotcrete.

Beberapa teknik yang perlu diperhatikan saat pengaplikasian yaitu jarak nozzle

dengan permukaan dan sudut nozzle terhadap permukaan. Jarak yang disarankan

yaitu antara 1 – 2 m. Sedangkan nozzle diharapkan selalu membentuk sudut 90o

terhadap terhadap permukaan. Jarak dan sudut nozzle yang tidak tepat memiliki

dampak negatif terhadap hasil pekerjaan, seperti misalnya kepadatan yang rendah,

kekuatan yang rendah, dsb.

Pengaplikasian Shotcrete

Penggunaan shotcrete dalam skala besar dapat menghasilkan kondisi yang

berbeda dari yang diharapkan. Seringnya ini terjadi akibat proses konstruksi,

terutama peledakan. Terkadang perubahan design diperlukan akibat adanya

kondisi stabilitas yang tidak diketahui sebelumnya. Dalam beberapa kasus,

penundaan pekerjaan juga menyebabkan naiknya kuantitas yang diperlukan.

Pemilihan shotcrete sebagai perkuatan lereng dikarenakan shotcrete

memiliki beberapa kelebihan dibandingkan metode lain, antara lain :

1. Efektif dan praktis untuk tambang bawah tanah

2. Dampak psikologis terhadap pekerja baik karena shotcrete tidak memiliki

kecenderungan untuk runtuh secara massal.

6

3. Cukup efektif jika digunakan pada konstruksi yang membutuhkan perkuatan

secara cepat.

4. Tahan terhadap air setelah mengalami hidrasi.

5. Relatif mudah dan murah.

Meskipun demikian, shotcrete juga memiliki beberapa kelemahan yang

harus dipertimbangkan sebelum memutuskan untuk digunakan, yaitu :

1. Tidak bisa digunakan lagi jika mengalami pecah atau keruntuhan.

2. Tidak ada tanda-tanda ketika hampir terjadi keruntuhan pada struktur

(getas).

3. Tidak dapat diaplikasikan pada dinding tanah dan struktur batuan berupa

pasir.

Salah satu hal yang perlu diperhatikan pada hasil pekerjaan sipil yaitu dari

segi estetika. Hasil pekerjaan shotcrete sebaiknya menampakkan hasil yang

natural. Oleh karena itu shotcrete sebaiknya diberi warna yang sesuai dengan

warna alami batuan dan dibentuk serupa dengan lereng. Pekerjaan estetika ini

memang menambah biaya, tetapi hasilnya akan sangat menyerupai lereng alami.

Hume Highway

7

Daftar Pustaka

Wyllie, Duncan C and Christopher W Mah. 2004. Rock Slope Engineering Civil and Mining 4th Edition. New York : Spon Press

Roads and Traffic Authority. 2005. Shotcrete Design Guidelines (The Guidelines to avoid, minimize, and improve the appearance of shotcrete)

Morrison, Wes. 2012. The Science of Shotcrete Presentation. BASF

The Aberdeen Group. 1970. “Mix Design Hints for Shotcrete”

8