Sistem Konstruksi Jembatan Suramadu

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.  Latar Belakang

Menurut definisinya, jembatan merupakan alat penghubung antara satu daerah ke daerah lain. Dengan menjadikan jembatan sebagai sarana penghubung, maka  jembatan juga memiliki fungsi sebagai sarana komunikasi untuk perdagangan, transportasi dan pertukaran sosial budaya. Dengan demikian, maka jembatan juga membentuk bagian sarana kehidupan masyarakat.

Dengan perkembangan tersebut, baik dalam perkembangan peradaban maupun perkembangan teknologi, maka jembatan juga mengalami perkembangan dalam berbagai hal, baik dari segi bentuk ataupun dari segi material. Perkembangan teknologi jembatan berawal dari jembatan dari batu dan kayu, yang berkembang menjadi jembatan modern sejak penemuan material baja dan beton.

Pada zaman purba, jembatan dibuat dengan memasang tiang-tiang batu dan slab batu, kayu gelondongan yang terbatas untuk bentang sungai yang pendek. Dan untuk melewati sungai mereka mamanfaatkan cabang-cabang atau akar-akar yang bergantungan sebagai jembatan gantung dengan cara berayun dari pohon ke pohon.

Di zaman Romawi kuno dimulai dari tahun 300 SM hingga kurang lebih selama 600 tahun mereka membangun jembatan dari kayu, batu dan beton dalam bentuk lengkung (arch). Mereka bukan hanya membangun jembatan untuk lalu lintas manusia, tetapi untuk salutan air yang disebut aquaduct. Oleh karena itu bangsa Romawi termasuk bangsa yang memiliki

ahli-ahli jembatan pertama kali.

Era jembatan besi dan baja dimulai pada saat adanya Revolusi Industri, mereka juga membangun jembatan dengan bentuk lengkung (arch). Untuk jembatan jalan rel, beberapa ahli pada saat itu menggunakan jembatan dengan bentuk pipa (tubular bridge). Pada awal pembangunan jembatan tersebut timbul keraguan mengenai kekuatan jembatan terhadap getaran kereta. Untuk mengatasi hal  tersebut, maka digunakan rantai penggantung untuk mendukung jalan rel yang ditumpukan pada  tower

yang dibangun di atas pilar.

Era jembatan gantung pertama kali dilakukan pada abad ke-18 yaitu jembatan Menai Straits di Inggris yang dibangun pada tahun 1825.

Pada menara jembatan ini masih menggunakan menara batu dan kabel dari rantai besi untuk menggantung jalan raya. Kemajuan inovasi pada era jembatan gantung merupakan sumbangan besar untuk kemajuan ilmu tekologi jembatan dimulai setelah menggantikan kabel besi dengan kabel baja dan mengganti menarabatu dengan menara yang berbentuk rangka baja pada jembatan George Washington pada tahun 1927.

Era jembatan  cabl estayed  dicapai selama lebih dari tiga dekade. Jembatan cable stayed dinilai lebih menguntungkan dibandingkan dengan jembatan gantung. Kelebihan jembatan  cable stayed  antara lain rasio panjang bentang dan tinggi pylon yang lebih murah, dan keuntungan yang menonjol dari jembatan  cable stayed  adalah tidak diperlukannya lagi pengangkuran kabel yang berat dan besar seperti jembatan gantung.

Penggunaan beton prategang modern pertama kali dikemukakan oleh  Freyssinet  pada tahun 1928. Ia mengaplikasikan kawat-kawat baja berkualitas tinggi (high strength steel wire) dengan sistem penegangan pra-penegangan (pre-tensioning) dan pasca penegangan (post-tensioning).

Dan pada tahun 1950-an, dikembangkan hingga menjadi jembatan beton prategang segmental (cast in place). Jembatan segmental tersebut dapat pula dikatakan sebagai pracetak (precast) dengan menggunakan metode konstruksi kantilever yang dikerjakan bentang demi bentang, dipasang tahap demi tahap. Keuntungan pelaksanaan jembatan  precast  antara lain dapat mempercepat waktu pelaksanaan, karena pelaksanaan jembatan beton lebih rumit dibandingkan pelaksanaan jembatan baja. Yang menyebabkan kesulitan-kesulitan tersebut pada saat kontrol kualitas danpengawasan pelaksanaan.

Dengan penggunaan komponen  precast  di bawah pengawasan kontrol kualitas yang ketat sesuai dengan standar yang digunakan, maka pihak pelaksana tidak perlu memikirkan kesulitan-kesulitan dalam pelaksanaan jembatan beton. Konstruksi jembatan prategang segmental sendiri dapat mencapai panjang bentang 250 meter.

Penampang pada prategang sendiri bermacam-macam bentuk. Dari gelaar dengan bentuk I, bentuk T, dan bentuk T terbalik, hingga penampang box girder. Masing-masing penampang memiliki keunggulan tersendiri.

Di Indonesia sendiri perkembangan teknologi jembatan maju pesat pada tahun 1970-an, karena pada tahun  tersebut banyak jembatan yang dibangun. Namun pada saat perkembangan jembatan yang begitu pesat terdapat pula masalah yang timbul. Masalah yang kerap timbul adalah kerusakan dini pada struktur jembatan yang tidak terprediksi.

Untuk mengetahui dan memecahkan permasalahan-permasalahan yang terjadi pada jembatan, kemudian diadakan berbagai pengembangan penelitian hingga ditemukannya berbagai teknologi baru untuk mengendalikan mutu struktur jembatan. Selain menemukan berbagai teknologi baru, pengembangan berbaai penelitian tersebut juga memberikan hal yang sangat penting dalam bangunan jembatan yaitu memberikan inovasi yang tepat guna berupa acuan atau pedoman teknis. Hal-hal yang diberikan dalam pedoman teknis juga memiliki bentuk yang bermacam-macam, dari pedoman untuk perencanaan, pembebanan hingga perawatan jembatan semuanya telah diatur disini.

1.2.  Tujuan

Saya menulis makalah ini untuk memenuhi tujuan-tujuan yang diharapkan dapat bermanfaat bagi kita semua dalam menambah ilmu pengetahuan dan wawasan.

Secara terperinci tujuan dari penulisan makalah ini adalah :

1. Sebagai tugas Matakuliah Metode Pelaksanaan Konstruksi I.
2. Memberi wawasan tentang Sistem Pelaksanaan Konstruksi Jembatan.

BAB II

DESAIN DAN METODE KONSTRUKSI JEMBATAN SURAMADU

Gambar. Jembatan Suramadu

Jembatan Nasional Suramadu adalah jembatan yang melintasi Selat Madura, menghubungkan Pulau Jawa (di Surabaya) dan Pulau Madura (di Bangkalan, tepatnya timur Kamal), Indonesia. Dengan panjang 5.438 m, jembatan ini merupakan jembatan terpanjang di Indonesia saat ini. Jembatan terpanjang di Asia Tenggara ialah Bang Na Expressway di Thailand (54 km). Jembatan Suramadu terdiri dari tiga bagian yaitu jalan layang (causeway), jembatan penghubung (approach bridge), dan jembatan utama (main bridge). 

Jembatan ini diresmikan awal pembangunannya oleh Presiden Megawati Soekarnoputri pada 20 Agustus 2003 dan diresmikan pembukaannya oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono pada 10 Juni 2009. Pembangunan jembatan ini ditujukan untuk mempercepat pembangunan di Pulau Madura, meliputi bidang infrastruktur dan ekonomi di Madura, yang relatif tertinggal dibandingkan kawasan lain di Jawa Timur. Perkiraan biaya pembangunan jembatan ini adalah 4,5 triliun rupiah.

Pembuatan jembatan ini dilakukan dari tiga sisi, baik sisi Bangkalan maupun sisi Surabaya. Sementara itu, secara bersamaan juga dilakukan pembangunan bentang tengah yang terdiri dari main bridge dan approach bridge. Berikut adalah Rangkuman dari DESAIN dan METODE KONSTRUKSI Jembatan Suramadu yang diunduh dari Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga.

2.1.  Desain

Lokasi casting yard berada di Marina Shipyard, Desa Sidorukun, Gresik, dengan luasan sekitar 30.000m2 berada pada tepi laut dengan kedalaman yang mencukupi sehingga memudahkan loading/unloading material dari laut. Jarak dari casting yard ke lokasi proyek bentang tengah sekitar 12 km, yang dapat ditempuh sekitar 45-60 menit dengan speed boat.

 Gambar. Pondasi Pipa Baja

 Gambar. Lay Out Perencanaan Jembatan Suramadu

2.1.1. Causeway

 Gambar. Causeway

Terdiri dari 36 bentang untuk sisi Surabaya dan 45 bentang sisi Madura dengan panjang masing-masing 40 meter. Konstruksi bangunan di atas menggunakan PCI Girder. Sedangkan untuk bagian bawah menggunakan pondasi pipa baja berdiameter 60 cm dengan panjang rata-rata 25 meter untuk sisi Surabaya dan 27 meter untuk sisi Madura.

 Gambar. Diafragma dan Deck Slab

 Gambar. Tampak Atas Jembatan Suramadu

2.1.2. Main Bridge

Konstruksinya terdiri dari pondasi bored pile 2,4 meter dengan panjang sekitar 80 meter, 2 Pylon kembar dengan ketinggian 140 meter dan lantai komposit double plane yang ditopang oleh cable stayed dengan bentang 192 m + 434 m + 192 m. Ketinggian vertical bebas untuk navigasi bentang utama adalah 35 meter.

 Gambar. Letak Pemasangan Cable Stayed

Gambar. Pembagian Lajur Jalan

1. Lebar Jembatan = 2 x 15.0 m
2. Lajur kendaraan = 2 x 2 x 3.50 m
3. Lajur lambat (darurat) = 2 x 2.75 m
4. Kelandaian maksimum = 3%

Lajur kendaraan

1. Kendaraan roda 4 terdiri dari 4 lajur cepat dan 2 lajur darurat.
2. Kendaraan roda 2 terdiri dari 2 lajur.

2.1.3. Detail Pylon

Konstruksi Pylon bentang utama setinggi 146 meter, dengan menggunakan borepile berdiameter 2,4 meter dengan kedalaman 71 meter, Ketinggian vertikal bebas (untuk navigasi) bentang utama adalah 35 meter dari permukaan laut.

 Gambar. Bore Pile dan Konstruksi Pylon

 Gambar. Denah Pile Cap Pylon

2.1.4. Approach Bridge

Untuk bangunan atas menggunakan beton Presstressed Box Girder dengan bentang 80 meter sebanyak 7 bentang, baik untuk sisi Surabaya maupun sisi Madura. Sedangkan struktur bawah terdiri dari pondasi bored pile berdiameter 180 cm dengan panjang 60-90 meter.

 Gambar. Potongan Memanjang Approach Bridge

Gambar. Potongan Membujur Approach Bridge

Gambar. Approach Bridge

2.2.  Metode Konstruksi

Membangun Aktivitas di Tengah Laut Metode Konstruksi Bentang Tengah, proses paling rumit dan kompleks. Sebuah aktivitas di tengah laut yang butuh kejelian dengan tetap memperhatikan keselamatan kerja. Metode konstruksi merupakan suatu tahapan pelaksanaan pekerjaan pada proses konstruksi. Di Proyek Pembangunan Jembatan Suramadu terdapat dua metode konstruksi. Metode konstruksi cable stayed dan metode konstruksi approach bridge.

2.2.1. Concreate Box Girder

Sesuai untuk kebutuhan bentang panjang, maka dipilihlah metode balance cantilever. Metode ini cocok dilakukan untuk pekerjaan di laut dengan bentang 120 meter. Metode pengecoran box girder adalah menggunakan form traveller, yang terdiri dari sistem trust stimuler utama, sistem bottom basket, sistem suspensi, sistem form work, sistem anchoring dan sistem gerak.

Gambar. Tahap-tahap Pekerjaan Pengecoran Box Girder.

Sistem form work terdiri dari side formwork, inner form work dan diafragma formwork. Formwork siap digunakan setelah seluruh kegiatan perangkaian selesai. Proses semifinish rebar dilakukan di stockyard dan proses finalisasi rebar dilakukan di lokasi pekerjaan. Penempatan rebar dilakukan beriringan langkah demi langkah dengan proses formwork dan pengecoran. Proses penempatan rebar dilakukan setelah formwork terpasang. Pengecoran segmental box girder yang akan digunakan adalah pengecoran cast insitu. Pengecoran rebar dilakukan setelah rebar dan duct terpasang dengan baik. Pengecoran dilakukan dengan menggunakan concrete pump dengan bantuan pipa. Pekerjaan stressing adalah pekerjaan yang sangat penting untuk pekerjaan bentang panjang yang kontinyu.

2.2.2. V-Pier (Tumpuan Cantilever Approach Bridge dan Cable Stay)

Gambar. Tahap-tahap Pekerjaan Pembuatan V-Pier (Tumpuan Cantilever Approach Bridge & Cable Stay)

Pada review desain Pier 42 dan Pier 45 berbentuk V, V - Pier merupakan rigid frame dan mempunyai panjang deck longitudinal sepanjang 32 m. V - Pier digunakan sebagai tumpuan balance cantilever approach bridge dan cable stay Main Span, karena itu pekerjaan V - Pier menjadi pekerjaan yang krusial.

2.2.3. Pier Table

 Gambar. Pier Table

Tahap - tahap pekerjaan pier table adalah pemasangan concrete box bagian bawah rencana Pier table pemasangan horisontal IWF suport dan vertikal IWF support pemasangan side formwork, inner formwork dan bottom formwork. Side formwork akan didukung steel trust sedangkan inner formwork akan didukung oleh portal bracing. Formwork frame dibentuk dari berbagai kombinasi bentuk baja dan plat. Pekerjaan pemotongan dan pembengkokan rebar akan dilakukan di stock yard sesuai dengan spesifikasi yang dipersyaratkan. Proses finalisasi perakitan dilakukan dilokasi pekerjaan. Pengecoran pier table dilakukan dalam dua kali pengecoran, bottom slab dan sebagian web akan dicor terlebih dahulu sedangkan top slab dan sebagian web sisanya akan dicor pada pengecoran ke dua. Pekerjaan stressing vertikal akan dilakukan setelah pekerjaan pier table memenuhi kekuatan yang dipersyaratkan.

 Gambar. Tahap-tahap Pekerjaan Pembuatan Pier Table

2.2.4. Pier Cap dan Pier Work

Seluruh persiapan untuk pekerjaan form work dilakukan di stock yard, balok IWF steel plat dan balok kayu dipindahkan dari stock yard ke ponton material pembuatan form work untuk pile cap diangkut dari dermaga Gresik menuju lokasi pile cap dengan menggunakan ponton form work ponton. Seluruh bahan penyusun beton dibawa menuju ke ponton baching plan.

Tahap - tahap pekerjaan pembuatan form work pile cap adalah :

1. Pemasangan steel plat yang diklem yang digunakan sebagai dudukan steel support. Pemasangan balok penyangga searah longitudinal balok jembatan dan balok penyangga arah transversal jembatan sebagai penerus beban dari balok penyangga dengan baja IWF.
2. Pemasangan balok bottom formwork dan multiplek. skirting panel dipersiapkan selain sebagai bagian dari pile cap juga digunakan sebagai side form work.
3. Skirting panel merupakan segmental precast concrete. Pemasangan rebar dilakukan setelah proses instalasi botom dan side form work selesai perangkaian rebar dari semi finis menjadi fix di lokasi pekerjaan pile cap.
4. Rebar pertama dipasang untuk pengecoran beton pertama setinggi 0.5 meter.

Gambar. Tahap-tahap Pekerjaan Pembuatan Pembuatan Form Work Pile Cap

Setelah beton cukup kuat pemasangan rebar dilanjutkan ke tahap berikutnya. Penulangan beton pertama setinggi 0.5 meter, dilakukan setelah bottom form work, side form work dan rebar terpasang. Beton setinggi 0.5 meter selain digunakan sebagai penahan untuk tahap pengecoran selanjutnya juga, digunakan sebagai tumpuan pemasangan skirting panel. Metode pengecoran beton yang digunakan adalah dengan menggunakan pipa. Saat pengecoran, beton tidak boleh dijatuhkan dari ketinggian lebih dari 150 cm. Pemasangan climbing form dimulai dari pemasangan bottom formwork dilanjutkan side formwork pada keempat sisi.

Setelah beton mencapai kekuatan yang dipersyaratkan climbing form dapat dipindahkan ke segment selanjutnya. pekerjaan ter-sebut diulang sampai pada tinggi pier yang ditentukan. Penempatan rebar dilakukan beriringan langkah demi langkah dengan proses form work dan pengecoran setelah form work terpasang. Pekerjaan tahap pertama rebar dilanjutkan dengan pekerjaan pengecoran. Begitu seterusnya hingga ketinggian yang ditentukan. Pengecoran beton untuk pier dilakukan dalam beberapa tahap tergantung pada ketinggian pier. Tinggi pengecoran maksimum dengan menggunakan climbing form adalah 4 meter. Pengecoran pertama dilakukan setinggi 50 cm. pengecoran selanjutnya dilakukan dengan tinggi yang bervariasi begitu seterusnya sampai pada ketinggian yang ditentukan.

2.2.5. Urutan Pekerjaan Bore Pile

Gambar. Urutan Pekerjaan Bore Pile

2.3.  Metode Konstruksi Approach Bridge

2.3.1. Pondasi Bored Pile

Untuk mengurangi pekerjaan di laut beberapa persiapan seperti perakitan rebar, dilakukan di stock yard. Penyiapan bahan baku untuk beton dan casing pipa dilakukan di stock yard Gresik sedangkan untuk semen SBC dilakukan di dermaga Gresik. Peralatan bor dipersiapkan di atas ponton yang meliputi peralatan driving casing dan drilling. Tahap-tahap pekerjaan yang dilakukan pada saat driving casing adalah:

1. Pemasangan jacking ponton pada saat tiba dilokasi pengeboran agar tidak terjadi pergerakan pada saat dilakukan pengeboran dan pemancangan.
2. Pengeboran casing pipa berdiameter 2250 mm dengan tebal minimum 20 mm, digunakan bore pile berdiameter 2200 mm dengan tujuan memberi ruang dan toleransi bagi mesin bor pada waktu pekerjaan pengeboran.
3. Pemasangan vibratory hamer di atas pipa, dilakukan pada saat casing pipa sudah berada di posisinya.
4. Pemasangan casing pipa sampai pada kedalaman kurang lebih 30 meter.

Pekerjaan pengeboran dengan methode RCD (Reserved Circular Drill), dilakukan setelah pemancangan casing pipa selesai. Mesin bor diletakkan di atas casing terpasang. Pekerjaan pengeboran dilakukan sampai pada kedalaman kurang lebih 45 meter dari permukaan pile. Persyaratan toleransi yang ditentukan yaitu 20 mm per meter panjang bangbor yang tidak tertutup casing Diameter Lubang dalam segala arah tidak boleh melebihi 5 persen dari diameter yang ditentukan. Lumpur hasil pengeboran diletakkan di disposal ponton dan dibuang di tempat yang sudah ditentukan sejauh 5 km dari lokasi pekerjaan.

Persiapan untuk proses pengecoran dimulai dari pengangkutan raw material dari stock yard menuju ke dermaga dengan menggunakan dump truck. Raw material dan semen SBC akan diangkut dengan menggunakan feeder ponton menuju lokasi pengeboran. Pemasangan rebar dilakukan setelah lubang bor dibersihkan. Penyambungan antar segmen dilakukan dengan menggunakan mekanikal kopler.

Untuk pembentukan suatu gaya tulangan yang utuh jumlah sambungan pada satu potongan yang sama tidak boleh lebih dari setengah jumlah rebar yang terpasang. Metode yang digunakan untuk pengecoran dibawah air adalah dengan menggunakan Tremix Pipe. Beton harus mempunyai kekuatan yang cukup dan nilai slump dijaga pada 18-22 cm. Beton yang digunakan pada pekerjaan bore pile ini adalah beton k-300.

 Gambar. Tahap-tahap Pekerjaan Pembuatan Bore Pile

2.4.  Metode Konstruksi Cable Stayed

2.4.1. Pelaksanaan Pekerjaan Platform

Platform merupakan konstruksi pendukung sementara yang berfungsi sebagai tempat untuk menginstalasi batching plan, menyimpan material seperti tiang pancang serta sebagai tempat bagi berbagai aktivitas di tengah laut selama kegiatan konstruksi berlangsung.

2.4.2. Pelaksanaan Pekerjaan Bore Pile

1. Setelah pekerjaan bored pile selesai dikerjakan, semua komponen platform yang menumpu ke steel casing di bongkar.
2. Caisson baja yang berfungsi sebagai bekisting bawah pile cap kemudian dipasang.
3. Pengecoran lapisan sealing concrete untuk menahan masukkan air laut ke pile cap Pemasangan tulangan pile cap.
4. Pengecoran beton pile cap yang dilakukan tiga lapis.

2.4.3. Pelaksanaan Pekerjaan Pylon

1. Konstruksi dasar pylon dan lengan bawah dari pylon.
2. Instalasi elevator pada pylon.
3. Konstruksi balok pengikat pylon bagian bawah.
4. Konstruksi lengah pylon di tengah.
5. Konstruksi balok pengikat tengah.
6. Konstruksi lengan atas pylon.

2.4.4. Pelaksanaan Pekerjaan Struktur Atas

1. Pemasangan struktur bantu sementara di atas pile cap.
2. Pemasangan segmen girder baja pertama dengan crane barge, hubungan antara segmen dengan pylon dibuat tetap (fix) untuk sementara.
3. Pemasangan cantilever crane pada lantai jembatan untuk mengakat segmen berikutnya.
4. Pemasangan girder baja dengan menggunakan cantilever crane diikuti dengan penenganan kabel.
5. Pemasangan pelat lantai jembatan pada segmen pertama dan kedua dilanjutkan dengan pengecoran sambungan.
6. Pemasangan girder baja selanjutnya dengan menggunakan cantilever crane diikuti dengan peregangan kabel. Pada saat bersamaan dipasang pilar sementara di dekat pilar V.

2.5.  Plat Lantai

Pekerjaan plat lantai jembatan terdiri dari beberapa tahapan, yaitu: tahap persiapan, pembesian lantai, dan pengecoran plat lantai. Pekerjaan persipan dimulai dari penyiapan material besi di stockyard untuk selanjutnya potongan besi dibawa ke lokasi pembesian dengan menggunakan truk.

Besi yang sudah difabrikasi di gudang diletakkan atau ditata berdasarkan tipe yang ada pada . Hal ini dilakukan untuk memudahkan proses pemasangan tulangan. Untuk menghindari adanya karat akibat angin dan air laut, besi ditutup dengan menggunakan terpal. Selain itu disiapkan scupper juga dan pipa PVC. Untuk mengetahui posisi dan elevasi pembesian, dilakukan pengukuran, dengan menggunakan teodolit dan waterpass. Yang pertama dipasang adalah tulangan dalam arah lebar jembatan kemudian dalam arah memanjang. 
Selanjutnya adalah pembesian pembatas jembatan pada bagian tepi. Sebagai proses terakhir pembesian dilakukan pemasangan dudukan untuk kanal dan baja WF yang berfungsi untuk memudahkan pelaksanaan pengecoran dan menghindarkan terinjaknya tulangan pada saat pengecoran. 
Persiapan terakhir sebelum dilakukan pengecoran adalah pembersihan lokasi pembesian dari kotoran berupa sisa-sisa kawat bendrat maupun kotoran lain yang dapat mengganggu pada saat pengecoran. Pengecoran dilakukan dengan menggunakan beton K -350 yang dilaksanakan dalam satu tahap. Setelah pengecoran selesai dilakukan, beton tersebut kemudian dirawat curring dengan menggunakan curring compound yang bertujuan untuk menghindarkan terjadi keretakan (cracked). Metode dengan karung basah juga dilaksanakan curing sampai dengan umur beton 28 hari.

 Gambar. Plat Lantai

  

2.6.  Diafragma dan Deck Slab

Diafragma adalah elemen struktur yang berfungsi untuk memberikan ikatan antara PCI Girder sehingga akan memberikan kestabilan pada masing PCI Girder dalam arah horisontal. Sistem difragma yang digunakan pada causeway Jembatan Suramadu adalah sistem pracetak. Pengikatan tersebut dilakukan dalam bentuk pemberian stressing pada diafragma dan PCI Girder sehingga dapat bekerja sebagai satu kesatuan. Deck slab merupakan elemen non-struktural yang berfungsi sebagai lantai kerja dan bekisting bagi plat lantai jembatan. Deck slab tersebut dibuat dari beton dengan mutu K-350.

 

Gambar. Diafragma dan Deck Slab

  

2.7.  PCI Girder 
2.7.1. Penggunaan Balok PCI Girder

Struktur atas causeway Proyek Jembatan Suramadu menggunakan balok PCI Girder berkekuatan beton K-500, dengan panjang 40 meter, yang terbagi menjadi 7 segmen. Pembagian ini mengingat kondisi lapangan yang tidak memungkinkan, untuk memindahkan balok PCI Girder tersebut secara utuh --sesuai panjang bentang--, dari lokasi pembuatan (pabrik) ke lokasi pemasangan. Selanjutnya dilakukan post tension dengan menggabungkan beberapa segmen balok untuk kemudian disatukan dengan
menggunakan perekat dan ditegangkan (stressing).

2.7.2. Stressing Girder

Hal penting yang harus diperhatikan dalam pembuatan PCI Girder ini adalah elevasi stressing bed. Lokasi post tensioning harus diusahakan sedatar mungkin agar tidak menyebabkan girder mengalami perpindahan dalam arah lateral. Setelah itu ketujuh segmen balok girder yang telah menjadi satu kesatuan, dijajarkan sesuai bagiannya. Sebelumnya dipersiapkan terlebih dahulu perletakan sementara untuk masing-masing segmen. Di bagian ujung pertemuan harus diberi oli atau pelumas agar balok dapat bergerak mengimbangi gaya pratekan yang diberikan.
Kabel strand dipotong sesuai dengan kebutuhan di lapangan. Pemotongan diusahakan seminimal mungkin agar tidak ada kabel yang terbuang. Berikutnya kabel strand dimasukkan ke dalam duct secara manual pada tiap-tiap tendon sesuai dengan perencanaan. Lalu di pasang pengunci kabel strand di ujung kabel. Penegangan (stressing) dilakukan sampai tegangan 8.000 Psi dengan dilakukan pengontrol tegangan dan perpanjangan kabel. Pencatatan dilakukan pada setiap kenaikan tegangan 1.000-2.000 Psi. Dan hasilnya dibandingkan dengan perhitungan teoritis yang dilakukan sebelum penarikan.

2.7.3. Erection Girder

Metode pelaksanaan pemasangan PCI Girder untuk sisi Surabaya dan Madura memiliki perbedaan. Hal ini disebabkan karena perbedaan kondisi setempat. Di sisi Madura, kedalaman laut relatif dalam dan tidak terpengaruh adanya pasang-surut air laut. Sedangkan di sisi Surabaya, kondisi laut cukup dangkal dan sangat terpengaruh pasang-surut. Hal ini menyebabkan sistem yang digunakan berbeda. Di sisi Surabaya digunakan metode 'kura-kura' atau roller, sedangkan di sisi Madura Menggunakan crane.

 Gambar. Erection Girder

 Gambar. Metode Pelaksanaan Pemasangan PCI Girder

Panjang PCI Girder setelah terangkai adalah 40 meter, dengan tinggi 2,1 meter, dan berat 80 ton. PCI Girder tersebut didesain untuk hanya menerima beban vertikal dan tidak untuk menerima beban horisontal. Hal ini menyebabkan proses pengangkutan PCI Girder tersebut dari lokasi penyimpanan (stockyard) sampai ke lokasi pemasangan harus dibuat sedatar dan selurus mungkin. Ini untuk menghindarkan terjadinya gaya horisontal akibat gerakan truk yang berlebihan yang dapat menyebabkan balok girder patah.

Tahapan pemindahan girder dimulai dengan pengangkatan menggunakan dua crane dan diletakkan pada boogy. Girder tersebut kemudian diangkut dengan boogy ke masingmasing pier. Proses selanjutnya adalah pemindahan dari boogy ke pile cap yang dilaksanakan dengan metode yang berbeda antara sisi Surabaya dan sisi Madura.

2.8.  Abutment dan Pier Head

2.8.1. Pelaksanaan Pembuatan Dilakukan Bertahap

Dimensi pile cap Dimensi Atas    :  Dimensi bawah

a.    Panjang : 32                 : Panjang : 30 m

b.    Lebar : 2 m                  : Lebar : 4 m

c.    Tinggi : 1.05 m            : Tinggi : 1.5 m

 Gambar. Dimensi Pile Cap

Pelaksanaan pembuatan pier head/ pile cap dilakukan dalam tiga tahap, yaitu pembuatan bekisting, pembesian, dan pengecoran. Pengecoran dilakukan dalam dua tahap, yaitu bagian bawah pier dan bagian atas pier. Setelah bekisting selesai dikerjakan, dilakukan pekerjaan pembesian yang meliputi pemasangan/ pengelasan besi WF pengikat tiang pancang, pembesian tulangan pilar bagian bawah, pilar samping, dan pilar bagian atas. Setelah semua tulangan terpasang, tahap berikutnya adalah pekerjaan pengecoran.

 Gambar. Pile cap

Beton dengan K-350 dibuat berdasarkan hasil test pencampuran/ trial mix. Untuk setiap truk mixer beton yang berasal dari batching plant, dilakukan uji slump beton. Slump yang dipersyaratkan adalah t ± 8-12 cm.

Truk mixer kemudian membawa beton ke lokasi proyek untuk dituangkan ke concrete pump. Sebelum dituang, dilakukan pengambilan benda uji sebanyak 48 buah untuk tiap pile cap serta pengujian slump ulang. Dengan bantuan concrete pump, beton tersebut dituangkan ke dalam pile cap lapis demi lapis sambil dipadatkan. Tebal tiap lapisan ± 30 cm. Setelah itu dilaksanakan pekerjaan finishing pada permukaan beton.

Hal penting yang perlu diperhatikan selama pelaksanaan pengecoran beton dengan massa besar (mass concrete) adalah perbedaan suhu. Agar didapat suhu beton merata tanpa terjadi perbedaan yang besar dilakukan perawatan atau curing beton dengan karung basah selama 14 hari. 

2.9.  Tiang Pancang

2.9.1. Tahap Awal dan Pemancangan Selanjutnya

Pondasi yang digunakan untuk causeway adalah tiang pancang baja dengan diameter 600 mm dengan spesifkasi sesuai dengan ASTM A252 Grade 2. Panjang masing-masing pipa 12 m, dengan kedalaman pemancangan rata-rata untuk Sisi Surabaya sekitar 25 m dan sisi Madura 33 m.

Pelaksanaan pekerjaan tiang pancang ini meliputi pekerjaan pemancangan, pengisian pasir, pengisian beton tanpa tulangan dan pengisian beton dengan tulangan. Kedalaman dari masing-masing pengisian ini didasarkan atas kondisi daya dukung tanah dan penggerusan tanah (scouring).

Saat pelaksanaan 2003-2004, pemancangan di tahap awal dilakukan dengan memanfaatkan jalan kerja yang dibuat dengan menimbun, yaitu di Abutment (A0), Pilar 1-5 untuk sisi Surabaya. Sementara di sisi Madura di Abutment (A102), dan Pilar 101 sampai dengan pilar 96. Untuk pilar selanjutnya pekerjaan pemancangan dilaksanakan dengan menggunakan ponton pancang.

2.9.2. Persiapan

 Gambar. Tiang Pancang

Hal penting yang harus diperhatikan adalah monitoring stok tiang pancang pipa baja yang sudah dicoating, sesuai kebutuhan untuk menjaga kontinuitas pekerjaan pemancangan. Selanjutnya adalah pemindahan stok pipa ke tepi pantai sesuai dengan kebutuhan. Peralatan yang digunakan untuk pemindahan ini adalah crane service 25 ton dan truk trailer. harus sudah dipersiapkan di posisi yang telah ditentukan. Kemudian crane ditempatkan di titik yang ditentukan dan dikontrol dengan teropong teodolit.

2.9.3. Metode Pelaksanaan Pemancangan

Ponton service ditarik boat mendekati stok tiang pancang yang telah diposisikan di dekat pantai. Dengan bantuan crane, tiang pancang diletakkan di atas ponton service untuk dibawa menuju ponton pancang.

Tahapan selanjutnya adalah pengukuran posisi dengan mengunakan teodolit (lihat penjelasan metoda pengukuran). Lalu mengarahkan leader crane pancang yang memegang tiang pancang di atas kapal ponton ke sasaran bidik teropong yang telah disetting dengan komando dari surveyor. Apabila sudah sesuai dengan posisi yang diinginkan, maka tiang pancang sudah siap untuk dipancang.

Untuk tiang pancang dengan kondisi miring (sudut 1:10) maka dibuat perbandingan dengan menggunakan mal yang dilengkapi dengan waterpass. Apabila sudah tepat maka tiang pancang di turunkan sesuai dengan kemiringannya dan siap untuk dipancang.
Pelaksanaan pemancangan disesuaikan dengan nomor urut dengan pengondisian ponton, alat ukur, dan crane pancang. Dan setelah dilakukan kalendering (10 pukulan terakhir maksimal sebesar 2,5 cm) maka pemancangan dihentikan.

Selanjutnya tiang pancang yang elevasinya tidak sama dipotong dengan menggunakan alat las, setelah terlebih dahulu diukur dengan menggunakan teodolit.

2.9.4. Pengisian Pasir

 Gambar. Pengangkutan Pasir Dengan Ponton

Pengisian pasir dilakukan dengan menggunakan ponton 120 ft, yang mampu menampung pasir 200 m3 sesuai dengan kebutuhan satu pile cap serta excavator PC 200 dengan kapasitas ± 67 m3/ jam.

Dump truck mengambil pasir pada stok area dengan bantuan excavator. Selanjutnya dump truck yang telah berisi pasir menuju dermaga dan menuangkan pasir. Diatas pontoon diposisikan sebuah excavator untuk memindahkan pasir dari dermaga ke ponton. Untuk pengisian pasir dipasang tremi di ujung tiang pancang, dan excavator mengisi pasir ke dalam tiang pancang dengan bantuan tremi.

Selanjutnya dilakukan pengukuran kedalaman tiang pancang dengan menggunakan tali yang ujungnya diberi pemberat dan diukur dengan meteran, agar bisa mencapai kedalaman rencana dari pasir pada tiang pancang.

2.9.5. Pengisian Beton

 Gambar. Pengisian Beton Pada Tiang Pancang

Besi isian pancang dipersiapkan di stockyard. Stok besi diangkut dengan truk menggunakan bantuan crane menuju dermaga dan dinaikkan ke atas ponton. Besi isian dimasukan ke tiang pancang dengan bantuan crane. Untuk mengantisipasi agar tulangan besi tersebut tidak jatuh, maka pada ujung tulangan dimasuki besi melintang yang panjangnya lebih dari diameter pipa pancang.

Selanjutnya truk mixer dari batching plan menuju ke pompa pengecoran (concrete pump). Pengecoran dilakukan dengan concrete pump yang dilengkapi dengan belalai untuk memasukkan beton ke tiang pancang.

2.9.6. Metode Penentuan Posisi (Stake Out) Tiang Pancang Di Laut

Secara prinsip Metoda Perpotongan Kemuka yang digunakan untuk Sisi Surabaya dan Sisi Madura diuraikan sebagai berikut: Titik-titik tempat alat ukur digeser ke kiri atau ke kanan dari as BM sejauh setengah diameter pipa pancang (300 mm), disesuaikan dengan posisi tepi tiang pancang yang akan dibidik. Untuk memudahkan pelaksanaan, bagian tiang pancang yang di-stake-out atau dibidik adalah tepi tiang pancang, bukan bagian tengahnya. Tahapan pelaksanaan pengukuran di lapangan adalah sebagai berikut :

1. Alat ukur teodolit-1 dan teodolit-2 didirikan di titik-titik BM yang telah direncanakan (menggeser ke kiri ke kanan dari as BM), dengan posisi kedudukan teropong mendatar (90°).
2. Bacaan sudut vertikal teodolit-1 dan teodolit-2 diset pada elevasi 2,50 meter dengan melalui perhitungan pengesetan sudut vertikal.
3. Bacaan sudut horizontal teodolit-1 dengan acuan arah centerline jembatan diset sebesar b = 03º 59' 42" mengarah ke garis singgung tepi tiang pancang.
4. Bacaan sudut horizontal teodolit-2 dengan acuan terhadap arah centerline jembatan diset sebesar b = 273º 59' 42", mengarah ke garis singgung tepi tiang pancang. Settingsinggung tepi tiang pancang. Setting sudut a dan b untuk masing-masing titik pancang (1-36) dibuatkan dalam bentuk tabel sesuai koordinat titik-titik rencana.
5. Mengarahkan ladder crane pancang yang memegang tiang pancang di atas kapal ponton ke sasaran bidik teropong teodolit-1 dan teodolit-2. Kemudian singgungkan tepi tiang pancang (seperti gambar ilustrasi) dengan komando dari surveyor. Apabila tepi kiri dan tepi kanan sudah tepat bersinggungan, maka tiang pancang tersebut sudah berada di posisi yang tepat dan siap pancang. Cara tersebut digunakan untuk tiang pancang tegak
6. Untuk tiang pancang miring dengan perbandingan sudut 1:10, ladder crane pancang diset membentuk sudut 1:10 dengan menggunakan mal yang dilengkapi dengan waterpass. Tiang pancang kemudian diarahkan ke arah bidikkan teropong teodolit-1 dan teodolit-2 dan disinggungkan ke tepi kiri dan tepi kanannya hingga tepat. Apabila sudah tepat, maka tiang pancang tersebut diturunkan sesuai kemiringan dan siap untuk dipancang. Secara prinsip dari 2 (dua) setting sudut horizontal saja sudah cukup memadai untuk penentuan posisi secara tepat, sedang setting sudut horizontal yang ketiga, keempat dan seterusnya hanya berfungsi sebagai control/ checking, apakah 2 (dua) setting suduthorizontal yang kita lakukan sudah benar atau tidak.
7. Dalam pelaksanaan penentuan titik-titik pancang tersebut, perlu adanya alat komunikasi, guna koordinasi antara tim pengukur (surveyor) dengan tim pancang, serta operator crane. Penentuan titik-titik BM yang dipakai untuk referensi posisi alat ukur berdiri disesuaikan dengan kondisi lapangan dengan maksud memudahkan pengukuran dan sasaran tidak terhalang. Metoda perpotongan kemuka yang dipilih untuk penentuan posisi titik-titik pancang Jembatan Suramadu, secara teknis memenuhi persyaratan dan tidak terlalu sulit dilaksanakan.