Blok Beton Terkunci

Blok beton terkunci merupakan inovasi teknologi yang relatif baru di bidang pengamanan gerusan lokal akibat aliran sungai. Gerusan lokal merupakan suatu fenomena yang biasa terjadi di hilir bangunan yang dibangun pada aliran sungai. Gejala gerusan lokal seringkali tampak terjadi di hilir peredam energi atau di sekitar pilar jembatan. Dampak dari gerusan lokal harus diwaspadai karena dapat berpengaruh pada penurunan stabilitas keamanan bangunan air. Proses terjadinya gerusan lokal biasanya dipicu oleh tertahannya angkutan sedimen yang dibawa bersama aliran oleh struktur bangunan dan peningkatan turbulensi aliran akibat gangguan suatu struktur. Untuk menyeimbangkan angkutan sedimen sesuai dengan kapasitasnya, maka aliran akan menggerus dasar sungai di hilir struktur, sehingga terjadi penurunan dasar sungai yang cukup dalam di hilir struktur dan dikenal sebagai gerusan lokal. Apabila penurunan dasar ini berlangsung pada suatu ruas sungai dengan panjang tertentu, maka hal ini bukan lagi merupakan fenomena gerusan lokal, melainkan dikenal sebagai gejala degradasi dasar sungai.

Pemasangan Blok Beton di Sungai Cibadak-Bogor (2)Pengamanan bangunan keairan terhadap gerusan lokal maupun degradasi dasar sungai dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa cara dengan tujuan untuk mencegah dan mengurangi dalam gerusan lokal yang terjadi agar kestabilan bangunan tetap terjaga. Cara penanggulangan gerusan lokal yang sudah biasa dilakukan selama ini adalah dengan penyesuaian desain bangunan peredam energi dan pembuatan bangunan pengendali dasar sungai (bottom controller) yang terbuat dari pasangan batu, bronjong atau beton bertulang dengan biaya yang cukup besar. Sedangkan pemanfaatan blok beton terkunci yang biasa digunakan untuk menahan abrasi akibat ombak di daerah pantai belum biasa digunakan.

Tantangan lapangan terkait dengan masalah gerusan lokal dan degradasi dasar sungai adalah keterbatasan waktu pelaksanaan, kecenderungan morfologi sungai yang selalu berubah dan data lapangan yang terbatas.  Berkaitan dengan hal ini, struktur blok beton terkunci yang modular, saling terkunci, mudah diterapkan di lapangan dengan metoda dan alat bantu yang tidak terlalu rumit dapat digunakan sebagai alternatif pengendalian gerusan lokal dan degradasi dasar di sungai.

Untuk memantapkan desain penanggulangan dengan struktur ini, maka telah dilakukan percobaan di laboratorium untuk tiga jenis blok beton terkunci guna mengetahui karakteristik dan keandalan struktur ini dalam menanggulangi masalah gerusan lokal dan degradasi dasar sungai.

PRINSIP KERJA BLOK BETON TERKUNCI

Pemasangan Blok Beton di Sungai Cibadak-Bogor (3)Blok beton terkunci memiliki prinsip kerja dapat meningkatkan stabilitas terhadap gaya seret bergantung kepada arah lengan momen guling yang mana blok beton tersebut dapat berguling. Keadaan saling terkait blok beton terkunci mampu menahan gaya seret sebesar 5 – 7 kali lebih besar dibandingkan jika blok beton tersebut berdiri sendiri. Kaki-kaki blok beton sangat baik untuk meredam energi aliran dan meningkatkan daya tahan terhadap geser dan guling. Namun demikian jika di daerah hulu atau udik terdapat aktivitas manusia, misalkan daerah perkotaan, kaki-kaki tersebut dapat mengakibatkan sampah-sampah yang terbawa aliran air terkait sehingga secara estetika kurang baik.

Jenis Blok Beton Terkunci

Jenis atau bentuk blok beton terkunci yang digunakan dan dikembangkan adalah sebagai berikut:

1)    Blok beton balok-kaki enam yang diterapkan pada pemecahan masalah–masalah :

a)    Gerusan lokal dan degradasi dasar sungai Cipamingkis di Cibarusah.

b)   Pengendalian perubahan morfologi sungai Ciliwung di Kebun Raya Bogor.

c)    Pengendalian gerusan tebing sungai Brantas di hilir Bendung Karet Jatimlerek.

2)    Blok beton kubus–kaki enam yang diterapkan untuk memecahkan masalah :

a)    Penanggulangan darurat dan permanen gerusan lokal di hilir Bendung Karet Jatimlerek.

b)   Penanggulangan darurat kerusakan bangunan pengendali dasar sungai Ciujung di hilir bendung gerak Pamarayan.

3)    Blok beton balok-kaki delapan yang direncanakan untuk :

a)    Perkuatan ujung krib pelindung gerusan tebing sungai Cikaengan.

b)   Bottom panel pelindung gerusan tembok pangkal jembatan Sempaga.

c)    Perkuatan ujung krib pengendalian perubahan morfologi sungai dan pelindung gerusan tembok pangkal jembatan Cibuni.

Penerapan Blok Beton Terkunci di Lapangan

Dalam menghadapi masalah keterbatasan waktu pelaksanaan, kecenderungan morfologi sungai yang selalu berubah dan data lapangan yang terbatas diperlukan suatu teknologi tepat guna yang dapat memecahkan masalah yang timbul akibat keterbatasan tersebut. Untuk itu, dalam penanggulangan masalah gerusan lokal dan degradasi dasar sungai diterapkan konsep penanggulangan menggunakan blok beton berkaki.

Untuk memenuhi kriteria struktur blok beton berkaki yang telah ditetapkan, maka struktur ini dirancang dengan membuat cetakan-cetakannya terlebih dahulu. Adapun cetakan untuk pembuatan blok beton ini dibagi menjadi dua bagian yang terpisah. Blok beton dicetak di tempat dan setelah kering kemudian di pasang dan di susun sesuai gambar desain dengan menggunakan alat pengangkut mekanik “crane”.

Pada perhitungan kekuatan strukturnya, blok beton berkaki di desain dengan mutu beton K-170 (fc = 17 Mpa) dengan besi baja tulangan U-24  (fy = 240 Mpa). Dengan mutu yang demikian, struktur tersebut di desain agar cukup kuat dan tidak patah saat pemasangan di lapangan.

Blok Beton Tipe Balok-Kaki Enam1)           Blok Beton Balok-Kaki Enam

Keandalan dari blok beton balok-kaki enam tersusun sebagai alternatif bangunan pengendali degradasi dasar sungai telah di uji coba di laboratorium dengan model fisik dan hasilnya dapat langsung diterapkan di lapangan. Bentuk balok–kaki enam ini relatif stabil karena lengan momen terhadap titik guling cukup panjang.

Berkaitan dengan masalah keterbatasan di lapangan, desain blok beton balok-kaki enam ini telah diterapkan dalam menanggulangi masalah-masalah:

a)    pengendalian degradasi dasar sungai Cipamingkis di Cibarusah;

b)   pengendalian perubahan morfologi sungai Ciliwung di Kebun Raya Bogor.

Berdasarkan hasil uji model fisik di laboratorium, bangunan pengendali dasar di sungai Cipamingkis yang tersusun dari blok beton balok-kaki enam masih tetap stabil walau debit sungai mencapai, Q = 900 m3/det dengan kecepatan rata-rata aliran, v = 3,9 m/det.

Hasil pengamatan di lapangan pasca penerapan menunjukan bahwa bangunan ini cukup efektif dan stabil dalam mengendalikan perubahan dasar sungai. Masalah yang timbul lebih pada nilai estetika yang kurang baik, di mana sampah yang terbawa aliran seringkali tersangkut di kaki blok beton tersebut.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan guna menjaga kestabilan dalam penerapan blok beton balok-kaki enam di lapangan:

a)    Dimensi blok beton yang dihasilkan harus presisi, karena hasil cetakan yang kurang baik dapat mempengaruhi kekuatan dan kestabilan struktur.

b)   Sebelum pemasangan blok beton dilakukan, lantai kerja harus benar-benar rata. Hal ini penting sekali dalam menjaga agar penyusunan blok beton terutama untuk lapisan kedua dan seterusnya tetap rata dan tidak miring.

c)    Desain kaitan antar struktur perlu diperbaharui kembali agar bangunan dapat menyesuaikan diri dengan perubahan morfologi sungai tanpa harus kehilangan kestabilan dan kekuatan struktur.

d)    Untuk kemudahan pelaksanaan waktu pemasangan sebaiknya dipilih pada musim kering dimana muka air dan kecepatan aliran sungai relatif rendah.

e)    Meskipun kinerja struktur blok beton berkaki dalam menanggulangi masalah gerusan lokal menurut hasil model cukup baik, namun demikian untuk menilai kinerja struktur ini di lapangan perlu pemantauan lebih lanjut.

Dibandingkan dengan 2 bentuk yang lain, jenis blok beton balok-kaki enam mempunyai keunggulan sebagai berikut:

a)    Dapat terkait dalam arah samping, searah aliran dan arah vertikal. Karakteristik ini sangat diperlukan untuk menyusun bangunan pengendali dasar sungai.

b)   Karena lengan momen terhadap titik guling cukup panjang, maka bentuk balok–kaki enam ini paling stabil.

Namun demikian di samping kelebihan tersebut, jenis blok beton balok-kaki enam mempunyai kelemahan sebagai berikut:

a)    Agar blok beton saling terkait dengan baik, maka blok–blok beton tersebut perlu disusun secara cermat dan rapi. Hal ini hanya dapat dilakukan pada kondisi debit aliran sungai rendah.

b)   Jika tidak tersusun dengan baik, blok beton cenderung terputar arah horisontal hingga titik guling berada pada sumbu pendek dan menjadi mudah berguling.

2)           Blok Beton Kubus-Kaki Enam

Karakter lengan momen guling blok beton kubus-kaki enam relatif sama panjang pada semua kemungkinan titik guling menjadikan blok beton tipe ini sangat cocok untuk dijadikan sebagai pelindung gerusan lokal di hilir bangunan.

Susunan struktur blok beton kubus-kaki enam telah dicoba di laboratorium dan diterapkan di lapangan dalam menanggulangi masalah:

a)    Penanggulangan darurat dan permanen gerusan lokal di hilir Bendung Karet Jatimlerek.

b)   Penanggulangan darurat kerusakan bangunan pengendali dasar sungai Ciujung di hilir bendung gerak Pamarayan.

Kinerja dari struktur beton berkaki sebagai pelindung gerusan lokal di hilir Bendung Karet Jatimlerek telah dicoba dengan uji model fisik 2 dimensi di laboratorium dengan kondisi sebagai berikut:

a)    Debit yang dialirkan mulai dari Q = 150 m3/det hingga Q = 1500 m3/det.

b)   Blok beton disusun secara acak di atas lapisan boulder, hal ini dilakukan untuk kemudahan pada saat pelaksanaan pemasangan.

c)    Lapisan geotekstil diberikan di antara pelapisan boulder dan blok beton berkaki.

Kinerja dari blok beton bendung karet Jatimlerek berdasar uji model fisik adalah seperti berikut:

a)    Pada kondisi muka air hilir normal, proteksi dari blok beton dan boulder relatif stabil, baik dari debit terkecil hingga debit terbesar. Pada kondisi ini tidak ada pergerakan dari blok beton maupun boulder.

b)   Kondisi blok beton dan boulder tetap stabil meskipun muka air hilir telah diturunkan 2 meter dari kondisi normal (diasumsikan telah terjadi degradasi sebesar 2 meter).

Berdasarkan peninjauan lapangan, dalam penerapan konsep desain penanggulangan ditemukan beberapa hambatan yaitu:

a)    Sulit untuk menyusun blok beton ini di lapangan sesuai dengan yang telah dikonsepkan dalam uji model fisik 2 dimensi.

b)   Debit air pada saat pemasangan blok beton di lapangan sedang besar sehingga sulit untuk mengetahui penyusunan dan letak blok beton.

c)    Namun demikian dari hasil pengamatan terhadap kemungkinan perubahan turap besi penguat apron dan kondisi gerusan lokal di hilir peredam energi, dapat disimpulkan bahwa blok beton dapat bekerja dengan baik. Lengan momen guling kubus–kaki enam relatif sama panjang pada semua kemungkinan titik guling. Kondisi ini memberikan karakteristik sebagai berikut :

a)    Stabilitas guling blok kubus-kaki enam relatif lebih rendah jika dibandingkan dengan blok balok–kaki enam yang tersusun dengan baik.

b)   Namun demikian blok kubus–kaki enam dapat dijatuhkan secara acak dan terkait dengan baik. Karakteristik ini merupakan keunggulan blok kubus–kaki enam untuk diterapkan dalam kondisi kedalaman aliran yang besar untuk menunjang penanggulangan darurat.

c)    Bentuk kubus–kaki enam lebih kompak, sehingga lebih kuat / tidak mudah patah jika disusun secara acak dengan jalan dijatuhkan dengan batuan alat pengangkut mekanik (crane).

3)           Blok Beton Balok-Kaki Delapan

Kemiripan karakteristik dan dimensi dengan blok beton balok-kaki enam menyebabkan blok beton balok-kaki delapan juga memiliki kestabilan yang relatif sama. Blok beton ini sangat cocok jika digunakan sebagai pelindung kaki (bottom panel ) pelindung gerusan di kaki sebuah struktur atau sebagai krib pelindung gerusan tebing sungai karena stabilitas guling ke arah lengan momen guling terpendek. Namun demikian blok beton balok–kaki delapan mempunyai kelemahan dalam segi kekuatan pada ikatan antar blok beton jika harus disusun untuk membentuk sebuah bangunan pengendali dasar sungai.

Meski telah direncanakan untuk diterapkan dalam menanggulangi masalah di jembatan Cikaengan, namun demikian struktur ini belum dapat diterapkan di lapangan. Desain ini tidak dapat diterapkan di lapangan secara menyeluruh karena jumlah blok beton yang akan dipasang relatif sedikit dan untuk memasang blok beton ini diperlukan alat angkat yang masih sulit untuk didatangkan ke lokasi. Kondisi ini membuat biaya pembuatan besi cetakan dan biaya sewa alat angkat (crane) menjadi relatif mahal dan tidak ekonomis karena blok beton yang harus diangkat dan dipasang jumlahnya sedikit.

Secara umum karakteristik bentuk blok beton balok–kaki delapan mirip dengan karakteristik bentuk blok beton balok–kaki enam. Namun demikian blok beton balok–kaki delapan mempunyai keunggulan dan kelemahan sebagai berikut :

a)    Jika digunakan sebagai “bottom panel” pelindung gerusan di kaki sebuah struktur atau sebagai krib pelindung gerusan tebing sungai, bentuk ini mempunyai keunggulan dalam hal stabilitas guling ke arah lengan momen guling terpendek.

b)   Namun demikian blok beton balok–kaki delapan mempunyai kelemahan dalam segi kekuatan kait jika harus disusun untuk membentuk sebuah bangunan pengendali dasar sungai.

Pemasangan Blok Beton di Sungai Cibadak-Bogor (1)KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN BLOK BETON TERKUNCI

  1. Dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang modular.
  2. Komponen dapat dicetak secara fabrikasi atau “insitu”.
  3. Berat komponen “relatif ringan” tetapi dapat saling mengait dalam arah vertikal, horizontal dan arah memanjang aliran.
  4. Kaitan antar komponen cukup lentur tetapi tidak mudah lepas agar bangunan dapat menyesuaikan diri dengan perubahan morfologi sungai.
  5. Tahan terhadap abrasi dan benturan batu oleh aliran sungai yang membawa pasir kerakal dan batuan.
  6. Lantai kerja untuk memasang blok beton harus rata untuk memudahkan pemasangan dan biasanya kendala dalam pemasangan ini adalah susahnya membuat lantai kerja yang rata.

Biaya Investasi, Operasi dan Pemeliharaan Blok Beton Terkunci

Perkiraan biaya investasi blok beton terkunci untuk pengamanan gerusan lokal berdasarkan harga tahun 2005 adalah sebesar Rp. 2.750.000,00 – Rp. 5.500.000,00. Biaya investasi adalah untuk biaya pembuatan cetakan blok beton terkunci yang berkisar sekitar Rp. 2.000.000,00 – Rp. 4.000.000,00 (tergantung jenis blok beton terkunci) dan biaya pembuatan blok beton terkunci tersebut yang berkisar antara Rp. 750.000,00 – Rp. 1.500.000,00 per buahnya.