Kuliah Lapangan Mahasiswa Teknik Sipil'14 tahun 2016

Teknologi Bahan dan Pengendalian Mutu : Beton Pracetak

Nama Saya adalah Oktabriyan Syah yang merupakan mahasiswa jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung. Saya dan satu angkatan mahasiswa teknik sipil 2014 mendapatkan kesempatan untuk mengunjungi PT. Wika Beton dan Wika Kobe Karawang dalam rangkaian acara kuliah lapangan.

Berikut Informasi umum dari kulap yang telah dilakukan:

Penjelasan k3 dan Peraturan tamu

-Gunakan alat keselamatan

-Berjalan di area garis kuning

-Dilarang mengabadikan gambar (proses) kalo produk jadi gak apa2

-Dilarang merokok di area plant

-Dilarang bertanya langsung kpd operator

-Tidak boleh masuk area terlarang

-Jika terjadi huru hara gempa sirine akan berbunyi

-ketentuan berlaku di semua pabrik wika

Penjelasan tentang Wika Beton

Terdapat 9 pabrik di Indonesia dengan Kapasitas pabrik karawang 240.000 ton/tahun. Lokasi di kawasan surya cipta dengan Luas pabrik karawang 10.4 ha. Terdiri dari 4 plant produksi, 2 batching plant, workshop tulangan.

a)      Plant 1 (8 cetakan): sedang produksi box girder untuk proyek mrt (mrt 101,102,103)

contoh box girder: Jalan layang non toll jakarta, jalan layang khusus busway, bogor outer ring road

b)      Plant 2 = sedang produksi box girder semanggi, dan MRT.

c)      Plant 3 = produksi standar wika beton, retaining wall, tiang pancang kotak pondasi, jembatan pre tension-post tension

d)      Plant 4: tiang pancang bulat diameter 30-60cm panjang max 20m, produk yg sudah dikerjakan mirip tunnel mrt diameter 4m untuk proyek kali ciliwung di Jakarta, gedung precast pertamina di cilacap (pipe rack).

Penjelasan Wika Kobe

Merupakan Perusahaan gabungan komponen beton jaya (mitsubishi) dan wika dengan luas pabrik: 3.3 ha. Khusus untuk membuat tunnel segment dan box girder MRT. Pembagian tugas dengan wika beton 51% dan wika kobe 49%.

Beton dikirim saat kekuatan 100% biasanya saat 14 hari. Pengangkutan dilakukan per segmen. Pada Wika kobe, tulangan utama diameter 13, tulangan yg lain diameter 10. Ada 6 segmen a1-3, b1-2, k. Terdapat quality control sehingga sesuai dengan gambar kerja, setiap cetakan dan proses pengecoran ada check list. Pra cetak biasa dengan tulangan standar, tidak menggunakan uji. Setelah di cor butuh 12 jam untuk dibuka. Ada 5 cetakan m1-5. Jadi ada 30 cetakan untuk segmen MRT. Ada 230 segmen 3 tipe cetakan: Tipe s, Tipe tl (tempered left), Tipe tr (tempered right)

Ada dinding pembatas /parapet buat elevated box. Wika kobe merupakan pabrik pertama precast tunnel di Indonesia. Curing selama 7 hari, 1 ring 6 segmen, 5 besar 1 kecil. Sekali pengiriman 2 ring. Pemasangannya pake baut di lapangan. Sambungan baut ada bolongan diujung untuk bisa dimasukin baut cowok. Cetakkan bisa dipake berkali2, harus dibersihin dulu.

Memang sengaja terdapat gap antar segmen, nanti pas dipasang di kasih seal. Buat rel bakal dicor lagi supaya rata. Pengecekan mutu pake sampel silinder, atau hammer test. Pembagian segmen tergantung desain. Liat ke lapangan, tentukan piernya, lalu pembuatan segmen. Dalam satu span, ada pier segmen bentuknya lebih tebal menahan gaya stressing. Vibrasi ada eksternal ada 3 dan internal ada 12 biasanya nempel di luar cetakan. Terdapat pengaturan elevasi dalam proses pencetakan beton. Biasanya desainer sudah merancang dimensi. Setelah disetujui konsultan dan owner, lalu dibuat cetakannya.

I.                   SISTEM PRACETAK BETON

Pada pembangunan struktur dengan bahan beton dikenal 3 (tiga) metode pembangunan yang umum dilakukan, yaitu system konvensional, system formwork dan system pracetak.

Sistem konversional adalah metode yang menggunakan bahan tradisional kayu dan triplek sebagai formwork dan perancah, serta pengecoran beton di tempat. Sistem formwork sudah melangkah lebih maju dari system konversional dengan digunakannya system formwork dan perancah dari bahan metal. Sistem formwork yang telah masuk di Indonesia, antara lain System Outinord dan Mivan. Sistem Outinord menggunakan bahan baja sedangkan Sistem Mivan menggunakan bahan alumunium.

Pada system pracetak, seluruh komponen bangunan dapat difabrikasi lalu dipasang di lapangan. Proses pembuatan komponen dapat dilakukan dengan kontol kualitas yang baik.

II.                PENGERTIAN BETON PRACETAK/PRECAST CONCRETE

Precast Concrete/Beton pracetak adalah suatu metode percetakan komponen secara mekanisasi dalam pabrik atau workshop dengan memberi waktu pengerasan dan mendapatkan kekuatan sebelum dipasang. Beton pracetak dibuat di dalam pabrik sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan atau disesuaikan dengan aplikasi kerja sehingga bisa menghemat biaya dan efisien waktu. Setelah pembuatan beton tersebut selesai, beton selanjutnya akan di angkut ke lokasi proyek pembangunan untuk dilakukan pemasangan.

Precast Concrete atau Beton pra-cetak menunjukkan bahwa komponen struktur beton tersebut : tidak dicetak atau dicor ditempat komponen tersebut akan dipasang. Biasanya ditempat lain, dimana proses pengecoran dan curing-nya dapat dilakukan dengan baik dan mudah. Jadi komponen beton pra-cetak dipasang sebagai komponen jadi, tinggal disambung dengan bagian struktur lainnya menjadi struktur utuh yang terintegrasi.

Karena proses pengecorannya di tempat khusus (bengkel frabrikasi), maka mutunya dapat terjaga dengan baik. Tetapi agar dapat menghasilkan keuntungan, maka beton pra-cetak hanya akan diproduksi jika jumlah bentuk typical-nya mencapai angka minimum tertentu, sehingga tercapai break-event-point-nya. Bentuk typical yang dimaksud adalah bentuk-bentuk yang repetitif, dalam jumlah besar.

Berdasarkan surat keputusan SNI T-15-1991-03, pengertian beton pracetak ialah komponen beton yang dicor di tempat yang bukan merupakan posisi akhir dalam suatu struktur. Pada umumnya, beton pracetak mempunyai kekuatan yang berkisar antara 4.000-6.000 psi atau bahkan lebih.

Keunggulan Menggunakan Precast Beton:

·         Memudahkan pekerjaan struktur maupun finishing

·         Menghemat biaya/anggaran pekerjaan bangunan sampai dengan 30 % di banding dengan cara konvensional / manual karena tidak ada pekerjaan ulang

·         Beton precast sebelum bangunan didirikan sudah bisa dilihat bentuk atau designnya.

·         Kualitas terkontrol dengan baik karena bentuk dan ukuran sudah pasti, lebih ringan dan rapi

·         Menghemat penggunaan bekisting karena dengan Precast beton tidak perlu memakai begisting lagi

·         Bisa di bentuk sesuai desain yang diinginkan

·         Tercapainya efisiensi waktu

Namun, ada 5 masalah utama dalam pengembangan system pracetak seperti sebagai berikut :

1.      Kerjasama dengan perencana di bidang lain yang terkait, terutama dengan pihak arsitektur dan mekanikal/elektrikal/plumbing.

2.      Sistem ini relative baru

3.      Kurang tersosialisasikan jenisnya, produk dan kemampuan system pracetak yang telah ada.

4.      Keandalan sambungan antar komponen untuk system pracetak terhadap beban gempa yang selalu menjadi kenyataan.

5.      Belum adanya pedoman perencanaan khusus mengenai tata cara analisis, perencanaan serta tingkat kendala khusus untuk system pracetak yang dapat dijadikan pedoman bagi pelaku konstruksi.

III.             PEMBUATAN/PRODUKSI BETON PRACETAK

Proses produksi/pabrikasi beton pracetak dapat dibagi menjadi tiga tahapan berurutan yaitu :

1.      Tahap Design

2.      Tahap Produksi

3.      Tahap Pascaproduksi

Berikut adalah penjelasan dari masing – masing tahap produksi beton pracetak.

1.      Tahap Design

Proses perencanaan suatu produk secara umum merupakan kombinasi dari ketajaman melihat peluang, kemampuan teknis, kemampuan pemasaran. Persyaratan utama adalah struktur harus memenuhi syarat kekuatan, kekakuan dan kestabilan pada masa layannya.

Di wika beton pembagian segmen tergantung pada desain yang telah di tentukan, dengan melihat ke lapangan, lalu tentukan piernya, kemudian pembuatan segmen. Dalam satu span, ada pier segmen bentuknya lebih tebal menahan gaya stressing. Pemberian vibrasi dalam mendesain ada eksternal sebanyak 3 dan internal ada 12 biasanya menempel di luar cetakan. Terdapat pengaturan elevasi dalam proses pencetakan beton. Beton di curing menggunakan curing compound. Biasanya desainer sudah merancang dimensi. Setelah disetujui konsultan dan owner, lalu dibuat cetakannya.

Alasan bentuk segmen box girder di desain bolong:

·         Kalo pejal berat

·         Banyak selongsong, susah dipasang kalo pejal

·         Biar beton ringan walaupun dikenakan gaya stressing

·         Biar perawatan, orang bisa masuk

·         Beton post tension, ditariknya di lapangan

2.      Tahap Produksi

Beberapa item pekerjaan yang harus dimonitor pada tahap produksi :

a. Kelengkapan dari perintah kerja dan gambar produk

b. Mutu dari bahan baku

c. Mutu dari cetakan

d. Mutu atau kekuatan beton

e. Penempatan dan pemadatan beton

f. Ukuran produk

g. Posisi pemasangan

h. Perawatan beton

i. Pemindahan, penyimpanan dan transportasi produk

j. Pencatatan ( record keeping )

Tahap produksi terdiri dari :

a. Pembuatan rangka tulangan

b. Pabrikasi tulangan dan cetakan

c. Penakaran dan pencampuran beton

d. Penuangan dan pengecoran beton

e. Transportasi beton segar

f. Pemadatan beton

g. Finishing / repairing beton

h. Curing beton

Di bawah ini penjelasan singkat langkah – langkah dalam pembuatan beton pracetak pada tahap produksi :

Langkah 1 : Pembuatan Cetakan

Cetakan berfungsi untuk membentuk beton dengan spesifikasi yang sesuai perencanaan. Bahan baku untuk membuat cetakan beton yaitu papan kayu. Papan-papan kayu tersebut lantas dibentuk kotak dan ditahan menggunakan paku secukupnya. Penentuan ukuran dari cetakan harus benar-benar diperhatikan karena akan memengaruhi hasil jadi beton pracetak. Beton yang baik seyogyanya bisa dipakai lagi hingga sebanyak 50 kali.

Setelah material datang, ada quality control pada cetakan untuk pembuatan baja, untuk proyek MRT harus sangat presisi +- 2mm. Saat pembuatan cetakan diukur satu2 dengan presisi +-2mm jika lebih, maka tidak bisa dipakai. Cetakan di produksi per segmen. Menggunakan sistem short line yaitu pengecoran per segmen. Kalo 1 segmen 1 hari, 10 segmen 10 hari. Produk hasil jadi tingkat presisi +-5mm.

Besi datang masih panjang, di bending, di potong(rebar zig) presisi +-2mm. Dirancang sudah membentuk sudut terluar. Cetakan untuk perakitan. Setelah selesai diangkat ke troli, lalu masuk ke plant, diangkat, lalu masuk ke cetakkan. Cetakkan sedang dioles dengan minyak cetak agar tidak lengket 1 span ada 12 segmen lalu dicetak.

Langkah 2 : Pembuatan Adukan Beton

Secara prinsip, pembuatan adukan beton dilakukan dengan mencampurkan bahan pengisi dan bahan pengikat menjadi satu. Bahan-bahan yang dimaksud antara lain pasir, kerikil, semen, dan air dengan perbandingan komposisi sesuai kualitas yang diharapkan. Untuk mengubah sifat alami dari beton, Anda bisa menambahkan zat aditif tertentu ke dalam adukan tersebut.

Langkah 3 : Penuangan Adukan Beton

Adukan beton yang sudah terbentuk kemudian dituangkan ke dalam cetakan. Pastikan dalam penuangannya, adukan ini disebarkan secara merata dan memenuhi setiap bagian cetakan. Penuangan adukan yang salah akan menyebabkan mutu beton menurun. Bahkan kekuatan beton pun dapat berkurang drastis apabila penampangnya tidak tercetak sempurna. Adukan beton sebaiknya dituangkan setengahnya dahulu, kemudian dilakukan pemasangan tulangan baja di tengah cetakan, dan diteruskan lagi dengan penuangan adukan sampai penuh.

Langkah 4 : Pemasangan Tulangan Baja

Kebanyakan beton pracetak dipakai untuk menahan beban dari bangunan. Tidak hanya pelat lantai, beton ini juga kerap digunakan sebagai pembentuk struktur balok dan kolom bangunan. Oleh karena itu, beton harus mampu menahan gaya beban dan gaya tarik dengan baik. Solusinya Anda bisa memasang beberapa tulangan baja ke dalam adukan beton di dalam cetakan tadi sehingga nantinya akan terbentuk beton bertulang. Pemasangan tulangan dilakukan ketika kondisi adukan masih basah.

Langkah 5 : Pengeringan Beton (curing)

Adukan beton sebaiknya dikeringkan secara alami dengan cara mengangin-anginkannya. Penjemuran adukan beton di bawah terik sinar matahari langsung justru dapat mengakibatkan beton mengalami keretakan sehingga tak layak pakai. Selama proses pengeringan berlangsung, beton juga perlu disiram dengan air secara berkala untuk menghindari beton mengering secara mendadak. Perawatan terhadap beton dilakukan sampai berumur 7 hari, sedangkan beton akan mengering sempurna dan boleh digunakan setelah usianya mencapai 30 hari. Pada elemen-elemen beton yang besar steam curing diberikan kedalam beton dengan cara diselubungi Suhu 60-70⁰C selama 2-3 jam. Beton di curing menggunakan curing compound.

3.      Tahap Pascaproduksi

Terdiri dari tahap penanganan ( handling ), penyimpanan ( storage ), penumpukan ( stacking ), pengiriman ( transport ) dan tahap pemasangan di lapangan ( site erection )

Handling→Pasca umur beton memenuhi, unit beton pracetak dipindahkan ke storage/gudang, disusun secara vertikal dan diberi bantalan antar unit pracetak

Transportasi dan alat angkut (pengiriman ke lapangan) → Transportasi unit pracetak.

Transportasi adalah pengangkatan elemen pracetak dari pabrik ke lokasi pemasangan. Sistem transportasi berpengaruh terhadap waktu, efisiensi konstruksi dan biaya transport.

Yang perlu diperhatikan dalam system transportasi adalah :

• Spesifikasi alat transport → lebar, tinggi, beban maks, dimensi elemen
• Ronte transport → jarak, lebar jalan, kepadatan lalu lintas, ruang bebas bawah jembatan
• Perijinan dari instansi yang berwenang.

Alat angkat yaitu memindahkan elemen dari tempat penumpukan ke posisi penyambungan ( perakitan ).

Peralatan angkat untuk memasang beton pracetak dapat dikategorikan sebagai berikut :

1. Keran mobile

2. Keran teleskopis

3. keran menara

4. Keran portal

 Pemilihan alat angkut dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

• Macam komponennya : linier atau plat
• Ketinggian alat angkat : berhubungan dengan ketinggian bangunan yang akan dibangun
• Berat komponen : berdasarkan beban maksimum
• Kondisi local : pencapaian lokasi dan topografi

Pengangkutan elemen pracetak yang akan dipasang minimal harus mempertimbangkan sebagai berikut :

1. Berapa lama waktu yang diperlukan untuk mencapai lokasi.
2. Jadwal pemasangan elemen pracetak sesuai jadwal rencana.
3. Alternatif jalan lain yang dilewati seandainya ada satu jalan terjadi hambatan.
4. Daya tampung lokasi proyek dalam menerima pengiriman elemen pracetak.
5. Kemampuan crane dalam mengangkat elemen pracetak.

Install /erection (pelaksanaan konstruksi) → memasang unit pracetak pada struktur,memasang joint (cast-in-site)  

Metode dan jenis pelaksanaan konstruksi precast diantaranya adalah :

a) Dirakit per elemen

b) Lift – Slab system

Adalah pengikatan elemen lantai ke kolom dengan menggunakan dongkrak hidrolis.

Prinsip konstruksinya sebagai berikut :

• Lantai menggunakan plat-plat beton bertulang yang dicor pada lantai bawah
• Kolom merupakan penyalur beban vertical dapat sebagai elemen pracetak atau cor di tempat.
• Setelah lantai cukup kuat dapat diangkat satu persatu dengan dongkrak hidrolis.

c) Slip – Form System

Pada system ini beton dituangkan diatas cetakan baja yang dapat bergerak memanjat ke atas mengikuti penambahan ketinggian dinding yang bersangkutan.

d) Push – Up / Jack – Block System

Pada system ini lantai teratas atap di cor terlebih dalu kemudian diangkat ke atas dengan hidranlic – jack yang dipasang di bawah elemen pendukung vertical.

e) Box System

Konstruksi menggunakan dimensional berupa modul-modul kubus beton.

Dalam pemasangan elemen pracetak ke lokasi posisi terakhirnya,beberapa hal yang harus diperhatikan adalah :

1.      Site Plan

2.      Peralatan

3.      Siklus Pemasangan

4.      Tenaga Kerja

Site Plan

Site Plan yang ada maka akan dapat diperoleh hal-hal sebagai berikut :

ü  Dapat menempatkan posisi crane di lokasi proyek sehingga dapat difungsikan semaksimal dalam elemen-elemen pracetak ke posisi terakhirnya.

ü  Dapat direncanakan tempat penumpukan elemen pracetak yang memudahkan pengaturannya.

Peralatan

Dalam penggunaan elemen pracetak,menjadi pertimbangan adalah :

ü  Beberapa crane yang diperlukan dalam suatu proyek agar dapat digunakan semaksimal mungkin .

ü  Berapa radius perputaran crane.

ü  Peralatan pembantu serta jumlah kebutuhan guna mendukung siklus pemasangan elemen pracetak seperti truk,dan lain sebagainya.

Siklus Pemasangan

Secara garis besar siklus pemasangan dari elemen pracetak dapat dijabarkan sebagai berikut :

ü  Pengecoran elemen poer

ü  Pemasangan elemen balok

ü  Pemasangan elemen pelat

ü  Pengecoran over topping

IV.             PEMASANGAN BETON PRACETAK DI LAPANGAN

Pemasangan beton pracetak di lapangan dapat menggunakan ikatan antar komponen antara lain adalah sambungan, ikatan, dan simpul. Berikut adalah penjelasan masing – masing ikatan antar komponen tersebut.

1.      Sambungan

Pada umumnya sambungan – sambungan bisa dikelompokkan seperti sebagai berikut :

A.    Sambungan yang pada pemasangan harus langsung menerima beban ( biasanya beban vertical ) akibat beban sendiri dari komponen .

B.     Sambungan yang pada keadaan akhir akan harus menerima beban-beban yang selama pemasangan diterima oleh pendukung pembantu.

C.     Sambungan pada mana tidak ada persyaratan ilmu gaya tapi harus memenuhi persyaratan lain seperti : kekedapan air, kekedapan suara.

D.    Sambungan-sambungan tanpa persyaratan konstruktif dan semata-mata menyerdiakan ruang gerak untuk pemasangan .

2.      Ikatan

Cara mengikatkan atau melekatkan suatu komponen terhadap bagian komponen konstuksi yang lain secara prinsip dibedakan sebagai berikut :

Ikatan Cor ( In Situ Concrete Joint )

Penyaluran gaya dilakukan lewat beton yang dicorkan

ü  Diperlukan penunjang / pendukung pembantu selama pemasangan sampai beton cor mengeras

ü  Penyetelan berlangsung dengan bantuan adanya penunjang/pendukung pembantu. Toleransi penyusutan diserap oleh Coran Beton.

Ikatan Terapan

Cara neghubungkan komponen satu dengan yang lain secara lego (permainan balok susun anak), disebut ikatan terapan.

Dimulai dengan hubungan dengan cara perletakan, teknik ini berkembang menjadi “saling menggigit”.

ü  Proses pemasangan dimungkinkan tanpa adanya pendukung/penunjang pembantu.

ü  Penyetelan dan perataan beban bisa dilakukan pada bidang kontak dengan memakai aduk beton, neoprene, pelat baja, lempeng timah dll.

ü  Untuk menyalurkan gaya horizontal bisa dibantu baut, angker dll.

Ikatan Baja

Bahan pengikat yang dipakai : Plat baja dan Angkur. Sistem ikatan ini dapat dibedakan sebagai berikut :

ü  Menyambung dengan cara di las ( Welded Steel )

ü  Menyambung dengan Baut / Mur / Ulir ( Corbel Steel )

Catatan :

a)      Harga dari profil baja sebagai pengikat tinggi

b)      Mungkin dilaksanakan tanpa pendukung / penunjang

c)      Harus dilindungi dari : korosi, api dan bahan kimia. Dengan Mortar / In Situ concrete Joint sebagai pelindung / Finishing ikatan.

Ikatan Tegangan

Merupakan perkembangan lebih jauh dari ikatan baja dengan memasukan unsure Post Tensioning dalam system koneksi.

ü  Memerlukan penunjang / pendukung Bantu selama pemasangan

ü  Perlu tempat / ruang yang relatuf besar untuk Post Tensioning

ü  Angker – angker cukup mahal

3.      Simpul

Merupakan kunci dalam struktur yang memakai komponen pra – cetak dan merupakan tempat pertemuan antara 2 atau lebih komponen struktur

1.      Secara garis besar dapat dikelompokkan sebagai berikut :

2.      Simpul Primer → Pertemuan yang menghubungkan kolom dengan balok dan juga terhadap plat lantai. Disisni beban dari plat akan diteruskan ke pendukung-pendukung vertical.

3.      Simpul Pertemuan Kolom → Pertemuan dimana beban-beban vertical dan sesewaktu momen-momen juga disalurkan.

4.      Simpul Penyalur Sekunder-Primer ( Pelat Balok ) → Untuk menyalurkan beban vertical

5.      Simpul Pendukung sesama Plat / dengan Balok dan Kolom → Untuk menyalurkan beban horizontal dalam bentuk tegangan tekan – tarik dan geser

6.      Simpul yang Mampu Menahan Momen → Yang secara statis bisa membentuk komponen pendukung tapi oleh alasan tertentu. Misalnya transportasi dibuat terdiri dari 2 atau lebih bagian.