Perilaku Sistem Cakar Ayam Modifikasi Pada Tanah Ekspansif

BAMBANG SETIAWAN, Prof. Dr. Ir. Hary Christady Hardiyatmo, M.Eng., D.E.A.

2015 | Disertasi | S3 Ilmu Teknik Sipil

Sistem Cakar Ayam Modifikasi (CAM) merupakan pengembangan dari Sistem Cakar Ayam, yang telah ditemukan oleh Sedyatmo pada tahun 1961. Sistem ini mengalami perubahan bentuk, yaitu pelat dengan pipa beton cakar diganti dengan pipa baja galvanis dan beton yang lebih ringan. Perubahan lain adalah dengan menggunakan analisis numeris dengan Metode Elemen Hingga. Sistem ini digunakan untuk detour di Tol Sediyatmo, dan padatahun 2005 menjadi trial road di Pantura (Pamanukan-Indramayu). Sistem CAM ini telah diuji coba dalam skala penuh di lapangan untuk jalan Tol Waru, sidoarjo, Surabaya, jalan Tol Seksi IV di Makasar. Khusus pada tanah ekspansif telah dilakukan di Bojonegoro, Jawa Timur. Sistem CAM ini diharapkan dapat mengatasi permasalahan perkerasan jalan pada tanah ekspansif, dengan meninjau perilaku model Sistem CAM, kemampuan, pembebanan dan perilaku saat tanah ekspansif mengembang. Penelitian ini membahas perilaku model Sistem CAM pada tanah dasar ekspansif dengan model skala kecil laboratorium, skala kecil lapangan dan skala penuh. Model skala kecil laboratoriumterbuat dari pelatbaja ukuran 0,3 m x 0,7 m, tebal pelat 0,8 mm, dengan cakar berdiameter 6 cm tinggi 10 cm. Kotak uji ukuran 1,2 m x 1,2 m x 1,2m dengan tanah ekspansif sebagai media tertanamnya cakar. Model skala kecil di lapangan berupa kolam uji ukuran 2,0 m x 2,0 m x 0,8 m, dengan model pelat beton ukuran 0,96 m x 1,44 m x 0,03 m(tanpa dan dengan 6 cakar), dan pelat beton 9 cakar ukuran 1,5 m x 1,5 m x 0,05 m. Modelskala penuh Sistem CAM di lapangan, ukuran 6,0 m x 6,0 m, tebal beton bertulang 0,15 m, dengan 9 pipa cakar terbuat dari plat baja. Model ini terletak pada tanah ekspansif dalam kolam uji berdimensi 7,5 m x 6,0 m x 3,0 m.Pengamatan yang dilakukan berupa tekanan pengembangan dandisplacement pelat pada kondisi tanah dasar mengembang (saat pembasahan).Pembebanan dilakukan pada saat sebelum dan sesudah pembasahan tanah dasar. Pembebanan dilakukan secara repetitif dan monotonik, sedangkan posisi titik uji mewakili di tengah, ujung, tepi pelat dan di antara cakar.Analisis hitungan yang digunakan dengan Metode Elemen Hingga program SAP 2000.v.11 sebagai verifikasi terhadap hasil pengamatan. Tanah Ngawi memiliki potensi kembang yang tinggi yaitu sekitar 15 %, dan nilai Plascicity Index (PI) sebesar 48,39 %.Sistem CAM memberikan kontribusi yang baik, yaitupelat dengan cakar mampu mereduksi perpindahan vertikal akibat pengembangan tanah dasar, dan mereduksi lendutan. Lendutan yang terjadi pada model skala penuh saat pembebanan 100 kN repetitif sebelum pembasahan sebesar 0,576 mm hingga 2,104 mm, dan setelah pembasahan adalah 1,445 mm hingga 4,209 mm.Lendutan saat pembebanan monotonik setelah pembasahan sebesar 1,530 mm hingga 4,423 mm.Hasil pengamatan diverifikasi dengan analisis Metode Elemen Hingga (MEH). Selisih beda saat sebelum pembasahan berkisar -35 % hingga 9 %, sedangkan pada saat setelah pembasahan, berkisar -58 % hingga -21 %. Besarnya momen (M11, M22 dan Mmaks) model pelat Sistem CAM 9 cakar kurang dari nilai momen nominalnya (Mn), yaitu -43 % hingga -26 % saat sebelum pembasahan dan -27 % hingga 14 % setelah pembasahan.Zona pengaruh lendutan berkisar 3 hingga 4 kali diamater cakar dari titik pembebanan, dan disimpulkan bahwa Sistem CAM ini dapat digunakan sebagai alternatif solusi untuk mengatasi permasalahan badan jalan pada tanah ekspansif.

Cakar AyamSystemModification(CAM) was a developmentofCakar AyamSystem, whichhas been foundbySedyatmoin 1961.The system was changingshape, namelya cakarplatewithconcrete pipesreplaced withgalvanized steelpipeandconcretelighter. Another change was to usenumerical analysiswithFinite Element Method. This system was usedtodetouratTollSediyatmo, andin 2005becamea trialroadinPantura(Pamanukan-Indramayu). CAMsystemhas beentestedin full scalein the field toWaru-Surabaya toll road, tollroadSectionIVin Makassar. Specificallyonexpansive soilhas beencarried outinBojonegoro, East Java. CAMsystem was expected tosolve the problemsof pavementonexpansive soil, by reviewingthe behavior ofthe modelCAMsystems, the capability, impositionandbehavior whileexpansive soilexpands. This study discusses the behavior of the model CAM system on the basis of expansive soil with a small-scale model of a laboratory, small-scale and full-scale field. Small scale laboratory models made of steel plate size of 0.3 mx 0.7 m, 0.8 mm thick plate, with a diameter of 6 cm cakar height of 10 cm. Test box size of 1.2 mx 1.2 mx 1.2 m with expansive soil as embedded media cakars. Small-scale model of a pond in a field test of a size of 2.0 mx 2.0 mx 0.8 m, with a model of a concrete slab the size of 0.96 mx 1.44 mx 0.03 m (without and with 6 cakars), and the concrete slab 9 cakar size of 1.5 mx 1.5 mx 0.05 m. A full-scale model of CAM system in the field, the size of 6.0 mx 6.0 m, 0.15 m thick reinforced concrete, with 9 pipes cakars made of steel plate. This model was situated on expansive soil in the test pool dimensions of 6.0 mx 7.5 mx 3.0 m. The observations made in the form of development and displacement pressure plate on the base expands soil conditions (when wetting). Imposition performed at the time before and after wetting subgrade. Imposition performed repetitive and monotonic, while the position of the test point represent in the middle, end, the edge of the plate and between the cakars. Analysis of the count were used by the Finite Element Method 2000.v.11 SAP program as verification of the observations. Ngawi soil has a high development potential of around 15%, and the value Plascicity Index (PI) of 48,39 %. CAM systems provide a good contribution, namely plate with cakars capable of reducing the vertical displacement due to development of land, and reduce deflection. Deflection occured when the full-scale model of 100 kN repetitive loading prior to wetting of 0.576 mm to 2.104 mm, and after wetting was 1.445 mm to 4.209 mm. Deflection current monotonic loading after wetting of 1.530 mm to 4.423 mm. The observation was verified by the analysis of the Finite Element Method (FEM). Difference in different time before wetting the range -35% to 9%, whereas at the time after wetting, ranging from -58% to -21%. The values of the moment (M11, M22 and Mmaks) models CAM System 9 cakar plate was less than the value of the nominal torque (Mn), between -43% to -26% before wetting and -27% to 14% after wetting. Deflection influence zone ranging from 3 to 4 times the diameter of the cakars of the point of loading, and concluded that the CAM system could be used as an alternative solution to overcome the problems of the road on expansive soil.

Kata Kunci : tanah ekspansif, Sistem CAM, lendutan, momen.