Bagus Masfianto - Brantas Abipraya [PDF]

Citation preview

METODE KERJA STRUKTUR CONCRETE FACE SLAB BENDUNGAN TIPE CFRD, PADA PEMBANGUNAN BENDUNGAN BENER, KABUPATEN PURWOREJO – JAWA TENGAH Disusun dalam rangka : Seminar Nasional Pembangunan Dan Pengelolaan Bendungan Tahun 2019 Sub Tema : Inovasi Perencanaan dan Kinerja Bendungan Beton



Disusun oleh : Bagus Masfianto, ST. Igusti Ngurah Anom P., ST. Perusahaan : PT Brantas Abipraya (Persero) Jl. DI Panjaitan Kav 14, Cawang Jakarta Timur



1



DAFTAR ISI Abstraksi ………………………………………………………………………………..



I.



02



Pendahuluan ……………………………………………………………………… 03 I.1 Latar Belakang ………………………………………………………………… 03 I.2 Rumusan Masalah ……………………………………………………………..



04



II. Metode Konstruksi Beton Face Slab Bendungan Bener ………………………….



06



II.1 Susunan Struktur CFRD ………………………………………………………



06



II.2 Struktur Lapisan Beton Penutup (Face Slab) ………………………………….



07



II.3. Pelaksanaan Pengecoran Face Slab …………………………………………..



09



II.3.1. Dimensi dan Layout Lokasi Pengecoran ………………………………



09



II.3.2. Volume Beton ………………………………………………………….



11



II.3.3. Flowchart Pekerjaan Face Slab ………………………………………..



12



II.3.4. Metode Pengecoran dengan Menggunakan Concrete Pump dan Mobile 13 Crane ……………………………………………………………… II.3.5. Metode Pengecoran dengan Slipforming System ……………………...



15



III.3.5.1 Pengoperasian Alat Slip Form .………………………………..



16



III.3.5.2 Pelaksanaan Pengecoran ……………………………………….



17



III.3.5.3 Cycle Time Pengecoran Face Slab …………………………….



18



III. Kesimpulan & Saran ……………………………………………………………..



19



IV. Lampiran Foto ……………………………………………………………………



20



1



Metode Konstruksi Concrete Slab pada CFRD Ponre-Ponre Dam Di Propinsi Sulawesi Selatan Oleh Bagus Masfianto, ST. Igusti Ngurah Anom P., ST.



ABSTRAKSI Struktur Tubuh Bendungan pada Bendungan Bener memiliki tipe urugan batu sebagai bagian utama kekuatannya dengan membran beton bertulang pada bagian hulunya sebagai lapisan kedap air, dimana tipe ini dikenal luas dengan istilah Bendungan tipe Urugan Batu Membran (UBM) atau Concrete Face Rock Fill Dam (CFRD). Salah satu bagian utama dan spesifik dalam pelaksanaan pembangunan bendungan tipe CFRD adalah pada pekerjaan pembetonan bagian hulu (Face Slab) dari tubuh bendungnya. Bagian Face Slab ini memiliki kemiringan V : H= 1 ,0 : 1.4 dengan ketebalan bervariasi dari 1 meter pada bagian dasar hingga 0.5 meter pada bagian puncak (yang berbatasan dengan parapet). Panjang miring face slab dari dasar ke puncak mencapai 223 meter, dan merupakan Bendungan CFRD dengan konstruksi tertinggi di Indonesia. Volume satu bagian slab dapat mencapai 1,956 m3, dimana pembetonan menggunakan beton dengan kuat tekan 250 kg/cm2 (tipe Beton K-250) dengan Slump maksimal 6 cm, dan harus dikerjakan Non Stop tanpa henti hingga seluruh bagian slab selesai, meskipun dalam kondisi hujan. Dengan semua kondisi di atas, maka pekerjaan pembetonan dilaksanakan dengan menggunakan bekisting gerak geser atau Slipform. Slipform ini dapat digerakan menggunakan 2 buah Electrikal Winch sejajar dengan arah pengecoran ke atas dan ke bawah lereng Faceslab dengan kecepatan serta kemiringan yang dapat disesuaikan dengan kondisi di lapangan. Beberapa metode pengecoran lainnya seperti penggunaan Concrete Pump dan Mobile Crane juga diaplikasikan pada pembetonan Face slab terutama pada bagian Plinth dan Starter Slab yang masih dapat dijangkau dari bagian dasar bendungan. Beberapa keuntungan pelaksanaan pengecoran dengan alat Slipform (Slipforming method) ini adalah : 1. Lokasi pengecoran dapat dilaksanakan pada posisi dengan kemiringan V : H = 1,0 : 1,4 dengan panjang sisi miring mencapai 223 meter. 2. Pelaksanaan pembetonan dapat dilaksanakan sepanjang waktu baik musim hujan maupun musim kemarau. 3. Metode ini mudah dilaksanakan, kualitas finisihing yang dapat terkontrol dan faktor keamanan pekerja yang lebih baik



2



I.



PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Bendungan Bener terletak Kabupaten Purworejo, Provinsi Jawa Tengah adalah Bendungan dengan tipe CFRD dengan tinggi mencapai 151.54 meter, Panjang puncak 553 meter dan lebar puncak 13.40 meter.. Lokasi as bendungan berada pada Sungai Bogowonto.Bendungan nantinya akan menjadi bendungan tipe CFRD tertinggi di Indonesia, dan merupakan Bendungan tipe CFRD yang kembali dibangun Pemerintah Indonesia selain Bendungan Karalloe di Kabupoaten Gowa Sulawesi Selatan, dimana terakhir kali bendungan tipe ini dibangun pada tahun 2008. Bendungan ini dibangun untuk mendukung ketahanan pangan, Supplai energi listrik terbaharukan (PLTM) dan juga untuk memenuhi kebutuhan masyarakat Terkait penyediaan air baku di Kabupaten Purworejo, Kebumen dan Kulonprogo. Berikut sekilas data teknis Bendungan Bener No. 1.



Data Teknis Hidrologi -



2.



3.



4.



Uraian



Sungai



Bogowonto



Bendungan Utama Urugan batu membrane beton (UBM) atau



-



Tipe Bendungan



-



El. Puncak Bendungan



El. 356.00 m



-



EL. Dasar Pondasi Plin



El. 204.46 m



-



Lebar Puncak



13.40 m



-



Panjang Puncak



553.30 m



-



Tinggi Bendungan



156 m (dari dasar terendah)



-



Kemiringan Hulu



1 : 1.5



-



Kemiringan Hilir



1 : 1.4



concrete face rockfill dam (CFRD)



Kapasitas dan Genangan -



Tampungan Mati



26.19 Juta m3



-



Tampungan Total



90.39 juta m3



-



Luas Genangan



181.68 ha



Bangunan Pengelak -



Tipe Terowong Pengelak



Tapal Kuda



-



Diameter Terowong Pengelak



7.00 m



-



Tinggi Cofferdam



15 m



-



Lebar Cofferdam



10 m



Tabel 1. Beberapa data Teknis Bendungan Bener



3



ARAH ALIRAN AIR



DOWN STREAM



outlet Puncak Bendungan EL. 356,00



Spillway EL. 334,50



Face Slab



INLET UP STREAM



Gambar 1. Layout Bendungan Bener



I.2. Rumusan Masalah Curah Hujan belakangan ini tidak tetap kala musim dan intensitasnya, sehingga 4



sangat mengganggu dalam pelaksanaan pengecoran terutama di face slab Bendungan. Dengan Metode Slipforming System ini pengecoran bisa dilaksanakan sepanjang waktu baik musim hujan maupun musim kemarau. Disamping itu pembetonan Face Slab dengan kemiringan sedemikian rupa dan Panjang lintasan diluar jangkauan Concrete Pump serta alat lainnya membutuhkan suatu system dan peralatan yang mudah pengaplikasiannya, aman, serta terjaganya kontinuitas & kualitas selama pengecoran Penulisan makalah ini dimaksudkan untuk memberikan gambaran bahwa metode slipforming system ini merupakan solusi untuk pengecoran bidang miring dengan jangkauan lebih dari 25 meter. II. METODE KONSTRUKSI BETON FACE SLAB BENDUNGAN BENER II.1. Susunan Struktur CFRD Susunan Struktur Bendugan tipe CFRD terbagi atas 3 bagian utama yaitu : 1. Struktur Plinth terdapat pada pondasi 2. Struktur Membran Beton (Face Slab) atau lapisan beton penutup sisi hulu 3. Struktur Dinding Parapet (Parapet Wall) terdapat pada puncak bendungan Parapet Wall



Face Slab



Plint



Gambar 1. Potongan Melintang Tubuh Bendung Struktur CRFD



Dalam makalah ini akan difokuskan pada pembahasan pekerjaan membran beton (Face Slab).



5



Plint Face Slab



Parapet Wall



Gambar 2. Struktur Bendungan CRFD pada Gambar Plan



II.2 Struktur Lapisan Beton Penutup (Face Slab) Fungsi utama dari lapisan beton penutup adalah sebagai penahan air yang ada di reservoir. Beban yang diterima lapisan ini akan diteruskan ke timbunan pada tubuh bendungan. Beton penutup di dukung penuh oleh dasar timbunan batu dan pada umumnya akibat tekanan dari air yang ada di genangan waduk, kecuali pada daerah abutment sebelah kiri dan kanan yang menerima beban terbalik sehingga akan terjadi beban tarik. Jika tubuh timbunan mengalami konsolidasi selama konstruksi bendungan, maka permukaan beton juga akan mengalami hal yang sama. Permukaan beton penutup harus dapat memikul tekanan hidrostatis dari air genangan, dan juga harus kuat jika penurunan timbunan yang terjadi (konsolidasi). Dalam hal ini permukaan beton penutup tidak boleh mengalami keretakan, kebocoran akibat beban-beban luar. Tebal lapisan beton penutup di desain sehingga dapat berfungsi dengan baik. Dalam hal ini tebal beton dapat didefinisikan sebagai (t), sedangkan tinggi air genangan sebagai (H) maka tebal beton penutup adalah; Tabel Desain Tebal Beton Penutup (Dikutip dari buku Design and Construction of CFRD, Cold Buletin) Tinggi Air Genangan (H) > 100 m 50 m – 100 m



Tebal Beton Penutup (t) 0.3 m + 0.002 H 0.3 m + 0.004 H 0.3 m 6



< 50 m



0.25 m



Untuk bendungan Bener dengan tinggi genangan H = 156 m maka tebal beton penutup adalah berkisar antara 0.5 m sampai 1 m. t. 0.5



Parapet



Face slab



t. 0.9 t. 1 m



Plinth



Starter slab Gambar 3. Potongan Melintang Face Slab dan Plinth



Akibat adanya gaya tekan dan tarik yang terjadi pada permukaan beton penutup, maka harus dibuatkan beberapa sambungan vertical (vertical joint) yang dapat dibagi atas 2 bagian yaitu: -



Vertical expansion joint: pada daerah dengan adanya gaya tarik ( pada abutment kiri kanan)



-



Vertical compression joint: pada daerah dengan adanya gaya tekan (pada tengah tengah tubuh bendungan.



7



Gambar 5. Detail jenis-jenis sambungan pada membrane beton



Akibat adanya gaya tekan dan tarik yang terjadi pada permukaan beton penutup, maka harus dibuatkan beberapa sambungan vertical (vertical joint) yang dapat dibagi atas 2 bagian yaitu:  Vertical expansion joint : pada daerah dengan adanya gaya tarik ( pada abutment kiri kanan)  Vertical compression joint: pada daerah dengan adanya gaya tekan (pada tengah tengah tubuh bendungan. Lebar antara vertical joint pada umumnya antara 12 m sampai 18 m, tergantung dari lebar dan tinggi bendungan.maka untuk bendungan ponre ponre lebar panel adalah12 m.



Gambar 6. Penulangan Face Slab



8



Untuk dapat menahan beban dari luar baik berupa gaya tarik dan gaya tekan, maka untuk beton penutup ini digunakan beton dengan karakteristik kuat tekan k=250 kg/cm2, dan untuk gaya tarik digunakan tulangan tunggal dengan diameter 22 mm dengan jarak 25 cm.



II.3. Pelaksanaan Pengecoran Face Slab Pengecoran face slab dilakukan dengan dua metode yaitu dengan menggunakan mobile crane/concrete pump truck dan dengan menggunakan slipforming system.



II.3.1. Dimensi dan Layout lokasi Pengecoran Table Face Slab Concrete Face Slab No. Id.



Lebar



FS-21



12



Panjang Miring 239.21



Jenis Sambungan Vertikal



Starter Face Slab



SFS-21



Jumlah Penempatan Beton 1



SFS-22



1



SFS-23



1



SFS-24



1



SFS-25



1



SFS-26



1



SFS-27



1



SFS-28



1



SFS-29



1



SFS-30



1



SFS-31



1



SFS-32



1



SFS-33



1



No. Id



Compression Joint FS-22



12



252.78



FS-23



12



266.34



Compression Joint



Compression Joint FS-24



12



270.96 Compression Joint



FS-25



12



270.96 Compression Joint



FS-26



12



270.96



FS-27



12



270.96



Compression Joint



Compression Joint FS-28



12



270.96 Compression Joint



FS-29



12



249.27 Compression Joint



FS-30



12



218.85



FS-31



12



188.44



Compression Joint



Compression Joint FS-32



12



158.01 Compression Joint



FS-33



12



127.59 Compression Joint



9



FS-34



12



122



SFS-34



Face Slab No. Id.



Lebar



Starter Face Slab



Jenis Sambungan Vertikal



Panjang Miring



1



No. Id



Jumlah Penempatan Beton



SFS-35



1



SFS-36



1



SFS-37



1



SFS-38



1



SFS-39



1



SFS-40



1



SFS-41



1



SFS-42



1



SFS-43



1



SFS-44



1



Compression Joint FS-35



12



117.19 Compression Joint



FS-36



12



110.63 Expansion Joint



FS-37



12



101.35



FS-38



12



92.06



Expansion Joint



Expansion Joint FS-39



12



75.88 Expansion Joint



FS-40



12



58.43 Expansion Joint



FS-41



12



40.98



FS-42



12



23.53



Expansion Joint



Expansion Joint FS-43



8.55



26.02 Expansion Joint



11.76



13.62



Tabel 1. Blok pada Pengecoran Face Slab 13



14



15



16



17



18



19



20



21



22



23



24



25



26 8.55



22 @ 12 = 264.00 13.40



11.76



PL - 34 33



PL -



1 : 1.5



PL - 40



PL - 39



PL - 38



14.23



FS 43



FS 44 PL - 43



.28 37



3 31.6



PL -



1 : 1.5



31



Started Slab Beton K 250



26.81



29 PL -



PL - 28



PL - 27



PL -



PL - 23



PL - 26



-2 2



PL - 25



39 .8 3



-2 1P L



PL - 24



PL



30



Started Slab Beton K 250



EL. 220.67



133 .67



PL -



32



Sambungan Parimeter



PL - 35



EL. 284.58 EL. 283.10



EL. 301.43 PL - 37



Face Slab Beton K 250



Started Slab Beton K 250 PL - 36



1 : 1.5



1 : 1.5



Sambungan Parimeter



FS 42



FS 41



Sambungan Expansi Vertikal Sambungan Kompressi Vertikal



PL - 41 86 .42 PL - 42



FS 40



FS 39



FS 38



FS 37



FS 36



FS 35



FS 34



FS 33



FS 32



FS 31



FS 30



FS 29



FS 28



FS 27



FS 26



FS 25



FS 24



FS 23



FS 22



FS 21



PUNCAK BENDUNGAN EL. 356.00



199.28



FS-44



EL. 201.00 74.65



57.20



30.00



31.34



64.31



10



Gambar 7. Nomor Blok pada Pengecoran Face Slab



Gambar 14. Plan Pengecoran Face Slab, Starter Slab dan Plinth



II.3.2. Volume Beton Total volume Beton adalah 2,147 m3 untuk beton tipe K-300 pada bagian Plinth dan 29,346 m3 untuk beton tipe K-250 pada bagian Face Slab, estimasi volume beton tiap blok seperti tabel di bawah dan direncanakan 50 kali pengecoran.



Tabel 2. Estimasi Volume Beton Pada Blok Face Slab



11



II.3.3 Flow Chart Pekerjaan Face Slab



Gambar 8. Flow Chart Pekerjaan Beton Face Slab



12



II.3.4. Metode Pengecoran dengan Menggunakan Concrete Pump & Mobile Crane Mobile crane yang digunakan adalah mobile crane dengan kapasitas 45 ton untuk pengecoran di lokasi plinth dan Starter slab. Sedangkan Concrete Pump yang digunakan berkapasitas 60 m3/jam dengan jangkauan 20 meter



Working Radius (m) 12.0



15.1m



21.2m



27.3m



33.4m



6.9



6.7



6.9



5.3



13.0



6.0



5.8



6.8



4.9



14.0



5.0



5.5



4.5



16.0



3.9



4.3



3.9



18.0



2.9



3.35



3.4



20.0



2.7



3.0



22.0



2.15



2.4



24.0



1.65



1.95



Boom Length



26.0



1.55



28.0



1.25



30.0



1.0



31.0



0.9 Tabel 3. Load Rating Mobile Crane 45 Ton



Gambar 9: Area Pengecoran dengan Concrete Pump dan Mobile Crane



13



Gambar 10. Metode Pembetonan dengan membagi tiap blok selebar 12 meter



EL. 218.50



Vertical Construction Joint



Face Slab



Horizontal Costruction Joint



Starter Slab



Gambar 11. Pengaturan tataletak peralatan dan fasilitas lainnya



14



II.3.5. Metode Pengecoran dengan Menggunakan Slipforming System Pada lokasi pengecoran yang sudah tidak terjangkau oleh Mobile Crane atau Concrete Pump, maka pengecorannya dilakukan dengan Methode Slipforming System. Slipforming system terdiri dari slipform, transfer Trolley dan aksesoris seperti yang dibawah ini. Peralatan yang digunakan untuk pengecoran pada face slab ini menggunakan Slipform, seperti dibawah ini.



7,500



Agitator Truck (4.5m3)



Agitator Truck Chute



Top Auxiliary Chute Concrete Chute



e



Ov



p r la



ng Le



EL.218.5m



th



Timber for Stopper



8,000



Access Road During Concrete Placing



Structural Re-bars Chain Stay



Agitator Truck (4.5m ) 3



EL.218.5m



Transfer Trolley



10,800



Le lap er v O



th ng



Concrete Chute Belt-Conveyor Hopper Agitator Truck Chute



Top Auxiliary Chute



Chute Support Winch Wire Rope



Concrete Chute



Slipform Rail



Structural Re-bars



1.0 1.4



Chute Support



Chain Stay



450



Fixing By Annealing Wire



Re-bar Against Overturning, D16



425



Structural Re-bars



200



Reinforcement Plate (Steel Plate, t=2mm)



Concrete Chute



Concrete Chute (Steel Plate, t=2mm))



Belt-Conveyor



Structural Re-bars Belt-Conveyor Hopper



Gambar 12. Peralatan pada pengecoran face slab



II.3.5.1 Pengoperasian Alat Slipform 15







Pengecoran dilaksanakan pada saat timbunan bendungan sudah mencapai elevasi EL +350 m (EL Crest Dam +356.00 m).







Transfer trolley dan Derek Electric akan diletakkan diatas yaitu pada timbunan bendungan di EL +350 m, agar transfer trolley stabil maka diatasnya akan diberi beban berat yang terbuat dari beton seperti yang terlihat pada gambar dibawah.







Slipform dilengkapi dengan dua unit derek listrik dan juga dua buah derek manual seperti pada gambar dibawah.







Slipform bisa bergerak naik / turun pada face slab dengan mengoperasikan derek listrik sebagai penggeraknya dengan menggunakan sling yang diikatkan pada slipform melalui transfer trolley.







Untuk memindahkan transfer trolley dan slipform ke blok yang lain ditarik dengan alat berat.



II.3.5.2 Pelaksanaan Pengecoran Pelaksanaan Pengecoran adalah sebagai Berikut : transportasi yang digunakan untuk membawa concrete dari concrete mixing plant ke Dam EL +350 m menggunakan agitator trucks. Beton yang terdapat didalam agitator truck akan langsung dituang ke concrete chute. 



Beton dituangkan melalui concrete chute dan jatuh ke dalam hopper yang dipasang pada slipform kemudian dengan belt conveyor beton tersebut dihampar ke lokasi pengecoran.







Belt Conveyor melintang sepanjang 5,7 m dan bergerak memutar, sehingga beton dapat ditempatkan dalam lokasi yang diinginkan.







Slipform sendiri tidak bergetar, sehingga masih dibutuhkan vibrator concrete.







Beberapa peralatan yang digunakan untuk pengecoran seperti pada table dibawah.



Tabel 4. Daftar Peralatan untuk pelaksanaan pembetonan hingga finishing



Gambar. Concrete Ballast of Transfer Trolley



Slipforming System



16



Transfer Trolley



Berat Slipform Max. : 1. Posisi Vertical 2. Posisi Miring-Turun 3. Posisi Miring-Naik



Slipform



Spesifikasi : A. Slipform 1. Electrical Winch 2. Sling Winch 2 3. Tirfor 4. Sling 5. Metal Form



: : :



18 Ton 3 Ton x2 (kn & kr) 3 Ton x2 (kn & kr)



: 4 Ton x 2 unit (kn & kr) , 1.1 kW : dia.25 mm x 90 m x : 3 Ton x 2 unit (kn& kr) : dia. 16 mm x 90 m x 2 : 13 x 2.4 m



17



II.3.5.3. Cyle Time Pekerjaan Pengecoran Face Slab



18



III. KESIMPULAN & SARAN III.1. Kesimpulan Pembetonan dengan menggunakan Slipform sangat diperlukan dalam pekerjaan face slab pada bendungan tipe CFRD, hal ini dikarenakan bentuk struktur dari face slab dengan kemiringan 1 : 1.4 dan Panjang slope mencapai 200 meter lebih, dimana alat lain tidak dapat diaplikasikan. Beberapa keuntungan lain dari pelaksanaan pengecoran dengan alat Slipform (Slipforming method) ini adalah : 1.



Lokasi pengecoran dapat dilaksanakan pada posisi dengan kemiringan tertentu



2.



Pelaksanaan pembetonan dapat dilaksanakan sepanjang waktu baik musim hujan maupun musim kemarau.



3.



Metode ini mudah dilaksanakan, kualitas finisihing yang dapat terkontrol dan faktor keamanan pekerja yang lebih baik



III.2. Saran Karena pekerjaan pembetonan Face Slab (Membran Beton) adalah pekerjaan vital konstruksi CFRD, maka beberapa saran yang dapat kami sampaikan sebagai berikut : 1. Perlu kehati-hatian dalam menghitung konstruksi dan stabilitas dari Slipform dan segala kelengkapannya 2. Diperlukan kecermatan dalam Placing Concrete terutama diantara blok beton face slab dan dinding parapetdan pada sambungan dimana ditempatkan lempeng panahan air (cooper waterstop) yang terbuat dari tembaga. 3. Perlu ditambahkan Sambungan Konstrusksi pada struktur Face Slab agar pembetonan tidak membutuhkan waktu yang terlalu lama.



19



IV. LAMPIRAN PHOTO PELAKSANAAN Foto-Foto berikut adalah foto pelaksanaan Pembetonan Face Slab yang pernah kami kerjakan pada Bendungan Ponre-ponre, Kabupaten Bone, Propinsi Sulawesi Selatan tahun 2008.



Foto 1. Pelaksanaan Beton Pada Blok SS 17 dengan Menggunakan Concrete Pump, Bulan Maret 2008



Foto 2. Pelaksanaan Beton Pada Blok SS 11 dengan Menggunakan Concrete Pump, Bulan Maret 2008



20



Foto 3. Pemasangan dan Perakitan Slip Form pada Crest Dam, Bulan Maret 2008



Foto 4. Persiapan Slip Form Pada Blok FS 10, di Bulan April 2008



21



Foto 5. Pembetonan dengan menggunakan talang dan konsolidasi beton menggunakan Vibrator pada blok FS-13, di Bulan Juni 2008



Foto 6. Slipform pada bagian atas akhir dari blok FS-13, Bulan Juni 2008



22



Preparation for moving slipform on dam crest in June 2008



Placing concrete at FS-9, view from upstream, in July 2008



23