Metode Konstruksi Jembatan Suramadu (Bentang Tengah)

Secara garis besar, Jembatan Suramadu dibagi dalam 3 bentang. Yang akan dibahas dalam bab ini adalah bagian yang disebut perantara antara dua bentang causeway dan main span. Bagian ini disebut Approach Bridge.

Gambar Main Span and Approach of Suramadu Bridge

Data Teknis Approach Bridge Jembatan Suramadu :

1. Panjang total : 672 m
2. Lokasi           : Selat Madura Jawa Timur
3. Bentang jembatan : 80 m
4. Struktur atas          : Balance Cantilever Box Girder
5. Pilar                      : Tipe Dinding
6. Kondisi tanah        : Tanah keras pada kedalaman bervariasi
7. Pondasi                 : Bored pile diameter 180 cm

Metode Konstruksi Approach Bridge

Pondasi bored pile

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

• Pemasangan jacking ponton pada saat tiba di lokasi pengeboran agar tidak terjai pergerakan pada saat dilakukan pengeboran dan pemancangan.
• Pengeboran casing pipa berdiameter 2250 mm dengan tebal minimum 20 mm, digunakan bore pile diameter 2200 mm dengan tujuan memberi ruang dan toleransi bagi mesin bor pada waktu pengeboran.
• Pemasangan vibratory hammer di atas pipa, dilakukan pada saat casing berada pada posisinya.
• Pemasangan casing pipa sampai pada kedalaman kurang lebih 30 m.

Pekerjaan pengeboran dengan metoda RCD (Reseved Circular Drill), dilakukan setelah pemancangan casing pipa selesai mesin bor diletakkan di atas casing terpasang pekerjaan pengeboran dilakukan sampai pada kedalaman  kurang dari 45 m dari permukaan pile. Persyaratan tolerasi yang ditentukan yaitu 20 mm per meter panjang bor yang tidak tertutup casing diameter lubang dalam segala arah tidak boleh melebihi 5% dari diameter yang ditentukan. Lumpur hasil pengeboran diletakkan disposal ponton dan dibaung di tempat yang sudah ditentukan sejauh 5 km dari lokasi pekejaan.

Persiapan untuk proses pengecoran dimulai dari pengangkutan 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 segmrn dilakukan dengan menggunakan mekanikal kopler.

Untuk pembentukan suatu gaya tulangan yang utuh jumlah sambungan pada suatu potongan yang sama tidak boleh lebih dari ½ jumlah rebar yang terpasang, metode pengecoran yang digunakan untuk pengecoran di bawah 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-350.

Pier cap dan pier work

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

Tahap-tahap pekerjaan pembuatan form work pile cap adalah :

1. Pemasangan steel plat yang diklem digunakan untuk bebagai dudukan steel support.
2. Pemasangan balok penyangga searah longitudinal balok jembatan dan balok penyangga arah transversal jembatan sebagai penerus badan dari balok penyangga dengan baja IWF.
3. Pemasangan balok Bottom Formwork dan multiplek. Skirting panel dipersiapkan selain sebagaio side formwork.Skirting panel merupakan segmental precast concrete. Pemasangan rebar dilakukan setelah proses instalasi bottom dan side formwork selesai perangkaian rebar dari seme finish menjadi fix lokasi pekerjaan pile cap. Rebar pertama dipasang untuk pengecoran beton pertama setinggi 0.5 m.

Setelah beton cukup kuat pemasangan rebar dilanjutkan ke tahap berikutnya penulangan beton pertama setinggi 0,5 m, dilakukan setelah bottom form work, side formwork dan rebar terpasang. Beton setinggi 0.5 m selain digunakan sebagai penahan untuk tahap pengecoran selanjutnya juga digunakan sebagai tumpuan pemasangan skirting panel. Metode pengecoran beton yang digunakan adalah dengan menggunakan pipa, pada saat pengecoran beton tidak boleh dijatuhkan pada 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 segmrn selanjutnya. Pekerjaan tersebut diulang sampai pada tinggi pier yang ditentukan. Penempatan rebar dilakukan beriringan langkah demi langkah dengan proses formwork dan pengecoran form setelah formwork terpasang. Pekerjaan tahap pertama rebar dilanjutkan dengan pekerjaan pengecoran begitu seterusnya sampai ketinggian yang ditentukan. Pengecoran beton untuk pier dilakukan dalam beberapa tahap tergantung pada ketinggian pier.

Tinggi pengecoran maksimum dengan menggunakan climbing form adalah 4 m. Pengecoran pertama dilakukan setinggi 50 cm. Pengecoran selanjutnya dilakukan dengan tinggi yang bervariasi begitu seterusnya sampai pada ketinggian yang ditentukan.

Pier Table

Tahap-tahap pekerjaan pier table adalah pemasanga concrete box bagian bawah rencana pier table pemasangan horisontal IWF support pemasangan side work, inner formwork, dan bottom form work. Side formwork akan didukung stell trust sedangkan inerformwork akan didukung oleh portal bracing. Formwork frame dibentuk dari berbagai kombinasi bentuk baja dan plat. Permukaannya adalah plat baja dengan ketebalan 4 m.

Pekerjaan pemotongan dan pembengkokan rebar akan dilakukan di stockyard sesuai dengan spesifikasi yang disyaratkan. Proses finalisai perakitan dilakukan di lokasi pekerjaan. Pengecoran pier table dilakukan dalam dua kali pengecoran, bottom siap dan sebagian web akan dicor terlebih dahulu , sedangkan top slab dan sebagian web sisanya akan dicor pada pengecoran kedua.

Pekerjaan stressing vertikal akan dilakukan setelah pekerjaan pier table memenuhi kekuatan  yang dipersyaratkan.

Pekerjaan V-Pier

Pada review deain Pier 42 dan Pier 45 membentuk V, V-Pier merupakan rigrid 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.

Concrete Box Girder

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

Sistem formwork terdiri dari side form work, inner form work, dan diafragma form work. Form work siap digunakan setelah seluruh kegiatan perangkaian selesai. Proses semi finis 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 in situ. Pengecoran rebar dilakukan setelah rebar dan duct terpasanga dengan baik. Pengecoran dilakukan dengan menggunakan concrete dengan bantuan pipa.

Pekerjaan stressing adalah pekerajaan yang sangat penting untuk pekerjaan bentang panjang yang kontinue.

Engineering Physical Survey

Engieering physical survey pada Proyek Jembatan Suramadu dilaksanakan dalam bentuk soil investigation.

Tujuan dari studi ini adalah :

• Mendapatkan data primer di lokasi pekerjaan yang akan digunakan untuk perencanaan Jembatan Suramadu.
• Mengidentifikasi tekstur lapisan tanah di lokasi proyek berdasarkan data penyelidikan lapangan. Aktivitasnya dapat berupa pengeboran, pengambilan sampel, pengukuran langsung di lapangan dan juga tes laboratorium.
• Mengevaluasi pelaksanaan pondasi yang akan dilaksanakan, kondisi pada masa konstruksi dan pengaruhnya terhadap lingkungan.

Lingkup pelaksnaan pekerjaan yang dilakukan meliputi pekerjaan pengeboran sampai dengan kedalaman 100 m dari dasar laut serta pengambilan contoh tanah.

Pengujian alat langsung dengan alat :

a. SPT (Standar Penetration Test)

b. DPT (Dynamic Penetration Test)

c. VST (Vane Shear Test)

d. WPT (Wave Propagation Test)

Di setiap pilar approach bridge dilakukan minimal satu titik pengeboran. Sedangkan di Pilon Utama Jembatan Cable Stayed masing-masing dilakukan lima titik pengeboran.

Tahap-tahap perencanaan pengerjaan pile cap :

1. Pekerjaan Persiapan Pengecoran Pier Head (Pile Cap)

Pekerjaan pengecoran dimulai dengan pembuatan bekisting dengan ukuran sesuai dengan gambar detail yang dilampirkan. Setelah begisting selesai di buat, pekerjaan selanjutnya adalah setting tulangan. Tulangan untuk pier head di buat secara terpisah di tempat pabrikasi tulangan yang letaknya masih berada dalam areal proyek. Tulangan yang sudah jadi kemudian diangkut ke lokasi pier. Pada pier diset bagian bawah dari bekisting terlebih dahulu. Kemudian tulangan-tulangan yang telah dipabrikasi di lokasi pembesian dirangkai di atas bagian bawah dari bekisting tadi. Setelah tulangan pile cap selesai dirangkai, barulah bagian pinggir dari bekisting dipasang. Pengecoran dalam hal ini dibagi dua tahap, dimana tahap pertama pengecoran untuk pile cap tahap I dan kedua pengecoran untuk pile cap tahap II. Setelah bekisting pile cap tahap I siap, maka dilakukan pengecoran yang pengerjaannya dilakukan oleh kontraktor khusus di tempat yang juga masih berada di areal proyek, dengan menggunakan alat yang dianamakan bathcing plant. 

2. Pengecoran Pier Head

Proses pelaksanaan pengecoran pier head yaitu adukan yang telah siap di angkut dengan menggunakan Agitator Truck menuju lokasi pengecoran. Dilokasi pengecoran sebelumnya telah disiapkan kendaraan khusus berupa Mobile Concreate Pump untuk menyalurkan adukan dari Agitator Truck kedalam bekisting berisi tulangan.

Setelah adukan dari Agitator dimasukan kedalam Concrete Pump maka adukan akan keluar dari ujung selang pompa bertekanan tinggi, agar adukan merata maka memerlukan beberapa tenaga manusia untuk mengarahkan pompa kedalam bekisting.

Pengerjaan dilakukan sambil adukan yang telah masuk bekisting di getarkan dengan menggunakan vibrator. Vibrator yang digunakan adalah vibrator external. Tujuannya adalah agar beton yang nantinya didapatkan memiliki gradasi yang baik.

Setelah pengecoran selesai maka beton dibiarkan seting selama 24 jam. Setelah beton setting maka langkah selanjutnya adalah melakukan curing, biasanya dengan memberikan plastik untuk menutupi permukaan beton, diatas plastik diberi karung basah dengan memberikan air yang cukup diatas karung tersebut. Dan apabila karung itu kering air harus di siramkan ke atas karung-karung itu. Setelah + 10 hari bekisting dibuka, meskipun demikian Curing tetap dilakukan dengan penambahan karung di permukaan samping beton sampai 28 hari. Hal ini dilakukan untuk mengurangi panas hidrasi berlebih yang dihasilkan beton, supaya kekuatan beton yang diharapkan dapat tercapai.

Mix design /m³ beton K-350 adalah sebagai berikut :

• Semen                         : 422.79 kg
• Air                               : 153.51 kg
• Aggregat halus(pasir)  : 669.22 kg
• Aggregat besar 10-25 : 819.51 kg
• Aggregat kecil 5-15    : 364.20 kg
• Bahan Adiktif             : 1.27 kg 

Pekerjaan Erection Girder

Pekerjaan Persiapan Erection Girder

Pekerjaan Erection Girder dimulai memasang Elastomeric Bearing, yaitu karet dudukan untuk girder diatas pier head dengan menempatkan alat yaitu, dua buah Crawler Crane dengan tipe Link belt 100 ton. Dengan posisi menghadap arah pemasangan terpisah sejauh panjang bentang Girder, 40 m dan ditempat penyimpanan Girder untuk memindahkan girder ke atas Buggie. Girder yang berada di tempat penyimpanan diangkut dengan menggunakan Truk w/Buggie dengan arah pergerakan truk, posisi maju.

Pemasangan Box Girder

Pekerjaan Erection Girder setelah pekerjaan pendahuluan adalah, pengangkatan Girder dari Buggie dengan menggunakan Crawler Crane yang telah disiapkan di tiap ujung girder. Pada Pier Head yang merupakan tempat akhir dari girder telah dipasang rel dan diatasnya dipasang Kura-kura/Winc yang memiliki roda dan bergerak diatas rel. Fungsi dari Kura-kura adalah untuk mentansportasikan girder dari ujung pengangkatan menuju ujung pier head karena girder dipasang secara sejajar antar girder diantara dua pier head. Setelah pengangkatan menggunakan Crane maka Girder di tempatkan secara perlahan sampai alas girder tepat diatas Kura-kura. Sebuah alat katrol yang dilengkapi dengan mesin di pasang di ujung pier head untuk menarik kura-kura dengan girder diatasnya sampai pada posisi yang telah ditentukan terhadap suatu girder. Maka proses selanjutnya adalah memindahkan girder dari Kura-kura ke atas Pier Head, adalah dengan cara girder di topang dan dingkat dengan menggunakan Dongkrak Hidroulic yang memiliki kapasitas 100 ton. Setelah girder terangkat Kura-kura ditarik dari bawah girder dan kemudian dongkrak di turunkan, sebelumnya telah terpasang sekat antara yang nantinya sebagai pembatas antara girder dan Pier Head. Sekat itu dinamakan Elastomeric Bearing. Posisi terakhir adalah Girder berada tepat diatas Elastomeric Bearing. Agar menghindari guling dari girder maka diantara girder dipasang pengaku.

Sesuai dengan rencana dari kontraktor metoda erection dengan menggunakan metoda ini akan segera diganti. Mengingat metoda ini akan tidak lagi dapat memenuhi kondisi letak pier head yang jauh dari daratan. Metoda baru ini mengunakan alat yang dinamakan Gentry Girder. Meskipun demikian metoda ini belum diterapkan sampai pier 7-8 yang diamati.

Metode teknis Bored Pile

Data teknis:

•         Jumlah  bored pile per pylon adalah 56 titik @ Dia. 2.4 m, L = 69 m s/d 75 m

•         Volume beton per titik ~  340 m3

•         Steel bar dirangkai di stockyard

Metode yang biasa digunakan untuk pekerjaan bored pile dengan diameter besar yang berada pada lingkungan laut, adalah:

1. Metode rotasi Kelly Drilling dengan memasang kapasitas tinggi secara hidraulik :

• –        Cocok dengan tanah lempung.
• –        Produktifitas yang relatif lebih tinggi.
• –        Pipa casing yang diperlukan tidak terlalu panjang.
• –        Platform yang digunakan hanya memerlukan sedikit kekakuan.
• –        Waktu instalasi yang lebih pendek.

2. Metode pengeboran Reversed Circulation

• –        Sangat efektif pada tanah berbutir kecil. 

Proses konstruksi pancang

Ada beberapa tahap pada konstruksi pancang digunakan untuk memancang casing diantaranya adalah

1. Tahap persiapan konstruksi meliputi :

• Pembersihan ranjau yang dibantu Tim Angkatan Laut

• Penyelidikan tanah

CIC – PT. Soilens melakukan kegiatan Geotechnical Investigation di titik pengeboran (Bor Hole) P.55, P.54, P.53, P.51, P.49, P.43, P.42, P.41, P.45 dan P.40. Penentuan titik bor hole digunakan metoda perpotongan kemuka dengan peralatan Total Station Topcon GTS-223. Penentuan posisi titik pancang yang disetting dari titik Independent Existing diatas jembatan Causeway sisi Surabaya dan Madura.

2. Tahap pemasangan casing

Setelah penyelidikan tanah, tahap selanjutnya adalah pemasangan casing. 

3. Tahap pelaksanaan :

• Survey pendahuluan

Pemasangan pelampung dan bendera

• Mobilisasi casing bored pile

Penyambungan pada ponto service

• Mobilisasi ponton pancang 

Lego jangkar

•  Pembuatan platform

Pemasangan platform untuk pekerja dan juga alat yang sebelumnya dilakukan pemancangan  casing dengan menggunakan anchor crane dan hammer. Platform ini bersifat sementara atau tidak struktural apabila pekerjaan telah selesai maka dapat dibongkar.

• Pemancangan dengan vibro hammer

Memasang Vibrator Hammer dengan berat 100 ton di atas hole casing diameter 2,2 m dengan ketebalan 20 cm dan panjang 35 m. Pada approach bridge dilakukan pemancangan casing dengan 18 titik yang sebelumnya telah diukur dengan bantuan GPS. 

Pemancangan dilakukan dengan memukulkan vibro hammer dengan melalui 3 tahapan. Tahap pertama adalah memukul casing sampai kedalaman 5 m. Lalu dilakukan pengecekan posisi pancang dengan menggunakan theodolite digital. Setelah itu pada tahap kedua dilakukan pemukulan sampai kedalaman ± 10 m kemudian dicek lagi dan tahap terakhir dipukul sampai menyentuh tanah keras. 

 
6. Pengeboran pada pondasi bored pile

Pile Cap

Data Teknis

•         Volume 1 pile cap = 9.996,56 m3 ~ 10.000 m3

•         Steel bar dan floating steel formwork dibuat di stockyard

Alat yang digunakan:

•         Floating steel formwork

•         2 buah Floating Concrete Batching Plant Kapasitas 60 m3/jam yang dilengkapi dengan water tank

•         4 buah ponton 220 ft kapasitas 1800 ton

•         Ponton service 180 ft kapasitas 1500 ton

•         8 buah Concrete pump kapasitas 15 m3/jam

•         Crawler crane

•         Alat Bantu

Tahapan pengecoran bored pile :

• Setelah tahap penulangan baja lalu menempatkan pipa tremi dan corongnya di atas lubang pipa.
•   Menuangkan campuran beton ke lubang pipa melalui corong.
•  Melepaskan pipa tremi.
•  Semua proses penuangan harus lengkap sebelum pengecoran. 

Perencanaan Geotechnical Investigation

Pada pembangunan Jembatan Suramadu dilakukan Geotechnical Investigation yang bertujuan untuk menyelidisi kondisi lapisan tanah di dasar laut. Tahap awal yang pertama kali dalam melakukan perancanaan adalah soil test. Tes ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui daya dukung tanah dan desain pondasi. Pada pekerjaan soil investigation, kontraktor dalam hal ini dipegang oleh CCC (Chinese Consortium Contractor) dan CIC (Consortium Indonesian Contractor) menunjuk sub kontraktor yaitu PT Mentari Terbit dengan konsultan PT Virama Karya untuk melakukan soil investigation. Hal-hal yang perlu dilakukan dalam pekerjaan soil investigation adalah :

1. Setting position

Bertujuan untuk mengetahui titik yang akan diinvestigasi yang menghasilkan jarak dan azimuth. Alat yang digunakan adalah Total Station GTS 223 Top Con, 9 prisma, pelampung, batu, tali, dan perahu.

2. Pemasangan platform

•  Memiliki ukuran yang tepat untuk keselamatan pekerja yang akan bekerja di atasnya dan di-bracing atau disekur untuk kestabilan bagan. Selain itu memasang lampu atau sinyal tanda bahaya dan pelampingserta kelancaran transportasi.
• Pemasangan platform dikerjakan melalui kapal ponton dengan alat berat crane yang berada di atas kapal ponton. Sebelum platform tersebut dipindahkan terlebih dahulu memindahkan mesin bor, mesin diesel, dan semua alat yang berada di atas platform dan yang terakhir baru memindahkan platform dengan crane. Untuk mengetahui di titik mana platform akan diletakkan maka digunakanlah GPS. Luas platform sebesar   5 x 5 m²­ dan kedalamannya 20 m dari Mean Sea Level (MSL).

3. Borehole

• Pembuatan lubang bor harus dengan metode pelaksanaan dan pembuatan diameter rencana yang tepat. Juga dilakukan insitu testing sesuai kontrak.
• Tidak menggunakan air untuk membantu mempercapat pembuatan lubang kecuali ditemukan tanah berbutir kering atau seizin engineer.
• Alat yang digunakan adalah mesin bor, mesin diesel, untuk menggerakkan mesin pengangkat, casing dengan panjang 3 m, mata bor dengan panjang 1,5 m.

4. Rotary drilling

• Rotary core drilling digunakan untuk pengambilan sample atau hanya mempecepat pembuatan lubang.
•  Drilling fluid digunakan pada saat pengeboran dapat berupa air bersih, udara, atau kabut. Semua itu harus dengan persetujuan engineer.
• Rotary drilling untuk pengambilan sampel

a.   Dalam kontrak, rotary drilling harus dilakukan dengan menggunakan sistem coring double atau triple tube yang disatukan dengan inner liner yang dapat dilepas. Untuk sistem triple tube, dapat digunakan double tube barrel dengan semi rigid liner.

b.  Panjang sampel yang didapat dari rotary drilling seharusnya tidak lebih kecil dari diameternya dan dapat diperoleh sampel secara utuh untuk setiap pengeboran. Untuk tingkat keutuhan sampel sebesar 90% dalam suatu pengeboran biasanya tidak dapat diterima kecuali ada persetujuan engineer yang menjelaskan bahwa tidak mungkin didapat sampel secara utuh 100%. Jika menurut pendapat engineer dapat diperoleh keutuhan sampel lebih dari 90% maka kegiatan tersebut harus diulang.

c.   Untuk pengeboran pertama kali pada setiap lubangnya tidak boleh melebihi kedalaman 1 m dari dasar lubang. Untuk yang berikutnya kedalaman lubang tidak boleh melebihi 3 m dari dasar lubang sebelumnya dan bila perlu bila demi pencapaian hasil sampel yang baik core barrel dapat dipindahkan setiap kali proses pengambilan sampel. Lalu engineer dapat menentukan jenis insitu testing yang dapat dilakukan.

d.  Pemindahan dan labeling setiap liner.

5.  Melakukan serangkaian pekerjaan uji test diantaranya :

a. SPT (Standar Penetration Test)

b. DPT (Dynamic Penetration Test)

c. VST (Vane Shear Test)

d. WPT (Wave Propagation Test)

e. Undisturbed atau disturbed sample