Kamis, 23 Oktober 2008

SELINTAS TENTANG PONDASI CAKAR AYAM









PENGGUNAAN SYSTEEM PONDASI BARU


CIPTAAN PROF.DR.IR. SEDIJATMO



yang diberi nama systeem
“CAKAR AYAM"
Oleh: IR. RIJANTO P.HADMODJO*



Dalam mendirikan bangunan-bangunan gedung, jalan-jalan dan landasan pesawat terbang di Indonesia (juga diluar negeri) kita sering menjumpai keadaan-keadaan tanah yang menyulitkan, antara lain keadaan tanah yang terlalu lembek, sehingga tanpa cara-cara yang khusus kita tidak dapat membangun diatasnya. Cara-cara yang khusus ini biasanya mahal biayanya dan/atau memakan waktu yang tidak sedikit, misalnya mengadakan perbaikan tanah, membuat pondasi sumuran, pondasi caisson, pondasi tiang pancang dsb.
Maka uhtuk mengatasi persoalan ini oleh Prof.Dr. Ir. Sedijatmo telah ditemukan suatu cara yang relatif tidak mahal dan tidak memakan waktu, pembuatannyapun tidak sulit, dan tidak memerlukan alat-alat yang khusus dan tinggi harganya. Cara baru ini dinamakan oleh penemunya "Pondasi Cakar Ayam" dan terdiri dari pelat beton bertulang yang tebalnya 10 s/d 12 cm dan dibagian bawahnya diberi pipa-pipa beton bertulang pula yang menempel kuat-kuat pada pelat beton tersebut.

Diameter pipa biasanya diambil 1,20 @ 1.50 meter dan panjangnya antara 1.50 @ 3.00 meter, sedangkan tebalnya pipa biasa diambil 8 cm."Pipa-pipa beton tsb, dimasukkan kadalam tanah yang (biasanya) lembek dan pelat betonnya berada disebelah atasnya. Pelat beton itu akan mengapung diatas tanah lembek dan pipa-pipa beton yang masuk dalam tanah itu menjaga agar pelat diatasnya tetap datar dan kaku. Pelat ini meskipun tipis namun ia bisa mencapai kekakuan (stiffness) yang besar karena pipa beton yang ada di bawahnya, dan pipa-pipa beton ini mengambil kekuatannya dari sifat-sifat tanah yang dikenal sebagai “passieve gronddruk” suatu sifat yang pada systeem pondasi lain tak pernah dimanfaatkan, Dengan demikian maka jumlah materiaal yang digunakan dapat direduccer sebesar-besarnya.
Pada dasarnya systeem Cakar Ayam ini dapat digunakan untuk segala macam keadaan tanah, dari yang terlembek sampai kepada yang terkeras. Hanya dari sudut biaya maka penggunaannya akan sangat ekonomis dibanding dengan systeem lain apabila daya-tahan-tanah yang diizinkan (toe te laten draagvermogen) terletak antara 0,15 kg/ cm2 sampai 0,35 kg/cm2 atau 1,5 ton/m2 sampai 3,5 ton/m2.

Untuk keadaan tanah semacani ini pemakaian beton keseluruhannya (pelat dan pipa-pipa) akan sebesar 0,25 s/d 0,30 m3/m2 pelat dengan tulangan tidak lebih dari 90 kg/m3 beton. Cara memasangnyapun sangat sederhana dan dapat dilakukan oleh setiap pemborong yang pernah mengerjakan pekerjaan beton bertulang.
Sebagai contoh pelat pondasi Cakar Ayam seluas 2.300 m2 di Semarang selesai dikerjakan dalam waktu 3 bulan dengan baik oleh pemborong kelas menengah.
Hingga kini pondasi Cakar Ayam telah dipakai dengan succes untuk antara lain:
2 bh. hanggar dengan bentang 64 m10-bh. hoogepanningsten P.L.N.
2 bh. Watertorens
1 bh. Scheepshelling di Tg. Priok.
1 bh. Gereja Katolik di Jakarta.
2 bh. pondasi diesel generator
4. bh. pondasi Pusat Tenaga Listrik; Gas di Palernbangl bh. kantor Doane ( Bea Cukai) di Semarang 1 bh. gedung Bank Indonesia di Pakanbaru
1 bh, repair-sation IDA di Godong, Semarang1 Jembatan di Situnggak, Indramayu high tension towers P.L.N. di Gresik, Surabaya 1 gedung P.L.N. bertingkat tiga di Menteng, Jakarta1 hanggar Pertamina di Kmayoran, Jakarta high tension tower di Banjarmasin
high tension tower di Palembang
1 bonded Warehouse II di Ancol 'Tg. Priok'
Dan sekarang sedang dikerjakan pondasi Cakar Ayam. ini untuk : -pabrik Kompos di Surabaya
-perluasan kantor Pertamina di Palembang.

Mengenai patent-nya sendiri system Cakar Ayam. tersebut telah di-patent-kan di Negara-negara : - Indonesia dengan no. octrooi 1813
- Jerman Timur
- Inggris
- Perancis
- Italia
- Belgia
- Canada
- USA
- Jerman Barat '
Sebagaimana disebutkan diatas pipa-pipa yang ada dibawah pelat merupakan alat2 pengkaku pelat (Slab stiffeners)dan bukan merupakan alat-alat penumpu pelat, (slab supporters) karena apabila ada settlement pada pelat pipa-pipa juga akan turut turun.
Jadi kalau dibanding dengan pelat dengan balok-penguat maka balok penguat itulah. yang-dilakukan oleh pipa-pipa tersebut. Bedanya ialah bahwa balok penguat tidak memanfaatkan tekanan tanah pasif, sedangkan pipa Cakar Ayam justru mengexploitir adanya tekanan tanah pasif tersebut. Dari pemikiran ini saja sudah dapat dipahami bahwa volume beton pada pipa Cakar Ayam akan kurang (less) jika dibandingkan volume beton pada pipa penguat yang berarti akan lebih ekonomis.
Prinsip kerjanya Cakar Ayam dapat dipahami dari gambar dan perhitungan berikut:

Periksalah gambar diatas.
Gambar dan uraian tercebut dapat dipahami bahwa pelat akan tetap kaku berkat tekanan pasip yang ada dan ukuran-ukuran dari masing bagian konstruksi dapat ditentukan dari rumus tersebut

Juga tampak bahwa sifat2 phisik tanah (physical properties) menentukan cara positif ukuran-ukuran tersebut.
Luas pelat ditetapkan dari perbandingan muatan dan daya dukung tanah yang diizinkan, yang pada konstruksi jalan maupun runways sama sekali tidak menimbulkan kesulitan. Penurunan pondasi dapat dihitung dengan formula-logaritma sbb.:

Z= ∑ h/c 2,3 log ᵟk2/ᵟk1
Dari pengalaman kami yang sudah kami lakukan pada bangunan-bangunan gedung rumus settlement tersebut adalah cukup teliti (reliable). Dibandingkan dengan perhitungan konstruksi pondasi untuk bangunan gedung, maka perhitungan untuk keperluan runways maupun jalan-jalan raya adalah jauh lebih mudah karena muatan yang diatasnya adalah kecil. Sebagai contoh muatan pada runway yang mampu untuk menahan pesawat Jumbo Jet(Boeing 747) tidak akan melebihi 1 ton/m2 dan untuk jalan raya klas 1 tidak melebihi 0,5 ton/m2. Pula untuk kapasitas runway dikemudian hari juga tidak terlalu sulit pelaksanaannya karena hanya dengan menambah tebalnya pelat beton sesuai dengan kebutuhan peningkatan. Sebagai contoh untuk landasan lapangan terbang Banjarmasin kita pergunakan pipa tengah sepanjang 1,80 m, pipa tepi 2,00 m, dan tebal pelat 10 cm sedangkan untuk runway Cengkareng ( 2x3600 mx 60 m) cukup kita pergunakan panjang pipa yang sama hanya tebal pelat yang menjadi 15 cm tebal pelat-pelat tsb, sebaiknya ditambah dengan lapisan hot mixed asphalt sebagai lapisan aus setebal 4 @ 5 cm .

Jikalau pada runway yang konvensionil hanya sebagian dari runway yang dibawah roda yang mendukung muatan, maka pada systeem Cakar Ayam secara teoritis seluruh runway ikut mendukungnya, tetapi dalam perhitungan kita ambil sebagian saja dari pada runway yang berdekatan dengan lokasi pesawat terbang. Jadi pada Cakar Ayam ini luas bagian runway yang mendukung menyesuaikan diri dengan muatan yang ada diatasnya, suatu sifat yang tidak ada pada runway system konvensionil maupun jenis pondasi lainnya.
Terhadap benturan kapal terbang pada landasan,pada waktu kapal terbang mendarat, tidak akan mempengaruhi konstruksi ini karena shock tersebut sebagian besar telah "dimatikan” oleh pegas dan shock-absorber landing gear maupun ban udara yang ada dibawahnya. Bila benturan terlalu besar maka pesawat akan mengalami kerusakan lebih dahulu. Secara teoritis maka pelat untuk runway ini tidak perlu memerlukan sambungan dillatatie sehingga tidak menimbulkan benturan kecil pada roda yang terdapat pada runway beton bertulang yang bersambungan.
Untuk keperluan maintenance dillatatie ini bisa diadakan pada jarak-jarak 100 m.
.
Pengaruh dari pada perbedaan suhu telah diperhitungan didalam penentuan tulangan pelat. Mungkin Saudara-Saudara ingin mehgetahui berapa % penghematan apabila kita membuat runway Cakar Ayam dibanding dengan runway konvensionil. Dari perhitungan biaya yang telah dibuat untulk keperluan lapangan terbang Sjamsudin Noor Banjarmasin kita sampai kepada angka-angka sbb.
Conventional Cakar Ayam
Rp. 100 A Rp. 68 A- ( biaya) .
470 hari 255 hari ( waktu konstruksi)
Pes. DC. 9 Pes. DC.8 (daya dukung)
Biasa minim (maintenance)
Demikianlah ringkasan dari pada penjelasan kami dan apabila ada hal-hal yang masih belum jelas maupun memuaskan kami bersedia menjelaskannya setiap waktu.



* Mantan Direktur Utama PT CAKAR BUMI pengelola lisensi patent dan desainer pondasi Cakar Ayam

Makalah ini di disampaikan dalam rangka ceramah yang diadakan sehubungan dengan Pameran Foto dan Ceramah Teknik Sipil yang diadakan pada tanggal 4 Maret 1981 di Kampus Fakultas Teknik Universitas Indonesia jalan Salemba Raya 6 Jakarta, Indonesia.










10 komentar:

  1. Pak Saptono, saya masih bingung dengan penjelasan mengenai pondasi cakar ayam. Saya lulusan arsitektur, dan saya pernah mendengar tentang nama pondasi ini. Akan tetapi, saya tidak pernah melihat aplikasi dan rupa pondasi itu sendiri. Hal yang langsung terbersit dalam pemikiran saya adalah bentuk cakar ayam pada hewan ayam itu sendiri. Dari posting yang saya baca, saya masih kesulitan membayangkannya. Kemudian, jika pipa beton itu sendiri begitu besar dan menyebar, apakah pelat beton yang dimaksud adalah pelat seperti pondasi rakit? Mohon bimbingannya. Terima kasih. Salam!

    BalasHapus
  2. Rekan Esa yang baik,

    Prinsipnya adalah plat beton bertulang tebal sekitar 12 cm ( bisa lebih),seluas yang diperlukan, bisa 100m2 bisa 100 hektar, tergantung kebutuhannya. diletakan begitu saja ) diatas tanah lunak yang punya daya dukung minimal 1,3 ton per meter persegi ( kalau kurang dari itu pelat akan akan tenggelam).
    Namun seperti yang kita ketahui, plat beton yang diletakan diatas tanah lunak memerlukan sesuatu untuk menjaga ke kakuan agar permukaannya tetap rata.
    Untuk itu pipa pipa beton dengan jarak-jarak tertentu di buat (menyatu) pada bagian bawah plat beton. Karena pipa ditanam ditanah lembek mungkin saja pipa pipa tersebut akan berubah posisinya dari tegak lurus menjadi miring. Kalau ini tejadi tentu plat beton akan bergelombang atau bahkan retak karena akan muncul gaya momen di pertemuan plat dan pipa.
    Disinilah kejeniusn Sedijatmo. Dia tahu bahwa ada yang disebut gaya pasif dalam tanah, terutama yang lembek ( dapat kita rasakan bila kita menginjak lumpur kita agak sulit menarik kaki kita dari lumpur akibat tertahan gaya pasif tadi. Dan arah gaya pasif tidak hanya vertikal saja namun kesemua arah).
    Gaya inilah yang membuat pipa pipa tersebut tetap tegak lurus. Dengan perhitungan perhitungan tertentu ( ini dirahasiakan)bisa didapatkan semua dimensi dimensi yang dibutuhkan seperti pembesian dan tebal beton, ukuran dan jarak pipa.).

    Pada pondasi rakit pengkakuanya dilakukan oleh balok balok yang menyatu dengan plat ( sama seperti plat lantai) Namun ini membutuhkan dimensi dimensi ( beton dan pembesian) yang jauh lebih besar. Karena kekakuannya sepenuhnya dibebankan kepada balok balok ini , tidak dibantu oleh gaya pasif seperti pada Cakar Ayam.

    Jadi prinsipnya tabung tabung beton ( pada area 10mx 10m kira kira dibutuhkan 16 buah dan ber diameter 80cm tinggi kl 1,5m) berfungsi sebagai peng-kaku plat beton, bukan pendukung. Plat beton dengan pipa pipanya sebenarnya " mengapung".
    Memang plat secara keseluruhan akan mengalami settlement ( penurunan sampai titik tertentu) tetapi tentu ini sudah diantisipasi dalam perhitungan dan desainnya.

    Mengenai nama Cakar Ayam, saya juga tidak tahu kenapa. Yang saya tahu ide pondasi ini didapat dari akar serabut pohon kelapa yang tidak begitu dalam tertanam di tanah yang lunak/pasir tetapi mampu menahan pohonnya bahkan ketika tertiup angin kencang.

    Karena terapung pondasi ini dalam pembuatannya tidak memerlukan perbaikan tanah dengan menggali/ membuang permukaan tanah yang lunak kemudian menggantinya dengan tanah yang keras lalu dipadatkan ( di Ancol, tempat Cakar Ayam pertama di aplikasikan pada tahun 1962) tanah lunak bisa sedalam 25 meter), atau membuat tiang tiang pancang, seperti kalau kita membuat pondasi dengan cara konvensional.
    Disinilah letak penghematyannya baik dari segi waktu, tenaga dan peralatan.

    Tetapi harus diingat bahwa pondasi ini tidak begitu cocok untuk gedung tinggi karena pencakar langit bebannya terlalu besar hingga membutuhkan luas pondasi yang jauh melebihi luas lantai dasarnya, bisa bisa melewati kapling gedungnnya.

    Mudah mudahan menjelaskan. bila belum jelas silahkan ajukan lagi pertanyaan. Jangan ragu ragu.
    Sebagai catatan pondasi Cakar Ayam saat ini sedang dibuat di jalan tol Makassar.

    wassalam
    Saptono

    NB: Karena perhitungan strukturnya rahasia ( demi keuntungan penemu), pondasi Cakar Ayam mengalami kesulitan ketika memasuki ranah akademi. Para ahli konstruksi menuntut perhitungan ilmiah yang jelas agar pondasi cakar ayam ini bisa di pertanggung jawabkan di lingkungan ilmu konstruksi. Karena itulah sejauh ini, setahu saya, pondasi Cakar Ayam tidak diajarkan di perguruan tinggi.

    BalasHapus
  3. Saya menyambut baik blog pendidikan publik ini.
    Di lapangan, istilah cakar ayam melebar, dari pondasi pelat 80x80cm untuk bangunan dua lantai hingga yang memang benar-benar cakar ayam seperti ini. Semoga blog ini bisa turut membina publik untuk mengerti (setidaknya mengenal) arti pondasi cakar ayam yang benar, dan varian-variannya.

    BalasHapus
  4. pak, saya sangat tertarik dengan sistem pondasi cakar ayam ini.
    saya salah seorang mahasiswa bidang teknik sipil, boleh tidak jika sy membuat skripsi ttg pondasi ini.

    BalasHapus
  5. Boleh saja anda akan banyak mendapat dukungan.

    BalasHapus
  6. menurut saya prinsip pondasi cakar ayam sangat sederhana, seperti kaleng terbalik dimana lobang kaleng bawah terbuka sedangkan bagian atas tertutup dan masing-masing kaleng tsb diikat dengan plat beton bertulang, persis seperti permainan egrang cuma tempat pijakan menggunakan kaleng. Namun menurut saya pondasi cakar ayam tersebut akan lebih meningkat daya dukungnya apabila bagian bawah pipa beton tersebut tertutup rapat, persis seperti cara kerja ponton cuma mungkin kesulitanya pada saat pelaksanaan apabila tetap menggunakan beton bertulang. kesulitan tersebut mungkin bisa diatasi apabila pipa beton bertulang diganti dengan material seperti karet(spt bendung karet) kemudian ditiup dari atas. silahkan para ahli struktur mengkaji wacana tsb, semoga bermanfaat.

    BalasHapus
  7. Terima kasih MYSWEET atas tanggapannya. Maaf baru respons sekarang.
    Mengenai hubungannya cara kerja ponton, perlu saya ingatkan bahwa pipa pipa beton tersebut ( sekarang pipa baja) bukan untuk daya angkat tapi untuk kekakuan plat. Kalau tak ada pipa beton plat akan melengkung lengkung sesuai dengan perbedaan daya angkat tanah ditempat yang berbeda di seluruh plat beton. Daya angkat didapat dari daya dukung tanah secara langsung dan perhitungan daya angkatnya sangat sederhana : yakni luas plat kali koefisien daya dukung tanah. jadi misalnya plat berukuran 10x10m = 100 m2 dan koefisien daya dukung tanah = 0,7kg/cm2, maka daya angkat yang didapat adalah 100m2= 1000.000 cm2x 0,7kg/cm2= 700.000kg atau 700 ton.

    BalasHapus
  8. Pak, yang jadi pertanyaan saya
    1.Berapa perbandingan tinggi dan lebar/diameter dari tabung terhadap daya dukung tanah.
    2.Berapa perbandingan luasan pondasi terhadap luasan areal kappling luarnya yang diijinkan.
    Terimakasih

    BalasHapus
  9. Saya kurang mengerti kalimat ini.

    Rp. 100 A Rp. 68 A- ( biaya)

    Mohon dijelaskan dan Minta tolong supaya dijelaskan rincian biayanya juga pak. Untuk research karya tulis.

    Terima kasih banyak.

    BalasHapus
  10. Dear Pak,
    Untuk daerah jawa timur.dimana kita bisa kontak konsultan perencana pondasi cakar ayam ini? Mohon infonya
    Terima kasih

    BalasHapus