## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X

## Perkuatan Struktur Pilar Jembatan Akibat Mutu Beton yang Tidak Memenuhi Syarat
M. Sigit Darmawan
Program Diploma Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Email: msdarmawan@ce.its.ac.id

## Abstract
Structural  strengthening  sometimes  cannot be  avoided  when  field  condition  deviates  from  the condition  assumed  in  the  design  phase.  For  example,  when  the  actual  compressive  strength achieved in the project is lower than the specified strength then the structure must be evaluated and reviewed. Two options  are  available  for  structure which does not  comply  with  the  specification, demolition or strengthening. In general, strengthening is preferred because this option is relatively cheap and does not affect project completion significantly. In this paper, structural strengthening of bridge pier is described and discussed. The method used is a combination between thickening of pier dimension and  addition  of main  reinforcement.  This method  is opted as  it  can  increase  both flexural and normal capacity of bridge pier. From the analysis, it is found that the safety factor of bridge pier after strengthening increases up to 30% from its original safety factor. The additional reinforcement must be anchored properly at the bottom of bridge pier to fulfill its intended function and  shear  connector  should  be  installed  between  new  and  old  concrete  to prevent  slippage  as assumed in the design of strengthening.
Keywords: structural strengthening, reinforcement, thickening, safety factor

## Abstrak
Perkuatan  struktur  sering  tidak  dapat  dihindari  bila  ada  kondisi yang  direncanakan  tidak dapat  dipenuhi.  Salah  satu  masalah  yang  sering  terjadi pada  struktur  beton  bertulang adalah mutu  beton  yang  direncanakan  tidak  memenuhi  spesifikasi  yang  ditetapkan.  Berdasarkan ketentuan  yang  ada  struktur beton yang  tidak  memenuhi  syarat  dapat  dibongkar  atau diperkuat. Perkuatan sering menjadi pilihan karena menghemat biaya dan waktu pelaksanaan. Perkuatan  yang  dibahas  pada  tulisan  ini  adalah  perkuatan  pilar  jembatan  dengan  meng- kombinasikan antara penambahan dimensi pilar dan penambahan tulangan utama. Metoda ini dipilih  karena  dapat  menaikkan  baik  kekuatan  lentur  maupun  normal  dari  pilar  jembatan. Dari  hasil  analisa  didapatkan  angka  keamanan  struktur  perkuatan  dapat  dinaikkan  hingga 30%  melebihi  angka  keamanan  sesuai  disain  awal.  Untuk  menjamin  agar  tulangan  dapat bekerja  dengan  baik  perlu  dilakukan  pengangkeran  tulangan  tambahan pada  ujung  bawah pilar  serta  pemasangan  penghubung  geser  agar  beton  lama  dan  baru  dapat  bekerja  sesuai anggapan dalam perhitungan.
Kata kunci: perkuatan struktur, tulangan, penebalan, angka keamanan

## 1. Pendahuluan
Pada  tahap  pelaksanaan  pekerjaan struktur  beton  kadang-kadang  terjadi mutu  beton  yang  direncanakan  tidak memenuhi  persyaratan  yang  telah  dite- tapkan. Tidak  terpenuhinya  mutu  beton dapat  disebabkan  adanya  perubahan
kualitas material  yang  dipakai dan atau adanya  kesalahan  dalam  proses  penim- bangan  dan  pencampuran  beton. Bila kondisi  ini sungguh-sungguh terjadi maka  langkah-langkah yang  dapat dilakukan sesuai SNI-2847-2013  (BSN 2013) adalah sebagai berikut:

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
 Struktur dibongkar dan  diganti  de- ngan struktur baru
 Dilakukan  loading  tes untuk  me- nentukan kelayakan struktur
 Struktur dipertahankan dan diper- kuat
Pembongkaran elemen struktur  pada umumnya berusaha untuk dihindari karena pembongkaran dapat menyebab- kan  tambahan  waktu  pelaksanaan.  Bila waktu pelaksanaan sangat terbatas pem- bongkaran  bukan  pilihan  yang  disukai. Loading  tes  juga  jarang dilakukan karena  tidak  mudah  pelaksanaannya, butuh  waktu  lama dan  mahal biayanya. Apalagi pada saat loading tes ada resiko terjadi  kegagalan  struktur  bila  elemen struktur  tidak  mampu  memikul  beban yang  direncanakan (Stewart dan Val 2003). Dengan  demikian  perkuatan struktur  sering  menjadi  alternatif  yang terbaik untuk  menyelesaikan  persoalan yang terjadi.
Pada tulisan ini akan dibahas salah satu metoda  perkuatan  yang  dapat  dipakai pada  pilar  jembatan bila  mutu  beton tidak  memenuhi  syarat.  Perkuatan  yang dimaksud disini adalah perkuatan dengan melakukan pembesaran dimensi pilar dan menambah tulangan utama.

## 2. Metodologi
Metoda  perkuatan  pada  pilar  jembatan akan dibahas  dengan urutan  sebagai berikut:
 Pemilihan metoda perkuatan
 Perhitungan struktur perkuatan
 Perbandingan  kekuatan  struktur perkuatan dan struktur sesuai disain awal
 Kesimpulan
Untuk  memberi  gambaran  yang  lebih jelas tentang  metoda  perkuatan pada pilar  jembatan maka  akan  disajikan sebuah  contoh  perhitungan  perkuatan akibat mutu  beton (f ’ c ) sebesar  28  MPa tidak  tercapai. Dari hasil  tes  tekan benda  uji  core-drill didapatkan  mutu beton terendah sebesar 20.4 MPa. Nilai mutu beton ini  yang  akan  dipakai sebagai  dasar  perhitungan  perkuatan pada pilar jembatan.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Pemilihan Metoda Perkuatan
Sebelum  memutuskan  untuk  memakai tipe perkuatan yang dipakai, maka perlu dilakukan  perbandingan  antara  metoda perkuatan  satu  dengan  yang  lainnya. Faktor-faktor yang perlu diperhitungkan saat mendesain perkuatan tidak berbeda dengan  prinsip  dasar  disain  pada umumnya, yaitu
 Angka  keamananan  yang  didapat- kan tidak  boleh  lebih rendah  dari angka keamanan
sesuai
peraturan/standar yang berlaku
 Umur perkuatan
 Waktu pelaksanaan
 Biaya yang diperlukan
Adapun  metoda  perkuatan  yang  dapat dipakai untuk pilar jembatan antara lain adalah
 Pembesaran  dimensi  elemen  struk- tur (thickening/jacketting)
 Melakukan  pengekangan (confine- ment)
 Penambahan tulangan utama
 Penggunaan Carbon Fiber Reinfor- cement

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
 Kombinasi  dari berbagai metoda yang ada
Dari hasil analisa  awal  maka pada akhirnya diputuskan  memakai  perkua- tan  dengan cara  pembesaran  dimensi dan  penambahan  tulangan utama. Cara ini  dipilih  karena  lebih  mudah  pelak- sanaanya  dan  biaya  cukup  murah  bila dibandingkan cara yang lain. Metoda ini juga  dipilih  karena  dapat  menaikkan kapasitas pilar dalam menerima kombi- nasi  lentur  dan  normal  secara  bersama- an. Perkuatan dengan cara pengekangan (confinement) atau  penebalan  dimensi tidak cukup efektif untuk  perkuatan pilar karena hanya menaikkan kapasitas dalam memikul gaya normal saja (Tavio dkk 2012).

## 3.2. Perhitungan Perkuatan
Untuk memberi  gambaran  awal  maka dilakukan analisa angka keamanan pilar jembatan  sesuai  disain  awal.  Untuk keperluan analisa perkuatan dipakai program bantu komputer yang dikeluarkan  oleh  Portland  Cement
Association (PCA 2004). Adapun beban yang  harus  dipikul oleh  pilar adalah sebagai berikut:
a) Akibat beban tetap
 M u =376 ton-m (Lentur)
 P u =652 ton (Normal)
 D u =55 ton (Geser) b) Akibat beban sementara
 M u =387 ton-m
 P u =510 ton
 D u =61 ton
Hasil  perhitungan kekuatan  pilar  sesuai disain  awal dengan  tulangan utama 94D25  (persentasi  tulangan  sebesar 2.39%) disajikan pada Gambar 1 dan 2.
Gambar  1  menunjukkan  pilar  sesuai disain awal mempunyai dimensi 2500 x 900  mm 2 .  Gambar  tersebut menunjuk- kan bahwa akibat beban tetap dan beban sementara, pilar  dalam  kondisi  meme- nuhi  persyaratan  disain  karena  posisi beban dalam batas-batas kurva diagram interaksi.
Gambar 1. Diagram Interaksi M-P Pilar Sesuai Disain Awal

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
Gambar 2. Angka Keamanan Pilar Sesuai Disain Awal
Besarnya angka keamanan akibat beban tetap  sebesar  2.034  dan  beban  semen- tara 1.886. Angka keamanan ini tercapai bila  mutu  betonnya  (f ’ c )  sesuai dengan disain awal sebesar  sebesar  28  MPa. Bila  mutu  beton  hanya  sebesar  20.4 MPa  maka  angka  keamanannya  tidak sebesar  angka  keamanan  sesuai  disain, yaitu hanya  sebesar  1.942 untuk  beban tetap dan  1.83 untuk  beban  sementara. Angka keamanan ini masih cukup besar tetapi  masih  lebih  rendah bila  diban- dingkan dengan angka keamanan sesuai disain awal sehingga diperlukan adanya perkuatan.
Dari  hasil  evaluasi disain  perkuatan dengan menambah  ketebalan  dimensi pilar sebesar 20 cm, sesungguhnya telah dapat  mengembalikan  angka  keamanan pilar  sesuai  disain awal.  Namun  de- mikian penebalan pilar saja tanpa diberi tulangan tambahan dikhawatirkan  me- nimbulkan retak pada beton baru akibat pengaruh susut.  Untuk  itu  dipasang tulangan  tambahan  yang  difungsikan juga  sebagai  tulangan  utama.  Agar tulangan  dapat  berfungsi  dengan  baik maka  perlu  dilakukan  penjangkaran pada  beton  lama  (pile  cap)  dengan memakai angker kimia (chemical anchor). Penampang pilar setelah ditebalkan sebesar 20 cm dan ditambah tulangan  30D16 dapat  dilihat  pada
Gambar  3. Tulangan  D16  dipakai sebagai  perkuatan dan  bukan tulangan D25 dengan tujuan  agar  diperoleh penghematan/efisiensi biaya.
Gambar 3. Penampang Pilar dengan Penebalan 20  cm dan  Tambahan Tulangan 30D16
Perlu  dijelaskan  disini  bahwa  karena ada  perbedaan  mutu  beton  lama  dan beton  baru  maka  dilakukan  konversi luasan  dengan  memakai  perbandingan modulus  elastis  beton  sebesar  1.17. Hasil konversi penampang dapat dilihat pada  Gambar  4. Gambar  4  menunjuk- kan  bahwa  akibat  konversi  mutu  beton terjadi  penambahan  dimensi  lateral penampang dari 2900 mm menjadi 3000 mm  dan  penurunan  persentasi  tulangan dari  1.67% menjadi  1.56%. Persentasi tulangan  pilar dengan  penebalan masih jauh dibawah  persentasi sesuai  disain awal sebesar 2.39%.

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
Gambar 4. Penampang  Pilar dengan Penebalan  dan  Tambahan  Tulangan Setelah Konversi Mutu Beton

## 3.3. Perbandingan Kekuatan
Selanjutnya  pada  Gambar  5  dan  6 disajikan  hasil  evaluasi  penampang dengan perkuatan.
Gambar  5  menunjukkan  bahwa  akibat beban  tetap  dan  beban  sementara  pilar dengan  perkuatan  sudah  dalam  kondisi memenuhi  persyaratan  disain  karena posisi  beban  dalam  batas-batas  kurva diagram interaksi.  Besarnya  angka keamanan  akibat  beban  tetap  sebesar
2.631 dan beban sementara 2.475. Hasil
ini  menunjukkan  bahwa  telah  terjadi peningkatan  angka  keamanan  sebesar 30% dari angka keamanan sesuai disain awal.
Untuk  mendapatkan  gambaran  yang jelas antara kekuatan pilar sesuai disain awal dan  pilar dengan  perkuatan maka interaksi  diagram  kedua  kolom  disa- jikan  pada  Gambar  7.  Gambar  tersebut menunjukkan  bahwa  pilar dengan  per- kuatan mempunyai kekuatan yang lebih besar  dibandingkan  pilar sesuai  disain awal. Batas-batas  interaksi  diagram pilar  sesuai  disain  awal  berada  didalam kurva diagram interaksi  pilar  dengan perkuatan.
Selanjutnya  untuk  menjamin  kerjasama beton  lama  dan  baru  perlu  dilakukan pemasangan  penghubung  geser  (shear connector). Perhitungan  shear  connec- tor tidak dibahas secara mendetail disini dan dapat dilihat pada literatur yang ada (Popov 1990).
Gambar 5. Diagram Interaksi M-P Pilar dengan Perkuatan

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
Gambar 6. Angka Keamanan Pilar dengan Perkuata
Gambar 7. Diagram Interaksi M-P Pilar dengan Perkuatan dan Pilar sesuai Disain Awal
Dari hasil perhitungan diperlukan shear connector D13 dengan jarak vertikal 60 cm sejumlah  15  buah  pada  1  barisnya. Penghubung  geser dipasang  memakai angker  kimia  dari  epoxy pada  beton lama dan ditanam minimal sedalam 120 mm. Hasil  perhitungan  disajikan  pada Gambar 8.

## 4. Simpulan
Dari  hasil  perhitungan  perkuatan  pada pilar  jembatan  dengan  penambahan dimensi  20  cm  dan  tulangan  30D16 didapatkan hasil sebagai berikut:
 Pilar  dengan perkuatan mampu memikul beban sesuai disain awal,
 Dari  hasil  perhitungan  didapatkan peningkatan angka keamanan sebe- sar 30% dibandingkan dengan ang-
ka keamanan sesuai disain awal
 Angka  keamanan  terendah  pilar semula  1.886  meningkat  menjadi 2.475,
 Agar  tulangan  vertikal  D16 dapat bekerja  dengan  baik  maka  perlu ditanam  (diangker)  minimal 250 mm pada kaki pondasi dengan me- makai angker  kimia  (chemical  an- chor epoxy),
 Untuk  menjamin  kerjasama  beton baru  dan  lama  dipasang Penghu- bung  geser  (shear  connector) D13 sebanyak  15  buah  per  baris  pada  1 satu  sisi  dengan  jarak  600  mm. Penghubung geser dipasang mema- kai angker  kimia  dari  epoxy pada beton  lama  dan  ditanam  minimal sedalam 120 mm.

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
Gambar 8. Penempatan Shear Connector Pada Pilar

## Daftar Pustaka
Egor  P.  Popov. (1990). Engineering
Mechanics of Solid, Prentice-Hall International Series in Civil Engineering and Engineering Mechanics. PCA  Column  Manual, Portland  Cemen
Association, USA, 2004.
Stewart,  M.  G.  dan Val  D.  V., (2003).
“ Multiple  Limit  States  and  Ex-
pected  Failure  Costs  for  Deteri- orating Reinforced Concrete Bridges ” , Journal  of  Bridge Engineering,  ASCE,  Vol.  8,  No. 6, pp. 405-415.
Tata Cara Perencanaan Struktur Beton
Untuk  Bangunan  Gedung – SNI- 2847, BSN, 2013.
Tavio, Kusuma,  B.  dan Suprobo P.
(2012). ” Experimental  Behavior of Concrete Columns Confined by Welded  Wire  Fabric  as  Trans- verse  Reinforcement  under  Axial Compression ” , ACI Structural
Journal, Vol. 109, No. 3, pp. 339-
348.

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
Halaman ini sengaja dikosongkan