Inovasi Kayu Galam Sebagai Komponen Self-Supported Earth-Retaining Wall untuk Konstruksi Ramah Lingkungan yang Berkelanjutan
Artikel ini ditulis oleh Arief Nugraha Pontoh & Sayid Muhammad Fikri Zidan
Permasalahan pergerakan tanah menimbulkan ancaman serius terhadap konstruksi, menyebabkan kerusakan infrastruktur dan bahaya lingkungan. Untuk mengatasi masalah ini, dinding penahan tanah telah banyak digunakan sebagai solusi efektif. Namun, penggunaan bahan konvensional seperti beton atau baja dalam dinding ini menimbulkan kekhawatiran lingkungan. Untuk mencari alternatif desain konstruksi ramah lingkungan, studi komprehensif ini fokus pada pemanfaatan kayu galam untuk konstruksi dinding penahan tanah yang berkelanjutan. Kayu galam (Gambar 1), dikenal karena sifat-sifatnya yang menjanjikan seperti ketahanan tekan dan fleksibilitas, menawarkan pilihan ramah lingkungan untuk konstruksi dinding penahan tanah. Sistem tanah yang diperkuat memungkinkan waktu konstruksi yang lebih singkat, biaya lebih rendah, kinerja gempa yang lebih baik, dan manfaat estetika dibandingkan dengan dinding penahan tanah konvensional, seperti dinding gravitasi dan dinding penahan jenis kantilever. Dengan menggabungkan kayu galam dalam konstruksi dinding penahan tanah, proyek tidak hanya akan mendapatkan manfaat dari sifat ramah lingkungan material tersebut, tetapi juga dari segi efektivitas biaya dan daya tahan
Dinding tanah yang diperkuat telah banyak digunakan sebagai struktur penahan tanah, memberikan keuntungan yang jelas dari segi lingkungan, ekonomi, dan teknis/fungsional dibandingkan dengan alternatif konvensional/tradisional seperti dinding beton gravitasi atau kantileber (Brouthen et al., 2022). Menggunakan kayu galam dalam konstruksi dinding penahan tanah menawarkan banyak keuntungan, termasuk efektivitas biaya, daya tahan, dan dampak lingkungan yang lebih rendah. Selain itu, kayu galam telah lama digunakan sebagai balok penahan cetakan di beberapa wilayah, menekankan kesesuaian untuk tujuan konstruksi (Asnan et al., 2023). Kayu galam (Melaleuca cajuputi) yang tumbuh subur di wilayah tropis di seluruh dunia, menghadirkan pilihan ramah lingkungan untuk konstruksi dinding penahan. Meskipun potensinya, penerapannya dalam proyek-proyek teknik sipil masih terbatas, sehingga memerlukan penelitian mendalam untuk membuktikan keandalan dan kinerjanya. Studi ini mengusulkan penggunaan kayu galam sebagai salah satu komponen dalam perancangan self-supported earth-retaining wall yang merupakan struktur perkuatan tanah dengan kemampuan menahan beban sendiri (Sim et al., 2016).
Penelitian ini bertujuan untuk menghadirkan solusi penahan tanah yang ramah lingkungan dengan menggunakan kayu galam sebagai bahan utama dalam konstruksi self-supported earth-retaining wall. Kayu galam dipilih karena memiliki sifat ketahanan yang baik terhadap tekanan dan kelenturan yang memadai untuk mampu menahan beban tanah. Langkah yang dilakukan pertama ialah pengumpulan data-data seperti data indeks properties tanah dimana lokasi yang akan dijadikan sebagai studi kasus adalah lereng di Kampus Institut Teknologi Kalimantan, data geometris, dan juga data sifat fisik dan mekanik kayu galam. Kemudian dari data-data tersebut dilakukan perhitungan seperti tekanan tanah yang bekerja, kedalaman minimum pancang dan juga perhitungan momen maksimum. Setelah itu, dilakukan perhitungan panjang bentang kayu galam yang aman untuk konstruksi penahan tanah yang akan direncanakan. Setelah didapatkan panjang bentang kayu galam yang aman untuk konstruksi penahan tanah, dilakukan perancangan desain. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang berguna dalam upaya mengurangi penggunaan material konvensional seperti beton atau baja dalam konstruksi penahan tanah dapat memiliki dampak negatif terhadap lingkungan, termasuk emisi karbon yang tinggi dan pemanfaatan sumber daya alam yang besar.
Hasil analisis dengan ketinggian lereng yang bervariasi diperoleh kedalaman tiang minimum yang perlu dipancang, momen maksimum, serta gaya yang bekerja pada tiang dengan rincian sebagai berikut:
Berdasarkan hasil analisis dengan variasi ketinggian lereng 2,0 m, 2, 5 m, 3m, 3,5 m, 4 m, 4,5 m dan 5 m, diperoleh nilai kedalaman minimum, momen maksimum, dan gaya maksimum yang terjadi pada turap adalah sebagai berikut:
Kedalaman minimum turap (actual pile depth) untuk masing-masing variasi ketinggian lereng berturut-turut adalah 1 m, 1,5 m, 1,5 m, 2,0 m, 2,0 m, 2,5 m, 2,5 m.
Momen maksimum yang terjadi pada konstruksi turap untuk masing-masing variasi ketinggian lereng berturut-turut adalah 4,32 kN.m, 9,24 kN.m, 16.27 kN.m, 26.24 kN.m, 39.69 kN.m, 57.15 kN.m, 79.14 kN.m.
Gaya maksimum yang terjadi untuk masing-masing variasi ketinggian lereng 31,12 kN, 48,51 kN, 68,53 kN, 93,36 kN, 121,12 kN, 151,68 kN, 188,05 kN.
Panjang pias/segmen kayu galam maksimum yang digunakan sebagai pengganti “timber lagging” dalam komponen self-supported earth retaining wall adalah 1,5 meter.
Desain konstruksi self-supported earth retaining wall adalah sebagai berikut:
Untuk tinggi lereng 2 meter, maka diperlukan panjang turap 3 meter yang dipancang sedalam 1 meter, dengan panjang pias kayu galam 1,5 meter.
Untuk tinggi lereng 2,5 meter, maka diperlukan panjang turap 4 meter yang dipancang sedalam 1,5 meter, dengan panjang pias kayu galam 1.5 meter
Untuk tinggi lereng 3 meter, maka diperlukan panjang turap 4,5 meter yang dipancang sedalam 1,5 meter, dengan panjang pias kayu galam 1.5 meter
Untuk tinggi lereng 3,5 meter, maka diperlukan panjang turap 5,5 meter yang dipancang sedalam 2 meter, dengan panjang pias kayu galam 1.5 meter
Untuk tinggi lereng 4 meter, maka diperlukan panjang turap 6 meter yang dipancang sedalam 2 meter, dengan panjang pias kayu galam 1.5 meter
Untuk tinggi lereng 4,5 meter, maka diperlukan panjang turap 7 meter yang dipancang sedalam 2,5 meter, dengan panjang pias kayu galam 1.5 meter
Untuk tinggi lereng 5 meter, maka diperlukan panjang turap 7,5 meter yang dipancang sedalam 2,5 meter, dengan panjang pias kayu galam 1.5 meter
Hasil penelitian menunjukkan kelayakan penggunaan kayu galam pada kondisi tanah yang berbeda yang dapat diterapkan, adapun contoh desain konstruksi self-supported earth-retaining wall dengan kayu galam dapat dilihat pada Gambar 1 (gambar cover artikel).
Daftar Pustaka
Asnan, M N., Arha, A A., Yatnikasari, S., Agustina, F., & Vebrian. (2023, February 28). The Analysis Study of Strength on Concrete Formwork Wood Construction. https://scite.ai/reports/10.18280/acsm.470103
Brouthen, A., Houhou, M N., & Damians, I P. (2022, February 16). Numerical Study of the Influence of the Interaction Distance, the Polymeric Strips Pre-Tensioning, and the Soil–Polymeric Interaction on the Performance of Back-to-Back Reinforced Soil Walls. https://scite.ai/reports/10.3390/infrastructures7020022
Sim, J., Jeong, S., Kim, Kyoungchul. (2016). The Effect of Stabilizing Piles on a Self-Supported Earth Retaining Wall. Marine Georesources & Geotechnology, 265-279.
Zidan, S.M.F. (2023). Desain Konstruksi Penahan Tanah Ramah Lingkungan Dengan Menggunakan Kayu Galam Sebagai Self-Supported Earth-Retaining Wall. Tugas Akhir. Institut Teknologi Kalimantan. Balikpapan.