Geofoam, Light-Weight Fill Material Untuk Urugan dan Timbunan Dari Styrofoam

Sebagai Negara yang sedang berkembang, Indonesia membutuhkan banyak pembangunan termasuk pembangunan infrastruktur seperti konstruksi jalan sebagai jalus distribusi dalam memeratakan pembangunan

Namun, Kondisi tanah dasar yang  realtif lunak menimbulkan banyak permasalahan yang umum ditemukan pada konstruksi jalan atau timbunan di atas tanah lunak diantaranya adalah masalah stabilitas timbunan dan masalah penurunan konsolidasi yang besar dalam waktu yang relative lama

Inovasi teknologi terutama yang terkait dengan bidang konstruksi tersebut terus berjalan dan berkembang sangat pesat. Kecepatan dan ketepatan menjadi fokus utama dalam inovasi, karena akan sangat terkait dengan kualitas dan biaya dalam setiap pekerjaan

Salah satu inovasi metode teknologi untuk bidang konstruksi adalah dengan menggunakan Styrofoam. Hal ini dilakukan untuk mempermudah dan mempercepat pekerjaan proyek, baik untuk skala kecil maupun besar

Istilah Styrofoam ini sebenarnya adalah merek dagang milik Dow Chemical Corp dari Amerika Serikat, atau dikenal dengan nama umum EPS (Expanded Polystyrene). Untungnya, dengan berkembangnya penelitian, penggunaan EPS sudah jauh lebih berwawasan dan bertanggung jawab.

Pandangan Styrofoam sebagai limbah yang semakin hari semakin menjadi masalah lingkungan yang berat, karena Styrofoam ini tidak membusuk, sehingga timbunan sampah Styrofoam akan terus bertambah apabila tidak didaur ulang (recycling) secara professional

Salah satu contoh penggunaan baru EPS yang popular yaitu untuk pengganti urugan tanah untuk pembuatan jalan, dinding penahan tanah (retaining wall), peninggian elevasi lantai. bahan panel, bangunan sebagai penahan suhu dan suara, yang juga lebih tahan gempa

Produk produk panel bangunan dengan menggunakan EPS sudah mulai diproduksi dan dipasarkan di Indonesia beberapa tahun terakhir ini, dan sudah mulai mendapat sambutan baik dari pengembang property, konsultan, kontraktor, maupun pemilik bangunan

Macam macam pengaplikasian Geofoam

Sebenarnya solusi Geofoam ini telah digunakan di mancanegara lebih dari 30 tahun lalu. Di Asia Tenggara, termasuk Indonesia, Geofoam baru merupakan suatu tren inovasi geoteknik. Karena manfaat dan keunggulannya yang sangat jelas, dalam waktu dekat teknologi Geofoam ini diperkirakan akan mendominasi dan menggantikan metode geoteknik konvensional.

Geofoam Menggantikan Timbunan

Keuntungan-keuntungan penggunaan Geofoam, yaitu karena berat jenisnya yang sangat ringan (hanya sekitar 1/10, atau 10% dari rata-rata berat tanah urugan), Geofoam mengurangi beban yang harus ditanggung oleh tanah dengan sangat signifikan, yang efeknya adalah mengurangi dan memperlambat proses penurunan (settlement) pada tanah dasar dan infrastruktur di dalamnya, serta dapat meningkatkan stabilitas tanah

Balok EPS yang sangat ringan dapat mengurangi kendala logistic, efisiensi peralatan dan tenaga kerja, mudah dibentuk dan dipasang, instalasi tidak tertunda oleh kondisi cuaca.

Geofoam memiliki kekuatan yang sangat tinggi untuk beratnya (excellent strength-to-weight ratio) dan nilai kekuatan kompresif (compressive strength) yang tinggi, sehingga cocok untuk keperluan konstruksi beban berat,seperti misalnya untuk jalan angkutan berat

Bahkan, geofoam sudah diaplikasikan untuk landasan sebuah bandara. Geofoam memiliki umur pemakaian (service life) yang sangat panjang karena tidak dapat membusuk atau non-biodegradable sehingga bahan ini tidak teroksidasi oleh udara, air, maupun elemen alam lainnya, tahan rayap, serta hemat waktu yang tentunya sama dengan hemat biaya

EPS untuk aplikasi Geofoam adalah EPS yang diproduksi sesuai standar-standar teknis internasional, misalnya ASTM 6817 untuk kekuatan kompresi dan ASTM C578 untuk performa thermal

Contoh penggunaan Geofoam untuk solusi geoteknik, yakni EPS yang didesain khusus dengan fungsi sebagai pengisi tanah atau material konstruksi lainnya. Salah satu tantangan geoteknik yang penting adalah pendirian kontruksi di atas tanah dasar dengan daya dukung yang rendah atau tanah lunak

Banyak metode-metode sudah dipraktekkan untuk megatasi hal ini. Antara lain yang memperbaiki kekuatan tanah dan mendesain fondasi yang sesuai dengan kondisi tanah tersebut. Selain kedua hal tersebut di atas, untuk bangunan timbunan (embankment) dilakukan pengurangan bobot timbunan tersebut dengan lightweight fill atau urugan berbobot ringan

Pencampuran lightweight material dengan tanah menghasilkan massa tanah campuran yang berbobot lebih ringan. Kedua usaha terakhir ini bersifat mengurangi beban yang dipikulkan pada tanah dasar (foundation soil).

EPS Geofoam

EPS Geofoam mempunyai berat yang sangat ringan, bahkan lebih ringan jauh dibandingkan dengan material urugan ringan lain. Oleh karena itu Geofoam menjadi salah satu pilihan yang lebih baik untuk material material urugan ringan (lightweigth fill material). 

Geofoam juga mempunyai kuat tekan per-m2 yang besar, yaitu pada regangan 1% atau wilayah elastis, sebesar 5,0 t/m2 sampai 10,3 t/m2. Pada regangan 5%, kuat tekan Geofoam adalah sebesar 11,5 t/m2  sampai 24,1 t/m2

Hasil pengujian tekan dilakukan dengan sampel ukuran 50mm x 50mm x 50mm. Kuat tekan ini diperlukan untuk mendesain tipe-tipe geofoam yang akan dipakai pada embankment. Tipe yang paling umum dipakai adalah ASTM D6817 EPS-22 yang memiliki kuat tekan elastis 5.0 t/m2.

Pemasangan Geofoam

Hasil uji lentur dengan sampel berukuran 25mm x 100mm x 300mm memilki nilai dari 27,6 t/m2 – 41,4 t/m2. Nilai kuat lentur ini adalah nilai untuk pengujian bagus tidaknya pembuatan balok EPS di pabrik

Nilai yang baik menunjukkan fusion yang baik antar butir-butir pembentuk balok EPS. Kuat lentur ini tidak merupakan syarat untuk perencanaan struktur embankment dengan geofoam, karena kasus beban pada embankment geofoam dominan bersifat tekan, beban lentur sangat kecil.

Metode Konstruksi  Geofoam

Metode Konstruksi  EPS-Geofoam adalah suatu metode konstruksi yang mendayagunakan secara optimal sifat-Geofoam. Sifat utama geofoam ini adalah ultraringan, mempunyai kuat tekan yang baik, bersifat bisa berdiri sendiri (rigid) - tidak seperti tanah yang selalu perlu diberi dinding penahan- geofoam untuk menopang berdirinya sendiri tidak perlu ditahan dinding penahan, dan hampir tidak menyerap air

Sifat ultraringan memungkinan Geofoam dipakai untuk mengisi ruang - biasanya secara vertikal dalam bentuk peninggian seperti embankment/timbunan - hampir tanpa menambah beban pada tanah dasar. Karena itu salah satu konstruksi sipil yang banyak memakai Geofoam adalah kontruksi embankment/timbunan jalan raya, seperti Proyek Jembatan Lambeusoe di Lamno

NAD. Sifat bisa berdiri sendiri dari Geofoam memungkinkan pekerjaan timbunan dengan Geofoam berlangsung sangat cepat. Bila timbunan dipakai tanah biasa, perlu dilakukan kompaksi/pemadatan tanah lapis demi lapis

Sedangkan Geofoam sudah berbentuk balok besar dengan ukuran 2.00m x 1.00m x 0.60m dan tidak perlu dipadatkan. Pekerjaan embankment hanya perlu menyusun dan menumpuk Geofoam sesuai dengan rancangan pada gambar kerja (shop drawing)

Pekerjaan dengan Metode Konstruksi Geofoam ini pun tidak ada tergantung cuaca hujan, karena Geofoam bersifat hampir tidak menyerap air dan adanya air tidak akan menyebabkan nilai kuat tekan dan lenturnya berubah

Ilustrasi Geofoam sebagai Pengganti Timbunan

Metode Geofoam juga memungkinkan dibuatnya suatu timbunan dengan dinding vertikal seperti di atas. Bila material urugan timbunan tersebut adalah tanah, maka dinding perlu dirancang untuk menahan tekanan horizontal tanah pada dinding, semakin tinggi timbunan semakin besar tekanan horizontal pada dinding, sehingga perlu dinding yang makin diperkuat

Tetapi bila material urugan timbunan tersebut adalah Geofoam (Geofoam), tekan horizontal akan sangat kecil, karena bobot geofoam kecil dan timbunan geofoam tidak menimbulkan tekanan horizontal sama sekali (atau mendekati nol) pada dinding

Sehingga untuk timbunan vertikal dengan geofoam, dinding hanya berfungsi untuk melindungi geofoam dari degradasi ultraviolet sinar matahari, bukan berfungsi sebagai dinding penahan seperti dalam hal dinding penahan tanah. Salah satu proyek geofoam di Indonesia yang berupa timbunan dinding vertikal adalah approach jembatan layang (flyover) Gebang, Cirebon, seperti terlihat pada gambar utama laman ini

Karena sifat bisa berdiri sendiri material Geofoam itu, Metoda Geofoam memungkinkan berdirinya Timbunan Vertikal yang sangat tinggi, seperti pada proyek Yamagata Expressway di Jepang , yang mempunyai timbunan vertikal maksimal 16 meter .

Tahapan Konstruksi Timbunan Geofoam 

Penyiapan Lahan 

Tanah dasar harus dibersihkan dari tumbuhan dan bebas dari partikel tanah yang tajam. Tanah dasar harus dalam kondisi yang mendekati datar sebelum penempatan lapisan geotextile dan/atau lantai kerja (sand bedding layer)

Sebelum penempatan geofoam, tanah dasar harus dalam kondisi datar, dengan ukuran penyimpangan vertikal tidak lebih dari 10mm untuk jarak 3m. Kecuali diberikan pengecualian oleh konsultan pengawas atau agen dari owner, tidak boleh ada genangan muka air tanah, dan tidak boleh ada salju atau es pada tanah dasar dimana geofoam akan ditempatkan. 

Penempatan Geofoam

Geofoam harus ditempatkan sesuai dengan gambar kontrak atau shop drawing dari kontraktor yang sudah disetujui oleh agen dari owner/konsultan. Perhatian yang khusus harus diberikan bila pada proyek dipakai lebih dari satu type geofoam, misalnya EPS22 dan EPS29

Pertemuan (joint) antara geofoam baik pada posisi vertikal maupun horizontal harus rapat. Kendaraan dan peralatan konstruksi tidak boleh langsung melintas di atas permukaan geofoam.  Dilarang membuat panas berlebihan dan percikan api (misalnya api dari kegiatan pengelasan) di dekat geofoam, karena akan merusak geofoam

Percikan api juga berbahaya bila geofoam masih baru dari pabrik. Geofoam baru yang belum di kondisioning di pabrik masih mengandung gas pentane yang mudah terbakar

Bila geofoam yang dipakai bukan geofoam fireretardant maka kontraktor harus lebih berhati-hati lagi terhadap bahaya kebakaran yang bisa ditimbulkan oleh kecelakaan percikan api, karena geofoam non fire retardant merambatkan api

Setelah penempatan geofoam selesai, permukaan atas geofoam harus ditutupi oleh material yang ditentukan pada gambar proyek.

Penempatan geofoam

Penempatan Slab Pembagi Beban (Load Distribution Slab)

Apabila ditentukan pada gambar kontrak, maka Slab Pembagi Beban harus dibuat pada lapisan paling atas geofoam setelah geofoam ditutupi dengan geomembrane dan dilapisi lagi oleh geotextile

Slab Pembagi Beban juga bisa dibuat di posisi lain, misalnya setiap ketinggian timbunan dua meter, sesuai yang ditentukan gambar kontak. 

Pengerjaan Perkerasan (Pavement) 

Sistem pavement adalah semua material yang ditempatkan di atas geofoam dalam batas jalan raya, termasuk bahu jalan. Sistem pavement harus ditempatkan berdasarkan gambar kontrak

Kendaraan dan peralatan konstruksi tidak boleh langsung melintas di atas permukaan geofoam maupun di atas geomembrane

Geofoam pada struktur Jalan

Tanah dan aggreate untuk sistem perkerasan ditempatkan dengan didorong ke atas geofoam dan geomembrane dengan bulldozer atau front-end loader. Minimal 300mm agregat atau tanah harus sudah menutupi bagian atas geofoam dan geomembrane sebelum dilakukan kompaksi

Penulis, Muhammad Yandri, ST. Penelaah Jasa Konstruksi KNOWLEDGE MANAGEMENT Penerapan Teknologi Konstruksi