Misteri Keajaiban Dunia Sekaligus Kegagalan Konstruksi Menara Pisa

Menara Pisa adalah salah satu keajaiban dunia karena miringnya bangunan. Dulu menjadi keajaiban karena peneliti tidak berhasil menemukan sebab kenapa bangunan ini menjadi miring namun masih berdiri. Tapi sekarang, terjawab bahwa menara Pisa miring karena kesalahan design pondasi dan tetap berdiri karena centre of gravitiy yang masih dalam area tapak bangunan. Jika demikian, apakah masih menjadi keajaiban?

Tentang Menara Miring Pisa

Gambar 1. Menara Pisa

 

Dikutip dari Wikipedia, Menara Miring Pisa (Bahasa Italia: Torre pendente di Pisa atau disingkat Torre di Pisa) adalah sebuah campanile atau menara lonceng katedral (bell Tower of the Cathedral) di kota Pisa, Italia. Menara ini berlokasi di belakang Cathedral dan merupakan bangunan tertua yang ketiga pada struktur bangunan Pisa’s Cathedral Square (Piazza del Duomo) berurutan setelah Bangunan Cathedral dan the Baptistry. Menara Pisa mulai miring tak lama setelah pembangunannya dimulai pada Agustus 1173. Ia terletak di belakang katedral dan merupakan bangunan ketiga Campo dei Miracoli (lapangan pelangi) kota Pisa. Menara Pisa juga diterima sebagai salah satu Situs Warisan Dunia UNESCO.

Gambar 2. Kondisi kemiringan menara Pisa

 

Design Menara Pisa

Ketinggian menara 55,86 m dari permukaan tanah terendah dan 56,70 m dari permukaan tanah tertinggi. Lebar dinding di bawahnya 4,09 m dan di puncak 2,48 m dengan bobot mencapai 14.500 ton. Struktur berupa struktur masonry, dengan hollow sylinder dikelilingi colonnades. Sedangkan pondasi menara kurang dari tiga meter tinggi, berada di atas tanah lunak sedimen kiriman dari Sungai Arno (lapisan A). Menara ini, dulunya berada di area pelabuhan dekat muara sungai. Itulah sebabnya terdapat estuarine deposit berupa clayey dan sandy silt dengan ketebalan sekitar 10 m. Didasar lapisan ini terdapat pasir halus setebal 2 m (upper sand). Pada lapisan A, muka air tanah sekitar 1 – 2 meter.

Dari hasil CPT, dan borelog, diketahui bahwa tanah di sisi selatan Menara lebih banyak mengandung clay, sementara upper sand-nya lebih tipis. Oleh karena itu, tanah di sisi selatan lebih kompressibel dibandingkan tanah di sisi utara Menara (Burland, 1998). Lihat gambar di bawah ini :

Gambar 3. Kondisi lapisan tanah di bawah menara Pisa

 

Gambar 4. Peta displacement

 

Perjalanan Konstruksi dan Kemiringan Menara

Menara ini dibangun thn 1173, lalu thn ketika 1178 memasuki lantai keempat, pembangunan berhenti. Kemudian dilanjutkan 90 thn kemudian. Proses miringnya sudah diketahui pada 1272, dimana menara miring 0.2 derajat ke utara. Seiring pembangunannya mencapai lantai ke tujuh pada 1278, menara mulai miring ke selatan sebesar 0.6 derajat. Pembangunan dihentikan selama 90 thn, namun menara terus bertambah miring hingga mencapai 1.6 derajat. Ketika puncaknya dibuat ruang untuk lonceng pada 1370, menara makin miring. Bahkan pada 1838, ketika ada penggalian utk selasar, kondisinya makin bertambah parah. Beberapa upaya dilakukan, seperti grouting pada 1934, namun malah menyebabkan adanya pergeseran ke selatan 10 mm. Begitu pula menyedot airtanah pada upper sand, menyebabkan pergeseran ke selatan 12 mm. Ini menandakan sangat sensitifnya kondisi tanah dan sulitnya masalah menara ini.

Gambar 5. Timeframe pembangunan menara Pisa

 

Prof. John Burland membuat simulasi model tanah pondasi menara dengan metode finite element (ICFEP). Hasil simulasi model ini cukup mendekati hasil yang sebenarnya. Didapatkan bahwa memiringnya menara secara dramatis, terjadi setelah penambahan lantai untuk ruangan lonceng. Didapatkan pula bahwa proses penggalian 1838 telah menimbulkan rotasi menara sebesar 0.75 derajat. total kemiringan hasil hitungan simulasi sebesar 5.44 derajat, sedikit lebih rendah dari kemiringan sebenarnya 5.5 derajat.

Gambar 5. Pemodelan struktur tanah di bawah menara Pisa

Penyebab kemiringan menurut Burland dan Potts (1994) adalah semacam leaning instability. Ketika menara mencapai ketinggian yg kritis, maka sedikit saja kemiringan akan bisa mengakibatkan ketidakstabilan, dan tanah lunak menjadi semacam pendorong yang menambah kemiringan bertambah. Dengan kata lain adalah ada semacam long-term rotation pada pondasi menara di lapisan A, bukan pada lapisan B (Pancone Clay) yang sebenarnya masih tinggi resistance terhadap pengaruh gaya dari luar. Proses rotasi tersebut diakibatkan oleh creep dan juga bertambahnya muka air tanah saat musim hujan.

 

Upaya Mengatasi Kemiringan Menara

Upaya pertama mengurangi kemiringan Menara Pisa adalah dengan counterweight berupa cincin beton dipasang pada sisi menara ke utara pada 1993-1994. Upaya ini kurang berhasil. Upaya lain adalah menurunkan muka tanah di sisi utara dengan electro-osmosis, drainase air tanah dan pemasangan slab beton di sisi utara. Hingga dilakukan underground excavation berupa ekstraksi tanah di bawah pondasi menara. Lalu upaya berikutnya dengan teknologi drilling untuk mengekstrasi tanah berupa hollow stem auger dengan contra rotating berdiameter 168 mm sistem drainase juga dibuat berupa sumur-sumur untuk mengontrol muka air tanah.

 

Keajaiban atau Kegagalan Bangunan?

Deskripsi di atas menunjukkan bahwa menara Pisa harusnya adalah suatu kegagalan konstruksi bangunan karena disain bangunan tidak memperhitungkan kondisi tanah di bawahnya yang beda tingkat compressive antara sisi utara dan selatan. Upaya perbaikannya pun diawal sempat keliru dan menambah kemiringannya.

Jika dulu sebelum para ahli dapat membuat pemodelan canggih atas kemajuan teknik sipil, mungkin sah-sah saja dikatakan sebagai keajaiban karena ada bangunan miring cukup besar namun tidak roboh / guling cukup lama. Tapi dengan terjawab tuntasnya penyebab kemiringan tersebut, maka keajaiban itu harusnya telah menjadi kegagalan konstruksi bangunan yang layak untuk jadi pelajaran dalam membangun.

 

(Untuk berdiskusi dan konsultasi terkait permasalahan Project Management yang sedang dihadapi, silahkan klik – Konsultasi. Untuk melihat lengkap seluruh judul posting, silahkan klik – Table of Content.)
Did you like this? Share it:
This entry was posted in International, Teknik Sipil and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

     

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>