TINJAUAN PUSTAKA
3) Proses Perhitungan F initeElement dalam PLAXIS
Metode finite element dalam program PLAXIS dapat menghasilkan keluaran tingkat keamanan tubuh embung terhadap deformasi dan tegangan yang terjadi. Program ini memuat beberapa perhitungan, yaitu perhitungan aliran air tanah, perhitungan konsolidasi, formulasi elemen hingga yang berkaitan, dan aturan integrasi berbagai elemen yang didefinisikan dalam PLAXIS.
3.1) Perhitungan Angka Keamanan (Safety F actor)
Analisis stabilitas lereng dilakukan dengan penentuan angka aman. Angka aman didapatkan dengan membandingkan kekuatan geser dari tanah yang bersangkutan dengan tegangan geser rata-rata yang terjadi sepanjang bidang longsor. Umumnya angka aman didefinisikan seperti persamaan 2.41.
F = (2.41)
dengan
F = angka aman terhadap kekuatan tanah = kuat geser rata-rata dari tanah
= tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor d f
t
t
ft
dt
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Kuat geser merupakan gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Kuat geser tanah terdiri dari dua komponen yaitu kohesi dan geseran, dan dapat dinyatakan dengan persamaan 2.42.
= c +
s
tan (2.42) denganc = kohesi
= sudut geser dalam
s
= tegangan normal rata-rata pada permukaan bidang longsor Dengan cara yang sama didapatkan persamaan 2.43.= cd +
s
tan (2.43) dengan cd adalah kohesi dan sudut geser yang bekerja sepanjang permukaan bidang longsor. Sehingga angka aman didapatkan persamaan 2.44.F = (2.44)
Apabila F = 1, maka lereng adalah dalam keadaan kritis (akan longsor). Lereng dalam keadaan aman apabila kekuatan geser rata-rata tanah lebih besar daripada tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor. Umumnya harga 1,5 untuk angka keamanan terhadap kekuatan geser dapat diterima untuk merencanakan stabilitas lereng.
Pada program PLAXIS proses perhitungan angka keamanan dilakukan secara otomatis dengan cara pengurangan nilai c dan tan f secara bertahap hingga mencapai keruntuhan.
3.2) Tahap Perhitungan Stabilitas Tubuh Embung dalam PLAXIS
Elevasi muka air yang bervariasi dapat bekerja pada tubuh embung. Perubahan muka air dan perubahan distribusi tekanan air pori akan mempengaruhi stabilitas tanah embung. Pada penelitian ini, analisis stabilitas difokuskan pada perubahan muka air, yaitu
d
t
f
f
df
df
d d c c f s f s tan tan + + ft
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
- Stabilitas embung sesaat setelah embung dan pelat proteksi selesai dibangun. Pada kondisi ini air reservoir belum ada, sehingga perhitungan hanya melibatkan berat struktur itu sendiri, sedangkan pengaruh air hanya disebabkan oleh air tanah yang ada pada pondasi embung.
- Stabilitas embung saat muka air reservoir mencapai level normal. Pada kondisi ini pengaruh air luar sudah diperhitungkan, baik yang melalui tubuh embung bila pelat proteksi rusak maupun melalui pondasi embung.
- Stabilitas embung saat muka air reservoir mencapai level banjir pada kala ulang 1000 tahun. Kemampuan menahan banjir kala ulang 1000 tahun adalah syarat pembangunan bendungan kecil.
- Stabilitas embung saat muka air reservoir mencapai level banjir PMF (Proba ble Ma ximum Flood), yaitu banjir terbesar yang mungkin dapat terjadi pada wilayah sekitar embung dibangun. Kondisi ini perlu diperhitungkan mengingat sudah terjadi perubahan iklim yang menyebabkan terjadinya banjir di luar perhitungan banjir secara statistik.
- Stabilitas embung saat terjadi ra pid dra wdown, yaitu saat muka air reservoir surut secara tiba-tiba. Perhitungan dimulai saat muka air pada level normal, kemudian mendadak surut hingga muka air tinggal 1 meter.
2.2.3 Dasar Teori Pemilihan Metode Perbaikan
Output dari perhitungan stabilitas embung di atas adalah tingkat keamanan embung. Apabila stabilitas embung dinyatakan oleh analisis tidak aman, maka proses selanjutnya adalah pemilihan alternatif perbaikan stabilitas. Alternatif perbaikan ini menggunakan beberapa kriteria yang sangat potensial untuk dilaksanakan. Dalam memilih alternatif perbaikan, setiap nilai (kriteria atau indikator) memiliki pengaruh atau bobot yang sama atau bahkan berbeda.
Untuk dapat memilih dengan bobot perimbangan kriteia yang adil sangatlah sulit. Untuk memecahkan permasalahan ini dikenal dua metode yang awam digunakan dalam analisis yaitu pembobotan kriteria dengan expert choice, atau menggunakan metode multi criteria a na lysis. Metode yang pertama mengunakan bantuan program komputer untuk menentukan faktor bobot untuk setiap kriteria,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
sedangkan metode yang kedua menggunakan bobot sesuai dengan kriteria yang dianggap dominan. Misalkan durabilitas sangat penting, maka di beri bobot 2 atau 3 kali dari yang lainnya. Dalam analisis penentuan rangking metode perbaikan dalam penelitian ini menggunakan metode multi kriteria analisis dengan pertimbangan lebih mudah melakukan perubahan dalam penentuan bobot pengaruh setiap kriteria.
Indikator yang digunakan dalam pemilihan adalah aspek keamanan stabilitas, aspek biaya, aspek teknis pelaksanaan , aspek durabilitas serta aspek ekonomi kerakyatan. Kelima aspek tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Aspek Keamanan Stabilitas.
Aspek keamanan stabilitas adalah tujuan semula dilakukannya perbaikan embung sehingga merupakan aspek terpenting dalam perbaikan embung.. Aspek stabilitas secara teknis telah tercapai apabila dalam analisis stabilitas nilai SF telah melampaui 1,5 pada semua kondisi yang diperhitungkan.
2. Aspek Biaya
Pertimbangan biaya merupakan kriteria yang cukup penting dalam perbaikan embung, yaitu dengan pencapaian stabilitas dan durabilitas yang sama diharapkan biaya yang dikeluarkan sehemat mungkin.
3. Aspek Teknis Pelaksanaan
Pertimbangan teknis pelaksanaan merupakan kriteria yang cukup penting dalam perbaikan embung. Arti penting aspek ini khususnya untuk mengantisipasi apakah ada hambatan-hambatan teknis yang cukup berarti dalam pelaksanaan perbaikan nanti. Semakin mudah dalam pelaksanaan maka semakin tinggi nilai pembobotannya. Beberapa aspek teknis yang perlu mendapat perhatian adalah: • Penggunakan peralatan khusus yang sulit didapatkan sehingga memerlukan
mobilisasi dan demobilisasi yang jauh dan lama
• Kondisi jalan masuk ke embung yang sempit sehingga peralatan besar sulit masuk (memerlukan pelebaran jalan)
• Kondisi lingkungan misalkan geologi atau prasarana yang sudah ada. Seperti halnya perbaikan dengan grouting yang memerlukan penyelidikan geologi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
terlebih dahulu atau dengan pemancangan yang perlu penyelidikan getaran yang dapat merusak prasarana yang ada
4. Aspek Durabilitas
Perbaikan embung sangat perlu mempertimbangkan masa layan yang panjang. Hal ini dikarenakan pada dasarnya keberhasilan perbaikan embung adalah tercapainya nilai manfaat yang optimal sesuai peruntukannya. Contoh ketidakberhasilan pembangunan embung adalah kerusakan fungsi ataupun fisik sebelum diambil manfaatnya oleh masyarakat. Aspek durabilitas ini dimasukkan dalam aspek sensitif karena menyangkut keberhasilan pembangunan embung itu sendiri, berbeda dengan aspek biaya dan aspek kemudahan pelaksanaan yang tidak secara langsung menyangkut keberhasilan pembangunan embung.
5. Aspek Ekonomi Kerakyatan
Salah satu aspek yang sangat penting dalam pembangunan adalah kondisi sosial masyarakat di sekitar rencana lokasi embung. Kondisi ini menyangkut kesejahteraan masyarakat yang ditandai dengan tinggi rendahnya pendapatan perkapita penduduk. Kebijakan pembangunan yang bertumpu pada ekonomi kerakyatan bukan hanya isu nasional yang perlu direalisasikan dengan segera. Program-program pemerintah pada saat ini telah diarahkan pada sistem perekonomian kerakyatan, yaitu sedapat mungkin menggunakan bahan baku lokal, penyerapan tenaga kerja lokal dan hasilnya sedapat mungkin untuk kesejahteraan masyarakat sekitar. Aspek ekonomi kerakyatan ini dimasukkan dalam aspek sensitif karena merupakan prioritas program nasional pemerintah, termasuk juga dalam pembangunan Embung Kedungsono yang dibiayai oleh pemerintah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 50 BAB 3