commit to user
i
TINJAUAN ANALISIS STABILITAS BENDUNG TETAP
(STUDI KASUS BENDUNG NJAEN PADA SUNGAI
BRAMBANGAN SUKOHARJO)
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Program D-III Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dikerjakan oleh :
SULARNO NIM : I 8708011
PROGRAM STUDI D-III INFRASTRUKTUR PERKOTAAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
TINJAUAN ANALISIS STABILITAS BENDUNG TETAP
(STUDI KASUS BENDUNG NJAEN PADA SUNGAI
BRAMBANGAN SUKOHARJO)
TUGAS AKHIR
Dikerjakan Oleh:
SULARNO NIM : I 8707011
Telah disetujui untuk dipertahankan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Diperiksa dan disetujui ; Dosen Pembimbing
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TINJAUAN ANALISIS STABILITAS BENDUNG TETAP
(STUDI KASUS BENDUNG NJAEN PADA SUNGAI
BRAMBANGAN SUKOHARJO)
TUGAS AKHIR
Dikerjakan Oleh: SULARNO NIM : I 8707011
Dipertahankan didepan tim penguji:
1. Ir. J.B SUNARDI WIDJOJO, Msi :... NIP. 19471230 198410 1 001
2. Ir. SUYANTO, MM :... NIP. 19520317 198503 1 001
3. Ir. SUDARTO, Msi :... NIP. 19570327 198603 1 002
Mengetahui, a.n. Dekan Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
KUSNO ADI SAMBOWO, ST, Msc, PhD NIP.19691026 199503 1 002
Mengetahui, Disahkan,
Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. BAMBANG SANTOSA, MT NIP. 19590823 198601 1 001
Ketua Program D-III Teknik Jurusan Teknik Sipil FT UNS
commit to user
iv
MOTTO
““Sedikit pengetahuan disertai tindakan adalah lebih
berharga daripada banyak
pengetahuan namun tak ada tindakan apapun……..”
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir dipersembahkan kepada :
Allah SWT, hanya padamulah aku berserah diri, meminta cahaya
penerangan dan ketabahan dalam hidupku
Kedua orang tuaku dan kakakku yang tak pernah henti-hentinya
memberikan dukungan, semangat, doa serta kasih sayangnya. Inilah
persembahanku, semoga bisa selalu menjadi bagian dari banyak kebahagiaan
yang kita syukuri
„My Dreams‟. … yang menjadikan putus as
aku menjadi sebuah semangat
untuk maju.
Anak
–
anak kost genk GapLE terimakasih buat bantuannya selama ini.
Teman-
teman infras ‟0
8 yang telah memberikan bantuan dan
semangatnya dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini
Seluruh pihak yang telah membantu terselesaikannya Laporan Tugas Akhir
ini.
…..
commit to user
v
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan
rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir
ini dengan judul “TINJAUAN ANALISIS STABILITAS BENDUNG TETAP(STUDI
KASUS BENDUNG NJAEN PADA SUNGAI BRAMBANGAN SUKOHARJO)
”
dengan baik. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penyusun banyak menerima
bimbingan, bantuan dan dorongan yang sangat berarti dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, dalam kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tak
terhingga kepada :
1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta stafnya.
2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta
stafnya.
3. Segenap pimpinan Program D-III Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta
stafnya.
4. Ir. JB. Sunardi Widjojo, M.Si. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir atas arahan dan
bimbingannya selama dalam penyusunan tugas ini.
5. Ir. Koosdaryani, MT., selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan
bimbingannya.
6. Rekan – rekan dari Teknik sipil semua angkatan dan semua pihak yang telah membantu
terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.
Oleh karena itu, kritik dan saran maupun masukan yang membawa ke arah perbaikan dan
bersifat membangun sangat penyusun harapkan. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan
manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Juli 2011
commit to user
vi
ABSTRAK
Sularno, 2011. “Tinjauan Analisis Stabilitas Bendung Tetap (Studi Kasus
Bendung Njaen pada Sungai Brambangan Sukoharjo)”
Tugas Akhir, Jurusan Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.. Pembimbing; Ir. JB. Sunardi, M.Si.
Bendung Njaen merupakan bendung tetap yang berdiri sejak tahun 1950 yang terletak di Desa Kagokan kecamatan Gatak Sukoharjo. Bendung ini dibangun dengan tujuan meninggikan elevasi muka air sungai Brambangan pada saat musim kemarau, sehingga dapat dimanfaatkan untuk mengairi lahan pertanaian bagi warga setempat. Tapi kini pada tubuh bangunan hilir bendung terjadi kerusakan berupa penggerusan yang dikhawatirkan akan mempengaruhi stabilitas kemanaan bangunan bendung tersebut.
Perhitungan Analisis Stabilitas Bendung Nilai Stabilitas pada Kondisi air Normal; Stabilitas terhadap guling (Sf = 2.28 ≥ 1.5); Stabilitas terhadap geser (Sf = 1.96 ≥ 1.5);
eksentrisitas pembebanan yang terjadi (e = 0.37 ≤ 1.37); Daya dukung tanah atau
Tegangan tanah yang terjadi (σmin = 3.95 t/m2
< 20 t/m2); (σmaks = 6.89 t/m2 <20 t/m2), stabilitas terhadap erosi bawah tanah (piping )(C= 4.49 ≥ 4.0). Nilai Stabilitas
pada Kondisi air Banjir ;Stabilitas terhadap guling (Sf = 1.83 ≥ 1.25); Stabilitas terhadap geser (Sf = 2.46 ≥ 1.25); eksentrisitas pembebanan yang terjadi (e = 0.814 ≤
1.37); Daya dukung tanah atauTegangan tanah yang terjadi (σmin = 2.31 t/m2
< 20
t/m2); (σmaks = 8.99 t/m2 < 20 t/m2), stabilitas terhadap erosi bawah tanah (piping) (C =
5.2 ≥ 4.0). Dari hasil perhitungan Kontrol Stabilitas masih memenuhi syarat dan aman.
commit to user
vii
ABSTRACT
Sularno, 2011. "Review of Stability Analysis of Fixed weir (dam Njaen Case Study on River Brambangan Sukoharjo)"
Final Project, Department of Civil, Faculty of Engineering, University of Surakarta Eleven March Mentors; Ir. JB. Sunardi, M.Sc.
Njaen weir is a weir fixed builti since 1950 located in the Village Kagokan Gatak Sukoharjo district. Weir was built with the goal of elevating elevation Brambangan river water during the dry season, so it can be used to irrigate pertanaian for local residents. But now the body of the weir downstream building damage in the form of grinding which is feared to affect the stability of the dam building security.
Calculation of Stability Analysis The stability of the dam Value Normal Water
Conditions: The stability of the bolsters (Sf = 2.28 ≥ 1.5); Stability against sliding (Sf = 1.96 ≥ 1.5); eccentricity of loading occurs (e = 0.37 ≤ 1:37); Carrying capacity of land
or Voltage soil occurred (σmin = 3.95 t/m2 <20 t/m2); (σmaks = 6.89 t/m2 <20 t/m2),
the stability of underground erosion (piping) (C = 4.49 ≥ 4.0). Stability in the value of flood water conditions; stability against rolling (Sf = 1.83 ≥ 1.25); Stability against sliding (Sf = 2.46 ≥ 1.25); eccentricity of loading occurs (e = 0814 ≤ 1:37); Carrying capacity of land occurring soil atauTegangan (σmin = 2.31 t/m2 <20 t/m2); (σmaks = 8.99 t/m2 <20 t/m2), the stability of underground erosion (piping) (C = 5.2 ≥ 4.0). From
the calculation Stability Control is still eligible and safe.
commit to user
viii
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... .iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR. ... v
ABSTRAK ... vi
DAFTAR ISI. ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... I-1
...
1.1. Latar Belakang ... I-1
1.2. Rumusan Masalah. ... I-2
1.3. Batasan Masalah... I-2
1.4. Maksud dan Tujuan ... I-2
1.5. Manfaat Penulisan ... I-2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1. Umum ... II-1
2.2. Analisis Stabilitas ... II-1
2.2.1. Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan ... II-1
2.2.2. Tekanan air ... II-1
2.2.3. Tekanan lumpur ... II-6
2.2.4. Gaya gempa ... II-7
2.2.5. Berat bangunan ... II-8
commit to user
ix
2.3. Kebutuhan Stabilitas ... II-10
2.3.1. Ketahanan terhadap gelincir... II-11
2.3.2. Ketahanan terhadap guling ... II-13
2.3.3. Stabilitas terhadp erosi bawah tanah (piping) ... II-14
2.4. Detail Bangunan Bendung ... II-17
2.4.1. Dinding penahan ... II-17
2.4.2. Perlindungan terhadap erosi bawah tanah ... II-20
2.4.2.1. Lantai hulu ... II-20
2.4.2.2. Dinding halang (cut-off) ... II-21
2.4.2.3. Alur pembuang/filter ... II-22
2.4.2.4. Kontruksi pelengkap ... II-22
2.4.3. Peredam energi ... II-23
BAB III METODE PENELITIAN ... III-1
3.1. Lokasi Penelitian ... III-1
3.2. Langkah-langkah Penelitian ... III-2
3.2.1. Mencari Data atau Informasi ... III-2
3.2.1.1. Tahap persiapan ... III-2
3.2.1.2. Pengumpulan data... III-3
3.2.2. Mengolah Data ... III-4
3.2.3. Penyusunan Laporan ... III-4
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS ... IV-1 4.1. Data Teknis Bendung ... IV-1
4.2. Analisis Stabilitas Bendung ... IV-2
4.2.1. Perhitungan Gaya-gaya pada Bendung ... IV-2
4.2.1.1. Berat sendiri bendung ... IV-2
4.2.1.2. Gaya akibat gempa ... IV-4
4.2.1.3. Gaya hidrostatis ... IV-6
commit to user
x
4.2.1.5. Gaya tekanan lumpur ... IV-13
4.2.2. Kontrol Stabilatas Bendung ... IV-16
4.2.2.1. Guling ... IV-16
4.2.2.2. Geser ... IV-17
4.2.2.3 Eksentrisitas ... IV-18
4.2.2.4. Daya dukung tanah ... IV-19
4.2.2.5. Erosi bawah tanah (piping) ... IV-20
BAB V RENCANA ANGGARAN BIAYA ... V-1
5.1. Rekapitulasi Volume Pekerjaan Bendung ... V-1
5.2. Analisa Harga Satuan Pekerjaan ... V-1
5.3. Perhitungan Anggaran Biaya ... V-5
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... VI-1
6.1. Kesimpulan ... VI-1
6.2. Saran ... VI-1
PENUTUP
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Gaya angkat untuk bangunan yang dibangun pada pondasi
buatan.. ... II-2
Gambar 2.2 Kontruksi jaringan aliran menggunakan analog listrik... ... ..II-4
Gambar 2.3 Contoh jaringan aliran dibawah dam pasangan batu
pada pasir ... II-4
Gambar 2.4 Gaya angkat pada pondasi bendung. ... II-5
Gambar 2.5 Unsur-unsur persamaan distribusi tekanan pada pondasi. ... II-9
Gambar 2.6 Tebal lantai kolam olak ... II-13
Gambar 2.7 Metode angka rembesan lane. ... II-15
Gambar 2.8 Ujung hilir bangunan; sketsa parameter-parameter stabilitas ... II-17
Gambar 2.9 Dinding penahan gravitasi penahan batu. ... II-18
Gambar 2.10 Perlindungan terhadap rembesan melibat pangkal bendung. ... II-19
Gambar 2.11 Lantai hulu... II-21
Gambar 2.12 Dinding- inding halang di bawah lantai hulu atau tubuh
bendung. ... II-22
Gambar 2.13 Alur pembuang filter di bawah kolam olak. ... II-23
Gambar 3.1 Denah lokasi studi penelitian. ... III-1
Gambar 3.2 Tubuh bendung. ... III-2
Gambar 3.3 Diagram alir penelitian ... III-5
Gambar 4.1 Gaya akibat berat sendiri yang bekerja pada bendung. ... IV-3
Gambar 4.2 Gaya akibat gempa yang bekerja pada bendung. ... IV-6
Gambar 4.3 Gaya hidrostatis yang bekerja pada bendung pada kondisi
air normal ... IV-7
Gambar 4.4 Gaya hidrostatis yang bekerja pada bendung pada kondisi
air banjir. ... IV-8
Gambar 4.5 Gaya uplift pressure yang bekerja pada bendung pada
commit to user
xii
Gambar 4.6 Gaya uplift pressure yang bekerja pada bendung pada
kondisi air banjir... IV-13
commit to user
xiii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Harga-hargaξ ... II-3
Tabel 2.2 Koefisien jenis tanah ... II-7
Tabel 2.3 Periode ulang dan percepatan dasar gempa, ac ... II-8
Tabel 2.4 Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan ... II-11
Tabel 2.5 Harga-harga minimum angka rembesan Lane (CL) ... II-16
Tabel 4.1 Hasil perhitungan Momen akibat Gaya berat sendiri... IV-3
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya Gempa ... IV-5
Tabel 4.3 Hasil perhitungan Momen akibat Gaya Hidrostatis pada saat
kondisi air normal ... IV-7
Tabel 4.4 Hasil perhitungan Momen akibat Gaya Hidrostatis pada saat
kondisi air banjir ... IV-7
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air pada saat
kondisi air normal ... IV-9
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya uplift pressure pada saat kondisi
air normal ... IV-10
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air pada saat
kondisi air banjir ... IV-11
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya uplift pressure pada saat kondisi
air banjir ... IV-12
Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya Tekanan lumpur ... IV-14
Tabel 4.10 Resume Hasil Perhitungan Gaya-gaya yang bekerja pada
Bendung ... IV-15
Tabel 5.1 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Galian Tanah. ... V-2
Tabel 5.2 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Timbunan Tanah
dipadatkan. ... V-2
Tabel 5.3 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Beton Sicloop ... V-3
commit to user
xiv
Tabel 5.5 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Pasangan Batu Kali ... V-4
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1 Peta zona koefisien gempa
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bendung adalah suatu bangunan yang dibuat dari pasangan batu kali, bronjong
atau beton, yang terletak melintang pada sebuah sungai yang tentu saja bangunan
ini dapat digunakan pula untuk kepentingan lain selain irigasi, seperti untuk
keperluan air minum, pembangkit listrik atau untuk penggelontoran suatu kota.
Menurut macamnya bendung dibagi dua, yaitu bendung tetap dan bendung
sementara, bendung tetap adalah bangunan yang sebagian besar konstruksi terdiri dari
pintu yang dapat digerakkan untuk mengatur ketinggian muka air sungai
sedangkan bendung tidak tetap adalah bangunan yang dipergunakan untuk
meninggikan muka air di sungai, sampai pada ketinggian yang diperlukan agar air
dapat dialirkan ke saluran irigasi dan petak tersier.
Bendung Njaen merupakan bendung tetap yang beriri sejak tahun 1950 yang terletak
di Desa Kagokan kecamatan Gatak Sukoharjo. Bendung ini dibangun dengan tujuan
meninggikan elevasi muka air sungai Brambangan pada saat musim kemarau,
sehingga dapat dimanfaatkan untuk mengairi lahan pertanaian bagi warga setempat.
Tapi kini pada tubuh bangunan hilir bendung terjadi kerusakan berupa penggerusan
yang dikhawatirkan akan mempengaruhi stabilitas kemanaan bangunan bendung
tersebut.
Salah satu persyaratan keamanan suatu bangunan bendung yaitu harus stabil terhadap
geser (sliding), guling (overtuning), dan erosi bawah tanah (piping). Untuk itu harus
di hitung gaya dihitung gaya-gaya yang bekerja pada bangunan bendung , kemudian
gaya-gaya yang bekerja pada bangunan itu dianalisis dan dikontrol stabilitasnya
commit to user
2
penulis mencoba menganalisis stabilitas suatu bangunan bendung dan menjadikan
Bendung Njaen sebagai obyek studi.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam penulisan Tugas Akhir ini rumusan masalah dapat disusun sebagai berikut :
1. Bagaimana langkah-langkah dalam menganalisis stabilitas bangunan suatu
bendung berdasarkan persyaratan teknis?
2. Berapa angka keamanan bendung terhadap stabilitasnya?
1.3. Batasan Masalah
Mengingat terbatasnya waktu dan biaya penelitian, serta masalah yang dihadapi
maka studi ini dibatasi pada beberapa masalah yaitu gambar (desain) dan data teknis
bendung yang akan dianalisis merupaakan asumsi data penulis untuk daerah desa
Kagokan kecamatan Gatak kabupaten Sukoharjo pengukuran langsung ke lapangan.
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Mengetahui nilai keamanan suatu bendung terhadap geser (sliding), guling
(overtuning) dan erosi bawah tanah (piping).
2. Manghitung anggaran biaya untuk membangun bangunan bendung tersebut.
1.5. Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan laporan Tugas Akhir ini dapat menjadi penambah sumber
commit to user
3 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Bendung adalah suatu bangunan air dengan kelengkapannya yang dibangun
melintang sungai atau sudetan yang sengaja dibuat untuk meninggikan elevasi muka
air, sehingga air dapat disadap dan dialirkan secara gravitasi suatu lahan pertanian
untuk mengembangkan dan memanfaatkan potensi lahan dan sumber air hujan yang
ada di daerah tersebut.
2.2 Analisis Stabilitas
2.2.1 Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan
Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan bendung dan mempunyai arti penting dalam
perencanaan adalah:
(a) tekanan air, dalam dan luar
(b) tekanan lumpur (sediment pressure)
(c) gaya gempa
(d) berat bangunan
(e) reaksi pondasi.
2.2.2 Tekanan air
Gaya tekan air dapat dibagi menjadi gaya hidrostatik dan gaya hidrodinamik.
Tekanan hidrostatik adalah fungsi kedalaman di bawah permukaan air. Tekanan air
akan selalu bekerja tegak lurus terhadap muka bangunan. Oleh sebab itu agar
perhitungannya lebih mudah, gaya horisontal dan vertikal dikerjakan secara terpisah.
Tekanan air dinamik jarang diperhitungkan untuk stabilitas bangunan bendung
dengan tinggi energi rendah.
Gaya tekan ke atas. Bangunan bendung mendapat tekanan air bukan hanya pada
commit to user
4
tekan ke atas, yakni istilah umum untuk tekanan air dalam, menyebabkan
berkurangnya berat efektif bangunan diatasnya.
Rumus gaya tekan ke atas untuk bangunan yang didirikan pada pondasi batuan adalah
(lihat Gambar 6.4):
di mana:
c = proposi luas di mana tekanan hidrostatik bekerja (c = 1, untuk semua tipe
pondasi)
γw = berat jenis air, kN/m3 h2 = kedalaman air hilir, m
ξ = proposi tekanan (proportion of net head)
h1 = kedalaman air hulu, m
A = luas dasar, m2
Wu = gaya tekan ke atas resultante, kN
……….….…….………. .
Gambar 2.1 Gaya angkat untuk bangunan yang dibangun pada pondasi buatan
γw
h1
γw
h2
γw
commit to user
5
Gaya tekan ke atas untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade) lebih
rumit. Gaya angkat pada pondasi itu dapat ditemukan dengan membuat jaringan
aliran (flownet), atau dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori
angka rembesan (weighted creep theory).
Gaya tekan ke atas untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade) lebih
rumit. Gaya angkat pada pondasi itu dapat ditemukan dengan membuat jaringan
aliran (flownet). Dalam hal ditemui kesulitan berupa keterbatasan waktu pengerjaan
dan tidak tersedianya perangkat lunak untuk menganalisa jaringan aliran, maka
perhitungan dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori angka
rembesan (weighted creep theory) bisa
diterapkan.
Jaringan aliran dapat dibuat dengan:
(1) plot dengan tangan
(2) analog listrik atau
(3) menggunakan metode numeris (numerical method) pada komputer.
Dalam metode analog listrik, aliran air melalui pondasi dibandingkan dengan aliran
listrik melalui medan listrik daya-antar konstan. Besarnya voltase sesuai dengan
tinggi iezometrik, daya-antar dengan kelulusan tanah dan aliran listrik dengan
kecepatan air (lihat Gambar 2.2) Untuk pembuatan jaringan aliran bagi bangunan
utama yang dijelaskan disini, biasanya cukup diplot dengan tangan saja.
Contoh jaringan aliran di bawah bendung pelimpah diberikan pada Gambar 2.3. Tabel 2.1 Harga-harga ξ
commit to user
6
Dalam teori angka rembesan Lane, diandaikan bahwa bidang horisontal memiliki
daya tahan terhadap aliran (rembesan) 3 kali lebih lemah dibandingkan dengan
bidang vertikal. Ini dapat dipakai untuk menghitung gaya tekan ke atas di bawah
bendung dengan cara membagi beda tinggi energi pada bendung sesuai dengan
panjang relatif di sepanjang pondasi.
Gambar 2.2 Kontruksi jaringan aliran menggunakan analog listrik
Gambar 2.3 Contoh jaringan aliran dibawah dam pasangan batu pada pasir
Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP-02
commit to user
7
Dalam bentuk rumus, ini berarti bahwa gaya angkat pada titik x di sepanjang dasar
bendung dapat dirumuskan sebagai berikut:
di mana:
Px = gaya angkat pada x, kg/m2
L = pnjang total bidang kontak bendung dan tanah bawah, m
Lx = jarak sepanjang bidang kontak dari hulu sampai x, m
ΔH = beda tinggi energi, m Hx = tinggi energi di x, m
……….….…….………. .
Gambar 2.4 Gaya angkat pada pondasi bendung
commit to user
8
Dan di mana L dan Lx adalah jarak relatif yang dihitung menurut cara Lane,
bergantung kepada arah bidang tersebut. Bidang yang membentuk sudut 450 atau
lebih terhadap bidang horisontal, dianggap vertikal.
2.2.3 Tekanan lumpur
Tekanan lumpur yang bekerja terhadap muka hulu bendung atau terhadap
pintu dapat dihitung sebagai berikut:
di mana:
Ps : gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman adri atas lumpur yang bekerja secara
horisontal
γs : berat lumpur, kN
h : dalamnya lumpur, m
Φ : sudut gesekan dalam, derajat.
Beberapa andaian/asumsi dapat dibuat seperti berikut:
di mana:
γs ’ = berat volume kering tanah ≈ 16 kN/m (≈ 1.600 kgf/m )
λ = berat volume butir = 2,65
menghasilkan γs = 10 kN/m3 (≈ 1.000 kgf/m3)
Sudut gesekan dalam, yang bisa diandaikan 300 untuk kebanyakan hal, menghasilkan:
Ps = 1,67 h2
2.2.4 Gaya gempa
……….….…….………. .
……….….…….………. .
……….….…….………. .
γs
commit to user
9
Harga-harga gaya gempa diberikan dalam bagian Parameter Bangunan. Harga-harga
tersebut didasarkan pada peta Indonesia yang menujukkan berbagai daerah dan risiko.
Faktor minimum yang akan dipertimbangkan adalah 0,1 g (perapatan gravitasi)
sebagai harga percepatan. Faktor ini hendaknya dipertimbangkan dengan cara
mengalikannya dengan massa bangunan sebagai gaya horisontal menuju ke arah yang
paling tidak aman, yakni arah hilir.
Koefisien gempa dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
ad = n (ac * z)m
,
ad
E = --- g
di mana :
ad = percepatan gempa rencana, cm/dt2
n, m = koefisien untuk jenis tanah (lihat Tabel 2.2)
ac = percepatan kejut dasar, cm/dt2 (untuk harga per periode ulang lihat Tabel-2.3).
E = koefisien gempa
g = percepatan gravitasi, cm/dt2 ( 980)
z = faktor yang bergantung kepada letak geografis (Koefisien Zona lihat Lampiran 1).
Jenis n m
Batu 2,76 0,71
Diluvium 0,87 1,05
Aluvium 1,56 0,89
Aluvium lunak 0,29 1,32
Periode ulang *) ac*)
Tahun (gal = cm/dt2
20 85
100 160
500 225
1000 275
Tabel 2.2 Koefisien jenis tanah
Tabel 2.3 Periode ulang dan percepatan dasar gempa, ac
……….….…….………. .
……….….…….………. .
commit to user
10
2.2.5 Berat bangunan
Berat bangunan bergantung kepada bahan yang dipakai untuk membuat bangunan itu.
Untuk tujuan-tujuan perencanaan pendahuluan, boleh dipakai harga-harga berat
volume di bawah ini.
pasangan batu kali 22 kN/m3(≈ 2.200 kgf/m3)
beton tumbuk 23 kN/m3(≈ 2.300 kgf/m3)
beton bertulang 24 kN/m3(≈ 2.400 kgf/m3)
Berat volume beton tumbuk bergantung kepada berat volume agregat serta ukuran
maksimum kerikil yang digunakan. Untuk ukuran maksimum agregat 150 mm
dengan berat volume 2,65, berat volumenya lebih dari 24 kN/m3 (≈ 2.400 kgf/m3).
2.2.6 Reaksi Pondasi
Reaksi pondasi boleh diandaikan berbentuk trapesium dan tersebar secara linier.
commit to user
11
Gambar 2.5, rumus-rumus berikut dapat diturunkan dengan mekanika sederhana.
Tekanan vertikal pondasi adalah:
dimana:
∑(W) = keseluruhan gaya vertikal, termasuk tekanan ke atas A = luas dasar, m2
e = eksentrisitas pembebanan, atau jarak dari pusat gravitasi dasar (base) sampai
I = momen kelembaban (moment of inertia) dasar di sekitar pusat gravitasi
m = jarak dari titik pusat luas dasar sampai ke titik di mana tekanan dikehendaki
Untuk dasar segi empat dengan panjang ℓ dan lebar 1,0 m, I = 1/12 ℓ3 dan A = 1,
rumus tadi menjadi:
……….….…….………. .
Gambar 2.5 Unsur-unsur persamaan distribusi tekanan pada pondasi
commit to user
12
sedangkan tekanan vertikal pondasi pada ujung bangunan ditentukan dengan rumus:
dengan m’ = m” = ½ ℓ
Bila harga e dari Gambar 2.5 dan persamaan (2.12) lebih besar dari 1/6, maka akan
dihasilkan tekanan negatif pada ujung bangunan. Tekanan Tarik pada tanah pondasi
tidak diizinkan, irisan yang mempunyai dasar segi empat sehingga resultante gayanya
untuk semua sehingga kondisi pembebanan jatuh pada daerah inti.
2.3 Kebutuhan Stabilitas
Ada tiga penyebab runtuhnya bangunan gravitasi, yaitu:
(1) gelincir (sliding)
(a) sepanjang sendi horisontal atau hampir horisontal di atas pondasi
(b) sepanjang pondasi, atau
(c) sepanjang kampuh horisontal atau hampir horisontal dalam pondasi.
(2) guling (overturning)
(a) di dalam bendung
(b) pada dasar (base), atau
(c) pada bidang di bawah dasar.
(3) erosi bawah tanah (piping).
2.3.1 Ketahanan terhadap gelincir
……….….…….………. .
……….….…….………. .
commit to user
13
Ketahanan benung terhadap gelincir dinyatakan dengan besarnya tg θ, sudut antara
garis vertikal dan resultante semua gaya, termasuk gaya angkat, yang bekerja pada
bendung di atas semua bidang horisontal, harus kurang dari koefisien gesekan yang
diizinkan pada bidang tersebut.
di mana:
∑ (H) : keseluruhan gaya horizontal yang bekerja pada bangunan, kN
∑ (V-U) : keseluruhan gaya vertikal (V), dikurangi gaya tekan ke atas yang bekerja pada bangunan, kN
θ : sudut resultante semua gaya, terhadap garis vertikal, derajat
f : koefisien gesekan
S : faktor keamanan
Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan f diberikan pada Tabel 2.4
Untuk bangunan-bangunan kecil, seperti bangunan-bangunan yang dibicarakan di
sini, di mana berkurangnya umur bangunan, kerusakan besar dan terjadinya bencana
besar belum dipertimbangkan, harga-harga faktor keamanan (S) yang dapat diterima
adalah: 2,0 untuk kondisi pembebanan normal dan 1,25 untuk kondisi pembebanan
ekstrem.
Kondisi pembebanan ekstrem dapat dijelaskan sebagai berikut:
……….….…….………. .
Tabel 2.4 Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan
commit to user
14
(1) Tak ada aliran di atas mercu selama gempa, atau
(2) Banjir rencana maksimum.
Apabila, untuk bangunan-bangunan yang terbuat dari beton, harga yang aman untuk
faktor gelincir yang hanya didasarkan pada gesekan saja (persamaan 2.16) ternyata
terlampaui, maka bangunan bisa dianggap aman jika faktor keamanan dari rumus itu
yang mencakup geser (persamaan 2.17),
sama dengan atau lebih besar dari harga-harga faktor keamanan yang sudah
ditentukan.
di mana:
c = satuan kekuatan geser bahan, kN/m2
A = luas dasar yang dipertimbangkan, m2
arti simbol-simbol lain seperti pada persamaan 2.16.
Harga-harga faktor keamanan jika geser juga dicakup, sama dengan harga-harga yang
hanya mencakup gesekan saja, yakni 2,0 untuk kondisi normal dan 1,25 untuk
kondisi ekstrem.
Untuk beton, c (satuan kekuatan geser) boleh diambil 1.100 kN/m2 ( = 110 Tf/m2)
Persamaan 2.17 mungkin hanya digunakan untuk bangunan itu sendiri. Kalau rumus
untuk pondasi tersebut akan digunakan, perencana harus yakin bahwa itu kuat dan
berkualitas baik berdasarkan hasil pengujian. Untuk bahan pondasi nonkohesif, harus
digunakan rumus yang hanya mencakup gesekan saja (persamaan 2.16).
2.3.2 Ketahanan terhadap Guling
Agar bangunan aman terhadap guling, maka resultante semua gaya yang bekerja pada
bagian bangunan di atas bidang horisontal, termasuk gaya angkat, harus memotong
bidang ini pada teras. Tidak boleh ada tarikan pada bidang irisan mana pun.
commit to user
15
Besarnya tegangan dalam bangunan dan pondasi harus tetap dipertahankan pada
harga-harga maksimal yang dianjurkan. Harga-harga untuk beton adalah sekitar 4,0
N/mm2 atau 40 kgf/cm2, pasangan batu sebaiknya mempunyai kekuatan minimum 1,5
sampai 3,0 N/mm2 atau 15 sampai 30 kgf/cm2.
Tiap bagian bangunan diandaikan berdiri sendiri dan tidak mungkin ada distribusi
gaya-gaya melalui momen lentur (bending moment). Oleh sebab itu, tebal lantai
kolam olak dihitung sebagai berikut (lihat Gambar 2.6):
di mana:
dx = tebal lantai pada titikx, m
Px = gaya angkat pada titik x, kg/m2
Wx = kedalaman air pada titik x, m
γ = berat jenis bahan, kg/m3
S = faktor keamanan (= 1,5 untuk kondisi normal, 1,25 untuk kondisi ekstrem)
2.3.3 Stabilitas terhadap erosi bawah tanah (piping)
Bangunan-bangunan utama seperti bendung dan bendung gerak harus dicek
stabilitasnya terhadap erosi bawah tanah dan bahaya runtuh akibat naiknya dasar
galian (heave) atau rekahnya pangkal hilir bangunan.
[image:30.612.111.522.179.597.2]……….….…….……….. .
Gambar 2.6 Tebal lantai kolam olak
γ
commit to user
16
Bahaya terjadinya erosi bawah tanah dapat dianjurkan dicek dengan jalan membuat
jaringan aliran/flownet (lihat pasal 2.4.2). Dalam hal ditemui kesulitan berupa
keterbatasan waktu pengerjaan dan tidak tersedianya perangkat lunak untuk
menganalisa jaringan aliran, maka perhitungan dengan beberapa metode empiris
dapat diterapkan, seperti:
- Metode Bligh
- Metode Lane
- Metode Koshia
Metode Lane, disebut metode angka rembesan Lane (weighted creep ratio method),
adalah yang dianjurkan untuk mencek bangunan-bangunan utama untuk mengetahui
adanya erosi bawah tanah. Metode ini memberikan hasil yang aman dan mudah
dipakai. Untuk bangunan-bangunan yang relatif kecil, metode-metode lain mungkin
dapat memberikan hasil-hasil yang lebih baik, tetapi penggunaannya lebih sulit.
Metode Lane diilustrasikan pada Gambar 2.10 dan memanfaatkan Tabel 2.5. Metode
ini membandingkan panjang jalur rembesan di bawah bangunan di sepanjang bidang
kontak bangunan/pondasi dengan beda tinggi muka air antara kedua sisi bangunan.
Di sepanjang jalur perkolasi ini, kemiringan yang lebih curam dari 450 dianggap
vertikal dan yang kurang dari 450 dianggap horisontal. Jalur vertikal dianggap
memiliki daya tahan terhadap aliran 3 kali lebih kuat daripada jalur horisontal.
Oleh karena itu, rumusnya adalah:
di mana:
CL : Angka rembesan Lane (lihat Tabel 2.7)
Lv : jumlah panjang vertikal, m
LH : jumlah panjang horisontal, m
H : beda tinggi muka air, m
.
commit to user
[image:32.612.187.474.88.476.2]17
Gambar 2.7 Metode angka rembesan Lane
commit to user
18
Angka-angka rembesan pada Tabel 2.5 di atas sebaiknya dipakai:
a. 100% jika tidak dipakai pembuang, tidak dibuat jaringan aliran dan tidak
dilakukan penyelidikan dengan model;
b. 80% kalau ada pembuangan air, tapi tidak ada penyelidikan maupun jaringan
aliran;
c. 70% bila semua bagian tercakup.
Menurut Creagen, Justin dan Hinds, hal ini menunjukkan diperlukannya keamanan
yang lebih besar jika telah dilakukan penyelidikan detail. Untuk mengatasi erosi
bawah tanah elevasi dasar hilir harus diasumsikan pada pangkal koperan hilir. Untuk
menghitung gaya tekan ke atas, dasar hilir diasumsikan di bagian atas ambang ujung.
Keamanan terhadap rekah bagian hilir bangunan bisa dicek dengan rumus
berikut:
di mana:
[image:33.612.112.515.89.491.2]……….….…….……….. .
Tabel 2.5 harga-harga minimum angka rembesan Lane (CL )
commit to user
19
S = faktor keamanan
s = kedalaman tanah, m
a = tebal lapisan pelindung, m
[image:34.612.107.528.193.465.2]hs = tekanan air pada kedalaman s, kg/m2
Gambar 2.8 memberikan penjelasan simbol-simbol yang digunakan. Tekanan air pada
titik C dapat ditemukan dari jaringan aliran atau garis angka rembesan Lane.
Rumus di atas mengandaikan bahwa volume tanah di bawah air dapat diambil 1 (γw =
γs = 1). Berat volume bahan lindung di bawah air adalah 1. Harga keamanan S sekurang-kurangnya 2.
2.4 Detail Bangunan Bendung
2.4.1 Dinding penahan
Dinding penahan gravitasi setinggi tidak lebih dari 3 m bisa direncana dengan
potongan melintang empiris seperti diberikan pada Gambar 2.10
dengan :
b = 0,260 h untuk dinding dengan bagian depan vertikal
B = 0,425 h
b = 0,230 h untuk dinding dengan bagian depan kurang dari 1:1/3
Gambar 2.8 Ujung hilir bangunan; sketsa parameter-parameter stabilitas
commit to user
20
[image:35.612.125.508.89.584.2]B = 0,460 h.
commit to user
21
Dinding penahan yang lebih tinggi dan dinding penahan yang mampu menahan
momen lentur (beton bertulang atau pelat pancang baja) harus direncana berdasarkan
hasil-hasil perhitungan stabilitas. Perhitungan pembebanan tanah dan stabilitas di
belakang dinding penahan dijelaskan dalam KP-06 Parameter Bangunan.
Karena dinding penahan di sebelah hulu bangunan utama mungkin tidak dilengkapi
dengan sarana-sarana pembuang akibat adanya bahaya rembesan, maka dalam
melakukan perhitungan kita hendaknya mengandaikan tekanan air penuh di belakang
dinding. Kebutuhan stabilitas untuk bangunan-bangunan ini dapat dijelaskan seperti
dalam pasal 2.4.2.
[image:36.612.131.513.82.386.2]
2.4.2 Perlindungan terhadap erosi bawah tanah
Gambar 2.10 Perlinungan terhadap rembesan melibat pangkal bendung
commit to user
22
Untuk melindungi bangunan dari bahaya erosi bawah tanah, ada beberapa cara yang
bisa ditempuh. Kebanyakan bangunan hendaknya menggunakan kombinasi beberapa
konstruksi lindung.
Pertimbangan utama dalam membuat lindungan terhadap erosi bawah tanah adalah
mengurangi kehilangan beda tinggi energi per satuan panjang pada jalur rembesan
serta ketidakterusan (discontinuities) pada garis ini.
Dalam perencanaan bangunan, pemilihan konstruksi-konstruksi lindung berikut dapat
dipakai sendiri-sendiri atau dikombinasi dengan:
- lantai hulu
- dinding halang
- filter pembuang
- konstruksi pelengkap.
Penting disadari bahwa erosi bawah tanah adalah masalah tiga dimensi dan bahwa
semua konstruksi lindung harus bekerja ke semua arah dan oleh sebab itu termasuk
pangkal bendung (abutment) dan bangunan pengambilan (lihat Gambar 2.10).
2.6.2.1 Lantai hulu
Lantai hulu akan memperpanjang jalur rembesan. Karena gaya tekan ke atas di bawah
lantai diimbangi oleh tekanan air di atasnya, maka lantai dapat dibuat tipis.
Persyaratan terpenting adalah bahwa lantai kedap air, demikian pula sambungannya
dengan tubuh bendung. Sifat kedap air ini dapat dicapai dengan foil plastik atau
lempung kedap air di bawah lantai dan sekat karet yang menghubungkan lantai dan
tubuh bendung. Contoh sambungan yang dianjurkan antara lantai dan tubuh bendung
commit to user
23
Salah satu penyebab utama runtuhnya konstruksi ini adalah bahaya penurunan tidak
merata (diferensial) antara lantai dan tubuh bendung.
Oleh sebab itu, sambungan harus direncana dan dilaksanakan dengan amat hati-hati.
Lantai itu sendiri dapat dibuat dari beton bertulang dengan tebal 0,10 m, atau
pasangan batu setebal 0,20 – 0,25 cm. Adalah penting untuk menggunakan sekat air
dari karet yang tidak akan rusak akibat adanya penurunan tidak merata.
Keuntungan dari pembuatan lantai hulu adalah bahwa biayanya lebih murah
dibanding dinding halang vertikal yang dalam, karena yang disebut terakhir ini
memerlukan engeringan dan penggalian. Tapi, sebagaimana dikemukakan oleh Lane
dalam teorinya, panjang horisontal rembesan adalah 3 kali kurang efektif dibanding
panjang vertikal dengan panjang yang sama.
2.4.2.2 Dinding halang (Cut-off)
Dinding halang bisa berupa dinding beton bertulang atau pasangan batu, inti tanah
kedap air atau pudel atau dengan pelat pancang baja atau kayu. Pelat pancang mahal
dan harus dibuat dengan hati-hati untuk menciptakan kondisi yang benar-benar
tertutup. Terdapatnya batu-batu besar atau kerikil kasar di dasar sungai tidak
menguntungkan untuk pelat pancang yang kedap air. Tanah yang paling cocok untuk
pelat pancang adalah tanah berbutir halus dan tanah berlapis horisontal.
Pudel yang baik atau inti tanah kedap air bisa merupakan dinding halang yang baik
[image:38.612.111.533.85.470.2]sekali, tapi sulit disambung ke bangunan itu sendiri. Gambar 2.11 Lantai hulu
commit to user
24
Metode yang dianjurkan untuk membuat dinding halang adalah dengan beton
bertulang atau pasangan batu.
Agar gaya tekan ke atas pada bangunan dapat sebanyak mungkin dikurangi, maka
tempat terbaik untuk dinding halang adalah di ujung hulu bangunan, yaitu di pangkal
(awal) lantai hulu atau di bawah bagian depan tubuh bendung. (lihat Gambar 2.12).
2.4.2.3 Alur pembuang/Filter
Alur pembuang dibuat untu mengurangi gaya angkat di bawah kolam olak bendung
pelimpah karena di tempat-tempat ini tidak cukup tersedia berat pengimbang dari
tubuh bendung.
Untuk mencegah hilangnya bahan padat melalui pembuang ini, konstruksi sebaiknya
dibuat dengan filter yang dipasang terbalik dari kerikil atau pasir bergradasi baik atau
bahan filter sintetis.
Gambar 2.13 memperlihatkan lokasi yang umum dipilih untuk menempatkan filter
serta detail konstruksinya.
2.4.2.4 Konstruksi pelengkap
Jika bagian-bagian bendung mempunyai kedalaman pondasi yang berbeda-beda,
maka ada bahaya penurunan tidak merata yang mengakibatkan retak-retak dan
terjadinya jalur-jalur pintasan erosi bawah tanah. Adalah penting untuk mencek
kemungkinan-kemungkinan ini, serta memantapkan konstruksi di tempat-tempat ini,
[image:39.612.131.498.201.297.2]jika diperlukan.
Gambar 2.12 Dinding-dining halang di bawah lantai hulu atau tubuh bendung
commit to user
25
Selama pelaksanaan perlu selalu diingat untuk membuat sambungan yang bagus
antara bangunan dan tanah bawah. Jika tanah bawah menjadi jenuh air akibat hujan,
maka lapisan atas ini harus ditangani sedemikian sehingga mencegah kemungkinan
terjadinya erosi awah tanah atau jalur gelincir (sliding path).
2.4.3 Peredam Energi
Beda tinggi energi di atas bendung terhadap air hilir dibatasi sampai 7 m. Jika
ditemukan tinggi terjunan lebih dari 7 m dan keadaan geologi dasar sungai relatif
tidak kuat sehingga perlu kolam olak maka perlu dibuat bendung tipe cascade yang
mempunyai lebih dari satu kolam olak. Hal ini dimaksudkan agar energi terjunan
dapat direduksi dalam dua kolam olak sehingga kolam olak sebelah hilir tidak terlalu
berat meredam energi.
Keadaan demikian akan mengakibatkan lantai peredam dan dasar sungai dihilir
[image:40.612.125.491.100.200.2]koperan (end sill) dapat lebih aman.
Gambar 2.13 Alur pembuang filter di bawah kolam olak
commit to user
BAB III Rencana Anggaran Biaya (RAB)
26
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan pada Bendung Njaen di Desa Kagokan, Kecamatan
Gatak, Kabupaten Sukoharjo. Bendung tersebut berdiri di palung sungai
Brambangan, dimana sungai tersebut juga merupakan pembatas antara wilayah
[image:41.612.128.514.219.555.2]Kabupaten Sukoharjo dengan Kabupaten Klaten.
Gambar 3.1 Denah lokasi studi penelitian
Bendung Njaen bediri sejak tahun 1950 Bendung ini dibangun dengan tujuan
meninggikan elevasi muka air sungai Brambangan pada saat musim kemarau,
sehingga dapat dimanfaatkan untuk mengairi lahan pertanaian bagi warga setempat.
commit to user
27
yang dikhawatirkan akan mempengaruhi stabilitas kemanaan bangunan bendung
[image:42.612.118.511.161.480.2]tersebut.
Gambar 3.2 Tubuh Bendung Njaen
3.2 Langkah-Langkah Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, langkah-langkah penelitian ini adalah:
a. Mencari data atau informasi
b. Mengolah data
c. Penyusunan laporan
3.2.1 Mencari Data atau Informasi
3.2.1.1Tahap persiapan
Tahap dimaksudkan untuk mempermudah jalannya penelitian, seperti pengumpulan
data, analisis, dan penyusunan laporan. Tahap persiapan meliputi:
1. Studi Pustaka
Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan arahan dan wawasan sehingga
mempermudah dalam pengumpulan data, analisis data maupun dalam penyusunan
commit to user
28
2. Observasi Lapangan
Observasi lapangan dilakukan untuk mengetahui dimana lokasi atau tempat
dilakukan nya pengumpulan data yang diperlukan dalam penyusunan penelitian.
3.2.1.2Pengumpulan Data
Pengumpulan data meliputi proses pengumpulan data yang terkait alam perhitungan
analisis stabilitas bendung yaitu berupa data desain bendung, data teknis bendung dan
data mekanika tanah. Data tersebut merupakan data yuang diperoleh ari hasil
pengukuran di lapangan dan beberapa asumsi yang diberikan oleh dosen pembimbing
kepada penulis.
A.Data Desain Bendung
Data berupa gambar denah, potongan melintang dan memanjang bendung.
B.Data Teknis Bendung
Tipe bendung : Bendung tetap
Mercu bendung : Mercu bulat, dengan jari-jari R1= 1.3 m
Kolam olak : Tipe Vlughter
Debit rencana (Q100) : 215,10 m3/dt
Lebar total bendung : 36,0 m
Lebar pembilas : 2,0 m
Lebar pilar pembilas : 1,5 m
Tinggi mercu : 4.25 m
Tinggi enersi di atas bendung (He): 2.17 m
Elevasi mercu bendung : +150.25
Elevasi dasar kolam olak : +142.92
Elevasi dasar sungai hulu : +146.00
Elevasi dasar sungai hilir : +143.65
Elevasi M.A hulu : +152.42
Elevasi M.A hilir : +147.74
commit to user
29
C.Data Meanika Tanah
Data material tanah yang digunakan diperoleh data sebagai berikut:
Angka pori (e) : 1,09
Berat jenis tanah ( ) : 1,80 ton/m3
Tegangan ijin ( ) : 20 ton/m2
Sudut geser dalam ∅ : 0o
3.3.2 Mengolah Data
Setelah mendapatkan data yang diperlukan, langkah selanjutnya adalah mengolah
data tersebut. Pada tahap mengolah atau menganalisis data dilakukan dengan
menghitung data yang ada dengan rumus yang sesuai.
Hasil dari suatu pengolahan data digunakan kembali sebagai data untuk menganalisis
yang lainnya dan berlanjut seterusnya sampai mendapatkan hasil akhir tentang kinerja
perencanaan bendungan tersebut. Adapun urutan dalam analisis data dapat dilihat
pada diagram alir pada.
3.3.3 Penyusunan Laporan
Seluruh data telah terkumpul kemudian diolah atau dianalisis dan disusun untuk
commit to user
[image:45.612.181.489.134.552.2]30
Gambar 3.3 Diagram alir penelitian
Mulai
Desain dan Data Teknis Bendung
Analisis Stabilitas Bangunan Tubuh
Bendung
Aman
Tidak Aman
Selesai
commit to user
31
BAB IV
PERHITUNGAN DAN ANALISIS
Untuk menghitung stabilitas bendung harus di tinjau pada saat kondisi normal dan
ekstrem seperti kondisi saat banjir. Ada beberapa gaya yang harus di hitung untuk
mengetahui stabilitas bendung, antara lain :
a. Gaya Berat sendiri Bendung
b. Gaya Gempa
c. Gaya Hirostatis
d. Gaya Tekan ke atas (Uplift Pressure)
e. Gaya Tekan Lumpur
Pada saat banjir gaya-gaya bekerja ada yang mengalami perubahan seperti gaya
Tekan ke atas (Uplift Pressure) dan Hidrostatis. Sementara gaya-gaya yang tetap
aalah : Gaya akibat beban sendiri, Gaya Gempa, dan Gaya Tekanan Lumpur.
4.1 Data Teknis Bendung
Tipe Bendung
- mercu bendung : mercu bulatdengan bagian hulu miring 1:1
- jari – jari mercu : dengan jari-jari 1,3 m
Data Desain
1. Debit rencana (Q100) : 215.10 m3/s
2. Lebar total bendung (B) : 36 m
3. Lebar efektif (Be)
- Tinggi mercu (p) : 2.15 m
- Kp : 0,01 (ujung pilar bulat)
- Ka : 0,1 (abutment bulat)
- Tinggi enegsi di atas mercu (He) : 1.13 m
- Jumlah pilar (n) : 1
commit to user
32
Be = 36-2*(1*0,01 + 0,1)* 1.13
= 35.75 m
4. Tinggi jagaan (w) : 1,00 m
5. Elevasi mercu : + 122.65
5. Elevasi dasar kolam olak : + 118.30
6. Elevasi M.A hulu : + 123.78
7. Elevasi M.A hilir : + 120.04
4.2 Analisis Stabilitas Bendung
4.2.1 Perhitungan Gaya – gaya pada Bendung
4.2.1.1 Berat Sendiri Bendung
Contoh perhitungan:
Besarnya gaya berat sendiri segmen G1 ;
γ pasangan beton = 2.4 ton/m3
Volume = panjang x tinggi x lebar
= 1.5 x 9.15 x 1
= 13.75 m3
Besar gaya = Volume x Bj pas beton
= 13.75 x 2.0
= 27.45 ton
Momen = Gaya x jarak
= 27.45 x 17.5
= 480.38 tm
[image:47.612.110.433.81.567.2]Selanjutnya perhitungan dilakukan dengan cara tabelaris.
commit to user
33 No
Gaya
Luas Berat
jenis Gaya Vertikal Lengan thd. M Momen Tahan thd.M
m2 ton/m3 ton m t.m
G1 4.66 2.4 -11.18 7.77 -86.90
G2 1.98 2.4 -4.75 6.61 -31.41
G3 2.20 2.4 -5.28 6.77 -35.75
G4 2.90 2.4 -6.96 5.77 -40.16
G5 4.09 2.4 -9.81 4.52 -44.32
G6 2.70 2.4 -6.48 4.77 -30.91
G7 3.30 2.4 -7.92 3.64 -28.81
G8 1.43 2.4 -3.42 2.00 -6.84
G9 4.50 2.4 -10.80 1.50 -16.20
Total -66.61 -321.30
1.00 1.00 1.00 1.00 1.27 3.00 0.75
[image:48.612.170.478.81.543.2]G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 A B C D E F G H I J K L M 2.30
Gambar 4.1 Gaya akibat berat sendiri yang bekerja pada bendung
4.2.1.2 Gaya Akibat Gempa
commit to user
34
besarnya dihitung dengan rumus;
He = E * G
Dimana E (koefisien gempa)
Jenis tanah yang terdapat di lokasi merupakan jenis tanah batuan campuran halus
sampai kasar maka di kategorikan jenis tanah diluvium maka koefisien gempanya
adalah:
n = 0.87 (lihat tabel 2.4)
m = 1.05 (lihat tabel 2.5)
z = 0.56 (lihat lampiran 1)
ac = 113 cm/det2
g = 980 cm/det2
maka:
ad = n (ac x z)m
= 0.87(113x0.56)1.05
=67.741 cm/det
E = ad / g
= 67.41/980
= 0.0691
Contoh perhitungan:
commit to user
35
Besarnya gaya akibat Gempa segmen K1
Besar gaya berat (G1) = 27.45 ton
Besar gaya = koefisien x gaya berat sendiri
= 0.0691 x 27.45
= 1.90 ton
Momen = Gaya x jarak
= 1.90 x 4.57
= 8.67 tm
[image:50.612.113.458.110.556.2]Selanjutnya perhitungan dilakukan dengan cara tabelaris
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya Gempa
No Gaya
Koefisien Gaya Gaya Titik M
Gempa (E)
berat
(G) Gempa Lengan Momen
K=E x G Guling
t t m t.m
K1 0.0691 11.18 0.77 4.57 3.53
K2 0.0691 4.75 0.33 8.76 2.88
K3 0.0691 5.28 0.36 4.87 1.78
K4 0.0691 6.96 0.48 6.00 2.89
K5 0.0691 9.81 0.68 2.39 1.62
K6 0.0691 6.48 0.45 1.60 0.72
K7 0.0691 7.92 0.55 3.20 1.75
K8 0.0691 3.42 0.24 3.65 0.86
K9 0.0691 10.80 0.75 0.50 0.37
commit to user
36
1.00 1.00 1.00 1.00 1.27 3.00 0.75
K1 K2
K3
K4
K6
K7 K8
K9 A
B C
D E
F G
H I
J K
L
M
[image:51.612.110.471.82.612.2]2.30 K5
Gambar 4.2 Gaya akibat Gempa yang bekerja pada bendung
4.2.1.3 Gaya Hidrostatis
Gaya Hidrostatis dihitung dengan rumus;
W= Luas x γ air
Contoh perhitungan;
γ air = 1 ton/m2
Luas = ½ x lebar x tinggi
=1/2 x 4.25 x 4.25
= 9.03 m2
W1 = luas x γ air
= 9.03 x 1
= 9.03 ton
commit to user
37
[image:52.612.155.502.124.468.2]a.Kondisi air normal
Tabel 4.3 Hasil perhitungan Momen akibat Gaya Hidrostatis pada kondisi air normal
No Gaya
Luas Berat
Jenis
Gaya Titik M
Lengan Momen
H V Tahan
m2 ton/m3 ton ton m ton.m
W1 2.31 1 2.31 5.33 12.32
W2 0.19 1 0.19 5.08 0.95
Total 2.31 0.19 13.26
W1
1.00 1.00 1.00 1.00 1.27
A B C D E F G H I J K L 2.30 W2 2.15
Gambar 4.3 Gaya Hidrostatis yang bekerja pada bendung pada kondisi air normal
b. Kondisi air banjir
Tabel 4.4 Hasil perhitungan Momen akibat Gaya Hidrostatis pada kondisi air banjir
No Gaya
Luas Berat
Jenis
Gaya Titik M
Lengan Momen
H V Tahan
m2 ton/m3 ton ton m ton.m
W1 2.31 1 2.31 5.33 12.32
W2 0.19 1 -0.19 5.08 -0.95
W3 4.65 1 4.65 6.36 29.57
W4 0.66 1 -0.66 4.56 -2.99
[image:52.612.159.499.559.703.2]commit to user
38
W6 11.00 1 -11.00 1.42 -15.62
W7 12.10 1 -12.10 3.82 -46.23
Total -5.14 -14.51 -30.16
W1
1.00 1.00 1.00 1.00 1.27
[image:53.612.136.502.81.490.2]A B C D E F G H I J K L 2.30 W2 W3 W4 W5 W6 W7 1.13 0.58 0.57 4.92 2.15 4.69
Gambar 4.4 Gaya Hidrostatis yang bekerja pada bendung pada kondisi air banjir
4.2.1.4 Gaya angkat (uplift pressure)
a. Perhitungan uplift pressure pada kondisi air normal
∆H = Elevasi mercu – Elevasi dasar kolam olak = 122.65 – 118.30
= 4.35 m
Lx = 0 m
γ air = 1 ton/m3
∑l = 15.57 m Untuk segmen A;
Lx = 0
Hx = 2.45
commit to user
39
[image:54.612.150.504.220.683.2]
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air pada saat kondisi air normal
Titik Garis Hx Lx ∆H ∑L Px
m m m m m
A 2.45 0 4.35 15.57 2.45
A-B
B 4.75 2.3 4.35 15.57 4.11
B-C
C 4.75 3.3 4.35 15.57 3.83
C-D
D 3.75 4.3 4.35 15.57 2.55
D-E
E 3.75 5.3 4.35 15.57 2.27
E-F
F 4.75 6.3 4.35 15.57 2.99
F-G
G 4.75 7.3 4.35 15.57 2.71
G-H
H 5.75 8.3 4.35 15.57 3.43
H-I
I 5.75 9.3 4.35 15.57 3.15
I-J
J 6.75 10.3 4.35 15.57 3.87
J-K
K 6.75 11.57 4.35 15.57 3.52
K-L
L 5.75 12.57 4.35 15.57 2.24
L-M
M 5.35 15.57 4.35 15.57 1.00
commit to user
[image:55.612.161.501.115.627.2]40
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya uplift pressure pada saat kondisi air
normal
No Gaya
Luas Berat
jenis
Gaya Titik x
Lengan Momen
H V Guling
m2 ton/m3 t t m tm
U1 7.54 1 7.54 1.71 12.90
U2 3.97 1 3.97 7.77 30.83
U3 3.19 1 -3.19 1.1 -3.51
U4 2.41 1 2.41 6.77 16.31
U5 2.63 1 2.63 1.1 2.89
U6 2.85 1 2.85 5.77 16.45
U7 3.07 1 3.07 0.1 0.31
U8 3.29 1 3.29 4.77 15.70
U9 3.51 1 3.51 -0.9 -3.16
U10 4.69 1 4.69 3.63 17.03
U11 2.88 1 -2.88 -0.9 2.59
U12 4.86 1 4.86 1.5 7.29
Jumlah 10.69 22.07 115.62
0.63 0.63 0.63 0.63 0.79 1.87 0.47
A B 2.45 D E F G H I J K L M 1.44 0.63 0.63
A B C D E F G H I J K L M
4.11 3.83 2.55 2.27 2.29 2.71 3.43 3.15 3.87 3.52 2.24 1.0 U1 U2
U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10 U11
U12
Gambar 4.5 Gaya uplift pressure yang bekerja pada bendung pada kondisi air
commit to user
41
[image:56.612.161.506.120.584.2]b. Perhitungan uplift pressure pada kondisi air banjir
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air pada saat kondisi air banjir
Titik Garis Hx Lx ∆H ∑L Px
m m m m m
A 3.58 0 3.74 15.57 3.58
A-B
B 5.88 2.3 3.74 15.57 5.33
B-C
C 5.88 3.3 3.74 15.57 5.09
C-D
D 4.88 4.3 3.74 15.57 3.85
D-E
E 4.88 5.3 3.74 15.57 3.61
E-F
F 5.88 6.3 3.74 15.57 4.37
F-G
G 5.88 7.3 3.74 15.57 4.13
G-H
H 6.88 8.3 3.74 15.57 4.89
H-I
I 6.88 9.3 3.74 15.57 4.65
I-J
J 7.88 10.3 3.74 15.57 5.41
J-K
K 7.88 11.57 3.74 15.57 5.10
K-L
L 6.88 12.57 3.74 15.57 3.86
L-M
M 6.48 15.57 3.74 15.57 2.74
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya uplift pressure pada saat kondisi air
banjir
commit to user
42
Gaya jenis
Lengan Momen
H V Guling
m2 ton/m3 t t m tm
U1 10.24 1 10.24 1.71 17.52
U2 5.21 1 5.21 7.77 40.46
U3 4.47 1 -4.47 1.1 -4.91
U4 3.73 1 3.73 6.77 25.23
U5 3.99 1 3.99 1.1 4.39
U6 4.25 1 4.25 5.77 24.50
U7 4.51 1 4.51 0.1 0.45
U8 4.77 1 4.77 4.77 22.73
U9 5.03 1 5.03 -0.9 -4.52
U10 6.67 1 6.67 3.63 24.22
U11 4.48 1 -4.48 -0.9 4.03
U12 9.90 1 9.90 1.5 14.85
Jumlah 14.81 34.52 168.95
0.63 0.63 0.63 0.63 0.79 1.87 0.47
A B C D E F G H I J K L M 1.44 0.63 0.63 3.58
A B C D E F G H I J K L M
5.33 5.09
3.85 3.61 4.37 4.13
4.89 4.65 5.41 5.10 3.86
2.74 U1 U2
U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10 U11
[image:57.612.162.499.81.582.2]U12
Gambar 4.6 Gaya uplift pressure yang bekerja pada bendung pada kondisi air
banjir
4.2.1.4 Gaya Tekanan Lumpur
Berdasarkan data dari penyelidikan tanah di hasilkan parameter tanah berupa :
commit to user
43
Berat isi tanah = 1.8 t/m3
Berat satuan air = 1 t/m3
lumpur = 1.8 – 1 =0.8 t/m3
Ф = 0o
Sehingga Ka:
Contoh perhitungan:
Luas=1/2 x lebar x tinggi
=1/2 x 2.15 x 2.15
= 2.31 m2
Gaya = Luas x lumpur x Ka
= 2.31 x 0.8 x 1
= 1.85 ton
Momen = Gaya x jarak
= 1.85 x 5.33
[image:58.612.110.438.77.564.2]= 9.86 t.m
Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Momen akibat Gaya Tekanan lumpur
No
Gaya Luas Ka Bj lumpur
Gaya Titik K
Lengan Momen
commit to user
44
m2 ton ton m ton.m
Ps1 2.31 1 0.8 1.85 5.33 9.86
Ps2 0.19 1 0.8 -0.15 5.08 -0.76
Total 1.85 -0.15 9.10
Ps1
1.00 1.00 1.00 1.00 1.27
A
B C
D E
F G
H I
J K
L 2.30
[image:59.612.128.516.84.149.2]Ps2
Gambar 4.3 Gaya Tekan lumpur yang bekerja pada bendung
Tabel 4.10 Resume Hasil Perhitungan Gaya-gaya yang bekerja pada Bendung
a. Gaya-gaya yang bekerja pada saat kondisis air normal
Gaya
Besar Gaya
MG MT
V H
[image:59.612.169.474.166.474.2]commit to user
45
Berat sendiri -66.61 -321.30
Gempa 4.60 16.39
Hidrostatis -0.19 2.31 11.37
Uplift Pressure 22.07 10.69 115.62
Tekanan lumpur -0.15 1.85 9.10
Total -44.87 19.45 132.01 -300.82
b. Gaya-gaya yang bekerja pada saat kondisis air banjir
Gaya
Besar Gaya
MG MT
V H
ton ton t.m t.m
Berat sendiri -66.61 -321.30
Gempa 4.60 16.39
Hidrostatis -14.51 -5.14 -30.16
Uplift Pressure 34.52 14.81 170.71
Tekanan lumpur -0.15 1.85 9.10
Total -46.75 16.12 187.11 -342.36
4.2.2 Kontrol Stabilitas Bendung
Di analisa terhadap :
4.2.2.1 Guling
a. Kondisi air normal:
∑Mt= -300.82t.m
∑Mg= 132.01t.m
commit to user
46
b. Kondisi air banjir:
∑Mt= -342.36 t.m
∑Mg= 187.11 t.m
………(Aman)
4.2.2.2 Geser
a. Kondisi air normal:
∑RV = -44.87 t.
∑RH= 19.45 t.
………..(Aman)
b. Kondisi air banjir:
∑RV = -46.75 t.
∑RH= 16.12 t.
commit to user
47 4.2.2.3Eksentrisitas
a. Kondisi air normal
∑Mt= -300.82 t.m
∑Mg= 132.01t.m
∑RV = -44.87 t B= 8.27 m
……….(Aman)
b. Kondisi air banjir
∑Mt= -342.36 t.m
∑Mg= 187.11 t.m
commit to user
48
……….(Aman).
4.2.2.4Daya Dukung Tanah
a. Kondisi air normal
∑RV = -44.87 t e = 0.37
B = 8.27 m
= 20 t/m2
……….(Aman)
……….(Aman)
b. Kondisi air banjir ;
∑RV = -46.75 t e = 0.814
B = 8.27 m
commit to user
49
…………....(Aman)
………(Aman)
4.2.2.5 Erosi bawah tanah (piping)
a. kondisi air normal
∆H = Elevasi mercu – Elevasi dasar kolam olak = 122.65 – 118.30
= 4.35 m
∑Lv = 11.8 m
∑LH = 23.27 m
C = 4.0 (kerikil halus)
4.49 ≥ 4.0 ……… (Aman)
b. kondisi air banjir
commit to user
50
= 3.75 m
Lv = 11.8 m
Lh = 23.27 m
C = 4.0 (kerikil halus)
commit to user
BAB V Rencana Anggaran Biaya (RAB)
51
BAB V
RENCANA ANGGARAN BIAYA
(RAB)
Rencana Anggaran Biaya (RAB) adalah perhitungan biaya suatu konstruksi
berdsarkan gambar bestek dalam suatu kontrak yang disepakati. Tujuan pembuatan
rencana anggaran biaya ini adalah untuk memperkirakan kembali besarnya biaya
untuk pelaksanaan pembangunan bangunan tubuh bendung yang telah ada dengan
analisa harga baru yang sesuai kondisi saat ini.
5.1. Rekapitulasi Volume Pekerjaan Bendung
Perhitungan volume pekerjaan ini berdasarkan gambar desain bangunan bendung
yang sesuai dengan dimensi data dilapangan.
Pekerjaan Galian Tanah Biasa = 3644.88 m3
Pekerjaan Tanah yang dipadatkan = 337.16 m3
Pekerjaan Beton siclop = 1367.18 m3
Pekerjaan Bekesting/cetakan beton = 206.62 m2
Pekerjaan Pasangan batu kali = 1029.25 m3
Pemasangan 1 set pintu pembilas
5.2. Analisa Harga Satuan Pekerjaan
Harga satuan pekerjaan yang diperoleh penulis berdasarkan dari beberapa referensi
yang telah dibaca oleh penulis. didapatkan masing harga satuan pekerjaan sebagai
berikut:
Pekerjaan : Galian Tanah Sedalam 4 m + Pembuangan tanah sejauh 150 m
SNI 2835 : 2008 (6.4)
commit to user
[image:67.612.117.511.89.678.2]52
Tabel 5.1 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Galian Tanah
NO. U R A I A N SATUAN KUANTITAS
BIAYA SATUAN
(Rp.)
JUMLAH (Rp)
1 2 3 4 5 6
I a. Galian tanah
UPAH.
1 Pekerja Org/hr 0,9830 35.000,00 34.405,00 2 Mandor Org/hr 0,0980 45.000,00 4.410,00
=Rp. 38.815,00
b. Pembuangan tanah
K= a/ 275 (L+ 75)
K= biaya yang dicari per m3
a= Upah pekerja
L= jauh jarak angkut
K= Rp. 35.000,00/275 (150 +75) =Rp. 28.636,36
T O T A L =Rp. 67.451,36
Pekerjaan : Timbunan tanah dipadatkan
SNI 2835 : 2008 (6.9) + (6.10)
Satuan : m3
Tabel 5.2 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Timbunan Tanah Dipadatkan
NO. U R A I A N SATUAN KUANTITAS
BIAYA SATUAN
(Rp.)
JUMLAH (Rp)
1 2 3 4 5 6
I UPAH URUGAN.
1 Pekerja Org/hr 0,2500 35.000,00 8.750,00
2 Mandor Org/hr 0,0083 45.000,00 373,50
II UPAH
PEMADATAN.
1 Pekerja Org/hr 0,5000 35.000,00 17.500,00
2 Mandor Org/hr 0,0500 45.000,00 2.250,00
commit to user
53
Pekerjaan : Beton sicloop ( 60 % Beton Camp. 1 PC : 2 Ps ; 3 Kr , dan 40 %
batu belah SNI 2836 : 2008 (6.9) + (6.10)
[image:68.612.126.503.166.477.2]Satuan : m3
Tabel 5.3 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Beton Sicloop
NO. U R A I A N SATUAN KUANTITAS
BIAYA SATUAN
(Rp.)
JUMLAH (Rp)
1 2 3 4 5 6
I UPAH.
1 Pekerja Org/hr 3,4000 35.000,00 119.000,00
2 Mandor Org/hr 0,1700 45.000,00 7.650,00
3 Tukang Org/hr 0,8500 50.000,00 42.500,00 4 Kepala Tukang Org/hr 0,0850
55.000,00 4.675,00
II BAHAN.
1 Batu belah m3 0,5720 125.000,00 71.500,00
2 PC kg 194,0000 1.100,00 213.400,00 3 Pasir beton m3 0,3120
130.000,00 40.560,00
4 Krikil m3 0,4680 135.000,00 63.180,00
T O T A L =Rp. 562.465,00
Pekerjaan : Cetakan Beton / begisting untuk pondasi , per m2
SNI 7394 : 2008 ( 6.20 )
Satuan : m2
Tabel 5.4 Analisa Harga Satuan Pekerjaan Cetakan Beton
NO. U R A I A N SATUAN KUANTITAS
BIAYA SATUAN
(Rp.)
JUMLAH (Rp)
1 2 3 4 5 6
I UPAH.
1 Pekerja Org/hr 0,5200 35.000,00 18.200,00
commit to user
54
3
4 Kepala Tukang Org/hr 0,0260 55.000,00 1.430,00
II BAHAN.
1 Kayu tahun m3 0,0400 1.050.000,00 42.000,00
2 Paku kg 0,3000
