ANALISIS GEOTEKNIK TERHADAP KESTABILAN TUBUH BENDUNGAN AKIBAT REMBESAN PADA LOKASI BENDUNGAN LAU SIMEME DENGAN PROGRAM
PLAXIS V.8.6
Ferga Vanesa Saragih1 dan Rudi Iskandar2
1Departemen Teknik Sipil. Universitas Sumatera Utara. Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan
E-mail: [email protected]
2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil. Universitas Sumatera Utara. Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan
E-mail: [email protected] ABSTRAK
Bendungan Lau Simeme merupakan bendungan tipe urugan dengan material lempung sebagai inti tubuh. Salah satu masalah yang sering terjadi pada bendungan urugan seperti berpotensi runtuh akibat berubahnya tegangan dalam tanah akibat aliran tanah sehingga diperlukannya analisis rembesan. Pemodelan fisik berbentuk trapesium dengan kombinasi parameter permeabilitas (k). ketinggian muka air (∆ℎ)dan panjang lintasan rembesan (l) dapat digunakan untuk mengetahui hubungan antar parameter dengan satuan yang sama. Elevasi yang digunakan adalah muka air kondisi banjir dengan elevasi 253.78 m dan muka air kondisi normal 246.80 m.
Untuk inti material lempung koefisien permeabilitas sebesar 2.61 x 10-6 m/detik. Hasil pengujian rembesan tersebut digunakan dalam dua metode perhitungan. yaitu metode analisis meliputi kecepatan dengan Hukum Darcy. debit rembesan dengan cara Dupuit dan software PLAXIS V.8.6. Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini semakin tinggi elevasi muka air di hulu maka debit rembesan pada hilir akan semakin besar . berbanding terbalik dengan faktor keamanan dimana semakain tinggi elevasi muka air di hulu maka faktor keamanan yang didapatkan akan semakin kecil begitu pula sebaliknya.
Kata Kunci : bendungan urugan. debit rembesan. kecepatan. PLAXIS V.8.6. faktor keamanan.
ABSTRACT
Lau Simeme Dam is an embankment type dam with clay as the core of the body. One of the
problems that often occurs in embankment dams such as may occur due to changes in soil stress due to flow so that seepage analysis is needed. Physical modeling in the form of a trapezoid with a combination of permeability parameters (k). water level (∆h) and seepage path length (l) can be used to determine the relationship between parameters with the same unit. The elevation used is flooded water level with an elevation of 253.78 m and a normal water level of 246.80 m.
For the clay core. the permeability coefficient is 2.61 x 10-6 m/sec. The results of the seepage test are used in two calculation methods. namely the velocity analysis method using
Darcy's Law. the seepage discharge using the Dupuit method and the PLAXIS V.8.6 software. The conclusion that can be drawn from this research is that the elevation of the water level in the upstream will increase the seepage discharge downstream. inversely proportional to the safety factor where the higher the water level elevation in the upstream. the smaller the safety factor obtained and the other way around.
Keywords: embankment dam. seepage discharge. velocity. PLAXIS V.8.6. safety factor.
1. PENDAHULUAN
Bendungan merupakan salah satu bangunan hidrolik yang bertujuan untuk mendukung kesejahteraan masyarakat di bidang pertanian. sumberdaya air. energi. perikanan dan pariwisata.
Salah satu permasalahan pada urugan adalah terdapatnya rembesan-rembesan yang melalui inti bendungan urugan. Rembesan-rembesan itu dapat mengakibatkan kerusakan yang cukup besar dan membahayakan pada tubuh bendungan. Jenis bahan yang digunakan sebagai bahan inti bendungan pada umumnya adalah tanah lempung. Tanah lempung memiliki kelebihan berupa rendahnya permeabilitas terhadap air yang berguna untuk mengurangi debit rembesan yang terjadi pada inti bendungan. namun tanah lempung memiliki nilai kuat geser yang rendah.
2. TINJAUAN PUSTAKA Bendungan Urugan
Bendungan tipe urugan pada penelitian ini merupakan bendungan yang terbentuk dari timbunan yang memiliki gradasi batuan berbeda-beda terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian lolos air dan bagian kedap air untuk menahan rembesan air.
Permeabilitas
Sifat bahan berongga yang memungkinkan air atau cairan lainnya untuk menembus atau merembes melalui hubungan antar pori. Bahan yang mempunyai pori-pori kontinu disebut dapat tembus (permeable).
Rembesan
Aliran yang mempunyai pengaruh dapat merusak kestabilan tubuh bendungan akibat terangkutnya butir-butir tanah halus dari inti bendung menuju rongga hilir bendung.
Garis Freatis
Garis batas kejenuhan pada struktur tubuh bendungan. Garis freatis memisahkan daerah yang mengalami rembesan dengan daerah yang tidak mengalami rembesan.
Grouting
Material grouting memiliki berbagai macam sifat, dari yang memiliki viskositas sangat rendah sampai campuran padat dan cair yang kental. Jenis material yang digunakan untuk proyek ditentukan berdasarkan beberapa variabel, termasuk persyaratan khusus proyek, jenis tanah, perkiraan perpindahan material serta diperlukan juga pengaturan waktu dan sebagainya.
3. METODE.PENELITIAN
Dalam menganalisis kestabilan bendungan terhadap rembesan. diperlukan informasi tentang sifat-sifat tanah dengan data lapangan yang lengkap. Kelengkapan dan keakuratan data sangat mendukung hasil perhitungan yang valid untuk bentuk dan kekuatan bangunan bendungan dan bangunan lain yang ada di sekitarnya.
Tahap satu : Menggambar geometri dimensi struktur proyek yang dihitung. Dalam tab proyek properti. masukkan judul yang sesuai. Selanjutnya untuk satuan digunakan dan mengatur spasi antar grid sebesar 0.5 meter
Tahap dua : Bbuat garis line sesuai bentuk bendungan dan lapisan tanah. Selajutnya dipilih jaring elemen yang sangat halus. selanjutnya lakukan susun jaringan elemen untuk menunjukkan konektivitas.
Tahap tiga : Untuk kondisi awal terdiri dari 2 buah konfigurasi yaitu konfigurasi air tanah awal dan konfigurasi geometri awal. kemudian klik garis freatik untuk membuat tinggi muka air yang kita inginkan . Setelah klik tombol «hitung» . maka data akan disimpan dan program masukan akan tertutup dan program perhitungan akan berjalan. program perhitungan dapat digunakan untuk mendefinisikan dan membagi-bagi tahap-tahap perhitungan seperti tahap tahap. interval waktu dan perilaku yang digunakan dalam tiap identifikasi.
Tahap empat : Setelah selesai maka tinggal klik menu bar «penggali» untuk ingin ditampilkan berupa faktor keamanan. Klik titik titik nodal untuk kurva perpindahan untuk melihat titik yang diinginkan.Periksa apakah tahapan perhitungan yang diprogram telah ditandai benar.
Tahap lima : Setelah perhitungan selesai maka langkah terakhir dapat mengaktifkan tombol
«keluaran». untuk tampilan kurva bisa diklik tombol jalankan program kurva pada toolbar.
kemudia pilih diagram baru dari kotak dialog dan pilih berkas dari Tugas Akhir dan buka. Setelah terbuka akan muncul pilihan pada sumbu X dan Y apa yang akan diisi seperti perpindahan.
regangan. ∑stage atau yang lainnya kemudian <terapkan> dan <ok>.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Rembesan dengan Metode Analisis :
a. Untuk koefisien permeabilitas (k) lempung/clay digunakan 2.61 x 10-6 m/detik dengan elevasi 251.78 m jika hilir diambil elevasi 190 m . maka kecepatan aliran dan debit totalnya adalah:
∆H = 61.78 meter. lebar bidang datar segitiga = 146.58 meter. Maka panjang garis aliran adalah
√146.582+ 61.78 2 = 159.07 meter.
Menurut hukum Darcy (v) = k.i = k.∆𝐻
𝐿 = 2.61 x 10-6 (61.78
159.07) = 1.01 𝑥 10-6 m/detik A = (𝑑1+𝑑2
2 ) 𝑥 𝑡 = ( 460.51+ 313.74
2 ) x 61.78 = 23916.61 m2
Menurut cara Dupuit (Q) = k.i.A = 1.012 𝑥 10-6 x 23916.61 = 24.20 x 10-3 m3/detik
b. kondisi muka air normal. dengan elevasi 246.80 m dan elevasi kedua adalah 190 m.
Maka kecepatan aliran dan debit totalnya adalah:
∆H = 56.8 meter. lebar bidang datar segitiga = 161.26 meter. Maka panjang garis aliran adalah
√161.26 2+ 56.8 2 = 169.37 meter.
Menurut hukum Darcy (v) = k.i = k.∆𝐻
𝐿 = 2.61 x 10-6 (56.80
169.26 ) = 0.87 x 10-6 m/detik A =(𝑑1+𝑑2
2 ) 𝑥 𝑡 = (460.51+299.08
2 ) x 56.8 = 21572.19 m2
Menurut cara Dupuit (Q) = k.i.A = 0.87 x 10-6 x 21572.19 = 18.85 x 10-3 m3/detik
Sedangkan untuk faktor keamanan untuk kondsi muka air banjir dan muka air normal adalah:
Fk= 𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑡𝑎𝑛𝑎ℎ 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑑𝑖𝑎
𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑠𝑎𝑎𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑟𝑢𝑛𝑡𝑢ℎ . maka Fkair muka banjir
70.30 𝑥 10−3𝑚
50.92 𝑥 10−3𝑚 = 1.38
Fkair muka normal
70.30 𝑥 10−3𝑚
44.27 𝑥 10−3𝑚= 1.59
5. KESIMPULAN
Kesimpulan yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah:
1) Setiap pertambahan tinggi muka air di hulu maka. nilai tekanan rembesan akan semakin meningkat di hilir.
2) Nilai kecepatan aliran rembesan dan debit total kestabilan bendungan berdasarkan program PLAXIS V.8.6:
a. Muka air banjir (v)= 10.66 x 10-6 m/detik. dan (Q)= 2.66 x 10-6 m3/detik.
b. Muka air normal (v) = 9.88 x 10-6 m/detik. dan (Q)= 1.56 x 10-6 m3/detik.
3) Nilai kecepatan aliran rembesan menggunakan hukum Darcy dan debit total kestabilan bendungan menggunakan cara Dupuit (1863) :
a. Kondisi muka air banjir (v) = 1.01 x 10-6 m/detik. dan (Q)= 24.20 x 10-3 m3/detik b. Kondisi muka air normal (v) = 0.87 x 10-6 m/detik. dengan debit (Q)= 18.85 x 10-3
m3/detik
4) Nilai faktor keamanan program PLAXIS V.8.6:
a. SF untuk kondisi muka air banjir = 2.75 b. SF untuk kondisi muka air normal = 2.93 5) Nilai faktor keamanan metode analisis :
a. SF untuk kondisi muka air banjir = 1.38 b. SF untuk kondisi muka air normal = 1.59 DAFTAR PUSTAKA
Alwin. Muhammad (2018). “Kajian Garis Freatis Pada Tubuh Bendungan Urugan Untuk Mengatasi Rembesan Berdasarkan Kepadatan Tanah Menggunakan Aplikasi Geostudio.
Seep/W”. Skripsi. Tidak dipublikasikan. Malang: Universitas Brawijaya.
Badan Standarisasi Nasional. (2016). “Metode Analisis dan Cara Pengendalian Rembesan Air untuk Bendungan Tipe Urugan. SNI 8065:2016”. Jakarta.
Cipta Aji. Herlambang. (2012). “Pemodelan Fisik Aliran Air. Vol. 9 No 10”. Jakarta .
Das. Braja M. (1995). “Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1”. Malang:
Erlangga.
Plaxis 2D-Versi 8.6 . 2017. PLAXIS Versi 8 Manual .7–122.
Rahardjo. Endro. (1992). “Simulasi Garis Depresi Debit Rembesan Bendungan Homogen dengan Model Fisik”. Skripsi. Tidak dipublikasikan. Malang: Universitas Brawijaya.
Rheky Julistian Lontoh.dkk (2020) “Analisa Kestabilan Bendungan Lolak 1” Jurnal Teknik Sipil Universitas Sam Ratulangi : Manado. Vol 8.
Sari. Undayani Cita. (2016). “Kajian Pengaruh Tekanan Air Pori Terhadap Rembesan Dan Stabilitas Bendungan Sermo.” Universitas Diponegoro.