ANALISA STABILITAS TUBUH BENDUNGAN SEULIMEUM KABUPATEN ACEH BESAR NANGGROE ACEH DARUSSALAM
JURNAL ILMIAH PERENCANAAN TEKNIK BANGUNAN AIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh:
NUGROHO KETHUT ANDRIANTOK NIM. 115060400111061
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2016
ANALISA STABILITAS TUBUH BENDUNGAN SEULIMEUM KABUPATEN ACEH BESAR NANGGROE ACEH DARUSSALAM Nugroho Kethut Andriantok, Heri Suprijanto, Andre Primantyo H. Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan Mayjen Haryono 167 Malang 65145 – Telp (0341)567886 e-mail:
[email protected] ABSTRAK Bendungan Seulimeum merupakan bendungan tipe urugan zonal inti tegak di tengah yang akan dibangun di Krueng Seulimeum, Desa Gampong Jawe, Kecamatan Seulimeum, Kabupaten Aceh Besar, dengan tujuan utama sebagai penyedia air irigasi, air baku, PLTMH, dan pariwisata. Lokasi bendungan merupakan daerah yang termasuk dalam wilayah bahaya gempa cukup tinggi. Studi ini menganalisa kondisi geologi pondasi bendungan, distribusi tegangan vertikal yang terjadi di pondasi, debit rembesan dan kemungkinan terangkutnya tanah oleh rembesan, pemilihan material timbunan, penurunan pada zona inti bendungan, dan stabilitas lereng bendungan. Hasil analisa menunjukkan kondisi batuan bersifat sedang sampai sangat lulus air, sehingga perlu dilakukan perbaikan pondasi dengan cara sementasi, distribusi tegangan vertikal yang terjadi pada pondasi pada kedalaman 2,50 m sebesar 506,490 kN/m2, debit rembesan total yang lewat melalui tubuh dan pondasi bendungan sebesar 0,0005862 m3/dt, faktor keamanan terhadap gejala didih atau sembulan pada pondasi dan tubuh bendungan lebih besar dari 4 dengan pemasangan geomembrane, pemilihan material tubuh bendungan meliputi sifat fisik dan mekanis berdasarkan kriteria, penurunan pada zona inti bendungan sebesar 1,695 m ≈ 1,70 m atau sekitar 5,667% selama 33,658 tahun, stabilitas lereng berbagai kondisi dengan beban gempa metode koefisien gempa termodifikasi dan koefisien gempa terkoreksi, dalam kondisi aman. Kata kunci: pondasi, rembesan, stabilitas lereng, bendungan urugan ABSTRACT Seulimeum Dam is a embankment dam with central core fill type dam which will be built in Krueng Seulimeum, Gampong Jawe Village, Seulimeum Sub-District, Aceh Besar District, with the main purpose as a provider of irrigation water, raw water, Micro Hydro Power, and tourism. The dam location is an area that is included in quite high earthquake hazard. This study also analyze geological condition of the dam foundation, the distribution of vertical stress occurred in foundation, the seepage reed and transport of soil particles by seepage, selection of material embankment, settlement on the core zone of dam, stability of dam slope. The results of analysis shows condition of the rock is moderate to very permeable, so it is important to repair the foundation with grouting, the distribution of vertical stress occurred in the foundation at a depth 2,50 m at 506,490 kN/m2, total seepage passed through the body and dam foundation at 0,0005862 m3/dt, the factor of safety against boiling or heave in building foundation and on dam body is larger than 4 with installation geomembrane, the selection of dam material included physically and mechanically according to criteria, the decrease on center dam zone at 1,695 m ≈ 1,70 m or about 5,667% for 33,658 years, slope stability against various condition with the earthquake load using modified and corrected seismic coefficient method, in a safe condition. Keywords: foundation, seepage, slope stability, embankment dam
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Salah satu bagian terpenting di dalam kehidupan manusia adalah air. Seiring dengan berjalannya waktu, penggunaan air dalam memenuhi kebutuhan manusia semakin bervariasi misalnya untuk air domestik, irigasi, pembangkit listrik, perikanan, industri, dan lain-lain. Sehingga semakin lama, kebutuhan akan air semakin meningkat sedangkan persediaan air di bumi adalah tetap. Air di bumi dalam siklus hidrologi hanya mengalami perubahan wujud saja, tidak bertambah dan tidak berkurang. Kondisi iklim juga berpengaruh terhadap sirkulasi air di bumi, seperti negara kita terletak di garis khatulistiwa yang memiliki iklim tropis dengan dua musim yaitu musim kemarau dan musim hujan. Kondisi tersebut menyebabkan jumlah air yang tersedia ketika musim hujan lebih besar dan berlimpah dibandingkan saat musim kering atau kemarau tiba. Oleh karena itu, perlu dilakukan usaha-usaha untuk menampung air saat musim hujan dalam sebuah tampungan raksasa. 1.2 Identifikasi Masalah Konstruksi bendungan direncanakan mampu menahan gaya-gaya yang bekerja dalam segala kondisi. Lokasi Bendungan Seulimeum merupakan daerah yang termasuk bahaya gempa cukup tinggi, terbukti dengan kejadian bencana Gempa dan Tsunami Aceh pada 24 Desember 2004 silam, maka untuk analisa kesetabilan terhadap beban gempa disesuaikan dengan standar perencanaan infrastruktur tahan gempa. Melihat banyaknya tujuan dan kondisi daerah studi, maka perencanaan teknis yang mendetail perlu dilakukan. Antara lain mengenai kapasitas rembesan pada pondasi dan tubuh bendungan, kemungkinan terjadinya piping, serta kesetabilan tubuh bendungan dalam berbagai kondisi tinggi muka air dan beban gempa.
1.3 Batasan Masalah Terdapat beberapa batasan – batasan dalam penelitian ini, yaitu : 1. Membahas kondisi geologi pondasi bendungan. 2. Membahas tegangan yang terjadi pada pondasi bendungan. 3. Membahas analisa rembesan dan kemungkinan bahaya piping pada tubuh bendungan. 4. Membahas pemilihan material tubuh bendungan. 5. Membahas waktu dan besarnya penurunan pada tubuh bendungan. 6. Membahas analisa stabilitas lereng tubuh bendungan tanpa beban gempa dan beban gempa secara manual. 7. Tidak membahas tentang masalah hidrologi dan pola operasi waduk. 8. Tidak membahas manajemen konstruksi. 9. Tidak membahas analisa kelayakan ekonomi. 10. Tidak membahas AMDAL. 1.4 Rumusan Masalah Penelitian ini didasarkan pada masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana kondisi geologi pada pondasi dan perlukah perbaikan (treatment) pada pondasi Bendungan Seulimeum? 2. Berapakah tegangan vertikal yang terjadi pada pondasi Bendungan Seulimeum? 3. Berapakah debit rembesan pada tubuh dan pondasi Bendungan Seulimeum? 4. Bagaimana potensi kemungkinan piping pada Bendungan Seulimeum? 5. Bagaimana pemilihan material timbunan tubuh bendungan? 6. Berapa lama waktu dan besarnya penurunan yang terjadi pada zona inti tubuh bendungan? 7. Berapa angka keamanan stabilitas lereng pada Bendungan Seulimeum saat kondisi tanpa beban gempa dan dengan beban gempa menggunakan
cara koefisien gempa termodifikasi dan terkoreksi? 1.5 Tujuan dan Manfaat Adapun tujuan dari studi ini adalah untuk menganalisa stabilitas tubuh Bendungan Seulimeum terhadap tegangan vertikal yang terjadi di pondasi, rembesan, potensi terjadinya piping, penurunan (settlement) pada zona inti, dan stabilitas lereng tubuh bendungan dengan berbagai kondisi. Sedangkan manfaat yang akan didapat dari studi ini yaitu sebagai masukan atau pembanding untuk mengetahui tingkat keamanan dari tubuh bendungan dalam berbagai macam kondisi. Sehingga, didapatkan perencanaan bendungan tipe urugan zonal inti tegak yang aman. II. TINJAUAN PUSTAKA Pondasi suatu bendungan harus memenuhi beberapa syarat penting, seperti mampu menahan beban tubuh bendungan, menghambat aliran filtrasi, dan mempunyai ketahanan terhadap gejala piping. Menurut Soedibyo (2003:305) untuk menentukan perlu tidaknya sementasi pada pondasi digunakan angka Lugeon. Untuk mengetahui kemampuan pondasi bendungan menahan beban dari tubuh bendungan maka harus dihitung tambahan tegangan vertikal akibat beban menurut M. Das (1997:66) adalah : q a b b ({ a } 1 2 - a 2 ) (1) z Atau z
q
q h
(2) (3)
Dimana : q = beban terbagi rata akibat timbunan (kN/m2) berat vo ume basah timbunan (kN/m3) h = tinggi timbunan (m)
= tegangan vertikal yang terjadi pada kedalaman z (kN/m2) a = panjang lengan pada bidang miring timbunan (m) b = panjang lengan pada bidang datar timbunan (m) z = kedalaman tegangan vertikal pada pondasi (m) = sudut pengaruh kedalaman 1 berdasarkan panjang a (o) = sudut pengaruh kedalaman 2 berdasarkan panjang b (o) Secara umum bendungan urugan biasanya membutuhkan bahan material yang akan dipergunakan untuk zone-zone peralihan dan zone-zone lulus air. Material timbunan tubuh bendungan urugan dibagi menjadi 4 (empat) yaitu : zona kedap air, zona filter, zona transisi, zona lulus air, dan rip-rap. Analisa rembesan pada tubuh dan pondasi bendungan dihitung menggunakan kapasitas aliran filtrasi dengan harga k yang telah dimodifisir k’ menurut Craig (1989:55) : z
k
√kx kz
(4)
Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1981:165) untuk memperkirakan besarnya kapasitas filtrasi yang mengalir melalui tubuh dan pondasi bendungan yang didasarkan pada jaringan trayektori aliran filtrasi, dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : f d
k
(5)
Dimana : Q = kapasitas rembesan total (m3/dt) Nf = angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi Nd = angka pembagi dari garis equipotensial k = koefisien filtrasi (m/dt) H = tinggi muka air (m) L = panjang profil memanjang bendungan (m) Menurut penelitian Harza (1935)
memberikan faktor keamanan bangunan air terhadap bahaya piping, sebagai berikut : (6) ic ie
s
-1
1
w
(7)
e
h
(8) Penimbunan ekstra diperlukan sehubungan dengan terjadinya gejala konsolidasi pada tubuh bendungan, besarnya penurunan (settlement) tubuh bendungan Δ segera sesudah bendungan selesai dibangun dapat di hitung dengan rumus : 1 x x 2x (9) 2 Dan waktu yang diperlukan untuk konsolidasi 90%, adalah : (10)
v
Perhitungan stabilitas lereng dengan metode metode irisan (method of slice) Fellenius, Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1981:141) Faktor keamanan dari kemungkinan terjadinya longsoran dapat diperoleh dengan menggunakan rumus keseimbangan sebagai berikut : Untuk faktor keamanan pada kondisi normal (tanpa beban gempa) ∑
LOKASI
2
90
t90
adalah termasuk dalam wilayah Kabupaten Aceh Besar. Terletak pada posisi antara 50 21’ 57’’ - 950 29’ 16” BT dan 050 22’ 38’’ - 950 32’ 43’’ BT. Untuk menuju ke lokasi dapat ditempuh dengan menggunakan kendaraan roda empat ke lokasi pekerjaan sejauh lebih kurang 60 km dari kota Banda Aceh.
tan
∑
(11)
Gambar 1. Daerah Lokasi Studi Sumber : Google earth dan google maps ©2015
Struktur Geologi Berdasarkan Peta Geologi Regional lembar Banda Aceh yang dikeluarkan oleh P3G, Direktorat Geologi di Bandung 198, adalah sebagai berikut :
Untuk faktor keamanan pada kondisi gempa (dengan beban gempa) ∑
e
∑
tan
12
e
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi Studi Waduk Krueng Seulimeum adalah waduk yang direncanakan dibangun di Krueng Seulimeum, lokasi bendungan terletak diantara Desa Gampong Jawe dengan Alue Gintung, Kecamatan Seulimeum di Kabupaten Aceh Besar. Ditinjau dari posisi geografis, lokasi studi
Gambar 2. Peta geologi regional Diagram Alir Pengerjaan Langkah – langkah pengerjaan dapat dilihaat pada diagram alir berikut ini :
Sementasi tirai (curtain grouting) tepat di As bendungan sebanyak tiga baris untuk menambah kekedapan dan daya dukung pondasi. Sementasi konsolidasi (consolidation grouting) di samping hulu dan hilir sementasi tirai masing-masing dua baris. (concrete slab grouting, core trench grouting) di bagian dasar pondasi. 4.2 Tegangan pada Pondasi Bendungan Seulimeum Jadi, penyelesaian dari perhitungan tegangan vertikal adalah sebagai berikut : Beban timbunan (q) q h dimana, Gambar 3. Diagram Alir Pengerjaan Studi IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Geologi Daerah Bendungan Seulimeum Kondisi geologi dan sifat-sifat teknis batuan pondasi calon bendungan utama dapat diketahui dari hasil pemboran inti dan pengujian in-situ (SPT dan Uji Permeabilitas). Investigasi geologi pada Bendungan Seulimeum secara khusus dibagi menjadi 3 bagian, yaitu : up stream dam, as dam, downstream dam. Dengan kedalaman bor log pada as bendungan 0 – 70,00 m maka diketahui : Nilai RQD (Rock Quality Designation) berdasarkan kedalaman : Kedalaman 0 – 14 m, RQD = 0 % Kedalaman 14 – 70 m, RQD = 100% Nilai permeabilitas (k) berdasarkan kedalaman 0,00 – 17,00 m merupakan batuan Aluvial mempunyai nilai Lu = 31,24 – 13,90 atau nilai k > 1 x 10-4 sampai dengan 1 x 10-3 cm/det memiliki sifat batuan agak lulus sampai sangat lulus air. a. Perbaikan Pondasi Bendungan Seulimeum Dari hasil investigasi geologi tersebut maka pada pondasi bendungan perlu dilakukan perbaikan dengan cara :
q = beban terbagi rata akibat timbunan (kN/m2) berat vo ume timbunan k /m3) h = tinggi timbunan main dam = 30 m sehingga dapat dihitung : q
h = 30 . 17,210
= 516,300 kN/m2 Tegangan vertikal pada pondasi as main dam dititik A pada kedalaman z = 2,50 m ) q( z dimana, = tegangan vertikal yang terjadi pada kedalaman z (kN/m2) z
q = beban terbagi rata akibat timbunan (kN/m2) l1 = Nilai faktor pengaruh bagian kiri l2 = Nilai faktor pengaruh bagian kanan sehingga dapat dihitung : 1 n
({
a
b a
}
1
2
b a
2)
-
Pengaruh bagian kiri 2 3,14 o = 0,261 1 = 15 = 15 x 360 2
o
= 72 = 72 x
2 3,14 360
l2
= 14,20 m
d
= 0,3 l1 + l2
= 1,256
= 0,3 . 7,70 + 14,20
z = 2,5 m
= 16,51 m
a = 94,00 m (bagian kiri)
Maka didapatkan :
b = 7,00 m (bagian kiri)
yo
1
1 94,00 7,00 ({ } 0,261 3,14 94,00
1,256
=√
7 1,256) 94
= √242 16,512 – 16,51
l1 = 0,489 -
= 12,62 m
Pengaruh bagian kanan 2 3,14 o = 0,314 1 = 18 = 18 x 360 2
= 69o = 69 x
2 3,14 360
= 1,203
Parabola bentuk dasar didapatkan dengan persamaan sebagai berikut : = √2yo x
y
z = 2,5 m a = 75,00 m (bagian kanan) b = 7,00 m (bagian kanan) 2
1 75,00 7,00 ({ } 0,314 3,14 75,00
1,203
7 1,203) 75
Jadi, tegangan vertikal yang terjadi pada pondasi as main dam pada kedalaman 2,50 m adalah sebagai berikut : ) q( z = 516,300 (0,489 + 0,492) = 506,490 kN/m
2
4.3 Perhitungan garis Depresi dan Kapasitas rembesan a. Perhitungan pada kondisi NWL Elevasi puncak bendungan = + 73,00 m Elevasi muka air normal = + 67,00 m Elevasi puncak bendungan = + 72,00 m Elevasi dasar bendungan = + 43,00 m Lebar dasar inti = 21,90 m Untuk zona kedap air h = 67,00 – 43,00 = 24,00 m l1
= 7,70 m
yo 2
= √2 12,62x
l2 = 0,492 -
–d
= √25,24x
y
12,622 159,264
Dari persamaan tersebut diatas didapatkan koordinat parabola sebagai berikut : Tabel 1. Koordinat parabola pada zona kedap air kondisi NWL x
y
-6,310
0,000
0,000
12,620
5,000
16,890
10,000
20,290
Sumber : Hasil perhitungan Bentuk dari parabola yang didapat melalui perhitungan di atas bukanlah garis depresi yang sesungguhnya. Masih diperlukan penyesuaian, sehingga menjadi bentuk garis depresi yang sesungguhnya. Penyesuaian titik-titik perpotongan dari parabola dasar ke garis aliran sesungguhnya menurut Casagrande adalah sebagai berikut : = 116o
Δ
=
Δ
=
yo
Tabel 2. Koordinat parabola pada zona lulus air kondisi NWL
1 - cos 12,62 1 - cos 116 12,62
Δ
=
Δ
= 8,776 m
x
y
-4,426 x10-6
0,000
0,000
8,849x10-6
10,000
0,013
20,000
0,019
30,000
0,023
40,000
0,027
50,000
0,029
60,000
0,033
70,550
0,035
1 - -0,438
Dengan = 116o dari grafik Casagrande didapatkan nilai C = 0,18 Δ
= 0,18 . 8,776 = 1,579 = 8,776 – 1,579 = 7,197
Untuk zona lulus air - k1 (koefisien permeabilitas inti kedap air) = 5,610x10-10 m/det, nilai tersebut merupakan koefisien permeabilitas rata-rata dari hasil sample yang ada pada borrow area. - k2 (koefisien permeabilitas zona lulus air) = 8,000x10-4 m/det. - Dengan anggapan debit aliran filtrasi konstan, maka : Q = k1.yo.L = k2 . h2 . L, dan dengan demikian harga h2 = (k1/k2)y0 = (5,610x10-10/8,000x104 ).12,62 = 8,849x10-6 m. - Maka diperoleh koordinat parabola bentuk dasar sebagai berikut : y = √2h2 x
h2 2
= √1,769x10 x -5
7,830x10
-11
Sumber : Hasil perhitungan b. Rembesan pada Bendungan Maka, rembesan pada tubuh bendungan dihitung : f
Qf =
p
.k.h.L
8
. 5,610x10-10 . 22 . 305,44 11 = 2,742x10-6 m3/dt Jadi kapasitas rembesan yang terjadi pada tubuh bendungan adalah sebesar 2,742x10-6 m3/dt =
Maka, rembesan pada pondasi bendungan dihitung : k
√kx kz
k
√
1,062x10 7
k = 2,481x10-7 Kapasitas rembesan bendungan : Qf = =
f p
pondasi
.k .h.L
10,5 30
pada
. 2,481x10-7. 22 . 305,44
= 5,835x10-4 Jadi kapasitas rembesan yang terjadi pada pondasi bendungan adalah sebesar 5,835x10-4 m3/dt Debit rembesan total yang terjadi pada bendungan adalah 2,742x10-6 m3/dt + 5,835x10-4 m3/dt = 5,862x104 m3/dt = 0,0005862 m3/dt Dari perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa debit rembesan yang lewat melalui bendungan masih aman yaitu 0,0005862 m3/dt < 0,0415 m3/dt (1 % dari debit rata-rata Sungai Seulimeum). 4.4 Analisa Kemungkinan Gejala Buluh (Piping) a. Analisa Kemungkinan Gejala Buluh (Piping) pada Tubuh Bendungan Persamaan yang digunakan untuk mengetahui faktor aman terhadap piping dengan menggunakan metode Harza, karena pada analisa kondisi desain asli tidak aman, maka perlu dilakukan penanganan yaitu dengan menggunakan geomembrane sebagai berikut : 1 1 e 2,640 1 1 0,860 s
ic w
ic w
h
h
ie ie
h
h
d
ie
22,00 h 30 h
0,733
0,733 0,455 1,610
ie
Faktor aman didefinisikan sebagai gaya ke bawah efektif dibagi dengan gaya keatas efektif. Gaya ke bawah efektif persatuan luas (arah ke bawah) Misal analisa piping ditinjau dititik A, jadi z = 0,810 m ’ A
= 0,810 (
sat –
w)
+ 28,00 x
n)
= 0,810 (17,09 – 9,81) + (28,00 x 20,00) = 5,897 + 560,000 = 565,897 kN/m2 Gaya ke atas efektif persatuan luas (arah ke atas) = ie z
d
0,90 h 6 h
0,882
SF lebih dari 4, kemungkinan tidak terjadi bahaya piping dengan pemasangan geomembrane. b. Analisa Kemungkinan Gejala Buluh (Piping) pada Pondasi Bendungan Perhitungan piping dapat dihitung dengan persamaan :
w
= 0,455 x 0,810
x 9,81 = 3,615 kN/m2 0,150
0,150 0,075 2,001
aktor aman
aya ke bawah efektif aya ke atas efektif 565,897 3,615 156,541
0,882 0,075 SF = 11,760
SF lebih dari 4, maka pondasi aman terhadap bahaya piping.
4.5 Pemilihan Bahan dan Metode Pemadatan Timbunan Tubuh Bendungan Dari hasil pemilihan material, maka diperoleh spesifikasi : a. Zona Inti Jenis tanah timbunan inti adalah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi (CH), Merupakan campuran dari pasir (32,60%), lanau (43,97%), dan lempung (23,43%). b. Zona filter dan Transisi Merupakan campuran dari kerikil (10,45%), pasir (76,51%) dan lanau+lempung (13,04%). c. Zona Random Merupakan batuan keras ukuran bongkah, kerakal, kerikil, dan kadar butiran halus harus sekecil mungkin. d. Rip-rap Diameter rata-rata batu 52,00 cm, mampu menahan ombak dengan tinggi antara 2,41 – 3,00 m. Pemadatan tanah dilakukan peralatan static roller, sedangkan tanah pasir dan isian batuan dilakukan dengan vibratory roller. Untuk standar pemadatan dengan Proctor. 4.6 Penurunan (Settlement) pada Zona Inti Tubuh Bendungan Seulimeum Besarnya penurunan (settlement) tubuh bendungan Δ segera sesudah bendungan selesai dibangun dapat di hitung dengan rumus : 1 x 1,721 x 302 x 0,4 2 182,715 1,695 ≈ 1,70 m Waktu yang diperlukan untuk konsolidasi 90% adalah sebagai berikut : 2 0,848 30002 90 t90 7,290x10 3 v 1046913580 33,658 tahun 360x24x3600
4.7 Analisa Stabilitas Lereng Bendungan a. Analisa stabilitas lereng metode Fellenius kondisi tanpa gempa Tabel 3. Fs lereng tanpa gempa Tanpa Beban Gempa FS Hitung No.
Kondisi
1. Setelah Kontruksi (Empty ) 2. FWL (Flood Water Level ) 3. NWL (Normal Water Level ) 4. LWL (Low Water Level ) 5. Surut Cepat (Rapid drawdown ) Sumber : Hasil Perhitungan
FS Ijin 1,300 1,300 1,500 1,300 1,300
Hulu Hilir 5,208 6,255 5,824 5,027 4,999
3,533 3,437 3,454 3,461 3,454
Status Aman Aman Aman Aman Aman
b. Analisis Stabilitas Bendungan Urugan Akibat Beban Gempa Cara Koefisien Gempa Termodifikasi. Ad = Z . Ac . v = 1,20 . 330 . 1 = 396 perhitungan koefisien gempa termodifikasi sebagai berikut :
396 981 = 0,404
= 0,404 . 0,5 = 0,202 Dalam analisis stabilitas ini koefisien gempa pada kedalaman Y dari puncak bendungan berbedabeda. Peninjauan dilakukan pada Y = 0,25H; 0,50H; 0,75H dan H. Untuk Y/H = 0,25; K = Ko . (2,5 – 1,85 . (Y/H)) = 0,202.(2,5 – 1,85 . 0,25) = 0,410 Untuk Y/H = 0,50; K = Ko . (2,0 – 0,60 . (Y/H)) = 0,202.(2,0 – 0,60 . 0,50) = 0,340 Untuk Y/H = 0,75; K = Ko . (2,0 – 0,60 . (Y/H)) = 0,202.(2,0 – 0,60 . 0,75) = 0,310 Untuk Y/H = 1,0 ; K = Ko . (2,0 – 0,60 . (Y/H)) = 0,202.(2,0 – 0,60 . 1,0) = 0,280
Tabel 4. Fs lereng hulu dengan beban gempa termodifikasi Dengan Beban Gempa Cara Koefisien Termodifikasi T = 5000 Tahun FS Hitung Hulu Y/H = Y/H = Y/H = No. Kondisi FS Ijin 0,25 0,50 0,75 K= K= K= 0,410 0,340 0,310 1. Setelah Kontruksi (Empty ) 1,200 1,422 1,633 1,742 2. FWL (Flood Water Level ) 1,200 1,306 1,522 1,637 3. NWL (Normal Water Level ) 1,200 1,311 1,523 1,634 4. LWL (Low Water Level ) 1,200 1,310 1,509 1,613 5. Surut Cepat (Rapid drawdown ) 1,200 1,247 1,437 1,536 Sumber : Hasil Perhitungan
Y/H = 1,00 K= 0,280 1,869 1,768 1,762 1,731 1,648
Status
Aman Aman Aman Aman Aman
0,40 x 0,70
0,200
Tabel 7. Fs lereng dengan beban gempa OBE peta 2010 Dengan Beban Gempa Cara Koefisien Gempa Terkoreksi T = 100 Tahun FS Hitung K = 0,200 No.
Tabel 5. Fs lereng hilir dengan beban gempa termodifikasi Dengan Beban Gempa Cara Koefisien Termodifikasi T = 5000 Tahun FS Hitung Hulu Y/H = Y/H = Y/H = No. Kondisi FS Ijin 0,25 0,50 0,75 K= K= K= 0,410 0,340 0,310 1. Setelah Kontruksi (Empty ) 1,200 1,261 1,431 1,517 2. FWL (Flood Water Level ) 1,200 1,222 1,388 1,472 3. NWL (Normal Water Level ) 1,200 1,225 1,392 1,476 4. LWL (Low Water Level ) 1,200 1,226 1,394 1,478 5. Surut Cepat (Rapid drawdown ) 1,200 1,225 1,392 1,476 Sumber : Hasil Perhitungan
K = K0 x
Kondisi
1. Setelah Kontruksi (Empty ) 2. FWL (Flood Water Level ) 3. NWL (Normal Water Level ) 4. LWL (Low Water Level ) 5. Surut Cepat (Rapid drawdown ) Sumber : Hasil Perhitungan
FS Ijin 1,200 1,200 1,200 1,200 1,200
Hulu
Hilir
2,297 2,242 2,216 2,143 2,041
1,930 1,876 1,882 1,884 1,882
Status Aman Aman Aman Aman Aman
Tabel 8. Fs lereng dengan beban gempa OBE peta 2004 Dengan Beban Gempa Cara Koefisien Gempa Terkoreksi T = 100 Tahun FS Hitung K = 0,162
Y/H = 1,00 K= 0,280 1,612 1,566 1,570 1,572 1,570
Status
No.
Aman Aman Aman Aman Aman
1. Setelah Kontruksi (Empty ) 2. FWL (Flood Water Level ) 3. NWL (Normal Water Level ) 4. LWL (Low Water Level ) 5. Surut Cepat (Rapid drawdown ) Sumber : Hasil Perhitungan
c. Analisis Stabilitas Bendungan Urugan Akibat Beban Gempa Cara Koefisien Gempa Terkoreksi. Tabel 6. Fs lereng dengan beban gempa terkoreksi Dengan Beban Gempa Cara Koefisien Gempa Terkoreksi T = 5000 Tahun FS Hitung K = 0,283 No. Kondisi FS Ijin Status Hulu Hilir 1. Setelah Kontruksi (Empty ) 1,200 1,853 1,602 Aman 2. FWL (Flood Water Level ) 1,200 1,755 1,556 Aman 3. NWL (Normal Water Level ) 1,200 1,748 1,560 Aman 4. LWL (Low Water Level ) 1,200 1,718 1,562 Aman 5. Surut Cepat (Rapid drawdown ) 1,200 1,636 1,560 Aman Sumber : Hasil Perhitungan
Ad = Z . Ac . v = 1,20 . 330 . 1 = 396 396 981 = 0,404 . 0,7 = 0,283 d. Analisis Dengan Pertimbangan Operating Basis Earthquake (OBE) Menggunakan Peta Gempa 2010 dan 2004. Dari fondasi batuan (SB) didapatkan nilai FPGA = 1,0. Jadi besarnya percepatan puncak di permukaan tanah adalah :
Kondisi
FS Ijin 1,200 1,200 1,200 1,200 1,200
Hulu
Hilir
2,576 2,562 2,519 2,411 2,297
2,124 2,066 2,073 2,075 2,073
Status Aman Aman Aman Aman Aman
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa perhitungan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil investigasi kondisi geologi dengan data boring log, dapat diketahui bahwa kondisi pondasi Bendungan Seulimeum adalah sebagai berikut : Dari hasil bor log, kedalaman 0,00 – 17,00 m merupakan batuan Aluvial mempunyai nilai Lu = 31,24 – 13,90 atau nilai k > 1 x 10-4 sampai dengan 1 x 10-3 cm/det memiliki sifat batuan agak lulus sampai sangat lulus air. Dari data tersebut, maka perlu dilakukan perbaikan pondasi bendungan, yaitu dengan cara : Sementasi tirai (curtain grouting) tepat di As bendungan sebanyak tiga baris. Sementasi konsolidasi (consolidation grouting) di
2.
3.
4.
5.
6.
7.
samping hulu dan hilir sementasi tirai masing-masing dua baris. Plat beton sementasi (concrete slab grouting, core trench grouting) di bagian dasar pondasi. Distribusi tegangan vertikal yang terjadi pada As Bendungan Seulimeum, diketahui bahwa tegangan vertikal yang terjadi pada kedalaman 2,5 m adalah sebesar 506,490 kN/m2. Analisa rembesan total pada tubuh dan pondasi bendungan, diperoleh debit rembesan yang lewat melalui bendungan masih aman yaitu 0,0005862 m3/dt < 0,0415 m3/dt (1 % dari debit rata-rata Sungai Seulimeum). Analisa bahaya piping dapat diketahui bahwa : Analisa piping pada tubuh bendungan, Angka keamanan 11,760 > 4, kemungkinan tidak terjadi bahaya piping dengan pemasangan geomembrane pada zona inti tubuh bendungan. Analisa piping pada pondasi bendungan, Angka keamanan dengan perbaikan pondasi 156,541 > 4, maka pondasi bendungan kemungkinan tidak terjadi piping. Pemilihan material tubuh bendungan meliputi sifat fisik dan mekanis berdasarkan kriteria yang ada. Penurunan (settlement) pada bagian zona inti Bendungan Seulimeum ada ah sebesar 1,695 ≈ 1,70 m atau sekitar 5,667% selama 33,658 tahun. Analisa stabilitas lereng kondisi tanpa beban gempa dalam kondisi aman. Sedangkan analisa stabilitas lereng dengan beban gempa metode koefisien gempa termodifikasi dan koefisien gempa terkoreksi, dalam kondisi aman. Namun, nilai koefisien gempa dengan metode termodifikasi lebih besar dari pada metode terkoreksi. Sehingga, untuk metode koefisien gempa termodifikasi
menghasilkan angka keamanan yang lebih kritis. analisa dengan pertimbangan Operating Basis Earthquake (OBE) menggunakan peta gempa 2010 menghasilkan FS lebih kecil dari pada peta gempa 2004. 5.2 Saran Saran yang dapat diberikan dalam penelitian kali ini adalah : - Dari hasil analisa bahaya piping pada tubuh bendungan, kemungkinan tidak ada potensi piping pada zona inti tubuh bendungan dengan pemasangan geomembrane. Jadi direkomendasikan untuk dilakukan pemasangan geomembrane pada zona inti bagian hulu. - Penelitian ini lebih menitikberatkan pada analisis data sekunder, sehingga perlu adanya data yang aktual untuk menghasilkan analisis yang lebih akurat dan optimal. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2014. Laporan Geologi dan Mekanika Tanah Bendungan Seulimeum Kabupaten Aceh Besar, Malang : PT. Wahana Adya Konsultan. Anonim. 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 sebagai Acuan Dasar Perencanaan dan Perancangan Infrastruktur, Jakarta : Kementerian Pekerjaan Umum. Craig, R.F. 1989. Mekanika Tanah Edisi Keempat, Jakarta : Erlangga. Das, Braja M. 1997. Advanced Soil Mechanics Second Edition, Washington DC : Taylor and Francis. Hardiyatmo, Christady. 2003. Mekanika Tanah II Edisi Ketiga, Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Hardiyatmo, Christady. 2012. Mekanika Tanah I Edisi Keenam,
Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Hardiyatmo, Christady. 2014. Mekanika Tanah II Edisi Kelima, Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Kirkaldie, Louis. 1988. Rock Classification Systems for Engineering Purposes, Philadelphia : American Society for Testing and Materials (ASTM). Najoan, Theo F. dan Carlina Soetjiono. Pd T-14-2004-A. Analisis Stabilitas Bendungan Tipe Urugan Akibat Beban Gempa. Badan Standarisasi Nasional. Najoan, Theo F. dan Carlina Soetjiono. RSNI T-01-2002. Tata Cara Desain Tubuh Bendungan Tipe Urugan. Badan Standarisasi Nasional. Najoan, Theo F. dan Carlina Soetjiono. RSNI M-03-2002. Metode Analisa Stabilitas Lereng Statik Bendungan Tipe Urugan. Badan Standarisasi Nasional. Prawoto, Agus Pudji. RSNI T-10-2004. Tata Cara Penentuan Gradasi Bahan Filter Pelindung pada Bendungan Tipe Urugan. Badan Standarisasi Nasional. Soedibyo. 2003. Teknik Bendungan Cetakan Kedua, Jakarta : Pradya Paramita. Sosrodarsono, Suyono dan Takeda Kensaku. 1981. Bendungan Type Urugan Cetakan Ketiga, Jakarta : Pradnya Paramita.
