BAB V PERENCANAAN KONSTRUKSI

V- 1

BAB V PERENCANAAN KONSTRUKSI

5.1. Tinggi Embung Tinggi tubuh embung ditentukan berdasarkan kapasitas desain kolam embung yang terpilih yaitu 454.017,67 m3. Berdasarkan grafik hubungan antara elv. dan kapasitas kolam maka direncanakan puncak bendung terletak pada elevasi + 124 m. Dari hasil flood routing didapat elv. muka air banjir +127.90 m Sedangkan Elv. dasar kolam +114 m. maka tinggi embung = (+127,90) - (+114) = 13,9 m = 14 m

Tinggi Jagaan Tinggi M.A Banjir

Tinggi M.A. Normal Tinggi Embung

Tinggi Tanah Dasar Kedalaman Pondasi

Gambar 5.1. Menentukan Tinggi Embung

5.2. Tinggi Puncak Untuk mendapatkan tinggi puncak maka perlu dicari tinggi jagaan sebagai berikut: a) Penentuan tinggi jagaan Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu embung dengan permukaan air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo

Budi S. Kukuh Dwi P.

L2A002031 L2A002092

V -2

Hf ≥ ∆h + (hw atau

Hf ≥ hw +

he ) + ha + hi 2

he + ha + hi 2

di mana : Hf

= tinggi jagaan (tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk)

∆h = yang terjadi akibat timbulnya banjir abnormal H w = tinggi ombak akibat tiupan angin he

= tinggi ombak akibat gempa

ha

= tinggi kemungkinan

kenaikan

permukaan

air

waduk,

apabila

terjadi kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah. hi

= tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari waduk

Tinggi Embung

Gambar 5.2(a). Tinggi Jagaan (free board)



L2A002031 L2A002092

V -3

Embung

∆

Gambar 5.2(b). Tinggi Jagaan (free board)

b) Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (∆h) dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut : 2 αQ ∆h = . 0 . 3 Q

h A× h 1+ Q ×T

di mana : Qo = debit banjir rencana (m3/det) Q = kapasitas rencana (m3/det) α = 0.2 untuk bangunan pelimpah terbuka α = 1.0 untuk bangunan pelimpah tertutup h = kedalaman pelimpah rencana (m) A = luas permukaan air waduk pada elevasi banjir rencana (km2) T = durasi terjadinya banjir abnormal (1 s/d 3 jam) Untuk perhitungan digunakan data-data sebagai berikut : Qo

= 225,39 m³/dt

Q

= 477,39 m³/dt

h

= 2m

A

= 0.317m²



L2A002031 L2A002092

V -4

T

= 3 Jam

∆h

=

∆h

= 0.12 m

2 0.2 × 225,39 2 × × 0,317 × 2 3 477,39 1+ 477,39 × 3

c) Tinggi ombak yang disebabkan oleh angin (hw) Tinggi ombak yang disebabkan oleh angin ini perhitungannya sangat dipengaruhi oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air waduk. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 410 m (Gambar 5.3.). Sedangkan kecepatan angin di atas permukaan air waduk diambil dari data di stasiun BMG Semarang yaitu 20 m/det. Perhitungan tinggi ombak (hw) ini menggunakan grafik metode SMB yang dikombinasikan dengan metode Saville. Dengan kemiringan hulu 1 : 3 tinggi jangkauan ombak (hw) yang didapat adalah 0,23 m .

Gambar 5.3. Grafik perhitungan metode SMB (Suyono Sosrodarsono, 1989) Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V -5

d) Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (he) Digunakan data-data pada tabel berikut : Tabel 5.1 Koefisien gempa (DHV Consultant, 1991)

Zone

Koefisien (Z)

A

1,90-2,00

B

1,60-1,90

C

1,20-1,60

D

0,80-1,20

E

0,40-0,80

F

0,20-0,40

Keterangan

Kab. Semarang

Tabel 5.2 Faktor koreksi (DHV Consultant, 1991)

Tipe Batuan

Faktor (V)

Rock Foundation

0,9

Diluvium (Rock Fill Dam)

1,0

Aluvium

1,1

Soft Aluvium

1,2



L2A002031 L2A002092

V -6

Tabel 5.3 Percepatan dasar gempa (DHV Consultant, 1991)

Periode Ulang (tahun)

Percepatan dasar gempa (Ac) (cm/dt²)

10

98,42

20

119,62

50

151,72

100

181,21

200

215,81

500

271,35

1000

322,35

5000

482,80

10000

564,54



L2A002031 L2A002092

V -

Gambar 5.4 Pembagian zone gempa di Indonesia



L2A002031 L2A002092

7

V-8

Dari data pada tabel-tabel di atas, maka dapat ditentukan harga yang akan digunakan yaitu: Koefisien gempa z

= 0,80

Percepatan dasar gempa Ac = 151.72 cm/dt² Faktor koreksi V

= 1,1

Percepatan grafitasi g

= 980 cm/dt²

Perhitungan intensitas seismis horizontal dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : e = z . Ac .

V g

⎛ 1 ⎞ e = 0.8 × 151.72 × ⎜ ⎟ ⎝ 980 ⎠ e = 0.1238 Menurut Persamaan 2.83 besarnya tinggi gelombang yang diakibatkan oleh gempa (he) adalah : he =

e .τ

π

g . h0

Didapatkan tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa adalah : he =

e .τ

π

g . H0

di mana : e = Intensitas seismis horizontal τ = Siklus seismis ( 1 detik ) h0 = Kedalaman air di dalam waduk = elv.HWL – elv.dasar = (+127.9) - (+114) = 13.9 m = 14 m ( MSL ) =

0.12 × 1 9.8 × 14 3.14

= 0.326 m



L2A002031 L2A002092

V -9

Jadi tinggi puncak ombak di atas permukaan air rata-rata

he = 0.163 m. 2

e) Kenaikan permukaan air waduk yang disebabkan oleh ketidaknormalan operasi pintu bangunan (ha) ha diambil = 0,5 m (Suyono Sosrodarsono, 1989) f) Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe embung (hi) Mengingat limpasan melalui mercu embung urugan sangat riskan maka untuk embung tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar 1,0 m (Suyono Sosrodarsono, 1989). Berdasarkan data perhitungan tersebut di atas di mana : Tabel 5.5 Menentukan tinggi jagaan ∆h

= 0.12 m

hw

= 0,23 m

he 2

= 0,163 m

ha

= 0,5 m

hi

= 1 m

Maka tinggi jagaan dapat ditentukan , yang hasilnya adalah sebagai berikut : Hf = 0.12+0,23+0,5+1 = 1.85 m Hf = 0.12+0.163 + 0,5 + 1 = 1.783 m Hf = 0,23+0,163+ 0,5 + 1 = 1.893 m Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan, 1,893m.= 2 m Elevasi puncak = + 127,9 + tinggi jagaan = +127,9 + 2 = 129,9 = + 130



L2A002031 L2A002092

V-10

5.3. Lebar Embung

Lebar mercu embung minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut : B

= 3,6 H1/3 – 3,0

di mana : H

= Tinggi Embung ( 16 m )

Maka B = 3,6 (16 )1/3 – 3,0 = 6.07 m = 7 m

7m

Lebar Mercu Embung

Tinggi Embung

Gambar 5.5. Lebar Mercu Embung

5.4. Penutup Lereng Tanggul

1. Pelindung lereng hulu Hempasan ombak serta penurunan mendadak permukaan air embung dapat menggerus permukaan lereng. Untuk itu perlu pelindung lereng hulu (Upstream) direncanakan memakai rip – rap boulder ukuran 30 sampai 40 cm setebal 1 m. 2. Pelindung lereng hilir Pelindung lereng hilir (Down Stream) direncanakan untuk untuk mengurangi erosi

lereng,

memperkecil

rekahan

permukaan

dan

memperkecil

kecenderungan memancarnya air ke permukaan pada bahan – bahan organik Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-11

dalam kandungan tanah yang mudah mengikat air serta memperkecil fluktuasi yang luas pada kandungan atau memperkecil kadar permukaan air, untuk embung ini direncanakan memakai gebalan rumput. 5.5. Kemiringan Tubuh Tanggul

Kemiringan lereng tanggul adalah perbandingan antara panjang garis vertikal yang melalui puncak dengan panjang garis horizontal yang melalui tumit masing masing. Tabel 5.6. Kemiringan tanggul yang diajurkan (Kodoatie, 1998) Kemiringan Lereng Material Urugan

Material Utama

Vertikal : Horisontal Hulu

1.

CH

Hilir

1 : 3

1 : 2,25

Pecahan batu

1 : 1,50

1 : 1,25

Kerikil-kerakal

1 : 2,50

1 : 1,75

Urugan homogen

CL SC GC GM SM 2.

Urugan majemuk a. Urugan batu dengan inti lempung atau dinding diafragma b. Kerikil-kerakal dengan inti lempung atau dinding diafragma

Dicoba :

Untuk kemiringan lereng hulu = 1 : 2,5

Untuk kemiringan hilir

=1:2

5.6 Perhitungan Stabilitas Embung

Tinjauan stabilitas tubuh embung meliputi tinjauan terhadap : 1. Stabilitas lereng embung terhadap filtrasi 2. Stabilitas lereng embung terhadap longsor Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-12

5.7

Stabilitas Embung Terhadap Aliran Filtrasi

Stabilitas lereng embung terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut : 5.7.1 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan chimney

Diketahui : h : 13,9 m l1 : 34,75 m l2 : 44,25 m α : 21,8

d : 0,3.l1 + l2 = (0,3 x 34,75) + 44,25 = 54,675 maka : Y0 = h 2 + d 2 − d =

(13,9) 2 + (54,675) 2 − (54,675)

= 1,739 m Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan : y = 2 y0 .x + y02

2 × 1,739 x + 1,739 2

=

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : X(m) Y(m)

-0,87 0

0 1,74

5 4,52

10 6,15

15 7,43

20 8,52

X(m) Y(m)

25 9,49

30 10,36

35 11,17

40 11,92

45 12,63

50 13,30

2

Untuk α = 21,8 0, harga a =

d ⎛ d ⎞ ⎛ h ⎞ − ⎜ ⎟ −⎜ ⎟ cos α ⎝ cos α ⎠ ⎝ sin α ⎠

2

maka dapat

ditentukan nilai : a + ∆a =

y0 1 − cos α

=

1,739 = 24,32 m (A-C) 0,071

a =13,425 m (A-Co)



L2A002031 L2A002092

V-13

Sehingga didapat nilai : a

= 13,425 m→ jarak (A-C)

∆a = 24,32 – 13,425 = 10,895 m → jarak (C0-C) Dari hasil perhitungan didapat garis depresi aliran yang keluar melalui lereng hilir embung sehingga tidak aman terhadap bangunan untuk itu perlu digunakan drainase kaki maupun drainase alas.



L2A002031 L2A002092

V -14

10.425 + 130 dpl

+ 127.9 dpl

a + ? = 24,32 y 21.8°

0.870

+ 114 dpl 54.675

13.425 34.750

44.250 x

Gambar 5.6 Garis Depresi Pada Bendungan Homogen (sesuai dengan garis parabola)



L2A002031 L2A002092

V-15

5.7.2

Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan sistem drainase kaki. Diketahui : h : 13,9 m l1 : 34,75 m l2 : (44,25 - 10 ) = 34,25 m α : 135º d : 0,3.l1 + l 2 = (0,3 x 34,75) + 34,25 = 44,675 m maka : Y0 = h 2 + d 2 − d =

(13,9 ) 2 + (44,675) 2 − (44,675)

= 2,11 m Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan : y = 2 y0 .x + y02

2 × 2,11x + 2,112

=


-1,085 0

0 2,11

5 5,05

10 6,83

15 8,23

X(m) Y(m)

25 10,49

30 11,45

35 12,33

40 13,16

45 13,94

Untuk α = 1350, harga a =

a + ∆a =

a

=

1 ( 2

20 9,43

h 2 + d 2 − d ) maka dapat ditentukan nilai :

y0 2,11 = = 1,236 m 1 + 0,707 1 − cos α

1 ( y0 ) = 1,055 m 2

∆0 = 1,236 – 1,055 = 0,181 m



L2A002031 L2A002092

V-16

10.425

+ 130 dpl

+ 127.9 dpl

a + ? = 24,32 y

21.8°

+ 114 dpl 44.675 34.750

34.250 x

Gambar 5.7 Garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan sistem drainase kaki



L2A002031 L2A002092

V-17

5.7.3 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan sistem drainase alas Diketahui : h : 13,9 m (kondisi FSL) l1 : 34,75 m l2 : 19,25 m α : 180º

d : 0,3.l1 + l2 = (0,3 x 34,75) + 19,25 = 29.68 m maka : Y0 = h 2 + d 2 − d

(13,9) 2 + (29.68) 2 − (29.68)

=

= 3,09 m Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :

y = 2 y0 .x + y02 =

2 × 3,09 x + 3,09 2


-1,085 0

0 3,09

5 6,36

10 8,45

X(m) Y(m)

15 10,11

20 11,54

25 12,81

30 13,96

Untuk α = 1800, maka a = 0 maka dapat ditentukan nilai : a + ∆a a = ½ × d = 14,84 m = ao = 14,84 m



L2A002031 L2A002092

V-18

10.43

+ 130 dpl

+ 127.9 dpl

+ 114 dpl 2.11

Drainase Alas 14.84

29.68

34.75

19.25

Gambar 5.8 Garis Depresi Pada Bendungan Homogen Dengan Drainase Alas



L2A002031 L2A002092

V-19

5.7.4 Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net)

Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv Dengan menggunakan persamaan jaringan trayektori aliran sebagai berikut : Qf =

Nf Ne

⋅k ⋅H ⋅ L

di mana : Qf = kapasitas aliran filtrasi (kapasitas rembesan) Nf = angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi Ne = angka pembagi dari garis equipotensial k

= koefisien filtrasi

H = tinggi tekanan air total

L = panjang profil melintang tubuh embung Dari data yang ada di dapat : Nf

=8

Ne

= 14

asumsi asumsi -6

-8

k

= 5x10 cm/det = 5x10 m/dt

H

= 15,9 m

L

= 101,5 m

asumsi

Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut : Q

⎛8⎞ = ⎜ ⎟ ⋅ 5 × 10 −8 ⋅ 15,9 ⋅ 101,5 ⎝ 14 ⎠ = 4,611 x 10-5 m³/dt = 4,611 x 10-5 .60.60.24 = 3,984 m³/hari Syarat Q lebih kecil dari 2% Qinflow rata-rata waduk (0,02 x 225,43 = 4,5086 m³/dt)



L2A002031 L2A002092

V-20

5.7.5

Tinjauan terhadap gejala sufosi dan sembulan (boiling) Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan embung, kecepatannya dibatasi sebagai berikut :

c=

w1 . g F .γ

di mana :

c

= kecepatan kritis

w1

= berat butiran bahan dalam air = 0.92 t/m³

g

= gravitasi = 9.8 m/det²

F

= luas permukaan yang menampung aliran filtrasi = 2 m x 1 m = 2 m²(untuk per satuan meter panjang bidang)

maka : c

=

0,92 .9,8 = 2.123 m/det 2 .1

Kecepatan rembesan yang terjadi pada embung adalah : V = k .i = k .

h2 l

k

= koefisien filtrasi = 5 x 10-8 m/det

I

= gradien debit

h2

= tekanan air rata-rata = 14,17

l

= panjang rata-rata berkas elemen aliran filtrasi pada bidan keluarnya aliran = 4,25 m

maka = V = 5 x 10 −8 .

14,17 = 1,73 x 10-7 m/det < c → aman 4,25



L2A002031 L2A002092

V-21

5.8 Stabilitas Lereng Tubuh Embung Terhadap Longsor Tubuh embung sangat dipengaruhi oleh keadaan tanah di daerah rencana embng berupa tanah homogen yaitu lempung dengan kedap air, bersifat lunak sampai agak keras dengan plastisitas tinggi. Tanah yang ada dominan homogen dengan kondisi kemiringan tebing relatif sama, maka pengerukan tanah timbunan dapat dilakukan pada sisi kiri dan kanan tebing dan digali mulai dari kedalaman 0.5 – 5 m, sehingga volume cadangan bias tercukupi dengan mempertimbangakan sudut kemiringan. Stabilitas lereng embung ditinjau dalam 3 (tiga) keadaan yaitu pada saat air waduk mencapai elevasi penuh, pada saat waduk baru selesai dibangun dan sebelum dialiri air, dan pada saat air waduk mengalami penurunan mendadak (rapid

drawdown) di mana apakah masih aman terhadap longsoran.

5.8.1 Pada saat embung baru selesai dibangun (belum dialiri air) Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu. Tanah timbunan masih mengandung air pada saat proses pemadatan timbunan. Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan persamaan berikut : Fs =

Cl + ( N − U − N e ).tgφ ≥ 1.2 T + Te

Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 5.7 – Tabel 5.15. dan gambar dapat dilihat pada Gambar 5.10. – Gambar 5.18.



L2A002031 L2A002092

V-22

5.8.2

Pada saat air waduk mencapai elevasi penuh Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah sebelah hilir. Metode yang dipakai adalah irisan bidang luncur dengan hasil dapat dilihat pada Table.5.16 dan Gambar 5.19.

5.8.3

Pada saat embung mengalami penurunan air mendadak (rapid drawdown) Dalam kondisi ini stabilitas lereng yag ditinjau adalah lereng sebelah hulu. Tanah timbunan masih mengandung air yang sangat lembat merembes keluar dan masih membasahi timbunan. Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 5.17. dan Gambar 5.20. Data Teknis Tinggi Embung

= 16 m

Lebar Mercu Embung = 7 m Kemiringan Hulu

= 1 : 2,5

Kemiringan Hilir

=1:2

Elevasi Air Waduk

= + 127,9 m (FSL)

Tinggi Air

= 13,9 FWL

Formasi Garis Depresi tertera dalam Gambar 5.8.

Tabel 5.7 Kondisi perencanaan teknis material urugan sebagai dasar perhitungan

Zone tubuh Embung Zone kedap air

Kekuatan Geser C (t/m³) θ 20,46

γ timbunan dalam beberapa kondisi Intensitas beban Basah Jenuh Air terendam seismis horisontal (γb) (γsat) (γw) (γsub=γsat-γw) (e) 10,70 1,716 1,940 1,000 0,940 0,18



L2A002031 L2A002092

V-23

° 63 ° 54

45° 36°

19°

9

27°

9°

8

18° 82°

9°

7 6 5

4 1

2

3

Gambar 5.9 Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Selesai Dibangun dengan Metode Pias (Method of Slice) Hulu



L2A002031 L2A002092

V-24

Tabel 5.10 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi embung baru selesai di bangun bagian hulu

α

27,950 3,143

82

Irisan A (m^2)

γ

1

8,862

2

20,244

3

28,461

4

32,544

5

32,286

6

28,092

7

20,930

8

12,225

9

3,698

1,716 1,716 1,716 1,716 1,716 1,716 1,716 1,716 1,716

θ deg

10,7 W (t.m)

rad 0,187 α

α rad

sin α cos α T = W *

Te =

N = W*

sin α

e*W cos α

cos α

e

Ne =

h

γw

e.W sin α

u=

sudut

h*γw

pias

l

U=

U=

u*l

ul/cos α

tan θ (N-Ne-U)*

-14,5 -0,253 -0,250 0,968

-3,809

2,650

14,722

0,18

-0,686

0,000 1,000 0,000

10,0

4,880

0,000

0,000

0,189

34,739

-4,5

-0,079 -0,078 0,997

-2,727

6,234

34,632

0,18

-0,491

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

6,639

48,839

4,5

0,079 0,078 0,997

3,833

8,764

48,688

0,18

0,690

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

9,073

55,846

13,5

0,236 0,234 0,972 13,042

9,774

54,301

0,18

2,348

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

9,821

55,403

22,5

0,393 0,383 0,924 21,210

9,213

51,182

0,18

3,818

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

8,953

48,206

31,5

0,550 0,523 0,853 25,197

7,397

41,097

0,18

4,535

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

6,911

35,916

40,5

0,707 0,650 0,760 23,333

4,915

27,304

0,18

4,200

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

4,367

20,978

49,5

0,864 0,761 0,649 15,957

2,451

13,619

0,18

2,872

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

2,031

6,346

58,5

1,021 0,853 0,522

5,412

0,596

3,313

0,18

0,974

0,000 1,000 0,000

9,0

4,392

0,000

0,000

0,189

101,448

51,995

288,859

82

40,017

0,000

Fs =

Fs =

18,261

Cl + ( N − U − N e ).tgφ > 1,2 T + Te

818,751 + 51,151 = 5,669 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!! 101,448 + 51,995



L2A002031 L2A002092

C.L

tan θ

15,207

Jumlah

C

818,751

π

20,46

r

2,913

0,442 51,151

V-25

62

°

50°

40° 30° 20°

9°

7

10°

6 5 4 3 2

1

Gambar 5.10. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Selesai Dibangun dengan Metode Pias (Method of Slice) Hilir



L2A002031 L2A002092

V-26

Tabel 5.9 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi embung baru selesai di bangun bagian hilir

r

π

30,089

3,143

Irisan A (m^2) 1

6,420

2

16,073

3

20,613

4

22,936

5

24,173

6

23,650

7

17,584

θ

α

deg 71

10,7 W (t.m)

γ

1,716 1,716 1,716 1,716 1,716 1,716 1,716

11,017

rad 0,187 α -4,5

α rad

sin α cos α T = W *

-0,079 -0,078 0,997

Te =

N = W*

sin α

e*W cos α

cos α

-0,865

1,977

10,983

e

Ne = e.W sin α

0,18

-0,156

h

γw

u=

sudut

h*γw

pias

0,000 1,000 0,000

12,0

l 6,304

U=

U=

u*l

ul/cos α

0,000

0,000

tan θ (N-Ne-U)* 0,189

5

0,087

0,087 0,996

2,405

4,946

27,476

0,18

0,433

0,000 1,000 0,000

10,0

5,254

0,000

0,000

0,189

5,112

35,372

15,00

0,262

0,259 0,966

9,159

6,150

34,166

0,18

1,649

0,000 1,000 0,000

10,0

5,254

0,000

0,000

0,189

6,147

39,358

25,00

0,437

0,423 0,906

16,640

6,420

35,668

0,18

2,995

0,000 1,000 0,000

10,0

5,254

0,000

0,000

0,189

6,176

41,481

35,00

0,611

0,574 0,819

23,801

6,115

33,974

0,18

4,284

0,000 1,000 0,000

10,0

5,254

0,000

0,000

0,189

5,612

40,583

45,00

0,786

0,707 0,707

28,706

5,164

28,687

0,18

5,167

0,000 1,000 0,000

10,0

5,254

0,000

0,000

0,189

4,446

30,173

56,00

0,978

0,829 0,559

25,022

3,035

16,863

0,18

4,504

0,000 1,000 0,000

9,0

4,728

0,000

0,000

0,189

2,336

104,866

33,807

187,816

71

37,301

0,000

18,876

Fs =

Cl + (N − U − N e ).tgφ > 1,2 T + Te

Fs =

763,180 + 91,935 = 5,734 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!! 104,866 + 33,807



L2A002031 L2A002092

C.L

2,105

27,581

Jumlah

C

tan θ

31,935

20,46 763,180

V-27

58 ° 49°

° 63 ° 54

39°

45°

29°

36°

19°

27°

9°

1 2

13 12

18° 9°

11

3 4

10 5

6 8

9

7

Gambar 5.11. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Air Penuh dengan Metode Pias (Method of Slice) Hulu



L2A002031 L2A002092

V-28

Tabel 5.10 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi air penuh bagian hulu

r

π

28,992

3,143

Irisan A (m^2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

5,21 20,08 36,41 51,52 56,73 8,86 41,81 20,24 33,60 28,46 24,85 32,54 16,40 32,29 8,85 28,09 2,82 20,93 12,23 9,97

α 121 γ 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,940 1,000 1,94 1,000 1,94 1,000 1,940 1,000 1,940 1,000 1,940 1,000 1,940 1,730 1,730

θ deg

10,7 W (t.m)

rad 0,187 α

5,206 -53,5 20,084 -44,0 36,408 -34,0 51,517 -24,0 56,730 -14,0 17,192 -14,0 41,811 -4,5 39,274 -4,5 33,597 4,5 55,214 4,5 24,851 13,5 63,135 13,5 16,397 22,5 62,634 22,5 8,846 31,5 54,498 31,5 2,819 40,5 40,605 40,5 21,150 49,5 17,250 58,5 Jumlah

α rad -0,934 -0,768 -0,594 -0,419 -0,244 -0,244 -0,079 -0,079 0,079 0,079 0,236 0,236 0,393 0,393 0,550 0,550 0,707 0,707 0,864 1,021

sin α -0,804 -0,695 -0,559 -0,407 -0,242 -0,242 -0,078 -0,078 0,078 0,078 0,234 0,234 0,383 0,383 0,523 0,523 0,650 0,650 0,761 0,853


cos α

T=W*

Te =

N = W*

0,595 0,719 0,829 0,913 0,970 0,970 0,997 0,997 0,997 0,997 0,972 0,972 0,924 0,924 0,853 0,853 0,760 0,760 0,649 0,522

sin α -4,186 -13,956 -20,366 -20,962 -13,730 -4,161 -3,282 -3,083 2,637 4,334 5,804 14,744 6,277 23,978 4,624 28,485 1,831 26,379 16,087 14,712 66,168

e*W cos α 0,557 2,600 5,432 8,471 9,908 3,003 7,503 7,047 6,029 9,908 4,349 11,050 2,727 10,415 1,357 8,363 0,386 5,556 2,471 1,621 108,753

cos α 3,095 14,443 30,179 47,059 55,043 16,681 41,682 39,153 33,493 55,044 24,164 61,389 15,148 57,863 7,541 46,461 2,143 30,869 13,730 9,007 604,186


e

Ne =

0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18

e.W sin α -0,753 -2,512 -3,666 -3,773 -2,471 -0,749 -0,591 -0,555 0,475 0,780 1,045 2,654 1,130 4,316 0,832 5,127 0,330 4,748 2,896 2,648 11,910

L2A002031 L2A002092

h 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

γw

u=

sudut

1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

h*γw 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

pias 9,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 121

l 4,556 5,062 5,062 5,062 5,062 5,062 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 4,556 93,650

U=

U=

u*l ul/cos α 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

tan θ (N-Ne-U)* 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189 0,189

tan θ 0,727 3,205 6,398 9,609 10,872 3,295 7,991 7,506 6,241 10,257 4,370 11,103 2,650 10,122 1,268 7,813 0,343 4,938 2,048 1,202 56,114

C

C.L

20,46

1253,220

V-29

Fs =

Cl + (N − U − N e ).tgφ > 1,2 T + Te

Fs =

1.378,221 + 112,614 = 7,485 75,339 + 113,508



> Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!

L2A002031 L2A002092

V-30

62°

50°

40°

30°

20°

9°

7

10°

6 5 4 3 2

Gambar 5.12. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Air Penuh dengan Metode Pias (Method of Slice) Hilir



L2A002031 L2A002092

1

V-31

Tabel 5.11 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi air penuh bagian hilir

r

π

30.089

3.143

Irisan A (m^2) 1

6.420

2

16.073

3

20.613

4

22.936

5

24.173

6

23.650

7

17.584

θ

α

deg 71

10.7 W (t.m)

γ

1.716 1.716 1.716 1.716 1.716 1.716 1.716

rad 0.187 α

α rad

sin α

cos α

T =W*

Te =

N = W*

sin α

e*W cos α

cos α

e

Ne = e.W sin α

h

γw

u=

sudut

h*γw

pias

l

U=

U=

u*l

ul/cos α

tan θ (N-Ne-U)*

11.017

-4.5

-0.079 -0.078 0.997

-0.865

1.977

10.983

0.18

-0.156

0.000 1.000 0.000

12.0

6.304

0.000

0.000

0.189

27.581

5

0.087

0.087

0.996

2.405

4.946

27.476

0.18

0.433

0.000 1.000 0.000

10.0

5.254

0.000

0.000

0.189

5.112

35.372

15.00

0.262

0.259

0.966

9.159

6.150

34.166

0.18

1.649

0.000 1.000 0.000

10.0

5.254

0.000

0.000

0.189

6.147

39.358

25.00

0.437

0.423

0.906

16.640

6.420

35.668

0.18

2.995

0.000 1.000 0.000

10.0

5.254

0.000

0.000

0.189

6.176

41.481

35.00

0.611

0.574

0.819

23.801

6.115

33.974

0.18

4.284

0.000 1.000 0.000

10.0

5.254

0.000

0.000

0.189

5.612

40.583

45.00

0.786

0.707

0.707

28.706

5.164

28.687

0.18

5.167

0.000 1.000 0.000

10.0

5.254

0.000

0.000

0.189

4.446

30.173

56.00

0.978

0.829

0.559

0.18

4.504

0.000 1.000 0.000

9.0

4.728

0.000

0.000

0.189

71

37.301

0.000

Jumlah

25.022

3.035

16.863

104.866

33.807

187.816

18.876

Fs =

Cl + (N − U − N e ).tgφ > 1,2 T + Te

Fs =

763,180 + 91,935 = 5,734 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!! 104,866 + 33,807



L2A002031 L2A002092

C

C.L

20.46

763.180

tan θ 2.105

2.336 31.935

V-32

58° 63°

49° 54°

39° 45°

29° 36°

19°

13

27°

1

9°

12

18°

2

9°

11

3 4

10 5

6 8

9

7

Drainase Alas 14.840

Gambar 5.13. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) bagian hulu (elv +124)



L2A002031 L2A002092

V-33

Tabel 5.12 Perhitungan metode irisan bidang luncur kondisi penurunan air mendadak (rapid draw domn) bagian hulu (elv +124) r

π

28.992

3.143

Irisan A (m^2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

5.21 20.08 36.41 51.52 56.73 8.86 41.81 20.24 33.60 28.46 24.85 32.54 16.40 32.29 8.85 28.09 2.82 20.93 9.58 2.64 3.69

α 121 γ 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.940 1.000 1.94 1.000 1.94 1.000 1.940 1.000 1.940 1.000 1.940 1.000 1.940 1.730 1.940 1.730

θ deg

10.7 W (t.m)

rad 0.187 α

5.206 -53.5 20.084 -44.0 36.408 -34.0 51.517 -24.0 56.730 -14.0 17.192 -14.0 41.811 -4.5 39.274 -4.5 33.597 4.5 55.214 4.5 24.851 13.5 63.135 13.5 16.397 22.5 62.634 22.5 8.846 31.5 54.498 31.5 2.819 40.5 40.605 40.5 16.580 49.5 5.124 58.5 6.384 58.5 Jumlah

α rad -0.934 -0.768 -0.594 -0.419 -0.244 -0.244 -0.079 -0.079 0.079 0.079 0.236 0.236 0.393 0.393 0.550 0.550 0.707 0.707 0.864 1.021 1.021

sin α cos α T = W * -0.804 -0.695 -0.559 -0.407 -0.242 -0.242 -0.078 -0.078 0.078 0.078 0.234 0.234 0.383 0.383 0.523 0.523 0.650 0.650 0.761 0.853 0.853

0.595 0.719 0.829 0.913 0.970 0.970 0.997 0.997 0.997 0.997 0.972 0.972 0.924 0.924 0.853 0.853 0.760 0.760 0.649 0.522 0.522


Te =

N = W*

sin α -4.186 -13.956 -20.366 -20.962 -13.730 -4.161 -3.282 -3.083 2.637 4.334 5.804 14.744 6.277 23.978 4.624 28.485 1.831 26.379 12.612 4.370 5.444

e*W cos α 0.557 2.600 5.432 8.471 9.908 3.003 7.503 7.047 6.029 9.908 4.349 11.050 2.727 10.415 1.357 8.363 0.386 5.556 1.937 0.482 0.600

cos α 3.095 14.443 30.179 47.059 55.043 16.681 41.682 39.153 33.493 55.044 24.164 61.389 15.148 57.863 7.541 46.461 2.143 30.869 10.764 2.675 3.333

57.795

107.680

598.221


e

Ne =

0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

e.W sin α -0.753 -2.512 -3.666 -3.773 -2.471 -0.749 -0.591 -0.555 0.475 0.780 1.045 2.654 1.130 4.316 0.832 5.127 0.330 4.748 2.270 0.787 0.980

h 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

10.403

L2A002031 L2A002092

γw

u=

sudut

1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

h*γw 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

pias 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 10.0 9.0

l

U=

4.556 5.062 5.062 5.062 5.062 5.062 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 4.556 5.062 4.556

u*l ul/cos α 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

U=

121

98.712

0.000

tan θ (N-Ne-U)* 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189

tan θ 0.727 3.205 6.398 9.609 10.872 3.295 7.991 7.506 6.241 10.257 4.370 11.103 2.650 10.122 1.268 7.813 0.343 4.938 1.606 0.357 0.445 55.271

C

C.L

20.46

1253.220

V-34

Fs =

Cl + (N − U − N e ).tgφ > 1,2 T + Te

Fs =

1253,22 + 55,27 = 7,907 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!! 57,795 + 107,680



L2A002031 L2A002092

V-35

58 ° 49°

° 63 54°

39°

45°

29°

36°

19°

9°

1 2

27°

13 12

18° 9°

11

3 4

10 5

6 8

9

7

Drainase Alas 14.840

Gambar 5.14. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) bagian hulu (elv + 127.90 )



L2A002031 L2A002092

V-36

Tabel 5.13 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) (elev +128) r

π

52.903

3.143

Irisan A (m^2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

10.81 33.17 55.06 74.49 89.77 83.59 12.610 43.720 15.16 65.49 36.820 50.970 44.830 36.590 46.730 23.120 42.820 11.210 33.930 1.870 21.380 9.438

θ deg

10.7 γ 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.94 1.000 1.94 1.000 1.940 1.000 1.940 1.000 1.940 1.000 1.940 1.000 1.940 1.000 1.940 1.716

rad 0.187 W (t.m) 10.810 33.170 55.060 74.490 89.770 83.590 24.463 43.720 29.410 65.490 71.431 50.970 86.970 36.590 90.656 23.120 83.071 11.210 65.824 1.870 41.477 16.195 Jumlah

α -42.5 -35.5 -28.5 -21.5 -14.5 -7.5 -7.5 -2 -2 3.5 3.5 10.5 10.5 17.5 17.5 24.5 24.5 31.5 31.5 38.5 38.5 45.5

α rad -0.742 -0.620 -0.498 -0.375 -0.253 -0.131 -0.131 -0.035 -0.035 0.061 0.061 0.183 0.183 0.306 0.306 0.428 0.428 0.550 0.550 0.672 0.672 0.794


sin α -0.676 -0.581 -0.477 -0.367 -0.250 -0.131 -0.131 -0.035 -0.035 0.061 0.061 0.182 0.182 0.301 0.301 0.415 0.415 0.523 0.523 0.623 0.623 0.713

cos α

T=W*

Te =

N = W*

0.737 0.814 0.879 0.930 0.968 0.991 0.991 0.999 0.999 0.998 0.998 0.983 0.983 0.954 0.954 0.910 0.910 0.853 0.853 0.782 0.782 0.701

sin α -7.306 -19.269 -26.282 -27.311 -22.485 -10.915 -3.194 -1.526 -1.027 4.000 4.362 9.292 15.855 11.007 27.271 9.591 34.462 5.859 34.405 1.164 25.829 11.555

e*W cos α 1.434 4.860 8.709 12.474 15.643 14.917 4.366 7.865 5.291 11.766 12.834 9.021 15.392 6.281 15.562 3.787 13.605 1.720 10.101 0.263 5.842 2.043

cos α 7.968 26.999 48.382 69.303 86.908 82.874 24.254 43.693 29.392 65.368 71.297 50.116 85.513 34.895 86.457 21.037 75.585 9.557 56.117 1.463 32.453 11.347

75.339

113.508

630.598


e

Ne =

0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

e.W sin α -1.315 -3.468 -4.731 -4.916 -4.047 -1.965 -0.575 -0.275 -0.185 0.720 0.785 1.673 2.854 1.981 4.909 1.726 6.203 1.055 6.193 0.210 4.649 2.080

L2A002031 L2A002092

34.853

h 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

γw

u=

sudut

l

U=

U=

1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

h*γw 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

pias 4.8 5.0 5.2 5.3 5.5 5.7 5.8 6.0 5.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.5 7.7 7.8 8.0 8.2 8.3

4.465 4.619 4.772 4.926 5.080 5.234 5.388 5.542 4.619 6.466 6.466 6.466 6.466 6.466 6.466 6.466 6.928 7.082 7.236 7.390 7.544 7.698

u*l 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

ul/cos α 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

102

93.756

0.000

tan θ (N-Ne-U)* 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189

tan θ 1.755 5.759 10.040 14.030 17.193 16.037 4.693 8.311 5.591 12.220 13.329 9.157 15.625 6.222 15.415 3.650 13.115 1.607 9.437 0.237 5.256 1.752 112.614

C

C.L

24.46

1378.221

V-37

Fs =

Cl + (N − U − N e ).tgφ > 1,2 T + Te

Fs =

1.378,221 + 112,614 = 7,894 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!! 75,339 + 113,508



L2A002031 L2A002092

V-38

Tabel 5.14. Rekapitulasi stabilitas embung terhadap longsor

Kondisi Baru selesai di bangun Mencapai elevasi penuh Mengalami penurunan mendadak


Angka Keamanan Hulu Hilir 5,669 5,734 7,485 5,734 7,907 7,894


1,2 1,2

Keterangan Hulu Hilir Aman Aman Aman Aman

1,2

Aman

Syarat

L2A002031 L2A002092

Aman

V-39

5.9 Material Konstruksi 5.9.1

Lapisan Kedap Air (Imprevious Zone)

Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan tanah liat (clay), baik tanpa campuran maupun dicampur dengan pasir dengan perbandingan tertentu berdasarkan hasil percobaan penimbunan (trial embankment). Tanah ataupun tanah liat yang dipakai sebagai bahan timbunan lapisan kedap air ini haruslah memenuhi persyaratan utama untuk bahan kedap air yaitu • Koefisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan. • Tingkat deformasi yang rendah • Mudah pelaksanaan pemadatannya • Tidak mengandung zat-zat organis serta bahan mineral yang mudah terurai Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal ini ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi (k) bahan nilainya 1 x 10-5 cm/dt. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Untuk mendapatkan nilai (k) yang memenuhi syarat untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan berdasarkan prosentase butiran tanah yang lolos saringan No.300 (Suyono Sosrodarsono, 1989). Gradasi bahan kedap air biasanya mempunyai ukuran butiran seperti tertera pada Gambar 5.14.



L2A002031 L2A002092

V-40

Gambar 5.15 Gradasi bahan yang dapat dipergunakan untuk penimbunan zone kedap air embung urugan homogen

5.9.2 Perlindungan Lereng

Lereng sebelah hulu dari Embung Sungai Kreo dilindungi oleh lapisan timbunan batu (rip-rap) setebal 0.4 m, yang bertujuan untuk melindungi lereng dari pengaruh kekuatan ombak dan aliran air. Kondisi batu untuk perlindungan lereng ini harus baik dan tidak mudah lapuk. Perlindungan lereng bagian hulu ini dimulai dari batas tertinggi gerakan gelombang (mercu) sampai ke permukaan genangan terendah (LWL). Dalam pelaksanaannya lapisan timbunan batu ini diletakkan di atas suatu lapisan saringan yang terdiri dari batu pasir dengan ukuran butir yang teratur. Lapisan saringan ini memiliki ketebalan sebesar 0,15 m. Penempatan lapisan saringan



L2A002031 L2A002092

V-41

ini di bawah lapisan timbunan batu, bertujuan mencegah tergerusnya bahanbahan halus dari embung ke dalam tumpukan batu. Pengggunaan rip-rap sebagai lapisan pelindung mempunyai kelebihan, antara lain • Dapat mengikuti penurunan tubuh embung • Mempunyai kemampuan reduksi hempasan ombak yang besar • Cukup stabil terhadap pengaruh-pengaruh fluktuasi permukaan air dan gerakan ombak • Konstruksinya dapat dikerjakan secara mekanis Selain kelebihan-kelebihan seperti di atas, rip-rap juga mempunyai kekurang-kekurangan, yaitu antara lain : • Dibutuhkan banyak bahan batu • Memerlukan lapisan filter yang relatif tebal. Tabel 5.14. Ukuran batu dan ketebalan hamparan pelindung rip-rap (Sosrodarsono, 1989)

Tinggi

Diameter rata2 batu hamparan

Ketebalan minimum hamparan batu

Ketebalan minimum

Gelombang

pelindung

pelindung (cm)

lapisan filter

(m)

(D 50 cm)

0,0 – 0,6

25

40

15

0,6 – 1,2

30

45

15

1,2 – 1,8

38

60

23

1,8 – 2,4

45

75

23

2,4 – 3,0

52

90

30


(cm)


L2A002031 L2A002092

V-42

Pelapisan (zoning) embung dapat dilihat pada Gambar 5.15. sebagai berikut:

Rip-Rap

1 2

Cover Dam

3

Lapisan Kedap Air Urugan Tanah Liat

2.25 1

Drainase Kaki

1

Keterangan : A = Lapisan Kedap Air (unprevious zone) B = Rip-rap

Gambar 5.16 Pelapisan embung urugan

5.10

Perencanaan Pelimpah (spillway)

Spillway atau bangunan pelimpah adalah bangunan yang berfungsi untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam embung, sehingga air banjir tersebut tidak merusak tubuh embung. Dalam perencanaan Embung Sungai Kreo ini, bangunan pelimpah yang akan direncanakan adalah bangunan pelimpah terbuka dengan ambang tetap. Bangunan pelimpah type ini, biasanya terdiri dari empat bagian uama yaitu: 1. Saluran pangarah aliran 2. Saluran pengatur aliran 3. Saluran peluncur 4. Peredam energi



L2A002031 L2A002092

V-43

5.10.1

Saluran Pengarah Aliran

Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam kodisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi 4 m/det dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran melebihi 4 m/det, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengarah aliran ditentukan sebagai berikut :

H

V

Saluran pengarah aliran Ambang pengatur debit

W V < 4 m/det

Gambar 5.17 Saluran pengarah aliran dan ambang pengatur debit pada bangunan pelimpah

Dari analisis data sebelumnya di mana didapat : Ketinggian air di atas mercu H = 127,90 – 124,00 = 3,90 m Qout yang melewati spillway Q

= 477,39 m/det³

Lebar Bendung

= 50 m

B

Maka :



L2A002031 L2A002092

V-44

W≥

1 .H 5

W=

1 . 3,90 = 0.78 qm 5

W → dipakai = 2 m > 0,78 m

5.10.2 Saluran Pengatur Aliran 5.10.2.1

Ambang Penyadap

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh U.S.B.R. Dari analisis data sebelumnya, maka hasil perhitungannya adalah sebagai berikut : Debit, lebar mercu dan tinggi muka air di atas mercu bendung Dari hasil flood routing didapatkan : Ketinggian air di atas mercu H

= 127,90 – 124,00 = 3,90 m

Qout yang melewati spillway Q

= 477,39 m/det³

Lebar Bendung

= 37,5 m

B

Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah :

Hv He

Hd

+ 127.90 + 124.00

W

+ 122.00

Gambar 5.18 Saluran ambang penyadap pada bangunan pelimpah



L2A002031 L2A002092

V-45

Asumsi Bef = B = 37,5 m Tinggi energi He = 127,9 – 125 = 3,9 m. Misal kedalaman air dalam saluran = 2,5 m, maka :

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah : A = 2 x 37,5 = 93,75 m² Kecepatan aliran :

V=

Q 477,39 = = 5,08 m/det A 93,75

Jadi tinggi kecepatan 5,08 aliran :

hv =

V 2 (5,08) 2 = = 1,32 m 2 g (2 . 9,8)

He = 2,5 + 1,32 = 3,82 m < 3,9 m. Dengan cara coba-coba didapat kedalaman air dalam saluran = 3 m Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah : A = 3 x 37,5 = 112,5 m² Kecepatan aliran :

V=

Q 477.4 = = 4,24 m/det A 112,5

Jadi tinggi kecepatan aliran :

(4,24) = 0.91 m V2 = 2 g (2 × 9,8) 2

hv =

He = 3+ 0,91 = 3,91 m ~ He. OK ! Maka digunakan Hd = 3 m



L2A002031 L2A002092

V-46

5.10.2.2

Saluran Pengatur Aliran

a. Tipe Bendung Pelimpah (over flow weir type)

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh Civil Engineering Department U.S. Army. Dasar - dasar yang digunakan dalam metode ini adalah penentuan bentuk penampang lintang bendung dengan persamaan empiris, tetapi didukung oleh angka kooefisien limpahan (C) yang diperoleh dari hasil eksperimen. Persamaan – persamaan yang digunakan untuk menghitung penampang lintang bendung dengan metode C.E.D.U.S. Army, terdiri dari 2 (dua) bagian sebagai berikut: Penampang lintang sebelah hulu dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut: r1 = 0.5 × H d

r 2 = 0.2 × H d

a = 0.175 × H d

b = 0.282 × H d

Dimana : Hd = tinggi muka air banjir di hulu pada saat banjir Dari penjelasan di atas didapat lengkung mercu spillway bagian hulu sebagai berikut: b

= 0.282×3

= 0,846 m

a

= 0.175×3

= 0,525 m

r1 = 0.5×3

= 1,5

m

r2 = 0.2×3

= 0,6

m



L2A002031 L2A002092

V-47

+ 127,90 Hv = 0.91 He = 3,90

Hd = 3.00

0,282 Hd = 0,846 m 0,175 Hd = 0,525 m

X

TITIK (0,0) KOORDINAT

+ 124 Y

W=4m (X ^ 1,85) = 2 (Hd ^ 0,85) Y

+ 120 R = 0,2 Hd = 0,60 m R = 0,5 Hd = 1,50 m

POROS BENDUNGAN

Gambar 5.19 Koordinat penampang memanjang ambang pengatur debit pada bangunan pelimpah

a. Penampang lintang sebelah hilir dapat diperoleh dengan persamaan lengkung Harold sebagai berikut X 1.85 = 2.hd

Y=

0.85

.Y

X 1.85 2.hd0.85

Dimana: Hd =

tinggi tekan rencana

X

jarak horizontal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik

=

dipermukaan mercu disebelah hilir. Y

=

jarak vertikal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik dipermukaan mercu disebelah hilir.

Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung diteruskan dengan rumus :

Y1 =

0.925 0.85 .X hd 0.85

X = 1.096.hd .Y '1.176

Tabel 5.15 Koordinat penampang ambang bendung pelimpah



L2A002031 L2A002092

V-48

Koordinat Lengkung x y 0.3 0.021 0.6 0.076 0.9 0.162 1.2 0.275 1.5 0.416 1.8 0.583 2.1 0.775 2.4 0.993 2.7 1.234 3.0 1.500 3.3 1.789 3.6 2.102 3.9 2.437 4.2 2.795 Hd 3.00

Koordinat Setelah Lengkung x y 0.3 0.131 0.6 0.236 0.9 0.332 1.2 0.425 1.5 0.513 1.8 0.599 2.1 0.683 2.4 0.765 2.7 0.846 3.0 0.925 3.3 1.003 3.6 1.080 3.9 1.156 4.2 1.231 elv puncak spillway

elevasi lengkung 123.979 123.924 123.838 123.725 123.584 123.417 123.225 123.007 122.766 122.500 122.211 121.898 121.563 121.205 124

elv setelah lengkung 121.074 120.969 120.872 120.780 120.692 120.606 120.522 120.440 120.359 120.280 120.202 120.125 120.049 119.973

5.10.2.3 Saluran Transisi

Saluran transisi direncanakan agar debit banjir rencana yang akan disalurkan tidak menimbulkan air terhenti (back water) dibagian hilir saluran samping dan memberikan kondisi yang paling menguntungkan, baik pada aliran didalam saluran transisi tersebut maupun pada aliran permulaan yang akan menuju saluran peluncur. Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut :


Budi S. Kukuh Dwi P. O

y

=

1 2 .5 °

L2A002031 L2A002092

V-49

Gambar 5.20 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi yang ada dimana b1 = 37,5 m, b2 = 15 m maka : ¾ y=

(37,5 − 15) = 11,25 m 2

y 11,25 = tg 12,5 tg θ

¾ l=

= 50,75 m ¾ s=

0,1 = ∆H

∆H l

∆H 50,75 = 5,07

5,07 0,85

8,40

50,75

Gambar 5.21 Penampang melintang saluran pengatur



L2A002031 L2A002092

V-50

5.10.3 a.

Saluran Peluncur Peralihan Mercu Spillway Ke Saluran Peluncur

Pada perencanaan bangunan pelimpah antara tinggi mercu dengan bangunan peredam energi diberi saluran peluncur (flood way). Saluran ini berfungsi untuk mengatur aliran air yang melimpah dari mercu dapat mengalir dengan lancar tanpa hambatan – hambatan hidrolis. Dalam merencanakan saluran peluncur harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Agar air yang melimpah dari saluran mengalir dengan lancar tanpa hambatan - hambatan hidrolis. 2. Agar konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam menampung semua beban yang timbul. 3. Agar biaya konstruksi diusahakan sekonomis mungkin. Guna memenuhi persyaratan tersebut, supaya diperhatikan hal – hal sebagai berikut:s 1. Diusahakan agar tampak atasnya selurus mungkin. Kalau bentuk yang melengkung tidak dapat dihindari, supaya diusahakan lengkungan terbatas dan dengan radius yang besar. 2. Penapang lintang saluran peluncur sebagai patokan supaya diambil bentuk persegi panjang. 3. Kemiringan dasar saluran diusahakan sedemikian rupa, sehingga pada bagian udiknya berlereng landai, akan tetapi semakin ke hilir semakin curam, agar kecepatan aliran dapat ditingkatkan secara berangsur angsur dan kemudian aliran berkecepatan tinggi di dalam saluran tersebut dapat secara ketat meluncur memasuki peredam energi. 4. Biasanya, saluran yang tertutup kurang sesuai untuk saluran peluncur, karena peningkatan debit yang terjadi, akan dapat merubah aliran terbuka menjadi aliran tertekan.



L2A002031 L2A002092

V-51

Kemiringan diatur sebagai berikut : 20 m tahap pertama dengan kemiringan = 0,25 dengan lebar saluran = 15 m, kemudian 15 m tahap kedua dengan kemiringan = 0,25 tetapi penampang melebar dari 15 m menjadi 20 m.

penampang lurus 4

penampang terompet

1

20 m

15 m saluran peluncur

Gambar 5.22 Penampang memanjang saluran peluncur

Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang merupakan alira super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit dapat dikurangi akibat melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil.

15 m

20 m

15 m

Gambar 5.23 Bagian berbentuk terompet pada ujung hilir saluran peluncur



L2A002031 L2A002092

V-52

5.11

Rencana Teknis Hidrolis

A + 124.00 + 122.00 B

+ 119,97 + 114,90

C

D

+ 110,90

+ 107,90 E 50,75

8,4

20

saluran pengatur

15

saluran peluncur

Gambar 5.24 Potongan memanjang spillway Garis dasar saluran ditentukan dengan perhitungan hidrolik yang dilakukan dengan persamaan Bernoulli sebagai berikut :

hL

hv1 V1 1

hd1

hv2

h1 V2

l1

hd2 2

l

Gambar 5.25 Skema penampang memanjang aliran pada saluran Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-53

Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udik V12 V2 + hd1 = 2 + hd 2 + he 2g 2g

he = S=

V22 V12 n 2 . V 2 + + . ∆l1 4 2g 2g R 3 n2 . V 2 R

4

3

hL = S . ∆l1 di mana : V1

: kecepatan aliran air pada bidang-1

V2

: kecepatan aliran air pada bidang-2

hd1

: kedalaman air pada bidang-1

hd2

: kedalaman air pada bidang-2

∆l1

: panjang lereng dasar diantara bidang-1 dan bidang-2

∆l

: jarak horisontal diantara bidang-1 dan bidang-2

R

: radius (jari-jari) hidrolika rata-rata pada potongan saluran diambil

S0

: kemiringan dasar saluran

S

: kemiringan permukaan aliran

hl

: kehilangan energi karena gesekan dan lain-lain

he

: perbedaan tinggi antara garis energi dengan permukaan air

n

: angka kekasaran saluran = 0,045

Di titik A : - kecepatan aliran V

= 4,24 m/det (V1)

- Luas tampang hidrolis A

= 112,5 m²

- tinggi tekanan kecepatan aliran hv = 0,91 m = He-Hd - tinggi aliran

hd

= 3m

jari-jari hidrolis rata-rata R = A/(2hd + b)


= 2,586 m


L2A002031 L2A002092

yang

V-54

Dengan menggunakan persamaan : Di titik B : Tinggi energi potensial di bidang B = hd + he = 3 + (+124– (+119,973) = 7.027 m Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di B (V2) = 10 m/det, maka : hd 2 =

Q 477,4 = = 1,273m b2 . V2 37,5. 10

A2 = 37,50 . 1,273 = 47,74 m²

A 47,74 = = 1,192 m (2 . hd 2 + b2 ) (2 ⋅ 1,273 + 37,5)

R2 = Rr = Vr =

(1,192 + 2,586) 2

(4,24 + 10) 2

= 1,889 m

= 7,12 m/det

V22 V12 n 2 . V 2 he = + + . ∆l1 4 2g 2g R 3 = 5,097 + 0,916 + 0.369 = 6,382 Dengan demikian tinggi tekanan total diperoleh : hd2 + he = 1,273 + 6,382 = 7,655 m < 7,027 m Dicoba lagi dengan asumsi kecepatan aliran yang berbeda : V2 b Hd2 A2 R2 Rrata Vrata hv2 hv1 hl He hd+he 10.00 37.500 1.273 47.740 1.192 1.889 7.120 5.097 0.916 0.369 6.382 7.655 9.310 37.500 1.367 51.278 1.274 1.930 6.775 4.418 0.916 0.325 5.659 7.027 Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 9,31 m/det didapatkan hd+he = 7,027 m ~ 7,027 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka : he = 7,027 – 1,367 = 5,66 m hv = he – hl = 5,66 – 0,325 = 5,335 m



L2A002031 L2A002092

V-55

Frounde number pada titik B adalah : Fr =

9.31 V2 = = 2,544 9,8 . 1,367 g . hd 2

Di titik C : Tinggi energi potensial di bidang C = hd1 + he = 3 + (+124 – (+114,9)) = 12,1 m ∆l = 59,15 m ∆l1= 60,3 m S Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di C berturut-turut sesuai tabel sehingga didapatkan : V 10 12.74

b 15 15

hd A R3 Rrata Vrata Hv3 Hv2 hl hd+he 3.183 47.740 2.234 2.410 7.120 5.097 0.916 0.267 9.463 2.498 37.473 1.874 2.230 8.490 8.273 0.916 0.421 12.108

Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 12,74 m/det didapatkan hd+he = 12,107 m ~ 12,1 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka : he = 12,11 – 2,498 = 9,612 m hv = he – hl = 9,612 – 0,421 = 9,191 m Frounde number pada titik C adalah : Fr =

12,74 V2 = = 2,573 9,8 . 2,498 g . hd 2

Di titik D : Tinggi energi potensial di bidang D = hd + he = 3 + (+124 – (+110,9)) = 16,1 m ∆l = 79,15 m ∆l1 = 80,69 m Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di D berturut-turut sesuai tabel sehingga didapatkan : V 15 15.67

b 15 15


Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 15,67 m/det didapatkan hd+he = 16,093 m ~ 16,1 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka : Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-56

he = 16,093 – 2,031 = 14,062 m hv = he – hl = 14,062 – 0,630 = 13,432 m Frounde number pada titik D adalah : Fr =

15,67 V2 = 3,51 = 9,8 . 2,031 g . hd 2

Di titik E : Tinggi energi potensial di bidang E = hd+ he = 3 + (+124 – (+107,9)) =19, 1 m ∆l = 94,15 m ∆l1 = 95,98 m Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di E berturut-turut sesuai tabel sehingga didapatkan : V b 15 20 17.69 20


Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 17,690 m/det didapatkan hd+he = 19,092 m ~ 19,1 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka : he = 19,092 – 1,349 = 17,743 m hv = he – hl = 17,743 – 0,877 = 16,866 m Frounde number pada titik E adalah : Fr =

17,69 V2 = = 4,865 9,8 . 1,349 g . hd 2

5.11.1 Peredam Energi

Guna meredusir energi aliran air dari saluran peluncur spillway, maka di ujung hilir saluran tersebut dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi pencegah gerusan (scour protection stilling basin). Perhitungan kolam olak digunakan persamaan-persamaan sebagai berikut : Y=

q V



L2A002031 L2A002092

V-57

Fr =

V g ⋅Y

Dimana : V = Kecepatan awal loncatan (m/dt) g = Percepatan gravitasi = 9,81 m²/dt B = Lebar saluran

= 20

Fr = Bilangan froude Y = tinggi konjugasi Perhitungan : V = 17,69 m/dt

Y = Q/B V

Y = 477,4/20*17,69

Y= 1,349m

Fr = V

= 4,865

gY

Dari perhitungan diatas : Karena Fr = 4,865 > 4.5 dan Q = 477,74 m3/dtk > 45 m3/dtk maka digunakan kolam olak type USBR type II.

Gambar 5.26 Kolam Olakan



L2A002031 L2A002092

V-58

5.12

Panjang kolam olakan

Ukuran panjang kolam olakan tergantung pada bilangan Froude aliran yang akan melintasi kolam tersebut. Karena Froude number > 4,5 maka digunakan kolam olak type USBR type II.

Gambar 5.27 Panjang loncatan hidrolis pada kolam olakan datar Dengan Fr = 4,865, dari grafik didapatkan nilai L/D2 = 3,85 • D2/D1

(

= 0,5 x [ 1 + 8 F1

• D2/1,349

2

) − 1]

= 0,5 x [ (1 + 8 * 4,8652 ) -1 ]

• D2

= 9,53 m

• L

= 3,85 x 9,53 = 36,69 m ~ 37 m



L2A002031 L2A002092

V-59

5.12.1

Gigi-gigi pemencar aliran, gigi-gigi benturan dan ambang ujung hilir kolam olakan

Gigi-gigi pemencar aliran yang berfungsi sebagai pembagi berkas aliran terletak di ujung saluran sebelum masuk ke dalam kolam olakan. Sedangkan gigi-gigi benturan yang berfungsi sebagai penghadang aliran serta mendeformir loncatan hidrolis menjadi pendek terletak pada dasar kolam olakan. Adapun ambang ujung hilir kolam olakan dibuat rata tanpa bergerigi.

Gambar 5.28 Ukuran gigi-gigi pemencar dan gigi-gigi benturan aliran

5.12.2

Dimensi kolam olakan

Ukuran kolam olakan adalah 20 m x 37 m Ukuran gigi-gigi pemencar aliran adalah dl = 1,349 m, karena lebar ujung saluran peluncur adalah 20 m maka jumlah gigi-gigi dibuat = 7 buah @ 150 cm, jarak antara gigi-gigi = 35 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 135 cm Æ cek jumlah jarak = 7 * 1.5 * + 6 * 1.35 + 2 * 0.68 = 20 m Ukuran ambang ujung hilir kolam olakan dengan mengacu pada gambar 5.25 didapatkan nilai h3/d1 = 2.00 Æ h3 = 2.00 * 1,349 = 2,698 m, karena lebar kolam olakan adalah 20 m maka jumlah gigi-gigi dibuat = 4 buah @ 300 cm, jarak antara gigi-gigi = 200 Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-60

cm dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 100 cm Æ cek jumlah jarak = 4 * 3 * + 3 * 2 + 2 * 1 = 20.00 m 5.12.3 Tinggi jagaan

Tinggi jagaan pada bangunan pelimpah (spillway) dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Fb = C . V . d

1

2

atau Fb = 0,6 + 0,037 . V. d

1

3

Fb minimal = 0,5 s/d 0,6 m di atas permukaan aliran Di mana : Fb = tinggi jagaan C = koefisien = 0,1 untuk penmapang saluran berbentuk persegi panjang dan 0,13 untuk penampang berbentuk trapesium V = kecepatan aliran (m/det) d = kedalaman air di dalam saluran (m) Tinggi jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut : d = 9,53m b = 20 m A = 9,53 . 20 = 190,6 m² V = Q/A = 477,4 / 190,6 = 2,505 m/det Tinggi jagaan : Fb = 0,10 . 2,505 . 9,53

1

2

Fb = 0,773 Atau Fb = 0,6 + 0,037 . 2,505 . 9,53

1

3

Fb = 0,796 m



L2A002031 L2A002092

V-61

Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 0,796 m dibulatkan Fb = 1.00 m.

5.13

Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah

Perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah ditinjau dengan dua kondisi sebagai berikut :

+ 124

+ 122 A

4.02

H D

E

2.00

1.00

B

G

F

C

0.85 0.58

3.00

4.82

Gambar 5.29 Rembesan dan Tekanan Air Tanah di Bawah Pelimpah Kondisi Muka Air normal a Pada Kondisi Air Normal

Tabel 5.16 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Normal

Panjang Rembesan Titik

Garis

LV

LH

1/3 LH

LW

Beda Tekanan Air

Beda Tinggi Energi

Tekanan Air Tanah

∆H = LW / CW

H

P = H - ∆H

2

2

2

Elevasi Titik dari elv.A

(m)

(m)

(m)

(m)

(Ton/m )

(Ton/m )

(Ton/m )

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

2.00

2.00

0.00

A-B

4.03

0.00

0.00

4.03

1.48

5.03

3.55

-4.03

C

B-C

0.00

0.85

0.283

4.313

1.592

5.03

3.438

-4.03

D

C-D

1.00

0.00

0.00

5.313

1.961

4.03

2.069

-3.03

E

D-E

0.00

3.00

1.00

6.313

2.33

4.03

1.7

-3.03

A B

F

E-F

1.00

0.00

0.00

7.313

2.698

5.03

2.332

-4.03

G

F-G

0.00

4.82

1.61

8.923

3.293

5.03

1.737

-4.03

H

G-H ΣLV

2.00 8.03

0.00

0.00 2.893

10.923

4.03

4.03

0

-2.03

Σ(1/3 LH)



L2A002031 L2A002092

V-62

Angka rembesan (Cw) = (Σ Lv + Σ ⅓Lh)/ Hw = 2.71 Harga aman untuk Cw = 2,00 untuk jenis tanah pondasi medium clay. Karena Cw > Cw batas maka struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka air normal tidak perlu lantai muka. l1=0.95

h1=2.00

l2=3.58

l3=4.72

G1

h5=1.73

G2

W1

+122

A h7=2.29m

G4

G3

h4=3.29

h2=4.02

H W2 W4

h3=1.00

D G6

Paktif

W3

E 1.00

G5 B C l4=0.95

l5=0.58

l6=3.00

h8=2.00m

G7 Ppasif W5

G

F l7=4.72

9.25

W6W7

Gambar 5.30

W8

W9

1.74

Stabilitas Pelimpah Pada Kondisi Muka Air Normal

Tabel 5.17 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Gaya Horisontal

Gaya W1 W2 W3 W4 W5 P aktif P pasif

Luas x Tekanan

Gaya

Terhadap Titik G Lengan Momen (m) (Tonm) 4.69 9.38 2.01 16.16 1.34 4.175 0.5 0.85

PE * h3

(Ton) 2 8.04 3.116 1.7

1/2 * (PF - PE) * h3

0.316

0.33

0.104

-2.069 -0.6845 -1.737 38.66 -58.489 -5.147

0.50 0.33 0.67 1.34 0.67 ΣMh

-1.0345 -0.226 -1.164 51.80 -39.188 40.856

1/2 * PA * h1 PA* h2 1/2 * (PB - PA) * h2

PD * h3 1/2 * (PC - PD) * h3 1/2 * PG * h8 γb * h2 * tg2(45º - φ/2) + 2 * C * tg(45º - φ/2) 2

γb * h6 * tg (45º + φ/2) + 2 * C * tg(45º + φ/2)

ΣRh



L2A002031 L2A002092

V-63

Tabel 5.18 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Gaya Vertikal

Gaya G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7

Gaya

Luas x Tekanan

(Ton) -3.944 -7.432 -35.769 -12.971 -2.28 -0.696 -22.656 3.266 0.053 1.20 0.397 5.1 0.948 8.198 1.404 -65.182

l1 * h5 * γc 1/2 * l2 * h5 * γc (l1+l2) * h4 * γc 1/2 * l3 *h7 * γc l4 * h3 * γc 1/2 * l5 * h3 * γc l3 * h6 * γc PC * l4

W6

1/2 * (PB - PC) * l4 PD * l5 1/2 * (PC - PD) * l5 PE * l6 1/2 * (PF - PE) * l6 PG * l7 1/2 * (PF - PG) * l7

W7 W8 W9 ΣRv

Terhadap Titik G Lengan Momen (m) (Tonm) 8.77 -34.59 7.11 -52.842 7.70 -275.42 3.15 -40.857 8.77 -19.996 8.11 -5.646 2.36 -53.468 8.77 28.643 8.97 0.475 8.01 9.612 8.11 3.219 6.23 31.773 6.72 6.371 2.36 19.347 3.15 4.423 ΣMv -378.96

¾ Garis tangkap dan gaya resultan :

Rv

=

-65.182 Ton

Rh

=

-5.147 Ton

Mv =

-378.96

Mh =

40.856 Ton m

Ton m

Mo = -338.104 Ton m ¾ Kontrol terhadap guling :

e

FS

=

(L/2) – (Mo/Rv)

=

⎛ 9,25 ⎞ ⎛ 338,104 ⎞ ⎛ 9,25 ⎞ ⎟< ⎜ ⎜ ⎟−⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠ ⎝ 65,182 ⎠ ⎝ 6 ⎠

=

-0,562

< 1,54 Æ Aman

=

[(Mv)/(Mh)]

> 1,5

=

378,96 / 40,856 > 1,5 9,278


< L/6

> 1,5

Æ Aman


L2A002031 L2A002092

V-64

¾ Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi :

Besarnya daya dukung tanah dipengaruhi oleh dalamnya pondasi, lebarnya pondasi, berat isi tanah, sudut geser dalam dan kohesi dari tanah. Daya dukung tanah (ultimate bearing capacity) dihitung dengan rumus pondasi menerus sebagai berikut (terzaghi) : qult

= α . c . Nc + γ . z . Nq + ½ . γsub . B . Nγ

dimana : qult = daya dukung ultimate (t/m2) = kohesi (t/m2)

C

γsub = berat isi tanah jenuh air (t/m3) = berat per satuan volume tanah (t/m3)

γ

α, β = faktor yang tak berdimensi dari bentuk tapak pondasi Z

= kedalaman pondasi = 2,00 m

B

= lebar pondasi

= 9,25 m

Tabel 5.19. Koefisien Daya Dukung Tanah Terzaghi φ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

o o o o o o o o o o

Nc

Nq

Nγ

N'c

N'q

N'γ

5.71 7.32 9.64 12.80 17.70 25.10 37.20 57.80 95.60 172.00

1.00 1.64 2.70 4.44 7.43 12.70 22.50 41.40 81.20 173.00

0.00 0.00 1.20 2.40 4.60 9.20 20.00 44.00 114.00 320.00

3.81 4.48 5.34 6.46 7.90 9.86 12.70 16.80 23.20 34.10

1.00 1.39 1.94 2.73 3.88 5.60 8.32 12.80 20.50 35.10

0.00 0.00 0.00 1.20 2.00 3.30 5.40 9.60 19.10 27.00

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi embung, tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut: Nc

= 9.64

c = 20,46

Ton/m2

γ = 1,716 Ton/m3

Nq

= 2.70

z = 2,00

m

γsat = 1,940 Ton/m3

Nγ

= 1.20

B = 9,25

m

γsub = 0,940 Ton/m3



L2A002031 L2A002092

V-65

α, β = bentuk tapak pondasi adalah jalur/ strip, α = 1, dan β = 0.5 Perhitungan: Qult = (c×Nc) + (γ×z×Nq )+ (β×γsub×B×Nγ) Qult = (20,46 x 9,640) + (1,716 × 2 × 2,70) + (0,5 × 0,940 × 9,25 ×1,2) = 217,718 ton/m3 Qall =

Qult 217,718 = = 70,573 3 3

Tegangan yang terjadi :

τ τ τ

= (Rv/L) (1 + 6e/L) max

= (Rv/L) (1 + 6e/L) = 9,616 Ton/m2

< qall

Æ Aman

min

= (Rv/L) (1 - 6e/L) = 4,478 Ton/m2

< qall

Æ Aman

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway dinyatakan aman terhadap daya dukung tanah. ¾ Kontrol terhadap geser :

S =

(Rv/Rh)

= 12,66

b

> 1,5 Æ Aman

> 1,5

Pada Kondisi Air Banjir + 127.90

AA

+ 124

+ 122 A

4 .02

H D

E

2 .00

1.00

B

0.85 0.58

G

F

C 3.00

4.82

Gambar 5.31 Rembesan dan Tekanan Air Tanah di Bawah Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-66

Tabel 5.20 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Banjir

Beda Tekanan Air

Panjang Rembesan Titik

Garis

Beda Tinggi Energi

Tekanan Air Tanah

H

P = H - ∆H

Elevasi Titik dari elv.A

LV

LH

1/3 LH

LW

∆H = LW / CW

(m)

(m)

(m)

(m)

(Ton/m )

AA

0.00

0.00

0.00

0.00

0

3.9

3.9

A

0.00

0.00

0.00

0.00

0

5.9

5.9

0.00

A-B

4.03

0.00

0.00

4.03

2.927

9.93

7.003

-4.03

C

B-C

0.00

0.85

0.283

4.313

3.132

9.93

6.798

-4.03

D

C-D

1.00

0.00

0.00

5.313

3.858

8.93

5.072

-3.03

E

D-E

0.00

3.00

1.00

6.313

4.585

8.93

4.345

-3.03 -4.03

B

2

2

2

(Ton/m )

(Ton/m )

F

E-F

1.00

0.00

0.00

7.313

5.331

9.93

4.599

G

F-G

0.00

4.82

1.61

8.923

6.480

9.93

3.45

-4.03

H

G-H ΣLV

2.00 8.03

0.00

0.00 2.893

10.923

7.93

7.93

0

-2.03

Σ(1/3 LH)

Angka rembesan (Cw) = (Σ Lv + Σ ⅓Lh)/ Hw = 2.71

l1=0.95

l2=3.58

l3=4.72

+122

Wt1

3.90

Wt2 +122 AA h1=2.00

Wt3

G1

h5=1.73

W1

1.74

G2 +122 A h7 =2.29m

h4=3.29

h3=1.00

W3

1.27

W6 H D G6

Paktif W4

G4

G3

W2

h2=4.02

E 1.00

G5 B C l4=0.95

l5=0.58

W9 W8

G

F l6=3.00

h8 =2.00m

G7 Ppasif W5

l7=4.72

W10

W7

Gambar 5.32 Stabilitas Pelimpah Pada Kondisi Muka Air Banjir Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Sungai Kreo


L2A002031 L2A002092

V-67

Tabel 5.21

Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Gaya Horisontal

Gaya W1 W2 W3 W4 W5 W6 P aktif P pasif

Luas x Tekanan PAA * h1 1/2 * (PA - PAA) * h1 PA* h2 1/2 * (PB - PA) * h2 PE * h3 1/2 * (PF - PE) * h3 PD * h5 1/2 * (PC - PD) * h3 PG * h6 1/2 * (PG - PH) * h8 1/2 * PH * h7 2 γb * h2 * tg (45º - φ/2) + 2 * C * tg(45º - φ/2) 2

γb * h8 * tg (45º + φ/2) + 2 * C * tg(45º + φ/2)

ΣRh

Tabel 5.22

W7 W8 W9 W10 Wt1 Wt2 Wt3

(Ton) 7.8 2.00 23.718 2.217 4.345 0.127 -5.072 -0.863 -3.9 -3.45 0.00 38.663 -54.49 11.096

Terhadap Titik G Lengan (m) 5.02 39.156 4.367 8.734 2.01 103.576 1.34 2.97 0.5 2.172 0.33 0.042 0.50 -2.536 0.33 -0.285 0.67 -2.613 1.34 -4.623 0.67 0 2.01 77.71 1.34 -73.017 ΣMh 151.286

Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Gaya Vertikal

Gaya G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7

Gaya

Luas x Tekanan l1 * h5 * γc 1/2 * l2 * h5 * γc (l1+l2) * h4 * γc 1/2 * l3 *h7 * γc l4 * h3 * γc 1/2 * l5 * h3 * γc l3 * h6 * γc PC * l4

1/2 * (PB - PC) * l4 PD * l5 1/2 * (PC - PD) * l5 PE * l6 1/2 * (PF - PE) * l6 PG * l7 1/2 * (PF - PG) * l7

Berat air di atas pelimpah Berat air di atas pelimpah Berat air di atas pelimpah ΣRv


Gaya (Ton) -3.944 -7.432 -35.769 -12.971 -2.28 -0.696 -22.656 6.462 0.11 2.928 0.498 13.035 1.09 19.045 1.344 -3.0769 -13.951 -18.416 -76.68


Terhadap Titik G Lengan Momen (m) (Tonm) 8.77 -34.59 7.11 -52.84 7.70 -275.42 3.15 -40.86 8.77 -20.00 8.11 -5.64 2.36 -53.47 8.77 56.67 8.97 0.99 8.01 23.45 8.11 4.04 6.23 81.21 6.72 7.32 2.36 44.95 3.15 4.23 8.77 -26.98 6.51 -90.82 2.36 -43.46 ΣMv -421.22

L2A002031 L2A002092

V-68

¾ Garis tangkap dan gaya resultan :

Rv

=

-76.68 Ton

Rh

=

11.096 Ton

Mv =

-421.22 Ton m

Mh =

151.286 Ton m

Mo = -269,934 Ton m ¾ Kontrol terhadap guling :

e

FS

=

(L/2) – (Mo/Rv)

< L/6

=

⎛ 9,25 ⎞ ⎛ 269,934 ⎞ ⎟ ⎜ ⎟−⎜ ⎝ 2 ⎠ ⎝ 76.68 ⎠

⎛ 9,25 ⎞ < ⎜ ⎟ ⎝ 6 ⎠

=

1.105

< 1,54 Æ Aman

=

[(Mv)/(Mh)]

=

421.22 / 151.286 > 1,5

=

2.784

> 1,5 > 1,5

Æ Aman

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi embung, tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut: Nc

= 9.64

c = 20,46

Ton/m2

γ = 1,716 Ton/m3

Nq

= 2.70

z = 2,00

m

γsat = 1,940 Ton/m3

Nγ

= 1.20

B = 9,25

m

γsub = 0,940 Ton/m3

α, β = bentuk tapak pondasi adalah jalur/ strip, α = 1, dan β = 0.5 Perhitungan: Qult = (c×Nc) + (γ×z×Nq )+ (β×γsub×B×Nγ) Qult = (20,46 x 9,640) + (1,716 × 2 × 2,70) + (0,5 × 0,940 × 9,25 ×1,2) = 217,718 ton/m3 Qall =

Qult 217,718 = = 70,573 3 3

Tegangan yang terjadi :

τ τ τ

= (Rv/L) (1 + 6e/L) max

= (Rv/L) (1 + 6e/L) = 9,616 Ton/m2

< qall

Æ Aman

min

= (Rv/L) (1 - 6e/L) = 4,478 Ton/m2

< qall

Æ Aman



L2A002031 L2A002092

V-69

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway dinyatakan aman terhadap daya dukung tanah. ¾ Kontrol terhadap geser :

S =

(Rv/Rh)

= 6.91

> 1,5 > 1,5

Æ Aman

Tabel 5.23 Hasil analisis stabilits bangunan pelimpah

Kondisi Muka air normal Muka air banjir

5.14

Guling Daya dukung (Ton/m2) Geser Guling Daya dukung (Ton/m2) Geser

Angka Angka keamanan yang keamanan yang diijinkan ada 9,278 > 1,50 9,616 < 70.573 12,66 > 1,50 2.784 > 1,50 9,616 < 70.573 6.91 > 1,50

Keterangan Aman Aman Aman Aman Aman Aman

Bangunan Penyadap

Bangunan penyadap dalam perencanaan ini dipakai tipe penyadap menara, hasil sadapan kemudian dialirkan ke hilir sungai sesuai dengan kapasitas saluran sungai di sebelah hilir.



L2A002031 L2A002092

V-70

Jembatan pelayanan Ruang operasi Pintu, saringan pada lubang penyadap

Lubang udara Pintu, katub, saringan pada lubang penggelontor sedimen

Menara penyadap

Pipa penyalur

Gambar 5.33 Komponen dari bangunan penyadap menara

5.14.1 Konstruksi dan pondasi bangunan penyadap menara

Dasar penentuan konstruksi dan pondasi bangunan penyadap ditentukan atas dasar beban-beban luar yang bekerja pada bangunan penyadap, antara lain sebagai berikut : Berat menara beserta perlengkapannya (ruang operasi dan pengawasan, pintu-pintu dan perlengkapan operasinya, tubuh menara termasuk tapak menara, berat air di dalam menara, dan kekuatan apung). Beban-beban lainnya, seperti : a) Jembatan penghubung. b) Beban seismik. c) Tekanan air dari dalam waduk, termasuk air yang terdapat di dalam menara. d) Kekuatan angin termasuk tekanan negatif yang biasanya terjadi pada permukaan menara yang menghadap ke sebelah hilir. e) Lain-lainnya, seperti tekanan tanah.



L2A002031 L2A002092

V-71

5.14.2

Pipa penyalur

Dalam perencanaan ini, pipa penyalur selain berfungsi sebagai penyalur untuk bangunan penyadap juga berfungsi sebagai saluran pembuang. Pada saat pembuatannya dapat juga difungsikan sebagai saluran pengelak sehingga pekerjaannya dilaksanakan pada saat awal pembangunan embung termasuk mempersiapkan pintunya. Dimensi pipa ditentukan perhitungan sebagai berikut : C : koefisien debit = 0,62 g : percepatan gravitasi = 9,8 m/det² H : tinggi air titik tengah lubang ke permukaan = 10 m Bukaan Pintu Tabel 5.24 Perhitungan Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu h(m) 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.25 5.50 5.75 6.00

Q60 0.82 1.17 1.43 1.65 1.84 2.02 2.18 2.33 2.47 2.61 2.73 2.85 2.97 3.08 3.19 3.30 3.40 3.50 3.59 3.68 3.78 3.86 3.95 4.04


Q70 0.96 1.36 1.66 1.92 2.15 2.35 2.54 2.72 2.88 3.04 3.19 3.33 3.47 3.60 3.72 3.84 3.96 4.08 4.19 4.30 4.40 4.51 4.61 4.71

Q80 1.10 1.55 1.90 2.20 2.46 2.69 2.91 3.11 3.30 3.47 3.64 3.81 3.96 4.11 4.25 4.39 4.53 4.66 4.79 4.91 5.03 5.15 5.27 5.38

Q90 1.24 1.75 2.14 2.47 2.76 3.03 3.27 3.50 3.71 3.91 4.10 4.28 4.46 4.62 4.79 4.94 5.10 5.24 5.39 5.53 5.66 5.80 5.93 6.05


Q100 1.37 1.94 2.38 2.75 3.07 3.36 3.63 3.88 4.12 4.34 4.55 4.76 4.95 5.14 5.32 5.49 5.66 5.83 5.99 6.14 6.29 6.44 6.59 6.73

L2A002031 L2A002092

V-72

6.25 6.50 6.75 7.00 7.25 7.50 7.75 8.00 8.25 8.50 8.75 9.00 9.25 9.50 9.75 10.00

4.12 4.20 4.28 4.36 4.44 4.51 4.59 4.66 4.73 4.80 4.87 4.94 5.01 5.08 5.15 5.21

4.81 4.90 4.99 5.09 5.18 5.26 5.35 5.44 5.52 5.60 5.69 5.77 5.85 5.93 6.00 6.08

5.49 5.60 5.71 5.81 5.92 6.02 6.12 6.21 6.31 6.41 6.50 6.59 6.68 6.77 6.86 6.95

6.18 6.30 6.42 6.54 6.66 6.77 6.88 6.99 7.10 7.21 7.31 7.41 7.52 7.62 7.72 7.82

6.87 7.00 7.13 7.27 7.39 7.52 7.65 7.77 7.89 8.01 8.12 8.24 8.35 8.46 8.58 8.68

10.00 9.00 8.00 7.00

Q60

6.00

Q70

5.00

Q80

4.00

Q90

3.00

Q100

2.00 1.00 0.00 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

Gambar 5.34 Grafik Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu

Bukaan pintu = 80% Pintu berbentuk bujursangkar ukuran 1,00 m x 1,00 m Maka :



L2A002031 L2A002092

V-73

1. Luas penampang aliran yang melintasi pintu :

A = 1,00 m x 0,80 m = 0,80 m² 2. Debit dan kecepatan aliran yang melintasi pintu adalah :

Pipa Ventilasi Pintu penggelontor

H

D = 1, 00

h = 0,80 (bukaan 80 %)

Gambar 5.35 Skema pengaliran dalam penyalur kondisi pintu terbuka 80% Debit air pada saat pintu dibuka 80% (Qw) Q = C . A . 2g . H Q = 0,62 . 0,8 . 2 . 9,8 . 6,50

Q = 5.598 m³ / det

Kecepatan(V) V =

Q 5.598 = = 6.998 m/det A 0,8

Bilangan Frounde (F) F=

V

2. g . h

=

6.998 = 1.768 2 . 9,8 . 0,8



L2A002031 L2A002092

V-74

Volume udara yang dibutuhkan :

Qa = 0,04 (1,768 − 1) 0,85 × 6,642 = 0,287 m3 / det Luas penampang dan diameter pipa ventilasi (Aa) Aa =

Qa 0,287 = 0,0096 m² = Va 30

(kecepatan angin dalam pipa penyalur udara (Va) diambil sama dengan 30 m²/det) Diameter pipa : D =

4 Aa

π

=

4 ⋅ 0,0096 3,14

= 0,111 m

Dari perhitungan di atas, maka dapat digunakan pipa hume berdiameter 30 cm.



L2A002031 L2A002092

BAB V PERENCANAAN KONSTRUKSI

Recommend Documents