Post on 12-Jan-2017
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
1
BAB VI
PERENCANAAN KONSTRUKSI
SISTEM DEWATERING
6.1 TINJAUAN UMUM
Pelaksanaan konstruksi bangunan air misalnya bendung yang perlu selalu
diperhatikan adalah teknik pelaksanaan konstruksi bendung yang didalamnya terkait
teknik pembebasan area konstruksi bendung dari gangguan air (sistem dewatering).
Sering kali gambar desain bangunan air (bendung) tidak disertai teknik pelaksanaannya
sehingga memaksa kontraktor pelaksana harus membuat teknik pelaksanaan termasuk
pelaksanaan sistem dewateringnya yang kadang-kadang menggunaan perhitungan
yang.diragukan ketepatannya.
Pada umumnya nilai dewatering dalam kontrak selalu dihitung Lump Sum, dan
tidak jarang ternyata setelah pelaksanaan dewatering ini membengkak. Hal tersebut
dikarenakan perencanaan dan gambar konstruksi pengelak aliran air tidak jelas bahkan
tidak ada.
Cofferdam dan diversion adalah konstruksi yang lazim digunakan dalam sistem
dewatering. Konstruksi ini sering tidak dimasukkan dalam RAB tersendiri. Pada hal
bisa jadi konstruksi ini cukup besar biayanya dan merupakan kunci keberhasilan
pelaksanaan konstruksi bendung. Untuk menghindari membengkaknya biaya
dewatering, maka cofferdam dan diversion perlu direncanakan dengan baik.
6.2 PERENCANAAN KONSTRUKSI
Kontraktor yang berpengalaman mungkin tidak menjadi masalah besar dalam
pembuatan konstruksi sistem dewatering (cofferdam dan diversion channel), tetapi
sering hal tersebut tidak disertai perhitungan teknis yang memadai dan hanya
mengandalkan pengalaman.
Perencanaan diversion akan berpengaruh dalam perencanaan cofferdam. Bila
dikehendaki tinggi cofferdam tertentu maka lebar diversion channel harus dicoba-coba
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
2
sedemikian rupa sehingga dicapai luasan penampang yang mampu melewatkan debit
rencana (Qd). Bila lebar diversion channel tidak dibatasi, maka tinggi cofferdam bisa
lebih rendah, atau dengan nilai h tetap dan b dicoba-coba maka akan didapatkan nilai Q
Lewat = Qd
Pada pendimensian konstruksi sistem dewatering untuk rencana pelaksanaan
Bendung Gerak Tulis, nilai yang diketahui adalah lebar diversion channel. Jadi yang
akan dicoba-coba untuk mendapatkan Qd adalah tingginya. Hal ini karena lebar
diversion channel dibatasi oleh situasi lokasi penempatan diversion channel dan teknik
pelaksanaanya. Artinya dengan B tetap dan H dicoba-coba sampai mendapatkan nilai Q
yang mendekati Qd.
H n
H
Q n Q
H 1
H d
Q dQ 1
H d = H untuk m endapatkan Q d
B bernilai tetap
Gambar 6.1 Grafik hubungan h dan Q
Sebelum perencanaan diversion channel dan cofferdam dalam rencana
pelaksanaan Bendung Gerak Tulis dimulai, maka ada beberapa data yang diperlukan
dari hasil analisa pada bab sebelumnya, data design teknis struktur bendung dan data
tanah hasil penelitian dilapangan. Design struktur Bendung Gerak Tulis sekali lagi
tidak disajikan dalam laporan ini sesuai dengan batasan masalah.
6.2.1 Data Hasil Analisa Hidrologi
Dari hasil analisa hidrologi didapatkan :
Qd Sungai Tulis = 409,631 m3/dtk
Qd Anak Sungai Tulis = 60,939 m3/dtk
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
3
6.2.2 Data Teknis Design Struktur Bendung
Dari gambar design struktur Bendung Gerak Tulis yang telah ada. Ada beberapa
data yang akan diperlukan dalam perencanaan konstruksi, yaitu :
▪ Bentang Dam = 76,5 m
▪ Lebar Spillway = 3 x 8 m
▪ Lebar Fluishing Sluice = 1 x 6 m
▪ Elevasi Puncak Dam = + 670,00 m
▪ Elevasi Terendah Dam = + 649,00 m
▪ Elevasi Mercu Spillway = + 652,00 m
6.2.3 Data Mekanika Tanah
Dari hasil penelitian mekanika tanah dilapangan didapatkan data mekanika tanah
lokasi Bendung Gerak Tulis sebagai berikut :
▪ γ tanah dasar / asli = 2,42 t/m3
▪ C tanah dasar / asli = 0,42 t/m3
▪ Ø anah asli = 035
6.3 PERENCANAAN DIVERSION CHANNEL
Berdasarkan rencana plan view yang telah didapatkan dalam bab 5, maka untuk
mempermudah dalam perhitungan rencana penampang diversion dapat dibuat dalam
beberapa segmen/stasiun.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
4
AXIS OF DIVERSION CHANNELL
Sta.
00+
00
Sta.
00+
010
Sta.
00+
016
Sta.
00+
020.
5
Sta.
00+
027
Sta.
00+
042
Sta.
00+
057
Sta.
00+
72.6
Sta.
00+
084.
6 Sta. 00+108.16
Sta.
00+
091.
72
Axi
st o
f C
offe
rdam
Ups
tream
1:m
1:m
1:m
1:m1:
m
1:m
1:m
Axi
st o
f C
o ffe
rdam
Do w
nstre
am
Mul
ut U
pstre
am
Mer
cu
Cont
rol S
trukt
ure
Mulut Downstream
Gambar 6.2 Plan view diversion channel
Sebelum kita merencanakan penampang memanjang diversion channel yang
didalamnya menyangkut elevasi, dimensi hidrolis, dan kemiringan/slope maka sebagai
patokan dalam perencanaannya adalah elevasi mulut upstream (u/s) diversion, mulut
downstream (d/s) diversion serta letak mercu control strukture. Ketiga segmen ini harus
diperhatikan dalam kaitan untuk mendapatkan aliran hidrolika yang baik.
Dari peta topografi dan rencana/plan view diversion channel didapatkan data :
» Panjang diversion channel = 108,16 m
» Elev. terendah dasar sungai asli :
Di depan mulut upstream = ± 653,5 m
Di depan mulut downstream = ± 646 m
6.3.1 Elevasi Rencana Segmen Diversion sebagai Patokan Perhitungan
A. Elevasi Rencana Mulut U/s Diversion Channel (Sta. 00+00)
Dari peta topografi dan plan view diversion channel didapatkan data bahwa
elevasi terendah dasar sungai asli di depan mulut u/s adalah ± 653,5 m. Berdasarkan
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
5
prinsip hidrolika maka agar aliran air dapat mudah mengalir masuk ke penampang
diversion channel, mulut u/s diversion harus di tempatkan pada elevasi yang lebih
rendah dari + 653,5 m.
Berdasarkan hal di atas maka mulut u/s diversion channel direncanakan pada
elevasi + 653,2 m.
B. Elevasi Rencana Mulut D/s Diversion Channel (Sta. 00+0108,16)
Mulut d/s adalah segmen akhir dari diversion channel sebagai pelepas aliran air
dari saluran dan dikembalikan lagi ke penampang sungai seperti semula. Ada
beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum merencanakan penempatan mulut d/s
diversion channel yaitu :
» Elevasi terendah penampang sungai di depan mulut d/s.
Dari peta topografi dan plan view diversion channel dapat diketahui elevasi dasar
penampang sungai terendah di depan mulut d/s adalah : + 646 m.
» Elevasi MA saat diversion channel melepaskan Qd
Elevasi MA ini perlu diketahui agar elevasi mulut d/s tidak berada dibawah
elevasi MA terutama saat penampang sungai menampung debit rencana yang
dilepaskan diversion channel. Hal ini untuk menghindari terjadinya aliran
backwater masuk ke mulut d/s yang dapat mengganggu aliran di saluran diversion
channel. Dengan perhitungan passing capacity pada saat Qd dilepaskan didapat
tinggi ma + 3,1 m dengan elevasi ma + 649,1 m.
Dengan memperhatikan hal-hal diatas maka elevasi rencana mulut d/s diversion
channel direncanakan ditempatkan pada elevasi + 649,4 pada Sta. 00+108,16.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
6
Gambar 6.3 Pot. topografi dan rencana mulut upstream diversion channel
Gambar 6.4 Pot. topografi dan rencana mulut downstream diversion channel
C. Mercu Control Struktur (MCS)
Mercu control struktur adalah bangunan sejenis ambang pelimpah seperti pada
bangunan spillway pada bendungan. Mercu control strukture harus direncanakan
karena bagian ini nantinya akan berfungsi penting sebagai titik yang digunakan untuk
menghitung elevasi ma di sepanjang saluran diversion serta berfungsi juga untuk
menghasilkan sifat aliran (dalam saluran terbuka) yang direncanakan. Biasanya sifat
aliran yang diharapkan dengan adanya mercu tersebut adalah aliran superkritis.
+655.00
+660.00
K A L I T U L I S
D1
AX
IS O
F D
IVER
SIO
N C
HA
NN
ELL
Mulut Upstream
+654.00
+653.00
D5
Mulut
Dow
nstream+6
46.00
+647
.00+6
48.00
+649
.00+6
50.00
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
7
Sifat aliran dalam saluran terbuka
Ada 4 Sifat aliran dalam saluran terbuka yang bisa ditentukan dengan bilangan
Froude (fr), kemiringan dasar saluran (So) dan kemiringan kritis (Hcr) yaitu :
a. Aliran diam Fr = 0, Saluran datar, So = 0 dan Hn ∞.
b. Aliran sub kritis (mengalir) Fr < 1,Saluran landai, So<Scr dan Hn > Hcr.
c. Aliran kritis Fr = 1, Saluran kritis, So=Scr dan Hn = Hcr.
d. Aliran superkritis (meluncur) Fr > 1, Saluran terjal, So>Scr dan Hn < Hcr.
Bilangan Froude:
Fr = yg
V×
......................................................................................... (6.1)
(Aliran Melalui Saluran Terbuka,K.G Rangga Raju,Hal.107)
Di mana :
V = kecepatan (m/dtk).
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dtk2).
y = kedalaman hidrolik (m).
Untuk perencanaan diversion channel Bendung Gerak Tulis direncanakan
disepanjang diversion channel dalam kondisi aliran superkritis (meluncur), tipe saluran
berupa saluran terjal (steep channel) dimana So > Scr dan Hn < Hcr .
Kondisi aliran superkritis diharapkan dapat melewatkan debit yang besar dengan
dimensi saluran yang ekonomis. Hal ini dipengaruhi oleh faktor slope/kemiringan
saluran. Dengan slope yang besar maka akan didapatkan kecepatan yang besar saat
melewatkan debit rencana (Qd) dengan dimensi penampang (A) yang lebih ekonomis
dari pada kondisi aliran subkritis/kritis. Artinya dengan A lebih kecil maka diperlukan
kecepatan yang lebih besar untuk dapat melewatkan Qd yang bisa dihasilkan dengan
nilai slope yang besar.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
8
Bagian berbentuk Terompet
Sal.Pengatur Sal.Peluncur
Bagian Transisi
Axist Of Struktur
Sal.Pengarah Aliran
AmbangPelimpah
Kolam Peredam Energi
» Perencanaan Mercu Control Strukture :
Untuk menghasilkan aliran superkritis disepanjang diversion channel maka mercu
control struktur di tempatkan di hulu. Dengan detail rencana sebagai berikut :
▪ Jarak Axist mercu control stuktur dari mulut upstream = 10 m (sta. 00+010)
▪ Elevasi u/s mercu control strukture = + 654 m (Sta. 00+010)
▪ Elevasi d/s mercu control struktur = +653 m (Sta. 00+016)
6.3.2 Perencanaan Penampang Memanjang Diversion Channel
Sebenarnya belum ada cara perhitungan yang benar-benar mantap dalam
merencanakan diversion channel. Oleh karena itu untuk membantu dan mendukung
dalam merencanakan diversion channel, digunakan metode pada perencanaan
bangunan pelimpah dengan memperhatikan aspek-aspek lainnya. Hasil perencanaan
tersebut harus dicek apakah mampu memenuhi aliran hidrolika yang baik dan
menghasilkan aliran superkritis di sepanjang saluran.
Gambar 6.5 Skema umum type bangunan pelimpah
6.3.2.1 Saluran Pengarah Aliran (Sta. 00+00 S/d Sta. 00+010)
Bagian ini berfungsi sebagai penuntun dan pengarah aliran agar aliran tersebut
senantiasa dalam kondisi hidrolika yang baik. Pada saluran pengarah aliran ini,
kecepatan masuknya aliran air supaya ≤ 4 m/dtk dan lebar saluran makin mengecil ke
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
9
H
w
V 4 m/dtkP 15HVo V
1 2
arah hilir. Apabila kecepatannya melebihi 4 m/dtk, maka aliran akan bersifat helisoidal
dan kapasitas pengalirannya akan menurun. Disamping itu, aliran helisoidal akan
meningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Kedalaman dasar
saluran pengarah aliran biasanya diambil lebih besar dari 1/5 x tinggi rencana limpasan
diatas mercu ambang pelimpah.
Selain didasarkan pada kedua persyaratan tersebut, bentuk, dan dimensi saluran
pengarah aliran biasanya disesuaikan pula dengan kondisi topografi setempat serta
dengan persyaratan hidrolika yang baik.
Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengaruh aliran ditentukan
sebagai berikut :
Gambar 6.6 Saluran pengarah aliran dan ambang pengatur debit
pada bangunan pelimpah
Direncanakan :
▪ Lebar mulut u/s diversion channel (Sta. 00+00) = 20 m
▪ Lebar mercu control stuktur (Sta. 00+010) lebih kecil dari mulut u/s = 13 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
10
0.71
+ 653.2
0.21
Mercu Control Strukture+ 654
Dimensi Hidrolis Sta. 00+00
Dimensi Hidrolis Sta. 00+010
Gambar 6.7 Rencana penampang saluran pengarah
Perhitungan :
» Ketinggian air kritis (Hcr) di atas mercu
Diketahui:
▪ Qd = 409,631 m3/dtk
▪ B = 12 m
▪ m = 0,2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
11
a. Penampang dianggap berbentuk persegi
Hcr = 32
2
gBQd
×..................................................................... ...... (6.2)
(Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.156)
Maka :
Hcr = 32
2
gBQd
×
= 32
2
81,913631,409×
= 4,66 m
b. Penampang nonpersegi (sesuai dengan desain penampang div.channel)
13
2
=××AgTQ ............................................................................... (6.3)
(Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.159)
{ }
1)
2(
)(3
2
=×
++×
+×
crcr
cr
HmHBBg
mHBQ
Tabel 6.1 Perhitungan trial error Hcr penampang non persegi
No Hcr m B B+mHcr 9.81 x {(B+m/2xHcr)}^3 Q^2 Hasil Ket 1 2 3 4 5 6 (7) = 6*4/5
1 4.55 0.2 13 13.91 2250890.17 167797.56 1.037 2 4.57 0.2 13 13.91 2281720.08 167797.56 1.023 3 4.62 0.2 13 13.92 2360063.52 167797.56 0.990 ≈ 1 4 4.65 0.2 13 13.93 2407947.09 167797.56 0.971 5 4.68 0.2 13 13.94 2456495.03 167797.56 0.952
Dari hasil perhitungan diatas didapatkan Hcr dengan nilai yang hampir sama.
Diambil Hcr yang lebih besar yaitu dianggap berpenampang persegi = 4,66 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
12
» Ketinggian W
W /51 x Hcr
W /51 x 4,66 = 0,93 m
6.3.2.2 Saluran Pengatur Aliran (Sta. 00+010-Sta. 00+016)
A. Ambang Penyadap/Mercu Control Strukture (Sta. 00+010)
Bagian ini berfungsi sebagai pengatur debit air (Qoutflow) yang melintasi
bangunan pelimpah. Dalam perhitungan tinggi muka air di sepanjang saluran
pengelak (diversion channel) diperlukan suatu titik kontrol sebagai titik awal
perhitungan. Di titik kontrol ini dapat dihitung tinggi muka air kritisnya (Hcr) dengan
menggunakan suatu rumus. Untuk menghasilkan aliran kritis agar dapat diketahui
Hcr dilakukan dengan peninggian dasar saluran berupa konstruksi mercu. Konstruksi
mercu inilah yang akan dijadikan sebagai titik kontrol struktur untuk menghitung
tinggi muka air di sepanjang diversion channel dengan persamaan garis energi.
Dalam perencanaan diversion channel dianggap Qoutflow = Qd karena pada
ketinggian W akan terjadi endapan material sungai sehingga penampang tidak efektif.
Gambar 6.8 Mercu Control Strukture
H
W
Q d Qoutflow = Qd
1Terjadi endapan/ penampang tidak effektif R = 0,5H
≥2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
13
Sebenarnya ada berbagai macam type ambang penyadap yang biasa digunakan
dalam konstruksi spillway (pelimpah) pada bendungan antara lain ambang bebas,
ambang berbentuk bendung pelimpah, ambang berbentuk bendung pelimpah
menggantung.
Pada perencanaan diversion channel untuk rencana pelaksanaan Bendung Gerak
Tulis direncanakan menggunakan ambang bebas dengan bentuk sederhana tanpa
lengkungan pada bagian hilir. Bagian depan berbentuk tegak (1:1), diikuti lingkaran
dengan r = ½ W, kemudian horizontal dan di sisi hilir kemiringannya 1: ≥2.
Parameter tersebut diambil mengingat kegunaan diversion channel bersifat sementara
karena nantinya akan dibongkar, maka direncanakan seefisien dan semudah mungkin
dalam pelaksanaanya. Tetapi hasil perencanaannya nantinya akan dikontrol agar bisa
menghasilkan aliran superkritis.
» Data Perencanaan :
▪ Elevasi rencana mulut u/s diversion (Sta. 00+00) = + 653,2 m
▪ W diasumsikan terjadi endapan material
▪ Jarak control stukture dari mulut upstream = 10 m (Sta. 00+010)
» Direncanakan :
▪ Kemiringan bagian downstream = 1:5
▪ Elev. Upstream mercu control struktur (Sta. 00+010) = + 654 m
▪ Elev. downstream mercu control struktur (Sta. 00+016) = + 653 m
▪ Radius r = ½ W
= ½ 0,93
= 0,465 m ……(diambil r = 0,5 m)
B. Saluran Transisi (Sta. 00+016–Sta. 00+20,5)
Saluran transisi biasanya diperlukan untuk menghubungkan penampang yang
bentuk dan dimensinya berbeda antara bagian mercu dan dan saluran peluncur.
Saluran transisi direncanakan agar Qd yang akan disalurkan tidak menimbulkan aliran
terhenti atau back water. Sebenarnya belum ada cara yang paling baik dalam
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
14
merencanakan bentuk saluran transisi hanya berdasarkan pengalaman dan pengujian-
pengujaian model hirolika.
Untuk bangunan pelimpah yang relative kecil biasanya sudut penyempitan ke
arah hilir pada saluran transisi adalah 12,5° terhadap sumbu saluran peluncur. Akan
tetapi bila kondisi topografi yang kurang menguntungkan kadang–kadang memaksa
pembuatan dinding saluran melebihi sudut inklinasi tersebut.
Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut :
B2B1
L
12.5°
Y
Gambar 6.9 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah
Dengan ketentuan tersebut diatas dan dengan memperhatikan keadaan topografi
yang ada maka :
» Direncanakan :
▪ B2 (Sta.00+016) = 9 m
▪ B3 = 7 m
▪ Sudut Inklinasi = 12,5°
▪ m = 0,2
▪ S = 0,02
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
15
Qd Qoutflow = Qd
Terjadi endapan/penampang tidak effektif
r = 0.5
+ 653.2
+ 654
+ 653
10 4.55.00.02 + 652.91
1.0Sta. 00+00 Sta. 00+010 Sta. 00+016 Sta. 00+020.5
1:5
» Perhitungan :
▪ y = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
279
= 1 m
▪ L = y/tgθ
= 5,12
1tg
= 4,5 m …………………………. (Sta. 00+020,5)
Elevasi Sta.00+020.5
S = LH∆
0,02 =5,4H∆
∆H = 0,09 m
Elev. Sta.00+020.5 = Elev.Sta.00+016 - ∆H
= (+ 653) - 0,09
= + 652,91 m
Gambar 6.10 Penampang memanjang saluran pengatur
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
16
0.21
0.21
Sta.00+016
Sta.00+020,5
Gambar 6.11 Rencana dimensi hidrolis saluran transisi
6.3.2.3 Saluran Peluncur (Sta. 00+020,5 – Sta. 00+108,16)
Saluran peluncur pada bangunan spillway bendungan berfungsi untuk membawa
debit air yang telah melewati saluran pengatur menuju konstruksi kolam peredam
energi.
Dalam merencanakan saluran peluncur harus memenuhi kriteria :
▪ Air yang melimpah dari saluran pengatur mengalir dengan lancar tanpa hambatan-
hambatan hidrolis.
▪ Konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam memikul semua beban
yang timbul.
▪ Biaya konstruksi diusahakan seekonomis mungkin.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
17
0.21
Saluran peluncur untuk diversion channel sendiri direncanakan sebagai berikut :
▪ Lay out lurus dan melengkung pada bagian saluran berbentuk terompet karena
menyesuaikan dengan letak palung sungai agar debit air yang dilepaskan ke
penampang sungai dapat segera mengalir.
▪ Penampang melintang berbentuk trapesium.
▪ Kemiringan dan elevasi diatur dengan menyesuaikan data yang sudah didapatkan.
Diketahui :
▪ Elev. saluran transisi (Sta.00+020,5) = + 652,91 m
▪ Elev. rencana mulut d/s (Sta. 00+108,16) = + 649,4 m
Perhitungan :
a. Saluran dengan lay out relative lurus (Sta. 00+020,5-Sta.00+091,72)
» Dimensi hidrolis Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6
Direncanakan :
▪ B = 7 m
▪ m = 0.02
» Dimensi hidrolis Sta.00+72,6-Sta.00+091,72
Direncanakan :
▪ B = 7 m
▪ m = 1
Sta. 00+020,5-Sta.00+072.6
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
18
11
Sta.00+72,6-Sta.00+091,72
Gambar 6.12.Dimensi Hidrolis Saluran Peluncur Bagian Lurus
b. Saluran dengan lay out melengkung berbentuk terompet (Sta.00+091,72-
Sta.00+108,16)
Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur pada
Sta.00+091,72 s/d Sta.00+108,16 bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang
merupakan aliran super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit
dapat dikurangi dengan melebarkan penampang sehingga aliran tersebut menjadi
lebih stabil.
Direncanakan :
▪ B = 11 m
▪ m = 1
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
19
11
B4
B5
Sta.00+091.72
Sta.00+108.16
Axist
Of
Diver
sion C
hann
el
Gambar 6.13. Bagian berbentuk terompet pada ujung hilir saluran peluncur
Gambar 6.14 Rencana Dimensi Hidrolis Sta.00+108,16
c. Rencana kemiringan (slope) saluran Sta.00+020,5-Sta/108,9
Dalam menentukan slope saluran sebagai patokannya adalah pada Sta.00+108,16
(mulut d/s) dimana sudah direncanakan berelevasi + 649,4 m.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
20
» Nilai Slope dan elevasi saluran Sta.00+020,5-Sta 00+72,6
Diketahui :
▪ Elevasi Sta. 00+020,5 = + 652,91 m
Direncanakan :
▪ S Sta.00+020-Sta.00+072.6 = 0,02
Perhitungan :
» Elv. Sta. 00+072,6
L = Jarak Sta. 00+020,5 -Sta. 00+072,6
= 52,1 m
S = LH∆
0,02 = 1,52
H∆
∆H = 1,042
Elv. Sta. 00+072,6 = Elv. Sta. 00+020,5 - ∆H
= + 652,91 m - 1,042
= + 651,868 m
» Nilai Slope dan Elevasi saluran Sta. 00+72,6 s/d Sta 00+0108,16
Diketahui :
▪ Elevasi Sta. 00+72.6 = + 651,868 m
▪ Elv. Sta 00+108,16 (mulut d/s diversion) = + 649,4 m
Perhitungan :
▪ Besar slope (S) Sta. 00+072,6 – Sta. 00+108,16
L = Jarak Sta. 00+072,6 – Sta. 00+108,16
= 35,56
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
21
0.02
0.0694
Sta.00+020 Sta.00+091.72 Sta.00+108.9Saluran Peluncur
Saluran Melengkung Bentuk TerompetSaluran Lurus
+ 649.4
+ 652.91
+ 651.868
Sta.00+072.6
+ 650.541
∆H = Beda elevasi antara Sta. 00+072,6 - mulut downstream
= (+ 651,868) – (+ 649,4)
= 2,468 m
S = LH∆
= 56,35
468,2
= 0,0694
Gambar 6.15.Elevasi dan slope saluran peluncur
Untuk lebih jelasnya elevasi rencana dan slope masing-masing stasiun dapat dilihat
dalam tabel 6.2 berikut:
Tabel 6.2 Rekapitulasi perhitungan elevas dasari dan slope
No Stasiun
Jarak (L)
Kemiringan ( S ) ∆Z
Elevasi Dasar Keterangan
m m m 1 2 3 4 5 6
1 Sta.00+00 653.200 Elev.Renc. Mulut U/s
10.00 0.0140 0.8000
2 Sta.00+010 654.000 Elev.Renc. u/s Control Strukture
6.00 0.2000 1.0000
3 Sta.00+016 653.000Elev.Renc. d/s Control Strukrur
4.50 0.0200 0.0900
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
22
4 Sta.00+020.5 652.910
6.50 0.0200 0.1300
5 Sta.00+027 652.780
15.00 0.0200 0.3000
6 Sta.00+042 652.480
15.00 0.0200 0.3000
7 Sta.00+057 652.180
15.60 0.0200 0.3120
8 Sta.00+072.6 651.868
12.00 0.0694 0.8328
9 Sta.00+084.6. 651.035
7.12 0.0694 0.4941
10 Sta.00+091.72 650.541
4.88 0.0694 0.3387
11 Sta.00+108.16 649.400≈ Elev Renc.mulut d/s diversion
6.3.2.4 Peredam Energi
Konstruksi ini berfungsi untuk menghilangkan atau setidak-tidaknya mengurangi
energi aliran dengan kecepatan tinggi agar tidak merusak tebing ,jembatan, jalan dan
bangunan lain di sebelah hilir bangunan.
Mengingat fungsi diversion channel hanya bersifat sementara karena nantinya
akan dibongkar maka kolam peredam energi tidak direncanakan untuk efesiensi biaya.
Selain itu di bagian hilir diversion channel hanya terdapat tebing, tidak terdapat
bangunan dan instalasi yang harus dilindungi. Sementara untuk melindungi tebing dari
gerusan dapat dilakukan dengan perkuatan lereng.
6.3.2.5 Detail Hasil Perencanaan
Dari rencana dan analisa perhitungan diatas maka dapat dibuat desain diversion
channel secara detail.sebagai berikut:
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
23
AXIS OF DIVERSION CHANNELL
Sta.
00+
00
Sta.
00+
010
Sta.
00+
016
Sta.
00+
020.
5
Sta.
00+
027
Sta.
00+
042
Sta.
00+
057
Sta.
00+
72.6
Sta.
00+
084.
6 Sta. 00+108.16
Sta.
00+
091.
72
Axi
st o
f C
offe
rdam
Ups
tream
1:0.7
1:0.
2
1:0.
2
1:0.
21:0.
2
1:1
1:1
I
II III
V
I
II
III
V
Axi
s t o
f C
offe
rdam
Dow
nstre
am
VI
VI
IV
IV
+
Gambar 6.16. Detail lay out diversion channel
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
24
+ 65
4.00
+ 65
3.20
1:5
+65
3.00
Sta.
00+0
00St
a.00
+010
Sta.
00+0
27St
a.00
+042
Sta.
00+0
57St
a.00
+072
.6St
a.00
+084
.6St
a.00
+108
.16
Sta.
00+0
16St
a.00
+020
.5
+ 65
2.91
+ 65
2.78
+ 65
2.48
+ 65
2.18
+ 65
1.86
8
+ 65
1.03
5
+ 64
9.40
R =
0.5
6 .94
%
2 %
Sta.
00+0
91.7
2
+ 65
0.54
1
1 .4
%
Pot.
Pena
mpa
ng V
I-V
I
11
0.21
0.2
1
Mer
cu C
ontro
l Stru
ktur
e
Pot.
Pena
mpa
ng
IV-I
V
Pot.
Pena
mpa
ng
II-I
I
0.2
1
Pot.
Pena
mpa
ng
III-
III
0.7
Pot.
Pena
mpa
ng
( I-I
)
1
Pot.
Pena
mpa
ng
V-V
11
G
amba
r 6.1
7. P
ot.B
-B d
an re
ncan
a di
men
si h
idro
lis d
iver
sion
cha
nnel
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
25
6.4 PERHITUNGAN KEDALAMAN HIDROLIS
Data Perencanaan :
▪ Qd = 409, 631m3/dtk
▪ Sifat aliran super kritis (So < Scr , Hcr > Hn)
Kedalaman hidrolis saluran diversion channel dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan garis energi dengan titik awal perhitungan di mercu
control strukture.
Gambar 6.18 Skets perhitungan muka air
Dari gambar 6.20 di atas dapat diperoleh persamaan sebagai berikut :
f
EE
hg
Vh
gVhz ++=++∆
43421434212
21
2
1
2
1 221 ....................................................... (6.4)
(Bambang Triatmodjo,Hidrolika II.Hal 154)
f
EE
hg
VhZg
VhZ +++=++4342143421
2
22
22
1
2
11 221
xSEExS f ∆+=+∆ 210
FSSEE
x−−
=∆0
21
3/42
22
RrArQnSf×
=
h1
V1²/2g
h2
hf=Sf x∆x
V2²/2g
∆z = So ∆x
∆x
Sf
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
26
ta .0 0 + 0 0 0 S ta .0 0 + 0 1 0 S ta .0 0 + 0 1 6
+ 6 5 3 .2 0 1 .4 %A
B C 1
Z c1 :5
H c
V c ² /2 g
H 1
V 1 ² / 2 gH f 1
V b ² /2 g H f cG a r i s E n e r g i ( S f )
+ 6 5 4 .0 0D a tu m
H B
+ 6 5 3Z B
Di mana :
E = Tinggi energi (m)
hf = tinggi kehilangan energi (m)
Ar = Luas penampang rata-rata (m)
Rr = Jari-jari hidrolis rata-rata (m)
So= kemiringan dasar saluran
Sf = kemiringan garis energi
Gambar 6.19 Hubungan tinggi muka air di Mercu Control Strukture
6.4.1 Kedalaman Air Kritis (Hcr) di atas Mercu
Perhitungan Hcr diperlukan untuk mengontrol sifat aliran terutama pada Hcr
diatas mercu control structure (Hc). Hcr ini adalah ketinggian MA yang harus
dihitung terlebih dahulu sebagai titik awal untuk menghitung ketinggian muka air
disepanjang saluiran.
» Ketinggian air kritis (Hcr) di atas mercu
Diketahui:
▪ Qd = 409,631 m3/dtk
▪ B = 12 m
▪ m = 0,2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
27
S t a . 0 0 + 0 0 0 S t a . 0 0 + 0 1 0
+ 6 5 3 . 2 0 1 . 4 %A
B C
H c
V c ² / 2 g
V b ² / 2 g H f c
+ 6 5 4 . 0 0D a t u m
H B
+ 6 5 3
E m i n
Hcr = 32
2
gBQd
×
= 32
2
81,913631,409×
= 4,66
6.4.2 Hma Sal. Pengarah dan Pengatur Aliran (Sta. 00+00-Sta.00+016)
Gambar 6.20. Hubungan tinggi ma di B dan C
» HMA B (Sta.00+00 )
Diketahui :
Hcr = Hc = 4,66 m
∆Z = (+ 654) – (+653,2)
= 0,8 m
Tinggi Enegi Total diatas Mercu (Emin)
Emin = 1,5 x Hcr ....................................................................... (6.5) (Suripin, Sistem Drainase Kota Berkelanjutan) = 1,5 x 4,66
= 6,99 m
= 7 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
28
Hma B = Emin+∆Z
= 7 + 0,8
= 7,8 m
» HMA C (Sta.00+010 )
Hcr = Hc = 4,66 m
» HMA 1 (Sta.00+016 )
Diketahui :
Qd = 409,631m3/dtk
Bc = 13 m
Hc = 4,66 m
∆Z = 1
B1 = 9 m
m = 0,2
∆x = 6 m
Di mana :
n
dn A
QV =
Ac = HcmHcBB×⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ++
2)(
= 66,42
)66,42,013(13×⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ×++
= 62,752 m2
CCCC HHBP 02,1++=
66,402,166,413 ×++=
= 22,4132 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
29
C
CC P
AR =
4132,22752,62
=
= 2,8 m
A1 = 11
2)( HmHBB×⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ++
= 11
2)2,09(9 HH×⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ×++
= [ ] 111,09 HH ×+
P1 = 111 02,1 HHB ++
102,29 H×+=
R1 1
1
PA
=
1
11
02,29)1,09(H
HH+
×+=
Ar = 2
1AAC +
Rr = 2
1RRC +
Sf 3/42
22
RrArQn×
=
hf1 = xSf ∆×
= 6×Sf
Persamaan Energi titik C-1:
∆Z + EC = E1 + hf1
1
21
1
2
22hf
gVH
gVHZ C
C ++=++∆
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
30
121
2
12
2
22hf
AgQH
AgQHZ d
c
dC +
×+=
×++∆
{ } 1211
2
12
2
)1,09()81,92(631,409
752,62)81,92(631,40966,41 hf
HHH +
×+××+=
××++
{ } 1211
1 )1,09(373,8552832,7 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.3 Perhitungan trial error H1
No H1
E1 Sf1 ∆x hf 1 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 5.80 2.7701267 8.5701267 0.0028124 6.00 0.0168742 8.5870009
2 5.81 2.7600229 8.5700229 0.0028060 6.00 0.0168359 8.5868588
3 5.82 2.7499724 8.5699724 0.0027996 6.00 0.0167977 8.5867701
4 5.83 2.7399747 8.5699747 0.0027933 6.00 0.0167596 8.5867343 ≈ (∆Zc+Ec)
5 5.84 2.7300294 8.5700294 0.0027870 6.00 0.0167217 8.5867511
6 5.85 2.7201363 8.5701363 0.0027806 6.00 0.0166839 8.5868202
Kesimpulan :
Kedalaman air H1 = 5,83 m
Contoh perhitungan kehilangan energi (hf) di titik C-1.
Tabel 6.4 Contoh perhitungan hf
Titik B m H A P R m m m2 m m
1 1 2 3 HmHBB×⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ ++
=2
)(4 mHHB ++=5 6=(A/P)
C 13 0.2 4.66 62.75156 22.4132 2.799759071
{ }211 )1,09(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
31
0.21
Titik hcoba2 B m A P R
m m m2 m m
1 1 2 3 HmHBB×⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ ++
=2
)(4 mHHB ++=5 6=(A/P)
1
5.8 9 0.2 55.564 20.716 2.682178027 5.81 9 0.2 55.66561 20.7362 2.684465331 5.82 9 0.2 55.76724 20.7564 2.686749147 5.83 9 0.2 55.86889 20.7766 2.689029485 5.84 9 0.2 55.97056 20.7968 2.6913063555.85 9 0.2 56.07225 20.817 2.693579767
Arata2 Prata2 Rrata2 n
Q n2*Q2
(Arata)^2
(Rrata)^4/3
Sf
∆x hf
m2 m m m3/dt
k m m
1=(A1/A2)
2=(P1/P2)
3=(R1/R2) 4 5 6 7 8 3/42
22
9RrAr
Qn×
=
10
11=9 x 10
59.16 21.56 2.74 0.0
2 409.6
3 37.75 3499.64 3.84 0.0027 6 0.01687
59.21 21.57 2.74 0.0
2 409.6
3 37.75 3505.66 3.84 0.0027 6 0.01684
59.26 21.58 2.74 0.0
2 409.6
3 37.75 3511.68 3.84 0.0027 6 0.01680
59.31 21.59 2.74 0.0
2 409.6
3 37.75 3517.70 3.84 0.0027 6 0.01676
59.36 21.61 2.75 0.0
2 409.6
3 37.75 3523.74 3.84 0.0027 6 0.01672
59.41 21.62 2.75 0.0
2 409.6
3 37.75 3529.77 3.85 0.0027 6 0.01668
6.4.2.1 Kontrol Sifat Aliran
Aliran yang terjadi dalam diversion channel bersifat superkritis yang
dinyatakan dalam bilangan Fr > 1, Hcr > Hn. Untuk mengetahui sifat aliran setelah
adanya konstruksi mercu (Sta.00+010) perlu diketahui kedalaman air normal
(Hn) sebelum adanya mercu.
A. Kedalaman Air Normal (Hn)
» Ruas I (Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
32
Gambar 6.21 Rencana Dimensi hidrolis ruas I
Diketahui :
▪ B = 7 m
▪ m = 0,2
▪ S = 2 %
Perhitungan :
A = HnmHnBB×
++2
)(
= ( ) HnHn ×+ 1,07
P = 7 + 1,02 Hn + Hn
= 7 + 2,02 Hn
R = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
PA
= ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛+
×+Hn
HnHn02,27
)1,07(
V = 2/13/21 SRn
××
= 2/13/2 02.0015.01
×× R
= 3/243,9 R
Q = A x V
Tabel 6.5 Perhitungan trial error Hn ruas I
N
o
Asumsi
Hn
A =
(7+0.1Hn)*Hn
P =
7+2,02*Hn R (m)
V =
9.43*R^(2/3) Q=V*A
Keteranga
n
(m) m2 m m (m/det) (m3/det) Q = Qd
1 2 3
( 4 )=
2/3 5 6 7
1 3.77 27.81129 14.6154 1.9029 14.4806
402.723010
7 <Qd
2 3.78 27.88884 14.6356 1.9055 14.4941
404.223994
7 <Qd
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
33
11
3 3.79 27.96641 14.6558 1.9082 14.5076
405.726343
2 <Qd
4 3.80 28.04400 14.6760 1.9109 14.5211
407.230053
6 ≈Qd
5 3.81 28.12161 14.6962 1.9135 14.5346 408.735123 <Qd
Kesimpulan :
Kedalaman air normal (Hn) pada pot ruas I = 3,80 m
» Ruas II (Sta.0+072.60-Sta. 0+091,27))
Gambar 6.22 Rencana Dimensi Hidrolis ruas II
Diketahui :
▪ B= 7 m
▪ m = 1
▪ S = 6,94 %
Perhitungan :
A = HnHnmBB×
×++2
)(
= HnHn×
++2
)7(7
= HnHn ×+ )5,07(
P = HnHn 41,17 ++
= Hn41,27 +
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
34
R = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
PA
= ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛+
×+Hn
HnHn41,27
)5,07(
V = 2/13/21 SRn
××
= 2/13/2 0694.0015.01
××R
= 3/2563,17 R
Q = A x V
Tabel 6.6 Perhitungan trial error Hn ruas II
N
o
Asumsi
Hn
A =
(7+0.5Hn)*Hn
P =
7+2.41*Hn R
V =
17.563*R^(2/3) Q=V*A
Keteranga
n
(m) m2 m m (m/det) (m3/det) Q = Qd
1 2 3
( 4 )=
2/3 5 6 7
1 2.2 17.82 12.302 1.4485 22.4847
400.67697
44 <Qd
2 2.21 17.91205 12.3261 1.4532 22.5326
403.60548
99 <Qd
3 2.22 18.0042 12.3502 1.4578 22.5804
406.54231
45 ≈Qd
4 2.23 18.09645 12.3743 1.4624 22.6281
409.48744
07 <Qd
5 2.24 18.1888 12.3984 1.4670 22.6755
412.44086
11 <Qd
Kesimpulan :
Kedalaman air normal (Hn) pada ruas II = 2,22 m
B. Kontrol Sifat Aliran
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
35
Kontrol sifat aliran diperlukan untuk mengontrol sifat aliran yang dihasilkan
di titik 1 (Sta.00+016) dengan adanya konstruksi mercu.
V1 = 1HB
Qd
×
=83,59
631,409×
= 7,81 m/dtk
Fr = 1
1
HgV×
=83,581,9
81,7×
= 1,033 > 1 ........................................................... (Aliran super kritis)
Hcr = 4,66 m
H1n = 3,80 m
Hcr1 > Hn 1. .................................................................. (Aliran super kritis)
C. Kontrol Kecepatan di Mulut Upstream
Kecepatan air saat memasuki mulut upstream diversion V ≤ 4 m/dtk agar
tidak terjadi aliran yang bersifat helisoidal.
VB = B
d
AQ
AB = BB H
mHBB×⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ++
2)(
= 8,72
)8,77,020(20×⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ×++
= 177,294 m2
VB = B
d
AQ
=294,177631,409
= 2,31 m/dtk ≤ 4 m/dtk ..................................... (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
36
6.4.3 Hma Sal. Transisi Dan Sal. Peluncur (Sta.00+016-Sta.00+0108,16)
Untuk menghitung elevasi muka air di saluran ini digunakan persamaan
energi antara penampang dibagian hulu dan penampang dibagian hilir saluran.
Gambar persamaan garis energi di diversion channel dapat dilihat pada gambar di
bawah ini.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
37
2%6.94%
+ 653.20A
B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Zc 1:5
Z2Z4 Z5 Z6
Z7Z8
Hc
Vc²/2g
H1
V1²/2g
Hf1
H3H4 H5
H2
H6
H7H8
H9
V2²/2g
Hf 2
V3²/2g
Vb²/2g Hfc
Garis Energi (Sf)
Garis Energi (Sf)
V4²/2g
Hf4
V5²/2gHf5
V6²/2gHf6
V7²/2g
Hf7
V8²/2gHf8
V9²/2g
Hf9
Hf3
+ 654.00+ 653.001.8% + 652.91 + 652.78 + 652.48 + 652.18 + 651.868
+ 651.035
+ 649.40
+ 650.541
Z3
HB
Gambar 6.23 Garis energi di sepanjang diversion channel
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
38
Tabel 6.7 Rekapitulasi perhitungan ∆z, ∆x,slope antar stasiun
Stasiun
Titik
Jarak
(∆x)
Kemiringan
( S ) ∆Z
m m
1 2 3 4 5
Sta.00+00 B
10.00 0.0180 0.8000
Sta.00+010 C
6.00 0.2000 1.0000
Sta.00+016 1
4.50 0.0200 0.0900
Sta.00+020.5 2
6.50 0.0200 0.1300
Sta.00+027 3
15.00 0.0200 0.3000
Sta.00+042 4
15.00 0.0200 0.3000
Sta.00+057 5
15.60 0.0200 0.3120
Sta.00+072.6 6
12.00 0.0694 0.8328
Sta.00+084.6. 7
7.12 0.0694 0.4941
Sta.00+091.72 8
16.44 0.0694 1.141
Sta.00+108.16
9
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
39
Dari perhitungan sebelumnya telah didapatkan HMA pada :
HB (Sta.00+00) = 7,3 m
HC (Sta.00+010) = 4,8 m
H1 (Sta.00+016) = 5,83 m
Dalam perhitungan HMA di sepanjang saluran menggunakan tahapan dan metode
yang sama dengan perhitungan HB, H1 dengan menggunakan persamaan energi pada
penampang y (upstream)dan z (downstream) :
∆Z + EY = EZ + hfZ
ZZ
ZY
Y hfg
VHg
VHZ ++=++∆ )2
()2
(22
Di mana :
V = AQ
2
22
22 AgQ
gV
×=
Sf = 3/42
22
RrArQn×
hfZ = xSf ∆×
= 10×Sf
Ar = 2
ZY AA +
Rr = 2
ZY RR +
A. HMA 2 (Sta. 00+020,5)
Diketahui :
∆Z =0,09 m
∆x = 4,5 m
E1 = 8,57 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
40
Karakteristik Penampang 1
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
1 9 0.2 5.83 55.86889 20.7766 2.689029
Karakteristik Penampang 2
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
2 7 0.2 H2 ( ) 221.07 HH ×+ 22 02.17 HH ++ 22
22
02.17)1.07(
HHHH
++×+
Persamaan energi titik 1-2
∆Z+E1 = E2 + hf2
{ } 2222
2
2 )1,07()81,92(631,40957,809,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 2222
2 )1,07(373,855266,8 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.8 Perhitungan trial error H2
No H2
E2 Sf ∆x hf 2 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 6.6 3.346117778 9.946118 0.003753 4.5 0.0168883 9.9630060 2 6.6 3.346117778 9.946118 0.003753 4.5 0.0168883 9.9630060 3 6.7 3.23851789 9.938518 0.003680 4.5 0.0165582 9.9550761 4 6.8 3.13578565 9.935786 0.003608 4.5 0.0162371 9.9520228 ≈ (∆Z1+E1) 5 6.9 3.037636291 9.937636 0.003539 4.5 0.0159246 9.9535609 6 7 2.943805439 9.943805 0.003471 4.5 0.0156204 9.9594258
Dengan cara trial error diperoleh :
H2 = 6,8 m (Sta. 00+020,5)
{ }222 )1,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
41
B. HMA 3 (Sta. 00+027)
Diketahui :
∆Z =0,13 m
∆x = 6,5 m
E2 = 9,936 m
Karakteristik Penampang 2
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m 2 7 0.2 6.8 52.224 20.736 2.518519
Karakteristik Penampang 3
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
3 7 0.2 H3 ( ) 331.07 HH ×+ 33 02.17 HH ++ 33
33
02.17)1.07(
HHHH
++×+
Persamaan energi titik 2-3
∆Z +E2 = E3 + hf3
{ } 3233
2
)1,07()81,92(631,4093936,913,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 3233
3 )1,07(373,8552066,10 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.9 Perhitungan trial error H3
No H3
E3 Sf 3 ∆x hf 3 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 6.1 3.96879 10.06879 0.004672 6.5 0.0303686 10.0991543
2 6.17 3.87212 10.04212 0.004603 6.5 0.0299187 10.0720350
3 6.18 3.85858 10.03858 0.004593 6.5 0.0298552 10.0684373
{ }233 )1,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
42
4 6.19 3.84512 10.03512 0.004583 6.5 0.0297919 10.0649074 ≈ (∆Z2+E2)
5 6.2 3.83172 10.03172 0.004574 6.5 0.0297288 10.0614448
6 6.21 3.81838 10.02838 0.004564 6.5 0.0296658 10.0580490
Dengan cara trial error diperoleh
H3 = 6,19 m (Sta. 00+027)
C. HMA 4 (Sta. 00+042)
Diketahui :
∆Z =0,3 m
∆x = 15 m
E3 = 10,035 m
Karakteristik Penampang 3
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
3 7 0.2 6.19 47.16161 19.5038 2.418073
Karakteristik Penampang 4
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
4 7 0.2 H4 ( ) 441.07 HH ×+ 44 02.17 HH ++ 44
44
02.17)1.07(
HHHH
++×+
Persamaan energi titik 3-4
∆Z +E3 = E4 + hf4
{ } 4244
2
4 )1,07()81,92(631,409035,103,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 4244
4 )1,07(373,8552355,10 hf
HHH +
×++=
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
43
Tabel 6.10 Perhitungan trial error H4
No H4
E4 Sf 4 ∆x hf 4 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 5.58 4.80844 10.38844 0.006012 15 0.0901767 10.4786196
2 5.59 4.78999 10.37999 0.005998 15 0.0899651 10.4699521
3 5.6 4.77163 10.37163 0.005984 15 0.0897543 10.4613868
4 5.7 4.59352 10.29352 0.005846 15 0.0876833 10.3811986
5 5.76 4.49119 10.25119 0.005765 15 0.0864730 10.3376662 ≈ (∆Z3+E3)
6 5.77 4.47446 10.24446 0.005752 15 0.0862736 10.3307316
Dengan cara trial error diperoleh
H4 = 5,76 m (Sta. 00+042)
D. HMA 5 (Sta. 00+057)
Diketahui :
∆Z =0,3 m
∆x = 15 m
E4 = 10,2512 m
Karakteristik Penampang 4
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
4 7 0.2 5.76 43.63776 18.6352 2.341685
Karakteristik Penampang 5
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
5 7 0.2 H5 ( ) 551.07 HH ×+ 55 02.17 HH ++ 55
55
02.17)1.07(
HHHH
++×+
{ }244 )1,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
44
Persamaan energi titik 4-5
∆Z +E4 = E5 + hf5
{ } 5255
2
5 )1,07()81,92(631,4092512,103,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 5255
5 )1,07(373,85525512,10 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.11 Perhitungan trial error H5
No H5
E5 Sf 5 ∆x hf 5 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 5.3 5.36964 10.66964 0.007135 15 0.1070292 10.7766664
2 5.4 5.15889 10.55889 0.006960 15 0.1043959 10.6632877
3 5.5 4.95984 10.45984 0.006790 15 0.1018532 10.5616896
4 5.51 4.94054 10.45054 0.006774 15 0.1016038 10.5521447 ≈ (∆Z4+E4)
5 5.52 4.92135 10.44135 0.006757 15 0.1013552 10.5427082
6 5.6 4.77163 10.37163 0.006626 15 0.0993972 10.4710297
Dengan cara trial error diperoleh
H5 = 5,51 m (Sta. 00+057)
E. HMA 6 (Sta. 00+072,60)
Diketahui :
∆Z =0,312 m
∆x = 15,6 m
E5 = 10,45054 m
{ }255 )1,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
45
Karakteristik Penampang 5
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =
m m m2 m m
5 7 0.2 5.51 41.60601 18.1302 2.294846
Karakteristik Penampang 6
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++=PAR =
m m m2 m m
6 7 0.2 H6 ( ) 661.07 HH ×+ 66 02.17 HH ++ 66
66
02.17)1.07(
HHHH
++×+
Persamaan energi titik 5-6
∆Z +E5 = E6 + hf6
{ } 6266
2
6 )1,07()81,92(631,4094505,10312,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 6266
6 )1,07(373,8552763,10 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.12 Perhitungan trial error H6
No H6
E6 Sf 6 ∆x hf 6 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 5.2 5.59299 10.79299 0.007796 15.6 0.1216244 10.9146173
2 5.3 5.36964 10.66964 0.007598 15.6 0.1185364 10.7881736
3 5.31 5.34801 10.65801 0.007579 15.6 0.1182337 10.7762447
4 5.32 5.32651 10.64651 0.007560 15.6 0.1179321 10.7644421 ≈ (∆Z5+E5)
5 5.33 5.30513 10.63513 0.007540 15.6 0.1176316 10.7527647
6 5.34 5.28388 10.62388 0.007521 15.6 0.1173322 10.7412115
Dengan cara trial error diperoleh
H6 = 5,32 m (Sta. 00+072,60)
{ }266 )1,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
46
F. HMA 7 (Sta. 00+084,6)
Diketahui :
∆Z =0,8328 m
∆x = 12 m
E6 = 10,64651 m
Karakteristik Penampang 6
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++= PAR =
m m m2 m m 6 7 0.2 5.32 40.07024 17.7464 2.257936
Karakteristik Penampang 7
` B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++= PAR =
m m m2 m m
7 7 1 H7 ( ) 775.07 HH ×+ 77 41.17 HH ++ 77
77
41.17)5.07(
HHHH
++×+
Persamaan energi titik 6-7
∆Z +E6 = E7 + hf7
{ } 7277
2
7 )5,07()81,92(631,40964651,108328,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 7277
7 )5,07(373,8552479,11 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.13 Perhitungan trial error H7
No H7
E7 Sf ∆x hf 7 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 3.75 7.72125 11.47125 0.010012 12 0.12014 11.5913 2 3.76 7.67158 11.43158 0.009972 12 0.11965 11.5512 3 3.77 7.62235 11.39235 0.009931 12 0.11917 11.5115 4 3.78 7.57355 11.35355 0.009892 12 0.11869 11.4722 ≈ (∆Z6+E6) 5 3.79 7.52517 11.31517 0.009852 12 0.11822 11.4333 6 3.8 7.47721 11.27721 0.009812 12 0.11774 11.3949
{ }277 )1,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
47
Dengan cara trial error diperoleh :
H7 = 3,78 m (Sta. 00+084,6)
G. HMA 8 (Sta. 0+091,72)
Diketahui :
∆Z =0,4941 m
∆x = 7,12 m
E7 = 11,3536 m
Karakteristik Penampang 7
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++= PAR =
m m m2 m m
7 7 1 3.78 33.6042 16.1098 2.085948
Karakteristik Penampang 8
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++= PAR =
m m m2 m m
8 7 1 H8 ( ) 885.07 HH ×+ 88 41.17 HH ++ 88
88
41.17)5.07(
HHHH
++×+
Persamaan energi titik 7-8 :
∆Z +E7 = E8 + hf8
{ } 8288
2
8 )5,07()81,92(631,4093536,114941,0 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 8288
8 )5,07(373,8552848,11 hf
HHH +
×++=
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
48
Tabel 6.14 Perhitungan trial error H8
No H8
E8 Sf 8 ∆x hf 8 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 3.66 8.18848 11.84848 0.013221 7.12 0.0941313 11.9426069
2 3.67 8.13470 11.80470 0.013163 7.12 0.0937178 11.8984151
3 3.68 8.08140 11.76140 0.013105 7.12 0.0933065 11.8547040 ≈ (∆Z7+E7)
4 3.69 8.02857 11.71857 0.013047 7.12 0.0928975 11.8114680
5 3.7 7.97621 11.67621 0.012990 7.12 0.0924907 11.7687019
6 3.71 7.92431 11.63431 0.012933 7.12 0.0920861 11.7264002
Dengan cara trial error diperoleh
H8 = 3,68 m (Sta. 00+091,72)
H. HMA 9 (Sta. 00+0108,16)
Diketahui :
∆Z =1,141 m
∆x = 16,44 m
E8 = 11,7614 m
Karakteristik Penampang 8
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++= PAR =
m m m2 m m
8 7 1 3.68 32.5312 15.8688 2.05001
Karakteristik Penampang 9
Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++=PAR =
m m m2 m m
9 11 1 H9 ( ) 995.07 HH ×+ 99 41.17 HH ++ 99
99
41.17)5.07(
HHHH
++×+
{ }288 )5,07(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
49
Persamaan energi titik 8-9
∆Z +E8 = E9 + hf9
{ } 9299
2
9 )5,011()81,92(631,4097614,11141,1 hf
HHH +
×+××+=+
{ } 9299
9 )5,011(373,85529024,12 hf
HHH +
×++=
Tabel 6.15 Perhitungan trial error H9
No H9
E9 Sf 9 ∆x hf 9 E+hf Ket
1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8
1 2.35 10.44751 12.79751 0.017367 16.44 0.2855103 13.0830244
2 2.36 10.35066 12.71066 0.017257 16.44 0.2837123 12.9943725
3 2.37 10.25508 12.62508 0.017149 16.44 0.2819292 12.9070050 ≈ (∆Z8+E8)
4 2.38 10.16074 12.54074 0.017041 16.44 0.2801609 12.8209002
5 2.39 10.06763 12.45763 0.016935 16.44 0.2784071 12.7360365
6 2.4 9.97573 12.37573 0.016829 16.44 0.2766677 12.6523932
Dengan cara trial error diperoleh
H9 = 2,37 m (Sta. 00+108.16)
6.4.4 Kontrol Sifat Aliran Sepanjang Diversion Channel
Rumus:
V = 1HB
Qd
×
Fr = Hg
V×
Keterangan :
a. Aliran diam Fr = 0.
b. Aliran sub kritis (mengalir) Fr < 1.
{ }299 )5,011(
373,8552HH ×+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
50
c. Aliran kritis Fr = 1.
d. Aliran superkritis (meluncur) Fr > 1.
Tabel 6.16 Sifat aliran sepanjang diversion channel
Sta Qd
Dimensi Hidrolis
V (9.81*H)^0.
5 Fr Sifat
aliran Ket B H A m3/dtk m m m2 m/dtk
Sta.00+00 409.631
20 7.8
156.0 2.626 8.747456773
0.300 Sub Kritis segmen sebelum
mercu Sta.00+010
409.631
13
4.66 60.6 6.762 6.76125728
1.000 Kritis
Sta.00+016 409.631 9
5.83 52.5 7.807 7.562559091
1.032 Superkritis
segmen setelah mercu
Sta.00+020.5 409.631 7 6.7 46.9 8.734 8.107219005
1.077 Superkritis
Sta.00+027 409.631 7
6.19 43.3 9.454 7.792554138
1.213 Superkritis
Sta.00+042 409.631 7
5.76 40.3
10.159 7.517020686
1.352 Superkritis
Sta.00+057 409.631 7
5.51 38.6
10.620 7.352081338
1.445 Superkritis
Sta.00+072.6 409.631 7
5.32 37.2
11.000 7.224209299
1.523 Superkritis
Sta.00+084.6 409.631 7
3.78 26.5
15.481 6.089482737
2.542 Superkritis
Sta.00+091.72
409.631 7
3.68 25.8
15.902 6.008394128
2.647 Superkritis
Sta.00+108.16
409.631
11
2.37 26.1
15.713 4.821794272
3.259 Superkritis
6.5 PERHITUNGAN TOP OF WALL DIVERSION CHANNEL
6.5.1 Rekapitulasi Perhitungan Muka Air, Sloope, dan Lantai
Tabel 6.17 Rekapitulasi perhitungan ma
No STASIUN HMA Elev. Lantai
Sloope Ket m m
1 2 3 4 5 6 1 Sta.00+00 7.800 653.200 Mulut Upstream 0.014 2 Sta.00+010 4.660 654.000 Mercu Control Strukture 0.2 3 Sta.00+016 5.830 653.000 0.02 4 Sta.00+020.5 6.700 652.910 0.02
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
51
5 Sta.00+027 6.190 652.780 0.02
6 Sta.00+042 5.760 652.480
0.02 7 Sta.00+057 5.510 652.180
0.02 8 Sta.00+072.6 5.320 651.868 0.0694 9 Sta.00+084.6 3.780 651.035 0.0694
10 Sta.00+091.72 3.680 650.541 0.0694
11 Sta.00+108.16 2.370 649.400 Mulut Downstream
6.5.2 Perhitungan Tinggi dan Elevasi Top of Wall (Dinding)
Tinggi dinding diversion channel harus mampu menampung Qd dengan tinggi
MA tertentu dan tanpa melimpas ke daerah konstruksi.
Elev. top of wall diversion = elevasi muka air + tinggi jagaan
= Elv. MA + w
Segmen diversion yang perlu di perhatikan adalah pada Sta.00+00-Sta.00+016.
Dinding diversion pada segmen ini selain harus ditambah tinggi jagaan juga harus
memperhatikan elevasi MA di cofferdam di Axist of cofferdam (Sta.00+016 pada
diversion), dimana MA di cofferdam (Sta.00+016 diversion) = MA di Sta.00+00.
Mengingat panjang diversion cukup panjang, dimana tinggi muka air berbeda-
beda dan dengan memperhatikan letak konstruksi cofferdamnya, maka untuk
mempermudah pelaksanaan pekerjaan di lapangan serta mempermudah perhitungan
stabilitas konstruksi, Top of Wall diversion dibagi dalam 5 tipe yang ditampilkan
dalam tabel berikut:
Tabel 6.18 Tipe diversion channel (top of wall)
Tipe Sta Hma Tetinggi w H top of Wall Elevasi MA Elev Top of Wall
m m m m m I 00+000 s/d 00+020.5 7.800 0.5 8.300 661.000 661.500II 00+020.5-00+027 6.700 0.6 7.300 659.610 660.210III 00+027-00+072.6 6.190 0.6 6.800 658.970 659.570IV 00+072.6-91.72 5.320 0.6 5.920 657.188 657.788V 00+091.72-00+108.16 3.680 0.6 4.280 654.221 654.821
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
52
Sta.
00+0
00St
a.00
+010
Sta.
00+0
27St
a.00
+042
Sta.
00+0
57St
a.00
+072
.6St
a.00
+084
.6St
a.00
+091
.72
Sta.
00+1
08.1
6St
a.00
+016
Sta.
00+0
20.5
2%
6 .94
%
+ 65
3.2
ABC
12
34
56
78
9
1:5
+ 65
4+
653
+ 65
2.91
+ 65
2.78
+ 65
2.48
+ 65
2.18
+ 65
1.86
8+
651.
035
+ 65
0.54
1
+ 64
9.40
+ 66
1.50
+ 66
0.21
+ 65
9.57
+ 65
7.79
A.
+ 65
4.82
+ 65
3.68
1.4%To
p of
Wal
l Div
ersi
on
Catatan :
Elevasi top of wall pada Sta.00+000-Sta.00+016 tergantung pada elevasi MA di
cofferdam terutama bila cofferdam di desain boleh mengalami limpasan.
Gam
bar 6
.24.
Ele
v. M
A da
n El
ev. R
enca
na T
op o
f Wal
l D
iver
sion
C
hann
el
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
53
6.6 PERENCANAAN COFFERDAM
6.6.1 Tinjauan Umum
Cofferdam berfungsi melindungi daerah/area pelaksanaan pekerjaan bendung dari
pengaruh aliran air. Aliran air tersebut dapat berupa debit sungai atau limpasan dan
lain-lain. Cofferdam biasanya direncanakan tidak mengalami over topping, tetapi
dalam hal tertentu dapat juga direncanakan untuk sesekali mengalami over topping.
Cofferdam untuk pelaksanaan Bendung Gerak PLTA Tulis direncanakan tipe
timbunan batu yang sesekali mengalami over topping (cofferdam limpas) dengan tinggi
limpasan tertentu. Pemilihan cofferdam ini didukung oleh beberapa faktor dimana
factor-faktor tesebut lebih menguntungkan untuk mendukung rencanan pelaksanaan
bendungnya. Oleh karena cofferdam boleh mengalami limpasan, maka dimensi stone
covering dan lain-lain perlu dikontrol terhadap kecepatan limpasan dan kemungkinan
adanya genangan yang akan memudahkan batu-batu tersebut bergeser dari tempat
kedudukan semula.
6.6.2 Permasalahan
Dari data instansi pemerintah dan masyarakat sekitar didapatkan informasi bahwa
debit yang lebih besar dari debit design diversion channel (Q10) akan sering terjadi dan
bahkan dimungkinkan terjadi debit yang lebih besar lagi selama pelaksanaan bendung.
Permasalahan yang timbul adalah dengan perencanaan cofferdam (cofferdam
upstream) yang mampu mengatasi debit lebih besar akan mahal dan design cofferdam
yang betul-betul tahan terhadap limpasan pasti juga akan mahal padahal fungsi
konstruksi ini hanya sementara. Tetapi bila dengan perencanaan cofferdam timbunan
batu zonal biasa yang relative murah pasti akan hancur bila terjadi limpasan.
Selain permasalahan utama di atas, yang tidak boleh dilupakan adalah adanya
konstruksi jalan existing disisi cofferdam yang masih difungsikan sebelum jalan
relokasi selesai dilaksanakan. Bila cofferdam upstream yang dipilih tidak boleh
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
54
mengalami limpasan, maka elevasi ma dengan Q > Qd akan lebih tinggi sehingga
dikhawatirkan elevasi mercunya akan melebihi elevasi jalan existing di axist of
cofferdam. Bila dipaksakan menggunakan cofferdam tanpa melimpas maka diperlukan
tambahan pekerjaan lain terkait dengan adanya konstruksi jalan existing ini agar air
bisa di bendung dan tidak masuk ke area konstruksi, misalnya dengan peninggian jalan
existing. Padahal jalan existing ini nantinya juga akan direlokasi seperti yang telah
dijelaskan dalam Bab V. Hal ini bila dilihat dari segi biaya sangat tidak ekonomis.
Berdasarkan permasalahan dan analisa diatas, cofferdam (cofferdam upstream)
yang akan direncanakan untuk pelaksanaan Bendung Gerak Tulis direncanakan boleh
mengalami sesekali limpasan dan dengan perencanaaan yang seefisien mungkin.
Sementara untuk analisa perencanaannya cofferdam downstream yang perlu
diperhatikan hanya fenomena backwater (air masuk area konstruksi dari arah
downstream).
Untuk mempermudah pemecahan permasalahan masalah maka perlu di ketahui
terlebih dahulu hal-hal sebagai berikut :
▪ Potensi dan batasan material setempat.
▪ Data pelaksanaan konstruksi.
▪ Batasan lain.
▪ Alternatif pemilihan yang mungkin.
6.6.2.1 Potensi dan Batasan Material Setempat
Dari informasi masyarakat dan pelaksana pekerjaan Bendung Gerak Tulis, di
ketahui bahwa di lokasi konstruksi banyak sekali terdapat batu gunung, tetapi sedikit
material clay, dan tidak ada pasir yang baik untuk konstruksi. Bila pengambilan dan
pengangkutan stock material timbunan cofferdam di luar/tidak di sekitar Kali Tulis hal
ini dapat menyulitkan saat pengiriman ke lokasi pekerjaan mengingat tingkat kesulitan
dalam pencapaian daerah konstruksi bendung cukup tinggi. Dengan demikian material
yang dapat diharapkan untuk dapat dipakai sebagai konstruksi adalah batu gunung..
6.6.2.2 Data Pelaksanaan Konstruksi
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
55
Cofferdam di rencanakan boleh sesekali mengalami over topping (melimpas) dan
direncanakan Qdlimpas > Qd.
Data perencanaan :
Qd = Q10 = 409,631 m3/dtk
QdLimpas = Q50 = 462,627 m3/dtk
6.6.2.3 Batasan Lain
Dari analisa sebelumnya diketahui :
Waktu pelaksanaan tidak boleh mundur panjang karena akan terkait dengan
pekerjaan lain
Di sisi axist of cofferdam terdapat jalan existing yang belum boleh dibongkar
sebelum jalan relokasi selesai dilaksanakan.
Di hulu axist of upstream cofferdam terdapat inlet drain (saluran kecil) yang
merupakan anak Kali Tulis
Q inlet drain = 60,939 m3/dtk
6.6.2.4 Alternatif Pemilihan Cofferdam
a. Cofferdam dengan urugan timbunan batu
Alternatif ini sangat mungkin dilaksanakan mengingat material batu yang
tersedia dilapangan cukup banyak, keuntungan lain adalah konstruksi tidak rumit
dan relatif murah. Tetapi oleh karena cofferdam direncanakan sesekali boleh
mengalami over topping (melimpas), maka perlu dikontrol diameter batu pada
cofferdam yang diijinkan sehingga batu tersebut tidak akan larut/terlarut oleh
limpasan.
b. Cofferdam dari Concrete
Alternatif konstruksi ini sangat mungkin tahan terhadap limpasan, tetapi ada
beberapa pertimbangan yang harus dipertimbangkan antara lain :
konstruksi mahal;
pembongkaran sulit;
harus mendatangkan pasir dari luar daerah;
pelaksanaan relatif lama.
Berdasarkan hal-hal diatas maka alternatif ini tidak direkomendasikan.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
56
c. Gabungan/modifikasi (urugan batu dan concrete)
Type gabungan/modifikasi ini adalah cofferdam dengan urugan batu dan
concrete serta jaring-jaring dari baja tulangan. Cofferdam type ini paling sesuai
untuk dilaksanakan bila cofferdam didesain boleh mengalami sesekali over
topping (melimpas). Limpasan yang terjadi dapat melarutkan batuan terutama
dibagian hilir dan puncak cofferdam sehingga bagian-bagiann tersebut perlu
diperkuat dengan lapisan concrete dan jaring-jaring dari baja tulangan .
6.7 PEMILIHAN TIPE COFFERDAM
Pada hakekatnya cofferdam dengan timbunan material merupakan salah satu jenis
bendungan urugan. Perencanaan konstruksi cofferdam secara umum menggunakan
metode perencanaan bendungan urugan untuk membantu dalam perencanaan dengan
memperhatikan aspek lain, seperti: diversion channel, kemudahan pelaksanaan, dan
kontur penampang sungai.
6.7.1 Tipe cofferdam Urugan
Ditinjau dari penempatan serta susunan bahan yang membentuk tubuh bendungan
urugan digolongkan dalam 3 type yaitu :
Bendungan urugan homogen: bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari tanah
yang hampir sejenis dan gradasi hampir seragam.
Bendungan urugan zonal/majemuk: timbunan yang membentuk tubuh bendungan
terdiri dari batuan dengan gradasi yang berbeda-beda dalam urutan pelapisan
tertentu.
Bendungan urugan sekat : Bendungan urugan dengan sekat (facing) tidak lulus air
di lereng udik.
Skema dan type dari bendungan urugan dapat di;ihat dalam tabel berikut ini :
Tabel 6.19 Skema dan type dari bendungan urugan
Type Skema Umum Keterangan
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
57
Bendungan
Homogen
m
1Zone Lulus AirZone Kedap Air
Drainase
CL
Apabila 80 % dari seluruh
bahan pembentuk tubuh
bendungan terdiri dari
bahan yang bergradasi
hamper sama.
m1Zone Kedap Air
Zone Lulus Air
Zone Transisi
CL
Apabila nahan pembentuk
tubuh bendungan terdiri
dari bahan yang lulus air,
tetapi dilengkapi tirai
kedap air di udiknya.
m1Zone Lulus Air
Zone Lulus Air
Zone Transisi
Zone Inti Kedap AirCL
Apabila bahan pembentuk
tubuh bendungan terdiri
dari bahan yang lulus air,
tetapi dilengkapi dengan
inti kedap air yang
berkedudukan miring ke
hilir
m1Zone Lulus Air Zone Lulus Air
Drainase
Zone Inti Kedap Air
Zone Transisi
CL Apabila bahan pembentuk
tubuh bendungan terdiri
dari bahan yang lulus air,
tetapi dilengkapi dengan
inti kedap air yang
berkedudukan vertical
Ben
dung
an Z
onal
/ uru
gan
maj
emuk
Ben
dung
an T
irai
B
endu
ngan
Inti
Mir
ing
Ben
dung
anIn
ti T
egak
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
58
Bendungan
Sekat
m1Zone Sekat
Zone Lulus Air
Drainase
CL Apabila bahan pembentuk
tubuh bendungan terdiri
dari bahan yang lulus air,
tetapi dilengkapi dengan
dinding tidak lulus air di
lereng udiknya yang
biasanya terbuat dari
lembaran baja tahan karat,
lembaran beton bertulang,
aspal beton, lembaran
plastik.
Penentuan suatu type bendungan urugan yang paling cocok didasarkan pada
beberapa faktor :
▪ Kualitas serta kwantitas bahan–bahan tubuh bendungan urugan yang terdapat di
daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan.
▪ Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (pengalian, pengolahan,
pengangkutan, penimbunan, dll).
▪ Kondisi lapisan tanah pondasi pada tempat kedudukan calon bendungan.
▪ Kondisi alur sungai.
Hal terpenting dari empat faktor tersebut di atas adalah mengenai hal-hal yang
bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kwalitas serta kwantitas bahan–bahan
tubuh bendungan urugan yang terdapat di daerah sekitar tempat kedudukan calon
bendungan, terutama untuk bahan pada zone kedap air.
Mengingat potensi daerah di sekitar Kali Tulis dan desain cofferdam (boleh
mengalami over topping pada cofferdam upstream) yang telah di sebutkan sebelumnya
maka:
Direncanakan :
Cofferdam Upstream : Zonal inti tegak dengan modifikasi (pengabungan
material urugan dengan beton dan tulangan).
Cofferdam downstream : Zonal inti tegak biasa.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
59
U
+655.00
+655.00
JEMBATAN
K A L I T U L
D 2
C 2
D 1A
XIS
OF
DIV
ERSI
ON
CH
AN
NEL
LSta. 00+0
A XIS OFUPSTREAM C OFFERDAM
M ulut U pstream
Sta. 00+010Sta. 00+016Sta. 00+020.5
Sta. 00+027
+654.00
+653.00AX
IS O
F RE
FERE
NCE
+660
.00
JALA
N E
XIS
TIN
GEl
v. +
661
.80
UPS
TREA
M
6.8 PERENCANAAN COFFERDAM UPSTREAM
Gambar 6.25 Plan view cofferdam upstream
6.8.1 Tinggi Cofferdam Upstream
Diketahui :
Elev. Top of Wall Diversion (Sta.00+016) = + 661,50 m .
HMA cofferdam = HMA di Sta.00+00 diversion = 661,00 m.
Elev. Jalan existing di Axist of Cofferdam = + 661,80 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
60
+ 656.00
+ 652.00
Axis
t of
Cof
ferd
am
1.751
+ 661.00Top of Wall Diversion
Elev.Tanah Asli (NGL)
+ 661.50
m1
m1
21
+ 661.00
+ 651.50
Elev. tanah dasar (NGL) di Axist of Reference Cofferdam = +653,3 m.
Elev. renc. tanah dasar cofferdam di Axist of Ref. Cofferdam = + 651,5 m.
Karena cofferdam upstream ini didesain boleh melimpas, maka tidak
diperlukan tinggi jagaan pada cofferdam upstream.
H = (+ 661,00) – (+ 651,50)
= 9,5 m
Elev mercu = (+ 651,50) + 9,5
= + 661,00 m
Elev mercu lebih rendah 0,8 m dari elevasi jalan existing sehingga tidak
diperlukan pekerjaan tambahan untuk konstruksi jalan existing.
6.8.2. Lebar Mercu Cofferdam Upstream
Lebar mercu cofferdam minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut
B = 3,6 H1/3 – 3,0
B = 3,6 (9,5)1/3 – 3,0
= 4,62 m ....... (diambil B = 5 m)
6.8.3 Kemiringan Cofferdam Upstream
Kemiringan cofferdam ditentukan oleh material yang akan digunakan dengan
memperhatikan situasi, kondisi dan posisi Axist of Dam agar cofferdam (bagian hilir)
tidak mengganggu pekerjaan bendung itu sendiri (memberikan space/ruang cukup).
Direncanakan :
Kemiringan Hulu = 1:2
Kemiringan Hilir = 1:1,75
Dengan perhitungan kemiringan tersebut maka di Axist of reference Cofferdam
didapat :
Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hilir : + 652,0 m
Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hulu : + 655,5 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
61
Gambar 6.26 Lebar mercu dan kemiringan cofferdam
6.8.4 Material Konstruksi
Pada umumnya dalam pembuatan rencana teknis bendungan zonal dibuat
sedemikian rupa sehingga baik ke arah hilir maupun ke arah hulu dari inti kedap air
tersusun berurutan dari bahan-bahan yang permeabilitasnya semakin meningkat.
6.8.4.1. Zone Inti Kedap Air
Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan tanah liat
(clay). Tanah maupun 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 lebih dari
5 %. Hal ini untuk mencegah penurunan yang terlalu besar.
Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal ini
ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi (k) bahan
zone kedap air supaya tidak melebihi nilai 1 x 10-5 cm/det. Hal ini bertujuan untuk
mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Dalam
zone kedap air pada hakekatnya semakin halus butiran suatu bahan maka koefisien
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
62
filtrasinya semaki rendah dan 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..Hasil–hasil penelitian
menunjukkan bahwa apabila suatu bahan dimana butiran halus yang dapat melalui
saringan No.200 lebih rendah dari 7% maka bahan tersebut biasanya lulus air .Apabila
lebih dari 50 % yang dapat melalui saringan tersebut,maka bahan tersebut juga tidak
bisa digunakan untuk bahan kedap air.
Gambar 6.27 Gradasi bahan material cofferdam
Direncanakan :
Lapisan (zone) inti kedap air cofferdam menggunakan :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
63
▪ Bahan/material = clay ( lempung).
▪ K maks = 1 x 10-5 cm/det.
6.8.4.2 Zona Transisi/Filter
Zona-zone timbunan tanah dan zone-zone timbunan batu pada tubuh cofferdam
dipisahkan dengan suatu zone-zone peralihan. Zone peralihan berfungsi mencegah
kemungkinan lepasnya butiran-butiran halus bahan pengisi pada lapisan yang
dilindunginya akibat aliran air. Zone-zone dengan ketebalan tipis biasanya disebut
lapisan filter sedangkan zone yang tebal biasanya disebut zone transisi. Bahan yang
bisa digunakan dalam zone transisi adalah pasir dan kerikil. Bahan-bahan tersebut
supaya mempunyai kekuatan geser dan kemampuan meluluskan air yang memadai.
Penentuan ketebalan lapisan transisi bukan hanya di dasarkan pada perhitungan-
perhitungan teoritis, tetapi juga dipertimbangkan faktor-faktor praktis serta faktor
keamanan lainnya. Sebagai contoh dapat kiranya diikuti uraian sbb:
▪ Apabila diperoleh bahan pasir sungai berbutir hampir seragam dan butirannya
berbentuk bulat dengan koefisien filtrasi K = 1 x 10-2 ~ 1 x 10-3 cm/dtk maka secara
teoritis bahan seperti ini dapat di gunakan sebagai filter dengan ketebalan antara 20
s/d 30 cm saja.
▪ Akan tetapi dengan mempertimbangkan faktor-faktor praktis dan faktor keamanan
baik pada saat penimbunannya, saat exploitasinya, serta faktor besarnya debit
filtrasi yang harus diluluskan, maka dalam pelaksanaannya filter dari bahan
semacam ini dapat mencapai ketebalan antara 2 s/d 3 meter.
Berdasarkan hal tersebut diatas maka untuk lapisan transisi/filter cofferdam
direncanakan :
▪ Bahan/material = sandy clay.
▪ Nilai Kmaks = 1 x 10-3 cm/det.
▪ Tebal zone filter = 0,3 m.
▪ Kemiringan zone filter = 1: 0,25.
▪ Tebal lapisan transisi = 0,75 m.
▪ Kemiringan zone transisi= 1: 0,25.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
64
6.8.4.3 Lapisan Pelindung dan Penyangga
Merupakan lapisan yang berfungsi untuk melindungi dan menyangga muatan
yang bekerja serta berguna untuk mengeringkan air yang berasal dari lapisan kedap
air, air hujan, dan air di sela-sela lapisan yang ada sesudah permukaan air turun.
Material yang digunakan sebagai bahan timbunan lapisan ini merupakan material
batuan kasar dengan gradasi yang cukup baik. Mengingat potensi di sekitar area
konstruksi banyak dijumpai batuan gunung, maka hal ini akan lebih memudahkan
pelaksanaannya. Adapun dalam pemilihan diameter batuan untuk lapisan ini harus
dicek/dikontrol terlebih dahulu agar material batuan tersebut mampu menahan gaya-
gaya yang bekerja.
Untuk lapisan (zone) pelindung dan penyangga cofferdam upstream sebagai
konstruksi sistem dewatering pada pelaksanaan pembangunan Bendung Gerak Tulis
direncanakan :
▪ Bahan/material : Batuan gunung.
6.9. PERHITUNGAN DIMENSI BATUAN COFFERDAM
6.9.1 Perhitungan Dimensi dan Kontrol Batuan di Hilir
Dibagian hilir cofferdam upstream perlu ditinjau dimensi batuannya karena
adanya limpasan. Cofferdam upstream untuk pelaksanaa Bendung Gerak Tulis
direncanakan diperbolehkan sesekali terjadi limpasan dengan debit yang lebih besar
dari debit rencana (Qd) pada perhitungan diversion channel.
A. Perhitungan Tinggi Limpasan
Data perhitungan :
▪ Qd = Q10 = 409,631 m3/dtk (aman)
▪ Q50 = 462,627 m3/dtk (melimpas)
▪ Elev ma = + 661,00 m (FWL)
▪ Elev. Cofferdam Ups = + 661,00 m
▪ Elev. Top of Wall (Sta.00+00-Sta.00+016) = + 661,50 m
▪ L cofferdam = 44,5 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
65
0.21
Mercu Control Strukture+ 654
+ 661.00Cofferdam Upstream1
2
CL
Jalan Existing Lama+ 661.5
▪ B div Channel Sta.00+010 (Mercu Control Strukture) = 13 m
Gambar 6.28 Hubungan konstruksi cofferdam u/s dan diversion channel
Dari gambar diatas, maka debit yang mengalir saat terjadi Q50 = QDL :
Q50 = 462, 627 m3/dtk
= QLewat Cofferdam + QLewat Div. Channel
= Q1 + Q2
Rumus:
Q = 1,704.c.b.H13/2 ........................................................................ (6.5)
(Sodibyo, Teknik Bendungan, hal 322)
Di mana:
c = angka koefisien bentuk penampang (bentuk persegi empat = 0,82)
b = panjang konstruksi (m)
Hi = kedalaman air disebelah hulu ambang (tinggiu limpasan)
a. Melalui Cofferdam
QCofferdam (Q1) = 1,704 C b H13/2
= 1,704 x 0,82 x 44,5 x H13/2
= 62,19 H13/2
b. Melalui Div. Channel
QDiv.Channel (Q2) = 1,704 C b H23/2
= 1,704 x 1 x 13 x H23/2
= 22,15 H23/2
Tabel 6.20 Perhitungan trial error h limpasan No
H1 (limpasan)
Elev MA
H1^(3/2) H2
H2^(3/2) Q1 Q2 Qtot
Ket
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
66
+ 656.00
+ 652
Axis
t of C
offe
rdam 1.75
1
Top of Wall Diversion+ 661.50
0.251
0.251
+ 651.5
+ 661.00+ 659.47
Sta.00+00 Sta.00+010
Sta.00+020.5 Sta.00+027
Sta.00+016
Sta.00+042
21
+ 661.30 + 660.21
Sta.00+018.5
m m m m3/dtk m3/dtk m3/dtk
1 2 3 4 5 (6 )= 62.18
*(3) (7 )= 22.1
*(3) (8)=6+7 9
1 0.00 661.00 0.00000
0 7 18.52025
9 0.00000 409.29773 409.2977
3 ≈ Qd
2 0.20 661.20 0.08944
3 7.20
19.319627 5.56155 426.96376
432.52531
3 0.30 661.30 0.16431
7 7.30
19.723514 10.21722 435.88966
446.10687
4 0.46 661.46 0.31198
7 7.46
20.375498 19.39936 450.29852
469.69788
≈ Q50
5 0.50 661.70 0.35355
3 7.70
21.366633 21.98395 472.20259
494.18654
Dari trial error di atas didapat :
▪ Q1 = 19,39 m3/dtk (limpas cofferdam)
▪ Q2 = 443,175 m3/dtk (lewat diversion)
▪ HmaLimpas di cofferdam = 0,46 m
B. Kapasitas Penampang Diversion terhadap Q50
Perhitungan ini berkaitan dengan tinggi top of wall yang telah direncanakan
apakah masih mampu melewatkan Q50 = QDL tanpa melimpas ke cofferdam (bagian
hilir) dan area pekerjaan bendung. Segmen diversion yang akan ditinjau adalah segmen
dari Sta.00+00-Sta.00+027. Hal ini di karenakan di stasiun tersebut adalah segmen
awal diversion yang berhubungan langsung dengan cofferdam upstream. Jika segmen
ini mampu melewatkan Q50 = QDL maka dengan adanya tinggi jagaan dipastikan
segmen diversion lainnya juga akan mampu melewatkan Q50 = QDL.
Gambar 6.29 Hub limpasan cofferdam dan tinggi Top of Wall
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
67
S ta .0 0 + 0 0 0 S ta .0 0 + 0 1 0 S ta .0 0 + 0 1 6
+ 6 5 3 .2 0A
B C 1
1 :4+ 6 5 4 .0 0
+ 6 5 31 .4 %
Dalam menghitung kemampuan penampang diversion pada saat terjadi Q50, maka
yang perlu diperhatikan adalah kenaikan MA akibat bertambahnya debit yang lewat
dalam diversion.
Diketahui:
▪ Q1 = 19,39 m3/dtk (limpas cofferdam)
▪ Q2 = 443,175 m3/dtk (lewat diversion)
▪ HmaLimpas di cofferdam = 0,46 m
▪ Hma diversion channel saat dilewati Qd:
Sta Hma m
Sta.00+000 7.800Sta.00+010 4.660Sta.00+016 5.830Sta.00+020.5 6.700Sta.00+027 6.190
» Perhitungan
▪ Hma di Sta. 00+00-Sta.00+016
Gambar hubungan Hma pada saat masuk (Sta.00+00) dan saat di mercu control
strukture (Sta.00+010) dapat di lihat dalam gambar 6.27.
Gambar 6.30 Hma di Mercu Control Strukture
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
68
Rumus:
Hcr = 132 H×
H1 = HB – Z
▪ Hma di Sta. 00+016-Sta.00+027
Perhitungan di Sta.00+016-Sta.00+027 menggunakan persamaan energi, dimana
langkah perhitungan telah dijelaskan pada subbab sebelumnya.
Rumus Pers.Energi:
∆Z + EY = EZ + hfZ
ZZ
ZY
Y hfg
VHg
VHZ ++=++∆ )2
()2
(22
Berdasarkan rumus-rumus perhitungan di atas, maka perhitungan dan hasilnya
dapat dilihat dalam tabel-tabel berikut ini :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
69
Tabel 6.21 Hma di mercu control strukture untuk awal perhitungan Hma akibat Q50
Sumber :Hasil Perhitungan
Tabel 6.22 Hasil perhitungan Hma (dengan persamaan energi) saat Q50 = QDL
Sta Hma m
Sta.00+000 8.26 Sta.00+010 4.97 Sta.00+016 6.20 Sta.00+020.5 7.25 Sta.00+027 6.60
Sumber: Hasil Perhitungan
Kondisi HL Q1 Q2 Elv.MA Cofferdam =
Elv.MA Sta.00+00 Elv. Dasar Sta.00+00
H MA di Sta.00+00
Elv. dasar Mercu
(Sta.00+010) H1
H MA di mercu
(Hcr) Elv. MA
Sta 00+010 Elv
Top of Wall Ket
1 2 3 4 5 (6)=4-5 7 (8)=4-7 (9)=(2/3)*8 (10)=7+9 11 12 m m3/dtk m3/dtk m m m m m m m m
Tidak Melimpas (Qd = 409,631 m3/dtk) 0 0.00 409.29773 661.00 653.2 7.8 654 7 4.667 658.67 661.500
Div. Mampu
Melimpas (Q50 = 462,627 m3/dtk 0.46 19.40 450.29852 661.46 653.2 8.26 654 7.46 4.973 658.97 Menampung
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
70
Tabel 6.23 Perhitungan kemampuan diversion saat Qd da Q50
Sta Jarak Elv. dasar Sta H MA Qd H MA QL H dinding Elv MA (Qd) Elv MA (Q50) Elv. Top of Wall Ket m m m m m m m m
Sta.00+000 0 653.2 7.800 8.26 8.30 661.000 661.46 661.50 Mampu Menampung
Sta.00+010 10 654 4.660 4.973 7.50 658.660 658.97 661.50 Mampu Menampung
Sta.00+016 16 653 5.830 6.20 8.50 658.830 659.20 661.50 Mampu Menampung
Sta.00+020.5 20.5 652.91 6.700 7.25 7.30 659.610 660.16 660.21 Mampu Menampung
Sta.00+027 27 652.78 6.190 6.60 6.79 658.970 659.38 659.57 Mampu Menampung Sumber: Hasil Perhitungan
Kemampuan H Top of Wall Terhadap Kenaikan H MA
657.0
658.0
659.0
660.0
661.0
662.0
0 10 16 20.5 27Stasiun
Elev
.MA
(m)
Hma (QD)
Hma (Q50=QDL)
H Top of Wall
Gambar 6.31 Digram kemampuan H Top of Wall terhadap kenaikan Hma dalam kondisi
Qd dan Q50
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
71
+ 661.50
+ 661.00
+ 652.00
+ 658.00
+ 655.00
B. Dimensi dan Kontrol Batuan di Hilir
Gambar 6.32 Limpasan pada cofferdam
» Perhitungan:
Diketahui:
Q1 = 19,39 m3/dtk
= 20 m3/dtk (limpas cofferdam)
▪ Titik A ( ZA = 9,5 m)
VA = ( ))5,0(2 HZg A −
= )46,05,05,9(81,92 ×−××
= 13,48 m/dtk
hA = 5,4448,13
20×
= 0,034 m
▪ Titik B (ZB = 6,5 m)
VB = ( ))5,0(2 HZg B −
= )46,05,05,6(81,92 ×−××
= 11,09 m/dtk
hB = 5,4409,11
20×
= 0,041 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
72
▪ Titik C
VC = ( ))5,0(2 HZg C −
= )46,05,05,3(81,92 ×−××
= 8,01 m/dtk
hC = 5,4401,8
20×
= 0,056 m
» Perencanan diameter batuan
Direncanakan:
D = 0,2 m
Wρ 3/0,1 mt=
Sρ3/1,2 mt=
∆w
WS
ρρρ −
=
= 1
11,2 −
= 1,1
» Kontrol Diameter Batuan
▪ Dititk A : + 652 m ; h A = 0,034 m; VA=13,48 m/dtk
1. DhgDcrV 6log0,1*∆=
2,0034,06log0,1*2,081,965,1 ×
××=
= 1,8 x log 1,02
= 0,0155 m/dtk < 13,48 m/dtk ............................ (tidak stabil)
2 Metode Isbash (1935)
gDcrV ∆= 22,1
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
73
= 2,081,965,122,1 ×××
= 3,053 m/dtk < 13,48 m/dtk ................................. (tidak stabil)
3. Metode Goucharov
gDD
hcrV ∆= *8,8log75,0
2,081,965,1*2,0
034,08,8log75,0 ×××
=
= 0,236 m/dtk < 13,48 m/dtk ................................ (tidak stabil)
▪ Dititk B = + 655,1 m ; h B =0,041 m; VB = 11,09 m/dtk
1. DhgDcrV 6log0,1*∆=
2,0041,06log0,1*2,081,965.1 ×
××=
= 1,8 x log 1,23
= 0,162 m/dtk < 11,09 m/dtk ............................. (tidak stabil)
2 Metode Isbash (1935)
gDcrV ∆= 22,1
= 2,081,965,122,1 ×××
= 3,053 m/dtk < 11,09 m/dtk ........................... (tidak stabil)
3. Metode Goucharov
gDD
hcrV ∆= *8,8log75,0
2,081,965,1
2,0041,08,8log75,0 ×××
×=
= 0,346 m/dtk < 11,09 m/dtk .......................... (tidak stabil)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
74
▪ Dititk C = + 658,2 m ; h C = 0,056 m ; VC = 8,01 m/dtk
1. DhgDcrV 6log0,1*∆=
2,0056,06log0,1*2,081,965.1 ×
××=
= 1,8 x log 1,68
= 0,41 m/dtk < 8,01 m/dtk ................................... (tidak stabil)
2 Metode Isbash (1935)
gDcrV ∆= 22,1
= 2,081,965,122,1 ×××
= 3,053 m/dtk < 8,01 m/dtk ................................... (tidak stabil)
3. Metode Goucharov
gDD
hcrV ∆= *8,8log75,0
2,081,965,12,0056,08,8log75,0 ×××
×=
= 0,528 m/dtk < 8,01 m/dtk ................................... (tidak stabil)
Kesimpulan :
▪ Bila menggunakan QDL = Q50 maka akan terjadi limpasan di cofferdam upstream
sebesar Q1 = 19,39 m3/dtk setinggi 0,46 m.
▪ Dari hasil perhitungan stabilitas batuan cofferdam upstream terhadap debit limpasan
dengan D = 0,2 m di hilir (pada posisi A,B,C) akan terlarut/bergerak, karena itu perlu
diberi penguat (concrete dan tulangan) di bagian hilir dan mercu bendung.
6.9.3 Perhitungan Dimensi dan Kontrol Batuan Di Hulu
Dibagian hulu cofferdam upstream telah diketahui ada inlet drain yang
merupakan anak Kali Tulis dimana arah alirannya diperkirakan akan menghantam
cofferdam. Bila cofferdam upstream dalam keadaan menahan debit rencana dengan
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
75
+ 658.8
+ 657
+ 656
+655.00
+660.00
JEMBATAN
K A L I T U L I S+654.00
+653.00
AX
IS O
F RE
FERE
NCE
CO
FFER
DA
M
JALAN ASPAL LAMA
JALAN RELOKASI
+ 657.00
+658.00
+659.00
+ 656.00
A
B
tinggi ma tetentu, maka dikhawatirkan akan terjadi olakan (turbulence) akibat adanya
petemuan aliran Kali Tulis dengan inlet drain. Efek olakannya bisa menyebabkan
bergesernya material batuan di hulu cofferdam upstream.
Gambar 6.33 Detail situasi dan kontur di inlet drain
Gambar 6.34 Pot. A-B
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
76
Gambar 6.35 Box coffer pada jembatan
A. Perhitungan Tinggi dan Kecepatan Aliran Inlet Drain
» Diketahui:
Qas = 60,939 m3/dtk (debit inlet drain/anak Kungai Tulis)
S = 60
6568,658 −
= 0,0467
n = 0,012 (angka kekasaran manning saluran)
» Perhitungan:
A1 = 2,5 x h
P1 = 2,5 + 2h
R1 = 1
1
PA
= h
h25,2
5,2+×
V1 = 2/13/21
1 IRn
××
= 2/13/21 0467,0
012,01
×× R
= 18,01R2/3
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
77
Cofferam Upstream
Div
ersio
n
Kali T
ulis
Inlet DrainTerjadi olakan/turbelence
Q1 = V1 x A1
Qtot = 4 x Q1
Tabel 6.24 Perhitungan trial error hma dan V di inlet drain
No h b P A R^(2/3) V Q1 Qtot Ket m m m m2 m m/dtk m3/dtk m3/dtk
1 0.3 2.5 3.1 0.75 0.388269 6.99273 5.244547 20.97819 2 0.4 2.5 3.3 1 0.451153 8.125269 8.125269 32.50108 3 0.5 2.5 3.5 1.25 0.503378 9.065846 11.33231 45.32923 4 0.6 2.5 3.7 1.5 0.547763 9.865219 14.79783 59.19131 5 0.61 2.5 3.72 1.525 0.551846 9.938747 15.15659 60.62636 ≈ Q as 6 0.62 2.5 3.74 1.55 0.55587 10.01122 15.51739 62.06958
Dari tabel trial error diatas didapat :
▪ h = 0,61 m
▪ V = 9,939 m/dtk
B. Kontrol Stabilitas Batuan Terhadap Turbulence Effect
Turbulence effect (olakan) terjadi karena adanya pertemuan aliran air dengan
kecepatan tertentu dari Kali Tulis dan dari inlet drain di upstream cofferdam yang
dapat menggeser posisi batuan di hulu cofferdam dari kedudukan semula.
Gambar 6.36 Skets pertemuan dua aliran
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
78
+ 656
+ 661.00
QL= 60.939 m3/dtk Terjadi olakan/turbelenceQd
B = 12 m
Gambar 6.37 Terjadinya olakan/turbulence
Diketahui:
▪ h1 = 0,61 m
▪ Q1 = 60,939 m3/dtk
▪ h2 = 5 m
▪ b Inlet drain (jembatan) = 12 m
▪ α = 0,7 (turbulence effect coeffisiennt)
» Kecepatan Izin
512939,60
1×
=V
= 1,02 m/dtk
Diameter batu dicoba = 0,3 m
» Kontrol Diameter Batuan
1.DhgDcrV 6log0,1*∆=
3,056log0,1*3,081,965.1 ×
××=
= 2,2 x log 100
= 4,4 m/dtk
Turbulence effect
crV = 4,4 x α (turbulence effect)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
79
= 4,4 x 0,7
= 3,08 m/dtk > 1,02 m/dtk ........................................ (stabil)
2. Metode Isbash (1935)
gDcrV ∆= 22,1
= 3,081,965,122,1 ×××
= 3,74 m/dtk
Turbulence effect
crV = 3,74 x α
= 3,74 x 0,7
= 2,62 m/dtk > 1,02 m/dtk ........................................ (stabil)
3. Metode Goucharov
gDD
hcrV ∆= *8,8log75,0
3,081,965,13,0
58,8log75,0 ××××
=
= 3,58 m/dtk
Turbulence effect
crV = 3,58 x α
= 3,505 x 0,7
= 2,51 m/dtk > 1,02 m/dtk ......................................... (stabil)
Kesimpulan :
Cofferdam pada bagian hulu menggunakan material batu Dmin = 0,3 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
80
+ 656
+ 652
Axis
t of C
offe
rdam
1.751
+ 661.00
Elev.Tanah Asli (NGL)
+ 661.00
KETERANGANA = Lapisan Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.3 m)B = Lapisan Filter (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)D = Lapisan Transisi (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)C = Lapisan Inti Kedap Air (Clay,K maks = 1 x 10^-5 cm/dtk)E = Lapisan Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.2 m)
0.251
0.251
21
AB
C
DE Lap. Beton
Tulangan Baja
+ 656
+ 652+ 651.5
Gambar 6.38 Detail Cofferdam Upstream dan material penyusunnya
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
81
m1
m1
m1
m1
G a ris D e p re s i M o d ifik a s i
6.10 ANALISA STABILITAS COFFERDAM UPSTREAM
6.10.1 Stabilitas Cofferdam Terhadap Aliran Filtrasi
A. Formasi Garis Depresi Tubuh Cofferdam Tanpa Drainase Kaki
Gambar 6.39 Skema garis depresi
» Garis depresi untuk Zone Inti Kedap Air (Core)
Diketahui :
h = 9,50 m (kondisi FSL)
l1 = 2,374 m
l2 = 7,525 m
α = 75,97º
d = 21.3,0 ll + = 8,237 m
ddhY −+= 220
= 237,8237,85,9 22 −+
= 4,338 m
2yo = 2,168 m
Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :
200.2 yxyy +=
8,186734,8 += x
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
82
30 60 90 120 150 1800,0
0.1
0.2
0.3
0.4
C =
ξa/
(a+ ξ
a)
60<ξ>180
ξ = sudut bidang singgung
Bid
ang
verti
kal
Dari pers. di atas diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :
x (m) -2.1675 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9y (m) 0.0 4.3 5.2 6.0 6.7 7.3 7.9 8.4 8.9 9.4 9.8
Gambar 6.40 Grafik hubungan antara sudut bidang singgung (α) dengan aa
a∆+
∆
Untuk α = 75,97o berdasarkan grafik pada gambar 6.40 didapat nilai:
C = aa
a∆+
∆ = 0,23
maka :
αcos10
−=∆+
ya a
= 2424,01
338,4−
= 5,726 m
C = aa
a∆+
∆
∆a = 0,23 x 5,726
= 1,317 m
726,5=∆+ aa
a = 5,726 - 1,317
= 4,41 m
600<α<1800
α = sudut bidang singgung
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
83
21
+ 652
1.751
+ 661
+ 651.5
+ 661
+ 656
0.251 0.25
1
Core Garis Depresi Modifikasi
» Garis Depresi Zone Lulus Air
Diketahui :
k1 = 1 x 10-5 cm/dtk (Zone Core)
k2 = 1 x 10-3 cm/dtk (Zone Lulus air)
h2 = 02
1 yKK
×
= 0,04 m
22h = 0,02 m
Persamaan bentuk dasar garis depresi dapat diperoleh dengan persamaan :
y = 2222 hxh +
= 0016,008,0 +x
Dari persamaan di atas dapat diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :
x (m) -0.02 0 2 4 6 8 10 12 14 16y (m) 0.000 0.040 0.402 0.567 0.694 0.801 0.895 0.981 1.059 1.132
Hasil perhitungan formasi garis depresi dapat dilihat pada gambar 6.41
Gambar 6.41 Garis depresi cofferdam
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
84
+ 651.5
+ 661.00
+ 656
0.251 0.25
1
+ 652
+ 655
+ 658
+ 661
+ 652
A
B
C
+ 661
B. Kapasitas Aliran Filtrasi (Seepage)
Kapasitas aliran filtrasi adalah kapasitas rembesan air yang mengalir ke hilir
melewati core (zone inti kedap air) tubuh dan pondasi cofferdam. Kapasitas aliran
filtrasi perlu dihitung untuk persiapan pekerjaan kolam penampungan dan pompa.
Rumus :
Qf = Bq ×∑ ...................................................................................... (6.5) (Suyono Sosrodarsono,Bendungan Type Urugan.Hal 166)
q = Aik ××
i = Lh∆
dimana :
Qf = debit aliran filtrasi (m3/dtk)
q = kapasitas filtrasi per unit panjang tubuh cofferdam (m3/dtk)
B = lebar cofferdam (m)
k = koeffisien filtrasi core (cm/dtk)
i = gradien hidrolis
A = luas pot. Lintang yang di lalui air filtrasi per unit lebar (m2)
Gambar 6.42 Skema perhitungan seepage
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
85
Gambar 6.43 Pot Penampang melintang cofferdam
Diketahui :
k = 1x10-5 cm/dtk
Tabel 6.25 Perhitungan Seepage
Block Elev. MA Elev. Bolck ∆h Panjang Rata2 i Ketebalan Rata2 q B Qf
m m m m m m3/dtk/m m m3/dtk
1 2 (3) = 1 - 2 4 (5)= 3/4 6 (8)=5*6*7 9 (10)=8*9
A 661 655 6 9.25 0.64865 2.75 1.8E-05 35 6.2E-04 B 661 653.3 7.7 9.15 0.84153 2.7 2.3E-05 30 6.8E-04 C 661 652.25 8.75 9.5 0.92105 2.3 2.1E-05 10 2.1E-04
Qf total 1.5E-03
Dari tabel perhitungan di atas didapat debit seepage total Qf = 1,5x10-3 m3/dtk
Syarat :
Qf ≤ 2 % Qinflow
1,5x10-3 ≤ 2 % x 409,631
1,5x10-3 m3/dtk ≤ 8,192 m3/dtk .............................................. (memenuhi)
C. Tinjauan Terhadap Gejala Sufosi (Piping) dan Sembulan (Boiling)
Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir, dimana komponen
vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan
cofferdam, kecepatannya disebut kecepatan kritis. Oleh karena itu, kecepatan aliran
filtrasi dalam tubuh dan pondasi cofferdam perlu di batasi. Secara teoritis dapat
dihitung dengan menggunakan rumus sbb :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
86
γ..1
Fgw
c =
Di mana :
c = kecepatan kritis (m/dtk)
γw = Berat jenis air ( t/m3)
w1 = berat efektif bahan per m3
g = gravitasi = 9,81 m/det²
F = luas permukaan yang menampung aliran filtrasi per m2
Diketahui :
γclay = 1,8 t/m3
γw = 1,0 t/m3
wtot = 1,8 t (tiap m3)
ww = 1,0 t (tiap m3)
wtot = w1-ww
w1 = 1,8 – 1
= 0,8 t (tiap m3)
▪ Kecepatan kritis
Ccr = 11
81,98,0×× = 2,8 m/det
▪ Kecepatan rembesan yang terjadi
ikV .=
= lhk ∆
×
Di mana :
K = koefisien filtrasi = 1 x 10-5 m/det
i = gradien debit rata-rata = 0,804 (dari tabel 6.20)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
87
804,0101 5 ×= −xV
= 8,04 x 10-7 m/det < Ccr ................................................... aman
6.10.2 Stabilitas Lereng Cofferdam Upstream
Keadaan berbahaya yang harus ditinjau di dalam perhitungan stabilitas lereng
cofferdam adalah :
a. Pada Saat Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air)
Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu dan
hilir. Tanah timbunan masih mengandung kadar air pada saat proses pemadatan
timbunan sehingga tekanan air pori besar pengaruhnya terhadap stabilitas cofferdam.
Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat pada tabel (6.30),
(6.31) dan gambar (6.45), (6.46)
b. Pada Saat Air Cofferdam Mencapai Elevasi Penuh
Pada saat cofferdam terisi penuh maka terjadi aliran filtrasi (rembesan) tetap.
Semakin tinggi permukaan air adalah merupakan keadaan yang berbahaya. Dalam
kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau terutama di sebelah hilir.
Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat pada tabel (6.32),
(6.33) dan gambar (6.47), (6.48)
c. Pada Saat Cofferdam Mengalami Penurunan Air Mendadak (Rapid Drawdown)
Pada saat cofferdam terisi penuh maka tekanan air pori sangat besar dan saat
terjadi rapid drawdown, maka tekanan air pori masih tertinggal di dalam lapisan
timbunan dimana kecepatan hilangnya sangat lambat sehingga timbunan masih terisi
air dan dalam keadaan basah maka beratnya menjadi bertambah besar karena tekanan
air ke atas tidak ada lagi. Dalam kondisi ini stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng
sebelah hulu.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
88
}{ 2,1)(
tan)(≥
+∑−−+∑
=TeT
NeUNClFs φ
m1
m1
1 23
45
67
8 9
m1
m1
o
R
Core
Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat tabel (6.34) ,(6.35) dan
gambar (6.49), (6.50)
Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor diatas digunakan persamaan
berikut :
Gambar 6.44 Sketsa perhitungan longsor
Di mana :
Fs = factor keamanan.
C = angka kohesi setiap irisan bidang luncur (t/m2).
L = Panjang lengkung lingkaran (m).
N = Beban komponen vertical dari berat tiap irisan bidang luncur ( t ).
U = Tekanan air pori pada tiap irisan bidang luncur.
T = Beban komponen tangensial dari berat tiap irisan bidang luncur ( t ).
Ne = Komponen vertical beban seismic pada tiap irisan bidang luncur.
Te = Komponen tangensial beban seismic pada tiap irisan bidang luncur.
e = Intensitas seismic horizontal.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
89
Dalam perhitungan analisa stabilitas cofferdam diatas direncanakan memasukkan
beban akibat pengaruh seismic (gempa).
6.10.2.1 Perhitungan Intensitas Seismic Horizontal (e)
Tabel pembagian zone gempa di Indonesia yang digunakan untuk membantu
perhitungan dapat dilihat di bawah ini sedangka peta pembagian wilayah gempa dapat
dilihat dalam Bab II.:
Tabel 6.26 Koefisien Gempa
Zone Koefisien (Z) Keterangan
A
B
C
D
E
F
1,90-2,00
1,60-1,90
1,20-1,60
0,80-1,20
0,40-0,80
0,20-0,40
Banjarnegara
Sumber : DHV Consultant 1991
Tabel 6.27 Percepatan Dasar Gempa
Periode Ulang (tahun) Percepatan dasar gempa (Ac)
(cm/dt²)
10
20
50
100
200
500
1000
5000
10000
98,42
119,62
151,72
181,21
215,81
271,35
322,35
482,80
564,54
Sumber : DHV Consultant 1991
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
90
Tabel 6.28 Faktor Koreksi Tipe Batuan Faktor (V)
Rock Foundation
Diluvium (Rock Fill Dam)
Aluvium
Soft Aluvium
0,9
1,0
1,1
1,2
(Sumber : DHV Consultant 1991)
Dari data pada tabel-tabel di atas, maka dapat ditentukan nilai :
▪ Koefisien gempa z = 0,7
▪ Percepatan dasar gempa Ac = 98,42 cm/dt²
▪ Faktor koreksi V = 1
▪ Percepatan grafitasi g = 980 cm/dt²
Perhitungan nilai e e = gVAcz ..
= 980142,987,0 ××
= 0,07
6.10.2.2 Perhitungan Stabilitas Cofferdam terhadap Longsor
» Data Teknis Cofferdam Upstream
Diketahui:
▪ Tinggi Cofferdam = 9,5 m
▪ Lebar Mercu = 5 m
▪ Kemiringan Hulu = 1 : 2
▪ Kemiringan Hilir = 1 : 1,75
▪ Elevasi MA (FSL) = + 661 m
▪ Tinggi Air = 9,5 m
▪ Formasi Garis Depresi tertera dalam gambar 6.41.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
91
}{ 2,1)(
tan)(≥
+∑−−+∑
=TeT
NeUNClFs φ
Direncanakan:
Spesifikasi material lapisan cofferdam
Tabel 6.29 Data perencanaan teknis material sebagai dasar perhitungan
Zone C (t/m2) Ø Tan Ø γBasah(t/m3)
γSat (t/m3) Intensitas Seismik (E)
Zone Kedap Air/core (clay) 4.00 25 0.46 1.80 2.00 0.07
Zone Lulus Air (Batuan) 0.00 42 0.90 2.00 2.20
» Rumus Perhitungan Stabilitas Lereng Cofferdam:
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
92
1.751
21
1 23
45
67
8 9
+ 661 .00
+ 656.00
+ 651 .50
0 .251
0 .251
o
R =17.09
C ore
+ 652.00
+ 656.00
123
45
67
8
910
11
+ 651.50
o
Core0.25
10.251
1.751
21
R=21.2
+ 661.00
+ 652.00
1. Kondisi Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air/Kosong) ▪ Lereng Hulu
Gambar 6.45 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi baru dibangunn
▪ Lereng Hilir
Gambar 6.46 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi baru dibangunn
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
93
1.751
21
12
34
56 7 8 9
+ 661.001.75
12
1
+ 661.00
0.251
0.251Core
+ 656.00
o
R =17.09
+ 652.00
G aris D epresi
+ 651.50
+ 656.00
123
45
67
8
910
11
+ 651.50
o
Core0.25
10.251
1.751
21
R=21.2
+ 661.00+ 661.00
+ 652.00
Garis Depresi
2. Cofferdam dalam Kondisi Mencapai Elevasi MA Penuh
▪ Lereng Hulu
Gambar 6.47 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh
▪ Lereng Hilir
Gambar 6.48 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
94
1.751
21
1 2 34
56 7
8 9+ 661 .00 1 .75
11
+ 661 .00
0 .251
0 .251C ore
+ 656 .00
o
R =17.09
G aris D epresi
+ 658 .50
+ 651 .50 + 652 .00
1 .7 51
21
1 2 34
56 7
8 9
+ 661 .001 .7 5
12
1
+ 661 .00
0 .2 51
0 .2 51C o re
+ 6 56 .0 0
o
R =17.09
G aris D ep resi
+ 65 7 .00
+ 65 2 .00+ 65 1 .50
3. Cofferdam dalam Kondisi Draw Down Di Hulu ▪ Draw down di Hulu (Elv. MA + 658,50)
Gambar 6.49 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowmi( Elv. MA + 658,50)
▪ Draw down (Elv. MA + 657,00)
Gambar 6.50 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 657,00)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
95
Tabel 6.30 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hulu
Pias B H A γ B W Wtot α e sin α cos α T = W sin
α N = W cos
α Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m
t/m2 t/m
1 2.331 1.85
8
2.17
2.40 5.20 5.20
-13.0
8
0.07
-0.226
3
0.9741 -1.176 5.06 0.35 -0.08 1.858 2.40
0 4.58 0.51
0.00 0.00
2 1.800
1.955
3.52
2.40 8.45 8.45 -6.05 0.0
7
-0.105
4
0.9944 -0.890 8.40 0.59 -0.06 1.955 1.81
2 3.56 4.41
3 1.800
2.764
4.98
2.40
11.94
11.94 0.00 0.0
7 0.000
0 1.000
0 0.000 11.94 0.84 0.00 2.764 1.802 4.98 6.26
4 1.800
3.396
6.11
2.40
14.67
14.67 6.05 0.0
7 0.105
4 0.994
4 1.546 14.59 1.02 0.11 3.396 1.811 6.18 7.47
5 1.800
3.825
6.89
2.40
16.52
16.52
12.16
0.07
0.2106
0.9776 3.481 16.15 1.13 0.24 3.825 1.84
5 7.22 7.82
6 1.800
4.054
7.30
2.40
17.51
17.51
18.42
0.07
0.3160
0.9488 5.534 16.62 1.16 0.39 4.054 1.89
7 8.11 7.31
7
1.137
4.085
4.64
2.40
11.15 17.0
1 24.9
0 0.07
0.4210
0.9070 7.160 15.43 1.08 0.50 4.076 2.00
4 9.01 12.87
4.00
30.75
1.429
3.905
2.79
2.10 5.86
8 1.800
3.393
6.11
2.10
12.83
12.83
31.79
0.07
0.5268
0.8500 6.757 10.90 0.76 0.47 3.393 2.09
9 8.38 0.94
9 3.063
2.795
4.28
2.10 8.99 8.99 41.9
9 0.07
0.6690
0.7433 6.014 6.68 0.47 0.42 2.795 4.14
7 15.59 -4.29
Jumlah 28.43 7.40 19.8
2 43.30 30.75
Fs = 40,743,2830,4375,30
++ =2,06 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
96
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
97
Tabel 6.31 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hilir
Pias B H A γ B W Wtot α E sin α cos α T = W
sin α N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m3 t/m 1
2.750 1.16 1.60 2.20 3.51 4.93 -6.20 0.07 -0.1080 0.9942 -0.533
4.90
0.343
-0.037 0.545
2.738
1.50
3.0969
0.00 0.00
0.74 1.02 1.40 1.42
2 1.800 1.68 3.02 2.20 6.64 8.72 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000
8.72
0.610
0.000
0.822
1.763
1.45
6.5406
0.82 1.48 1.40 2.07 3 1.800 2.54 4.56 2.20 10.04 12.22
4.70 0.07 0.0819 0.9966 1.001
12.18
0.853
0.070
0.864
1.800
1.56
9.4932 0.86 1.56 1.40 2.18
4 1.800 3.54 6.38 2.20 14.03 15.80 9.60 0.07 0.1668 0.9860 2.635
15.58
1.091
0.184
0.704
1.808
1.29
12.6935
0.70 1.27 1.40 1.77 5 1.800 4.22 7.60 2.20 16.72 17.45
14.47 0.07 0.2499 0.9683 4.360
16.90
1.183
0.305
0.577
1.838
1.10
13.9466 0.58 0.52 1.40 0.73
6 1.800 5.10 9.18 2.20 20.20 20.20 19.00 0.07 0.3256 0.9455 6.575 19.10 1.337 0.460 0.000 1.875 0.00 16.7719 7 1.800 5.47 9.85 2.20 21.66 21.66 24.00 0.07 0.4067 0.9135 8.810 19.79 1.385 0.617 0.000 1.913 0.00 17.2546 8 1.800 4.48 8.06 2.20 17.73 18.47
30.00 0.07 0.5000 0.8660 9.233
15.99
1.119
0.646
1.022
2.025
2.39
11.6602 1.025 1.02 0.52 1.40 0.73
9 1.800 3.87 6.97 1.82 12.68 15.51 34.00 0.07 0.5592 0.8290 8.674
12.86
0.900
0.61
1.428
2.175
3.75
3.9127
4.00 36.61
1.43 2.57 1.10 2.83 10 1.800 2.36 4.25 1.82 7.74 10.78
42.00 0.07 0.6691 0.7431 7.216
8.01
0.561
0.505
1.537
2.400
4.96
1.1706 1.54 2.77 1.10 3.04
11 2.400 1.81 2.17 1.82 3.94 5.63 50.40 0.07 0.7705 0.6374 4.334 3.59 0.251 0.303 1.294
3.938 7.99 -2.1676
2.362 1.29 1.53 1.10 1.68
Jumlah 52.307 9.63 94.3732 36.61
FS = 63,9307,52
373,9461,36+
+ = 2,11 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
98
Tabel 6.32 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 658,5)
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin
α N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m
t/m2 t/m
1 2.331
2.36 5.49
1.00 5.49
8.52 -13.08
0.07
-0.2263
0.9741 -1.929 8.30 0.58 -0.14 1.858 2.39
6 4.57 3.48
0.00 0.00
1.858
2.17
1.40 3.03
2 1.800
1.544
2.78
1.00 2.78
7.71 -6.05 0.07
-0.1054
0.9944 -0.812 7.66 0.54 -0.06 1.955 1.81
2 3.56 3.74 1.955
3.52
1.40 4.93
3 1.800
0.800
1.44
1.00 1.44
8.41 0.00 0.07
0.0000
1.0000 0.000 8.41 0.59 0.00 2.764 1.80
2 4.98 3.08 2.764
4.98
1.40 6.97
4
0.450
1.125
0.51
1.00 0.51
9.06 6.05 0.07
0.1054
0.9944 0.955 9.01 0.63 0.07 3.396 1.81
1 6.18 2.49 1.800
3.396
6.11
1.40 8.56
5 1.800
3.825
6.89
1.40 9.64 9.64 12.1
6 0.07
0.2106
0.9776 2.030 9.42 0.66 0.14 3.825 1.84
5 7.22 1.86
6 1.800
4.054
7.30
1.40
10.22
10.22
18.42
0.07
0.3160
0.9488 3.228 9.69 0.68 0.23 4.054 1.89
7 8.11 1.22
7
1.083
4.086
4.43
1.40 6.20
8.87 24.90
0.07
0.4210
0.9070 3.735 8.05 0.56 0.26 3.978 2.00
4 8.79 -0.46
4.00
30.75
1.429
3.406
2.43
1.10 2.68
8 1.800
0.875
1.58
1.82 2.87
7.56 31.79
0.07
0.5268
0.8500 3.982 6.43 0.45 0.28 2.445 2.09
9 6.04 0.05 2.370
4.27
1.10 4.69
9
3.064
1.900
5.82
1.82
10.60 11.2
8 41.99
0.07
0.6690
0.7433 7.545 8.38 0.59 0.53 1.334 4.14
7 7.44 0.19 1.334
0.930
0.62
1.10 0.68
Jumlah 18.74 5.27 15.65 30.7
5
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
99
FS = 27,574,1865,1575,30
++ = 1,93 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
100
Tabel 6.33 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 657)
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin
α N = W cos
α Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m
t/m2 t/m
1 2.331
0.86 2.00
1.00 2.00
5.03 -13.08
0.07
-0.2263
0.9741 -1.139 4.90 0.34 -0.08 1.858 2.39
6 4.57 0.37
0.00 0.00
1.858
2.17
1.40 3.03
2
0.980
0.410
0.20
1.00 0.20
2.88 -6.05 0.07
-0.1054
0.9944 -0.304 2.87 0.20 -0.02 1.955 1.81
2 3.56 -0.61 1.800
1.955
1.92
1.40 2.68
3 1.800
2.764
4.98
1.40 6.97 6.97 0.00 0.0
7 0.0000
1.0000 0.000 6.97 0.49 0.00 2.764 1.80
2 4.98 1.79
4 1.800
3.396
6.11
1.40 8.56 8.56 6.05 0.0
7 0.1054
0.9944 0.902 8.51 0.60 0.06 3.396 1.81
1 6.18 2.04
5 1.800
3.825
6.89
1.40 9.64 9.64 12.1
6 0.07
0.2106
0.9776 2.030 9.42 0.66 0.14 3.825 1.84
5 7.22 1.86
6 1.800
4.054
7.30
1.40
10.22
10.22
18.42
0.07
0.3160
0.9488 3.228 9.69 0.68 0.23 4.054 1.89
7 8.11 1.22
7
1.083
4.086
4.43
1.40 6.20
8.87 24.90
0.07
0.4210
0.9070 3.735 8.05 0.56 0.26 3.978 2.00
4 8.79 -0.46
4.00
30.75
1.429
3.406
2.43
1.10 2.68
8 1.800
0.875
1.58
1.82 2.87
7.56 31.79
0.07
0.5268
0.8500 3.982 6.43 0.45 0.28 2.445 2.09
9 6.04 0.05 2.370
4.27
1.10 4.69
9
3.064
1.900
5.82
1.82
10.60 11.2
8 41.99
0.07
0.6690
0.7433 7.545 8.38 0.59 0.53 1.334 4.14
7 7.44 0.19 1.334
0.930
0.62
1.10 0.68
Jumlah 19.98 4.56 6.44 30.7
5
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
101
FS = 56,498,1944,675,30
++ = 1,51 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
102
+ 656 .00
+ 652 .00
Axis
t of
Cof
ferd
am
1 .751
+ 66 1 .00
0 .2 51
0 .251
21
+ 651 .50
C o re(C lay )
6.10.3 Stabilitas Cofferdam Upstream terhadap Penurunan
Dalam perhitungan terhadap bahaya penurunan, dihitung dalam kondisi yang
paling membahayakan, yaitu pada kondisi baru selesai dibangun karena material
cofferdam masih dalam kondisi jenuh sehingga tekanan air pori besar (gaya vertikal
besar).
Rumus : σterjadi = σ≤∑AV
» Perhitungan
Untuk mempermudah perhitungan cofferdam upstream dan sebagai faktor
keamanan dianggap cofferdam upstream memiliki dimensi yang sama sepanjang
penampang melintang sungai.
Diketahui:
σ = 42 t/m2 (data hasil penyelidikan di lapangan)
γsat clay = 2,1 t/m3 (data teknis material cofferdam)
γsat batuan = 2,4 t/m3 (data teknis material cofferdam)
γbeton = 2,4 t/m3
Bcofferdam = 34,83 m (lebar bagian yang berbahaya (pada axist of reference))
L cofferdam = 44,5 m
Htot = 9,5 m
Hmaterial = 9,1 m
Hbeton = 0,4 m
Gambar 6.51 Material timbunan
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
103
a. Volume Timbunan
▪ Volume Timbunan Clay
B1 = 5 m
B2 = 8,67 m
A = 1,92
67,85×
+
= 62,2 m2
V = 62,2 x 44,5
= 2767,8 m3
▪ Volume Timbunan Batuan
B1 = 9,84 m
B2 = 14,82 m
A = 1,982,14211,984,9
21
××+××
= 112,2 m2
V = 112,2 x 44,5
= 4993,1 m3
b. Volume Beton di atas Mercu
B = 5 m
t = 0,4 m
V1 = B x t x L
= 5 x 0,4 x 44,5
= 89 m3
Gaya vertikal
▪ Timbunan Clay
V = Volume x γsat
= 2767,8 x 2,1
= 4208,316 t
▪ Timbunan Batuan
V = Volume x γsat
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
104
= 4993,1 x 2,4
= 11983,44 t
▪ Material Beton
V = Volume x γbeton
= 89 x 2,4
= 213,6 t
Total gaya vertikal = 4208,316 + 11983,44 +213,6
= 16405,4 t
Tegangan tanah terjadi
σterjadi = σ≤∑AV
= 2/425,4483,34
4,16405 mt≤×
= 10,6 t/m2 2/42 mt≤ ................................................. (aman)
6.11 PERENCANAAN COFFERDAM DOWNSTREAM
Dalam merencanakan cofferdam downstream, prinsipnya hampir sama dengan
perencanaan cofferdam upstream terutama dalam pemilihan material dan type
cofferdam. Perbedaan utama dengan cofferdam upstream adalah pada cofferdam
downstream direncanakan tidak mengalami limpasan sehingga tidak memerlukan
tambahan perkuatan (tulangan dan beton) cukup dengan cofferdam zonal biasa.
Direncanakan:
Type Cofferdam : Cofferdam Inti Zonal Tegak
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
105
++6
+665
.00
+650
.00
+655
.00
+650
.00+6
55. 0
0C 4
D 4
D 5
Mulut D
ownstream
SA X I S O FD O W N S T R E A M C O F F E R D A M
JALA
N A
SPA
L LA
MA
AX
IS O
F R
EFER
ENC
CO
FFER
DA
M D
OW
NST
REA
M
Gambar 6.52 Plan view cofferdam downstream
6.11.1 Tinggi Cofferdam
Diketahui :
▪ Elev. Top of Wall Diversion Sta.00+108,16 = + 652,27 m
▪ Elev. lantai dasar diversion Sta.00+108,16 = + 649,4 m
▪ Elev.MA di Sta.00+108,16 (FWL) = + 651,77 m
▪ Elev. tanah dasar Asli (NGL) di Axist of Reference = +647,3 m
Direncanakan
▪ Tinggi jagaan w = 0,4 m
▪ Elev. tanah dasar cofferdam di Axist of Ref. Cofferdam = + 647,2 m
Elev. mercu cofferdam = (+ 651,77 ) + 0,4
= + 652,27 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
106
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
Axi
st o
f Cof
ferd
am
+ 651.77 (FWL)
+ 656.92+ 654.82
Sta.00+084.6 Sta.00+091.2 Sta.00+108.16
+ 649.4
+ 653.68
Top of Wall Diversion
Mulut Downstream
Elev.Tanah Asli (NGL)
H cofferdam d/s = (+ 652,27) – (+ 646,8)
= 5,47 m
6.11.2 Lebar Mercu Cofferdam
Lebar mercu cofferdam minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai
berikut:
B = 3,6 H1/3 – 3,0
B = 3,6 (5,47)1/3 – 3,0
= 3,34 m ............. (diambil B = 3,5 m)
6.11.3 Kemiringan Cofferdam
Kemiringan cofferdam ditentukan oleh material yang akan digunakan dengan
memperhatikan situasi dan kondisi, Axist of Dam agar cofferdam serta posisi mulut
downstream diversion. Tujuannya agar tidak mengganggu pekerjaan bendung itu
sendiri (memberikan space/ruang cukup) dan aliran back water tidak terjadi.
Direncanakan:
▪ Kemiringan hulu (bagian yang kontak dengan air) = 1:2
▪ Kemiringan hilir = 1:1.75
Dengan kemiringan tersebut maka di Axist of Reference cofferdam didapat :
▪ Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hulu = + 647,2 m
▪ Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hilir = + 648 m
Gambar 6.53 Cofferdam Downstream
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
107
6.11.4 Material Konstruksi
Type Cofferdam = Cofferdam Inti Zonal Tegak
Material Urugan:
» Zonal Kedap Air (Core)
▪ Material : Clay (K maks = 1 x 10-5 cm/det)
» Zona Transisi/filter
▪ Bahan/material = sandy clay
▪ Nilai Kmaks = 1 x 10-3 cm/det
▪ Tebal zone filter = 0,3 m
▪ Kemiringan zone filter = 1: 0,25
▪ Tebal lapisan transisi = 0,75 m
▪ Kemiringan zone transisi = 1: 0,25
» Zone Pelindung
▪ Bahan/material : Batuan gunung
▪ D min = 0,2 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
108
Gambar 6.54 Detail Cofferdam Downstream dan material penyusunnya
+ 647.20
+ 652.27
+ 648+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
Axi
st o
f Cof
ferd
am
Elev.Tanah Asli (NGL)
ED
CB
A
KETERANGANA = Zone Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.2 m)B = Zone Filter (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)D =Zone Transisi (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)C = Zone Inti Kedap Air (Clay,K maks = 1 x 10^-5 cm/dtk)E = Zone Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.2 m)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
109
0.251
0.251
1.751
21
Garis Depresi Modifikasi
6.12 ANALISA STABILITAS COFFERDAM DOWNSTREAM
6.12.1. Stabilitas Cofferdam terhadap Aliran Filtrasi
A. Formasi Garis Depresi Tubuh Cofferdam tanpa Drainase Kaki
Gambar 6.55 Skema garis depresi
» Garis Depresi untuk Zone Inti Kedap Air (Core)
Diketahui :
h = 4,97 m (kondisi FWL)
l1 = 1,242 m
l2 = 4,993 m
α = 75,96º
d = 21.3,0 ll +
= 5,37 m
ddhY −+= 220
= 37,537,597,4 22 −+
= 1,947 m
2yo = 0,9735 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
110
Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :
200.2 yxyy +=
791,3894,3 += x
Dari pers. di atas diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :
x (m) -0.9735 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9y (m) 0.0 1.9 2.8 3.4 3.9 4.4 4.8 5.2 5.6 5.9 6.2
Untuk α = 75,96o berdasarkan grafik pada gambar 6.40 didapat nilai :
C = aa
a∆+
∆ = 0,23
maka :
αcos10
−=∆+
ya a
= 2426,01
947,1−
= 2,582 m
C = aa
a∆+
∆
∆a = 0,23 x 2,58
= 0,6 m
a = 2,582 - 0,6
= 1,982 m
» Garis Depresi Zone Lulus Air
Diketahui :
k1 = 1 x 10-5 cm/dtk (Zone Core)
k2 = 1 x 10-3 cm/dtk (Zone Lulus air)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
111
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
+ 651.77 (FWL)
Garis Depresi Modifikasi
h2 = 02
1 yKK
×
= 0,04 m
22h = 0,02 m
Persamaan bentuk dasar garis depresi dapat diperoleh dengan persamaan :
y = 2222 hxh +
= 0016,008,0 +x
Dari persamaan di atas dapat diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :
x (m) -0.02 0 2 4 6 8 10 12 14 16y (m) 0.000 0.040 0.402 0.567 0.694 0.801 0.895 0.981 1.059 1.132
Hasil perhitungan formasi garis depresi dapat dilihat pada gambar 6.56
Gambar 6.56 Garis depresi cofferdam
B. Kapasitas Aliran Filtrasi (Seepage)
Untuk perhitungan menggunakan metode yang sama pada perhitungan cofferdam
upstream.
Rumus :
Qf = Bq ×∑
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
112
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
+ 651.77 (FWL)
Garis Depresi Modifikasi A
BC
Gambar 6.57 Skema perhitungan seepage
Gambar 6.58 Pot Penampang melintang cofferdam
Diketahui :
k = 1x10-5 cm/dtk
Tabel 6.34 Perhitungan debit seepage
No. Block Elev. MA Elev. Bolck ∆h Panjang Rata2 i Ketebalan Rata2 q B Qf 1 2 (3) = 1 -2 4 (5)= 3/4 6 (7)=k*5*6 8 (9)=7*8
A 651.77 647.757 4.013 5.9 0.68017 1.1 7.5E-06 11.2 8.4E-05B 651.77 647.1 4.67 6.02 0.77575 0.943 7.3E-06 7.6 5.6E-05C 651.77 642.07 9.7 4 2.42500 2.34 5.7E-05 4.7 2.7E-04
Qf total 4.1E-04
Dari tabel perhitungan di atas didapat debit seepage total Qf = 4,1 x10-4 m3/dtk
Syarat :
Qf ≤ 2 % Qinflow
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
113
4,1x10-4 ≤ 2 % x 409,631
4,1x10-4 m3/dtk ≤ 8,192 m3/dtk .............................................. (memenuhi)
C. Tinjauan Terhadap Gejala Sufosi (Piping) dan Sembulan (Boiling)
Rumus :
γ..1
Fgw
c =
Di mana :
c = kecepatan kritis (m/dtk)
γw = Berat jenis air ( t/m3)
w1 = berat efektif bahan per m3
g = gravitasi = 9,81 m/det²
F = luas permukaan yang menampung aliran filtrasi per m2
Diketahui :
γclay = 1,8 t/m3
γw = 1,0 t/m3
wtot = 1,8 t (tiap m3)
ww = 1,0 t (tiap m3)
wtot = w1-ww
w1 = 1,8 – 1
= 0,8 t (tiap m3)
▪ Kecepatan kritis
Ccr = 11
81,98,0×× = 2,8 m/det
▪ Kecepatan rembesan yang terjadi :
ikV .=
= lhk ∆
×
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
114
Di mana :
k = koefisien filtrasi = 1 x 10-5 m/det
i = gradien debit rata-rata = 0,816
816,0101 5 ×= −xV
= 8,1 x 10-7 m/det < Ccr ................................................... Aman
6.12.2 Stabilitas Lereng Cofferdam Downstream
Keadaan berbahaya yang harus ditinjau di dalam perhitungan stabilitas lereng
cofferdam downstream sama dengan keadaan berbahaya pada cofferdam upstream
yaitu:
a. Pada Saat Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air)
Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat pada tabel (6.38),
(6.39) dan gambar (6.59), (6.60)
b. Pada Saat Air Cofferdam Mencapai Elevasi Penuh
Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat pada tabel (6.40),
(6.41) dan gambar (6.61), (6.62)
c. Pada Saat Cofferdam Mengalami Penurunan Air Mendadak (Rapid Drawdown)
Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat tabel (6.42), (6.43) dan
gambar (6.63), (6.64)
6.12.2.1 Perhitungan Stabilitas Cofferdam terhadap Longsor
» Data Teknis cofferdam Downstream
Diketahui:
▪ Tinggi cofferdam = 5,47 m
▪ Lebar mercu = 3,5 m
▪ Kemiringan hulu = 1 : 2
▪ Kemiringan hilir = 1 : 1,75
▪ Elevasi MA (FSL) = + 651,77 m
▪ H ma = 4,97 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
115
}{ 2,1)(
tan)(≥
+∑−−+∑
=TeT
NeUNClFs φ
▪ Formasi garis depresi (seepage) tertera dalam gambar 6.56
Direncanakan:
▪ Spesifikasi material lapisan
Tabel 6.35 Data perencanaan teknis material sebagai dasar perhitungan
Zone C Ø
Tan Ø γBasah γSat γw γ Sub
Intensitas Seismik (E) t/m2 derajad t/m3 t/m3 t/m3 t/m3
Zone Kedap Air/Clay 4.00 25.00 0.46 1.82 2.10 1.00 1.10 0.07
Zone Lulus Air/Batuan 0.00 42.00 0.90 2.20 2.40 1.40
» Rumus Perhitungan Stabilitas Lereng Cofferdam :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
116
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
123
45
67
o
C ore
R = 12.06
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
12
34
56
oR = 9.23
Core
1.Kondisi Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air/Kosong)
▪ Lereng Hulu
Gambar 6.59 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi baru dibangunn
▪ Lereng Hilir
Gambar 6.60 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi baru dibangunn
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
117
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
12
34
56
o
Core
R = 9.23
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
123
45
67
o
+ 651.77
Core
R = 12.06
Garis Depresi
2. Kondisi Cofferdam Pada saat Mencapai Elevasi MA Penuh
▪ Lereng Hulu
Gambar 6.61 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh
▪ Lereng Hilir
Gambar 6.62 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
118
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
123
45
67
o
+ 651.77
+ 650.25
+ 651.77
Core
R = 12.06
Garis Depresi
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21
123
45
67
o
+ 651.77+ 651.77
+ 648.75Core
R = 12.06
Garis Depresi
3. Cofferdam Dalam Kondisi Draw Down di Hulu ▪ Draw Down di Hulu (Elv. MA + 650,25 m)
Gambar 6.63 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 650,25 m)
▪ Draw Down di Hulu (Elv. MA + 648,75 )
Gambar 6.64 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 648,75 m)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
119
Tabel 6.36 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hulu
Fs = 93,407,2472,2209,25
++ =1,65 > 1,2 (aman)
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin
α N = W cos
α Te = e*N
Ne = e.T u = h*γw L U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m
1 2.471 1.705 2.11 2.40 5.06 5.06 -10.57 0.07 -0.1834 0.9830 -0.927 4.97 0.35 -0.06 0.932 2.520 2.39 2.38
2 2.000 2.246 4.49 2.40 10.78 10.78 0.00 0.07 0.0000 1.000
0 0.000 10.78 0.75 0.00 2.246 2.002 4.50 5.66
3 2.000 3.100 6.20 2.40 14.88 14.88 9.42 0.07 0.1637 0.9865 2.435 14.68 1.03 0.17 3.100 2.031 6.38 7.31
4 2.000 3.600 7.20 2.40 17.28 17.28 19.38 0.07 0.3318 0.9433 5.734 16.30 1.14 0.40 3.600 2.124 8.11 7.01
5 1.145 3.700 4.24 2.40 10.17
16.48 29.35 0.07 0.4901 0.8716 8.078 14.36 1.01 0.57 3.645 2.313 9.67 1.90
4.00 25.09 0.900 3.340 3.01 2.10 6.31
6 2.000 2.600 5.20 2.10 10.92 10.92 41.58 0.07 0.6637 0.7480 7.247 8.17 0.57 0.51 2.600 2.693 9.36 -0.78
7 1.200 1.500 0.90 2.10 1.89 1.89 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.503 1.15 0.08 0.11 0.840 1.940 2.69 -0.76
Jumlah 24.07 4.93 15.62 22.72 25.09
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
120
Tabel 6.37 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hilir
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin α
N = W cos α Te = e*N Ne = e.T u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m
1 2.110 1.7 1.79 2.40 4.30 4.30 -12.91 0.07 -
0.2234 0.9747 -0.962 4.20 0.29 -0.067 1.000 2.18 2.23 1.83 0.00 0.00 2 2.000 3.250 6.50 2.40 15.60 15.60 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 15.60 1.09 0.000 3.250 2.00 6.51 8.18
3 2.000 3.230 6.46 2.40 15.50 15.50 12.23 0.07 0.2118 0.9773 3.284 15.15 1.06 0.230 3.230 2.05 6.79 7.32
4 1.343 3.540 4.75 2.40 11.41
18.23 26.58 0.07 0.4474 0.8943 8.156 16.30 1.14 0.571 3.540 2.66 10.54 2.39 4.00 25.47
0.917 3.540 3.25 2.10 6.82 5 2.000 2.580 5.16 2.10 10.84 10.84 42.55 0.07 0.6762 0.7367 7.328 7.98 0.56 0.513 2.580 2.66 9.33 -0.85 6 1.210 1.800 2.18 2.10 4.57 4.57 55.51 0.07 0.8242 0.5663 3.770 2.59 0.18 0.264 1.800 2.17 6.90 -2.10
Jumlah 21.576 4.33 16.7568 25.47
Fs = 33,4576,21
756,1647,25+
+ =1,63 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
121
Tabel 6.38 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hulu
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W
sin α N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m
1 2.471 3.99 9.86 1.00 9.86
12.81 -10.57 0.07 -0.1834 0.9830 -2.350 12.59 0.88 -0.16 0.932 2.520 2.39 9.33
1.705 2.11 1.40 2.95
0.00 0.00
2 2.000 2.855 5.71 1.00 5.71
12.00 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 12.00 0.84 0.00 2.246 2.002 4.50 6.75 2.246 4.49 1.40 6.29
3 2.000 1.850 3.70 1.00 3.70
12.38 9.42 0.07 0.1637 0.9865 2.026 12.21 0.85 0.14 3.100 2.031 6.38 5.12 3.100 6.20 1.40 8.68
4 2.000 0.860 1.72 1.00 1.72
11.80 19.38 0.07 0.3318 0.9433 3.916 11.13 0.78 0.27 3.600 2.124 8.11 2.48 3.600 7.20 1.40 10.08
5 0.710 0.330 0.12 1.00 0.12
9.35 29.35 0.07 0.4901 0.8716 4.585 8.15 0.57 0.32 3.645 2.313 9.67 -0.85
4.00 25.09
1.145 3.700 4.24 1.40 5.93 0.900 3.340 3.01 1.10 3.31
6 2.860 1.800 5.15 1.82 9.37
12.22 41.58 0.07 0.6637 0.7480 8.111 9.14 0.64 0.57 2.860 2.693 10.30 -0.79 1.813 2.860 2.59 1.10 2.85
7 1.200 1.500 0.90 1.82 1.64 1.64 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.302 0.99 0.07 0.09 0.000 1.940 0.00 0.41
Jumlah 17.59 4.64 22.46 25.09
FS = 64,459,1746,2209,25
++ = 2,14 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
122
Tabel 6.39 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hilir
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W
sin α N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m
1 2.110 0.95 1.00 2.20 2.20
3.31 -12.91 0.07 -
0.2234 0.9747 -0.740 3.23 0.23 -0.052 0.750 2.18 1.67 1.45
0.00 0.00
0.75 0.79 1.40 1.11
2 2.000 1.60 3.20 2.20 7.04 11.66 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 11.66 0.82 0.000 1.650 2.00 3.31 7.52
1.650 3.30 1.40 4.62
3 2.000 2.820 5.64 2.20 12.41
13.11 12.23 0.07 0.2118 0.9773 2.777 12.81 0.90 0.194 0.500 2.05 1.05 10.41 0.500 0.50 1.40 0.70
4 1.343 3.540 4.75 2.20 10.46
15.60 26.58 0.07 0.4474 0.8943 6.979 13.95 0.98 0.489 0.840 2.66 2.50 5.04
4.00 25.47
0.917 2.736 2.51 1.82 4.57 1.240 0.840 0.52 1.10 0.57
5 2.000 1.500 3.00 1.82 5.46
7.66 42.55 0.07 0.6762 0.7367 5.180 5.64 0.40 0.363 1.000 2.66 3.61 0.77 2.000 1.000 2.00 1.10 2.20
6 1.210 0.870 1.05 1.82 1.92
2.20 55.51 0.07 0.8242 0.5663 1.810 1.24 0.09 0.127 0.680 2.17 2.61 -0.68 0.750 0.680 0.26 1.10 0.28
Jumlah 16.006 3.40 24.4962 25.47
FS = 40,301,1649,2447,25
++ = 2,57 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
123
Tabel 6.40 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 650,25)
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin α
N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m
1 2.471 2.47 6.10 1.00 6.10
9.05 -10.57 0.07 -0.1834 0.9830 -1.661 8.90 0.62 -0.12 0.932 2.520 2.39 5.96
1.705 2.11 1.40 2.95
0.00 0.00 2 2.000
1.330 2.66 1.00 2.66 8.95 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 8.95 0.63 0.00 2.246 2.002 4.50 4.01
2.246 4.49 1.40 6.29
3 1.662 0.831 0.69 1.00 0.69 9.37 9.42 0.07 0.1637 0.9865 1.534 9.24 0.65 0.11 3.100 2.031 6.38 2.48
2.000 3.100 6.20 1.40 8.68 4 2.000 3.600 7.20 1.40 10.08 10.08 19.38 0.07 0.3318 0.9433 3.345 9.51 0.67 0.23 3.600 2.124 8.11 1.05
5 1.145 3.700 4.24 1.40 5.93
9.24 29.35 0.07 0.4901 0.8716 4.528 8.05 0.56 0.32 3.645 2.313 9.67 -4.21
4.00 25.09 0.900 3.340 3.01 1.10 3.31
6 2.860 1.800 5.15 1.82 9.37
12.22 41.58 0.07 0.6637 0.7480 8.111 9.14 0.64 0.57 2.860 2.693 10.30 -0.79 1.813 2.860 2.59 1.10 2.85
7 1.200 1.500 0.90 1.82 1.64 1.64 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.302 0.99 0.07 0.09 0.000 1.940 0.00 0.41
Jumlah 17.16 3.84 8.91 25.09
FS = 84,316,1791,809,25
++ = 1,62 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
124
Tabel 6.41 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 657)
Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W
sin α N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
u = h*γw L
U = uL/cos α
(N-Ne-U)tan θ C CL
m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m
1 2.471 2.47 6.10 1.00 6.10
9.05 -10.57 0.07 -
0.1834 0.9830 -1.661 8.90 0.62 -0.12 0.932 2.520 2.39 5.96
0.00 0.00
1.705 2.11 1.40 2.95
2 0.62 0.310 0.31 1.00 0.31 6.60 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 6.60 0.46 0.00 2.246 2.002 4.50 1.89
2.000 2.246 4.49 1.40 6.29 3 2.000 3.100 6.20 1.40 8.68 8.68 9.42 0.07 0.1637 0.9865 1.421 8.56 0.60 0.10 3.100 2.031 6.38 1.87 4 2.000 3.600 7.20 1.40 10.08 10.08 19.38 0.07 0.3318 0.9433 3.345 9.51 0.67 0.23 3.600 2.124 8.11 1.05
5 1.145 3.700 4.24 1.40 5.93
9.24 29.35 0.07 0.4901 0.8716 4.528 8.05 0.56 0.32 3.645 2.313 9.67 -0.89
4.00 25.09 0.900 3.340 3.01 1.10 3.31
6 2.860 1.800 5.15 1.82 9.37
12.22 41.58 0.07 0.6637 0.7480 8.111 9.14 0.64 0.57 2.860 2.693 10.30 -0.79 1.813 2.860 2.59 1.10 2.85
7 1.200 1.500 0.90 1.82 1.64 1.64 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.302 0.99 0.07 0.09 0.000 1.940 0.00 0.41
Jumlah 17.05 3.62 9.51 25.09
FS = 62,305,1751,909,25
++ = 1,67 > 1,2 (aman)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
125
6.12.2.2 Stabilitas Cofferdam Downstream terhadap Penurunan
Dalam perhitungan terhadap bahaya penurunan, dihitung dalam kondisi yang
paling membahayakan, yaitu pada kondisi baru selesai dibangun karena material
cofferdam masih dalam kondisi jenuh sehingga tekanan air pori besar (gaya vertikal
besar).
Rumus:
σterjadi = σ≤∑AV
» Perhitungan
Untuk mempermudah perhitungan cofferdam downstream dan sebagai faktor
keamanan dianggap cofferdam upstream memiliki dimensi yang sama sepanjang
peenampang melintang sungai.
Diketahui:
σ = 42 t/m2 (data hasil penyelidikan di lapangan)
γsat clay = 2,1 t/m3 (data teknis material cofferdam)
γsat batuan = 2,4 t/m3 (data teknis material cofferdam)
γbeton = 2,4 t/m3
Bcofferdam = 21,51 m (lebar bagian yang berbahaya (pada axist of reference))
Lcofferdam = 21,6 m
Htot = 5,47 m
Hmaterial = 5,17 m
Hbeton = 0,3 m
a. Volume timbunan
▪ Volume Timbunan Clay
B1 = 3,5 m
B2 = 5,15 m
A = 17,52
15,55,3×
+
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
126
= 22,36 m2
V = 22,36 x 21,6
= 482,98 m3
▪ Volume Timbunan Batuan
B1 = 6,88 m
B2 = 9,48 m
A = 17,548,92117,588,6
21
××+××
= 33,116 m2
V =33,116 x 21,6
= 715,3 m3
b. Volume Beton di atas Mercu
B = 3,5 m
t = 0,3 m
V1 = B x t x L
= 3,5 x 0,3 x 21,6
= 22,68 m3
Gaya vertikal
▪ Tmbunan Clay
V = Volume x γsat
= 482,98 x 2,1
= 1014,26 t
▪ Timbunan Batuan
V = Volume x γsat
= 715,3 x 2,4
= 1716,72 t
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
127
+ 647.20
+ 652.27
+ 648.00
+ 646.80
0.251
0.251
1.751
21Core
(Clay)
▪ Material Beton
V = Volume x γbeton
= 22,68 x 2,4
= 54,432 t
Total gaya vertikal = 1014,26 + 1716,72 +54,432
= 2785,4 t
Tegangan yang terjadi
σterjadi = σ≤∑AV
= 2/426,2151,21
4,2785 mt≤×
= 6,00 t/m2 2/42 mt≤
Gambar 6.65 Material timbunan cofferdam downstream
6.13 PERENCANAAN COFFERDAM (KISDAM)
Setelah pelaksanaan pekerjaaan tubuh bendung 1 telah selesai di laksanakan dan
cofferdam upstream telah di bongkar maka pintu bendung (spillway) dan flushing
sluice yang telah selesai dikerjakan bisa digunakan untuk melepaskan/melewatkan
aliran air dari hulu ke hilir bendung tanpa melalui diversion channel. Tetapi sebelum
dilakukan pembongkaran cofferdam upstream dibuat terlebih dahulu siuatu konstruksi
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
128
sejenis cofferdam kecil (kisdam) yang di rencanakan dapat melindungi pelaksanaan
pekerjaan tubuh bendung 2 dari aliran air. Cofferdam ini didesain dengan debit banjir
yang lebih rendah dari Qd cofferdam upstream, mengingat cofferdam tersebut
difungsikan hanya selama pelaksanaan pekerjaan tahap 3 (tubuh bendung 2) yang di
perkirakan waktu pelaksanaanya lebih cepat dari pekerjaan tahap 2 (tubuh bendung 1).
Direncanakan :
▪ Type cofferdam = cofferdam concrete
Diketahui :
▪ Qd = Q5 thn = 378,551 m3/dtk
▪ B Spillway 3 tubuh bendung 1 = 8 m (dari data gambar design)
▪ B Flushing Sluice = 6 m (dari data gambar design)
▪ Elev. mercu spillway = + 652 m (dari data gambar design)
▪ γ tanah dasar/asli = 2,42 t/m3
▪ ø tanah asli = 35o
▪ C = 0,42 t/m2
▪ Teg tanah izin (σ ) = 42 t/m2
6.13.1 Elevasi MA di Kisdam
Elevasi muka air di kisdam bisa dicari dengan menghitung elevasi muka air di
atas spillway dan flushing Sluice. Dianggap konstruksi tersebut adalah pelimpah
sempurna.
Qd = 1,704 c b H3/2
378,551 = 1,704 x 1 x (8+6) x H3/2
H2 = 6,32 m
Elev. MA = (+ 652) + 6,32
= 658,32 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
129
+ 6 5 0 .0 0
+ 6 5 8 .3 2
+ 6 5 0 . 0 0
+650.00
Spillw ay 3
F lushing S luice
K
ISD
AM
U
PSTR
EAM
K
ISDAM
D
OWNST
REAM
K
ISD
AM
U
PSTR
EAM
K
ISDAM
D
OWNST
REAM
Spillw ay 2
B
Gambar 6.66 Spillway dan Flushing Sluice tampak atas
6.13.2 Rencana Dimensi Kisdam
Diketahui :
▪ Hw pintu = 6,32 m
▪ Elev MA di pintu = + 658,32 m
Direncanakan :
▪ Elv. lantai kisdam = + 650.00
▪ Hma di kisdam = (+ 658,32) – (+ 650.00)
= 8,32 m
Gambar 6.67 Rencana dimensi kisdam
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
130
+ 650.00
+ 658.32
+ 650.00
Direncanakan :
D D1 D2 B B1 B2 B3 B4 w 2.6 1.3 1.3 7.5 1 1 3.5 2 1.0
Gambar 6.68 Dimensi kisdam
6.13.3 Analisa Stabilitas
» Gaya –Gaya yang Bekerja
Data Perhitungan :
γ γ Sat γ w γ sub γ Beton Ka Kp C Teg tanah izin (σ ) t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m2 t/m2 2.42 2.49 1 1.49 2.4 0.271 3.69 0.42 42
Untuk mempermudah perhitungan, gaya-gaya yang bekerja di kisdam dapat
dilihat dalam gambar di bawah ini :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
131
P p 2
P p 3
P p 1P a 1
P H h
o
K 1
K 2
K 6
K 3
K 4K 5
w
K e t :1 .G = B e r a t S e n d i r i D iv e r s io n2 .P a = T e k a n a n T a n a h A k t if3 .P p = T e k a n a n T a n a h P a s i f4 .P H = T e k a n a n H ir o s ta t i s5 .P u = T e k a n a n U p l i f t6 .K = G a y a G e m p a7 .O = T it ik G u l in g K o n s t r u k s i
Gambar 6.69 Gaya-gaya yang bekerja pada kisdam
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
132
o
A.Gaya Vertikal
Gambar 6.70 Gaya-gaya arah vertikal
1. Berat Sendiri (G)
Tabel 6.42 Perhitungan Berat Sendiri
G B H σ PG Lengan MG Ket. m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7
G1 1 9.32 2.4 22.368 6.00 134.2080 G2 3.5 9.32 2.4 39.144 4.33 169.6240 G3 7.5 1.3 2.4 23.4 3.75 87.7500 G4 4.5 1.3 2.4 14.04 4.25 59.6700
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
133
G5 2 1.3 2.4 3.12 1.33 4.1600 G6 1 1.3 2.4 1.56 6.83 10.6600
PG Total 103.632 466.0720 MT
Contoh :
Tiap 1 meter panjang
PG2 = ½ x B x H x γB x L
= ½ x 3,5 x 9,32 x 2,4 x 1
= 39,144 t
MG2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 39,144 x 4,33
= 169,62 tm
2. Tekanan Hidrostatis Vertikal (PHV)
Tiap 1 meter panjang
PHV = B x H x γw x L
= 1 x 8,32 x 1 x 1
= 8,32 t
MPHV = PHV x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 8,32 x 7
= 58,.24 tm 3. Tekanan Uplift (PU)
Px = )( HL
LxHx ∆×∑
−
Px = gaya angkat pada titik x (t/m2)
Hx = tinggi titik x dari muka air di hulu (m)
Lx = panjang rembesan di titik x (m)
∆H = beda tinggi energi ma (m)
= 8,32 m
∑L = Panjang total rembesan
= ∑ LV + 1/3 ( LH∑ )
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
134
= (AB+BC+DE+EF)+ 1/3CD
= 8,125 m
Lv = Panjang rembesan vertikal
LH = Panjang rembesan horizontal
Tabel 6.43 Perhitungan Gaya Uplift
Titik
Lane LV LH 1/3*LH Lx Hx (Lx/∑L)*∆h PX 1 2 3 4 5 6 7 (8) = 6-7
A 0 8.32 0.0 8.32 A-B 1.3 - - B 1.3 9.62 1.3 8.29 B-C 1.640 - - C 2.94 10.92 3.0 7.91 C-D - 4.5 1.50 D 4.44 10.92 4.5 6.37 E-D 2.3853721 - - E 6.83 9.62 7.0 2.63 E-F 1.3 - - F 8.13 8.32 8.3 0.00
U
B H A σ PU Lengan Momen KET m m m2 t/m3 t m tm
U1 1 7.91 7.909 1 -7.909 7.000 -55.366
U2 1 0.379 0.190 1 -0.190 7.167 -1.359 U3 4.5 6.374 28.681 1 -28.681 4.250 -121.895 U4 4.5 1.536 3.456 1 -3.456 5.000 -17.279 U5 2 2.631 5.262 1 -5.262 1.000 -5.262 U6 2 3.742 3.742 1 -3.742 1.333 -4.990
∑ -49.241 - 206.152 MG 0,8 x Putot - 39,39 0,8 x Mutot - 164,92
Contoh :
PxD = )( HL
LxDHxD ∆×∑
−
= )32,8125,844,4(92,10 ×−
= 6,37 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
135
Tiap 1 meter panjang
PU3 = B x H x γw x L
= 4,5 x 6,374 x 1 x 1
= 28,681 t
MPU3 = PU3 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 28,681 x 4,25
= 121,895 tm
Tekanan uplift digunakan sebagai angka keamanan, mengingat sangat kecil
kemungkinan pada saat ma maksimal bersamaan dengan terjadinya gempa. Maka
untuk effisiensi dimensi tekanan uplift di ambil (50-100%) = 80 % dari tekanan uplift
total.
Pu = 80 % x ∑ Pu
= 80 % x 49,24
= 39,393 t
Mpu = 80 % x ∑Mpu
= 80 % x 206,152
= 164,922 tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
136
o
PHh
K1
K2
K6
K3
K4 K5Pp2
Pp3
Pp1Pa1
B. Gaya Horizontal
Gambar 6.71 Gaya-gaya arah horizontal
1. Tekanan Tanah (P)
Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp)
Ka = )2
45(2 φ−×tg
= )2
3545(2 −×tg
= 0,271
Kp = )2
45(2 φ+×tg
= )2
3545(2 +×tg
= 3,69
Tekanan Tanah Aktif (Pa)
h = 2,6 m
σa1 = kahsub ××γ
= 271,06,2)149,2( ××−
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
137
= 1,05 t/m2
Tiap 1 meter panjang
Pa1 = Lha ××× 121 σ
= 16,205,121
×××
= 1,36 t
Tekanan Tanah Pasif (Pp)
h = 2,6 m
σP1 = Kac2
= 271,042,02×
= 0,44 t/m2
σP2 = PKc2
= 69,342,02×
= 1,614 t/m2
σp3 = Kph××γ
= 69,36,242,2 ××
= 23,22 t/m2
Tiap 1 meter panjang
Pp1 = LhP ××× 121 σ
= 16,2)44,0(21
×××
= 0,57 t
Pp2 = LhP ××2σ
= 16,2614,1 ××
= 4,20 t
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
138
Pp3 = LhP ××× 321 σ
= 16,222,2321
×××
= 30,186 t
Tabel 6.44 Perhitungan gaya tekanan tanah
Gaya γ P Lengan MP Ket
t/m2 t m tm 2 3 (4)=2*3 5
Pa1 1.05 -1.36 -0.43 0.59
Pp1 0.44 0.57 0.00 0.00Pp2 1.61 4.20 0.00 0.00Pp3 23.22 30.18 -0.43 -13.08
∑Pa -1.365 -12.488 MG ∑Pp 34.378∑PH 33.582
2. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
hw = 10,92 m
σHh = ww h×γ
= 92,101×
= 10,92 t/m2
Tiap 1 meter panjang
PHh = LhwHh ×××σ21
= 192,1092,1021
×××
= 59,62 t
MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O
= 59,62 x 2,34
= 139,51 tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
139
3. Gaya Gempa (K)
K = E x G
E = Intensitas Seismik Horizontal
= 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa)
G = Berat sendiri diversion (ton)
Tabel 6.45 Perhitungan gaya gempa
K
PG E
K Lengan Mk
Ket t t m tm
1 2 (3)=1*2 4 5=3*4
K1 22.37 0.07 -1.5658 5.960 -9.332 K2 39.14 0.07 -2.7401 4.407 -12.075 K3 23.40 0.07 -1.6380 0.650 -1.065 K4 14.04 0.07 -0.9828 0.650 0.639 K5 3.12 0.07 -0.2184 0.433 0.095 K6 1.56 0.07 -0.1092 0.433 0.047
Total -7.2542 -21.690 MG
Contoh :
K1 = PG2 x E
= 39,14 x 0,07
= 2,74 t
MK2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 2,74 x 4,407
= 12,075 tm
Rekapitulasi Gaya
Tabel 6.46 Rekapitulasi gaya-gaya
NO Jenis Gaya Gaya Momen
H V MT MG t t tm tm1 Berat Konstruksi (PG) 103.63 466.07 2 Gaya Gempa (K) -7.254 -21.693 Gaya Hidrostatis (PH) -59.623 8.320 58.24 -139.524 Tek.Tanah (P) Pa & Pp 33.582 -12.495 Tek.Uplift (Pu) -39.39 -164.92
Total -33.296 72.56 524.31 -338.62
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
140
» Kontrol Stabilitas
a. Stabilitas Terhadap Guling
Sf = 5,12,1 −≥∑∑
G
T
MM
Sf = 5,12,162,32831,524
−≥
Sf = 5,155,1 ≥
b. Stabilitas Terhadap Geser
Sf = 5.1≥∑∑
H
V
PP
f
dimana :
f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 )
Sf = 5.1296,3356,727,0 ≥×
= 5,153,1 ≥
c. Exentrisitas
X =∑
∑ ∑−Pv
MM GT
56,72
62,33831,524 −=
= 2,56 m
e = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − XB
2 ≤ B*
61
= ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − 56,2
25,7
≤ 5,7*61
= 1,19 ≤ 1,25
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
141
d. Terhadap tegangan tanah
Dari hasil penyelidikan tanah di dapat :
σ = 42,0 t/m2
▪ σMaks = σ≤⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
∑Be
LBPV 61*
= 425,719,161
15,756,72
≤⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ×+×
×
= 2/4289,18 mt≤
▪ σMin = 061*
≥⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −×
∑Be
LBPV
= 425,719,161
15,756,72
≤⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ×−×
×
= 2/046,0 mt≥
6.13.4 Penulangan Kisdam
Perhitungan penulangan kisdam disajikan dalam perhitungan penulangan
diversion channel untuk mempermudah pembahasannya.
6.14 PEKERJAAN KOLAM PENAMPUNGAN DAN POMPA
Debit rembesan yang melewati cofferdam upstream dan masuk ke area pekerjaan
bendung direncanakan ditampung dalam suatu kolam penampungan yang kemudian
debit rembesan segera di pompa keluar dari area agar tidak menggenang dan
mengganggu pekerjaan konstruksi.
6.14.1 Kolam Penampungan
Kolam penampungan di tempatkan pada elevasi terendah dari hilir cofferdam
upstream agar debit rembesan (Qf) dapat dengan mudah mudah masuk ke kolam
penampungan. Kolam penampungan direncanakan dapat menampung Qf yang terjadi.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
142
A. Dimensi Kolam penampungan
Diketahui :
▪ Qf = 0,0015 m3/dtk =0,002 m3/dtk
Direncanakan :
▪ Kolam direncanakan mampu menampung debit rembesan selama 2 jam =7200 dtk,
kemudiaan baru dilakukan pemompaan.
▪ Pompa di rencanakan dioperasikan ketika ma di kolam mencapai ketinggian 1,2 m
dari dasar kolam.
▪ Pompa berhenti dioperasikan pada ketinggian ma 0,2 m dari dasar kolam sebagai
tampungan.
▪ Dimensi rencana kolam
L = 3 m
B = 3 m
H = 1,2 m
w = 0,2 m
Gambar 6.72 Dimensi kolam penampungan
Kapasitas kolam = )( wHBL +××
= )2,02,1(33 +××
= 12,6 m3
V inflow = Q x ∆t
= 0,0015 x 7200
= 10,8 m3
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
143
V out flow (dibuang) = 3 x 3 x (1,2 – 0,2)
= 9 m3
Direncanakan pompa dioperasikan selama 5 menit = 300 dtk untuk dapat
membuang V outflow, maka:
Q out flow = Q pompa = 3009
= 0,03 m3/dtk
Digunakan pompa dengan kapasitas 0,05 m3/dtk
B. Daya Pompa
Pompa ditempatkan sedemikian rupa dari kolam penampungan agar tidak
menganggu pekerjaan tubuh bendung. Debit di kolam akan dibuang masuk ke
diversion channel (Sta.00+042).
Diketahui :
▪ Qf =Q inflow = 0,02 m3/dtk
▪ Q pompa = 0,05 m3/dtk
▪ Elevasi hilir cofferdan upstream = + 651,00 m
▪ Hma di kolam = (+ 651,00) – w
= (+ 651,00) – 0,2
= + 650,80 m
▪ Htot kolam = 1,2+0,2
= 1,4 m
▪ Elev. dasar kolam = + 651-1,4
= + 649,60 m
▪ Elev. ma diversion channel (Sta.00+042) = + 658,24 m
▪ Digunakan pipa Ø 10 cm = 0,1 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
144
+ 658.24
+ 649.60
+ 650.80P Pipa 10 cm
Gambar 6.73 Rencana sistem pompa
Dengan memperhatikan gambar di atasdan hasil pengukuran pada peta didapat:
Ltot = L1+L2+L3+L4+L5+L6
= 22 m
Perhitungan:
V = AQ
= 21,014,3
41
05,0
××
= 6,37 m/dtk
Tinggi tekan efektif (Hm)
Hm = Hs + hf .................................................................................... (6.6) (Bambang Triatmojo, Hidrolika II)
▪ Tinggi tekan statis Hs = (+658,24) - (650,8)
= 7,44 m
▪ Kehilangan energi hf
a. Hf primer = kehilangan energi akibat gesekan
= g
VDLf
2
2
×× (koefisien gesekan pipa f diambil 0,03)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
145
= 81,92
34,61,0
2203,02
×××
= 13,52 m
b. Hf sekunder = kehilangan energi akibat belokan pipa (ada 4 belokan pipa)
= 4 x )2
(2
gVk × koefisien belokan k (sudut 90 o) = 1
= 4 x )81,92
34,61(2
××
= 8,195 m
Hm = Hs + hf
Hm = 7,44 + (13,52 + 8,195)
= 29,16 m
Daya pompa yang dibutuhkan
P = )(***81,9
wattHQ
o
m
ηγ
P = )(*75**
HpHQ
o
m
ηγ
P = )(8,0*75
16,2905,01000 Hp××
= 24,30 Hp ~ 25 Hp
6.15 DIMENSI DAN STABILITAS DINDING DIVERSION CHANNEL
Dinding diversion sepanjang diversion channel dapat diklasifikasikan dalam 5
tipe untuk mempermudah pelaksanaan di lapngan. Perbedaaan type tersebut juga
berdasarkan perbedaan muka air, ketinggian crest dinding diversion yang disesuaikan
dengan hasil pendimensian cofferdam sehingga gaya-gaya yang bekerja akan bebeda
pada tiap stasiun.. Untuk tiap type dinding yang sama dgunakan pada kondisi yang
paling tidak menguntungkan untuk cek terhadap stabilitas.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
146
Lima type dinding diversion tersebut yaitu :
▪ Type I (Sta. 00+00-Sta.00+020,5)
▪ Type II (Sta. 00+020,5-Sta.00+027)
▪ Type 1II (Sta. 00+027-Sta.00+072.6)
▪ Type IV (Sta. 00+072.6-Sta.00+091,72)
▪ Type V (Sta. 00+091,2-Sta.00+108,16)
Dari hasil perhitungan sebelumnya telah didapatkan data yang disajikan berikut
ini:
Tabel 6.47 Tipe dinding diversion channel
Tipe Sta. H MATertinggi H top of Wall
m m
I A 00+00-00+020.5 7.8 8.3
I B 00+020.5-00+027 6.7 7.3
II 00+027-00+072.6 6.19 6.8
III 00+072.6-00+091.72 5.32 5.92
1V 00+091.72-00+108.16 3.68 4.28
Dalam Perhitungan dimensi dinding diversion channel nantinya berdasarkan tabel
di atas dengan memperhatikan kondisi yang paling membahayakan untuk kontrol
stabilitasnya.
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
147
6.15.1 Rencana Dimensi Dinding
Gambar 6.74 Rencana dimensi dinding diversion channel
Untuk mempermudah perhitungan, maka secara umum gaya-gaya yang bekerja
pada dinding diversion pada tiap type dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Dimana
titik guling nya (o) berbeda akibat gaya-gaya yang bekerja pada tiap type juga berbeda
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
148
Pp3 o
K1
K2
K6
K3
K4 K5
Ket :1.G = Berat Sendiri Diversion2.Pa = Tekanan Tanah Aktif3.Pp = Tekanan Tanah Pasif4.Ptv = Tekanan Tanah Vertikal4.PH = Tekanan Hirostatis5.Pu = Tekanan Uplift6.K = Gaya Gempa7.O = Titik Guling Konstruksi
Tanah Timbunan Cofferdam
Pa1
Pa2
Pa3
Pa5Pa4
PHha
Pp1
Pp2Pp4
PHhp
A. Gaya-gaya yang bekeja pada dinding type I dan V
Gambar 6.75 Gaya yang bekerja pada dinding tipe I dan V
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
149
P p 2
P p 3P p 1
P a 1
P H h
o
K 1
K 2
K 6
K 3
K 4K 5
K e t :1 .G = B e ra t S e n d ir i D iv e rs io n2 .P a = T e k a n a n T a n a h A k tif3 .P p = T e k a n a n T a n a h P a s if4 .P tv = T e k a n a n T a n a h V e r t ik a l4 .P H = T e k a n a n H iro s ta t is5 .P u = T e k a n a n U p lif t6 .K = G a y a G e m p a7 .O = T it ik G u lin g K o n s tru k s i
B. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding type II,III, dan IV
Gambar 6.76 Gaya yang bekerja pada dinding tipe II,III dan IV
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
150
6.15.2 Analisa Stabilitas
Rencana dimensi dinding diversion channel meliputi pondasi dan badan
diversion dimana harus aman terhadap :
Stabilitas Terhadap Guling
Sf = 5,12,1 ≈≥∑∑
G
T
MM
Stabilitas Terhadap Geser
Sf 5,1≥=∑∑
H
V
PP
f
Di mana :
f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 )
Exentrisitas
x = ∑
∑ ∑−Pv
MM GT
e ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −= XB
2 ≤ B*
61
Tegangan Tanah
σMaks = σ≤⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
∑Be
LBPV 61*
σMin = 061*
≥⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −×
∑Be
LBPV
» Data Perhitungan:
a. Tanah asli
Tabel 6.48 Data tanah asli di area diversion channel
γ γsat γw γsub γ Beton Ka Kp C Teg tanah izin (σ ) t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m2 t/m2
2.42 2.49 1 1.42 2.4 0.271 3.69 0.42 42
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
151
▪ Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp) Tanah Asli
Ka = )2
45(2 φ−×tg
= )2
3545(2 −×tg
= 0,271
Kp = )2
45(2 φ+×tg
= )2
3545(2 +×tg
= 3,69
b. Tanah timbunan cofferdam.
Tabel 6.49 Data teknis material tanah timbunan cofferdam
γw γ γsat γsub Ka Kp c t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m2
1 1.82 2.1 1.1 0.406 2.464 4.0
Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp) Timbunan Tanah
Cofferdam
Ka = )2
45(2 φ−×tg
= )22545(2 −×tg
= 0,406
Kp = )2
45(2 φ+×tg
= )2
3545(2 +×tg
= 2,46
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
152
6.15.3 Perhitungan Dimensi dan Stabilitas
6.15.3.1 Type I (Sta. 00+00- Sta. 00+020,5)
Diketahui :
Hma tertinggi = 7,8 m (Sta.00+00)
Hma berbahaya terkait posisi axist of coff. u/s dan titik gulingnya = 5,83
(Sta.00+016)
H top of Wall = 8,3 m
H coff di axist of cofferdam u/s = 7,8 m
Hma Rembesan = 7,19 m (lihat perhitungan aliran seepage)
∆h = 7,8-7,19
= 0,61 m
» Rencana Dimensi
Tabel 6.50 Rencana dimensi dinding tipe I
D m
D1 m
D2 m
B m
B1 m
B2 m
B3 m
B4 m
1.5 0.75 0.75 7.2 1 0.65 2.7 2.85
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
153
Tanah TimbunanCofferdam Upstream
MA Rembesan
+ 661.50
+ 653.00
Gambar 6.77 Dimensi dinding diversion tipe 1
» Analisa Stabilitas
• Gaya yang Bekerja (lihat gambar 6.75)
1. Gaya Vertikal
a.Berat Sendiri
Tabel 6.51 Perhitungan Berat Sendiri
G B H γ PG Lengan MG Ket m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7
G1 0.65 8.3 2.4 12.948 1.325 -17.1561 G2 2.7 8.3 2.4 26.892 2.55 -68.5746 G3 7.2 0.75 2.4 12.96 3.6 -46.656 G4 3.35 0.75 2.4 6.03 2.675 -16.13025 G5 2.85 0.75 2.4 2.565 5.3 -13.5945 G6 1 0.75 2.4 0.9 0.667 -0.6
Total 62.295 -162.711 MT
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
154
Contoh :
Tiap 1 meter panjang
PG2 = ½ x B x H x γB x L
= ½ x 2,7 x 8,3 x 2,4 x 1
= 26,892 t
MG2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 12,948 x 2,55
= 68,5746 tm
b. Tekanan Tanah Vertikal (Ptv)
Tabel 6.52 Perhitungan tekanan tanah vertikal
TV B H γ Ptv Lengan Mtv Ket m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7
TV 1 2.850 0.62 1.82 3.2159 5.775 -18.572 TV2 2.336 0.62 1.82 2.6392 3.181 -8.394 TV3 0.202 0.62 1.82 0.1120 1.945 -0.218 TV4 2.850 7.18 1.1 22.5407 5.775 -130.172 TV5 2.336 7.18 1.1 9.2492 3.570 -33.023
Total 37.7570 -190.379 MT
Contoh:
Tiap 1 meter panjang
Ptv1 = B4 x H x γ x L
= 2,85 x 0,62 x 1,82 x 1
= 3,216 t
M Ptv1 = Ptv1x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 3,216 x 5,775
= 18,572 tm
c. Tekanan Hidrostatis Vertikal (PHV)
Tiap 1 meter panjang
PHV = B x H x γw x L
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
155
= 1 x 5,83 x 1 x 1
= 5,83 t
MPHV = PHV x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 5,83 x 0,5
= 2,915 tm (MT)
d. Tekanan Uplift (PU)
Px = )( HL
LxHx ∆×∑
−
Px = gaya angkat pada titik x (t/m2)
Hx = tinggi titik x dari muka air di hulu (m)
Lx = panjang rembesan di titik x (m)
∆H = beda tinggi energi ma (m)
= 1,36 m
∑L = Panjang total rembesan
= ∑ LV + 1/3 ( LH∑ )
= (AB+BC+DE+EF)+ 1/3CD
= 6,813 m
Lv = Panjang rembesan vertikal
LH = Panjang rembesan horizontal
Tabel 6.53 Perhitungan tekanan uplift
Titik
Lane LV LH 1/3*LH Lx Hx (Lx/∑L)*∆h PX 1 2 3 4 5 6 7 (8) = 6-7
A 0 7.18 0.00 7.18 A-B 0.75 - - B 0.75 7.93 0.15 7.78 B-C 2.947 - - C 3.70 8.68 0.73 7.95 C-D - 3.35 1.12 D 4.81 8.68 0.95 7.73 E-D 1.25 - - E 6.06 7.93 1.20 6.73 E-F 0.75 - - F 6.81 7.18 1.36 5.83
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
156
U
B H A γw PU Lengan Momen Ket m m m2 t/m3 t m tm
U1 2.85 7.95 22.663 1 -22.663 5.775 130.881
U2 2.85 0.16 0.231 1 -0.231 5.300 1.222 U3 3.35 7.73 25.893 1 -25.893 2.675 69.263 U4 3.35 0.22 0.373 1 -0.373 3.233 1.207 U5 1 6.73 6.730 1 -6.730 0.500 3.365 U6 1 1.00 0.500 1 -0.500 0.667 0.333
Total -56.390 206.272 MG
Contoh :
PxD = )( HL
LxDHxD ∆×∑
−
= )36,1813,681,4(68,8 ×−
= 7,73 m
Tiap 1 meter panjang
PU3 = B x H x γw x L
= 3,35 x 7,73 x 1 x 1
= 25,893 t
M PU3 = PU3 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 25,893 x 2,675
= 69,263 tm
2. Gaya Arah Horizontal
a. Tekanan Tanah Horizontal
Diketahui:
Tanah Asli
Ka = 0,271
Kp = 3,69
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
157
Tanah Timbunan cofferdam
Ka = 0,406
Kp = 2,46
Tabel 6.54 Perhitungan tekanan tanah horizontal
Gaya h H2 γ C
Ka
Kp
σ σtot P Lengan Mp
Ket m m t/m3 t/m2 t/m2 t/m2 t m tm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (11)=9*10 12
Pa1 0.62 1.82 - 0.406 2.464 0.45813 0.45813 0.14202 8.137 1.156
Pa2 0.62 7.18 1.82 - 0.406 - 0.45813 0.45813 3.29396 4.345 14.312
Pa3 7.18 7.18 1.1 - 0.406 - 3.21105 3.21105 11.54374 3.147 36.324
Pa4 7.18 1.5 1.82 - 0.271 - 3.54625 5.6896 8.53439 0.000 0.000
7.18 1.1 - 0.271 - 2.14334 Pa5 1.5 1.49 - 0.271 - 0.60569 0.60569 0.45426 0.250 -0.114
Pp1 7.8 - 4 0.406 - -5.09745 -5.09745 -39.76011 4.650 -184.885
Pp2 1.5 - 0.42 0.271 - -0.43728 -0.43728 -0.65593 0.000 0.000
Pp3 1.5 - 0.42 3.69 -1.61359 -1.61359 -2.42038 0.000 0.000
Pp4 1.5 1.49 - 0.271 3.69 -8.24715 -8.24715 -6.18536 0.250 1.546
∑Pa 23.968 -131.66 MT ∑Pp -49.022
∑PH -25.053
Contoh :
σa1 = kah××γ
= 406,062,082,1 ××
= 0,458 t/m2
Tiap 1 meter panjang
Pa1 = Lha ××× 121 σ
= 162,0458,021
×××
= 0,142 t
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
158
MPa1 = Pa1 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 0,142 x 8,137
= 1,156 tm
b. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
Tabel 6.55 Perhitungan tekanan hidrostatis
Gaya
h γw σ PH Lengan MH Ket m t/m3 t/m2 t m tm 1 2 3 4 5 (6)=4*5 7
Php 7.33 1 7.33 -26.8644 1.693 -45.490
Pha 8.69 1 8.68 37.7580 2.143 81.053 Total 10.8936 35.563 MG
Contoh:
hw = (5,83+1,5)
= 7,33 m
σHh = ww h×γ
= 33,71×
= 7,33 t/m2
Tiap 1 meter panjang
PHh = LhwHh ×××σ21
= 133,733,721
×××
= 26,86 t
MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 26,86 x 1,693
= 45,49 tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
159
c. Gaya Gempa
K = E x G
E = Intensitas Seismik Horizontal
= 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa)
G = Berat sendiri diversion (ton)
Tabel 6.56 Perhitungan gaya gempa
K PG E
K Lengan Mk
Ket t t m tm 1 2 (3)=1*2 4 5=3*4 6
K1 12.95 0.07 0.9064 4.900 4.44116 K2 26.89 0.07 1.8824 3.517 6.61991 K3 12.96 0.07 0.9072 0.375 0.34020 K4 6.03 0.07 0.4221 0.375 -0.15829 K5 2.57 0.07 0.1796 0.250 -0.04489 K6 0.90 0.07 0.0630 0.250 -0.01575
Total 4.3607 11.18235 MG
Contoh :
K2 = PG2 x E
= 26,89 x 0,07
= 1,882 t
MK2 = K2 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 1,882 x 3,517
= 5,94 tm (-)
• Rekapitulasi
Tabel 6.57 Rekapitulasi gaya yang bekerja
NO Jenis Gaya Gaya Momen H V MT MG 1 Berat Konstruksi 62.295 -162.711 2 Gaya Gempa 4.36065 11.1823 Gaya Hidrostatis 10.8936 5.83 -2.915 35.5634 Tek.Tanah Pa & Pp -25.053 -131.660 Ptv 37.7570 -190.379 5 Tek.Uplift -56.390 206.272
Total -9.79917 49.49247 -487.66546 253.01734
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
160
» Kontrol Stabilitas
a. Stabilitas Terhadap Guling
Sf = 5,12,1 ≈≥∑∑
G
T
MM
Sf = 5,12,102,253665,487
≈≥
Sf = 1,93
b. Stabilitas Terhadap Geser
Sf = 5,1≥∑∑
H
V
PP
f
dimana :
f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 )
Sf = 5,1799,9492,497,0 ≥×
= 5,154,3 ≥
c. Exentrisitas
x =∑
∑ ∑−Pv
MM GT
492,49
02,253665,487 −=
= 4,74 m
e = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − XB
2 ≤ B*
61
= ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − 74,4
22,7
≤ 2,7*61
= - 1,14 ≤ 1,2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
161
d. Terhadap tegangan tanah
Dari hasil penyelidikan tanah didapat :
σ = 42,0 t/m2
σMaks = σ≤⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
∑Be
LBPV 61*
= 422,714,161
12,7492,49
≤⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ×+×
×
= 2/4241,13 mt≤
σMin = 061*
≥⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −×
∑Be
LBPV
= 02,714,161
12,7492,49
≥⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ×−×
×
= 2/034,0 mt≥
6.15.3.2 Type II (Sta. 00+20,5-Sta.00+027)
Hma tertinggi = 6,7 m (Sta.00+020,5)
H top of wall = 7,3 m
» Rencana Dimensi
Tabel 6.58 Rencana dimensi dinding tipe II
D m
D1 m
D2 m
B m
B1 m
B2 m
B3 m
B4 m
Ht m
1.5 0.75 0.75 7 0.5 0.65 2.6 3.25 1.8
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
162
+ 660.21
+ 652.91
Gambar 6.78 Dimensi dinding diversion tipe 1I
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
163
o
» Analisis Stabilitas
• Gaya –Gaya yang Bekerja (lihat gambar 6.76)
1. Gaya Arah Vertikal
Gambar 6.79 Gaya-gaya arah vertikal
a.Berat Sendiri
Tabel 6.59 Perhitungan Berat Sendiri
G B H γ PG Lengan MG KET m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7
G1 0.65 7.3 2.4 11.388 6.18 70.3209 G2 2.6 7.3 2.4 22.776 4.98 113.5004 G3 7 0.75 2.4 12.6 3.50 44.1000 G4 3.25 0.75 2.4 5.85 4.88 28.5188 G5 3.25 0.75 2.4 2.925 2.17 6.3375 G6 0.5 0.75 2.4 0.45 6.67 3.0000
Total 55.989 265.7776 MT
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
164
Contoh :
Tiap 1 meter panjang
PG2 = ½ x B x H x γB x L
= ½ x 2,6 x 7,3 x 2,4 x 1
= 22,776 t
MG2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 22,776 x 4,98
= 113,5 tm
b. Tekanan Tanah Vertikal (Ptv)
B4 = 3,25 m
B’ = 0,64 m (hasil pengukuran)
Tiap 1 meter panjang
Ptv1 = B4 x H x γtanah x L
= 3,25 x 1,8 x 2,42 x 1
= 14,157 t
M Ptv1 = Ptv1x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 14,157 x 1,625
= 23,01 tm (MT)
Ptv2 = ½ x B’ x H x γtanah x L
= ½ x 0,64 x 1,8 x 2,42 x 1
= 1,396 t
M Ptv1 = Ptv2x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 1,396 x 3,46
= 4,83 tm (MT)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
165
Tabel 6.60 Perhitungan tekanan tanah vertikal
PV Lengan Momen Ket t m tm
14.157 1.625 23.0051 1.396 3.464 4.8364
15.553 27.8415 MT
c. Tekanan Hidrostatis Vertikal (PHV)
Tiap 1 meter panjang
PHV = B x H x γw x L
= 0,5 x 6,7 x 1 x 1
= 3,35 t (+)
MPHV = PHV x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 3,35 x 6,75
= 22,613 tm (MT)
d. Tekanan Uplift (PU)
Px = )( HL
LxHx ∆×∑
−
Px = gaya angkat pada titik x (t/m2)
Hx = tinggi titik x dari muka air di hulu (m)
Lx = panjang rembesan di titik x (m)
∆H = beda tinggi energi ma (m)
= 4,9 m
∑L = Panjang total rembesan
= ∑ LV + 1/3 ( LH∑ )
= (AB+BC+DE+EF)+ 1/3CD
= 6,82 m
Lv = Panjang rembesan vertikal
LH = Panjang rembesan horizontal
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
166
Tabel 6.63 Perhitungan tekanan uplift
Titik
Lane LV LH 1/3*LH Lx Hx (Lx/∑L)*∆h PX 1 2 3 4 5 6 7 (8) = 6-7
A 0 6.7 0.0 6.70 A-B 0.75 - - B 0.75 7.45 0.5 6.91 B-C 0.901 - - C 1.65 8.2 1.2 7.01 C-D - 3.25 1.08 D 2.73 8.2 2.0 6.235 E-D 3.335416016 - - E 6.07 7.45 4.4 3.09 E-F 0.75 - - F 6.82 6.7 4.9 1.80
U
B H A γw Pu Lengan MU KET m m m2 t/m3 t m tm
U1 0.5 6.911 3.456 1 -3.456 6.750 -23.325
U2 0.5 0.102 0.026 1 -0.026 6.667 -0.171 U3 3.25 6.235 20.264 1 -20.264 4.875 -98.789 U4 3.25 0.778 1.265 1 -1.265 5.417 -6.851 U5 3.25 3.089 10.039 1 -10.039 1.625 -16.313 U6 3.25 3.146 5.113 1 -5.113 2.167 -11.078
Total -40.162 -156.527 MG
Contoh :
PxD = )( HL
LxDHxD ∆×∑
−
= )9,482,673,2(2,8 ×−
= 6,238 m
Tiap 1 meter panjang
PU3 = B x H x γw x L
= 3,25 x 6,235 x 1 x 1
= 20,264 t
M PU3 = PU3 x Lengan (jarak titik berat ke O)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
167
o
PHh
K1
K2
K6
K3
K4 K5
Pp2
Pp3Pp1
Pa1
= 20,264 x 4,875
= 98,786 tm
2. Gaya Arah Horizontal
Gambar 6.80 Gaya-gaya arah horizontal
a. Tekanan Tanah Horizontal (Pap)
Diketahui:
Ka = 0,271
Kp = 3,69
• Tekanan Tanah Aktif (Pa)
h = 2 m
σa1 = kahsub ××γ
= 271,05,1)149,2( ××−
= 0,606 t/m2
Tiap 1 meter panjang
Pa1 = Lha ××× 121 σ
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
168
= 15,1606,021
×××
= 0,454 t
• Tekanan Tanah Pasif (Pp)
h = 1,5 m
σP1 = Kac2
= 271,042,02×
= 0,44 t/m2
h = 3,3 m
σP2 = PKc2
= 69,342,02×
= 1,61 t/m2
σp3 = Kph××γ
= 69,33,342,2 ××
= 29,47 t/m2
Tiap 1 meter panjang
Pp1 = LhP ××× 121 σ
= 15,1)44,0(21
×××
= 0,33 t
Pp2 = LhP ××2σ
= 13,361,1 ××
= 5,32 t
Pp3 = LhP ××× 321 σ
= 13,347,2921
×××
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
169
= 48,623 t
Tabel 6.64 Perhitungan tekanan tanah horizontal
Pap
h γ Ka
C Kp
σ Pap Lengan Map Ket m t/m3 t/m2 t/m2 t m tm 1 � 3 4 5 6 7 8 (9)=7*8 10
Pa1 1.5 1.49 0.271 - - 0.61 -0.454 0.25 0.11 Pp1 1.5 0.271 - - 0.44 0.33 0.00 0.00 Pp2 3.3 2.42 - 0.32 3.69 1.61 5.32 0.90 4.79 Pp3 3.3 2.42 - 0.32 3.69 29.47 48.62 0.35 17.02
∑ Pa -0.454 21.924 MT ∑ Pp 53.948∑ PH 53.821
b. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
hw = 8,2 m
σHh = ww h×γ
= 2,81×
= 8,2 t/m2
Tiap 1 meter panjang
PHh = hwHh ××σ21
= 2,82,821
××
= 33,62 t (-)
MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O
= 33,62 x 1,983
= 66,68 tm (MG)
c. Gaya Gempa (K)
K = E x G
E = Intensitas seismik horizontal
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
170
= 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa)
G = Berat sendiri diversion (ton)
Tabel 6.65 Perhitungan gaya gempa
K
PG E
K Lengan MK Ket t t m tm
1 2 (3)=1*2 4 5=3*4 6
K1 11.39 0.07 -0.7972 4.400 -3.508 K2 22.78 0.07 -1.5943 3.183 -5.075 K3 12.60 0.07 -0.8820 0.375 -0.331 K4 5.85 0.07 -0.4095 0.375 0.154 K5 2.93 0.07 -0.2048 0.250 0.051 K6 0.45 0.07 -0.0315 0.250 0.008
Total -3.9192 -8.701 MG
Contoh :
K2 = PG2 x E
= 22,76 x 0,07
= 1,593 t
MK2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)
= 1,593 x 3,183
= 5,071 tm (MG)
• Rekapitulasi Gaya
Tabel 6.66 Rekapitulasi gaya yang bekerja
NO Jenis Gaya Gaya t
Momen tm
H V MT MG 1 Berat Konstruksi (PG) 55.99 265.78 2 Gaya Gempa (K) -3.919 -8.70 3 Gaya Hidrostatis (PH) -33.620 3.350 22.61 -66.68 4 Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp 53.821 21.92 Ptv 15.553 27.84 5 Tek.Uplift (Pu) -40.16 -156.53
Total 16.282 34.73 338.16 -231.91
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
171
• Kontrol Stabilitas
a. Stabilitas Terhadap Guling
Sf = 5,12,1 ≈≥∑∑
G
T
MM
Sf = 5,12,191,23116,338
≈≥
Sf = 1,46
b. Stabilitas Terhadap Geser
Sf = 5.1≥∑∑
H
V
PP
f
dimana :
f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 )
Sf = 5.12,1673,347,0 ≥×
= 5,1501,1 ≥
c. Exentrisitas
x =∑
∑ ∑−Pv
MM GT
73,34
91,23116,336 −=
= 3,06 m
e = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − XB
2 ≤ B*
61
= ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − 06,3
27
≤ 7*61
= 0,44 ≤ 1,2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
172
d. Terhadap tegangan tanah
Dari hasil penyelidikan tanah di dapat :
σ = 42,0 t/m2
σMaks = σ≤⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
∑Be
LBPV 61*
= 427
44,06117
73,34≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ×+×
×
= 2/4284,6 mt≤
σMin = 061*
≥⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −×
∑Be
LBPV
= 07
44,06117
73,34≥⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ×−×
×
= 2/008,3 mt≥
6.15.3.3. Type III (Sta. 00+27-Sta.00+072,6)
Hma tertinggi = 6,19 m (Sta.00+00)
H top of wall = 6,8 m
» Rencana Dimensi
Tabel 6.67 Rencana dimensi dinding tipe III
D m
D1 m
D2 m
B m
B1 m
B2 m
B3 m
B4 m
H t m
1.3 0.65 0.65 6.5 0.5 0.6 2.4 3 1.7
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
173
o
+ 659.57
+ 652.77
Gambar 6.81 Dimensi dinding diversion tipe III
» Analisis Stabilitas
Perhitungan analisis stabilitas tipe III = analisis tipe II
▪ Gaya yang Bekerja
1.Gaya Arah Vertikal
Tabel 6.68 Rekapitulasi perhitungan gaya arah vertikal
GAYA ARAH VERTIKAL
Gaya Besar P Momen t t/m
Berat Sendiri (PG) P M PG1 9.792 55.8144PG2 19.584 90.0864PG3 10.14 32.9550PG4 4.68 21.0600PG5 2.34 4.6800
PG6 0.39 2.4050∑ 46.926 207.0008
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
174
Hidrostatis (PHv) P M
PHv 3.095 19.3438∑ 3.095 19.3438
Uplift (PU) P M
PU1 -3.184 -19.902
PU2 -0.014 -0.085PU3 -17.095 -76.926PU4 -1.088 -5.441 PU5 -8.465 -12.697PU6 -4.315 -8.630∑ -34.160 -123.680
Tek.Tanah Vertikal
(Ptv) P M Ptv1 12.342 18.5130Ptv2 1.2342 3.9494∑ 13.5762 22.4624
Sumber: Hasil Perhitungan
2. Gaya Arah Horizontal
Tabel 6.69 Rekapitulasi perhitungan gaya arah horizontal
GAYA ARAH HORIZONTAL
Gaya Besar P Momen t t/m
Hidrostatis (PHh) P M PHh -28.05005 -51.799∑ -28.05005 -51.799
Tek.Tanah (Pa,Pp) P M Pa1 -0.34 0.07
Pp1 0.28 0.00Pp2 4.84 4.11Pp3 40.18 14.06∑ 44.97 18.25
Gempa P M
K1 -0.6854 -2.776K2 -1.3709 -3.998K3 -0.7098 -0.231
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
175
K4 -0.3276 0.106K5 -0.1638 0.035K6 -0.0273 0.006∑ -3.2848 -6.857
Sumber Hasil Perhitungan
• Rekapitulasi Gaya
Tabel 6.70 Rekapitulasi gaya yang bekerja
NO Jenis Gaya Gaya Momen H V MT MG 1 Berat Konstruksi (PG) 46.93 207.00 2 Gaya Gempa (K) -3.285 -6.86 3 Gaya Hidrostatis (PH) -28.050 3.095 19.34 -51.80 4 Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp 44.968 18.25 Ptv 13.576 22.46
5 Tek.Uplift (Pu) -34.16 -123.68 Total 13.633 29.44 267.06 -182.34
• Kontrol Stabilitas
Tabel 6.71 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas
CEKKING Hasil Syarat 1 Guling 1.46 ≥ 1.2-1.5 2 Geser 1.5331 ≥ 1.5 3 Exentrisitas X 2.8782 E 0.3718 ≤ 1.083 4 Teg. Tanah
Maks 6.0832 ≤ 42 Min 2.9743 ≥ 0
Sumber: Hasil Perhitungan
6.15.3.4. Type IV
Hma tertinggi = 5,32 m (Sta.00+072,6)
H top of wall = 5,92 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
176
+ 657.79
+ 651.87
» Rencana Dimensi
Tabel 6.72 Rencana dimensi dinding tipe IV
D D1 D2 B B1 B2 B3 B4 Ht
1 0.5 0.5 6 0.5 0.6 2 2.9 1.5
Gambar 6.82 Dimensi dinding diversion tipe 1V
» Analisis Stabilitas
Perhitungan analisis stabilitas tipe IV= analisis stabilitas tipe II
▪ Gaya yang bekerja
1. Gaya Arah Vertikal
Tabel 6.73 Rekapitulasi perhitungan gaya arah vertikal
GAYA ARAH VERTIKAL
Gaya Besar P Momen t t/m
Berat Sendiri (PG) P M PG1 8.5248 44.3290PG2 14.208 60.1472PG3 7.2 21.6000
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
177
PG4 3.12 13.1040PG5 1.74 3.3640
PG6 0.3 1.7000∑ 35.0928 144.2442
Hidrostatis (PHv) P M
PHv 2.66 15.2950∑ 2.66 15.2950
Uplift (PU) P M
PU1 -2.737 -15.737
PU2 -0.003 -0.015PU3 -12.698 -53.333PU4 -0.780 -3.615PU5 -6.804 -9.866PU6 -3.680 -7.114∑ -26.702 -89.680
Tek.Tanah (Pt) P M
Pt1 10.527 15.2642Pt2 0.9197635 2.8227∑ 11.446764 18.0868
2. Gaya Arah Horizontal
Tabel 6.74 Rekapitulasi perhitungan gaya arah horizontal
GAYA ARAH HORIZONTAL
Gaya Besar P Momen t t/m
Hidrostatis (PHh) P M PHh -19.9712 -32.087∑ -19.9712 -32.087
Tek.Tanah (Pa,Pp) P M
Pa1 -0.20 0.03
Pp1 0.22 0.00Pp2 4.03 3.03Pp3 27.91 9.30∑ 31.96 12.36
Gempa P M
K1 -0.5967 -2.065
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
178
K2 -0.9946 -2.460K3 -0.5040 -0.126
K4 -0.2184 0.055K5 -0.1218 0.020K6 -0.0210 0.004∑ -2.4565 -4.572
▪ Rekapitulasi Gaya:
Tabel 6.75 Rekapitulasi gaya yang bekerja
NO Jenis Gaya Gaya Momen H V MT MG 1 Berat Konstruksi (PG) 35.09 144.24 2 Gaya Gempa (K) -2.456 -4.57 3 Gaya Hidrostatis (PH) -19.971 2.660 15.30 -32.09 4 Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp 31.956 12.36 Ptv 11.447 18.09 5 Tek.Uplift (Pu) -26.70 -89.68
Total 9.529 22.50 189.99 -126.34
▪ Kontrol Stabilitas
Tabel 6.76 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas
CEKKING Hasil Syarat 1 Guling 1.50 ≥ 1.2≈1.5 2 Geser 1.6764 ≥ 1.5 3 Exentrisitas X 2.8291 E 0.1709 ≤ 1.0 4 Teg. Tanah
Maks 4.3905 ≤ 42 Min 3.1087 ≥ 0
6.15.3.5 Type V (Sta.00+091,72-Sta.00+108,16)
Diketahui :
H top of Wall = 4,28 m
Hma = 3,68 m
H coff = 1,729 m
Hma Rembesan = 1,30 m (lihat perhitungan seepage)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
179
Tanah Timbunan Cofferdam
Downstream
+ 654.82
+ 652.27
MA Rembesan
+ 650.54
∆h = 1,729-1,3
= 0,429 m
» Rencana Dimensi
Tabel 6.77 Rencana dimensi dinding tipe V
D (m) D1 (m) D2 (m) B (m) B1 (m) B2 (m) B3 (m) B4 (m)
1.0 0.5 0.5 6.0 1.0 0.6 2.0 2.4
Gambar 6.83 Dimensi dinding diversion tipe V
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
180
» Analisis Stabilitas
Perhitungan analisis stabilitas tipe V = analisis stabilitas tipe I
▪ Gaya yang Bekerja
1. Gaya Arah Vertikal
Tabel 6.78 Rekapitulasi perhitungan gaya arah vertikal
GAYA ARAH VERTIKAL
Gaya Besar P Momen t t/m
Berat Sendiri (PG) P M
PG1 6.1632 8.0122PG2 10.272 23.2832
PG3 7.2 21.6000PG4 3.12 7.1760
PG5 1.44 6.3360
PG6 0.6 0.4000∑ 28.7952 66.8074
Hidrostatis (PHv) P M PHv 6.8 -16.8160∑ 6.8 -16.8160
Uplift (PU) P M
PU1 -2.907 13.955PU2 -1.133 4.984PU3 -5.604 12.889PU4 -0.296 0.552PU5 -2.383 1.191PU6 0.003 -0.001∑ -12.320 33.570
Tek.Tanah (Pt) P M
Ptv1 3.8227 18.3490Ptv2 0.9676 3.1894Ptv3 0.1597 0.4671Ptv4 7.0013 33.6061Ptv5 0.8861 3.0104∑ 12.8373 -58.6220
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
181
2. Gaya Arah Horizontal
Tabel 6.79 Rekapitulasi perhitungan gaya arah horizontal
GAYA ARAH HORIZONTAL
Gaya Besar P Momen t t/m
Hidrostatis (PHh) P M
PHhp -10.9512 -11.608Phha 2.645 0.705∑ -8.3062 -10.903
Tek.Tanah (Pa,Pp) P M
Pa1 0.07 0.13
Pa2 0.41 0.47Pa3 0.38 0.35Pa4 1.03 0.00Pa5 0.20 -0.03Pp1 -8.81 -12.03Pp2 -0.44 0.00Pp3 -1.61 0.00Pp4 -2.749 0.46∑ -11.53 -10.64
Gempa P M
K1 0.4314 1.139K2 0.7190 1.385K3 0.5040 0.126K4 0.2184 -0.055K5 0.1008 -0.017K6 0.0420 -0.007∑ 2.0157 2.572
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
182
▪ Rekapitulasi Gaya
Tabel 6.80 Rekapitulasi gaya yang bekerja
NO Jenis Gaya Gaya t
Momen tm
H V MT MG 1 Berat Konstruksi 28.7952 -66.807 2 Gaya Gempa 2.015664 2.572 3 Gaya Hidrostatis -8.3062 6.8 -16.816 -10.903 4 Tek.Tanah Pa & Pp -11.525 -10.643 Ptv 12.8373 -58.622 5 Tek.Uplift -12.320 33.570
Total -
17.81586983 36.11290682 -163.792 36.142
▪ Kontrol Stabilitas
Tabel 6.81 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas
CEKKING Hasil Syarat 1.Momen Guling 4.532 ≥ 1.2-1.5 2.Geser 1.52 ≥ 1.5 3.Exentrisitas
X 3.53 E -0.535 ≤ 1
4.Tegangan Tanah Maks 2.80 ≤ 42 Min 9.24 ≥ 0
6.16 TULANGAN DINDING DIVERSION CHANNEL DAN KISDAM
6.16.1 Tulangan Dinding Diversion Channel
Perhitungan tulangan dinding diversion channel dibagi dalam dua segmen
yaitu:
Badan diversion channel
Pondasi dinding diversion channel
Dinding dan pondasi diversion channel dianggap sebagai balok dengan lebar
pada arah memanjang b = 100 cm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
183
b=100 cm
d
D aerah T ekan
D aerah T arik
Gambar 6.84 Tulangan penampang balok
Dimana :
H = tinggi total balok
P = selimut beton
d = tinggi efektif (jarak dari serat tekan ke titik berat tulangan tarik)
Dalam perhitungan tulangan dinding diversion direncanakan beton dan
tulangannya mempunyai karakteristik sebagai berikut :
fc = 20 Mpa (200 kg/cm2)
fy = 400 Mpa (400 kg/cm2)
6.16.1.1 Perhitungan Tulangan Dinding Tipe I dan V
Potongan Struktur dan gaya yang bekerja tiap potongan untuk keperluan
penulangan dinding diversion channel type diversion ini adalah sebagai berikut :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
184
II
IIIII
II III
K1
K2PHp
y
Hw
Tanah Timbunan Cofferdam
Pa1
Pa2
Pa3PHa
Pp1 Hma Rembesan
y
P3
P4
P1
P2
E A
B
CG
JL
K H
I F
D
Maks
Min
Gambar 6.85 Gaya yang bekerja pada tiap potongan dinding tipe I & V
Contoh perhitungan:
» Diversion Channel Tipe I
Diketahui:
Hcofferdam = 7,8 m
Hrembesan = 7,18 m
∆h = 7,8 – 7,18
= 0,62 m
Hdiv.channel = 8,3 m
Hma = 5,83 m
1. Gaya dan Penulangan Badan Diversion (Pot.I-I)
a. Gaya-Gaya yang Bekerja
Hdiv channel = 8,3 m
Hw = 5,83 m
Hw rembesan = 7,18 m
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
185
Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
Hhpσ = hw x wγ
= 5,83 x 1
= 5,83 t/m2
Hhaσ = hw x wγ
= 7,18 x 1
= 7,18 t/m2
Tiap 1 meter panjang
PHhp = ½ x Hhσ x hw x L
= ½ x 5,83 x 5,83 x 1
= -16,99 t
MPHp = PHp x y
= -16,99 x 1,943
= -33,01 tm
PHha = ½ x Hhaσ x hw
= ½ x 7,18 x 7,18
= 25,776 t
MPHa = PHa x y
= 25,776 x 318,7
= 61,69 tm
PHtot = (-16,99) + 25,776
= 8,786 tm
MPHtot = -33,01+61,69
= 28,68 tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
186
Tekanan Tanah
Dari hasil perhitungan stabilitas diversion channel telah di dapatkan
nilai:
Pa1 = 0,142 t
Pa2 = 3,29 t
Pa3 = 11,54 t
Pp1 = -39,76 t
Mpa1 = Pa1 x y
= 0,142 x )62,0328,7( ×−
= 1,049 tm
Mpa2 = Pa2 x y
= 3,29 x 218,7
= 11,81 tm
Mpa3 = Pa3 x y
= 11,54 x 318,7
= 27,62 tm
Mpp1 = Pp1 x y
= -39,76 x 28,7
= - 155,064 tm
Ptot = 0,142 + 3,29 + 11,54 -39,76
= -24,788 t
MPtot = 1,049 + 11,81 + 27,62 - 155,064
= -114,49 tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
187
Gaya Gempa
Dari hasil perhitungan stabilitas diversion channel telah di dapatkan
nilai:
K1 = - 0,906 t
K2 = - 1,882 t
Mk1 = K1 x y
= 0,906 x23,8
= - 3,76 tm
Mk2 = K1 x y
= 1,882 x 33,8
= - 5,201 tm
Ktot = 0,906 + 1,882
= - 2,788 t
MKtot = 3,76 + 5,201
= - 8,961 tm
Momen dan Gaya Geser Ultimate
MtotI-I = 28,68 - 114,49 - 8,961
= - 94,77 tm
VtotI-I = 8,786 -24,788 - 2,788
= 18,79 t
▪ Momen Ultimate
Mu = 1,5 x 94,77
= 142,155 tm
= 1421,6 kNm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
188
▪ Geser Ultimate
Vu = 1,5 x 18,79
= 28,185 t
= 281,9 kN
b. Penulangan
Dinding dianggap sebagai balok dengan lebar dan tinggi :
b = 1000 mm
h = 3350 mm
Direncanakan :
Tulangan Utama D 32
Tebal selimut beton (P) = 50 mm
d = Ht-P- D×21
= 3350- 50- 3221×
= 3284 mm
= 3,284 m
Mu = 1421,6 kNm
22 284,316,1421
×=
× dbMu
= 131,82 kN/m
Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan
karakteristik :
fc = 20 Mpa
fy = 400 Mpa
2dbMu×
= 131,82 kN/m
maka dengan interpolasi didapat :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
189
ρ = 0003,0)0003,00006,0()100200(
)10082,131(+−×
−−
= 0,00039
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:
minρ = 0,0017
maksρ = 0,0163
Karena ρ < minρ
0,00039 < 0,0017 (digunakan minρ = 0,0017)
As min = db××minρ
= 0,0017 x 1000 x 3284
= 5582,8 mm2
▪ Tulangan Utama
Digunakan D 32-125
As Terpasang = 3,14x 162x (1000/125)
= 6430,72 mm2 > As min
▪ Tulangan Bagi
As min = 20 % x 6430,72
= 1286,144 mm2
Digunakan D 16-150
Asterpasang = 3,14x 82 x (1000/150)
= 1339,73 mm2 > As min
▪ Tulangan Geser
Vu = 297,63 kN
Vc = dbcf ××× '17,0
= 328410002017,0 ×××
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
190
II III
II III
P 3
P 4
P 1
P 2
E A
B
CG
JL
K H
I F
D
= 2496704,1 N
= 2496,7 kN
Ǿ Vc = 0,6 x 2496,7 = 1498,02 kN
Vu < Vcφ
297,63 kN < 1498,02 kN (tidak diperlukan tulangan geser)
2. Gaya dan Penulangan Pondasi (Pot.II-II dan Pot. III-III)
Dari hasil perhitungan tegangan tanah pada stabilitas diversion
sebelumnya di telah didapatkan nilai:
maksσ = 13,41 t/m2
minσ = 0,34 t/m2
Hd = 1,5 m
Gambar 6.86 Tekanan tanah pada pondasi type I
a. Gaya dan Penulangan Pada Pot.II-II
BLIL
BDIJ
=
2,71
)34,041,13(=
−IJ
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
191
IJ = 1,82 t/m2
Gaya Geser Ultimate
DII-II = )121()1( ×××+×× ILIJHKKL
= )1182,121()1134,0( ×××+××
= 0,34 + 0,41
= 0,75 t
Gaya Geser Ultimate
Vu = 1,5 x 0,75
= 1,125 t
= 11,3 kN
Momen Ultimate
MII-II = )131(41,0)
2134,0( ××+×
= 0,31 tm
Momen Ultimate
Mu = 1,5 x 0,31
= 0,46 tm
= 5 kN
Penulangan
Direncanakan :
Tulangan Utama D 25
d = Ht-P- D×21
= 150-5-1,25
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
192
= 143,75 cm
22 4375,115
×=
×dbMu
= 2,42 kN/m
Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45
dengan karakteristik :
fc = 20 Mpa
fy = 400 Mpa
2dbMu×
= 2,42 kN/m
maka tanpa interpolasi di dapat :
ρ = 0,0003
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52
didapat :
minρ = 0,0017
maksρ = 0,0163
Karena ρ < minρ
0,0003 < 0,0017 (digunakan minρ = 0,0017)
As min = db××minρ
= 0,0017 x 1000 x 1437,5
= 2443,75 mm2
» Tulangan Utama
Digunakan D 25-200
AsTerpasang = 3,14 x 12,52 x (1000/200)
= 2453,13 mm2 > As min
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
193
» Tulangan Bagi
As min = 20 %x 2453,13
= 490,63 mm2
Digunakan D 12-200
AsTerpasang = 3,14x 62 x(1000/200)
= 565,2 mm2 > As min
» Tulangan Geser
Vu = 18,46 kN
Vc = dbcf ××× '17,0
= 5,143710002017,0 ×××
= 1092878,224 N
= 1092,878 kN
Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN
Vu < Vcφ
18,46 kN < 655,73 kN (tidak diperlukan tulangan geser)
b. Gaya dan Penulangan Pada Pot III-III
BLCG
BDCD
=
2,785,2
)34,041,13(=
−CD
CD = 5,17 t/m2
AC = 13,41-5,17
= 8,24 t/m2
Gaya Geser Ultimate
VIII-III = )121()1( ×××+×× CGCDAEAC
= )185,217,521()185,224,8( ×××+××
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
194
= 23,484+ 7,366
= 30,85 t
Vu = 1,5 x 30,85
= 46,275 t
= 462,8 kN
Momen Ultimate
MIII-III = )85,232(366,7)85,2
21484,23( ××+××
= 25,74 tm
Mu = 1,5 x 25,74
= 38,606 tm
= 386,1 kN
Penulangan
Direncanakan:
Tulangan Utama D 25
d = Ht-P- D×21
= 150-5-1,25
= 143,75 cm
= 1,4375 m
2dbMu×
= 24375,111,386
×
= 186,85 kN/m
Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45
dengan karakteristik :
f’c = 20 Mpa
fy = 400 Mpa
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
195
2dbMu×
= 186,85 kN/m
maka dengan interpolasi di dapat :
ρ = 0003,0)0003,00006,0()100200(
)10085,186(+−×
−−
= 0,00056
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52
didapat :
minρ = 0,0017
maksρ = 0,0163
Karena ρ < minρ
0,00056 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)
As min = db××minρ
= 0,0017 x 1000 x 1437,5
= 2443,75 mm2
» Tulangan Utama
Digunakan D 25-200
AsTerpasang = 3,14x12,52 x (1000/200)
= 2453,125 mm2 > As min
» Tulangan Bagi
As min = 20 %x 2453,125
= 490,63 mm2
Digunakan D 12-200
AsTerpasang = 3,14x 62 x (1000/200)
= 565,2 mm2 > As min
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
196
II
II III
II III
K1
K2
K1
K2
Maks
Min
Pp1Pp2
PHh
P3
P4
P1
P2
y
E
Hw
A
B
CD
G
JL
K H
I F
» Tulangan Geser
Vu = 462,8 kN
Vc = dbcf ××× '17,0
= 5,143710002017,0 ×××
= 1092878,224 N
= 1092,878 kN
Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN
Vu < Vcφ
462,8 kN < 655,73 kN (tidak diperlukan tulangan geser)
6.16.1.2 Perhitungan Tulangan Dinding Type II, III dan IV
Potongan Strukture dan gaya yang bekerja tiap potongan untuk keperluan
penulangan dinding diversion channel type ini adalah sebagai berikut :
Gambar 6.87 Gaya yang bekerja pada tiap potongan dinding type II,III & IV
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
197
Contoh perhitungan :
» Diversion Channel Type II
1. Gaya dan Penulangan Pada Badan Diversion (Pot.I-I)
a. Gaya-Gaya yang Bekerja
Hdiv.channel = 7,3 m
Hma = 6,7 m
Tekanan Hidrostatis (PHh)
Hw = 6,7 m
Hhσ = hw x wγ
= 6,7 x 1
= 6,7 t/m2
PHh = ½ x Hhσ x hw
= ½ x 6,7 x 6,7
= 22,445 t
MPHh = PHh x y
= 22,445x 2,233
= 50,13 tm
Gaya Gempa
Dari hasil perhitungan stabilitas diversion channel telah di dapatkan
nilai :
K1 = 0,79 t
K2 = 1,594 t
Mk1 = K1 x y
= 0,79 x 3,65
= 2,883 tm
Mk2 = K1 x y
= 1,594 x 2,23
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
198
= 5,55 tm
Ktot = 0,79 + 1,594
= 2,384 t
MKtot = 2,883 + 5,55
= 8,433 tm
Tekanan Tanah
ht = 1,8 m
2PPσ = Kpc×2
= 69,342,02×
= 1,61 t/m2
Pp2 = 2pσ x h
= 1,61 x 1,8
= 2,898 t
MPp2 = 2,898 x 28,1
= 2,61 tm
3PPσ = Kph××γ
= 2,42x1,8x3,69
= 16,074 t/m2
Pp3 = ½ x 3pσ x h
= ½ x 16,074 x 1,8
= 14,466 t
MPp3 = 14,466 x 38,1
= 8,68 tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
199
PPPtot = 2,898 +14,466
= 17,364 t
MPptot = 2,61+8,68
= 11,29 tm
Momen dan Geser Ultimate
Mtot = MPHh+MKtot-MPptot
= 50,13 +8,433-11,29
= 47,27 tm
Vd = PHh + Ktot-PPP
= 22,445+2,384 -17,364
= 7,465 t
Mu = 1,5 x Mtot
= 1,5 x 47,27
= 70,905 tm
= 709,05 kNm
Vu = 1,5 x Vd
= 1,5 x 7,465
= 11,198 t
= 112 kN
a. Penulangan
Dinding dianggap sebagai balok dengan lebar dan tinggi:
b = 1000 mm
h = 3250 mm.
Direncanakan :
Tulangan Pokok D 32
Tebal selimut beton (P)= 50 mm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
200
d = Ht-P- D×21
= 3250- 50- 3221×
= 3184 mm
= 3,184 m
Mu = 718,35 kNm
22 184,3165,709
×=
×dbMu
= 70 kN/m2
Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan
karakteristik :
f’c = 20 Mpa
fy = 400 Mpa
2dbMu×
= 70 kN/m
maka tanpa interpolasi di dapat :
ρ = 0,0003
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:
minρ = 0,0017
maksρ = 0,0163
Karena ρ < minρ
0,0003 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)
As min = db××minρ
= 0,0017 x 1000 x 3184
= 5412,8 mm2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
201
▪ Tulangan Utama
Digunakan D 32-125
As Terpasang = 3,14 x 162 x (1000/125)
= 6430,72 mm2 > As min
▪ Tulangan Bagi
As min = 20 %x 6430,72
= 1286,144 mm2
Digunakan D 16-150
Asterpasang = 3,14x 82 x (1000/150)
= 1339,73 mm2 > As min
▪ Tulangan Geser
Vu = 122,23 kN
Vc = dbcf ××× '17,0
= 318410002017,0 ×××
= 2420677,75 N
= 2420,7 kN
Ǿ Vc = 0,6 x 2420,7 = 1452,4 kN
Vu < Vcφ
122,23 kN < 1452,4 kN (Tidak diperlukan tulangan geser)
2. Gaya dan Penulangan Pada Pondasi (Pot.II-II dan Pot. III-III)
Diketahui:
Hd = 1,5 m
Dari hasil perhitungan tegangan tanah pada stabilitas diversion channel telah
di dapat nilai:
maksσ = 6,84 t/m2
minσ = 3,08 t/m2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
202
II III
II III
P 3
P 4
P 1
P 2
E A
B
CG
JL
K H
I F
D
Gambar 6.88 Tekanan tanah pada pondasi type II
a. Gaya dan Penulangan Pot.II-II
BLIL
BDIJ
=
75,0
)08,384,6(=
−IJ
IJ = 0,27 t/m2
Gaya Geser Ultimate
VII-II = )121()1( ×××+×× ILIJHKKL
= )15,027,021()1,5,008,3( ×××+××
= 1,54 + 0,0675
= 1,61 t
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
203
Vu = 1,5 x 1,61
= 2,415 t
= 24,15 kN
Momen Ultimate
MII-II = )5,031(0675,0)
25,054,1( ××+×
= 0,396 tm
Mu = 1,5 x 0,396
= 0,59 tm
= 5,9 kN
Penulangan
Direncanakan :
Tulangan Utama D 25
d = Ht-P- D×21
= 150-5-1,25
= 143,75 cm
22 4375,119,5
×=
×dbMu
= 2,86 kN/m
Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan
karakteristik :
f’c = 20 Mpa
fy = 400 Mpa
2dbMu×
= 2,86 kN/m
maka tanpa interpolasi di dapat :
ρ = 0,0003
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
204
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:
minρ = 0,0017
maksρ = 0,0163
Karena ρ < minρ
0,0003 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)
Asmin = db××minρ
= 0,0017 x 1000 x 1437,5
= 2443,75 mm2
» Tulangan Utama
Digunakan D 25-200
AsTerpasang = 3,14 x 12,52 x (1000/200)
= 2453,13 mm2
» Tulangan Bagi
As min = 20 % x 2453,13
= 490,63 mm2
Digunakan D 12-200
AsTerpasang = 3,14x 62 x (1000/200)
= 565,2 mm2 > As min
» Tulangan Geser
Vu = 24,15 kN
Vc = dbcf ××× '17,0
= 5,143710002017,0 ×××
= 1092878,224 N
= 1092,878 kN
Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
205
Vu < Vcφ
24,15 kN < 655,73 kN (tidak diperlukan tulangan geser)
b. Gaya dan Penulangan Pot III-III
BLCG
BDCD
=
725,3
)08,384,6(=
−CD
CD = 1,746 t/m2
AC = 6,84-1,746
= 5,094 t/m2
Gaya Geser Ultimate
VIII-III = )121()1( ×××+×× CGCDAEAC
= )125,3746,121()125,3094,5( ×××+××
= 16,56 + 2,84
= 19,4 t
Vu = 1,5 x 19,4
= 29,09 t
= 290,9 kN
▪ Momen Ultimate
MIII-III = )25,332(84,2)
225,356,16( ××+×
= 33,06 tm
Mu = 1,5 x 33,06
= 49,6 tm
= 490,6 kNm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
206
Penulangan
Direncanakan:
Tulangan Utama D 25
d = Ht-P- D×21
= 10-5-1,25
= 143,75 cm
= 1,4375 m
2dbMu×
= 24375,116,490
×
= 237,42 kN/m
Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45
dengan karakteristik :
f’c = 20 Mpa
fy = 400 Mpa
2dbMu×
= 237,42 kN/m
maka dengan interpolasi di dapat :
ρ = 0006,0)0006,00010,0()200300(
)20042,237(+−×
−−
ρ = 0,00095
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52
didapat :
minρ = 0,0017
maksρ = 0,0163
Karena ρ < minρ
0,00095 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)
As min = db××minρ
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
207
= 0,0017 x 1000 x 1437,5
= 2443,75 mm2
» Tulangan Utama
Digunakan D 25-200
AsTerpasang = 3,14x12,52 x (1000/200)
= 2453,13 mm2 > As min
» Tulangan Bagi
As min = 20 %x 2453,13
= 490,63 mm2
Digunakan D 12-200
AsTerpasang = 3,14x 62 x (1000/200)
= 565,2 mm2 > As min
» Tulangan Geser
Vu = 290,9 kN
Vc = dbcf ××× '17,0
= 5,143710002017,0 ×××
= 1092878,224 N
= 1092,878 kN
Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878
= 655,73 kN
Vu < Vcφ
290,9 kN < 655,73 kN (tidak diperlukan tulangan geser)
Dengan perhitungan yang sama maka penulangan untuk semua type dinding
diversion disajikan dalam tabel berikut ini :
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
208
Tabel 6.82 Rekapitulasi tulangan dinding diversion channel
TIPE DIVERSION / STA. Konstruksi Tul Utama Tul Bagi
mm mm
I / Sta.00+00-00+020.5 Dinding Diversion D 32-125 D 16-150
Pondasi D 25-200 D 12-200
II / Sta.00+20.5-00+027 Dinding Diversion D 32-125 D 16-150
Pondasi D 25-200 D 12-200
III / Sta.00+027-00+072.6 Dinding Diversion D 32-150 D 16-150
Pondasi D 25-200 D 12-200
IV/ Sta.00+072.6-00+091.72 Dinding Diversion D 32-150 D 16-150
Pondasi D 25-300 D 12-300
V / Sta.00+091.72-Sta.00+108.16Dinding Diversion D 32-150 D 16-150
Pondasi D 25-300 D 12-300
6.16.2 Penulangan Kisdam
Penulangan kisdam menggunakan metode/cara perhitungan yang dama
dengan perhitungan tulangan dinding diversion channel tipe II. Hal ini
mengingat bentuk dan jenis gaya-gaya yang bekerja pada tiap potongan kisdam
sama dengan bentuk dan gaya-gaya yang bekerja pada dinding diversion
channel tipe II.
Diketahui:
Dimensi kisdam dapat dilihat pada gambar berikut.:
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
209
II
II III
II III
K1
K2
K1
K2
PHh
y
+ 650.00
+ 658.32
+ 650.00
Gambar 6.89 Dimensi kisdam
A. Gaya Yang Bekerja Pada Badan (Pot. I-I)
Gambar 6.90 Gaya yang bekerja pada badan
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
210
II III
II III
P3
P4
P1
P2
E A
B
CG
JL
K H
I F
D
B. Gaya Yang Bekerja Pada Pondasi (Pot. II-II dan III-III)
Gambar 6.91 Gaya yang bekerja pada pondasi
Dengan menggunakan metode/tahap perhitungan tulangan yang sama
dengan perhitungan tulangan dinding diversion channel tipe II, didapt tulangan
untuk kisdam.
Tabel 6.83 Tulangan kisdam
Kisdam Konstruksi Tul Utama Tul Bagi
mm mm
Upstream dan Downstream Badan kisdam D 32-100 D 16-100
Pondasi kisdam D 32-150 Ø 12-100
6.17 KONSTRUKSI LANTAI DAN DINDING SAYAP DIVERSION
Konstruksi lantai dan dinding sayap diperlukan untuk melindungi tanah
dasar dan talud/tebing dari gerusan akibat kecepatan aliran air yang melalui
diversion channel. Dalam perencanaan sebelumnya, direncanakan tanah dasar
dan talud dilindungi dengan pasangan beton. Hal ini mengingat debit yang
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
211
m1
Konstruksi Lantai & Sayap Diversion
melalui diversion channel cukup besar sehingga kecepatan alirannya dapat
menggerus tanah yang dilewatinya.
Gambar 6.92 Konstruksi rencana lantai dan sayap diversion channel
6.17.1 Kontrol Tanah Dasar dan Talud Tanpa Konstruksi Pelindung
Perhitungan disini bertujuan untuk mengetahui apakah tanah dasar dan
talud di area diversion channel masih tetap aman dari bahaya gerusan walaupun
tanpa konstruksi pelindung (konstruksi lantai dan sayap).
» Kontrol Tractive Force dan Kecepatan Aliran
a.Kontrol Tractive Force (Gaya Gesek) Aliran
Rumus:
T = IRc w ×××γ < T
(Perbaikan dan Pengaturan Sungai Sungai ir. Suyono dan ir. M. Tomigo, Jakarta 1985,
hal.126)
Di mana:
T = tractive force/gaya gesek aliran yang diizinkan (kg/m2)
saldasarT ⋅ = 5,39 kg/m2 ; taludT = 4,10 kg/m2
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
212
C = koefisien gesek pada dasar saluran = 1
koefisien gesek pada talud/tebing = 0,76
γw = berat jenis air (1000 kg/m2)
R = jari-jari hidrolis = PA (m)
A = luas penampang hidrolis (m2)
P = keliling penampang hidrolis (m)
I = kemiringan dasar saluran
b. Kontrol Kecepatan Aliran
Rumus:
V = 2/13/2 IRk ×× < V (Perbaikan dan Pengaturan Sungai Sungai ir. Suyono dan ir. M. Tomigo, Jakarta 1985,
hal.126)
Di mana:
k = koefisien kekasaran strickler
k dasar saluran batuan sandstone 40-50
k material beton = 60-70
R = jari-jari hidrolis
= PA (m)
A = luas penampang hidrolis (m2)
P = keliling penampang hidrolis (m)
I = kemiringan dasar saluran
V = kecepatan aliran yang diizinkan (m/dtk)
= k1 x k2 x Vm
k1 = koreksi kecepatan jika kedalaman air > 3m = 1,25
k2 = koreksi kecepatan jika trace saluran relatif lurus = 1
Vm = kecepatan aliran rata-rata yang diizinkan pada material dasar saluran
V sandtone Ø 15-100 mm = 2,50 m/dtk
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
213
Perhitungan:
» Kontrol tanah dasar dan talud di Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6
Diketahui (dari tabel 6.4):
B = 7 m
m = 0,2 m
I = 2 %
Hn = 3,8 m
A = 28,044 m2
P = 14,68 m
R = 1,91 m
a. Kontrol Tractive Force Aliran
saldasarT ⋅ = IRc w ×××γ saldasarT ⋅≤
= 02,091,110001 ××× 2/39,5 mkg≤
= 38,2 kg/m2 2/39,5 mkg≥ ....... (tanah dasar tergerus)
TaludT = IRc w ×××γ TaludT≤
= 02,091,1100076,0 ××× 2/10,4 mkg≤
= 29,032 kg/m2 2/10,4 mkg≥ ..... (tanah talud/tebing tergerus)
b. Kontrol Kecepatan Aliran
V = 2/13/2 IRk ×× < V
V = k1 x k2 x Vm
SandstoneV = 1,25 x 1,00 x 2,50
= 3,125 m/dtk
V = 2/13/2 IRk ×× < V
= 2/13/2 02,091,150 ×× < dtkm /125,3
= 10,89 m/dtk > dtkm /125,3 ................ (material dasar saluran dan
talud tergerus)
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
214
» Kontrol tanah dasar dan talud di Sta. 00+072,6-Sta.00+108,16)
Diketahui (dari tabel 6.5):
B = 7 m
m = 1 m
I = 6,94 %
Hn = 2,2 m
A = 18,004 m2
P = 12,35 m
R = 1,458 m
a. Kontrol Tractive Force Aliran
saldasarT ⋅ = IRc w ×××γ saldasarT ⋅≤
= 0694,0458,110001 ××× 2/39,5 mkg≤
= 101,18 kg/m2 2/39,5 mkg≥ ...... (tanah dasar tergerus)
TaludT = IRc w ×××γ TaludT≤
= 0694,0458,1100076,0 ××× 2/10,4 mkg≤
= 76,90 kg/m2 2/10,4 mkg≥ ........ (tanah talud/tebing tergerus)
b. Kontrol Kecepatan Aliran
Kecepatan izin
V = k1 x k2 x Vm
SandstoneV = 1,25 x 1,00 x 2,50
= 3,125 m/dtk
Kecepatan terjadi
V = 2/13/2 IRk ×× < V
= 2/13/2 0694,0458,150 ×× < dtkm /125,3
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
215
= 16,94 m/dtk > dtkm /125,3 ............. (material dasar saluran dan
talud tergerus)
Dari hasil perhitungan diatas, dasar dan talud akan tergerus maka saluran
diversion channel perlu dilindungi dengan pasangan beton (sesuai dengan
perencanaan awal).
6.17.2 Tulangan Lantai dan Sayap
Fungsi dari konstruksi ini hanya untuk memperkuat dasar dan talud
diversion channel dari bahaya erosi, maka untuk mempermudah aspek
pekerjaan di lapangan maka disepanjang saluran diversion channel:
Direncanakan :
▪ Tebal beton pelindung = min 0,2 m
▪ Penulangan
Tulangan Utama Ø 12-250 mm
Tulangan Bagi Ø 8-250