Estimasi dan Evaluasi Debit Rembesan pada Bendungan Urugan ...
Stabilitas Dan Bahaya Rembesan
-
Upload
dessy-arbani -
Category
Documents
-
view
197 -
download
18
description
Transcript of Stabilitas Dan Bahaya Rembesan
STRUKTUR BENDUNG
(Stabilitas dan Bahaya Rembesan)
Gambaran Umum
• Perencanaan Bendung :Perencanaan Bendung : Maksud desain. Asumsi desain.
Gambaran Umum
• Bangunan utama (lantai, mercu, dan peredam energi)Bangunan utama (lantai, mercu, dan peredam energi).
• Bangunan pelengkap (sayap, sandtrap, dll)
Gambaran Umum
• Bangunan utama (lantai, mercu, dan peredam energi)Bangunan utama (lantai, mercu, dan peredam energi).
• Bangunan pelengkap (sayap, sandtrap, dll)
+10.000.40 6.00
1
1
1.00
0.60
1.00 15.00
+4.00
Filter
Rib Bertangga
Lubang Pematus
POTONGAN B - B
11.5
PAS. BATU KALI( 1 : 4 )
1.5
1.00
1.50
1.00
1.50
1
+15.28
0.60
3.00 1.00
Pipa Resap Ø 0.05
0.40
0.60
0.60
Struktur yang ada
Tantangan : Kerusakan dini / tidak berfungsi??
• Perlu upaya antisipasi dalam perencanaan.Perlu upaya antisipasi dalam perencanaan.
Faktor-Faktor Utama
Gaya yang bekerja :• Tekanan air / hidrolis• Beban struktur• Gaya gempa• Parameter teknik tanah
Perhitungan : Keamanan geser Keamanan guling
Eksentrisitas dan daya dukung Rembesan / erosi buluh
Jalur Rembesan dan Tekanan Air (Uplift Pressure / Lane)
• Persamaan umum :
• Ux = gaya uplift pada titik yang ditinjau• Hx = beda tinggi titik yang ditinjau dengan muka air di udik pelimpah• Lx = panjang creep line titik yang ditinjau L = panjang creep line total• H = beda elevasi muka air udik dan hilir pelimpah
LH .L
- H U xxx
Perhitungan : Kondisi debit rendah
Saat banjir
Jalur Rembesan dan Tekanan Air (Uplift Pressure / Lane)
Jalur Rembesan dan Tekanan Air (Uplift Pressure / Lane)Untuk Muka Air Kering, H = 6.4 m
Gaya Hor Lengan Momen Gaya Ver Lengan MomenVertikal Hor 1/3 Hor Lw (t) (m) (t.m) (t) (m) (t.m)
0 0.00 0.00 4.50 4.500 - 1 1.00
1 1.00 0.19 5.50 5.311 - 2 1.20 0.40
2 1.40 0.27 5.50 5.232 - 3 0.40
3 1.80 0.35 5.10 4.753 - 4 1.80 0.60
4 2.40 0.47 5.10 4.634 - 5 0.40
5 2.80 0.54 5.50 4.965 - 6 1.00 0.33
6 3.13 0.61 5.50 4.896 - 7 0.40
7 3.53 0.69 5.10 4.417 - 8 1.50 0.50
8 4.03 0.78 5.10 4.328 - 9 0.40
9 4.43 0.86 5.50 4.649 - 10 1.00 0.33
10 4.77 0.92 5.50 4.5810 - 11 0.40
11 5.17 1.00 5.10 4.1011 - 12 2.00 0.67
12 5.83 1.13 5.10 3.9712 - 13 2.00 1.61 2.36 3.80
13 7.83 1.52 7.10 5.58 7.94 2.69 21.3513 - 14 1.50 0.50 0.07 14.10 1.03
14 8.33 1.62 7.10 5.48 8.23 13.85 113.9314 - 15 1.80 -1.93 2.29 -4.43
15 10.13 1.97 5.30 3.33 -6.00 2.59 -15.5515 - 16 2.15 0.72 0.15 12.38 1.85
16 10.85 2.10 5.30 3.20 6.87 12.03 82.6216 - 17 1.30 0.68 2.59 1.77
17 12.15 2.36 6.60 4.24 4.15 2.81 11.6717 - 18 2.00 0.67 0.13 10.28 1.33
18 12.82 2.49 6.60 4.11 8.23 9.95 81.8818 - 19 1.50 0.91 1.11 1.01
19 14.32 2.78 8.10 5.32 6.17 1.36 8.3919 - 20 4.13 1.38 0.55 7.57 4.18
20 15.69 3.04 8.10 5.06 20.88 6.89 143.7820 - 21 0.70 -0.29 0.84 -0.25
21 16.39 3.18 7.40 4.22 -2.95 0.96 -2.8421 - 22 3.37 1.12 0.37 3.70 1.36
22 17.52 3.40 7.40 4.00 13.49 3.14 42.2922 - 23 1.15 0.53 0.38 0.20
23 18.67 3.62 8.55 4.93 5.15 0.58 2.9623 - 24 1.45 0.48 0.07 0.97 0.07
24 19.15 3.71 8.55 4.84 7.01 0.73 5.0824 - 25 5.85 13.79 -3.90 -53.79
25 25.00 4.85 14.40 9.55 28.29 -2.93 -82.7525 - 26 8.00
26 33.00 6.40 6.40 0.00 -38.21 -3.18 121.6219.84 13.18 66.05 479.38
Titik LinePanjang Rembesan DH H P = H - DH
Berat Struktur
No Volume Berat Jarak Mt Jarak Mg(m3) (ton) (m) (ton-m) (m) (ton-m)
G1 8.850 19.470 13.840 269.465 4.560 88.783G2 0.720 1.584 13.800 21.859 7.910 12.529G3 0.360 0.792 13.240 10.486 8.110 6.423G4 14.025 30.855 11.260 347.427 5.370 165.691G5 4.980 10.956 9.260 101.453 2.910 31.882G6 2.100 4.620 6.673 30.831 2.660 12.289G7 6.402 14.083 6.885 96.964 1.385 19.505G8 3.033 6.673 3.135 20.919 1.600 10.676G9 2.973 6.540 0.725 4.741 1.025 6.703
Total 82.360 878.484 337.104
M-y = momen tahanM-x = momen guling
Terhadap gaya gempa, E :
ad = n x ac x z x m
ad = percepatan gempa rencana (cm/dt2)
n,m = koefisien jenis tanah (peta gempa)
ac = percepatan gempa dasa (peta gempa)
g = percepatan gravitasi (9,8 cm/dt2)
z = faktor lokasi geografis (peta gempa)
Gaya Gempa
ga
E d
Koefisien gempa E = 0.008Titik berat bangunan thd garis horisontal, y = 4.093Gaya gempa yang terjadi K = E x w = 0.673Momen guling gempa Mg = 2.755
Gaya Aktif Tanah dan Resume
Bagian udik bendung merupakan tanah endapan sungai (pasir, kerikil, berangkal) dengan f = 30o.dengan g = 1,8 t/m3.
Ka = tg2 (45-f/2) 0.33
S1 = 0,5.(1.8 - 1.0).42. 0,33 = 2.67 t
Lengan = 12.61 mMomen = 33.72 KN.m
No. Vertikal Horisontal M-G M-T1 66.05 19.84 492.562 -82.36 - - 878.483 - 0.67 2.75 0.004 - 2.67 33.72
-16.31 23.19 529.03 878.48
GayaHidrostatis
Berat Sendiri dan AirGaya Gempa
Tekanan Tanah
Perhitungan : Eksentrisitas, e = (B/2)-(M/Rv)
B = lebar tapak pondasi
M = besar gaya momen yang terjadi
Rv = total gaya arah vertikal
Syarat ideal : e < B/6
Stabilitas - Eksentrisitas
Daya dukung tanah, :
e = eksentrisitas yang terjadi akibat pembebanan gaya
B = lebar tapak pondasi
M = besar gaya momen yang terjadi
Rv = total gaya arah vertikal
Syarat : < qijin tanah
Stabilitas – Daya Dukung Tanah
)
B6e
(1 - B
R v
Keamanan Geser, SFgs :
FH = total gaya tahan horisontalyang terjadi
RH = total gaya horisontal yang terjadi
Syarat : SFgs > 1,5
Stabilitas - Geser
H
Hgs R
F SF
Keamanan Guling, SFg :
MT = total momen tahan yang terjadi
Mg = total momen guling yang terjadi
Syarat : SFg > 2
Stabilitas - Guling
g
Tg M
M SF
Keamanan erosi bawah tanah, SFs :
S = kedalaman tanah
a = tebal lapisan pelindung (dianggap = 0)
hs = tekanan air pada kaki hilir struktur
Syarat : SFs > 2
Keamanan Bahaya Erosi Buluh
ss h
)sa
(1 s SF
Stabilitas
Panjang tapak pondasi bendung, L = 14.60 ma. Eksentrisitas, e
e = (L/2) - (M/Rv)-14.12 < 2.43 (Ok)
b. Tekanan tanah = (Rv/L)(1+(6e/L))
11.17 KN/m2
= (Rv/L)(1-(6e/L))
11.17 KN/m2
Daya dukung tanah untuk pasir dan kerikil adalah 200 - 600 KN/m2, sehingga OK.
Stabilitas
c. Keamanan guling
SF = MT/MG
SF = 1.66
d. Keamanan geser
Bagian pondasi bendung dengan f = 15o.dengan g = 1,6 t/m3.
Kp = tg2 (45+f/2) = 1.70
Pp = 32.55 t.m
Pt = Rv tg (2/3 f)2.62 t.m
Tanpa tekanan pasif :SF = Pt/Rh = 1.52
Stabilitas – Erosi Buluh
2
• SF = 1 : ie
Alternatif Stabilisasi Struktur
• Memperpanjang jalur aliran hidrolis : penambahan lantai udik, penempatan dinding kedap, dll.
• Penambahan berat struktur : memperbesar dimensi.
• Dimensi akhir sangat mempengaruhi volume pekerjaan (BOQ)
Desain Lantai Udik
• Metode Bligh (Empiris)• Metode Lane (Empiris)
• Jaringan aliran (Flow net)• Metode Khosla (coba-coba)
• Analog listrik• Metode relaxasi
• Model matematik (pers. Laplace)
Metode Bligh
Dh-n
Dh-b
Lv1
Lv2
Lv3
Lv4
Lh3
Lh2 Lh1
• Persamaan umum :
hL
CB D
hxC
L L (1,5) SF
B
hv
D
Metode Bligh
• Contoh :
Diketahui Dh = 4m dan material dasar sungai adalah lempung
(CB = 18) dan SF = 1,5.
Panjang jalur rembesan yang diperlukan, L = 1,5 x 4 x 18
= 108 m
Material Besar
Lempung / Silk 18
Pasir halus 15
Pasir kasar 12
Kerikil campur pasir 9
Bongkahan batu, kerikil 4 - 6
• Koefisien Rembesan Bligh, CB
Metode Lane
Dh-n
Dh-b
Lv1
Lv2
Lv3
Lv4
Lh3
Lh2 Lh1
• Persamaan umum :
h
L31
LC
hv
L D
Metode Lane
Material Besar
Lempung keras 1,6 – 1,8
Lempung 2 - 3
Pasir amat halus 8,5
Pasir halus 6,0
Pasir kasar 5
Bongkahan batu, kerikil 2,5 – 3,5
• Koefisien Rembesan Bligh, CL
Dinding / Sayap
• Stabilitas sistem.• Stabitas struktur.
3m
4m
2,4m
0,45m
0,6m
Beton bertulang
Lapis 1
Lapis 2
Lapis 3
0,6m
0,45m
0,6m
0,45m
P1a
P1w
P1c
F1a
F1w
F1c
F2a F3a
F4a F5aF6a
P2a
P3a
P4a P5aP6a
F2c
F3c
P2c
P3c
1
4
3
2
2,3m
5645°
0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000
-10.000
0.000
10.000
20.000
Total displacementsExtreme total displacement 268.16*10-3 m
m
-0.020
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
0.140
0.160
0.180
0.200
0.220
0.240
0.260
0.280
Resume Gaya dan Momen Aktif :PATot = 37.26 KN/m'
MATot = 1488.56 KN.m/m'
Resume Gaya dan Momen Tahan :PTTot = 75.84 KN/m'
MTTot = 7583.94 KN.m/m'
Angka Keamanan / Stabilitas :SFGeser = 2.04
SFGuling = 5.09
TERIMA KASIHTERIMA KASIH
Bandung, 2 Oktober 2012Bandung, 2 Oktober 2012