![Dewatering [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/dewatering.jpg)
22 0 2 MB
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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 Hn H d = H untuk m endapatkan Q d
Hd H1
B bernilai tetap
Q1
Qd
Qn
Q
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 : = 409,631 m3/dtk
Qd Sungai Tulis
Qd Anak Sungai Tulis = 60,939 m3/dtk
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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
=3x8m
▪
Lebar Fluishing Sluice
=1x6m
▪
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
= 35 0
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.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 4
Axist of Cofferdam Downstream 1:m
1:m ANNELL
Sta. 00+091.72
Sta. 00+084 .6
Sta. 00+72.6
m 1:
Sta. 00+057
ERSION CH
Sta. 00+042
Sta. 00 +027
.5
0+01 6
0+020
Sta. 0
AX IS OF DIV
Sta. 0
Sta. 0
Sta. 0
0+01 0
0+00
1:m
1:m
1:m
1: m
M Contr ercu ol Str uktur e A Coffer xist of d am U pstrea m
Mulu
t Up s tream
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
M u lu
t D ow
n s tre
am
00 Sta.
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
»
Elev. terendah dasar sungai asli :
= 108,16 m
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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
+1 0 8
.1 6
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
L TU
+655.00 +654.00
M u lu
D1 I AL K tre a m
IS
RSI
ON
CH A
NN
ELL
+653.00
t U ps
VI - 6
.00
AX
IS O
FD
IV E
+ 6 60
+6 46 .00
+6 49 .0 +6 0 50 .00
D5
ut Mul nstream Dow
+6 47 +6 .00 48 .00
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. LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 7
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
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 B Fr = 0, Saluran datar, So = 0 dan Hn ∞. b. Aliran sub kritis (mengalir) B Fr < 1,Saluran landai, So Hcr. c. Aliran kritis B Fr = 1, Saluran kritis, So=Scr dan Hn = Hcr. d. Aliran superkritis (meluncur) B Fr > 1, Saluran terjal, So>Scr dan Hn < Hcr. Bilangan Froude: Fr =
V g× y
.........................................................................................
(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.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 8
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
»
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.
Axist Of Struktur
Ambang Pelimpah Bagian Transisi
Sal.Pengarah Sal.Pengatur Aliran
Sal.Peluncur
Bagian berbentuk Terompet
Kolam Peredam Energi
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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 9
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 :
Vo
H V
w
V 4 m/dtk P 15H 1 2
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Dimensi Hidrolis Sta. 00+00
1 0.7
+ 653.2
Dimensi Hidrolis Sta. 00+010
1 0.2
Mercu Control Strukture + 654
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 10
VI - 11
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
a. Penampang dianggap berbentuk persegi 2
Hcr =
Qd ..................................................................... ...... B2 × g
3
(6.2)
(Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.156) Maka : 2
Hcr =
3
Qd B2 × g
=
3
409,6312 13 2 × 9,81
= 4,66 m b. Penampang nonpersegi (sesuai dengan desain penampang div.channel)
Q2 ×T = 1 ............................................................................... g × A3
(6.3)
(Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.159)
Q 2 × ( B + mH cr ) B + B + mH cr )× H g × {( 2
3 cr }
=1
Tabel 6.1 Perhitungan trial error Hcr penampang non persegi No
1 2 3 4 5
Hcr
m
B
B+mHcr
9.81 x {(B+m/2xHcr)}^3
Q^2
Hasil
1
2
3
4
5
6
(7) = 6*4/5
4.55 4.57 4.62 4.65 4.68
0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
13 13 13 13 13
13.91 13.91 13.92 13.93 13.94
2250890.17 2281720.08 2360063.52 2407947.09 2456495.03
167797.56 167797.56 167797.56 167797.56 167797.56
1.037 1.023 0.990 0.971 0.952
Ket
≈1
Dari hasil perhitungan diatas didapatkan Hcr dengan nilai yang hampir sama. Diambil Hcr yang lebih besar yaitu dianggap berpenampang persegi = 4,66 m
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
»
VI - 12
Ketinggian W W/
1 x Hcr 5
W/
1 x 4,66 = 0,93 m 5
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.
Qd
H Qoutflow= Qd
Terjadi endapan/ W penampang tidak effektif
R = 0,5H
1
≥2
Gambar 6.8 Mercu Control Strukture
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 13
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
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)
▪
Elev. downstream mercu control struktur (Sta. 00+016) = + 653 m
▪
Radius r = ½ W
= + 654 m
= 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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 14
merencanakan bentuk saluran transisi hanya berdasarkan pengalaman dan pengujianpengujaian 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 :
B1
B2 12.5°
Y
L
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)
=9m
▪ B3
=7m
▪ Sudut Inklinasi = 12,5° ▪m
= 0,2
▪S
= 0,02
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 15
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
» Perhitungan :
⎛9−7⎞ ▪ y= ⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠ =1m ▪ L = y/tgθ
=
1 tg12,5
= 4,5 m …………………………. (Sta. 00+020,5)
Elevasi Sta.00+020.5 S
=
∆H L
∆H 4,5
0,02
=
∆H
= 0,09 m
Elev. Sta.00+020.5 = Elev.Sta.00+016 - ∆H = (+ 653) - 0,09 = + 652,91 m
Qd
+ 653.2
Qoutflow= Qd + 654
Terjadi endapan/ penampang tidak effektif
r = 0.5
1:5 + 653
Sta. 00+00
10
Sta. 00+010
5.0
1.0
Sta. 00+016
0.02
4.5
Gambar 6.10 Penampang memanjang saluran pengatur
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
+ 652.91 Sta. 00+020.5
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 16
Sta.00+016
1 0.2
Sta.00+020,5
1 0.2
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 hambatanhambatan hidrolis.
▪
Konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam memikul semua beban yang timbul.
▪
Biaya konstruksi diusahakan seekonomis mungkin.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 17
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=7m
▪
m = 0.02
» Dimensi hidrolis Sta.00+72,6-Sta.00+091,72
Direncanakan : ▪
B=7m
▪
m= 1
Sta. 00+020,5-Sta.00+072.6
1 0.2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 18
Sta.00+72,6-Sta.00+091,72
1 1
Gambar 6.12.Dimensi Hidrolis Saluran Peluncur Bagian Lurus
b. Saluran dengan lay out melengkung berbentuk terompet (Sta.00+091,72Sta.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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Sta.00+091.72
VI - 19
S ta .16 B5
Di
1 08
v er A x i s s io t O nC f ha n n
+ .00
el
B4
Gambar 6.13. Bagian berbentuk terompet pada ujung hilir saluran peluncur
1 1
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.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
»
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 =
∆H L
0,02 =
∆H 52,1
∆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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI - 20
VI - 21
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
∆H = Beda elevasi antara Sta. 00+072,6 - mulut downstream = (+ 651,868) – (+ 649,4) = 2,468 m S= =
∆H L
2,468 35,56
= 0,0694
+ 652.91
0 .02
+ 651.868 + 650.541 0 .0 6
94
Saluran Melengkung Bentuk Terompet
Saluran Lurus
+ 649.4
Saluran Peluncur
Sta.00+072.6 Sta.00+091.72
Sta.00+020
Sta.00+108.9
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 1
1
Jarak (L) m 2
0.0140
0.2000
0.0200
Keterangan 6
653.200
Elev.Renc. Mulut U/s
654.000
Elev.Renc. u/s Control Strukture
653.000
Elev.Renc. d/s Control Strukrur
1.0000
Sta.00+016 4.50
Elevasi Dasar m 5
0.8000
Sta.00+010 6.00
3
3
∆Z m 4
Sta.00+00 10.00
2
Kemiringan (S)
0.0900
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
4
Sta.00+020.5
652.910 6.50
5
0.3000 652.180
0.0200
0.3120
Sta.00+072.6
651.868 0.0694
0.8328
Sta.00+084.6.
651.035 0.0694
0.4941
Sta.00+091.72
650.541 4.88
11
0.0200
Sta.00+057
7.12 10
0.3000 652.480
12.00 9
0.0200
Sta.00+042
15.60 8
0.1300 652.780
15.00 7
0.0200
Sta.00+027 15.00
6
VI - 22
0.0694
0.3387
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:
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
VI -23
Axist of Cofferdam Downstream
A Coffer xist of dam U pstrea m
1:1
V
1:0.2
1:0.2 ANNELL
+ Gambar 6.16. Detail lay out diversion channel LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Sta. 00+091.72
Sta. 00+084 .6
Sta. 00+72.6 V
1 1:
Sta. 00+057
VERSION CH
Sta. 00+04 2
AXIS OF DI
Sta. 00 +027
0+01 6 III 0+020 .5 IV Sta. 0
Sta. 0
0+01 0 II S ta . 0
Sta. 0
0+00 I
1:0.2
IV
III
1:0
.2
II
1:
0. 7
I
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI
00 S ta . VI
+ 108
.16
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH
1
1.4 %
1:5
+653.00
1
2%
+ 652.91 + 652.78
Sta.00+010 Sta.00+016 Sta.00+020.5 Sta.00+027
R = 0.5
+ 654.00
0.2
1
1
Sta.00+057
+ 652.18
Pot. Penampang V-V
1
Pot. Penampang II-II
Mercu Control Strukture
Sta.00+042
+ 652.48
1 0.7
Sta.00+072.6
+ 651.868
Gambar 6.17. Pot.B-B dan rencana dimensi hidrolis diversion channel
Pot. Penampang VI-VI
Pot. Penampang III-III
1 0.2
Sta.00+000
+ 653.20
+ 651.035 + 650.541
Pot. Penampang IV-IV
1 0.2
Pot. Penampang ( I-I )
Sta.00+084.6 Sta.00+091.72
6.94 %
Sta.00+108.16
+ 649.40
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 24
VI -25
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
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.
V1²/2g
Sf
hf=Sf
x ∆x
V2²/2g
h1
h2 ∆z = So ∆x
∆x
Gambar 6.18 Skets perhitungan muka air
Dari gambar 6.20 di atas dapat diperoleh persamaan sebagai berikut : 2
V V 12 ∆z + h1 + = h2 + 1 + h f ....................................................... 2g 2g 1 424 3 1 424 3 E1
(6.4)
E2
(Bambang Triatmodjo,Hidrolika II.Hal 154) 2
V V 12 Z1 + h1 + = Z 2 + h2 + 2 + h f 2g 2g 1 424 3 1 424 3 E1
E2
S 0 ∆x + E1 = E 2 + S f ∆x ∆x =
E1 − E 2 S0 − S F
Sf =
n 2Q 2 Ar 2 × Rr 4 / 3
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI -26
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 B
1
C
V b ²/2 g
G a ris E n e rg i (S f)
H fc
H f1
V c ²/2 g
H A
B
+ 6 5 3 .2 0
V 1 ²/2 g
Hc 1 .4 %
ZB
ta .0 0 + 0 0 0
H1
+ 6 5 4 .0 0 Zc
1 :5
D a tu m
S ta .0 0 + 0 1 0
+ 653
S ta .0 0 + 0 1 6
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -27
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 2
Hcr =
Qd B2 × g
3
=
3
409,6312 13 2 × 9,81
= 4,66 6.4.2 Hma Sal. Pengarah dan Pengatur Aliran (Sta. 00+00-Sta.00+016) B
C
V b ²/2 g
H fc
V c ²/2 g
H A
E m in
B
H c
+ 6 5 3 .2 0
S ta .0 0 + 0 0 0
+ 6 5 4 .0 0 D a tu m
1 .4 %
+ 6 5 3
S ta .0 0 + 0 1 0
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 =7m LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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
=9m
m
= 0,2
∆x
=6m
Di mana :
Vn =
Qd An
⎡ B + ( B + mHc) ⎤ Ac = ⎢ ⎥⎦ × Hc 2 ⎣ ⎡13 + (13 + 0,2 × 4,66) ⎤ = ⎢ ⎥⎦ × 4,66 2 ⎣ = 62,752 m2
PC = BC + H C + 1,02 H C
= 13 + 4,66 + 1,02 × 4,66 = 22,4132 m
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -28
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING RC = =
AC PC 62,752 22,4132
= 2,8 m ⎡ B + ( B + mH 1 ) ⎤ A1 = ⎢ ⎥ × H1 2 ⎣ ⎦ ⎡ 9 + (9 + 0,2 × H 1 ) ⎤ =⎢ ⎥ × H1 2 ⎣ ⎦ = [9 + 0,1H 1 ]× H 1 P1 = B1 + H 1 + 1,02 H 1 = 9 + 2,02 × H 1
R1 =
=
A1 P1
(9 + 0,1H 1 ) × H 1 9 + 2,02 H 1
Ar
=
AC + A1 2
Rr
=
RC + R1 2
Sf
=
n 2Q 2 Ar 2 × Rr 4 / 3
hf1
= Sf × ∆x = Sf × 6
Persamaan Energi titik C-1:
∆Z + EC = E1 + hf1 2
∆Z + H C +
2
VC V = H 1 + 1 + hf1 2g 2g
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -29
VI -30
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
∆Z + H C +
1 + 4,66 +
Qd
2
2 g × Ac
2
= H1 +
Qd
2
2 g × A1
2
+ hf1
409,6312 409,6312 = H + + hf1 1 2 (2 × 9,81) × 62,752 2 (2 × 9,81) × {(9 + 0,1H 1 ) × H 1 }
7,832 = H 1 +
8552,373
{(9 + 0,1H 1 ) × H 1 }2
+ hf 1
Tabel 6.3 Perhitungan trial error H1 8552 , 373
No
H1
{( 9 + 0 ,1 H 1 ) × H 1 }2
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
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
≈ (∆Zc+Ec)
Kesimpulan : Kedalaman air H1 = 5,83 m Contoh perhitungan kehilangan energi (hf) di titik C-1. Tabel 6.4 Contoh perhitungan hf Titik
C
B m
m
H m
A m2
11
2
3
⎡ B + ( B + mH ) ⎤ 4 = ⎢ ⎥× H 2 ⎣ ⎦
13
0.2
4.66
62.75156
P m 5 = B + H + mH
6=(A/P)
22.4132
2.799759071
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
R m
VI -31
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Titik
1
Arata2
hcoba2 m
B m
m
11
2
3
⎡ B + ( B + mH ) ⎤ 4 = ⎢ ⎥× H 2 ⎣ ⎦
5.8 5.81 5.82 5.83 5.84 5.85
9 9 9 9 9 9
0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
55.564 55.66561 55.76724 55.86889 55.97056 56.07225
Prata2
Rrata2 n
m2
m
m
1=(A1/A 2)
2=(P1/P 2)
3=(R1/R 2)
59.16
21.56
2.74
59.21
21.57
2.74
59.26
21.58
2.74
59.31
21.59
2.74
59.36
21.61
2.75
59.41
21.62
2.75
A m2
Q m3/dt k
4
5
0.0 2 0.0 2 0.0 2 0.0 2 0.0 2 0.0 2
409.6 3 409.6 3 409.6 3 409.6 3 409.6 3 409.6 3
n2*Q 2
(Arata) ^2
(Rrata)^4 /3
P m 5 = B + H + mH
6=(A/P)
20.716 20.7362 20.7564 20.7766 20.7968 20.817
2.682178027 2.684465331 2.686749147 2.689029485 2.691306355 2.693579767 ∆ x
hf
m
m
1 0
11=9 x 10
Sf
n 2Q 2 9 = 2 Ar × Rr
8
R m
6
7
37.75
3499.64
3.84
0.0027
6
0.01687
37.75
3505.66
3.84
0.0027
6
0.01684
37.75
3511.68
3.84
0.0027
6
0.01680
37.75
3517.70
3.84
0.0027
6
0.01676
37.75
3523.74
3.84
0.0027
6
0.01672
37.75
3529.77
3.85
0.0027
6
0.01668
4 /3
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)
1 0.2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -32
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Gambar 6.21 Rencana Dimensi hidrolis ruas I Diketahui : ▪ B
=7m
▪ m
= 0,2
▪ S
=2%
Perhitungan : A=
B + ( B + mHn) × Hn 2
= (7 + 0,1Hn ) × Hn P = 7 + 1,02 Hn + Hn = 7 + 2,02 Hn ⎛ A⎞ R=⎜ ⎟ ⎝P⎠ ⎛ (7 + 0,1Hn) × Hn ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 7 + 2,02 Hn ⎠ V = =
1 × R 2 / 3 × S 1/ 2 n 1 × R 2 / 3 × 0.021/ 2 0.015
= 9,43R 2 / 3 Q =AxV
Tabel 6.5 Perhitungan trial error Hn ruas I N o
Asumsi
A=
P=
V=
Keteranga
Hn
(7+0.1Hn)*Hn
7+2,02*Hn
R (m)
9.43*R^(2/3)
Q=V*A
n
(m)
m2
m
m
(m/det)
(m3/det)
Q = Qd
1
2
3
5
6
7
( 4 )= 2/3
402.723010 1
3.77
27.81129
14.6154
1.9029
14.4806
2
3.78
27.88884
14.6356
1.9055
14.4941
7
1,02 m/dtk .........................................
(stabil)
Kesimpulan :
Cofferdam pada bagian hulu menggunakan material batu Dmin = 0,3 m
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -80
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 661.00
+ 661.00 1
+ 656
KETERANGAN A = 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)
2
1.75
A
0.25 1
C
B
0.25 1
1
Tulangan Baja
E
Lap. Beton
D Elev.Tan
ah Asli (N
GL)
+ 652
Axist of Cofferdam
+ 651.5
Gambar 6.38 Detail Cofferdam Upstream dan material penyusunnya
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 6.10 ANALISA STABILITAS COFFERDAM UPSTREAM 6.10.1 Stabilitas Cofferdam Terhadap Aliran Filtrasi A. Formasi Garis Depresi Tubuh Cofferdam Tanpa Drainase Kaki G a ris D e p re s i M o d ifik a s i
1
m
m m 1
m 1
1
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 = 0,3.l1 + l2 = 8,237 m
Y0 = h 2 + d 2 − d
=
9,5 2 + 8,237 2 − 8,237
= 4,338 m
yo = 2,168 m 2 Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan : y = 2 y0 .x + y02 = 8,6734 x + 18,8 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 81
VI - 82
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Dari pers. di atas diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : -2.1675 0.0
x (m) y (m)
0 4.3
1 5.2
2 6.0
3 6.7
4 7.3
0
5 7.9
6 8.4
7 8.9
8 9.4
0
60 1,2 (aman) 52,307 + 9,63
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
3.938
94.3732
36.61
VI -98
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Tabel 6.32 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 658,5) Pias
1
2
3
4
5 6
7
8
9 Jumla h
B
H
A
m
m
m2
2.33 1
1.80 0
1.80 0 0.45 0 1.80 0 1.80 0 1.80 0 1.08 3 1.42 9 1.80 0 3.06 4 1.33 4
2.36 1.85 8 1.54 4 1.95 5 0.80 0 2.76 4 1.12 5 3.39 6 3.82 5 4.05 4 4.08 6 3.40 6 0.87 5 2.37 0 1.90 0 0.93 0
5.4 9 2.1 7 2.7 8 3.5 2 1.4 4 4.9 8 0.5 1 6.1 1 6.8 9 7.3 0 4.4 3 2.4 3 1.5 8 4.2 7 5.8 2 0.6 2
γ t/m 3 1.0 0 1.4 0 1.0 0 1.4 0 1.0 0 1.4 0 1.0 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.1 0 1.8 2 1.1 0 1.8 2 1.1 0
W
Wto t
t/m
t/m
5.49
α
cos α
T = W sin α
N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
t/m
t/m
t/m
t/m
u= h*γw
L
U = uL/cos α
(N-NeU)tan θ
t/m2
m
t/m
t/m
13.0 8
0.0 7
0.226 3
0.974 1
-1.929
8.30
0.58
-0.14
1.858
2.39 6
4.57
3.48
7.71
-6.05
0.0 7
0.105 4
0.994 4
-0.812
7.66
0.54
-0.06
1.955
1.81 2
3.56
3.74
8.41
0.00
0.0 7
0.000 0
1.000 0
0.000
8.41
0.59
0.00
2.764
1.80 2
4.98
3.08
9.06
6.05
0.0 7
0.105 4
0.994 4
0.955
9.01
0.63
0.07
3.396
1.81 1
6.18
2.49
12.1 6 18.4 2
0.0 7 0.0 7
0.210 6 0.316 0
0.977 6 0.948 8
2.030
9.42
0.66
0.14
3.825
7.22
1.86
3.228
9.69
0.68
0.23
4.054
8.11
1.22
8.87
24.9 0
0.0 7
0.421 0
0.907 0
3.735
8.05
0.56
0.26
3.978
2.00 4
8.79
-0.46
7.56
31.7 9
0.0 7
0.526 8
0.850 0
3.982
6.43
0.45
0.28
2.445
2.09 9
6.04
0.05
11.2 8
41.9 9
0.0 7
0.669 0
0.743 3
7.545
8.38
0.59
0.53
1.334
4.14 7
7.44
0.19
2.78 4.93 1.44 6.97 0.51 8.56 9.64
9.64
10.2 2
10.2 2
6.20 2.68 2.87 4.69
0.68
sin α
8.52 3.03
10.6 0
e
18.74
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
5.27
1.84 5 1.89 7
15.65
C t/m 2
CL t/m
0.0 0
0.00
4.0 0
30.7 5
30.7 5
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
FS =
VI - 99
30,75 + 15,65 = 1,93 > 1,2 (aman) 18,74 + 5,27
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -100
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Tabel 6.33 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 657) Pias
1
2
3 4 5 6
7
B
H
A
m
m
m2
2.33 1 0.98 0 1.80 0 1.80 0 1.80 0 1.80 0 1.80 0 1.08 3 1.42 9
8
1.80 0
9
3.06 4 1.33 4
Jumla h
0.86 1.85 8 0.41 0 1.95 5 2.76 4 3.39 6 3.82 5 4.05 4 4.08 6 3.40 6 0.87 5 2.37 0 1.90 0 0.93 0
2.0 0 2.1 7 0.2 0 1.9 2 4.9 8 6.1 1 6.8 9 7.3 0 4.4 3 2.4 3 1.5 8 4.2 7 5.8 2 0.6 2
γ t/m 3 1.0 0 1.4 0 1.0 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.1 0 1.8 2 1.1 0 1.8 2 1.1 0
W
Wto t
t/m
t/m
2.00
α
e
sin α
cos α
T = W sin α
N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
t/m
t/m
t/m
t/m
u= h*γw
L
U = uL/cos α
(N-NeU)tan θ
t/m2
m
t/m
t/m
5.03
13.0 8
0.0 7
0.226 3
0.974 1
-1.139
4.90
0.34
-0.08
1.858
2.39 6
4.57
0.37
2.88
-6.05
0.0 7
0.105 4
0.994 4
-0.304
2.87
0.20
-0.02
1.955
1.81 2
3.56
-0.61
6.97
6.97
0.00
0.49
0.00
2.764
4.98
1.79
6.05
0.902
8.51
0.60
0.06
3.396
6.18
2.04
9.64
9.64
2.030
9.42
0.66
0.14
3.825
7.22
1.86
10.2 2
10.2 2
12.1 6 18.4 2
1.000 0 0.994 4 0.977 6 0.948 8
6.97
8.56
0.000 0 0.105 4 0.210 6 0.316 0
0.000
8.56
0.0 7 0.0 7 0.0 7 0.0 7
3.228
9.69
0.68
0.23
4.054
8.11
1.22
8.87
24.9 0
0.0 7
0.421 0
0.907 0
3.735
8.05
0.56
0.26
3.978
2.00 4
8.79
-0.46
7.56
31.7 9
0.0 7
0.526 8
0.850 0
3.982
6.43
0.45
0.28
2.445
2.09 9
6.04
0.05
11.2 8
41.9 9
0.0 7
0.669 0
0.743 3
7.545
8.38
0.59
0.53
1.334
4.14 7
7.44
0.19
3.03 0.20 2.68
6.20 2.68 2.87 4.69 10.6 0 0.68
19.98
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
4.56
1.80 2 1.81 1 1.84 5 1.89 7
6.44
C t/m 2
CL t/m
0.0 0
0.00
4.0 0
30.7 5
30.7 5
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING FS =
VI - 101
30,75 + 6,44 = 1,51 > 1,2 (aman) 19,98 + 4,56
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 102
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 =
∑V ≤σ A
» 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
+ 6 6 1 .0 0 1
+ 6 5 6 .0 0
2
1 .7 5 0 .2 5 1
C o re (C la y )
0 .2 5 1
1
+ 6 5 2 .0 0
Axist of Cofferdam
+ 6 5 1 .5 0
Gambar 6.51 Material timbunan
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING a. Volume Timbunan ▪ Volume Timbunan Clay
B1 = 5 m B2 = 8,67 m A =
5 + 8,67 × 9,1 2
= 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 1 × 9,84 × 9,1 + × 14,82 × 9,1 2 2
= 112,2 m2 V = 112,2 x 44,5 = 4993,1 m3 b. Volume Beton di atas Mercu B =5m 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 103
VI - 104
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 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 = =
∑V ≤σ A 16405,4 ≤ 42 t / m 2 34,83 × 44,5
= 10,6 t/m2 ≤ 42 t / m 2 .................................................
(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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 105
+655.00
+ 65 0
.00
AXIS OF REFERENC COFFERDAM DOWNST REAM
.00
JALA
N AS
PAL
LAM
A
+6
50
+655.00
+665.
00
+
+6
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
A X IS O F DO W N STREA M C O FFERDA M
S C4 D4
Mul ut D own s tr e am
D5
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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 106
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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 Sta.00+084.6
Sta.00+091.2
Sta.00+108.16
+ 656.92 + 654.82
Top of Wall Diversion + 653.68
1.75 1 0.25 1
+ 648.00
A xist of Cofferdam
+ 652.27
+ 646.80
2 1 0.25 1
Elev.Tanah Asli (NGL)
Gambar 6.53 Cofferdam Downstream LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
+ 651.77 (FWL)
Mulut Downstream + 649.4 + 647.20
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 107
VI -108
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 652.27 1
E
+ 648
2
1.75 0.25 1
D
C
B
A Elev.Tanah Asli (NGL)
+ 647.20
A xist of Cofferdam
+ 646.80
0.25 1
1
KETERANGAN A = 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)
Gambar 6.54 Detail Cofferdam Downstream dan material penyusunnya
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 6.12 ANALISA STABILITAS COFFERDAM DOWNSTREAM 6.12.1. Stabilitas Cofferdam terhadap Aliran Filtrasi A. Formasi Garis Depresi Tubuh Cofferdam tanpa Drainase Kaki
1.75
2
1
Garis Depresi Modifikasi
1 0.25 1
0.25 1
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 =
0,3.l1 + l2
= 5,37 m
Y0 = h 2 + d 2 − d =
4,97 2 + 5,37 2 − 5,37
= 1,947 m yo = 0,9735 m 2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 109
VI - 110
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan : y = 2 y0 .x + y02 = 3,894 x + 3,791
Dari pers. di atas diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : x (m) y (m)
-0.9735 0.0
0 1.9
1 2.8
2 3.4
3 3.9
4 4.4
5 4.8
6 5.2
7 5.6
8 5.9
Untuk α = 75,96o berdasarkan grafik pada gambar 6.40 didapat nilai : C=
∆a = 0,23 a + ∆a
maka : a + ∆a = =
y0 1 − cos α 1,947 1 − 0,2426
= 2,582 m C ∆a
=
∆a 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)
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
9 6.2
VI - 111
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING h2 =
K1 × y0 K2
= 0,04 m h2 = 0,02 m 2 Persamaan bentuk dasar garis depresi dapat diperoleh dengan persamaan : y = 2h2 x + h2
2
= 0,08 x + 0,0016
Dari persamaan di atas dapat diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : -0.02 0.000
x (m) y (m)
0 0.040
2 0.402
4 0.567
6 0.694
8 0.801
10 0.895
12 0.981
14 1.059
16 1.132
Hasil perhitungan formasi garis depresi dapat dilihat pada gambar 6.56
+ 652.27
+ 651.77 (FWL)
1.75
2
1
Garis Depresi Modifikasi
1 0.25 1
0.25 1
+ 648.00 + 646.80
+ 647.20
Gambar 6.56 Garis depresi cofferdam B. Kapasitas Aliran Filtrasi (Seepage)
Untuk perhitungan menggunakan metode yang sama pada perhitungan cofferdam upstream. Rumus : Qf =
∑q× B
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 112
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 652.27
+ 651.77 (FWL)
1.75
2
1
Garis Depresi Modifikasi
1
A
0.25 1
0.25 1
B
+ 648.00
+ 646.80
C
+ 647.20
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 1
A
651.77
B C
2
∆h
Panjang Rata2
i
Ketebalan Rata2
q
B
Qf
(3) = 1 -2
4
(5)= 3/4
6
(7)=k*5*6
8
(9)=7*8
647.757
4.013
5.9
0.68017
1.1
7.5E-06
11.2
8.4E-05
651.77
647.1
4.67
6.02
0.77575
0.943
7.3E-06
7.6
5.6E-05
651.77
642.07
9.7
4
2.42500
2.34
5.7E-05
4.7
2.7E-04
Qf total
Dari tabel perhitungan di atas didapat debit seepage total Qf = 4,1 x10-4 m3/dtk Syarat : Qf ≤ 2 % Qinflow LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
4.1E-04
VI - 113
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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 : c=
w1 . g F .γ
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 = ▪
0,8 × 9,81 = 2,8 m/det 1×1
Kecepatan rembesan yang terjadi :
V = k .i = k×
∆h l
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 114
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Di mana : k
= koefisien filtrasi = 1 x 10-5 m/det
i
= gradien debit rata-rata = 0,816
V = 1 x 10 −5 × 0,816 = 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 115
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING ▪
Formasi garis depresi (seepage) tertera dalam gambar 6.56
Direncanakan: ▪
Spesifikasi material lapisan Tabel 6.35 Data perencanaan teknis material sebagai dasar perhitungan C
Ø
t/m2
derajad
Zone Kedap Air/Clay
4.00
25.00
Zone Lulus Air/Batuan
0.00
42.00
Zone
γBasah
γSat
γw
γ Sub
t/m3
t/m3
t/m3
t/m3
0.46
1.82
2.10
0.90
2.20
2.40
Tan Ø
1.00
1.10 1.40
» Rumus Perhitungan Stabilitas Lereng Cofferdam :
Fs =
∑{Cl + ( N − U − Ne) tanφ } ≥ 1,2 ∑(T + Te)
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Intensitas Seismik (E) 0.07
VI - 116
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
1.Kondisi Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air/Kosong) ▪ Lereng Hulu
o R
=
12
.0 6
+ 6 52.27
7
6
1 .75
2
5
1 0 .25 1
C ore
0.2 5 1
1
4 3
+ 6 48.00 + 6 46.80
2
1
+ 64 7.20
Gambar 6.59 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi baru dibangunn ▪ Lereng Hilir
o R=
9.23
+ 652.27
5
1.75
+ 648.00
1
2
4
1
2
6
3
0.25 1
1
Core
0.25 1
+ 646.80
Gambar 6.60 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi baru dibangunn
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
+ 647.20
VI - 117
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
2. Kondisi Cofferdam Pada saat Mencapai Elevasi MA Penuh ▪ Lereng Hulu
o R
2 =1
.0 6
+ 652.27
7 1.75
2
5
1
Garis Depresi
+ 651.77
6
0.25 1
Core
+ 648.00
0.25 1
1
4 3
+ 646.80
2
1
+ 647.20
Gambar 6.61 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh
▪ Lereng Hilir
o R=
9.2 3
+ 652.27
5
1.75
1
2
2
4
1
+ 648.00
6
3
0.25 1
1
Core
0.25 1
+ 646.80
Gambar 6.62 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
+ 647.20
VI - 118
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
3. Cofferdam Dalam Kondisi Draw Down di Hulu ▪ Draw Down di Hulu (Elv. MA + 650,25 m)
R
2 =1
o
.0 6
+ 652.27
7 1.75
Garis Depresi
+ 651.77
6
2
5
1 0.25 1
Core
+ 648.00
+ 650.25
1
0.25 1
4 3
2
+ 646.80
1
+ 647.20
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 )
o R
=
12
.0 6
+ 652.27
7 1.75
Garis Depresi + 648.00
+ 651.77
6
2
5
1 0.25 1
Core + 646.80
0.25 1
1
4 3
+ 648.75
2
1
Gambar 6.64 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 648,75 m)
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
+ 647.20
VI -119
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Tabel 6.36 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hulu
B
H
A
γ
W
Wtot
m
m
m2
t/m 3
t/m
t/m
1
2.471
1.705
2.11
2.40
5.06
5.06
-10.57
0.07
-0.1834
2
2.000
2.246
4.49
2.40
10.78
10.78
0.00
0.07
0.0000
3
2.000
3.100
6.20
2.40
14.88
14.88
9.42
0.07
0.1637
4
2.000
3.600
7.20
2.40
17.28
17.28
19.38
0.07
0.3318
1.145
3.700
4.24
2.40
10.17
0.900
3.340
3.01
2.10
6.31
16.48
29.35
0.07
0.4901
6
2.000
2.600
5.20
2.10
10.92
10.92
41.58
0.07
0.6637
7
1.200
1.500
0.90
2.10
1.89
1.89
52.67
0.07
0.7952
Pias
5
α
e
sin α
cos α
0.983 0 1.000 0 0.986 5 0.943 3 0.871 6 0.748 0 0.606 4
Jumla h
T = W sin α
N = W cos α
Te = e*N
Ne = e.T
t/m
t/m
t/m
t/m
t/m2
m
-0.927
4.97
0.35
-0.06
0.932
2.520
0.000
10.78
0.75
0.00
2.246
2.002
4.50
5.66
2.435
14.68
1.03
0.17
3.100
2.031
6.38
7.31
5.734
16.30
1.14
0.40
3.600
2.124
8.11
7.01
8.078
14.36
1.01
0.57
3.645
2.313
9.67
1.90
7.247
8.17
0.57
0.51
2.600
2.693
9.36
-0.78
1.503
1.15
0.08
0.11
0.840
1.940
2.69
-0.76
24.07
Fs =
4.93
25,09 + 22,72 =1,65 > 1,2 (aman) 24,07 + 4,93
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
u = h*γw
L
15.62
(N-NeU)tan θ
C
CL
t/m
t/m
t/m2
t/m
2.39
2.38
4.00
25.09
U = uL/cos α
22.72
25.09
VI -120
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.37 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hilir Pias
B
H
A
γ
W
Wtot
m
m
m2
t/m3
t/m
t/m
1.7 3.250
1.79
2.40
4.30
4.30
6.50
2.40
15.60
e
sin α
cos α
T=W sin α t/m
N= W cos α t/m
Te = e*N t/m
Ne = e.T t/m
u = h*γw
L
U= uL/cos α
(N-NeU)tan θ
C
CL
t/m2
t/m
0.00
0.00
4.00
25.47
t/m2
m
t/m
t/m
0.9747
-0.962
4.20
0.29
-0.067
1.000
2.18
2.23
1.83
0.07
0.2234 0.0000
1.0000
0.000
15.60
1.09
0.000
3.250
2.00
6.51
8.18
12.23
0.07
0.2118
0.9773
3.284
15.15
1.06
0.230
3.230
2.05
6.79
7.32
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
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
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
1
2.110
2
2.000
3
2.000
3.230
6.46
2.40
15.50
1.343
3.540
4.75
2.40
11.41
0.917
3.540
3.25
2.10
6.82
5
2.000
2.580
5.16
2.10
6
1.210
1.800
2.18
2.10
4
α
15.60
12.91 0.00
15.50
0.07
Jumlah
21.576
Fs =
4.33
25,47 + 16,756 =1,63 > 1,2 (aman) 21,576 + 4,33
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
16.7568
25.47
VI -121
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.38 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hulu Pias
B
H
A
γ
W
Wtot
m
m
m2
t/m3
t/m
t/m
3.99
9.86
1.00
9.86
1.705
2.11
1.40
2.95
2.855
5.71
1.00
5.71
2.246
4.49
1.40
6.29
1.850
3.70
1.00
3.70
3.100
6.20
1.40
8.68
0.860
1.72
1.00
1.72
3.600
7.20
1.40
10.08
0.710
0.330
0.12
1.00
0.12
1.145
3.700
4.24
1.40
5.93
0.900
3.340
3.01
1.10
3.31
2.860
1.800
5.15
1.82
9.37
1.813
2.860
2.59
1.10
2.85
1.200
1.500
0.90
1.82
1.64
1
2.471
2
2.000
3
2.000
4
5
6 7
2.000
α
e
sin α
T=W sin α t/m
N= W cos α t/m
Te = e*N t/m
Ne = e.T t/m
u= h*γw
L
U= uL/cos α
(N-NeU)tan θ
C
CL
t/m2
m
t/m
t/m
t/m2
t/m
0.9830
-2.350
12.59
0.88
-0.16
0.932
2.520
2.39
9.33
0.00
0.00
4.00
25.09
cos α
12.81
-10.57
0.07
0.1834
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
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
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
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
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
1.64
52.67
0.07
0.7952
0.6064
1.302
0.99
0.07
0.09
0.000
1.940
0.00
0.41
17.59
Jumlah
FS =
4.64
25,09 + 22,46 = 2,14 > 1,2 (aman) 17,59 + 4,64
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
22.46
25.09
VI -122
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.39 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hilir Pias
1
B
H
A
γ
W
Wtot
m
m
m2
t/m3
t/m
t/m
0.95
1.00
2.20
2.20
0.75
0.79
1.40
1.11
1.60 1.650
3.20
2.20
7.04
3.30
1.40
4.62
2.110
2
2.000
3
2.000 1.343
3.540
4.75
2.20
10.46
4
0.917
2.736
2.51
1.82
4.57
1.240
0.840
0.52
1.10
0.57
5 6
2.820
5.64
2.20
12.41
0.500
0.50
1.40
0.70
2.000
1.500
3.00
1.82
5.46
2.000
1.000
2.00
1.10
2.20
1.210
0.870
1.05
1.82
1.92
0.750
0.680
0.26
1.10
0.28
α
e
sin α
cos α
T=W sin α t/m
N= W cos α t/m
Te = e*N t/m
Ne = e.T t/m
u= h*γw
L
U= uL/cos α
(N-NeU)tan θ
C
CL
t/m2
m
t/m
t/m
t/m2
t/m
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
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
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
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
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
2.20
55.51
0.07
0.8242
0.5663
1.810
1.24
0.09
0.127
0.680
2.17
2.61
-0.68
Jumlah
16.006
FS =
3.40
25,47 + 24,49 = 2,57 > 1,2 (aman) 16,01 + 3,40
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
24.4962
0.00
0.00
4.00
25.47
25.47
VI -123
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.40 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 650,25) Pias
B
H
A
γ
W
Wtot
m
m
m2
t/m3
t/m
t/m
2.47
6.10
1.00
6.10
1.705
2.11
1.40
2.95
1.330
2.66
1.00
2.66
2.246
4.49
1.40
6.29 0.69
1
2.471
2
2.000
3
1.662 2.000
0.831
0.69
1.00
3.100
6.20
1.40
8.68
4
2.000
3.600
7.20
1.40
10.08
1.145
3.700
4.24
1.40
5.93
0.900
3.340
3.01
1.10
3.31
2.860
1.800
5.15
1.82
9.37
1.813
2.860
2.59
1.10
2.85
1.200
1.500
0.90
1.82
1.64
5 6 7
α
e
sin α
T=W sin α t/m
N= W cos α t/m
Te = e*N t/m
Ne = e.T t/m
u= h*γw
L
U= uL/cos α
(N-NeU)tan θ
C
CL
t/m2
m
t/m
t/m
t/m2
t/m
0.9830
-1.661
8.90
0.62
-0.12
0.932
2.520
2.39
5.96
0.00
0.00
4.00
25.09
cos α
9.05
-10.57
0.07
0.1834
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
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
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
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
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
1.64
52.67
0.07
0.7952
0.6064
1.302
0.99
0.07
0.09
0.000
1.940
0.00
0.41
17.16
Jumlah
FS =
3.84
25,09 + 8,91 = 1,62 > 1,2 (aman) 17,16 + 3,84
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
8.91
25.09
VI -124
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.41 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 657) Pias
B
H
A
γ
W
Wtot
m
m
m2
t/m3
t/m
t/m
2.47
6.10
1.00
6.10
1.705
2.11
1.40
2.95
α
T=W sin α t/m
N= W cos α t/m
Te = e*N t/m
Ne = e.T t/m
u= h*γw
L
U= uL/cos α
(N-NeU)tan θ
C
CL
t/m2
m
t/m
t/m
t/m2
t/m
0.9830
-1.661
8.90
0.62
-0.12
0.932
2.520
2.39
5.96
0.0000
1.0000
0.000
6.60
0.46
0.00
2.246
2.002
4.50
1.89
0.00
0.00
4.00
25.09
e
sin α
9.05
10.57
0.07
0.1834
6.60
0.00
0.07
cos α
1
2.471
2
0.62 2.000
0.310
0.31
1.00
0.31
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
1.145
3.700
4.24
1.40
5.93
0.900
3.340
3.01
1.10
3.31
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
2.860
1.800
5.15
1.82
9.37
1.813
2.860
2.59
1.10
2.85
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
1.200
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
5 6 7
17.05
Jumlah
FS =
3.62
25,09 + 9,51 = 1,67 > 1,2 (aman) 17,05 + 3,62
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
9.51
25.09
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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 =
»
∑V ≤σ A
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)
3
γbeton
= 2,4 t/m
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=
3,5 + 5,15 × 5,17 2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 22,36 m2 V = 22,36 x 21,6 = 482,98 m3 ▪ Volume Timbunan Batuan
B1 = 6,88 m B2 = 9,48 m
A=
1 1 × 6,88 × 5,17 + × 9,48 × 5,17 2 2
= 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
=Bxtx 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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 126
VI - 127
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING ▪ 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 =
∑V ≤σ A =
2785,4 ≤ 42 t / m 2 21,51 × 21,6
= 6,00 t/m2 ≤ 42 t / m 2
+ 652.27 1.75 1 0.25 1
Core (Clay)
2 1 0.25 1
+ 648.00 + 646.80
+ 647.20
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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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 : = 378,551 m3/dtk
▪
Qd = Q5 thn
▪
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 129
B
M
S p ill w ay 3
F lu sh in g S lu ic e
Gambar 6.66 Spillway dan Flushing Sluice tampak atas 6.13.2 Rencana Dimensi Kisdam
Diketahui : ▪
Hw pintu
▪
Elev MA di pintu = + 658,32 m
= 6,32 m
Direncanakan : ▪
Elv. lantai kisdam = + 650.00
▪
Hma di kisdam
= (+ 658,32) – (+ 650.00) = 8,32 m
+ 6 5 8 .3 2
+ 6 5 0 .0 0
EA
KI D O SD A W M NS TR
.0 0
S p ill w ay 2
+650
M DA K IS R E A M T UPS
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 6 5 0 .0 0
Gambar 6.67 Rencana dimensi kisdam LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 130
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Direncanakan : D
D1
2.6
D2
1.3
B
1.3
B1
7.5
B2
1
B3
1
B4
3.5
2
w
1.0
+ 658.32
+ 650.00
+ 650.00
Gambar 6.68 Dimensi kisdam 6.13.3 Analisa Stabilitas » Gaya –Gaya yang Bekerja
Data Perhitungan : γ
γ Sat
t/m3 2.42
t/m3 2.49
γ w t/m3 1
γ sub
γ Beton
t/m3 1.49
t/m3 2.4
Ka
Kp
0.271
3.69
C t/m2 0.42
Teg tanah izin ( σ ) t/m2 42
Untuk mempermudah perhitungan, gaya-gaya yang bekerja di kisdam dapat dilihat dalam gambar di bawah ini :
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -131
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
w
K1
K2 PHh
Pp1
K et : 1 .G 2 .P a 3 .P p 4 .P H 5 .P u 6 .K 7 .O
= = = = = = =
K3 P a1
K6
K4
B e r a t S e n d iri D iv e rs io n T e k a n a n T a n a h A k t if T e k a n a n T a n a h P a s if T e k a n a n H i r o s ta ti s T e k a n a n U p lift G aya G em pa 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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
K5
o
Pp2 Pp3
VI - 132
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING A.Gaya Vertikal
o
Gambar 6.70 Gaya-gaya arah vertikal 1. Berat Sendiri (G)
Tabel 6.42 Perhitungan Berat Sendiri G
G1 G2 G3 G4
B m 1
1 3.5 7.5 4.5
H m 2 9.32 9.32 1.3 1.3
σ t/m3 3 2.4 2.4 2.4 2.4
PG t (4)=1*2*3 22.368 39.144 23.4 14.04
Lengan m 5 6.00 4.33 3.75 4.25
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
MG tm (6)=4*5 134.2080 169.6240 87.7500 59.6700
Ket. 7
VI - 133
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING G5 G6
2 1
1.3 1.3
2.4 2.4
PG Total
3.12 1.56
1.33 6.83
103.632
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)
Lx × ∆H ) ∑L
Px
= Hx − (
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 ) LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
4.1600 10.6600 466.0720
MT
VI - 134
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = (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 1
LV 2
LH 3
1/3*LH 4
A-B
1.3
-
-
A B B-C
1.640
-
-
C-D
-
4.5
1.50
E-D
2.3853721
-
-
E-F
1.3
-
-
C D E F
U
U1 U2 U3 U4 U5 U6
B m
1 1 4.5 4.5 2 2
H m 7.91 0.379 6.374 1.536 2.631 3.742
A m2 7.909 0.190 28.681 3.456 5.262 3.742
σ t/m3
Lx 5 0
Hx 6 8.32
(Lx/∑L)*∆h 7 0.0
PX (8) = 6-7 8.32
1.3
9.62
1.3
8.29
2.94
10.92
3.0
7.91
4.44
10.92
4.5
6.37
6.83
9.62
7.0
2.63
8.13
8.32
8.3
0.00
1 1 1 1 1 1
PU t -7.909 -0.190 -28.681 -3.456 -5.262 -3.742
Lengan m 7.000 7.167 4.250 5.000 1.000 1.333
Momen tm -55.366 -1.359 -121.895 -17.279 -5.262 -4.990
0,8 x Putot
-49.241 - 39,39
0,8 x Mutot
- 206.152 - 164,92
∑
Contoh : PxD = HxD − (
LxD × ∆H ) ∑L
= 10,92 − (
4,44 × 8,32) 8,125
= 6,37 m
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
KET
MG
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 136
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING B. Gaya Horizontal
K1 K2
PHh K3 Pp1
Pa1
K6
K4
K5
Gambar 6.71 Gaya-gaya arah horizontal 1. Tekanan Tanah (P)
Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp)
φ
Ka = tg 2 × (45 − ) 2 = tg 2 × (45 −
35 ) 2
= 0,271
φ
Kp = tg 2 × (45 + ) 2 = tg 2 × (45 +
35 ) 2
= 3,69
Tekanan Tanah Aktif (Pa)
h = 2,6 m
σa1 = γsub × h × ka = (2,49 − 1) × 2,6 × 0,271 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
o
Pp2 Pp3
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 1,05 t/m2 Tiap 1 meter panjang 1 Pa1 = × σ a1 × h × L 2 =
1 × 1,05 × 2,6 × 1 2
= 1,36 t
Tekanan Tanah Pasif (Pp)
h = 2,6 m
σP1 = 2c Ka = 2 × 0,42 0,271 = 0,44 t/m2
σP2 = 2c K P = 2 × 0,42 3,69 = 1,614 t/m2
σp3 = γ × h × Kp = 2,42 × 2,6 × 3,69 = 23,22 t/m2 Tiap 1 meter panjang 1 Pp1 = × σ P1 × h × L 2 =
1 × (0,44) × 2,6 × 1 2
= 0,57 t Pp2 = σ P 2 × h × L = 1,614 × 2,6 × 1 = 4,20 t LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 137
VI - 138
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 1 Pp3 = × σ P 3 × h × L 2 =
1 × 23,22 × 2,6 × 1 2
= 30,186 t
Tabel 6.44 Perhitungan gaya tekanan tanah γ Gaya
Pa1 Pp1 Pp2 Pp3
t/m2 1.05 0.44 1.61 23.22 ∑Pa ∑Pp ∑PH
P t 2
-1.36 0.57 4.20 30.18 -1.365 34.378 33.582
Lengan m 3 -0.43 0.00 0.00 -0.43
MP tm (4)=2*3 0.59 0.00 0.00 -13.08 -12.488
2. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
hw
= 10,92 m
σHh = γ w × hw = 1 × 10,92 = 10,92 t/m2 Tiap 1 meter panjang 1 PHh = × σ Hh × hw × L 2 =
1 × 10,92 × 10,92 × 1 2
= 59,62 t MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O = 59,62 x 2,34 = 139,51 tm
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Ket 5
MG
VI - 139
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 3. Gaya Gempa (K)
K =ExG E = Intensitas Seismik Horizontal = 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa) G = Berat sendiri diversion (ton)
Tabel 6.45 Perhitungan gaya gempa K
PG t
E
1
2
K1 K2 K3 K4 K5 K6
22.37 39.14 23.40 14.04 3.12 1.56
K t
Lengan m
Mk tm
(3)=1*2
4
5=3*4
0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
-1.5658 -2.7401 -1.6380 -0.9828 -0.2184 -0.1092 -7.2542
Total
5.960 4.407 0.650 0.650 0.433 0.433
Ket
-9.332 -12.075 -1.065 0.639 0.095 0.047 -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 Gaya NO
1 2 3 4 5
Jenis Gaya
Berat Konstruksi (PG) Gaya Gempa (K) Gaya Hidrostatis (PH) Tek.Tanah (P) Pa & Pp Tek.Uplift (Pu) Total
H t
-7.254 -59.623
Momen V t 103.63
MT tm 466.07
8.320
58.24
-21.69 -139.52
524.31
-12.49 -164.92 -338.62
33.582 -33.296
-39.39 72.56
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
MG tm
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING » Kontrol Stabilitas a. Stabilitas Terhadap Guling
Sf =
∑ MT ≥ 1,2 − 1,5 ∑MG
Sf =
524,31 ≥ 1,2 − 1,5 328,62
Sf = 1,55 ≥ 1,5
b. Stabilitas Terhadap Geser Sf = f
∑P ∑P
V
≥ 1.5
H
dimana : f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 ) Sf = 0,7 ×
72,56 ≥ 1.5 33,296
= 1,53 ≥ 1,5
c. Exentrisitas
X
=
∑M −∑M ∑ Pv
=
524,31 − 338,62 72,56
T
G
= 2,56 m
e
⎛B ⎞ 1 =⎜ − X ⎟ ≤ * B ⎝2 ⎠ 6 ⎛ 7,5 ⎞ 1 − 2,56 ⎟ ≤ * 7,5 =⎜ ⎝ 2 ⎠ 6 = 1,19 ≤ 1,25
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 140
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 141
d. Terhadap tegangan tanah
Dari hasil penyelidikan tanah di dapat :
σ = 42,0 t/m2 ▪ σMaks =
=
∑ PV ⎛ 6e ⎞ ⎜1 + ⎟ ≤ σ B*L⎝ B⎠ 72,56 ⎛ 6 × 1,19 ⎞ × ⎜1 + ⎟ ≤ 42 7,5 × 1 ⎝ 7,5 ⎠
= 18,89 ≤ 42 t / m
▪ σMin
2
=
∑ PV ⎛ 6e ⎞ × ⎜1 − ⎟ ≥ 0 B*L ⎝ B⎠
=
72,56 ⎛ 6 × 1,19 ⎞ × ⎜1 − ⎟ ≤ 42 7,5 × 1 ⎝ 7,5 ⎠
= 0,46 ≥ 0 t / m 2
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.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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=3m B=3m H = 1,2 m w = 0,2 m
Gambar 6.72 Dimensi kolam penampungan
Kapasitas kolam
= L × B × ( H + w) = 3 × 3 × (1,2 + 0,2) = 12,6 m3
V inflow
= Q x ∆t = 0,0015 x 7200 = 10,8 m3
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
V out flow (dibuang)
VI - 143
= 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 =
9 300
= 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 144
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 658.24
P + 650.80
Pipa 10 cm
+ 649.60
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= =
Q A
0,05 1 × 3,14 × 0,12 4
= 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 = f×
L V2 × (koefisien gesekan pipa f diambil 0,03) D 2g
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
= 0,03 ×
VI - 145
22 6,34 2 × 0,1 2 × 9,81
= 13,52 m b. Hf sekunder = kehilangan energi akibat belokan pipa (ada 4 belokan pipa) = 4 x (k ×
V2 ) 2g
= 4 x (1×
6,34 2 ) 2 × 9,81
koefisien belokan k (sudut 90 o) = 1
= 8,195 m Hm = Hs + hf Hm = 7,44 + (13,52 + 8,195) = 29,16 m Daya pompa yang dibutuhkan P=
9,81 * γ * Q * H m
ηo
( watt )
P =
γ *Q * Hm ( Hp ) 75 *η o
P =
1000 × 0,05 × 29,16 ( Hp) 75 * 0,8
= 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. LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI - 146
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
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
IA
00+00-00+020.5
7.8
8.3
IB
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.
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI - 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI -148
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING A. Gaya-gaya yang bekeja pada dinding type I dan V Tanah Timbunan Cofferdam Pa1
K1 Pp1 Pa2
K2
Pa3 PHha
PHhp
Pp4
Ket : 1.G 2.Pa 3.Pp 4.Ptv 4.PH 5.Pu 6.K 7.O
Pp3
o
K3 K6
K4
K5
Pa4
Pa5
= Berat Sendiri Diversion = Tekanan Tanah Aktif = Tekanan Tanah Pasif = Tekanan Tanah Vertikal = Tekanan Hirostatis = Tekanan Uplift = Gaya Gempa = Titik Guling Konstruksi
Gambar 6.75 Gaya yang bekerja pada dinding tipe I dan V
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Pp2
VI -149
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING B. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding type II,III, dan IV
K1
K2 PHh
Pp1
K et : 1 .G 2 .P a 3 .P p 4 .P tv 4 .P H 5 .P u 6 .K 7 .O
= = = = = = = =
K3 P a1
K6
K4
K5
B e r a t S e n d i r i D iv e r s io n T e k a n a n T a n a h A k tif T e k a n a n T a n a h P a s if T e k a n a n T a n a h V e r tik a l T e k a n a n H ir o s t a tis T e k a n a n U p lif t G aya G em pa T itik G u lin g K o n s tr u k s i Gambar 6.76 Gaya yang bekerja pada dinding tipe II,III dan IV
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
o
Pp2 Pp3
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 150
6.15.2 Analisa Stabilitas
Rencana dimensi dinding diversion channel meliputi pondasi dan badan diversion dimana harus aman terhadap : Stabilitas Terhadap Guling
Sf =
∑ MT ≥ 1,2 ≈ 1,5 ∑MG
Stabilitas Terhadap Geser
∑P ∑P
V
Sf = f
≥ 1,5
H
Di mana : f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 ) Exentrisitas
x =
∑M
T
− ∑MG
∑ Pv
⎛B ⎞ 1 e =⎜ − X ⎟ ≤ *B ⎝2 ⎠ 6 Tegangan Tanah
σMaks = σMin =
∑ PV ⎛ 6e ⎞ ⎜1 + ⎟ ≤ σ B*L⎝ B⎠
∑ PV ⎛ 6e ⎞ × ⎜1 − ⎟ ≥ 0 B*L ⎝ B⎠
» Data Perhitungan: a. Tanah asli Tabel 6.48 Data tanah asli di area diversion channel γ
γsat
γw
γsub
γBeton
t/m3 2.42
t/m3 2.49
t/m3 1
t/m3 1.42
t/m3 2.4
Ka
Kp
0.271
3.69
C t/m2 0.42
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Teg tanah izin ( σ ) t/m2
42
VI – 151
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING ▪
Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp) Tanah Asli
φ
Ka = tg 2 × (45 − ) 2 = tg 2 × (45 −
35 ) 2
= 0,271
φ
Kp = tg 2 × (45 + ) 2 = tg 2 × (45 +
35 ) 2
= 3,69
b. Tanah timbunan cofferdam. Tabel 6.49 Data teknis material tanah timbunan cofferdam
γw
γ
γsat
γsub
t/m3 1
t/m3 1.82
t/m3 2.1
t/m3 1.1
Ka
Kp
0.406
2.464
c t/m2 4.0
Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp) Timbunan Tanah Cofferdam
φ
Ka = tg 2 × (45 − ) 2 = tg 2 × (45 −
25 ) 2
= 0,406
φ
Kp = tg 2 × (45 + ) 2 = tg 2 × (45 +
35 ) 2
= 2,46
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 153
+ 661.50
MA Rembesan
Tanah Timbunan Cofferdam Upstream
+ 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
G1 G2 G3 G4 G5 G6
B m 1
0.65 2.7 7.2 3.35 2.85 1
H m 2 8.3 8.3 0.75 0.75 0.75 0.75
γ t/m3 3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4
Total
PG t (4)=1*2*3 12.948 26.892 12.96 6.03 2.565 0.9 62.295
Lengan m 5 1.325 2.55 3.6 2.675 5.3 0.667
MG tm (6)=4*5 -17.1561 -68.5746 -46.656 -16.13025 -13.5945 -0.6 -162.711
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Ket 7
MT
VI – 154
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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 B m 1 2.850 2.336 0.202 2.850 2.336
TV
TV 1 TV2 TV3 TV4 TV5
γ
H m 2
0.62 0.62 0.62 7.18 7.18
t/m3 3 1.82 1.82 1.82 1.1 1.1
Total
Ptv t (4)=1*2*3 3.2159 2.6392 0.1120 22.5407 9.2492
Lengan m 5 5.775 3.181 1.945 5.775 3.570
37.7570
Mtv tm (6)=4*5 -18.572 -8.394 -0.218 -130.172 -33.023 -190.379
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Ket 7
MT
VI – 155
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 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) Lx × ∆H ) ∑L
Px
= Hx − (
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 1
LV 2
LH 3
1/3*LH 4
A-B
0.75
-
-
A B B-C
2.947
-
Hx 6 7.18
(Lx/∑L)*∆h 7 0.00
PX (8) = 6-7 7.18
0.75
7.93
0.15
7.78
3.70
8.68
0.73
7.95
4.81
8.68
0.95
7.73
6.06
7.93
1.20
6.73
6.81
7.18
1.36
5.83
-
C C-D
-
3.35
1.12
E-D
1.25
-
-
E-F
0.75
-
-
D E F
Lx 5 0
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
U
U1 U2 U3 U4 U5 U6
B m 2.85 2.85 3.35 3.35 1 1
H m 7.95 0.16 7.73 0.22 6.73 1.00
A m2 22.663 0.231 25.893 0.373 6.730 0.500
γw t/m3
Total
1 1 1 1 1 1
PU t -22.663 -0.231 -25.893 -0.373 -6.730 -0.500
Lengan m 5.775 5.300 2.675 3.233 0.500 0.667
-56.390
Contoh : PxD
= HxD − ( = 8,68 − (
LxD × ∆H ) ∑L
4,81 × 1,36) 6,813
= 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 156
Momen tm 130.881 1.222 69.263 1.207 3.365 0.333 206.272
Ket
MG
VI – 157
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tanah Timbunan cofferdam
Ka = 0,406 Kp = 2,46 Tabel 6.54 Perhitungan tekanan tanah horizontal Gaya
h
H2
γ
C
m
m
t/m3
t/m2
1
2
3
4
Pa1
0.62
Pa2
0.62
Pa3
7.18
Pa4
7.18
Ka
Kp
5
6
σ
σtot
t/m2
t/m2
t
m
tm
Ket
7
8
9
10
(11)=9*10
12
0.14202
8.137
P
Lengan
Mp
1.82
-
0.406
2.464
0.45813
0.45813
7.18
1.82
-
0.406
-
0.45813
0.45813
3.29396
4.345
14.312
7.18
1.1
-
0.406
-
3.21105
3.21105
11.54374
3.147
36.324
5.6896
8.53439
0.000
0.000
0.60569
0.45426
0.250
-0.114
1.82
1.5
-
0.271 0.271
-
3.54625
7.18
1.1
Pa5
1.5
1.49
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
3.69
-1.61359
-1.61359
-2.42038
0.000
0.000
0.271
3.69
-8.24715
-8.24715
-6.18536
0.250
1.546
-
Pp3
1.5
-
0.42
Pp4
1.5
1.49
-
0.271
-
1.156
2.14334 -
0.60569
∑Pa
23.968
∑Pp
-49.022
∑PH
-25.053
Contoh : σa1 = γ × h × ka = 1,82 × 0,62 × 0,406 = 0,458 t/m2 Tiap 1 meter panjang 1 Pa1 = × σ a1 × h × L 2 =
1 × 0,458 × 0,62 × 1 2
= 0,142 t
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
-131.66
MT
VI – 158
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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
γw
h m 1
σ t/m2 3
t/m3 2
Php
7.33
1
Pha
8.69
1
7.33 8.68 Total
PH t 4
Lengan m 5
-26.8644
1.693
37.7580
2.143
10.8936
MH tm (6)=4*5
81.053 35.563
= (5,83+1,5) = 7,33 m
σHh = γ w × hw = 1× 7,33 = 7,33 t/m2 Tiap 1 meter panjang PHh
1 = × σ Hh × hw × L 2 =
7
-45.490
Contoh: hw
Ket
1 × 7,33 × 7,33 × 1 2
= 26,86 t MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O) = 26,86 x 1,693 = 45,49 tm
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
MG
VI – 159
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING c. Gaya Gempa
K =ExG E = Intensitas Seismik Horizontal = 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa) G = Berat sendiri diversion (ton) Tabel 6.56 Perhitungan gaya gempa PG t 1 12.95 26.89 12.96 6.03 2.57 0.90
K
K1 K2 K3 K4 K5 K6
E 2
0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 Total
K t (3)=1*2 0.9064 1.8824 0.9072 0.4221 0.1796 0.0630
Lengan m 4 4.900 3.517 0.375 0.375 0.250 0.250
4.3607
Mk tm 5=3*4 4.44116 6.61991 0.34020 -0.15829 -0.04489 -0.01575 11.18235
Ket 6
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 H
1 2 3 4
5
Berat Konstruksi Gaya Gempa Gaya Hidrostatis Tek.Tanah Pa & Pp Ptv Tek.Uplift Total
4.36065 10.8936
V 62.295
5.83
-25.053
-9.79917
37.7570 -56.390 49.49247
Momen MT MG -162.711 11.182 -2.915 35.563
-131.660 -190.379 -487.66546
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
206.272 253.01734
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING » Kontrol Stabilitas a. Stabilitas Terhadap Guling
Sf =
∑ MT ≥ 1,2 ≈ 1,5 ∑MG
Sf =
487,665 ≥ 1,2 ≈ 1,5 253,02
Sf = 1,93 b. Stabilitas Terhadap Geser Sf = f
∑P ∑P
V
≥ 1,5
H
dimana : f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 ) Sf = 0,7 × =
49,492 ≥ 1,5 9,799
3,54 ≥ 1,5
c. Exentrisitas
x
=
∑M −∑M ∑ Pv
=
487,665 − 253,02 49,492
T
G
= 4,74 m
e
⎛B ⎞ 1 =⎜ − X ⎟ ≤ * B ⎝2 ⎠ 6 ⎛ 7,2 ⎞ 1 =⎜ − 4,74 ⎟ ≤ * 7,2 ⎝ 2 ⎠ 6 = - 1,14 ≤ 1,2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 160
VI – 161
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING d. Terhadap tegangan tanah
Dari hasil penyelidikan tanah didapat :
σ = 42,0 t/m2 σMaks =
=
∑ PV ⎛ 6e ⎞ ⎜1 + ⎟ ≤ σ B*L ⎝ B⎠ 6 × 1,14 ⎞ 49,492 ⎛ × ⎜1 + ⎟ ≤ 42 7,2 ⎠ 7,2 × 1 ⎝
= 13,41 ≤ 42 t / m
σMin =
=
2
∑ PV ⎛ 6e ⎞ × ⎜1 − ⎟ ≥ 0 B*L ⎝ B⎠ 49,492 ⎛ 6 × 1,14 ⎞ × ⎜1 − ⎟≥0 7,2 ⎠ 7,2 × 1 ⎝
= 0,34 ≥ 0 t / m 2
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
1.5
D1 m 0.75
D2 m 0.75
B m 7
B1 m
0.5
B2 m 0.65
B3 m 2.6
B4 m 3.25
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Ht m
1.8
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 660.21
+ 652.91
Gambar 6.78 Dimensi dinding diversion tipe 1I
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 162
VI – 163
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING » Analisis Stabilitas
• Gaya –Gaya yang Bekerja (lihat gambar 6.76) 1. Gaya Arah Vertikal
o
Gambar 6.79 Gaya-gaya arah vertikal a.Berat Sendiri
Tabel 6.59 Perhitungan Berat Sendiri G
G1 G2 G3 G4 G5 G6
B
H
γ
m 1 0.65 2.6 7 3.25 3.25 0.5
m 2
t/m3 3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4
7.3 7.3 0.75 0.75 0.75 0.75 Total
PG t (4)=1*2*3 11.388 22.776 12.6 5.85 2.925 0.45 55.989
Lengan m 5 6.18 4.98 3.50 4.88 2.17 6.67
MG tm (6)=4*5 70.3209 113.5004 44.1000 28.5188 6.3375 3.0000 265.7776
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
KET 7
MT
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 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)
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 164
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.60 Perhitungan tekanan tanah vertikal PV t 14.157 1.396 15.553
Lengan m 1.625 3.464
Momen tm 23.0051 4.8364 27.8415
Ket
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 = Hx − (
Lx × ∆H ) ∑L
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 165
VI – 166
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Tabel 6.63 Perhitungan tekanan uplift Titik
Lane 1
LV 2
LH 3
1/3*LH 4
A-B
0.75
-
-
A B B-C
0.901
-
C-D
-
3.25
1.08
E-D
3.335416016
-
-
E-F
0.75
-
-
D E F
U1 U2 U3 U4 U5 U6
B m
H m 6.911 0.102 6.235 0.778 3.089 3.146
0.5 0.5 3.25 3.25 3.25 3.25
A m2 3.456 0.026 20.264 1.265 10.039 5.113
Hx 6 6.7
(Lx/∑L)*∆h 7 0.0
PX (8) = 6-7 6.70
0.75
7.45
0.5
6.91
1.65
8.2
1.2
7.01
2.73
8.2
2.0
6.235
6.07
7.45
4.4
3.09
6.82
6.7
4.9
1.80
-
C
U
Lx 5 0
γw t/m3
Total
1 1 1 1 1 1
Pu t -3.456 -0.026 -20.264 -1.265 -10.039 -5.113
Lengan m 6.750 6.667 4.875 5.417 1.625 2.167
-40.162
MU tm -23.325 -0.171 -98.789 -6.851 -16.313 -11.078 -156.527
Contoh : PxD = HxD − ( = 8,2 − (
LxD × ∆H ) ∑L
2,73 × 4,9) 6,82
= 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) LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
KET
MG
VI – 167
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 20,264 x 4,875 = 98,786 tm 2. Gaya Arah Horizontal
K1 K2
PHh
Pp2
K3 Pp1
Pa1
K6
K4
K5
o
Gambar 6.80 Gaya-gaya arah horizontal a. Tekanan Tanah Horizontal (Pap)
Diketahui: Ka = 0,271 Kp = 3,69 • Tekanan Tanah Aktif (Pa) h =2m σa1 = γsub × h × ka = (2,49 − 1) × 1,5 × 0,271 = 0,606 t/m2 Tiap 1 meter panjang 1 Pa1 = × σ a1 × h × L 2 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
Pp3
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
=
1 × 0,606 × 1,5 × 1 2
= 0,454 t •
Tekanan Tanah Pasif (Pp)
h = 1,5 m σP1 = 2c Ka = 2 × 0,42 0,271 = 0,44 t/m2 h = 3,3 m σP2 = 2c K P = 2 × 0,42 3,69 = 1,61 t/m2 σp3 = γ × h × Kp = 2,42 × 3,3 × 3,69 = 29,47 t/m2 Tiap 1 meter panjang 1 Pp1 = × σ P1 × h × L 2 =
1 × (0,44) × 1,5 × 1 2
= 0,33 t Pp2 = σ P 2 × h × L = 1,61 × 3,3 × 1 = 5,32 t 1 Pp3 = × σ P 3 × h × L 2 =
1 × 29,47 × 3,3 × 1 2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 168
VI – 169
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 48,623 t Tabel 6.64 Perhitungan tekanan tanah horizontal Pap
Pa1 Pp1 Pp2 Pp3
γ
h m 1
3
C t/m2 4
0.271 0.271 -
0.32 0.32
Ka
t/m3
1.5 1.5 3.3 3.3
1.49 2.42 2.42
Kp
σ
5
t/m2 6
Pap t 7
3.69 3.69
0.61 0.44 1.61 29.47
-0.454 0.33 5.32 48.62
∑ Pa ∑ Pp ∑ PH
Lengan m 8
Map tm (9)=7*8
0.25 0.00 0.90 0.35
0.11 0.00 4.79 17.02
-0.454 53.948 53.821
b. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
hw
= 8,2 m
σHh
= γ w × hw = 1× 8,2 = 8,2 t/m2
Tiap 1 meter panjang PHh
1 = × σ Hh × hw 2 =
1 × 8,2 × 8,2 2
= 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=ExG E = Intensitas seismik horizontal LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
21.924
Ket 10
MT
VI – 170
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING = 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa) G = Berat sendiri diversion (ton) Tabel 6.65 Perhitungan gaya gempa K
K1 K2 K3 K4 K5 K6
PG t
E
K t
Lengan m
MK tm
Ket
1
2
(3)=1*2
4
5=3*4
6
11.39 22.78 12.60 5.85 2.93 0.45
0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
Total
-0.7972 -1.5943 -0.8820 -0.4095 -0.2048 -0.0315 -3.9192
4.400 3.183 0.375 0.375 0.250 0.250
-3.508 -5.075 -0.331 0.154 0.051 0.008 -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
Gaya t
Jenis Gaya H
1 2 3 4
5
Berat Konstruksi (PG) Gaya Gempa (K) Gaya Hidrostatis (PH) Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp Ptv Tek.Uplift (Pu) Total
-3.919 -33.620
V 55.99
3.350
53.821
16.282
15.553 -40.16 34.73
Momen tm MT MG 265.78 -8.70 22.61 -66.68
21.92 27.84 338.16
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
-156.53 -231.91
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING •
Kontrol Stabilitas a. Stabilitas Terhadap Guling
Sf =
∑ MT ≥ 1,2 ≈ 1,5 ∑MG
Sf =
338,16 ≥ 1,2 ≈ 1,5 231,91
Sf = 1,46 b. Stabilitas Terhadap Geser Sf = f
∑P ∑P
V
≥ 1 .5
H
dimana : f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 ) Sf = 0,7 × =
34,73 ≥ 1.5 16,2
1,501 ≥ 1,5
c. Exentrisitas
x
=
∑M −∑M ∑ Pv
=
336,16 − 231,91 34,73
T
G
= 3,06 m
e
⎛B ⎞ 1 =⎜ − X ⎟ ≤ * B ⎝2 ⎠ 6 ⎛7 ⎞ 1 = ⎜ − 3,06 ⎟ ≤ * 7 ⎝2 ⎠ 6 = 0,44 ≤ 1,2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 171
VI – 172
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING d. Terhadap tegangan tanah
Dari hasil penyelidikan tanah di dapat :
σ = 42,0 t/m2 σMaks = =
∑ PV ⎛ 6e ⎞ ⎜1 + ⎟ ≤ σ B*L⎝ B⎠ 34,73 ⎛ 6 × 0,44 ⎞ × ⎜1 + ⎟ ≤ 42 7 ⎠ 7 ×1 ⎝
= 6,84 ≤ 42 t / m
σMin = =
2
∑ PV ⎛ 6e ⎞ × ⎜1 − ⎟ ≥ 0 B*L ⎝ B⎠ 34,73 ⎛ 6 × 0,44 ⎞ × ⎜1 − ⎟≥0 7 ×1 ⎝ 7 ⎠
= 3,08 ≥ 0 t / m 2
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 1.3
D1 m
0.65
D2 m 0.65
B m 6.5
B1 m
B2 m
0.5
0.6
B3 m 2.4
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
B4 m 3
Ht m 1.7
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 659.57
+ 652.77
o
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 Besar P Gaya t Berat Sendiri (PG) PG1 PG2 PG3 PG4 PG5
PG6 ∑
P
Momen t/m
9.792 19.584 10.14 4.68 2.34
M 55.8144 90.0864 32.9550 21.0600 4.6800
0.39 46.926
2.4050 207.0008
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 173
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Hidrostatis (PHv) PHv ∑
P
Uplift (PU) PU1
P
PU2 PU3 PU4 PU5 PU6 ∑ Tek.Tanah Vertikal (Ptv) Ptv1 Ptv2 ∑
3.095 3.095
M 19.3438 19.3438
-3.184
M -19.902
-0.014 -17.095 -1.088 -8.465 -4.315 -34.160
-0.085 -76.926 -5.441 -12.697 -8.630 -123.680
P
M 12.342 18.5130 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 Besar P Gaya t
Momen t/m
Hidrostatis (PHh) PHh ∑
P -28.05005 -28.05005
M -51.799 -51.799
Tek.Tanah (Pa,Pp) Pa1
P
M
Pp1 Pp2 Pp3 ∑ Gempa K1 K2 K3
-0.34
0.07
0.28 4.84 40.18 44.97
0.00 4.11 14.06 18.25
P
M
-0.6854 -1.3709 -0.7098
-2.776 -3.998 -0.231
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 174
VI – 175
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
K4 K5 K6 ∑
•
-0.3276 0.106 -0.1638 0.035 -0.0273 0.006 -3.2848 -6.857 Sumber Hasil Perhitungan
Rekapitulasi Gaya
Tabel 6.70 Rekapitulasi gaya yang bekerja NO
Jenis Gaya
1 2 3 4
Berat Konstruksi (PG) Gaya Gempa (K) Gaya Hidrostatis (PH) Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp Ptv Tek.Uplift (Pu)
Gaya H
5
Total
•
-3.285 -28.050
V 46.93
3.095
Momen MT MG 207.00 -6.86 19.34 -51.80
44.968 13.576 -34.16 13.633
29.44
18.25 22.46 -123.68 267.06
-182.34
Kontrol Stabilitas
Tabel 6.71 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas CEKKING 1 2 3
Guling Geser Exentrisitas
X E 4
Hasil 1.46 1.5331
≥ ≥
Syarat 1.2-1.5 1.5
2.8782 0.3718
≤
1.083
Teg. Tanah
Maks Min
6.0832 ≤ 42 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 176
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING » 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
+ 657.79
+ 651.87
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 Besar P Momen Gaya t t/m Berat Sendiri (PG) PG1 PG2 PG3
P 8.5248 14.208 7.2
M
44.3290 60.1472 21.6000
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
PG4 PG5
3.12 1.74
13.1040 3.3640
PG6 ∑
0.3 35.0928
1.7000 144.2442
Hidrostatis (PHv) PHv ∑
P
M
2.66 2.66
Uplift (PU) PU1
P -2.737
PU2 PU3 PU4 PU5 PU6 ∑
-0.003 -12.698 -0.780 -6.804 -3.680 -26.702
Tek.Tanah (Pt) Pt1 Pt2 ∑
P 10.527 0.9197635 11.446764
15.2950 15.2950 M
-15.737 -0.015 -53.333 -3.615 -9.866 -7.114 -89.680 M
15.2642 2.8227 18.0868
2. Gaya Arah Horizontal
Tabel 6.74 Rekapitulasi perhitungan gaya arah horizontal GAYA ARAH HORIZONTAL Besar P Momen Gaya t t/m Hidrostatis (PHh) PHh ∑
P -19.9712 -19.9712
Tek.Tanah (Pa,Pp) Pa1
P -0.20
Pp1 Pp2 Pp3 ∑
0.22 4.03 27.91 31.96
Gempa K1
P -0.5967
M -32.087 -32.087 M
0.03 0.00 3.03 9.30 12.36 M
-2.065
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 177
VI – 178
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
K2 K3
-0.9946 -0.5040
-2.460 -0.126
K4 K5 K6 ∑
-0.2184 -0.1218 -0.0210 -2.4565
0.055 0.020 0.004 -4.572
▪ Rekapitulasi Gaya:
Tabel 6.75 Rekapitulasi gaya yang bekerja NO
Jenis Gaya
Gaya H
1 2 3 4
Berat Konstruksi (PG) Gaya Gempa (K) Gaya Hidrostatis (PH) Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp Ptv Tek.Uplift (Pu) Total
5
-2.456 -19.971
Momen MT MG 144.24 -4.57 15.30 -32.09
V 35.09
2.660
31.956
9.529
12.36 18.09
11.447 -26.70 22.50
-89.68 -126.34
189.99
▪ Kontrol Stabilitas
Tabel 6.76 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas CEKKING 1 2 3
4
Hasil 1.50 1.6764
≥ ≥
X E
2.8291 0.1709
≤
1.0
Maks Min
4.3905 3.1087
≤ ≥
42 0
Guling Geser Exentrisitas
Syarat 1.2≈1.5 1.5
Teg. Tanah
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)
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING ∆h
VI – 179
= 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
+ 654.82
+ 652.27 MA Rembesan
Tanah Timbunan Cofferdam Downstream + 650.54
Gambar 6.83 Dimensi dinding diversion tipe V
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING » 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 Besar P Gaya t Berat Sendiri (PG) PG1 PG2
Momen t/m
P 6.1632 10.272
M 8.0122 23.2832
PG3 PG4
7.2 3.12
21.6000 7.1760
PG5
1.44
6.3360
PG6 ∑
0.6 28.7952
0.4000 66.8074
Hidrostatis (PHv) PHv ∑
P
6.8 6.8
M -16.8160 -16.8160
Uplift (PU) PU1 PU2 PU3 PU4 PU5 PU6 ∑
P -2.907 -1.133 -5.604 -0.296 -2.383 0.003 -12.320
M 13.955 4.984 12.889 0.552 1.191 -0.001 33.570
Tek.Tanah (Pt) Ptv1 Ptv2 Ptv3 Ptv4 Ptv5 ∑
P 3.8227 0.9676 0.1597 7.0013 0.8861 12.8373
M 18.3490 3.1894 0.4671 33.6061 3.0104 -58.6220
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 180
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 2. Gaya Arah Horizontal
Tabel 6.79 Rekapitulasi perhitungan gaya arah horizontal GAYA ARAH HORIZONTAL Besar P Momen Gaya t t/m Hidrostatis (PHh) PHhp Phha ∑ Tek.Tanah (Pa,Pp)
P -10.9512 2.645 -8.3062 P
M -11.608 0.705 -10.903 M
Pa1
0.07
0.13
Pa2 Pa3 Pa4 Pa5 Pp1 Pp2 Pp3 Pp4 ∑
0.41 0.38 1.03 0.20 -8.81 -0.44 -1.61 -2.749 -11.53
0.47 0.35 0.00 -0.03 -12.03 0.00 0.00 0.46 -10.64
Gempa K1 K2 K3 K4 K5 K6 ∑
P 0.4314 0.7190 0.5040 0.2184 0.1008 0.0420 2.0157
M 1.139 1.385 0.126 -0.055 -0.017 -0.007 2.572
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 181
VI – 182
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING ▪ Rekapitulasi Gaya
Tabel 6.80 Rekapitulasi gaya yang bekerja NO
Gaya t
Jenis Gaya H
1 2 3
Berat Konstruksi Gaya Gempa Gaya Hidrostatis
4
Tek.Tanah Pa & Pp Ptv Tek.Uplift
5
V 28.7952
MT -66.807
6.8
-16.816 -10.903
2.015664 -8.3062
MG
2.572
-11.525
-10.643 -58.622
12.8373 -12.320 17.81586983
Total
Momen tm
33.570
36.11290682
-163.792
36.142
▪ Kontrol Stabilitas
Tabel 6.81 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas CEKKING 1.Momen Guling 2.Geser 3.Exentrisitas X E 4.Tegangan Tanah Maks Min
Hasil 4.532 1.52
Syarat ≥ 1.2-1.5 ≥ 1.5
3.53 -0.535
≤
1
2.80 9.24
≤ ≥
42 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 183
b = 1 0 0 cm
D aerah T ek an d
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 :
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 184
Tanah Timbunan Cofferdam Pa1
Hma Rembesan
Pp1 K1
Hw
II
Pa2
III
K2
Pa3
PHp
y
PHa
y
I
I
III
II K P1 H Min
P2
L
E
I
A
P3
F
J
B P4
G
Maks
C D
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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)
σ Hhp
= hw x γw = 5,83 x 1 = 5,83 t/m2
σ Hha
= hw x γw = 7,18 x 1 = 7,18 t/m2
Tiap 1 meter panjang PHhp
= ½ x σ Hh 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 σ Hha x hw = ½ x 7,18 x 7,18 = 25,776 t
MPHa = PHa x y
= 25,776 x
7,18 3
= 61,69 tm PHtot
= (-16,99) + 25,776 = 8,786 tm
MPHtot = -33,01+61,69 = 28,68 tm
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 185
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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 2 = 0,142 x (7,8 − × 0,62) 3 = 1,049 tm
Mpa2
= Pa2 x y = 3,29 x
7,18 2
= 11,81 tm Mpa3
= Pa3 x y = 11,54 x
7,18 3
= 27,62 tm Mpp1
= Pp1 x y
= -39,76 x
7,8 2
= - 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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 x
8,3 2
= - 3,76 tm Mk2 = K1 x y = 1,882 x
8,3 3
= - 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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 1 d = Ht-P- × D 2 1 = 3350- 50- × 32 2 = 3284 mm = 3,284 m Mu
= 1421,6 kNm
Mu 1421,6 = 2 b×d 1 × 3,284 2 = 131,82 kN/m Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan karakteristik : fc = 20 Mpa fy = 400 Mpa Mu = 131,82 kN/m b×d 2 maka dengan interpolasi didapat : LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
ρ
=
VI – 189
(131,82 − 100) × (0,0006 − 0,0003) + 0,0003 (200 − 100)
= 0,00039 Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:
ρ min = 0,0017 ρmaks = 0,0163 Karena ρ < ρ min 0,00039 < 0,0017 (digunakan ρ min = 0,0017)
As min
= ρ min× b × d = 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 = 0,17 ×
f 'c × b × d
= 0,17 × 20 × 1000 × 3284 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 190
= 2496704,1 N = 2496,7 kN Ǿ Vc = 0,6 x 2496,7 = 1498,02 kN Vu < φVc 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:
σ maks = 13,41 t/m2 σ min
= 0,34 t/m2
Hd
= 1,5 m
II
III
II K
P1 P2
L
III H
E
I
F
J
A
P3
B P4
G
C D
Gambar 6.86 Tekanan tanah pada pondasi type I a. Gaya dan Penulangan Pada Pot.II-II
IJ IL = BD BL IJ 1 = (13,41 − 0,34) 7,2 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
IJ = 1,82 t/m2 Gaya Geser Ultimate
1 DII-II = ( KL × HK × 1) + ( × IJ × IL × 1) 2 1 = (0,34 × 1× 1) + ( × 1,82 × 1× 1) 2 = 0,34 + 0,41 = 0,75 t Gaya Geser Ultimate Vu
= 1,5 x 0,75 = 1,125 t = 11,3 kN
Momen Ultimate
1 1 MII-II = (0,34 × ) + 0,41× ( × 1) 2 3 = 0,31 tm Momen Ultimate Mu
= 1,5 x 0,31 = 0,46 tm = 5 kN
Penulangan
Direncanakan : Tulangan Utama D 25 1 d = Ht-P- × D 2 = 150-5-1,25
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 191
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 192
= 143,75 cm 5 Mu = 2 b×d 1× 1,4375 2 = 2,42 kN/m Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan karakteristik : fc = 20 Mpa fy = 400 Mpa Mu b×d 2
= 2,42 kN/m
maka tanpa interpolasi di dapat :
ρ = 0,0003 Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat :
ρ min = 0,0017 ρmaks = 0,0163 Karena ρ < ρ min 0,0003 < 0,0017 (digunakan ρ min = 0,0017) As min
= ρ min× b × d = 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING » 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
= 0,17 ×
f 'c × b × d
= 0,17 × 20 × 1000 × 1437,5 = 1092878,224 N = 1092,878 kN Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN Vu < φVc 18,46 kN < 655,73 kN (tidak diperlukan tulangan geser) b. Gaya dan Penulangan Pada Pot III-III
CD CG = BD BL CD 2,85 = (13,41 − 0,34) 7,2
CD = 5,17 t/m2 AC = 13,41-5,17 = 8,24 t/m2 Gaya Geser Ultimate
1 VIII-III = ( AC × AE × 1) + ( × CD × CG × 1) 2 1 = (8,24 × 2,85 × 1) + ( × 5,17 × 2,85 × 1) 2 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 193
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 194
= 23,484+ 7,366 = 30,85 t Vu
= 1,5 x 30,85 = 46,275 t = 462,8 kN
Momen Ultimate
1 2 MIII-III = (23,484 × × 2,85) + 7,366 × ( × 2,85) 2 3 = 25,74 tm Mu
= 1,5 x 25,74 = 38,606 tm = 386,1 kN
Penulangan
Direncanakan: Tulangan Utama D 25 d
1 = Ht-P- × D 2 = 150-5-1,25 = 143,75 cm = 1,4375 m
Mu b×d2
=
386,1 1 × 1,4375 2
= 186,85 kN/m Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan karakteristik : f’c
= 20 Mpa
fy
= 400 Mpa
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING Mu b×d 2
VI – 195
= 186,85 kN/m
maka dengan interpolasi di dapat :
ρ
=
(186,85 − 100) × (0,0006 − 0,0003) + 0,0003 (200 − 100)
= 0,00056 Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat :
ρ min = 0,0017 ρmaks = 0,0163 Karena ρ < ρ min 0,00056 < 0,0017 (di gunakan ρ min = 0,0017) As min
= ρ min× b × d = 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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 196
» Tulangan Geser
Vu = 462,8 kN Vc = 0,17 ×
f 'c × b × d
= 0,17 × 20 × 1000 × 1437,5 = 1092878,224 N = 1092,878 kN Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN Vu < φ Vc 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 :
Hw K1
PHh
II
K2
y
III Pp1
I
I
III
II K P1 H Min
P2
L
Pp2
I
E
A
P3
F
J
B P4
G
Maks
C D
Gambar 6.87 Gaya yang bekerja pada tiap potongan dinding type II,III & IV LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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
σ Hh
= hw x γw = 6,7 x 1 = 6,7 t/m2 = ½ x σ Hh x hw
PHh
= 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 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
= 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
σ PP 2 = 2 × c Kp = 2× 0,42 3,69 = 1,61 t/m2 Pp2
= σp 2 x h = 1,61 x 1,8 = 2,898 t
MPp2 = 2,898 x
1,8 2
= 2,61 tm
σ PP 3 = γ × h × Kp = 2,42x1,8x3,69 = 16,074 t/m2 Pp3
= ½ x σp3 x h = ½ x 16,074 x 1,8 = 14,466 t
MPp3 = 14,466 x
1,8 3
= 8,68 tm
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 198
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 199
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
d
VI – 200
1 = Ht-P- × D 2 1 = 3250- 50- × 32 2 = 3184 mm = 3,184 m
Mu = 718,35 kNm Mu 709,65 = 2 b×d 1× 3,184 2
= 70 kN/m2 Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan karakteristik : f’c
= 20 Mpa
fy
= 400 Mpa
Mu = 70 kN/m b×d 2
maka tanpa interpolasi di dapat :
ρ
= 0,0003
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:
ρ min
= 0,0017
ρmaks
= 0,0163
Karena ρ < ρ min 0,0003 < 0,0017 (di gunakan ρ min = 0,0017) As min
= ρ min× b × d = 0,0017 x 1000 x 3184 = 5412,8 mm2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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
= 0,17 ×
f 'c × b × d
= 0,17 × 20 × 1000 × 3184 = 2420677,75 N = 2420,7 kN Ǿ Vc = 0,6 x 2420,7 = 1452,4 kN Vu < φVc 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:
σ maks = 6,84 t/m2 σ min = 3,08 t/m2 LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 202
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
II
III
II K
P1
III H
E
I
F
P2
L
J
A
P3
B P4
G
C D
Gambar 6.88 Tekanan tanah pada pondasi type II a. Gaya dan Penulangan Pot.II-II
IJ IL = BD BL IJ 0,5 = (6,84 − 3,08) 7
IJ
= 0,27 t/m2
Gaya Geser Ultimate
1 VII-II = ( KL × HK × 1) + ( × IJ × IL × 1) 2 1 = (3,08 × 0,5,×1) + ( × 0,27 × 0,5 × 1) 2 = 1,54 + 0,0675 = 1,61 t LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Vu
VI – 203
= 1,5 x 1,61 = 2,415 t = 24,15 kN
Momen Ultimate
MII-II = (1,54 ×
0,5 1 ) + 0,0675 × ( × 0,5) 2 3
= 0,396 tm Mu = 1,5 x 0,396 = 0,59 tm = 5,9 kN Penulangan
Direncanakan : Tulangan Utama D 25 1 d = Ht-P- × D 2 = 150-5-1,25 = 143,75 cm Mu 5,9 = b × d 2 1× 1,4375 2
= 2,86 kN/m Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan karakteristik : f’c
= 20 Mpa
fy
= 400 Mpa
Mu = 2,86 kN/m b×d 2
maka tanpa interpolasi di dapat :
ρ
= 0,0003
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 204
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:
ρ min
= 0,0017
ρmaks = 0,0163 Karena ρ < ρ min 0,0003 < 0,0017 (di gunakan ρ min = 0,0017) Asmin = ρ min× b × d = 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
= 0,17 ×
f 'c × b × d
= 0,17 × 20 × 1000 × 1437,5 = 1092878,224 N = 1092,878 kN Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
Vu < φVc 24,15 kN < 655,73 kN (tidak diperlukan tulangan geser) b. Gaya dan Penulangan Pot III-III
CD CG = BD BL CD 3,25 = (6,84 − 3,08) 7
CD = 1,746 t/m2 AC = 6,84-1,746 = 5,094 t/m2
Gaya Geser Ultimate
1 VIII-III = ( AC × AE × 1) + ( × CD × CG × 1) 2 1 = (5,094 × 3,25 × 1) + ( × 1,746 × 3,25 × 1) 2 = 16,56 + 2,84 = 19,4 t Vu
= 1,5 x 19,4 = 29,09 t = 290,9 kN
▪
Momen Ultimate
MIII-III = (16,56 ×
3,25 2 ) + 2,84 × ( × 3,25) 2 3
= 33,06 tm Mu
= 1,5 x 33,06 = 49,6 tm = 490,6 kNm
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 205
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 206
Penulangan
Direncanakan: Tulangan Utama D 25 d
1 = Ht-P- × D 2 = 10-5-1,25 = 143,75 cm = 1,4375 m
Mu b×d2
=
490,6 1 × 1,43752
= 237,42 kN/m Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan karakteristik : f’c
= 20 Mpa
fy
= 400 Mpa
Mu b×d 2
= 237,42 kN/m
maka dengan interpolasi di dapat : (237,42 − 200) × (0,0010 − 0,0006) + 0,0006 (300 − 200)
ρ
=
ρ
= 0,00095
Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat :
ρ min = 0,0017
ρmaks = 0,0163 Karena ρ < ρ min 0,00095 < 0,0017 (di gunakan ρ min = 0,0017) As min = ρ min× b × d LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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
= 0,17 ×
f 'c × b × d
= 0,17 × 20 × 1000 × 1437,5 = 1092878,224 N = 1092,878 kN Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN Vu < φVc 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 :
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 208
Tabel 6.82 Rekapitulasi tulangan dinding diversion channel TIPE DIVERSION / STA.
I / Sta.00+00-00+020.5
II / Sta.00+20.5-00+027
III / Sta.00+027-00+072.6
IV/ Sta.00+072.6-00+091.72
V / Sta.00+091.72-Sta.00+108.16
Tul Utama
Tul Bagi
mm
mm
Dinding Diversion
D 32-125
D 16-150
Pondasi
D 25-200
D 12-200
Dinding Diversion
D 32-125
D 16-150
Pondasi
D 25-200
D 12-200
Dinding Diversion
D 32-150
D 16-150
Pondasi
D 25-200
D 12-200
Dinding Diversion
D 32-150
D 16-150
Pondasi
D 25-300
D 12-300
Dinding Diversion
D 32-150
D 16-150
Pondasi
D 25-300
D 12-300
Konstruksi
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.:
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
VI – 209
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
+ 658.32
+ 650.00
+ 650.00
Gambar 6.89 Dimensi kisdam A. Gaya Yang Bekerja Pada Badan (Pot. I-I)
K1
PHh
II
y
K2
III
I
III II Gambar 6.90 Gaya yang bekerja pada badan
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
I
VI – 210
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING B. Gaya Yang Bekerja Pada Pondasi (Pot. II-II dan III-III)
II
III
II
III
K P1 H P2
L
E
I
A
P3
F
B
J
P4
C
G
D
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
Upstream dan Downstream
Tul Utama
Tul Bagi
mm
mm
Badan kisdam
D 32-100
D 16-100
Pondasi kisdam
D 32-150
Ø 12-100
Konstruksi
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 211
melalui diversion channel cukup besar sehingga kecepatan alirannya dapat menggerus tanah yang dilewatinya. K onstruksi Lantai & Sayap Diversion
1 m
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 = c×γ w × R× I < 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) 2 T dasar ⋅sal = 5,39 kg/m ; T talud
= 4,10 kg/m2
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 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 =
A (m) P
A = luas penampang hidrolis (m2) P = keliling penampang hidrolis (m) I
= kemiringan dasar saluran
b. Kontrol Kecepatan Aliran
Rumus: V = k × R 2 / 3 × I 1/ 2 < 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 =
A (m) P
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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 213
Perhitungan: » Kontrol tanah dasar dan talud di Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6
Diketahui (dari tabel 6.4): B =7m 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
Tdasar⋅sal = c × γ w × R × I ≤ T dasar ⋅sal
= 1× 1000 × 1,91× 0,02 ≤ 5,39 kg / m 2 = 38,2 kg/m2 ≥ 5,39 kg / m 2 ....... T
Talud
(tanah dasar tergerus)
= c × γ w × R × I ≤ T Talud = 0,76 ×1000 ×1,91× 0,02 ≤ 4,10 kg / m 2 = 29,032 kg/m2 ≥ 4,10 kg / m 2 .....
(tanah talud/tebing tergerus)
b. Kontrol Kecepatan Aliran V = k × R 2 / 3 × I 1/ 2 < V V = k1 x k2 x Vm V Sandstone = 1,25 x 1,00 x 2,50
= 3,125 m/dtk V = k × R 2 / 3 × I 1/ 2 < V
= 50 × 1,912 / 3 × 0,021 / 2 < 3,125 m / dtk = 10,89 m/dtk > 3,125 m / dtk ................ (material dasar saluran dan talud tergerus) LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 214
» Kontrol tanah dasar dan talud di Sta. 00+072,6-Sta.00+108,16)
Diketahui (dari tabel 6.5): B =7m m =1m I
= 6,94 %
Hn = 2,2 m A = 18,004 m2 P = 12,35 m R = 1,458 m a. Kontrol Tractive Force Aliran
Tdasar⋅sal = c × γ w × R × I ≤ T dasar⋅sal
= 1× 1000 ×1,458 × 0,0694 ≤ 5,39 kg / m 2 = 101,18 kg/m2 ≥ 5,39 kg / m 2 ...... (tanah dasar tergerus) T
Talud
= c × γ w × R × I ≤ T Talud = 0,76 × 1000 × 1,458 × 0,0694 ≤ 4,10 kg / m 2 = 76,90 kg/m2 ≥ 4,10 kg / m 2 ........ (tanah talud/tebing tergerus)
b. Kontrol Kecepatan Aliran
Kecepatan izin V
= k1 x k2 x Vm
V Sandstone = 1,25 x 1,00 x 2,50
= 3,125 m/dtk Kecepatan terjadi V = k × R 2 / 3 × I 1/ 2 < V
= 50 × 1,458 2 / 3 × 0,06941 / 2 < 3,125 m / dtk
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING
VI – 215
= 16,94 m/dtk > 3,125 m / dtk ............. (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
LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH
