analisis stabilitas dan penentuan elevasi …

77
i ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI REVETMENT BANJIR KANAL TIMUR SEMARANG PAKET 2 Skripsi diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Oleh Marthinus Edward Yordy Danny Foeh NIM.5113416021 TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2020

Upload: others

Post on 14-Nov-2021

15 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

i

ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI

REVETMENT BANJIR KANAL TIMUR SEMARANG

PAKET 2

Skripsi

diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil

Oleh

Marthinus Edward Yordy Danny Foeh

NIM.5113416021

TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2020

Page 2: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

ii

Page 3: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

iii

Page 4: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

iv

Page 5: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

“Janganlah takut, sebab Aku menyertai engkau, janganlah bimbang, sebab Aku ini

Allahmu; Aku akan meneguhkan, bahkan akan menolong engkau; Aku akan

memegang engkau dengan tangan kanan-Ku yang membawa kemenangan”

(Yesaya 41 : 10)

Great things come from work hard and perseverance, no excuses. (Kobe Bryant).

Give your best effort in everything you’re doing and let God control the results.

(Jeremy Lin).

PERSEMBAHAN

1. Untuk keluarga saya, Bapak Danny Mardy James Foeh, Ibu Yohanna

Margaretha Tasilima Foeh dan Kakak Michael Billy Jovanda Danny Foeh

2. Untuk Bapak Karuniadi Satrijo Utomo, S.T., M.T.

3. Untuk Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang

4. Untuk mahasiswa S1 Teknik Sipil Angkatan 2016

5. Untuk almamater tercinta Prodi S1 Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik Universitas Negeri Semarang.

Page 6: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

vi

RINGKASAN

Marthinus Edward Yordy Danny Foeh

2020

Analisis Stabilitas dan Penentuan Elevasi Revetment Banjir Kanal Timur

Semarang Paket 2

Karuniadi Satrijo Utomo

S1 Teknik Sipil

Normalisasi dengan perencanaan talud sungai yang baik akan dapat menjaga

daerah aliran sungai, salah satunya dengan menggunakan revetment. Revetment

adalah bangunan berupa struktur penahan gempuran gelombang sebagai proteksi

terhadap tebing yang ditempatkan di sepanjang kawasan yang akan dilindungi.

Berdasarkan hal tersebut, maka perlu dilakukan analisis stabilitas dan penentuan

elevasi revetment agar revetment terbukti aman serta dapat berfungsi dengan baik

sebagai tanggul banjir.

Analisis stabilitas revetment dilakukan menggunakan teori Bowles (1997)

dan Hansen (1970). Lokasi revetment yang dianalisis terletak di Banjir Kanal Timur

Semarang paket 2 yaitu kilometer 2-4.

Revetment ini menggunakan batu pecah sebagai lapis lindungnya. Hasil

perhitungan yaitu revetment terletak pada ketinggian +3.4 meter diatas dasar

sungai, dan analisa stabilitas menunjukkan bahwa revetment aman dengan stabilitas

terhadap penggeseran (Fgs) 2,53 ≥ 1,5, stabilitas terhadap penggulingan 11,23 ≥ 1,5,

stabilitas terhadap keruntuhan 9,79 > 3 pada potongan 1, dan stabilitas terhadap

penggeseran (Fgs) 2,49 ≥ 1,5, stabilitas terhadap penggulingan 10,57 ≥ 1,5, dan

stabilitas terhadap keruntuhan 10,42 > 3 pada potongan 2.

Kata kunci : normalisasi, sungai, revetment, elevasi, dan stabilitas.

Page 7: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

vii

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan

rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi / TA yang berjudul

“Analisis Stabilitas dan Penentuan Elevasi Revetment Banjir Kanal Timur

Semarang Paket 2”. Skripsi / TA ini disusun sebagai salah satu persyaratan meraih

gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Sipil Universitas Negeri

Semarang.

Penyelesaian Skripsi/TA ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak sehinga

penyusunan Skripsi /TA ini dapat terselesaikan dengan baik, oleh karena itu pada

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum., Rektor Universitas Negeri Semarang

atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh studi di

Universitas Negeri Semarang.

2. Dr. Nur Qudus, M.T., IPM., Dekan Fakultas Teknik, Aris Widodo, S.T.,

M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, dan Dr. Rini Kusumawardani,

S.T., M.T., M.Sc., selaku Koordinator Program Studi S1 Teknik Sipil

Universitas Negeri Semarang.

3. Karuniadi Satrijo Utomo, S.T., M.T., dosen pembimbing yang penuh

semangat dalam memberi bimbingan dan dapat dihubungi sewaktu-waktu

serta berkenan menunjukkan sumber-sumber yang relevan dengan

penulisan Skripsi/TA ini.

4. Dr. Yeri Sutopo, M.Pd., M.T., dan Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T.,

M.Sc., dosen penguji 1 dan dosen penguji 2 yang telah memberikan

masukan yang sangat berharga sehingga menambah bobot dan kualitas

Skripsi/TA ini.

5. Semua Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNNES yang telah

memberikan bekal ilmu pengetahuan yang sangat berharga.

Page 8: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

viii

6. Papa Danny Mardy James Foeh, Mama Yohanna Margaretha Tasilima Foeh

orang tua saya, dan Kakak Michael Billy Jovanda Danny Foeh serta

keluarga besar saya tercinta yang selalu memberi dukungan, motivasi dan

doa yang tiada henti untuk saya.

7. Balai Besar Wilayah Sungai Pemali-Juana, khususnya Pak Soleh yang telah

membantu saya dalam memperoleh data-data mengenai Banjir Kanal Timur

Semarang.

8. Teman-teman dekat “INVASI” seperjuangan serta semua teman-teman

Prodi S1 Teknik Sipil angkatan 2016 yang tidak dapat saya sebutkan satu

persatu yang selalu membantu ataupun memberikan dorongan motivasi

untuk menyelesaikan Skripsi/TA ini.

9. Berbagai pihak yang telah memberikan bantuan yang tidak bisa penulis

sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa terdapat banyak kesalahan dalam proses

pelaksanaan hingga pembuatan Skripsi/TA ini dikarenakan keterbatasan

pengetahuan dan waktu. Oleh karena itu, penulis mohon kritik dan saran untuk

membangun dan menigkatkan kualitas Skripsi/TA ini agar jauh lebih baik dan

sempurna. Semoga Skripsi/TA ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada

khususnya dan semua pihak yang membaca ataupun berkepentingan pada

umumnya.

Semarang, 27 Juni 2020

Penulis

Page 9: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………………………………………………………….i

PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................................ ii

PENGESAHAN .................................................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH............................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ....................................................................... iv

RINGKASAN ..................................................................................................... vi

PRAKATA ........................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang....................................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................... 3

1.3 Rumusan Masalah .................................................................................. 4

1.4 Pembatasan Masalah .............................................................................. 4

1.5 Tujuan ................................................................................................... 4

1.6 Manfaat ................................................................................................. 5

1.6.1 Manfaat Teoritis ............................................................................. 5

1.6.2 Manfaat Praktis ............................................................................... 5

2 BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Kajian Pustaka ....................................................................................... 6

2.2 Penentuan Elevasi Revetment ................................................................ 7

2.3 Daya Dukung Mini Pile ....................................................................... 10

Page 10: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

x

2.4 Stabilitas .............................................................................................. 12

2.4.1 Stabilitas Terhadap Penggeseran ................................................... 12

2.4.2 Stabilitas Terhadap Penggulingan ................................................. 13

2.4.3 Stabilitas Terhadap Keruntuhan .................................................... 14

3 BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Revetment yang Dianalisis ....................................................... 19

3.2 Metode Pengumpulan Data .................................................................. 20

3.3 Metode Pengolahan Data ..................................................................... 21

3.4 Peralatan .............................................................................................. 21

4 BAB IV HASIL PERHITUNGAN

4.1 Penentuan Elevasi Revetment .............................................................. 24

4.1.1 Profil Memanjang Banjir Kanal Timur Semarang ......................... 24

4.1.2 Data Gelombang di Perairan Semarang ......................................... 25

4.1.3 Data Muka Air Laut di Pelabuhan Semarang................................. 26

4.1.4 Perhitungan Elevasi Mercu Revetment .......................................... 27

4.2 Perhitungan Stabilitas Terhadap Penggeseran dan Penggulingan .......... 31

4.2.1 Detail Gambar Revetment ............................................................. 31

4.2.2 Data Tanah Banjir Kanal Timur Semarang .................................... 39

4.2.3 Perhitungan Berat Sendiri Revetment dan Beban Diatasnya .......... 39

4.2.4 Perhitungan Tekanan Aktif dan Pasif pada Revetment .................. 44

4.3 Perhitungan Stabilitas Terhadap Penggeseran ...................................... 45

4.4 Perhitungan Stabilitas Terhadap Penggulingan ..................................... 46

4.5 Daya Dukung Tiang Pancang ............................................................... 47

4.5.1 Data Daya Dukung Tiang Pancang Beton di BKT Semarang ........ 47

Page 11: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

xi

4.5.2 Penentuan Daya Dukung Tiang Pancang ....................................... 48

4.6 Perhitungan Stabilitas Terhadap Keruntuhan ........................................ 48

5 BAB V SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan ............................................................................................. 53

5.2 Saran ................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 55

LAMPIRAN ..................................................................................................... 57

Page 12: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor-faktor kapasitas dukung .......................................................... .16

Tabel 2.2 Faktor kedalaman fondasi (Hansen, 1970) ......................................... .16

Tabel 2.3 Faktor kemiringan beban (Hansen, 1970) .......................................... .17

Tabel 4.1 Data tinggi dan periode gelombang di Perairan Semarang ................. .25

Tabel 4.2 Data muka air laut di Pelabuhan Semarang ........................................ .26

Tabel 4.3 Tinggi jagaan tanggul banjir...................................................................28

Tabel 4.4 Data tanah Banjir Kanal Timur Semarang...............................................39

Tabel 4.5 Perhitungan berat revetment dan beban diatasnya (potongan 1)..............39

Tabel 4.6 Perhitungan berat revetment dan beban diatasnya (potongan 2)..............41

Tabel 4.7 Perhitungan tekanan dan momen aktif air...............................................45

Tabel 4.8 Perhitungan tekanan dan momen tanah aktif...........................................45

Tabel 4.9 Perhitungan tekanan dan momen tanah pasif..........................................45

Tabel 4.10 Data daya dukung tiang pancang...........................................................47

Tabel 4.11 Rekapitulasi hasil perhitungan stabilitas revetment..............................52

Page 13: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Kota Semarang .......................................................................... 1

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ............................................................................ 19

Gambar 3.2 Flowchart analisis Revetment ......................................................... 23

Gambar 4.1 Profil memanjang Banjir Kanal Timur Semarang ............................ 24

Gambar 4.2 Grafik untuk penentuan nilai Run-up gelombang berdasarkan fungsi

bilangan Irribaren ............................................................................................... 29

Gambar 4.3 Elevasi revetment dan muka air rencana.......................................... 30

Gambar 4.4 Potongan 1 revetment ..................................................................... 31

Gambar 4.5 Gaya vertikal pada potongan 1 revetment ........................................ 32

Gambar 4.6 Detail 1 potongan 1 ......................................................................... 33

Gambar 4.7 Detail 2 potongan 1 ......................................................................... 34

Gambar 4.8 Potongan 2 revetment ..................................................................... 35

Gambar 4.9 Gaya vertikal pada potongan 2 revetment ........................................ 36

Gambar 4.10 Detail 1 potongan 2 ....................................................................... 37

Gambar 4.11 Detail 2 potongan 2 ....................................................................... 38

Gambar 4.12 Tekanan aktif dan pasif pada revetment ........................................ 44

Page 14: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kota Semarang terletak antara garis 6° 50' - 7° 10' Lintang Selatan dan garis

109° 35’ - 110° 50' Bujur Timur. Dibatasi sebelah Barat berbatasan dengan

Kabupaten Kendal, sebelah Timur berbatasan dengan kabupaten Demak, sebelah

Selatan berbatasan dengan kabupaten Semarang dan sebelah Utara dibatasi oleh

Laut Jawa dengan panjang garis pantai meliputi 13,6 km. Luas wilayah Kota

Semarang tercatat 373,70 km2. Luas yang ada, terdiri dari 39,56 km2 (10,59%)

tanah sawah dan 334,14 (89,41%) bukan lahan sawah (Pemkot Semarang, 2019).

Gambar 1.1 Peta Kota Semarang

Page 15: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

2

Menurut Peraturan Pemerintah nomor 38 tahun 2011, sungai adalah alur atau

wadah air alami dan/atau buatan berupa jaringan pengaliran air beserta air di

dalamnya, mulai dari hulu sampai muara, dengan dibatasi kanan dan kiri oleh garis

sempadan.

Sungai memiliki fungsi dasar sebagai tempat mengalirnya air secara alami.

Di samping itu, sungai juga mempunyai peran penting dalam aspek lingkungan.

Sungai merupakan salah satu faktor lingkungan yang dapat mengatur munculnya

banjir. Sudah banyak sekali kasus banjir yang terjadi akibat meluapnya sungai.

Maka dari itu, kondisi sungai yang baik dan terawat dapat membantu mencegah

terjadinya banjir (Wigati, 2016).

Revetment adalah bangunan berupa struktur penahan gempuran gelombang

sebagai proteksi terhadap tebing yang ditempatkan di sepanjang kawasan yang akan

dilindungi. Penggunaan revetment dimaksudkan untuk memperkuat tepi pantai atau

sungai agar tidak terjadi pengikisan akibat gempuran gelombang. Tetapi bila

dinding penahan tidak direncanakan dengan baik, dapat mengakibatkan kerusakan

yang terjadi menjadi relatif cepat. Karena itu pada bagian dasar perlu dirancang

suatu struktur penahan erosi yang cukup baik (Jawat, 2017).

Jumlah air yang terdapat di muka bumi ini relatif konstan, meskipun air

mengalami pergerakan arus, tersirkulasi karena pengaruh cuaca dan juga

mengalami perubahan bentuk. Sirkulasi dan perubahan bentuk tersebut antara lain

melalui air permukaan yang berubah menjadi uap (evaporasi), air yang mengikuti

sirkulasi dalam tubuh tanaman (transpirasi) dan air yang mengikuti sirkulasi dalam

tubuh manusia dan hewan (respirasi). Air yang menguap akan terkumpul menjadi

awan kemudian jatuh sebagai air hujan. Air hujan ada yang langsung bergabung di

permukaan, ada pula yang meresap masuk ke dalam celah batuan dalam tanah,

sehingga menjadi air tanah. Air tanah dangkal akan diambil oleh tanaman,

sedangkan air tanah dalam akan keluar sebagai mata air. Sirkulasi dan perubahan

fisis akan berlangsung terus sampai akhir zaman (Susana, 2003).

Page 16: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

3

Banjir Kanal Timur merupakan salah satu sungai yang membelah Kota

Semarang yang digunakan sebagai pengendali banjir. Banjir Kanal Timur memiliki

fungsi utama sebagai saluran utama drainase kota. Sungai ini dijaga dan

dinormalisasi untuk mengatasi banjir yang terjadi di Semarang. Seperti sudah kita

ketahui bersama bahwa Kota Semarang merupakan kota yang rawan akan banjir.

Banjir Kanal Timur merupakan saluran utama yang menjadi jalur lewatnya air

sebelum menuju ke laut.

Beberapa tahun ini sungai Banjir Kanal Timur kondisinya sangat

memperihatinkan dikarenakan sedimentasi semakin tahun semakin meningkat dan

penumpukan sampah dari beberapa daerah masuk dan menyumbat, sehinggga

membuat daerah sekitar Banjir Kanal Timur terlihat kumuh dan kotor serta tidak

mampu menanggulangi banjir / debit air yang amat besar tiap tahunnya. Untuk itu,

perlu adanya normalisasi Banjir Kanal Timur. Salah satu cara normalisasi yaitu

dengan menggunakan revetment sebagai talud sungai.

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui elevasi dan angka keamanan

revetment agar dapat berfungsi sebagai tanggul banjir dengan baik. Keamanan

revetment yang dianalisis yaitu terhadap penggeseran, penggulingan, dan

keruntuhan bangunan. Lokasi Banjir Kanal Timur Semarang yang letaknya dekat

dengan pemukiman warga harus dapat menjamin keamanan terhadap semua orang.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan penjelasan yang sudah di uraikan dapat dibuat identifikasi

masalah sebagai berikut:

a. Elevasi bangunan revetment Banjir Kanal Timur Semarang

b. Daya dukung tiang pancang sebagai pondasi revetment Banjir Kanal Timur

Semarang

c. Stabilitas terhadap penggeseran konstruksi revetment Banjir Kanal Timur

Semarang

d. Stabilitas terhadap penggulingan konstruksi revetment Banjir Kanal Timur

Semarang

Page 17: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

4

e. Stabilitas terhadap keruntuhan konstruksi revetment Banjir Kanal Timur

Semarang

1.3 Rumusan Masalah

Analisis Banjir Kanal Timur Semarang ini disusun dengan rumusan masalah

sebagai berikut:

a. Bagaimana elevasi bangunan revetment Banjir Kanal Timur Semarang ?

b. Bagaimana daya dukung tiang pancang di lokasi konstruksi revetment Banjir

Kanal Timur Semarang ?

c. Bagaimana stabilitas terhadap penggeseran konstruksi revetment Banjir

Kanal Timur Semarang ?

d. Bagaimana stabilitas terhadap penggulingan konstruksi revetment Banjir

Kanal Timur Semarang ?

e. Bagaimana stabilitas terhadap keruntuhan konstruksi revetment Banjir Kanal

Timur Semarang ?

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam analisis ini perlu ada pembatasan masalah agar pembahasan tidak

meluas dan batasan pembahasan menjadi jelas. Adapun batasan masalah pada

analisis ini adalah sebagai berikut:

a. Data yang digunakan adalah data yang terkait dengan revetment Banjir Kanal

Timur Semarang.

b. Lokasi yang di tinjau adalah Banjir Kanal Timur Semarang yang berlokasi di

Sawah Besar, Semarang.

1.5 Tujuan

Analisis Banjir Kanal Timur Semarang ini memiliki tujuan sebagai berikut :

a. Menentukan elevasi bangunan revetment Banjir Kanal Timur Semarang.

b. Menganalisis daya dukung tiang pancang di lokasi konstruksi revetment

Banjir Kanal Timur Semarang.

Page 18: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

5

c. Menganalisis stabilitas terhadap penggeseran konstruksi revetment Banjir

Kanal Timur Semarang.

d. Menganalisis stabilitas terhadap penggulingan konstruksi revetment Banjir

Kanal Timur Semarang.

e. Menganalisis stabilitas terhadap keruntuhan konstruksi revetment Banjir

Kanal Timur Semarang.

1.6 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini dibagi menjadi 2 macam, yaitu manfaat secara

teoritik dan manfaat secara praktik.

1.6.1 Manfaat Teoritis

Analisis ini diharapkan dapat mendukung konsep pelaksanaan konstruksi

revetment Banjir Kanal Timur Semarang selanjutnya.

1.6.2 Manfaat Praktis

a. Bagi Penulis

1) Mampu menerapkan metode atau ilmu yang diperoleh selama perkuliahan

dan melatih untuk menganalisa permasalahan yang ada serta mencari

penyelesaiannya.

2) Mampu menentukan elevasi bangunan revetment Banjir Kanal Timur

Semarang.

3) Mampu menganalisis stabilitas terhadap penggeseran konstruksi

revetment Banjir Kanal Timur Semarang.

4) Mampu menganalisis stabilitas terhadap penggulingan konstruksi

revetment Banjir Kanal Timur Semarang.

5) Mampu menganalisis stabilitas terhadap keruntuhan konstruksi revetment

Banjir Kanal Timur Semarang.

b. Bagi Akademis

Analisis ini dapat dijadikan sebagai sumber informasi bagi penelitian

selanjutnya, serta dapat memberikan kontribusi dalam menambah wawasan

keilmuan kepada civitas akademik khususnya dalam bidang teknik sipil.

Page 19: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

6

BAB II

KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Kajian Pustaka

Dalam menyusun laporan analisis ini, penulis telah membaca beberapa buku

dan laporan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya untuk mendapatkan

referensi atau data dukung lain. Berikut beberapa referensi yang digunakan penulis

untuk menyusun laporan ini :

Buku dengan judul “Analisa dan Disain Pondasi” karya Joseph E. Bowles.

Dari buku ini penulis mendapatkan landasan teori yaitu teori Bowles (1997)

mengenai perhitungan stabilitas terhadap penggeseran, penggulingan, dan

keruntuhan untuk bangunan penahan tanah dan air.

Buku dengan judul “Analisis dan Perancangan Fondasi I” karya Hary

Christady Hardiyatmo. Dari buku ini penulis mendapatkan penjelasan teori Bowles

(1997) untuk perhitungan stabilitas terhadap penggeseran, penggulingan, dan

keruntuhan bangunan penahan tanah dan air. Melalui buku ini juga penulis

mendapatkan teori Hansen (1970) untuk menghitung kapasitas dukung (qu) tanah

dasar.

Penelitian dengan judul “Perencanaan Bangunan Pengaman Pantai

(Revetment) dengan Bahan Geobag di Pantai Masceti, Kabupaten Gianyar” yang

ditulis oleh I Kadek Sandi Wiguna Putra, Cok AgungYujana, dan Nyoman

Surayasa. Tujuan penelitian ini adalah merencanakan bangunan revetment dengan

bahan Geobag di Pantai Masceti, Kabupaten Gianyar sekaligus menghitung rencana

anggaran biayanya. Metode yang digunakan adalah perhitungan / analisis langsung

dengan menggunakan teori / buku Bambang Triatmodjo tahun 1999. Hasil analisis

menunjukkan revetment memiliki tinggi 3,318 m, lebar puncak 1,127 m, berat

geobag sebagai lapis lindung 0,286 ton dengan RAB pembuatan revetment tersebut

sebesar Rp. 14.473.468.000 (empat belas miliar empat ratus tujuh puluh tiga juta

empat ratus enam puluh delapan ribu rupiah).

Page 20: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

7

Laporan dengan judul “Detailed Design of East Floodway” milik Balai Besar

Wilayah Sungai Pemali-Juana. Dari laporan hasil penelitian mengenai detail Banjir

Kanal Timur Semarang ini penulis mendapatkan banyak data seperti data kondisi,

profil memanjang, debit rencana Banjir Kanal Timur Semarang, dan data rata-rata

ketinggian air laut di Pelabuhan Semarang.

Penelitian dengan judul “Analisis Daya Gelombang (Wave Power) di

Perairan Semarang, Jawa Tengah” yang ditulis oleh Dian Lestari Anggraini, Indra

Budi Prasetyawan, Gentur Handoyo, Denny Nugroho Sugianto, dan Purwanto.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi energi gelombang flux yang

dapat terbentuk, hasilnya kemudian menentukan daya tertinggi dan terendah yang

berkemampuan untuk membentuk energi gelombang yang baik. Penelitian ini

menggunakan pemodelan daya gelombang dengan menggunakan aplikasi

pemodelan untuk mengetahui besaran daya gelombang pada daerah kajian.

Kecepatan dan arah dominan angin ditampilkan dengan mawar angin yang diolah

dengan WRPlot View. Dari penelitian ini penulis mendapatkan data tinggi dan

periode gelombang untuk menghitung elevasi revetment. Hasil dari penelitian ini

adalah karakteristik gelombang di Perairan Semarang berdasarkan nilai signifikan

untuk tinggi gelombang dan periode gelombang yang terbentuk ialah gelombang di

perairan transisi, dimana tinggi signifikan gelombang berkisar antara 0,026 – 1,255

m dan periode gelombang berkisar antara 1,677 – 5,781 detik. Daya gelombang

yang terbentuk pada sepanjang musim mengalami fluktuasi antara 0,0 – 9 kW/m.

2.2 Penentuan Elevasi Revetment

Menurut Triatmodjo (1999) elevasi muka air merupakan parameter sangat

penting di dalam perencanaan bangunan air. Muka air laut berfluktuasi dengan

periode yang lebih besar dari periode gelombang angin Fluktuasi muka air laut yang

disebabkan oleh proses alam. Elevasi revetment Banjir Kanal Timur Semarang

dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Elv = DWL + Ru + Fb (2.1)

Page 21: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

8

keterangan :

Elv : elevasi revetment (m)

DWL : Design Water Level / elevasi muka air rencana (m)

Ru : Run up gelombang (m)

Fb : tinggi jagaan (m)

Elevasi muka air rencana dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

DWL = HHWL + Sw + SLR (2.2)

keterangan :

HHWL : Highest High Water Level (m)

Sw : Wave set-up (m)

SLR : Sea Level Rise (m)

Dalam dinamika fluida, wave set-up adalah peningkatan ketinggian air rata-

rata karena adanya gelombang pecah. Wave set-up dihitung dengan menggunakan

rumus berikut :

Sw = 0,19 ( 1 – 2,82√(𝐻

𝑔𝑇2)) 𝐻 (2.3)

keterangan :

H : tinggi gelombang (m)

g : percepatan gravitasi = 9,81 m/detik2

T : periode gelombang (detik)

Ketika gelombang datang menghantam suatu struktur, air yang terbawa oleh

momentumnya terdorong naik merayap ke atas permukaan struktur. Ketinggian

vertikal dari rata-rata permukaan air laut yang berhasil dicapai

oleh gelombang yang datang tersebut disebut wave run up (Battjes, 1974). Run up

gelombang dihitung berdasarkan besarnya bilangan Irrabaren berikut :

Page 22: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

9

Ir = tg θ

(𝐻

𝐿𝑜)0,5

(2.4)

keterangan :

Ir : bilangan Irrabaren

H : tinggi gelombang (m)

Lo : panjang gelombang (m)

Ru : Run up gelombang (m)

Panjang gelombang di perairan dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

Lo = 𝑔𝑇2

2𝜋 (2.5)

keterangan :

T : periode gelombang (detik)

Kenaikan permukaan laut dan peningkatan frekuensi dan jumlah curah hujan

badai adalah salah satu masalah di Indonesia. Namun, untuk memahami fenomena

ini, perlu untuk melanjutkan pengamatan untuk jangka panjang. Menurut Laporan

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) pada tahun 2013, kenaikan

permukaan laut rata-rata di seluruh Indonesia dari periode 1986-2000 hingga 2081-

2100 diperkirakan sekitar 0,5 m hingga 0,6 m (0,5 cm hingga 0,6 cm per tahun).

Meskipun tingkat kenaikan permukaan air laut dan peningkatan curah hujan badai

masih belum begitu jelas, perlu untuk mempertimbangkan kemungkinan dampak

masa depan dari perubahan iklim ke dalam desain pengendalian banjir seperti

perbaikan sungai.

Tinggi jagaan atau freeboard (Fb) adalah jarak vertikal dari puncak saluran

ke permukaan air pada kondisi debit rencana. Tinggi jagaan pada saluran drainase

berfungsi untuk mencegah gelombang atau kenaikan muka air yang melimpah ke

tepi saluran. Tinggi jagaan ditentukan berdasarkan debit banjir rencana.

Page 23: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

10

2.3 Daya Dukung Mini Pile

Daya dukung tiang pancang ditentukan dengan menggunakan hasil uji SPT

di lapangan. Seperti halnya pada hitungan daya dukung fondasi dangkal, nilai N

yang digunakan adalah N yang telah dikoreksi terhadap prosedur kerja di lapangan.

Daya dukung ultimit neto tiang (Qu), adalah jumlah dari tahanan ujung bawah

ultimit (Qb) dan tahanan gesek ultimit (Qs) antara sisi tiang dan tanah di sekitarnya

dikurangi dengan berat sendiri tiang (Wp) :

Qu = Qb + Qs – Wp (2.6)

keterangan :

Wp : berat sendiri tiang (kN)

Qu : daya dukung ultimit neto (kN)

Qb = Abfb : tahanan ujung bawah ultimit (kN)

Qs = Asfs : tahanan gesek ultimit (kN)

Ab : luas dasar tiang (m2)

As : luas selimut tiang (m2)

Daya dukung ijin tiang bor (Qa) dinyatakan oleh:

Qa = Qu/SF (2.7)

dengan SF adalah faktor aman yang diambil sama dengan 3.

a. Tiang pada Pasir

Tahanan ujung ultimit

Briaud et al. (1985) menyarankan persamaan tahanan ujung satuan:

fb = 19,7 𝜎𝜌 (N60’)0,36 (kN/m2) (2.8)

Tahanan gesek satuan ultimit

dan tahanan gesek satuan:

Page 24: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

11

fs = 0,224 𝜎𝜌 (N60’)0,29

(kN/m2) (2.9)

dengan #r = tegangan referensi = 100 kN/m2. N60’ adalah N dikoreksi

terhadap prosedur lapangan dan tekanan overburden. Koreksi tekanan

overburden yang disarankan oleh Liao dan Whitman (1985), sebagai berikut:

CN = po ' (2.10)

dengan Po’ = tekanan overburden vertikal efektif (kN/m2) dan N60’ = CN x

N60.

b. Tiang Pancang Pada Lempung

Tahanan ujung ultimit

.Qb = Abfb (2.11)

fb = cb Nc + pb (2.12)

keterangan :

Qb : tahanan ujung bawah ultimit (kN)

Ab : luas penampang ujung bawah tiang (m2)

cb : kohesi pada kondisi tak terdrainase (undrained) (kN/m2)

Nc : faktor daya dukung

Po : tekanan overburden ujung bawah tiang (kN/m2)

Nc diambil sama dengan 9 (Skempton, 1959).

Tahanan gesek satuan ultimit

Qs = As fs (2.13)

fs = cd = 𝛼 cu (2.14)

Page 25: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

12

keterangan :

cd = adhesi antara tiang dan tanah di sekitarnya (kN/m2)

𝛼 = faktor adhesi

cu = kohesi tak terdrainase (kN/m2)

Untuk tiang yang menembus tanah lempung, dalam hitungan daya dukung, nilai

kohesi digunakan hubungan empirik cu = 6 N (kPa).

2.4 Stabilitas

2.4.1 Stabilitas Terhadap Penggeseran

Revetment harus menyediakan stabilitas yang mencukupi terhadap

penggeseran. Gaya aktif tanah (Pa) selain menimbulkan terjadinya momen juga

menimbulkan gaya dorong sehingga dinding akan bergeser. Bila dinding penahan

tanah dalam keadaan stabil, maka gaya-gaya yang bekerja dalam keadaan seimbang

(∑F = 0 dan ∑M = 0). Perlawanan terhadap gaya dorong ini terjadi pada bidang

kontak antara tanah dasar dinding penahan tanah dengan tanah dasar pondasi

(Suryolelono, 1994).

Gaya-gaya yang menyebabkan penggeseran akan ditahan oleh gesekan antara

tanah dengan dasar fondasi dan tekanan tanah pasif bila di depan dinding penahan

terdapat tanah timbunan (Hary Christady Hardiyatmo, 2017). Faktor aman terhadap

penggeseran (Fgs), didefinisikan sebagai berikut :

Fgs = ƩRh

ƩPh ≥ 1,5 (2.15)

Untuk tanah granuler (c = 0)

ƩRh = W . f

= W tg δb ; dengan δb ≤ φ

Untuk tanah kohesif (φ = 0)

ƩRh = ca . B

Page 26: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

13

Untuk tanah c – φ ( φ > 0 , dan c > 0 )

ƩRh = ca . B + W tg δb

keterangan :

ƩRh : tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran

W : berat total dinding penahan dan tanah diatas pelat fondasi (kN)

δb : sudut gesek antara tanah dan dasar fondasi, biasanya diambil 1/3 –

(2/3) φ

ca = ad x c : adhesi antara tanah dan dasar dinding (kN/m2)

c : kohesi tanah dasar (kN/m2)

ad : faktor adhesi

B : lebar pondasi (m)

ƩPh : jumlah gaya-gaya horizontal (kN)

f = tg δb : koefisien gesek antara tanah dasar dan dasar fondasi.

Faktor aman terhadap penggeseran dasar fondasi (Fgs) minimum diambil 1,5.

Bowles (1997) menyarankan :

Fgs ≥ 1,5 untuk tanah dasar granuler

Fgs ≥ 2,0 untuk tanah dasar kohesif.

2.4.2 Stabilitas Terhadap Penggulingan

Agar bangunan aman terhadap guling, maka resultan semua gaya yang

bekerja pada bagian bangunan di atas bidang horisontal, termasuk gaya angkat,

harus memotong bidang ini pada teras. Tidak boleh ada tarikan pada bidang irisan

manapun. Besarnya tegangan dalam bangunan dan pondasi harus tetap

dipertahankan pada harga-harga maksimal yang dianjurkan. Tekanan tanah lateral

yang diakibatkan oleh tanah urug di belakang dinding penahan, cenderung

menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki depan pelat fondasi.

Page 27: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

14

Momen penggulingan ini dilawan oleh momen akibat berat sendiri dinding penahan

dan momen akibat berat tanah diatas fondasi.

Sedangkan untuk kontruksi pangkal jembatan, pilar jembatan, dinding

saluran dan lain-lain perlu diperhatikan terhadap gerusan yang diakibatkan oleh

aliran air sehingga mengurangi besarnya tekanan pasif. Untuk ini tekanan tanah

pasif dapat diabaikan dalam perhitungan (Suryolelono, 1994). Faktor aman

terhadap penggulingan (Fgl), didefinisikan sebagai berikut :

Fgl = Ʃ𝑀𝑤

Ʃ𝑀𝑔𝑙 ≥ 1,5 (2.16)

keterangan :

ΣMw : momen yang melawan penggulingan (kNm)

ΣMgl : momen yang mengakibatkan penggulingan (kNm)

Faktor aman terhadap penggulingan (Fgl) bergantung pada jenis tanah, yaitu :

Fgl ≥ 1,5 untuk tanah dasar granuler

Fgl ≥ 2,0 untuk tanah dasar kohesif.

Tahanan tanah pasif, oleh tanah yang berada di depan kaki dinding depan

sering diabaikan dalam hitungan stabilitas. Jika tahanan tanah pasif yang

ditimbulkan oleh pengunci pada dasar fondasi diperhitungkan, maka nilainya harus

direduksi untuk mengantisipasi pengaruh-pengaruh erosi, iklim, dan retakan akibat

tegangan tarik tanah dasar yang kohesif (Hary Christady Hardiyatmo, 2017).

2.4.3 Stabilitas Terhadap Keruntuhan

Beberapa persamaan kapasitas dukung tanah telah digunakan untuk

menghitung stabilitas dinding penahan tanah, seperti persamaan-persamaan

kapasitas dukung Terzaghi (1943), Meyerhof (1951, 1963), Vesic (1975) dan

Hansen (1970).

Page 28: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

15

a. Persamaan Terzaghi (1943)

Kapasitas dukung ultimit (qu) untuk fondasi memanjang dinyatakan oleh

persamaan:

qu = cNc + Df γNq + 0,5 BγNγ (2.17)

keterangan :

c : kohesi tanah (kN/m2)

Df : kedalaman fondasi (m)

γ : berat volume tanah (kN/m3)

B : lebar fondasi dinding penahan tanah (m)

Nc Nq dan Nγ : faktor-faktor kapasitas dukung Terzaghi

Penggunaan persamaan Terzaghi untuk menghitung kapasitas dukung tanah

struktur dinding penahan tidak tepat, karena persamaan Terzaghi hanya berlaku

untuk fondasi yang dibebani secara vertikal dan sentris, sedang resultan beban-

beban pada dinding penahan tanah umumnya miring dan ekscntris. Karena itu,

hitungan kapasitas dukung tanah di bawah dinding penahan harus didasarkan pada

kapasitas dukung kondisi beban miring dan eksentris, misalnya persamaan

Meyerhof (1951, 1963), Vesic (1975) atau Hansen (1970).

b. Persamaan Hansen (1970) dan Vesic (1975)

Kapasitas dukung ultimit dihitung dengan menggunakan persamaan Hansen

(1970) dan Vesic (1975) untuk beban miring dan eksentris:

qu = dc ic cNc + dq iq Df γ Nq + dy iy 0,5 Bγ Nγ (2.18)

keterangan :

dc, dq, dy : faktor kedalaman (Tabel 2.2)

ic, iq, iy : faktor kemiringan beban (Tabel 2.3)

B : lebar dasar fondasi sebenarnya (m)

Page 29: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

16

e : eksentrisitas beban (m)

γ : berat volume tanah (kN/m3)

Nc, Nq, Nγ : faktor-faktor kapasitas dukung (Tabel 2.1)

Tabel 2.1 Faktor-faktor kapasitas dukung

φ (o) Hansen (1961)

Nc Nq Ny

0 5,14 1,00 0,00

1 5,38 1,09 0,00

2 5,63 1,20 0,01

3 5,90 1,31 0,02

4 6,19 1,43 0,05

5 6,49 1,57 0,07

6 6,81 1,72 0,11

7 7,16 1,88 0,16

8 7,53 2,06 0,22

9 7,92 2,25 0,30

10 8,34 2,47 0,39

Sumber : Analisis dan Perancangan Fondasi 1 Hary Christady H

Tabel 2.2 Faktor kedalaman fondasi (Hansen, 1970)

Faktor

kedalaman Nilai Keterangan

dc 1 + 0,4(D/B) Bila (D/B) > 1, maka

(D/B) diganti dengan arc

tg (D/B)

dc’ 0,4(D/B)

dq 1 + 2(D/B)tg φ(1-sinφ)2

dy 1

Sumber : Analisis dan Perancangan Fondasi 1 Hary Christady H

Page 30: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

17

Tabel 2.3 Faktor kemiringan beban (Hansen, 1970)

Faktor

kedalaman Nilai Keterangan

ic iq – (1 − 𝑖𝑞)

𝑁𝑐 𝑡𝑔 𝜑

ic’ 0,5 − 0,5√1 − 𝐻/𝐴𝑐𝑎

iq [1 − 0,5𝐻

𝑉 + 𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0

iy [1 − 0,7𝐻

𝑉 + 𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0 Untuk dasar horizontal

iy [1 − (0,7 − 𝑎°/450°)𝐻

𝑉 + 𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0

Untuk dasar miring

Batasan :

H ≤ caA’ + V tg δ

Sumber : Analisis dan Perancangan Fondasi 1 Hary Christady H

Perhatikan bahwa berat volume tanah pada suku persamaan Df γ Nq adalah

berat volume untuk tanah di atas dasar fondasi dan berat volume tanah pada suku

persamaan 0,5 Bγ Nγ adalah berat volume tanah di bawah dasar fondasi. Faktor

aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung didefinisikan sebagai:

F = qu / q ≥ 3 (2.19)

keterangan :

q : tekanan akibat beban struktur.

Umumnya, faktor aman (F) terhadap keruntuhan tanah dasar minimum diambil

sama dengan 3.

Tekanan struktur pada tanah dasar fondasi dapat dihitung dari persamaan-

persamaan sebagai berikut:

1) Bila dipakai cara lebar efektif fondasi (asumsi Meyerhof) :

q = V / B' (2.20a)

dengan V = beban vertikal total dan B' = B- 2e.

Page 31: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

18

2) Bila distribusi tekanan kontak antara tanah dasar fondasi dianggap linier (cara

ini dulu dipakai bila dalam hitungan kapasitas dukung digunakan persamaan

Terzaghi) :

q = V / B (1 ± 6e / B) bila e ≤ B/6 (2.20b)

qmak = 2V/3(B-2e) bila e > B/6 (2.20c)

Dalam perancangan, lebar fondasi dinding penahan (B) sebaiknya dibuat

sedemikian hingga e < (B/6). Hal ini dimaksudkan agar efisiensi fondasi maksimum

dan perbedaan tekanan fondasi pada ujung-ujung kaki dinding tidak besar (untuk

mengurangi resiko keruntuhan dinding akibat penggulingan).

Persamaan-persamaan tersebut umumnya lebih banyak digunakan untuk

perancangan struktur pelat fondasi (yaitu untuk menentukan tebal pelat dan

penulangan betonnya). Jika fondasi dinding penahan tanah terletak pada tanah kuat

dengan kedalaman yang dangkal, sedang di bawah tanah kuat ini terdapat tanah

lunak, maka pengaruh lapisan tanah lunak ini harus diperhitungkan. Karena, adanya

lapisan tanah yang berlapis ini dapat merupakan bidang runtuh potensial dan dapat

mempengaruhi kapasitas dukung tanah. Kecuali stabilitas fondasi, stabilitas lereng

global di mana dinding diletakkan harus dihitung. Untuk ini, teori stabilitas lereng

harus digunakan. Sejumlah titik pusat lingkaran longsor harus dicoba, untuk

menentukan faktor aman yang minimum. Pengalaman menunjukkan bahwa

keruntuhan dinding penahan tanah banyak disebabkan oleh perencanaan fondasi

yang kurang sempuma. Karena itu, Terzaghi dan Peck (1948) menyarankan agar

menyelidiki tanah di dasar fondasi sampai kedalaman yang sama dengan tinggi

dinding dihitung dari dasar fondasi. Jika lapisan tanah keras terdapat dekat dengan

permukaan, penyelidikan dapat dihentikan sampai kedalaman 60 cm, asalkan

kondisi tanah di bawahnya, berdasarkan pengalaman, tidak ditemukan tanah lunak.

Sebaliknya jika lapisan tanah lunak lebih tebal dari tinggi dinding penahan

penyelidikan tanah harus dilanjutkan sampai kedalaman tanah keras. Selain itu.

perlu diketahui juga kedalaman tanah yang masih dipengaruhi perubahan cuaca,

erosi tanah dan lain-lainnya.

Page 32: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

19

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Revetment yang Dianalisis

Lokasi Revetment Sungai yang dianalisis terletak di Banjir Kanal Timur

paket 2, km 2-4, dengan batas wilayah mulai dari Jembatan Citarum sampai

Jembatan Kereta Api di Kaligawe Kota Semarang, Jawa Tengah.

Sumber : Google Earth

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian

6°57’19.1”S, 110°26’27.3”E

6°58’22”S, 110°26’34”E

Page 33: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

20

3.2 Metode Pengumpulan Data

Data yang diperoleh pada penyusunan skripsi / tugas akhir ini adalah data

primer meliputi gambar dan spesifikasi teknis perkuatan tebing / revetment Banjir

Kanal Timur Semarang, debit rencana dan kondisi umum Banjir Kanal Timur

Semarang, data hasil uji tanah di lokasi pembangunan revetment, data muka air laut,

tinggi dan periode gelombang. Data sekunder meliputi lokasi/letak bangunan dan

laporan perencanaan Banjir Kanal Timur Semarang. Langkah berikutnya yang

dilakukan setelah mengetahui data-data yang diperlukan adalah menentukan

metode pengumpulan datanya. Adapun metode pengumpulan data yang dilakukan

adalah :

a. Metode Observasi

Metode pengumpulan data dengan melakukan pengamatan langsung pada lokasi

sehingga informasi data yang didapatkan lebih akurat. Data yang didapat melalui

observasi adalah data lokasi revetment yang dianalisis yaitu di Banjir Kanal

Timur Semarang paket 2, km 2-4, Sawah Besar, Semarang.

b. Metode Studi Literatur / Dokumentasi

Metode pengumpulan data dengan cara mempelajari bahan-bahan tertulis baik

dari dokumen tertulis ataupun data yang telah didapatkan lainnya. Dokumen

yang didapatkan oleh penulis adalah Detail Design of East Floodway yang

didalamnya memuat data profil memanjang Banjir Kanal Timur Semarang, debit

rencana kalau ualng 50 tahun, dan data tanah di lokasi pembangunan revetment,

Laporan Daya Dukung Mini Pile, Data Gambar dan Spesifikasi Revetment milik

Balai Besar Wilayah Sungai Pemali Juana. Kemudian data daya gelombang di

Perairan Semarang tahun 2018 dari Jurnal “Analisis Daya Gelombang (Wave

Power) di Perairan Semarang, Jawa Tengah” yang ditulis oleh Dian Lestari

Anggraini, Indra Budi Prasetyawan, Gentur Handoyo, Denny Nugroho Sugianto,

dan Purwanto. Dari jurnal tersebut penulis mendapatkan data tinggi dan periode

gelombang di Perairan Semarang untuk perhitungan elevasi revetment.

Page 34: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

21

3.3 Metode Pengolahan Data

Data yang diperoleh untuk penyusunan skripsi ini selanjutnya diolah dengan

tahapan sebagai berikut :

a. Penentuan Elevasi Revetment

Elevasi revetment ditentukan dengan melalui perhitungan dengan menggunakan

rumus Triatmodjo (1999) seperti yang tertulis pada bab II. Data yang sudah

diketahui selanjutnya digunakan untuk perhitungan elevasi revetment.

b. Daya Dukung Mini Pile

Daya dukung tiang pancang ditentukan dengan menggunakan hasil uji SPT di

lapangan. Data hasil uji yang ada selanjutnya dihitung dengan rumus sesuai pada

bab II untuk mengetahui daya dukung ultimit (Qu) dan daya dukung ijin (Qa) dari

tiang pancang / mini pile tersebut.

c. Perhitungan Stabilitas Terhadap Penggeseran, Penggulingan, dan Keruntuhan

Perhitungan stabilitas terhadap penggeseran dan penggulingan ini menggunakan

rumus Bowles (1997) dan menggunakan buku Analisis dan Perancangan

Fondasi dari Hary Christady Hardiyatmo (2017) sebagai referensi. Data gambar

struktur revetment yang telah ada dianalisis menggunakan rumus yang telah

dijelaskan sebelumnya pada bab II. Sementara, perhitungan stabilitas terhadap

keruntuhan dihitung dengan menggunakan Persamaan Hansen (1970) dan Vesic

(1975) seperti yang tertulis pada bab II dan menggunakan data tanah, data

pondasi, dan data pembebanan yang telah diketahui.

3.4 Peralatan

Alat yang digunakan dalam analisis ini adalah laptop. Di dalamnya

menggunakan beberapa software sebagai berikut :

a. AutoCAD 2014

AutoCAD 2014 ini digunakan untuk membuat gambar revetment yaitu gambar

potongan, gambar gaya vertikal dan horizontal yang bekerja pada bidang revetment.

Page 35: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

22

b. Microsoft Excel 2013

Microsoft Excel 2013 digunakan penulis untuk membuat tabel hasil perhitungan

gaya-gaya yang bekerja pada bidang revetment.

c. Microsoft Word 2013

Microsoft Word 2013 digunakan penulis untuk menyusun laporan analisis / skripsi

mengenai revetment ini.

Page 36: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

23

Gambar 3.2 Flowchart analisis Revetment

Merumuskan masalah

Survey lokasi

Identifikasi masalah

Pengumpulan data

1. Data gambar dan spesifikasi teknis revetment

2. Data debit rencana

3. Data hasil uji tanah

4. Data muka air laut Semarang

5. Data tinggi dan periode gelombang perairan Semarang

Perhitungan elevasi revetment

Analisis daya dukung tanah

Perhitungan stabilitas revetment terhadap

penggeseran, penggulingan dan tanah dasar revetment

Ya

Tidak

Mengubah

dimensi

Mulai

Selesai

Tidak

Hasil Perhitungan

Page 37: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

24

BAB IV

HASIL PERHITUNGAN

4.1 Penentuan Elevasi Revetment

4.1.1 Profil Memanjang Banjir Kanal Timur Semarang

Sumber : Main Report Balai Besar Wilayah Sungai Pemali-Juana

Gambar 4.1 Profil memanjang Banjir Kanal Timur Semarang

Page 38: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

25

Design discharge (50-year Return Period) Q50 = 260 m3/dtk.

Data profil memanjang Banjir Kanal Timur Semarang tersebut diperoleh dari

Laporan Studi dan Desain Banjir Kanal Timur Semarang oleh Balai Besar Wilayah

Sungai (BBWS) Pemali-Juana. Dari gambar diatas diketahui bahwa debit rencana

untuk perencanaan revetment Banjir Kanal Timur Semarang menggunakan debit

kala ulang 50 tahun sebesar 260 m3/detik. Lokasi revetment yang dianalisis berada

di km 2-4 dari hilir sungai, ditandai oleh 2 garis biru pada gambar diatas.

4.1.2 Data Gelombang di Perairan Semarang

Tabel 4.1 Data tinggi dan periode gelombang di Perairan Semarang

Tinggi Gelombang (m) Periode Gelombang (detik)

Hmaks 1,255 5,781

HS 0,300 2,907

Hmin 0,026 1,677

Sumber : Jurnal Analisis Daya Gelombang di Perairan Semarang

Data gelombang di Perairan Semarang diperoleh dari Jurnal Analisis Daya

Gelombang di Perairan Semarang. Berdasarkan jurnal tersebut pengambilan data

gelombang dilakukan dengan menggunakan teknologi Acoustic Doppler Current

Meter Profiler (ADCP) Sontek Argonaut-XR Extended Range. Pengambilan data

gelombang dan arus dilakukan bersamaan menggunakan metoda Euler (Emery dan

Thomson, 1998). Lokasi pengukuran gelombang berada pada koordinat 6°55’1.2”

LS 110°22’55.2” BT pada titik tersebut gelombang belum mengalami breaking,

serta lokasi tersebut dapat mewakili Perairan Semarang. Pengukuran gelombang

dilakukan selama 4 hari, yaitu 17-20 September 2018 dengan kedalaman 9 meter.

Page 39: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

26

4.1.3 Data Muka Air Laut di Pelabuhan Semarang

Tabel 4.2 Data muka air laut di Pelabuhan Semarang

Unit : meter

Year LLWL MLWL MSL MHWL HHWL

2002 -0.41 -0.34 0.00 0.48 0.69

2003 -0.38 -0.38 0.00 0.51 0.62

2004 -0.41 -0.40 0.00 0.60 0.74

2005 -0.47 -0.46 0.00 0.57 0.73

2006 -0.51 -0.48 0.00 0.55 0.77

2007 -0.59 -0.43 0.00 0.53 0.71

2008 -0.71 -0.46 0.00 0.52 0.77

2009 -0.74 -0.46 0.00 0.52 0.65

2010 -0.73 -0.47 0.00 0.54 0.67

2011 -0.60 -0.44 0.00 0.49 0.60

2012 -0.52 -0.40 0.00 0.54 0.78

2013 -0.51 -0.38 0.00 0.46 0.49

2014 -0.41 -0.37 0.00 0.44 0.49

Average -0.62 -0.43 0.00 0.51 0.64

Sumber : Main Report Balai Besar Wilayah Sungai Pemali-Juana

Data muka air laut di perairan Semarang tersebut diperoleh dari Laporan

Studi dan Desain Banjir Kanal Timur Semarang oleh Balai Besar Wilayah Sungai

(BBWS) Pemali-Juana. Level gelombang pasang-surut air laut tersebut diamati

secara terus menerus dan diukur dengan menggunakan alat pengukur ketinggian air

otomatis yang dikelola oleh Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika

(BMKG), di Pelabuhan Semarang yang terletak diantara Banjir Kanal Barat dan

Banjir Kanal Timur Semarang. Data tersebut diambil dari tahun 2002 hingga 2014.

Page 40: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

27

4.1.4 Perhitungan Elevasi Mercu Revetment

Berdasarkan tinjauan pustaka pada bab 2, maka perhitungan elevasi mercu

revetment adalah sebagai berikut :

Elv = DWL + Ru + Fb

Besarnya wave set-up dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

Sw = 0,19 ( 1 – 2,82√(𝐻

𝑔𝑇2)) 𝐻

= 0,19 ( 1 – 2,82√(1,255

9,81 𝑥 5,7812)) 1,255

= 0,19 ( 1 – 0,1745) 1,255

= 0,197 ≈ 0,2 m

Menurut Laporan Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) pada tahun

2013, kenaikan permukaan laut rata-rata di seluruh Indonesia dari periode 1986-

2000 hingga 2081-2100 diperkirakan sekitar 0,5 m hingga 0,6 m (0,5 cm hingga 0,6

cm per tahun). Maka perhitungan Sea Level Rise adalah sebagai berikut :

SLR = 0,6 cm x 50

= 0,3 m

Design Water Level (DWL) atau elevasi muka air rencana dihitung dengan

menggunakan rumus berikut :

DWL = HHWL + Sw + SLR

= 0,64 + 0,2 + 0,3

= 1,14 m

Panjang gelombang laut dalam dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

Lo = 𝑔𝑇2

2𝜋

Page 41: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

28

= 9,81 𝑥 5,7812

2 𝑥 3,14

= 52,2 m

Run-up gelombang dihitung dengan menggunakan fungsi bilangan Irrabaren.

Direncanakan :

- Jenis bangunan : Revetment

- Lapis lindung : Batu pecah

- Tinggi gelombang (Hmaks) = 1,255 meter

- Panjang gelombang (Lo) = 52,2 meter

- Kemiringan bangunan = V1 : H2.

Maka perhitungan run-up gelombang adalah sebagai berikut :

Ir = tg θ

(𝐻

𝐿𝑜)0,5

= 1

2⁄

(1,255

52,2)0,5

= 3,22

Tinggi jagaan ditentukan melalui tabel berikut :

Tabel 4.3 Tinggi jagaan tanggul banjir

No Debit Banjir Rencana (m3/detik) Tinggi Jagaan (m)

1 < 200 0,6

2 200-500 0,8

3 500-2000 1

4 2000-5000 1,2

5 5000-10000 1,5

6 > 10000 2

Sumber: Sosrodarsono, 1984

Dengan debit rencana Q50 = 260 m3/detik maka tinggi jagaan Fb = 0,8 m.

Page 42: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

29

Sumber : Pelabuhan, Bambang Triatmodjo

Gambar 4.2 Grafik untuk penentuan nilai Run-up gelombang berdasarkan

fungsi bilangan Irribaren

𝑅𝑢

𝐻 = 1,2

Ru = 1,2 x H

= 1,2 x 1,255

= 1,5 m

Elv = DWL + Ru + Fb

= 1,14 + 1,5 + 0,8

= 3,4 m

Maka elevasi mercu revetment adalah +3,4 meter dari dasar sungai seperti pada

Gambar 4.3.

3,22

1,2 𝑹𝒖

𝑯

Batu

pecah

Page 43: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

30

Gambar 4.3 Elevasi revetment dan muka air rencana

Page 44: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

31

4.2 Perhitungan Gaya dan Momen pada Bidang Revetment

4.2.1 Detail Gambar Revetment

Gambar 4.4 Potongan 1 revetment

Page 45: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

32

Gambar 4.5 Gaya vertikal pada potongan 1 revetment

Page 46: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

33

Gambar 4.6 Detail 1 potongan 1

Page 47: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

34

Gambar 4.7 Detail 2 potongan 1

Page 48: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

35

Gambar 4.8 Potongan 2 revetment

Page 49: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

36

Gambar 4.9 Gaya vertikal pada potongan 2 revetment

Page 50: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

37

Gambar 4.10 Detail 1 potongan 2

Page 51: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

38

Gambar 4.11 Detail 2 potongan 2

Page 52: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

39

4.2.2 Data Tanah Banjir Kanal Timur Semarang

Tabel 4.4 Data tanah Banjir Kanal Timur Semarang

Adhesi (Ca) 30 kN/m2

Sudut gesek internal (δb = φ) 10°

Berat volume tanah (γ) 18 kN/m3

Berat volume tanah jenuh air (γsat) 20 kN/m3

Koefisien tekanan aktif tanah (Ka) tan2 (45 – 10

2) = 0,704

Koefisien tekanan pasif tanah (Kp) 1

Ka = 1,42

Sumber : Main Report Balai Besar Wilayah Sungai Pemali-Juana

4.2.3 Perhitungan Berat Sendiri Revetment dan Beban Diatasnya

Digunakan :

- Beban merata q = 10 kN/m

- Berat jenis beton bertulang = 24 kN/m3

- Berat jenis pasangan batu muka / batu kali = 22 kN/m3

- Berat jenis lantai kerja beton = 22 kN/m3

- Berat jenis gravel = 18 kN/m3

- Berat jenis air = 10 kN/m3.

Berat bidang dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

Wn = B . H . BJ (4.1)

Untuk bidang yang miring, berat bidang dihitung dengan rumus berikut :

Wn = B . H . BJ . Sin Ø (4.2)

Momen bidang dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

M = W . L (4.3)

Tabel 4.5 Perhitungan berat revetment dan beban diatasnya (potongan 1)

Bidang Lebar

(B)

Tinggi

(H)

Berat

Jenis

Sudut

(Ø)

Berat

Bidang

(W)

Jarak ke

O (L)

Momen

(Mw)

No m m kN/m3 ° Kn m kNm

1 0,25 0,5 24 3,00 0,125 0,38

Page 53: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

40

2 0,3 0,05 22 0,33 0,15 0,05

3 0,3 0,1 18 0,54 0,15 0,08

4 0,05 0,15 18 0,14 0,275 0,04

5 0,05 0,3 18 0,27 0,325 0,09

6 2 0,1 22 4,40 1,25 5,5

7 2 0,2 22 8,80 1,25 11

8 2 0,05 22 2,20 1,25 2,75

9 1,8 0,1 18 3,24 1,25 4,05

10 0,05 0,3 18 0,27 2,175 0,59

11 0,05 0,15 18 0,14 2,225 0,3

12 0,25 0,5 24 3,00 2,375 7,13

13 0,35 0,05 22 0,39 2,375 0,91

14 0,35 0,1 18 0,63 2,375 1,5

15 0,05 0,05 18 0,05 2,525 0,11

16 0,05 0,2 18 0,18 2,575 0,46

17 0,655 0,4 24 6,29 2,828 17,78

18 0,644 0,05 22 0,71 2,822 2

19 0,52 0,1 18 0,94 2,86 2,68

20 0,4 0,94 24 27 2,05 3,247 6,65

21 0,4 0,94 24 13 1,01 3,187 3,23

22 0,05 0,012 22 27 0,003 3,155 0,01

23 0,05 0,012 22 13 0,001 3,148 0,005

24 0,1 0,024 18 27 0,01 3,143 0,03

25 0,1 0,024 18 13 0,005 3,128 0,02

26 6,414 0,4 24 63 54,86 6,113 335,4

27 6,378 0,05 22 63 6,25 6,09 38,07

28 6,244 0,1 18 63 10,01 5,935 59,43

29 0,605 0,202 18 45 0,78 8,512 6,62

30 0,201 0,202 18 45 0,26 8,703 2,25

31 0,05 0,1 18 63 0,04 8,735 0,35

32 0,1 0,047 18 0,04 8,783 0,37

Page 54: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

41

33 0,1 0,2 18 0,36 8,8 3,17

34 0,05 0,05 18 0,05 8,775 0,39

35 0,024 0,05 22 53 0,01 8,871 0,09

36 0,4 0,2 24 53 0,77 9,071 6,95

37 0,4 0,3 24 1,44 9,117 13,13

38 0,4 0,2 24 1,92 9,049 17,37

39 0,8 0,05 22 0,88 9,2 8,1

40 0,9 0,1 18 1,62 9,2 14,90

41 0,3 0,5 24 3,60 9,4 33,84

42 0,4 0,4 24 3,84 9,75 37,44

43 0,4 0,4 24 3,84 10,35 39,74

44 0,2 0,4 20 1,60 1,005 1,61

45 1,05 0,1 18 1,89 1,008 1,9

46 1,3 3 10 39,00 9,899 386,05

47 3 6 10 63 80,19 7,249 581,29

q 2,5 10 25,00 2,5 62,5

TOTAL 276,82

1718,31

Tabel 4.6 Perhitungan berat revetment dan beban diatasnya (potongan 2)

Bidang Lebar

(B)

Tinggi

(H)

Berat

Jenis

Sudut

(Ø)

Berat

Bidang

(W)

Jarak

ke O

(L)

Momen

(Mw)

No m m kN/m3 ° Kn m kNm

1 0,25 0,5 24 3,00 0,125 0,38

2 0,3 0,05 22 0,33 0,15 0,05

3 0,3 0,1 18 0,54 0,15 0,08

4 0,05 0,15 18 0,14 0,275 0,04

5 0,05 0,3 18 0,27 0,325 0,09

6 2 0,1 22 4,40 1,25 5,5

Page 55: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

42

7 2 0,2 22 8,80 1,25 11

8 2 0,05 22 2,20 1,25 2,75

9 1,8 0,1 18 3,24 1,25 4,05

10 0,05 0,3 18 0,27 2,175 0,59

11 0,05 0,15 18 0,14 2,225 0,3

12 0,25 0,5 24 3,00 2,375 7,13

13 0,35 0,05 22 0,39 2,375 0,91

14 0,35 0,1 18 0,63 2,375 1,5

15 0,05 0,15 18 0,14 2,525 0,34

16 0,05 0,3 18 0,27 2,575 0,70

17 0,73 0,1 22 1,60 2,863 4,58

18 0,68 0,2 22 2,99 2,840 8,49

19 0,67 0,05 22 0,73 2,834 2,08

20 0,54 0,1 18 0,98 2,872 2,81

21 0,1 0,024 22 27 0,01 3,249 0,04

22 0,1 0,024 22 13 0,01 3,234 0,02

23 0,2 0,047 22 27 0,05 3,225 0,15

24 0,2 0,047 22 13 0,02 3,195 0,07

25 0,05 0,012 22 27 0,003 3,179 0,01

26 0,05 0,012 22 13 0,001 3,171 0,005

27 0,1 0,024 18 27 0,01 3,167 0,03

28 0,1 0,024 18 13 0,00 3,152 0,02

29 3,23 0,1 22 63 6,33 4,694 29,72

30 3,18 0,2 22 63 12,48 4,648 58,00

31 3,17 0,05 22 63 3,11 4,597 14,29

32 3,10 0,1 18 63 4,97 4,552 22,61

33 0,2 0,4 24 63 1,71 6,161 10,54

34 0,05 0,05 22 63 0,05 5,971 0,29

35 0,05 0,05 22 63 0,05 6,194 0,30

36 0,3 0,05 22 63 0,29 6,060 1,78

37 0,4 0,1 18 63 0,64 6,026 3,87

Page 56: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

43

38 3,204 0,1 22 63 6,28 7,750 48,68

39 3,104 0,2 22 63 12,17 7,638 92,95

40 3,08 0,05 22 63 3,02 7,571 22,85

41 2,98 0,1 18 63 4,78 7,538 36,03

42 0,84 0,28 18 45 1,51 8,419 12,72

43 0,28 0,28 18 45 0,51 8,683 4,41

44 0,05 0,1 22 53 0,04 9,205 0,40

45 0,1 0,2 22 53 0,18 9,071 1,59

46 0,025 0,05 22 53 0,01 8,959 0,10

47 0,049 0,1 18 53 0,03 8,894 0,31

48 0,1 0,05 18 0,04 8,775 0,39

49 0,1 0,2 18 0,36 8,8 3,17

50 0,05 0,05 18 0,05 8,775 0,39

51 0,3 0,5 24 3,60 9,4 33,84

52 0,4 0,3 24 1,44 9,117 13,13

53 0,4 0,2 24 1,92 9,049 17,37

54 0,8 0,05 22 0,88 9,2 8,10

55 0,9 0,1 18 1,62 9,2 14,90

56 0,4 0,4 24 3,84 9,75 37,44

57 0,4 0,4 24 3,84 10,35 39,74

58 0,2 0,4 20 1,60 1,005 1,61

59 1,05 0,1 18 1,89 1,008 1,90

60 1,3 3 10 39,00 9,899 386,05

61 3 6 10 63 80,19 7,249 581,29

q 2,5 10 25,00 2,5 62,5

TOTAL 257,58

1616,98

Page 57: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

44

4.2.4 Perhitungan Tekanan Aktif dan Pasif pada Revetment

Gambar 4.12 Tekanan aktif dan pasif pada revetment

Page 58: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

45

Tabel 4.7 Perhitungan tekanan dan momen aktif air

Bidang γw H Pw Jarak ke O (L) Momen (Mpw)

No kN/m3 m kN m kNm

Pw1 10 3 45,00 1,65 74,25

Pw2 10 2,68 35,91 2,65 95,17

Total 80,91 169,42

Tabel 4.8 Perhitungan tekanan dan momen tanah aktif

Bidang Ka γsat H Pa Jarak ke O (L) Momen (Ma)

No kN/m3 m kN m kNm

Pa1 0,704 20 0,4 2,25 0,45 1,01

Pa2 0,704 20 0,1 0,14 0,2 0,03

Pa3 0,704 20 0,15 0,32 0,075 0,02

Pa4 0,704 20 0,05 0,04 0,125 0,004

Total 2,75 1,07

Tabel 4.9 Perhitungan tekanan dan momen tanah pasif

Bidang Kp γ H Pp Jarak ke O (L) Momen (Mp)

No kN/m3 m kN m kNm

Pp 1,42 18 0,65 5,40 3,25 17,54

4.3 Perhitungan Stabilitas Terhadap Penggeseran

Jumlah gaya-gaya horizontal yang bekerja pada bidang :

ΣPh = (ΣPw + ΣPa) – ΣPp

Page 59: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

46

= (80,91 + 2,75) – 5,40

= 78,26 kN.

Stabilitas terhadap penggeseran potongan 1 :

ΣRh = ca . B + W tg δb

= 30 . 4,97 + 276,82 tan10°

= 149,1 + 48,81

= 197,91 kN

Fgs = ΣRh / ΣPh

= 197,91 / 78,26

= 2,53 ≥ 1,5 AMAN.

Stabilitas terhadap penggeseran potongan 2 :

ΣRh = ca . B + W tg δb

= 30 . 4,99 + 257,58 tan10°

= 149,7 + 45,42

= 195,12 kN

Fgs = ΣRh / ΣPh

= 195,12 / 78,26

= 2,49 ≥ 1,5 AMAN.

4.4 Perhitungan Stabilitas Terhadap Penggulingan

Momen yang mengakibatkan penggulingan

Mgl = (ΣMpw + ΣMa) – ΣMp

= (169,42 + 1,07) – 17,54

Page 60: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

47

= 152,95 kNm

Stabilitas terhadap penggulingan potongan 1

Fgl = ΣMw / Σ Mgl

= 1718,31 / 152,95

= 11,23 ≥ 1,5 AMAN.

Stabilitas terhadap penggulingan potongan 2

Fgl = ΣMw / Σ Mgl

= 1616,98 / 152,95

= 10,57 ≥ 1,5 AMAN.

4.5 Daya Dukung Tiang Pancang

4.5.1 Data Daya Dukung Tiang Pancang Beton di BKT Semarang

Tabel 4.10 Data daya dukung tiang pancang

BH-3

Kedalaman d = 0.2

m

d = 0.3

m

d = 0.4

m

d = 0.5

m

d = 0.6

m

m kN kN kN kN kN

0 0 0 0 0 0

2 38 38 56 78 102

4 65 64 92 123 158

6 93 90 128 169 213

8 129 125 175 230 289

10 165 159 221 288 359

Sumber : Laporan Hasil Penyelidikan Tanah BKT Semarang oleh BBWS

Data daya dukung tiang pancang tersebut diperoleh dari Laporan Hasil

Penyelidikan Tanah di Banjir Kanal Timur Semarang milik Balai Besar Wilayah

Sungai Pemali-Juana. Penyelidikan tanah tersebut dilakukan di seluruh sistem

sungai Semarang. Banjir Kanal Timur memiliki titik bor (BH) BH-3 dan BH-4.

Page 61: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

48

Khusus untuk tiang dengan lebar d = 0,2 meter digunakan tiang dengan tampang

bujursangkar, tiang yang lain berpenampang lingkaran.

4.5.2 Penentuan Daya Dukung Tiang Pancang

Untuk konstruksi Revetment Banjir Kanal Timur Semarang, digunakan 2

tiang pancang bujursangkar dengan lebar d = 0,2 meter. Tiang pancang dengan

panjang 3 meter yang terletak di dasar dan panjang 2 meter terletak di bagian atas

konstruksi revetment (Gambar 4.3 dan Gambar 4.7). Selanjutnya daya dukung

tiang pancang ditentukan sebagai berikut :

d = 0,2 m ; L = 2 m ; qu = 38 kN

d = 0,2 m ; L = 3 m ; qu = (38 + 65)/2 = 51 kN

digunakan nilai terendah antara BH-3 dan BH-4 (Tabel 4.9).

4.6 Perhitungan Stabilitas Terhadap Keruntuhan

Dalam menghitung daya dukung ultimit untuk mengetahui stabilitas tanah

dasar revetment digunakan persamaan Hansen (1970).

Stabilitas terhadap keruntuhan potongan 1

xe = ΣMw− ΣMgl

ΣW =

1718,31 −152,95

276,82 = 5,65 m

Eksentrisitas : e = B

2 - xe =

9,9

2 – 5,65 = 4,95 – 5,65 = -0,7 m

Lebar efektif : B’ = B – 2e = 9,9 – (2 x 0,7) = 9,9 – 1,4 = 8,5 m

A’ = B’ x 1 = 8,5 x 1 = 8,5 m2

Gaya horizontal : H = ΣPh = 78,26 kN ; Gaya vertikal : V = ΣW = 276,82 kN

Faktor kapasitas dukung :

untuk φ = 10° maka, Nq = 2,47 ; Nc = 8,34 ; Ny = 0,39

Page 62: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

49

Faktor kemiringan beban :

iq = [1 − 0,5𝐻

𝑉+𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0

= [1 − 0,5 𝑥 78,26

276,82 +8,5 𝑥 30 𝑥 𝑐𝑡𝑔10°]

5

= [1 − 0,0227]5

= 0,891

ic = iq – (1 − 𝑖𝑞)

𝑁𝑐 𝑡𝑔 𝜑

= 0,891 – (1 – 0,89)

8,34 tg 10°

= 0,817

iy = [1 − 0,7𝐻

𝑉+𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0

= [1 − 0,7 𝑥 78,26

276,82 +8,5 𝑥 30 𝑥 𝑐𝑡𝑔10°]

5

= [1 − 0,0318]5

= 0,851

Kapasitas dukung ultimit untuk tanah dasar dibawah revetment menurut

Hansen (Df = 0, faktor kedalaman dc = dq = dy = 1, faktor bentuk sc = sq = sy = 1)

adalah sebagai berikut :

qu = ic c Nc + iy 0,5 B’γ Nγ

= 0,817 x 30 x 8,34 + 0,851 x 0,5 x 8,5 x 18 x 0,39

= 204,41 + 25,39

= 229,8 kN

dengan tiang pancang :

qu = 229,8 + 38 + 51

Page 63: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

50

= 318,8 kN

Dihitung berdasarkan lebar efektif revetment yang dapat menyalurkan tekanan ke

tanah dasar terbagi rata, maka :

q’ = 𝑉

𝐵′ = 276,82

8,5 = 32,57 kN

Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah dasar revetment :

F = 𝑞𝑢

𝑞 =

318,8

32,57 = 9,79 > 3 AMAN

Stabilitas terhadap keruntuhan potongan 2

xe = ΣMw− ΣMgl

ΣW =

1616,98 −152,95

257,58 = 5,68 m

Eksentrisitas : e = B

2 - xe =

9,9

2 – 5,68 = 4,95 – 5,68 = -0,73 m

Lebar efektif : B’ = B – 2e = 9,9 – (2 x 0,73) = 9,9 – 1,4 = 8,44 m

A’ = B’ x 1 = 8,5 x 1 = 8,44 m2

Gaya horizontal : H = ΣPh = 78,26 kN ; Gaya vertikal : V = ΣW = 257,58 kN

Faktor kapasitas dukung :

untuk φ = 10° maka, Nq = 2,47 ; Nc = 8,34 ; Ny = 0,39

Faktor kemiringan beban :

iq = [1 − 0,5𝐻

𝑉+𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0

= [1 − 0,5 𝑥 78,26

257,58 +8,44 𝑥 30 𝑥 𝑐𝑡𝑔10°]

5

= [1 − 0,0231]5

= 0,89

ic = iq – (1 − 𝑖𝑞)

𝑁𝑐 𝑡𝑔 𝜑

Page 64: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

51

= 0,89 – (1 – 0,89)

8,34 tg 10°

= 0,815

iy = [1 − 0,7𝐻

𝑉+𝐴′𝐶𝑎 𝑐𝑡𝑔𝜑]

5

≥ 0

= [1 − 0,7 𝑥 78,26

257,58 +8,5 𝑥 30 𝑥 𝑐𝑡𝑔10°]

5

= [1 − 0,0323]5

= 0,848

Kapasitas dukung ultimit untuk tanah dasar dibawah revetment menurut

Hansen (Df = 0, faktor kedalaman dc = dq = dy = 1, faktor bentuk sc = sq = sy = 1)

adalah sebagai berikut :

qu = ic c Nc + iy 0,5 B’γ Nγ

= 0,815 x 30 x 8,34 + 0,848 x 0,5 x 8,44 x 18 x 0,39

= 203,91 + 25,12

= 229,03 kN

dengan tiang pancang :

qu = 229,03 + 38 + 51

= 318,03 kN

Dihitung berdasarkan lebar efektif revetment yang dapat menyalurkan tekanan ke

tanah dasar terbagi rata, maka :

q’ = 𝑉

𝐵′ = 257,58

8,44 = 30,52 kN

Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah dasar revetment :

F = 𝑞𝑢

𝑞 =

318,03

30,52 = 10,42 > 3 AMAN

Page 65: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

52

Tabel 4.11 Rekapitulasi hasil perhitungan stabilitas revetment

No Stabilitas Terhadap

Penggeseran (Fgs) Penggulingan (Fgl) Keruntuhan (F)

Potongan 1 2,53 ≥ 1,5 11,23 ≥ 1,5 9,79 > 3

Potongan 2 2,49 ≥ 1,5 10,57 ≥ 1,5 10,42 > 3

Sumber : Hasil Perhitungan

Dengan memenuhi semua angka keamanan yang telah ditentukan maka dapat

dibuktikan bahwa Revetment Banjir Kanal Timur Semarang paket 2, km 2-4, aman

terhadap penggeseran, penggulingan, dan keruntuhan.

Page 66: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

53

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan elevasi dan stabilitas revetment

maka didapatkan simpulan sebagai berikut :

a. Menggunakan debit rencana kala ulang 50 tahun Q50 = 260 m3/detik, data

gelombang perairan Semarang tahun 2018, dan data rata-rata muka air laut

Semarang tahun 2002-2014, maka elevasi Revetment Banjir Kanal Timur

Semarang paket 2, km 2-4, adalah pada ketinggian +3.4 meter diukur dari dasar

sungai.

b. Daya dukung mini pile terhadap struktur bangunan revetment adalah 38 kN

untuk mini pile dengan kedalaman Df = 2m, dan 51 kN untuk mini pile dengan

kedalaman Df = 3m.

c. Stabilitas terhadap penggeseran (Fgs) revetment adalah 2,53 ≥ 1,5 pada potongan

1 dan 2,49 ≥ 1,5 pada potongan 2.

d. Stabilitas terhadap penggulingan (Fgl) revetment adalah 11,23 ≥ 1,5 pada

potongan 1 dan 10,57 ≥ 1,5 pada potongan 2.

e. Stabilitas terhadap keruntuhan (F) revetment adalah 9,79 > 3 pada potongan 1

dan 10,42 > 3 pada potongan 2.

5.2 Saran

a. Untuk meningkatkan kualitas analisis ini adalah analisis / penelitian selanjutnya

perlu memperbanyak data titik sampling penyelidikan tanah agar akurasi

perhitungan meningkat.

b. Analisis revetment selanjutnya akan lebih baik apabila bidang miring pada

revetment diuji dengan tinjauan horizontal dan vertikal.

c. Hasil perhitungan menunjukkan angka keamanan yang sangat besar dari angka

keamanan, maka dari itu dimensi revetment dapat didesain ulang yaitu diperkecil

dan diteliti kembali angka keamanannya.

Page 67: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

54

d. Apabila data hasil penyelidikan tanah dengan Standard Penetration Test (SPT)

diketahui maka akan meningkatkan keakuratan perhitungan karena dapat

mengetahui lapisan tanah di lokasi konstruksi revetment.

Page 68: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

55

DAFTAR PUSTAKA

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 38 Tahun 2011 Tentang

Sungai. Lembaran Negara Kesatuan Republik Indonesia Tahun 2011 Nomor

74, Tambahan Lembaran Negara Kesatuan Republik Indonesia Nomor 5230.

Sekretariat Negara. Jakarta.

Anggraini, Dian Lestari, Indra Budi Prasetyawan, Gentur Handoyo, Denny

Nugroho Sugianto, dan Purwanto. 2020. Analisis Daya Gelombang (Wave

Power) di Perairan Semarang, Jawa Tengah. Indonesian Journal of

Oceanography 2(1). Hal 6.

Bowles, Joseph E. 1982. Analisa dan Disain Pondasi Jilid 2 (Edisi Ketiga).

Terjemahan oleh Pantur Silaban. 1984. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Direktorat Jendral Sumber Daya Air. 2016. Study and Design of East Floodway

and Dolok-Penggaron River System under Integrated Water Resources and

Flood Management Project for Semarang (JICA Loan Ip-534) Detailed

Design of East Floodway Volume 1: Main Report. 89 hal. Kementerian

Pekerjaan Umum Dan Perumahan Rakyat. Semarang.

Fatharani, Aghnia, Bambang Sujatmoko, Rinaldi. 2018. Analisis Tinggi Tanggul

sebagai Bangunan Pengendali Banjir Menggunakan Metode HEC-RAS. Jom

FTEKNIK 5(2). Hal 3.

Google. 2020. Google Earth. https://earth.google.com/web/@-

6.96410625,110.44216476,41.91223951a,3432.13654316d,35y,0h,0t,0r/dat

a=MicKJQojCiExTnNTaDlKclNHak5MRnJ4ZmxqdWRveUxEOUg3UXdWd

TU6AwoBMA?authuser=0. Diakses pada 19 Mei 2020 pukul 20.00 WIB.

Hardiyatmo, Hary C. 2017. Analisis dan Perancangan Fondasi I (Edisi Ketiga).

Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Jawat, I Wayan. 2017. Metode Pelaksanaan Konstruksi Revetment. Paduraksa

6(2). Hal 163-164.

Karima, Dzakia Amalia. 2017. Perencanaan Bangunan Pemecah Gelombang di

Teluk Sumbreng, Kabupaten Trenggalek. Tugas Akhir. Tidak diterbitkan.

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut Teknologi Sepuluh

Nopember : Surabaya.

Pebriana, Toni. 2009. Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau

Mansinam Kabupaten Manokwari. Tugas Akhir. Tidak Diterbitkan. Fakultas

Teknik Sipil dan Lingkungan. Institut Teknologi Bandung : Bandung.

Page 69: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

56

Profil Kota Semarang. 2019. http://semarangkota.go.id/p/33/profil_kota. Diakses pada

6 April 2020 pukul 19.00 WIB.

Putra, I Kadek Sandi Wiguna, Cok Agung Yujana, dan Nyoman Surayasa. 2017.

Perencanaan Bangunan Pengaman Pantai (Revetment) dengan Bahan Geobag

di Pantai Masceti, Kabupaten Gianyar. Paduraksa 6(2). Hal 182-188.

Susana, Tjutju. 2003. Air sebagai Sumber Kehidupan. Oseana 28(3). Hal 17.

Wigati, Restu, Soedarsono, dan Pribadi. 2016. Normalisasi Sungai Ciliwung

Menggunakan Program HEC-RAS 4.1 (Studi Kasus Cililitan–Bidara Cina).

Jurnal Fondasi 5(1). Hal 1-2.

Page 70: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

57

LAMPIRAN

Page 71: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

58

Page 72: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

59

Page 73: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

60

Page 74: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

61

Page 75: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

62

Page 76: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

63

Page 77: ANALISIS STABILITAS DAN PENENTUAN ELEVASI …

64