Download - Tugas Besar Mektan 1
(KESTABILAN LERENG)
DISUSUN OLEH :
MUHAMMAD AKBAR
031 290 031
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
MAKASSAR
2010
BENDUNGAN URUGAN
Suatu bendungan yang dengan cara menimbun bahan-bahan seperti batu,
kerikil, kerakal, pasir, tanah pada komposisi tertentu dengan fungsi sebagai
penampang atau perangkat permukaan air yang terdapat dalam waduk, disebut
bedungan tipe urugan atau “BENDUNGAN URUGAN”.
Didasarkan pada butiran-butiran dari bahan timbunan yang digunakan
secara umum dapat dipakai 2 tipe bendungan urugan, yaitu:
1. Bendungan Urugan Batu (Earth Fill Dam) disingkat “Bendungan Batu”.
2. Bendungan Urugan Batu (Earth Fill Dam) disingkat “Bendungan Tanah”.
Selain kedua jenis bendungan tersebut adapula bendungan urugan
campuran yaitu terdiri dari campuran batu atau dari bagian hilir yang berfungsi
sebagai penyangga tambahan, sedangkan bagian udiknya terdiri dari timbunan
tanah disamping berfungsi sebagai penyangga tambahan juga berfungsi sebagai
tirai kedap air.
Di dalam kegiatan baik perencana maupun pelaksanaan pembangunan,
kedua tipe bendungan tersebut mempunyai banyak persamaan-persamaan yang
cukup nyata.
KLASIFIKASI BENDUNGAN URUGAN
Sehubungan dengan fungsinya sebagai penamoung air atau sebagai
pengangkat permukaan air di dalam suatu waduk maka secara garis besar tubuh
bendungan merupakan penahan rembesan air kearah hilir serta penyangga tekanan
tersebut.
Ditinjau dari penempatan dan susunan bahan yang membentuk tubuh
bemdungan untuk dapat digolongkan dalam 3 tipe utama:
1. Bendungan Urugan Homogen ( bendungan urugan)
2. Bendungan Urugan zonal (Zonal Dam)
3. Bendungan Urugan Zekat (Bendungan Zekat)
Beberapa keistimewaan Bendungan Urugan
Dibandingkan dengan jenis lainnya maka bendungan urugan mempunyai
keistimewaan sebagai berikut:
1. Pembangunan dapat dilakukan pada hampir semua kondisi geologi dan
geografi yang dijumpai
2. Bahan untuk tubuh bendungan dapat digunakan batuan yang terdapat
disekitar lokasi bendungan.
Akan tetapi type ini mempunyai kelemahan yang cukup berarti dimana
limpasan-limpasan yang terjadi yang menyebabkan longsoran-longsoran pada leher
lihir yang dapat menyebabkan jebolnya bendungan tersebut.
Beberapa karakteristik dari bendungan urugan adalah sebagai berikut:
1. Bendungan urugan yang menpuyai aru yang luas sehingga beban yang
harus didukung oleh pondasi bendungan persatuan unit luas biasanya kecil.
beban utama yang harus didukung oleh pondasi terdiri dari berat tubuh
bendungan dan tekanan hidrostasis dan air di dalam bendungan.
2. Bendungan urugan mempunyai/dapat dibangun dengan menggunakan
bahan batuan yang terdapat disekitar calon bendungan dibandingkan
dengan jenis bendungan beton memerlikan bahan-bahan pabrik seperti
semen dalam jumlah besar dengan harga tinggi dan didatangkan dari
tempat yang jauh, maka bendungan urugan dalam hal ini menunjukan
tendensi positif.
3. Dalam pembangunannya, bendungan urugan dapat dilaksanakan secara
mekanis dengan intensitas yang tinggi dan karena banyaknya tipe-tipe
peralatan yang sudah diproduks, maka dapat dipilihakan peralatan yang
akan digunakan serta lapangan pelaksanaannya.
Untuk dapat membedakan ketiga tipe tersebut, berikut ini akan diuraikan
secara singkat:
1. Bendungan Homogan
Suatu bendungan urugan digolongkan kedalam tipe bendungan homogen
apabila bahan yang digunakan untuk membentuk tubuh bendungan tersebut
dari tanah yang hampir saejenisnya dan gradiasinya (susunan ukuran
butirannya) hampir sejenis. Tubuh bendungan secara keseluruhan berfungsi
ganda yaitu sebagai bengunan penyanga dan sakaligus sebagai penahan
rembesan air.
2. Bendungan Zonal
Bendungan Urugan yang digolongkan dalam tipe zunal apabila apabila
timbunan yang membentuk tubuh bendungan terdiri dari batuan dan gradasi
yang berbeda-beda dalam urutan-urutan pelapis tersebut. Pada bendungan
tipe ini sebagai penyangga terutama dibebankan kepada timbunan yang
lolos air (zona lolos air), sedangkan penahan rembesan dibebankan kepada
timbunan yang kedap iar.
3. Bendungan Sekat
Bendungan urugan digolongkan dalam tipe bendungan Sekat, apabila
timbunan dan lereng udik tubuh digolongkan/ dilapisi sekat tidak lolos air
(dengan kedapan yang tinggi) saeperti lembaran beton bertulang, hamparan
plastik, dan lain-lain.
Akan tetapi karena tubuh bendungan terdiri dari timbunan tanah atau
timbunan batu yang berkomposisi lepas, maka bahaya jebolnya bendungan
umumnya disebabkab hal-hal berikut:
a. Longsoran yang terjadi baik pada lereng udik maupun lereng hilir
bendungan.
b. Terjadi sufosi (erosi dalam atau piping) oleh gaya-gaya yang timbul dalam
aliran filtrasi yang terjadi dalam tubuh bendungan.
c. Suatu konstuksi yang kaku tidak diingikan di dalam tubuh bendungan,
karena konstruksi tersebut tidak dapat mengikuti gerakan konsolidasi dari
tubuh bendungan tersebut.
d. Proses pelaksanaan pembangunannya biasanya sangat pekah terhadap
pengaruh iklim, lebih-lebih pada bendungan tersebut tanahnya memiliki
kelembaban optimum tertentu dan perlu diperhatikan, terutama pada
pelaksanaan penimbunan dan pemadatan.
PERENCANAAN UNTUK BENDUNGAN URUGAN
Pada hakekatnya eksitensi suatu bendungan telah dimulai setelah
diadakannya kegiatan-kegiatan survey, perencanaan, perrencanaan teknis,
pembangunan operasi, dan memelihara sampai umur efektif bangunan tersebut.
Semakin mendalam pelaksanaan survey dan perancangan teknisnya, maka
semakin mudah pula pelaksanaaan pembangunannya, karena kemungkinan
terjadinya modifikasi-modifikasi koonstruksi akan semakin kecil.
Tapi sebaliknya apabila survey dan pelaksanaannya kurang teliti dan
mendalam, kadang-kadang pemilihan semula (pada tingkat perencanaannya) jatuh
pada bendungan beton, dapat berubah menjadi bendungan urugan setelah tiba pada
saat pembuatan perencanaan teknisnya. sehingga seluruh hasil survey dan
perancangan semula, terpaksa ditinjau kembali bahkan beberapa kasus, akibat
diketemukan kondisi-kondisi geologi yang menguntungkan terpaksa harud
memindahkan sumbu bendungan yang telah ditetapkan atau memperbaiki
kemiringan-kemiringan lereng bendungan yang mengakibatkan bahwa volume
urugan dapat berubah dengan cara mencolok.
Dari hasil analisis teknis, maka akan dapat ditentukan dengan menetapkan
hal-hal sebagai berikut:
1. Kedudukan bendungan yang paling baik dan efektif (the most favorable
site)
2. Tipe bendungan yang cocok.
3. Metode pelaksanaan yang paling efektif.
Bedasarkan data-data yang akurat serta dapat mencerminkan kondisi
sesungguhnya dari tempat kedudukan calon bendungan dan disertai dengan analisa
yang jitu dengan mengadakan sistem coba banding dari berbagai alternatve secara
berulang-ualng, barulah akan dapat diharapkan ketetapan dan kemantapan dari
ketiga unsur pokok tersebut diatas.
Beberapa aspek terpenting yang perlu dipelajari untuk dapat merealisasikan
gagasan pembangungan suatu bendungan adalah:
a. Topografi
b. Geologi Tekinis
c. Pondasi
d. Hidrologi
e. Bahan Bangunan
f. Bangunan Pelimpah
g. Bangunan Penyadap
KESTABILAN LERENG
Pada tempat dimana terdapat dua permukaan tanah yang berbeda
ketinggiannya, maka akan ada gaya-gaya yang bekerja mendorong sehingga tanah
yang lebih tinggi kedudukannya cenderung bergerak kearah bawah, Disamping
gaya yang mendorong ke bawah terdapat pula gaya-gaya dalam tanah yang bekerja
menahan sehingga kedudukan tanah tersebut tetap stabil. Gaya-gaya pendorong
berupa gaya berat, gaya tiris/muatan dan gaya-gaya inilah yang menyebabkan
kelongsoran. gaya-gaya penahan berupa gaya gesekan, lekatan (dari kohesi),
kekuatan geser tanah.
Antara peermukaan tanah yang lebih tinggi kepermukaan yang lebih rendah
dihubungkan suatu permukaan yang disebut lereng.
Lereng dapat digolongkan dua tipe, yaitu:
1. Lereng tak terbatas
Gambar: Lereng Tak Terbatas
2. Lereng Terbatas
Gambar: Lereng Terbatas
Dalam menentukan stabil tidaknya suatu lereng (bendungan) terhadap gaya yang
bekerja pada lereng (bendungan) tersebut kita menggunakan beberapa parameter hitungan,
diantaranya:
1. Perhitungan Dimensi Bendungan
2. Perhitungan Pusat Kelongsoran
3. Perhitungan Debit Rembesan
4. Perhitungan Loncatan Rembesan
5. Perhitungan Flow Net (jaringan aliran)
6. Perhitungan Stabilitas Bendungan Akibat Gejala Sofusi dan Sumbatan.
PERHITUNGAN STABILITAS LERENG (BENDUNGAN
1. Perhitungan Dimensi Bendungan
1.1. Menghitung Sudut Kemiringan Lereng
Rumus:
Arc tan α=¿ Sisi Bawah BendunganSisi Miring Bendungan
¿
1.2. Menghitung Lebar Dasar Bendungan
Rumus:
a= Htan α
b=diketahui dari soal
c= h1tan α
s= h 1tan α
0.3 s=0.3 X s
d=a+b+c+0.3 s
L=a+b+c+s
1.3. Menghitung Kemiringan Lereng Bendungan
Rumus:
C 1=√a2+H 2
C 2=√s2+h12
C 3=√c2+h22
2. Perhitungan Pusat Kelongsoran
Dalam perhitungan ini kita menggunakan table data For Critical Circles (table
terlampir) untuk menentukan nilai-nilai ∅ 1 ,∅2 , ψ1 ,ψ2 , θ1 , danθ2. sedangkan untuk
mencari nilai ψ dan θ pada perhitungan ini kita menggunakan cara interpolasi dan
dalam perhitungan ini kita juga mencari nilai β, panjang gaaris AB dan panjang
jari-jari kelongsoran (R).
2.1. Mencari NIlai ψ dengan interpolasi
Rumus:
ψ=ψ1+¿¿
2.2. Mencari Nilai θ dengan interpolasi
Rumus:
θ=θ1+¿¿
2.3. Menentukan Panjang Garis AB
Rumus:
AB= Hsin ψ
2.4. Menentukan Panjang Jari-Jari Kelongsoran
Rumus:
R=
12
AB
sin12
θ
3. Perhitungan Debit Rembesan
3.1. Menghitung Tinggi Rembesan ( y0)
Rumus:
y0=√h2+d2−d
3.2. Menentukan Nilai Parabola Dasar (y)
Rumus:
y=√2 ( y0 ) x+ y02
4. Menentukan Loncatan Rembesan
Dalam menghitung Loncatan rembesan, kita menentukan nilai β1, β2 ,dan ψ1 ,ψ2
dengan melihat table Casa Grande (1973) dan untuk menentukan nilai ψ kita
menggunakan cara interpolasi.
Tabel Casa Grande (1973)
β ψ
30°
60°°
90°
120°
150°
180°
0.375
0.320
0.260
0.185
0.105
0.000
4.1. Mencari Nilai ψ dengan interpolasi
Rumus:
ψ=ψ2+¿¿
4.2. Mencari Nilai Δa
Rumus:
Δa=y0
1−cos αψ
4.3. Mencari Nilai a
Rumus:
a+ Δa=y0
1−cosα
5. Perhitungan/Pembutan Flow Net (Jaringan Aliran)
Dalam perhitungan/pembuatan Flow Net (Jaringan Aliran) dalam suatu
lereng/bendungan umumnya kita menggungakan 2 metode, yaitu:
1. Metode Gill Boy
Metode digunakan apabila lereng bendungan mempunyai sudut β dibawah
60° dan tidak memiliki filter.
2. Metode Bowles
Metode ini digunakan apabila lereng bendungan memiliki sudut β diatas
60° dan memiliki filter.
5.1. Metode Gill Boy (tabel terlampir)
Rumus:
m=dh
d= m htan α
5.2. Metode Bowles (GambarTerlmpir)
Rumus:
a) β = 60°
FD= p/2
FE = p
b) β = 90°
FD= p/2
Fm= p
c) β = 135°
FD= p/2
FE = p
d) β = 90°
FD= p/2
Fm= p
semua kasus
r=√H 2+d2
p=r−d
5.3. Perhitungan Debit Rembesan
Rumus:
k=√kh . kv
Dimana:
k = Koefisien Permeabilitas
5.4. Perhitungan Pada Grafis (Flow Net)
Rumus:
Qf = NfNd
k . H 3 .1
Dimana:
Nf = Jumlah Aliran
Nd = Jumlah eqipotensial
6. Perhitungan Kontrol Stabilitas Bendungan Akibat Gejala Sofusi dan Sumbatan
(Gaya)
6.1. Dengan menggunakan jaringan filtrasi
Rumus:
Ť=L . γt−i . L . γ w
i=h2
L
6.2. Perhitungan Tegangan Efektif akan Nol (0) apabila Tegangan seimbang.
Rumus:
0=L. γ t−i . L . γw
i=γ t
γ w
6.3. Perhitungan Besarnya Kecepatan Pada Filtrasi dan Lereng Hilir Bendungan.
Rumus:
V=kvh2
L
7. Menghitung Nilai Fs Dengan Metode Fellenius
Rumus:
Fs=¿¿