kata pengantar - bpsdm.pu.go.id · latar belakang perencanaan struktur bangunan sabo merupakan...

i

KATA PENGANTAR

Modul 5 ini merupakan mata diklat pada Modul Pelatihan Perencanaan Bangunan Sabo,

yang menjelaskan tentang Perencanaan Bangunan Sabo, menguraikan dan penekanan

tentang hal-hal yang perlu dikenal oleh masyarat dalam perencanaan struktur bangunan

sabo, Konsep bangunan Sabo harus mengacu pada peraturan dan kebijakan nasional,

agar hasilnya tepat guna dan berdaya guna. Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan

kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang Sumber Daya Air.

Modul Perencanaan Struktur Bangunan Sabo ini disusun dalam 5 materi yang terbagi atas

Materi 1: Parameter Perhitungan, Materi 2: Stabilitas main dam pada saat kondisi banjir,

Materi 3: stabilitas main dam pada saat kondisi normal, Materi 4: stabilitas Main Dam Akibat

Gempa, Materi 5: Stabilitas Tembok tepi. Penyusunan modul yang sistematis diharapkan

mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami penyusunan kurikulum dan

modul pelatihan perencanaan bangunan Sabo. Penekanan orientasi pembelajaran pada

modul ini menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta. Modul Pelatihan Perencanaan

Bangunan Sabo ini disusun oleh PT.Blantickindo Aneka dengan koordinator penyusun

Modul Atep Iman, S.Pd, M.Pd.

Proses penyusunan modul ini telah melibatkan berbagai pihak baik dari para praktisi,

akademisi maupu birokrasi. Akhirnya, PT.Blantickindo Aneka menyampaikan ucapan

terimakasih dan penghargaan kepada semua pihak yang telah mendukung tersusunnya

modul Pelatihan perencanaan bangunan sabo, sehingga modul ini dapat diselesaikan

dengan baik. Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang senantiasa

terbuka sesuai dengan perkembangan situasi, kebijakan, dan peraturan yang terus

menerus terjadi. Semoga modul ini dapat memberikan manfaat dalam peningkatan

kompetensi ASN di bidang Sumber Daya Air.

Bandung, September 2018

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Ir. Yudha Mediawan, M.Dev. Plg

NIP. 19661021 1992031003

MODUL 5 – PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN SABO

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................................. i

DAFTAR ISI ............................................................................................................................ i

DAFTAR TABEL .................................................................................................................. iii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. iv

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ................................................................................. v

KERANGKA BERPIKIR ...................................................................................................... vi

PENDAHULUAN ................................................................................................................... 1

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

1.2. Deskripsi Singkat .............................................................................................. 1

1.3. Manfaat Modul .................................................................................................. 2

1.4. Hasil Belajar ..................................................................................................... 2

1.5. Indikator Hasil Belajar ...................................................................................... 2

1.6. Materi Pokok..................................................................................................... 2

MATERI POKOK I PARAMETER PERHITUNGAN............................................................. 4

2.1. Dimensi Bangunan ........................................................................................... 4

2.2. Data Topografi .................................................................................................. 4

2.3. Data Geoteknik ................................................................................................. 4

2.4. Data Geometri Sungai ...................................................................................... 5

2.5. Data Debit ......................................................................................................... 5

2.6. Karakteristik Sedimen ...................................................................................... 5

2.7. Karakteristik Aliran Debris ................................................................................ 6

2.8. Data Bahan Bangunan ..................................................................................... 6

2.9. Prosedur Analisis ............................................................................................. 7

2.10. Rangkuman ...................................................................................................... 7

2.11. Latihan .............................................................................................................. 8

MATERI POKOK II STABILITAS MAIN DAM PADA SAAT KONDISI BANJIR ............. 10

3.1. Gaya yang Bekerja ......................................................................................... 10

3.2. Stabilitas Terhadap Guling ............................................................................. 12

3.3. Stabilitas terhadap Geser............................................................................... 12

3.4. Kontrol Terhadap Penurunan ......................................................................... 13

3.5. Rangkuman .................................................................................................... 18

3.6. Latihan ............................................................................................................ 19


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | ii

MATERI POKOK III STABILITAS MAIN DAM PADA SAAT KONDISI NORMAL .... Error!

Bookmark not defined.





4.5. Rangkuman .................................................................................................... 30

4.6. Latihan ............................................................................................................ 31

MATERI POKOK IV STABILITAS MAIN DAM AKIBAT GEMPA..... Error! Bookmark not

defined.





5.5. Rangkuman .................................................................................................... 39

5.6. Latihan ............................................................................................................ 40

MATERI POKOK V STABILITAS TEMBOK TEPI.............. Error! Bookmark not defined.





6.5. Rangkuman .................................................................................................... 49

6.6. Latihan ............................................................................................................ 50

7.1. Kesimpulan ..................................................................................................... 51

7.2. Tindak Lanjut .................................................................................................. 52

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................... 53

GLOSARIUM ....................................................................................................................... 54


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | iii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 - Input data pada kondisi banjir ........................................................................... 11

Tabel 3.2 - Rumus momen gaya vertikal pada kondisi banjir ............................................. 12

Tabel 3.3 - Rumus momen gaya horizontal pada kondisi banjir ........................................ 12

Tabel 3.4 - Nilai daya dukung tanah dan koefisien geser................................................... 13

Tabel 5.1 - Rumus berat konstruksi pada saat gempa ....................................................... 34

Tabel 5.2 - Rumus momen gaya horizontal pada saat gempa........................................... 34




Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar II. 1 - Prosedur analisis stabilitas bangunan ........................................................... 7

Gambar III. 1 - Gaya yang bekerja pada saat kondisi banjir .............................................. 11

Gambar IV. 1 - Gaya yang bekerja pada kondisi normal.................................................... 23

Gambar V. 1 - Gaya yang bekerja pada kondisi normal..................................................... 33

Gambar VI. 1 - Gaya yang bekerja pada struktur tembok tepi bangunan sabo ................. 43


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | v

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Modul pelatihan dan pendidikan perencanaan Bangunan Sabo disusun dalam 6 mata diklat

yang diurutkan secara sistematis dan saling terkait.

Untuk dapat mengerti, menjelaskan, dan merencanakan Bangunan Sabo, peserta Diklat

harus mempelajari dan memahami isi tiap modul secara berurutan, sesuai dengan nomor

mata Diklat.

Untuk dapat memahami dan melakukan perencanaan struktur bangunan Sabo. Peserta

Diklat harus memahami komponen yang terdapat dalam bangunan Sabo dan menjelaskan

sub-sub bangunan Sabo yang sudah dijelaskan dalam modul Mata Diklat-4.

Perencanaan struktur bangunan Sabo akan dijelaskan dalam modul-5.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | vi

KERANGKA BERPIKIR

Gambar I. 1 - Kerangka pikir perencanaan struktur bangunan sabo


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi | 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perencanaan struktur bangunan Sabo merupakan kegiatan lanjutan dari berbagai tahapan,

yaitu mulai dari penyusunan Konsep Bangunan Sabo, kegiatan Survei dan Investigasi,

Analisis Hidrologi dan Sedimen, dan Perencanaan Dimensi Bangunan Sabo. Perencanaan

struktur bangunan Sabo dibutuhkan untuk menentukan kestabilan dan keamanan

bangunan sabo agar sesuai dengan fungsi dan umur layan rencana.

Modul sejenis yang menguraikan tentang perencanaan dimensi bangunan Sabo telah ada

dan kemungkinan telah diterapkan dalam kegiatan kursus atau diklat pada beberapa waktu

sebelumnya. Modul yang sudah ada antara lain: Review Buku ISDM, Seri Buku Teknologi

Sabo, Petunjuk Pekerjaan Sabo Desain Bangunan Pengendali Sedimen (Sabo Desain),

yang diterbitkan oleh Satuan Kerja Direktorat Sungai, Danau, Dan Waduk, Direktorat

Sungai Dan Pantai, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Kementerian Pekerjaan Umum,

Oktober 2010.

Modul-5 ini meliputi materi pokok perhitungan struktur bangunan Sabo dan merupakan satu

bagian dari seri modul lain yang saling terkait. Modul-5 ini diharapkan dapat digunakan

sebagai acuan peserta Diklat dalam melakukan perencanaan maupun pengecekan

terhadap stabilitas struktur bangunan sabo.

1.2. Deskripsi Singkat

Modul-5 ini menguraikan gambaran singkat tentang analisis yang diperlukan dalam

kegiatan perencanaan struktur bangunan sabo.

Mengingat aliran sedimen pada umumnya merupakan kejadian yang sangat mungkin

mengakibatkan kerusakan dan korban harta maupun jiwa, maka perencanaan bangunan

Sabo harus didasarkan pada perhitungan struktur yang akurat, aman, dan serbacakup

(comprehensive). Hal ini juga disebabkan karena karakter dan kejadian banjir aliran

sedimen tidak sama antara tempat satu dan lainnya.

Perencanaan struktur bangunan Sabo dilakukan guna menentukan angka keamanan,

kekuatan, dan stabilitas bangunan sabo yang akan dibangun. Perencanaan struktur ini

didasarkan pada hasil kegiatan yang telah diuraikan dalam seri modul sebelumnya, yaitu

modul Konsep Bangunan Sabo, modul Survei dan Investigasi, modul Analisis Hidrologi dan



Sedimen, dan modul Perencanaan Dimensi Bangunan Sabo. Peserta Diklat wajib

mempelajari dan memahami materi yang ada dalam seri modul sebelumnya.

1.3. Manfaat Modul

Mempelajari Mata Diklat Perencanaan Strukutur Bangunan Sabo, peserta Diklat kompeten

dalam:

1. Mengetahui data yang diperlukan untuk perhitungan struktur bangunan sabo;

2. Mengetahui gaya yang bekerja pada struktur bangunan sabo dengan berbagai

kondisi;

3. Melakukan perhitungan stabilitas terhadap guling, geser, dan kontrol terhadap

penurunan;

4. Melakukan perhitungan stabilitas tembok tepi.

1.4. Hasil Belajar

Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata dikalt ini, peserta diharapkan

mampu:

1. Mejelaskan data apa saja yang dibutuhkan untuk perhitungan struktur bangunan

sabo;

2. Menjelaskan dan menyebutkan gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan

sabo dengan berbagai kondisi;

3. Melakukan perhitungan stabilitas terhadap guling, geser, dan kontrol terhadap

penurunan;

4. Melakukan perhitungan stabilitas tembok tepi.

1.5. Indikator Hasil Belajar

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat diharapkan mampu:

1. Menjelaskan mengenai struktur bangunan sabo;

2. Menjabarkan dan menjelaskan tahapan perhitungan analisis struktur bangunan

sabo;

3. Merencanakan struktur bangunan sabo secara benar dan tepat.

1.6. Materi Pokok

Modul-5 ini memuat materi pokok sebagai berikut:

1. Parameter perhitungan;

2. Stabilitas main dam pada saat kondisi banjir;

3. Stabilitas main dam pada saat kondisi normal;



4. Stabilitas main dam akibat gempa;

5. Stabilitas tembok tepi.



MATERI POKOK I

PARAMETER PERHITUNGAN

2.1. Dimensi Bangunan

Perencanaan struktur bangunan sabo erat kaitannya dengan perencanaan dimensi yang

dilakukan. Diharapkan dimensi bangunan sabo yang telah didesain, dapat dikatakan aman

bilamana ditinjau dari kekuatan strukturnya. Bilamana setelah dilakukan perhitungan

struktur didapatkan bahwa bangunan sabo dalam kondisi kritis (tidak aman), maka dimensi

bangunan sabo perlu didesain ulang. Dimensi bangunan sabo yang digunakan dalam

perhitungan struktur adalah sebagai berikut:

1. Tinggi total main dam (H);

2. Lebar peluap main dam (b);

3. Kemiringan hulu main dam (m);

4. Kemiringan hilir main dam (n);

5. Lebar total dasar main dam (b2);

6. Tinggi efektif main dam (He).

2.2. Data Topografi

Data topografi diperoleh dari hasil survei yang telah diuraikan dalam Modul-2. Dalam modul

ini diperlukan data topografi berupa peta situasi sungai skala 1:1.000-1:10.000. Peta ini

dapat diperoleh dari hasil pengukuran topografi.

2.3. Data Geoteknik

Data geoteknik diperoleh dari hasil investigasi yang telah dijelaskan dalam Modul-2. Dalam

perencanaan struktur bangunan Sabo yang dibahas dalam modul ini perlu data properti

tanah dari hasil investigasi geoteknik sebagai berikut:

1. Sifat fisik tanah dan batuan di sekitar rencana lokasi grondsil meliputi:

a. Rapat massa;

b. Berat volume;

c. Kadar air;

b. Konsintensi dan kepadatan;

c. Gradasi butiran;

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan mengetahui parameter apa saja yang digunakan dalam perhitungan struktur bangunan sabo.



d. Keausan;

e. Kekerasan.

2. Sifat struktur tanah dan batuan meliputi:

a. Pemampatan;

b. Kekuatan geser;

c. Modulus elastisitas;

d. Koefisien kelulusan air;

e. Daya dukung tanah.

3. Kondisi tanah aktif (Ka).

2.4. Data Geometri Sungai

Data geometri sungai yang diperlukan untuk desain sabodam diantaranya bentuk

dan ukuran dasar sungai terdalam, alur, palung dan lembah sungai secara vertikal dan

horizontal (penampang melintang dan memanjang sungai) mencakup parameter panjang,

bentang sungai, kemiringan, ketinggian, dan kekasaran. Data geometri yang digunakan

dalam perhitungan struktur bangunan sabo adalah sebagai berikut:

1. Bentang sungai (B);

2. Kemiringan memanjang dasar sungai (I);

3. Panjang sungai (L);

4. Kekasaran manning (nsungai);

5. Koefisien gesek dasar main dam (f);

6. Tinggi air diatas peluap (hw);

7. Tinggi air diatas kolam olak (hj).

2.5. Data Debit

Data debit diperoleh dari hasil survei dan dari hasil analisis hidrologi. Dalam perencanaan

struktur bangunan Sabo yang dibahas dalam modul ini perlu data debit rencana dengan

beragam kala ulang. Debit rencana yang biasa digunakan adalah debit rencana (debit

banjir) kala ulang 100 tahun yang diperoleh dari hasil analisis hidrologi.

2.6. Karakteristik Sedimen

Sedimen merupakan hal vital yang wajib diperhitungkan dalam perencanaan bangunan

sabo. Besarnya sedimen yang ada di sungai harus bisa ditahan oleh struktur bangunan

sabo. Oleh sebab itu, mengetahui karakter dan jumlah sedimen menjadi hal yang wajib.



Dengan mengetahui karakter dan jumlah sedimen, maka kekuatan struktur akan mudah

dihitung. Karakteristik sedimen yang perlu diperhitungkan dalam perhitungan struktur

bangunan sabo adalah sebagai berikut:

1. Berat isi sedimen (ɣs);

2. Berat isi sedimen submerged (ɣsub);

3. Berat isi air (sedimen) (ɣw);

2.7. Karakteristik Aliran Debris

Berbeda dengan sedimen, debris merupakan campuran dari material pasir, lumpur, kayu,

dan segala macam material yang memungkinkan terbawa aliran air. Karakteristik aliran

debris yang perlu diperhitungkan dalam perhitungan struktur bangunan sabo adalah

sebagai berikut:

1. Kecepatan aliran debris (Vd);

2. Kedalaman aliran debris (hd);

3. Koefisien debit debris (α);

4. Gaya akibat aliran debris (F’).

2.8. Data Bahan Bangunan

Pemilihan bahan bangunan yang akan digunakan untuk bangunan sabodam tipe tertutup

dan kelengkapannya akan menjadi parameter penting dalam perhitungan struktur

bangunan sabo. Perhitungan struktur bangunan sabo dengan bahan bangunan beN, batu

kali, ataupun bahan bangunan yang lain akan menghasilkan angka keamanan yang

berbeda. Pemilihan bahan bangunan yang digunakan memperhatikan hal-hal sebagai

berikut:

1. Sumber dan jumlah bahan bangunan yang tersedia dilapangan (kemudahan

konstruksi).

2. Jenis dan ketahanan umur.

3. Sifat fisik dan sifat struktur bahan bangunan yang terdiri dari:

a. Rapat massa (mass density) atau berat volume (specific density);

b. Gradasi butiran;

c. Keausan dan kekasaran;

d. Sifat pemadatan;

e. Kuat geser;

f. Persyaratan kualitas;

g. Kemudahan pengerjaan;

h. Nilai ekonomis.



2.9. Prosedur Analisis

Analisis stabilitas diperlukan dalam desain tubuh bangunan untuk memperoleh kedudukan

tubuh bangunan gaya-berat yang stabil pada saat menerima gaya-gaya luar. Analisis

stabilitas dilakukan melalui prosedur sepeerti yang ditunjukkan dalam bagan alir Gambar

II.1.

Gambar II.1 - Prosedur analisis stabilitas bangunan

2.10. Rangkuman

Berikut adalah beberapa poin yang dapat dipelajari dari Materi Pokok Parameter

Perhitungan.

1. Perhitungan struktur bangunan didasari dari dimensi bangunan sabo. Setelah

dimensi bangunan sabo ditentukan, maka dilakukan perhitungan struktur

bangunan sabo. Apabila hasil perhitungan menunjukkan kata “aman” maka

struktur dapat dibangun, namun jika struktur menunjukkan kata “tidak aman” maka

dimensi bangunan sabo perlu didesain ulang.

2. Data topografi dan data geoteknik juga menjadi parameter penting dalam

perhitungan. Karena dua hal tesebut menjadi pertimbangan dalam menentukan

parameter, sifat fisik, sifat struktur, dan kondisi tanah aktif.

3. Struktur bangunan sabo dibangun guna menahan aliran banjir dan aliran debris,

sehingga besarnya debit banjir dan debit debris wajib perhitungkan dan

perhitungan yang dilakukan harus tepat.

4. Karakteristik sedimen dan karakteristik debris juga perlu dicari, karena dua hal ini

berpengaruh terhadap pemilihan bahan material untuk pembangunan sabo dam.

Identifikasi gaya luar yang bekerja

Perhitungan gaya luar

Perhitungan momen gaya

Analisis Stabilitas 1. Terhadap guling 2. Terhadap geser

3. Terhadap penurunan



5. Perhitungan struktur bangunan sabo dimulai dari menentukan gaya-gaya luar

yang bekerja pada bangunan sabo, menghitung gaya momen dan perhitungan

stabilitas terhadap guling, geser, dan penurunan.

2.11. Latihan

A. Soal Pilihan Ganda

1. Dasar dari perhitungan struktur bangunan sabo adalah…

A. Perencanaan dimensi bangunan sabo

B. Desain bangunan sabo

C. Nilai ekonomis bangunan sabo

D. Kualitas bangunan sabo

2. Dalam perencanaan bangunan sabo, diperlukan data topografi dengan skala…

A. 1:1.000-1:100.000

B. 1:10.000-1:20.000

C. 1:5.000-1:50.000

D. 1:1.000-1:10.000

3. Analisis stabilitas bangunan sabo dilakukan agar struktur bangunan aman terhadap…

A. Geser, guling, dan goncanngan

B. Geser, longsor, dan penurunan

C. Geser, guling dan penurunan

D. Goncangan, longsor, dan guling

4. Berikut adalah data yang diperlukan dalam perencanaan struktur bangunan sabo,

kecuali…

A. Data debit

B. Data kependudukan

C. Data topografi

D. Data geometri sungai

5. Data geometri sungai mencakup…

A. Data tanah dasar, karakteristik sedimen

B. Berat isi sedimen, berat isi air

C. Pemampatan, daya dukung tanah

D. Lebar sungai dan kemiringan dasar sungai



B. Soal Uraian

1. Sebutkan minimal 5 data yang diperlukan dalam perencanaan struktur bangunan sabo!

2. Jelaskan hubungan antara perencanaan dimensi bangunan sabo dan perencanaan

struktur bangunan sabo!

3. Sebutkan minimal 5, komponen bangunan sabo apa saja yang menjadi input

perhitungan struktur bangunan sabo?

4. Bagaimana prosedur perhitungan struktur bangunan sabo?

5. Sebutkan hal-hal yang termasuk dalam karaktertistik aliran debris!



MATERI POKOK II

STABILITAS MAIN DAM PADA SAAT KONDISI BANJIR

3.1. Gaya yang Bekerja

Gaya merupakan hal yang mendasari dalam perhitungan struktur. Semua gaya yang

bekerja pada struktur harus diinput dalam perhitungan agar struktur yang direncanakan

benar-benar dapat dikatakan aman. Gaya yang bekerja pada struktur pun berbeda-beda,

tergantung pada kondisi struktur tersebut. Pada kondisi banjir, gaya yang bekerja pada

struktur adalah sebagai berikut:

1. Gaya akibat berat sendiri konstruksi (W);

2. Gaya akibat tekanan air statik (P);

3. Gaya akibat tekanan tanah sedimen (Pe);

4. Gaya akibat tekanan air keatas (uplift pressure) (U).

Gaya yang diperhitungkan merupakan gaya momen. Artinya setiap gaya yang bekerja pada

struktur baik itu gaya vertikal maupun gaya horizontal, diubah menjadi gaya momen untuk

dapat mengetahui apakah gaya tersebut dapat menggulingkan, menggeser, ataupun dapat

menyebabkan penurunan pada struktur. Rumus untuk menghitung momen adalah sebagai

berikut:

Momen akibat gaya vertikal

𝐌 = 𝐅𝐯 × 𝐋

Momen akibat gaya horizontal

𝐌 = 𝐅𝐡 × 𝐋

keterangan:

M : momen gaya (N m);

Fv : gaya vertikal (N);

Fh : gaya horizontal (N);

L : lengan momen (m).

Indikator Hasil Belajar:

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan dapat menghitung stabilitas main dam pada saat kondisi banjir.



Berikut adalah gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan sabo pada kondisi banjir:

Gambar III.1 - Gaya yang bekerja pada saat kondisi banjir

Berikut adalah input data yang dibutuhkan untuk menghitung gaya-gaya tersebut:

Tabel 3.1 - Input data pada kondisi banjir

No Keterangan Satuan Notasi

1 Tinggi total main dam m ht

2 Lebar peluap main dam m b

3 Kemiringan hulu main dam m

4 Kemiringan hilir main dam n

5 Tinggi muka air diatas peluap m h3

6 Berat isi air (sedimen) N/m3 ɣw

7 Berat isi bahan konstruksi N/m3 ɣm

8 Lebar total dasar main dam m b2

9 Koefisien gesek dasar main dam f

10 Tinggi air diatas kolam olak m hj

11 Berat isi sedimen N/m3 ɣs

12 Tinggi efektif main dam m h

13 Sudut geser dalam tanah o φ

14 Berat isi sedimen submerged N/m3 ɣsub



Berikut adalah rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan momen gaya vertikal:

Tabel 3.2 - Rumus momen gaya vertikal pada kondisi banjir

Berikut adalah rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan momen gaya horizontal:

Tabel 3.3 - Rumus momen gaya horizontal pada kondisi banjir

3.2. Stabilitas Terhadap Guling

Stabilitas terhadap guling merupakan ketahanan struktur dalam menahan momen gaya

yang bekerja yang dapat menyebabkan struktur mengalami guling.

Rumus yang digunakan adalah:

𝐒𝐟 =𝐌𝐭

𝐌𝐠> 𝟐,𝟎

keterangan:

Sf : nilai faktor aman terhadap guling;

Mt : momen tahan (Nm);

Mg : momen guling (Nm).

3.3. Stabilitas terhadap Geser

Stabilitas terhadap geser merupakan ketahanan struktur dalam menahan gaya-gaya yang

bekerja yang dapat menyebabkan struktur mengalami geser dari posisi awal.


𝐒𝐟 =𝐟 × 𝚺𝐕

𝚺𝐇> 𝟏, 𝟓

Gaya vertikal (V) Lengan momen (L)

(Ton) (m)

W1 (1/3 x m x ht) + b + (n x ht) Berat sendiri

W2 (1/2 x b) + (n x ht) Berat sendiri

W3 2/3 x n x ht Berat sendiri

Pev (2/3 x m x ht) + b + (n x ht) Tekanan sedimen

Pv1 Tekanan air

Pv2 1/3 x n x ht Tekanan air

U1 1/2 x b2 Tekanan up lift

U2 2/3 b2 Tekanan up lift

Notasi Keterangan

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

, × × × × ,

, × ×


(Ton) (m)

PH1 1/3 x h Tekanan air


Peh 1/3 x h Tekanan sedimen

Notasi Keterangan

, × ×

× ×

, × × × ×



keterangan:

Sf : faktor aman terhadap geser;

f : koefisien geser;

ΣV : jumlah gaya-gaya vertikal (N);

ΣH : jumlah gaya-gaya horizontal (N).

Tabel 3.4 - Nilai daya dukung tanah dan koefisien geser

Klasifikasi Lapisan Pondasi Daya Dukung Tanah (ton/m2) Koefisien geser

Batuan Dasar: Batuan keras sedikit retak Batuan keras banyak retak Batuan lunak atau mudsNe.

100 60 30

0,7 0,7 0,7

Lapisan Kerikil: Kompak Tidak Kompak.

60 30

0,6 0,6

Lapis Pasir: Kompak Kurang Kompak.

30 20

0,6 0,5

Tanah Liat: Keras Kurang Keras Sangat Keras.

10 5 20

0,45

- 0,5

Sumber: Perancangan Bangunan Pengendali Sedimen. VSTC-DirJen Pengairan -Dept PU

Faktor aman yang di sarankan adalah sebagai berikut:

Sf = 4 Untuk pondasi bantuan.

Sf = 1,5 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H≥15m.

Sf = 1,2 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H<15m.

3.4. Kontrol Terhadap Penurunan

Struktur dapat dikatakan aman apabila terjadi penurunan, struktur tidak terjadi retak.

Penurunan merupakan hal yang biasa terjadi, namun ada batas maksimal penurunan

struktur. Untuk mengetahui keamana struktur terhadap penurunan, maka perlu dilakukan

perhitungan kontrol terhadap penurunan. Teori kontrol terhadap penurunan, dikemukakan

oleh Terzaghi. Sehingga rumus yang digunakan juga merupakan rumus Terzaghi (Hary C,

1996).

𝐐𝐮𝐥𝐭 = 𝟏, 𝟑 × 𝐂 × 𝐍𝐜 𝐡𝐩 × 𝛄 × 𝐍𝐪 𝟎, 𝟒 × 𝐛𝟐 × 𝛄 × 𝐍𝛄



keterangan:

Qult : daya dukung ultimate tanah (N/m2);

c : nilai kohesi tanah (N/m2);

hp : kedalaman pondasi (m);

b2 : lebar dasar main dam (m);

ɣs : berat isi sedimen (N/m3);

ø : sudut geser dalam (o);

Nc,Nq,Nɣ : koefisien tanah berdasarkan sudut gesernya.

Nilai keamanan untuk struktur biasanya adalah 3. Sehingga dari perhitungan Qult, akan

dicari nilai Qijin (beban maksimal yang diijinkan terjadi pada struktur) dengan rumus sebagai

berikut:

𝐐𝐢𝐣𝐢𝐧 =𝐐𝐮𝐥𝐭

𝐒𝐟

keterangan:

Qijin : beban maksimal yang diijinkan terjadi pada struktur (N/m2);


Sf : faktor aman terhadap guling.

Sedangkan tegangan yang terjadi akibat beban dapat dihitung dengan rumus berikut:

𝐐𝐦𝐚𝐤𝐬/𝐦𝐢𝐧 = (𝚺𝐕

𝐛𝟐) (𝟏 ±

𝟔 × 𝐞

𝐛𝟐) < 𝐐𝐮𝐥𝐭

𝐞 = 𝐱 𝟏

𝟐× 𝐛𝟐

𝐱 =𝐌𝐭 𝐌𝐠

𝚺𝐕

keterangan:

Qmaks/min : tegangan yang terjadi akibat beban;

e : eksentrisitas gaya akibat berat main dam (m);



Qult : daya dukung ultimate tanah (N/m2).

Mt : momen tahan (Nm);

Mg : momen guling (N m).



Apabila nilai Qmaks < Qult dan nilai Qmin < Qult, maka struktur dapat dikatakan aman terhadap

penurunan.

Contoh 1

Diketahui data sebagai berikut:

Gaya yang bekerja pada main dam pada saat kondisi banjir adalah sebagai berikut:

No Keterangan Satuan Notasi Nilai

1 Tinggi total main dam m ht 15,00

2 Lebar peluap main dam m b 4,00

3 Kemiringan hulu main dam m 0,50

4 Kemiringan hilir main dam n 0,20

5 Tinggi air diatas peluap m hw 1,40

6 Berat isi air (sedimen) t/m ɣw 1,20

7 Berat isi bahan konstruksi t/m ɣmc 2,35

8 Lebar total dasar main dam m b2 14,1

9 Koefisien gesekan dasar main dam f 0,60

10 Tinggi air diatas kolam olak m hj 2,163

11 Berat isi sedimen t/m ɣs 1,91

12 Tinggi efektif main dam h 11,00

13 Sudut geser dalam tanah o φ 34

14 Berat isi sedimen submerged ɣsub 0,91



Perhitungan gaya momen vertikal dan gaya momen horizontal

Ka = 1− inφ

1+co φ

= a 4 o φ

= a 4 o 4

= 0,271

Gaya momen vertikal pada kondisi banjir

Gaya momen horizontal pada kondisi banjir

Stabilitas Terhadap Guling

Maka, stabilitas terhadap guling:

Sf =Mt

Mg

Sf =2118.2 9

39 .46

Sf = .3

Nilai Sf dari hasil perhitungan adalah 5.35 > 2,0, maka struktur dinyatakan aman terhadap

guling.

Stabilitas Terhadap Geser

Maka, stabilitas terhadap geser:

Sf =𝑓𝛴𝑉

𝛴𝑀

Sf = .6 × 332.4 1

98. 4

Gaya vertikal (V) Lengan momen (L) V L Momen (V x L)

(Ton) (m) (Ton) (m) (Ton m)

W1 (1/3 x m x ht) + b + (n x ht) 132.19 9.50 1255.81 Berat sendiri

W2 (1/2 x b) + (n x ht) 141.00 5.00 705.00 Berat sendiri

W3 2/3 x n x ht 52.88 2.00 105.75 Berat sendiri

Pev (2/3 x m x ht) + b + (n x ht) 51.19 12.00 614.26 Tekanan sedimen

Pv1 6.72 15.70 105.50 Tekanan air

Pv2 1/3 x n x ht 27.00 1.00 27.00 Tekanan air

U1 1/2 x b2 -18.30 7.05 -129.01 Tekanan up lift

U2 2/3 b2 -60.22 9.40 -566.10 Tekanan up lift

ΣV = 332.45 ΣMV = 2118.21

Notasi Keterangan

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

, × × × × ,

, × ×

Gaya horizontal (H) Lengan momen (L) H L Momen (H x L)


PH1 1/3 x h 72.60 3.67 266.44 Tekanan air

PH2 1/2 x h 18.48 5.50 101.64 Tekanan air

Peh 1/3 x h 7.46 3.67 27.38 Tekanan sedimen

ΣH = 98.54 ΣMH = 395.46

Notasi Keterangan

, × ×

× ×

, × × × ×



Sf = 2. 2

Nilai Sf dari hasil perhitungan adalah 2.02 > 1.50, maka struktur dinyatakan aman terhadap

geser.

Kontrol Terhadap Penurunan

Dari data sudut geser = 34° didapat :

Dari Tabel Terzaghi (dalam DAS, 1995)

Nc = 18.05

Nq = 8.66

Nɣ = 8.2

Q lt = 1,3 × C × Nc ( p × × Nq) ( ,4 × × × Nγ)

Q lt = 1,3 × .8 × 18. 4. × 1.91 × 8.66

,4 × 14.1 × 1.91 × 8.2

Q lt = 173.27 𝑁 𝑚 ⁄

Perhitungan nilai Qijin (beban maksimal yang diijinkan terjadi pada struktur)

Qi in =Q lt

Sf

Qi in =173.27

3

Qi in = 7.76𝑁𝑚 ⁄

Perhitungan tegangan yang terjadi akibat beban

x =Mt Mg

ΣV

x =2118.2 9 366.

332.4 1

x = .27𝑚



e = x 1

2×

e = .27 1

2× 14.1

e = 1.78

Syarat : 1/3 b2 ≤ x ≤ 2/3 b2 dan e ≤ 1/6 b2

1/3x14.1 ≤ x ≤ 2/3x14.1 dan e ≤ 1/6x14.1

4.70 ≤ x ≤ 9.40 dan e ≤ 2.35

Q ak / in = (ΣV

) (1 ±

6 × e

)

Q ak / in = (322.4 1

14.1 )(1 ±

6 × 1.78

14.1 )

Q ak = 41.44 < 7.76 𝑁 𝑚 ⁄

Q in = .72 < 7.76 𝑁𝑚 ⁄

3.5. Rangkuman

Beberapa hal yang menjadi poin penting dari Materi Pokok Stabilitas Main Dam Pada

Saat Kondisi Banjir adalah sebagai berikut:

1. Gaya yang bekerja pada main dam saat kondisi banjir adalah:

a. Gaya akibat berat sendiri konstruksi (W);

b. Gaya akibat tekanan air statik (P);

c. Gaya akibat tekanan tanah sedimen (Pe);

d. Gaya akibat tekanan air keatas (uplift pressure) (U).

2. Momen gaya yang diperhitungkan adalah momen gaya akibat gaya vertikal dan

gaya horizontal

3. Secara umum persyaratan stabilitas terhadap guling adalah angka aman harus

diatas 2,0

4. Secara umum persyaratan stabilitas terhadap geser adalah angka aman harus

diatas 1,5

5. Persyaratan stabilitas terhadap penurunan adalah apabila nilai Qmaks < Qult dan

nilai Qmin < Qult

6. Pada kondisi tertentu, faktor aman yang di sarankan adalah sebagai berikut:

a. Fs = 4 Untuk pondasi bantuan;



b. Fs = 1,5 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H≥15m;

c. Fs = 1,2 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H<15m.

3.6. Latihan

Diketahui data-data sebagai berikut:

Gaya yang bekerja pada main dam adalah sebagai berikut:






5 Tinggi air diatas peluap m h3 1,70


7 Berat isi bahan konstruksi t/m ɣm 2,35






13 Sudut geser dalam tanah φ 34o




Dari data diatas, hitunglah:

1. Stabilitas terhadap guling

2. Stabilitas terhadap geser

3. Kontrol terhadap penurunan



MATERI POKOK III

STABILITAS MAIN DAM PADA SAAT KONDISI NORMAL




benar-benar dapat dikatakan aman. Gaya yang bekerja pada struktur pun berbeda-beda,

tergantung pada kondisi struktur tersebut. Pada kondisi normal, gaya yang bekerja pada

struktur adalah sebagai berikut:

1. Gaya akibat berat sendiri konstruksi (W);

2. Gaya akibat tekanan tanah sedimen (Pe);

3. Gaya akibat tekanan air keatas (uplift pressure) (U);

4. Gaya akibat aliran debris (Fd).





berikut:





keterangan:





Untuk sungai pada daerah gunungapi, pada saat kondisi aliran normal akan terjadi

tumbukan pada dinding bagian hulu main dam. Oleh sebab itu, gaya tumbukan ini perlu


Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan dapat menghitung stabilitas main dam pada saat kondisi normal.



dihitung. Berikut adalah input data dan rumus yang digunakan dalam perhitungan gaya

tumbukan oleh aliran debris:

Input data

1. Debit banjir (Qd);

2. Lebar sungai (B);

3. Kemiringan dasar sungai (I);

4. Kedalaman aliran debris (hd);

5. Kecepatan aliran debris (Vd);

6. Kekasaran manning (nsungai);

7. Koefisien debit debris (α);

8. Konstanta (ɣa);

9. Percepatan gravitasi (g).

Rumus gaya tumbukan oleh aliran debris

𝐅′ = 𝛄𝐚 ×𝛄𝐭

𝐠× 𝐕𝐝

𝟐

keterangan:

F’ : gaya akibat aliran debris (N/m);

ɣa : Konstanta (1,00);

ɣs : berat isi sedimen (N/m);

g : percepatan gravitasi (m/det2);

Vd : kecepatan aliran debris (m/det).



Berikut adalah gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan sabo pada kondisi normal:

Gambar IV. 1 - Gaya yang bekerja pada kondisi normal

Berikut adalah input data yang dibuthkan untuk menghitung gaya-gaya tersebut:

Tabel 4.1 - Input data pada kondisi normal

No Keterangan Satuan Notasi

1 Tinggi total main dam m ht

2 Lebar peluap main dam m b

3 Kemiringan hulu main dam m

4 Kemiringan hilir main dam n

5 Tinggi air diatas peluap m h3

6 Berat isi air (sedimen) t/m3 ɣw

7 Berat isi bahan konstruksi t/m3 ɣm

8 Lebar total dasar main dam m b2

9 Koefisien gesekan dasar main dam f

10 Tinggi air diatas kolam olak m hj

11 Berat isi sedimen t/m3 ɣs

12 Tinggi efektif main dam m h

13 Sudut geser dalam tanah o φ

14 Berat isi sedimen submerged t/m3 ɣsub



Berikut adalah rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan momen gaya vertikal:

Tabel 4.2 - Rumus momen gaya vertikal pada kondisi normal


Tabel 4.3 - Rumus momen gaya horizontal pada kondisi normal





𝐒𝐟 =𝐌𝐭

𝐌𝐠> 𝟐,𝟎

keterangan:

Sf : faktor aman terhadap guling;

Mt : momen tahan (N m);







𝚺𝐇> 𝟏, 𝟓

keterangan:




(Ton) (m)






Notasi Keterangan

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

, × × × × ,


(Ton) (m)


Peh 1/3 x h Tekanan sedimen

Fd H - (1/2 x hd) Aliran debris

Notasi Keterangan

×

, × ×

, × × × ×






Klasifikasi Lapisan Pondasi Daya Dukung Tanah (ton/m2) Koefisien geser

Batuan Dasar:

Batuan keras sedikit retak

Batuan keras banyak retak

Batuan lunak atau mudsNe.

100

60

30

0,7

0,7

0,7

Lapisan Kerikil:

Kompak

Tidak Kompak.

60

30

0,6

0,6

Lapis Pasir:

Kompak

Kurang Kompak.

30

20

0,6

0,5

Tanah Liat:

Keras

Kurang Keras

Sangat Keras.

10

5

20

0,45

-

0,5


Faktor aman yang di sarankan adalah sebagai berikut:










1996).




keterangan:










berikut:


𝐒𝐟

keterangan:



Sf : nilai faktor aman terhadap guling.



𝐛𝟐) (𝟏 ±

𝟔 × 𝐞


𝐞 = 𝐱 𝟏

𝟐× 𝐛𝟐


𝚺𝐕

keterangan:










Apabila nilai Qmaks < Qult dan nilai Qmin < Qult, maka struktur dapat dikatakan aman

terhadap penurunan.

Contoh 2


Besarnya gaya tumbukan adalah sebagai berikut:

Debit banjir Qd = 124.79 x α = 139.76 m3/det

Bentang sungai B = 95

Kemiringan dasar sungai I = 0.04

Kedalaman aliran debris hd = {(n x α x q)/I1/2}3/5 = 0.51 m

Kecepatan aliran debris Vd = 1/n x hd2/3 x I1/2 = 3.19 m/det

Kekasaran Manning n = 0.04

Koefisien debit debris α = 1.12

Konstanta γa = 1.00

Percepatan gravitasi g = 9.80 m/det

Gaya akibat aliran debris F’ = 1.98 N/m



Gaya yang bekerja pada main dam saat banjir kondisi normal adalah sebagai berikut:







6 Berat isi air (sedimen) N/m ɣw 1,2

7 Berat isi bahan konstruksi N/m ɣm 2,35




11 Berat isi sedimen N/m ɣs 1,91


13 Sudut geser dalam tanah φ 34o



Ka = 1− inφ

1+co φ

= a 4 o φ

= a 4 o 4

= 0,271

Gaya momen vertikal pada kondisi normal

Gaya momen horizontal pada kondisi normal



Sf =Mt

Mg

Sf =2114.689

3 8.91








ΣV = 317 ΣMV = 2114.71

Notasi Keterangan

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

, × × × × ,



PH1 1/3 x h 72.60 3.67 266.44 Tekanan air

Peh 1/3 x h 7.46 3.67 27.38 Tekanan sedimen

Fd ht - (1/2 x hd) 1.01 14.95 15.10 Aliran debris

ΣH = 81.07 ΣMH = 308.92

Notasi Keterangan

×

, × ×

, × × × ×



Sf = 6.84 6

Nilai Sf dari hasil perhitungan adalah 6.8456 > 2,0, maka struktur dinyatakan aman

terhadap guling.



Sf =𝑓𝛴𝑉

𝛴𝑀

Sf = .6 × 317. 27

81. 7

Sf = 2.3463

Nilai Sf dari hasil perhitungan adalah 2.3463 > 1.50, maka struktur dinyatakan aman

terhadap geser.




Nc = 18.05

Nq = 8.66

Nɣ = 8.2

Q lt = 1,3 × C × Nc ( p × × Nq) ( ,4 × × × Nγ)

Q lt = 1,3 × .8 × 18. 4. × 1.91 × 8.66

,4 × 14.1 × 1.91 × 8.2

Q lt = 173.27 𝑁 𝑚 ⁄


Qi in =Q lt

Sf

Qi in =173.27

3

Qi in = 7.76𝑁𝑚 ⁄




x =Mt Mg

ΣV

x =2114.69 3 8.91

317. 27

x = .696𝑚

e = x 1

2×

e = .696 1

2× 14.1

e = 1.3

Syarat : 1/3 b2 ≤ x ≤ 2/3 b2 dan e ≤ 1/6 b2

1/3x14.1 ≤ x ≤ 2/3x14.1 dan e ≤ 1/6x14.1

4.70 ≤ x ≤ 9.40 dan e ≤ 2.35

Q ak / in = (ΣV

) (1 ±

6 × e

)

Q ak / in = (317. 27

14.1 )(1 ±

6 × 1.3

14.1 )

Q ak = 3 .44 < 7.76 𝑁 𝑚 ⁄

Q in = 9. 3 < 7.76 𝑁𝑚 ⁄

4.5. Rangkuman

Beberapa hal yang menjadi poin penting dari Materi Pokok Stabilitas Main Dam Pada

Saat Kondisi Banjir adalah sebagai berikut:

1. Gaya yang bekerja pada main dam saat kondisi banjir adalah:


b. Gaya akibat tekanan tanah sedimen (Pe);

c. Gaya akibat tekanan air keatas (uplift pressure) (U);

d. Gaya akibat aliran debris (Fd).

2. Untuk sungai pada daerah gunungapi, pada saat kondisi aliran normal akan terjadi

tumbukan pada dinding bagian hulu main dam. Oleh sebab itu, gaya tumbukan ini

perlu dihitung.




gaya horizontal


diatas 2,0


diatas 1,5

6. Persyaratan stabilitas terhadap penurunan adalah apabila nilai Qmaks < Qult dan nilai

Qmin < Qult

7. Pada kondisi tertentu, nilai faktor aman yang di sarankan adalah sebagai berikut:

a. Fs = 4 Untuk pondasi bantuan.

b. Fs = 1,5 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H≥15m.


4.6. Latihan


Debit banjir (Qd) = 295,1658 m3/dt

Lebar sungai (B) = 75,40 m

Kemiringan dasar sungai (I) = 0,04

Kedalaman aliran debris (hd) = 0,91 m



Kecepatan aliran debris (U) = 4,68 m/det

Kekasaran Manning (n) = 0,04

Koefisien debit debris (α) = 1,12

Konstanta (γa) = 1,00

Percepatan gravitasi (g) = 9,80 m/det















13 Sudut geser dalam tanah φ 34



1. Stabilitas terhadap guling;

2. Stabilitas terhadap geser;

3. Kontrol terhadap penurunan.



MATERI POKOK IV

STABILITAS MAIN DAM AKIBAT GEMPA




benar-benar dapat dikatakan aman. Selain gaya vertikal, horizontal dan momen terdapat

gaya akibat gempa yang perlu diperhitungkan pula.

Gaya gempa yang bekerja pada main dam dapat dihitung dengan rumus berikut:

𝐇 = 𝐤 × 𝐖

keterangan:

H : gaya gempa (N);

k : koefisien gempa;

W : berat konstruksi (N).

Berikut adalah gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan sabo akibat gempa:

Gambar V.1 - Gaya yang bekerja pada kondisi normal


Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan dapat menghitung stabilitas main dam akibat gempa.



Berikut adalah rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan berat konstruksi saat

kondisi gempa:

Tabel 5.1 - Rumus berat konstruksi pada saat gempa


Tabel 5.2 - Rumus momen gaya horizontal pada saat gempa





𝐒𝐟 =𝐌𝐭

𝐌𝐠> 𝟐,𝟎

keterangan:









𝚺𝐇> 𝟏, 𝟓


(Ton) (m)






Notasi Keterangan

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

, × × × × ,


(Ton) (m)

H1 k x W1 1/3 x ht Gaya gempa



Pev k x WPev 2/3 x h Tekanan sedimen

Notasi Keterangan



keterangan:






Klasifikasi Lapisan Pondasi Daya Dukung Tanah (t/m2) Koefisien geser


100 60 30

0,7 0,7 0,7


60 30

0,6 0,6


30 20

0,6 0,5


10 5 20

0,45

- 0,5


Nilai faktor aman yang di sarankan adalah sebagai berikut:










1996).


keterangan:












berikut:


𝐒𝐟

keterangan:



Sf : faktor aman terhadap guling.



𝐛𝟐) (𝟏 ±

𝟔 × 𝐞


𝐞 = 𝐱 𝟏

𝟐× 𝐛𝟐


𝚺𝐕

keterangan:









terhadap penurunan.



Contoh 3



Berat konstruksi pada saat gempa

Gaya horizontal pada kondisi gempa



Sf =Mt

Mg








ΣV = 317.03 ΣMV = 2114.71

KeteranganNotasi

, × × ×

× ×

, × × ×

, × × ×

, × × × × ,



H1 k x W1 1/3 x ht 19.83 5.00 99.14 Gaya gempa



Pev k x WPev 2/3 x h 7.68 7.33 56.28 Tekanan sedimen

ΣH = 56.59 ΣMH = 353.70

Notasi Keterangan



Sf =2114.69

3 3.712

Sf = .9786

Nilai Sf dari hasil perhitungan adalah 5.9786 > 2,0, maka struktur dinyatakan aman

terhadap guling.



Sf =𝑓𝛴𝑉

𝛴𝑀

Sf = .6 × 317. 27

6. 89

Sf = 3.3614

Nilai Sf dari hasil perhitungan adalah 3.3614 > 1.50, maka struktur dinyatakan aman

terhadap geser.




Nc = 18.05

Nq = 8.66

Nɣ = 8.2

Q lt = 1,3 × C × Nc ( p × × Nq) ( ,4 × × × Nγ)

Q lt = 1,3 × .8 × 18. 4. × 1.91 × 8.66

,4 × 14.1 × 1.91 × 8.2

Q lt = 173.27 𝑁 𝑚 ⁄


Qi in =Q lt

Sf

Qi in =173.27

3

Qi in = 7.76𝑁𝑚 ⁄




x =Mt Mg

ΣV

x =2114.69 3 3.712

317. 27

x = . 𝑚

e = x 1

2×

e = . 1

2× 14.1

e = 1.49

Syarat : 1/3 b2 ≤ x ≤ 2/3 b2 dan e ≤ 1/6 b2

1/3x14.1 ≤ x ≤ 2/3x14.1 dan e ≤ 1/6x14.1

4.70 ≤ x ≤ 9.40 dan e ≤ 2.35

Q ak / in = (ΣV

) (1 ±

6 × e

)

Q ak / in = (317. 27

14.1 )(1 ±

6 × 1.49

14.1 )

Q ak = 36.79 < 7.76 𝑁𝑚 ⁄

Q in = 8.18 < 7.76 𝑁 𝑚 ⁄

5.5. Rangkuman

Beberapa hal yang menjadi poin penting dari Materi Pokok Stabilitas Main Dam Akibat

Gempa adalah sebagai berikut:

1. Gaya yang bekerja pada main dam akibat gempa adalah:


b. Gaya akibat tekanan tanah sedimen (Pe);

c. Gaya akibat tekanan air keatas (uplift pressure) (U);

d. Gaya akibat gempa (H).


gaya horizontal




diatas 2,0


diatas 1,5

5. Persyaratan stabilitas terhadap penurunan adalah apabila nilai Qmaks < Qult dan nilai

Qmin < Qult





5.6. Latihan




Koefisien gempa = 0,15



















2. Stabilitas terhadap geser;

3. Kontrol terhadap penurunan.



MATERI POKOK V

STABILITAS TEMBOK TEPI




benar-benar dapat dikatakan aman. Gaya yang bekerja pada struktur pada umumnya

adalah gaya vertikal (berat sendiri konstruksi) dan gaya horizontal.





berikut:





keterangan:






Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan dapat menghitung stabilitas tembok tepi.



Berikut adalah gaya-gaya yang bekerja pada struktur tembok tepi bangunan sabo:

Gambar VI.1 - Gaya yang bekerja pada struktur tembok tepi bangunan sabo





𝐒𝐟 =𝐌𝐭

𝐌𝐠> 𝟐,𝟎

keterangan:







1 N/m





𝚺𝐇> 𝟏, 𝟓

keterangan:






Klasifikasi Lapisan Pondasi

Daya Dukung Tanah (t/m2)

Koefisien geser


100 60 30

0,7 0,7 0,7


60 30

0,6 0,6


30 20

0,6 0,5


10 5

20

0,45

- 0,5


Nilai faktor aman yang di sarankan adalah sebagai berikut:

Fs = 4 Untuk pondasi bantuan.

Fs = 1,5 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H≥15m.

Fs = 1,2 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H<15m.









1996).


keterangan:










berikut:


𝐒𝐟

keterangan:



Sf : nilai faktor aman terhadap guling.



𝐛𝟐) (𝟏 ±

𝟔 × 𝐞


𝐞 = 𝐱 𝟏

𝟐× 𝐛𝟐


𝚺𝐕

keterangan:











terhadap penurunan.

Contoh 4



Ka = 1− inφ

1+co φ

= a 4 o φ

= a 4 o 4

= 0,271

1 N/m



Gaya momen vertikal tembok tepi

Notasi Gaya Vertikal (V)

(N) Lengan Momen (L)

(m) V

(N) L

(m)

Momen (VxL) (Tm)

W1 {0.5x(2+3.7)x6.4-0.5x3.7x6.4}x2.35

(0.5x6.4xn)+{0.5x(0.5+2)x0.5}+1.80 15.04 4.025 60.54

W2 (3.8x2)x2.35 ½ x3.80 17.86 1.90 33.93

ƩV 32.90 ƩMV 94.47

Gaya momen horizontal tembok tepi

Notasi Gaya Horizontal

(H) (N)

Lengan Momen (L) (m)

H (N)

L (m)

Momen (HxL) (Tm)

P1 q x Ka x (6.4+2) ½ x (6.4 + 2) 2.28 4.2 9.58

P2 ½ x Ka x 1.7 x

(6.4+2)2 1/3 x (6.4 + 2) 16.25 2.8 45.50

ƩH 18.53 ƩMV 55.08



Sf =Mt

Mg

Sf =94.47

. 8

Sf = 1.72


guling.



Sf =𝑓𝛴𝑉

𝛴𝑀

Sf = .7 × 32.9

18. 3

Sf = 1.78


geser.






Nc = 18.05

Nq = 8.66

Nɣ = 8.2

Q lt = 1,3 × C × Nc ( p × × Nq) ( ,4 × × × Nγ)

Q lt = 1,3 × .8 × 18. 4. × 1.91 × 8.66

,4 × 14.1 × 1.91 × 8.2

Q lt = 173.268 𝑜𝑛 𝑚 ⁄


Qi in =Q lt

Sf

Qi in =173.27

3

Qi in = 7.7 6 𝑜𝑛𝑚 ⁄


x =Mt Mg

ΣV

x =94.47 . 8

32.9

x = 1.2 𝑚

e = x 1

2×

e = 1.2 1

2× 2.

e = ,2

Syarat : 1/3 b2 ≤ x ≤ 2/3 b2 dan e ≤ 1/6 b2

1/3x2.0 ≤ x ≤ 2/3x2.0 dan e ≤ 1/6x2.0

0.67 ≤ x ≤ 1.3 dan e ≤ 0.3



Q ak / in = (ΣV

) (1 ±

6 × e

)

Q ak / in = (32.9

2)(1 ±

6 × .2

2)

Q ak = 26.32 < 7.76 𝑜𝑛 𝑚 ⁄

Q in = 6. 8 < 7.76 𝑜𝑛 𝑚 ⁄

6.5. Rangkuman

Beberapa hal yang menjadi poin penting dari Materi Pokok Stabilitas Tembok tepi adalah

sebagai berikut:

1. Gaya yang bekerja pada struktur tembok tepi adalah gaya akibat berat sendiri

konstruksi (W).


gaya horizontal.


diatas 2,0.


diatas 1,5.

5. Persyaratan stabilitas terhadap penurunan adalah apabila nilai Qmaks < Qult dan

nilai Qmin < Qult.




c. Fs = 1,2 untuk pondasi pasir dan kerikil (mengambang), H<15m;



6.6. Latihan


Koefisien gempa = 0,15






2. Stabilitas terhadap geser.

Kontrol terhadap penurunan

1 N/m



PENUTUP

7.1. Kesimpulan

Kesimpulan dari perencanaan struktur bangunan sabodam tipe dinding adalah:

1. Data yang dibutuhkan dalam perencanaan struktur bangunan sabo antara lain:

a. Dimensi Bangunan;

b. Data Topografi;

c. Data Geoteknik;

d. Data Geometri Sungai;

e. Data Debit;

f. Karakteristik Sedimen;

g. Karakteristik Aliran Debris;

h. Data Bahan Bangunan;

i. Prosedur Analisis.

2. Gaya yang bekerja pada struktur bangunan sabo antara lain:


b. Gaya akibat tekanan air statik (P);

c. Gaya akibat tekanan tanah sedimen (Pe);

d. Gaya akibat tekanan air keatas (uplift pressure) (U);

e. Gaya akibat gempa;

f. Gaya tumbukan akibat aliran debris.

3. Struktur bangunan sabo akan dikatakan aman apabila:

a. Stabilitas terhadap guling > 1,50;

b. Stabilitas terhadap geser > 1,50;

c. Qmaks/min < Qult.

4. Dalam perencanaan struktur bangunan sabo, struktur yang direncanakan harus

dihitung faktor amannya dengan berbagai kondisi sebagai berikut:

a. Stabilitas struktur pada kondisi banjir;

b. Stabilitas struktur pada kondisi normal;

c. Stabilitas struktur akibat gempa.



7.2. Tindak Lanjut

Tindak lanjut yang bisa dilakukan oleh peserta didik setelah mendapat materi adalah :

1. Melatih kemampuan analisis struktur bangunan sabo dengan cara mencari soal-

soal.

2. Membaca buku atau jurnal mengenai analisis struktur bangunan sabo guna

memperkaya pengetahuan dan semakin mengasah kemampuan.

3. Mencari contoh-contoh analisis struktur bangunan sabo.



DAFTAR PUSTAKA

Hardiyatmo, H. C. (1996). Teknik Fondasi 1. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Hardiyatmo, H. C. (1996). Teknik Fondasi 2. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Agus Sumaryono. 1988. Design of Sabo Structure. Yogyakarta: Ministry of Public Works,

Directorate General of Water Resources Development.

Chandra Hassan. 1986. Sabo Desain. Yogyakarta: Volcanic Sabo Technical Centre.

Chandra Hassan, et al. 1986. Report of 1st Comprehensive Course Study. Yogyakarta:

Volcanic Sabo Technical Centre

Tamotsu Takahashi. 1991. Debris Flow. Rotterdam: A.A. Balkerna

Tomoaki Yokota. 1988. Posthumous Text on Sabo Works. Yogyakarta: Volcanic Sabo

Technical Centre under the Auspices of Japan International Cooperation Agency.

Ven Te Chow, PhD. 1985. Open Channel Hydraulics. Singapore: Chong Moh Offset Pring

Pte, Ltd.



GLOSARIUM

Aliran (flow) gerakan air yang dinyatakan dengan gejala dan parameter

Aliran debris (debris flows) adalah gerakan massa dari bahan rombakan yang berupa

sedimen dengan berbagai gradasi butiran dan sisa-sisa

tanaman dan bangkai hewan serta bercampur dengan air

dan udara yang bergerak secara kolektif menuruni lereng

gunung karena pengaruh gravitasi.

are the matter in which the amount of sediment is greater

than that of water in its volume, and which flows down in

loose concrete-like form by its own gravity (Dr. R. Endo,

1963)

Bronjong (gabion, bagworks) anyaman kawat atau bumbu yang diisi dengan batu pecah

dan digunakan untuk konstruksi yang bersifat sementara

(darurat).Yang dibuat dari anyaman kawat biasanya

berbentuk kotak persegi panjang dengan berbagai

ukuran.Sedangkan yang dibuat dari bambu biasanya

berbentuk bulat panjang.

Debit Sejumlah besar volume air yang mengalir dengan

sejumlah sedimen padatan (misal pasir), mineral terlarut

(misal magnesium klorida), dan bahan biologis (misal alga)

yang ikut bersamanya melalui luas penampang melintang

tertentu.

Debris adalah bahan rombakan atau puing-puing, reruntuhan,

atau sisa-sisa hancuran dari sedimen dengan berbagai

gradasi butiran akibat erosi dan sisa-sisa tanaman dan

hewan yang mati.

Geometri Sungai Bentuk dan ukuran sungai meliputi bentang, lebar,

kedalaman, kemiringan sungai, dan lain lain.



Main dam Bagian dari struktur bangunan sabo yang merupakan

tubuh utama dari bangunan sabo.

Morfologi sungai ilmu yang mempelajari tentang geometri, jenis, sifat dan

perilaku sungai dengan segala aspek perubahannya

dalam dimensi ruang dan waktu, yang menyangkut sifat

dinamik sungai dan lingkungannya yang saling berkaitan.

Sabodam dam yang berfungsi untuk mengendalikan aliran debris

yang membahayakan dengan cara mengelola

(menangkap, menampung dan melepas debris),

mengkonsolidasi dan menstabilkan dasar sungai rencana

agar tidak menimbulkan terjadinya bencana. Penempatan

bisa dilaksanakan secara tunggal, seri atau bertingkat.

Sedimen adalah bahan padat yang dapat diangkut dan diendapkan

di lokasi yang baru.

sedimen dapat terdiri dari batuan dan mineral. Sedimen

mempunyai gradasi butiran yang halus seperti lempung

atau pasir dan kasar seperti batu atau boulder.

sedimen terangkut dari satu tempat ke tempat lain melalui

proses erosi.

Sifat fisik tanah keadaan susunan butir tanah yang ditentukan oleh

gabungan antara keadaan gradasi dan struktur tanah,

antara lain, sifat infiltrasi, perkolasi, dan erodibilitas yang

ditentukan berdasarkan pengujian di laboratorium

dan/atau di lapangan dan juga diklasifikasikan

dengan/atau tanpa dianalisis.

Sifat teknis tanah pada umumnya sabodam dibangun di atas tanah granular

seperti pasir, kerikil, batuan dan campurannya,

mempunyai sifat teknis yang cukup baik untuk mendukung

bangunan asalkan cukup mampat, cukup baik sebagai

tanah urug di belakang tembok tepi karena menghasilkan

tekanan lateral yang kecil dan kuat geser yang tinggi.

Tanah granular tidak dapat digunakan sebagai bahan



tanggul jika tidak dicampur dengan tanah kohesif karena

mempunyai permeabilitas yang tinggi.

Stabilitas Kekuatan struktur untuk dapat menahan gaya-gaya yang

bekerja dan mempertahankan posisinya agar tidak guling,

geser, maupun retak.

Subdam bagian konstruksi sabodamyang mendukung dam utama,

berfungsi untuk mengendalikanaliran air dan sedimen

kebagian hilir.

Sungai (river) 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. (Peraturan Menteri Pekerjaan

Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia Nomor

28/Prt/M/2015).

Tembok tepi (side wall) bagian konstruksi sabodam yang merupakan batas kiri

kanan lantai lindung dan berfungsi untuk mengarahkan

arus.

kata pengantar - bpsdm.pu.go.id · latar belakang perencanaan struktur bangunan sabo merupakan...

Documents