perhitungan tanggul

BAB V STABILITAS TURAP DAN REVETMENT

5.1 TINJAUAN UMUM

Pada perencanaan normalisasi sungai Sanipan ini, dilakukan perbaikan

penampang sungai dan pembuatan tanggul baru pada titik – titik yang

memerlukan. Pada bab ini akan dilakukan perhitungan penampang alternatif, yang

terlebih dahulu dianalisa dengan menggunakan program HEC-RAS 3.1.3. Selain

itu dilakukan juga perhitungan stabilitas lereng tanggul.

5.2 PERENCANAAN TANGGUL

Perencanaan Tanggul sungai Sanipan didasarkan pada perhitungan

hidrolika pada bab II dan III, dimana pada titik - titik penampang, banyak yang

tidak mampu menampung debit rencana Q50 yang lewat.

Beberapa hal lain yang menjadi pertimbangan dalam perencanaan normalisasi

Sungai Sanipan adalah :

1. Kemiringan dasar saluran agar tidak terjadi erosi dan sedimentasi.

2. Kemiringan bantaran sungai agar tidak terjadi erosi dan sedimentasi.

3. Pengikisan Pada tebing Sungai di tikungan luar sungai.

4. Perencanaan tanggul yang ada agar memperhatikan faktor pembebasan

lahan dan kondisi sosial ekonomi masyarakat sekitar. Perencanaan normalisasi

sungai Sanipan direncanakan dengan penampang trapesium ganda dimana

ketinggian tanggul dan bantaran dibuat sama antara kiri dan kanan penampang.

Namun, lebar bantaran kiri dan kanannya tidak sama (simetris) namun disesuaikan

dengan alur sungai eksisting.

5.3 STABILITAS LERENG

Sebuah lereng tanpa perkuatan merupakan sebuah permukaan tanah yang

terbuka, berdiri membentuk sudut tertentu terhadap horizontal, jika tanah tidak

horizontal, komponen gravitasi akan cenderung menggerakkan tanah ke

bawah.Jika komponen gravitasi sedemikian besar sehingga perlawanan terhadap

geseran yang dapat dikerahkan oleh tanah pada bidang longsornya terlampaui,

66

67

maka akan terjadi kelongsoran lereng. Analisis stabilitas terletak pada permukaan

tanah yang miring ini, disebut analisis stabilitas lereng. Umumnya analisis

stabilitasterletak pada bangunan yang memiliki tanggul yaitu pada profil 1 (BM2).

Analisis stabilitas lerengmemiliki banyak faktor yangmempengaruhi hasil

hitungan,misalnya, kondisi tanah yang berlapis-lapis, kuat geser tanah, aliran

rembesan air dalam tanah dan lain-lainnya. Penyebab longsoran lereng terdiri dari

akibat pengaruh luar (external effect),yaitu pengaruh yang menyebabkan

bertambahnya gaya geser tanpa adanya kuat geser tanah dan pengaruh dalam

(internal effect),yaitu longsoran yang terjadi tanpa adanya perubahan kondisi luar

atau gempa bumi.

Penyebab Kelongsoran lereng:

1. Lereng terlalu tegak

2. Properti tanah timbunan tidak memadai.

3. Penggalian atau pemotongan tanah pada kaki lereng.

4. Penggalian yang mempertajam kemiringan lereng.

5. Pemadatan kurang.

6. Pengaruh air tanah atau hujan.

7. Perubahan posisi muka air secara cepat (rapid drawdown).

8. Kenaikan tekanan lateral oleh air.

9. Gempa bumi.

10. Penurunan tahanan geser tanah pembentuk lereng oleh akibat kenaikan kadar

air tekanan air pori dan tekanan rembesan oleh genangan air didalam tanah.

68

5.4 PERHITUNGAN PROFIL

5.4.1 Kondisi Normal

Data karakteristik tanah sekitar sungai saat kondisi Normal

sat = 2,1 T/m3

b = 1,65 T/m3 = 28°c = 0,45 T/m2

Perhitungan 1 ( pertama ) dengan ‘r’ = 3 m ; Profil 19

Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L(m)Gaya Penggerak

Gaya penahan

1 0.3 0 1.0077 0.151155 0.151155 2.85 0.249406 72 25 1 0.237199 0.625122 0.3 1.0077 1.2 0.331155 0.331155 2.55 0.546406 58 11 0.5574 0.463378 0.404793 0.3 1.2 1.2424 0.36636 0.36636 2.25 0.604494 49 9 0.4557 0.456217 0.415934 0.3 1.2424 1.2 0.36636 0.36636 1.95 0.604494 41 8 0.3597 0.396584 0.404445 0.3 1.2 1.0981 0.344715 0.344715 1.65 0.56878 33 7 0.3362 0.309780 0.404936 0.3 1.0981 0.9495 0.30714 0.30714 1.35 0.506781 27 6 0.3205 0.230074 0.384327 0.3 0.9495 0.7618 0.256695 0.256695 1.05 0.423547 20 6 0.31 0.144862 0.351128 0.3 0.7618 0.5394 0.19518 0.19518 0.75 0.322047 14 6 0.3036 0.077910 0.302779 0.3 0.5394 0.285 0.12366 0.12366 0.45 0.204039 9 6 0.3005 0.031919 0.24238

10 0.3 0.285 0 0.04275 0.04275 0.15 0.070538 3 6 0.3864 0.003692 0.21133 2.351614 3.74713

SF =

69

Perhitungan 2 ( kedua ) dengan ‘r’ = 4 m ; Profil 19

Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L (m)Gaya Penggerak

gaya penahan

1 0.3858 0 0.9303 0.179455 0.179455 3.6655 0.296101 66 14 1.01 0.27050 0.518532 0.3858 0.9303 1.489 0.466683 0.466683 3.2796 0.770027 55 10 0.68 0.63076 0.540833 0.3858 1.489 1.6238 0.600459 0.600459 2.894 0.990758 46 8 0.561 0.71269 0.618394 0.3858 1.6238 1.55 0.612226 0.612226 2.508 1.010173 39 7 0.496 0.63572 0.640615 0.3858 1.55 1.406 0.570212 0.570212 2.112 0.94085 32 7 0.4557 0.49857 0.629306 0.3858 1.406 1.206 0.503855 0.503855 1.7363 0.83136 26 6 0.428 0.36444 0.589907 0.3858 1.206 0.9585 0.417532 0.417532 1.3504 0.688928 20 6 0.4102 0.23562 0.528838 0.3858 0.9585 0.669 0.313945 0.313945 0.9646 0.518009 14 6 0.398 0.12531 0.446349 0.3858 0.669 0.3397 0.194578 0.194578 0.5788 0.321054 8 6 0.3901 0.04468 0.34459

10 0.3858 0.3397 0 0.065528 0.065528 0.1929 0.108121 3 6 0.3864 0.00565 0.23129 3.52399 5.08864

SF =

70

Perhitungan 3 ( ketiga ) dengan ‘r’ = 5 m ; Profil 19


Gaya Penahan

1 0.4558 0 0.8034 0.183095 0.183095 4.3303 0.302107 60 11 0.925 0.2616 0.49662 0.4558 0.8034 1.3659 0.494383 0.494383 3.8745 0.815733 51 8 0.7246 0.6339 0.59903 0.4558 1.3659 1.7946 0.720278 0.720278 3.4187 1.188459 48 7 0.6261 0.8832 0.70464 0.4558 1.7946 1.9206 0.846694 0.846694 2.9628 1.397045 36 6 0.5667 0.8212 0.85605 0.4558 1.9206 1.7295 0.831858 0.831858 2.507 1.372565 30 6 0.5273 0.6863 0.86936 0.4558 1.7295 1.479 0.731217 0.731217 2.0512 1.206508 24 6 0.5 0.4907 0.81117 0.4558 1.479 1.1768 0.605257 0.605257 1.5954 0.998674 19 6 0.4812 0.3251 0.71868 0.4558 1.1768 0.8278 0.456848 0.456848 1.1396 0.7538 13 5 0.4683 0.1696 0.60139 0.4558 0.8278 0.435 0.287792 0.287792 0.6837 0.474857 8 5 0.4603 0.0661 0.4572

10 0.4558 0.435 0 0.099137 0.099137 0.2279 0.163575 3 5 0.4565 0.0086 0.2923 4.3463 6.4058

SF =

71

Pias 1 (R = 3 m)

Voli =

Vol1=

= 0.1151 m3

Wi = Voli x Yb

W1 = 0.1151 x 1.65

= 0.2494 t

Gaya Penahan = (c . Li) + (W i . cos α i . Tan σ)

Gaya penahan 1 = (0,45 x 1,2981) + (0,2494 x Cos (72) x Tan (28))

= 0,625 t/m

Gaya Penggerak = W i . Sin α i

Gaya penggerak 1 = 0,2494x Sin (72)

= 0.2372 t/m

∑ Gaya Penahan (PIAS 1 – 10) = 3,74713

∑ Gaya Penggerak (PIAS 1- 10) = 2,3516

SF = > 1.2 => AMAN

= =1,5934 > 1.2 => AMAN

72

Pias 1 (R = 4 m)

Voli =

Vol1 =

= 0.17945

Wi = Voli x Yb

W1 = 0,17945x 1.65

= 0.2961 t

Gaya Penahan = (0,045 . Li) + (W i . cos α i . Tan σ)

Gaya penahan 1 = (2 x 0.6517) + (0.2961 x Cos (66) x Tan (28))

= 0,5185 t/m


Gaya penggerak 1 = 0,2961 x Sin (66)

= 0,2705 t/m

∑ Gaya Penahan (PIAS 1 – 10) = 5,0886 t/m

∑ Gaya Penggerak (PIAS 1- 10) = 3,524 t/m

SF = > 1.2 => AMAN

73

= = 1,444 > 1.2 => AMAN

Pias 1 (R = 5 m)

Voli =

Vol1=

= 0.1831 m3

Wi = Voli x Yb

W1 = 0.1831x 1.65

= 0,302 t

Gaya Penahan = (c . Li) + (W i . cos α i . Tan σ)

Gaya penahan 1 = (0,45 x 0,925) + (0.302 x Cos (60) x Tan (28))

= 0,4966 t/m


Gaya penggerak 1 = 0,302 x Sin (60)

= 0,2616 t/m

∑ Gaya Penahan (PIAS 1 – 10) = 6,4058

∑ Gaya Penggerak (PIAS 1- 10) = 4,3463

74

SF = > 1.2 => AMAN

= = 1,474 > 1.2 => AMAN

75

5.4.2 Kondisi Muka Air Naik

Data karakteristik tanah sekitar sungai saat kondisi Banjir

sat = 2,1 T/m3

b = 1,65 T/m3 = 18,667c = 0,45 T/m2


Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β lGaya Penggerak

Gaya Penahan

1 0.3 0 1.0077 0.151155 0.151155 2.85 0.317426 72 25 1.01 0.30189 0.487642 0.3 1.0077 1.2 0.331155 0.331155 2.55 0.695426 58 11 0.68 0.58975 0.430503 0.3 1.2 1.2424 0.36636 0.36636 2.25 0.769356 49 9 0.561 0.58064 0.422974 0.3 1.2424 1.2 0.36636 0.36636 1.95 0.769356 41 8 0.496 0.50474 0.419365 0.3 1.2 1.0981 0.344715 0.344715 1.65 0.723902 33 7 0.4557 0.39427 0.410176 0.3 1.0981 0.9495 0.30714 0.30714 1.35 0.644994 27 6 0.428 0.29282 0.386757 0.3 0.9495 0.7618 0.256695 0.256695 1.05 0.53906 20 6 0.4102 0.18437 0.355728 0.3 0.7618 0.5394 0.19518 0.19518 0.75 0.409878 14 6 0.398 0.09916 0.313469 0.3 0.5394 0.285 0.12366 0.12366 0.45 0.259686 9 6 0.3901 0.04062 0.26220

10 0.3 0.285 0 0.04275 0.04275 0.15 0.089775 3 6 0.3864 0.00470 0.20417 2.99296 3.69292

SF =

76



Gaya Penahan

1 0.3858 0 0.9303 0.179455 0.179455 3.6655 0.376855 66 14 1.01 0.34427 0.506282 0.3858 0.9303 1.489 0.466683 0.466683 3.2796 0.980034 55 10 0.68 0.80280 0.495903 0.3858 1.489 1.6238 0.600459 0.600459 2.894 1.260964 46 8 0.561 0.90706 0.548374 0.3858 1.6238 1.55 0.612226 0.612226 2.508 1.285675 39 7 0.496 0.80910 0.560755 0.3858 1.55 1.406 0.570212 0.570212 2.112 1.197446 32 7 0.4557 0.63455 0.548136 0.3858 1.406 1.206 0.503855 0.503855 1.7363 1.058095 26 6 0.428 0.46384 0.513887 0.3858 1.206 0.9585 0.417532 0.417532 1.3504 0.876817 20 6 0.4102 0.29989 0.462948 0.3858 0.9585 0.669 0.313945 0.313945 0.9646 0.659284 14 6 0.398 0.15950 0.395219 0.3858 0.669 0.3397 0.194578 0.194578 0.5788 0.408614 8 6 0.3901 0.05687 0.31224

10 0.3858 0.3397 0 0.065528 0.065528 0.1929 0.137609 3 6 0.3864 0.00720 0.22031 4.48508 4.56403

SF =

77



Gaya Penahan

1 0.4558 0 0.8034 0.183095 0.183095 4.3303 0.384499 60 11 0.925 0.3330 0.48122 0.4558 0.8034 1.3659 0.494383 0.494383 3.8745 1.038205 51 8 0.7246 0.8068 0.54683 0.4558 1.3659 1.7946 0.720278 0.720278 3.4187 1.512584 48 7 0.6261 1.1241 0.62374 0.4558 1.7946 1.9206 0.846694 0.846694 2.9628 1.778058 36 6 0.5667 1.0451 0.74105 0.4558 1.9206 1.7295 0.831858 0.831858 2.507 1.746901 30 6 0.5273 0.8735 0.74846 0.4558 1.7295 1.479 0.731217 0.731217 2.0512 1.535556 24 6 0.5 0.6246 0.69897 0.4558 1.479 1.1768 0.605257 0.605257 1.5954 1.271039 19 6 0.4812 0.4138 0.62258 0.4558 1.1768 0.8278 0.456848 0.456848 1.1396 0.959382 13 5 0.4683 0.2158 0.52659 0.4558 0.8278 0.435 0.287792 0.287792 0.6837 0.604363 8 5 0.4603 0.0841 0.4093

10 0.4558 0.435 0 0.099137 0.099137 0.2279 0.208187 3 5 0.4565 0.0109 0.2757 5.5317 5.6740

SF =

5.4.3 Kondisi Surut

Data karakteristik tanah sekitar sungai saat kondisi Surut

sat = 2,1 T/m3

b = 1,65 T/m3

’ = 1,1 T/m3 = 28

C = 0,45 T/m2



Gaya Penahan

1 0.3 0 1.0077 0.151155 0.151155 2.85 0.166271 72 25 1.01 0.15813 0.481822 0.3 1.0077 1.2 0.331155 0.331155 2.55 0.364271 58 11 0.68 0.30892 0.408643 0.3 1.2 1.2424 0.36636 0.36636 2.25 0.402996 49 9 0.561 0.30414 0.393034 0.3 1.2424 1.2 0.36636 0.36636 1.95 0.402996 41 8 0.496 0.26439 0.384925 0.3 1.2 1.0981 0.344715 0.344715 1.65 0.379187 33 7 0.4557 0.20652 0.374166 0.3 1.0981 0.9495 0.30714 0.30714 1.35 0.337854 27 6 0.428 0.15338 0.352667 0.3 0.9495 0.7618 0.256695 0.256695 1.05 0.282365 20 6 0.4102 0.09657 0.325678 0.3 0.7618 0.5394 0.19518 0.19518 0.75 0.214698 14 6 0.398 0.05194 0.289879 0.3 0.5394 0.285 0.12366 0.12366 0.45 0.136026 9 6 0.3901 0.02128 0.24698

10 0.3 0.285 0 0.04275 0.04275 0.15 0.047025 3 6 0.3864 0.00246 0.19885 1.56774 3.45659

66

67

SF =



Gaya Penahan

1 0.3858 0 0.9303 0.179455 0.179455 3.6655 0.1974 66 14 1.01 0.18033 0.497192 0.3858 0.9303 1.489 0.466683 0.466683 3.2796 0.513351 55 10 0.68 0.42051 0.462563 0.3858 1.489 1.6238 0.600459 0.600459 2.894 0.660505 46 8 0.561 0.47513 0.496414 0.3858 1.6238 1.55 0.612226 0.612226 2.508 0.673449 39 7 0.496 0.42381 0.501485 0.3858 1.55 1.406 0.570212 0.570212 2.112 0.627234 32 7 0.4557 0.33238 0.487896 0.3858 1.406 1.206 0.503855 0.503855 1.7363 0.55424 26 6 0.428 0.24296 0.457477 0.3858 1.206 0.9585 0.417532 0.417532 1.3504 0.459285 20 6 0.4102 0.15708 0.414078 0.3858 0.9585 0.669 0.313945 0.313945 0.9646 0.345339 14 6 0.398 0.08355 0.357279 0.3858 0.669 0.3397 0.194578 0.194578 0.5788 0.214036 8 6 0.3901 0.02979 0.28824

10 0.3858 0.3397 0 0.065528 0.065528 0.1929 0.072081 3 6 0.3864 0.00377 0.21215 2.34933 4.17474

SF =

68



Gaya Penahan

1 0.4558 0 0.8034 0.183095 0.183095 4.3303 0.201404 60 11 0.925 0.1744 0.46982 0.4558 0.8034 1.3659 0.494383 0.494383 3.8745 0.543822 51 8 0.7246 0.4226 0.50803 0.4558 1.3659 1.7946 0.720278 0.720278 3.4187 0.792306 48 7 0.6261 0.5888 0.56364 0.4558 1.7946 1.9206 0.846694 0.846694 2.9628 0.931363 36 6 0.5667 0.5474 0.65575 0.4558 1.9206 1.7295 0.831858 0.831858 2.507 0.915044 30 6 0.5273 0.4575 0.65866 0.4558 1.7295 1.479 0.731217 0.731217 2.0512 0.804339 24 6 0.5 0.3272 0.61577 0.4558 1.479 1.1768 0.605257 0.605257 1.5954 0.665783 19 6 0.4812 0.2168 0.55138 0.4558 1.1768 0.8278 0.456848 0.456848 1.1396 0.502533 13 5 0.4683 0.1130 0.47119 0.4558 0.8278 0.435 0.287792 0.287792 0.6837 0.316571 8 5 0.4603 0.0441 0.3738

10 0.4558 0.435 0 0.099137 0.099137 0.2279 0.10905 3 5 0.4565 0.0057 0.2633 2.8975 5.1310

SF =

69

Percobaan perhitungan pias dapat dilihat seperti gambar-gambar dibawah ini.

70

Gambar 5.1 Gambar Pias pada Trial 1


71


72

5.5 PERHITUNGAN REVETMENT

Data karakteristik Tanah:

sat = 2,10 T/m3

’ = 1,1 T/m3

b = 1,6 T/m3

= 28°

c = 0,02 Kg/cm2 = 0,2 T/m2

Gambar 5.4 Potongan Bangunan Revetment

Titik O

Titik O

73

Gambar 5.5 Titik Berat Bangunan Revetment

1. Menghitung Berat Dinding Penahan Tanah

Bidang 1

Bidang 2

Bidang 3

Bidang 4

Bidang 5

Bidang 6

Bidang 7

W7 = 4,158 ton

2. Menghitung Tekanan Tanah Aktif dan Pasif

74

Diagram Tekanannya adalah sebagai berikut :

3. Mengitung Momen karena gaya-gaya terhadap titik O

Untuk bangunan Dinding Penahan Tanah

Bidang W (berat) Ton Jarak dari titik guling O (m) Momen (Ton.m)

1 0,743 3,107 2,308

2 4,508 2,989 13,472

3 0,837 1,043 0,873

4 0,016 0,324 0,005

5 0,053 0,143 0,008

6 4,205 1,385 5,824

7 5,603 3,043 17,051

Jumlah 15,965 39,540

Jadi, ΣW = 15,965 Ton dan ΣMW = 39,540 Ton m

Untuk Tekanan Aktif

Pa (ton) Jarak dari titik guling O (m) Momen (Ton m)

4,284 1,641 7,032

75

Untuk Tekanan Pasif

Pp (ton) Jarak dari titik guling O (m) Momen (Ton m)

11,862 0,672 2,965

Jadi, Σptotal = -7,578 Ton dan ΣMg total = 15,004 Ton m

4. Menghitung Stabilitas Guling

Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah di belakang dinding penahan,

cenderung menggulingkan dinding, dengan pusat rotasi terletak pada ujung kaki

depan dinding penahan tanah.

5. Menghitung Stabilitas Geser

Nilai Cd dan φ diambil dari data tanah 3 yang berhimpit langsung dengan lapis

bawah pondasi, yaitu c3 = 20 kN/m2 dan φ = 35O .

Dimana :

Fgs = faktor aman terhadap penggeseran

Σ Ph = jumlah gaya – gaya horizontal

6. Stabilitas Terhadap Keruntuhan Kapasitas Daya Dukung Tanah

Dalam hal ini akan digunakan persamaan Hansen pada perhitungan, dengan

menganggap pondasi terletak di permukaan.

76

7. Eksentrisitas ( e )

8. Kapasitas dukung tanah ijin (Terzaghi)

φ = 28o ( Nc = 31,61 ; Nq = 17,81 ; Ng = 19,73 )

σult = c Nc + H Nq + 0,5 B Ng

= 0,45. 31,61 + 4,924 . 1,6 . 17,81 + 0,5. 2,77 .1,6 . 19,73 . 1,6

= 224,494 ton/m2

σ ijin = σult / SF

= 224,494 / 3

= 74,83 ton/m2

9. Tegangan yang terjadi di dasar pondasi

σmaks = ( 1 + )

= (14,91 / 2,77 ) . ( 1 + 6 .0,51/ 2,77)

= 11,328 ton/m2 < σ ijin (AMAN)

10. Perhitungan gaya berat pada dinding lereng (P)

Menentukan panjang “X”

Gambar 5.6 Gambar Potongan Beton Berkisi

Gambar 5.7 Tampak Atas Beton Berkisi

Gambar 5.8 Bangunan Tanggul dan Reveitment Pada tikungan (Profil P14)

Gambar 5.9 Bangunan Tanggul Pada Bagian Lurus (Profil P19)

5.6 KESIMPULAN

Pada ketiga perhitungan tersebut ternyata tanggul masih dalam batas aman,

saat kondisi normal dan surut, sehingga tidak terjadi longsor. Namun pada saat

terjadi Banjir pada percobaan dengan jari – jari 4 dan 5 m tidak aman, sementara

pada jari – jari 3 m aman, Maka pembangunan tanggul dengan kemiringan lereng

1:1 masih aman untuk dilakukan.

Setelah melakukan analisa banjir kami merencanaan pada bagian lurus

dengan diberikan bangunan tanggul saja yang dimaksukan untuk mencegah

limpasan debit banjir ke daerah disekitarnya, sedangkan pada bagian tikungan

selain bangunan tanggul kami menambahkan bangunan revietment untuk

mencegah gerusan atau perkuatan lereng. Disini kamui mengambil contoh pada

profil P14 dikarenakan pada profil tersebut mengalami banjir paling tinggi yaitu

sebesar 1,95 m. Dari banjir tersebut kami menambahkan ketinggian 1m sebagai

tinggi jagaan dan juga sebagai acuan pendirian tanggul.

perhitungan tanggul

Documents