BENDUNGAN TYPE URUGAN

EDITOR:

DR. SuvoNo SosRODARSONO Direktur Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum Dan Tenaga Listrik

KENSAKU TAKEDA Former Director, Planning Department, Tokai Regional Office, Ministry of Agriculture and Forestry

Cetakan Keempat

PT P&ADNYA 8\KAMITA JAKARTA

�--

KATA PENGANTAR PADA CETAKAN KEDUA

Buku Bendungan Type Urugan ini adalah terjemahan bebas dari naskah asli­nya yang ditulis dalam bahasa Inggris dengan judul Fill Type Dam, yang disu­sun oleh The Association for International Technical Promotion J epang dan di­tulis oleh Mitsuru Okuda, Y oshihiro Iguchi dan Seiji Uryu.

Adapun naskah terse but merupakan sebuah buku yang terdiri dari 4 (em-pat) bab yaitu :

Bab 1. Umum. Bab 2. Survey dan Investigation .

. Bab 3. Perencanaan Teknis. Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi.

Bahan pokok dari naskah ini disadur dari buku Konstruksi Bendungan U­rugan-Jepang yang diterbitkan oleh Departemen Pertanian J epang dan dileng­kapi lagi dari sumber-sumber lainnya, seperti : Buku-buku Pedoman Teknik Si­pil-J epang, informasi-informasi ilmiah serta pengalaman-pengalaman beberapa tenaga ahli J epang yang telah bekerja di Indonesia. Telah diusahakan pula oleh para penulis agar buku ini sejal!q .m.uogkin sesuai den�n kondi�i di Indonesia.

Mengingat sangat langkanya bftlt'u'b'Ulit teknik 'mengenai sua tu bidang ter­tentu yang ditulis dalam bahCWL--\Pdcnesia, leb'ih.-lebih di bidang bendungan, sedangkan pada saat ini pempan14-J13Jl. bendungan-bendungan, baik yang kecil maupun yang besar sedang berke�bang.dir·IJldonesifl, maka buku ini kami ang­gap akan cukup bermanfaat, · baik' bagi Sarjalia:, 'Sarjana Muda a tau �lahtsiswa bidang Teknik Sipil, maupun bagi lainnya,�g.bei:minM di bidang teknik ben­dungan, meskipun harus diakui bahwa buku ihi masih jauh dari sempurna.

Dalam usaha menterjemahkan naskah buku ini, penterjemah menggunakan kamus-kamus istilah teknik yang diterbitkan di Indonesia, termasuk buku isti­lah teknik pengairan. Walaupun demikian, temyata banyak mengalami kesulit­an-kesulitan, terutama dalam hal penerapan-penerapan istilah bahasa Indonesia yang sesuai. Berhubung dengan itu buku ini masih membutuhkan penyempur­naan-penyempurnaan dari para pembaca. Oleh karena itu dari para pembaca ka­mi mengharapkan tanggapan serta saran-saran perbaikan, sehingga buku ini be­nar-benar akan bermanfaat bagi para kaum teknik pada umumnya.

Walaupun telah diusahakan penerapan istilah bahasa yang kira-kira mende­kati makna yang dimaksud, akan tetapi untuk tidak terjadi kesalah pahaman, terutama untuk istilah-istilah yang belum lazim atau yang baru, maka di bela­kang istilah semacam ini, masih dicantumkan istilah Inggrisnya.

Selanjutnya kami ucapkan terima kasih dan penghargaan kepida The Asso­ciation for International Technical Promotion - Jepang dan kepada penterje­mah Sdr. Ir. M. Yusuf Gayo dari Direktorat Sungai, Direktorat Jenderal Peng­airan serta lain-lainnya, terutama Sdr. Ir. Rudianto Rochmat, yang telah mem­bfUltu, sehingga buku ini dapat diterbitkan.

Jakarta, 1 Agustus 1977.

DR .Suyono Sosrodarsono

Direktur J enderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum & Tenaga Listrik

'"\

DAFTAR ISI

Pendahuluan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

DAB 1. UMUM

1 . 1 Bendungan Urugan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 11 . 2 Klasifikasi Bendungan Urugan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 11 .3 Beberapa Keistimewaan Bendungan Urugan . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . : . . . . . . . . 14

1 .3 .t Karakteristika Bendungan Urugan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1 .3. 2 Perancangan Untuk Bendungan Urugan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

DAB 2. SURVEY DAN INVESTIGASI

2 . 1 Survey Dan Investigasi Pendahuluan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . 2

2 .3

2 .4

2 .5

2 .6

2 . 1 . 1 Survey Dan Investigasi Terhadap Data-Data Yang Sudah Tersedia . . . . . . . .

2 . 1 . 2 Survey Dan Investigasi Daerah Tempat Kedudukan CaiQil Bendungan Pengukuran Dan Pemetaan Topografi . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . 2 . 1 Pemetaan Dan Pengukuran Calon Waduk . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . 2 . 2 Pemetaan Data Tern pat Kedudukan Calon Bendimgan . . . . . . . . . . . . . . . . . .Survey Meteorologi Dan Hydrologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . .

2 .3. 1 Pemasangan Alat-alat Observasi . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .I 2 .3 . 2 Survey Data-data Debit Banjir Yang Pernan Terjadi . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .

25 26 2 6 26 27 27 29

2 .3.3 Survey Curah Hujan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2 .3.4 Perhitungan Debit Banjir Rericana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2 .3.5 Kapasitas Pengendalian Banjir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 12 .3.6 Memperkirakan Volume Sedimen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Survey Dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan . . . . . . . . 49 2 .4. 1 Penjelasan Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2 .4. 2 Daerah Survey Dan Investigasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2 .4.3 Macam Survey Geologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 2 .4.4 Pengujian Lapangan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Survey Dan Investigasi Bahan Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 .5. 1 Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 .5. 2 Daerah Survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 . 5 .3 Survey Bahan Tanah . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . .2 .5.4 Survey Dan Penyelidikan Bahan-bahan Pasir Dan Kerikil . . . . . . . . . . . . . . . . 2 .5.5 Survey Bahan Batu . . . . . . . . . . _ . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .Pengujian Bahan Bendungan . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 .6. I Penjelasan Umum ....... . .... . ... . . ... . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .2 .6.2 Klasifikasi Bahan Tanah ... . . .. .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .2 .6.3 Pengujian Karakteristika Fisik Tanah . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 .6. 4 Pengujian Karakteristika Bahan Tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .

67 67 68 69 73 74 74 74 78 79 85

(6) Daftar Isi

BAB 3. PERENCANAAN TEKNIS

3. 1 Perencanaan Teknis Pondasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 053 . 1 . 1 Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 05 3. 1 .2 Pondasi Batuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 063. 1 .3 Pondasi Pasir Dan Keriki1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 103 . ! . 4 Pondasi Tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 8 ( 3.4 Perencanaan Teknis Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 19

� 3.2. 1 Pemilihan Type Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 19 3 .2.2 Bahan Untuk Penimbunan Tubuh Bendungan Dan Metode Pemilihannya . . 1 27 3 .2.3 Analysa Dan Perhitungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 35 3.2.4 Rencana-Teknis Tubuh Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 69

3.3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 78 3.3. 1 Saluran Pengarah Aliran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 79 3.3.2 Saluran Pengatur Aliran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 80 3.3.3 Saluran Peluncur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 3.3. 4 Peredam Energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 3 3.3.5 Tinggi Jagaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 3.3.6 Pengujian Kapasitas Bangunan Pelimpah Untuk Banj ir Abnormal . . . . . . . . 227

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2293. 4 . 1 Bangunan Penyadap Sandard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2303. 4 .2 Bangunan Penyadap Menara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2333. 4 .3 Terowongan Penyalur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2353. 4 . 4 Pipa Penyalur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2363. 4 .5 Pintu-pintu Air Dan Katub Pada Bangunan Penyadap . . . . . . . . . . . . . . . . 2393. 4 .6 Fasilitas Pelengkap Pada Bangunan Penyadap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 44

BAB 4 . PELAKSANAAN KONSTRUKSI

4 . 1 Rencana Pelaksanaan Konstruksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 4 . 1 . 1 U rutan Pelaksanaan Konstruksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1 4 . 1 .2 Program Pelaksanaan Konstruksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

4 .2 Pelaksanaan Konstruksi Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir . . . . . . . . . . 25 4 4 .2. 1 Penjelasan Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..-." . . . . . . . 254 4 .2.2 Debit Banjir-Rencana Untuk Penentuan Kapasitas Saluran Pengelik 255 4 .2.3 Saluran Pengclak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . �. . . . . . . . . . . 255 4 .2. 4 Bendungan Pengelak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 4 .2 . 5 Karakteristika Hydrolika Saluran Pengelak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1

4 . 3 Perbaikan Pondasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 4 .3. I Penjelasan Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 4 .3.2 Pelaksanaan Perbaikan Pondasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 4 .3.3 Mengatasi Mata Air Dan Aliran Air Hujan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 4 .3 . 4 Penentuan Kembali Lubang-lubang Penguj ian Dan Lubang-lubang Bor . . 27 1 4 . 3.5 Perbaikan Pada Patahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

.. 4 .3.6 Sementasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4 4 . 4./ Penimbunan Tubuh Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1 ··-- 4 . 4.1 Penjelasan Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

4 . 4 .2 Mempersiapkan Bahan-bahan Timbunan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 4 . 4 .3 Peralatan Untuk Pelaksanaan Konstruksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 4 . 4 . 4 Penimbunan Percobaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

...

Daftar Isi

4.4.5 Penggarapan Bahan Tanah Pada Pelaksanaan Penimbunan Tubuh Bendungan

(7)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 4.4.6 Penggarapan Bahan Pasir Dan Kerikil.Pada Pelaksanaan Penimbunan Tubuh

Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4. 7 Penggarapan Bahan Batu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.4.8 Penggarapan Dinding Sekat Beton-Aspal Pada Bendungan Sekat . . . . . . . . 306

4.5 . Pengawasan Kwalitas Pelaksanaan Konstruksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . 306 4.5. 1 Penjelasan Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 4.5.2 Pengawasan Kwalitas Konstruksi Tubuh Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4.5.3 Standard Pengawasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 4.5.4 Metode Pengujian Untuk Pengawasan Kwalitas Timbunan . . . . . . . . . . . . . . 31 1

4.6 Fasilitas Pengamatan Tubuh Bendungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 4.7 Exploitasi Dan Pemeliharaan Waduk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

9

PENDAHULUAN

Tanpa tersedianya udara dan air, kiranya tiada kegiatan hidup manusia di alam ini, dan udara yang segar serta air yang bersih adalah syarat mutlak untuk menjadikan kehidupan ini menyenangkan adanya.

Sejarah telah mencatat, bahwa tumbuhnya peradaban manusia dan perkembangan selanjutnya senantiasa dimulai di lembah-lembah sungai yang besar, pembawa air yang berlimpah-limpah, hal mana merupakan manifestasi bahwa air adalah karunia alam yang sangat penting bagi kehidupan manusia.

Manusia bahari yang hid up dari basil berburu, menangkap ikan dan mengumpulkan buah-buahan hutan serta akar-akaran, menggunakan sungai serta mata air yang bersih dan alamiyah itu, hanya untuk pelepas dahaga atau kebutuhan hidup lainnya secara sangat sederhana.

Bahkan ketika mereka mulai berkembang, bermukim dan mulai mencoba bercocok tanam di tempat-tempat tertentu, maka air telah mulai semakin tak terpisahkan dari kehidupan mereka. Dan ketika mereka menyadari bahwa hujan yang turun tidaklah selalu sesuai dengan keinginan mereka dan bahwa air sungaipun kadang-kadang kering di musim kemarau, maka mulailah timbul kesadaran perlunya menampung air di musim hujan dengan mencoba membuat empang-empang yang akan dipergunakan di musim kemarau, untuk menyirami tanaman mereka agar tidak mati kekeringan. Maka dapat diperkirakan, bahwa sejak saat-saat inilah lahirnya sejarah perkembangan teknik pembangunan bendungan.

Seirama dengan evolusi perkembangan peradaban manusia, maka kemajuan teknik pembuatan empang-empang inipun semakin meningkat, yang ditandai dengan semakin meningkatnya dimensi dari empang-empang itu. Akan tetapi empang-empang (waduk­waduk purba) tersebut, umumnya dibuat dengan konstruksi bendungan type urugan.

Bahkan ketika bendungan beton (type gravitas) diperkenalkan untuk pertama kali di abad ke XVI, di seluruh dunia ini telah sempat dibangun �ndungan type urugan yang jumlahnya sudah tak terhitung lagi.

Dewasa inipun, di tengah-tengah munculnya berbagai type bendungan dengan segala bentuk dan modifikasinya, sebagai produk dari kemajuan teknologi modern, bendungan type urugan masih tetap menduduki tempat yang penting, bukan saja untuk membangun waduk-waduk yang kecil, tetapi juga untuk membangun waduk-waduk raksasa.

1 1

BAB 1. UMUM

1.1 Bendungan Urugan

Suatu bendungan yang dibangun dengan cara menimbunkan bahan-bahan sej)erti : batu, krakal, kerikil, pasir dan tanah pada komposisi tertentu dengan fungsi sebagai pengempang atau pengangkat permukaan air yang terdapat di dalam waduk di udiknya disebut bendungan type urugan atau "bendungan urugan".

Didasarkan pada ukuran butiran dari bahan timbunan yang digunakan, secara umum dapat dibedakan 2 type bendungan urugan, yaitu : * Bendungan urugan batu (rock fill dam).disingkat dengan istilah "Bendungan batu".* Bendungan urugan tanah (earth fill dam) disingkat dengan istilah "Bendungan tanah".

Selain kedua jenis tersebut, terdapat pula bendungan urugan campuran, yaitu terdiri dari timbunan batu di bagian hilirnya yang berfungsi sebagai penyangga, sedang bagian udiknya terdiri dari timbunan tanah yang disamping berfungsi sebagai penyangga tambahan, terutama berfungsi sebagai tirai kedap air.

Di dalam kegiatan-kegiatan baik perencanaannya, maupun pelaksanaan pemba­ngunannya, kedua type bendungan tersebut mempunyai banyak persamaan-persamaan yang cukup nyata.

1.2 Klasifikasi Bendungan Urugan

Sehubungan dengan fungsinya sebagai pengempang air atau pengangkat permukaan air di dalam suatu waduk, maka secara garis besarnya tubuh bendungan merupakan penahan rembesan air ke arah hilir serta penyangga tandonan air tersebut.

Ditinjau dari penempatan serta susunan bahan yang membentuk tubuh bendungan untuk dapat memenuhi 'fungsinya dengan baik, maka bendungan urugan dapat digo­longkan dalam 3 (tiga) type utama, yaitu : * Bendungan urugan homogen (bendungan homogen)."' Bendungan urugan zonal (bendungan zonal). * Bendungan urugan bersekat (bendungan sekat).

Untuk dapat membedakan ketiga type tersebut, maka skema serta uraian singkatnya tertera pada Gbr. 1-l.

{1) Bendungan homogen Suatu bendungan urugan digolongkan dalam type homogen, apabila bahan yang

membentuk tubuh bendungan tersebut terdiri dari tanah yang hampir sejenis dan gradasinya (susunan ukuran butirannya) hampir seragam.

Tubuh bendungan secara keseluruhannya berfungsi ganda, yaitu sebagai bangunan penyangga dan sekaligus sebagai penahan rembesan air (Gbr. 1 - 2).

(2) Bendungan zonal Bendungan urugan digolongkan dalam type zonal, apabila timbunan yang mem­

bentuk tubuh bendungan terdiri dari batuan dengan gradasi (susunan ukuran butiran) yang berbeda-beda dalam urutan-urutan pelapisan tertentu (Gbr. 1-l).

/

12 Bab l. Umum

Type: Skema Umum

dungan . .,. Ben- _

�o�e kedap Zo:ane tutw<:. . arr

omogen arr _, ...... :·:··· . · · · · . >

Drainage

J�z-� Zone transisi 71 Zone inti kedap air � l'l� �:5 Zone lulus � .g e air : �! -g �

Bendun gan Sekat

Zone

zono,.�1"1� '"

Keterangan

Apabila 80% dari seluruh bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang bergradasi hampir sama .

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan tirai kedap air di udiknya.

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan ter­diri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan inti kedap air yang berkedudukan miring ke hilir.

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan ter­diri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan inti kedap air yang berkedudukan vertikal.

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan ter­diri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan dinding tidak lulus air di lereng udiknya, yang biasanya terbuat dari lembaran baja tahan karat, lembaran beton bertulang, aspal beton, lembaran plastik, dll. nya.

Gb;·. 1-1 Klasifikasi Umum Bendungan Urugan.

Hamparan pelindung Zone kedap air

F.W,L. 70,00� Alas kedap air �"'""'""'',.---f "'' , , ,.,

\ Lapisan berlempung

�-Lapisan pasir \ �

Patahan yang diperkirakan Gbr. 1-2 Contoh potongan melintang bendungan urugan (ukuran: meter).

Poros bendungan

F.W.L. EL. 60,50

Tirai kedap EL. 50,50

I _g::::����

Gbr. 1-3 Contoh potongan (ukuran: meter).

tirai kedap air

1 . 2 Klasifikasi Bendungan Urugan 13

Pada bendungan type ini sebagai penyangga terutama dibebankan kepada timbunan yang lulus air (zone lulus air), sedang penahan rembesan dibebankan kepada timbunan yang kedap air (zone kedap air).

Berdasarkan letak dan kedudukan dari zone kedap airnya, maka type ini masih dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) yaitu : * Bendungan urugan zonal dengan tirai kedap air atau "bendungan tirai" (front core

fill type dam), ialah bendungan zonal dengan zone kedap air yang membentuk lereng udik bendungan tersebut (Gbr. 1 -3).

* Bendungan urugan zonal dengan inti kedap air miring atau "bendungan inti miring"(inclined-core fill type dam), ialah bendungan zonaf yang zone kedap airnya terletak di dalam tubuh bendungan dan berkedudukan miring ke arah hilir (Gbr. 1-4 dan 1 -5).

* Bendungan urugan zonal dengan inti kedap air tegak atau "bendungan inti tegak"(centrdl-�orefill type dam), ialah bendungan zonal yang zone kedap airnya terletak di dalam tubuh bendungan dengan kedudukan vertikal. Biasanya inti tersebut terletak di bidang tengah dari tubuh bendungan (Gbr. 1-6 dan 1-7).

Batuan lumpur (diluvial) F.W.L. 15 . · ; _ . · .•... ;·: · ' . . . •.: ·: ; .• . �. ·�·. •. . . ....

. . .

Diiuvial pasiran dan kerikil Aluvial

Gbr. 1-4 Contoh potongan melintang bendungan dengan inti kedap air miring (satuan: meter).

'

Bendungan elak

Filter /. "/ ·� Timbunan batu

Terowongan inspeksi

Gbr. 1-5 Contoh bendungan urugan Zonal inti Qtiring (satuan: meter).

Drainage horizontal

Tirai sementasi Bend. lama

Gbr. 1-6 Contoh potongan melintang bendungan urugan Zonal inti tegak (satuan: meter).

14 Bab 1 . Umum

Bendungan Sekat beton .lntiGbr. t-7 Contoh potongan melintang bendungan type Zonal dengan inti keddp air

vertikal (satuan: meter).

(3) Bendungan urugan bersekat (bendungan sekat) Bendungan urugan digolongkan dalam type sekat (facing) apabila di lereng udik

tubuh bendungan dilapisi dengan sekat tidak lulus air (dengan kekedapan yang tinggi) seperti Iembaran baja tahan karat, beton aspal, lembaran beton bertulang, hamparan plastik, susunan beton blok, dan lain-lain. (Gbr. 1-8).

. . .

Lapisan atas ' Lapisa�rP:aspal -!, L

.

apisan pengering + pasir / -Lapisan bawah

/ / -Lapisan perata<: , .....: • • · Lapisan ' \ c/ makadam

\·' .. Skema Konstruksi Sekat

air

6.00

Skema Konstruksi Pencegah Rembesan.

Gbr. 1-8 Contoh rencana teknis Bendungan Sekat.

1.3 Beberapa Keistimewaan Bendungan Urugan

1:3.1 Karakteristika Bendungan Urugan

Parit pembuang

Dibandingkan dengan jenis-jenis lainnya, maka bendungan urugan mempunyai keistimewaan-keistimewaan sebagai berikut: * pembangunannya dapat dilaksanakan pada hampir semua kondisi geologi dan

geografi yang dijumpai.

r

1 . 3 Beberapa Keistimewaan Bendungan Urugan 1 5

* tupuh bahan untuk tubuh bendungan dapat digunakan batuan yang terdapat di sekitar calon bendungan. ./

Akan tetapi type ini mempunyai kelemahan yang cukup berarti, yaitu tidak mampu menahan limpasan di atas mercunya, dimana limpasan-limpasan yang terjadi dapat menyebabkan longsoran-longsoran pada lereng hilir yang dapat mengakibatkan jebolnya bendungan tersebut.

Beberapa k�rakteristika utama dari bendungan urugan,' adalah sebagai berikut: (1) Bendungan urugan mempunyai alas yang luas, sehingga beban yang harus didukung

oleh pondasi bendungan per satuan unit luas biasanya kecil. Beban utama yang harus didukung oleh pondasi terdiri dari berat tubuh bendungan dan tekanan hydrostatis dari air dalam waduk. Karena hal terse but, maka bendungan urugan dapat dibangun di atas batuan yang sudah lapuk atau di atas alur sungai yang tersusun dari batuan sedimen dengan kemampuan daya dukung yang rendah asalkari kekedapannya dapat diperbaiki pada tingkat yang dikehendaki.

(2) Bendungan urugan selalu dapat dibangun dengan menggunakan bahan batuan yang terdapat di sekitar calon bendungan. Dibandingkan dengan jenis bendungan beton, yang memerlukan bahan-bahan fabrikat seperti semen dalam jumlah besar dengan harga yang tinggi dan didatangkan dari tempat yang jauh, maka bendungan urugan dalam hal ini menunjukkan tendensi yang positip.

(3) Dalam pembangunannya, bendungan urugan dapat dilaksanakan secara mekanis dengan intensitas yang tinggi (full mechanized) dan karena banyaknya type-type peralatan yang sudah diprodusir, maka dapat dipilihkan peralatan yang paling cocok, sesuai dengan sifat-sifat bahan yang akan digunakan serta kondisi lapangan pelaksanaannya. Akan tetapi karena tubuh bendungan terdiri dari timbunan tanah atau timbunan batu yang berkomposisi lepas, maka bahaya jebolnya bendungan umumnya disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:

��f!ltiilt¥-� timbunan a l>endu�an

rik'li __

-udik, maupun lereng (a) longsoran yang terjadi baik pada lereng udik, maupun lereng hilir tubuh bendungan.

(b) terjadinya sufosi (erosi dalam atau piping) oleh gaya-gaya yang timbul dalam aliran filtrasi yang terjadi di dalam tubuh bendungan.

(c) Suatu konstruksi yang kaku tidak diinginkan di dalam tubuh bendungan, karena konstruksi tersebut tak dapat mengikuti gerakan konsolidasi dari tubuh bendungan tersebut.

(d) Proses pelaksanaan pembangunannya biasanya sangat peka terhadap pengaruh ikliin. Lebih-lebih p�da bendungan tanah, dimana kelembaban optimum tertentu perlu dipertahankan terutama pada saat pelaksanaan penimbunan dan pemadatannya.

1.3.2 Perancangan Untuk Bendungan Urugan

Pada hakekatnya existensi suatu bendungan telah dimulai sejak diadakannya kegiatan-kegiatan survey, perancangan, perencanaan teknis, pembangunan, operasi dan pemeliharaan sampai akhir dari umur efek:tip bendungan tersebut.

Semakin mendalam pelaksanaan survey dan perancangan dikerjakan, inaka semakin mudahlah pembuatan perencanaan-teknisnya dan semakin mudah pula pelaksanaan pembangunannylj., karena kemungkinan terjadinya modifikasi-modifikasi konstruksi akan semakin kecil.

(4)

16 Bab 1 . Umum

Tetapi sebaliknya apabila survey dan perancangannya kurang teliti dan kurang mendalam, kadang-kadang pilihan yang semula (pada tingkat perancangan) jatuh pada bendungan beton, dapat berubah menjadi bendungan urugan setelah tiba pada saat pembuatan perencanaan-teknisnya, sehingga seluruh basil survey dan perancangan yang semula, terpaksa ditinjau kembali. Bahkan pada beberapa kasus, kadang-kadang di saat suatu bendungan dalam proses pelaksanaan pembangunannya, akibat diketemu­kannya kondisi-kondisi geologi yang kurang menguntungkan, terpaksa harus memin­dahkan sumbu bendungan yang telah ditetapkan atau memperbaiki kemiringan­kemiringan lereng bendungan, yang mengakibatkan bahwa volume urugan dapat berubah dengan sangat menyolok.

Contoh-contoh kejadian tersebut di atas, dapat mengakibatkan terlambatnya pelaksanaan pembangunannya, dan kadang-kadang bahkan terpaksa harus ditinggalkan begitu saja, karena timbulnya tambahan-tambahan pembiayaan yang melampaui batas persyaratan ekonomis.

Berhubung ha! tersebut, maka kemantapan perencanaan-teknis suatu bendungan sangat ditentukan oleh ketelitian pada pelaksanaan survey dan investigasi, sehingga mendapatkan data-data yang dapat dipercaya dan selanjutnya akan diperoleh analisa­analisa yang jitu.

Dari basil analisa-analisa teknis tersebut, maka akan dapat ditentukan dengan man tap hal-hal sebagai berikut: * Kendudukan bendungan yang paling·baik (the most favorab/e dam site).* Type bendungan yang paling cocok.* Metode pelaksanaan pembangunan yang paling efektif.

Berdasarkan data-data yang betul-betul lengkap serta dapat mencerminkan kondisi sesun.gguhnya dari tempat kedudukan calon bendungan dan disertai dengan analisa­analjsa yang jitu dengan mengadakan sistim coba-banding dari berbagai alternatif secara' beriilang kali, barulah akan dapat diharapkan ketepatan dan kemantapan dariketiga unsur pokok terse�ut di atas.

Beberapa

aspek terpenting yang

perlu dipelajari untuk dapat merealisir gagasanpembangunan suatu bendungan adalah:* Topografi.* Geologi teknik.* Pondasi.* Hidrologi.* Bahan bendungan.* Bangunan pelimpah.* Bangunan penyadap.* Lain-lain.(1) Topogra.fi

Apabila peninjauan hanya didasarkan pada kondisi topografi, maka bendungan Est�an menguntungkan dibangun Qada beton akan lebih menguntungkan jika sekiranya dibangun pada alur sungai yang dalam tetapi sempit, sebaliknya pada alur sungai yang dangkal tetapi lebar, bendungan urugan akan lebih murah.

:yang �lam tetapi semj?it1 sebaliknya pada sungai yan� dangk�I bendunen uruglY,l iikan wm:ab.

Akan tetapi, berhubung banyaknya faktor lain yang perlu diperhitungkan, antara lain kondisi geologi di daerah calon bendungan, tersedianya bahan dengan kwalitas yang memenuhi syarat untuk tubuh bendungan, kemampuan teknologi pelaksanaan pembangunannya; maka pada kenyataannya kadang-kadang bahkan terjadi hal yang sebaliknya.

Selain itu sering juga dijumpai bendungan dengan konstruksi kombinasi (type urugan dikombinasikan dengan bendungan beton). Karenanya secara pasti sukarlah

1 . 3 Beberapa Keistimewaan Bendungan Urugan 17

untuk dapat ditetapkan langsung type mana yang paling cocok untuk suatu Iokasi calon bendungan, sebelum diactakan penelitian-penelitian secara menctalam ctan saksama terhactap semua faktor-faktor yang akan rnempengaruhi rencana pembangunan suatu bendungan.

Walaupun demikian kernampuan actaptasi bendungan urugan jauh lebih tinggi dibandingkan dengan benctungan beton, sehingga kernungkinan terpil'ihnya bendungan urugan lebih besar ctari pacta benctungan beton.

Dalarn keadaan dimana rnernbangun bendungan urugan pacta alur yang sempit tetapi dalam, rnerupakan altematif yang terpilih, rnaka perlu ctiperhatikan hal-hal sebagai berikut:

(a) Diusahakan agar pemilihan bahan untuk tubuh bendungan sedemikian rupa sehingga potongan melintangnya paling sederhana. (Jenis bahan serta gradasi­nya diusahakan supaya tidak banyak). Hal tersebut akan rnenguntungkan, karena pelaksanaan pembangunannya lebih sederhana, mengingat sempitnya lapangan pelaksanaannya, dan terbatas­nya ruang gerak untuk alat-alat berat yang digunakan untuk pengangkutan bahan tubuh bendungan.

(b) Retak-retak pada tubuh bendungan kemungkinan dapat terjadi akibat perbe­daan angka konsolidasi yang besar antara bagian tubuh benctungan yang

Untuk.mencegah terjadinya xang fatal pada timbunan kedae air._ disaran­Qn agar ctipilih benctungan urugan jntj tegak karena hendungan type j';;j

terletak di atas dasar sungai dmt bagian tubuh benctungan yang terletak di

atas tebing sungai.

dapat menxesuaikan djrj dkngan kktidak seragaman proses l$Qnsolictasi._dihandjng deg,gan henduugau uwgan jntj mjring.

(c) Biasanya kebocoran-kebocoran yang paling rnudah terjadi adalah di daerah kontak antara timbunan yang kedap air (inti, tirai, ctll.) ctengan tebing sungai. Karenanya dianjurkan agar penggalian untuk landasan inti tersebut pada tebing dan dasar sungai supaya ctibuat berparit-parit agar kontak menjadi lebih luas dan turnpuan antara timbunan kedap air dengan alasnya (tebing dan dasar sungai) rnenjadi lebih sempuma. Penggalian-penggalian pada calon landasan inti kedap air supaya ctilaksanakan dengan teliti dan pekerjaan penimbunannya agar ctilakukan ctengan cermat serta diusahakan agar digunakan bahan tanah liat dengan angka P. I. (Plasticity Index) tidak kurang ctari 15.

(d) Pacta keadaan topografi, dimana tebing sungainya terlalu curam, sehingga rnenyukarkan_ pembuatan bangunan-bangunan pelengkap untuk bendungan (seperti: bangunan pelimpah, bangunan penyactap, bangunan pengglontoran ctan jaringan jalan-jalan exploitasi) ctan apabila debit banjimya relatif sangat besar dibandingkan ctengan lebar sungai, maka dalam hal ini bendungan beton merupakan alternatif yang paling rnemungkinkan.

(e) Pada kondisi topografi seperti yang tertera pada ad. d. di atas stabilitas bendu­ngan akan lebih rneningkat, karena tebing sungai dapat pula bekerja sebagai penyangga, baik untuk beban vertikal maupun beban-beban horizontal secara langsung (sehingga tubuh bendungan dapat disangga oleh alur sungai secara stereornetris).

(2) Geo/ogi teknik Pada hakekatnya penelitian geologi teknik yang perlu dilakukan, tidak hanya di

daerah sekitar ternpat kedudukan calon bendungan yang akan ·dibangun, tetapi harus pula diadakan penelitian di daerah calon waduk dan sekitarnya untuk mengidentifisir

Untuk mencegah terjadinya retak yang fatal pada timbunan kedap air, disaran-kan agar dipilih bendungan urugan inti tegak karena bendungan type inilebih mudah dapat menyesuaikan diri dengan ketidak seragaman proses konsolidasi, dibanding dengan bendungan urugan inti miring .

18 Bab 1. Umum

adanya celah-celah yang mengakibatkan kebocoran ataupun kemungkinan adanya daerah-daerah yang mudah longsor (sliding zones).

Pekerjaan sementasi yang dilaksanakan pada celah-celah patahan tersebut serta pencegahan longsoran-longsoran dalam keadaan waduk sudah terisi akan mem­butuhkan biaya yang lebih besar. Sedangkan apabila dibiarkan begitu saja, mungkin akan terjadi kehilangan-kehilangan air yang sangat berlebihan, yang mengalir keluar dari celah-celah patahan-patahan tersebut. Selain itu adanya retakan-retakan yang luas penyebarannya, dapat mengakibatkan terjadi longsoran-longsoran berkapasitas besar, yang mungkin dapat meluncur masuk ke dalam waduk. Dengaa masuknya suatu masa tebing di sekitar waduk tersebut akan menyebabkan penuhnya waduk terisi sedimen dalam waktu yang amat singkat, yang diikuti oleh keluarnya air waduk secara mendadak, sehingga terjadi luapan-luapan yang sangat membahayakan daerah-daerah di sebelah hilirnya. Penting pula diperhatikan usaha-usaha pencegahan kebocoran-kebocoran yang timbul di sekitar waduk, yang sering terjadi karena kurangnya perhatian terhadap patahan­patahan, retakan-retakan, bahkan gua-gua di bawah tanah pada saat penelitian geologi teknis dilaksanakan. (3) Pondasi

Pada dasarnya, seperti telah dijelaskan terdahulu, bendungan urugan dapat diba­ngun di atas hampir semua keadaan topografi dan geologi yang dijumpai, sedangkan bendungan beton hanya mungkin dibangun di atas pondasi yang kukuh. Di atas batuan yang lemah (batuan sedimen seperti: batuan !umpur tufaan dan beberapa batuan metamorf dan batuan lepas), pembangunan bendungan urugan akan lebih aman dibandingkan dengan bendungan beton. Apabila pondasi terdiri dari tanah yang lulus a1r a tau daya dukungnya rendah , diperlukan perbaikan dengan sementasi (grouting) yang kadang-kadang biayanya cukup besar. Mengingat struktur geologi suatu lapisan 'Walaupun secara makrokospis kelihatannya homogen, tetapi tidak selalu demikian dalam susunan mikroskopisnya, sehingga hanya dari hasil-hasil survey dan pengamatan-pengamatan visuil saja, kondisi geologi yang sebenarnya tak dapat secara pasti digambarkan. Karenanya di dalam pembuatan perencanaan teknisnya diperlukan angka-angka keamanan yang cukup, untuk meng­hindarkan hal-hal tak terduga yang mungkin saja dapat terjadi, baik pada saat-saat pelaksanaan pembangunan suatu bendungan, ataupun pada masa-masa exploitasinya.

Jika hasil-hasil perhitungan dan analisa mendapatkan angka pembiayaan sangat tinggi untuk pekerjaan perbaikan pondasinya, maka dianjurkan agar rencana tempat kedudukan bendungan ( proposed dam site), maupun dimensi dari pada bendungan perlu ditelaah kembali dan meninjau kemungkinan-kemungkinan pada alternatif yang lain. ( 4) Bahan ben dung an

Didasarkan atas pemikiran, bahwa type bendungan yang paling ekonomis yang harus dipilih, maka dipandang perlu untuk memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

(a) K walitas dan kwantitas bahan yang mungkin terdapat di sekitar tempat kedudukan calon bendungan.

(b) Jarak pengangkutannya dari daerah penggalian (borroll'-pits and quarry-areas) ke tempat penimbunan calon tubuh bendungan.

Lokasi bahan yang terdapat di daerah calon waduk merupakan perhatian pertama, sebelum mempertimbangkan bahan-bahan yang terdapat di daerah lainnya.

Demikian pula perlu diteliti cara-cara penggalian yang paling efisien, sesuai dengan sifat-sifat dan formasi dari bahan tersebut dan cara-cara pengangkutan yang efektif dari tempat pengambilan ke tempat-tempat penimbunannya pada calon tubuh bendu­ngan tersebut.

1. 3 Beberapa Keistimewaan Bendungan Urugan 19 Mengingat hampir semua batuan (seperti: tanah, pasir, kerikil dan batu) dapat

digunakan untuk konstruksi tubuh bendungan urugan, maka akan banyaklah alternatif yang harus dipertimbangkan dan diperbandingkan, sebelum mendapatkan sebuah alternatif konstruksi tubuh bendungan yang paling ekonomis.

Untuk mempersiapkan kemungkinan-kemungkinan terjadinya perubahan-peruba­han volume timbunan tubuh bendungan, maka penyediaan bahan sebaiknya 2 (dua) kali lebih banyak dari pada perhitungan volume pada rencanateknisnya.

Akan sangat menguntungkan apabila tempat pengambilan bahan batu dan bahan tanah terletak pada suatu daerah yang berdekatan dengan calon tubuh bendungan.

Apabila bahan-bahan yang diperoleh tak dapat digunakan secara langsung atau pada saat penggalian, pengangkutan, penimbunan, pemadatan maupun masa exploita­sinya bahan tersebut akan berubah karakteristika mekanis dan kimiawinya, maka diperlukan adanya usaha-usaha penyesuaian seperlunya ataupun pencegahan-pencegahan agar dapat dihindarkan perubahan-perubahan tersebut di atas, antara lain dengan cara sebagai berikut:

(a) Untuk bahan kedap air * Menyesuaikan angka kadar air (kelembaban) dengan kebutuhan (kalau

terlalu tinggi dijemur, kalau terlalu rendah disiram air.) * Mencampurkan beberapa macam bahan galian asli, sehingga dapat diperoleh

bahan dengan gradasi yang diinginkan. * Mengeluarkan butiran-butiran yang terlalu besar, di luar ukuran-ukuran

yang diinginkan. (b) Untuk bahan lulus air

* Memperbaiki gradasi (dengan mencampur-campur beberapa bahan galian)agar dapat digunakan untuk bahan filter.

* Memproses batuan lunak agar tidak mudah pecah.* Mengayak bahan berbutiran, lepas untuk bahan dasaran atau timbunan­

timbunan khusus lainnya.Untuk semua hal tersebut di atas, diperlukan adanya biaya-biaya tambahan.

Selanjutnya pengujian-pengujian bahan secara sempurna dengan dukungan metode­metode penyempurnaan kwalitas bahan secara ekonomis adalah suatu usaha yang sangat menentukan guna mendapatkan bahan yang ekonomis serta pembuatan bendu­ngan yang paling murah. (5) Bangunan pelimpah

Apabila debit banjir suatu bendungan diperkirakan akan berkapasitas besar dibandingkan dengan volume waduk dan jika ditinjau dari kondisi topografinya penem­patan sua tu bangunan pelimpah akan mengalami kesukaran, maka alternatif bendungan urugan mungkin secara teknis akan sukar untuk dipertanggung jawabkan dan bendungan beton mungkin akan lebih memadai dan penelitian-penelitian serta analisa-analisa selanjutnya yang lebih mendalam terhadap kemungkinan pembangunan bendungan beton perlu dilaksanakan.

Kekurangan yang paling menonjol pada bendungan urugan adalah lemahnya daya tahan bendungan terhadap limpasan (over-topping) dan dalam kondisi hydrologi seperti terse but di atas, maka bendungan urugan merupakan alternatif yang tidak meyakinkan.

Memforsir alternatif bendungan urugan harus pula diimbangi dengan pembuatan bangunan pelimpah yang besar, agar kapasitasnya mampu menampung debit yang besar terse but. dan pembuatannya akan membutuhkan biaya yang sedemikian besarnya, sehingga kalau dibandingkan dengan harga bangunan pelimpahnya telah mendekati harga alternatif bendungan beton, sebagaimana halnya bendungan beton sekaligus dapat pula berfungsi sebagai bangurian pelimpah.

20 Bab 1. Umum

Pada beberapa contoh yang extrim telah menunjukkan bahwa telah banyak diba­ngunnya suatu bendungan urugan, dimana harga bangunan pelimpahnya sudah meliputi (40 sfd 50%) dari harga bendungan secara keseluruhan. Akan tetapi dengan mencoba mendapatkan Iokasi-Iokasi dari pada punggung perbukitan yang agak rendah yang akan mengelilingi calon waduk (saddle-backed topography), mungkin dapat diketemukan suatu punggung perbukitan yang cukup rendah, sehingga dapat dibuat suatu bangunan pelimpah frontal yang lebar.

Selanjutnya hasil dari penggalian untuk tempat kedudukan bangunan pelimpa.h dan bangunan-bangunan pelengkap lainnya diusahakan agar dapat dipergunakan untuk bahan penimbunan tubuh bendungan dan deil.gan demikian harga pembangunan waduk dapat ditekan pada tingkat yang paling ekonomis.

Pada penentuan kapasitas bangunan pelimpah supaya dipertimbangkan pula hal-hal yang berkenaan dengan fungsi dari waduk dan cara-cara penyadapan air dari waduk terse but.

Apabila suatu bendungan urugan akan dibangun di daerah-daerah yang exploita­sinya agak sukar, perlu dipertimbangkan pembuatan suatu pelimpah darurat, sehingga debit banjir dapat ditangani secara lebih mantap. (6) Bangunan penyadap

Pl,lda hakekatnya air yang terdapat di dalam waduk akan dipergunakan untuk berbagai macam kebutuhan dengan berbagai macam syarat-syarat teknis penyadapannya, sehingga bangunan penyadap yang ditetapkan supaya dapat disesuaikan dengan syarat­syarat penyadapan yang dibutuhkan tersebut. Umumnya air yang disadap dari waduk dipergunakan untuk keperluan-keperluan irigasi, pembangkit tenaga listrik, air minum, pengendalian banjir, penggelontoran dan Iain-Iainnya.

Seyogyanya diperhatikan pula kemungkinan-kemungkinan type bangunan penyadap yang berfungsi ganda, sesuai dengan tujuan pembangunan waduk yang bersangkutan, misalnya air penggelontoran dikeluarkan melalui terowongan pembuang, terowongan penggelontor lumpur atau terowongan pelimpah banjir dan kesemuanya ini agar selalu didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan ekonomis.

Seperti halnya bangunan penyadap type menara (bangunan penyadap menara) mempunyai suatu kelebihan, bahwa operasi pintunya mudah dan dapat mengatur debit pengambilan secara ketat, tetapi harganya begitu tinggi dibandingkan dengan bangunan penyadap type lainnya. Selain itu bangunan penyadap type menara ini membutuhkan pondasi yang kuat serta memerlukan exploitasi dan pemeliharaan yang teliti pula.

Sebaliknya bangunan penyadap sandar berterowongan miring, selain pembiayaannya rendah, type ini tidak memerlukan pondasi yang kuat, demikian pula biaya exploitasi dan pemeliharaannya tidak terlalu tinggi.

Akan tetapi bila ditelaah lebih lanjut, dapat kiranya dicatat, bahwa untuk menda­patkan lokasi pembuatan type penyadap kedua inipun tidaklah selalu mudah. Disamping itu semakin panjang terowongannya, maka pelaksanaan operasinya akan semakin sukar, karena membutuhkan penampang yang semakin besar untuk mengalirkan debit yang sama, yang bera:rti memerlukan pintu-pintu yang besar dan berat.

Demikian pula bila diperhatikan perbedaan pada terowongan penyalurnya (outlet conduit) antara kedua type bangunan penyadap tersebut di atas dapat dicatat hal-hal sebagai berikut: * Pada bangunan penyadap type kedua, terowongan penyalurnya berformasi miring,

sehingga akan lebih panjang dari terowongan pada bangunan penyadap type pertama. * Berhubung karena terowongan penyalur pada bangunan penyadap type kedua Ietak

pin tu pengambilannya lebih dangkal, maka diperlukan terowongan. yang lebih panjang.

·

1 . 3 Beberapa Keistimewaan Bendungan Urugan 21

* Terowongan penyalur pada bangunan penyadap type kedua, biasanya terletak di ataspermukaan pondasi yang lemah, sehingga pembuatannya dengan sistiri1 terbuka,sedang terowongan penyalur pada bangunan penyadap type pertama dibuat dengansistim tertutup, karena biasanya letaknya lebih dalam.

* Pada terowongan pengatur bangunan penyadap type pertama pada masa-masaexploitasinya akan mendapat beban dari tubuh bendungan, beban hydrostatis dangempa, sedang untuk terowongan penyalur pada type kedua beban-beban tersebuthampir tidak ada.

Dengan cara memperbandingkan seperti uraian tersebut di atas, maka suatu type bangunan penyadap dapat dipertimbangkan dan akhirnya dapat ditetapkan suatu typeyang teknis-ekonomis paling cocok untuk suatu bendungan yang akan dibangun. (7) Lain-lain

Selain problema yang bersifat teknis dan ekonomis, pembangunan sebuah waduk akan menyangkut problema-problema sosial, seperti pembebasan tanah dan pemindahan penduduk dari areal-areal yang akan digunakan sebagai waduk, bendungan dan komplex-komplex pelaksanaan serta penggantian-penggantian pada bangunan-bangunan umum yang harus ditinggalkan penduduk. Demikian pula pemindahan-pemindahan fasilitas-fasilitas umum dari daerah yang akan tergenang, seperti jalan-jalan raya, jalan-jalan kereta api, kantor-kantor pemerintahan, pasar-pasar dan lain-lainnya. Selain itu karena membangun sebuah waduk merupakan suatu bangunan yang besar, sehingga mempunyai pengaruh-pengaruh yang sangat luas pada kehidupan masyarakat, yang antara lain adalah peningkatan yang drastis pada kondisi sosial ekonomi penduduk yang berada baik di sekitar waduk, maupun daerah-daerah lain yang masih dalam jangkauan pengaruh dari waduk tersebut.

BAB 2. SURVEY DAN INVESTIGASI

2.1 Survey Dan Investigasi Pendahuluan

2.1 . 1 Survey Dan Investigasi Terhadap Data-Data Yang Sudah Tersedia

23

Sebelum kegiatan survey dimulai, terlebih dahulu supaya diketahui aspek-aspek terpenting yang mendorong timbulnya gagasan pembangunan sebuah bendungan yang biasanya adalah: * pentingnya existensi bendungan tersebut ditinjau dari segi-segi ekonomis maupun

sosial. • tujuan-tujuan pokok pembangunan dari bendungan.• fungsi pokok yang akan dibebankan pada calon bendungan.• perkiraan kemampuan teknis dari calon bendungan.• dan lain-lainnya.

Sesudah latar belakang dari gagasan pembangunan waduk tersebut diketahui dengan pasti dan gagasan tersebut memang berlandaskan pada dasar-dasar yang kuat, barulah dapat dimulai dengan kegiatan-kegiatan sebagai berikut: • pengumpulan data-data yang sudah tersedia, yang ada hubungannya dengan

pembangunan bendungan tersebut. • pengumpulan informasi dan keterangan baik tertulis maupun lisan di sekitar daerah

calon bendungan, maupun di daerah-daerah dimana pengaruh existensi bendungan diperkirakan akan terasa (baik yang bersifat menguntungkan inaupun yang bersifat merugikan).

Pengumpulan data-data dan informasi supaya diusahakan sebanyak mungkin. Dari basil analisa data-data dan informasi yang telah diperoleh, barulah dapat

melangkah kepada kegiatan penyusunan skedule survey dan investigasi selanjutnya yang akan dipergunakan sebagai dasar perancangan bendungan tersebut.

Adalah sangat penting untuk mengetahui tempat-tempat penyimpanan data-data yang diperlukan, seperti misalnya data-data geologi yang tersimpan pada instansi­instansi a tau perusahaan-perusahaan tertentu dan data-data ini biasanya tidak dipublisir. Semakin banyak data-data yang terkumpul, berarti akan semakin menghemat biaya dan waktu, sehingga kegiatan survey dapat berjalan lebih cepat.

Pada da�arnya kegiatan survey dan investigasi pendahuluan, terdiri dari dua bagian yaitu: * pengumpulan data-data dasar.* rcngujian data yang sudah terkumpul.(1) Pengumpulan data-data dasar

Walaupun data-data dasar yang diperoleh biasanya dalam skala yang J<ecil, sehingga tak dapat memberikan gambaran yang selengkap-lengkapnya pada bendungan yang akan dircncanakannya, akan tetapi data-data tersebut akan sangat menentukan jalannya kegiatan survey dan investigasi selanjutnya.

Data-data yang dapat diperoleh dalam survey pendahuluan ini adalah data-data sebagai beri k ut:

(a) Peta-peta topografi

24 · Bab 2. Survey dan Investigasi

Biasanya oleh instansi-instansi tertentu baik di tingkat �usat maupun di tingkat propinsi diterbitkan peta-peta. topografi dengan skala 1 :50.000. atau 1 :25.000. Peta-peta ini merupakan data yang paling pondamentil, sebelum kegiatan-kegiatan survey dan investigasi selanjutnya dapat direncanakan. (b) Peta-peta geologi

Biasanya peta-peta geologi dalam skala-skala yang kecil juga diterbitkan oleh instansi-instansi tertentu, baik di tingkat pusat maupun di tingkat propinsi. Berda­sarkan peta-peta tersebut beberapa kondisi geologi dari suatu daerah tertentu sudah dapat diketahui secara kasar, misalnya mengenai formasi batuan, proses pemben­tukannya, umur geologi suatu lapisan, struktur geologinya, dan lain-lain. (c) Foto Udara

Dengan foto udara akan sangatlah mudah untuk mempelajari dan menganalisa tempat kedudukan calon bendungan dan daerah sekitamya, dimana kesukaran­kesukaran pengamatan setempat terhadap struktur geologinya, dengan mudah dapat diatasi dengan penggunaan foto udara, misalnya untuk mengetahui adanya daerah-daerah yang mudah longsor (sliding zones), daerah-daerah patahan, lipatan­lipatan dan lain-lain.

Dengan memperhatikan wama dan bayangan pada foto udara, secara kasar dapat diketahui tingkat kelembaban tanah, formasi permukaan air tanah dan keadaan drainagenya, misalnya akan dapat dibedakan antara daerah lempung kedap air dan daerah formasi pasiran yang kering. Dan pengamatan-pengamatan terhadap jenis-jenis vegetasi, penyebaran serta tingkat kesuburannya pada foto tersebut, maka dapat diperkirakan formasi batuan dasar suatl1 daerah, kelembabannya dan lain-lain. (d) Lain-lain

Data-data lainnya yang tidak kurang pentingnya adalah peta-peta land-use, peta-peta tanah tinjau dan catatan-catatan kegiatan pembangunan di waktu-waktu yang lampau.

(2) Pengujian (kalibrasi) data-data yang terkumpul Pada hakekatnya tidaklah semua data-data yang terkumpul itu dapat dipercaya

adanya, diperlukan juga suatu pengujian-pengujian (kalibrasi) dengan metode tertentu, antara lain sebagai berikut: * memperbandingkan data-data yang sejenis yang telah diperoleh dan mengusahakan

agar dipilih data-data yang paling logis. * mengadakan pemeriksaan-pemeriksaan setempat terhadap kebenaran data-data

terse but. * memperbandingkan dan mencari persamaan yang logis antara dua jenis data yang

berbeda, umpamanya dengan membandingkan data-data topografi dengan data-data geologi, data-data meteorologi dengan data-data hydrologi dan lain-lain.

Untuk jelasnya dapat kiranya diikuti beberapa uraian di bawah ini, dimana cara­cara untuk memperbandingkan data-data topografi dengan data-data geologi, sebagai sua tu kelaziman yang logis pad a kondisi alam yang sebenarnya, antara lain: * daerah-daerah yang rendah, biasanya terdiri · dari batuan aluvial.* daerah-daerah yang tinggi, biasanya terdiri dari batuan diluvial.* daerah-daerah gunung berapi, biasanya terdiri dari batuan asal gunung berapi, seperti

debu gunung berapi, tufa, breksi, lava, dan lain-lain.* daerah-daerah perbukitan, terdiri dari batuan diluvial, berumur tertiair, granit, dan

lain-lain.* daerah-daerah pegunungan, biasanya terdiri dari batuan-batuan berumur paleozoic,

2. 1 Survey dan Investigasi Pendahuluan

mesozoic, batuan-batuan metamorf, batuan beku (igneous-rock) dan lain-lain.

2.1.2 Survey Dan Investigasi Daerah Tempat Kedudukan Caloa Bendungan

25

Sesudah tern pat kedudukan bendungan ditetapkan secara kasar berdasarkan analysa dari data-data yang berhasil dikumpulkan, maka survey dan investigasi daerah kedudu­kan calon bendungan perlu dilaksanakan untuk mengetahui dengan saksama keadaan yang sebenarnya, guna penyusunan rencana-rencana kegiatan survey dan .investigasi yang lebih mendalam.

Kegiatan survey dan investigasi ini selain daerah tempat kedudukan calon bendu­ngan, akan mencakup pula daerah di sekitar tern pat kedudukan calon bendungan terse but, yang diperkirakan akan mendapatkan pengaruh langsung baik pada saat-saat pelak­sanaan survey dan investigasinya, maupun pada waktu pelaksanaan pembangunannya. (J) Perlengkapanfperalatan survey dan investigasi lapangan

Guna melaksanakan pekerjaan-pekerjaan survey dan investigasi Iapangan, diperhi­kan perlengkapan-perlengkapan/peralatan sebagai berikut:

(a) Ringkas�n dan kesimpulan-kesimpulan dari hasil-hasil survey dan pengum-pulan data-data terdahulu.

(b) Palu untuk survey geologi, clinometer, kaca pembesar, dan lain-lain. (c) Pita ukur, waterpas tangan, meteran, dan lain-lain. (d) Kantong-kantong plastik. (e) Buku catatan dan pensil. (f) Tustel dan teropong. (g) Lampu baterai .

(2) Kegiatan survey dan investigasi /apangan Survey dan investigasi lapangan yang diperlukan, umumnya terdiri dari kegiatan­

kegiatan berikut: (a) Pemetaan geologi permukaan (out-crop survey)

Pekerjaan ini diperlukan untuk mendapatkan gambaran yang lebih saksama terhadap jenis-jenis batuan yang membentuk permukaan tanah dan mencoba memperkirakan daerah penyebaran serta ketebalannya, sifat-sifat fisik maupun mekanisnya, dan lain-lain. Hal tersebut sangat diperlukan untuk mendapatkan gambaran sepintas, apakah tempat kedudukan calon bendungan yang secara kasar telah terpilih sudah cukup wajar untuk penelitian-penelitian selanjutnya. Biasanya dalam pelaksanaan pembangunan sebuah bendlingan senantiasa akan dijumpai problema-problema yang cukup b�rat, karena terdapatnya jenis-jenis batuan yang sudah lapuk dengan daya dukung yang rendah, lapisan pasir dan kerikil dengan permeabilitas yang tinggi, Iapisan yang terdiri dari bahan vulkanis, Iapisan baiuan endapan bekas alur sungai, lapisan talus (endapan akibat longsoran tanah), lapisan batuan yang mudah larut, antara lain : batuan kapur, batuan garam, dan lain sebagainya. (b) Survey dan investigasi untuk bahan bendungan

Dengan menggunakan peta-peta topografi dan geologi, maka dengan mudah dapat diketahui jenis batuan asal yang terdapat di sekitar daerah tern pat kedudukan calon bendungan. Demikian pula dengan mudah diketahui jenis sedimen yang terdapat di daerah ini serta memperkirakan kapasitas dari masing-masing jenis sedimen tersebut.

Berdasarkan hasil-hasil - survey tersebut di atas, maka akan dapat disusun rencana-rencana kegiatan survey dan investigasi selanjutnya. Mengingat kegiatan

26 Bab 2. Survey dan Investigasi

survey dan investigasi pondasi bendungan dan bahan bendungan biasanya dilak­sanakan dengan metode-metode yang sama, maka diatijurkan agar kegiatannya dilakukan dalam waktu yang bersamaan.

2.2 Pengukuran Dan Pemetaan Topografi.

2.2.1 Pemetaaa Dall Pengukuraa Calon Waduk

Pekerjaan pemetaan dan pengukuran akan mencakup daerah-daerah sebagai berikut: * daerah calon waduk yang akan tergenang air.* jalur calon jalan-jalan raya/kereta api yang harus dipindahkan dari daerah yang

tergenang.* daerah-daerah yang diperkirakan akan menjadi tempat kedudukan calon bendungan,

maupun tempat-tempat yang diperkirakan akan menjadi tempat kedudukan bangunanpelengkap bendungan yang bersangkutan.

Pekerjaan pemetaan dan pengukuran ini diperlukan untuk nielakukan hal-hal sebagai berikut : * memperkirakan volume calon waduk.* menentukan kedudukan calon bendungan serta bangunan-bangunan pelengkapnya.* menentukan luasnya daerah yang perlu dibebaskan, termasuk semua bangunan dan

tanaman yang terdapat di dalamnya.Untuk calon bendungan dan calon waduk, batas-batas yang dipetakan adalah :

* daerah yang dikelilingi oleh sebuah garis yang tinggi yang letaknya pada elevasi I ,2kali tinggi calon bendungan.

* daerah yang tercakup 50 meter di luar kedua ujung mercu calon bendungan danmelebar ke arah hilir sejauh 100 meter dari poros calon bendungan.

Skala peta disesuaikan dengan luasnya daerah genangan yaitu dengan ketentuan seperti yang tertera pada Tabel 2-l dan dengan garis-garis interval tinggi I m, 2m atau 5m.

Tabel 2-l. Luas daerah geuangan waduk clan skala peta yang lazim dipergunakan.

Luas daerah genangan waduk Skala

Lebih besar dari 1 00 ha 1 /2.000- 1/5.000

Antara 50 -:- lOO ha l / 1 .000- l/2.000

Lebih kecil dari 50 ha 1 /500- l/ 1 .000

2.2.2 Pemetaan Pada Tempat Kedudukaa Calon Bendungan

Untuk tempat kedudukan calon bendungan, di samping peta (gambar· situasi) dibutuhkan juga beberapa gambar-gambar penampang melintangnya (penampang­penampang melintang yang memotong sungai) dan penampang memanjang (sejajar dengan songai).

Tujuan dari pekerjaan tersebut adalah untuk membuat gambar-gambar rencana tubuh bendungan, rencana perbaikan-perbaikan pondasi (apabila kelak diperlukan), untuk mendapatkan gambaran secara kasar volume tubuh bendungan, memperkirakan kemungkinan-kemungkinan lokasi dari pada bangunan-bangunan pelengkap bendu­ngan, dan lain-lain.

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 27 Peta-peta dan gambar-gambar supaya dibuat dalam skala I : 500 atau I : 1.000. dengan interval tinggi 1 meter.

2.3 Survey Meteorologi Dan Hydrologi

2.3.1 Pemasangan Alat-alat Observasi

Kegiatan survey meteorologi dan hydrologi hanya dapat dimulai apabila sudah dipasang dan disediakan peralatan sebagai berikut: * alat pengukur temperatur.* alat penakar hujan.* alat pengukur debit aliran air sungai.* alat pengukur temperatur air.* alat pengukur sedimen.* alat-alat meteorologi.* dan lain-lain.

Realisasi dan pemasangan peralatan tersebut sebaiknya dilaksanakan pada permu­laan dari kegiatan survey & investigasi rencana pembangunan sebuah bendungan.

Data-data yang diperoleh dari pencatatan-pencatatan dan pengukuran-pengukuran tersebut akan merupakan data-data yang sangat penting sebagai bahan analysa-analysa dan perhitungan-perhitungan guna menentukan kapasitas calon waduk, tinggi serta volume calon tubuh bendungan dan penetapan debit b.anjir-rencana untuk menentukan kapasitas bangunan pelimpah atau saluran-saluran banjir lainnya.

Perincian kegiatan survey dan investigasi yang diperlukan adalah sebagai berikut : ( I) Observasi meteorologi di sekitar tempat kedudukan calon bendungan, yang

terdiri dari pengukuran dan pencatatan temperatur, kelembaban, kecepatan angin serta arahnya, tingkat radiasi sinar matahari, penguapan, curah hujan dan intensitasnya, dan lain-lain.

(2) Penempatan alat penakar curah hujan pada tempat-tempat yang sesuai di seluruh daerah pengaliran calon bendungan dengan kerapatan tertentu, untuk menentukan karakteristika curah hujan di daerah terse but. Sebaiknya digunakan alat pengukur curah hujan otomatis pada lokasi-lokasi tertentu, dengan memper­timbangkan kondisi topografi, kecepatan angin serta arahnya, pohon-pohonan yang terdapat di sekitarnya, agar alat-alat pencatat tersebut dapat menghasil­kan data-data yang relevant.

(3) Pengukuran dan pencatatan temperatur air sungai dan pengamatan kwali­tasnya pada beberapa lokasi tertentu di sebelah hilir calon bendungan.

( 4 ) Pengukuran dan pencatatan debit air sungai pada tempat kedudukan calonbendungan.

Data-data curah hujan dan debit sungai merupakan data-data yang paling ponda­mentil dalam merencanakan pembangunan suatu bendungan. Dan ketepatan dalam pemilihan-pemilihan lokasi serta pemilihan type peralatannya (baik untuk curah hujan maupun untuk debit sungai) adalah merupakan faktor-faktor yang menentukan pada kwalitas data yang kelak akan diperoleh.

Khususnya dalam penempatan stasiun pencatat debit disarankan agar memperha­tikan hal-hal sebagai berikut :

( l ) Supaya diusahakan lokasi yang berdekatan dengan calon kedudukan bendu­ngan, tetapi diperhatikan agar dapat dihindarkan fluktuasi debit yang dipe­ngaruhi oleh adanya · kegiatan pelaksanaan pembangunan bendungan yang bersangkutan.

28 Bab 2. Survey dan Investigasi

(2) Supaya diusabakan lokasi pada bagian sungai yang lurus dengan luas penam­pang lintang yang bampir seragam dan dengan kemiringan yang konstan.

Pada prinsipnya pengukuran-pengukuran yang dilaksanakan umumnya dengan metode current meter (current meter method) . Walaupun demikian dalam kondisi-kondisi tertentu dipergunakan pula metode pelam­pung (floating method) dan metode pengukuran dengan am bang pelimpab (weir method). (1) M ethode current meter

Pada bakekatnya cara ini termasuk cara yang sudab agak kuno, walaupun demikian mengingat pelaksanaannya yang tidak terlalu sukar, sedang basilnyapun cukup dapat diandalkan sebingga metode current meter pada saat ini masib sangat luas pemakaiannya. Prinsip pelaksanaannya adalab dengan urutan sebagai berikut :

(a) Menentukan suatu penampang sungai untuk lokasi pelaksanaan pengukuran debit.

(b) Mengukur kecepatan aliran air yang melintasi penampang sungai terse but di atas dengan current meter yang didasarkan pada prosedur-prosedur tertentu. Apabila kecepatan rata-rata tersebut dikalikan dengan luas penampang basabnya, maka debit sungai tersebut dapat dibitung dengan mudab. Fluktuasi permukaan air sungai dicatat oleb suatu alat pencatat dan secara otomatis tergambar sebuab grafik yang disebut bydrograf-elevasi permukaan air.

(c) Dengan melaksanakan pengukuran-pengukuran debit seperti pada ad. (b) d i atas secara berulang kali, pada elevasi permukaan air yang berbeda-beda maka didapatlab angka debit sungai yang berbeda-beda pula dan dari basil-basilnya maka dapat dibuatkan kurva elevasi versus debit yang disebut kurva debit (rating curve).

(d) Dengan menggunakan rating curve ini, maka setiap elevasi permukaan air sungai yang tercatat pada bydrograf-elevasi dapat diketabui debitnya.

(2) Metode pelampung yang terdiri dari 2 (dua) type yaitu * metode pelampung permukaan (surface float method).• metode pelampung tongkat (bar float method).

Prinsip pengukurannya adalab dengan mengetabui kecepatan rata-rata aliran permukaan air sungai yang kemudian dikalikan dengan luas penampang sungai dan dengan memasukkan beberapa koeffisien ke dalam perkalian tersebut. Akan tetapi karena adanya aliran-aliran permukaan yang menyilang, ombak serta tiupan angin di atas permukaan air sungai, maka kecepatan aliran permukaan yang sesunggubnya tidak selalu sesuai dengan kecepatan banyutnya pelampung, sebingga akan memberikan basil dengan angka-angka yang kurang tepat. Metbode pelampung biasanya digunakan pada waktu banjir atau pada saat metode lain tidak dapat dilaksanakan, karena kelangkaan peralatannya. (3) Metode ambang pelimpah (weir method)

Metode ini sangat cocok untuk pengukuran sungai-sungai yang kecil dengan basil yang tinggi ketelitiannya.

Beberapa problema yang perlu mendapat perbatian kbusus dalam kegiatan pengu­kuran dan pencatatan debit sungai, yaitu :

( I ) Mengingat babwa alur sungai sepanjang existensinya senantiasa bergerak dengan intensitas-intensitas tertentu, maka bagian sungai dimana sebuab stasiun pengukurjpencatat debit akan turut bergerak dengan intensitas tertentu pula yang mengakibatkan konfigurasi penampang lintang sungai di tempat tersebut akan berubab-ubab dan dengan demikian bentuk penampang basab sungainyapun dari waktu ke waktu akan berubab-ubab.

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 29

(2) Baik pada sungai-sungai yang besar, maupun pada sungai-sungai yang kecil perubahan penampang basahnya senantiasa terjadi, karenanya hubungan antara elevasi permukaan dan debitnya senantiasa berubah-ubah pula_dan dengan demikian kurva debit (rating curve) suatu penampang sungai *an senantiasa turut berubah-ubah. iUntuk mencegah terjadinya kesalahan-kesalahan yang fatal, maka disarankan agar dalam periocre-periode tertentu supaya luas penampang sungai pada tempat-tempat pengukuran/pencatatan debit diukur kembali dan jika diper­lukan maka kurva debit dapat diganti untuk disesuaikan.

(3) Pada pembuatan kurva debit, agar pengukuran-pengukuran dilaksanakan baik pada de�it kecil dan debit normal maupun pada saat terjadinya banjir-banjir besar dengan pelaksanaan yang berulang kali.

(4) Hasil-hasil yang diperoleh dari pengukuran-pengukuran debit tersebut di­gunakan untuk menganalisa hubungan antara debit air yang mengalir dari suatu daerah pengaliran dan intensitas curah hujan yang jatuh di daerah pengaliran tersebut.

2.3.2 Sun'ey Data-data Debit Banjir Yang Pemah Terjadi

Guna pembuatan rencana-teknis bangunan pelimpah sebuah bendungan, maka diperlukan suatu debit banjir-rencana yang realistis. Untuk ini, angka-angka basil perhitungan hydrologi perlu diuji dengan menggunakan data-data banjir-banjir besar dari pencatatan-pencatatan/pengamatan-pengamatan setempat.

Data-data debit banjir besar yang pernah terjadi, dapat diperoleh dari tanda-tanda adanya genangan-genangan tertinggi yang pernah terjadi, yang terdapat ;antara lain pada jembatan-jembatan, pada bangunan-bangunan di tepi sungai yang biasanya ditan­dai oleh petugas-petugas penjagaan banjir setempat. Survey data-data banjir besar ini disarankan pula untuk dilakukan di sungai-sungai yang berdekatan.

Beberapa contoh kongkrit dalam usaha mendapatkan data-data banjir besar yang pernah terjadi. (1) Memperbandingkan kondisi meteoro/ogi

Apabila data-data hydrologi dan meteorologi daerah pengaliran calon bendungan sangat terbatas, sedang data-data: di daerah pengaliran sungai di sekitarnya cukup banyak, maka dengan memperbandingkan kondisi-kondisi geologi dan topografinya, akan dapat diperkirakan tingkat persamaan debit banjir yang mungkin terjadi pada daerah-daerah pengaliran tersebut.

Biasanya daerah yang diperbandingkan diambil dalam radius 30 s/d 50km dari kedudukan calon bendungan. Walaupun demikian, pada suatu kasus yang istimewa, pernah dilakukan perkiraan-perkiraan debit banjir suatu sungai yang memperbandingkan dengan daerah pengaliran sungai lain sejauh ± I OOkm dari tempat kedudukan calon bendungan, dimana setelah diselidiki dengan saksama, ternyata kondisi-kondisi topo­grafi, ·geologi, maupun meteorologinya pada kedua daerah krsebut memang hampir sama. Akan tetapi harus disadari bahwa selain ketiga faktor tersebut, masih banyak faktor-faktor lain yang kondisinya mungkin tidak sama, sehingga akan menghasilkan estimasi yang kurang teliti, karenanya hasil-hasil perhitungan yang bagaimanapun kasarnya, sangat diperlukan sebagai bahan pertimbangan. (2) Daerah pengaliran sungai yang tidak mempunyai stasiun pencatat

Biasanya pada sungai-sungai yang kecil atau anak-anak sungai jarang sekali dilakukan pengukuran dan pencatatan-pencatatan data, baik untuk memperoleh data meteorologi maupun untuk memperoleh data-data hydrologi. Dalam kondisi yang

30 Bab 2. Survey dan lnvestigasi

demikian maka satu-satunya cara untuk menetapkan debit banjir-rencana biasanya dengan menggunakan tanda-tanda banjir yang pernah terjadi seperti yang telah diuraikan terdahulu.

Dengan didapatkannya elevasi tertinggi dari permukaan air sungai pada saat­saat terjadinya banjir yang paling besar dan dengan metode hydrolika maka akan dihitung debit banjir-rencana yang diinginkan. Dan titik-titik pengamatan yang paling ideal adalah di atas mercu sebuah bendung atau di bagian atas sebuah terjunan, karena perhitungan-perhitungan hydrolika pada tempat-tempat tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan rumus-rumus yang sederhana ·dan ketelitian hasilnya cukup memadai. (3) Kalibrasi data

Data-data yang sepintas lalu kelihatannya kurang dapat dipercaya, seyogyanya tidak segera dinyatakan gugur dan disisihkan. Kebenaran dari data-data tersebut harus terlebih dahulu dianalisa, baik dengan cara membanding-bandingkan dengan data-data lainnya, · ataupun dengan mengadakan analisa-analisa perhitungan empiris (kalau memang rumusnya ada) dan jika perlu dengan peninjauan setempat.

Jadi data-data yang sempat terkumpul harus dikalibrasi dengan saksama sebelum data-data tersebut dinyatakan gugur, karena kadang-kadang terjadi hal-hal yang bahkan sebaliknya, dimana data-data yang kelihatannya kurang logis, ternyata jauh Iebih fit dibandingkan dengan data-data lainnya. Ha! tersebut, mungkin disebabkan keistime­waan-keistimewaan kondisi setempat yang hanya dengan sepintas lalu saja tidak sempat teradoptir, pada saat survey lapangan dilaksanakan.

2.3.3 Survey Curah Hujan

Pada rencana pembangunan sebuah bendungan, data-data curah hujan ini diperlu­kan untuk penganalisaan 2 ( dua) aspek utama yaitu :* Penganalisaan kapasitas persediaan air yang terdapat di daerah pengaliran yang

mengalir melalui tempat kedudukan calon bendungan serta ftuktuasi debitnya, dalam periode-periode harian, bulanan dan tahunan atau periode jangka yang panjang (multi-years period).

* Penganalisaan karakteristika debit banjir, antara lain mengenai kapasitas debit banjir,durasi banjir, musim terjadinya banjir dan periode-periode perulangannya.

Data curah hujan tersebut biasanya merupakan data-data hujan jam-jaman, hujan harian, distribusi curah hujah pada saat terjadi hujan yang lebat, dan lain-lain.

Data-data ini dapat dikumpulkan dari basil pencatatan stasiun penakar hujan ataupun stasiun-stasiun meteorologi yang biasanya dipasang baik untuk kebutuhan­kebutuhan yang bersifat umum, maupun yang bersifat khusus dan sementara. Semua data-data dari daerah pengaliran maupun dari daerah sekitarnya yang pernah dicatat supaya dicari dan dikumpulkan, yang kelak akan sangat berguna untuk analisa-analisa yang lebih mendalam.

Dalam menetapkan daerah survey curah hujan yang diperlukan, supaya didasarkan pada pe1 timbangan-pertimbangan topografis dan pada radius pengamatan dari titik tempat kedudukan calon bendungan.

Guna penentuan daerah survey kiranya beberapa karakteristika dari pada curah hujan perlu mendapat perhatian, antara lain sebagai berikut : * Pada dataran rendah pantai yang datar maka curah hujan biasanya menunjukkan

tendensi penurunan secara proporsionil sesuai dengan semakin jauhnya suatu tern pat del)gan garis pantai.

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi

* Makin tinggi elevasi suatu daerah biasanya angka curah hujannya semakin tinggi.

31

Data-data curah hujan yang pernah dicatat oleh masing-masing alat penakar hujan supaya dikumpulkan semuanya. Semakin panjang periode pencatatan yang berhasil dikumpulkan berarti semakin baik, karena dengan data-data yang panjang periode pencatatannya, berarti akan mendapatkan hasil-hasil perhitungan probabilitas yang memadai. Data-data dengan periode pencatatan yang sekurang-kurangnya 30 tahun, merupakan data-data diinginkan, karena dari data-data tersebut akan diperoleh angka-angka probabilitas yang dapat diandalkan.

Untuk bendungan urugan, biasanya kapasitas bangunan pelimpah direncanakan untuk dapat melewatkan debit banjir dengan kemungkinan perulangan (return period) 100 tahun yang dikalikan dengan koeffisien 1 ,2. * data <;urah hujan tahunan.* data curah hujan terbesar harian pada tiap-tiap tahun.* data curah hujan terbesar dalam 4 jam pada tiap-tiap tahun.* data curah hujan terbesar dalam 1 jam pada tiap-tiap tahun.* data distribusi curah hujan pada saat terjadinya hujan hujan yang lebat

2.3.4 Perhitungan Debit Banjir-rencana

Pada prinsipnya debit-debit rencana diperoleh dari hasil-hasil perhitunganMR.(an curah

hujan-rencana dengan memasukkan beberapa faktor kondisi daerah pengaliran, sedang debit banjir rencana didapat dari perhitungan curah hujan maximum rata-rata yang jatuh di daerah pengaliran dan jangka waktu sejak terkumpulnya air hujan tersebut sampai pada saat terjadinya debit besar pada tempat kedudukan calon bendungan. Besarnya jangka waktu tersebut tergantung dari kondisi topografi dan geologi daerah pengaliran.

Hanya sesudah diketahui angka-angka hubungan antara curah hujan dan debit banjir, maka debit banjir-rencana dapat dihitung dengan metode unit hydrograf.

Dengan semakin berkembangnya ilmu di bidang hydrologi maka sangat banyaklah metode perhitungan yang sudah diperkenalkan serta dikembangkan dan di bawah ini akan diuraikan sebuah contoh perhitungan hydrologi yang sederhana, tetapi yang masih luas penggunaannya.

Secara garis besarnya perhitungan tersebut terdiri dari 3 (tiga) tahapan sebagai berikut: * Perhitungan curah hujan maximum-rencana.* Perhitungan debit banjir-rencana.* Pengujian basil perhitungan debit banjir-rencana(1) Perhitungan curah hujan maximum-rencana

Seperti yang telah diuraikan terdahulu, bahwa kapasitas bangunan pelimpah untuk bendungan urugan biasanya direncanakan untuk dapat menampung debit banjir dengan periode perulangan (return period) 100 tahun (atau disingkat Q���), dikalikan dengan angka koeffisien I ,2.

Akan tetapi apabila banjir-banjir yang pernah terjadi melampaui Q���. maka debit banjir-rencana supaya didasarkan pada debit banjir yang pernah terjadi dikalikan dengan angka koeffisien 1 ,2.

Untuk perhitungan curah hujan-rencana digunakan metode matematika statistik dalam periode-periode tahunan. Dalam perhitungan hydrologi metode matematika statistik yang didasarkan kurva frekwensi binomium itu, sudah sedemikian berkem­bangnya sehingga menghasilkan modifikasi-modifikasi perhitungan probabilitas yang

32 Bab 2. Survey dan Investigasi

beraneka ragam, tergantung pada tempat-tempat dimana metode tersebut dilahirkan dan dikembangkan . Antara lain dapat kiranya dikemukakan di sini, metode-metode yang biasa dipergunakan adalah metode-metode perhitungan probabilitas yang diper­kenalkan oleh Hazen, Foster, Kimball, lwai, Gutnbel, Tomas (metode nonparameter). Sebagai contoh di bawah ini adalah metode-metode Iwai dan Hazen. Metode perhitungan excess probability (metode Iwai)

Dari data-data curah hujan yang berhasil dikumpulkan dapat dipisahkan setiap tahunnya angka curah hujan terbesar dalam durasi tertentu (harian, empat jam atau satu jam), sedang dari data debit sungai dapat pula dipisahkan dan dikumpulkan debit terbesar (maximum) yang pernah terjadi setiap tahunnya. Semakin panjang jangka waktu pencatatan, berarti angka-angka tersebut semakin banyak, maka akan semakin jelaslah kurva frekwensi yang dihasilkan dari masing-masing jenis angka curah hujan yang tercatat dan akan terlihat bahwa kurva frekwensi )tlng tergambar merupakan kurva binomium, jadi bukan merupakan kurva Gauss.

Dari kurva Gauss (kurva frekwensi dengan distribusi ·normal), akan menghasilkan rum us sebagai berikut :

dimana:

W(x) = )n loo e-�· .de

e = a log x + b Xo + b

e : variable normal. x: variable kemungkinan.

a, b, x 0 : konstanta. .

(2. 1 ) (2.2)

Berbagai cara yang digunakan untuk mendapatkan angka-angka konstanta dan di sini Iwai mengusulkan sebagai berikut : Konstanta x0 :

I M log x0 - :E log x1 n t= l Perkiraan permulaan untuk harga konstanta b: Perkiraan permulaan untuk angka X0 :

I a X0 = log (x1 + b) = - :E log (x1 + b) n t= l Perkiraan permulaan untuk angka a: 1 I 2 t (I x1 + b)2l-a = v n - l t= l og .Xo+b

= I--'!:!!_ • ,.j gz - X� 'Y n - 1

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

dimana :

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi

- 1 , X2 = - :E {log (x1 + b)Jln t = t

33

(2.7)

x1 : angka data (observed value) dengan jangka i yang dimulai dari angka terbesar dan berakhir pada angka yang terkecil (urutan regressi).

x, : angka data dengan data s yang dimulai dari angka yang terkecil atau dengan jangka (n - s + 1) dimulai dari angka terbesar.

n : jumlah data yang terkumpul. m : n/10 integer (perhitungan pecahan dari 0,5 dan lebih serta mengabaikan

sisanya). Sesudah didapatkan harga-harga perkiraan dari konstanta-konstanta a, b dan x0,

maka perhitungan probabilitas hydrologi tersebut dapat dilanjutkan dengan rumus sebagai berikut :

log (x + b) = log (x0 + b) + (! )e (2.8)

Contoh perhitungan: Untuk jelasnya di bawah ini akan dicoba memberikan contoh-contoh praktis

perhitungan dengan urutan sebagai berikut : 1) Harga pendekatan pertama untuk konstanta x0 dihitung dengan menggunakan

rumus (2.3) dan harga konstanta b dihitung dengan rumus (2.4). 2) Dengan diketahuinya harga konstanta b, maka log (x1 + b) akan dapat dihitung

dan harga x0 dapat pula dicari dengan menggunakan rumus (2.5). 3) Derigan mudah harga {log (x1 + b)J2 dapat pula diperoleh dan selanjutnya

harga X2 pun dapat dihitung dengan rum us (2. 7).4) Harga 1 /a akan mudah didapat dengan menggunakan rumus (2.6).5) Harga probabilitas (kemungkinan) timbulnya- suatu kejadian hydrologi tersebut

akhirnya dapat dicari dengan rumus (2.8), dimana harga e dapat dicari dengan menggunakan Tabel 2-2.

Contoh-contoh perhitungan kemungkinan berulangnya (excess probability) kejadian hydrologi.

Seandainya telah dikumpulkan data hydrologi sejenis yang diperlukan (seperti yang tertera pada Tabel 2-3) adalah data curah hujan maximum harian setiap tahun dalam jangka waktu pencatatan 31 tahun.

Tabel 2-2. Angka variable normal terhadap frekwensi perulangaa 'T'.

T 1/T e T 1/T e500 0,00200 2,0352 30 0,03333 1 ,2971 400 0,00250 1 ,9840 25 0,04000 1 ,2379 300 0,00333 1 ,9227 20 0,05000 1 , 163 1 250 0,00400 1 ,8753 1 5 0,06667 1 ,0614 200 0,00500 1 ,8214 10 0, 10000 0,0062 1 50 0,00667 1 ,7499 8 0, 1 2500 0,8 1 34 100 0,01000 1 ,6450 5 0,20000 0,5951 80 0,01250 1 ,5851 4 0,25000 0,4769 60 0,01 667 1 ,5049 3 0,33333 0,3045 50 0,02000 1 ,4522 2 0,50000 40 0,02500 1 ,3859

34 Bab 2. Survey dan lnvestigasi

Tabel l-3. Curah hujan harian-maximum tahunan.

Curah Tanggal Curah Tanggal Curah Tanggal Curah Tangga1

Hujan No. urut terjadinya Hujan No. urut terjadinya Hujan No. urut terjadinya Hujan No. urut terjadinya

Max. regressi hujan Max. regressi hujan Max. regressi hujan Max. regressi hujan

55,1 22 7,19,1923 80,2 1 3 8 , 4,1932 1 14,0 5 7,22,1941 37,4 30 8, 4,1950

38,4 29 4,25, '24 44,4 28 1 1 , 1 6, '33 70,3 14 1 1,17, '42 48,0 35 7,18, '51

46,3 27 7, 7, '25 68,0 1 7 5,13, '34 70,0 1 5 8,13, '43 86,0 1 1 8, 5, '52

52,2 24 8, 5, '26 60,2 1 9 8,29, '35 96,0 8 7,12, '44 121;8 4 7,27, '53

108,5 6 7, 7, '27 82,0 1 2 10, 2 , '36 88,0 10 3,22, '45

54,0 23 6,13, '28 60,0 20 4,25, '37 46,3 26 9, 9, '46 Jumlah curah hujail harian-

32,1 31 7,26, '29 222,0 1 8,15, '38 146,0 2 9,15, '47 maximum tahunan

68,8 16 7, 5, '30 65,0 1 8 9,17, '39 100,3 7 9,16, '48 2.448,8 mm

96,0 9 7,27, '31 1 35,0 3 9, 8, '40 56,5 21 6,21, '49 Curah hujan harian· maximum rata-rata tahunan

79,0 mm

Tabel l-4. Tabel perhitungan untuk memperoleb probabilitas curah hujan harian.

No. urut regressi Xt log x1 Xt + b log (xt + b) {log (xt + b)JZ

1 222,0 2,3463 212,27 2,3269 5,4145 2 146,0 2, 1644 1 36,27 2,1344 4,5556 3 1 35,0 2,1 303 1 25,27 2,0978 4,4008 4 1 21 ,8 2,0856 1 12,07 2,0495 4,2004 5 1 14,0 2,0569 104,27 2,01 82 4,0731 6 108,5 2,0354 98,77 1 ,9946 3,9784 7 100,3 2,0013 90,57 1 ,9570 3,8298 8 96,0 1 ,9823 86,27 1 ,9359 3,7458 9 96,0 1 ,9823 86,27 1 ,9359 3,7458

10 88,0 1 ,9445 78,27 1 ,8936 3,5857 1 1 86,0 1 ,9345 76,27 1 ,8824 3,5434 1 2 82,0 1 ,9 138 72,27 1 ,8590 3,4559 1 3 80,2 1,9042 70,47 1 ,8480 3,4 1 5 1 14 70,3 1 ,8470 60,57 1 ,7823 3,1766 1 5 70,0 1 ,8451 60,27 1 ,7801 3, 1688 16 68,8 1 ,8376 59,07 1 ,7714 3,1 378 1 7 68,0 1 ,8325 58,27 1 ,7654 3,1 166 1 8 65,0 1 ,8 129 55,27 1 ,7425 3,0363 19 60,2 1 ,7796 50,47 1 ,7030 2,9002 20 60,0 1 ,7782 50,27 1 ,7013 2,8944 21 56,5 1 ,7520 46,77 1 ,6700 2,7889 22 55,1 1 ,7412 45,37 1 ,6568 2,7450 23 54,0 1 ,7324 44,27 1 ,6461 2,7096 24 52,2 1 ,7177 42,47 1 ,6281 2,6570 25 48,0 1 ,68 12 38,27 1 ,5829 2,5056 26 46,3 1 ,6656 36,57 1 ,563 1 2,4433 27 46,3 1 ,6656 36,57 1 ,563 1 2,4433 28 44,4 1 ,6474 34,67 1 ,5400 2,3716 29 38,4 1 ,5843 28,67 1 ,4574 2, 1 240 30 37,4 1 ,5729 27,67 1 ,4420 2,0794 31 32, 1 1 ,5065 22,37 1 ,3497 1 ,8269

Jumlah 57,48 1 6 55,2784 100,0696

1 /n 1 ,85424 Xo = 1 ,7832 X2 = 3,2280

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 35

1) Metode Iwai

No.

1 2 3

Total

a) Daftar data dengan tahun yang berurutan (seperti yang tertera pada Tabel2-3) dipindahkan pada daftar dengan urutan regressi seperti yang terterapada Tabel 2-4.

b) Selanjutnya menghitung konstanta b dengan cara seperti yang tertera padacontoh Tabel 2--5.

c) Perkiraan permulaan dari komponen 1/a pada rumus (2.6) sebagai berikut :

_!_ = I 2n • ,.jg2 - x2 = 12 X 3 1 . ,.)3,2280 - ( 1 ,7832)2a 'V n - 1- 'V 3 1 - I

= ,.j2,0667 ·,.j0,0482 = 1 ,4376 X 0,219 = 0,3 1 56

d) Perhitungan kemungkinan perulangan curah hujan harian maximumtahunan, seperti yang tertera pada Tabel 2-6, yaitu untuk kemungkinanperulangan 200 tahun R��� = 238mm sedang untuk kemungkinan perula­ngan 500 tahun, R��� = 276mm.

Tabel l-5. Contoh perhitungan untuk memperoleh harga konstanta 'b'.

Xt x, Xt •Xs Xt + x, X1 • X, - xij 2x0 - (x1 + x,)

222,0 32, 1 7. 1 26,2 254,1 2.01 5,4 - 1 1 1 , 1 146,0 37,4 5.460,4 1 83,4 349,6 - 40,4 1 35,0 38,4 5 . 184,0 1 73,4 73,2 - 30,4

bt

- 1 8, 14 - 8,65 - 2,41

-29,20

:. b = - 9,73

log x1 = 1 ,85424x, = 71 ,49 • • X� * 5.1 10,8 2x0 * 143,0

Tabel 2-6. Tabel perhitungan untuk mendapatkan probabilitas curah hujan harian maximum tahunan.

c; (1/a) ·e (1/a) ·c; + Xo x + b X 1 /T CD ® ® + Xo @ @ - b

1/10 0,9062 0,2860 2,0692 1 1 7,3 1 27 1/50 1 ,4522 0,4583 2,2415 174,3 1 841/100 1 ,6450 0,5192 2,3024 200,6 210 1/200 1 ,8214 0,5748 2,3580 228,0 238 1/300 1 ,9227 0,6068 2,3900 245,4 255 1/500 2,0352 0,6423 2,4255 266,3 276

2) Metode HazenMetode ini dapat digunakan untuk mengh itung kemungkinan perulangansuatu kejadian dengan data-data yang terbatas, sedang prosedurnya sangatsederhana dengan basil yang biasanya agak lebih besar tetapi cukup memadaiuntuk dipergunakan. Seperti yang tertera pada Tabel 2-7 data-data yangterkumpul telah disusun secara regressi.a) Harga ifn dengan mudah dapat d ihitung dimana :

n : jumlah data yang tercatat. i: nomor urut dari data yang tercatat pada tabel regressi.

36

No. urut

regressi

1 2 3 4 5 6 7 8 9.

10 1 1 12 13 14 15 16

b)

c)

d)

99,9

l_ X 100 •

99

9S 90

80 70 60 so 40 30 20

10 s

0,110

Bab 2. Survey dan Investigasi

Tabel l-7. Tabel perhitungan untuk memperoleh probabilitas curah hujao.

Tanggal No. Tanggal terjadinya urut terjadinya

i/n Xo hujan regressi i/n :Xo hujan

0,03226 222,0 8,15,1938 17 0,54839 68,8 5,13,1934 0,06452 146,0 9,15, '47 18 0,58064 65,0 9, 17, '39 0,09677 135,0 9, 8, '40 19 0,61290 60,2 8,29, '35 0,12093 121,8 7,27; '53 20 0,64516 60,0 4,25, '37 0,16129 1 14,0 7,22, '41 21 0,67742 56,5 6,21, '49 0,19335 108,5 7, 7, '27 22 0,70968 55,1 7,19, '23 0,22581 100,3 9,16, '48 23 0,74194 54,0 6,13, '28 0,25806 96,0 7,12, '44 24 0,77419 52,2 8, 5, '26 0,29032 96,0 7,27, '31 25 0,80645 48,0 7,18, '51 0,32258 88,0 3,22, '45 26 0,83871 46,3 9, 9, '46 0,35484 86,0 8, 5, '52 27 0,87097 46,3 7, 7, '25 0,38710 82,0 10, 4, '36 28 0,90323 44,4 1 1 ,16, '33 0,41935 80,2 8, 2, '32 29 0,93548 38,4 4,25, '24 0,45161 70,3 1 1,17, '42 30 0,96774 37,4 8, 4, '50 0,48387 70,0 8,13, '43 31 1 ,00000 32,1 7,28, '29 0,51613 68,8 7, 5, '30

Hasil perhitungan digambarkan pada kertas kemungkinan logaritmis · (logaritmic probability paper), seperti yang tertera pada Gbr. 2-1 . Dengan menggunakan Gbr. 2-1 , maka dapat diperoleh

R100 = 250mm dan R500 = 290mm.

Kertas probability logaritmis (logaritmic probability paper) dapat dibuat dengan cara sebagai berikut :

\ 0 \ 'C 1\

\. 1

I� 1\ "' \ o

\

s 10 20

1 00 200 \ soo

20 30 406070 90100 150200 300 80 XI DIDl

Gbr. 2-1

Metode perhitungan yang sederbana dengan kertas kemungkinan logaritmis.

Gradasi yg lebih rendah

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 ,0 2 3 4 5 6

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi

* skala horizontal digambar dalam skala logaritmis biasa.

37

* skala vertikal dimulai dari garis tengah kertas merupakan angka 50%·Sedang ke atas dan ke bawah dari garis tengah tersebut dibuatkan garis­garis seperti yang tertera pada Tabel 2-8, yang akan menunjukkanangka-angka prosentasi selanjutnya (ke atas menunjukkan angkaprosentasi lebih besar dari angka 50 % sedang ke bawah menunjukkanangka yang lebih kecil dari 50%).Dan garis ini menunjukkan prosentasi dari kemungkinan perulangansuatu kejadian atau suatu angka yang mungkin dapat timbul.

Tabel 2-8. Susunan gradasi dari kertas kemungkinan logaritmis.

Jarak Gradasi Gradasi Jarak Gradasi Gradasi Jarak dari yg lebih yg lebih dari yg Iebih yg lebih dari

datum tinggi rendah datum tinggi rendah datum

3,0902 99,9 7 1 ,4758 93 24 0,7063 2,8782 99,8 8 1 ,4051 92 26 0,6433 2,7478 99,7 9 1 ,3408 91 28 0,5828 2,6521 99,6 10 1 ,2816 90 30 0,5244 2,5758 99,5 1 1 1 ,2265 89 32 0,4677 2,5121 99,4 12 1 ,1750 88 34 0,4125 2,4573 99,3 13 1 ,1264 87 36 0,3585 2,4089 99,2 14 1 ,0803 86 38 0,3055 2,3656 99,1 15 1 ,0364 85 40 Ot2533 2,3263 99 16 0,9945 84 42 0,2019 2,0537 98 17 0,9542 83 44 0,1"510 1 ,8808 97 18 0,9154 82 46 0,1004 1,7507 96 19 0,8779 81 48 0,0502 1 ,6449 95 20 0,8416 80 50 0 1 ,5548 94 22 0,7722 79

Gradasi yg lebih tinggi

76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 50

(2) Perhitungan debit banjir-rencana Apabila tersedia data curah hujan dengan periode dalam jam maka metode per­

hitungan unit hydrograf dapat diterapkan. Dan apabila tersedia suatu kurva korelasi yang teliti antara curah hujan harian dan debit banjir besar yang pernah terjadi, maka debit banjir-rencana akan dapat diperoleh dengan mudah.

Selain tersebut di atas debit banjir-rencana dapat dihitung dengan salah satu rumus rasional seperti yang tertera di bawah ini :

dimana:

Q _ f·r ·A - 3,6

Q : debit banjir (m3/dt) A : daerah pengaliran (km2)

(2.9)

r: intensitas curah hujan rata-rata dalam jangka waktu (T) sejak permulaan jatuhnya hujan sampai dengan waktu mulai timbulnya banjir (flood arrival time) (mm/jam).

Untuk mendapatkan harga Q, maka terlebih dahulu supaya didapatkan harga­harga komponen yang terdapat dalam rum us terse but, yaitu :

f : koeffisien pengaliran. T: interval kedatangan banjir (flood arrival time).

38 Bab 2. Survey dan Investigasi

r : intensitas curah hujan rata-rata dalam interval T (mm/jam). Untuk mendapatkan harga dari komponen tersebut dengan cara-cara sebagai

berikut : (a) Koeffisien pengaliran -/

Kocffisien pengaliran adalah suatu variable yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristika hujan yang jatuh di daerah tersebut. Untuk rencana pembangunan sua tu bendungan, maka angka koeffisien pengaliran biasanya lebih besar dari 0,8. Beberapa petunjuk · untuk mendapatkan angka tersebut dapat dilihat pada Tabel 2-9 dan Tabel 2-10.

Tabel l-9. Koeffisien pengaliran (run-olf coeffisien) dari sungai-sungai (didasarkan pada rumus-rumus hydrolika, diterbitkan oleh Civil Engineering Society, Japan).

Daerah pegunungan berlereng terjal

Daerah perbukitan

Daerah bergelombang dan bersemak-semak

Daerah dataran yang digarap

Daerah persawahan irigasi

Sungai di daerah pegunungan

Sungai kecil di daerah dataran

Sungai yang besar dengan wilayah pengaliran yang lebih dari seperduanya terdiri dari dataran

(b) Interval kedatangan banjir -T Harga T dapat dihitung dengan rum us sebagai berikut :

dimana :

0,75 -0,90

0,7 -0,8

0,5 -0,75

0,45 -0,6

0,7 -0,8

0,75 -0,85

0,45 -0,75

0,50-0,75

(2. 10)

1: panjang bagian sungai dari mata airnya sampai pada tempat kedudukan rencana bendungan (km).

W: kecepatan perambatan banjir (m/dt atau km/jam). Untuk mendapatkan harga W d ipergunakan rumus sebagai berikut :

a tau

W = 20 ( �) o.6 (m/dt)

(H) o,6 W = 72 T (km/jam)

dimana :

(2. 1 1)

(2. 12)

H : perbedaan elevasi antara mata air sungai dengan titik tempat kedudukan rencana bendungan.

Guna meyakinkan ketelitian harga T dengan basil perhitungan yang mendekati keadaan yang sesungguhnya, maka dilakukan pengujian-pengujian, yang antara

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 39

Tabel l-10. Koeffisien-koeffisien pengaliran dari buku-pedoman yang diterbitkan oleh Texas Highway .Department.

Kondisi permukaan

tanah Jenis tanah yg membentuk dataran

Tanah kehitam-hitaman atau

Dataran Pasir atau lem- kekuning-sedikit pung pasiran kuningan

Inklinasi ( %) Land use bergelombang (lulus air) (kedap air)

Min. Max. Min. Max. Min. Max.

rgn 0,1 5 0,20 0,15 0,20 Daerah dataran Padang 0,20 0,25 0,25 0,30 0- 1 rumput

Pertanian 0,25 0,35 0,30 0,40

rmn 0, 15 0,20 0,18 0,25 Daerah berge- Padang 0,25 0,30 0,30 0,40 0,35 0,45 lombang 1 "' 3,5 rumput

Pertanian 0,40 0,45 0,45 0,65 o,so 0,75

rgn 0,20 0,25 0,25 0,30 Daerah perbukitan Padang 0,35 0,45 0,45 0,55 3,5- 5,5 rump ut

Pertanian 0,60 0,75 0,70 0,85 {Hutan 0,70 0,80 Daerah pegunungan Tanah 0,80 0,90

gundul

lain dengan memperbandingkan hasil-hasil dari perhitungan dengan rumus-rumus lainnya.

Komponen T merupakan komponen yang paling penting dalam perhitungan, dan ketelitian hasilnya akan sangat menentukan ketelitian basil perhitungan Q.

Andaikan jangka waktu yang diperlukan sejak hujan turun di atas permukaan tanah sampai terkumpulnya air ke dalam alur sungai dinyatakan dengan 01, kecepatan perambatan banjir setelah terkumpulnya air dalam alur sungai dinyatakan dengan W dan panjang sungai dinyatakan dengan /, maka interval kedatangan banjir (T) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

I T = OI + w (2.1 3)

Akan tetapi oleh karena harga 01 biasanya sangat kecil, sedang harga yang teliti tidak selalu mudah diperoleh, maka komponen 01 tersebut biasanya diabaikan dan harga T dihitung dengan rumus (2. 10).

Untuk memudahkan perhitungan biasanya dibuatkan diagram seperti yang tertera pada Gbr. 2-2, yang didasarkan pada rumus (2. 10).

Perhitungan dengan rumus (2.9) tersebut di atas dapat dilakukan dengan urutan sebagai berikut : * Dari peta topografi dasar (biasanya dengan skala I : 25.000) dapat dihitung

panjang sungai (/) yang diinginkan. Supaya diperhatikan bahwa sebagai titik permulaan pengukuran untuk harga /, dimulai dari tempat keluarnya mata air sungai dan bukan dari tempat tertinggi pada daerah pengaliran sungai tersebut.

* Untuk menetapkan harga W, disamping dengan rumus-rumus empiris, sebaiknya

40

IJ(m)

Bab 2. Survey dan Investigasi

30 Rumua: W(km/jam - 72(jamft)••• W(km/jam)

30

40 $0 60 80

100

T(jam) = 1/W

Propil memaujang 0,6 - � �·1,o �4)

----T(jam) o.t ------------·o,2 0,4

20 [Penggunaan] Hubungkan I dan h dengan garis lurus, dan skala pada T dan W dibaca. (Skala W tidak selalu dapat dibaca)

[Pertanyaan] Apabila perbedaan tinggi, h = 207 m 10 jarak I = 29 km 0,8 9 Carilah kecepatan dan waktu keda-

-------200 -----

600 1000

1,0 8 tangan banjir. 2,0 7 [Pemecahan] 4,0 6 W = lS kmfjam 6,0 T = 0,19jam 10,0 ' [Catatan) Kesalahan W kurang dari +2% 4 Kesalaban T kurang dari -3 %

Gbr. 2-l Diagram perhitungan untuk interval kectatangan banjir. dilakukan pula dengan pengukuran-pengukuran setempat, karena harga W tidak hanya tergantung pada kemiringan sungai, tetapi masih dipengaruhi oleh banyak faktor lainnya, (seperti : lebar sungai, kedalaman sungai, konfigurasi sungai, vegetasi yang terdapat dalam sungai, jenis sedimen yang bergerak di dasar sungai maupun yang melayang dalam aliran sungai, dan sebagainya).

(c) Intensitas curah hujan rata-rata dalam interval waktu T Untuk memperoleh harga intensitas curah hujan rata-rata dalam waktu T(r)

baik yang dinyatakan dalam curah hujan harian, 4-jaman, 1-jaman, dan lain-lain, dapat digunakan rumus-rumus sebagai berikut : 1) Apabila perhitungan dilakukan berdasarkan data curah hujan harian, maka

rum us yang digunakan adalah :

dimana :

R4 (24)•r = 24 T (2.14)

r: intensitas curah hujan rata-rata dalam interval waktu T (mm/jam). R4 : curah hujan harian (mm) T: interval kedatangan banjir (jam) n : biasanya 2/3 sampai dengan 1/2

2) Apabila perhitungan dilakukan berdasarkan data-data curah hujah maximum dalam interval waktu tertentu (T jam), maka rumus yang digunakan adalah:

dimana:

. r, I = -::JT

i: intensitas curah hujan maximum (mm/jam).

(2.15)

r, : intensitas curah hujan terbesar yang terjadi dalam interval T jam (mm).

(3) Pengujian hasil perhitungan debit banjir-rencana Debit banjir-rencana yang dihitung dengan rumus (2.9) dapat diuji dengan cara

sebagai berikut: • Hasil perhitungan diperbandingkan dengan hasil-hasil pengukuran debit yang pemah

h

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 41

dilaksanakan di daerah pengaliran sungai yang bersangkutan, maupun di daerah pengaliran sungai di dekatnya yang kondisinya hampir bersamaan.

* Diperbandingkan dengan perhitungan-perhitungan yang didasarkan pada rumus­rumus empiris lainnya.

* Diperbandingkan dengan hasil survey banjir di lapangan (tanda-tanda banjir besaryang pernah terjadi, tanda-tanda genangan pada bangunan-bangunan yang terdapat di sepanjang sungai, dan lain-lain).

* Diperbandingkan dengan pengukuran-pengukuran setempat pada waktu pelaksanaansurvey dan investigasi maupun pelaksanaan pembangunan calon bendungan.

Metode-metode perhitungan serta perkiraan banjir yang biasanya dilakukan oleh penduduk setempat dapat pula digunakan dalam pengujian-pengujian tersebut.

Metode-metode yang paling luas yang digunakan baik untuk pengujian hasil-hasil perhitungan, maupun untuk mendapatkan angka debit banjir-rencana secara kasar tetapi cukup memadai adalah dengan rumus Creager.

Dalam buku "Engineering for dams" yang diterbitkan oleh U.S.B.R. dinyatakan bahwa puncak banjir dari sebuah banjir terbesar yang mungkin dapat terjadi sepanjang existensi sungai bersangkutan, dalam bentuk rumus Creager dinyatakan sebagai berikut :

dimana :

Q = 46 C A <o.u4A-o,o4sl

Q : debit puncak sua tu banjir (ft3 /dt) A : luas daerah pengaliran (mile2) C: koeffisien

(2. 16)

Harga C = lOO untuk menghitung debit puncak suatu kemungkinan banjir terbesar yang hanya sekali terjadi sepanjang existensi dari sungai yang bersangkutan dan pe­ngalaman-pengalaman menunjukkan bahwa angka tersebut cukup realistis.

2.3.5 Kapasitas Pengendalian Banjir

Pada prinsipnya, merencanakan bangunan pelimpah pada bendungan urugan, adalah tanpa memperhitungkan adanya kapasitas pengendalian banj ir yang biasanya terdapat pada ruangan di bagian sebelah atas permukaan air penuh calon waduk. Akan tetapi dalam keadaan dimana bangunan pelimpah harus direncanakan tanpa pintu pengatur (bangunan pelimpah tetap) dan apabila pada saat waduk terisi penuh luas muka airnya cukup besar dibandingkan dengan luas daerah pengaliran sehingga penggunaan pengendalian banjir diperkirakan cukup pantas, maka suatu kapasitas pengendalian banjir pada calon waduk tersebut dapat juga dipertimbangkan.

Bangunan pelimpah yang direncanakan dengan mempertimbangkan suatu kapasitas pengendalian banjir di dalam waduk (flood storage), biasanya debit pelimpahan bangunan tersebut akan lebih rendah dari debit banjir maximum-rencana, karena sebagian air banjir untuk sementara akan tertahan di dalam waduk.

Untuk menghitung kapasitas pengendalian banjir pada waduk semacam ini dapat digunakan berbagai metode, yang pada hakekatnya didasarkan pada persamaan sebagai berikut : \Pengaliran air yangl \Pengaliran air yang l \Volume air yang l

me�intasi bangunan = masuk ke dalam waduk. - tertahan di dalam pehmpah. waduk.

Salah satu contoh perhitungan dengan menggunakan metode grafis (diagrammatica/

42

3,0

2,5

2,0

1,5

1 ,0

Bab 2. Survey dan Inv.:stigasi

.,x� Kurva debit keluar.

\\ \ Kurva elevasi

permukaan air waduk.

qdt 104 m3 �--������--��--������--�

0,5 1 ,0 1,5 2,0 t

0,8

0,6

0,4H (m)

0,2

Gbr. 2-3 Kurva·kurva debit banjir yang mengalir masuk dan mengalir keluar, serta kurva elevasi permukaan air dalam waduk.

Mercu bangunan pelimpah

3,0 2,0 1 ,0 -}Qdt (104m3)

(m)

r!>t

Gbr. 2.-4 Contob perhitungan -grafik pengendalian banjir dengan grafik V, 'If, if,.

solution), seperti yang tertera pada Gambar-Gbr. 2-3 dan Gbr. 2-4 dapat dilakukan dengan urutan seperti uraian di bawah ini : � Andaikan, pada waktu t dan (t + dt), debit yang masuk ke dalam waduk masing­

masing sebesar q, dan q,+d" sedang debit yang keluar dari waduk melalui bangunanpelimpah masing-masing sebesar Q, dan Q,+dr dan volume air yang tertahan di dalamwaduk dalam jangka waktu antara t dan (t + dt) adalah perbedaan antara volume air yang terdapat pada waduk pada waktu t dan pada waktu (t + dt) yang masing­masing dinyatakan sebagai V, dan V,+dr·

* Dengan demikian dalam jangka waktu dt (yaitu selisih antara waktu t dan waktut + dt), maka diperoleh jurrilah volume sebagai berikut : t Volume air yang masuk ke dalam waduk {V1) dapat dinyatakan sebagai berikut :

(2. 17)

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 43

t Volume air yang mengalir keluar melalui bangunan pelimpah (V0) dapat dinyatakansebagai berikut :

(2. 1 8)

t Volume air yang tertahan (V,) d i dalam waduk dinyatakan sebagai berikut :

v. = v,+dt - v, (2. 19)

* Apabila ketiga persamaan di atas digabungkan maka akan dihasilkan rumus sebagaiberikut :

Andaikan :

ffJI = V - Q dt 2

t/>1 = V + � dt

= (v + � dr),+dt - (v - � dr),

maka rum us (2.20) akan menjadi :

(2.20)

(2.21)

(2.22)

(2.23)

Selanjutnya perhitungan metode gratis ini dapat dilakukan dengan prosedur sebagaiberikut :

(I) Dengan menggambarkan permukaan air waduk di atas mercu bangunanpelimpah pada sumbu vertikal (H), dan volume waduk (V) pacH!. sumbuhorizontal , sehingga didapatkan suatu kurva H ,., V. (periksa Gbr. 2-3).

(2) Besarnya interval waktu (dt) sebaiknya disesuaikan dengan interval waktudatangnya banjir (T).Misalnya besarnya harga T kurang dari satu jam, maka dt dapat ditetapkansetiap 10 menit sedang apabila harga T lebih dari satu jam, maka dapat dite­tapkan setiap 20 menit, tetapi penetapan harga dt diusahakan merupakankelipatan yang bulat dari harga T untuk memudahkan penggambaran-peng­gambaran kurva-kurva Iainnya.

(J) Debit air yang keluar melalui bangunan pelimpah ( Q) yang tergantung darielevasi air waduk di atas mercu bangunan pelimpah (H) dengan mudah dapatdihitung.Disarankan agar interval untuk H diambil antara l O a' 20cm .

(4) lj2Qdt disesuaikan elevasi permukaan air dalam waduk (H) dalam intervalwaktu dt dapat digambarkan dan dapat dihasilkan kurva H,., I j2Qdt. (periksaGbr. 2-4).

(5) Apabila panjang garis 1 /2Qdt yang diperoleh pada kurva H ,., l j2Qdt dengansumbu H digambarkan di sebelah kanan dan kiri kurva H "' V, sedemikiansehingga kurva H ,., V seolah-olah menjadi sumbu yang baru, maka garislengkung yang tergambar di sebelah kiri adalah kurva rp1 "' H dan di sebelah

44 Bab 2. Survey dan lnvestigasi

kanan adalah kurva l/>1 - H (periksa Gbr. 2-4.).(6) Sehubungan dengan debit banjir yang masuk ke dalam waduk, sesuai dengan

hydrograf banjir yang dipilih yang berupa kurva t - q dan dari padanya dapatdisusun daftar debit yang terjadi pada setiap saat dengan interval waktu dt (IO a' 20 menit) sejak permulaan sampai dengan berakhirnya banjir tersebut.

Dengan demikian akan tersusun daftar t 1 , t 2, t 3 • • • dst. dalam intervalwaktu dt dan berturut-turut akan memberikan harga q 1 , q2, q3 • • • • • • dst.

(7) Kapasitas aliran banjir yang masuk ke dalam waduk dalam interval waktudt sejak waktu t 1 s/ d waktu t 2 adalah I /2( q 1 + q 2) dt yang didapat dari kurvapada point (6) di atas dan sebuah garis yang panjangnya sama dengan harga1 /2(q 1 + q2) dt (pada Gbr. 2-4) dinyatakan sebagai garis (1) diletakkan hori­zontal di sebelah kanan kurva rp 1 , sesuai dengan elevasi permukaan air pad asaat waktu t 1 terse but.

Dari ujung kanan garis ini ditarik sebuah garis vertikal dan memotongkurva l/>1 dan titik perpotongannya adalah sebagai elevasi permukaan airpad a saat waktu t 2 dan dengan demikian kapasitas air banjir yang tertahandalam waduk dapat diketahui dari kurva H "' V pada elevasi permukaan airterse but.

(8) Dengan prosedur seperti pada point (7), yaitu apabila panjang garis yangmenunjukkan harga I /2(q1 + q2) dt (pada Gbr. 2-4) dinyatakan sebagai garis(2), diletakkan horizontal di sebelah kanan kurva l/> 1 pada elevasi permukaanair pad a saat t 2 dan kemudian ditarik garis vertikal melalui ujung kanangaris I/2(q1 + q2) dt yang memotong kurva l/> 1 , maka titik perpotongan inimerupakan elevasi permukaan air pada saat t 3 •

(9) Pada saat q. dt mencapai harga yang sama dengan Q. dt, hal tersebut berartipermukaan air dalam waduk mencapai elevasi yang tertinggi dan kemudianseirama dengan pe�urunan debit banjir, maka permukaan airpun akan me­nurun pula.

Apabila permukaan air tertinggi yang diperoleh pada point (9) tersebut di ataslebih tinggi dari elevasi maximum-rencana, maka kapasitas bangunan pelimpah harusditingkatkan, yaitu dengan melebarkan ambang pelimpahnya.

Akan tetapi apabila diperoleh permukaan air tertinggi tersebut ternyata masihlebih rendah dari elevasi maximum-rencana, maka lebar ambang pelimpah dapatdiperkecil. Untuk mendapatkan kapasitas bangunan pelimpah yang sesuai, makaperhitungan-perhitungan tersebut di atas dilakukan berkali-kali dengan merubah-rubahlebar ambang pelimpah, sehingga akhirnya mendapatkan ukuran ambang yang sesuaidengan kapasitas pengendalian banjir untuk calon bendungan yang bersangkutan.

Pada hakekatnya belum ada suatu standard yang membatasi kapasitas dari ba­ngunan pelimpah, karena itu kapasitas-rencananya terutama didasarkan pada karakte­ristika hujan yang tu run di daerah pengaliran calon bendungan serta pada pertimbangan­pertimbangan ekonomis.

Di Amerika, bangunan pelimpah pada waduk-waduk kecil biasanya direncanakanuntuk pelimpahan air banjir keluar dari waduk dalam beberapa hari yang sebelumnyaditahan untuk sementara di dalam waduk.

Akan tetapi di Jepang biasanya jangka waktu yang diperkenankan untuk elevasitertinggi dalam waduk sangat dibatasi, karena Jepang merupakan salah satu daerahdengan intensitas hujan yang tinggi.

Sebagai tambahan, dapat kiranya diperhatikan agar dalam merencanakan bangunanpelimpah, bahwa walaupun kapasitas pengendalian banjir waduk tak dapat diharapkan,akan tetapi seyogyanya dilakukan pengujian kemampuan bangunan pelimpah beserta

2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 45

waduknya untuk menampung debit maximum-abnormal dengan berbagai kondisi, termasuk pemanfaatan kapasitas pengendalian banjir yang mungkin terdapat pada calon waduk tersebut.

2.3.6 Memperkirakan Volume Sedimen

Dalam merencanakan sebuah bendungan diperlukan penelitian-penelitian yang seksama terhadap problema yang diakibatkan sedimentasi dalam waduk maupun perubahan-perubahan konfigurasi alur sungai di sekitar waduk tersebut. Survey dan investigasi serta analisa-analisa yang kurang memadai serta kesalahan�kesalahan perhitungan akan mengakibatkan hal-hal yang sangat fatal.

Sebagai contoh nyata akibat terjadinya sedimentasi yang sangat cepat pada waduk yang direncanakan untuk dapat berfungsi dalam waktu lebih dari 50 tahun, ternyata hanya dalam l>eberapa tahun saja endapan sudah memenuhi kapasitas-matinya (dead storage) dan bendungan yang dibangun dengan biaya yang tidak sedikit itu sudah harus menghentikan fungsinya, sehingga modal besar yang sudah diinvestasikan pada pembangunan bendungan tersebut lenyap begitu saja.

W alaupun di a bad ini kemajuan teknologi yang sudah demikian majunya, akan tetapi pengerukan endapan sedimen pada suatu waduk secara ekonomis belumlah memadai. Oleh karena itu dalam merencanakan waduk perlu dipertimbangkan adanya kapasitas-mati yang antara lain dipergunakan untuk penampungan endapan sedimen yang masuk ke dalam waduk dan tertahan di dasarnya.

Pembangunan sebuah waduk biasanya direncanakan untuk dapat berfungsi dalamjangka waktu lebih dari 50 tahun dan bahkan ada yang sampai I 00 tahun, oleh karenaitu dalam menentukan volume sedimen, survey, investigasi dan analisa-analisa yang dilaksanakan tidak saja terbatas pada keadaan yang telah lalu, tetapi mencakup juga estimasi-estimasifperkiraan-perkiraan kemungkinan terjadinya perubahan-perubahan dari kondisi daerah pengaliran di masa-masa yang akan datang, dimana kemungkinan­keml,lngkinan perubahannya akan menimbulkan perubahan intensitas proses sedimentasi yang terjadi di daerah pengaliran tersebut.

Dan karena banyaknya faktor-faktor yang dapat mempengaruhi intensitas se­dimentasi tersebut, maka penelitian yang dilakukan menyangkut bidang yang sangat luas dan analisa-analisanyapun biasanya cukup rumit. ·

Faktor terpenting yang biasanya sangat mempengaruhi proses sedimentasi di daerah pengaliran sungai, ialah : (I) Cakupan area/ daerah pengaliran

Kapasitas sedimen yang dihanyutkan oleh suatu sungai biasanya berbanding lurus dengan luas daerah pengalirannya, karena ita untuk satuan intensitas sedimentasi digunakan volume sedimen yang dihanyutkan dari setiap km2 per tahun (m3/km2/tahun). (2) Kondisi geo/ogi daerah pengaliran

Kondisi geologi daerah pengaliran, seperti struktur geologi yang membentuk daerah pengaliran, jenis-jenis batuan serta daerah penyebarannya, tingkat pelapukan serta daya tahan batuan terhadap pengaruh-pengaruh cuaca dan karakteristika geologi lainnya, akan sangat mempengaruhi intensitas proses-proses degradasi serta erosi pada batuan tersebut dan selanjutnya akan mempengaruhi intensitas sedimentasi pada sungai yang bersangkutan. (3) Kondisi topografi

Elevasi suatu daerah pengaliran, kondisi perbukitan maupun pegunungannya, tingkat kemiringannya akan sangat mempengaruhi intensitas degradasi dari batuan yang terdapat di daerah pengaliran.

46

(4) Kondisi meteoro/ogi

Bab 2. Survey dan Investigasi

··

Karakteristika dari hujan yang jatuh di daerah pengaliran antara lain mengenaiintensitas, frekwensi serta durasinya sangat mempengaruhi intensitas degradasi danerosi dari pada batuan yang membentuk daerah pengaliran lebih-lebih pada daerahyang bergunung-gunung, dimana air hujan yang mengalir di atas permukaan tanahdengan mudah niengikis lapisan atasnya serta menghanyutkannya masuk ke dalam alursungai.(5) Karakteristika hydrolika sungai

Intensitas penggerusan tebing sungai dan kapasi_tas transportasi sedimen sangatdipengaruhi oleh karakteristika hydrolika dari sungai yang bersangkutan, yaitu debitsungai, kecepatan aliran air sungai, konfigurasi alur sungai, bentuk penampang lintangsungai, kemiringannya dan kekasaran dari batuan pembentuk alur stmgai. Kekasarantersebut biasanya tergantung dari tekstur batuan, konfigurasi alur sungai dan vegetasiyang terdapat pada alur sungai tersebut.(6) Vegetasi pada daerah penga/iran

Biasanya vegetasi yang menutupi daerah pengaliran sungai akan sangat membantupada penurunan intensitas proses-proses degradasi maupun erosi pada batuan di daerahini.(7) Kegiatan manusia

Kegiatan-kegiatan manusia baik yang langsung pada sungai (seperti pembuatanbangunan serta pekerjaan yang dilakukan dalam alur sungai), maupun kegiatan-kegiatanyang dilakukan pada areal-areal tanah di daerah pengaliran (seperti pengusahaan tanahpertanian, pengusahaan hutan, pembangunan jaringan-jaringan jalan, perkampungandan lain-lainnya), sangat mempengaruhi kapasitas sedimentasi pada sungai yangbersangkutan.(8) Karakteristika waduk

Karakteristika ea! on waduk itu sendiri seperti : kapasitasnya, kedalamannya,fluktuasi permukaan air yang akan terdapat di dalamnya dan banyaknya waduk-wadukyang sudah dibangun pada sungai yang bersangkutan akan sangat mempengaruhiintensitas sedimentasinya.

Kiranya tidak mungkinlah untuk mengidentifisir semua faktor-faktor tersebut danmemasukkannya dalam · perhitungan-perhitungan sedimentasi, sehingga dalamperhitungan terpaksa menggunakan asumsi-asumsi dan karenanya pengalaman­pengalaman akan sangat membantu untuk memperoleh angka-angka estimasi yangmemadai.

Contoh metode perhitungan untuk memperkirakan volume sedimen-s.edimen yangakan ditampung oleh waduk dalam kapasitas-matinya, sepanjang umur efektif waduk,dapat diikuti uraian berikut ini : · ·

(1) Perhitungan perkiraan volume sedimen berdasarkan metode perbandingan Perhitungannya akan dilakukan berdasarkan perbandingan dengan sedimentasi

sesungguhnya yang terjadi pada waduk-waduk yang sudah ada, baik pada sungai dimanadirencanakan akan dibangunnya bendungan, maupun pada sungai yang terdapat disekitarnya.

Apabila memang sudah banyak waduk yang dibangun di sungai-sungai tersebut diatas dan data-data yang dikumpulkan cukup relevan, maka dengan menggunakanmetode ini hasilnya akan sangat memuaskan dan dapat diandalkan.

Lebih-lebih lagi apabila diadakan penyesuaian-penyesuaian, sehubungan adanyaperbedaan-perbedaan yang menyolok dari beberapa faktor yang biasanya adalah faktor­faktor pada karakteristika waduk dan pada kondisi topografi dari daerah pengalirannya.

Untuk perhitungan perkiraan volume sedimen dapat digunakan rumus sebagai

berikut :

· 2. 3 Survey Meteorologi dan Hydrologi 47

F P, = R, x A (2.24)

dimana : R, : angka sedimentasi tahunan suatu waduk. (m3/m3/tahun)

R, = V/F (sedimentasi tahun-tahun yang telah lalu). F: kapasitas waduk. (m3) V: volume sedimen seluruhnya. (m3)

P, : harga satuan sedimentasi (m 3 /kmjtahun). A : luas daerah pengaliran (km2)

(2) Perhitungan perkiraan volume sedimen dengan menggunakan data dari waduk-waduk /apangan.

Apabila luas daerah pengaliran calon waduk lebih kecil dari 100km2 maka angka satuan sedimentasi dapat dicari dengan menggunakan Tabel 2-1 1 yang dibuat berdasar-

Tabel l-11. Tabel untuk memperoleh angka satuan sedimentasi di daera'; pengaliran sungai.

10 50 lOO

100 300 800

- 300 f" 800 1 .200 Stadium permulaan 100 200 500

pembentukan. - 200 - 5oo 1 .000

lOO 150 400 "" 150 - 400 - 800

200 . 500 I

Stadium - 200 - 5oo 1 .000

akhir 1 50 400 pembentukan. "" 1 50 - 400 1 .000

100 300 - too - 350 - 5oo

· kurang 50 100 300 zone B dari "" 100 - 350 - 500

Stadium 50 pertengahan.

lOO zone C kurang 50 50 dari - 100 - 200

zone B kurang 50 50 100

Merupakan dari - 100 - 200 data yang stabil. zone C kurang 50 50 lOO

dari - 100 -200

48 Bab 2. Survey dan Investigasi

kan hasil-hasil pencatatan yang sesungguhnya dari waduk-waduk lapangan yang telah dibangun.

Karakteristika terpenting yang sangat mempengaruhi tingkat sedimentasi adalah karakteristika topografi dan geologi dirumuskan sebagai berikut :

(a) Untuk karakteristika topografi dirumuskan dan dibedakan seperti yang tertera pada Tabel 2-12.

Tabe1 2-12. Karakteristika topografi daerah pengaliran sungai.

Karakteristika Perbedaan topografi. Peningkatan gejala elevasi dan

erosi dalam alur Kemiringan permukaan sungai. dasar sungai I aut. Lain-lain.

Intensitas erosinya Kemiringan Stadium permulaan terbesar dengan 1/100- 1/500 Lebih besar tebing pembentukan proses penggerusan dari 500 m. sungai

tebing sungainya. sekitar 30°.

Intensitas erosinya Stadium akhir besar dengan proses 1 /500- 1/700 ±400 m. pembentukan. penggerusan dasar

sungainya.

Stadium Intensitas erosinya pertengahan. kecil, kecuali dalam ± 1 /800 ± 300 m.

keadaan banjir.

Merupakan dataran Intensitas erosinya yang stabil . kecil, walaupun ± 1/1000 ± lOO m

dalam keadaan banjir.

(b) Karakteristika geologi, biasanya dirumuskan dan dibedakan sebagai berikut : * Zone A .

Daerah pengal iran yang leb ih dari 1 /3 bagian terd iri dari daerah gunungberapi, daerah longsor dan terutama daerah yang terbentuk dari batuanyang berasal dari gunung berapi (zone of l'olcanic origin).

* Zone B.Daerah pengal i ran yang antara 1 /3 s/d 1 /5 bagian terdiri dari batuan sepertitersebut di atas.

* Zone C.Daerah pengal iran yang t idak termasuk dalam katagori kedua zone tersebut.

(3) Pcrhitungan-perhitungan perkiraan dengan menggunakan rumus-rumus empiris

lainnya

Dalam hal i n i perhitungan-perh itungan d i lakukan dengan membeda-bedakan ( mengklasifisir) perimbangan susunan geologi di daerah pengal i ran, kapasitas curah hujan tahunan. tem peratur, kondisi topografi dan la i n- lain.

Agar perh itungan perk iraan kapas itas sedimen yang akan m asuk ke dalam calon waduk mendekati kenyataan , maka semua faktor-faktor yang akan mempengaruh i sed i mentasi di daerah pengal i ran waduk supaya d isurvey secukupnya.

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan 49

2.4 Survey Dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan

.2.4.1 Penjelasan Umum

Sebagaimana telah disebutkan terdahulu, bendungan urugan dapat dibangun di atas hampir semua janis pondasi, bahkan dapat dibangun di atas pondasi dengan daya dukung yang rendah.

Walaupun demikian, menguntungkan atau tidaknya kondisi pondasi, bukan saja didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan perbaikan pondasi (foundation treatment), tetapi juga didasarkan faktor-faktor lainnya, yaitu hal-hal yang akan menimbulkan kesulitan-lcesulitan pada pembuatan rencana-teknis tubuh bendungan, besarnya biaya pembanglinan dan jangka waktu (periode) pelaksanaan pembangunannya.

Adalah suatu kenyataan bahwa faktor-faktor terpenting yang sangat berperanan dalam pembangunan sebuah bendungan, yaitu kondisi topografi dan kondisi geologi pada tempat kedudukan calon bendungan serta kondisi bahan tubuh bendungan. Amatlah jarang dijumpai bahwa ketiga faktor terse but berada dalam kondisi yang ideal semua.

Seperti halnya pada tempat kedudukan calon bendungan yang alur sungainya berlereng landai, maka untuk pelaksanaan pembangunan tubuh bendungan dapat digunakan alat-alat besar seperti buldozer, mesin penggaruk, dan lain-lain, tetapi apabila alur sungainya berlereng curam, sehingga tidak memungkinkan penggunaan alat-alat besar dan mungkin terpaksa menggunakan tenaga manusia secara berlebihan.

Demikian pula kemungkinan-kemungkinan terjadinya longsoran-longsoran berat yang diakibatkan hanya oleh suatu penggalian ringan pada tempat-tempat tertentu, di saat pembangunan suatu bendungan adalah suatu problema yang sangat penting untuk diselidiki sebelumnya secara saksama, yfing kesemuanya bersangkutan dengan kondisi geologi tempat kedudukan calon bendungan. Sesuai dengan karakteristika geologi, maka pondasi bendungan dapat dibedakan dalam 3 jenis, yaitu : * po11dasi batuan (rock-foundation).* pondasi pasir dan kerikil.* pondasi tanah.

Persyaratan utama untuk pondasi yang akan menjadi landasan tubuh bendungan urugan adalah sebagai berikut :

( l ) Pondasi calon bendungan supaya mempunyai kemampuan daya dukung dan kekuatan geser yang cukup aman untuk menahan semua jenii beban dari tubuh bendungan.

(2) Pondasi calon bendungan harus mampu mempertahankan diri terhadap gaya­gaya yang ditimbulkan oleh aliran filtrasi. Apabila dengan dasar persyaratan tersebut ternyata memberikan kesimpulan bahwa pondasi diperkirakan akan membutuhkan perbaikan-perbaikan (treatment) yang mahal, maka survey dan irrvestigasi serta penelitian-penelitian selanjutnya supaya dilaksanakan dengan lebih saksama. Jenis pengujian yang perlu dilakukan serta contoh kesimpulan hasil survey.dan investigasi pendahu­luan dapat dilihat pada Tabel 2-1 3.

2.4.2 Daerah Survey Dan Investigasi

Seperti yang telah dijelaskan terdahulu, bahwa survey dan investigasi untuk pondasi

50 Bab 2. Survey dan Investigasi

Tabel 2-13. Tabel ikhtisar jenis pengujian yang perlu dilaksanakan untuk penelitian pondasi.

Klasifikasi pondasi Pondasi

Klasifikasi Pondasi Pondasi pasir

"' :E :s � § 8. c � :§' 1:10 c �

.c � c !9 1:10 c =' � =' "0 � >. � "0 c � :§-1:10 c �

pengujian Jenis pengujian batuan tanah kerikil Keterangan

Pengujian Lugeon @ Pengujian Pengujian permeabilitas dim 0 @ 0 Lapangan lubang bor

Pengujian permeabilitas sederhana 0 @ Pengujian rembesan dari contoh tanah belum terusik (undistur.b). 0 @

Pengujian Pengujian suposi dari contohLaborato- 0 tanah belum terusik (undisturb).

rium Pengujian rembesan dari contoh tanah terusik (disturb). 0 Pengujian penetrasi standard (Harga N) @ @ Pengujian pembebanan dengan 0 0 0

Pengujian plat

Lapangan Pengujian pembebanan horizontal 0 0 pada lubang bor (bore hole)

Pengujian tegangan geser dari batuan 0 Pengujian komposisi bebas @ 0

Pengujian Pengujian geser langsung. 0 (direct shear) Laborato-rium Pengujian pemampatan tri-sumbu

(tri-axial) 0 0 Pengujian konsolidasi tanah 0

@ Harus dilaksanakan 0 Dilaksanakan jika perlu

calon bendungan adalah untuk mendapatkan tempat kedudukan yang paling ideal, topografis maupun geologis. Sebagai suatu pegangan, maka daerah yang perlu disurvey untuk tempat kedudukan calon bendungan, dibatasi oleh garis-garis lurus membentuk poligon yang jaraknya dari titik terluar tubuh bendungan sebesar (R) yang panjangnya ditentukan berdasarkan tinggi calon bendungan sebagai berikut : • Unt�k bendungan dengan t inggi <30m, maka R = l OO meter.• Untuk bendungan dengan tinggi 30 "' 60 meter, maka R = 200 meter.• U ntuk bendungan d�ngan t inggi >60 meter, maka R = 300 meter.

Untuk Iebih jelasnya dapat digunakan contoh skematis seperti yang tertera pada Gbr. 2-5.

Disamping daerah yang diuraikan di atas, survey geologi harus pula d ilakukan pada daerah yang diperkirakan akan menjadi tempat kedudvkan bangunan pelimpah, bangunan penyadap yang mungkin lokasinya terdapat di l uar daerah yang dibatasi oleh

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan SI poligon tersebut di atas.

2.4.3 Macam Survey Geologi

Untuk rencana pembangunan sebuah bendungan diperlukan beberapa macam kegiatan survey, investigasi dan penelitian-penelitian geologi pada pondasi calon bendungan (Gbr. 2-5) dengan uraian sebagai berikut :

Batas daerah yang harus disurvey

{1) Pemetaan penampakan geo/ogi

Perkiraan tempat kedudukan bendungan.

Standard radius

Gbr. 2-5 Daerab survey geologi pada tempat kedudukan calon benclungan

Pemetaan penampakan geologi atau disebut pula pemetaan geologi permukaan (out-crop mapping), biasanya dilakukan dengan menggunakan peta topografi yang dilengkapi dengan garis-garis tinggi yang teliti sebagai peta dasar, di atas mana penam­pakan-penampakan geologi akan digambarkan (Gbr. 2-6).

Semua penampakan-penampakan geologi yang terdapat di daerah survey SJJpaya digambarkan di atas peta tersebut, seperti penampakan-penampakan jeni'S batuan, nama lapisan, formasi pelapisannya, tingkat pelapukan serta penyebarannya, asal batuan, adanya patahan-patahan serta retakan-retakan dan kontinuitas dari pada suatu lapisan struktur geologi, dan lain-lain.

Pemetaan ini merupakan landasan dasar dari semua kegiatan-kegiatan survey, investigasi dan penyelidikan-penyelidikan selanjutnya. Ketelitian peta geologi yang akan dihasilkan tergantung dari skala peta topografi yang digunakan sebagai dasar dan

· biasanya dalam skala I : 500.Untuk meningkatkan ketelitiannya, maka peta geologi yang dihasilkan barus

dilengkllpi dengan suatu tabel data basil survey (yang didasarkan pada Tabel 2-14), dimana dalam penggunaannya peta geologi dan tabel data akan saling dicocokkan.

Didasarkan pada peta geologi yang baru dibasilkan, maka dapat dilakukan pemili­han beberapa buab poros calon bendungan dan selanjutnya sudah dapat dimulai survey dan investigasi serta penelitian-penilitian yang lebib mendalam.

Apabila pemiliban tempat kedudukan bendungan tidak dilaksanakan dengan saksama, maka kemungkinan akan terjadi penentuan-penentuan tempat kedudukan yang kurang sesuai, sebingga mungkin akan merendahkan kwalitas rencana-teknisnya dan akan menyulitkan pelaksanaan pembangunan bendungan yang bersangkutan fllau babkan dapat menggagalkan sama sekali pelaksanaan pembangunannya.

Sebaiknya pelaksanaan survey geologi dilakukan tabap dem.i tabap, dimana tahapan berikutnya baru dapat dimulai, jika tabapan sebelumnya sudah selesai dilakukan secara sempurna dengan basil interpretasi yang memadai. (2) Pengeboran inti

Pengeboran inti dimaksudkan agar secara langsung dapat mengetahui karakteristika

52

Klasifikasi geologi

Klasifikasi secara

simbol ik . Klasitikasi Klasifikasi Sub

Biasa utama. Klasdikasi

Bab 2. Survey dan Investigasi

Tabel 2-14. Metode klasifikasi batuan.

Standard untuk klasJfikasi pada tubang atau pant-parit pengujian.

Kondisi batuan

Klasifikasi berdasarkan pcmecahan.

Jarak retak

rata-rata.

Sangat baik, formasi mineral-mineral dan par­

tlkel-partikelnya tidak lapuk dan tidak berubah bentuk.

Kalau dipukul suaranya 50 cm < nyaring dan kalau dipu-

Batuan baik

Batuan agak Japuk

B

Batuan padat dengan sambungan dan retakan­retakan kecll tertutup rapat dan tidak ada

pelapukan.

( I ) Kwalitas batuan baik dan keras. Akan tetapi pcrmukaan sambungan-sambu­

ngan (joints) dan rctakan-retakan (cracks) kurang tertutup. Dalam banyak ha!, lempung coklat kemerah­

merahan tampak tipis di antara celah-celah

Bu tersebut. ---- (2) Walaupun kwahtas batuan agak keras, ada

BL kecenderungan bahwa formasi mineral­

mineral dan partikel-partikclnya mcngalami

perubahan bentuk karena proses pelapukan. (3) Kwalitas batuan keras, tetapi berlapis-lapis.

Bila formasi berlapis-lapis ini diketemukan,

maka scpanjang dacrah ini dapat hancur. ---------------------------

Batuan Japuk

Ratuan ;anga t .:pule

.::, ,---...

Cu c

D D

E E

( 1 ) Karena proses pelapukan, formasi mineral­mineral dan partikel-partikelnya mengalami perubahan bentuk, warna coklat kekuning­kuningan menjad1 warna coklat . Kwalitas batuan menjadi lemah (dapat dimasukkan dalam kategori batuan lapuk). (2) Kwalitas batuan dengan kekerasan baik.

Akan tetapi batuan ini pecah mcnjadi bebe­rapa massa batuan yang kecil karena ban­yaknya retakan-retakan (fractures) ha Ius dan banyak lcmpung terlihat pada celah-celahnya. (3) Batuan ini sudah diketahui mempunyai for­

masi berlapis-lapis. Batuan ini mudah mengalami retak-retak

yang sangat tipis.

Batuan ini menerima bcberapa gaya gescr dan sebagai hasilnya batuan ini dapat hancur

sepanjang daerah ini (dapat dilihat pada

batu sabak).

( I ) Batuan ini diketahui mcngalami aksi pelapu­

kan.

Sebagian berubah menjadi tanah scdangkan scbagian tetap keras. Kalau gaya-gaya

kohesi di antara formas1 mineral-mineralnya

atau partikel-partikelnya hilang maka batuan ini dapat hancur dengan mudah kecuali kalau

hanya retakan-retakan (2) Dalam daerah patahan dimana masih terda­

pat formasi lempung maka batuan dalam kcadaan campuran lempung dcngan kepi­ng-Jn-kepingan batuan yang keel!. Dalam

bebcrapa hal termasuk bagian-bagian yang

agak keras.

( U Aksi pclapukan sangat besar.

Gaya-gaya kohcsi di antara mineral-mineral partikcl-partikclnya hampir �cluruhnya

hilang dan forrnasi pasir a tau tanah berkcm­bang. Kadung-l...adang tidak dapat dibedakan

dcngan deposit. (2) Dacrah patahan dcngan formasi lcmpung

campur dcngan kcpingan-kcpingan batuan halus.

kul lebih kuat, batu akan pecah dan tampak Permukaan batu yang segar (fresh)

Kalau dipukul nyaring

suaranya. Akan hancur pada bagian retakan­

retakan dan sambungan setelah beberapa kali dipukul.

Kalau dipukul suaranya tidak nyaring dan mudah hancur.

Dalam banyak hal,

batuan ini akan pecah dalam kepingan­kepingan kecil sepanjang daerah retakan. Sukar memecah batuan

ini, kalau tidak pada daerah ini.

Kalau dipukul suaranya

tidak nyaring.

Mudah retak (hanc:ur).

Sesudah retak, tidak ada lagi bagian yang

tajam. Batuan ini rapuh, dapat hancur hanya dengan ditekan ujung jari.

T�Hlpa d1pukul, dapat

mudah hancur dan

kal<.�u ditckan dengan

tangan akan mcnjad• bubuk.

Ca!,u •• n A ... �,:-"""� :.... �-- L berturut-turut merupakan perbanding..1n ba1k dan buruk. dalarn klas•fik<.1si uhllll<l.

J0- 50 cm

2 - ! 0 cm

Standard untuk klasifikasi dengan pengeboran

Kondisi inti (core) Kondisi batuan sama dengan kolom sebelah kiri, kadar pengumpulan bahan inti

(core) lebih dari 90 % dans eluruhnya merupakan kolom, lebih panjang dari 20 cm tanpa potongan-poto­ngan kecil.

Kondisi batuan sama dengan kolom sebelah kiri, kadar pengumpulan bahan inti (core) lebih dari 70%. Tidak seluruhnya mcrupakan kolom dan termasuk sedikit potongan-potongan kecil. Banyak bahan inti ini lebih panjang dari 5 cm.

Kondisi batuan sama dengan kolom sebelah kiri, bahan inti (core) menjadi lebih kecil. lcbih pendek dari 5 cm dan banyak potongan-potongan karena banyak retak-retak dan dapat hancur. (Dalam ha! kadar pengum· pula n bahan inti lebih rendah dari 40%-70% termasuk dalam klasifikasi ini:

Kondisi bat uan sama dengan kolom sebelah kiri. Hampir seluruh bahan inti (core) menjadi kepingan­kepingan kecil. Dalam bebcrapa hal, men­

jadi campllran antara pasir dengan k�rikil bersudut atau tanah bcrbutir kasar. (Bagian di mana kadar pengumpulan bahan inti lebih rendah dari 40 %. termasuk dalam klasifikasi ini.

Batuan menjadi di bawah kondisi berpasir atau berlempung. Karena itu tidak dapat dibedakan antara bahan inti dcngan deposit. (Kadar pengumpulan bahan inti baik).

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan 53

K.lasifikasi berdasarkan sifat�sifat

Tegangan tekan

qu max lebih besar dari SOO kg,lcm•

Isotrop

Isotrop soo l

100

Anisotropy 300

l 100

100 l 2,0

Kurang dari 2,0

fisik dan dinamis.

Kecepatan gelombang Koeffisien

elastis. retakan. Kurang dari 0,25

m/detik 6.000 v, � l

3.000

0,25 l

o,so

3.000 0,5 v, � l l

2.000 0,65

2.000 0,65 v, � l I

soo 0,80

Y, kurang Lebih dari dari SOO 0,80

Klasifikasi dalam Geologi hal penggalian.

Penggalian batuan ker:aS

"'

Penggalian batuan lunak "'1

apy6 Penggalian tanah keras. Akan tetapi dalam hal volume batuan dengan klasifikasi C lebih dari 30% dan taoah keras yang perlu digali pada waktu yg. sama dengan batuan lunak seperti tersebut di atas, hal ini dapat dianggap sebagai penggalian batuan 1unak.

tJPY6 Biasanya, penggalian tanah dan kerikil.

Kesulitan relatif dalam hal penggalian.

Peledakan dengan mesiu akan dilakukan untuk penggalian.

Memungkinkan penggalian dengan bleJJ<Oilll. Lebih ekonomis meng-gunakan mesin dalam beberapa hal ripper dapat digunakan untuk penggalian.

Memungkinkan penggalian dengan blencong, cangkul, alat berat tanpa mesin.

Memunskinbn _..... dengan �.li. � dan alat ben% � mes.in r- :bpn � posir dan t<riiW biasa).

"' group

p group

group

group

Catatan

Formasi paleozoic} . Formasi mesozoic ·

batu sabak, batu pasir keras, batu rijang, kon-glomerat, batu garnp-ing, diahas, tufa.

Batuan hypogen: granit, granodiorit, dorit, gabro.

Batuan semi-hypogen: profiri-kwarsa, porfiri granit, diahas, serpent in.

Batuan volkanik: basalt. Sekis kristalin:

sekis hitam, sekis klorit, sekis piedo-morit, sekis kwarsa, sekis mika.

Batuan metamorf: filit, hornfels, genes, batu silika.

F onna.si rnesozoik: serpih, batu pasir breksi tufa.

Formasi tersier tua: tufa andesitik, silicified serpih, silicified tufa.

Batuan volkanik: rhiolit, andesit, andesit termetomorf.

Formasi tersier tua-tersier muda:

batu lumpur, batu laoau, serpih, batu pasir, konglomerat, tufa, tufa breksi, lava aglomerat.

Forma51 t::r'5oi!C' m�-.-:-..zn : bo.t: �. batu ........ kooslom:rat. rob., <DCI&pan teras, ;,_ volkanik.

54 Bab 2. Survey dan Investigasi

Situasi tempat kedudukan calon bendungan

C� -Batu kapur non crystalline Sl� -Tanah batuan hitam

Alt BIZ! -Batu hi tarn+ pasir S CJ -Batu pasir

D !'.' /l -Diabas

lt ·}:1 -Pasir & kerikil

l:·:•j-J -Talus ,/ -Patahan

POTONGAN A-A Skala 1 : 1 .000

Gbr. l-6 Peta geologi permukaan dan penampang geologi di daerah tempat kedudukan calon hendungan.

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan SS

geologi yang terdapat di bawah permukaan tanah dengan cara-cara pengambilan contoh­contoh batuan atau bahan-bahan lainnya yang terdapat pada kedalaman tertentu di bawah permukaan tanah dan kemudian mengadakan penelitian . pada contoh-contoh tersebut, penganalisaan pada kecepatan pelaksanaan pengeboran, penelitian kemampuan daya dukung pada lapisan demi lapisan pada kedalaman-kedalaman tertentu, pengece­kan-pengecekan tingkat permeabilitasnya, dan lain-lain (Gbr. 2-7).

Tiang penyangga (tinggi 5-12 m)

Sambungan berputar (untuk kecepatan rendah dan kecepatan tinggi).

Slang (tekanan tinggi)

Air atau air berlumpur yang mengalir secara sirkuler

Penghubung tabung penginti

Tabung penginti (tunggal atau ganda)

�enggerek (baja atau intan). Mata bor (baja atau intan).

Gbr. 2-7 Skerna mesin bor putar untuk penyelidikan geologi.

Metode yang sangat lazim digunakan dan memberikan basil pengeboran yang paling baik adalah pengeboran dengan menggunakan mesin bor putar (rotary type drilling machine).

Untuk lapisan yang lunak dan dangkal biasanya dipergunakan mesin bor putar yang operasinya dilakukan dengan tenaga manusia (mesin bor putar manual). Sedang untuk pengeboran lapisan keras dan dalam, dimana tekanan pada mata bor harus besar dan pipa bor yang semakin panjang akan semakin be rat, maka hanya dapat dilaksanakan dengan menggunakan mesin bor putar yang operasinya dilakukan secara hydrolis (mesin bor putar hydrolis), karena penggunaan tenaga manusia yang terbatas kekua­tannya akan sangat sukar untuk melayani mesin bor tersebut.

Pada hakekatnya penggunaan mesin bor putar sangat menguntungkan, karena tekanan-tekanan yang diberikan pada mata bor oleh operator yang sudah berpengalaman dapat diatur dengan perasaan yang disesuaikan dengan tingkat kekerasan lapisan yang dibor, sehingga menghasilkan inti dengan kwalitas yang sangat memuaskan dan kekera­san lapisan tersebut secara langsung dapat diketahui, disamping itu ongkos pengeboran­nya lebih murah.

56 Bab 2. Survey dan Investi�asi

Pada penggunaan mesin bor putar hydrolis, walaupun tidak menggunakan perasaan tangan manusia, tetapi tingkat kekerasan suatu lapisan dapat diketahui secara lebih kasar dengan memperhatikan alat pengukur tekanan hydrolis yang terdapat dalam sistim penekan mata bor. Sedang penekanan mata bor dan pengangkatan pipa-pipa bor, semuanya dilakukan secara hydrolis, sehingga operasinya sangat dipermudah.

Selanjutnya ukuran mata bor biasanya disesuaikan dengan kekerasan batuan yang akan dibor, dimana semakin tinggi kekerasan batuan biasanya digunakan mata bor yang berdiameter semakin kecil. Untuk batuan keras umumnya digunakan mata bor berdiameter 45 mm atau lebih kecil , sedang untuk tanah yang lunak digunakan mata bor berukuran 75mm atau lebih besar.

Hasil pengeboran yang berupa inti berbentuk batang (core recovery) dimasukkan ke dalam kotak khusus, sedang hasil analisanya digambarkan sebagai propil geologi di bawah permukaan tanah.

Akan tetapi penganalisaan keadaan geologi di bawah lapisan tanah tersebut, tidak saja dengan pengamatan dan penelitian dari inti hasil pengeboran tersebut, tetapi masih banyak data-data Iainnya yang dihasilkan dari pengeboran terse but, seperti ; type alat bor yang dipergunakan, jenis dan ukuran mata bor yang dipakai, RPM dari putaran pipa bor, prosentasi pengintian, lapisan yang tak terambil (lokasinya dan ketebalannya), jangka waktu pengeboran, keadaan air tanah, dan lain-lain. (3) Terowongan pengujian

Apabila dari hasil-hasil survey dan investigasi yang dilakukan terdahulu, ternyata ada daerah-daerah yang struktur geologinya sangat komplek, maka dibuat terowongan pengujian (laterial hole test) yang arahnya dipilih supaya dapat memotong lapisan­lapisan yang akan diselidiki dan ukurannya diambil sedemikian rupa sehingga petugas yang melakukan penelitian dapat keluar masuk secara leluasa (biasanya dengan ukuran lebar 1 ,2 meter dan tinggi 1 ,8 meter).

Penggunaan terowongan pengujian ini, memungkinkan untuk mengadakan penelitian secara langsung pada kondisi lapisan yang sesungguhnya dan dapat diamati Iangsung secara visual pada lapisan-Iapisan tersebut, sehingga hasilnya adalah yang paling memuaskan.

Akan tetapi dalam pembuatan terowongan pengujian tersebut harus dilakukan dengan amat hati-hati agar struktur geologi daerah sekitar terowongan tidak berubah, karena itu pada penggaliannya sejauh mungkin harus dihindarkan penggunaan tenaga yang terlalu besar (seperti penggunaan bahan peledak atau palu pneumatis yang terlalu berat, dan sebagainya), sehingga dapat dihindarkan terjadinya kerusakan-kerusakan struktur batuan serta retakan-retakan baru di sekitar terowongan. Selain itu supaya dihindarkan pembuatan terowongan dengan ukuran yang melebihi keperluan.

Pembuatan serta penyelidikan dengan menggunakan terowongan pengujian ini, biasanya akan mengalami kesukaran-kesukaran pada bagian bawah alur sungai, karena akan selaiu terganggu oleh air tanah dan biasanya diperlukan pompa-pompa air.

Hasil dari penelitian dengan terowongan pengujian biasanya disusun seperti yang tertera pada Gbr. 2-8. Pada gambar tersebut akan dapat dilihat data-data sebagai berikut : • jenis batuan yang terlihat pada alas dan dinding terowongan.• kekerasan dari pada batuan.• rekahan-rekahan dan celah-celah serta penyebarannya.• pelapukan-pelapukan pada batuan serta penyebarannya.• adanya patahan-patahan dan zone hancuran.* adanya mata air.* ketebalan lapisan yang belum selesai proses konsol idasinya, seperti tanah humus

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan 57

Nomor terowongan / Skala 1 /100

Mengandung batusabak yang rapuh

Retakan-retakantidak teratur

0

50 0 50 1 00 cm

Legenda (contoh)� P PillitBll S Batu sabak� Sch Tuff diabas

Lajur dan kemiringan bidang__._ Lajur dan kemiringan patahan-r- Sambunganc,. Patahan

_ _ _ _ Batas penggalianC'J Zone pelapukan� Lapisan teratas permukaan tanah

bercampur batu. <!> Mata air

Kantor petugas

Potongan lintang Nama. petugas

LokasiElevasi pintu terowongan

Arah

Panjang total

Data geologi

Lap. teratas permukaan tanah mengandung brangkal

Zone pelapukan

Tujuan

l ndikasi

Nomor terowongan

Tebing kiri pada poros bendungan

430mN45°W

Terowongan Utama 10 m

Terowongan ea bang kiri 5, 7 m} Panjang total

Terowongan cabang kanan 5,7 m 2 1 ,4 m

Pillit, batu sabak bersifat pi l l i t , tuff diabas

Sampai kedalaman 2,70-3. 5 m, lapisan mengandungbrangkal dan fragmen batuan pi l l i t .

H ingga kedalaman 8 m pd . l u bang utama . Untuk mengetahu i kedalaman pelapukan. Pelapukan sudah parah dan dalam. Penggalian sedalam 8 m tampa knya sudah cukup.

Gbr. 2-8 Gambar bentangan dindiog terowongan pengujian.

(top soil), talus, dl l .

(4) Parit pengujian Apabila tanah humus yang menutupi perm ukaan tanah relatif t ipis, maka dengan

penyingkapannya pada tempat-tempat tertentu akan dapat d iadakan penyelid i kan

58 Bab 2. Survey dan In�tigasi

secara langsung terhadap batuan dasarnya dan contoh-contoh asli batuan (undisturbed samples) dapat diambil untuk diselidiki di laboratorium. (periksa Gbr. 2-9).

Dibandingkan dengan metode lainnya, maka penggunaan parit pengujian ini sangat sederhana, tidak memerlukan peralatan yang kompleks dan ongkosnya murah. Akan tetapi apabila lapisan tanah-humus terlalu tebal atau pelapukan batuan asli sudah terlalu dalam, maka penggunaan metode ini akan mengalami kesukaran-kesukaran.

Penampang vertikal parit pengujian

Gbr. 2-9 Penyelidikan lapisan tanah dengan parit-parit pengujian.

(5) Pendugaan Untuk mengetahui kondisi geologi lapisan bawah tanah dengan pemetaan geologi

permukaan, pengeboran�pengeboran dan penggunaan terowongan-terowongan serta parit-parit pengujian kelihatannya sudah cukup luas ; dimana pemetaan geologi permukaan serta pembuatan parit-parit pengujian akan dapat memberikan gambaran penampakan-penampakan geologi, sedang pengeboran-pengeboran serta penyelidikan­penyelidikan dengan terowongan pengujian akan dapat memberikan gambaran lapisan geologi di bawah permukaan tanah.

Akan tetapi gambaran-gambaran yang diperoleh, terutama mengenai lapisan geologi di bawah permukaan tanah yang masih kasar, dimana ketelitiannya hanya bisa ditingkatkan dengan memperbanyak terowongan-terowongan pengujian · dan dengan merapatkanjarak masing-masing lubang bor, yangjelas akan menimbulkan konsekwensi pembiayaan yang sangat tinggi.

Guna meningkatkan ketelitian tersebut serta menghindarkan pembiayaan yang berlebihan, maka penggunaan metode pendugaan ternyata sangat efektif.

Penggunaan metode pendugaan dapat memberikan gambaran geologi, pada daerah yang luas dengan kontinuitas yang cukup memadai tanpa harus mengeluarkan pembia­yaan terlalu besar.

Metode pendugaan ini didasarkarr pada respons suatu substansi, apab!la timbul gejala-gejala fisik pada substansi tersebut, yang berupa getaran, aliran Iistrik dan lain­lain. Dengan mencatat tingkat respons yang dikeluarkan oleh substansi tersebut, yaitu antara lain kecepatan ram bat getaran elastisnya, satuan tahanannya, natural electrical potential, dan lain-lain yang merupakan kwantitas fisik (physical quantity) dari substansi tersebut.

Kwimtitas-kwantitas geologi yang diperoleh dengan menggunakan basil pendugaan yang berupa data-data kwantitas fisik, disebut interpretasi geologi.

Pendugaan-pendugaan pada penyelidikan untuk pekerjaan-pekerjaan civil, biasanya dengan menggunakan pendugaan getaran elastis, pendugaan listrik dan pengujian pelapisan fisik. (physical stratum examination). Pendugaan getaran elastis didasarkan pada pengukuran kecepatan rambat getaran elastis pada suatu lapisan geologi dimana dalam lapisan-lapisan yang sifat-sifat fisiknya berbeda, maka kecepatan rambatnya akan berbeda pula.

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan 59

Getaran elastis itu ditimbu\kan dengan menjatuhkan benda yang berat di atas permukaan tanah atau dengan membuat ledakan-ledakan dinamit berukuran kecil.

Dengan mencatat perbedaan waktu antara ledakan, dengan terpantulnya kembali oleh suatu lapisan dan diterima oleh alat penerima, maka kecepatan rambat getaran dapat dihitung.

Prosedur pelaksanaan pendugaan dengan menggunakan getaran elastis adalah sebagai berikut : * Pekerjaan lapangan yang perlu dilaksanakan adalah untuk mencatat getaran gelom­

bang, membuat kurva kecepatan rambat getaran dari masing-masing penembakan (ledakan), mengadakan analisa-analisa dari pada kurva tersebut dan membuat interpretasi kecepatan rambat getaran pada setiap lapisan geologi.

* Kemudian dengan mengadakan interpretasi yang menyeluruh dengan memperban­dingkan karakteristika getaran yang dihasilkan dari masing-masing penembakan, mak-a ketelitian interpretasi dapat ditingkatkan. Untuk jelasnya penempatan peralatan pada pendugaan dengan alat sondir seismis secara skematis dapat dilihat pada Gbr. 2-10.

Frekwensi gelombang datang (P) (Permulaan perpindahan)

-Tanda Interval penembakan garis waktu

(b) Kertas pencatat. Jarak (m)

(c) Lengkung waktu ll.edatangan gelombang.

Gbr. 2-10 Skema pendugaan dengan gelombug elastis.

Penyelidikan pendugaan getaran elastis untuk tujuan-tujuan pekerjaan sipil pada lazimnya digunakan metode-metode getaran repraksi dan getaran depraksi.

Beberapa datafbahan pokok yang diperlukan pada penyelidikan geologi dengan menggunakan pendugaan getaran elastis adalah sebagai berikut :

(a) Kedalaman dari batuan asal di bawah penutup tanah lunak (seperti ketebalan­ketebalan pelapukan batuan, lapisan pasir dan keriki l, talus, tanah humus dan lain-lain, formasinya serta karakteristika dari batuan tersebut).

(b) Penyebaran pelapisan batuan dasar di bawah permukaan tanah.

60 Bab 2. Survey dan Investigasi

(c) Adanya penampakan zone-zone patahan dan hancuran. Pada hakekatnya penyelidikan geologi dengan pendugaan getaran elastis merupakan

penyelidikan linier dan akan memberikan data-data lapisan bawah tanah pada cakupan yang luas dengan kontinuitas yang baik, akan tetapi metode ini mempunyai kelemahan­kelemahan sebagai berikut : • Apabila dua buah lapisan yang terdiri dari jenis batuan yang berbeda, akan tetapi

kekerasannya sama, maka akan memberikan hasil kecepatan rambat getaran yang sama, sehingga dengan menggunakan metode ini batas kedua lapisan tersebut serta ketebalan dari masing-masing lapisan tidak mungkin diperoleh.

• Demikian pula untuk menentukan batas lapisan-lapisan pasir dan kerikil yang sudahterkonsolidir dengan baik dan lapisan-lapisan batuan lapuk biasanya sangat sukar.

Dalam keadaan seperti tersebut di atas, maka kombinasi penyelidikan geologi dengan pendugaan, dengan pengeboran akan sangat membantu memecahkan problema terse but.

2.4.4 Pengujian Lapangan

Untuk mendapatkan beberapa data-data penting, seperti daya dukung tanah atau permeabilitas suatu lapisan dalam keadaan yang sesungguhnya (setempat), biasanya digunakan terowongan-terowongan/sumur-sumur pengujian dan lubang-lubang bor.

Daya dukung tanah biasanya diuji dengan sua tu pelat yang berbentuk bujur sangkar. dengan ukuran tertentu dan dibebani dengan bandul yang beratnya selalu ditambah pada periode waktu tertentu. Dari hubungan antara peningkatan pembebanan dan penurunan permukaan tanah di bawah plat tersebut, maka daya dukung tanah dapat diketahui.

Akan tetapi cara ini penggunaannya sukar dan terbatas hanya untuk pengujian lapisan atas permukaan tanah atau pada terowongan/sumur pengujian, selain itu pengujian-pengujian yang dilakukan dengan metode tersebut, biayanya cukup mahal.

Cara yang lebih sederhana, adalah dengan apa yang disebut pengujian penetrasi standard atau standard penetration test (SPT) yang dilakukan pada saat pelaksanaan penyelidikan geologi dengan pengeboran inti.

Uraian singkat mengenai pelaksanaan SPT ini dapat diikuti sebagai berikut : (1) Pelaksanaan pengujian

Pada saat pengeboran inti telah mencapai suatu lapisan yang akan diuji, maka mata bor diganti dengan alat yang disebut standard split-barrel sampler dan kemudian pipa bor diturunkan kembali sehingga alat tersebut bertumpuan di atas lapisan yang akan diuji.

Pada bagian atas dari pipa bor terdapat sebuah palu (dengan berat 63,5 kg) yang berbentuk cincin silinder yang dapat turun-naik dengan bebas setinggi 75 cm. Dengan menjatuhkan palu tersebut secara bebas beberapa kali dari ketinggian 75 cm dan menimpa tumpuan yang melekat pada pipa bor sedemikian sehingga split-barrel sampler masuk ke dalam lapisan yang diuji sedalam 30 cm.

Dan dengan menghitung jumlah pukulan (angka N) yang diperlukan untuk dapat memasukkan split-barrel sampler sedalam 30 cm tersebut pada setiap pengujian, maka tingkat konsolidasi serta daya dukung dari setiap lapisan dengan mudah dapat dihitung.

Secara skematis pelaksanaan pengujian dapat dilihat pada Gbr. 2-1 1 . Salah satu kelebihan yang positip dari pengujian dengan metode SPT ini adalah bahwa disamping pengujian itu sendiri Iangsung menghasilkan angka N yang cukup teliti, surveyor secara langsung dapat mencocokkan secara visual dengan contoh bahan lapisan yang dikeluarkan dari split-barrel sampler. (periksa Gbr. 2-1 2).

·

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan

..c:: ;:I -� ·gg!: �

1 El .,...

El 0 .,... t--

Pemegang paluPalu Kabel pengangkat palu -Kabel pengangkat pemegang palu

___ Tumpuan paluLff--t\.1--·-t Perancah --- -->Klos penarik

1- Lubang bor tf> 75 mm

Pengambilan contoh dari pengujian penetrasi-penetrasi standard

- (Biasanya dengan kedalaman 30 cm)

Gbr. 2-11 Peralatan untuk pengujian penetrasi standard.

50°1---+--t------+----'

-fr � - c. PadatgL � !: o:s m 0 10 20 30

Lebihpadat

40

Sangatpadat

50 60

Harga N pada pengll.iian penetrasi standard

Gbr. 2-12 Hubungan antara harga N dan sudut gesekan dalam lapisan pasir.

61

62 Bab 2. Survey dan Investigasi

(2) Analisa dan perhitungan Dari pelaksanaan pengujian dengan metode SPT, maka angka N dari suatu lapisan

segera dapat diketahui dan dari angka tersebut dapat ditentukan karakteristika suatu lapisan seperti yang tertera pada Tabel 2-1 5 dengan metode perhitungan sebagai berikut:

Tabel l-15. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan angka 'N'.

K.lasifikasi

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan secara menyeluruh dari hasil-hasil survey sebelumnya.

Hal-hal yang perlu diperhatikan langsung dari angka 'N'

Hal-hal yang perlu diperkirakan dan dipertimbangkan

·

Unsur tanah, variasi daya dukqng vertikal (kedalaman permukaan dan susunannya), adanya lapisan lunak (ketebalan lapisan tanah untuk konsolidasi dan perhitungan penurunan) kondisi drainagenya dan lain­lain.

Tanah pasiran

Berat isi relatif, sudut geser dalam, ketahanan terhadap penurunan, daya dukung tanah dan angka elastisitas.

Tanah Keteguhan, kohesi, daya du­lempungan kung maximum dan keta­

hanan terhadap kehancuran (Rupture).

(a) Untuk mendapatkan harga � (sudut geser dalam) dari tanah pasiran, biasanya dapat digunakan rumus Dunham sebagai berikut : * Untuk tanah pasiran, dimana butiran pasirnya berbentuk bulat dengan

gradasi yang merata atau butiran pasirnya bersegi-segi dengan gradasi yang terkonsentrir.

� = �12N + 1 5

� = �12N + 20

* Butiran pasirnya bersegi-segi dengan gradasi yang merata.

� = �12N + 25

(2.25)

(2.26}

(2.27)

Hubungan antara harga N dan harga � secara umum dapat dilihat pada Gbr. 2-12.

(b) Rumus Peck

� = 0,3N + 27 (2.28)

(c) Untuk mendapatkan harga unconfined compressive stress (Qu) dari tanah lempungan, biasanya dengan menggunakan rum us Peck, sebagai berikut :

Qu = 0,4 + � (kg/cm2) (2.29)

( seandainya � = 0, maka C = �u)

Pasir

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan 63

(d) H ubungan antara angka N dan day a dukung yang diperkenankan. Day a dukung yang diperkenankan untuk setiap lapisan tanah adalah harga yang diperoleh dari angka N suatu lapisan dan sudah distandardkan, seperti yang tertera pada Tabel 2-16. Akan tetapi .jika diperlukan angka kemampuan daya dukung tanah yang lebih teliti dari suatu lapisan, maka harus dilakukan pengujian mekanika tanah.

Tabel l-16. Hubungan antara angu N clan gaya dukung tanah yang diperkenankan.

· Angka N < 10 10�30 30� 50 > 50

Kepadatan relatif Le pas sedang pad at sangat padat

Daya dukung tanah Dibutuhkan yg. diperkenankan . pemadatan 7 � 25 24� 45 > 45 (t/m)

Angka N < 2 2�4 4- 8 8 � 15 1 5 � 30 > 30

Kepekatan relatif Sangat halus Halus Sedang Keras Lebih keras Sangat keras Lempung

Daya dukung tanah yg. diperkenankan < 2 2�4,5 4,5 � 9 9� 18 1 8 � 36 > 36 (t/m)

Angka-angka tersebut merupakan angka-angka standard rata-rata. Angka-angka yang tepat dari setiap contoh tanah dapat diperoleh dari pengujian mekanika-tanah.

Ada baiknya, apabila pengujian permeabilitas suatu lapisan dapat dilakukan pula pada saat dilaksanakannya penyelidikan geologi dengan pengeboran inti.

Pada hakekatnya, amatlah sukar mendapatkan permeabilitas yang teliti dari pengujian di lapangan, karena banyaknya kesukaran-kesukaran yang dihadapi dalam pelaksanaannya.

Oleh sebab itu, hasil yang diperoleh dari pengujian-pengujian tersebut hanya memberikan harga perkiraan, yang kadang-kadang terlalu jauh dari harga yang sebenarnya.

Sebelum pengujian dilaksanakan, maka pertama-tama yang harus dilakukan sebagai salah satu persiapan adalah memperkirakan tekanan pemompaan air yang sesuai untuk lapisan yang akan diuji, karena pemberian tekanan yang tidak hati-hati dan terlalu tinggi akan mengakibatkan kebocoran-kebocoran pada penyumbat-penyumbatnya.

Pengujian-pengujian pada lapisan yang terletak di atas permukaan air tanah, pengukuran waktu pemompaan air supaya dilakukan selama mungkin.

Dalam pengujian permeabilitas, berbagai metode telah banyak dikembangkan dan di bawah ini akan diuraikan secara singkat 3 (tiga) metode yang lazim digunakan untuk keperluan rencana pembangunan bendungan, yaitu :

* Metode pengujian Lugeon.* Metode sumur pengujian.* Metode pengujian pada lubang bor.

(a) Metode pengujian Lugeon Metode ini digunakan dengan menggunakan lubang bor, dalam keadaan dimana

pondasi calon bendungan terdiri dari lapisan batuan. Pelaksanaan pengujiannya relatif mudah dan angka permeabilitas yang

dihasilkan akan dapat digunakan sebagai dasar pelaksanaan sementasi (grouting)

64 Bab 2. Survey dan lnvestigasi

untuk perbaikan pondasi. Selain itu, pada beberapa hal, basil pengujian dengan metode ini dapat diper­

gunakan untuk memperkirakan jangkauan dan kwalitas dari pada sementasi yang akan dilaksanakan. Pada kondisi batuan yang normal, maka pengujian-pengujian dilaksanakan sampai pada kedalaman 1/2 kali kedalaman calon waduk. Sedangkan untuk kondisi batuan yang mempunyai banyak problema, maka pengujian dilak­sanakan sampai pada kedalaman yang sama dengan kedalaman maximum calon waduk tersebut.

Didasarkan pada jenis perlengkapan injeksi (injection spidle), maka dapat dibedakan 2 type alat pengujian Lugeon, jaitu : • Alat pengujian permeabilitas bersumbat tunggal (single packer type Lugeon test

devices). • Alat pengujian permeabilitas bersumbat kembar (double peacker type Lugeon test

devices). Secara skematis bentuk serta cara kerja dari alat tersebut dapat dilihat pada

Gbr. 2-13. Penggunaan alat pengujian permeabilitas bersumbat tunggal biasanya lebih baik hasilnya, karena kebocoran-kebocoran yang mungkin terjadi pada saat pengujian berlangsung hanya keluar dari sebual). sumbat saja.

Satu hal yang sangat penting dalani persiapan pengujian ini adalah agar pemasangan sumbat dilakukan dengan hati-hati, supaya sumbat tersebut dapat menyentuh dan bertumpuan dengan sempurna pada batuan yang merupakan dinding lubang bor. Apabila pada saat pengujian berlangsung, kapasitas air yang

Metode bersumbat

Manometer

Detail Bag. A

Gbr. 2-13 Alat pengujian Lugeon.

Metode bersumbat ganda

A.

2. 4 Survey dan Investigasi Geologi Tempat Kedudukan Calon Bendungan 65

masuk ternyata melebihi kapasitas pompa, sehingga tekanan air tidak meningkat, maka pompa harus diganti dengan yang kapasitasnya lebih besar.

Pengujian dengan mempergunakan metode ini relatif mudah pelaksanaannya, dan karena pelaksanaan sementasi kelak menggunakan cara yang sama dengan metode tersebut, maka data-data dari hasil pengujian ini langsung dapat digunakan sebagai dasar pelaksanaan sementasi untuk perbaikan pondasi. Basil pengujian metode Lugeon yang dilakukan pada lubang bor yang berdiameter 40--80 mm, maka harga 1 Lugeon lebih kurang sama dengan koeffisien filtrasi (K) seharga 10-5 cmfdetik dalam rumus Darcy. (b) Metode sumur pengujian

Dalam keadaan dimana pondasi terdiri dari tanah atau kerikil, maka metode ini dapat digunakan pada lapisan yang terletak di atas permukaan air tanah atau pada lapisan yang dangkal di dekat permukaan tanah (dangkal).

Da1am pelaksanaannya biasanya dipergunakan silinder besi (cylindrical test pit) yang panjangnya 1 meter dengan diameter 60 cm. Silinder terse but dibenamkan ke dalam lapisan yang akan diuji (seperti terlihat pada Gbr. 2-14), selanjutnya tanah yang terdapat di dalam silinder dibuang dan diganti dengan kerikil yang bersih sampai setinggi 60 cm. Kemudian di atas permukaan kerikil tersebut ditegakkan 2 buah pipa berdiameter 2" yang panjangnya ± 50 cm dan selanjutnya pengisian kerikil diteruskan sampai penuh. Akhirnya ke dalam sumur yang berisi kerikil tersebut dituangkan air, sehingga terjadi kejenuhan yang merata. Sesudah terjadi penjenuhan selama 24 jam, maka pengukuran dapat dilaksanakan, yaitu dengan mempertahankan permukaan air dalam sumur pengujian pacta ketinggian tertentu dengan menuangkan air ke dalam sumur tersebut secara kontinue pacta kapasitas tertentu dan kapasitas tersebut harus diukur untuk dicatat.

Debit konstan Q

Tanah

Alat pengukur kedalaman air Pipa 1{>2"

Gbr. 2-14 Metode pengujian permeabilitas di lapangan.

Dari hasil pengujian tersebut di atas, maka angka permeabilitas yang disebut koeffisien filtrasi (K) dari lapisan yang diuji dapat diketahui dengan menggunakan rum us sebagai berikut :

K = JL {H sinh-1 (H) - ...ji2 + H2 + r} 2nH3 r

66

dimana :

Bab 2. Survey dan Investigasi

H: kedalaman air dalam sumur pengujian (cm). r: radius sumur pengujian (cm).

(2.30)

Q : debit konstan dari air ·yang dituangkan ke dalam sumur pengujian (cm3 /detik).

K: koeffisien filtrasi (cmfdetik). Apabila Hfr jauh lebih besar dari harga I , maka rumus abn berbentuk sebagai

berikut :

K = _g_{sinh- 1 (H) - I }2nH2 r

= 2n�2[tog. {!f + �I + �r - I]

(c) Metode pengujian dalam lubang bor

(2.3I)

Metode ini sangat mudah dilaksanakan, apabila pada Iubang yang akan diuji, permukaan air tanahnya tinggi. Sesudah permukaan air tanah dalam lubang bor mencapai elevasi ya_ng sama dengan permukaan air tanah di sekitarnya, maka dilakukan pemompaan air dari dalam lubang bor keluar. Jika penurunan permukaan air tanah dalam lubang bor (yang dimisalkan berdiameter 2 r0), telah mencapai kedalaman tertentu (misalkan S0) maka pemompaan dihentikan. Selanjutnya supaya dicatat setelah menunggu selama jangka waktu (t) yang biasanya dalam satuan jam, permukaan air tanah dalam lubang bor telah naik mencapai elevasi tertentu (misalnya dengan kedalaman St), maka koeffisien filtrasi (K) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

a tau

dimana :

K = 2•4�'0 log1 0 (S0/St)

K = 2, 3nr2 o log (S /St)Et 1 0 o

harga E dapat diperoleh dari Tabel 2-17.

(2.32)

(2.33)

Lubang bor � = .2ro

d .

II

Perinukaan air tanah

Gbr. 2-15 Pengujian permeabilitas dengan menggunakan lubang bor.

2. 5 Survey dan Investigasi Bahan Bendungan 67

Tabel l-17. Harga E (cm).

Kedalaman d Garis tengah t�bung 2r0 (cm) Garis tengah = 2r0 2,5 5,1 7,6 10,2 12,7 1 5,2 20,3

1 39,6 53,1 2 33,2 39,4 52,9 3 26,2 33,0 39,4 52,6 4 19,6 26,2 32,8 39,2 52,1 5 19,6 25,9 32,8 38,9 51,8 6 1 3,0 19,3 25,9 32,6 38,6 51,6 7 1 3,0 19,3' 25,6 32,2 38,6 51 ,3 8 1 3,0 19,1 25,6 32,2 38,4 51 ,0

10 12,7 19, 1 25,2 31 ,8 37,9 1 2 6,4 12,7 1 8,8 24,9 3 1 ,5 1 5 6,1 12,5 18,3 24,6 25 5,8 1 1 ,7 1 7,3 40 5,3 10,2 60 4,8

100 3,8

Untuk mendapatkan angka koeffisien filtrasi (K) pada lapisan di atas permukaan air tanah, maka pengujian dapat dilakukan dengan menuangkan air ke dalam lubang bor dan rumus-rumus 2.32 dan 2.33 dapat dipergunakan.

Dalam keadaan ini, S0 adalah ketinggian permukaan air dalam lubang bor karena penuangan air ke dalamnya dan St adalah tinggi permukaan air selama jangka waktu t setelah air meresap ke dalam tanah.

Agar hasilnya lebih baik, maka pengujian-pengujiannya dilakukan berkali-kali dan hanya basil perhitungan yang menunjukkan angka-angka yang hampir sama yang diarnbil.

2.5 Survey Dan Investigasi Bahan Bendungan

2.5.1 Umum

Bahan untuk tubuh bendungan biasanya diusahakan agar dapat diarnbil sedekat mungkin dari tempat kedudukan calon bendungan. Hampir semua bahan batuan dapat digunakan sebagai bahan tubuh bendungan, kecuali tanah yang mengandung zat-zat organik atau zat-zat yang mudah larut lainnya.

Berhubung banyaknya jenis bahan yang terdapat di daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan, maka dengan dasar pemilihan bahan yang paling ideal, tubuh bendungan supaya direncanakan sedemikian rupa, sehingga didapatkan alternatifyang paling menguntungkan.

Bahan yang berbagai macam itu, secara umum dapat dibedakan dalam 3 (tiga) jenis, yaitu : bahan-bahan batu (rock), pasir kerikil dan tanah, sehingga bendungan yang direncanakanpun akan merupakan bendungan batu, apabila bahannya terdiri dari timbunan batu atau merupakan bendungan tanah apabila bahannya terdiri dari tanah, pasir dan kerikil, atau bahkan akan merupakan bendungan urugan campuran (bendu­ngan zonal) yang bahannya terdiri dari timbunan batu dan timbunan tanah dalam susunan tertentu.

Dalam kegiatan survey perencanaan dan pemilihan bahan tubuh bendungan

68 Bab 2. Survey dan Investigasi

sebaiknya disejajarkan pula dengan kegiatan penyelidikan pada rencana pola pelaksanaan pembangunannya. Dengan demikian konstruksi bendungan dapat disesuai­kan dengan peralatan yang akan dipergunakan dan disesuaikan pula dengan kondisi lapangan serta karakteristika bahan-bahan yang terpilih, karena pada hakekatnya antara karakteristika bahan, kondisi lapangan (topografi, geologi maupun meteorologi) dengan pola pelaksanaan pembangunannya, mempunyai hubungan yang sangat erat.

Semakin tinggi tingkat pengadaptasian pada faktor-faktor tersebut, akan semakin tinggi pula mu tu rencana-teknis tubuh bendungan. Dengan penggunaan bahan bangunan yang sesuai dan pembanguannya didasarkan pada pola pelaksanaan serta peralatan yang sesuai pula, maka pembiayaan pembangunan suatu bendungan dapat ditekan pada ting­kat yang paling rendah.

Beberapa faktor penting yang akan sangat mempengaruhi pelaksanaan pembangunan sebuah bendungan urugan adalah sebagai berikut : * Metode penggalian dari pada bahan.* Metode pengolahan bahan asli menjadi bahan jadi yang dapa_t digunakan untukpenimbunan tubuh bendungan.

* Jarak pengangkutan dari tempat penggalian ke tempat penimbunan.* Metode penimbunan.* Kondisi topografi pada daerah pelaksanaan.* Kondisi meteorologi di daerah pelaksanaan antara lain cuaca, temperatur, radiasisinar matahari dan sebagainya.

* Kwalitas dan kwantitas peralatan serta ketelitian pemilihannya.* Kwalitas pengaturan operasi dari setiap peralatan yang dipergunakan sertapemanfaatan medan operasinya.Diperlukan pula penyelidikan pada kemungkinan-kemungkinan penggunaan bahan

basil penggalian-penggalian pondasi pada tempat-kedudukan bendungan, bangunan pelimpah, bangunan penyadap dan bangunan-bangunan pelengkap lainnya untuk penimbunan salah satu atau beberapa zone tubuh bendungan.

Guna mendapatkan gambaran yang selengkap-lengkapnya pada bahan bangunan yang terdapat di sekitar daerah tempat kedudukan calon bendungan, maka dalam program survey dan investigasi, sekurang-kuran,gnya harus dilaksanakan beberapa kegiatan, yaitu : pengamatan visuil, pemetaan penampakan geologi, penyelidikan­penyelidikan dengan terowongan-terowongan pengujian, sumur-sumur pengujian, parit-parit pengujian dan lain-lain.

Terhadap bahan-bahan yang diperkirakan akan terpilih, supaya dilakukan penyelidikan mengenai luas daerah penyebarannya, mengenai volumenya karak­teristika teknisnya, dan lain-lain.

Dalam penelitian pada setiap kemungkinan tempat-tempat penggalian bahan (quarry and borrow-pit) disamping karakteristika teknisnya agar diperhatikan pula pertimbangan mengenai transportasinya, biaya pembebasan, hambatan-hambatan topografi maupun meteorologi, dll.

2.5.2 Daerah Survey

Didasarkan pada peta penampakan geologi, maka pertama-tama bahan bangunan harus diselidiki di daerah yang terletak dalam radius 500 m s/d 1 .000 m dari titik tengah calon bendungan.

Apabila penyelidikan di dalam daerah tersebut hasilnya kurang memuaskan, maka di daerah penyelidikan diperluas c;lengan memperpanjang radius penyelidikan sampai dengan 2 km (periksa Gbr. 2-16).

2. 5 Survey dan Investigasi Bahan Bendungan

Batas daerah survey tk. I

Batas daerah survey tk. 11

Batas daerah survey tk. Ill

A.B.C.D. loka�i survey tingkat I E.F. lokasi survey tingkat 11

G.H. lokasi survey tingkat Ill

Gbr. 2-16 Jangkauan radius daerah survey untuk bahan calon tubuh bendungan.

69

Hal-hal seperti : longsoran-longsoran yang pernah terjadi, penggalian-penggalian yang telah dilakukan untuk pembangunan jalur jalan, tebing-tebing sungai, jenis bahan­bahan, baik yang mengendap di dasar sungai, maupun di tempat lain di daerah survey, hal-hal yang mungkin mengakibatkan kerusakan vegetasi di sekitarnya, penampakan­penampakan geologi di daerah-daerah erosi, penampakan-penampakan ketebalan dari lapisan-lapisan sangat membantu pelaksanaan penyelidikan dan langsung dapat diper­kirakan volume dari pada bahan-bahan tersebut.

Untuk menjamin kapasitas bahan timbunan yang diperlukan, yang mungkin diakibatkan oleh terjadinya penambahan-penambahan volume yang disebabkan oleh adanya perubahan-perubahan rencana-teknis tubuh bendungan, maka perlu diusahakan adanya cadangan bahan-bahan sejumlah 2 a' 3 kali lebih besar dari volume calon bendungan.

2.5.3 Survey Bahan Tanah

Tanah adalah bahan yang paling penting untuk pembangunan sebuah bendungan urugan, karena setiap bendungan urugan akan selalu menggunakan bahan ini, baik untuk penimbunan hampir seluruh tubuh bendungan seperti halnya pada bendungan tanah, maupun hanya untuk penimbunan-penimbunan pada zone-zone k:edap air pada bendungan batu atau bendungan zonal lainnya.

Jika dilihat secara sepintas, tampaknya bahan yang tersebar di atas tanah akan sangat mudah diperoleh. Akan tetapi adalah suatu kenyataan bahwa untuk mendapatkan bahan yang betul-betul berkwalitas baik dengan karakteristika teknis yang seragam dalam jumlah besar yang diinginkan, merupakan pekerjaan yang tidak sederhana. Kadang-kadang suatu bahan yang diketemukan, telah memenuhi persyaratan apabila ditinjau baik secara topografis maupun secara geologis dan bahkan dalam jumlah yang cukup besar serta hampir semua syarat-syarat teknisnya sudah cukup memadai, tetapi hanya dikarenakan keadaan kelembaban aslinya yang terlalu tinggi kadang-kadang sudah bisa menjadi penyebab gagalnya penggunaan bahan tersebut.

Beberapa syarat teknis terpenting yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan bahan tanah adalah sebagai berikut : * Untuk persyaratan stabilitas bendungan, maka kepadatan dan kekuatan geseran

harus memadai.

70 Bab 2. Survey dan Investigasi

• Agar permeabilitas tanah sesuai dengan persyaratan yang diperlukan.• Angka konsolidasinya kecil.• Mudah dikerjakan (pada penggalian, pengolahan, pengangkutan, penimbunan danpemadatannya).Dari ukuran butiran maupun gradasi (distribusi ukuran butiran) dari suatu bahan

sudah dapat diperkirakan sifat-sifat teknisnya, antara lain sebagai berikut : • Tanah berbutir kasar yang bercampur secara homogen dengan butiran-butiran yang

Iebih halus, akan merupakan bahan yang baik untuk stabilitas bendungan. • Semakin kecil ukuran butiran tanah, maka koeffisien filtrasinya akan semakin rendah.

Seperti yang telah diuraikan di atas, bahwa semakin kecil ukuran butiran tanah, koeffisien filtrasinya akan semakin rendah, maka biasanya jenis tanah yang baik untuk zone atau lapisan kedap air adalah tanah dengan butiran yang agak kasar (coarse grains),tetapi bercampur secara homogen dengan dua jenis tanah yang lebih halus, yaitu : • Tanah yang 10-1 5% bagiannya dapat melewati saringan berukuran 0,074 mm.• Tanah Iempungan yang 5% bagiannya dapat melewati saringan berukuran 0,005 mm.

Gradasi yang sesuai untuk bahan-bahan bendungan urugan secara umum telah diselidiki dengan saksama dan hasilnya telah diterbitkan dalam "buku pegangan" oleh U.S.B.R. seperti yang tertera pada Gbr. 2-17.

Angka yang tertera pada Gbr. 2-1 7 tersebut, dihasilkan dari hasil pengamatan pada bendungan-bendungan urugan yang memang sudah banyak dibangun oleh U.S.B.R.

100

90

8 0

0

0

0

0

0

r-

Daerah

1_1_ 1 1 I _I _ I I 1. 1 Untuk zone lulus a1r

1 1 Daerah semi 11 lulus air I)<

Daerah ! / 1\ kedap air\[/

/ 1\ I\ , ,

, I\ , , , , I\ , , ,

.J... � l--- --I--1--+-

. . .

/ v V \ \ , 1\,,

,.,"'"" \ \ \ I) V

\ 1/ I\ L/ _,./ 1\ r\ .... P� 1-- , ,

, • ' , • '

4 8 Pengayakan standard . . . ,,"' V � .. ; ,,. !I ; / I/

, ,' // '/ , v· •

'/ I · "" I �- .....

........... I I . V' I

I

/ I

V , , I , ,

V 1 / ,

f\· , • t/ .\. .-·

f- · 1-

0,003 0,005 0,0 I 0,10 0,20 o,so

Ukuran butiran (mm) 2,00 5,00 I 0,0 20,0 SO,O I 00 I SO

Pasir Kerikil

Lempung, lanau Pasir Pasir Pasir Kerikil Kerikil halus sedang kasar halus kasar

Gbr. 1-17 Rangking behan untuk tubuh bendungan berdasarkan U.S.B.R

2. 5 Survey dan Investigasi Bahan Bendungan 71

Guna mendapatkan lokasi penggalian bahan yang lebih pasti, maka dari data-data penelitian setempat yang didasarkan pada peta penampakan geologi harus ditingkatkan pada penelitian-penelitian yang lebih detail dengan menggunakan sumur-sumur pengu- . jian untuk mendapatkan data-data kwalitatif, sedang data-data mengenai daerah serta kedalaman penggalian dan kondisi pelapisannya hanya dapat diketahui dengan pengeboran-pengeboran.

Disesuaikan dengan kondisi topografi pada lokasi bahan, maka setiap sumur pengujian sebaiknya dibuat untuk areal seluas antara 1 .000 s/d 1 . 500 m2 dengan ukuran diameter antara 0,5 s/d 1 meter, untuk memudahkan petugas dapat bekerja dalam sumur­sumur terse but. Apabila cadangan bahan yang diselidiki ternyata seragam, maka cakupan dari setiap sumur pengujian dapat diperluas melebihi 1 .500 m2• (periksa Gbr. 2-18).

Metode yang dipergunakan untuk melaksanakan penelitian detail biasanya adalah dengan pengeboran tangan, pengeboran mesin, pembuatan parit-parit pengujian, sumur-sumur pengujian, dan lain-lain.

1 : 2000 m

o - - - - - - -Titik pengeboran

® - - - - - - - -Sementara pengeboran tidak dilakukan S.P-Sumur pengujian

Gbr. 2-18 Situasi penempatan lubang-lubang bor clan sumur-sumur pengujian pada tempat penggalian bahan tanah.

(1) Pengeboran tangan Penggunaannya yang mudah serta peralatannya yang sangat sederhana,

menyebabkan pengeboran type ini (periksa Gbr. 2-19) sangat luas pemakaiannya, terutama untuk pengeboran dangkal (pada kedalaman kurang dari 5 meter) dan basil pengintiannya biasanya dengan kontinuitas yang baik serta pengambilannya sangat mudah, terutama untuk bahan-bahan berupa tanah lempungan, Ios atau tanah pasiran ukuran sedang (medium sandy soil).

72

- ' -

- -

... -� "'

- -- --.. -.. - � ...

Bab 2. Survey dan Investigasi

Se tang kayu

Tangkai

(a) Mata bor berongga

(b)Batang bor penyam· bung

(e)Mata bor pahat

� (d)Mata bor spiral

(c)Mata bor untuk lapisan pasir dan kerikil

Gbr. l-19 Alat bor tangan clan perlengkapannya.

Akan tetapi pada pengambilan contoh-contoh seperti ;. lapisan tanah keras, lapisan kerikil, lapisan pasir lepas, maka pengeboran tangan tidak mungkin dapat digunakan. (2) Pengeboran mesin

Biasanya digunakan mesin bor putar yang operasinya dilakukan dengan tangan atau mesin bor putar manual (rotary boring machine manual feeding).

Alat ini dapat digunakan untuk pengeboran berbagai jenis batuan dengan pe­nyesuaian type mata-bor yang akan dipergunakan. Mengingat penyelidikan yang dilakukan umumnya untuk bahan tanah dan rendahnya kecepatan rotasi bat.ang bornya serta tekanan yang diberikan pada mata-bor dapat diatur dengan perasaan, maka inti yang dihasilkan biasanya relatif paling baik .

Untuk penyelidikan-f,enyelidikan pada lapisan kerikil, agar mendapatkan inti yang baik, supaya digunakan mata-bor dengan ukuran yang sebesar mungkin. (3) Parit pengujian

Suatu kelebihan dari penyelidikan bahan timbunan dengan penggunaan parit pengujian adalah bahwa bahan-bahan yang diinginkan dapat diamati Iangsung secara visuil kondisi aslinya (natural condition) dan pengambilan contohnya dapat dilakukan dengan mudah tanpa risiko kerusakan struktur aslinya.

Akan tetapi jangkauan penyelidikan hanya terbatas pad a permukaan tanah sampai ke dalam 1 a' 2 meter saja.

Parit pengujian biasanya dibuat dengan peralatan seperti mesin singkup, buldozer atau dengan tenaga pekerja. ( 4) Lubang pengujian

Seperti halnya parit pengujian, maka lubang (sumur atau terowongan) pengujian juga dipergunakan untuk pengamatan langsung secara visuil dan pengambilan contoh­contoh yang asli (Gbr. 2-20).

Selain itu lubang pengujian yang jangkauannya lebih dalam dari parit pengujian (swnur pengujian dapat mencapai kedalaman s/d 12 meter, sedang terowongan pengujian dapat lebih dalam lagi) digunakan untuk pengamatan kondisi geologi lapisan yang Jebih dalam dan untuk melakukan pengujian-pengujian setempat pada bahan-bahanyang terpilih.

Kelebiban yang lainnya dari penggunaan lubang pengujian ini adalah bahwa lapisan­lapisan yang tak berhasil diselidiki dengan pendugaan dan pengeboran, maka metode ini adalah merupakan alternatif yang memungkinkan. Dalam kegiatan penyelidikan

2. 5 Survey dan lnvestigasi Bahan Bendungan

Gbr. 2-20 Contoh bentangan sumur pengujian.

73

� �� � s lt1 G

�

le 1 1

bahan bendungan atau batuan asli, tak ada metode yang lebih meyakinkan hasilnya selain penggunaan lubang pengujian ini dan biasanya digunakan untuk penyelidikan bahan bendungan atau pondasi, akan tetapi apabila lapisan yang diinginkan terlalu dalam letaknya, maka akan membutuhkan pembiayaan yang sangat tinggi.

Guna menghindarkan terowongan dari keruntuhan, maka ukurannya supaya dibuat sekecil mungkin, sedang untuk lapisan yang mudah gugur yang memerlukan dinding turap, maka disarankan agar mengambil ukuran terowongan dengan penampang 1 ,5 x 1 , 5 m. Akan tetapi apabila lapisan tanahnya cukup baik dan kukuh, maka ukuran terowongan dengan penampang yang berdiameter 1 meter sudqh cukup memadai. (5) Metode penyelidikan lainnya

Selain metode penyelidikan serta pengambilan contoh-contoh seperti yang telah diuraikan di atas, masih terdapat beberapa metode yang mungkin dapat digunakan, disesuaikan dengan kondisi setempat, dimana metode yang bersangkutan mungkin dapat digunakan. Metode ini antara lain, penyelidikan serta pengambilan contoh pada bekas-bekas penggalian pembangunan jalan, pada tepi-tepi tebing sungai, pada tempat-tempat terjadinya longsoran dan pada tempat-tempat dimana penampakan­penampakan lainnya dapat dijumpai di daerah survey.

2.5.4 Survey Dan Penyelidikan Bahan-bahan Pasir Dan Kerikil

Disamping sebagai bahan tubuh bendungan, biasanya bahan-bahan pasir dan kerikil ini merupakan bahan yang vital untuk lapisan filter atau penimbunan zone-zone transisi suatu bendungan. Karenanya gradasi dari bahan tersebut perlu mendapat perhatian yang khusus.

Persyaratan yang diperlukan untuk bahan-bahan terse but adalah sebagai berikut : * Agar gradasi bahan sesuai dengan fungsi yang dibebankan pada lapisan atau zone-zonepada calon tubuh bendungan.

* Kekerasan bahan supaya setinggi mungkin dan mempunyai kekuatan geser yangcukup tinggi.

* Agar bahan tersebut tidak mengandung campuran dari zat-zat organis atau mineral-mineral yang mudah larut.

* Agar bahan tersebut mempunyai kestabilan struktur yang tinggi terhadap pengaruh­pengaruh atmosfir maupun kimiawi lainnya. * Agar bahan tersebut mempunyai kemampuan drainage yang cukup memadai .

Biasanya cadangan dari bahan-bahan ini terdapat pada lembah-lambah bekas alur sungai, pada dasar sungai serta pada lapisan-lapisan tersier dan daerah-daerah ini

74 Bab 2. Survey dan Investigasi

perlu diselidiki secara saksama, karena bahan-bahan tersebut biasanya penggarapannya (penggalian, pengolahan, pengangkutan, penimbunan dan pemadatannya) lebih mudah dibandingkan dengan bahan-bahan dari tempat-tempat penggalian lainnya.

Foto-udara pada batas-batas tertentu juga dapat memberikan sumbangan yang berharga untuk penyelidikan penyebaran-penyebaran bahan galian yang terdapat di Iembah-Iembah bekas alur sungai maupun di dasar sungai.

Penelitian karakteristika teknis dari bahan-bahan tersebut dilakukan dengan penggunaan sumur-sumur dan parit-parit pengujian dan penelitian dilanjutkan untuk mengetahui kapasitas cadangannya.

2.5.5 Survey Bahan Batu

Pada pembangunan bendungan urugan, biasanya bahan batu dipergunakan ·untuk penimbunan seluruh tubuh bendungan-bendungan batu, untuk penimbunan zone-zone Iulus air atau setengah lulus air pada bendungan-bendungan zonal dan untuk hamparan pelindung pada lereng udik atau tiinbunan drainage tumit di sebelah bawah Iereng hilir (tumit) bendungan-bendungan tanah.

Tabel l-18. Jenis batuan yang cocok untuk bahan bendungan.

Jenis batuan yang baik untukdigunakan sebagai bahan.

Gran it Basalt, andesit, dan riolitBatu pasir yang berumursebelum era Mesozoik

Batu gamping Kwarsit

Jenis batuan yang harus dipertimbangkan sebelum digunakan sebagai bahan. Serpih, batu sabakTufa Batu pasir yang berumurera kenozoikum

Genes, sekis yang mengandungbanyak retakan

2.6 Pengujian Bahan Bendungan

2.6.1 Penjelasan Umum

Sesudah melaksanakan kegiatan survey bahan bendungan dengan melakukan hal-hal seperti yang tertera pada point 2.5. di atas, maka lokasi daerah penggalian bahan­bahan untuk tubuh bendungan sudah ditentukan dengan pasti dan selanjutnya pengujian­pengujian terhadap bahan-bahan tersebut sudah dapat dimulai.

Guna melakukan pengujian-pengujian, maka diperlukan contoh-contoh bahan­bahan yang diambil dan selanjutnya dikirim ke laboratorium untuk diselidiki, agar didapatkan karakteristika teknis bahan-bahan tersebut, yang data-data basil penyelidi­kannya kelak akan digunakan sebagai dasar pembuatan rencana-teknis calon tubuh bendungan.

Maksud pengujian bahan calon tubuh bendungan adalah untuk mendapatkan 2(dua) aspek utama dari karakteristika teknis bahan tersebut yaitu : • k.arakteristika fisik dan• k.arakteristika inekanis (mechanical character),dengan uraian sebagai berikut : (1) Pengu_iian karakteristika jisik

Pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran suatu bahan secara menyeluruh dan terperinci secara fisik, antara lain mengenai jenis, susunan, nama, warna.

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 75 (2) Pengujian karakteristika mekanis

Pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran secara menyeluruh dan terperinci mengenai karakteristika mekanisnya, antara lain mengenai berat isi, permea­bilitas, daya dukung, kekuatan geser, tingkat konsolidasi dan lain-lain.

Untuk jelasnya berbagai jenis data yang perlu diperoleh dari pengujian-pengujian tersebut dapat dilihat pada contoh Tabel 2-19. Pengujian-pengujian untuk membedaka,n

Tabel l-19. Ihtisar pengujian-pengujian yang dilakukan pada bahan timbunan.

@ Harus dilakukan. 0 Diiakukan jika diperiukan saja.

Bahan Klasi- Macam peng- Bahan pasir & Bahan fikasi. ujian. tanah. kerikil. batu. Catatan

Kadar air @ @ 0 Gradasi @ � @ 0

� ;§ Beratjenis @ @ 0 .... c.s c: � = ·- Batas cair @ .... :a ·t:·- t) Batas piastis @ ·��� � Batas pengerutan 0 Berat isi @ Pemadatan standard @ Pemadatan dim skaia yang besar @ @ 0

c.s Pemadatan vibrasi 0 0 � .... Kompresi tri-sumbu standard @ "'

� Kompresi tri-sumbu dim skaia 0 @ 0 U-U, C-U:;; yang besar � U-U, C-U-a Geser Iangsung standard 0 0 C-U c: C-U ::s Geser Iangsung dim skaia besar 0 @ c: c.s "'=�·a Kompresi bebas 0::s c.sCO �c: u

Permeabiiitas standard If e @ Permeabilitas dim skala yang besar @ © Konsolidasi @ Tingkat absorsi air 0 0 @

::s Berat jenis 0 0 @ c: � c.s .o:§- c: Keawetan @ co c.sc: .clf ll Ketahanan terhadap gejala abrasi 0 Kekuatan kompresi @

76 Bab 2. Survey dan Investigasi

Tabel 2-20. Standarisasi klasifikasi dari tanah.

� E � ·c .a j

. � �� � .c e :.0 E .ll � ,. . � �� E . E "2 ·e � c -� ; ] ,. � s ·c ,. -3 :::> ].c :0 ] .ll

.! ] _ :n � .8 -' ;t .c � �� t: -• a �- � �

� .c :.0 .ll 1

� �

Prinsip klasifikasi

Kcrikil Lebih dari se-paruh butiran kasar adaloll lebih bcsar dari #4 (4,76 mm)

Pasir Lebih dari separuh butirannya lebih kccd dari (4,76mm)

� ; t J0

] � d

Kerikil benih Tidalt tennasult atau termasuk seluruhnya tanah bcrbutir balus.

Kerikil denpn tanah berbutit hall" (oermasult sebqian tanah berbutir balus)

Lumpur dan tanah liat Batas cair < SO%

Lumpur dan tanah liat Baw ca!r > .50%

Tanah orrarus

Group symbol

G W

G P

G M

G C

S W

S P

S M

s e

M L

C L

O L

M H

C H

O H

Nama kbusus

Kcrikil dcngan susunan baik, tanah campur kcrikil dan pasir, tidak tcrmasulc. atau termasuk seluruhnya tanah berbutir halos.

Kcrik.il dcngan susunan buruk, tanah campur kerikil dan pasir dan tidak termasuk atau tennasuk seluruhnya tanah berbutir halus.

Tanah campur kerik.il berJumpur, kerikil, paslr clan lempung.

Tanah campur kcrikil berlempung, kerikil, pasir dan iemPlJDI Pasir denpn SUSW>ai1 baik, pasir berkcrikil clan t.e!mosuk sdurubaya taaah berbutir balus a1au tidak ICrmasuk. Pasir denpn SUSWliUI buruk, pasir herlcerikil clan tidalt termasulc atau termasulc seluruhnya tanah bcrbutir halus.

Pasir berlumpur dan tana.h campur pasir dan lumpur .

Pasir berlcmpung dan tanah carnpur pasir dan lempung.

Lumpur anorpnis dan pasir bedumpur sangat halus atau pasir berlempuna halus yan,g berasal dari batu pecah atau lumpur berlempuns de-nsan plastisitas renclah.

Lempuns anorpnis densan plastisitas rendah sampai sedang, lempuns berkerikil, lempuns bcrpasir, lempung berlumpur dan tanah steril.

Lumpur orpnis denpn plastisitas rcndah dan lempung berlumpur orpnis.

Lumpur anorpnis, pas.ir nUcaceous atau dia· tomac:eous halu.s atau taoah bcrlumpur, tanah dcnpn plastisitas tingi.

Lempung anorpnis densan plastisitas tinsgi clan tanah subur.

Lempung orpnis densan plastisitas sedans sampai tinai, clan lumpur orpnis.

Tanah IICf!IUk clan tanah JCDIS lain Y2Jl8 banyak bahan orpnis.

( I 1 Tanah yana mcmpunyai dua sirat symbol group dinyatakan denpn kombinasi aroup symbol. (2) Ayalcao Y&lll diaunaJ<an adalah U.S. SW>clard.

X•i<wuan kning (si/at m•lawan kehancuran) (p•rcobaan hancur)

Metoda l'llmhedaan di lapangan (tidalt termasult butiran dengan diameter lebih dari 3")

Termasult seluruh butiran ulturan sedans di claerah yans luas

Hanya satu jenis ulc.uran butiran, termasuk. · banyak ulturan butiran di beberapa daerah terbatas dan butiran kecil lainb.ya.

Butiran balus dengan plastisitas kecil atau tidalt samasekali (lihat pemhedaan c�enp., group symbol M L).

Butiran halus dengan plastisitas (lihat pem­hedaan densan group symbol C L).

Termasuk scluruh butiran ukuran sedang: dalam daerah Y2D8 luas.

Hanya satu jenis ukuran butiran. termasuk bonyak ulturan butiran pada beberapa dacrah Y2Jl8 terbatas clan butiran ulturan kccil laineya. Butiran balus densan plastisitas kecil atau tidak sarnasekali (lihat pemhedaan densan group symbol M L).

Butiran balus densan plastisitas (lihat pem-bedaan dengan group symbol C L).

Metoda pemhedaan untult tanah Y2Jl8 partikel-partikelnya lebih kecil dari #40

(0,42 rnm)

Kekuatan Dilatancy Kcltuatan kering (percobaan kobesi (percobaan aetaranl (pen:obaan hancur) suiunsanl Tidalt - Cepat - Tidalt sansat balus lam bat

Sedans - Lambat - Sedans besar sansat lambat

Sansat Lambat - Sansat kecil - kccil sedans Sansat Lam bat Sansat kecil - tidalt kccil -sedans sedans Beaar - Tidalt kuat ...... besar Sedans - Sedans - Sansat besar sansat kccil -

lam bat sedans Dapat mudah dibedaltan dari wama, bau seperti buns& karans-

Sctel.ah mclalui saringan yang lebih besar dari .:i: 40, dibuat bola-bola kecil yang lunak, dan dikeringkan dengan alllt penaering matahari atau udara. Kemudian dihancurkan dengan jari, dan diperiksa kekuatannya termasuk sifat-sir.at aslinya dan volume airnya dalam tanah. Kekuatan kering ini akan meningkat sesuai dengan kenaikan plastisit.as. Group ini mempunyai sifat tanah dengan kekuatan kering yang bcsar sedangkan kekuatan kering dari Jumpur biasa aJalah kecil . Meskipun kekuatan kering dari lumpur halus adalah kecil sekali, bahan ini dapat dihancurkan dengan menyentuhnya pada percobaan hancur. Memegang pasir halus adalah kasar scdangkan lumpur biasa halus seperti bedak.

M�toda p�mMclaan tanalr lralus di /apangan Metod. ini digunakan untuk tanah yang lewat ayakan #40 (0,42 mm). Untuk pembedaan di lapangan, hanya digunakan ayakan yang digcrakkan dengan tangan.

'

lMaMiasar untuk menerangkan keadaan dari bosian-basian

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

Standar klasifikasi berdasarkan per<:<>baan di laboratorium

77

WenaerW tanah tidak terganggu, kondisi lapisan. .-s k.onsolidasi, keteguhan. kadar air. dan kemam· ;1U1D. pengaliran.

Jumlah proselase dari pasir dan kerikil didapat dari lengkung (curve) akumulasi ukuran butiran . Berhubung dengan jumlah hutiran halus (kurang dari ayakan #100) lanah herbutir kasar diklasifi· kasikan sbb. :

c. = ��: > 4 3 < G, = bt(:�o)�60 > I

Diberikan nama khusus. Perkiraanjwnlah pasir dan lzrikil, ukuran butiran maximwn, luas butiran asar yang bersudut clan kondisi dangkal� l:::ctquhan. nama populer setempat atau nama I'Oiot!Y. dan bagian-bagian lain yang berhubungan. Group symbol dinyatakan dengan ( ).

Tidak baik untak semua kondisi 11'1'dasi dengan aroup symbol GW.

Kurang dari S% GW. GP. SW. SP.

!-<bihdari 12% GM. GC. SM. SC. 5% - 12%

Batas Attehera adalah di bawah p.ris A atau P.I. < 4 Batas attebera: di atu pris A atau P.l. > 1

DaJam ha! haw Ato:hera di aw pris A dan 4 < P.l. < 7 maka < ditandoi dengan < dua arouP symbol.

Di an1ara dua type klasifikasi, dinyatakan dengan kombinasi dua group symbol. C. = �.', > 6 3 > G - (Dn)' > 1

Uta ' � Tidak baik untuk semua kondisi ..,.Wi denpn aroup symbol sw.

Diberikan nama khusus. Besarnya plastisitas clan IIAI-sifatnya. jumlah hutiran kasar dan ukuran :tlUpll. nama populer setempat, atau nama seology don hagian lain yang berhuhungan. Group symbol .- dinyatakan denpn ( ). Mansenai tanah !lidak terg:anagu.. kondisi struktur, kondisi lapisan, <=suhan, kadar air, dan kcmampuan pengaliran <lllam hal tanah terganggu dan tidak -·

Dilatancy (reaksi /erhadap gttaran) percobaan getaran)

·:I 17/lll ;w..t

Batas .-. diba­wah pris A atau P.l. < 4 - •tteherJ di aw pris ... atau P.I. > 7

� � Batas cair (L.L.)

;c

� ( �

Garis A P.l. - 0,73 L.L. - 20)

Sctelah diayak melalui saringan yang lebih besar dari #40, dibuat bola-bola yang lunak dengan 'olume ( 1 "3)', U.iau perlu air ditambahkan. Kemudian bola-bola ini digenggam dalam tangan dan dikocok-kocok mendai.M beberapa kali. Sebagai hasilnya air akan keluar pada permukaannya, dan bola-bola ini akan luaak. Kallw kcmudian bola-bola ini dipijit dengan jari maka air pada permukaannya akan hilang dan bola rnmiad• kens kemudian akan hancur. Dengan penyelidikan bagaimana kecepatan atau kelambatan a or �U.n i;e!..ar pada permukaannya pada waktu dikocok dan kemudian hilang dari permukaannya maka sifat-sifat �&nab halus �pat diketabui. Pasir bersih dan sangat halus mempunyai reaksi yang cepat dan jelas. ak.an ...upi lempuns )tllg plastis tidak memperlihatkan reaksi seperti itu. Lumpur yang anorganis mcnunju.U.&n reaksi yang sedang.

DtJya kohesi (Keteguhan pada batas p/astisitas) (percobaan gulungan) Setelab melewati ayakan #40, tanah densan volume ( 1 /2")' diremas sampai lunak. Kalau tanahnya kering <litambahkan air dan kalau tanahnya basah air dikurangi dengan menghampamya sebagai lapisan tipis. Kemudian tanah ini digulung seperti tarn bang dengan diameter ± I ;8 • (3 mm) pada tempat yang lie in atau pada tangan. Kalau gulungan ini menjadi terlalu kecil, dibesarkan lagi dengan menggulungnya kembali. Maka U.dar lengasnya akan turun dan tanah menjadi keras. Kalau dicapai hatas pwtis, 'tanah ini akan hancur. Scsudah hancur tanah diremas-remas kembali pelan-pelan sampai bancur. Daya kohesi yang lebih besar gu­lungan tanah dengan batas plastis menjadi lebih keras kemudian hancur. Diduga jumlah lempung koloid lebih banyak. Kalau gulungan tanah tadi dengan batas plastis menjadi lunak dan kohesi di bawah batas plastis tiba­tiba hilang maka contoh ini akan menjadi lempung anorganis di bawah garis A. Lempung yang terdiri dari bahan organis akan mempunyai kohesi yang lemah pada batas plastis.

DaJam hal 4 < P.l. < 7daD termasuk pris irUanpada hagan plastiJitas. maka ditandoi dengan dua group symbol.

78 Bab 2. Survey dan Investigasi

dan menggolong-golongkan bahan tersebut supaya dilakukan pada semua contoh­contoh bahan yang telah diambil dari lapangan dan situasi letak dari pengambilan contoh-contoh tersebut supaya digambar dengan saksama dan selanjutnya akan dipero­leh gambaran karakteristika teknis yang hampir seragam. Kemudian sua tu seri pengujian dilakukan pada setiap golongan bahan-bahan tersebut untuk mendapatkan karakteristika berat isi, permeabilitas, kekuatan geser, konsolidasi, dan lain-lain.

2.6.2 Klasifikasi Baban Tanah

Mengklasifisir bahan tanah adalah melakukan serangkaian pengamatan, pengujian dengan cara yang relatif sederhana memperbandingkan sifat-sifat teknis bahan tanah untuk pengelompokan bahan-bahan tersebut dalam beberapa golongan tertentu.

Hasil dari pada pengklasifikasian bahan-bahan tersebut dapat digunakan untuk berbagai tujuan, antara lain untuk perancangan tubuh bendungan, rencana-teknisnya serta pelaksanaan pembangunannya guna memperoleh gambaran kemampuan adaptasi bahan tersebut untuk suatu calon tubuh bendungan, pemilihan peralatan yang paling sesuai untuk pelaksanaan pembangunan tubuh bendungan, penentuan kelayakan (adequacy) pondasi yang akan mendukung tubuh bendungan, dan lain-lainnya. {1) Kriteria dari metode klasifikasi standard

Pada kondisi yang sebenarnya, amatlah sukar dijumpai, dimana kerikil, pasir, lanau dan lempung dalam keadaan yang terpisah-pisah. Biasanya bahan-bahan tersebut bercampur aduk dalam proporsi-proporsi tertentu. Karena itu metode klasifikasi stan­dard bahan senantiasa didasarkan pada karakteristika-teknis bahan-bahan tersebut di atas, yaitu ukuran butiran, gradasi, plastisitas dan kemampuan kompresinya.

Biasanya bahan tanah berbutir kasar atau halus didasarkan pada ukuran butirannya, sedang tingkat kandungan zat-zat organisnya didasarkan pada penyelidikan baik di lapangan maupun di laboratorium.

Selanjutnya karakteristika bahan berbutir kasar didasarkan pada gradasinya, sedang bahan-bahan berbutir halus didasarkan pada plastisitasnya.

Dengan penggolongan-penggolongan terse but di atasakhirnyaditetapkan 1 5 golongan utama klasifikasi bahan dan nama dari masing-masing group, tertera pada Tabel 2-20. (2) Prosedur pengklasifikasian bahan tanah metode standard

Prosedur pengklasifikasian bahan-bahan tanah dapat dilakukan sesuai dengan petunjuk seperti yang tertera pada Tabel 2-21 . Dua (2) buah huruf yang tertera pada tabel tersebut, merupakan singkatan-singkatan dari istilah-istilah bahasa Inggris, dimana huruf pertama menunjukkan jenis dari mana bahan tanah dan huruf kedua menunjukkan atribut dari bahan tersebut. Untuk tanda-tanda jenis tanah yang dominan dari bahan­bahan adalah sebagai berikut :

G : kerikil (Gravel) S : pasir (Sand) M : lanau (Silt = Mo) C: lempung (Clay) 0 : organis (Organic) Pt : gambut (Peat)

Untuk tanda-tanda atribut dari tanah digunakan huruf-huruf sebagai berikut : W : bergradasi baik (Well graded) P : bergradasi tidak baik (Poorly graded) C : kelempungan (Clay binder) L : plastisitas rendah (Low plasticity) H : plastisitas tinggi (High plasticity)

Tanah berbutir kasar untuk

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

Tabel 2-21. Prosedur klasifikasi.

Kerikil. Jumlah partikeJ•t kasa yang melalui sarinpn 4.760 kurang dari 50%

[_I c ... > 4, C," � I N 3 H G w (Periksa kenaikan) IL=========� . analisa kurva - .-� Gradasi kecuali di atas 1-1 G P

Di bawah pris A dan bagian yane sejajar pada bapn plastistias.

79

jumlah partikel ( Diadakan per-)· - Yl· mclalui - cobaan -

i

sarinpn 74p ayakan kurang dari 50%

Pasir. Jumlah partikeJ•l kasa yang melalui

- saringan 4.7fJJp­lebih besar dari 50%

1-----------1��"1 �...:..._..::::..:.�---' @idapat batas cair dan indek

- astis dari con­oh yg. melalui

ringan 420p.

Di ba!llh gouis A dan bqim ,.... sejajar pada bapn plastisitas Di atas garis A dan bagian yana sejajar pada bagan plastisitas

llqian yana sej� pada bapn plastisitas

i I

C H Lj Tanah organis j-(Dibedakan dengan tenunan berserabut, warna, bau,) I L. ------------------------ kadar air yang tinagj dari tanaman dll. ---"ll__r_• _ __l

•1 Partikel yana tinagal pada saringan 74p.

•.t Sesuai denpn a:radasi dan -kete1uhan diberi tanda scbapi GW-GM

(3) Klasifikasi karakteristika bahan tanah

•3 Cc = (D,o):& � •s Scsuai dengan gradasi dan kctca:uhan. -tibcri tanda � SW ..$N..

Contoh penyusunan metode pengklasifikasian standard untuk bahan timbunan tubuh bendungan dan pondasi yang akan mendukung bendungan dapat diperiksa pada Tabel 2-22.

2.6.3 Pengujian karakteristika fisik tanah

(1) Pengujian kadar air Pengujian-pengujian karakteristika fisik tanah dilakukan terutama untuk mem­

peroleh data-data kadar air. Umpamanya karakteristika segumpal tanah, seperti kekuatan geser tanah atau permeabilitasnya akan senantiasa berubah secara sangat menyolok tergantung dari tingkat kadar aimya yang terkandung di dalamnya (periksa Gbr. 2-21). Pada hakekatnya yang dimaksud dengan kadar air adalah seperti yang dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

so

Pembag1an utama

Bab 2. Survey dan Investigasi

Tabel 2-22. Sifat-safat kbusus tanah berdasarkan klasifikasi stanchlrd.

Lam bang Jrisan Warna Nama khusus Ntlai sebagai bahan timbunan

Tanah bf:r�utJr kasar dun tanah bcr ·

kcnl<.•l.

c w • . Merah Kerikil dengan gradasi yang baik. campuran kerikil Stabilitas baik, dapat digunakan untuk Japisan tern bus dengan pasir mengandung sedikit 1anah berbutir air yang dangkat dari tanggul dan bendungan. halus.

G P

G M

G C

Pa�•r S W uan !anah berra�.r

s p

A M

s e Tanah lumpur M Lberllutn dan halu!t tanah

ha I untuk hat a� C L (3Jr 50

O L

Lumpur M H dan liar untult batas C Hcan SO

. . .. . .

. .

Kerikil dengan gradasi yang tidak baik. campuran Stabil, dapacdipergunakan untuk lapisan tembus air kerikil dengan pasir mengandung sedikit tanah ber· yang dangkal dar1 tanggul dan bendungan . butir halus

Kumng Kerikil laJ'Iauan, campuran kcrikil dengan pasir dan Stabilitasnya baik, tidak baik terutama unruk Japisan lanau. yang dangkal, tetapi dapat digunakan untuk inti (core) yang kedap air a tau selimut (hlmtlct•l ). Kerikil lempungan. campuran kerikil. pasir dan Stabilitas baik, dapat dipergunakan untuk inti (core) lempung yang kedap air.

Merah Pam dengan g�adas• yang bade paSir berkenktl me- Stabilitas baik, dapat digunakan untuk bagian yang • • �!'<l:l<!..,ng at:au 1 1r1ak sed1j... lt tartah berbum h.alus. tembus air perlu untuk perlindungan permukaan.

1 1 1 1 1 1 1 1 • I �I �I lt

Pa�r Jengan grada')l .)ang kurana ba•k. �r ber"ke-- Stab41itasnya ba1k, dapat digunakan untuk tubuh nk1l mengandung arau t1dak tanah bcrbotir halus. bendungan dengan lerengan sedang.

Kuning Pasir lanauan, campuran pasir dengan lanau. Stabilitasnya sedang, t1dak. baik terutama untuk lapisan yang dangkal, dapat digunakan untuk inti kedap air atau tubuh bendungan.

Hijau

Biru

Pa�i1 lempungan, campuran pa�ir dengan lernpung. Stabilitasnya �ang, dapat digunakan untuk kon­struksi inti yang kedap air untuk pengendalian banjir.

Lanau anorganis. dan pasir sangat halus, serbuk batu Stabilitas kecil, dapat dipergunakan uncuk tanggul berlanau atau pasir halus lempungan, lanau lem- dengan peogaturim o;ekedarnya. pungan dengan plastisiras rendah.

Lempung anorganio; dengan plastisitas rendah atau Stabil, dapat d1pergunakan untuk in1i (l'llrr) yaT\8 s.edang. lempung pas1ran, lempung berkerikil, lem- kedap air dan lapisan kedap air (bla�tlut). pung lanauan. lempung. .1-----------------------

Lanau organis dengan plastisiras rendah, lempung Tidak baik untuk 1anggul lanauan organis.

Lanau or&ani�. mika atau pasir halus diarom1s, tanah lanaiJan, lanau dengan elas.lilitas tinggi.

lempung anorgams dengan plasllsitas tinggi, Jem­pung gemuk.

Stabilitasnya kurang. dapat digunakan untuk inti bendungan yang d1padatkan dengan air, tidak baik untuk tanggul yans dipadatkan dengan mesin giling.

Stabilitasnya sedang dalam hal kemiringan lereng, dapat digunakan untuk inti yang tipis lapisan selimut (blankt't ) dan tubuh bendungan.

�h tinggi. \anau anorganis. -___ o_H--���.�?..--�

----L•_m_

p_"_"_

g_

o_•s_•_"'_'_

d-en

_s_•_n

_p_l•_"_' '_i

ta_

s_� __ "_R_�_

m_�_·

�T-

id_•_

k_oo_

i_k

_"_"'_"_k

_••-�

_"_

1. _________ _

Tanah org.ani'> P 1 Oranye Tanah mengandung gambu! dan bahanbahan organis {Tidak mungkin dipergunakan untuk konstruksi. lamnya

Curaran: I Kartr-.a .11:-:� 7 dan 11em 1 1 hanya merupakan angka perkiraan maka design dibuar sesuai dengan hasil-hasil pengujian.

dimana :

2. DaWn h.al peng.a. .... a"\an kadar a•r dan �ngaturan tebal cukup, kepadatan yang dibutuhkan biasanya daJ)a'l dicapai dengan peralatan­peralaun �ada kolcm 9 dalam frekwensi terten!u. l 8eT"al .lfl''"'" lenng s.eperti.tercantum pada �olom 10. merupakan hasil pemadatan tanah dalam kondisi kadar air optimum berdasarkan standard rr.e:oda penguj ian AASHO (Standard Method Proctor).

W = Ww - Wd = eSr · 'J'W Wd G · 'J'W

Ww: be rat tanah basah.Wd: berat tanah kering.

e: angka pori. Sr : derajat kejenuhan. rw: berat isi air.

G: berat jenis tanah.

eSr G (2.34)

Kotr. filtrasi

K > to-> cm/sec

K > IQ-'

K = JQ-LJQ-6

K = JQ-'-to-•

K = JO-•

K = to-•

K = to-•-to-•

K - to-•-to·•

K - to-•-to-•

K = to-'-to-•

K = to-•-to-•

K = to-•-to-'

K = to-•-to-•

K = to-•-to-•

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

Berat jenis keting max. K.arak.teristika berdasarkan standard AASHO Nilai scbapi pondasi

10 1 1

Baik; traktor, mesin giling ban 2,00-2.16 Daya dukungnya baik kDrel, mesio gilina rodn bcsi. Baik; trak.tor, mesin giling ban 1,84-2,00 Daya dukunanya baik karet, mesin giling roda besi. Baik; diperlukan kontrol kadar air yang baik, mesin giling ban karet,

1,92-2,16 Daya dukunanya baik

mesin giling tapak biri-biri.

Mungkin; mesin gilina: ban karct, 1,84-2,08 Daya dukunanya· baik mesin ailing tapak biri-biri.

Baik; traktor. 1,76-2,08 Daya dukungnya baik

Baik; traktor. ·1,60-1,92 Baik-jekknya daya duk.ung tcrpntuna dari ._aatannya.

Baik; diperlukan kontrol kadar air 1,76-2,00 Baik-jclcknya daya dukuna yang baik, mesin giling ban karet, tergantung dari kepadatannya. mesin giling tapak biri-biri.

Mungk.in; mesin gilins tapak. biri� 1,68-2,00 Baik-jcleknya day. dukuna biri, mesin silina ban k.aret.

Baik�jelek; diperlukan kontrol 1,52-1,92 Daya dukunJIIlya jclck sckali. kadar yans baik, mesin gilins ban karet, mesin gilina: tapak. biri-biri.

Baik-mungk.in; mesin giling tapak 1,52-1,92 Baik-jelek daya duk.una. biri-biri.

Mungkin-jclck; mcsin gilins tapak 1,28-1,60 Munakin-daya dukunanya biri-biri. buruk, babaya tcrhadap

penurunan )'101 bcsar.

Jelck-sansat jclcr : mesin gilins 1,12-1,52 Daya duklliiJIIlYa jclck tapak biri-biri. J Mungkin-jclck; mesin gill os tapak 1,20-1,68 Mu.,.tcin-daya dukunanya biri-biri. jclek.

Buruk-sanpt jclck; mesin gilins J,Q4-J,60 Daya dukunanya jclek sckali. tapak biri-biri.

Tidak munaki• dipadatkan. Harus disingkirkan

81

Mcoceph air rembesan. 12

Denpn sistim perx:eph rembesau.

Dcnpn sistim pcnoepiL r<mbesan. Drainage pada tumit bendunpn diperlu· kan-tidak. dipcrlukan.

Tidak dipcrlukan.

Diperlukan hamparan kedap air (blanket J pada hulu bcndunsan atau sumuran di hilir bcndunpn.

Diperlukan hamparan kcdap air ben· dunpn atau sumuran di udik, di lulir bendunpn

Diperlukan hamparan kedap air di udik, drainaae atau sumur-sumur di hilir ben-dunpn.

Tidak. diperluk.an.

Drainap: di hilir bcndungan diperlukan· tidak diperlukan.

Tidak dipcrlukan.

Todak dipcrlukan.

Tidak dipcrlukan.

Tidak diperlukan.

Tidak dipcrlukan.

Pada pengujian untuk mendapatkan angka kadar air suatu contoh tanah, maka pengeringannya dilakukan dengan menggunakan tungku termostat dan dilakukan sede­mikian rupa sehingga contoh tanah mencapai berat yang tidak berubah lagi, walaupun pemanasan ditingkatkan terus'.

Apabila waktu pemanasan harus dipercepat atau tungku termostat tidak tersedia, maka pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan pemanas listrik, tungku gas, atau dibakar setelah bahan tersebut disiram dengan alkohol.

Dalam melakukan pengeringan dengan cara-cara tersebut, supaya diperhatikan agar pengeringan betul-betul rata dan sempurna, sehingga relevansi hasil-hasil pengujian dapat diandalkan.

82 Bab 2. Survey dan Investigasi

2,0 JIS I J l"'b <

1 •9 r--=-10=--c=m::r4>_x_1....:2,'-171cm---;�/c....'0�f_·,"""'-�+-��-/o i 'o, " L_o :

1,8t---+v---;;--t---r.--t--____,

: _,_-+-----rAngka kadar air /o ' optimum.

I 1,7 !---+---t---+-i'--+-----i 2,0 _..-o-o\-.1...._ y I : ---o,

1 ,01--��0�--t-----+�:,----+-----J

9 40, !-----+,--�--�--t---� 'I i l

! I i : \-l. 35 1----t---t--�·Y��-t----i

_o-1--___ I� i "",

Pengujian kompresi tri-sumbu dalam kondisi tidak jenuh.

0 100 cm x 22t5 cm 30•t---t�--r---n,r---r--"'---i Pengujian kompresi tri-

' sumbu dalam kondisi je-: nuh yang tertutup;

25�----+----t-----h·---�� ·� 20' :·�, ol g,\cifl' .,_,.:;'"" "'I 5t---+--�--��-+--� �/-{��,c�'

r;{ (J � I Olr---r�--�-----j�----t----� r'J ..-+ ��c�' IV• 1\\)¥ 5 _1 CS "'j

IOO cm<t> x 22,s c:U ���-.x;---;(-x-+-t¥-�-\tl'-c'-j 0 �+-0-�v,; CS "' � ·

'"""� ; I X IG-•r---t---t-''q--�--t----,--,

\ : I X IO-•r----t---t--�--\-t-t---+---1 ' :

I X Jo-•

o' I X I0-'

67-----:;----;';:----:':-'1'---·-::o-':----;'. 8 10 12 14 16

Angka kadar air. ( %)

Volume

v.

V v.

Gbr. 2-21 Hubungan antara angka kadar air dengan berbagai karakteristika bahan tanah.

Berat

0 Kandungan udara

Ww Kandungan air w

W, Butiran tanah

Gbr. 2-22 Sebuah model susunan bahan tanah.

- - ----- --�����=�==�=.....-

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 83

Berhubung tingkat kadar air yang terkandung dalam bahan tanah sangat berpe­ngaruh pada sifat-sifat teknis lainnya (seperti : kekuatan geser, daya dukung, plastisi­tasnya, dll. (maka tingkat kadar air suatu bahan dalam keadaan yang asli merupakan salah satu data-data yang amat penting. (2) Pengukuran berat jenis butiran tanah

Berat jenis butiran tanah (soil particle specific gravity) adalah perbandingan antara berat isi butiran tanah dan berat isi air murni (aquades) dalam volume yang sama, pada temperatur tertentu.

Apabila diperhatikan skema seperti yang tertera pada Gbr. 2-22, maka berat jenis butiran tanah (Gs) akan berbentuk rumus sebagai berikut :

dim ana

Ws 1 Gs = - · �Vs ,w

Gs: berat jenis butiran tanah (gr/cm3). Ws: berat butiran. Vs: volume butiran.

(2.35)

,w: berat isi air pada temperatur tertentu, sesuai dengan temperatur tanah (biasanya diambil pada temperatur l 5°C) ,w = 1 (pada temperatur 4°C).

Biasanya pada pengujian untuk mendapatkan berat jenis buth-an tanah sebagai patokan diambil pada temperatur 1 5°C dan karena temperatur contoh bahan yang sebenarnya tidak jauh di sekitar 1 5°C, sehingga pengujian dapat dilakukan pada keadaan sesuai dengan temperatur udara setempat.

Sedang berat isi tanah (density) dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

dimana :

w, = v

, : berat isi tanah (gr/cm3). W: berat segumpal tanah asli. V: volume dari tanah tersebut.

(2.36)

Dari basil pengujian berat jenis butiran tanah tersebut di atas, selanjutnya akan menjadi dasar pengujian-pengujian untuk mendapatkan karakteristika tanah pondasi, yaitu mengenai angka pori (void ratio), derajat kejenuhan (degree of saturation), dan lain-lain. (3) Pengujian gradasi bahan tanah

Gradasi {distribusi butiran) tanah dimaksudkan untuk menunjukkan tingkat percampuran berbagai butiran suatu lapisan tanah yang dinyatakan dalam prosentasi be rat.

Mengingat karakteristika suatu lapisan tanah yang berbutir kasar (kerikil atau pasir) sangat ditentukan oleh ukuran butiran serta gradasinya, maka pengujian gradasi butiran tanah tersebut merupakan pengujian yang paling penting untuk menentukan klasifikasinya, karena ukuran serta gradasi butirannya menentukan besarnya harga­harga kepadatan, permeabilitas, kekuatan geser, dan lain-lain.

Akan tetapi pada lapisan tanah yang berbutir halus, ukuran serta gradasi butirannya sudah tidak lagi menjadi faktor terpenting yang menentukan karakteristika sua tu lapisan. Dan dalam hal ini, faktor terpenting yang menentukan adalah harga-harga batas Atterberg, yaitu batas cair (liquid limit) dan batas plastis (plastic limit) dan angka index plastis (plasticity index).

84 Bab 2. Survey dan Investigasi

(4) Pengujian batas cair dan batas p/astis Pengujian ini didasarkan pada sifat utama dari bahan tanah berbutir halus yang

tingkat kelunakannya dan kekerasannya tergantung dari kadar air yang terkandung di dalamnya, terutama pada tanah berbutir halus dengan tingkat kandungan lanau dan lempung yang tinggi cenderung memberikan sensitifitas yang tinggi pula terhadap peru­bahan kadar air yang terkandung di dalamnya, karena sifat kohesi dari butiran lanau dan lempung sangat sensitif terhadap perubahan kadar air tersebut.

Sesuai dengan kadar air yang terkandung di dalam tanah berbutir halus, maka sifat­sifat fisik kelunakan-kekerasan dari jenis tanah ini dibedakan dalam tingkatan-tingkatan yang dalam mekanika tanah disebut kondisi cair, kondisi plastis, kondisi semi-plastis dan kondisi beku.

Batas-batas dari ke empat keadaan di atas merupakan batas-batas penting yang mendapatkan perhatian khusus dengan penjelasan sebagai berikut: (a) batas antara kondisi cair dan kondisi plastis disebut batas cair. (b) batas antara kondisi plastis dan kondisi semi-plastis disebut batas plastis. (c) batas antara kondisi semi-plastis dan kondisi beku disebut batas pengerutan.

Yang terpenting dari ketiga batas-batas tersebut adalah batas-batas cair dan batas plastis yang disebut pula batas Atterberg. Sedang index plastis adalah angka yang menun­jukkan perbedaan kadar air antara batas cair dan batas plastis.

Hasil dari pengujian ini digunakan untuk mengetahui sifat-sifat teknis dari tanah berbutir halus, seperti contoh yang tertera pada Gbr. 2-23 akan juga dapat langsung digunakan untuk pertimbangan-pertimbangan yang berhubungan dengan sifat-sifat teknis lainnya, seperti kekuatan geser, kepadatan, permeabilitas, dan lain-lain.

Apabila bahan tanah mempunyai batas cair yang sarna, sesuai dengan index plastisitasnya maka dalam kondisi kering kekuatannya meningkat, tetapi per-meabilitasnya menurun. kompresi

,... � � :� ., <U i5. >< 11> "0 ..5

60

50

40

30

20

10

rendah tmggt

I I Lanau anorganis dengan plastisitas yang tinggi.

: CH / - : �

Lempung anorganis dengan � plastisitas sedang. � -·t I I / OH,�·1H

! : CL / -i.em�ung lanauan. 1 OL -Lanau organis/yang rendah

t-- -- _ CL- 1 _ML plastisitasnya. -Pasir lanauan sangat halus.

CL- ML /• -Pasir lempungan.

V

--

CL 1 L• -"' ML: -Lempung pasiran. 0�--�--���--�--�--�--�i--�'�--L-' --�--�

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Batas cair ( %) Lanau organis dan anorganis terrnasuk lempung lanauan.

Lempung organis lanau organis dengan plastisitas tinggi dan lempung lanauan.

Gbr. 2-23 Karakteristika bahan tanah berbutir halus.

90 100

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

2.6.4 Pengujian Karakteristika Bahan Taoah

85

Pengujian-pengujian karakteristika mekanis bahan tanah, biasanya terdiri atas 4 (empat) macam yaitu : * pengujian pemadatan.* pengujian geser.* pengujian permeabilitas.* pengujian konsolidasi.(1) Pengujian pemadatan

Salah satu faktor terpenting yang akan menunjang kekuatan dan kestabilan tubuh bendungan tanah adalah pemadatan yang memadai. Akan tetapi efektivitas dari pema­datan sangat dipengaruhi oleh tingkat kadar air yang terkandung di dalamnya. Skema pengujian pemadatan tanah, tertera pada Gbr. 2-24. Tingkat pemadatan suatu bahan tanah sangat mempengaruhi karakteristika mekanis dari bahan-bahan tersebut, terutama berat isi, kekuatan geser, permeabilitas, dan lain-lain. Dan faktor terpenting yang mempengaruhi tingkat pemadatan suatu bahan tanah adalah kadar air, gradasinya dan besarnya energi yang di"berikan pada pemadatan bahan tersebut.

' 8 .....

'9-..... l r •.

/ ... / -S,Oif>

Berat 25 kg

Gbr. 2-24 Alat untuk pengujian pemadatan bahan tanah.

Pengujian pemadatan dilakukan disamping untuk memperoleh karakteristika mekanis berupa tingkat kepadatan suatu bahan tanah, juga untuk mengetahui kemam­puan pemadatan bahan tersebut.

(a) Klasifikasi metode pengujian pemadatan Pengujian pemadatan di labo�atorium dapat dilakukan dengan beberapa metode

yang didasarkan pada perbedaan cara pelaksanaan pemadatannya, antara lain adalah : * pemadatan tumbuk yaitu dengan menjatuhkan sebuah penumbuk di alas contoh. bahan.

* pemadatan tekan, yaitu pemadatan yang didasarkan pada prinsip pengepresanpada contoh bahan dengan dongkrak hydrol is .

* pemadatan getar yaitu pemadatan yang menggunakan daya getaran mesin vibrasi.Dari ketiga metode pengujian tersebut, yang pal ing luas penggunaannya adalah

metode penumbukan dan dianggap sebagai metode standard. Ha\ tersebut disebab­kan karena peralatannya cukup sederhana demikian pula pelaksanaan pengujiannya, sedang hasilnya paling memadai.

86 Bab 2. Survey dan Investigasi

Pada hakekatnya pemadatan adalah usaha sebanyak mungkin rnengeluarkan udara dari celah-celah di antara butiran-butiran bahan tanah, agar dapat dicapai tingkat kerapatan letak butiran-butiran bahan yang sernaximal mungkin. (b) Hubungan antara variasi kadar air dengan karakteristika bahan tanah

Seperti yang telah diuraikan terdahulu, bahwa karakteristika mekanis dari bahan tanah yang sudah dipadatkan sangat dipengaruhi oleh kadar air yang ter­kandung di dalamnya dan ternyata variasi dari kadar air yang terkandung dalarn bahan yang sama akan memberikan variasi pula pada karakteristika rnekanis dari bahan tersebut. V ariasi karakteristika tersebut pada umumnya dapat dibedakan dalam 4 (empat) tingkatan, yaitu : * Tingkatan pertarna-kondisi semi-beku.* Tingkatan kedua-kondisi elastis.* Tingkatan ketiga-kondisi plastis.* Tingkatan keempat-kondisi semi-cair lekat.Untukjelasnya pada Gbr. 2-25 secara skematis tertera zone-zone dari ke-4 tingkatan tersebut pada kurva hubungan antara berat isi kering dengan tingkat kadar air suatu bahan.

:ra

kurva derajat kejenuhan 100%

Angka kadar air

Daerah I Daerah 11 Daerah Ill Daerah IV

Kondisi semi-beku Kondisi elastis .Kondisi plastis Semi-cair lekat

Gbr. 2-25 Karakteristik baban tanah dalam berbagai kondisi kadar air yang terkandung di dalamnya.

I) Tingkatan pertama (kondisi semi-beku) Kondisi semi-beku dapat dicapai apabila kadar air yang terkandung dalarn contoh bahan tanah relatif paling rendah, dimana sebagian air terserap masuk ke dalam butiran tanah, sedang sisanya melekat pada permukaan butiran tersebut.

Tahanan gesek (friction resistance) terhadap pemadatan biasanya dinyatakan dengan koeffisien gesekan antara dua buah butiran tanah dan dengan tekanan vertikal.

Pemadatan dengan metode penumbukan pada suatu contoh tanah tersebut akan menimbulkan perpindahan tempat kedudukan butiran­butiran tanah yang mengakibatkan semakin dekatnya jarak antara butiran-butiran tersebut dan terjadilah proses-proses pemadatan. Akan tetapi apabila dilakukan penumbukan-penumbukan yang berlebihan, maka kepadatan optimum akan terlampaui dan selanjutnya kepadatan akan menurun.

Selain itu dari hasil-hasil yang diperoleh pada pengujian penetrasi, kadang-kadang terjadi retakan-retakan yang cukup kelihatan di atas

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 87

permukaan contoh tanah dan daya dukungnya menjadi berkurang. Selanjutnya pada tanah yang banyak mengandung pori-pori udara

mempunyai permeabilitas yang tinggi dan apabila dimasukkan ke dalam air, maka terjadi penyerapan yang sangat intensif yang mengakibatkan terjadinya kerusakan-kerusakan yang hebat pada struktur tanah tersebut. Jadi tanah jenis ini mempunyai daya tahan yang rendah terhadap penga­ruh-pengaruh air.

Dari basil pengujian-pengujian pemadatan temyata bahan tanah yang terdiri dari pasir dengan ukuran butiran yang hampir seragam, dapat mencapai angka kepadatan maximum dalam keadaan kering (pada kondisi di atas semi-beku), tetapi untuk kondisi-kondisi dengan kadar air yang semakin meningkat, maka kemampuan pemadatannya akan semakin menurun.

2) Tingkatan kedua (kondisi elastis)Apabila kadar air yang terdapat pada contoh bahan tersebut di atasberangsur-angsur ditingkatkan, maka selaput air yang menyelubungibutiran-butiran tanah semakin menebal dan akhimya selaput air yangmenyelubungi butiran-butiran yang berdekatan saling bersinggungan satudengan Iainnya. Berhubung adanya gejala tegangan permukaan pada air,maka dengan perantaraan selaput air yang bersinggungan ini terjadilahhubungan yang sangat erat di antar{t butiran-butiran tersebut dan kondisiseperti ini merupakan kondisi elastis.

Pengujian pemadatan dengan penumbukan pada contoh baha.n dalam kondisi elastis terseout, perpindahan tempat kedudukan butiran akan me­ngalami i1ambatan-hambatan oleh gaya-gaya dari tegangan permukaan air penyelubung butiran.

Disamping itu keruntuhan pada pengujian kompresi dan ketahanan pada pengujian penetrasi, menunjukkan angka daya dukung yang terbesar dalam kondisi elastis tersebut.

·

Pada hakekatnya, dalam kondisi elastis sebagian besar pori-pori di antara butiran-butiran bahan masih berisi udara dan apabila kadar airnya ditingkatkan lagi, maka aka:n terjadi gejala penurunan kekuatan gaya-gaya dari tegangan permukaan air, yang menimbulkan gejala penurunan daya dukung contoh bahan yang bersangkutan.

Sebaliknya pada bahan pasir dengan butiran yang berukuran hampir seragam, tegangan permukaan di antara butiran-butiran yang berdekatan menghambat perpindahan tempat kedudukan butiran-butiran tersebut dan karenanya kemampuan pemadatannya agak menurun daiam k:ondisi elastis terse but.

3) Tingkatan ketiga (kondisi plastis)Dengan kadar air yang terus menerus ditingkatkan sehingga jumlah airyang terdapat di antara butiran tanah menjadi berlebihan, tegangan permu­kaan selaput air pada butiran menunjukkan tendensi yang menurun danselaput air tersebut seolah-olah berfungsi sebagai pelumas dan pemadatan­pemadatan yang dilakukan pada contoh bahan dalam kondisi seperti iniakan terjadi juga perpindahan tempat kedudukan butiran-butiran. Akantetapi perpindahan tempat kedudukan butiran-butiran tidak dapat lebihmendekatkannya, karena terhalang oleh adanya air yang sudah memenuhipori-pori yang terdapat di antara butiran tersebut dan contoh tanah tersebut -seolah-olah menjadi plastis.

88 Bab 2. Survey dan Investigasi

Oleh karena itu, pada tingkatan ketiga ini untuk mengeluarkan gelem­bung-gelembung udara yang masih terdapat di antara butiran-butiran tersebut lebih mudah dibandingkan dengan kondisi bahan dalam tingkatan kedua dan kondisi kepadatan kering optimum akan mudah dapat dicapai.

Tetapi ketahanan terhadap keruntuhan dan daya tahanan terhadap penetrasi menjadi lebih rendah dibandingkan dengan kondisinya pada tingkatan kedua. Dan dalam kondisi ini, contoh bahan tanah mulai mem­punyai sifat-sifat plastis, berbeda dengan sifatnya yang elastis pada kondisi tingkatan kedua.

4) Tingkatan ke empat (semi-cair lekat)Dan apabila kadar air masih terus ditingkatkan lagi, sehingga seluruhrongga-rongga udara yang terdapat di antara butiran-butiran tanah hampirjenuh berisi air, daya kohesi antara butiran-butiran yang berdekatan sema­kin menurun dan akhirnya menghilang sama sekali, maka bahan tanahmulai bersifat cair-Iekat.

Kondisi seperti ini hanya dapat terjadi pada bahan tanah yang berbutiran halus seperti lempung dan lanau, yang merupakan jenis-jenis tanah yang mampu menyerap air secara berlebihan. Pada bahan pasir, keadaan seperti ini tak pernah akan terjadi, karena bahan pasir mempunyaibatas daya serap tertentu dan apabila air yang masuk melebihi kemampuan daya serapnya, maka kelebihan air tersebut akan segera mengalir keluar dengan sendirinya.

Seperti yang telah dijelaskan terdahulu, bahwa tingkat kadar air yang terkandung di dalam bahan tanah berbutir halus dapat merubah karakteris­tika bahan tersebut dalam empat kondisi di atas, akan tetapi batas-batas yang tegas dari ke empat kondisi tersebut tak pernah diperoleh.

(c) Karakteristika pemadatan yang didasarkan pada gradasi bahan tanah. Karakteristika pemadatan yang didasarkan pada gradasi bahan tanah pada

umumnya adalah sebagai berikut : Pada kondisi dimana contoh bahan tanah banyak mengandung butiran halus

dengan gradasi yang baik, maka daerah kadar air akan menjadi lebih besar (periksa kurva 9 pada Gbr. 2-26). Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin luas jumlah seluruh permukaan butiran yang dibungkus oleh air, akan menyebabkan daerah setiap kondisi dari bahan tersebut akan semakin besar. Dan karena itu pulalah, maka kurva pemadatan dari jenis bahan tanah terse but mempunyai efektifitas yang rendah, sehingga kurva pemadatannya relatif datar dan berat isi keringnya rendah tetapi kadar air optimum tinggi .

. Sebaliknya pada bahan tanah yang berbutir kasar, karena jumlah seluruh luas permukaan butiran relatif kecil , sehingga gaya-gaya tegangan permukaan air pembalut butiran akan menjadi kecil, maka kontak antara masing-masing butiran tidak terlalu luas, sehingga daerah antara kondisi plastis dan kondisi elastis pada bahan tanah jenis ini hampir tidak kelihatan dan biasanya bahan tanah seperti ini akan segera jenuh hanya dengan penambahan air yang relatif sedikit dibandingkan dengan air yang dibutuhkan oleh jenis tanah berbutir ha! us.

Sehubungan dengan hal-hal seperti yang diuraikan di atas, maka jika diperhati­kan kurva pemadatan bahan tanah pasir, biasanya memperlihatkan berat isi kering yang tinggi, daerah perubahan kadar air yang sempit dan bentuk kurva yang tajam (perhatikan kurva I , pada Gbr. 2-26). Namun demikian, kurva pemadatan dari tanah berbutir kasar dengan gradasi yang tidak proporsionil (GP. SP) biasanya mempunyai kurva yang datar dengan berat isi kering yang rendah.

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

% Contoh gradasi bahan J I I J 100 V I f\0) o.m.c. = 16% 1--t-t+t+tttt--1-1-+�o/'I'F-�-I:F.?'[=I:�m:l:tll

/ \ t---+-+-H+I+++-..,-,-+7"1-V-hll!l't+H''S)bV(4)

L I\ o.m.c. =1 20%, 1----+--1-+-�(S)_t) tlt:�(9-;t)T:/;-t"":!;�;;ttlfJt�) ./ ;.:r;-\ I SO l---f--I-+-H-f+H_.,/�F"�9-f--:::l:ooi'H'ff+l--"":----zSof'�"-+-b'f-+++H /V<2> � I 1--+--+-++M':I��,.£.\ ��t�<3�vi£----1v�/Httt+l

1 ,S!-1''-t--7"t-'t+--t--l � ;.-f-� (/V (3) \ c.m.

,c. = 24 % !:"'" -�2) / § ' 1 I ::::::P-:f- ..::+-- .£.(1)

I'-++++++H

� /olii. 32� 0 �F+HW��+ffiffi--

+-�� -� /' 1 o.oo1 o,o1 0,1 1,0

.: �V

C6> ,.m.c

. , 3s� I Ukuran butiran (mm} .

-� E o.m.c. - 4� /(7) '""'.m.c. = 48 f � 1 ,0f---t--t-¥-+-1--+--t-+--+---t--t--i

_I - 68 "/ k d . .

t--+-t--+-1--+-----:Y:-�...-o_.m,.c_. --,.....:/:..::''t--+--1 o.m.c. = Ang a ka ar atr optimum

.......... / (8) "-........ i I' I !

.......r (9) O,S '---'--'---'--L--J,_-L--L-L-- jL--L-L--'

0 so 100 Angka kadar air ( %)

Gbr. 2-26 Hubungan antara tingkat pemadatan clan gradasi butiran bahan. (d) Energy yang dibutuhkan untuk pemadatan

89

Pada pengujian-pengujian suatu bahan yang dilakukan dengan berbagai variasi jumlah penumbukan (besarnya energy ylUlg diberikan) menunjukkan bahwa kepada­tan dan kadar air optimum bahan tersebut biasanya berubah pula (periksa Gbr. 2-27)

Jika pemberian energy pada bahan tersebut ditingkatkan, berat isi keringnya akan meningkat, sedang kadar air optimumnya akan bergerak ke arah yang lebih kering.

Kurva derajat kejenuhan 100%

lOO kali (3 1apis)--1f--""7 ]-----:;tT--;;?�---t�g:s::---t---;

I 40 kali -·-+--7'Cat-+-+--A-�--l--t----l (3 lapis) 30 kali (3 lapis)-=J;L---1*-1--+--+---+

1 ----'-�I

20 kali (3 Iapis)-1---1--Pengujian dilakukan p�da aJat standard JIS A 1 210

dgn contoh bahan berupa lempung dari Kanto I i '

Gbr. 2-27 Hubungan antara besarnya energi yg. diberikan pada pemadatan dgn angka kadar air bahan tanah.

90 Bab 2. Survey dan Investigasi

Pada pelaksanaan pembangunan tubuh bendungan, apabila diinginkan berat isi timbunan yang lebih baik, dibutuhkan energy pemadatan yang lebih besar, yang biasanya dengan menggunakan alat-alat berat.

Pada bendungan tanah dengan bahan tanah yang banyak mengandung butiran kasar, apabila energy pemadatan ditingkatkan, maka kekuatan gesernya meningkat tetapi permeabilitasnya menurun, hat mana berarti akan menaikkan stabilitas tubuh bendungan.

Mengingat bahwa pengujian-pengujian pemadatan di laboratorium biasanya digunakan sebagai dasar pemadatan di lapangan-pelaksanaan, maka supaya diingat agar tingkat-tingkat pemadatan yang dapat dilakukan di laboratorium supaya disesuaikan sedemikian rupa sehingga dapat pula dilakukan pada kondisi di lapangan-pelaksanaan.

Akan tetapi peningkatan energy pemadatan yang diberikan pada suatu bahan tanah tertentu tidaklah selalu diimb!mgi oleh peningkatan berat isinya, terutania pada tanah yang berkadar air tinggi, dimana walaupun energy pernadatan terus menerus ditambah, tetapi setelah mencapai tingkat-tingkat tertentu berat isi bahan yang bersangkutan tidak akan meningkat lagi. (periksa Gbr. 2-28).

Energi pemadatan besar

Energi pema­datan kecil

(a) (b)

Angka kadar air Energi pemadatan

Gbr. 2-18 Hubungan antara besamya energi pemadatan dengan angka kadar air suatu contoh bahan.

Untuk mengetahui jumlah energy yang diberikan pada saat melaksanakan pemadatan bahan tanah, dapat dihitung dengan rum us sebagai berikut : dimana :

Ec = W·H·N·L V

Ec: Jumlah energy pemadatan (cm - kg/cm3) W: Berat palu (kg) H: Tinggi jatuh palu (cm) N: Frekwensi penumbukan pada setiap Iapisan L : Jumlah iapisan V: Volume cetakan (cm3)

(2.37)

Di Jepang sesuai dengan standard J .I.S. A-12 10 untuk pengujian-pengujian di laboratorium digunakan energy sebesar 5,625 kg cmfcm3 • Akan tetapi di lapangan pelaksanaan bahan tanah berbutir kasar biasanya dipadatkan dengan mesin

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 91

giling yang berat-berat, karenanya bahan-bahan tersebut masih harus diuji lagi dalam skala yang lebih besar disamping pengujian standard laboratorium terseb�, mengiJ.?.gat terdapatnya perbedaan-perbedaan basil an!ara pengujian-pengujian di laboratorium dengan pengujian di lapangan pelaksanaan seperti yang diuraikan terdahulu.

Di Jepang, pengujian pemadatan dalam skala yang besar dilakukan dengan metode yang disebut "Makio Bridge Target Standard (M.B.T.S.)" yang mulai dikembangkan sejak pembangunan Bendungan Makio oleh

Proyek Pemanfaatan Sumber-Sumber Air di Aichi (Aichi Water Utilization Project). Perbedaan-perbedaan hasil pengujian 'yang terjadi dari kedua metode tersebut di atas dapat diperiksa pada Tabel 2-23.

Tabel 2-23. Perbedaan basil-basil pengujian pemadatan standard tanah antara MBTS dan JIS.

Ukuran butiran maximum contoh (mm) Diameter cetakan (cm) Tinggi cetakan (cm) Kapasitas cetakan (cml) Berat alat tumbuk (kg) Tinggi jatuh alat tumbuk (cm)� Frekwensi penumbukan/banyaknya lapisan Jumlah tenaga untuk pemadatan (kg-cmfcm3)

(2) Pengujian kekuatan geser

M.B.T.S. J.I.S.

50 20 25,4

8.000 10 50

15/5 23,44

4,8 10 12,7

1 .000 2,5

30 25/3

5,63

Untuk memperoleh gambaran yang jelas pada sua tu tubuh bendungan, maka salah satu aspek yang perlu diketahui adalah kekuatan geser, baik pada bahan tubuh bendu­ngan maupun pada pondasi yang akan mendukung tubuh bendungan tersebut. ·

Untuk mencari kekuatan geser suatu contoh tanah, dapat digunakan rumus Coulomb sebagai berikut :

dimana :

S = c + (a - U) tan � = c + a' tan �

S: tegangan geser c: kohesi

tan ifJ : koeffisien gesekan dalam a : tegangan total a' : tegangan efektive U: tekanan air pori

(2.38)

Pada hakekatnya kekuatan geser tanah dapat dibagi dalam 2 (dua) komponen, yaitu :

* kekuatan kohesi yang tergantung pada macam tanah dan kepadatannya, tetapi tidaktergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada bidang geseran.

* kekuatan gesekan yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal yangbekerja pada bidang geseran.

Selanjutnya di bawah ini akan diuraikan secara singkat mengenai hal-hal yang berhubungan dengan pengujian untuk memperoleh kekuatan geser suatu contoh tanah, sebagai berikut :

92 Bab 2. Survey dan Investigasi

* metode pengujian geser.* beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan geser.* mempersiapkan contoh bahan untuk pengujian.* kondisi drainage untuk pengujian kekuatan geser.* prosedur pelaksanaan metode pengujian geser.

(a) Metode pengujian geser Tujuan dari pengujian ini adalah uhtuk memperoleh harga-harga C dan tang

q, dari rumus (2.37) yang kelak akan dipergunakan untuk menghitung kekuatan geser dari suatu contoh bahan tanah atau contoh tanah pondasi.

Pengujian dapat dilakukan dengan beberapa metode, antara lain pengujian desak bebas, pengujian geser Iangsung dan pengujian kompresi tri sumbu. Secara skematis, ke tiga metode pengujian tersebut dapat dibedakan seperti pada Tabel 2-24.

Pengujian contoh-contoh tanah untuk bahan tubuh bendungan sebaiknya dilakukan dengan metode pengujian kompresi tri sumbu, akan tetapi dalam hal peralatannya tidak tersedia, maka penggunaan metode pengujian geser Iangsung dapat pula dipergunakan.

Tabel 2-24. Metoda-metoda utama dari percobaan geser.

Nama percobaan

geser Bentuk

percobaan Metoda pen:obaan Menentukan

C dan !6 Sifat

Geser langsung

= ·f·�f�fu� Contoh ini dimasukkan ke dalam ''shear· ing box .. yang dipisahkan bagian atas dan bagian bawah kemudian ditekan tegak lurus dengan plat tekanan. Kemudian con· toh ini dipotong dengan gaya horizontal TA.

Metoda ini dapat digunakan untuk seluruh jenis tanah. Pengurangan tekanan adalah besar dan tegangan geser permukaan dibaa tasi. Penyesuaian pengeringan sukar (mudah dalam hal memperhaiki). Operasinya mudah dan dengan sedikit bahan dapat dikerjakan.

A Prosedur ini dibuat Jebih dari dua macam

harga. Didapat dgn rum us

1[1 = C + tx1 tan !6 ) 1[, = C + tx , tan !6 Desat tri swnbu

Coa!Dh tanah yang berbentuk s.ilinder dimasullan (dibungkus) ke daJam mcm­lnn dui karet.

Metoda ini dapat dipergunakan untulc sega.la macam tanah dan secara teoritis paling bait walaupun demikian pelaksa­oaannya sulit.

Desak be has

Face strain

TebDaa """"""' a, diWDbabbn ciao tebnau t£pt lurus ' bertambah besor terus untuk memotoog cootob denpn pemampatan. Prosedur dibuat untuk lebih dari dua harga a,. Contoh yang berbentuk silinder ditekan dengan tekanan tegak lurus dan dipotong dengan pemampatan.

Pengurangan tekanan dengan cairan dia· dakan pada contoh tanah di bawah kondisi tegangan bidang datar dimana tegangan dalam arah sisi panjang dari kotak contoh dikurangi dan tegangan dalam arah diberi­kan pada contoh untuk rnengetahui kehan­curan akibat pemampatan.

Didapat dgn lingbr.m Mobr

Metoda ini hanya untuk Jempung. Pelaksanaannya sederhana.

Metoda ini mempunyai hasil percobaan yang mendekati gaya geser pada kerusakan bendungan yang sebenamya. Akhir-akhir ini, penyel'idikan mengenai hal ini mengalami kemajuan. ·

(b) Beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan geser Kekuatan geser dari setiap contoh tanah biasanya memberikan angka yang

berbeda-beda, sesuai dengan jenis dan kondisi dari contoh tanah tersebut, seperti halnya ketahanan geser dari kerikil dan pasir timbul karena gesekan di antara butiran-butirannya yang dipengaruhi oleh bentuk, kekasaran permukaan dan gradasinya.

Kekuatan atau kekasaran butiran-butiran itu sendiri merupakan faktor yang penting, karena butiran-butiran yang lemah akan muda:h pecah dan hancur hila mendapat tekanan yang besar.

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 93

Lempung yang terdiri dari butiran-butiran halus, dimana jumlah luas permukaan butirannya cukup besar dan mineral-mineral lempung yang bersifat penyerap molekul-molekul atau ion-ion air menyebabkan timbulnya kekuatan kohesi di antara molekul-molekul lempung tersebut. Adapun pasir dan kerikil tidak mem­punyai kekuatan kohesi tersebut.

Sehubungan dengan hal-hal tersebut di atas, maka tahanan gesek di antara molekul-molekul lempung biasanya rendah dan konstan, sehingga pembebanan luar tidak mempengaruhi besarnya kekuatan geser, karena itu harga ifJ dapat diang­gap mendekati harga nol (ifJ = 0) dan dengan demikian dapat ditarik kesimpulan bahwa tanah lempung hanya mempunyai daya kohesi, sebagai komponen utama bagi kekuatan gesernya.

Selain dari pada itu, tingkat kadar air yang terkandung di dalam bahan tanah sangat mempengaruhi kekuatan bahan tersebut dan pada pengujian geser tampak jelas perbedaan suatu bahan dalam kondisi kadar air yang berbeda.

Pada Gbr. 2-29 tertera grafik berbagai kekuatan geser suatu bahan tanah dalam 3 kondisi kadar air, yaitu : keadaan kadar air optimum lebih basah dan lebih kering.

Demikian pula tingkat kepadatan bahan tanah sangat mempengaruhi kekua­tannya, dimana semakin besar berat isi kering suatu bahan, maka kekuatan gesernya akan semakin tinggi.

4 ...... .... §

3 ]I '-' ... 0 "' � 2

s:: .f! � 1 �

� 0

0 2 3 4 5 6 7

Tekanan vertikal (kgfcm2)

Gbr. 2-29 Hubungan antara angka kadar air clan kekuatan geser contob ...._ m.ll yang tidak jenuh air •

. (c) Mempersiapkan contoh bahan untuk pengujian

Dalam mempersiapkan contoh bahan untuk pengujian, mak.a kepadatan dan angka kadar air bahan tersebut perlu disesuaikan dengan basil-basil pengujian pemadatan. Angka kadar air disesuaikan dalam 3 (tiga) kondisi sedemikian rupa, sehingga mendekati kadar air optimum, kadar air yang lebih kering dan kadar air yang lebih basah, dan selanjutnya kekuatan gesemya diuji dalam ketiga kondisi terse but.

Kemudian pengujian geser bahan dititik beratkan pada tingkat-tingkat kadar air yang paling cocok untuk pelaksanaan penimbunan tubuh bendungan dan demikian pula mengenai berat isi bahan supaya disesuaikan dengan perkiraan tingkat pemadatan yang akan digunakan pada tubuh bendungan.

Ukuran maximum butiran yang diperbolehkan terdapat dalam bahan pengujian, tergantung pada dimensi dari bahan tersebut yang disesuaikan dengan kapasitas alat pengujian dan biasanya sebagai pegangan digunakan daftar seperti yang tertera pada Tabel 2-25.

Pada pengujian pemadatan, kadang-kadang terjadi perubahan-perubahan

94 Bab 2. Survey dan Investigasi

Tabel 2-25. Ukuran cetakan alat pengujian dan ukuran butiran maximum yg. diperkenankan.

Alat pengujian

Alat pengujian-desak tri-sumbu Alat pengujian geser langsung (geseran tunggal)

Ukuran cetakan

Garis tengah Tinggi

D (2,0"' 2,5) X D

D (0,2 "" 0,3) X D

Ukuran butiran maximum yang diperkenankan.

D < lO cm D > lO cm

D/15 D/15 4

D/20

gradasi dari butiran-butiran yang pecah-pecah akibat penumbukan, karenanya perulangan penggunaan bahan pengujian supaya dihindarkan. (d) Kondisi drainage bahan untuk pengujian geser

Besarnya daya kohesi (C) dan sudut gesekan dalam (if>) sangat dipengaruhi oleh kondisi drainage bahan dan tingkat konsolidasi yang disebabkan oleh suatu tekanan (a). Oleh karena itu pada pengujian kekuatan geser biasanya dilakukan pada kondisi yang hampir sesuai dengan kondisi sebenarnya, yang mana telah ditetapkan 3 kondisi sebagai kondisi standard, yaitu : * Pengujian geser tertutup tanpa konsolidasi (unconsolidated undrained shearing

test or U-U test). Pada permulaannya contoh bahan yang telah dimasukkan ke dalam alat pengujian diberi tegangan tertentu dan dibiarkan agar proses konsolidasinya selesai serta air dari dalam contoh bahan dibebaskan keluar. Akan tetapi pada saat tegangan geseran diberikan, maka air pori yang masih tinggal di dalam contoh bahan tidak diperkenankan mengalir. Kondisi tersebut terdapat pada bagian tubuh bendungan yang sudah selesai dibangun, dimana proses konsolidasi tubuh bendungan sedang berlangsung dan sesudah waduk terisi air.

* Pengujian terbuka sesudah terjadi konsolidasi (consolidated drained test or C-Dtest). Pada permulaannya contoh bahan yang telah dimasukkan ke dalam alat pengujian diberi tegangan tertentu, sehingga proses konsolidasinya berakhir dan air pori bebas mengalir keluar. Kemudian pengujian geser dilakukan, tetapi tetap dibiar­kan air pori mengalir keluar dengan bebas (jadi harga tekanan air pori sa1� dengan no!). Kondisi tersebut terdapat pada tubuh bendungan tanah yang sudah selesai proses konsolidasinya dan pada keadaan terjadinya gerakan longsor yang berjalan dengan sangat lambat, dimana tekanan air pori mendekati nol. Biasanya kondisi terse but di atas digunakan untuk menentukan tegangan efektif pada saat dilakukan pengujian geser.

(e) Cara melakukan pengujian geser Sesudah contoh bahan dipersiapkan seperti yang tersebut pada point (c) di atas,

selanjutnya pengujian dilakukan pada kedua kondisi drainage dari contoh bahan. Untuk pengujian-pengujian contoh yang disesuaikan pada keadaan bendungan

yang sedang dalam pelaksanaan penimbunannya atau pada keadaan segera sesudah bendungan selesai dibanglin, maka diperlukan pengujian geser unconsolidated­undrained test (U- U test).

Dalam hal ini beban untuk konsolidasi supaya ditentukan berc!asarkan perki­raan tekanan yang akan terjadi pada contoh tanah dalam keadaan yang telah men­capai lingkaran kritis. Pada saat pembebanan dilakukan, supaya dibuat grafik

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 9S

pada kertas semi-logaritmis hubungan antara perubahan volume dan waktu yang diperlukan untuk perubahan volume tersebut.

Pengukuran proses konsolidasi tersebut dilakukan terus menerus hingga proses konsolidasi tersebut dapat dianggap sudah berakhir.

Hasil dari pengujian ini akan dipergunakan untuk memperkirakan peningkatan kekuatan geser suatu bahan yang dapat diharapkan akibat terjadinya proses kon­solidasi tubuh bendungan yang baru selesai dibangun dan untuk memperkirakan kestabilan jangka panjang dari suatu tubuh bendungan.

Selain itu, apabila pada saat dilakukan pengujian penggeseran pada contoh bahan, tekanan air pori yang timbul temyata tercatat pada alat pengukuran, maka hasilnya dapat dianalisa dengan tekanan efektifnya dan dengan demikian dapatlah diketahui, bahwa hal tersebut adalah hampir sama dengan contoh bahan yang diuji dalam kondisi consolidated-drained test {periksa Gbr. 2-30).

Lingkaran Mohr berdasarkan \ tegangan efektif. 'I"' Lingkaran Mohr berdasarkan ' tegangan total.

�--����4-�--------r-----+-

Tegangan normal (kgjcm2)

Gbr. 2-30 Perbandingan antara tegangan total dan tegangan efektif dari basil C-U test.

Pada saat melakukan pengujian penggeseran, biasanya dipergunakan 2 (dua) macam cara untuk memberikan desakan pada sumbu, yaitu : * Dengan kontrol kecepatan gerak.Dimana desakan yang searah dengan sumbu digunakan kecepatan yang konstan sebesar I % dari ketebalan contoh bahan setiap menit. Cara ini biasanya lebihsering digunakan, karena pelaksanaannya cukup sederhana.

* Dengan kontrol tegangan.Dimana beban geser yang searah dengan sumbu ditingkatkan bertahap secara konstan. Cara ini mempunyai kelebihan, bahwa kondisi pembebanan contoh bahan hampir sama dengan kondisi pada tubuh bendungan dan besarnya beban yang terjadi dengan mudah dapat diketahui.

(3) Pengujian permeabilitas Pengujian permeabilitas adalah merupakan penguj ian yang paling penting pada

contoh bahan untuk bendungan. Tingkat permeabilitas suatu bahan biasanya ditandai dengan angka koeffisien

permeabilitas atau koeffisien filtrasi dengan satuan cmfdt. Untuk memperoleh koef­fisien filtrasi biasanya bahan diuji di dalam laboratorium atau diuji dalam kondisi aslinya di lapangan.

Uraian di bawah ini adalah salah satu cara pengujian permeabilitas di laboratorium yang didasarkan pada teori yang sederhana.

r

96

i

i i I

Bab 2. Survey dan Investigasi

(a) Teori Teori ini didasarkan pada hubungan antara kecepatan aliran air melalui pori­

pori tanah dan .gradien hydrolis, dimana aliran air melalui pori�pori terse but diang­. gap bersifat laminer. Berdasarkan pada penomena tersebut, maka oleh Darcy dicip­

takan sebuah rumus yang disebut rumus Darcy, sebagai berikut :

Q = Ki A (2.39)

dimana: Q : debit yang mengalir melalui satuan penampang per satuan waktu (cm3/dt).

Kondisi drainage

Zone-zone timbunan

Jenis tanah

Met ode pengujian langsung

Metode pcog-ujian tidak langsung

i: gradien hydrolis. K: koeffisien filtrasi (cm/dt), yang menunjukkan tingkat permeabilitas

suatu bahan tanah (perhatikan Tabel 2-26). A : penampang Iintang (cm2)

Tabel 2-26. Permeabilitas baban taDah Koeffisien filtrasi (cm,detik) = K

10Z 19 1 19 10-1 10-2 10-3 10-4 to-s J0-6 10-7 tO-a I0-9 I I I I I I I I I I

Baik I Buruk I Praktis tak ada rembesan.

Zone-zone lulus air I Zone-zone kedap air I Campuran antara Campuran pasir yang sangat Tanah tidak

Kerikil pasir dan halus ; lumpur dan lempung; lulus air. bersih kerikil-bersih lempung yang berlapis dan Lempung

lain-lain. homogen

Tanah kedap air yang disebabkan pelapukan karena proses-proses organisme.

Hasil penglijiannya akan relevan apabila dilakukan oleh tenaga yang berpengalaman.

Dengan alat pengujian yang elevasi permukaan airnya tetap di laboratorium, tak diperlukan tenaga yang berpengalaman.

Alat pengujian yang permukaan airnya berubah-ubah

Hasilnya Untuk contoh Hasilnya lebih cukup bahan yang harga relevan, apabila relevan, K nya tidak stabil, dilakukan oleh walaupun diperlukan tenaga tenaga yang tanpa tenaga yang berpengalaman. berpengalaman. yang berpe-ngalaman.

Perhitungan yang didasarkan Perhitungan

pada gradasi butiran (untuk dari

bahan pasir dan kerikil) percobaan konsolidasi.

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 97

Dalam rumus ini, dianggap .air mengalir melalui seluruh penampang A, jadi bukan melalui pori-pori tanah. Secara umum, tingkat permeabilitas bahan tanah telah dikelompok-kelompokkan seperti yang tertera pada Tabel 2-26.

Berdasarkan besarnya angka koeffisien filtrasi, maka tingkat permeabilitas bahan tanah dibedakan dalam tiga kelompok, sebagai berikut : * lulus air (permeable) = K > 1 X I 0-4 (cm/dt)* semi lulus air (semi-permeable) = K � 1 x 10 -4* kedap air (impermeable) = K < 1 X I0-4

Jadi seperti yang tertera di atas, maka tingkat permeabilitas dari tanah ditun­jukkan oleh angka koeffisien filtrasi (K). (b) Metode pengujian

Sesuai dengan penjelasan pada point (a), dimana rumus Darcy hanya dapat dipergunakan pada aliran filtrasi yang Iambat yang bersifat laminer, sedang untuk aliran yang berkecepatan tinggi yang bersifat turbulen rumus Darcy sudah tidak berlaku lagi.

Karena itu pengujian permeabilitas contoh tanah harus dilaksanakan dalam aliran laminer, sehingga koeffisien filtrasi yang diperoleh hanya memberikan identitas pada aliran laminer saja.

Dan karena aliran turbulen tak dapat terjadi pada tanah berbutir halus seperti pada lempung dan lanau, maka untuk jenis tanah tersebut, rumus Darcy cukup memadai. Akan tetapi pada tanah berbutir kasar seperti pasir kasar dan kerikil, dimana aliran filtrasi dapat pula bersifat turbulen dan bahkan kadang-kadang terjadi gejala sufosi, maka rumus Darcy tidak dapat digunakan.

Mengingat hal-hal tersebut di atas, maka dalam melaksanakan pengujian, tekanan yang akan diberikan pada contoh bahan agar dilakukan secara berhati-hati, supaya dapat dihindarkan terjadinya aliran filtrasi yang bersifat turbulen. Dan pengujian permeabilitas ini, biasanya dilaksanakan dalam 2 macam cara, sebagai berikut : * Pengujian permeabilitas dengan elevasi permukaan air konstan. Pengujian ini

dilakukan untuk contoh bahan yang diperkirakan permeabilitasnya tinggi dengan skema cara pelaksanaannya seperti yang tertera pada Gbr. 2-3 1 .

Saringan

Supply air

,0-

--... Air l impahan

Gbr. 2-31 Prinsip pengujian permeabilitas dengan elevasi permukaan air konstan.

98 Bab 2. Survey dan Inv�tigasi

Agar elevasi permukaan air selalu konstan, maka air harus dialirkan secara berlebihan dan kontinue di atas bejana pengujian. Air yang mengalir melalui contoh bahan akan meluap dan dari dasar bejana pengujian yang berbentuk tempayan, dan selanjutnya luapan tersebut ditampung dengan gelas pengukur. Tempayan tersebut diusahakan selalu dalam keadaan penuh pada saat pengujian sedang berlangsung. Dan koeffisien filtrasi dapat dihitung dengan menggunakan rum us sebagai berikut :

dimana: K: koeffisien filtrasi (cm/dt} t: jangka waktu pengukuran (dt)

Q: volume air yang tertampung pada gelas pengukur (cm3} A : penampang lintang dari contoh bahan (cmz) L : ketebalan dari contoh bahan (cm) h : perbedaan tinggi air (cm) i: gradien hydro lis

(2.40)

• Pengujian permeabilitas dengan elevasi permukaan air variable. Pengujian inidilakukan untuk contoh bahan yang diperkirakan akan mempunyai permeabilitas yang rendah (pada hakekatnya hampir semua contoh bahan diuji dengan metode ini), dengan prinsip pengujian seperti yang tertera pada Gbr. 2-32.

Contoh bahan

Gbr. l-31 Prinsip pengujian permeabilitas dengan elevasi permukaan air yang variable.

Sesudah contoh bahan dimasukkan ke dalam suatu tabung yang berbentuk silinder, maka dari atas pipa yang terdapat di atas tutup silinder tersebut dituang­kan air sampai batas maksimumnya. Akibat terjadinya filtrasi, maka permukaan air dalam pipa akan berangsur-angsur menurun. Dengan memperhatikan kecepa­tan penurunan dari permukaan air dalam pipa tersebut, maka koeffisien filtrasi contoh bahan dapat dihitung dengan menggunakan rum us sebagai berikut :

(2.41}

dimana :

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

K: koeffisien filtrasi (cm/dt) t : waktu yang tercatat (dt)

A : penampang lintang dari contoh bahan (cm2) a : penampang lintang pipa (cm2) L: tebal contoh bahan (cm) h0 : tinggi permukaan air dalam pipa pada saat pengujian dimulai (cm) h1 : tinggi permukaan air dalam pipa pada saat pengujian �rakhir (cm)

99

* Beberapa faktor yang mempengaruhi permeabilitas tanah. Permeabilitas daritanah biasanya tergantung dari jenis tanah, gradasi, berat isi, angka pori, tingkatkejenuhan, besarnya beban konsolidasi, viskositas air yang terkandung di dalam­nya, dan lain-lain, dan disampi�g itu permeabilitas tanah akan menunjukkan

2,0

1,9

! 1 ,8

� ]

1 ,7

1,6

!, 1\ �� vo" r----- - � ;1 f}'� & o' Lo \ 0

4."§-'r.... [\ " �--:%-"'7'�� I + if 0 ·s j "> ��- / �.,., I /7[ ��� n{;� .\ / L o ..,j-o o '-'c �/ v�/Vo �I o, J ..,+ fi

/u � 0/

r-0/ ,

I i I

t-------t--- I ' �::;; 5_o_::-... t------ ----1� ·---- ---'-

t -'a t '-x I x 10-• • "\ ! 0

I x 10·

·;;; .s 1 X IO­tj3 c:: .!! e8� I x 10-

•

•

7

6 . -T , a - -1-· -- -� � --±: ��\: .1�-, ....

--- X "'

vl �t.� � ::-:::. -- . � 0

't, D -- _t -.

_l_l " t .l : 1 \ ,, ' � Kurva angka kadar _B :�- - .-x

'!. l' \. air optimum. ·1 l _...,. , \ '' •c;;o-I _j-c./ l 4 6 8 10 1 2 1 4

Angka kadar air ( %)

--

o-X

I H i 18

Frekwensi Angka kadartumbukan. air optimum.

15 14,3 25 1 3,4 40 12,4 60 1 1 ,8

100 10,9

Gbr. 2-33 Pengaruh pemadatan dan angka kadar air terhadap permeabilitas dan berat isi kering suatu bahan tanah.

Berat isi kering maximum

1,832 1,872 1,907 1 ,934 1 ,972

I

100

---� E � ·:;:;'" ....

<; � i ;11.

Bab 2. Survey dan Inv,estigasi

tingkatnya yang minimum, apabila kondisinya lebih basah dari kadar air optimumnya.

Pada bahan tanah yang telah dipadatkan, tingkat permeabilitas aliran filtrasi yang memotong pelapisan pemadatan akan lebih kecil dari permeabilitas aliran yang sejajar dengan pelapisan pemadatan tersebut dan karena pelapisan pemada­tan pada timbunan tubuh bendungan biasanya horizontal sedang aliran filtrasi bergerak dengan arah yang horizontal pula, maka disarankan agar pengawasan pada penimbunan lebih dititik beratkan pada tingkat permeabilitas horizontal dari pada vertikal.

Tanah yang dipadatkan biasanya dalam keadaan tidak jenuh air dan gelem­bung-gelembung udara akan memenuhi sebagian dari pori tanah tersebut. Mengingat gelembung udara ini sangat berpengaruh terhadap tingkat permeabilitas tanah, maka sebelum pengujian permeabilitas dilakukan, agar tanah diberi air sampai cukup jenuh. (periksa Gbr. 2-33.)

Biasanya dalam pengujian permeabilitas, angka koeffisien filtrasi hanya menunjukkan angka pada kondisi aliran filtrasi yang konstan.

Beberapa patokan kasar untuk hubungan antara jenis tanah dan tingkat permeabilitasnya, maka dapat disebutkan beberapa hal sebagai berikut : * Semakin halus gradasi butiran tanah, maka koeffisien filtrasinya semakin kecil.* Semakin tinggi angka kadar airnya yang dapat meningkatkan tekanan air pori,

maka akan mengakibatkan kekuatan gesernya semakin menurun.* Sebaliknya semakin kasar gradasi butiran tanah, kekuatan geser dan permeabili­

tasnya akan semakin besar dan dapat diharapkan angka konsolidasi yang semakinkecil.

1 X JQ-2 r-Angka kadar air optimum

1 X 10-3

1 X lQ-4

l .x to-s

1 ( J Q-6

! l.

1 • !o--- ' I j

1 X to-• 0

1 - 1 ,5 % H I

fJ fJ u 11 8

8 ! D 8

"'"""' � '{/ � i !

20 40 60 80

% kandungan butiran 4J 4,8 mm

I

I

100

Gbr. 2-34 Hubungan antara % kandungan butiran if> 4,8mm dan koeffisien filtrasinya.

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan 101

Mengingat bahan untuk zone kedap air suatu bendungan, membutuhkan tanah dengan kekuatan geser yang tinggi, tetapi dengan permeabilitas yang rendah serta daya dukung yang cukup, maka perlu dipertimbangkan kemungkinan percampuran bahan yang berbutir kasar dengan bahan yang berbutir halus dalam komposisi yang serasi, sehingga dihasilkan suatu bahan campuran dengan kekuatan geser cukup tinggi, tetapi masih mempunya, angka koeffisien filtrasi yang diizinkan (periksa Gbr. 2-34 dan 2-35.

lOO

90 80

� 70

0 10 �

Kandungan -+-kerikil .h" / Grafik Talbot ' p � 0( %) /I 1/ l '--- I

P � (�) l f3D � 4,8 / p l OO/ I / " I .Y .7 --'-' / 60 "' ;:I ,/ / ./ i-f - --=p = (�) 1/3 � 20 'y / .X ' A -p = 80 -] 1:10 s:: � r:: «< .... ·g�

--·------50 40 30

/ � .../" / y P � (�) t/3 = so -h / "\. , A _/ P 60 V - �

V.. ..-.;: . ,\--:.,/ p = 40 / ...... � .... / ....-:: p 20 --20 / � � ............. .le -- � :...---" //- -- ...,.._ -10 � � ---:- - ---o _ 8 0 8 0

- � - -, -.... -0 • 0 0

, 00 0

Ukuran butiran (mm)

./ .,......,.

Gbr. 2-35 Komposisi bahan tanah yang mengandung

butiran kasar (kerikil).

50 1:10 s:: 60 � 70 r::

� 80 ·.;::;:I90 � 8100"'

Selanjutnya pengaruh butiran kerikil terhadap permeabilitas tanah adalah sebagai berikut : * Apabila campuran butiran kerikil N) > 4,8 mm) dalam komposisi lebih kecil

dari 40 %, maka kepadatan dari butiran yang lebih halus (if> < 4,8 mm) akanmeningkat dan dengan demikian permeabilitasnya menjadi lebih rendah. (periks.aGbr. 2-36).

* Akan tetapi apabila campuran butiran kerikil (dengan if> > 4,8 mml dalamkomposisi lebih besar dari 40 %, maka kepadatan dari pada butirar. :- ang lebihhalus akan menurun dan dengan demikian permeabilitas bahan akan meningkat.(periksa Gbr. 2-36.).

Mengingat kondisi permeabilitas suatu bahan tanah akan sangat berbeda-beda yang disebabkan hal-hal seperti : besarnya komponen butiran kerikil , bentuk dari butiran-butirannya, plastisitas dari komponen berbutir halus. berat isi dari kom­ponen berbutir halus, dan sebagainya, maka permeabil itas setiap bahan supaya selalu diselidiki dengan pengujian yang berkali-kali.

Dalam keadaan dimana tanah berbutir kasar harus dipergunakan sebaga,i bahan yang kedap air, maka harus diketahui hubungan antara prosentasi komponen kerikil dan koeffisien filtrasinya dengan menggunakan alat pengujian dalam skala yang lebih besar, agar koeffisien filtrasi yang diperoleh identik dengan koeffisien filtrasi seluruh komponen bahan.

(4) Pengujian konsolidasi Kemampuan konsolidasi suatu bahan dapat diketahui dengan cara membebani

suatu contoh bahan yang jenuh air sedemikian, sehingga terjadi konsolidasi bahan tersebut, yang diakibatkan oleh proses pengerutan, karena keluarnya air pori dari celah­celah butiran bahan tersebut. (periksa Gbr. 2-37).

102

,..... e � l!!' ] :� E c!

2,8

2,1

2,0

...... 1 ,5

1 ,2

0,8

0,4

0

Bab 2. Survey dan Investigasi

Angka kadar air optimum 1 - 1 ,5 %

-....--

V _..

:....... '·�

"r--.. "\

I

20 40 60 80

! - berat isi seluruh bahan - berat isi untuk komponcn dgn. ; < 4,8 mm

100

Gbr. �36 Hubungan antara % kandungan keri­kil dengan. berat isi keriDg baban.

Kandungan kerikil ( %)

Saringan

Pipa pengukur vertikal

Contoh tanah

Gbr. 2-37 Prinsip pengujian konsolidasi.

Semakin kecil koeffisien filtrasi suatu bahan, maka semakin panjang waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air pori dari baban tersebut dan penurunan baban menjadi lebib lambat. Demikianlab, suatu gejala dimana terjadinya proses penurunan kadar air yang berangsur-angsur dengan pembebanan yang konstan pada tanah dengan akibat tanab termampatkan disebut konsolidasi (consolidation).

Didasarkan pada basil pengujian konsolidasi, maka penurunan dari pondasi atau puncak bendungan dan peningkatan tekanan air pori dapat diperkirakan (periksa Gbr. 2-38).

Tinggi penurunan dari tanah yang bercampur kerikil dapat diperkirakan dengan menggunakan data-data basil pengujian pada peralatan yang berskala lebih besar.

2. 6 Pengujian Bahan Bendungan

� I\\ I'. \ � \ ' �

\

-

Tegangan konsolidasi (kgfcm3)

5 10 15

[' " " 1'---t---, � " " � ...... !"..... r--.. �P ""' w· r>< r-t-::-: " tlt,. 1 .......... �, P�io-

!'--- � r--•, P ""' O • r-1-.. 1-� 7o 1 1 1-t---, I : -� r-I

*P=Prosentase butiran if> > 4,8mm yang ter­kandung dalam bahan tanah.

• Angka kadar air optimum 2%

Gbr. 2-38 Pengujian pemadatan pada contob baban yang mengandung berbagai prosentase kerikil.

103

,

105

BAB 3. PERENCANAAN TEKNIS

3.1 Perencanaan Teknis Pondasi

3.1.1 Umum

Pondasi suatu bendungan harus memenuhi 3 (tiga) persyaratan terpenting, yaitu : (1) Mempunyai daya dukung yang mampu menahan bahan dari tubuh bendungan

dalam berbagai kondisi. (2) Mempunyai kemampuan penghambat aliran filtrasi yang memadai, sesuai

dengan fungsinya sebagai penahan air. (3) Mempunyai ketahanan terhadap gejala-gejala sufosi (piping) dan sembulan

(boiling) yang disebabkan oleh aliran filtrasi yang melalui lapisan-lapisan pondasi tersebut.

Sesuai dengan jenis batuan yang membentuk lapisan pondasi, maka secara umum pondasi bendungan urugan dapat dibedakan dalam 3 jenis, yaitu :

(1) Pondasi batuan (rock foundation). (2) Pondasi pasir atau kerikil. (3) Pondasi tanah (soil foundation). Beberapa problema' umum yang selalu dihadapi dalam merencanakan pondasi

suatu bendungan adalah sbb. : * Pada pondasi batuan biasanya dihadapkan pada problema-problema adanya

pelapukan-pelapukan di bagian atas dari pondasi tersebut, ataupun akan diketemukan banyak retakan-retakan dan patahan-patahan. Kadang-kadang diketemukan patahan­patahan tektonis yang masih aktif.

* Pada pondasi pasir dan kerikil biasanya dihadapkan pada problema daya dukungnyayang rendah disamping permeabilitasnya sangat tinggi.

* Pada pondasi tanah biasanya dihadapkan pada problema daya dukungnya yangsangat lemah.

Walaupun demikian, apabila ditinjau dari berat tubuh bendungan sebagai beban yang harus didukung oleh pondasi, maka untuk memperkecil beban pondasi per unit luasnya dapat dilakukan dengan jalan memperkecil kemiringan dari kedua lereng bendungan yang bersangkutan. Selain dari pada itu dapat direncanakan sedemikian rupa sehingga besarnya deformasi (penurunan) dari pondasi dapat diperkirakan sebe­lumnya. Karenanya dewasa ini tidaklah berlebihan kiranya, apabila dikatakan, bahwa bendungan urugan dapat dibangun di setiap jenis pondasi, kecuali bendungan yang sangat tinggi.

Pada suatu tempat, dimana kondisi sosialnya menuntut suatu kebutuhan air tertentu, maka tidaklah jarang terjadi, bahwa tanpa memperhatikan kondisi geologi maupun topografi pada suatu kedudukan bendungan, dengan konsekwensi penggunaan pondasi yang kurang menguntungkan dan kadang-kadang terpaksa harus mengadakan per­kuatan-perkuatan pada pondasi tersebut dengan melakukan cara-cara sementasi (grouting) dalam jumlah yang besar.

Pada hakekatnya perkuatan-perkuatan pondasi dengan cara sementasi tersebut, mempunyai kelemahan-kelemahan, bahkan pelaksanaan perbaikan pondasi tersebut hasilnya tak dapat diketahui secara pasti, sehingga seberapa jauh jangkauan suatu

106 Bab 3. Perencanaan Teknis

sementasi pada perbaikan suatu pondasi tak dapat diukur secara pasti. Sedangkan di lain fihak, pelaksanaan sementasi yang kurang memadai akan mengakibatkan kebocoran-kebocoran di masa-masa exploitasi waduk ybs. dan perbai­kannya akan lebih sukar serta membutuhkan pembiayaan yang besar. Sebaliknya apa bila pelaksanaannya terlalu berlebihan serta menggunakan tekanan-tekanan injeksi yang terlalu tinggi, disamping pemborosan, juga mengakibatkan kerusakan-kerusakan yang lebih parah lagi terhadap pondasi tersebut.

Sehubungan dengan problema-problema tersebut di atas dan agar mendapatkan hasil yang memenuhi persyaratan, maka dalam mempersiapkan pelaksanaan sementasi, memerlukan perhatian terhadap hal-hal sbb. : * lnvestigasi dan analysa-analysa geologi, maupun mekanika tan�h pada pondasi

supaya dilaksanakan secara memadai.* Pelaksanaan sementasi supaya diawasi oleh ahli-ahli yang sudah berpengalaman.* Pemilihan metode pelaksanaan sementasi yang paling sesuai untuk kondisi pondasi

terse but.Demikian pula pengalaman-pengalaman pada bendungan-bendungan yang telah

dibangun dapat pula menjadi bahan pertimbangan.

3.1 .2 Pondasi Batuan

Apabila pondasi yang akan direncanakan terdiri dari batuan yang masif, sedang bagian yang lapuk tidak terlalu dalam, sehingga mudah disingkap dan disingkirkan, maka dalam hal ini pelaksanaan sementasi mungkin tidak diperlukan. Walaupun demikian untuk meyakinkan keamanan dari pondasi tersebut, maka diperlukan pengu­jian permeabilitas batuan (pouring test) . Pelaksanaan pengujian tersebut adalah dengan pemompaan air pada permukaan batuan dengan tekanan lO kg/cm2 dan apabila di bawah tekanan tersebut air dapat meresap sebesar I liter/menit/meter, maka harganya disebut I Lugeon (hampir sama dengan harga K = w-s cm/dt). Harga ini biasanya dianggap sebagai batas perlu atau tidaknya dilakukan perkuatan-perkuatanfperbaikan pada suatu pondasi batuan. Akan tetapi pada bendungan yang lebih rendah dari 40m, maka tekanan sebesar 1 0kg/cm2 tidaklah diperlukan, dan cukup menggunakan tekanan air yang sesuai dengan tinggi bendungan yang akan direncanakan. Apabila pondasi calon bendungan terdiri dari batuan yang lunak (soft rock) disertai dengan adanya patahan-patahan dan retakan­retakan yang cukup intensif, maka kegiatan perbaikan pada pondasi tersebut supaya dilaksanakan dengan hati-hati, terutama dalam menetapkan besarnya tekanan yang akan diberikan pada saat melakukan sementasi, karena tekanan-tekanan yang terlalu tinggi dan berlebihan akan memperbesar retakan-retakan tersebut yang akan menim­bulkan kemungkinan kerusakan-kerusakan yang lebih parah lagi pada struktur lapisan batuan pondasi tersebut.

Tujuan utama perba ikan pondasi dengan metode sementasi adalah sbb. : ( I ) Mengurangi i ntensitas aliran filtrasi (kebocoran-kebocoran) dari waduk, yang

mengalir keluar melalui rekahan-rekahan yang terdapat pada pondasi ben­dungan.

(2) Mengurangi gaya ke atas pada dasar calon bendungan yang disebabkan oleh tekanan air tanah yang terdapat dalam lapisan pondasi.

(3) Meningkatkan daya dukung batuan yang membentuk lapisan pondasi calon bendungan.

Pada Gbr. 3- 1 dapat dil ihat salah satu skema perkuatan pondasi dengan metode sementasi pada bendungan yang tujuan utamanya adalah untuk mengurangi kebocoran-

3. 1 Perencanaan Teknis Pondasi

Drainage sumuran Sementasi tirai

Gbr. 3-1 System pencegaban kebocoran pada bendungan urugan.

kebocoran air waduk yang akan keluar melalui pondasi bendungan tersebut.

107

Sementasi untuk perkuatan pondasi suatu calori bendungan dilaksanakan dengan berbagai metode dan pemilihan salah satu metode ataupun kombinasi dari beberapa metode sementasi selalu didasarkan pada tiga faktor terpenting, yaitu kondisi pondasi calon bendungan, type calon bendungan dan dimensi bendungan yang bersangkutan.

Sesuai dengan tujuan dari perkuatan pondasi dengan metode sementasi tsb., maka sementasi inipun terdiridari 2 (dua) type, yaitu sementasi tirai dan sementasi konsolidasi (sementasi alas). (1) Sementasi tirai

Sementasi tirai ini dimaksudkan agar dalam lapisan. pondasi terbentuk semacam tirai kedap air yang disebut tirai-sementasi untuk mengurangi debit filtrasi melalui pondasi bendungan dengan cara memaksa aliran filtrasi mengalir melalui ujung bawah tirai tersebut. Karena air filtrasi mengalir melalui ujung bawah tirai tsb., maka trayektori aliran filtrasi menjadi lebih panjang yang . mengakibatkan berkurangnya debit filtrasi yang mengalir keluar bendungan, disamping itu akan mengurangi pula gaya ke atas di bawah alas bendungan.

Tirai sementasi ini dibuat tepat di bawah alas zone kedap air suatu tubuh bendungan, sehingga zone kedap air tsb. bersama-sama dengan tirai sementasi akan meptbentuk tirai penghambat aliran air keluar dari waduk.

Pada hakekatnya untuk menentukan dimensi dari tirai-sementasi ini diperlukan penelitian-penelitian yang saksama, walaupun demikian secara kasar dapat dipergunakan batasan-batasan sbb. :

(a) Kedalaman tirai-sementasi Guna penentuan kedalaman sementasi, maka pertama-tama supaya diperhati­

kan kondisi dari pondasi calon bendungan. Pada pondasi batuan masif yang cukup segar dan tanpa rekahan-rekahan, mungkin sementasi tidak diperlukan sa.ma sekali. Akan tetapi pada pondasi yang batuannya banyak mengandung rekahan-rekahan, maka diperlukan pertimbangan-pertimbangan untuk pelaksanaan sementasi antara 0 s/d 50 % dari tinggi efektif permukaan air waduk. Sedangkan untuk pondasi batuan yang disamping terdapat banyak rekahan-rekahan juga sudah terjadi proses degradasi dan pelapukan, maka kedalaman sementasi mungkin dapat mencapai kedalaman yang sama dengan tinggi air efektif waduk.

Dari pengalaman-pengalaman pada beberapa bendungan type gravitas dan type urugan, kedalaman sementasinya dapat dilihat pada Gbr. 3-2.

Sebagai perkiraan yang sangat umum, untuk menentukan kedalaman tirai­sementasi, dapat digunakan rumus empiris sbb. :

(3. 1 )

dimana :

�

I'

108

50

'1::1 40

�� 30c:: "' e "' 20-;; "0 u � 10

0

Bab 3. Perencanaan Teknis

"' Bendungan urugan o Bendungan gravitas

0

d = 0,29h + 6,41

A Cl- - -­- -� � 0. 0. & 0 rP -� - - t::. /),. t' 0 --" " 59- .Aoa.-o-- - -/f) o �

_ _ ...o� 0� 0 0 O O AO C· 1-'----L----'-----'--....":----:'-:-- ---'--� ----· --L

10 20 30 40 50 60 70 80

Tinggi bendungan h (m)

d: kedalaman pengeboran (m) h : tinggi tekanan statis air (m) c : koeffisien (8 s/d 20)

Gbr. 3-2

Hubungan antara tinggi bendu­ngan dan kedalaman tirai seme­ntasi.

Mengingat rumus tersebut, merupakan rumus perkiraan yang kasar, maka penentuan kedafaman sementasi pada pelaksanaan yang sesungguhnya, masih diperlukan pertimbangan-pertimbangan pada basil pengujian permeabilitas lapisan­lapisan pondasi tersebut. (b) Penempatan lubang-lubang bor untuk sementasi

Lubang-lubang bor harus dibuat sekurang-kurangnya dalam 2 (dua) baris dengan aturan yang berselang-seling, sedemikian sehingga 3 (tiga) buah lubang yang berdekatan membentuk segi tiga sama-sisi dengan panjang sisi-sisinya antara 100 s/d 300cm (Gbr. 3-3).

Lubang sementasi

I00- 300cm Jangkauan efektif sementasi

Gbr. 3-3 Penempatan lubang-lubang sementasi.

Mengingat adanya ketidak pastian dari hasil-hasil sementasi pada masing­masing lubang, maka sementasi yang dilakukan hanya dengan sebaris lubang­lubang bor saja sebaiknya dihindarkan, karena sukar untuk memastikan apakah pelaksanaan sementasi tsb. telah cukup memadai.

Pengalaman-pengalaman menunjukkan, bahwa walaupun tirai tidak terlalu dalam, akan tetapi sering dibuat lebih dari dua baris pengeboran, agar basil semen­tasinya dapat diandalkan. Diameter lubang-lubang bor biasanya sebesar I P5 inch yang pengeborannya dilakukan dengan menggunakan mata-bor type EX. Kadang­kadang dilakukan juga pengeboran-pengeboran dengan diameter yang lebih besar, tetapi paling besar menggunakan ukuran diameter 2,0 sjd 3,0 inch dengan mata­bor type NX.

Jarak lubang-lubang bor biasanya antara 100 s/d 300cm, tergantung dari kondisi pondasi serta besarnya rekahan-rekahan yang terdapat pada pondasi tersebut.

3. 1 Perencanaan Teknis Pondasi

(c) Cara pelaksanaan sementasi

109

Sementasi dilaksanakan dengan menginjeksikan bubur sementasi sebagai bahan perekat ke dalam batuan-batuan yang mengandung rekahan, sehingga rekaqan tersebut dapat terisi oleh bahan perekat dan dengan demikian batuan tersebut menjadi masif kembali . Tergantung dari jenis batuan serta karakteristika rekahan, maka bahan perekat itupun sangat banyak ragamnya, a. l . adukan semen, adukan semen bercampur pasir halus, bubur tanah liat, cairan aspal, bentonit, cairan gelas, dan banyak lagi zat-zat kimiawi lainnya. lnjeksi biasanya dilaksanakan sesudah dilakukan pengeboran, pencucian pada ,lubang bor dan pengujian permeabilitas pada lapisan pondasi. Berdasarkan angka Lugeon dari hasil pengujian permeabilitas pada setiap lubang bor, maka dapat ditetapkan tekanan injeksinya pada masing-masing lubang bor yang bersangkutan. Selain itu pada pelaksanaan injeksi tekanan-tekanan yang diberikan biasanya antara dua sampai tiga kali tinggi air di dalam waduk. Sebelum dilaksanakan injeksi biasanya kedalaman setiap lubang bor dibagi menjadi 2 s/d 4 tingkatan dan injeksi dilakukan secara bertingkat pula. Kepekatan bubur sementasi dari adukan semen yang dipergunakan bertingkat­tingkat pula, dimulai dari yang paling encer, yaitu dengan perbandingan antarasemen dan air dalam berat 1 : 8 dan berakhir dengan perbandingan l : I .

Contoh pemakaian 4 tingkat injeksi dengan empat macam adukan dapat dilihat pada Tabel 3-1.

Tabe1 3-1. Kepekatan bubur sementasi (adukan semen) dan penggunaannya.

Kepekatan adukan semen

percobaan (C/W)

1 : 8 1 : 6 1 : 4 1 : 2

Catatan: C-Semen

Kapasitas penetrasi

per 20 menit (/) 700 600 500 400

W-Air

(2) Sementasi konsolidasi dan sementasi alas

Kepekatan adukan semen

percobaan selanjutnya

(C/W)

1 : 6 1 : 4 1 : 2 1 : 1

Sementasi konsolidasi adalah merupakan sementasi yang sangat dangkal tetapi merata di atas permukaan pondasi yang tujuannya adalah memperkuat lapisan teratas dari pondasi serta menutup dan merekatkan kembali rekahan-rekahan yang biasanya banyak sekali terdapat pada lapisan teratas batuan, sehingga lapisan tersebut menjadi masif kembali. Biasanya pada lapisan teratas dari pondasj terdapat rekahan-rekahan yang sangat intensif yang diakibatkan oleh proses-proses degradasi dan pelapukan­pelapukan, karena pada lapisan ini terjadi kontak-k.ontak langsung dengan pengaruh atmosfir. Dengan sementasi tersebut, mak.a daya duk.ung lapisan ini akan meningkat serta kekedapan terhadap air akan meningk.at pula. Sementasi dangkal yang semata­mata ditujukan untuk meningkatkan kekedapan air pada lapisan teratas dari pondasi atau tanah sekitarnya, biasanya disebut sementasi alas (blanket grouting).

Jarak lubang-lubang bor biasanya sekitar I meter, sedang kedalamannya umumnya antara 5 sfd 10 meter. Akan tetapi penggunaan sementasi konsolidasi dan sementasi alas

1 10 Bab 3. Perencanaan Teknis

ini terutama hanya pada bendungan-bendungan yang tinggi dengan zone kedap air yang relatif tipis.

Seiain sementasi yang salah satu tujuannya adalah mengurangi gaya ke atas yang disebabkan oleh adanya air filtrasi yang mengalir di dalam lapisan pondasi, maka gaya ke aias tersebut dapat pula dikurangi dengan pembuatan sumur-sumur vertikal yang disebut pula drainage sumuran (drain holes or relief well). Sumur-sumur ini dibuat dengan pengeboran sampai dengan kedalaman tertentu di bawah alas bendungan, di tempat mana gaya ke atas akan dikurangi untuk lebih meningkatkan kestabilan pada bendungan ybs. Biasanya lubang-lubang bor untuk drainage sumuran tersebut terletak di bagian hilir alas bendungan. Akan tetapi apabila dengan adanya drainage sumuran terse but menyebabkan kebocoran­kebocoran yang melampaui ba.tas-batas ekonomis suatu waduk, maka penggunaan drainage sumuran akan merugikan adanya dan di lain fihak penggunaan tirai sementasi mungkin akan memberikan basil yang lebih baik. Biasanya drainage sumuran ini dipergunakan pada bendungan-bendungan yang tinggi dengan pondasi batuan sedimen yang berlapis-lapis. Ukuran diameter drainage sumuran ini biasanya antara 2 a' 3 inch dan penempatannya seperti yang tertera pada Gbr. 3-4.

� � CD ® ® Gbr. 3-4 Contoh beberapa posisi dan formasi dari

drainage sumuran.

3.1.3 Pondasi Pasir Atau Kerikil

Pondasi yang terdiri dari lapisan-lapisan pasir dan kerikil, biasanya mempunyai kemampuan daya dukung yang cukup memadai untuk bendungan urugan rendah (dengan tinggi maximum 40 s/d 50 meter) akan tetapi umumnya mempunyai permea­bilitas yang tinggi. Walaupun demikian pondasi pasir yang berbutir halus dengan koef­fisien-keseragaman (coeffisient-uniformity) < 10 dan dengan kepadatan relatif <70 % serta mudah mencapai tingkat kecairan apa bila dipadatkan dengan getaran (vibration), biasanya merupakan pondasi . yang daya dukungnya kurang memadai, sehingga diper­lukan perkuatan-perkuatan perbaikan.

Selanjutnya pondasi yang mempunyai permeabilitas tinggi, dimana koeffisien filtrasinya (K) ( lo-s s/d I0-4) cm/dt dapat diklasifisir menjadi 4 (empat) type utama yaitu : * Pondasi dengan lapisan lulus air yang dangkal.* Pondasi dengan ketebalan lapisan lulus air yang hampir sama dengan tinggi air waduk.* Pondasi dengan lapisan lulus air yang dalam.* Pondasi yang tersusun dari lapisan-lapisan lulus air dan kedap air secara bergantian.

Berhubung permeabilitas dari setiaJP lapisan mempunyai angka yang berbeda-beda dengan ketebalan lapisan yatrg berbedla-beda pula, maka peningkatan kekedapan air yang dilakukan pada setiap pondasi akan berbeda-beda pula, baik metode pelaksanaan, maupun dimensinya yang biasanya didasarkan pada jenis serta urutan pelapisannya, type serta dimensi bendungan, pertimbangan-pertimbangan ekonomis, dll.

Beberapa contoh prinsip pelaksanaan peningkatan kekedapan air pada berbagai type bendungan urugan secara skematis dapat dilihat pada Gbr. 3-5.

3. 1 Perencanaan Teknis Pondasi 1 1 1

Ketebalan lapis­an tutus air' pa­da pondasi.

Met ode Percncanaan. Gambar Skematis. Keteranpn

Dana;kal.

Dalam.

Dcngan pcngunaan ;zone kedap air yana lebar.

Dcngan pemasangan dindins curap.

Sementasi. Metode Solotanche,

Dinding beton tidak tutus air. (ICOS, M lP CAISON.)

Berm lawan.

Drainap sumurao

Alas lr.edap air.

Alas kedap air pa­da seluruh dasar wa­duk.

�n..., tumit.

Zone kedap air.

I Drainage horizontal. �Dn�inaoe tumit.

=? Dindin& turap.

/ _Drainage horizontal. �Drainaac tumit.

::...- ---- - Dindina beton.

�Drainage tumit. -�- Konstruksi dindinc

--------=��-_c-c..� __ btton tidak lulus

Lapisan kedap air.

Alas kcdap 1 Drainase horizonlal. air. \- �

•�

>Drainas,e twnil.

Alas k.edap air. �� � .. . ·------ �inaac tumi1.

dtainqc

Efeknya sanpt baik, akan tetapi keteballn lapfsan zone kedap air scbaiknya dibatasi hinaa 1/l tinai bendunpn. (dari pcrmukaan tanah asli).

Efeknya tidak bcaitu baik. Metode ini tidak sesuai unluk llpisan yana mcnpnduna branakal, at.n tctapi sanpt ef'cktif untuk Ill· pisan pasir halus atau lanau.

Cukup berhasil hinaa kcdalaman 160 m 'oef�Wfttasi. Akan ICtapi untuk scmcntasi yana sanpt dalam, akan berbllhaya.

Rembcsan air lenahatl secara total, tetapi btayanya mahal.

Metode ini diaunakan un1uk tujuan menaimbanai kekuatan ke aw dari aliran fillrasi dan sesuai untuk bcndunpn ·yana di· p:rkcnanlr.an denpn kapasilas rembesa:n yana besar.

Mc:l:ode ini sanpl cocok unluk jenis pondasi yaq lerdiri dlri lapls:uHaptsan kedap air dan lulus air yana berpnt1an.

Metock ia& IXlCOk unlulr. menaph terjldinya suf01i dcnpn perntuyaan y&nl �h.

Karma biayanp mabai, INika metode 1ni diaunak.an hanya apebi'-: dihanakan mcnUan ketulanpn a1r yana Kminimum munclun .

•Bi�nya, suatu lapisan pondasi dianssap l�lus 11.ir, apabila harp. X < I x J0-4 cm/dt, lerdapat lap1san denpn K < I x IO-• cm/dl, yang d1sebut lap•san semi lulus air.

Gbr. �5 Metode peningkatan kekedapan air pada berbagai type bendungan urugu. Selanjutnya prinsip-prinsip dasar peningkatan kekedapan air pada ke empat type

pondasi terse but di atas adalah sbb. : {1) Pondasi dengarz /apisan lulus ·�ir yang dangkal

Pada kondisi pondasi yang demikian, maka tirai kedap aimya dibuat hingga mencapai lapisan kedap air yang terletak di bawah lapisan yang lulus air tersebut. Jadi kedalaman tirai sama dengan ketebalan lapisan lulus air pada pondasi tersebut. Type ini disebut pula dengan tirai kedap air sempurna dan merupak.an type yang paling ekonomis. Bagian yang paling lemah dari tirai kedap air tersebut terletak pada daerah pertemuan antara tirai terse but dengan lapisan yang kedap air, kareoanya sebelum injeksi dilaksanakan supaya diadakan penelitian yang saksama untuk menentukan bahan yang akan digunakan, cara-cara penyediaannya, cara-cara injeksinya serta tekanan yang akan diberikan, jangkauan penetrasiannya pada lapisan kedap air, dll.

Sebagai contoh bubur sementasi yang terdiri dari campuran antara semen dan pasir halus akan sukar dipenetrasikan pada lapisan kedap air yang terdiri dari batuan masif, sehingga untuk daerah pertemuan ini mungkin akan lebih baik apabila digunakan adukan semen yang encer tanpa komponen pasir halus.

Berhubung peningkatan kekedapan terhadap air pada pondasi bendungan dengan pembuatan tirai tsb, merupakan metode yang paling efektif, kadang-kadang bahkan pada pondasi dengan lapisan lulus air yang tebalpun metode ini masihjuga dipergunakan dan menunjukkan kwalitas yang cukup memadai. Akan tetapi didasarkan pada

r

1 1 2 Bab 3. Perencanaan Teknis

pertimbangan-pertimbangan ekonomis, dimana kedalaman yang besar membutuhkan bahan serta pekerjaan yang besar dengan konsekwensi pembiayaan yang besar pula dan berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan keamanan bendungan. Karena dengan makin bertambah luasnya bidang tirai, maka kemungkinan-kemungkinan terdapatnya tempat-tempat yang injeksinya kurang sempurna dan dapat menimbulkan kebocoran-kebocoran yang fatal, sehingga penggunaan tirai kedap air sempurna umumnya dipertimbangkan hanya untuk pondasi dengan lapisan lulus air yang dangkal. (2) Pondasi dengan ketebalan lapisan lulus air yang hamplr sama dengan tinggi air waduk

Pada pondasi dengan lapisan lulus air yang tak terlalu tebal, yaitu dengan ketebalan yang hampir sama dengan tinggi air dalam waduk, sering pula dipergunakan tirai kedap air sempurna yang tipis. Disamping metode sementasi tirai tsb. dibuat pula tirai kedap air dengan menggunakan konstruksi turap baja, turap beton, turap kayu atau dengan konstruksi-konstruksi Iainnya.

_ Kelemahan yang paling nyata pada tirai kedap air yang terbuat dari dinding turap adalah problema kebocoran-kebocoran yang terjadi di antara tiang-tiang turap pem­bentuk tirai tsb, lebih-lebih pada pondasi yang terdiri dari lapisan pasir dan kerikil, dimana terjadi kerusakan-kerusakan pada struktur lapisan tsb. akibat penggeseran­penggeseran tempat kedudukan butiran-butiran tanah pada saat pelaksanaan peman­cangan. Dan sesudah waduk terisi, maka bahaya sufosi (piping) mungkin saja dapat timbul pada struktur lapisan yang sudah rusak tsb.

Berhubung karena kelemahan-kelemahan tsb., maka penggunaan tirai kedap air type turap ini hanya terbatas pada pekerjaan pembuatan sebagian dari tirai kedap air yang dikombinasikan dengan type lainnya atau hanya berfungsi sebagai dinding kedap air sementara. Disamping semen, bahan untuk tirai sementasi digunakan pula bap.an­bahan lain seperti bentonit, bubur tanah liat, cairan aspal atau cairan kimiawi lainnya.

Seperti yang telah diuraikan di atas, walaupun sementasi merupakan tirai kedap air yang efektif, akan tetapi sangatlah sukar membuat tirai yang dalam dengan kwalitas yang sama pacta seluruh bictang tirai tsb. Sehingga untuk tujuan memudahkan perbaikan yang mungkin ctiperlukan pacta masa-masa exploitasi wactuk, biasanya tepat cti atas tirai ctibuatkan terowongan inspeksi yang sewaktu-waktu ctapat ctigunakan untuk melakukan perbaikan-perbaikan tirai melalui terowongan tersebut.

Dengan makin meningkatnya teknik pembuatan konstruksi tirai kectap air, maka akhir-akhir ini sementasi kimiawi sectang dikembangkan. Dengan diketemukan zat-zat kimia yang dapat digunakan untuk sementasi serta semakin berkembangnya teknik­teknik pelaksanaan sementasi kimiawi tsb, maka keseragaman kwalitas pada seluruh permukaan tirai ctapat ctitingkatkan ctan ctapat ctiperoleh dengan cara yang lebih mudah. Akan tetapi, karena pacta saat ini biaya sementasi kimiawi masih cukup tinggi, sehingga akibat pertimbangan-pertimbangan ekonomi, sering sekali pelaksanaannya terpaksa ctirubah ctan ctiganti dengan metode-metode lain yang lebih murah.

Walaupun demikian, karena makin meningkatnya kebutuhan-kebutuhan konstruksi tirai kedap air yang pada saat ini tidak saja terbatas pada pembangunan waduk-wactuk, tetapi juga ctibutuhkan pada bangunan-bangunan lainnya, terutama di kota-kota besar, maka teknologi pembuatan tirai kectap air sectang meningkat secara pesat ctan dalam waktu yang tictak terlalu lama lagi mungkin ctapat digunakan sementasi kimiawi ctengan biaya yang rendah.

Kelebihan-kelebihan yang ·sangat positif dari sementasi kimiawi tsb actalah : (a) Pelaksanaannya tictak menimbulkan suara-suara yang terlalu berisik dan tidak

menimbulkan getaran-getaran yang terlalu besar. (b) Kemungkinan terjadinya kerusakan-kerusakan struktur lapisan tanah di sekitar

tirai ctapat dihindarkan secara ctrastis.

3. 1 ' Perencanaan Teknis Pondasi 1 1 3

(c) Sangat tinggi efektifitas pada pondasi dengan elevasi air tanah yang tinggi. (d) Sesudah pelaksanaan sementasi kimiawi selesai, maka segera dapat dilaksana­

kan konstruksi-konstruksi selanjutnya. (e) Pada pelaksanaan sementasi kimiawi, pembuatan tirai kedap air sementara

tidak diperlukan. Tirai kedap air pada bendungan urugan umumnya,dibuat dengan konstruksi tirai

yang kontinu (continuous wall) dan yang banyak digunakan adalah type sementasi kimi­awi dengan kode-kode sbb. ; !COS, Soletanche, KCC, Else, Earth wall, SHUT, BHP, TAW, TM, Auger pile, PIP, MIP, BW, OWS, dll.

Beberapa contoh tirai kedap air dinding turap secara skematis dapat dilihat pada Gbr. 3-6, yaitu :

(a) Pembuatan tiang-tiang pancang yang kontinu, tertera pada Gbr. 3--6a. (b) Pembuatan dinding-dinding dengan penggalian-penggalian di antara tiang­

tiang beton cor yang telah dipasang terlebih dahulu, periksa Gbr. 3-6b. (c) Pembuatan dinding yang kontinu, lihat Gbr. 3-6c.

(a) Metode T.A.N.

-(� 4-; --(7 1£'*==•=:--t

I I I I I I I I

i .

(b) I>engan pengeboran pendahu­luan yang selanjutnya diikuti penggalian dengan dam shell.

Pipa baja untuk menempatkan betcndi bawah air

Alat-alat gali <.;>

. ..... ........ . . " -1.-.� '·, �----� '

4"­i"cc o ... (c) Methode Titania. <¥�

1. Bagian yg. sedang digah2. Bagian yang sedang dicor 3. Bagian yang telah sc�i

dicorGbr. 3-6 Contoh pembuatan dinding kedap air yang kontinue.

Selanjutnya disesuaikan dengan kondisi geologi lapisan pondasi serta tujuan dari pembuatan dinding kontinu, maka terdapat ber.aneka type konstruk.si a.. l ., dinding beton bertulang, dinding beton COT, dinding adukan tanah denpn semen, dinding aspal, dinding lempung kedap air, dll.

Dari pengalaman-pengalaman pembuatan konstruksi tirai kcdap air type dinding kontinu ini, ternyata pembiayaannya cukup tinggi serta senantiasa dihadapkan pada problema pengisian-pengisian daerah sambungan yang tidak sdalu memperoleh dinding dengan kwalitas yang memadai (yang masih renggang). Akan tetapi tirai type dinding kontinu tsb. ternyata semakin banyak dipergunakan baik pada pembangunan bendungan urugan, maupun pada bendungan type-type yang lain bahkan penggunaannya telah meluas sampai pada bangunan-banguoan civil lainnya, dengan demikian menuntut adanya pengembangan-pengembangan teknologi pembua­tannya, termasuk pengembangan-pengembangan peralatan serta mesin-mesin yarrg dipergunakan untuk membantu dalam pembuatan dinding kontinu tersebut. (3) Pondasi dengan lapisan lu/us air yang dalam

Pada kondisi dengan lapisan lulus air yang dangkal dan sedang biasanya tirai kedap

1 14 Bab 3. PerencanaaQ. Teknis

air sempurna merupakari alternatif yang dapat dipertimbangkan, akan tetapi untukpondasi dengan lapisan lulus air yang dalam, maka kemungkinan penggunaannya sudahtak dapat dipertimbangkan lagi. Dalam hal ini, alternatif yang paling mungkin adalahdengan cara mengurangi intensitas aliran filtrasi pada tingkat-tingkat tertentu sehinggabahaya sufosi (piping) serta bahaya sembulan (boiling) dapat dib.indarkan. Kadang­kadang dapat pula dihindarkan dengan pembuatan alas kedap air (impermeable blanket)di atas permukaan cekungan dasar waduk.

Pengurangan intensitas aliran filtrasi dalam lapisan pondasi dapat dicapai denganmemperpanjang trayektori aliran filtrasi dengan cara pembuatan sistem penghalang,baik secara horizontal dengan pembuatan alas kedap air (impermeable blanket) di dasarwaduk, maupun secara vertical dengan pembuatan tirai kedap air tergantung (suspended impermeable curtain) yang kedua-duanya akan berhubungan secara kontinu yangmer-upakan lanjutan dari zone kedap air suatu bendungan.

Karena pelaksanaannya sangat sederhana dengan konstruksi yang sederhana pulaserta dapat diawasi secara visuil, sehingga hasilnya cukup meyakinkan, maka alas kedapair merupaka.n alternatif yang paling ekonomis dan paling luas penggunaannya padapembangunan bendungan-bendungan urugan.

Bahan-bahan tanah seperti lempung yang terdapat pada lapisan teratas dari per­mukaan tanah (tanah sawah atau tanah darat) dan jenis-jenis tanah dengan angkakadar air yang tinggi biasanya tak dapat dipergunakan untuk penimbunan tubuhbendungan urugan, tetapi jtmis-jenis tanah tersebut sangat baik untuk konstruksi alaskedap air.

Apabila bahan-bahan tanah yang kedap air banyak terdapat di sekitar daerahcalon bendungan, maka penggunaan konstruksi alas kedap air, akan merupakanalternatif yang ekonomis dan seyogyanya dipertimbangkan. Bahkan pada pondasi­pondasi dengan lapisan lulus air yang dangkal maupun yang tak terlalu dalampunkadang-kadang penggunaannya masih memungkinkan. Sebaliknya apabila bahan­bahan terse but tak terdapat di daerah sekitar calon bendungan a tau kondisi topografinyatak rnenguntungkan sehingga menyulitkan penggalian, pengolahan, secta pengangku­tannya yang mengakibatkan pembiayaan-pembiayaannya yang tinggi, maka pembuatankedap air tergantung merupakan alternatif yang mungkin lebih menguntungkan.

Guna menentukan panjang alas kedap air yang diperlukan, dapat dihitung denganrum us Bennett sbb. :

(a) Untuk alas kedap air yang menggunakan lapisan teratas permukaan tanah(alas kedap air asli), dengan panjang yang tidak jelas, biasanya digunakanrumus empiris sbb. :

(3.2)

(3.3)

(b) Untuk alas kedap air yang terdiri dari bahan-bahan lempung timbunan denganpanjang yang terbatas, biasanya menggunakan rum us empiris sbb. :

X = e2•X - 1 , -a(,..e..,...2•"""x,_+.,.......,l�) (3.4)

(3.4a)

dimana :

3. 1 Perencanaan Teknis Pondasi

_ KrZr H q, - X + X r d

Zb : ketebalan alas kedap air (m) Kb : koeffisien K dari alas kedap air (m/dt) Z 1 : kedalaman lapisan lulus air pada pondasi (m)

1 1 5

(3.4b)

X: panjang alas kedap air yang terdiri dari bahan lempung timbunan (m)

X, : trayektori efektif aliran filtrasi (m) Xd : lebar dasar zone kedap air bendungan (m) q1 : debit filtrasi (m 3 /dt) H: total tinggi tekanan air pada alas kedap air (m)

Sesudah diperoleh ketebalan dan panjang suatu alas kedap air dengan rumus Bennett, selanjutnya perlu diperhatikan hal-hal sbb. : * Trayektori aliran filtrasi dalam lapisan pondasi yang lulus air di bawah alas kedap air

dapat dianggap horizontal. * Angka koeffisien filtrasi alas kedap air sekurang-kurangnya 10 kali lebih kecil dari

koeffisien filtrasi lapisan pondasi yang lulus air. * Sebelumnya supaya diorientasikan sedemikian rupa sehingga ketebalan lapisan

pondasi yang lulus air relatif kecil dibandingkan dengan panjangnya alas kedap air. Pada beberapa bendungan yang telah dibangun, debit filtrasi yang keluar melalui

lapisan pondasi yang lulus air tidak berkurang juga, walaupun sudah dilengkapi dengan alas kedap air dan setelah dilakukan penelitian yang seksama terhadap problema tsb, ternyata ada berbagai sebab yang, a. I. ialah : t Alas kedap air asli tak dapat memenuhi fungsinya secara sempurna atau pada saat

pembersihan di atas permukaan alas kedap air asli tersebut terjadi penggalian­penggalian yang terlalu dalam dan sebagian dari lapisan kedap air turut terbuang, sehingga alas kedap air tsb. berlubang-lubang.

t Terjadinya rekahan-rekahan yang lulus air pada alas kedap air terse but. t Alas kedap airnya terlalu ringan, sehingga terangkat ke atas oleh gaya ke atas d.ari

air filtrasi. t Angka koeffisien filtrasi lapisan pondasi yang hdus air terlalu tinggi, sehingga kece­

patan aliran filtrasinya tinggi, walaupun gejala sufosi (piping) sama sekali tidak terjadi. Setelah rencana teknis-konstruksi alas kedap air selesai dikerjakan d.an penelitian

geologi di daerah calon waduk sudah dilaksanakan serta telah diketahuinya secara pasti tempat-tempat dimana air filtrasi akan terserap masuk ke daiam lapisan lulus air dan tersembul keluar dari lapisan tsb, maka selanjutnya diperlukan penelitian-penelitian dan pertimbangan-pertimbangan kemungkinan usaha pengurangan intensitas aliran filtrasi serta menghindarkan pengaruh-pengaruh negatif d.ari aliran filtrasi, dengan pembuatan konstruksi pemberat pada daerah penyembulan, pembuatan drainage­drainage di daerah sekitar tumit bendungan dengan kemungkinan pembuatan drainage sumuran (relief wells).

Selain dari pada hal-hal tersebut di atas, maka satu hal penting yang perlu diperhatikan adalah agar mempertebal alas kedap air di daerah kontaknya dengan zone kedap air tubuh bendungan sedemikian rupa, sehingga kemungkinan adanya pergeseran-pergeseran vertikal antara alas kedap air dan tubuh bendungan yang menim­bulkan keretakan-keretakan di daerah tsb. dapat dihindarkan. Selanjutnya apabila faktor a dan X mempunyai harga yang lebih rendah dari hubungan-hubungan pada X, = 0,63X, maka kemampuan kerja dari alas kedap air akan menurun, (periksa skema

r 1 16

0,02

0,01

o::s

Bab 3 . . Perencanaan Teknis

Harga X so 100 200 �����m�-,___ ;.• I ����� �

�'b� l -�� ', ....

e

� 11 �--����-------------------N'

500

�

Gbr. 3-7 Skema alas kedap air.

'

H

I / ' I "(.') ><:"' �0,005 � ::t: "\ I �.I_)( V -9(.') �" l � ·� :-. 'r qq,.� I. I '11

Gbr. 3-8 Hubungan antara X, clan a, x. 0,002

0,001

yang tertera pada Ghr. 3-7 dan 3-8). Untuk jelasnya, effisiensi dari dua altematif alas kedap air dapat dipertimhangkan

sesuai dengan skema pada Ghr. 3-7, dengan perhitungan-perhitungan shh. : • Sesuai dengan skema seperti yang tertera pada Ghr. 3-7, dimana telah diketahui

harga-harga shh. :

z. = 4,0mK6 = I X I0-1m/dt Z1 = 20m dan K1 = 5 X I0-6m/dt maka :

a = I Z :b Z = 0,005"/ b ' I' I

* Jika diperhatikan skema pada Ghr. 3-8 dan dengan asumsi-asumsi shh. :t Apa hila diamhil X = 200 dan X, = 1 50

maka: X,/ X = 0,75 t Apa hila diamhil X = 500 dan X, = 200

maka : X,/ X = 0,40 Hasil-hasil perhandingan X,/ X terse hut di atas menunjukkan hahwa apahila

dia.mbil alas . kedap air dengan panjang 200 meter, maka effisiensinya adalah 75 %, sedangkan apahila diamhil panjang 500 meter, maka efisiensinya hanya mencapai 40 % �ja. .

Pada lapi�n pondasi yang lulus airnya cukup dalam hiasanya tirai kedap air tak dapat mencapai lapi�n kedap air diui pondasi tsh, jadi merupakan tirai kedap air tergantung (suspended impermeable curtain). Dan dalam kondisi yang demikian, maka

· dianggap aliran-aliran filtrasi di dalam lapisan-lapisan pondasi memhentuk garis-garis

3. 1 Perencanaan Teknis Pondasi 1 17

trayektori aliran filtrasi yang lebih panjang, dan aliran filtrasi di ujung bawah dari tirai ked;:tp air tsb. di anggap menjadi tinggi kecepatannya. Akan tetapi debit aliran filtrasi yang melalui trayektori-trayektori tsb. besarnya tidak berkurang, walaupun tirai tsb. cukup dalam menembus lapisan yang lulus air dari pondasi tsb. Apabila digunakan tirai kedap air yang terdiri dari dinding turap baja, maka antara kedalaman dinding turap tsb. dengan kapasitas rembesan, (debit aliran filtrasi) mempunyai hubungan­hubungan seperti yang tertera pada grafik, Gbr. 3-9. Grafik tersebut merupakan basil penelitian-penelitian yang dilakukan oleh Turnbull dan Creager. Berdasarkan grafik tsb. dapat dihitung, bahwa untuk penurunan debit filtrasi s/d 50 %. diperlukan pembua­tan tirai kedap air dengan konstruksi dinding turap baja sedalam 80% dari ketebalan lapisan pondasi yang lulus air.

100 0

I 80 I

I / / �/

�0 --'?:>"

20 40 60 80

Debit total yang mengalir di bawah dinding kedap air ( %)

60

40

20

100 ° Gbr. 3-9 Variasi debit air filtrasi (rembe­

san) di bawah alas bendungan dengan pondasi lulus air dan di­perlengkapi dengan dinding kedap air.

(4) Pondasi yang tersusun dari lapisan-lapisan lulus air dan kedap air secara berganrian Pada kondisi pondasi yang demikian, pertama-tama harus dipertimbangkan

pembuatan tirai kedap air pada lapisan lulus air yang paling atas, atau beberapa lapisan lulus air teratas, apabila pelapisannya tidak terlalu tebal. Disamping itu perlu diperhati­kan kemungkinan adanya gejala tekanan ke atas air artetis pada lapisan-lapisan kedap air yang terletak pada daerah-daerah paling atas dari pondasi dan penyebaran lapisan tsb. yang mungkin mencapai dasar cekungan calon waduk.

Apabila lapisan kedap air tsb. cukup tebal, maka lapisan tsb. akan mampu menahan tekanan ke atas dari aliran filtrasi yang terdapat dalam lapisan lulus air di bawahnya, akan tetapi apabila lapisan kedap air tsb. relatif tipis dibandingkan dengan kedalaman efektif dari air dalam waduk, maka tekanan ke atas dari aliran filtrasi tak mampu ditahan oleh lapisan tsb, sehingga kekuatan tsb. akan diteruskan sampai pada alas bendungan dan akan membahayakan kestabilan bendungan tsb. Dengan demikian diperlukan pembuatan drainage sumuran (reliefH;e/ls) dengan skema seperti yang tertera pada Gbr. 3-10 dan 3- 1 1 .

Pada pembuatan drainage sumuran yang bertujuan mengurangi tekanan ke atas dari air filtrasi yang terdapat pada lapisan-lapisan lulus air, maka perlu diperhatikan hal-hal sbb. :

(a) Drainage sumuran supaya ditempatkan tepat di atas lapisan lulus air dan air filtrasinya akan dikeluarkan untuk mengurangi tekanan ke atas dari air filtrasi

1 1 8 Bab 3 . Perencanaan Teknis

Gbr. 3-10 Potongan lintang staadard bendungan Togo.

. Patahan H� yang di- " · . · · . . ·

duga. �

Penutup atas ���151 Saluran pembuang

Tubuh bendungan .· � .1_ Pipa S = 0,005 /

L�pisan kedap 'j l penyalur air -f vertikal f 51 15 60 SambunganLapisan lolos

Gbr. 3-11 Drainage sumuran pada bendungan Togo (ukuran dalam cm). air

!

Lapisan kedap air

85% ukuran butir filter > 2 r/J lubang (celah) = ·

Penutup dasar

pada Japisan tersebut sehingga tekanan ke atas tsb. turun mencapai tingkat yang sedemikian, sehingga berat dari pada Japisan kedap air yang terdapat di atas lapisan lulus air tsb. lebih besar dari tekanan ke atas dari air filtrasi tersebut. Biasanya apabila drainage sumuran dapat mencapai kedalaman yang sama dengan tinggi bendungan, maka draitlage sumuran tsb. sudah memenuhi persyaratan.

Walaupun demikian, apabila kepadatan lapisan tanah teratas dari pondasi cukup baik, sehingga tidak dikhawatirkan timbulnya gejala sufosi dan sembulan, maka usaha-usaha penurunan (reduksi) tekanan ke atas air filtrasi tidak perlu dipaksakan adanya. Selain itu pembuatan drainage sumuran yang dipaksakan tsb, akan menimbulkan hal-hal yang kurang menguntungkan, dimana akan terjadi bahaya kekeringan pada lapisan lulus air dan mengakibatkan penyusu­tan-penyusutan pada lapisan tsb, sehingga terjadilah gejala konsolidasi yang membahayakan pondasi.

(b) Konstruksi drainage sumuran agar dibuat sedemikian rupa, sehingga baik aliran masuk yang ke dalam sumur, maupun aliran yang keluar dari sumur dapat berjalan dengan mudah, tanpa hambatan.

(c) Konstruksi drainage sumuran, agar direncanakan sedemikian rupa supaya tidak terjadi penyumbatan-penyumbatan pada filter dan supaya filter tsb. dibuat dari bahan-bahan yang tidak mudah berkarat.

3.1.4 Pondasi T anah Pondasi tanah umumnya mempunyai kekedapan air yang palingpositif dibandingkan

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 1 19

dengan type pondasi lainnya. Selain itu apabila lapisan pondasi sudah berumur tua (tertier ke atas), biasanya kepadatannya tinggi dan mempunyai kekedapan air yang sangat baik serta kemampuan daya dukung yang istimewa. Karenanya bendungan­bendungan urugan yang cukup tinggipun dapat dibangun di atas pondasi tanah tsb. tanpa memerlukan tambahan perkuatanfperbaikannya. Akan tetapi pada pondasi yang terdiri dari lapisan alluvial muda (berumur kwarter), biasanya merupakan pondasi yang lemah dengan daya dukung yang rendah pula serta strukturnya bel urn terkonsolider secara sempurna, sehingga walaupun hanya untuk pondasi bendungan urugan yang rendah, lapisan tanah seperti ini mungkin tak dapat digunakan.

Walaupun kondisi topografi suatu tempat kedudukan calon bendungan tampaknya sangat ideal, akan tetapi apabila pada tempat tsb. diketemukan lapisan-lapisan yang lemah dan cukup tebal, maka tern pat kedudukan ea! on bendungan perlu dipertimbangkan untuk dipindahkan atau perbaikan secukupnya sebelum digunakan sebagai pondasi calon bendungan tersebut .

Sebagai standard, suatu lapisan yang lemah dapat digunakan untuk pondasi, apabila angka pori lapisan tersebut berisi > 20 s/d 25.

Sedangkan untuk lapisan tanah pasir dengan gradasi yang seragam, yang terdapat di daerah gempa dengan intensitas kegempaan yang diperkirakan dapat mencapai angka 8,0 pada skala Richter, maka kepadatan relatif (relatif density-Or) sebesar 70 % meru­pakan angka standard, di bawah mana lapisan tanah tsb. dianggap lemah dan tak dapat dipergunakan sebagai pondasi bendungan, sebelum dilakukan perkuatan dan perbaikan pada pondasi tsb.

Seperti telah diuraikan di atas, bahwa lapisan tanah yang lemah, pada batas tertentu dapat dipergunakan sebagai pondasi bendungan urugan sesudah dilakukan perbaikan­perbaikan secukupnya.

Beberapa metode perbaikan pondasi yang lazim dilakukan antara lain adalll.h sbb. : (a) Pemadatan-pemadatan yang dilakukan deng�n metode penumbukan-penum­

bukan atau dengan kekuatan getaran (vibrasi). Penumbukan-penumbuknn biasanya dilakukan pada tanah-tanah Ios (loose), lanau, dan lain-lain, sedang pada tanah pasir, penggunaan kekuatan getaran mcrupakan metode yang p a l m g efektif. Sebagai contoh untuk pemadatan tanah pasir digunakan beberapa metode, a. I . : metode vibro-composer, metode penumbukan-getar ( pau.�_-sion compaction method), dll .

(b) Pemadatan-pemadatan yang dilakukan dengan prinsip mempercepat proses konsolidasi pada lapisan tanah lunak dengan cara mengeluarlo.an kandungan airnya. Sebagai contoh untuk pemadatan lapisan tanah lunak digunakan mctode drainage, yaitu a. ! . dengan pasir penyerap (sand drain merhod). dengan kertas penyerap (paper drain method), dengan berm lawan ( ww;tcr-berm method) , dl l . Berhubung lapisan-lapisan tanah mempunyai karaktcristika yang sangat beraneka ragam, maka metode perbaikannya pun beraneka ragam pula, sehingga untuk menentukan metode yang pal ing efekt if untuk sesuatu lapisan pondasi diperlukan penelitian-penelitian serta seleksi-scleksi yang scksama.

3.2 Perencanaan Teknis Bendungan

3.2.1 Pemilihan Type Bendungan

(1) Penje/asan umum Seperti yang telah diuraikan dalam Bab I , bahwa bendungan urugan sccara umum,

J ,, '

120 Bab 3. Perencanaan Teknis

dapat dibedakan dalam 3 (tiga) type, yaitu : * Bendungan homogen.* Bendungan zonal dan.* Bendungan sekat . .

Penetapan suatu type bendungan yang paling cocok untuk suatu tern pat kedudukan, didasarkan pada berbagai faktor, dimapa faktor-faktor utamanya adalah : * Kwalitas serta kwantitas dari bahan-bahan tubuh bendungan yang terdapat di daerah

sekitar tempat kedudukan calon bendungan. * Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (penggalian, pengolahan, pengang­

kutan, penimbunan, dll.). * Kondisi lapisan tanah pondasi pada tern pat kedudukan calon bendungan.* Kondisi alur ·sungai serta lereng kedua tebingnya dan hubungan deqgan calon bendu­

ngan beserta semua bangunan-bangunan pelengkapnya.Yang terpenting dari ke empat faktor tersebut di atas adalah mengenai hal-hal

yang bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kwalitas dan kwantitas yang memadai untuk bahan tubuh bendungan, terutama untuk bahan pada zone kedap air yang berupa tirai atau inti kedap air. Mengingat bahan-bahan untuk zone kedap air karakteristikanya sangat beraneka ragam, yang disebabkan oleh pengaruh kelemba­bannya serta metode penimbunan yai:J.g akan digunakan, sehingga semua karakteristika dari bahan terse but sudah harus diketahui secara luas . dan mendalam.

Disamping itu volume bahan yang akan disiapkan supaya 50 sfd 100% lebih besar dari volume yang dibutuhkan dalam rencana teknis bendungan tersebut. (2) Bendungan homogen

Apabila di daerah sekitar· tempat kedudukan suatu calon bendungan terdapat hanya bahan-bahan yang kedap air, semi-kedap air atau bahan lempungan. Sedang bahan-bahan pasir dan kerikil tak dapat diperoleh dalam jumlah yang memadai. Maka bendungan homogen akan merupakan alternatif yang memungkinkan.

Ditinjau dari sudut pelaksanaan pembangunannya, bendungan homogen merupakan bendungan yang paling sederhana dibandingkan dengan type-type lainnya, akan tetapi senantiasa dihadapkan pada problema stabilitas tubuh bendungan tersebut. Hal tersebut disebabkan karena di seluruh tubuh bendungan yang terletak di bawah garis depresi (seepage line), senantiasa dalam kondisi jenuh, sehingga daya dukung, kekuatan geser serta sudut luncur alamiyahnya menurun pada tingkat-tingkat yang paling rendah (Gbr. 3-12).

Gbr. 3-12 Garis depresi pada bendungan homogen.

Berhubung dengan hal-hal tersebut di atas, maka bendungan homogen akan me­nguntungkan hanya untuk bendungan yang relatif rendah. Tetapi untuk bendungan yang lebih tinggi dari 6 s/d 7 meter, maka suatu sistem drainage telah d�perlukan pada bagian hllir tubuh bendungan tersebut, guna menurunkan garis depresinya. Semakin reodah elevasi garis depresi · di bagian hilir dari tubuh bendungan homogen, maka ketahana.'lDya terhadap gejala longsoran akan semakin meningkat dan stabilitas ben­dungan akan meoingkat pula.

Selain itu apabila garis depresi memotong lereng hilir suatu bendungan homogen, berarti akan tetjadi aliran-aliran filtrasi keluar ke permukaan lereng tersebut dan

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 121

terlihat adanya gejala-gejala sufosi serta sembulan yang mengakibatkan timbulnya keruntuhan-keruntuhan atau longsoran-longsoran kecil pada permukaan lereng ybs. Beberapa contoh sistem drainage pada bendungan homogen secara skematis, tertera pada Gbr. 3-1 3.

�_.�. (H < 15 m)

"YY'<"'ii '"'""'*' (a) Konstruksi drainage pada tumit bendungan. � .

.

unga

.

n - tinggi (-ng) (H = 15-25 m)

"'""""' �'" (b) Konstruksi drainage di atas permukaan pondasi.

��·�) ·��· (c) Konstruksi drainage vertikal dalam tubuh ben-

dungan.

Gbr. 3-13 Contoh skema konstruksi drainage pada beodungan-bendungan homogen.

Pada tubuh bendungan homogen, koeffisien filtrasi (K) horizontal biasanya 10 s/d lOO kali lebih besar dari K vertikal. Karenanya, walaupun untuk bendungan yang lebih rendah dari 25m, usaha-usaha peningkatan drainage pada bendungan tersebut akan sangat menguntungkan. Konstruksi drainage yang dipergunakan pada bendungan yang sekaligus berfungsi sebagai filter, biasanya menggunakan bahan dengan koeffisien filtrasi (K) antara 20 s/d 100 kali lebih besar dari pada harga K dari bahan tubuh bendungan. Pembuatan sistem drainage tersebut supaya dilakukan dengan sangat hati-hati serta pemilihan typenya didasarkan pada hal-hal sbb. : * Perbandingan nilai K antara bahan tubuh bendungan dan bahan drainage yang

terpilih. * Angka kadar air yang akan terdapat dalam tubuh bendungan.* Metode pemadatan tubuh bendungan.

·

* Kemungkinan pencampuran-pe�campuran yang dilakukan untuk bahan tubuhbendungan.

* D.l.l.Bahan-bahan yang akan dipergunakan untuk drainage supaya diusahakan agar

mempunyai nilai K yang 100 kali lebih besar dari nilai K dari bahan tubuh bendungan dan dari lapisan teratas pondasi. Apabila bahan drainage yang memenuhi syarat-syarat tersebut tidak dapat diperoleh dalam jumlah yang memadai , maka di.sarankan untuk membuat konstruksi drainage dengan 2 lapisan. (Gbr. 3- 1 4).

Untuk mengetahui nilai K secara kasar dari suatu bahan drainage digunakan Tabel 3-2. (3) Bendungan zonal Apabila selain bahan-bahan yang kedap air di sekitar tempat kedudukan calon ben­dungan, diketemukan juga bahan-bahan lain yang semi-kedap air, lulus air, atau bahkan bahan-bahan campuran, maka bendungan zonal mungkin akan merupakan alternatif yang paling ekonomis dengan menggunakan lebih dari 2 (dua) jenis bahan.

Pada hakekatnya seperti yang telah diuraikan terdahulu berdasarkan letak dan posisi dari zone kedap-airnya, maka bcndungan zonal dapat dibedakan dalam 3 (tiga) type, yaitu :

122

Zone berbutiran ha! us

Bab 3. Perencanaan Teknis

Bekisting(cetakan)

o 0 o • o o . o • •0 '"' .. • • 0 • • 0 .. • • • 0 •

• <;. • Cl 0 : 0 0 ."" D •0

Zone berbutiran kasar

Urugan

Zone berkerikil ha! us

Zone berkerikil kasar

(a) Drainage horizontal (b) Drainage vertikal

Gbr. 3-14 Contoh konstruksi drainage zonal horizontal clan vertikal.

Tabel 3-2. Ukuran butiran dan koeffisien filtrasi bahan.

20% yg. tertinggal Koeffisien pada saringan filtrasi

(mm) (cm/sec) Klasifikasi

0,005 3,0 x w-6 Lempung

0,01 1 ,0 X 10-s Lanau 0,02 4,0 X 10-s 0,03 8,5 X 10-s 0,04 1 ,8 x w-4 0,05 2,8 X 10-4

0,06 4,6 x w-4 Pasir sangat halus O,o7 6,5 X 10-4 0,08 9,0 X I0-4 0,09 1 ,4 X I0-3 0,10 1,8 x w- 3

O, t2 2,6 X I0-3 Pasir halus 0,14 3,8 X I0-3 O,t6 5 , 1 X I0- 3 0,18 6,9 X I0- 3 0,20 8,9 X I0-3 0,25 1 ,4 X J0-2

0,30 2,2 x w-2 Pasir sedang 0,35 3,2 x w-2 0,40 4,5 x w-2 0,45 5,8 X t0-2 0,50 7,5 x w-2

0,60 1 , 1 x to- t Pasir kasar 0,70 t ,6 x to- t 0,80 2,2 x w-t 0,90 2,8 x to- t t ,OO 3,6 x to-t

2,00 t ,8 x t0° Kerikil halus

* bendungan tirai.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

* bendungan inti miring.* bendungan inti tegak.

123

Untuk jelasnya dapat dilihat pada Gbr. 3-14. Masing-masing dari ketiga type bendungan tersebut, mempunyai kelebihan-kelebihan dan kelemahan-kelemahannya, sehingga penentuan type mana yang paling sesuai untuk sesuatu tempat kedudukan sangatlah sukar, karena banyaknya faktor yang perlu dipertimbangkan, �ntara lain adalah kondisi �opografi, kondisi pelapisan pondasinya, kwalitas serta kwantitas bahan­bahan yang dapat diperoleh, kondisi penggarapan (workability) bahan-bahan tsb. d.l.l. Dapat dicatat bahwa, bendungan inti miring adalah merupakan type kombinasi kondisi antara bendungan tirai dan bendungan inti tegak, sehingga karakteristikanyapun merupakan kombinasi dari keduanya.

Beberapa karakteristika terpenting dari bendungan urugan adalah sebagai berikut: (a) Bendungan tirai

* Penimbunan zone kedap air dapat dilaksanakan dalam waktu yang berbedadengan zone-zone lainnya. Dan penimbunan zone lulus air (bagian hilirdari tubuh bendungan) dapat dilaksanakan lebih dahulu.

* Semakin sedikit jumlah zone-zone pada tubuh bendungan akan lebih baik,karena pelaksanaan penimbunannya akan lebih mudah dan lebih sederhana.Sebaiknya pada pembangunan bendungan yang rendah tetapi dengan zone­zone yang jumlahnya banyak, penggunaan alat-alat besar biasanya akanmengalami kesukaran-kesukaran, karena sempitnya ruang gerak untukpenimbunan setiap zone.

* Pada tempat kedudukan calon bendungan yang memerlukan alas kedap airdi atas permukaan pada dasar atau tebing-tebing waduk, maka kontak antaraalas kedap air tersebut dengan tirai kedap airnya supaya dapat dihubungkandengan mudah.

* Berhubung garis depresi yang terletak di belakang tirai biasanya sangatrendah, sehingga daerah yang jenuh air menjadi sangat kecil , maka lerenghilir dapat dibuat lebih curam, tanpa kekhawatiran akan t imbulnyalongsoran-longsoran seperti pada bendungan homogen.

(b) Bendungan inti tegak * Berhubung inti kedap air berposisi vertikal, maka perpotongan garis ling­

karan suatu bidang luncur dengan inti tersebut akan lebih kecil da.n karenainti kedap air merupakan zone yang tetlemah, maka kond1s1 tersebut akanmenguntungkan stabilitas tubuh bendungan, terutama untuk bendunganurugan )'ang tinggi dengan demikian kedua lerengnya dapat dibuat lebihcuram.

* Dapat menyesuaikan dengan gejala konsolidasi dan getaran-getaran sehinggadapat dihindarkan timbulnya rekahan-rekahan pada tubuh bendungan.

* Kebutuhan bahan inti kedap air relatif lebih sedikit dibandingkan dengankebutuhan bahan yang sama pada bendungan tirai dan disamping itupenggalian-penggalian pada tempat kedudukan inti tersebut akan berkurangdan volume pekerjaan sementasi akan berkurang pula.

* Gradien hydrolis garis depresi relatif rendah, sehingga lebih aman terhadapgejala sufosi, dengan demikian ketebalan inti kedap air dapat dipertipis.

Apabila pada pembuatan rencana-teknis sebuah bendungan urugan telah d itetapkan letak dan formasi inti kedap airnya, selanjutnya supaya didapatkan ketebalannya yang memadai. Dalam penentuan ketebalan tersebut supaya didasarkan pada pcrtimbangan­pertimbangan ekonomis dalam hubungannya dengan penggunaan bahan-bahan timbu-

124 Bab 3. Perencanaan Teknis

nan lainnya, seperti bahan-bahan zone lulus air, bahan-bahan zone sembarangan, bahan-bahan zone peralihan, bahan-bahan drainage d.l.l. Walaupun demikian supaya diingat, bahwa ketebalan setiap jenis inti kedap air mempunyai batas minimum. Beberapa faktor yang membatasi ketebalan minimum pada inti kedap air adalah : * kapasitas air filtrasi yang diperkenankan mengalir melalui inti tersebut.* dimensi (lebar dan tinggi) dari inti kedap air.* perbedaan plastisitas dan gradasi antara bahan inti kedap air dengan bahan-bahan

pada zone-zone yang berdekatim dengan inti tersebut.* karakteristika dari lapisan-lapisan filter yang melindungi inti kedap air tersebut.

Pengamatan-pengamatan yang seksama terhadap bendungan urugan yang telah dibangun memberikan beberapa indikasi sebagai berikut : * Pada bendungan urugan dengan inti kedap air yang tipis dan dengan zone peralihan

yang tidak cukup tebal, ketahanan inti semacam ini terhadap tekanan air filtrasi tak dapat diandalkan, lebih-lebih lagi apabila pondasi terdiri dari lapisan batuan (rock layer) dan karenanya dalam pelaksanaan pembuatan inti kedap air ini, perlu diper-

Tabel 3-3. Contob-contoh lokasi clan formasi zone kedap air pada bendungan ZONAL.

Lokasi dan formasi Tinggi Panjang

Nama Tahun zone Bendungan mercu bendungan Negarafpemilik penyelesaian kedap air H(m) · B(m) B/H

Makio Water resources 1961 (1) 100 25 0,25 Development P.C.

Ooshirogawa Power source 1964 (1) 90 55 0,61 Development Co.

Uoyanase Sda. 1965 (1) 1 10 60 0,55 Honzawa Kanagawa Pref. 1965 (1) 68 50 0,74 Minakubo Power Source 1969 (1) 100 27 0,27

Development Co. Kiseyama Kansai Electric 1969 ( 1 ) 87 49 0,56

Power Co. Gando Ministry of Agricul- 1961 (2) 36,5 1 8 0,49

ture & Forestry Mihoro Power Source 1960 (2) 125 53 0,42

Development Co. Aoyama Tobetsu Land Im- 1962 (3) 30 1.0 0,33

provement Cooperative

Kuzuryu Power Source 1968 (3) 123,5 45 0,36 Development Co.

Gepatsch Austria 1964 ( 1 ) 153 30 0,20 Kenney Canada 1952 (2) 85 1 6 0, 19 Oroville U.S.A. 1968 (3) 204 69 0,34

Catatan: Gambar-gambar (1), (2) dan (3) seperti yang tertera di bawah ini, merupakan skema Iokasi dan formasi zone kedap air yang bia-sanya digunakan dalam pembangunan bendungan.

(Skema 1). (Skema 2). (Skema 3).

� H� � --H- B

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

timbangkan hal-hal sbb. :

125

-sua tu inti kedap air dengan ketebalan antara 30 s/d 50% dari tekana:n air yang bekerja pada inti tersebut pada umumnya sudah cukup mampu berfungsi dengan baik dalam kondisi yang terburuk sekalipun.

-suatu inti kedap air dengan ketebalan antara 1 5 s/d 20 % dari tekanan air yang bekerja pada inti tersebut, urimmnya, dianggap terlalu tipis. Walaupun demikian, apabila pembuatan rencana teknisnya sangat hati-hati dan penimbunannya dilaksanakan dengan mengikuti syarat-syarat teknis yang ketat, biasanya inti tersebut dapat bekerja dengan sangat memuaskan.

-suatu inti dengan yang 1 0 % lebih tipis dari tekanan air yang bekerja pada inti tersebut biasanya tak pernah dibuat, kecuali untuk bendungan yang tak akan rusak, walaupun terjadi kebocoran-kebocoran pada bendungan tersebut. Sebagai contoh, mengenai ketebalan inti kedap air pada bendungan urugan dapat

dilihat pada Tabel 3-3. * Kelebjhan-kelebihan dan kelemahan-kelemahan penggunaan inti kedap air tipis

(B/il< 0,3) adalah sbb . :-Pada penggunaan bahan inti yang rendah daya dukungnya, volume yang dibu­

tuhkan relatif akan lebih kecil dan dengan demikian lereng udik dan lereng hilir bendungan dapat dibuat lebih curam yang berarti volume timbunan untuk zone­zone lulus air relatif akan lebih kecil pula.

-Karena gradien hydro lis air filtrasi pada permukaan hilir dari inti kedap air biasanya relatif besar, maka bahan-bahan filter atau bahan-bahan semi-kedap air yang bersentuhan dengan inti tersebut supaya dipilih secara seksama.

-piperlukan penelitian yang seksama pada kemampuan adaptasl bahan inti kedap air terhadap kemungkinan-kemungkinan terjadinya konsolidasi yang tidak merata serta gerakan-gerakan/pergeseran-pergeseran sebagian tubuh bendungan yang disebabkan oleh gempa bumi. Pada pembuatan rencana-teknis bendun�an zonal, supaya dibuat sedemikian ru�

sehingga baik ke arah hilir maupun ke arah udik dari inti kedap air tersusun berurutandari bahan-bahan yang permeabilitasnya semakin meningkat.

Selain itu supaya diperhatikan pula agar volume, gradasi dan karakteristika bahan­bahan tubuh bendungan tidak mudah berubah, karena itu zone-zone kedap air danlulus airnya dipisah oleh zone-zone transisi atau filter dengan ketebalan yang telah ditetapkan berdasarkan analysa-analysa dan penelitian yang seksama. Bahan-bahan untuk zone-zone transisi sebaiknya terdiri dari bahan-bahan bergradasi yang lebih melebar dibandingkan dengan gradasi-gradasi bahan-bahan pada zone-zone lainnya dan dengan ketebalan yang memadai.

Untuk zone lulus air, dipergunakan bahan dengan kekuataageser yang tinggi serta mempunyai kemampuan kelulusan yang baik. Terutama untuk zone-zone sebelah udik dari zone kedap air supaya diperhatikan agar bahan-bahannya tidak mudah lapuk akibat perubahan dari tingkat kandungan air yang terdapat di dalamnya. Dalam hal zone-zone lulus airnya sangat tebal, maka supaya diatur sedemikian rupa sehingga bahan-bahan yang berbutiran lebih halus dapat ditempatkan di bagian dalam tubuh bendungan, sedangkan makin ke arah luar bahan timbunan semakin kasar.

Bahan-bahan yang karakteristikanya tidak konstan serta tidak memenuhi per­syaratan seperti tersebut di atas (yang diperoleh dari penggalian-penggalian pondasi bangunan pelengkap bendungan, pembuatan terowongan, d.l.l.) dapat digunakan untuk zone sembarangan, yang biasanya merupakan bagian tubuh bendungan yang tidak begitu vital (seperti timbunan-timbunan berm pada lereng udik maupun lereng hilir bendungan).

126 Bab 3. Perencanaan Teknis

( 4) BendungatJ sekat Apabila di daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan, terdapat bahan­

bahan lulus air yang berlimpah-limpah tetapi langka akan bahan-bahan kedap air, maka bendungan sekat biasanya merupakan alternatif yang paling memungkinkan. Untuk bahan sekat biasanya digunakan lembaran beton bertulang, lembaran-lembaran baja, lembaran-lembaran karet, d.l.l . , terutama untuk bendungan-bendungan yang rendah atau untuk daerah-daerah gempa yang aktif. Dewasa ini untuk bahan sekat mulai dipergunakan aspal dan bahan ini ternyata dapat pula dipergunakan untuk bendungan yang cukup tinggi, melebihi 50 meter. (Gbr. 1-8).

Beberapa kelebihan-kelebihan dan kelemahan-kelemahan dari sekat aspal, kiranya dapat diikuti uraian di bawah ini :

(a) Kelebihan-kelebihannya antara lain adalah : * Karena sangat tipisnya lapisan sekat, sehingga hampir tidak memberikan

beban-beban tambahan yang berarti, maka tubuh bendungan sekat aspal inidapat dibangun lebi� ramping dengan volumenya yang lebih diperkecil.Dengan demikian terowongan pengelak serta terowongan penyadap padabendungan tersebut akan menjadi lebih pendek.

* Berhubung sebagian besar tubuh bendungan terdiri dari bahan-bahan batu,kerikil atau pasir, maka penimbunannya dapat dilaksanakan sepanjangtahun tak tergantung dari musim, sehingga periode pembangunannya dapatdipersingkat.

* Sekat aspal biasanya dapat bertahan terhadap beban gelombang air waduk,sehingga tidak dibutuhkan suatu konstruksi pelindung untuk sekat tersebut.

* Sekat aspal biasanya merupakan konstru.ksi yang tidak kekar, sehinggamudah mengikuti bentuk permukaan lereng udik timbunan dan karenanyasekat tersebut dapat dengan mudah menyesuaikan diri dengan gejala konsoli­dasi yang tidak merata dari tubuh bendungan. Selain itu perbaikan-perbaikan­nya dapat dilaksanakan dengan mudah.

(b) Kelemahan-kelemahannya, a.l. adalah : * Diperlukannya peralatan khusus seperti mesin-mesin pengaduk dan mesin­

mesin pengeras aspal.* Sekat as pal merupakan konstruksi yang relatif tidak tahan lama dibanding­

kan dengan umur bendungannya, sehingga diperlukan pemeliharaan yangseksama.

* Penggunaan sekat aspal terbatas hanya untuk bendungan-bendungan yangrendah (80 s/d 100 meter).

* Proses konsolidasi pada tubuh bendungan, getaran-getaran yang ditimbulkanoleh aliran-aliran air melalui terowongan-terowongan atau bangunan­bangunan pelimpah dan ketiadaan sifat adhesi yang sempurna antara sekattersebut dengan timbunan tubuh bendungan, maka terjadinya retakan­retakan pada sekat sangatlah sukar untuk dihindari dan biasanya me­ngakibatkan kebocoran yang cukup fatal.

Dengan memperhatikan kelebihan-kelebihan pada penggunaan sekat aspal serta untu.k menghindarkan kelemahan-kelemahannya yang kadang-kadang berakibat fatal, terutama untuk daerah-daerah yang kegempaannya tidak terlalu aktif, biasanya sekat aspal tersebut ditempatkan di tengah-tengah bendungan seolah-olah merupakan inti kedap air.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

3.2.2 Bahan Untuk Penimbunan Tubuh Bendungan Dan Metode Pemilihannya

127

Seperti yang telah diuraikan terdahulu, bahwa bahan-bahan untuk bendungan urugan, merupakan bahan-bahan batu atau tanah yang digali dari daerah di sekitar tempat kedudukan calon bendungan dan type dari bendungan tersebut biasanya tergan­tung dari jenis, kwalitas serta kwantitas bahan-bahan yang tersedia di daerah ini. Secara umum bendungan urugan biasanya membutuhkan bahan-bahan yang akan dipergunakan untuk zone-zone peralihan dan zone-zone lulus air. (J) Bahan untuk zone kedap air

Bahan-bahan kedap air merupakan bahan-bahan yang mutlak diperlukan untuk pembangunan bendungan urugan dan type serta stabilitas bendungan tersebut sangat tergantung pada karakteristika, kwalitas serta kwantitas dari bahan yang dapat digali untuk penimbunan pada zone kedap air tersebut.

Mengingat karakteristika dari bahan kedap air ini sangat beraneka ragam, tergan­tung dari tingkat kadar air yang terkandung di dalamnya, metode penimbunan, kepa­datannya baik sesudah penimbrisan maupun sesudah selesainya proses-proses konsoli­dasi, maka survey, investigasi serta penelitian-penelitian laboratorium yang seksama terhadap bahan-bahan tersebut sangat diperlukan untuk dapat menentukan metode­metode penimbunan yang paling efektif.

Persyaratan utama untuk bahan kedap air adalah : * Koeffisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan.* Tingkat deformasi yang rendah* Mudah pelaksanaan pemadatannya.* Tidak mengandung zat-zat organis serta bahan-bahan mineral yang mudah terurai.* Dan lain-lain.

Beberapa kriteria dari persyaratan tersebut di atas kiranya dapat diikuti sebagai berikut :

(a) Koeffisien filtrasi Sebagai standard, koeffisien filtrasi (K) dari bahan yang digunakan untuk zone

kedap air supaya tidak melebihi nilai 1 x I0-5 cmfdt dan untuk amannya dianjurkan agar menggunakan bahan dengan nilai K yang tidak melebihi 1 x IO-'cm/dt. Pada hakekatnya semakin halus bul:iran suatu bahan, maka koeffisien filtrasinya semakin rendah dan nilai K biasanya sudah dapat diperkirakan berdasarkan besarnya prosentase butiran pada bahan yang dapat melalui saringan No. 300. Gradasi bahan kedap air biasanya seperti yang tertera pada Gbr. 3-1 5. Hasil-hasil penelitian menunjukkan, bahwa apabila suatu bahan, dimana butiran halus yang dapat melalui saringan No. 200 lebih rendah dari 7 %, maka bahan terse but biasanya lulus air. Akan tetapi apabila lebih dari 50 % yang dapat melalui saringan tersebut, maka bahan tersebut juga tak dapat dipergunakan sebagai bahan kedap air, karena bahan semacam ini plastisitasnya sangat tinggi sehingga mudah longsor dan runtuh.

Selain itu bahan yang sama, akan memberikan ni!ai K yang berbeda, apabila tingkat kepadatannya dan angka kadar airnya berbeda-beda.

Nilai K suatu bahan akan paling rendah pada tingkat kelembaban yang agak lebih basah dari angka kadar air optimumnya. (Gbr. 3-16 c). (b) Kekuatan geser

Suatu bahan berbutir kasar, biasanya mempunyai kekuatan geser yang tinggi. Tingkat kekuatan gesernya dipengaruhi oleh angka kadar air serta tingkat pema­datannya, karena itu walaupun dari bahan yang sama kekuatan gesernya akan berubah-ubah, apabila angka kadar air serta tingkat pemadatannya berubah-ubah pula. Akan tetapi pada bahan berbutir kasar tersebut perubahan-perubahan

128 Bab 3. Perencanaan :reknis Daerah �edap air

Analisa Hydrom<;ter Analisa pengayakan

100 11hr 19' 4' 1' 0,5' #200# 100#48#28#14#8 #4 1" i" i" 1!'' 3" �,

;/ • 1 .7 '0

Daerah yang bersifat mudah longsor

c=J Daerah kcdap air

9Q

80

70

60

50

40

30

20

: I ' I

' ' J V v: j : I ' 1/ I ' Dso

i-100%-409.-15 % :

o 11. o o : � }j 1/ . '.I\ V /A 3\ I /11 }\ I 1//\ f\ //f\ '\ '� I.(\\\ f':\· //._ �\.: 2'\)... �

V / r\ I �/ '\ j fx> J � IF ,�·

- •..!' /' i ,('<� '\ V'

1/ i ''<:' ,Y'' . !j � fr AX K'\v,

i ' I ' I i I , I

, N V If "I il .

,'l )/ // 'I 'A' k-'\� 1']: i , /I / :If , �)\ �;y : i , 'if If I '� �� fj : I k' 11 1/ IJ .��� � .. +- � 7 j l f\-'\.. '\.}"� : �V I I .' I \� ['\_� f'\ '\K I '\), �A�l l !/ ll, 1\_� 'l_.:J}:" + w � � A I : ,\ f'\'\ <\ [\\ IY I I '11 "-' ��: \'\ r\� � I /:X · ' 1:& +� I

f'\\ :Y � �V' .1' *� I ""'� �v� . xr� I t;7 �� �V<$:� I --I ..,.. / V � ....... ' � _.. '

I

fO

20

30

40

so

60

70

� 90 10 1.-0 �'\ ['\'; � � � � i-.o""" ; � ���--� "' '

0 1.6 -r-. -� - - -1 _ ..., - - - ! I - - - - ' ' 100

,05 ,009 ,091 ,0371,05 ,074,147 ,2951,589:1,16812!2,364,70 9,53 19,05138, 1 76,2!152,4

Ukuran butir (mm) ,----, i__ _ _ _j Daerah semi lulus air

r- - - - , I I L _ _ _ _ _ _ J Daerah Iulus air

(U.S.B.R.)

c=J Daerah yg. sering menimbul­kan bahaya keretakan

�� Daerah untuk zone kedap air yg. pemadatan­nya dilaksanakan dim. keadaan basah

Daerah semi lulus air

Daerah lulus air

Daerah yg. biasanya digu­nakan untuk zone kedap air (di seluruh dunia).

Gbr. 3-15 Gradasi bahao yang dapat diperguuakan untuk penimbunan zone kedap air bendungan urugan.

kekuatan gesernya tidak terlalu besar, walaupun bahan tersebut mempunyai kemampuan penyerapan air yang tinggi (angka porinya besar). Pemadatan-pemada­tan suatu bahan, biasanya dilaksanakan pada keadaan yang agak kering ( di daerah kering dari garis kadar air optimumnya) dan akan memberikan kekuatan geser yang Iebih besar. Akan tetapi setelah waduk terisi air dan bahan akan menjadi jenuh air, maka kekuatan gesernya akan menurun. Karenanya suatu pe.nelitian­penelitian ·pada hubungan-hubungan antara kekuatan geser, tingkat pemadatan dan tingkat kadar air suatu bahan perlu dilaksanakan derigan seksama, untuk menda­patlcan gambaran yang sejelas-jelasnya pada karakteristika suatu bahan, baik pada tingkat pelaksanaan pembangunan suatu tubuh bendungan, maupun pada tingkat exploitasinya (periksa Gbr. 3-16b).

Kekuatan geser suatu bahan terutama ditentukan oleh daya kohesi (C) dan sudut geseran dalamnya (Q). Pada umumnya suatu bahan dengan harga D = 95 s/d 98 merupakan harga yang cukup baik untuk digunakan pada penimbunan tubuh bendungan. Sedang bahan-bahan dengan harga D = 90 s/d 95 biasanya digunakan · untuk pembangunan bendungan yang rendah ( < dari 30 meter) atau untuk ben­dungan dari timbunan bahan berbutiran halus, dimana penimbunannya dilakukan

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 129

t/>' I c'

k

IL_. ____ ___,___,(c) Hasil peogujian permeabilitas.

-- w w,

Gbr. 3-16 Hubungan umum antara kepadatan basil pemadatan clan c', f,k. pada kondisi kelembaban di daerah yang lebib basah dari angka kadar air optimumnya. (c) Karakteristika proses konsolidasi

Semakin balus gradasi suatu baban dan semakin tinggi angka kadar airnya, maka tingkat konsolidasinya akan menjadi le bib besar dan tekanan air pori mungkin dapat terjadi pada saat berlangsungnya proses konsolidasi tersebut.

Dengan demikian dalam tubuh bendungan yang baru selesai ditimbun, selaintekanan-tekanan yang disebabkan oleh basil pemadatan, maka timbul pula tekanan­tekanan tambaban yang diakibatkan oleh adanya proses-proses konsolidasi tersebut di atas (tekanan konsolidasi).

Terutama untuk baban-baban calon tubuh bendungan yang kondisi kelcmba­bannya terletak pada daerab yang lebib basab dari angka kadar air optimumnya, dimana pada saat pelaksanaan pemadatan tekanan porinya rendah. Akan tetapi pada saat berlangsungnya proses konsolidasi, maka tekanan air pori ak.an meningkat .dan kemungkinan dapat melampaui batas-batas kemampuan stabilitas dari tubuh bendungan tersebut. (d) Kondisi baban pada saat pelaksanaan pembangunan bendungan

Pada umumnya:penimbunan dan pemadatan baban-bahan berbutir kasar lebib mudah dilaksanakan, dibandingkan dengan bahan-bahan berbutir balus. Demikian pula tingkat kelembaban sua tu baban dapat mempengaruhi kondisi penggarapannya, dimana dalam kondisi kelembaban yang terletak di sekitar angka kadar air opti­mumnya, penimbunan dan pemadatan baban tersebut akan lebib mudah dilaksana­kan dibandingkan dengan bahan yang tingkat kelembabannya mungkin banya beberapa prosen saja bergeser ke arah yang lebib basah dari titik optimum tersebut.

Selanjutnya penentuan suatu peralatan yang tepat akan sangat mempengarubi kondisi penggarapan suatu baban, terutama kwalitas basil penimbunannya. Lebib­lebib untuk pemadatan zone kedap air� pemiliban peralatan untuk pemadatan barus

1 30 Bab 3. Perencanaan Teknis

dilakukan dengan sangat hati-hati, disesuaikan dengan karakteristika bahan, angka kadar air aslinya, kondisi cuaca di daerah tempat kedudukan calon bendungan dan banyak faktor-faktor lainnya lagi. Contoh sederhana dalam pemilihan peralatan terse but dapat kiranya diikuti uraian di bawah ini :

Apabila diketahui hal-hal sbb. : * Bendungan yang akan dibangun merupakan bendungan yang rendah, sehingga

tidak niemerlukan kekuatan geser yang terlalu besar, karenanya tidak memer­lukan pelaksanaan pemadatan yang intensif.

* Bahan yang tersedia untuk zone kedap air merupakan bahan berbutir halus,sehingga hanya dengan pemadatan-pemadatan yang ringan saja, tingkat kekeda­pan!lya dapat dicapai dengan mudah.

* Sebaiknya kelembaban bahan terletak pada daerah yang lebih basah dari titikoptimumnya.

Dari data-data tersebut di atas, maka penggunaan suatu mesin pemadat (roller) ringan mungkin merupakan alat yang paling sesuai dan paling menguntungkan. (e) Zat-zat organis yang terkandung di dalam bahan

Zat-zat organis, merupakan zat-zat yang mudah terurai yang mengakibatkan terjadinya perubahan-perubahan fisik dari zat-zat tersebut, dan akan menurunkan stabilitas dari bahan, dimana zat-zat organis tersebut terdapat. Karenanya bahan­bahan yang terpilih untuk tubuh bendungan supaya bebas dari campuran-campuran zat-zat organis, atau kandungan zat-zat organis pada bahan tersebut tidak diper­kenankan melebihi 5 %.

(2) Bahan-bahan untuk filter dan zone transisi Zone-zone timbunan tanah dan zone-zone timbunan batu pada tubuh suatu ben­

dungan, biasanya dipisahkan dengan suatu zone-zone peralihan. Zone-zone yang tipis biasanya disebut lapisan filter (yang selanjutnya disebut filter), sedangkan yang tebal biasanya disebut zone transisi.

Bahan-bahan pasir dan kerikil yang akan dipergunakan untuk lapisan filter atau zone transisi supaya mempunyai kekuatan geser dan kemampuan kelulusan yang memadai.

Kemampuan kelulusan bahan, biasanya sangat berbeda-beda, tergantung dari gradasi bahan tersebut, terutama pada bahan-bahan berbutir halus. Sedang besarnya sudut geser dalam suatu bahan biasanya tergantung pada hal-hal yang antara lain adalah bentuk butiran, kekerasan dan kestabilan butiran terhadap pengaruh-pengaruh mekanis maupun fisik, gradasi, kepadatan, tekanan-tekanan yang

· bekerja pada bahan tersebut, d.l . l .

Tabel 3-4. Hasil-hasil pengujian kompresi tri-sumbu dalam skala yang besar untuk bahan zone transisi (Dilakukan oleh Department of Civil Engineering, U.S. Army, Electric Power Co. in France)

Kelompok Nomor Gradasi Con to h. y<J(t/m3) fJ{") C (kg/cm2)

A 10 1 ,97 - 2, 17(2,04) 38- 48(41 ) 0,04 - 0,46(0,34) B 22 1 '78 - 2,40(2,07) 35- 43(40) 0 - 1 ,3 1 (0,41 )

.c 32 1 ,57 - 2, 19( 1 ,94) 29 - 41(38) 0 - 1 ,21(0,3 1 ) D 1 1 ,57 32 9, 1 7 E 2 1 ,46 - 1 ,68(1 ,57) 36- 37(36) 0, 1 8 - 0,54(0,36)

Catatan: dalam tanda ( ) merupakan harga rata-rata.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 131 Sudut geser dalam suatu bahan akan besar pada bahan-bahan yang bentuk butiran­

nya bersegi-segi, kekerasan dan kestabilan tinggi, gradasinya baik dan tingkat kepada-tannya tinggi.

"

Spesinkasi yang memenuhi persyaratan stimdard untuk bahan-bahan pasir dan kerikil dapat diperiksa pada Tabel 3-4 dan Gbr. 3-17.

100 I I .

1 hr 19' 4' 1' #200# 100 #48#28#14#8!#4#41''1'' i" 1!'' 3"

Analisa Hydrometer Analisa pengayakan

0.5' 6"

0

: I / t,---+-.-7(:_. , +c· . ...;..c· .,._. f-l-+---1 20 l / . . ) I

/t( C · · l lf:l / 7

70

' ' 100 ,005,009 ,019 ,037 ,074 ,147 ,295 ,589 1,168 22,35 4,70 9,53 19,05 38,1 75,2 152,4

Ukuran butiran (mm)

Gbr. 3-17 Karakteristika bahan untuk zone tfansisi (Simbul bahan disesuaikaa ..... tabe1 3-4)

Kemampuan pemadatan untuk bahan-bahan pasir dan kerikil dapat dip.-oleh dengan cara seperti yang dilakukan untuk bahan kedap air yang telah d.iuraikan terda­hulu. Selain itu untuk bahan-bahan yang hampir tidak mengandung butiran-butiran halus, kemampuan pemadatannya dapat dihitung dengan rumus berat isi relatif (y,) sebagai berikut :

dimana :

)' r = Ymax{)l - )lmil,) X l 00 % )'()' max - )' mln) y : berat isi asli sebelum digali.

(3.5)

Ymax : berat isi yang paling maximal yang dapat dicapai (compactest condition). )'m1n : berat isi terendah, dalam keadaan yang paling longgar (loosest condition).

Yang akan digunakan untuk timbunan tubuh bendungan, hanya bahan dengan y, > 50 yang akan dipertimbangkan.

Bahan-bahan pasir ataupun kerikil yang akan dipergunakan untuk lapisan filter, disarankan agar mempunyai kesanggupan menahan keluarnya butiran-butiran halus dari susunan bahan pada zone yang dilindungi, akan tetapi mempunyai kemampuan

132 Bab 3. Perencanaan Teknis

kelulusan yang memadai untuk menampung air filtrasi dari zone yang dilindungi dan melintasi lapisan filter tersebut secara terarah serta teratur, yang selanjutnya mengalir ke hilir melalui sistim drainage.

Agar filter dapat berfungsi sebagai penahan keluarnya butiran-butiran halus dari susunan zone yang dilindungi, maka kedua bahan tersebut sekurang-kurangnya supaya memenuhi persyaratan terse but :

(a) Ft s/Bts > 5 Ft s/Ba s < 5

dimana: F 1 s : ukuran butiran bahan filter yang terletak di garis 1 5 % pada kurva

gradasinya. B 1 s : ukuran butiran bahan zone yang dilindungi yang terletak di garis 1 5 %

pada kurva gradasinya . . B8 s : ukuran butiran bahan zone yang dilindungi yang terletak di garis

85 % pada kurva gradasinya. (b) Kurva-kurva gradasi bahan filtrasi dan bahan zone yang dilindungi (kurva

F dan kurva B) apabila digambar pada sebuah grafik, agar merupakan garis­garis yang hampir paralel.

(c) Apabila di dalam susunan bahan zone yang dilindungi tempat kerikil yang berdiameter lebih dari 4, 76 mm, maka batas diameter terbesarnya adalah 25 mm dan kerikil yang berdiameter melebihi 25 mm supaya dikeluarkan dari susunan bahan tersebut.

(d) Di dalam susunan bahan filter tidak diperkenankan adanya butiran halus melebihi 5 % (yang dapat melalui ayakan No. 200) dan juga pada bahan filter tidak diperkenankan adanya butiran yang bersifat kohesif.

Pada hakekatnya persyaratan-persyaratan yang telah diuraikan tersebut di atas, merupakan persyaratan yang paling aman, terutama untuk melindungi zone-zone yang terdiri dari bahan yang mengandung banyak lempung atau bahan-bahan dengan butiran yang hampir seragam.

Karena itu sampai batas-batas tertentu persyaratan terse but di atas dapat diperingan, disesuaikan baik dengan karakteristika bahan yang akan dilindungi, maupun dengan ketebalan filter yang mungkin dapat dicapai dan mungkin pula disesuaikan dengan hal-hal lain yang akan mempengaruhi fungsi dari filter tersebut.

Penentuan ketebalan filter, bukan hanya didasarkan pada perhitungan-perhitungan teoritis, tetapi juga dipertimbangkan faktor-faktor praktis serta faktor keamanan

. Jainnya. Sebagai contoh dapat kiranya diikuti uraian sbb. : • Apabila diperoleh bahan pasir sungai berbutir hampir seragam dan butirannya

berbentuk bulat dengan koeffisien filtrasi K = 1 X I0-2 ....., 1 X I0-3 cmjdt, maka secara teoritis bahan seperti ini dapat digunakan sebagai filter dengan ketebalan antara 20 s/d 30 cm saja.

• Akan tetapi dengan mempertimbangkan faktor-faktor praktis dan faktor-faktorkeamanan baik pada saat penimbunannya, maupun exploitasinya serta faktorbesamya debit filtrasi yang harus diluluskan, maka dalam pelaksanaannya filter daribahan semacam ini dapat mencapai ketebalan antara 2 s/d 3 meter.

(3} &han batu Bahan-bahan bungkalan batu yang diperoleh dengan cara memecahkan Japisan

batuan masif atau bahan-bahan bungkalan pecahan batuan yang biasanya terdapat di dalam alur-alur sungai disebut bahan-bahan batu.

Bendungan urugan yang sebagian besar tubuhnya terdiri dari timbunan batu her-diameter rata-rata 10 s/d 75 cm disebut bendungan batu. Bahan batu akan dianggap

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

ideal, apabila memenuhi persyaratan sebagai berikut:

133

* Ukuran diameter batu-batu antara 45 s/d 60 cm dengan berat antara 250 s/d 500kgatau lebih.

* Batu-batu yang berdiameter kurang dari IOcm yang terdapat dalam timbunan tubuhbendungan tidak diperkenankan melebihi 5 % komposisinya.

* Bahan batu tidak mudah pecah, baik dalam pengangkutan maupun pada saatpenuangan dari alat-alat pengangkutan (dumping).

* Berat jenisnya tidak kurang dari 2,5.* Kekuatan tegangan tekan batu tidak kurang dari 700 kgfcm2•* Daya tahan terhadap pelapukannya tinggi (pada pengujian dengan cairan Na2S04,

penyusutannya tidak melebihi 0,0 15 %).Untuk bendungan yang lebih rendah dari 50 meter dapat digunakan bahan-bahan

batu dengan spesifikasi sbb. : * berat jenisnya sekitar 2,3.* kekuatan tegangan tekannya sekitar 300 kg/cm2•* daya tahan terhadap pelapukan pada pengujian dengan cairan Na2S04, penyusutannya

sebesar 0, 1 5 %.Mengenai kekuatan geser bahan-bahan batu, biasanya diperoleh angka-angka

sebagai berikut : * Apabila bahan batu cukup keras dan stabil, maka biasanya untuk D 50 = 2 - I Ocm

(D 50 adalah ukuran diameter dari susunan bahan batu yang terletak di garis 50 % pada kurva gradasinya), maka besarnya sudut geser dalam (if>) sekitar 40°.

* Sedang untuk D 50 > 1 5cm, maka harga if> dapat diambil sebesar 45°.* Akan tetapi untuk bahan-bahan batu yang kekuatan tegangan tekannya tidak besar,

maka pengambilan harga if> = 35° sudah cukup aman.Harga if> sua tu bahan batu dapat juga diperoleh dengan perhitungan yang didasarkan

pada teori Dr. T. Mogami dengan rum us sebagai berikut :

dimana:

. "" K sm ., = --1 + e

e : angka pori

(3.6)

Kestabilan karakteristika bahan-bahan batu, merupakan faktor yang mutlak diperlukan, karena pada tubuh bendungan, bahan ini harus mampu bertahan �g umur exploitasi yang direncanakan untuk bendungan tersebut yang bia.sanya �bihi Iima puluh tahun. Karenanya bahan-bahan batu supaya dipilih yang keras dengan intensitas retakan yang rendah pada setiap bungkalan batu dan mempunyai daya taltan yang tangguh terhadap pengaruh-pengaruh air maupun pengaruh-pengaruh atmosfir lainnya. Semakin besar ukuran setiap batu serta semakin masif batu tersebut, maka bahan ini akan semakin baik. Karena itu biasanya bahan-bahan batu yang berasal dari batuan beku atau batuan metamorfis, merupakan bahan-bahan yang memenuhi per­syaratan tersebut di atas. Disamping itu bahan-bahan yang berasa.l dari batuan sedimen kadang-kadang juga dapat dipergunakan terutama batuan sedimen tua, tetapi sebelum ditetapkan pemakaiannya, supaya dilakukan penelitian yang seksama.

Jenis bahan batu yang umumnya memenuhi syarat untuk dipergunakan pada penim­bunan tubuh bendungan dapat diklasifisir seperti yang tertera pada Tabel 3-5.

Selanjutnya, mengingat bahan-bahan batu yang akan dipergunakan untuk penim­bunan tubuh bendungan biasanya digali dengan peledakan dan untuk mendapatkan ukuran batu serta gradasi yang sesuai dengan rencana-teknisnya, maka diperlukao pengujian-pengujian untuk menentukan cara-cara peledakan yang sesuai, terutama

134 Bab 3. Perencanaan Teknis

Tabel 3-5. Bahan batuan yang dapat digunakan untuk pembangunan bendungan.

Batuan yang dianggap sangat baik untuk bendungan urugan.

Granit, andesit, Riolit. Basalt. Batuan pasir berumur sebelum Mesozoikum. Batuan kapur. Batuan silikat.

Batuan yang dalam penggunaannya perlu penelitian yang seksama.

Shale, Slate. Tuff. Batuan pasir berumur Neozoikum. Gneiss, Schist.

mengenai kedalaman dari pada setiap lubang, d.l.l. Apabila baban batu tersusun dalam gradasi ukuran kecil, maka pemadatan yang

dilakukan dengan metode pemadatan perlapisan (placement compaction method) meru­pakan cara pemadatan yang paling baik, sedang untuk baban-baban batu bergradasi besar pemadatan yang dilakukan dengan metode pemadatan menuang-ratakan (dumping and slincing compaction method) merupakan cara yang paling sesuai.

Selanjutnya apabila baban batu mengandung 7 % butiran balus (yang dapat melalui saringan No.200 dengan ukuran lubang 0,074mm), maka baban campuran ini akan bersifat kedap air. Akan tetapi apabila kandungan baban berbutir balus banya mencapai 4 %, maka baban campuran ini akan bersifat semi-kedap air (akan sukar meluluskan air melalui lapisan bahan campuran seperti ini).

Mengingat bal-hal tersebut, maka terutama pada baban.-baban timbunan berasal dari dasar sungai yang diambil dengan mesin gali seret (drag-line), supaya diperbatikan betul-betul kandungan butiran yang balus, agar tidak melebibi persyaratan seperti yang telab diuraikan di atas. (4) Bahan-bahan lainnya

Selain baban-baban yang berkwalitas baik seperti yang telab diuraikan di atas, untuk pembangunan tubub suatu bendungan kadang-kadang digunakan pula bahan­baban yang kwatitasnya le bib rendah, seperti : * baban-bahan batu yang dihasilkan dari batuan lunak yang mudah lapuk. * lebih dari dua jenis bahan tanab, pasir a tau kerikil yang tidak mungkin dapat diambil

secara terpisah, karena pelapisannya pada tempat penggalian terlalu tipis. * bahan-baban basil galian dari pondasi zone kedap air atau pondasi bangunan­. , bangunan pelengkap bendungan. *· baban-bahan basil galian jalan-jalan masuk, jalan exploitasi. * dan baban-baban yang penyebarannya cukup luas, tetapi tidak mempunyai karak­

teristika yang seragam. Bah.an-bahan seperti tersebut di atas pada pembangunan be'ndungan urugan

biasanya dipergunakan untuk penimbunan zone sembarangan (random zone). Zone sembarangan ini, bersama-sama dengan zone lain dari tubub bendungan

bekerja untuk mempertahankan kestabilan tubuh bendungan tersebut. Karenanya zone sembarangan ini dimaksudkan untuk dapat mendukung beban pada tingkat-tingkat tertentu. sehingga baban yang akan digunakan untuk zone ini supaya mempunyai kemampuan tertentu pula. Guna memperoleh susunan yang memenuhi persyaratan tersebut. maka diperlukan penelitian-penelitian yang seksama untuk menentukan jenis-jenis baban yang akan dicampurkan, prosentase komposisi bahan-bahan tersebut dan metode pencampurannya. Jika diperlukan zone sembarangan ini dapat · dibagi dalam beberapa sub zone lagi. Seperti yang telah diuraikan terdahulu, apabila terpilih type bendungan sekat, maka baban-bahan seperti beton aspal, beton bertulang, bahan­bahan pelapis kedap air, biasanya digunakan sebagai sekat pencegah aliran filtrasi

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 135

mengalir melalui tubuh bendungan. Akan tetapi pada perhitungan stabilitas bendungan, terutama perhitungan longsoran, kekuatan geser bahan-bahan ini bias�nya diabaikan.

3.2.3 Analysa Dan Perbitungan

Analysa dan perhitungan untuk stabilitas tubuh bendungan urugan, terdiri dari 3 (tiga) kegiatan utama, yaitu : * Mengadakan analysa dan inventarisasi terha.dap gaya-gaya yang akan bekerja pada

tubuh bendungan. * Mengadakan analysa-analysa dan perhitungan-perhitungan pada stabilitas lereng­

lere'ng calon tubuh bendungan. * Mengadakan analysa-analysa dan perhitungan-perhitungan pada stabilitas calon

tubuh bendungan terhadap gaya-gaya yang timbul oleh adanya aliran filtrasi di dalam tubuh bendungan tersebut.

Perincian dari ketiga kegiatan tersebut di atas adalah sbb. : (1) Gaya-gaya atau beban-beban yang bekerja pada bendungan urugan

Gaya-gaya atau beban-beban utama yang bekerja pada bendungan urugan yang akan mempengaruhi stabilitas tubuh bendungan dan pondasi dari bendungan tersebut adalah : * Berat tubuh bendungan itu sendiri, yang membebani lapisan-lapisan yang lebih

bawah dari tubuh bendungan dan membebani pondasi. * Tekanan hidrostatis yang akan membebani tubuh bendungan dan pondasinya, baik

dari air yang terdapat di dalam waduk di udik bendungan maupun dari air di dalam sungai di hilirnya.

* Tekanan air pori yang terkandung di antara butiran dari zone-zone tubuh bendungan. * Dan gaya-gaya seismis yang menimbulkan beban-beban dinamika baik yang bekerja

pada tubuh bendungan maupun pondasinya. Perincian dari ke empat jenis gaya-gaya terse but adalah sbb. : (a) Beban berat tubuh bendungan

Untuk mengetahui besarnya be ban berat tubuh bendungan, maka diambil beberapa kondisi-kondisi yang paling tidak menguntungkan yaitu : * Pada kondisi lembab segera sesuda:h tubuh bendungan selesai dibangun. * Pada kondisi sesudah permukaan air waduk mencapai elevasi penuh, dimana

bagian bendungan yang terletak di sebelah atas garis depresi dalam kondisi lembab, sedang bagian bendungan yang terletak di sebelah bawah garis d'resi dalam keadaan jenuh. :

* Pada kondisi dimana terjadi gejala penurunan mendadak (rapid draw-down) permukaan air waduk, sehingga semua bagian bendungan yang semula terletak di sebelah bawah garis depresi tetap dianggapjenuh (periksa Gbr. 3-18).

Berat dalam keadaan lembab Garis depresi pada keadaan air waduk penuh

Berat dalarri keadaan jenuh Gbr. 3-18 Berat bahan yang terletak di bawah garis depresi.

136 Bab 3. Perencanaan Teknis

(b) Beban hyd'rostatis Secara skematis gaya-gaya yang bekerja pada bendungan urugan dapat diperiksa pada Gbr. 3-19. Pada perhitungan stabilitas tubuh bendungan dengan metode irisan (slice method), biasanya beban hydrostatis yang bekerja pada lereng udik

· bendungan dapat digambarkan dalam 3 (tiga) cara pembebanan, seperti yang tertera pada Gbr. 3-20. Pemilihan cara pembebanan yang paling cocok untuk suatu per­hitungan, harus disesuaikan dengan pola semua gaya-gaya yang bekerja pada tubuh bendungan, yang akan diikut sertakan dalam perhitungan.

Oq \ \ \

(a)

\ \

u

(U = W,. = Vy,.)

(b)

Gbr. 3-19 Skema pembebanan yang disebabkan oleh tekanan hydrostatis yang bekerja pada bidang luncur. ·

(c)

Gbr • 3-lO Beberapa skema peml>ebanan oleh tekanan-tekanan hydrostatis pada bidang luncur.

Pada kondisi dimana garis depresi tampaknya mendekati garis yang horizontal, maka dalam perhitungan biasanya langsung dapat dianggap horizontal dan berat bagian tubuh bendungan yang terletak di bawah garis depresi tersebut diperhitung­kan sebagai berat bahan yang terletak dalam air. Akan tetapi perhitungan dalam kondisi kegempaan, biasanya berat bagian ini dianggap dalam kondisi jenuh.

(c) Tekanan air pori Gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori dianggap bekerja tegak lurus

terhadap lingkaran bidang luncur (periksa Gbr.3-l 9). Kondisi yang paling tidak menguntungkan dari gaya-gaya tersebut yang perlu

diikut sertakan dalam perhitungan stabilitas tubuh bendungan adalah : • Gaya-gaya yang timbur dari tekanan air pori dalam kondisi tubuh bendungan

sedang dibangun. • Gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori dalam keadaan waduk. telah terisi

penuh dan permukaan air sedang men)Jrun secara berartgsur-angsur. • Gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori dalam keadaan terjadinya penurunan

mendadak permukaan air waduk hingga mencapai permukaan terendah, sehingga besarnya tekanan air pori dalam tubuh bendungan masih dalam kondisi seperti waduk terisi penuh.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 137 Untuk memperoleh besarnya gaya-gaya yang ditimbulkan oleh tekanan air pori,

dapat dilakukan dengan cara-cara sbb. : 1) Gaya-gaya dari tekanan air pori yang timbul pada saat pelaksanaan pemba­

ngunan bendu,ngan. Pada perhitungan stabilitas suatu tubuh bendungEm dengan metode tegangan

total (whole stress method), maka gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori supaya .dimasukkan langsung dalam perhitungan. Akan tetapi, apabila bahan dalam kondisi dengan kandungan air yang terletak di daerah yang lebih basah dari kadar air optimumnya, maka kestabilan tubuh bendungan yang sesungguhnya akan lebih tinggi dari basil perhitungannya. Untuk mendapatkan· angka kestabilan (faktor keamanan) tubuh bendungan yang lebih mendekati kondisi yang sesungguhnya, maka biasanya dipergunakan metode perhitungan yang disebut metode tegangan efektif(effective stress method).

Perhitungan metode tegangan efektif biasanya memerlukan .data-data tekanan air pori yang diperoleh dari pengukuran langsung dengan alat kompresi tri-sumbu (triaxia/ compression device) pada kondisi pengujian konsolidasi tertutup (C-U Test). Selain itu tekanan air pori dapat pula dihitung dengan rumus Hilf, sebagai berikut:

dimana : u : u' + PP: tekanan air pori.

P" : tekanan atmosfir pada bendungan tepat sesudah selesainya pelaksanaan.

fl. : prosentase pemadatan terhadap volume asal.

(3.7)

V" : prosentase ronggk udal'a pada pori-pori bahan sesudah pemadatan terhadap volume asal.

h : kelarutan udara di dalam air (konstanta Henry dalam temperatur 20°C, sama dengan 0,0198).

V, : prosentase volume air pori sesudah konsolidasi ter.hadap volume aa.l.u : tegangan total bahan.

u' : tegangan effective bahan. ,-· A : koeffisien kelulusan bahan terhadap air (0,3 5/d O.S) 1lllblk beDdUIIpll

tanah yang diperlengkapi dengan drainage, harp .A = 0� s/cf' 0,8 untuk bendungan inti atau tirai, harga A = 0,3 s/d 0�

Seperti telah diuraikan terdahulu, bahwa pengukuran-pengukunn tekanan air pori dengan alat kompresi tri-sumbu mempunyai beberapa kdemahan-kelemahan, demikian pula halnya perhitungan tekanan air pori dengan rumus Hilf tersebut juga mempunyai kelemahan-kelemahan. Hasil perhitungan akan mendekati kondisi yang sesungguhnya, hanya pada ·kondisi bahan dengan angka pori yang lebih rendah dari 1 5 %.

Berhubung faktor kelulusan sukar diketahui, tetapi merupakan faktor yang cukup menentukan, baik pada pengujian kompresi tri-sumbu, maupun pada perhi­tungan dengan rumus Hilf, maka tekanan air pori sering ditentukan dari semula, disesuaikan dengan jenis tanah bahan timbunan dan dengan metode pelaksanaan penimbunannya, sehingga perhitungan stabilitas tubuh bendungan dapat dilakukan dengan pendekatan-pendekatan sbb. : * Untuk tanah type MH, CH, CL, .ML, ¥rat irisan timbunan yang terletak di atas

138 Bab 3. Perencanaan Teknis

garis lingkaran bida�g luncur diambil 60-80 % dari tinggi irisan tersebut. * Untuk bahan tanah lempungan lainnya, berat irisan timbunan di atas garis ling­

karan bidang luncur, diambil 50.% dari tinggi irisan tersebut. * Untuk bendungan yang rendah atau bendungan yang tinggi den:gan kontinuitas

serta kecepatan pelaksanaan penimbunannya lancar, berat irisan diambil 50% dari tinggi irisan tersebut.

2) Gaya-gaya dari tekanan air pori yang timbul pada keadaan waduk terisi penuh.Apabila zone kedap air tubuh bendungan merupakan inti kedap air yang tipis

atau permeabilitasnya (koeffisien filtrasinya-K), lebih besar dari 5 X 10-s cm/dt, maka tekanan air porinya akan mendekati tekanan air yang sesuai dengan tingginya (tekanan gravitasi air).

Dengan demikian batas tubuh bendungan yang jenuh mudah dapat diketahui dan udara yang masih terdapat di dalam daerah jenuh segera didesak keluar oleh aliran filtrasi yang terjadi di dalam.tubuh bendungan.

Akan tetapi, apabila zone kedap aimya tebal dengan K < 1 X I0-7 cm/dt, maka batas antara daerah yang jenuh dengan daerah tidak jenuh pada zone tersebut sukar diketahui dengan pasti. Dan karena rendahnya harga K, maka air filtrasi sukar mencapai lereng hilir. Dalam keadaan demikian, maka faktor yang dominant yang menentukan besarnya tekanan air pori ad_!llah jangkauan air kapiler yang mencapai sesuatu daerah di dalam zone kedap air tersebut, yang mungkin diaki­batkan air hujan yang turun di atas tubuh bendungan dan meresap ke dalam zone kedap air tersebut atau bahkan penguapan-penguapan dari permukaan tanah yang kemudian terserap oleh· zone ini.

Berdasarkan perhitungan tersebut di atas, maka tekanan air pori dapat diketa­hui dengan menggunakan jaringan tryektori aliran filtrasi (flow-net) dalam tubuh bendungan dengan anggapan bahwa elevasi permukaan waduk dalam keadaan tetap.

Jaringan trayektori aliran filtrasi dapat digambarkan dengan metode grafts yang disempurnakan dengan perhitungan atau dengan pengujian model hydrolika.

3) Gaya-gaya dari tekanan air pori yang timbul pada saat terjadinya penurunanmendadak permukaan air waduk.

Pada saat terjadinya penurunan permukaan air waduk dengan mendadak, maka besarnya tekanan air pori yang masih tertinggal di dalam lapisan timbunan tubuh bendungan tergantung pada kecepatan penurunan tersebut dan pada permeabilitas bahan timbunan yang membentuk tubuh bendungan.

Berhubung banyaknya jenis bahan-bahan tanah dan metode pelaksanaan penimbunan yang berbeda-beda serta metode pengukuran permeabilitas yang ber­macam-macam pula, maka amatlah sukar untuk mendapatkan harga koeffisien filtrasi yang tepat. Dan hingga saat inipun belum diketeinukan metode yang memadai untuk mendapatkan tekanan air pori pada saat terjadinya penurunan mendadak permukaan air waduk.

Jadi untuk memperoleh besarnya tekanan air pori dalam kondisi tersebut, banya dapat dilakukan dengan pendekatan-pendekatan dan pertimbangan sebagai berikut : * Tekanan air pori yang terdapat · dalam tubuh bendungan, dianggap merupakan

tekanan dari air pori yang belum sempat mengalir keluar dari pori-pori tanah bahan timbunan tubuh bendungan, walaupun sudah terjadi penurunan permukaan air waduk.

* Tekanan air yang terdapat dalam tanah bahan timbunan tubuh bendungan sangatbervariasi, yang umumnya tergantung dari koeffisien filtrasi bahan tersebut. Akan tetapi bahan-bahan timbunan dengan harga K = 1 x I0-6 cm/dt, biasanya

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 1 39

air yang terdapat pori-pori bahan tersebut sangat sukar mengalir keluar dan de­ngan demikian penurunan tekanan air porinyapun akan sukar pula.

* Adalah suatu kenyataan, bahwa pada beberapa bahan tertentu, terjadi tekananair pori yang besarnya melebihi tekanan gravitasi air yang terdapat di luar ben­dungan, terutama �i daerah sebelah bawah lereng hilir (daerah tumit hilir) suatu bendungan tirai.

(d) Beban seismis (seismic force) Beban seismis akan timbul pada saat terjadinya gempa bumi, akan tetapi ber­

hubung banyaknya faktor-faktor yang berpengaruh pada beban seismis tersebut, maka sangatlah sukar memperoleh kapasitas beban seismis secara tepat pada saat timbulnya gempa bumi.

Faktor-faktor terpenting yang menentukan besarnya beban seismis pada sebuah bendungan urugan adalah : * karakteristika, lamanya dan kekuatan gempa yang terjadi.* karakteristika dari pondasi bendungan,* karakteristika bahan pembentuk tubuh bendungan,* type bendungan,* dan lain-lain.

Sebagai contoh, gempa bumi mempunyai gelombang longitudinal dan gelom­bang transversal dengan intensitas getaran, periode getaran dan panjang gelombang yang berbeda-beda. Dengan demikian gambaran gaya-gaya seismis di dalam tubuh bendungan yang ditimbulkan oleh gempa tersebut menjadi sangat rumit dan sangat sukar untuk membedakan satu dengan lainnya.

Pengujian-pengujian dengan model biasanya merupakan cara yang sering digu­nakan untuk memperoleh gambaran gaya-gaya yang timbul dalam tubuh bendungan, akan tetapi pengujian ini mempunyai kelemahan-kelamahan, dimana beberapa faktor yang cukup menentukan, antara lain karakteristika gerakan-gerakan air dalam lapisan pondasi maupun dalam tubuh bendungannya tak dapat diikut-sertakan dalam pengujian-pengujian tersebut.

Selanjutnya hanya dari data-data pengamatan-pengamatan serta pengukuran­pengukuran dengan seismograf saja pada hakekatnya belumlah berart i . apabilatanpa didukung oleh data-data lainnya, seperti hasil pengujian-pengujian fis1k dan mekanis bahan tubuh bendungan, data-data tekanan air pori, data-d.lta. tei.anan tanah dan data-data lainnya. Walaupun demikian secara empiris dengan pe._u­naan Tabel 3-6 dengan mengambil harga koeffisien yang la� ak ber• ariasi antara 0, 10 s/d 0,25 (diambil dari data-data pengamatan), maka kompooen horizontal beban seismis dapat dihitung dengan rumus sbb :

M·rx. = e(M·g)

Tabel 3-6. Gempa bumi dan percepataa llaizollta.l.

Jenis pondasi

Intensitas seismis Gal. Batuan Tanah

Luar biasa 7 400 0,20 g 0,25 g Sangat kuat 6 400 - 200 0, 1 5 g 0,20 g Kuat 5 200 - 1 00 0, 1 2 g 0, 1 5 g Sedang 4 l OO 0, 1 0 g 0, 1 2 g

(1 Gal = I cm/sec2) g = Percepatan gravitasi.

(3.8)

140

dimana :

Bab 3. Perencanaan Teknis

M: Massa tubuh bendungan ex : percepatan horizontal g : gravitasi e : intensitas seismis horizontal (0, 10-0,25)

Dalam perhitungan stabilitas suatu bendungan urugan dalam kondisi segera sesudah selesai dibangun atau dalam keadaan terjadinya penurunan mendadak permukaan air waduk, maka seperdua dari harga intensitas seismis horizontal pada pondasi dapat digunakan untuk harga intensitas seismis porizontal pada tubuh bendungan yang bersangkutan.

(2) Stabilitas /ereng bendungan urugan Jebolnya suatu bendungan urugan, biasanya dimulai dengan terjadinya suatu gejala

longsoran baik pada lereng udik, maupun;lereng hilir bendungan tersebut, yang dise­babkan kurang memadainya stabilitas kedua lereng tersebut. Karenanya dalam pemba­ngunan suatu bendungail urugan, stabilitas lereng-lerengnya merupakan kunci dari stabilitas tubuh bendungan secara keseluruhan.

Dengan demikian dalam merencanakan suatu bendungan, qtaka faktor-faktor yang diperkirakan akan berpengaruh terhadap stabbilitas lereng-lereng bendungan tersebut supaya diketahui semuanya demikian pula dimensinya, arahnya, secta karakte­ristika lainnya dan dalam perhitungannya supaya diambil sua tu kombinasi pembebanan yang paling tidak menguntungkan. Biasanya konstruksi tubuh· bendungan urugan diren­canak�m pad a tingkat stabilitas dengan faktor keamanan 1 ,2 atau lebih, sebagai syarat untuk dapat diizinkan pembangunannya.

(a) Beberapa kondisi yang dianggap paling tidak mehguntungkan pada sebuah bendungan urugan adalah :

I) Waduk dalam keadaan penuh dan aliran air filtrasi dalam tubuh bendungan bersifat laminer.

2) Dalam tubuh bendungan dianggap masih terdapat tekanan air pori yang tinibulpada saat segera sesudah bendungan selesai dibangun.

3) Waduk dalam keadaan terisi setengah dan aliran air filtrasi dalam tubuh bendu­ngan bersifat laminer.

4) Dalam keadaan permukaan air dalam waduk berftuktuasi dengan intensitasyang besar, tetapi dengan periode yang pendek. Demikian pula pada saat ter­jaclinya gejala penurunan mendadak permukaan air waduk dari elevasi permu­kaan penuh kepada elevasi permukaan terendah.

5) Pada waduk yang relatif kecil biasanya terjadi kenaikan-kenaikan permukaanwaduk yang melebihi elevasi permukaan penuhnya, maka diperlukan pemerik­saan stabilitas tubuh bendungan pada saat permukaan air waduk mencapaielevasi tertinggi tersebut.

6) Walaupun elevasi permukaan direncanakan dalam keadaan konstant, tetapidiperlukan pemeriksaan jika penurunan mendadak dapat juga terjadi darielevasi permukaan tersebut kepada elevasi permukaan terendah.

7) Pada bendungan urugan dengan zone-zone kedap air yang relatif tebal, sisatekanan air pori yang timbul pada saat dilaksanakannya�nimbunan terkombi­nir dengan tekanan hydrostatis dari air dalam waduk yang pengisiannyadilakukan dengan cepat.

8) Pada bendungan urugan yang waduknya direncanakan untuk menampungbanjir besar abnormal, maka stabilitas bendungan perlu diperiksa pada elevasipermukaan tertinggi guna menampung volume banjir abnormal tersebut.Dalam kondisi�kondisi seperti tertera pada point 2 (3), (4); (5), perhitungan

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 141

stabilitas dilakukan hanya untuk Iereng udik. Sedang dalam kondisi seperti yang tertera pada point-point (6), (7), dan (8), perhitungan dilakukan dengan memberi beban seismis, beban tekanan air pori dan beban-beban Iaiii.nya yang dianggap akan berpengaruh daiam kondisi-kondisi tersebut. Akhirnya agar dalam perhitu­ngan�perhitungan stabilitas bendungan dengan sistem coba-banding dari beberapa alternatif susunan tubuh bendungan dan kombinasi-kombinasi pembebanan sesuai dengan kondisi-kondisi tersebut di atas, sehingga dapat dicapai suatu stabilitas tubuh bendungan dengan faktor keamanan standard, /> 1 ,2. (b) Metode perhitungan stabilitas tubuh bendungan

Perhitungan stabilitas tubuh bendungan biasanya dilakukan dengan metode irisan bidang h.mcur bundar (slice method on circular slip surface). Akan tetapi jika garis lingkaran suatu bidang Iuncur berpapasan dengan bagian-bagian yang paling Iemah, bailc- pada tubuh bendungan, maupun pada pondasinya, maka supaya digunakan-

bidang luncur kombinasi. Apabila Iereng udik maupun Iereng hilir suatu bendungan urugan ditutup oleh Iapisan bahan-bahan yang tidak bersifat kohesif (batu, kerikil atau pasir), maka supaya dilakukan perhitungan dengan ·bidang Iuncur bundar berradius besar. Selanjutnya akan diuraikan perhitungan metode irisan pada bidang Iuncur bundar dan metode irisan pada bidang Iuncur kombinasi. 1) Metode irisan bidang luncur bundar

Andaikan bidang luncur bundar dibagi dalam beberapa irisan vertikal, maka faktor keamanan dari kemungkinan terjadinya longsoran dapat diperoleh dengan menggunakim rum us keseimbangan sbb. :

dimana :

F _ �{C·/ + (N - U - N.) tan f>} I - �(T + T.)

_ �C·l + �{y · A (cos a - e ·sin a) - V} tan p -�)'·A (sin IX + e • COS IX)

F, : faktor keamanan

(3.9)

(3. 10)

N: Be ban komponen vertikal yang timbul dari berat setiap irisan bidang luncur (= y ·A · cos a)

T: Beban komponen tangensial yang timbul dari berat setiap irisan bidang Iuncur (= y ·A · sin a)

U: Tekanan air pori yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur.

N. : Komponen vertikal be ban seismis yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur (= e · y ·A · sin a)

T, : Komponen tangensial be ban seismis yang bekerja pada setiap irisan bidang Iuncurnya (= e ·y ·A ·cbs a)

f> : Sudut gesekan dalam bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang luncur.

C: Angka kohesi bahan yang membentuk da.sar setiap irisan bidang luncur.

Z: Lebar setiap irisan bidang luncur. e : Intensitas seismis horizontal. y : Berat isi dari setiap bahan pembentuk irisan bidang Iuncur.

A :· Luas dari setiap bahan pembentuk irisan bidarig Iuncur. ·

a : Sudut kemiringan rata-rata dasar setiap irisan bidang luncur. V: Tekanan air pori.

U�tuk jelasnya karakteristika dari rumus tersebut tertera pada Gbr. 3-21 .

142

Referensi I

Bab 3. Perencanaan Teknis

S = C + �'\.. (N-U-N.) tan � - ""

i = bfcos a;

Ne = e Wsin a;

eW = e·r·A T. = e• Wcos a;

Gbr. 3-21 Cara menentukan besarnya harga-barga N dan T.

Prosedur perhitungan metode irisan bidang luncur bundar. Skema perhitungan ini tertera pada Gbr. 3-22 dan 3-23 dan perhitungan dilakukan dengan urutan sbb. :

(I) Andaikan bidang luncur bundar dibagi menjadi beberapa irisan vertikal dan walaupun bukan merupakan persyaratan yang mutlak, biasanya setiap irisan lebarnya dibuat sama. Disarankan agar irisan bidang luncur tersebut dapat melintasi perbatasan dari dua buah zone penimbunan atau supaya memotong garis depresi aliran filtrasi.

Berhubung karena perhitungannya dilakukan pada sistem dua dimensi, maka potongan melintang tubuh bendungan yang akan dianalysa dianggap mempunyai satuan yang sama dengan satuan dalam perhitungan.

(2) Gaya-gaya yang bekerja pada setiap irisan dapat digambarkan sbb. : a) Berat irisan (W), dihitung berdasarkan hasil perkalian antara luas irisan (A)

dengan berat isi bahan pembentuk irisan (y), jadi : W = Ay.

b) Beban berat komponen vertikal yang bekerja pada dasar irisan (N) dapat dipe­roleh dari hasil perkalian antara berat irisan ( W) dengan cosinus sudut rata-rata tumpuan («) pada dasar irisan yang bersangkutan jadi : N = W ·cos cz.

c) Be ban dari tekanan hydrostat is yang bekerja pada dasar irisan ( U) dapat dipe­roleh dari hasil perkalian antara panjang dasar irisan (b) dengan tekanan air rata-rata ( Ufcos cz) pada dasar irisan terse but, jadi : U = U ·bfcos cz.

d) Beban berat komponen tangensial (T), diperoleh dari hasil perkalian antara berat irisan ( W) dengan sinus sudut rata-rata tumpuan dasar irisan tersebut jadi : T = W·sin cz.

e) Kekuatan tahanan kohesi terhadap gejala peluncuran (C), diperoleh dari basil perkalian antara angka kohesi bahan (c') dengan panjang dasar irisan (b) dibagi lagi dengan cos 11, jadi : C = c' ·bfcos cz.

f) K�kuatan tahanan geseran terhadap gejala peluncuran irisan adalah kekuatan tahanan geser yang terjadi pada saat irisan akan meluncur meninggalkan tumpuannya.

(3) Dengan cara menjumlahkan semua kekuatan-kekuatan yang menahan (T) dan gaya-gaya pendorong (S) dari setiap irisan bidang luncur, dimana (T) dan (S) dari masing-masing irisan dapat dinyatakan berturut-turut sebagai berikut: T = W sin Cl dan S = C + (N - U) tan f/J, sesuai dengan skema yang tertera pada Gbr. 3-22. Luas bidang T, N dan U dapat diukur dengan planimeter dan digambarkan seperti yang tertera pada Gbr. 3-23.

(4) Faktor keamanan dari bidang luncur yang bersangkutan adalah perbandingan

Iris A(m2) W(t/m)\ an , 60 1 1 5 <D 66 132

® 45 86 332 664

® 98 956 380 ® 553 1 . 106

® ' 593 1 . 186

@ 540 1 .080

<V 465 930

® 338 676

® 198 396

Jml.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

Kekuatan Berat jenis Zone tu-buh ben- Dlm.keadaan dungan C (t/m3) tan 9 jenuh lembab air Zone ke- 4,0 0,500 1 ,92 2,00 dap air Zone lu-lusan 0 0,800 2,00

(a) Koodisi perencanaan teknis

Intensi-tas beban seismis horizon-tal e

0,15

sin r.� I I T - w IN - w I N. - I u - I qi I (N-N.-U) I cos r.� sin r.� cos r.� e Wsin r.� ubfcos r.� tan tan qi

•.� l 0,924 0,383 228 95 34 104 0,793 0,609 595 457 89 278 290

0,656 0,755 527 722 79 1 1 1

0,51 1 0,859 565 950 85

0,354 0,935 420 1 .109 63

0,199 0,980 215 1 .058 32 0,800 3.951

0,039 0,999 36 929 5

-0,122 0,993 -82 671 -12

-0,309 0,951 -122 377 - 18

2.382 6.368 357 493 4.241

F = C·I + (N-U-N,) tan p = 259 + 4.241 = 1 35 I T + T. 2.382 + 0,15 X 6.368 ,

(b) Tabe1 perhitungan

0

143

C·l .,., "' X � 0 X \0 "' .... .,., � N �. 11

259

H = 70 m

(t/m2)

Zone lulus air

(c) Tabel perbituDgan

Gbr. 3-22 Skema perhitungan dengan metode irisan bidang luncur.

144

A fOS IX N -CO yA cos IX c ,.!g 50 96 •t: :s � E 250 500 � 8. :::E g& 370 740 ... i.s1s «< .c 5.030

6.366

A sin IX T -:; l'A sin IX .0 80 154 · - 11> '" >. «< c 290 580 g 8. 11> ;:E gf, ... 325 650 «< 615 .c - 1 10 1 .010

2.394

Bab 3. Perencanaan Teknis

N. - u eyA siniX 23 87 509 98

152

360 509 T. - I T + T. eyA costx •

14 168 75 655

1 1 1 761

755 1 .765

955 3.349

N-N.-U tan � (N-N.-U) tan �

619 . 0,500 310

4.878 0,800 3.902

4.212

F. _ C·l + (N-U-N.) tan � · - . T + r •

259 + 4.212 = 3.349 . = 1,34

(a) Tabel perbitungan

u Tekanan air pori

Beban komponen ver-tikal N

Beban komponen tangensial

Zone lulus air

T

(b) Bidang luncur

310_ = 509 COS IX

0

Zone lulus air (kerikil)

C·l

259

259

H = 70 m

Gbr. 3-23 Perbitungan metode irisan bidang luncur (dengan menggunakan planimeter).

Zone

Zone kedap air .. Q)

Zone kedap air. ®

Zone sembarangan Q)

Zone sembarangan ®

Zone timbunan batu dan hamparan pelindung.

Drainage filter.

Alas kedap air.

Karakteristika bahan.

Berasal-dari lapisan Yoneno.

,

,

Terutama terdiri dari tanah asli.

Tempat peng-plian batu.

---� - - · � - - -

Kerikil d11aar sunaal-batuan lunak.

Lapisan per-

�"- ·- �

mukaan tanah

Tabel 3-7. Karakteristika teknis bendungan Nakasato.

Kepadatan

Perme-Harga D standard untuk perencanaan-teknis. abilitas.

Kepa- Kepa- Berat Be rat Angka•kadar Koeffisien datan datan jenuh. jenis kelembaban untuk filtrasi

kering. basah. jenuh. baban penimbu- (cm/dt) (gfcm3) (g/cm3) (gfcm3) (gfcm3) nan (%) .

1 ,86 2,09 ' 2,1 1 1 , 1 1 Optimum +2 -

5 X I0-6 Optimum

Optimum + I -1 ,86 2,09 2,1 1 1 , 1 1 5 x to-s Optimum - 2

1,86 2,09 2,1 1 1 , 1 1 Optimum -

5 X 10-4 Optimum -2

1 ,80 1,90 0,90 Sekitar angka

1 X J0-4 optimum.

Penyiraman-penyiraman

1 ,80 2,10 1,10 disesuaikan dengan I x 10-z

kondisi tertentu.

2,00 2,20 1,20 Kondisi kering. 5 X J0-3

·-·

I ,Kil 1 ,90 0,90 Kondisi basah. 5 X J0-6

Kekuatan geser

Metode Metode kekuatan kekuatan

seluruhnya. efektip.

Catatan ( Cu �. C' �'

(t/m2) e) (t/m2) e> � N

6,0 19° 5,6 29° Kepadatan untuk d' P = 40, D = 95 � ::s £

3,0 25° 3,0 320 , ::s t: ::s 3,0 32° 3,0 32" , � 101" ::s c;;· 1 ,0 25° 0 32" Untuk harga D = 95 w ::s Q. .i §

Untuk harga � 0 35° 0 35° e = 0,4 - 0,5

::s

Untuk harga kepadatan 0 30" 0 30° relatif 40.

Alas kedap air penutup lereng dapat dianggap sebagai tirai kedap air.

-� V.

'

--�-

No. , A I y y' W - A r -- ' , _

w W -- Ay" W' " I sincr I cos cr � . --

1 1 10,451 63'45'1 0,8971 0,442 s,oo 2,09 2,()'1 10,41 10,45 10,45 TlRI n�:i�)/ 97,ss/( ��:��1/ 2 ( g:56) 1 000 u:::::) 2()'1 (f�) 0,90 20,93/ 97,581 SS' I S'l , 0,850

3 ( .ri:�g) 4 so (tl:::) 2,09 (tgg) 2,09 ( -�· to, / /( s, to)/ 21 ,95 ) 39,46 2 1 ,95 9,41 9,41 39,46 S3'4S'I O,S064 ( .t� l S,2S/ ( ·"�' 2,09 J \2,09, e

,so-. /( 8,10\ 1 /( S, IO)/ ' 2,09 i 25,08 ) 44, 1 5 25,08 '.2,09) 10,97 I 1 0,97 44,151 52'00'1 0,7885 ( I NZ)/( i:�g)/( i:�g) ( 2�:&�)/ 49,69/( 2�:&�)/ 49,691 SO'OO'I6,00 \2,09 - 2,09 12,54 12,54 6 ( 3�:8Z)/( i:�)p:gg)/( ��:��)/ l l0,25/( ��:��) 1 10,251 47'45' 12,00 2,09 \ 2,09 2S,OS 2S,OS

0,766 0,74C

/( 9,00)/C 'so)/e ·so . /( 16,20)/ /( 1 6,20)/ / / 7 39,00 2,09 • 2,09) Sl ,S I 1 22,79 SI ,SO 122,79 45'00' 0,707 12,00 .2,09 2,09 2S,OS 25,08 /( 1 3,so )/t 'so )/(so . /( 24,30)/ /( 24,30)/ / 8 70,50 2,09 2,09 ) 147,35 209,27 147,35 209,27 4 1'30' I 8,00 • 2,09 2,09 • 37,62 37,62 . K 30. 15 r.so)/( ·80 J/( 54,27 )/ K 54.�?)/ 9 2 15,25) 2,09 2,09 449,S7 55 1 , 19 449,S7 551 , 19 22,50 \ 2,09 2,09 47,03 47,03 10 I( 6,00)/( I ,SO)I I ,�Q)J( IO,S�)I 1 1 3,21/( 10,8U' I l l 3,21 49,00 2,09 2,09 102,41 102,41

34'45'1 30'00'

l l J( 7,So) c ·so)J( I .SO) ( t 3,SO)I t44, 1 31( 1 3,SO)I t44, 1 3J 27,30•62,50 2,09 2,09 1 30,63 1 30,63 12 ( 6�:��)10:�); k�>:c d�:ml l44. t31C t�&m 1 44, 1 3 25'30'1 3 /( ts.ooyc .soy1 25,00 1 2,09 I i:�)J(2�H�)I 2SS,2sl(2�i:�)l 2S8,2sl 22'30'14 1 ���:��)1 i;�)l i�)! 3�Y:m1 432.3s:c 3�Y:m 432.3Sts /( 1i�;8Z)IG;�);G;gg):(2�j;�)l 2SS,2sJ(2�j;�' l 2Ss,2s16 /( I 1�;�)1( k�g)' G:�): 2;�;�)1 2S3,031( 1 7 I( 1 :�:�)I( 1;gg);( k�)l(��:��)l 272,SSts l( . l&:�): i;�' 1 1 ·��); 27·QQ)I 256,9011 2,09 1 229,90

2��:�)1 2S3,03 2��:5s 1 272.5s 2i�;g<J) 256,9�

IS'OO' 1 3'00' 9'30' 5'40'1 2'00'

0,663 0,57� 0,500 0,462 0,431 0,3S3 0,309 0,225 0,165 0,099 0,0351

0,52� 0,591 0,6 1(· 0,643 0,672 0,707 0,749 0,8221 0,866 O,SS7 0,9031 0,924 0,95 1 1 0,9741 0,9S6 0,995 0,999

t9 J( .lx�:�)IO:�· 10:�)1(2�i:�)l 236,001 2�i;8Z)I 236,00 - 1 '30'I -o,o2� t ,oool20 c l4.QQ)·c·�'!· 90,00 I 2,09 JO:�):C ���:i�)l 2 13 ,30\2 1 ( A�:�)l kgg),G:gg):( 1��:�nl t96,ssl 22 1( 8H�)I(i:�);G:gg)/( . s�:ml 18S,ssl

I ��:ml 213 ,3� _,,oo-1 -0.08� ���:��)1 t96,ssl -8'30'1 -o,t4sl1 8i;ml t8s,ssl-t2'ts'l -o,2t�

23 t 36,so l 2,09 1 2,09 1 2SS,29 1 285,291 28S,29 1 28S,291-ts'oo'l -o,309 24 54,001 2,09 1 2,09 1 l l2,86 1 l 1 2,S61 2SS,29 1 28S,291-26'30'I -o,44�

0,9961 0,9S91 0,977 0,95 1 1 o,s9sl

T- Wsina N-WCOIQ'

9,37 4,62 82,94 5 1 ,331 3 1 .80 1 23,32 37,79 27,201 38,06 1 3 1 ,951 8 1 ,59 1 74,09 S6,SI 86,8 1 1 l3S,7S 1 1 56,74 314, 1 7 1 453,061 s6,61 1 98,04J 66,59 1 l27,s"/ 62, 1 2 1 1 30, 1 51

• • o,4o 1 266,341 33,61 4ll , l� 64,s6 1 2so. 761 46,70 279,071 26,99 1 211 ,221 s,99 1 2s6.64j

-6, 14 236,ooJ - 1 8,56 1 2 12,451 -29,09 1 194,391 -39,34 1 1 8 1 ,3 1 �ss,ts I 211 ,3 1-50,34 1 10 1 ,011

;., - , N. = I u rWcos a eWsin a: Ut I tan t/> I (N-N,-U)x tan tf> C, L

0,46 15, 1 3 1 2,33 1 2,72 , 3,20 17,41 18,68 1 15,67 1 45,3 1 1 9.so 1 1 2,7S I 1 3,02 1 26,63 1 41 , 12 1 2s.os j 27,91 1 27, 1 2 1 25,66 1 23,60 1 21 ,2s 1 19,44 1lS,IJ I 27,1 3 1 10, 10 1

�.94 1 1 29' - O,SS48 29 1 1 X s,o I• = s,oo 3 t s / 3 x 2,o I • = 6,00 3 7s / 6 X 3,0 I• = I S,OO 3 8 1 1 9 X 2,5 • = 22,50 g 1 6 1 1 2 X 4,0 • = 4S,OO 8 6S i l5 X 4,0 1• = 60,00 1 3 8S I I 8 X 6,0 ,• = IOS,OO 31 42 12 1 X 1 3,0 I• = 273,00 s 66 1 2 1 X 2,5 I • - 52,50 6,66 1 ��M I 6,21 I :! M� Il l 04 1 30 X s,s I • = 165,00 1 3•36 1 :! 2Uo\\ I

32' 0,625

I I

I

I I I I I I

(N = 4,62 ) I 3,75 80N. = 0,94 5•6 X 360 X 3,68 X 2 X 3,14 2,04 = 29,31 I

00 oo_

... -

(N = 904,50) 11 N, = 8 1 ,20 :!: u = 540,50 ...; X 282,SO N 1 76,75 X 0 00 ·x"'lo ..: -o... ... X ...

.... ... .,;.... ... 6 49 1 �4 X.)AO I

I(N 3.3 1 7,72)• = 120,00 N, = 34,53 4 67 1 "' x 5!1!_ 1 29' U = l . l l3,5o

' = 1 05,00 O,SS4 11

:!: ... X 2 70 1 1 8 X ScO I • = 90,00 0,90 I � is.&? -0,61 I � �.�u I - I 86 1 9 X 5,0 I • = 45,00 -29t l -6 x S,O I• = 30,00 -3,93 1 ��i.s� I -8 82 1 1 x l l.�u I• = 1 1 ,00 -5,03 1 - I

I 2. 169,69 .... I )( I 1 .202,01 0 00 X :ol�X I 00 .,;

I I I I I I Total I

I I I I I I +1 .398, 1 5 I - 231 ,62 I I I I I I j_ J . _ I I I I I I 1 . 1 66,53 1 1 422,68 1 I L_ I t .3so,8o 1 637,91

S,F

.... N ..: 11

- ,-r- N cO o\ - oo O V> N ...: 11 - 00 "' '"' r-:' N "' "' -c ..-+ +O MOO V>g t& �"! -:

!I ..J u +

�� � + s � � � 11 to. "'

I I

�

� �

d' � I �l';j"

Vili/ll1f!"•

4.

�

210,00m'

+SF(J,37) Kondisi perbituogan: -Segera setelah bendungan s.elesai dibangun -Intensitas be ban seismis horizontal, e = 0,10 +sF(I,JZ) -Lingkaran bidang luru:ur menyinggung permukaan pondasi

ltt,IO

Gbr. 3-24 Contoh perhltunpn atabllltu untuk lereng-lereng udik bendungan.

(e - o ' 4> - 30° 7 - 2,00 ,.,, - 2,00

--.

210,00m

1200,00

190,00

180,00 "i -- > � 170,00

160,00

150,00

'(

� N � a 1::1 I� 11'1"1::1 lil' � 1::1 §�

E

No. A , I 1,10 u• I U:IZ ·;·::;1 I !}}� i1:) 2011 4 ��;'0) (��) so oo ( ,::;gl ' 26,�, 6,60 (i�' ,tOll 1 1

6 ( 3l:�) 10,00 13,75 (i:�) I tOll 11 ( 2�:�) 7 2.10 1400 (f8i) 2 1 1 8 ( 21);'

��·;g ( :'09) ,t:: ( 3� 9 10,00 2i;25/

'k�\ ltllJ 10 ( �:�) (k�) 19.� lt11 18 75 1 1

( �1!) (i�) 1 1 Ltll 21 00 12 ( :�) 83,85 17,20 (i�) ltll 1 3 tl=:) 1/t�) �·� lt1 1 1 1 14 ( �) 6� (tfo) 2,11 2,11 15 ( ;:::�) (fW) 64.� 16 (. :��) (2:fo) \2:11

( lt�) (fm 17 118,25 18 ( ���) 318;15 (il'8) \2:11 19 (�::g) (tl'8) �2:11 1��) (til' 20 7160 21 ( �) (fm 22 ( 8) (2:\'ll) �2:11 23 1 �:l=:) ii'D

·- -- ·--�-

,. W - Ap :1,011 ),14

(t�J �·,l;l (f�) ( ri:�) (t�' \2:011 ( =�:8":) 104 so �:�) ( ��::�) 2.011 ,,18 2.1 1 13,93

2:�) \t� ( M:�) 20,PO 29 01

(k�) ,£� ( 5�:U) ��� (t�) ( 4;:�) ,£:: 3,17 28 49

(k�) lt11 1 1 ( �;:�) 21,10 44 84

(i'�) ,t_: : ( }::�) 4o,93 39 56 (2:�) ( ��\ \tll 96,01 44 31 (�) ltll ( �:�) 'Ls�, i�) ltll ·��) 10��� ifo) \tll 1 1 ( 2'�) 14�� 2:fo' \2:11 ( ;�) 13s'88 (ii"J) 2 1 1 ( 2i:�) 236 32 (tl�) ( 2tl;;) U95J (t:�) ( ���g) 67�, (�:�) ( ;H�) .560.:42 (tl�) ��) 163 74 (t:�) �8.) 174 08 (2.10) 2,1 1 ( ';�) 17408

w W'-Ar' J,l ),14

8),61 r,-.:;· 170,88 ( E:�) 220,33 ( :a·:) 104 50 162,1Ml 75::�) ,,18 13 93 1]1,34 ( ��j';) 20,PO 2901 94,63 ( 5�:!) J�, 8S,l:l ( 4��\

3,17 28 4P 150,01 ( A;;�) 21,10 44 14 151,5 ( �;) �:;: 1/ �;;'tl 214,01 L\ 96,01 44 31 272,31 ( �::;) ·�� 127,17 ( ·::fl' 103,3P 950 160,53 ( i:�) 14t� 149,34 ( ;:U) 135 88 260,P2 ( 21:�) 236 32 279,10 (Ji;?t) 788,81 (6��)

732,9 ( 78·'D 560,42 239,).< <.�m 266,1 ( 26,04)174,08 259,53 ( 9,45)174,08

2.1 1 1 ;:ml m.•� 9P,I7 j

w· ),I

83,61 170,81

220,)) 162,111

U1,34

94,6

U,ll

150,01

151,55

214,01

271,38

127,1

160,,

149,34

260,9

216,60

751,31

639, 1

192,0§

200,1

183,5 9P,I

;�

• ol.ao -· T-Wolno N - T. - N. - u ..... (N-NrU) C, L S,F Woooo •W'eos• •W'•in• U / X .... . 61•]0' O,PJCI O,N 2,P2 1,1 0,2) 0,,. - -� 63"00' O,fPI 0,4,. 74,50 37,!H 7,S9 14,PO -SS"'O' 0,111 O,H IJP,95 98,0! 19,62 27,9P -41•u· 0,741 0,6641 164,37 146,7� 29,35 32,87 -4, • .,. 0,61 0,728 1 15,52 1 18,5 23,70 22,30 3 X 4,0 (N - 1601,011

)- 12,00 'il--l�.� oiO"JO 0,649 0,760 85,24 9P,8 19,96 17,05 6 X 3,0 32° 937,29 � - 18,00 0,625 � ,. . ., 0,61 0,78l 58,58 74,21 14,86 1 1,72 9 X 20 585,81 I - 18,00 ;.

0,51 61,:U 9 X 20 X J6°4S' 0,801 50,96 13,65 10,19· - 18,00 ... X

0,5711 0,822 12 X 3,0 12 J4"4l' 85,54 123,31 24,67 17, 1 1 - 36,00 X .. g�

)2'00 0,5311 0.848 80,32 128,51 25,70 16,01 J5 X 3,5 X ii ' - 52,so � � · 18 X 4,0 28"30 0,47? 0,879 102,12 188,11 37.64 20,42 - 72,00 I

I 25"00 0,42 O,POI 1 15,22 246,78 49,36 23,04 21 X 4,5 -194,50

22"00 0,37 0,92'7 47,95 1 18.� 23,71 9,59 U X 2,0 - 48,00 I

20"00' 0,34 0,!1«1 54,PO ISO,!H: 30,18 10,98 24 X 2,S

f - 60.00

18"10 0,31 0,9SC 46,59 141,8 28,37 9,32 �4�.�0 ., . . , 0,26 0,965 68,62 2SI,1S 50,36 13,72 �.�:llll :.:

0,19! 0,98( 273,52 �.�.:o8 :!l � 1 1"30' ,,54 54,21 1 1,01 ! 11 5'00 0,08 0,991 68,63 785,65 149,66 13,07 �;J,�d& I e;

(- 3.286,12

) ...N. - -18,71 �

-5"30' -0,0111 0,9P5 -70,36 729,U 127,19 -12,27 �3'9/,�d& 29" u - 186l,50 X O,SS4 N

� �

dl I �[.

(

-12"30 233,6( 30 X 4,5 X -0,21 0,971 -51,70 37,50 -8,30 1.437,33 12 -135,00

X -16"45 -0,28 0,958 -76,64 254,94 38,34 -1 1,53 30 X 5,5 796,28 i� -165,00 -21"30' 0,93C 241,36 27 X 6,0 X -0,36 -95,25 34,14 -13,47 -162,00 � -26"00'j -0,43� o.mj -67,011 1 m.?Oj 17,83 1 -8,69 .�.�.���

·�

�

24 /( :g� /(2:101 2, 1 1 25 /( 17:��1 1/(2:1'\')/ 2, 1 1 26 1 108,75 J ,oo l27 1 49,50 1 •• oo 1

I I I / Total j I Kondisi perhitungan: Kondisi perhitungan

/( ��:�· 169.'f8,:c;r 87.04f-Jo3oT::o:>osfo�- --=u. l.i rl46, 1f is.olr -a.a4 J:.�I��r- ··r ------ � If ��:j�' 1 10.2� 23,74 / 23,7�-woo·j -o,, o,819/ -63,23 / 90,2� 3,89 -2.n 1 �126:'QO 1

108,75 108,751 1 - 1-4J'3o·l -o,663 o,7491 -12,1o 1 - 1 - - I I o' I 49,50 1 49,5� 1 - l-52'00'1 -o.788 0,61� -39.o• l _ 1 - - I I � I I I I I I I I I I I . I I I �l.�4l:�Z I I I

I 795,91 1 1 876.72 1-f-sF(l,l9) I I I

�' I = 2 =3 =

I 1 .382.09 1 571,36 I

-Permukaan air waduk mencapai elevasi 1 83 m 4 = 5 = 6 = 7 = 8 = 9 =

10 = 1 1 = 12 = 13 = 14 =

68'30' 15 = 1 8'10' 63'00' 1 6 = WIS' -55'00' 19 = 1 1 "30' 48'15' 18 = 5'00' 43'15' 19 = - 5'30' 40'30' 20 = - 12'30' 38'15' 21 = - 1 6'45' 36'45' 22 = -21 '30' 34'45' 23 = -26'00' 32'00' 24 = -30'30' 28'30' 25 = - 35'00' 25'00' 26 = -41 '30'

-I ntensitas beban seismis, e = 0,20 -Lingkaran bidang luncur menyinggung permukaan pondasi

210,00m

2001001

I M t,no I ICI m 11417 1

�1----c;;;;-o---- 161

1 50,00

� - 0 165 1 - 1,00 . ...lU _ __]•_-:_o_ --- ---- :_m _1_�6- . __J.a___

Q .I - � y u u u A I l4 l l JQ

lfiR,,O

----( - ,,n • •• lV" ' - J, l lY• - l, l l

I TSF(1,19)

I -+--SF(l,l9) i .

�5:gg: 27 = -52'00"

Gbr. 3-25 Contoh perhitungan stabilitas iintuk lereng udik bendungan.

c 0 � 35' y 2,10 y, 2,10 !--> N

c - o � - w d' y - 1,80 'I• = 1 ,80 (il c - 5,6 � � - 29' y - 2,09- m)'e. = 2,09

210,00m � � lil' 200,d0 rQ. 190,00 � Cl 180,00 ·� --- > Jl " 1 70,00

!60,00

150,QQ_

-t

, '

1 50 Bab 3. Perencanaan Teknis

antarajumlah semua kekuatan pendorong dan jumlah semua kekuatan penahan yang bekerja pada bidang luncur tersebut, seperti yang tertera pada persamaan sbb. :

Referensi 2

F _ �S _ �{(C + (N - U) tan lfo} • - �T - � sin «X (3. 1 1)

Perhitungan stabilitas unttik bendungan Nakasato. (periksa Tabel 3-7 dan Gbr. i-24 s/d 3-27).

Gbr. 3.-24 adalah merupakan basil perhitungan stabilitas bendungan Nakasato pada intensitas seismis e = 0,10 dan dalam kondisi tekanan air pori yang timbul pada saat pembangunannya dianggap masih ada.

Gbr. 3-25 merupakan skema hasil perhitungan stabilitas tubuh bendungan pada intensitas seismis sebesar e = 0,20 dan permukaan air dalam waduk pada elevasi rata­rata serta aliran filtrasi dalam tubuh bendungan dalam kondisi aliran laminer, segera sesudah tubuh bendungan selesai dibangun. Sedang Gbr. 3-26 dan 3-27 merupakan basil perhitungan yang sama dengan perhitungan yang tertera pada skema Gbr. 3-25, akan tetapi prosesnya dilakukan dengan computer. Perhitungan stabilitas yang dilakukan secara manual biasanya membutuhkan waktu yang cukup lama, lebih-lebih pada tubuh bendungan yang terdiri dari bebenipa zone timbuoan. Dan dengan berkem­bangnya penggunaan computer, maka pada saat ini telah banyak disusun berbagai macam paket program perhitungan untuk berbagai jenis computer, sehingga perhitu­ngan-perhitungan stabilitas bendungan tersebut dapat dilaksanakan dengan mudah dan cepat.

2) Metode irisan bidang luncur kombinasiPada metode ini, garis luncur tidak berbentuk lingkaran, tetapi terdiri dari garis

yang patah-patah. Metode ini dikembangkan oleh Wedge dan Fellenius dengan masing­masing karakteristika sendiri, sehingga kedua jenis perhitungan tersebut, diberi nama Metode Wedge dan Mctode Fellenius, yang akan diuraikan pada Referensi sbb : Referensi 1

Metode Wedge Prosedur perhitungan metode irisan bidang Iuncur dengan garis luncur yang

patah-patah (garis-garis a, b, c dan d) pada Gbr. 3-28, dengan karakteristika rencana teknis seperti yang tertera pada Tabel 3-8, dengan demikian faktor keamanannya dapat diperoleh dengan prinsip-prinsip perhitungan sebagai berikut :

Tabel 3-8. Karakteristika rencana-teknis untuk perhitungan stabilitas bendungan Metode Wegde.

Karakteristika Berat jenis Sudut geser dalam Angka kohesi teknis (t/m3) (lfo) (C)

Zone kedap air 1 ,80 1 7°---00' 4,0 Zone transisi 1 ,95 20°---00' 3,0 l.apisan pondasi yg. 1 ,80 0 4,0 lcmah

* Tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif dapat dihitung dengan rumus-rumussebagai berikut :

, · rw;-------------------------------------------------------------------

Gbr. 3-26 K -Segera set, -Intensitas

l

ondisi perhitungan lereng udik. lab bendungan selesai dibangun eban seismis horizontal, e = 0,20

Anska f untuk. lercng udik

1,51 1,43 1,47 1,57 1,73 I \ 1,531 1,42 \ 1,43 1,53 1,68 I \

1,54 1,44 1;42 1,�9 1,64 \

1,59 1,47 1,4()1 1,46 1,59 I

tB; t;46 1,39 143 1 55 I \ (1,39) (1'.40 ) 1,52) 1,7�)

1,74 1,51 1,42 1,50 1,67 1,87 �

\ (1,40, 1,37) 1,47) 1,68) 1,81 1,5i•1,42 ,39 \ 1,46 1 ,61 1,81

I ,-� \ .l.44) 1,34) (1,42) {1,61) 1,89 1,63 1,45\ 1;3� 1,43 1,56 1,15

\ 1,�2) 1,32) 1,37) {1,53) 1,97 1,72 1,50 1,41 1,40 1,.50 1,69

'· \ 1 ,:"61 1,35) 1,31) (1,45) {1,72) 2,18) 2,06 1,80 1,5s\ 1,42 1,38 \ 1:4.5 1,62

1,4/ 1,52) (1,32) (1,27) (1,37) (1,64 (2,10) 1,89 1,66 ,42 :41. 1:ss'

11{�, 01641 (1,35 1,ll ,1]9> {1,55) (2,01)

I 1,98 1,76 1,44 i,.& t:49\ , .. � 1,15) 1,44 l ,26*f,23) l,4G) {1,91) 2,10 1,88/ 1,68 t,St (46 ,44�� \ ['..

,t1 1,92) .... � 1,30 ) (1,20) (1,38) ' ·� 1,81 1,64 1,53 i,45 \ . I

Angka f untuk lereng hilir

(1,39)

o:m i (1,33) I

I (1,28 I I (>28) I (l,65k\l·; (1,23)

1,59\ {1,31 j �i (1,20) I

0·5,2) :lP (1,20

i ; I y (1,24) o',:zi> I . i

i-J.ff / 1,39) {1,23) l'e5) I I ff;?�/ 1,)2) o.:z,o> ,(1,32) , V p.27) <H3> (lt) I 17 (1,25) !,t.30) (li45) I / '1,2�) {1,36) (1,\8) / 1,37) 1,42) (1,74)

1,75

1 ,72

1,69

1,66

1,62 1,29 (1,34)

1.� 1,24 ) (1/6) I \ 1,551 1,27) V 1,23) I 1,24) , ,

(1,26) I

(1,38) I . 1,.51 (1,45) I

t;48 {1,60)

1,45 {1,71) I I 1,45

(1,34 ) (1,91) -1,47

( 1,38) (2,28) 1,49

(1,46) 3,01) 1 ,52

1 ,58) (3,39) 1,54

(4,70) (3,80) 1,.57

1 ,63 1,46 f'!T 1,44 �f�, I 1,59 ;44 I 39 1 1,46

I 1,4� I I

1,551 1,40 1,50

1,5:/ I

1,41. 1,42 1,55

�7 I 1,40 1,45 1,60

1,44 1,41 1,48 1,70 I 1,43 1,43 1,51 1,78 I 1,43 4.4.5 1,55 1,90

I l,4J 1,43 1,62 1,97

I 1,511 1,45 1,67 2,00

1,47 l,SJ 1,71 2,13

1,50 1,5J 1,53 l,6l 1,55 1,J '

1,60 1,6� 1,63 .1)1 !

.. (2,10) 1,71) !:�t> (1.3 .. 1,3� (1,76) � '/ �.17 1,99 1,82 1,66 1,57, -- 1----

130,00

---�o/ " Hamparan � ' pelinding y �= �5� ·'\-lti 11111Ml �� �H�� }��!r9J'i' \ ( i'l((�(\ ;» \( c - ,,•

Zone kodap air • _ l'l" . \( c . 3,o Zone ked&J? !ll! l> =; 32,.

EL. 196,00 Garis equivalen �� - 19000 EL. 186,00 �� EL. 185,00 � dari tekanan air pori Zone sembarangan (11)

�;>.. 1 1111� <EL. 174,00

3 1 0 3 ,..._ P.- o, EL. 16S,b0

i I

Zone semba�ransan -I ( ; =·�i� \( C· - 0 � - 32"

7 . .":\( c - o Dramase "' :.:, 30.,

EL. 163,00

� ..........___ .�( e - o Zone ba t/1 == Js<> I Oari1 cquivalen·dari tekanan air pori (t/M2)

EL . .152,00

210,00m

200,00

19000

ISO,CM? .• _ \\! 170,00 j

�

160,00

150,00

140,00

l30,QO

!oH N

� g 0 Ill ::s Ill Ill ::s � ::s fij" rQ. § §

-VI -

"�· �

1,48 1,39 1,3!'! I 'I

t .so_l•.•2 ! i • .34

1 ,32 1 1 .42 �� 1,34

J,53 1 1 ,43 1 1 ,36

1.5� i 1,45 l t�39 I I

1 ,36 1,41

1.34 1,39

\ 1,33 1,37

\

� �. \ 1,31 l,i2

J,jO 1,47

1,44

1.41

1,38

1,61_ �

�� � 1,!'!!'! 1,68

I,:n 1 ,6!'!

1 ,48 1 ,62

Kondiai J)<rhltW>g8D iereng udik. Tutggl elevasi perrnukaan air waduk !83,00 m Segera se1elah bendungan selesai dibangun

�lnlensitas beban seismis, ' = 0,2

'·" :�F-'.....J""'·:::'s=-t-+---1 1,60 1,!14 1/ i I '.?-6 I I i 1 ,6J 11,49 11,41 1,351 1 ,29'.1!,31 1,38 ) 1 ,!11 I\ I 1,68 r ' ·" l t .•3 l i.36 \,.30 ri.29 "'·'' r , ...

1,43 1,36 1.29 1.24 -� I I I I '' /_ [_�1 •24 � l 1 I I i 11,41 i J ,34 1 1 .�4 1,24 I I I I l I : I !J.' ' 1 , 1 i 1,39 J' ··n 1 ,26 1 1 .2" 1 .2!1

' il 1(1 ,35) (1 ,28)! ,., i ' j 1.4� 1 1 ,37 1,30 1,2$ 1 ,24 1 ,27

I l t 1 .32 ( 1 ,27) ,' I I l I 1,42 1,34 1,28 1,24 I J ,24 1 ,29

(1,51)( 1 ,38 ( 1 ,29)(!,26) 1 I / 1 1,39 1,32 1,27 ! ,24 1,25 I 1,36

·r(l ,47) (1,3!1 1.27) ( J .28) / I I I ( 1,37) 1,30 1 ,26 1 ,24 1,25 1,42 (1,44) (�,32 (1,2$ (1,29 lY 1 I

t , 1,34 1 1 ,29 1 ,23 1 ,24 1,26 J,n (1,40) 11\29 1,,23) (1 ,::0) / I , I _,� I 1,32 1 ,28 1,24 j J ,2!i

I I I I u.3?J o.29> (1,23 <!·�'> .' 1 , ,, I I 1,30 1 ,27 1 ,2� 1_1,2!1

1 ,30j l .H

1,33 1 1,60 (1,6>) 1,47) <t,-3�) (1,27) (I,�. 1,42) 1 /I 1

I 1 I i.28 ' 1 ,27 1,2!1· ] 1 ,26. (1 ,37 1 1 ,71 j0,61 1,43) (t;'.ll> 0.24l ';2•> < t.>2J[

• 1 -' _i f I 1 ,27 __D,27 1,26 , 1 ,29 _11,41

Kondisi p<>rhitungan lereng hillr. \ rl \ [I --- I I o.4T. (1,3i (t,24Jj(t.22' (1,32 (2,73) I K' I -Tmggz elevasi pennukaan air waduk 1 ,73 1 .�4 1,44 1,37 1t,JJ 1 ,28 1:32 1,42 1 '/i' i\ 1 . • 1 ,28 1 ,28 1',29 1 ,34 192,00m . . I '/['-.__ 1 1 ( 1 ,41 o:28)(1 ,22)(1 ,24){1,41 (3,06) -��a setelah bendu.ngan selesat dtba· 1,79 1 ." 1,4.5 1,39' 1.� I J ,28'-l t,30 1 ,38 1 ,34 1 ,76 /b I r� : 1,30 1,29 1,31 1 1 ,37

-Intensitas beban seisrnis e � 0.2 (' . I 1 "\ / (1 ,,36) ( 1,27) (1 ,23) <t:2Sl 1 1,40 1,16 1,32 1,28 1,33 1,49 1,71 1 1 . 1 ,84

210,2'!m

200,00

!._90,00

180,00

- ·- �\ \ I \. " ' / ( 1,34) 1 ,26) (1,25Jj(.l,2T. j' - ·-- jt,42 1,38\ 1,34 1 ,�9 1,33 i l ,44 1.6!1 / / I 1 / / i \ - I � I / (1,34 (1,29 ( 1 ,28 0.,34) I

A ·- [··· · ,1.47 [ t ,40 l t ,l7 1,36 1,3,2 1,41 1,61 ' / I / I i

'·" lt, .. ll.41 \t:�o-ki5 1.41 1.55 � � " ... �r ,,� Garis equilekanan air pori � i-���--------------------------/ EL. �9}.,00

e- o • - 35" �196.00 Zone

sembarana: (U) EL. 190,00

Elevasi permukaan air penuh "------ 'EL. '183,00 "-..�·00 EL. !83,00

EL. 174,00

!!P� 200,00

190,00

180,00

170,00 �-o :::::,._ � EL. '170,00 � =�� :::-... ......... EL. I6S,OO ��70,00

EL. 163,00 I�

.....! � - 0

� EL. 168�

� Zone kedap air

1 30,00

c - >,6 � � 29° Zone kedap air

Zone semba-rang(l) c - 3.0 � - no Drainage \ C - 0 � - 30"

............ :?S- �

Zone timbur.an

batu

-.......... c � o � - w

Gbr. 3-27 Gambar yang dihasilkan dari perhitungan stabilitas.

160,00 ! EL. 152.00 1!10,00

140,00

1 30,00

.... �

� er !H

dl � � �i. "' /'

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

Zone kedap airh'1 = 3l,O m hw1 = 33,6 m h"2 = lO,S m hw2 = 7,5 m

Gbr. 3-28 Skema perhitungan stabilitas tubuh bendungan dengan metode bidang luncur kombinasi metode Wedge (Wedge method).

153

P� = � y, · Hi · tan2 ( 45° - �) - 2CH1 · tan ( 45° - f) = � X 1 ,95 X e1 •0 ! 33•6r X tan2 ( 45° - 2�)

(3. 12)

- 2 X 3,0 X el,O ! 33•6) X tan ( 45° - 2�) = 376,3t/m

PP = � y, · H� · tan2 (45° + �) + 2CH2 · tan (45° + 2�) = � X 1 ,80 X C0•5 i 7•5r X tan2 (45° + 1�)

+ 2 X 4,0 X e0•5 i ?,Sr X tan (45° + 1�� = 229,9tfm

F _ C·L + (W - U) tan cp + Pp = 4,0 X 56,3 + 229,9 ...:.... 1 21 1 -P11 376,3 ' '

Tabel 3-9. Karakteristika rencana-teknis untuk perhitungan stabilitas bendungan metode Helenius.

(a)

Karakteristika Sudut geser teknis Berat Jenis dalam Angka Kobesi

(t/m) (�) (C) Zone kedap air 1 ,80 1 7°-00' 4,0 Zone sembarangan 1 ,95 25°-00' 4,0

(b)

No. Irisan w L c L x C. (t) (m) (t/m3) (m) ifJ Catatan

(3. 13)

(3. 14)

(I) 537,0 30 1 ,3 39,0 8,3" L = Panjang dasar irisan

1 . 1 61 ,0 46 1 ,3 60,0 8,3° C' 1/J = I/J' (2) C = - • F, F, (3) 42,0 1 1 1 ,3 14,3 5,7° F, = 3

I I

154 Bab 3. Perencanaan Teknis

(a)

Gbr. 3-19 Skema perbibmgan stabUitas tubuh bendungan bidang IUIIC1D' kombinasi metode Helenius (Modified Helenius'metbod).

dimana : 7 r : berat jenis tanah

H 1 : tinggi wedge aktif H, : tinggi wedge pas if

Referensi 2 Metode Fellenius Prosedur perhitungan adalah sbb. : Andaikan garis luncur suatu bidang luncur terdiri dari garis kombinasi (tidak

merupakan suatu garis lingkaran), seperti yang tertera pada Gbr. 3-29(a) yang merupa­kan garis A.B.C.D. dan karakteristika rencana teknis seperti yang tertera pada Tabel 3-9(a). Dengan demikian dari harga-harga yang tertera pada Tabel 3-9(a) dibagi dengan angka faktor keamanan yang ditentukan sembarangan (F,) sehingga

· Resultant gaya-gaya yang beke�ja - ........... ....,. '"""" I. • Wt .K.obesi (C x L)-:/ ! garis luncur tek.tanah

Resultant

L. __ (f-�uyvariable �� ( W1 X ex) l.,·. sasnus (U2 - U,)

Gbr. 3-30 PoHgon pembebanan pada sebuah irisan bidang luncur.

3. 2 Perencana;:ln Teknis Bendungan

Kekuatan reaksi

E Tekanan tanah

Kekuatan V resultant

Daerah lokasi titik tumpuan tekanan tanah

Gbr. 3-31 Segitiga keseimbangan clari gaya­gaya yaug bekerja pacla sebuah irisan biclang luncur.

� hH/2 11;----r___,:::; � - "--.:::.� f - -/- _L H ,.... ,.... "-' H - - --,-:>., 1 -- --:- -F -- !--..::- L X�- -!!��\--::- � -- -L->- Hi3 y B Daerah lokasi titikArab tekanan tanah : : : tumpuan tekanan tanah: L/3 'j L/2-!

I T L------, Daerah lokasi titik tumpuan kekuatan reaksi

Gbr. 3-32 Arab tekanan tanah serta claerah lokasi titik tumpuannya.

C = C', tan ifJ = tan ifJ' F, F,

1 55

maka diperoleh hasilnya seperti yang tertera pada Tabel 3-9(b) dan selanjutnya dapat dibuatkan grafik seperti yang tertera pada Gbr. 3-29(b). Untuk memulai perhitung­an ini, pertama-tama harus dicari titik berat dari bidang luncurnya dan dapat dianggap bahwa resultant semua gaya-gaya yang bekerja pada bidang luncur terse but akan melaloi titik berat tersebut. Apabila dalam perhitungan ini akan diikut sertakan beban-beban seismis dan tekanan air pori, maka skema pembebanan akan berbentuk seperti yang tertera pada Gbr. 3-30.

Sesudah diketahuinya resultant Vno dan dengan mengasumsikan arah tekanan tanahEn, maka segi tiga keseimbangan dari beban-beban yang bekerja pada bidang luncur akan dapat diketahui; yaitu yang terdiri dari resultant Vn, gaya reaksi R. dan tekanantanah En seperti yang tertera pada Gbr. 3-3 1 .

Seperti yang tertera pada Gbr. 3-32(a), arah tekanan tanah yang bekerja di dekat permukaan lereng-lereng tubuh bendungan diandaikan (diasumsikan) membentuk garis-garis yang sejajar dengan lereng-lereng tersebut, tetapi semakin ke dalam (semakin ke bawah) akan membentuk garis-garis yang horizontal (sejajar dengan permukaan tanah asli). Dari pengandaian-pengandaian tersebut, maka dapat menghasilkan suatu pemikiran, bahwa titik tumpuan tekanan tanah terletak di daerah antara seperdua dan sepertiga dari ketinggian sisi-sisi irisan bidang luncur, seperti yang tertera pada Gbr. 3-32(b).

Gambar pengandaian secara demikian, akan menghasilkan kesalahan-kesalahan pada perhitungan faktor keamanan cukup kecil (hanya 2 %). Seperti skema yang tertera

156 Bab 3. Perencanaan Teknis

pada Gbr. 3-29(b), grafik segi-tiga keseimbangan bidang luncur dibuat pada setiap irisan. Akhirnya sesudah diperoleh grafik rangkaian gaya-gaya dan beban yang bekerj a

pada sebuah bidang luncur yang merupakan suatu grafik yang tertutup, maka F, yang diandaikan, merupakan faktor keamanan (F,) yang dicari.

Apabila grafik yang tergambar berpotongan, hal tersebut memberikan petunjuk, bahwa pengandaian F, lebih kecil dati F, yang dicari. Tetapi apabila yang tergambar grafik terbuka, berarti pengandaian F, lebih besar dari F, yang dicari. Jadi perhitungan dikerjakan berulang kali dengan pengandaian berbagai harga F., hingga diperoleh gambar grafik yang tertutup dan grafik tertutup ini berasal dari pengandaian angka F, yang dicari.

Selain gambar grafik yang tertutup yang memberikan angka F, yang dicari, tetapi harus memenuhi persyaratan lain yaitu agar garis kerja tekanan tanah dan gaya reaksi pada setiap irisan bidang luncur, supaya terletak di antara titik 1/2 dan 1/5 panjang sisi�sisi irisan terse but, agar dapat memenuhi persyaratan �M = 0. (3) Stabilitas bendungan terhadap aliran filtrasi

Baik tubuh bendungan maupun pondasinya diharuskan mampu mempertahankan diri terhadap gaya-gaya yang ditimbulkan oleh adanya air filtrasi yang mengalir melalui celah-celah. antara butiran-butiran tanah pembentuk tubuh bendungan dan pondasi terse but.

Untuk mengetahui kemampuan daya tahan tubuh bendungan serta pondasinya terhadap gaya-gaya tersebut di atas, maka diperlukan penelitian-penelitian pada hal-hal sebagai berikut : • formasi garis depresi (seepage line formation) dalam tubuh bendungan dengan

elevasi tertentu permukaan air dalam waduk yang direncanakan. • kapasitas air filtrasi yang mengalir melalui tubuh dan pondasi bendungan.• kemungkinan terjadinya gejala sufosi (piping) yang disebabkan oleh gaya-gaya hydro­

dinamis dalam aliran air filtrasi.

trayclaori Hal-hal tersebut dapat diketahui dengan mendapatkan formasi garis depresi

(seepage line jormation) dalam tubuh bendungan dan membuat suatu jaringan aliran

trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net) dalam tubuh serta pondasi bendungan. (a) Formasi garis depresi Formasi garis depresi pada zone kedap air suatu bendungan dapat diperoleh dengan

metode Casagrande. Apabila angka permeabilitas vertikalnya (k.) berbeda dengan angka permeabilitas horizontalnya (kh), maka akan terjadi deformasi garis depresi dengan mengurangi koordinat horizontalnya sebesar ,;'1CJk;. kali.

Pada Gbr. 3-33, ujung tumit hilir bendungan dianggap sebagai titik permulaan koordinat dengan sumbu-sumbu x dan y, maka garis depresi dapat diperoleh dengan per�amaan parabola bentuk dasar sbb. :

Sesuai dengan rumus (3. 1 5 & 3.16) (Bz-Co-Ao) -garis depresi

h

--4---�--�-----/2------�1\ 1--------'=-x----r---l :\

Gbr. 3-33 Garis depresi pada bendungan homogen (sesuai dengan garis parabola).

a tau

dan

2. 2. X = y - Yo 2yo

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan

Y = -J2yox + Y�

Yo = -Jh2 + d2 - d

dimana: h : jarak vertikal antara titik-titik A dan B. d: jarak horizontal antara titik B2 dan A. /1 : jarak horizontal antara titik-titik B dan E. /2 : jarak horizontal antara titik-titik B dan A. A : ujung tumit hilir bendungan.

157

(3. 15)

(3.16)

B : titik perpotongan antara J)ermukaan air waduk dan lereng udik bendungan. A1 : titik perpotongan antara parabola bentuk besar garis depresi dengan garis

vertikal melalui titik B. B2 : titik yang terletak sejauh 0,3 /1 , horizontal ke arah udik dari titik B.

Akan tetapi garis parabola bentuk besar (B2 - C0 - A0) diperoleh dari persamaan tersebut, bukanlah garis depresi yang sesungguhnya, masih diperlukan penyesuaian­penyesuaian menjadi garis B - C - A yang merupakan bentuk garis depresi yang sesungguhnya seperti yang tertera pada Gbr. 3-34, sebagai berikut :

·

E Pondasi kedap air. AAo·

Gbr. 3-34 Garis depresi pada bendungan bomogen (sesuai dengan garis parabola yug mengalami modifikasi).

* Pada titik permulaan, garis depresi berpotongan tegak lurus dengan lereng udikbendungan, dan dengan demikian titik C0 dipindahkan ke titik C sepanjang Aa.

* Panjang garis lia tergantung dari kemiringan lereng hilir bendungan, dimana airfiltrasi tersembul keluar yang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikqt:

dimana :

a + lia = Yo1 - cos �

a : jarak AC (periksa Gbr. 3-34) lia : jarak C0 C

� : sudut kemiringan lereng hilir bendungan.

(3.17)

Harga a dan lia yang diperoleh dengan persamaan terse but dan dengan pengambilan angka C = af(a + lia) dalam Gbr. 3-35 dan 3-36.

Apabila kemifingan sudut lereng hilir bendungan lebih kecil dari 30°, maka harga a dapat diperoleh dengan rum us sbb. :

d /( d )i ( h )i a = cos � - "1/ cos � - sin � . (3.18)

I

158 Bab 3. Perencanaan Teknis

ao 3 3

60o < IZ < 90o a = 'fYO = -;f (.;hl + d2 - d) 90o < 1Z < 180o

(!Z = 900)

(a) (b) (c)

��:' 1 a = a0 = 2 (.;hz + d2 - d) (!Z = 180°)

(d)

Gbr. 3-35 Beberapa cara untuk memperoleb barga •a• sesuai dengan sudut bidang singgungnya (a).

t--' < cz < 180° .

---,0 ,4

..: ... ,,,� 0 ,3 o::s ,� ' I I

' ' ' I I

--....... �'-... � 2

<3 + . o::s 1 11 . u

,0

90° 120° 150 180°

"'� 0

cz = Sudut bidang singgung

Gbr. 3-36 Hubungan antara sudut bidang

singgung (a) dengan a !a.1a

-+---.---1 \rr = 5,37

d = 0,3/a + /z = 28,60 /z = 13,00

Gbr. 3-37 Skema formasi garis depresi pada bendungan homogen yang dilengkapi dengan sistim drainage alas.

Referensi 1 Contoh perhitungan untuk menentukan formasi garis depresi pada bendungan homogen. Dari Gbr. 3-37, diketahui h = 27,00 m dan d = 0,3 /1 + /2 = 28,60 m dengan

demikian harga

Yo = ../h2 + tP - d = ../(27,00)2 + (28,60)2 - 28,60 = 39,33 - 28,60 = 10,73m.

Maka garis parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan (3. 1 5) sebagai berikut :

y = ../2yo:x + y� = -vl21 ,46x + 1 1 5, 13

dan diperoleh koordinat parabola dasar sebagai berikut :

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 159

x(m) - 5,37 0 s 10 15 20

y(m) 0 14,91 18,16 20,91 23,33

Seperti yang tertera pada Gbr. 3-35, permukaan aliran keluar adalah untuk d = 180°, sehingga C = ll.af(a + ll.a) = 0, maka dengan persamaan (3.17), harga a + ll.a dapat diperoleh sbb. :

a + ll.a = 1Yo = 1

10,731 = 5,37 - COS (¥ +

Referensi 2 Contoh perhitungan untuk menentukan formasi garis depresi pada bendungan dengan

inti kedap air vertika/ (1) Untuk zone inti kedap air

Pada Gbr. 3-38, diketahui h = 29,00 m dan d = 0,3 /1 + 1, = 18,40 m. dengan demikian:

Yo = _Jhz + d'1. - d = _j(29,00)Z + ( 18,40)'1. - 18,40 = 34,34 - 1 8,40

= 1 5,94

0,3/J = 2,40 m

Gbr. 3-38 . Skema formasi garis depresi pada bendungan inti vertiltal

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan (3.1 5) sebagai berikut:

y = -J2y0x + y� = _J31,88x + 258,08

dan diperoleh koordinat parabola tersebut sbb. :

x(m) -7,97 0 5 10 IS y(m) 0 1 5,94 20,33 29,93 27,06

Seperti yang tertera pada Gbr. 3-36, pada permukaan air lceluar adalah : d = 75° -00' dan C = ll.af(a + ll.a)= 0,28, sehingga sesuai dengan persamaan (3. 17), maka :

a + ll.a = Yo 1 - cos (¥

1 5,941 - 0,2588 = 2 1 •51m

karenanya harga-harga ll.a = 6,02 dan a = 15,49

160 Bab 3. Perencanaan Teknis

(2) Untuk zone sembarangan Dengan anggapan koeffisien filtrasi zone sembarangan sebesar k1. = 20k 1 , (k1 =

koeffisien filtrasi zone inti kedap air). Dengan anggapan debit aliran filtrasi konstan, maka.

Q = k1 ·y0 ·L = k2 ·h2 ·L, dan dengan demikian harga h2 = (k1/k2.)y0 = 1 /20 · 1 5,49 = 0,80m

Berdasarkan persamaan (3. 1 5), diperoleh koordinat parabola bentuk dasar sebagai berikut :

y = �2h2x + M = �1 ,6x + 0,64

x(m) -0,40 0 10 20 30 40

y(m) 0 0,80 4,08 5,72 6,97 8,04

Referensi 3 Contoh perhitungan untuk menentukanformasi garis depresi pada bendungan inti miring

(I) Untuk zone kedap air Seperti yang tertera pada Gbr. 3-39, lingkaran berradius (B + B')/2 tergambar

dengan titik D sebagai pusat lingkaran tersebut 'clan titik E dapat diperoleh, sehingga garis depresi pada zone kedap air bendungan merupakan garis busur CE.

kz = 20kt

h2 Gbr. 3-39 Skema formasi garis depresi pada bendangan tirai.

(2) Untuk zone sembarangan Elevasi titik E adalah titik tertinggi dimana air filtrasi mengalir keluar dari zone

kedap air dan harga.y0 = 21 ,00m (dengan dasar pengukuran di tempat).Dengan demikian harga h2 = (ktfk2)y0 = (1/20) X 21 ,00 = 1 ,05m Dengan menggunakan persamaan (3. 1 5), diperoleh koordinat parabola bentuk

dasar sebagai berikut :

y = �2h2x + hi = �2,10x + 1 , 10

selanjutnya :

x(m) -0,53 0 5 10 20 40 y(m) 0 1 ,05 3,41 4,70 6,57 9,23

(b) Pembuatan jaringan trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net) Berbagai metode telah dike.mbangkan untuk membuat jaringan trayektori

aliran filtrasi pada bendungan urugan dan metode yang paling sesuai dan sederhana adalah metode grafis yang diperkenalkan oleh Forchheimer (Forchheimer's diagram­atical solution).

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 161

Akan tetapi metode ini mempunyai kelemahan yang cukup menonjol, dimana penggunaannya akan mencapai basil yang baik, hanya oleh tenaga ahli yang cukup berpengalaman. .

Didasarkan pada jaringan trayektori aliran filtrasi yang telah tergambar, selanjutnya dapat dihitung kapasitas air filtrasi dengan ketelitian yang cukup baik dan gambar tersebut akan sangat cocok dengan kenyataan apabila dibuat oleh'

tenaga ahli yang cukup berpengalaman. Contoh jaringan trayektori aliran filtrasi dapat perhatikan pada. Gbr. 3-40.

Permukaan air waduk

Garis equipotensial I h

Batas permukaan kedap air meru­pakan trayektori aliran terendah

). 1 Permukaan air di hilir Bidang singgung Garis potensial bendungan potensia.l dcnpn harp nol

Gbr. 3-40 Jaringan trayek.tori a1iran filtrasi dalam t'llllt..ll beat ga• (ne.pa jiBDiab poteasial

= 9).

Untuk menggambar jaringan trayektori aliran filtrasi melalui sebuah bendungan supaya diperhatikan hal-hal sbb. : * Trayektori aliran filtrasi dengan garis equi-potensial berpotongan secara tegak

lurus, sehingga akan membentuk bidang-bidang yang mendekati bentuk-bentuk bujur-sangkar atau persegi panjang.

* Jadi apabila diperhatikan bentuk bidang ABCD (Gbr. 3-40) hanya mendekatibentuk bujur sangkar, akan tetapi apabila dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil, maka bentuk .bujur sangkarnya akan semakin nyata.

* Biasanya bidang-bidang yang terbentuk oleh pertolongan trayektori aliran filtrasidengan garis-garis equi-potensial tersebut di atas lebih mendekati bentuk-bentuk persegi panjang dan pada semua persegi panjang yang terjadi, perbandingan antarasisi pendek dan sisi panjangnya mendekati harga yang sama.

* Pada bidang di bawah tekanan atmosfir, dimana aliran filtrasi tersembul keluar,bukan merupakan trayektori aliran filtrasi dan bukan pula merupakan garis equi-potensial, karenanya tidak akan terbentuk bidang-bidang berbentuk persegi­panjang dan trayektori aliran filtrasi dengan permukaan tersebut tidak akan ber­potongan secara vertikal.

* Garis depresi yang berpotongan dengan bidang di bawah tekanan atmosfir(titik tertinggi tersembulnya aliran filtrasi), tertera pada Gbr. 3-41 .

* Titik perpotongan antara garis-garis equi-potensial dengan garis depresi adalahdengan interval (llh) yang diperoleh dengan membagi tinggi tekanan air (perbe­daan antara elevasi permukaan air dalam waduk dan permukaan air di bagian hilir bendungan) dengan suatu bilangan integer (bilangan bulat).

Referensi 1 Contoh jaringan trayektori aliran filtrasi Contoh jaringan trayektori aliran filtrasi pada bendungan urugan, dimana angka

162 -Bab 3. Perencanaan Teknis

Tanah dasar pondasi yang tak dapat ditembusi

Gbr. 3-41 Gradfan rembesan

koeflisien filtrasi vertikal berbeda dengan angka koeffisien filtrasi horizontal (k. #: k,J. Jaringan trayektori aliran filtrasi digambar sebagai bidang-bidang persegi panjang

yang sisi horizontalnya diperpendek sebesar --/k.fk,. kali (periksa Gbr. 3-42).

� c02: / / / I I

Potoogan melintang yang dise­suaikan supaya k, = k,

Potongan melintang asli untuk k, = Sk,.

Gbr. 3-41 Sebaab coatob jariDgaD trayektori aliran filtrasi dalam tubuh bendungan (dbaaaa le, = Sk,). Referensi 2

Contoh jaringan trayektori a/iran filtrasi pada pondasi bendungan Apabila angka k tubuh bendungan sama dengan angka k pondasinya, maka

jaringan trayektori aliran filtrasi dapat dibuat seperti Gbr. 3-43.

I..apisan pondasi Wus air.

Lapisan pondasi kedap air Kr = Ko K• = K•

Jumlah pembagian equipotensial diambil N, - 10 Jml. pembagian trayektori aliran filtrasi diambiiNr - 5

Gbr. 3-43 JariDpn trayektori aliran filtrasi pada lapisan pondasl Type 1.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 163

Akan tetapi apabila angka k tubuh bendungan berbeda dari angka k pondasinya, maka trayektori aliran filtrasi supaya diperbesar secara proportionil dengan mengalikan perbedaan dari kedua angka k tersebut seperti yang tertera pada Gbr. 3-44.

Kt = SK. KA = K.

81 = 34°(0,674), Kt/K• = S, Kt 8 _ 3 370 K, tan 1 - ,

N, = 10 Nt = l S

• •• 8 o = tan-• 3,37 = 73°30'

Gbr. 3-44 Jaringan trayektori aliran filtrasi pada lapisan pondasi Type l.

Dengan demikian (seperti tertera pada gambar tersebut) dalam satu bidang terdiri dari Iima trayektori aliran ·filtrasi dan satu gari'> equi-p.otensial. Dan pembiasan sudut dari garis trayektori aliran filtrasi dapat dihitung dengan persamaan sbb. :

(3. 19)

dimana: k 1 : koeffisien filtrasi pondasi. k. : koeffisien filtrasi tubuh bendungan.

Referensi 3 Bentuk jaringan fi/trasi pada saat terjadinya penurunan mendadak (rapid draw down)

permukaan air waduk Aliran filtrasi pada saat terjadinya penutunan mendadak permukaan air waduk,

merupakan aliran tak tetap (unsteady flow), karenanya analisanyapun seharusnya dida­sarkan pada teori aliran tak tetap, akan tetapi teori tersebut sangat kompleks.

Untuk lebih menyederbanakan penganalisaannya, biasanya digunakan rumus­rumus Laplace dengan anggapan bahwa penurunan permukaan air waduk terjadi demi­kian cepatnya, sehingga kapasitas dari fasilitas-fasilitas pelimpab pada bendungan dapat diabaikan.

Dalam analisa ini gejala penyusutan dan gaya-gaya kapiler yang terjadi pada tubuh bendungan diabaikan, sebingga basil analisa akan menjadi Iebih aman.

Dan jaringan trayektori aliran filtrasi yang diperoleb akan merupakan gambaran dalam kondisi yang bersifat sementara.

Lereng udik dapat dianggap sebagai garis equi-potensial dan karenanya trayektori pada bidang lereng atas dapat digambarkan sebagai mana biasa (dalam kondisi aliran tetap), sedangkan trayektori aliran filtrasi di dalam tubub bendun§llll akan tergantung dari kecepatan penurunan permukaan air waduk, permeabilitas bahan pembenttik tubub bendungan dan kondisi permukl:.an lereng udik bendungan.

Permeabilitas baban-baban pembentuk tubub bendungan, merupakan faktor yang paling menentukan untuk karakteristika gambar jaringan aliran filJrasi dan umumnya akan memberikan basil sbb. : * Untuk bahan tubub bendungan, dengan k "> I x I0-3cmfdt, maka penurunan per­

mukaan air dalam waduk akan bersamaan dengan penurunan air yang terdapat dalamtubuh bendungan.

* Untuk baban tubub bendungan dengan l x I0-3 (k < 1 x I0-4cm/dt), maka

164 Bab 3. Perencanaan Teknis

penurunan permukaan air dalam waduk akan segera diikuti oleh penurunan permu­kaan air yang terdapat di dalam tubuh bendungan.

* Untuk bahan tubuh bendungan dengan k < 1 X I0-4cm/dt, maka penurunanpermukaan air dalam waduk tidak lagi segera diikuti oleh penurunan permukaan air dalam tubuh bendungan. Agar keduanya dapat mencapai permukaan yang sama membutuhkan waktu yang agak lama. (periksa Gbr. 3-45) dan akan sangat berpe­ngaruh terhadap stabilitas lereng udik dari bendungan tersebut.

� (a)

·�·� "' , (c)

( f)

Gbr. 3-45 Jaringan trayektori aliran filtrasi dalam keadaan terjadinya penurunan mendadak permukaan air waduk pada berbagai type bendungan tanah.

(c) Kapasitas aliran filtrasi Kapasitas aliran filtrasi adalah kapasitas rembesan �ir yang mengalir ke hilir

melalui tubuh dan pondasi bendungan. Kapasitas filtrasi suatu bendungan mem­punyai batas-batas tertentu yang mana apabila kapasitas filtrasi melampaui batas tersebut, maka kehilangan air yang terjadi akan cukup besar, disamping itu kapasitas filtrasi yang besar dapat menimbulkan gejala sufosi (piping) serta gejala sembulan (boiling) yang sangat membahayakan kestabilan tubuh bendungan.

Untuk memperkirakan besarnya kapasitas filtrasi suatu bendungan (baik yang melalui tubuh bendungan maupun yang melalui lapisan pondasi) dapat dilakukan

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 165

dengan menggunakan jaringan trayektori aliran filtrasi atau dengan menggunakan rumusrumus emperis.

Apa hila bahan pembentuk tubuh dan pondasi bendungan mempunyai harga k. dan k,. yang berbeda, maka untuk menghitung kapasitas aliran filtrasi dilakukandengan harga k yang telah dimodifisir (k).

Harga k dapat dihitung dengan menggunakan rum us sbb. :

dimana : k : koeffisien filtrasi yang dimodifisir.

k• : koeffisien filtrasi horizontal . �. : koeffisien filtrasi vertikal.

(3.20)

1) Memperkirakan besarnya kapasitas filtrasi yang mengalir melalui tubuh dan · pondasi bendungan yang didasarkan pada jaringan trayektori aliran filtrasi, dapat dihitung dengan rum us sbb. :

dimana: Q1 : kapasitas aliran filtrasi (kapasitas rembesan). N1: angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi. N P : angka pembagi dari garis equi-potensial. K: koeffisien filtrasi. H: tinggi tekanan air total. L: panjang profil melintang tubuh bendungan.

(3.21)

Sebagai contoh untuk perhitungan tersebut di atas (periksa Gbr. 3-46), apabila diumpamakan telah diketahui data-data sbb. :

k : 5 X I0-6cmfdt = 5 X I0-8mfdt. L : 333m H: 42m -Z: � �3 }diperoleh dari jaringan trayektori aliran filtrasi.

Dengan mempergunakan rumus (3.2 1), maka :

Q1 = Ii X 5 I0-9 X 42 X 333 = 0, 13 X 1(�· 2m3/dt =. l l 2m3fhari

Garis equipotensialGbr. 3-46 Contoh jarlngan trayektori filtrasi pada zone kedap air bendungan tirai.

166 Bab 3. Perencanaan Teknis

2) Memperkirakan kapasitas filtrasi dengan rumus empiris sebagai berikut :

dan q = k · i ·A

dimana : Q1: kapasitas filtrasi.

q: kapasitas filtrasi per unit panjang tubuh bendungan. B: lebar profile tubuh bendungan (periksa Gbr. 3-47). k : koeffisien filtrasi. i: gradient hydrolis (dihitung dengan rumus (3. 16)

Yo = ;;/h1 + tP - d). A : luas potongan lintang yang dilalui air filtrasi per unit le bar.

(3.22)

(3.23)

Sebagai contoh perhitungan (periksa Gbr. 3-48), apabila diumpamakan telah diketahui data-data sbb. :

k = 5 X I0-6cm/dt = 5 X I0-8m/dt

i,A dan B dapat diukur langsung pada Gbr. 3-48 dan disusun seperti yang tertera pada Tabel 3-10.

Dari Tabel 3-10 tersebut di atas, akan diperoleh kapasitas filtrasi sebagai berikut :

Q1 = k2.'i ·A ·B = 5 X I0-8 X 30,626 = 0, 1 5 X I0-2m3/dt = 132m3/hari

Gbr. 3-47 Penampang memanjang sebuah bendungan urugan.

k = 5 x J0-6 cmjsecGbr. 3-48 Diagram perhitungan untuk memperoleh kapasitas filtrasi yang mengalir

melalui tubuh bendungan tirai.

3) Memperkirakan kapasitas filtrasi pada bendungan inti m iring. Rumus empirisyang digunakan adalah :

Q, = q · h (3.24)

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 167

Tabel 3-10. Tabel perhitungan untuk menentukan volnme air filtrasi yang melalui tubuh bendungan.

CD ® ® @ @iA @B (j) Nomor urut 192 Ketebalan Panjang Le bar

blok. Elevasi blok - CD rata-rata rata-rata ®+@ x® (m) @ x@

1 182,50 9,50 6,00 10,00 5,70 1 .000 5.700 2 177,50 14,50 1 1,00 14,00 11 ,39 950 10.821 3 170,00 22,00 12,50 22,00 12,50 670 8.375 4 162,00 30,00 13,50 30,00 13,50 340 4.590 5 154,00 38,00 18,00 60,00 11 ,40 100 1 .140

::E 30.626

Catatan: Sesungguhnya, garis-garis pembagian disesuaikan dengan perubahan potongan melintang dari masing-masing blok.

( H - �) 1 ( H + h2 ) kq = PQ + CM

· 2 sin 81 sih 82 2

Contoh praktis perhitungan : Dari skema Gbr. 3-48, da,pat diperoleh data-data sbb. : k � 5 X I0-6cmfdt = 5 X I0-8mfdt

maka:

L : 333m H : 92m h'" : 34m

PQ : 9mCM : 31 m sin 8 1 = 0,316 sin 82 = 0,707

( 42 - 3i) 1 ( 42 34 ) -8 q = 9 + 31 • 2 0,316 + 0,707 X 5 X 10 -2-

= 1 ,25 X 90,5 X 5 X 10 = 566 x 1o-•m3/dt

(3.25)

Q1 = 333 X 566 X I0-8m3/dt = 0,19 X IO-'"m'/dt = 16lm3fhari

4) Memperkirakan kapasitas filtrasi pada pondasi bendungan. Kapasitas filtrasi yang didasarkan pada jaringan aliran filtrasi dapat dihitung dengan memper­gunakan skema jaringan trayektori aliran filtrasi yang tertera pada Gbr. 3-40, point 3.2.3. (3).(b). Akan tetapi apabila bendungan dilengkapi dengan alas kedap air (blanket), maka kapasitas filtrasi dapat dihitung dengan rumus empiris (3.3). Selain tersebut di atas, dapat pula dipergunakan rumus-rumus empiris sebagai berikut :

a) Rumus yang didasarkan pada anggapan, bahwa garis-garis trayektori aliranfiltrasi merupakan garis-garis berbentuk ellip:

168

dirnana :

Bab 3. Perencanaan Teknis

q = k·H sin- 1 (L) = k·H log (L + /y2 + c2) n c n • c 'V . c

q : kapasitas filtrasi per unit panjang bendungan. k : koeffisien filtrasi. H: tinggi tekanan air total. y : kedalarnan dari suatu titik, pada pondasi. c : setengah lebar dari zone kedap air (B).

(3.26)

b) RuitlUs yang didasarkan pada anggapan, bahwa garis-garis trayektori aliran filtrasi rnerupakan bidang-bidang berbentuk persegi panjang. (B/T > 1) :

q = k · H • (-T-) B + T

(3.27)

dirnana : T: ketebalan lapisan pondasi yang diperhitungkan.

c) Contoh perhitungan kapasitas filtrasi pondasi bendungan dengan kondisi

e "" ...,. 11

:X:: f.,.,

seperti yang tertera pada Gbr. 3-49. -

* Dengan rurnus (3.26), rnaka perhitungan dapat dikerjakan sebagai berikut :

_ k ·H . _ 1 (Y ) _ 1 X 10-s X 42 . _ 1 (45\ q - ----n- sm c - 3, 14 sm 95}

= 13,38 X 10-s X 0,8814 = 12 X I0-5m3/dtfm

* Dengan rum us (3.27), rnaka perhitungan dapat dikerjakan sbb. :

"'

q = k·H • B �

T = 1 X 10-s X 42 X 1909! 95

= 14 X I0-5rn3/dt/rn

lOO m 90 mI /r-�

�� k = l x IO-Sm . . . . . � . . . . . l . Aliran

/sec

---- _L C = 95 m y C = 95 m

B

,., i. ,,. !. llnit"fl•

Gbr. 3-49 Kapasitas filtrasi yang mengalir melalui pondasi sebuah bendungan urugan.

(d) Gejala-gejala sufosi (piping) dan sernbulan (boiling). Agar gaya-gaya hydrodinamis yang tirnbul pada aliran filtrasi tidak akan rne­

nyebabkan gejala sufosi dan sernbulan yang sangat rnernbahayakari

baik tubuh bendungan maupun pondasinya, rnaka kecepatan aliran filtrasi dalarn tubuh dan pondasi bendungan tersebut pad� tingkat-tingkat tertentu perlu dibatasi.

Besarnya kecepatan filtrasi tersebut dapat diketahui dengan rnenggunakan

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 169

metode jaringan trayektori aliran filtrasi atau dapat pula diperoleh dengan rumus­rumus empiris. 1) Dengan menggunakan jaringan aliran filtrasi (periksa Gbr. 3-40(a), (b)), maka

dapat digunakan rum us sbb. :

dimana:

V = k·i = k • hzI (3.28)

v : kecepatan pada bidang keluarnya aliran filtrasi (lereng hilir bendungan).

k : koeffisien filtrasi i: gradien debit {periksa Gbr. 3-40(b))

h;. : tekanan air rata-rata (perbedaan antara tekanan pada titik peresapan di lereng udik dan titik keluarnya di lereng hilir suatu garis trayektori aliran filtasi.

1: panjang rata-tata berkas elemen aliran filtrasi pada bidang keluarnya aliran filtrasi.

2) Dengan menggunakan rumus empiris.

k·ll 1 ) v,. = -- • � z z (x > c n x - c

(komponen dari ruinus 3.26 dan Gbr. 3-49) dimana:

(3.29)

v,. : komponen vertikal dari vektor kecepatan aliran keluar pada per­mukaan lereng hilir.

x: jarak dari titik tengah (ke arah luar dari median A.B.). Suat� kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen

vertikalnya dapat mengakibatkan terjadihya perpindahan butiran-butiran bahan bendungan pada permukaan tsb. disebut kecepatan kritis yang secara teoritis dikem­bangkan oleh Justin dan diperoleh rum us sbb. :

dimana: c : kecepatan kritis

w 1 :· berat butiran bahan di dalam air. g: gravitasi F: luas permukaan yang menampung aliran filtrasi. Y: berat isi air.

3.2.4 Rencana-teknis Tubuh Bendungan

(1) Beberapa isti/ah penting (periksa Gbr. 3-50) (a) Tinggi bendungan

(3.30)

Yang dimaksud dengan tinggi bendungan adalah perbedaan antara elevasi permukaan pondasi dan elevasi mercu bendungan. Permukaan pondasi ad a lab · dasar dinding kedap air atau dasar dari pada zone kedap air. Apabila pada bendu­ngan tidak terdapat dinding kedap air atau zone kedap air, Jnaka yang dianggap permukaan pondasi adalah garis perpotongan antara bidang vertikal yang melalui

170 Bab 3. Perencanaan Teknis

-J 1- Tumit lereng hilir Kemiringan Iereng I �atas peng-. Permukaan tanah asliudik gahan pondasi

Kemiringan lereng hilir Lebar dasar galian pondasi zone kedap air

Gbr. 3-50 Beberapa istilah untuk bendungan urugan.

tepi udik mercu bendungan dengan permukaan pondasi alas benqungan tersebut (perikas Gbr. 3-5 1 ). Sedang mercu bendungan adalah bidang teriltas dari suatu bendungan yang tidak dilalui oleh luapan air dari waduk. Akan tetapi, apabila pada mercu bendungan terdapat tembok penahan (parafet) untuk melindungi mercu bendungan terhadap limpasan ombak, maka tinggi jagaan waduk bertambah setinggi tembok penahan dan puncak tembok dapat dianggap sebagai mercu bendungan yang bersangkutan.

I � Tinggi bend� . �

!,_� -Gbr. 3-51 Menentukan tinggi bendungan urugan.

(b) Tinggi jagaan (free board) Tinggi jagaan adalah perbedaan antara elevasi permukaan maximum-rencana

air dalam waduk dan elevasi mercu bendungan. Elevasf permukaan air maximum­rencana biasanya merupakan elevasi banjir-rencana waduk. Kadang-kadarig elevasi permukaan air penuh normal atau elevasi permukaan banjir waduk lebih tinggi dari elevasi banjir-rencana dan dalam keadaan yang demikian yang disebut elevasi permukaan air maximum rencana adalah elevasi yang paling tinggi yang diperkira­kan akan dicapai oleh permukaan air waduk tersebut. Selain itu dalam hal-hal . ter.tentu tambahan tinggi tembok penahan ombak dfatas mercu bendungan kadang­kadang diperhitungkan pula pada penentuan tinggi jagaan. (c) Panjang bendungan

Yang dimaksud dengan panjang bendungan adalah sefuruh panjang mercu bendungan yang bersangkutan, termasuk bagian yang digali pada tebing-tebing sungai di kedua ujung mercu tersebut. Apabi la bangunan pelimpah atau bangunan penyadap terdapat pada ujung-ujung mercu, maka lebar bangunan-bangunan pe­limpah tersebut diperhitungkan pula dalam menentukan panjang bendungan.

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 171

(d) Volume bendungan Seluruh jumlah volume konstruksi yang dibuat dalam rangka pembangunan

tubuh beildungan termasuk semua bangunan pelengkapnya dianggap sebagai volume bendungan. (e) Kemiringan lereng (slope gradient)

Kemiringan rata-rata lereng-lereng bendungan (lereng udik dan lereng hilir) adalah perbandingan antara panjang garis vertikal yang melalui puncak dan panjang garis horizontal yang melalui tumit masing-masing lereng tersebut. Berm-lawan dan drainage prisma biasanya dimasukkan dalam perhitungan penentuan kemiringan lereng, akan tetapi ·alas kedap air biasanya diabaikan. (f) Penimbunan extra (extra-banking)

Sehubungan dengan terjadinya gejala konsotidasi tubuh bendungan, yang prosesnya berjalan lama sesudah pembangunan bendungan terse but diadakan penim­bunan extra melebihi tinggi dan volume-rencana �engan perbitungan agar sesudah proses konsolidasinya berakhir, maka penurunan tinggi dan penyusutan volume akan mendekati tinggi dan volume-rencana bendungan.

(2) Tinggijagaan Sebagai mana telah diuraikan terdahulu, bahwa bendungan urugan sangat peka

terhadap limpasan. Dan limpasan yang terjadi di atas mercu bendungan akan d3:pat menyebabkan jebolnya suatu bendungan urugan. Karenanya tinggi bebas bendungan urugan perlu direncanakan dengan sangat hati-hati sehingga akan diperoleh tinggi jagaan yang memadai. Dalam menentukan tinggi jagaan perlu diperhatikan berbagai faktor yang mungkin akan mempengaruhi existensi dari calon bendungan, antara lain : * kondisi dan situasi tempat kedudukan calon bendungan,* pertimbangan-pertimbangan tentang karakteristika dari banjir abnormal.* kemungkinan timbulnya ombak-ombak besar dalam waduk yang disebabkan oleh

angin dengan kecepatan tinggi ataupun gempa bumi.* kemungkinan terjadinya kenaikan permukaan air waduk di luar dugaan, karena

timbulnya kerusakan-kerusakan atau kemacetan-kemacetan pada bangunan pel impah.* tingkat kerugian yang mungkin dapat ditimbulkan dengan jebolnya bendungan yang

bersangkutan.Tinggi jagaan (H1) dapat dihitung dengan rumus sbb. :

dimana :

H1 > lih + (h., atau �) + ha + h1

Hf > h., + � + ha + hi

(3.31)

(3.32)

!ih: tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk yang terjadi akibat timbulnya banjir abnormal.

h.., : tinggi ombak akibat tiupan angin h. : tinggi ombak akibat gempaha : tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk, apabila terjadi

kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah. h1 : tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari waduk.

(a) Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (!ih) Biasanya debit banjir abnormal yang kadang-kadang melebihi debit banjir­

rencana dialirkan ke luar melalui bangunan pelimpah, akan tetapi elevasi permukaan air waduk akan naik melebihi elevasi maximum-rencana, setinggi lih yang telah diperkirakan sebelumnya dan dapat dihitung dengan rum us sbb. :

r ' f

172

s,

4, 3,

d.imana :

Bab 3. Perencanaan Teknis

Q0 : debit banjir-rencana Q: kapasitas rencana bangunan pelimpah untuk banjir abnormal.

a; : 0,2 untuk bangunan pelimpah terbuka. a; : 1,0 urituk bangunan pelimpah tertutup. h : kedalaman pelimpahan-rencana A : luas permukaan air waduk pada elevasi banjir-rencana.

(3.33)

T: durasi terjadinya banjir abnormal (biasanya antara 1 s/d 3 jam). (b) Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin

Tinggi jangkauan hempasan ombak yang naik ke atas permukaan lereng udik bendungan (hw) dapat diperoleh dengan metode S.M.B. yang didasarkan pada pan­jangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air waduk. Akan tetapi disamping tinggi ombak (R), jangkauan hempasan ombak yang naik di atas permukaan lereng udik bendungan terse but masih tergantung dari beberapa faktor lainnya, yang di antaranya adalah kemiringan serta kekasaran permukaan Iereng udik tersebut. Faktor kemiringan dan kekasaran permukaan lereng ini diselidiki oleh Saville yang diadoptasikan pada metode S.M.B dan dapat dipergunakan untuk menghitung tinggi jangkauan hempasan ombak yang naik di 'atas permukaan lereng bendungan.

0

0

0

� ' ,

� ,

�� � ,

........ ,",. , : .... ...

� � � �

� '/

1 : I , 5 1 : 2,0 1 : 2•5 V = 30 m/s1 : 3,0 I : 1 ,5 1 : 2,0 V = 20 m/s1 : 2,5 1 : 3,0

Lereng dgn. per­mukaan halus

2,0 , " .,. " , ,;8 � ? I : 1 ,5 1 : 2•0 V = 30 m/sI . 2,5

I , s

�> ........ , ....

8 .... .... , ,....... .... � � .... , :;..-.... ;.-' ;?' V � � V .............

,.,...-./.. / V V'/ V ,,�� / ........ � .... ..... , .... ........

, ....... ,

.... � .... � �V ........ � , ' 1 �

'Y/ z

, , , ,

� �

.......

� , '� ,'/ � ........ .... .... .... .,., , ....

� V .... .... ........ ..,ij'

:::::: V , � , � , � ........ d � I .... � ....

.... "'-; ........ .... � 1 : 3,0

: 1 •5 V = 20 m/s....

V .................. u "=- ;; ... ... '� � .... .... .... .... .... .... � � �,....

� ""' �

Garis sempurna untuk V = 2 l I I I I I Garis terputus-putus untuk V

O mfs= 30 m/s

100 200 300 400 600 800 1 .000 2.0003.0004.000 8.000 10.000 � ke tepi waduk yg. berhadapan F (m)

Lereng dgn. per­mukaan kasar ter­diri dari hampar­an batu pelindung .

Gbr. 3-52 �n jangkauan. ombak yang naik ke atas permukaan lereng udikdiperolek dengan perhitungan-perhitungan metode S.M.B. yang, dikombi­nasiba dalpn metode Saville (termasuk tinggi ombaknya).

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 173

Agar harga h. dapat diperoleh dengan mudah, maka oleh Saville telah dibuatkan suatu diagram (periksa Gbr. 3-52), yang didasarkan pada tinggi ombak (R), panjang lintasan ombak (F) dan kekasaran permukaan lereng udik bendungan.

Pada penggunaan diagram tersebut di atas, perlu diperhatikan hal-haJ sebagai berikut : * biasanya panjang lintasan ombak diukur pada lintasan yang lurus, sedangkan

kenyataannya lintasan ombak yang bergerak di atas permukaan air yang luasbiasanya mengambil lintasan berbentuk garis lengkung.

* permukaan lereng yang dilindungi oleh pasanga� batu kosong (stone pitching)atau pasangan beton blok (concrete block facing) dianggap merupakan permukaanlereng yang licin, sedang permukaan lereng yang dilindungi oleh hamparan batu -biasa (rip-rap slope) dianggap permukaan lereng yang kasar.

(c) Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa Untuk menghitung tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (h.) dapat

digunakan rumus empir:is yang dikembangkan oleh Seiichi Sato sebagai berikut :

(3.34)

dimana: e: intensitas seismis horizontal 1: : · siklus seismis (biasanya sekitar sa tu detik).

H0 : kedalaman air di dalam waduk. Contoh :

Apabila diketahui : e = 0, 1 5 1: = 1 dan H0 = 50m Maka tinggi puncak ombak di atas permukaan air rata-rata adalah sebesar h./2 = 0,5m

(d) Kenaikan permukaan air waduk yang dlsebabkan oleh ketidak-normalan operasi pintu-pintu bangunan pelimpah.

Ketidak-normalan operasi pintu-pintu dapat terjadi oleh berbagai sebab, antara lain : keterlambatan pembukaan, kemacetan atau bahkan kerusakan-kerusakan mekanisme pintu-pintu tersebut, yang mengakibatkan terjadinya kenaikan pennu­kaan air waduk (h.,) melampaui batas qtaximum rencana. Pada hekekatnya. tinggi •

kenaikan yang disebabkan oleh hal-hal tersebut amatlah sukar untuk diperkirakan sebelumnya dan penentuan tinggi jagaan tidak dapat selalu didasarkan pada hal-hal tersebut, karena pertimbangan-pertimbangan ekonomis. Biasanya sebagai standard diambil h., = 0,5m. (e) Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada type bendungan.

Mengingat limpasan melalui mercu bendungan urugan akan sangat berbahaya, maka untuk bendungan type ini angka tambahan tinggi jagaan (h1) diambil sebesar 1 ,9m (h1 = l ,Om). (f) Angka standard untuk tinggi jagaan pada bendungan uruga�; .

Didasarkan pada tinggi bendungan yang direncanakan, · ina.J<a angka standard untuk tinggi jagaan pada bendungan urugan adalah sebagai berikut : * Lebih rendah dari 50m H1 > 2,0m * Dengan tinggi antara 50 sfd lOOm H1 > 3,0m* Lebih tinggi dari· l OOm H1 > 3,5m

(3) Lebar mercu bendungan Lebar mercu bendungan yang memadai diperlukan agar puncak bendungan dapat

bertahan terhadap hempasan ombak di atas permukaan lereng yang berdekatan dengan

174 Bab 3. Perencanaan Tek.nis

mercu tersebut dan dapat bertahan terhadap aliran filtrasi yang melalui bagian puncak tubuli bendungan yang bersangkutan. Disamping itu, pada penentuan lebar mercu perlu pula diperhatikan kegunaannya sebagai jalan-jalan exploitasi & pemeliharaan bendungan ybs. Kadang-kadang lebar mercu-bendungan ditentukan berdasarkan kegunaannya sebagai jalan-jalan lalu l intas umum.

Guna memperoleh lebar minimum mercu bendungan (b), biasanya dihitung dengan rumus sebagai berikut :

b = 3,6 H11 3 - 3,0 dimana :

b : le bar mercu H: tinggi bendungan

(4) Penimbunan extra pada bendungan urugan Penimbunan extra pada bendungan tirugan dilaksanakan untuk mengimbangi

penurunan mercu bendungan yang disebabkan oleh adanya proses konsolidasi baik pada tubuh maupun pondasi bendungan.

Sesudah tubuh bendungan selesai dibangun, proses konsolidasi ini masih terus berlangsung untuk beberapa .waktu Iamanya dan penimbunan extra diperlukan agar sesudah proses konsolidasi tersebut selesai, supaya mercu bendungan dapat mencapai elevasi yang telah direncanakan� (elevasi-rencana).

Selain itu penimbunan extra dilakukan pula untuk jalan-jalan exploitasi & peme­liharaan dan kadal)g-kadang untuk memperindah tubuh bendungan yang bersangkutan.

Sebagaimana yang telah disinggung terdahulu, bahwa penurunan ll).ercu bendungan yang disebabkan proses konsolidasi pondasi dari tubuh bendungan yang secara singkat dapat diuraikan sebagai berikut :

(a) Proses konsolidasi pondasi Penurunan terbesar permukaan pondasi bendungan terjadi pada tempat dengan

beban yang terbesar. Dan beban yang terbesar terdapat pada bagian bendungan yang tertinggi, yang biasanya terletak di bagian tengah bendungan yang bersangkutan.

Kadang-kadang penurunan terbesar permukaan pondasi terjadi di sekitar daerah tumit hilir (toe) dari bendungan, dimana terjadinya konsentrasi-konsentrasi beban pada permukaan pondasi tsb. Agar besarnya penurunan yang terjadi pada permukaan pondasi bendungan dapat diketahui sebelumnya, biasanya dilakukan pengujian-pengujian pembebanan .·. atau · pengujian-penguj ian konsolidasi pada permukaan pondasi calon bendungan yang bersangkutan. Apabila lapisan pondasi terdiri dari batuan yang keras, maka terhadap suatu pembebanan, intensitas penuru­nannya akan sangat kecil. Akan tetapi semakin Iemah lapisan pondasi, maka inten­sitas penurunannya semakin besar.

Selanjutnya apabila pembebanan pada pondasi sedeinikian besarnya, sehinggaterjadi proses konsolidasi yang melampaui ·batas (over-consolidation), maka prosespenurunan permukaan pondasi akan berakhir segera sesudah peny�lesaian pem­bangunan bendungannya, karena di dalam struktur lapisan pondasi tersebut terjadi gejala deformasi elastis.( b l Proses konsolidasi tubuh bendungan

B iasanya pada bendungan urugan dengan pemadatan yang baik dan dengan pondasi ) ang terdiri dari lapisan batuan yang kompak dan keras, maka penurunan mercu bendungan t idak akan berarti .

Penurunan tubuh bendungan yang disebabkan oleh proses konsolidasi di dalam tl.lbuh bendungan tersebut, biasanya berkisar antara 0,2 sjd 0,4 %''dari tingginya dan

r I 3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 175

angka terbesar yang pernah terjadi adalah sekitar, 1 ,0 % saja. Pada bendungan urugan yang tubuhnya terdiri dari beberapa zone dengan

karakteristika bahan yang berbeda-beda dan cara penimbunan yang berbedabeda pula, serta tekanan yang berbeda-beda pada setiap titik dalam tubuh bendungan tersebut maka intensitas penurunan pada setiap titik tsb akan berbeda-beda pula.

Dengan memperhatikan hal-hal tersebut di atas, maka dapatlah ditarik kesim­pulan; bahwa besarnya penurunan tubuh bendungan sangat dipengaruhi oleh karakteristika bahan yang membentuk tubuh bendungan.

Dengan demikian besarnya volume penimbunan extra hanya dapat ditentukan dengan angka perkiraan yang sangat kasar, didasarkan pada rumus-rumus empiris atau pada hasil-hasil pengamatan bendungan-bendungan yang sudah dibangun .. 1) Penggunaan rumus empiris

Besarnya penurunan tubuh bendungan (AH) segera sesudah bendungan selesai dibangun dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut :

dimana :

Contoh :

E = Po - Px = -l -

ea - ex -mu 1 + e0

)' : berat jenis bahan tubuh bendungan H: tinggi bendungan

(3.35)

(3.36)

T: koeffisien penurunan (antara 0,3 s/d 0,5), yang didasarkan pada type bendungan dan ke«�patan pelaksanaan penimbunannya).

P 0 : tegangan efektif permulaan (be ban pendahuluan). P x : tegangan efektif setelah penimbunan mencapai ketebalan x meter. e0 : angka pori pada keadaan tegangan P0• ex : angka pori pada keadaan tegangan Px . _,.. mu : koeffisien kompresi volume. �

Apabila karakteristika bahan tubuh bendungan diketahui sebagai berikut : E : 9,843 ton/m2 (diperoleh dari pengujian konsolidasi) )' : 2, 1 1 tonfm3

H : 46 m T : 0,3 (bahan berbutir kasar)

Dengan rum us di atas, maka akan diperoleh :

H _ 2, 1 1 X 462 X 0,3 _ O 068 - 2 x 9,843 - ' m

AH/H = 0, 1 5 %

2) Penggunaan hasil-hasil pengamatan pada bendungan yang sudah dibangun. Sebagai mana diketahui, bahw:a faktor-faktor utama yang mempengaruhi

intensitas kompresi suatu bahan adalah type bahan tersebut serta tingkat kadar air yang terdapat di dalamnya.

Umumnya apabila tegangan efektifyang bekeija pada bahan lebih rendah dari 7 kg/cm2, maka intensitas kompresinya akan sangat dipengaruhi oleh tingkat kadar air yang ·terdapat pada bahan tersebut. Akan tetapi apabila tegangan efektif yang

176 Bab 3. Perencanaan Teknis

bekerja pada bahan yang bersangkutan lebih besar dari 7 kg/cm, maka intensitas kompresinya akan sangat dipengaruhi oleh jenis bahan.

Contoh angka kompresi perkirl\an yang didasarkan pada jenis bahan-bahan timbunan, dapat !iiperiksa pada Tabel 3-1 1 (diterbitkan oleh U.S.B.R.).

Berdasarkan Tabel 3-1 1 , maka angka kompresi suatu bahan dapat diketahui secara kasar dan dari tabel tersebut dapat diambil kesimpulan, bahwa semakin kasar butiran bahan, angka kompresinya semakin rendah. Bahan dengan kandungan lebih dari 50 % kerikil mempunyai angka kompresi yang sangat rendah dan hampir tidak terjadi gejala konsolidasi.

Suatu bahan dalam keadaan dengan kelembaban yang lebih rendah dari angka kadar air optimumnya, ditimbun pada sebuah bendungati dan apabila waduknya kemudian diisi, maka pori-pori bahan timbunan akan jenuh terisi air dan angka kompresi bahan tersebut akan meningkat.

·

Tabel 3-ll. Hubungan antara jenis baban tanah clan angka kompresinya.

Jenis bahan Angka kompresi ( %)

GM SM-ML GC-SC CL, CL-ML

(5) Pelindung lereng bendungan (a) Pelindung lereng udik

0,7 kg/cml

0,2- 0,3 0,2- 0,5 0,3 - 0,8 0,2"" 1,1

7 kg/cm2.

0,9- 1,4 1 ,3 - 2,1 1 ,9- 3,3 2,8 "" 4,2

Hempasan ombak serta penurunan mendadak permukaan air waduk dapat menggerus permukaan lereng tersebut. Guna pengmanannya diperlukan suatti hamparan pelindung dengan konstruksi yang bermacam-macam, yang di antaranya � = � * hamparan batu pelindung * pasangan batu kosong pelindung * hamparan aspal pelindung

Hamparan batu pelindung (rip rap) dianggap merupakan pelindung lereng yang paling baik dengan karakteristikanya sebagai berikut: * dapat mengikuti proses penurunan tubuh bendungan, * mempunyai daya reduksi yang besar terhadap jangkauan hempasan ombak,

sehingga tinggi jagaan bendungan dapat diperkecil, * tahan lama di bawah tekanan air yang besar, * pembiayaannya paling rendah (lebih-lebih apabila tempat penggalian bahan

batu tidak jauh letaknya). Karenanya untuk pelindung lereng udik bendungan, konstruksi hamparan batu

pelindung merupakan alternatif pertama, akan tetapi apabila lokasi dan metode pengambilan serta pengangkutannya membutuhkan pembiayaan yang besar, baru dipertimbangkan alternatif-alternatif lainnya.

Kelebihan dan kelemal\an dari berbagai type konstruksi pelindung secara singkat diuraikan pada Tabel 3-12.

Beberapa hal yang penting untuk diperhatikan dalam merencanakan konstruksi pelindung lereng adalah sbb. : * kwalitas bahan harus cukup mampu bertahan (tidak pecah) terhadap gilasan

alat-alat pemadatan, kekuatan hempasan ombak dan pengaruh-pengaruh

3. 2 Perencanaan Teknis Bendungan 171

Tabel J-12. Perbandingan dari beberapa konstruksi pelindung pada lereng udik bendungan.

Hamparan batu pelindung

Pasangan pelindung batu kosong

Pasangan blok beton pelindung

M a cam Kelebihan Kelemahan

1 . Dapat mengikuti penurunan I . Dibutuhkan banyak bahan batu. tubuh bendung.

2. Mempunyai kemampuan reduksi hempasan ombak yang besar.

2. Memerlukan lapisan filter yang relatif tebal.

3. Cukup stabil terhadap 3. Menyukarkan pembuatan pengaruh-pengaruh fiuktuasi bangunan pelengkap serta permukaan air dan gerakan pemasangan alat-alat pepgamat ombak. bendungan.

4. Konstruksinya dapat dikerjakan secara mekanis.

1 . Dapat mengikuti penurunan 1 . Tak dapat dilaksanakan secara tubuh bendung. mekanis dan membutuhkan

tukang batu yang ahli. 2. Cukup stabil terhadap 2. Membutuhkan bahan batu

pengaruh-pengaruh fluktuasi dengan ukuran tertentu dengan permukaan air dan gerakan kwalitas yang baik.ombak.

3. Membutuhkan lapisan filter yang relatif tipis.

4. Konstruksinya mudah dilaksanakan.

I . Mudah dilaksanakan karena konstruksinya sederhana.

2. Konstruksinya dapat dibuat seragam. ·

3. Harga bahannya biasanya murah dan tak memerlukan tempat penggalian bahan batu khusus.

4. Pembuatannya serta pemasangannya dapat diskedul dengan tepat.

1 . Mempunyai kernampuan reduksi ombak yang kecil, sehingga memerlukan tinggi jagaan yang lebih besar.

2; Tak dapat mengikuti penurunan tubuh bendung.

3. Tidak stabil terhadap pengaruh fluktuasi permukaan air dan gerakan ombak.

4. Untuk blok-blok yang berat memerlukan pemasanga.n sccara khusus.

pergantian kondisi basah/kondisi kering secara terus menerus. * batu-batu, blok atau masing-masing elemen konstruksinya harus mempunyai

dimensi serta berat yang memadai, agar tidak dapat digerakkan oleh kekuatan

Tabei J-13. Ketebalan dari hamparan pelindung dan gradasi batu-batu hamparan untuk lereng dengan kemiringan 1 : 3.

Jarak tepi Ketebalan Prosentase gradasi batu-batu hamparan dalam ukuran berat.waduk yang vertikal berhadapan hamparan Berat 25 % lebih 45 - 75 % 25 % lebih

(km) (cm) ukuran max besar dari terletak antara ringan dari

1 ,6 46 450 kg 1 35 kg 135 - 4,5 kg 4,5 kg

4,0 61 630 kg 270 kg 270- 13,5 kg 1 3,5 kg 8,0 76 1 . 1 25 kg 450 kg 450- 22,5 kg 22,5 kg

1 6,0 91 2.250 kg 900 kg 900- 45 kg 45 kg

178 Bab 3. Perencanaan Teknis

hempasan ombak yang terbesar (periksa Tabel 3-13). * konstruksi pelindung harus mempunyai ketebalan tertentu, sehingga ombak di

atas permukaan waduk tidak dapat menyentuh butiran bahan pembentuk lereng secara langsung, terutama untuk konstruksi type hamparan batu pelindung (periksa Tabel 3-14).

Tabel 3-14. Ukuran batu clan ketebalan hamparan pelindung lereng udik bendungan.

Diameter rata­rata dari batu

Tinggi gelombang hamparan pelindung (m) (Dso cm)

0 ,.., 0,6 0,6,.., 1 ,2 1 ,2,.., 1,8 1,8 ,.., 2,4 2,4,.., 3,0

25 30 38 45 52

*Ketebalan minimumhamparan batu l<.etebalan minimum

pelindung. lapisan filter (cm) (cm)

30 -45 60 75 90

1 5 1 5 23 23 30

* Seharusnya lebih besar dari pada ukuran maksimum batu-batu hamparan pelindungdan juga lebih besar dari pada D50 x 1 ,5 (Dikutip dari Department of Civil Engi­neering US. Army).

* ditinjau dari bentuk butiran batu, maka bentuk yang bersegi-segi lebih baik daripada bentuk batu yang bulat,

* gradasi bahan lapisan filter harus dipilih sedemikian rupa, sehingga butiran bahantubuh bendungan yang dilindungi tidak tersedot keluar oleh gaya-gaya yangtimbul dalam ombak.

(b) Pelindung lereng hilir. (untuk bendungan homogen) Pelindung lereng hilir biasanya dimaksudkan untuk melindungi permukaan

lereng terhadap erosi dan terhadap pengaruh-pengaruh cuaca lainnya seperti radiasi sinar matahari, temperatur udara rendah (kebekuan), dan lain-lain. Pelindung lereng hilir biasanya digunakan tumbuh-tumbuhan berupa rumput-rumputan.

Pada bendungan yang tinggi kadang-kadang dibuat satu atau beberapa berm membujur hampir datar pada permukaan lereng hilir untuk memperkecil lintasan langsung aliran air hujan di atas permukaan lereng dan sekali gus dapat meningkatkan stabilitas lereng hilir tsb. Disamping itu pada permukaan lereng di atas berm, biasanya dibuatkan beberapa jalur saluran drainage penangkap aliran air hujan, membujur sejajar dengan berm dengan jarak antara 10 m. Dari saluran-saluran drainage tsb., air hujan dialirkan ke dalam selokan yang dibuat pada berm-berm dan selanjutnya dialirkan ke saluran pembuangan utama keluar dari daerah tubuh bendungan.

3.3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

Pada hakekatnya untuk bendungan urugan, terdapat berbagai type bangunan pelim­pah dan untuk menentukan type yang sesuai, diperlukan suatu study yang luas dan mendalam, hingga diperoleh alternatif yang paling ekonomis. Selanjutnya akan dibahas hanya type bangunan pelimpah yang paling umum dipergunakan pada bendungan urugan, yaitu bangunan pelimpah terbuka dengan ambang tetap. Bangunan pelimpah type ini, biasanya terdiri dari em pat bagian utama yaitu : * saluan pengarah aliran* saluan pengatur aliran

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

Denah Bangunan Pelimpah

Bagian transisi

Bagian ber­bentuk te-rompet Peredam

Sal. peluncur --c:;- Dasar dgn. kemi­l ringan variable

-ara

Penampang Memanjang

energi.

Gbr. 3-53 Skema sebuah type bangunan pelimpah pada bendungan urugan.

* saluran peluncur* peredam energi

Skema bangunan pelimpah tertera pada Gbr. 3-53 dan Tabel 3-1 5.

Saluran pengatur

Tabe1 3-15. Komposisi dari bangunan pelimpah.

Saluran peluncur Peredam energi

Type loncatan

179

Type limpahan

Frontal Samping Lengkung

Type tranplin. Type terowongan. Type pipa didasar bendungan.

Type kolam olakan. Type terjunan bebas.

Type sipon.

Corong (berbentuk bunga kecubung).

Type penyadap terowongan. Type penyadap bebas.

3.3.1 Saluran Pengarah Aliran

Bagian ini berfungsi sebagai penuntun dan pengarah aliran agar aliran tsb. senantiasa dalam kondisi hidrolika yang baik. Pada saluran pengarah aliran ini, kecepatan masuknya aliran air supaya tidak melebihi 4m/dt dan lebar saluran makin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan tersebut melebihi 4mfdt, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas pengalirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tsb. akan mengakibatkan peningkatan beban hydrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Kedalaman dasar saluran pengarah aliran biasanya diambil lebih besar dari l /5 x tinggi-rencana limpasan di atas mercQ ambang pelimpah. (periksa Gbr. 3-54).

Selain didasarkan pada kedua persyaratan tersebut, bentuk dan dimensi saluran pengarah aliran biasanya disesuaikan pula dengan kondisi topografi setempat serta dengan persyaratan aliran hydrolika yang baik.

, ,, 180 Bab 3. Perencanaan Teknis

Gbr. 3-54 Saluran pengarah aliran clan ambang pengatur debit pada sebuah bangunan pelimpah.

Berhubung tidak adanya standard yang dapat dipergunakan sebagai landasan untuk perencanaan saluran pengarah aliran tersebut, maka pembuatan recana-teknisnya biasanya didasarkan pada pengujian model hydrolika (hydraulic model test).

3.3.2 Saluran Pengatur Aliran

Bagian ini berfungsi sebagai pengatur kapasitas-aliran (debit) air yang melintasi bangunan pelimpah.

Bentuk dan sistem kerja saluran pengatur aliran ini sangat bermacam-macam disesuaikan dengan ketelitian pengatUran yang disyaratkan untuk bagian ini. Di bawah ini akan diuraikan beberapa contoh dari bagian pengatur aliran yang bentuk serta dimensinya diperoleh dari perhitungan-perhitungan hydrolika yang didasarkan pada rumus-rumus empiris, sebagai berikut : (I) Type ambang bebas (flowing into canal type)

Guna memperoleh lebar ambang (b) (periksa Gbr. 3-55), dapat digunakan rumus sebagai berikut :

Elevasi permukaan banjir rencana .

..._,...._-.,.._-l!!_o Saluran terbuka.

Penampang

trapesium.

Gbr. 3-55 Saluran pengatur dengan ambang bebas pada bangunan pelimpah.

Penampang

persegi empat.

(a) Untuk ambang berbentuk persegi-empat dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

dan

D ho = 3

b = _Q __ · D312 1 ,704C

(3.37)

(3.38)

(b) Untuk am bang berbentuk trapesium dapat dihitung dengan rum us sbb. :

dan

dirriana:

h _ 3(2ZD + b) - ,JI6Z2D2 + l6ZDb + 9b2 0 - I OZ

Q: debit banjir rencana (m3/dt)

(3.3 )

(3.40)

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimaph

D: kedalaman air tertinggi di dalam saluran pengarah aliran (m).

181

C: koeffisien pengaliran masuk ke saluran pengarah. (untuk saluran berpenaJllpang setengah lingkaran C = 1 ,00 dan untuk saluran ber­penampang persegi empat C = 0,82).

h0 : tinggi penurunan permukaan air di dalam saluran pengarah (m). A : penampang basah di dalam saluran pengarah (m2) v0 : kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran pengarah (m/dt).

Perhitungan dilakukan dengan urutan sebagai berikut : Pertama

Ditentukan dulu besarnya kedalaman air tertinggi di dalam saluran pengarah (D) dan kemiringan dinding saluran pengarah (Z = D cos ;).

Kedua Lebar ambang (b) dapat dihitung dengan rumus (3.40) (dengan sistem coba­

banding). (2) Type bendung pe/impah (over flow wier type)

Bendung pelimpah (over flow wier) sebagai salah satu komponen dari saluran pengatur aliran dibuat untuk lebih meningkatkan pengaturan serta memperbesar debit air yang akan melintasi bangunan pelimpah.

Dimensi saluran pengatur type bendung pelimpah dapat diperoleh dengan rumus­rumus hydrolika sebagai berikut :

(a) Rumus debit

dimana : Q : debit (biasanya debit banjir-rencana) C: koeffisien limpahan L: lebar efektif mercu bendung

(3.41)

H: total tinggi tekanan air di atas mercu bendung (termasuk tinggi tekanan kecepatan aliran pada saluran pengarah aliran).

(b) Koeffisien limpahan (C) Koeffisien limpahan pada bendung tersebut biasanya berkisar antara angb­

angka 2,0 s/d 2, 1 , yang dipengaruhi oleh beberapa faktor seb�gai berikut : 1 ) Kedalaman air d i dalam saluran pengarah aliran. 2) Kemiringan 1ereng udik bendung. 3) Tinggi air di atas mercu bendung. 4) Perbedaan antara tinggi air-rencana pada saluran pengatur aliran yang ber­

sangkutan. Untuk pembuatan rencana-teknis bangunan-bangunan pdimpah yang kecil

harus dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut : 1 ) Kedalaman air yang memadai di dalam saluran penprah aliran. 2) Bentuk penampang bendung yang sesuai. 3) Diusahakan agar terjadi aliran pelimpahan sempuma.

Dan biasanya penggunaan koeffisien C .:...,. 2.0 s/d 2, I sudah cukup memadai. Pengaruh-pengaruh kedalaman air di dalam saluran pengarah aliran dan

kemiringan Iereng udik bendung terhadap angka C pada berbagai bangunan pelimpah dapat diperiksa pada Gbr. 3-56.

Sedang angka koeffisien C bangunan pelimpah· yang besar-besar biasanya diperoleh dari pengujian-pengujian hydrolika.

Disamping itu koeffisien C dari hasil-hasil pengamlrtan pada bangunan­bangunan pelimpah yang sudah dibangun dalam type yang sama dapat juga di-

1 82

2,20

2,10

2,00

Bab 3. Perencanaan Teknis

Lereng depan vertikal \ 1,0

Kemiringan Iereng depan 3 · 1

\ 10

Lereng de pan vertikal

50t-- 1 -f-I\ 1 , - 2.20, 3 - ·3.

, � P'2 4 , 2 I?: 1 t--- -

" /. , 2,10'l l i

4.A_ lL 1/Ji 1L :.!&_ 1,05,0 10,0 20 40 50 '1_12 ::: J/J11 Ho

11 'L 2,00 p �=CbH312 U1 I r '' Q : Debit yg. melimpah di atas 'If ,, 1 ,90

C: Koeffsien limpahan

J b: Panjang bendung (m)

Kemiringan lereng depan 3 : 2

Kemiringan lereng depan 1 : 1

bendung(m3/dt)

0,2 0,5 0,7 1,0-P/Ho

(Disusun oleh Boulder Canyon Final Reports, Bagian IV, Bull. 3)

H 0 : Tinggi tekanan hydrostatis total di atas mercu

P: Tinggi bendung (m)(perbedaan elevasi antara mercu ben-dung dan dasar saluran pengarah)

bendung (m)

Gbr. 3-56 Koeffisien Iimpahan dari berbagai type bendung (yang dipengaruhi oleh kedalaman air dalam saluran pengarab).

pergunakan sebagai pembuatan rencana-teknis bangunan pelimpah. Referensi

Koeffisien Iimpahan (C) dari type standard suatu bendung dapat diperoleh dengan rumus Iwasaki sebagai berikut :

Ca = 2,200 - 0,04I 6(Ha/ W)o.99oo

C = I 60 I + 2a(h/Ha) ' I + a(h/Ha)

dimana : C: koeffisien Iimpahan

Ca : koeffisien limpahan pad a saat h = Ha h : tinggi air di atas mercu ben dung

Ha : tinggi tekanan rencana di atas mercu bendung W: tinggi bendung

(3.42)

(3.43)

a : konstanta (diperoleh pada saat h = Ha yang berarti C = Ca dan dengan rumus 3.43, maka harga a dengan mudah dapat diperoleh).

(c) Panjang efektif bendung (L) Pada saat terjadinya pelimpahan air melintasi mercu suatu bendung terjadi

konstraksi aliran baik pada kedua dinding samping bendung maupun di sekitar pilar-pilar yang dibangun di atas mercu bendung tersebut, sehingga secara hydrolis lebar efektlf suatu bendung akan lebih kecil dari seluruh panjang bendung yang sebenarnya. Dan debit air yang melintasi mercu bendung yang bersangkutan selalu

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimaph 183

didasarkan pada lebar efektifnya, yaitu dari hasil pengurangan lebar sesungguhnya dengan jumlah seluruh konstraksi yang timbul pada aliran air yang melintasi mercu bendung tersebut.

Pada bendungan urugan, dimana bangunan pelimpahnya dilengkapi dengan bendung yang sangat panjang dibandingkan dengan debit banjir yang harus ditam­pung, maka besarnya konstraksi aliran yang timbul biasanya cukup kecil dan karenanya dapat diabaikan. Akan tetapi pada bangunan pelimpah yang bagian pengatur alirannya dilengkapi dengan pintu-pintu atau kedalaman limpahan air di atas mercu bendungnya cukup tinggi dibandingkan dengan lebar bendung yang bersangkutan, maka pengaruh konstraksi dari aliran tersebut di atas supaya diper­hatikan.

Referensi Rumus-rumus yang dipergunakan untuk menghitung panjang efektif bendung (dari

Civil Engineering Deparment U.S. Army).

dimana : L : panjang efektif bendung

L' : panjang ben dung yang sesungguhnya N: jumlah pilar-pilar di atas mercu bendung

KP : koeffisien kontraksi pada pilar (periksa Gbr. 3-57)

K" : koeffisien konstraksi pada dinding samping (periksa Gbr. 3-58)

H: tinggi tekanan total di atas mercu ben dung. (d) Bentuk penampang lintang bendung

(3.44)

Angka C sua tu ben dung sangat dipengaruhi oleh bentuk penampang l intangnya, karena itu pemilihan bentuknya yang tepat termasuk salah satu syarat untuk meningkatkan angka C tersebut.

1 ,4

1 ,2

1 ,0 ;s i� -� � 0,8 Q) .... �bl) oS ;; g 0,6 .... Q) s:: .... oS c:: � � 0,4 .E �"60 -c::: "60 0,2 j:: _s

1-< 0,0

--

o \t I \ l V Tipe l . . �-\ \t\--2

1 · tJ 3 : \ -- · ' I 4'4 Q \"' . I ' D 4\� . '.\ . � -�-I . . . \ '. . .l I

-0,0 -0,05 0,0 0,05 0,10 0, 1 5 Koeffisien konstraksi

Radius0,033 Hd

� �I 10,03i3H1

0,251Hd � Type I

ii �T_ ,oo •N ,• IO _t_

� Type 3

Radius0,1 33 Hd

n O,l33H.c

� � Type 2

�IY .... - � � 0 \ -;e. <::)' I \f.. i0,261H4 �-- 1 � Type 4

Bentuk bagian dasar dari pilar

Gbr. 3-57 Koeffisien konstraksi pilar (sesuai dcngan bentuk depan masing-masing pilar).

1 84

1 ,4

1 ,2 1 ,0

0,8·- � "0 � ·� � 0,6- "'co c:: c:: "' 4"' g 0, >- ou c:: ... "' c:: � a o.2 .a �

�

Bab 3. Perencanaan Teknis

� l\ \

\ 0 0

\ • \ 0

·f\ I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

-I' Tumpuan pilar bersudut

� 0,133H,1-----1

Tumpuan pilar berbentuk bulat.

"iilli o,o � c:: 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25� Koeffisien kontraksi

o Tumpuan pilar bersudut

• Tumpuan pilar berbentuk bulat

Gbr. 3-58 Koeffisien konstraksi pilar sesuai dgn bentuk tumpuannya.

Guna meningkatkan angka C yang tanpa menimbulkan hal-hal yang. negatif, disarankan agar dapat dipilih mercu bendung yang mengikuti bentuk bagian bawah berkas aliran yang keluar melintasi bendung tipis (periksa Gbr. 3-59).

- YGbr. 3-59 Skema peluapan melintasi bendung

tip is.

Pada hakekatnya, sangat banyak metode yang dikembangkan, guna mempero­leh bentuk penampang lintang bendung dan di bawah ini diperkenalkan 2 (dua) buah metode yang sangat luas penggunaannya dan akan diuraikan dalam contoh-contoh perhitungan sebagai berikut : (e) Contoh perhitungan untuk mendapatkan bentuk penampang lintang bendung.

Apabila diketahui beberapa data sebagai berikut : • Elevasi mercu bendung = 95m• Elevasi permukaan maximum dalam waduk = 97m• Debit maximum yang akan mel intasi bangunan pelimpah = 100m3/dt

Dan berdasarkan data-data tersebut diminta mencari panjang dan bentuk penampang bendung.

Dua buah metode pemecahan yang akan digunakan selanjutnya adalah sebagai berikut :

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 185

1 ) Metode yang dikembangkan oleh U.S.B.R. dengan uraian sebagai berikut :a) Semua tanda-tanda dalam perhitupgan ini disesuaikan dengan Gbr. 3-59.

Angka-angka untuk garis-garis sempurna merupakan angka-angka yang diketahui, sedangkan angka-angka untuk garis-garis terputus-putus meru­pakan angka-angka basil perhitungan.

b) Menghitung harga koeffisien C. Perbandingan antara kedalaman air didalam saluran pengarah (yang diukur dari mercu bendung) dengan tinggi tekanan air total adalah :

(P + E) _ 95,00 � 94,00 _ O 5H0 - 97,00 - 95,00 - '

Didasarkan pada Gbr. 3-56, dimana (P + E) dianggap sebagai P, untuk P/H0 = 0,5 dan kemiringan lereng udik 2/3 akan menghasilkan harga C = 2,127 (merupakan harga C yang tertinggi).

c) Menghitung panjang bendung. Panjang bendung dapat dihitung denganrumus (3.41) sebagai berikut :

_ Q _ l OO _

L - CH312 - 2, 127 X 2,0312 - 16,62 (m)

d) Menghitung tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarahaliran. Tinggi tekanan total yang diukur dari dasar saluran pengarahaliran adalah 3,00m, lebar saluran pengarah sama dengan 16,62m dandebitnya sama dengan l00m3/dt.

Angka-angka tsb. dapat dipergunakan untuk memperoleh tinggi tekanan kecepatan aliran sebagai berikut :* Andaikan elevasi permukaan air di dalam saluran pengarah aliran

adalah 96,70m, maka kedalaman air dalam saluran tsb : d = 96,70- 94,00 = 2, 70m. Luas penampang basah di dalam saluran ini :

A = 2,70'x 16,62 = 44,87m2

Kecepatan aliran :

v = � = 4��7 = 2,23m/dt

Jadi tinggi tekanan kecepatan adalah :

v2 h. = 2fl = 0,25m

Dengan demikian tinggi tekanan total diperoleh :

2, 70 + 0,25 = 2,95 < 3,00m

* Andaikan elevasi permukaan air di dalam saluran pengarah aliran adalah96,80m, maka :

d = 96,80 - 94,00 = 2,80m A = 2,80 X 16,62 = 46,54m2

1 86 Bab 3. Perencanaan Tek.nis

v = � = 4��4 = 2,1 5m/dt '

k. = 0,24m Tinggi tekanan total pada saluran pengarah

aliran : 2,80 + 0,24 = 3,04 > 3,00m * Setelab diadakan interpolasi dengan distribusi yang proporsionil, maka

diperoleb basil-basil sbb. :Apabila perbedaan kedalaman air sebesar 10 cm, maka didapatkanperbedaan tekanan �ebesar 9cm. Dengan penambahan tekanan sebesar5cm, maka kedalaman air akan bertambab sebesar (10 x 5)/9 = 5,55cm.Akhirnya dihasilkan d = 2, 70 + 0,055 = 2, 76m dan h. = 0,24m.

e) Mendapatkan bentuk penampang lintang bendung. Pertama-tama supayadicari titik permulaan dari penampang lintang bendung. Tingginya lompa­tan sua tu bcrkas aliran yang melintasi sebuab bendung biasanya dipengaruhioleh besarnya kemiringan lereng udik bendung dan kecepatan aliran didalam saluran pengarab aliran (periksa Gbr. 3-60).

0,120, 1 10, 100,090,08

Lereng udik vertikal + Y L1

� 0,07� 0,06

0,050,040,030,02 0,01

! I -....... Kemiringan lereng udik 3 : 1 111 K

l I . I . I I I I I d-� 3 2 emmngan ereng u 1 :

1"'--.. t-

-==-�� Va h,H,ho , x-1 PL --�� �---......."'[\ .

� r-y--. � I fl'-emiringan Jereng udik 1 : 1 1'\. \

� _N_

0 0 0 0 0 0 o o o 0 0 0 0 0 01 �§ § §§ ��8 s s·� ��--ha/H.

Ho �

Gbr. 3-60 Hubungan antara kecepatan aliran di depan bendung dan kenaikan maximum lengkung bawah berkas aliran.

Sesuai dengan basil penelitian yang diuraikan dalam buku "Studies of crest for overall Dams Boulder Canyon Project Final Report, Part IV, Bu\letin-3", disarankan agar bentuk penampang lintang bendung disesuai­kan dengan lengkung bagian bawab dari suatu berkas aliran air yang me­l intasi bendung tipis (bermercu tajam) dan dengan koordinat setiap titik pada permukaan bendung diperoleh dari X/H, dan Y/H,, seperti yang tertera pada Tabel-tabel 3- 1 6 3- 1 7, dan 3-1 9.

Apabila elevasi mercu bendung sudah ditentukan terlebih dahulu dengan data­data )ang telah diuraikan (kemiringan lereng udik bendung dan tekanan kecepatan aliran) dengan skema dan diagram seperti yang tertera pada Gbr. 3-60, maka titik permulaan koordinat penampang lintang bendung dapat dicari dengan perhitungan sistem coba-banding sebagai berikut : * Scbagai perm ulaan perhitungan diumpamakan H, = 2, 1 5m , maka ha/H,

::Cc. 0,24/2, 1 5 = 0, 1 1 2

ho/H,

X/H,

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

Tabel 3-16. Koordinat dari lengkung bagian bawah berkas aliran air yang melintasi sebuah bendung tipis dan tegak lurus. Y/H,.

1 87

0,002 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080 0,090 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200

0,000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

0,050 0,0515 0,0559 0,0540 0,0525 0,0510 0,0490 0,0470 0,0455 0,0440 0,0419 0,0398 0,0375 0,0355 0,0323 0,0300 0,0280

0,100 0,0860 0,0838 0,0810 0,0785 0,0760 0,0735 0,0719 0,0682 0,0655 0,0628 0,0620 0,0562 0,0520 0,0480 0,0445 0,0407

0,150 0,1025 0,0996 0,0960 0,0930 0,0900 0,0868 0,0835 0,0802 0,0770 0,0735 0,0'100 0,0642 0,0586 0,0540 0,0484 0,0446

0,200 0,1105 0,1072 0,1030 0,0998 0,0965 0,0922 0,0880 0,0848 0,0815 0,0778 0,0740 0,0670 0,0599 0,0540 0,0480 0,0436

0,250 0,1120 0,1089 0,1050 0,1012 0,0975 0,0928 0,0880 0,0845 0,0810 0,0767 0,0725 0,0640 0,0566 -0,0500 0,0440 0,0380

0,300 0,1105 0,1067 0,1020 0,0980 0,0940 0,0892 0,0845 0,0802 0.0760 0,0716 0,0673 0,0580 0,0503 -0,0433 0,0364 0,0300

0,350 0,1060 0,1018 0,0965 0,0918 0,0870 0,0820 0,0770 0,0728 0,0685 0,0636 0,0586 o.osoo 0,0420 -0,0]40 0,027U 0,0207

0,400 0,0970 0,0926 0,0870 0,0820 0,0770 0,0720 0,067U 0,0625 0,0580 0,0530 0,0480 0,0386 0,0303 -0,0220 0,0146 0,0080

0,450 0,0845 0,0801 0,0745 0,0697 0,0650 0,0595 0,0540 0,0495 0,0450 0,0395 0,0340 0,0250 0,0163 -0,0080 0,0000 -0,0060

O,SOO 0,070 0,066 0,060 0,055 0,050 0,044 0,039 0,034 0,030 0,024 0,018 0,008 -0,0001 -0,010 -0.018 ·-0,023

o,600 o,o32 o,o28 o,o22 o.o11 0,012 o,006 �.ooo--o,oo5 -o,o1o -0,016 -o.o22 -0.012 -0,043 -o,o52 -o,o59 -0,064

0,700 -0,016 -0,021 -0,028 -0,033 -0,038 -0,044 -0,049 -0,054 -0,059 -0,065 -0,071 -O,OSI -0,091 -0,102 -0,108 -0, 1 1 1

0,800 -0,074 -0,078 -0,084 -0,090 -0,095 -0,102 -0,108 �0.112 -0, 1 17 -0,122 -0,128 -0,139 -0,150 -0,159 -0,164 -0,166

0,900 -0,138 -0,143 -0,150 -0,156 -0,162 -0,168 -0,173 -0,178 -0,183 -0,189 -0,195 -0,206 -0,216 -0,224 -0,228 -0,228

1 ,000 -0,214 -0,218 -0,224 -0,230 -0,230 -0,242 -0,247 -0,252 -0,258 -0,264 -0,270 -0,279 -0,290 -0,300 -0.299 -0,298

1,200 -0,393 -0,397 -0,402 -0,407 -0,412 -0,417 -0,422 -0,427 -0,432 -0,438 -0,443 -0,452 -0,463 -0,471 -0,466 -0,460

1 ,400 -0,606 -0,610 -0,614 -0,615 -0,623 -0,628 -0,632 -0,636 -0,641 -0,646 -0,650 -0,660 -0,670 -0,672 -0,662 -0,650

1 ,600 -0,850 -0,854 -0,860 -0,864 -0,867 -0,870 -0,874 -0,878 -0,883 -0,889 -0,895 -0,904 -0,904 -0,904 -0,886 -0,874

1,800 - 1,132 - 1,136 - 1,140 - 1,144 - 1 ,147 - 1,152 - 1,156 - 1 ,160 - 1 ,164 - 1,167 -1 ,169 - 1 ,178 - 1 ,174 -1 , 158 -1 , 143 - 1,127

2,000 - 1 ,451 - 1 ,455 - 1 ,460 - 1 ,464 - 1 ,467 - 1 ,472 - 1,476 - 1 ,480 - 1 ,485 - 1 ,486 - 1 ,488 - 1,490 - 1 ,480 -1,451 -1 ,439 - 1,41 1

2,200 - 1 ,798 - 1,802 -1,807 - 1,812 - 1,816 - 1 ,820 - 1 ,825 - 1 ,830 - 1 ,834 - 1 ,836 - 1,838 - 1,834 - 1 ,820 - 1,785 -1,766 -1,728

2,400 -2,179 -2,183 -2,188 -2,193 -2,198 -2,202 -2,206 -2,209 -2,212 -2,212 -2,212 -2,200 -2,180 -2,147 -2,124 -2,074

2,600 -2,602 -2,606 -2,611 -2,617 -2,622 -2,622 -2,621 -2,620 -2,620 -2,614 -2,608 -2,593 -2,568 -2,525 - 2,503 -2,444

Dari kurva untuk kemiringan lereng udik bendung sama dengan 2/3 pada Gbr. 3-60, diperoleh E/ H, = 0,0488 dan dengan demikian :

E = 0,0488 X 2 , 1 5 = 0, 105m

Dan karena diketahui H0 = 2,00m, maka:

H0 + E = 2,00 + 0, 105m = 2 , !05m < 2, 1 5m

* Apabila sekarang diambil harga H, = 2, 10m, maka :

ha _ 0,24 = 0 1 1 4H, - 2, 1 0 '

Dari kurva Gbr. 3-60 diperoleh £/ H,

E = 0,0479 X 2, 1 0 = O, I OO(m)

0,0479, dengan demikian :

Dan H0 + E = 2,00 + 0, 100 = 2, 1 0m (sesuai dengan harga H, yang diambil semula).

Dari hasil perhitungan di atas diperoleh harga H, =' 2, 1 Om. dan elevasi dari titik permulaan dari penampang lintang bendung, seperti yang tertera pada Gbr. 3-59 adalah sama dengan elevasi permukaan maximum air waduk dikurangi dengan H, .

r

188 Bab 3. Perencanaan Teknis t - U7. I<oonlaat ._ bowah ""- oUr YD& melalul ....,_ o ..... udD< l • 1/3) Y/H,.

11./H, XfH, 0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0,400

0,450

0,002 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070

0,000 0,000

0,048 0,048

0,069 • 0,067

0,080 0,078

0,084 0,083

0,084 0,082

0,082 0,078

0,074 0,071

0,065 0,062

0,053 0,050

0,000

0,046

0,066

0,076

0,079

0,080

0,076

0,069

0,059

0,046

0,000

0,045

0,065

0,075

0,078

0,078

0,074

0,067

0,057

0,044

0,000

0,044

0,064

0,073

0,076

0,076

0,072

0,065

0,055

0,042

0,000

0,043

0,063

0,072

0,075

0,075

0,070

0,063

0,052

0,038

0,000

0,042

0,061

0,070

0,074

0,073

0,068

0,060

0,049

0,036

0,000

0,041

0,060

0,067

0,070

0,071

0,066

0,057

0,046

0,033

0,080

0,000

0,040

0,058

0,067

0,070

0,068

0,063

0,054

0,043

0,029

0,090 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200

0,000 0,000 0,000 0,000

0,039 0,038 0,036 0,034

0,051 0,056 0,052 0,049

0,065 0,063 0,059 0,055

0,068 0,065 0,060 0,056

0,066 0,063 0,058 0,053

0,061 0,058 0,052 0,047

0,052 0,049 0,043 0,038

0,040 0,037 0,031 0,026

0,026 0,022 0,016 0,011

0,000 0,000 0,000

0,031 0,026 0,021

0,044 0,039 0,032

0,049 0,044 0,034

0,050 0,044 0,030

0,047 0,039 0,024

0,040 0,031 0,014

0,030 0,021 0,001

0,018 0,008 -0,014

0,003 -0,006 -0,030

o,soo 0,038 0,035 0,031 0,029 0,026 0,023 0,(120 0,016 0,012 0,009 0,005 -0,002 -0,006 -0,014 -0,024 -0,048

0,600 -0,001 -0,003 -0,008 -0,01 1 -0,013 -0,017 -0,021 -0,025 -0,029 -0,034 -0,039 -0,045 -0,050 -0,056 -0,066 -0,089

0,700 -0,048 -0,052 -0,056 -0,059 -0,062 -0,067 -0,071 -0,076 -0,080 -0,085 -0,090 -0,097 -0,101 -0,108 -0,1 17 -0,138

0,800 -0,106 -0,111 -0,115 -0,119 -0,122 -0,125 -0,130 -0,135 -0,139 -0,145 -0,151 -0,156 -0,159 -0,166 -0,174 -0,193

0,900 -0,174 -0,178 -0,184 -0,187 -o,190 -0,194 -0,197 -0,201 -0,205 -0,211 -0,216 -0,220 -0,224 -0,230 -0,237 -0,252

1,000 -0,248 -0,254 -0,259 -0,262 -0,265 -0,269 -0,272 -0,275 -0,278 -0,282 -0,286 -0,291 -0,295 -0,300 -0,306 -0,319

1,200 -0,429 -0,4;32 -0,436 -0,439 -0,441 -0,443 -0,445 -0,447 -0,449 -0,452 -0,4SS -0,459 -0,463 -0,467 -0,468 -0,472

1,400 -0,645 -,0,647 -0,649 -0,651 -0,652 -0,653 -0,654 -0,656 -0,651 -0,658 -0,658 -0,660 -0,665 -0,665 -0,661 -0,657

1,600 -0,898 -0,899 -0,901 -0,900 -0,899 -0,898 -0,897 -0,898 -0,898 -0,399 -0,899 -0,898 -0,897 -0,889 -0,881 -0,871

1 ,800 -1,182 -1,181 -1,178 -1,177 -1,175 -1,174 -1,172 -1,170 -1,168 -1,166 -1,163 -1,159 -1,1SS -1,142 -1,131 -1,116

2,000 -1,499 -1,492 -1,487 -1,484 -1,481 -1,478 -1,474 -1,470 -1,465 -1,461 -1,457 -1,449 -1,442 -1,432 -1,419 -1,401

2,200 -1,838 -1,828 -1,819 -1,815 -1;810 -1,807 -1,803 -1,798 -1,793 -1,790 -1,786 -1,778 -1,769 -1,758 -1,742 -1,723

2,400 -2,220 -2,209 -2,198 -2,198 -2,188 -2,183 -2,178 -2,174 -2,169 -2,164 -2,159 -2,150 -2,141 -2,128 -2,105 -2,082

2,600 -2,635 -2,624 -2,613 -2,608 -2,602 -2,597 -2,591 -2,585 -2,579 -2,574 -2,568 -2,556 -2,542 -2,520 -2,496 -2,468

2,800 -3,069 -3,057 -3,047 -3,041 -3,035 -3,029 -3,022 -3,015 -3,008 -2,999 -2,990 -2,977 -2,961 -2,931 -2,906 -2,872

Selanjutnya bentuk penampang lintang bendung sudah dapat digambar, dimana harga-harga X/H, dan Y/H, dapat diambil dari tabel-tabel 3-16 sjd 3-19 dan diketahui pula harga-harga

H, = 2,10m, h, = 0,24m, sehingga h,/H, = 0, 1 14

Dan dengan demikian ordinat X dan Y dapat diperoleh seperti Tabel 3-20. 2) Metode yang dikembangkan oleh Ci.vil Engineering Department U.S. Army.

Dasar-dasar yang digunakan dalam metode ini adalah penentuan bentuk penampang lintang bendung dengan suatu rumus empiris, tetapi didukung oleh angka koeffisien limpahan (C) yang diperoleh dari hasil-hasil experimen.

Dari metode tersebut biasanya dihasilkan suatu bentuk penampang lintang bendung yang disebut penampang lintang Harrold dan dianggap sebagai bentuk standard.

Pada hakekatnya metode ini digunakan untuk memperoleh bentuk penampang dengan mercu bersudut tegak-lurus, dengan mengabaikan kecepatan aliran di depan ben dung. Karenanya untuk meP�apatkan bentuk penampang lintang bendung yang rendah sebaiknya digunakan metode dari U.S.B.R.

Rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung bentuk penampang lintang bendung dengan metode C.E.D U.S. Army, terdiri 2 (dua) bagian sebagai berikut :

a) Penampang lintang di sebelah hilir dari titik tertinggi mercu bendung(lengkung Harrold) dapat diperoleh dengan rum us sebagai berikut :

X/H,

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimaph

Tabel 3-18. Koordinat dari lengkung bagian bawah berkas aliran air yang melintasi sebuah bendung dengan kemiringan lereng udik mercu 1 : 2/3.

1 89

h./H, 0,002 0,010 0,020 0,030 0,040 o,oso 0,060 0,070 0,080 0,090 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0.000 0,000 0,000 0,000

0,050 o,oso 0,034 0,033 0,032 0,031 0,030 0,029 0,029 0,028 0,027 0,026 0,824 0,022 0,020 0,017

0,100 0,053 0,052 o,oso o,oso 0,049 0,048 0,046 0,045 0,044 0,043 0,042 0,039 0,037 0,034 0,030

0,1SO 0,061 0,060 0,059 0,058 0,057 0,056 O,OS4 0,053 0,052 0,051 0,049 0,047 0,044 0,041 0,037

0,200 0,064 0,063 0,062 0,061 0,059 0,058• 0,056 0,055 0,053 0,052 o,oso 0,048 0,044 0,041 0,038

0,2SO 0,061 0,060 0,059 0,058 0,056 O,OS4 0,052 0,051 0,049 0,048 0,046 0,044 0,1140 0,037 0,034

0,300 0,055 O,OS4 0,052 O,OSO 0,048 0,047 0,045 0,044 0,042 0,040 0,038 0,035 0,032 0,028 0,024

0,3SO 0,044 0,043 0,042 0,040 0,038 0,037 0,035 0,034 0,032 0,030 0,028 0,02S 0,021 0,017 0,013

0,400 0,033 0,032 0,030 0,028 0,026 0,02S 0,023 0,021 0,019 0,017 O,OIS 0,012 0,007 0,004 -o,ooo 0,4SO 0,018 0,017 0,016 0,014 0,011 0,010 0,008 0,006 0,004 0,002 -(),OQ0--0,004 -0,008 -0,013 -0,017

O,SOO 0,001 -;O,ooo--0,001 -0,004 -0,006 -0,008 -0,009 -0,012 -0,014 -0,016 -0,018 -0,022 -0,026 -0,032 -0,036

0,600 -0,041 -0,042 -0,043 -0,046 -0,049 -0,051 -0,052 -O,OS4 -0,051 -0,059 -0,062 -0,066 -0,070 -0,074 -0,078

0,700 -0,094 -0,095 -0,096 -0,098 -0,100 -0,103 -0,105 -0,107 -0,109 -0,112 -0,114 -0,117 -0,120 -0,124 -0,127

0,800 -0,153 -0,155 -0,156 -0,159 -0,161 -0,163 -0,165 -0,167 -0,169 -0,171 -0,173 -0,176 -0,179 -0,182 -0,184

0,900 -0,222 -0,224 -0,225 -0,228 -0,230 -0,232 -0,233 -0,235 -0,237 -0,239 -0,241 -0,243 -0,246 -0,248 -0,251

1,000 -0,297 -0,299 -0,300 -0,302 -0,304 -0,306 -0,307 -0,309 -0,311 -0,313 -0,314 -0,318 -0,320 -0,322 -Q,J2S

1 ,200 -0,480 -0,481 -0,481 -0,482 -0,482 -0,482 -0,482 -0,483 -0,483 -0,484 -0,484 -0,486 -0,487 -Q,489 -o,491

1,400 -0,694 -0,693 -0,692 -0,692 -0,691 -0,691 -0,690 -0,690 -0,689 -0,689 -0,688 -0,637 -0,686 -0,685 -0,683

1 ,600 -0,941 -0,941 -0,940 -0,939 -0,938 -0,937 -0,935 -0,933 -0,931 -0,929 -0,927 -0,921 -0,916 -o,910 -0,904

1,800 -1,218 -1,216 - 1 ,213 - 1,210 -1,207 -1,206 - 1,205 - 1,203 -1,200 -1,197 -1,193 "-1,184 -1,175 -1,163 -1,151

2,000 -1,52S -1,522 -1,518 -1,515 -1,511 -1,509 -1,506 -1,S03 -1,SOO -1,496 - 1,491 -1,476 -1,465 -1,4SO -1,426

2,200 - 1,869 - 1,861 -1,853 - 1,847 -1,841 - 1 ,837 - 1,833 -1,828 - 1,822 -1,816 -1,809 -1,793 -1,778 - 1 ,759 -1,736

2,400 -2,400 -2,234 -2,22S -2,217 -2,209 -2,204 -2,199 -2,191 -2,183 -2,176 -2,169 -2,147 -2,128 -2,109 -2,081

2,SOO -2,447 -2,437 -2,427 -2,418 -2,409 -2,404 -2,399 -2,389 -2,379 -2,371 -2,362 -2,339 -2,318 -2,297 -2,269

dimana :

(3.45)

Hd : tinggi tekanan-rencana X: jarak horizontal dari titik tertinggi mercu bendung ke titik di

permukaan mercu di sebelah hilirnya. Y: jarak vertikal dari titik tertinggi mercu bendung ke titik di permu­

kaan mercu di sebelah hilirnya. Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung yang diperoleh supaya dilan­

jutkan secara kontinue dengan suatu lengkung lainnya yang dapat diperoleh dengan mendeferensialkan rumus (3.45) tersebut, sehingga dihasilkan bentuk rum us sebagai berikut :

(3.46)

Titik permulaan dari pada lengkung ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

X = I ,096Hd· Y'L1 76 (3.47) b) Penampang lintang di sebelah udik dari titik tertinggi mercu bendung dapat

diperoleh dengan cara seperti yang tertera pada Gbr. 3-6 1 .

190

h.JH, X/H,

Bab 3. Perencanaan Teknis

Tabel 3-19. Koordinat dari lengkung bagian bawah berkas aliran air yang melintasi sebuah bendung dengan kemiringan lereng udik mercu 1 : 2/3.

0,002 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080 0,090 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

o,oso 0,020 0,019 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,017 0,017 0,016 0,015 0,014

0,100 0,03S 0,03S 0,034 0,034 0,033 0,033 0,032 0,032 0,031 0,031 0,030 0,029 0;028 0,026 0,02S

0,150 0,042 0,042 0,041 0,041 0,040 0,039 0,038 0,038 0,037 0,037 0,036 0,03S 0,034 0,032 0,029

0,200 0,044 0,043 0,042 0,042 0,041 0,041 0,040 0,040 0,039 0,039 0,038 0,037 0,03S 0,032 0,029

0,250 0,041 0,040 0,039 0,039 0,038 0,037 0,036 0,036 0,03S 0,035 0,034 0,032 0,030 0,027 0,024

0,300 0,034 0,033 0,032 0,032 0,031 0,030 O,Ol9 0,028 0,027 0,026 0,025 0,024 0,022 0,018 0,016

0,350 0,022 0,022 0,021 0,021 0,020 0,019 0,018 0,017 0,016 O,OIS 0,014 0,012 0,010 0,007 0,014

0,400 0,009 0,009 0,008 0,007 0,006 0,006 o,oos 0,004 0,003 0,002 --(),0<»--0,002 -0,004 -0,006 -0,009

0,450 -0,007 -0,008 -0,008 -0,009 -0,010 -0,011 -0,011 -0,013 -0,014 -O,OIS -0,016 -0,018 -0,019 -0,022 -0,025

0,500 -0,026 -0,027 -0,027 -0,028 -0,029 -0,036 -0,030 -0,032 -0,033 -0,034 -0,03S -0,037 -0,038 -0,040 -0,042

0,600 -0,072 -0,073 -0,073 -0,074 -0,07S -0,076 -0,076 -0,077 -0,077 -0,078 -0,078 -0,080 -0,081 -0,084 -0,08S

0,700 -0,126 -0,127 -0,127 -0,128 -0,128 -0,129 -0,129 -0,130 -0,131 -0,132 -0,132 -0,133 -0,133 -0,135 -0,137

0,800 -0,188 -0,189 -0,189 -0,190 -0,190 -0,191 -0,191 -0,192 -0,192 -0,192 -0,192 -0,193 -0,194 -0,194 -0,196

0,900 -0,2S7 -0,258 -0,2S8 -0,2S9 -0,259 -0,259 -0,259 -0,260 -0,260 -0,260 -0,260 -0,2 .I -0,262 -0,262 -0,264

1 ,000 -0,336 -0,336 -0,336 -0,336 -0,336 -0,336 -0,336 -0,337 -0,337 -0,337 -0,337 -0,337 -0,337 -0,337 -0,337

1,20� -0,518 -0,516 -0,514 -0,514 -0,513 -0,512 -0,5 1 1 -0,510 -0,509 -0,508 -0,506 -0,506 -0,506 -0,506 -0,503

1 ,400 -0,733 -0,731 -0,728 -0,726 -0,724 -0,722 -0,720 -0,719 -0,717 -0,715 -0,713 -0,71 1 -0,708 -0,703 -0,698

1,600 -0,972 -0,970 -0,967 -0,965 -0,963 -0,961 -0,959 -0,9S7 -0,954 -0,952 -0,949 -0,943 -0,937 -0,927 -0,919

1,100 - 1 ,248 - 1 ,245 - 1,241 - 1,238 - 1 ,23S - 1 ,232 - 1 ,220 - 1,226 - 1 ,223 - 1 ,220 - 1 ,216 - 1 ,206 - 1,196 - 1 ,177 -1,163

UO) - 1 ,552 - 1 ,549 - 1 ,545 - 1 ,541 - 1 ,537 - 1 ,533 - 1 ,528 - 1 ,523 -1,518 - 1 ,513 - 1,508 - 1 ,495 - 1 ,482 - 1,454 - 1 ,443

!.310 -1,889 - 1 ,88S - 1 ,880 - 1 ,874 - 1 ,868 - 1,862 - 1 ,855 - 1 ,849 - 1,842 - 1 ,835 - 1,828 - 1 ,810 - 1 ,791 - 1,754 - 1,729

!.G - !.262 - 2,256 -2,256 -2,241 -2,232 -2,223 -2,214 -2,205 -2,196 -2,187 -2,178 -2,157 -2,135 -2,092 -2,060

uao -::.- - 2.454 -2,448 -2,437 -2,426 -2,415 -2,404 -2.394 -2,384 -2,374 -2,364 -2,342 -2.320 -2,276 -2,244

(3} Type pelimpah samping (Sideward over flow type) (a) Penjelasan umum

Suatu bangunan pelimpah yang saluran peluncurnya berposisi menyamping terhadap saluran pengatur aliran di udiknya disebut bangunan pelimpah samping (side spillway). Biasanya saluran pengatur alirannya disebut saluran pengatur aliran type pelimpah samping (regulating part of sideward over flow type) dilengkapi dengan suatu bendung pengatur dan kadang-kadang bahkan dipasang pintu-pintu.

Aliran yang melintasi bangunan pelimpah samping tersebut, seolah-olah terbagi menjadi dua tingkatan dengan dua buah peredam energi, yaitu yang pertama terletak pada bagian akhir saluran pengatur yang disebut saluran samping (side ditch) dan yang kedua adalah peredam energi di bagian akhir dari bangunan pelimpah tersebut.

Persyaratan yang perlu diperhatikan pada bangunan pelimpah type ini adalah agar debit banjir yang melintasinya, tidak menyebabkan aliran yang menengge­lamkan bendung pada saluran pengatur, karenanya agar saluran samping dibuat cukup rendah terhadap bendung tersebut.

Untuk dapat memenuhi persyaratan tersebut, maka bangunan pelimpah direncanakan sedemikian rupa, agar pada saat mengalirkan debit banjir abnormal, perbedaan elevasi permukaan air di udik dan di hilir bendung pengatur tidak kurang dari 2/3 kali tinggi air di atas mercu bendung tersebut. Dan sangatlah ideal kiranya, apabila dapat diusahakan agar pada saat bangunan pelimpah melewatkan debit banjir-rencana, elevasi permukaan air di hilir bendung pengatur hampir sama dengan elevasi mercu bendung tersebut.

X/H,

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1 ,000 1 ,200 1 ,400 1 ,600 1 ,800 2,000

Catatan:

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimaph

Tabe1 3-20. Tabel perhitungan untuk menentukan koordinat permukaan bendung.

Penyesuaian nilai sesuai

Y/H, Perbedaan antara Y/ H, dgn per-(sesuai dengan sesuai dgn ha = 0,10 bedaan: Penyesuaian : X y

ha = 0,100) dan ha = 0,12 ha yjH, (m) (m)

0,000 0 0 0 0 0 0,026 -0,002 -0,0014 0,0246 0,105 0,052 0,042 -0,003 -0,0021 0,0398 0,210 0,084 0,049 -0,002 -0,0014 0,0476 0,3 15 0,700 0,050 -0,002 -0,0014 0,0486 0,420 0,102 0,046 -0,002 -0,0014 0,0446 0,525 0,094 0,038 -0,003 -0,0021 0,0359 0,630 0,075 0,028 -0,003 -0,0021 0,0259 0,735 0,054 0,015 -0,003 -0,0021 0,0129 0,840 0,027 0,000 -0,004 -0,0028 0,0028 0,945 -0,006

-0,018 -0,004 -0,0028 -0,0208 1 ,05 -0,044 -0,062 -0,004 -0,0028 -0,0648 1 ,26 -0,136 -0, 1 14 -0,003 -0,0021 -0,1 161 1 ,47 -0,244 -0,173 -0,003 -0,0021 -0,1751 1 ,68 -0,368 -0,241 -0,002 -0,0014 -0,2424 1 ,89 -0,509 -0,314 -0,004 -0,0028 -0,3168 2, 10 -0,665 -0,484 -0,002 -0,0014 -0,4854 2,52 - 1 ,019 -0,688 +0,001 +0,0007 -0,6873 2,94 -1 ,443 -0,927 +0,006 +0,0042 -0,9228 3,36 -1 ,938 - 1,193 +0,009 +0,0063 - 1 , 1 867 3,78 -2,492 - 1 ,491 +0,015 +0,0105 - 1 ,4805 4,20 -3, 109

1 . Lereng udik bendung adalah 1 : 2/3 2. H, = 2,10

191

y• Elevasi

(m)

94,898 94,950 94,982 94,998 95,000 94,992 94,973 94,952 94,925 94,892 94,854 94,762 94,654 94,530 94,389 94,288 93,879 93,455 92,960 92,406 91,789

•3. Karena ada perbedaan 0,002 (m) pada titik tertinggi dari Y, penyesuaian ini juga dipergunakan pada perhitungan untuk menentukan Y (elevasi m), yaitu elevasi mercu bendung tipis adalah 94,898 m. Pada hakekatnya basil perhitungan tersebut di atas akan bermacam-macam tergan-tung dari penyesuaian-penyesuaiannya.

Akan tetapi kondisi-kondisi topografi yang akan dihadapi pada pelaks.anaan pembuatannya serta pertimbangan-pertimbangan ekonomis lainnya, mengakibatkan persyaratan-persyaratan tersebut tidak selalu dapat d icapai secara sempurna dan biasanya perbedaan-perbedaan sebesar 10 s/d 1 5 %, masih dapat di izinkan.

Rencana-teknis bendung pengatur dihitung berdasarkan metode-metode yang telah diuraikan terdahulu, sedang saluran samping biasanya dengan penampang berbentuk trapesium yang kemiringan sisinya (Z1 ) sekitar 0,7. Pada hakekatnya semakin besar kemiringan sisi saluran samping akan lebih baik, karena dapat mengurangi volume galiannya, akan tetapi harus diingat bahwa tinggi jatuhnya berkas aliran air dari bendung ke dalam saluran samping semakin tidak seragam, yang mengakibatkan semakin besar gaya-gaya hydrodinamis yang timbul di dalam aliran tersebut, sehingga perlu diperhatikan kekuatan batuan di atas mana bangunan pelimpah tersebut akan dibangun. Apabila dasar dari calon bangunan pel impah terdiri dari batuan yang kukuh, maka dapat diterapkan untuk zl = 0,5.

Didasarkan pada pertimbangan stabilitas serta untuk lebih memudahkan pelaksanaan konstruksinya, maka disarankan agar lebar dasar saluran samping diambil sekecil mungkin. Dengan lebar dasar yang sempit, maka volume penggalian <lkan berkurang dan akan mempunyai efek peredaman energy yang t inggi .

192 Bab 3. Perencan_aan Teknis

0,282H11 Titik nol dari koordinat X, Y.

Gbr. 3-61 Skema aliran air melintasi sebuah bendung.

X t , s s = 2H.,o. s s y Poros bendungan

Pada bangunan pelimpah yang kecil, biasanya lebar dasar sepanjang dasar saluran samping dibuat seragam. Akan tetapi untuk saluran samping pada ba­ngunan pelimpah yang besar-besar biasanya lebar dasar kolam akan semakin besar ke hilir, sedemikian rupa sehingga pada saat melewatkan debit banjir-rencana, permukaan air di dalam kolam tersebut memben.tuk bidang yang hampir datar dengan penampang basah paling efektif.

Sebagaimana yang telah diuraikan di atas, bahwa dalam saluran samping akan terjadi proses peredaman energi, maka saluran tersebut akan menerima beban hydrodinamis berupa hempasan (impact) aliran air dan gaya-gaya vibrasi (vibration), sehingga saluran ini harus dibangun di atas pondasi batuan yang kukuh. (b) Perhitungan-perhitungan hydrolika untuk saluran samping pada bangunan pelimpah samping. I) Rumus dasar dari I. Hinds, adalah sebagai berikut :

dimana:

Q, = q•x v = a·X"

y = n + I h n •

Q, : debit pada titik x (m3/dt). q : debit per unit lebar yang melintasi bendung pengatur (m3/dt).

(3.48) (3.49)

(3.50)

x: jarak antara tepi udik bendung dengan suatu titik pada mercu bendung tersebut (m).

v : kecepatan rata-rata aliran air di dalam saluran samping pada suatu titik tertentu (m/dt)

a : koeffisien yang berhubungan dengan kecepatan aliran• air di dalam saluran samping.

n : exponen untuk kecepatan aliran air di dalam saluran samping (antara 0,4 s/d 0,8).

y: perbedaan elevasi antara mercu bendung dengan permukaan air di dalam saluran samping pada bidang A" yang melalui titik tersebut di atas.

hp : tinggi tekanan kecepatan aliran (hv = v2/2g). Berhubung aliran air yang melintasi bendung kemudian meluncur masuk

ke dalam saluran samping, maka energi yang timbul di dalam aliran tersebut langsung dapat diredusir (diredam) dengan benturan sesama massa air dan gesekan di antara molekul-molekul air yang terdapat di dalam saluran samping.

Secara teoritis dapat dianggap bahwa energi dapat diredusir secara sempur­na dalam arah melintang terhadap saluran samping, sehingga komponen energi ke arah yang sejajar dengan penampang memanjang saluran tersebut

1,0 0,6 0,9 0,7 0,8 0,8

0,7 0,9 1,0

0,6

o,s

2,0 0,4

3,0 0,3

4,0

s,o

6,0 0,2

7,0

10,0

0,1

20,0 0,09

0,08

0,07 30,0

0,06 40,0

so,o o,os

60,0 0,04 70,0 80,0 90,0 100

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 193

dapat diabaikan. Dengan demikian air yang mengalir keluar dari saluran saqtping dan mulai memasuki saluran peluncur dimulai dengan energi yang mendekati harga nol. Aliran yang searah dengan penampang memanjang saluran, diusahakan agar selalu dalam kondisi aliran sub-kritis, yang biasanya dapat dicapai dengan pembuatan bentuk ambang tertentu di ujung hilir saluran samping tersebut. Guna meptperoleh bentuk ambang yang diinginkan, dapat

y(m)

tl(m/dt) ,,0 4,0

��: 2 0�8,0 • 7,0

6,0 s,o

1,0 4,0 0,8

0,6 o,s 0,4 0;3

·� 0,8 0,7

Keterangan : v = ax• y = n + I h. = n + I . n2n n 2g

Soal : Pada rumus kecepatan dari aliran pada saluran sisi pelimpah r = ax•, diketahuibahwa n = 0,55 ; a = 0,64. Hitunglah kecepatan dan dalamnya permukaan airdi atas saluran sisi pada 30m di sebelah hulu.

Penyelesaian: I) x = 30 adalah berhubungan dengan nu = 0,55 oleh garis lurus dan me­motong pada skala x• seperti terlihat, yakni di q.

2) J:lubungkan q dengan a = 0,64 dan memotong skala v pada v = 4, 17 m/dt(Jawaban).

3) v = 4, 1 7 dihubungkan dengan ny = 0,55 dan kepanjangannya memotongskala y, maka diperoleh y = 2,49 (jawaban).

Gbr. 3-62 Diagram perhitungan, v = 11x•.

194

n 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

0,7 0.7 0,7 0,7 0,7 0,7

Bab 3. Perencanaan Teknis

dilakukan dengan metode seperti yang tertera pada point (1) di atas, yaitu sama dengan metode untuk memperole� bentuk "pengatur aliran type ambang bebas". Dan bentuk penampang lintang saluran samping dan kecepatan aliran serta peqnukaan air, yang terdapat di dalamnya, dapat dihitung dengan rumus 23.48 s/d 3.50.

Untuk memudahkan perhitungan dapat pula dipergunakan diagram seperti yang tertera pada Gbr. 3-62.

2) Pemilihan kombinasi yang sesuai untuk angka koeffisien a dan n Angka "a" dan "n" pada rumus (3.49) supaya dicari dalam kombinasi

sedemikian rupa, sehingga di satu fihak biaya konstruksi saluran samping ekonomis, sedang di lain fihak agar mempunyai bentuk hydrolis yang me­nguntungkan. Angka "a" dan "n" yang paling menguntungka.n tersebut dapat diperoleh dengan beberapa metode.

Tabel 3-21. Tabel perhitungan untuk menentukan perbandingan dari kombinasi a dan "·

Potongan meiintang Potongan melintang Harga yg. dari bagian hulu. dari ujung saluran samping

x = 2,5 m x = 25 m tepat Q = 5,0 m3/dt Q = 50 m3fdt untuk

biaya a V A d y D 1 V A d y D2 2D2 konstruksi Catatan

0,5 0,72 6,90 1 ,72 0,09 1,81 1 ,81 27,60 4,73 0,59 5,32 10,64 12,45 0,6 0,87 5,75 1 ,48 0, 14 1 ,62 2,18 22,93 4,17 0,86 5,03 10,06 1 1,68 0,7 1 ,02 4,90 1 ,30 0,19 1 ,49 2,55 19,61 3,74 1 , 17 4,91 9,82 1 1,31 0,8 1 , 17 4,27 1 , 16 0,25 1 ,41 2,90 17,24 3,42 1 ,5 1 4,93 9,86 1 1 ,27 0,9 1,30 3,84 1 ,06 0,31 1 ,37 3,27 15,29 3,13 1 ,82 4,95 9,40 1 1 ,27

0,2 0,38 13,17 2,82 0,02 2,84 1,90 26,32 4,58 0,45 5,03 10,06 0,3 0,57 8,77 2,07 0,04 2,1 1 2,86 17,48 3,45 1 ,01 4,46 8,92 0,35 0,67 7,46 1 ,83 0,06 1 ,89 3,33 15,01 3,09 1,37 4,46 8,92 0,4 0,76 6,58 1 ,65 0,07 1 ,72 3,80 13,17 2,81 1 ,79 4,60 9,20 0,5 0,95 5,26 1 ,38 0,1 1 1,49 4,75 10,52 2,38 2,80 5,18 10,36 0,6 1 , 14 4,39 1 ,19 0, 16 1 ,35 6,63 7,49 1 ,83 5,50 7,33 14,66

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Petimpah 195

Di bawah ini diperkenalkan 3 (tiga) metode yang lazim digunakan sebagai . berikut : a) Metode pertama

Dengan cara penentuan beberapa harga "a" dan "n" secara sembara­ngan. (sistem coba-banding). Berdasarkan angka yang telah diambil langsung dihitung volume konstruksi secara kasar dan kemudian dilakukan perban­dingan seperti yang tertera pada Tabel 3-21 . Walau:pun perhitungan ini pada hakekatnya hanya didasarkan pada volume konstruksi, akan tetapi angka-angka "a" dan "n" yang paling cocok tersebut, supaya disesuaikan dengan peninjauan setempat, dimana saluran samping tersebut akan didirikan.

Tabel 3-21 dibuat berdasarkan data-data bangunan pelimpah sebagai berikut :

q = 2,0m3 /dt/m Panjang bendung = 25m b = 3,0m z, = 0,7 dan z2 = 0,5 Selanjutnya dik,etahui pula, bahwa D = d + y baik untuk ujung udik

maupun ujung hilir dari saluran samping. Besarnya pembiayaan dari kolam penampung dinyatakan sebagai

Dan berdasarkan data-data tersebut di atas serta kombinasi-kombinasi antara angka "a" dan "n" dilakukan perbandingan-perbandingan. Sedang harga v dan y di dalam Tabel tersebut diperoleh dari Gbr. 3-62. Selanjutnya harga d diperoleh,dengan· rumus hubungan antara luas penam­pang basah saluran samping A dengan d sbb. :

A = {(z1 + z2} d + b} X d 2

(z 1 + z2) d2 + 2bd - 2A = 0

Dengan demikiail :

d = -b � �b2 + 2(z1 + z2)A = -3 + �9 __;__ 2,4A z1 + z2 1 ,2

b) Metode kedua

(3.51)

Andaikan kecepatan aliran air di dalam saluran samping dapat dihu­bungkan secara langsung dengan rum us : v = a.:r!', maka kedalaman air dalam saluran terse but disesuaikan dengan bentuk yang diandaikan, dengan demikian harga Q dan n, mungkin mempunyai persesuaian dengan rumus sbb. :

dimana : A : periampang basah saluran samping T: Iebar permukaan air Q : debit

(3.52)

196 Bab 3. Perencanaan Teknis

n : exponen untuk kecepatan aliran Perhitungan dilakukan sistem coba-banding, hingga akhirnya dapat

diperoleh angka-angka A, Q, kedalaman air, angka n. Dari perhitungan tersebut di atas, maka angka "a" akan didapatkan dengan mudah.

Bentuk penampang lintang saluran samping mula-mula ditentukan secara kasar di lapangan tempat kedudukan calon saluran tersebut dan kemudian dengan menggunakan angka-angka "a" dan "n" yang sudah diperoleh dari perhitungan-perhitungan, maka dapat digambarkan beberapa penampang lintang saluran samping, seperti yang tertera pada Gbr. 3-63.

x(m) 2 5 10

--�--20 30

---��· -·-.. �

n = 0 15 a = 0 26 �--- - - - ... )0.� ' , '

D l \ �� - �xx · (m) c I -�1§ 2 \ "�-, n = 0,45, a = 0,04 n = 0,6, a = 0,42

' "')�� ___.... n = 0,45 a = 0,64

3 ,�,-:::::-.... 0 -......:,;:-. n = 0,6 a = 0,42

4 �

.)___n = 0,75 a = 0,26

�£\. 1()(� 5 "---�. -� 6

Gbr. 3 -63 Tabel perbandingan antara angka a dan angka n.

Kemudian pemilihan kombinasi dari angka "a" dan "n" yang paling menguntungkan dapat dilakukan dengan memperbandingkan volume pekerjaan untuk pembuatan saluran samping tsb.

c) Metode ketiga Pada hakekatnya besarnya biaya konstruksi suatu bangunan pelimpah

tergantung dari besarnya volume galian yang harus dilaksanakan pada salunin peluncurnya. Sedang pemilihan kombinasi angka "a" dan "n", hanya ditujukan untuk pemilihan bentuk penampang lintang dari ujung hilir saluran samping. Selanjutnya dengan rumus (3.52) untuk ujung hilir saluran samping, maka berbagai bentuk penampang lintangnya yang didasarkan pada berbagai harga "n" dapat digambarkan dan dengan demi­kian akan didapatkan angka "n" yang paling menguntungkan dan dengan demikian angka "a" sebagai kombinasi untuk "n" mudah diperoleh.

3) Contoh perhitungan untuk saluran pengatur pada bangunan pelimpah samping (side spillway).

Diketahui : q = 2,0m3/dt/m� Lebar bendung = 25m Selain itu diketahui pula hal-hal sebagai berikut : Saluran samping direncanakan dengan kemiringan dinding samping udik dan dinding samping hilir berturut-turut z 1 = 0,7 dan z2 = 0,5

Lebar dasar saluran samping, b = 3,0m Angka-angka a = 0,45 dan n = 0,60, sebagai basil perhitungan yang sudah

dikerjakan terdahulu. Pertanyaan : Diminta mencari bentuk penampang memanjang saluran samping dan elevasi

X 1 ,0 2,5 5,0 7,5

10,0 15,0 20,0 25,0

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

permukaan air di dalam saluran tsb. Penyelesaian :

197

Berbubung angka-angka a = 0,45 dan n = 0,60, dan selanjutnya dengan rumus (3.49), dapat dibitung kecepatan aliran di dalam saluran samping dan kemudian disusun dalam daftar seperti yang tertera pada Tabel 3-22 ( 1 ). Kebilangan tinggi tekanan gesekan secara kasar dapat dihitung dengan rumus Maning yang didasarkan pada koeffisien kekasaran n = 0,020 dan basilnya tert�ra pada Tabel 3-22 (2).

Tabel 3-22(1). Perhitungan Hid�olika untuk saluran samping. (n = 0,60 a = 0,45)

y

A = n + l h,

D=-n X" v=ax" Q = Q/tJ d h, =2,66h, d+y H* I D + H1 •catatan.

1 ,00 0,45 2,00 4,44 1 ,20 0,01 O,o3 1,23 '0,00 1 ,23 Dimana, : 1 � 0,7 1,73 0,73 5,00 6,85 1,71 O,o3 0,08 1 ,79 0,00 1 ,79 z2 = 0,5; b � 3 m 2,63 1 , 18 10,00 8,47 2,01 0,07 0, 19 2,20 0,00 2,20 d' = ( - 3 + ./9 - 1.4A) 3,35 1,51 15,00 9,93 2,j!8 0,12 0,32 2,60 0,00 2,60 / 1 ,2 3,98 1 ,79 20,00 1 1 , 1 8 2,49 0,16 0,43 2,92 0,00 2,92 • H 1 didapat dari label 5,08 2,28 30,00 13,15 2,81 0,27 0,72 3,53 0,01 3,54 3·22(2) 6,03 2,71 40,00 14,76 3,06 0,38 1,03 4,08 0,01 4,09 6,90 3,10 50,00 16,12 3,26 0,49 1,31 4,57 0,02 4,59

Tabel 3-22(2). Tabel perhitungan untuk menentukan kehilangan tinggi tekanan karena geseran.

z 0,0 1,0 2,5 5,0 7,5

10,0 1 5,0 20,0 25,0

d*

1 ,20 1,71 2,01 2,28 2,49 2,81 3,05 3,26

R tJ

A* p R Rata-rata ,. Rata-rata hi HI Catatan

Yang bertanda • pada label 3-22( 1 ) 4,44 2,81 1 ,58 0,79 1 ,0 0,45 0,23 0,00 karena z 1 = 0,7; zz ·- 0,5 ; h 3m 6,85 4,00 1 ,71 1 ,65 1 ,5 0,73 0,59 0,00 p = b ·'- (./1 -,- zi - ./ I - : ! )d 8,47 4,70 1 ,80 1 ,76 2,5 1 , 1 8 0,96 0,00 � 3 _J_ 2,34d 9,93 5,36 1 ,85 1 ,83 2,5 1 ,5 1 1 ,35 0,001 Pcrhitungan hr dtda<.rbn ;:>3da

1 1 , 18 5,83 1,92 1 ,89 2,5 1 ,79 1 ,65 0,002 0,00 diagra...'Tl perh 1 t ur.p--: ��-: :...:.'\ 13,15 6,58 2,00 1 ,96 5,0 2.28 2.04 0.(Xl3 0.01 "-1ar.ning_ 14,76 7,14 2,07 2,04 5,0 2,71 2,50 0.005 0.01 16, 12 7,63 2,11 2.09 _ 5,0 3.1D 2,91 O,OOC>. O.W-

Dari basil perbitungan-perhitungan tersebut di atas dapat dibuatkan diagram seperti yang tertera pada Gbr. 3-64.

4) Penyesuaian bentuk dasar saluran samping Apa hila bentuk penampang memanjang dasar saluran dibuat berdasarkan

basil perbitungan yang merupakan garis lengkung seperti yang tertera pada Gbr. 3-64 tersebut di atas, maka pelaksanaan konstruksinya akan cukup sulit. Untuk mengbindari kesulitan-kesulitan dalam pelaksanaan tsb., maka bentuk penampang memanjang dasar saluran barus disesuaikan, yaitu dengan merubab dasar saluran dari basil perbitungan yang berbentuk garis lengkung menjadi garis lurus. Penyesuaian .tersebut dilakukan dengan mengbubungkan ujung bilir garis lengkung dengan titik yang Ietaknya antara 1/3 s/d 1/10 dari panjang bendung, dan diukurkan dari ujung udik garis lengkung tersebut (periksa Gbr. 3-64).'Selain itu barus diingat agar penyesuaian bentuk, elevasi serta kemiringan dasar dari saluran samping tersebut agar tidak menimbulkan perubaban yang terlalu besar pada rezim bydrolika aliran air dalam saluran tersebut.

· 5) Penyesuaian garis permukaan air di dalam saluran samping. Sebagaimana telab diuraikan terdabulu, babwa kurva penampang meman-

198

01 g .s .. r:: .!::: f.'! "C' .; l! "(ij "' :S .. ... > .. � m � , �� !.:== .� s "C' ·c

.! ! � :S � -e � :! e • "" ..., ,

Permukaan air pada debit banjir rencana

::{ � ;;;. � .. .. .. "' "' ""·

� � "!. � "'

� 0 ::! ;:r �

Bab 3. Perencanaan Tek.nis

ill 1!l ,.: ,.: "' "'

� � � � � 0 ::!

Permukaan air pada debit banjir abnormal

� q � � "'

�

� "!. � � �

Gbr. 3-64 Diagram perhitungan dari design pada Saluran sisi bangunan pelimpah.

10 99

20 98

30 97

Permukaan air pada banjir abnormal

jang dasar saluran samping dan kurva permukaan air di dalam saluran tersebut yang diperoleh dengan rumus-rumus (3.48) s/d (3.50); lebih diarahkan pada pemikiran guna mengurangi volume galian pada pembuatan bangunan pelimpah dan tida.k didasarkan pada teori-teori hydrolika.

Dengan demikian, setelah bentuk dari saluran samping ditetapkan, maka garis permukaan air di dalam saluran ini harus disesuaikan secara hydrolika, sehingga garis permukaan yang digambarkan akan mendekati kondisi yang sebenarnya, sesudah bangunan pelimpah dibangun dan berfungsi. Dalam hat ini, walaupun debit air yang melintasi bangunan pelimpah mungkin dalam kapasitas yang sama, akan tetapi formasi garis p_ermukaan air di dalam saluran samping akan berbeda-beda, tergantung dari bentuk, dimensi serta formasi dari saluran peluncurnya (.flood way) yang terletak di hilir saluran samping tersebut. Di samping itu harus diperhatikan agar kondisi aliran di bagian hilir saluran samping tidak memberikan pengaruh yang kurang menguntungkan terhadap aliran di bagian udiknya, maka bentuk dari bagian hilir saluran tersebut harus direncanakan secara hati-hati.

Pada bangunan pelimpah samping biasanya saluran samping bersambungan dengan saluran peluncur baik secara langsung ataupun dengan jara"k tertentu, sedang formasi saluran peluncur selalu lebih curam dibandingkan dengan saluran samping, maka penyesuaian garis permukaan air di dalam saluran samping agar dilakukan berdasarkan basil perhitungan elevasi permukaan aliran kritis pada ujung hilir saluran samping tersebut.

Umumnya sesudah diperoleh titik ujung hilir dari garis permukaan aliran pada saluran samping, maka dapat ditarik suatu garis yang pantas sebagai garis transisi yang menghubungkan garis permukaan aliri:tn pada saluran pelun-

b b2,S

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 199

cur dan garis permukaan aliran pada saluran samping yang diperoleh dari cara perhitungan dengan rumus-rumus (3,48 s/d 3,50). Jadi tidak perlu dilakukan lagi perhitungan-perhitungan hydrolika untuk mendapatkan garis permukaan air yang lebih cocok dengan kenyataan. Akan tetapi pengujian-pengujian kemampuan bangunan pelimpah yang bersangkutan untuk menampung debit banjir abnormal (yang besamya - 1 ,2 kali debit banjir-rencana) biasanya dilaku­kan "dengan rumus-rumus yang didasarkim pada teori hydrolika dengan bentuk bangunan pelimpah yang. telah dipilih, seperti yang telah diuraikan di atas. Perhitungan untuk penehtuan kedalaman kritis aliran pada saluran peluncur adalah merupakan permulaan dari seluruh perhitungan untuk menentukan garis permukaan aliran, pada �aluran peluncur tsb. dengan urutan sebagai berikut : a) Dengan diketahui besarnya debit Q(m3 /dt) dan le bar dasar saluran samping

b(m), maka harga k dapat dihitung dengan' rumus :

Q - k b'1..S - (3.53)

Tabel 3-24 dapat digunakan untuk memudahkan memperoleh harga b2,s .

Tabel 3-23. Tabel dari b2· s. Tabel ini dipergunakan untuk menghitung b2. s sesuai dengan rum us untuk memperoleh kedalaman aliran kritis dalam terowongan.

b2, S 62, 5 b 62,5 h 62, 5 b bl, S bl,S b bl, S b bl,S b 62,5 0,20 0,0179 O,SO 0,1768 0,80 O,S124 1,10 1,2691 1,40 2,3191 1,70 3,7681 2,00 S,6S6 3,SO 22,92 5,00 SS,91 8,00 181,0 IS,OO 871,4 30 4.929

I 0,0202 I 0,18S7 I O,S90S I 1,2981 I 2,3607 I 3,8238 OS 6,019 SS 23,74 10 S8,1S 10 186,7 SO 94S,8 S.3S2

2 0,0227 2 0,19SO 2 0,6089 2 1,327S 2 2,4028 2 3,8799 10 6,390 60 24,S9 20 61,66 20 192,S 16,00 1.024 6.2SS

3 0,02S4 3 0,204S 3 0,6276 3 1,3S74 3 2,44S3 3 3,936S IS 6,776 6S 2S,46 30 64,68 30 198,S SO 1.106 S.7<3 4 0,0282 4 0,2143 4 0,6467 4 1,3876 4 2,4883 4 3,9937 20 7,178 70 26,33 40 67,62 40 204,6 17,00 1.191 35 '.241

0,2S 0,0312 O,SS 0,2243 0,8S 0,6661 I,IS 1,4182 1,4S 2,S317 1,7S 4,0SI3 2,2S 1,S94 3,7S 27,23 S,SO 70,96 9,SO 210,6 SO 1.281 �:m 6 0,034S 6. 0,2347 6 0,68S9 6 1,4493 6 2,S1S6 6 4,1094 30 8,020 80 28,1S 60 74,22 60 216,9 18,00 1 .375 LJ:!7 7 0,0379 7 0,24S3 7 0,706) 7 1,4807 7 2,6200· 7 4, 681 3S 8,468 8S 29,09 70 77,S9 70 223,3 SO t.m Lllll2 8 0,04U 8 0,2S62· 8 0,726S 8 I,SI2S 8 2,6647 8 4,2272 40 8,923 90 30,0S 80 81,00 80 230,1 19.CO I.S'4 9-'02 9 0,04S3 9 0,2674 9 0,7473 9 I ,S448 9 2,7100 9 4,2868 4S 9,397 9S 31,01 90 84,S3 90 236,3 lO I .i":'9 e 10.000

0,30 0,0493 0,60 0,2789 0,90 0,7684 1,20 I,S774 I,SO 2,1SS1 1,80 4,3469 2,SO 9,881 4,00 32,00 6,00 88,21 9,00 243,D lii.IIO L-, I 10.790

I O,OS3S I 0,2906 I 0,7900 I 1,610S I 2,8018 I 4,407S SS 10,38 OS 33,02 10 91,88 10 :Mll.7 lO l.JIIB 2 11 .430 2 O,OS19 2 0,3027 2 0,8118 2 1 ,6440 2 2,8485 2 4,4687 60· 10,90 10 34,04 20 9S,12 20 2S6,7 21M 2.li2J 3 12.130 3 0,0626 3 0,31SJ 3 0,8341 3 1,6779 3 2,89SS 3 4,S303 6S 11,43 IS 3S,08 30 99,99 30 llil.l lll 2.143 4 12.840 4 0,0674 4 0,3277 4 0,8S67 4 1,7122 4 2,9431 4 4,S92S 70 1 1,98 20 36,14 40 103,6

0,3S 0,012S 0,6S 0,3406 0,9S 0,8796 1 ,2S 1 ,7469 I,SS 2,9911 1,8S 4,6SSI 2,1S 12,34 4,2S 37,24 6,SO 107,7 6 0,0778 6 0,3S39 6 0,9030 6 1,7821 6 3,0396 6 4,7183 80 13,12 jo 38,3S 60 111 ,9 7 0,0833 7 0,3674 7 0,9267 7 1,8176 7 3,088S 7 4,7819 85 13,71 3S 39,46 70 1 16,2 8 0,0890 8 0,3813 8 0,9507 8 1,8536 S 3,1379 8 4,8461 90 14,32 40 40,60 ID 1211.6 9 0,09SO 9 0,39SS 9 0,91S2 9 1,8901 9 3,1878 9 4,9108 9S 14,9S 4S 41,18 90 122.2

Cl ZliU 22,11:1 2.270 4S 13.S80 931 2'71,2 lll 2.402 6 14.360

611 m.6 23,CO 2.S36 .7 U.l40 70 293,1 SO 2.678 8 IS.960 ID 300,6 24,CO 2.822 9 16.810

90 308,3 so 2.972 so 17.680 0,40 0,1012 0,70 0,4100 1,00 1,0000 1,30 1,9269 1,60 3,2382 1,90 4,9i60 3,00 IS,.S9 4,.SO 42,95 7,CO 13,7 10,00 316,2 2S,OO 3.12S SS 22.440

I 0,1076 I 0,4248 I 1,02S2 I 1 ,9642 I 3,2890 I S,0418 OS 16,2S SS 44.16 10 134,3 SO 3S7,3 SO 3.282 60 27.890 2 0,1143 2 0,4399 2 I,OS08 2 2,0019 2 3,3403 2 5,1080 10 16,92 60 45,39_ 20 139,1 11.CO 401,3. 26,00 3.447 6S 34.060 3 0,1212 3. 0,4SS3 3 1 ,0767 3 2,0400 ·3 3,ml 3 S,l748 IS 17,60 6S 46,61 30 143,9 SO 448,S SO 3.614 70 41.000 4 0,1284 4 0,4711 4 1,1030 4 2,0786 4 3,4444 4 S,2421 20 18,32 70 42,19 40 148,9 12,00 498,9 27,00 3.789 7S 48.730

0,45 0,13S8 0,7S 0,4871 1,05 1,1297 1,35 2,1176 1,6S 3,4971 1,9S 5,3099 3,2S 19,QS 4.7S 49,11 7,.SO 134,1 SO SS2,3 SO 3.96S 80 S7.250 6 0,1435 6 O,.S03S 6 1,1568 6 2,1570 ,6 3,.SS03 6 5,3182 30 19,18 ID S0,47 60 IS9,2 13,00 609,3 28,00 4.1SO 85 66.600

7 O,JSI4 8 O,JS96 9 0,1681

7 0,5203 8 O,S373 9 0,5347

7 1,1843 8 1,2122 9 1,2404

7 2,1969 8 2,2372 9 2,2779

7 3,6041 8 3,6582 9 3,7129

7 5,4471 35 2M4 IS 51,18 • 70 164,5 SO 669,6 SO 4.335 90 76.830 8 S,516S 40 21,32 90 53,1S 80 169,9 14,00 733,2 29,00 4.S29 9S 87.940 9 S,5864 45 22,11 9S 34,SI 90 17S,4 so 800,8 so 4.726 100 100.000

200 Bab 3. Perencanaan Teknis

Tabei J-24. Tabel perbitungan yang langsung dapat menentukan kedalaman kritis pada saluran terbuka.

� z = O,O z = O,I z = 0,2 z = 0,3 z = 0,4 z = 0,5 z = 0,6 .z = 0,7 z = 0,8 z = 1,0 z = li z = I! z = 2,0

0,01 0,003130 0,003132 0,003134 0,003135 0,003136 0,003139 0,003140 0,003141 0,003144 0,003146 0,003151 0,003155 0,003162 0,02 0,008854 0,008864 0,008869 0,008880 0,�890 0,008896 0,008908 0,00891 5 0,008925 0,008943 0,008966 0,008987 0,009034 0,03 0,01627 0,01629 0,01632 0,01634 0,01636 0,01639 0,01641 0,01644 0,01646 0,01651 0,01658 0,01664 0,01677 0,04 0,02505 0,02509 0,02516 0,02520 0,02524 0,02530 0,02535 0.02540 0,02546 0,02556 0,02569 0,02583 0,02610 0,05 0,03500 O,OJSIO 0,03517 0,03527 0,03536 0,03545 0,03553 0,03563 0,03572 0,03591 0,03614 0,03638 0,03686 0,06 0,04601 0,0461 5 0,04630 0,04643 0,04658 0,04671 0,04687 0,04701 0,04716 0,04752 0,04782 0,04820 0,04897 0,07 0,05798 0,0581 8 0,05837 0,05859 0,05880 0,05901 0,05924 0,05946 0,05968 0,06012 0,06065 0,06122 0,06239 0,08 0,07084 0,07114 0,07142 0,07170 0,07201 0,07228 0,07261 0,07291 0,0731 8 0,07387 0,07461 0,07542 0,07702 0,09 0,08452 0,08491 0,08527 0,08568 0,08608 0,08646 0,08686 0,08726 0,08770 0,08856 0,08960 0,09071 0,09292 0,10 0,09899 0,09950 0,1000 0,1005 0,1010 0,1016 0,1021 0,1026 0,1031 0,1043 0,1057 0,1071 0,1100 0,1 1 0,1142 0,1148 0,1155 0,1 162 0,1 1 68 0,1 1 75 0,1182 0,1192 0,1195 0,1210 0,1228 0,1245 0,1282 0,12 0,1301 0,1309 0,1317 0,1326 0,1334 0,1342 0,1350 0,1359 0,1368 0,1385 0,1408 0,1430 0,1477 0,13 0,1468 0,1477 0,1486 0,1496 0,1 507 0,1516 0,1527 0,1537 0,1548 0,1570 0,1 597 0,1622 0,1683 0,14 0,1639 0,1652 0,1663 0,1675 0,1687 0,1700 0,1712 0,1725 0,1738 0,1764 0,1797 0,1832 0,1901 0,15 0,1818 0,1833 0,1846 0,1861 0,1876 0,1890 0,1905 0,1920 0,1937 0,1967 0,2007 0,2048 0,2132 0,16 0,2003 0,2019 0,2036 0,2053 0,2070 0,2088 0,2105 0,2123 0,2142 0,2181 0,2226 0,2275 0,2374 0,17 0,2195 0,2212 0,2232 0,2253 0,2272 0,2292 0,2313 0,2334 0,2355 0,2402 0,2454 0,2512 0,2628 0,18 0,2390 0,2412 0,2436 0,2458 0,2481 0,2504 0,2528 0,2552 0,2578 0,2628 0,2691 0,2755 0,2893 0,19 0,2594 0,2618 0,2644 0,2670 0,2696 0,2724 0,2752 0,2779 0,2808 0,2865 0,2839 0,3014 0,3169 0,20 0,2800 0,2828 0,2857 0,2887 9,2918 0,2948 0.2980 0,3012 0,3045 0,31 14 0,31 1 4 0,3279 0,3456 0,21 0,301 1 0,3045 0,3078 0,3 1 1 1 0,3146 0,3181 0,3216 0,3254 0,3290 0,3368 0,3459 0,3561 0,3760 0,22 0,3230 0,3267 0,3304 0,3342 0,3380 0,3420 0,3459 0,3501 0,3546 0,3627 0,3735 0,3857 0,4069 0,23 0,3452 0,3494 0,3534 0,3578 0,3621 0,3666 0,3710 0,3757 0,3804 0,3898 0,4018 0,4142 0,4395 0,24 0,3682 0,3725 0,3772 0,3820 0,3867 0,3917 0,3968 0,4019 0,4072 0,4179 0,4312 0,4450 0,4737 0,25 0,391 2 0,3963 0,4014 0,4066 0,4121 0,4176 0,4233 0,4288 0,4347 0.4466 0,4615 0,4770 0,5085 0,26 0,4150 0,4204 0,4262 0,4320 0,4381 0,4442 0,4504 0,4567 0,4631 0,4759 0,4927 0,5096 0,5444 0,27 0,4393 0,4452 0,451 8 0,4579 0,4645 0,4713 0,4782 0,4852 0,4922 0,5068 0,5250 0,5438 0,581 9 0,28 0,4640 0,4704 0,4775 0,4844 0,4916 0,4991 0,5065 0,5143 0,5220 0,5377 0,5580 0,5786 0,6205 0,29 0,4889 0,4962 0,5037 O,SII4 0,5193 0,5274 0,5357 0,5440 0,5526 0,5698 0,5918 0,6145 0,6609 0,30 0,5145 0,5222 0,5304 0,5389 0,5475 0,5564 0,5654 0,5745 0,5837 0,6029 0.6269 0,6515 0,7023 0.31 0,5403 0,5490 0,5577 0,5670 0,5765 0,5861 0,5959 0,6059 0,6160 0,6366 0,6628 0,6986 0,7448 0.32 0,5670 0,5760 0,5856 . 0,5951 0,6059 0,6163 0,6270 0,6378 0,6488 0,6713 0,6997 0,7288 0,7884 0..)3 0,5938 0,6036 0,6140 0,6246 0,6356 0,6468 0,6586 0,6705 0,6820 0,7067 0,7374 0,7691 0,8337 IU4 0,6208 0,6314 0,6427 0,6543 0,6663 0,6786 0,6909 0,7038 0,7166 0,7426 0,7762 0,8105 0,8800 � 0,6482 0,6598 0,6720 0,6845 0,6914 0,7106 0,7241 0,7379 0,7516 0,7801 0,8158 0,8530 0,9215 1.16 0,6'761 0,6886 0,7017 0,7152 0,7290 0,7433 0,7577 0,7723 0,7872 0,8176 0,8566 0,8960 0,9166 o..rr 0. '1045 0,7178 0,7318 0,7463 0,7610 0,7764 0,7921 0,8076 0,8238 0,8568 0,8981 0,9408 1,027 Cl,ll 0.71J4 0,7478 0,7624 0,7780 0,7941 0,8102 0,8270 0,8437 0,8612 0,8960 0,9408 0,9860 1 ,079 D.J9 11.""...24 0. 7777 0,7936 0,8103 0,8276 0,8449 0,8626 0,8806 0,8991 0,9369 0,9845 1,033 1,132 0.40 0. ""'l2D 0,8084 0,8253 0,8429 0,8614 0,8800 0,8989 0,9183 0,9380 0,9778 1 ,029 1 ,081 1 , 1 86 0,41 11.1220 0,1394 o,8m 0,8762 0,8958 0,9156 0,9358 0,9565 0,9772 1 ,(\200 1,074 1 , 1 30 1,242 0,42 G.8S22 CI.I"'7 0.11196 0,9097 0,9306 0,951 5 0,9732 0,9949 1 ,017 1,063 1 ,120 1 ,180 1,299 0,43 0,8821 11,9026 0,9228 (),9441 ().9661 0,9887 1,012 1 ,035 1 ,058 1 ,107 1 , 168 1 ,269 1 ,358 0,44 0,9139 0,9346 Q,9S63 0,9788 1 ,002 1 ,026 I,OSO 1 ,076 1,100 1 ,152 1,217 1 ,283 1,418 0,45 0,9450 0,9671 0,9898 1,014 1 ,039 1,064 1,090 1 , 1 17 1 , 143 1 ,197 1 ,266 1 ,337 1 ,479 0,46 0,9766 1,000 1 ,024 I,OSO 1 ,076 1,102 1,130 1,158 1,186 1 ,244 1 ,317 1,391 1 ,542 0,47 1,009 1 ,033 1 ,059 1,086 1 , 1 14 1 ,142 1 , 1 71 1,201 1 ,230 1 ,291 1 ,368 1 ,446 1,606 0,48 1,041 1 ,067 1,094 1,123 1,152 1 , 182 1,212 1 ,244 1 ,275 1 ,339 1 ,420 1 ,503 1 ,672 0,49 1 ,074 1,101 1 , 130 1 ,160 1 , 1 90 1 ,222 1 ,254 1 ,287 1 ,320 1,388 1 ,474 1 ,561 1 ,739 0,50 1,107 1 , 1 35 1 , 1 66 1,197 1 ,229 1 ,263 1,297 1 ,332 1 ,366 1 ,438 1 ,529 1 ,621 1 ,808 0,51 1 , 140 1 ,170 1 ,202 1 ,235 1 ,269 1 ,304 1 ,340 1 ,377 1 ,414 1 ,489 1 ,584 1 ,681 1 ,878 0,52 1 ,174 1 ,205 1 ,239 1 ,274 1,310 1 ,346 1 ,384 1 ,423 1 ,462 1 ,540 1,641 1,742 1,949 0,53 1 ,208 1 ,241 1,276 1,313 1,351 1 ,389 1 ,429 1 ,469 1,510 1 ,593 1 ,698 1 ,805 2,022 0,54 1 ,242 1 ,277 1,314 1 ,352 1 ,392 1 ,433 1,475 1,516 1 ,559 1 ,646 1 ,756 1 ,869 2,097 0,55 1 ,277 1,314 1 ,352 1 ,392 1,434 1 ,477 1,521 1,564 1 ,609 1 ,700 1,816 1 ,934 2,172 0,56 1,312 1 ,350 1,391 1 ,433 1 ,476 1,521 1 ,567 1,613 1 ,660 1 ,756 1 ,877 1 ,999 2,252 0,57 1 ,347 1 ,387 1 ,430 1 ,474 1,519 1 ,566 1,614 1 ,663 1,712 1,812 1 ,938 2,010 2,330 0,58 1 ,383 1 ,425 1 ,469 1,515 1 ,563 1,612 1 ,662 1,713 1 ,764 1 ,869 2,001 2,137 2,407 0,59 1,419 1 ,463 1 ,509 1 ,557 1 ,607 1 ,658 1 ,7 1 1 1 ,764 1 ,818 1 ,927 2,066 2,208 2,490 0,60 1 ,455 1 ,501 1,549 1 ,600 1 .6�1 1 ,705 1,760 1,816 1 ,872 1 ,985 2,130 2,280 2,573 0.61 1 ,491 1 ,539 1 ,589 1,642 1 ,696 1 ,752 1,810 1,868 1 ,926 2,043 2,196 2,352 2,661 ·).6.1 1,528 1 ,578 1 ,630 1 ,685 1 ,742 1 ,800 1 ,860 1 ,920 1 ,981 2,103 2,263 2,424 2,149 0.63 1 ,566 1,617 1 ,671 1 ,729 1 ,788 1,849 1,91 1 1 ,973 2,037 2,170 2,332 2,495 2,838 0.64 1 ,603 1 ,656 1 ,713 1 ,773 1,835 1 ,898 1 ,962 2,028 2,094 2,230 2,401 2,573 2,926 0.65 1 ,641 1,696 1 ,756 1,818 1 ,882 1 ,948 2,014 2,083 2,152 2.291 2,470 2,650 3,014 0.66 1 ,679 1,737 1,798 1 ,863 1 ,930 1 ,998 2,068 2,139 2,210 2,357 2,542 2,727 3,108 0.�' 1 . 7 17 1 ,778 1 ,841 1,909 1 ,978 2,049 2,122 2,196 2,270 2,424 2,614 2,810 3,202 0,61 1,756 1 ,818 1 ,885 1 ,955 2,027 2,101 2,176 2,253 2,330 2,490 2,688 2!893 3,301

b) Pada Tabel 3-24 harga k yang diperoleh dari hasil perhitungan dapat dilihat pada kolom yang menyatakan besarnya kemiringan dinding saluran dan kemudian dapat dibaca harga de/b.

c) Akhirnya kedalaman kritis (de) dapat dihitung sebagai berikut :

0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,15 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 O,BB 0,89 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,02 1,04 1,06 1 ,08 1,10 1,12 1,14 1,16 1,18 1,20 1,22 1,24 1,26. 1,28 1,30 1,32 1,34 1,36 1,38 1,40 1,42 1,44 1,46 1,48 1,50 1,55 1,60 1,65 1 ,70 1,75 1,80 1,85 1,90 1 ,95 2,00

Cataton:

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 201

z = O,O z = O,I z - 0,2 z - 0,3 z = 0,4 z � 0,5 z = 0,6 z = 0,7 z = 0,8 z = 1,0 z = 11 z = li z = 2,0

1,794 1,860 1,928 2,001 2,076 2,153 2,231 2,311 2,391 2,556 2,762 2,976 3,395 1,833 1,901 1,973 2,048 2,126 2,206 2,287 2,369 2,454 2,622 2,838 3,059 3,495 1,87� 1,943 2,018 2,096 2,176 2,259 2,344 2,429 2,511 2,694 2,916 3,141 3,600 1,913 1,985 2,062 2,143 2,226 2,313 2,401 2,489 2,580 2,760 2,991 3,230 3,699 1,953 2,027 2,107 2,191 2,278 2,367 2,458 2,550 2,642 2,832 3,012 3,318 3,804 1,993 2,070 2,153 2,240 2,330 2,422 2,511 2,612 2,708 2,904 3,152 3,406 3,909 2,033 2,114 2,200 2,290 2,383 2,478 2,516 2,615 2,774 2,915 3,234 3,495 4,019 2,074 2,U7 2,246 2,340 2,436 2,534 2,635 2,738 2,840 3,053 3,316 3,589 4,130 2,115 2,201 2,293 2,390 2,489 2,590 2,695 2,802 2,908 3,125 3,400 3,677 4,240 2,157 2,245 2,341 2,440 2,543 2,648 2,757 2,866 2,977 3,202 3,485 3,771 4,350 2,198 2,289 2,388 2,491 2,598 2,707 2,819 2,931 3,046 3,279 3,571 3,870 4,466 2,240 2,334 2,436 2,542 2,653 2,766 2,881 2,998 3,115 3,357 3,658 3,964 4,582 2,283 2,379 2,485 2,594 2,709 2,825 2,944 3,065 3,186 3,435 3,747 4,064 4,701 2,325 2,425 2,534 2,646 2,764 2,884 3,008 3,132 3,258 3,511 3,835 4,163 4,820 2,367 2,470 2,583 2,699 2,821 2,946 3,072 3,200 3,331 3,594 3,926 4,262 4,941 2,410 2,516 2,632 2,752 2,878 3,007 3,136 3,270 3,403 3,677 4,018 4,367 5,063 2,453 2,563 2,682 2,806 2,936 3,068 3,202 3,340 3,477 3,757 4,1 1 1 4,468 5,188 2,497 2,610 2,732 2,661 2,994 3,131 3,269 3,411 3,553 3,842 4,204 4,571 5,317 2,541 2,657 . 2,783 2,916 3,053 3,194 3,336 3,482 3,629 3,923 4,299 4,680 5,444 2,585 2,704 2,834 2,971 3,112 3,257 3,404 3,554 3,705 4,008 4,396 4,787 5,576 2,629 2,152 2,886 3,026 3,172 3,321 3,472 3,626 3,782 4,096 4,494 4,896 5,704 2,673 2,800 2,938 3,082 3,232 3,385 3,541 3,698 3,859 4,185 4,592 5,007 5,841 2,718 2,848 2,990 3,138 3,293 3,451 3,611 3,774 3,937 4,271 4,692 5,117 5,979 2,763 2,897 3,043 3,196 3,354 3,517 3,682 3,850 4,018 4,362 4,793 5,234 6,112 2,808 2,946 3,096 3,254 3,416 3,583 3,754 3,926 4,098 4,452 4,898 5,346 6,252 2,853 2,995 3,149 3,311 3,478 3,650 3,825 4,002 4,180 4,544 5,000 5,460 6,393 2,899 3,045 3,202 3,369 3,541 3,717 3,896 4,079 4,262 4,632 5,105 5,516 6,531 2,945 3,095 3,251 3,428 3,605 3,786 3,971 4,U7 4,346 4,731 5,211 5,698 6,680 2,991 3,145 3,312 3,488 3,669 3,855 4,046 4,237 4,430 4,824 5,318 5,818 6,668 3,037 3,195 3,367 3,546 3,733 3,925 4,121 4,317 4,5U 4,919 5,426 5,94Q 6,973 3,084 3,245 3,422 3,607 3,799 3,994 4,196 4,397 4,600 5,014 5,536 6,062 7,122 3,130 3,295 3,479 3,668 3,865 4,066 4,272 4,478 4,688 5,112 5,647 6,189 7,277 3,225 3,400 3,590 3,790 3,998 4,210 4,426 4,644 4,864 5,311 5,874 6,440 1,584 3,320 3,504 3,704 3,914 4,133 4,355 4,582 4,811 5,043 5,511 6,102 6,699 7,901 3,416 3,610 3,820 4,041 4,270 4,504 4,743 4,982 5,226 5,119 6,339 6,965 8,227 3,513 3,715 3,938 4,169 4,410 4,655 4,906 5,151 5,413 5,929 6,580 7,234 8,566 3,612 3,823 4,056 4,300 4,552 4,808 5,071 5,337 5,605 6,143 6,827 7,513 8,896 3,71 1 3,932 4,176 4,432 4,696 4,965 5,238 5,518 5,799 6,362 7,076 1,195 9,243 3,811 4,044 4,298 2,566 4,842 5,124 5,410 5,101 5,995 6,586 7,332 8,087 9,598 3,912 4,156 4,421 4,701 4,989 5,287 5,585 5,891 6,196 6,816 1,596 8,383 9,963 4,013 4,268 4,545 4,837 5,140 5,450 5,162 6,081 6,398 1,051 7,863 8,682 10,33 4,1 1 5 4,381 4,671 4,976 5,293 5,613 5,943 6,275 6,612 7,281 8,132 8,991 10,72 4,219 4,496 4,798 5,119 5,448 5,783 6,126 6,472 6,820 7,525 8,412 9,305 1 1,10 4,323 4,612 4,927 5,260 5,603 5,954 6,310 6,671 7,037 7,771 8,690 9,625 11,50 4,428 4,728 5,058 5,405 5,162 6,129 6,501 6,877 7,256 8,019 8,983 9,949 11,90 4,534 4,846 5,190 5,551 5,924 6,305 6,693 7,083 7,477 8,272 9,215 10,28 12,30 4,640 4,965 5,324 5,699 6,087 6,483 6,887 7,291 7,702 8,531 9,510 . 10,62 12,72 4,748 5,086 5,458 5,851 6,252 6,665 7,084 7,509 7,934 8,794 9,876 10,97 13,15 4,856 5,201 5,594 6,001 6,420 6,850 1,285 7,727 8,168 9,061 10,19 11,32 13,59 4,965 5,330 5,732 6,U5 6,590 7,037 7,489 1,945 8,404 9,333 10,50 11,67 14,04 5,076 5,454 5,812 6,310 6,763 7,227 7,696 8,170 8,646 9,609 10,82 12,04 14,49 5,187 5,519 6,013 6,468 6,937 7,417 1,905 8,398 8,892 9,890 11,14 12,41 14,95 5,298 5,105 6,156 6,628 1,115 7,614 8,117 8,628 9,141 10,18 1 1 ,48 12,79 15,42 5,410 5,832 6,300 6,792 7,298 7,813 8,335 B,e64 9,395 10,47 1 1,82 13,18 15,90 5,523 5,960 6,445 6,955 7,473 8,013 8,555 9,103 9,655 10,76 12,16 13,57 16,39 5,637 6,089 6,592 7,120 1,659 8,215 8,778 9,345 9,915 1 1,06 12,51 13,97 16,89 5,151 6,222 6,739 1,285 7,847 8,420 9,003 9,590 10,18 11 ,36 12,86 14,37 17,40 6,042 6,552 1,115 7,709 8,321 8,945 9,585 10,21 10,86 12,14 13,76 15,41 18,69 6,337 6,890 1,502 8,147 8,810 9,489 10.180 10,86 11 ,56 12,96 14,72 16,49 20,04 6,636 7,234 7,900 8,596 9,315 10,050 10,790 1 1,54 12,29 13,80 15,71 17,62 21 ,46 6,939 7,587 8,302 9,053 9,833 10,620 1 1,420 12,23 13,04 14,68 16,72 18,78 22,93 7,247 1,945 8,718 9,532 10,36 1 1 ,22 12,08 12,95 1 3,32 15,57 17,78 20,00 24,46 1,560 8,311 9,141 10,02 10,92 1 1,84 12,76 13,69 14,63 16,52 18,89 21,27 26,05 7,879 8,682 9,516 10,52 1 1;48 12,46 13,46 14,45 15,46 17,48 20,02 22,58 27,70 8,201 9,059 10,02 1 1,02 12,06 13,11 14,17 15,25 16,32 18,48 21,20 23,94 29,40 8,525 9,446 10,47 11 ,54 12,65 13,78 14,91 16,05 17,20 19,51 22,41 25,32 31,16 8,854 9,836 10,93 12,08 13,26 14,45 15,67 16,88 18,11 20,51 23,67 26,78 33,00

Tabel numeric ini diperhitungkan dengan label logaritma 4 clesimal. Temyata, pada hakekatnya tabel terakhir tidak tepat, meskipun demikian kesalahannya kurang dari 0,5 %.

d = d. X b c b (3.54)

Apabila saluran peluncur berupa saluran tertutup dan apa bila titik kontrol hydrolis terdapat di dalam saluran tertutup tsb, maka kedalaman kritis (DJ terga,ntung dari debit yang terjadi (Qm3/dt) dan penampang

202

D,/D

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 w 1..16 1.17 Ul t.Jt Ul I,ZI I,ZI I,Z] G,l4 0,2S

Bab 3. Perencanaan Tek.nis

lintang saluran tertutup (2r = Dm) dapat diperoleh dengan cara seperti yang dilakukan untuk saluran terbuka, akan tetapi dengan menggunakan Tabel 3-25 dan kedalaman kritis D. dapat dihitung sbb. :

(3.55)

Selain itu · sebelumnya harus ditentukan terlebih dahulu perbandingan antara kedalamlm kritis (D.) dengan diameter saluran tertutup (Dm).

Tabel 3-25. Tabel angka-angka kedalaman aliran kritis di dalam saluran tertutup.

QID"' Q/D'·' Q/D"' Q/D"'

Berpcnampaug Betpcnampang Berponampang Berponampang Berpcnampang

linskaran.

0,0003 0,0014 0,0030 O,OOS4 0,0084 0,0121 0,0164 0,0215 0,0271 0,0334 0,0404 0,0479 O,OS61 0,0649 0,0744 G,0845 G,0952 D,J064 1.1114 l,1llJ -.we l,lST7 e,Jnt D,J-o,ms

ladam Berponampang ladam Berponampang ladam Berponampang ladam standard. D,JD linskaran. standard. D,/D linskaran. standard. DJD linskaran. standard.

0,0005 0,26 0,2184 0,2913 0,51 0,8001 0,9346 0,76 1,7363 1,9179 0,0019 0,27 0,2351 0,3113 0,52 0,8304 0,9664 0,77 1,7840 1,9682 0,0044 0,28 0,2S24 0,3317 0,53 0,861 1 0,9988 0,78 1,8329 2,0197 0,007'1 0,29 0,2701 0,3527 O,S4 0,8924 1,0317 0,79 1,8832 2,0727 0,0120 0,30 0,2885 0,3741 0,55 0,9239 1,0652 0,80 1,93SO 2,1274 0,0172 0,31 0,3074 0,3961 0,56 0,9566 1,0992 0,81 1,9885 2,1839 0,0235 0,32 0,3269 0,4186 0,57 0,9895 1,1338 0,82 2,0438 2,2423 0,0306 0,33 0,3469 0,4414 0,58 1,0230 1,1690 0,83 2,1013 2,3030 0,0388 0,34 0,3675 0,4649 0,59 1,0570 1,2047 0,84 2,161 1 2,3664 0,0485 0,35 0,3387 0,4888 0,60 1,0916 1,2410 0,85 2,2236 2,4326 0,0590 0,36 0,4104 0,5132 0,61 1,1267 1,2780 0,86 2,2892 2,S023 0,0702 0,37 0,4326 0,5380 0,62 1,1625 1,3155 0,87 2,3585 2,5760 0,0821 0,38 0,45S4 0,5634 0,63 1,1989 1,3536 0,88 2,4322 2,6S44 0,0946 0,39 0,4787 0,5892 0,64 1 ,2359 1,3924 0,89 2,Sll2 2,7386 0,1078 0,40 O,S026 0,61S4 0,65 1,2735 1,4319 0,90 2,5966 2,8297 0,1216 0,41 0,5270 0,6422 0,66 1,3117 1,4720 0,91 2,6900 2,9296 0,1361 0,42 0,5518 0,6694 0,67 1,3S06 1,5128 0,92 2,7932 3,0407 O,ISIO 0,43 0,5774 0,6970 0,68 1,3902 1,5544 0,93 2,9109 3,1664 0,1666 0,44 0,6034 0,72S2 0,69 1,4305 1,5967 0,94 3,0465 3,3122 0,1828 0,45 0,6299 0,7537 0,70 1,4716 1,6398 0,95 3,2086 3,4868 0,1996 0,46 0,6S69 0,7827 0,71 1,5135 1,6838 0,96 3,41 1 1 3,7052 Q,2161 0,47 0,6845 0,8122 0,72 1,5562 1,7286 0,97 3,6819 3,9980 I,Z]47 0.41 0,7126 0,8421 0,73 1,5998 1,7744 0,98 4,0889 4,46S9 I,2SlO 0,49 0,7413 0,1124 0,74 1,6442 1,8211 0,99 4,8728 5,2878 G,27lD 0,0 0.7?04 o,9032 0,75 1,6898 1,8690 1 ,00

Contoh-contoh perhitungan : * Contoh 1

Apa hila diketahui Q = 30m3/dt, yang direncanakan akan melintasi saluran samping dengan lebar dasar b = 3,0m dan kemiringan lereng dinding saluran z = 0,2.

Untuk memperoleh kedalaman kritis aliran (d.) dalam tersebut dapat dilakukan dengan perhitungan sebagai berikut :

Q 30 b2,S = 32 , 5 = 1 ,924

saluran

Dengan harga Q/b2 • 5 = 1 ,924 maka dari Iabel 3-24 didapatkan harga d. = 0,689 x 3 = 2,07m.

* Contoh 2 Andaikan pada terowongan berpenampang ladam standard (standard

hore-shoe shaped tunnel) Q = 30m3/dt dengan kedalaman kritis D. = 75 % dari diameter terowongan tersebut, maka untuk memperoleh diameter terowongan yang dimaksudkan dapat dilakukan dengan perhitungan sbb. :

Berdasarkan D,/D = 0,75 dan dari Tabel 3-25, maka dengan mudah dapat diperoleh harga k = I ,8690.

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

. Dengan demikian dapat d iperoleh diameter terowongan

_ 2,5 I Q _ 2,5 J-m _ D - .Y k - .Y 1 ,869 - 3,04m

dan D. = 3,04 X 0,75 = 2,28m

( 4) Saluran transisi (a) Penjelasan umum

203

Saluran samping pada bangunan pelimpah samping biasanya berperiampang l intang berbentuk trapesium, sedang penampang lintang saluran peluncur biasanya berbentuk empat persegi panjang, karenanya untuk menghubungkan keduanya diperlukan adanya saluran transisi.

Saluran transisi direncanakan agar debit banjir rencana yang akan disalurkan tidak menimbulkan air-terhenti (back water) di bagian hilir saluran samping dan memberikan kondisi yang paling menguntungkan, baik pada aliran di dalam saluran transisi tersebut maupun pada aliran permulaan yang akan menuju saluran peluncur.

Sesudah bentuk saluran transisi diperoleh dengan debit banjir-rencana sebagai dasarnya, kemudian saluran transisi tersebut supaya diuji kemampuannya untuk menampung debit banjir abnormal. (b) Bentuk saluran transisi

Mengingat saluran transisi ini sangat besar pengaruhnya terhadap resim aliran di dalam saluran peluncur dan berfungsi pula sebagai pengatur aliran pada debit­debit banjir abnormal, maka bentuk saluran ini supaya direncanakan dengan sangat hati-hati.

Untuk menghindari aliran-aliran yang helisoidal di dalam saluran ini, maka perlu diusahakan agar bentuknya sesimetris mungkin, terutama pada penampang l intang dan tampak atasnya.

Pada hakekatnya bel urn ada cara yang pal ing baik untuk merencanakan bcntuk saluran transisi dan karenanya saluran tersebut direncanakan dengan pert imbangan­pertimbangan yang didasarkan pada pengalaman-pengalaman serta pada pengujian­pengujian model hydrolika.

Untuk bangunan pelimpah yang relatif kecil, biasanya saluran ini d ibuat dengan dinding tegak yang makin menyempit ke hil ir dengan inklinasi sebesar 1 2°30' terhadap sumbu saluran peluncur (periksa Gbr. 3-65). Akan tetapi kondisi topografi yang kurang menguntungkan, kadang-kadang memak­sakan pembuatan dinding sal uran yang melebihi sudut ikl inasi tersebut. Dalam kondisi yang demik ian, maka penguj ian-penguj ian dengan model hydrolika sangat membantu, agar dapat diperoleh bentuk yang pal ing sesuai dalam berbagai variasi debit )'<mg akan melintasi bangunan pel impah.

r-- t� -�

� 8 = 12°1/2

Gbr. 3-65 Skema untuk bagian transisi saluran pengarah pada suatu bangunan pelimpah.

204 Bab 3. Perencanaan Teknis

(c) Rencana-teknis hydrolis (hydraulic design) Seperti halnya penentuan hentuk penampang-penampang l intang saluran

transisi, maka ditinjau dari segi kapasitasnya penentuan hentuk penampang memanjangnyapun tidak kalah pentingnya dan untuk ini dapat dilakukan dengan perhitungan-perhitungan hydrolika yang hiasanya dilakukan dengan rum us Bernoul­li, sehagai berikut : 1) Apa hila di ujung udik saluran transisi terjadi aliran suh-kritis dan di ujung

hilir terjadi aliran kritis. Setelah diperoleh hentuk tampak atas dan tampak samping saluran transisi

seperti yang telah diuraikan terdahulu, maka garis dasar saluran ini dapat diperoleh seperti Ghr. 3-66, sehagai berikut :

dimana :

(Eievasi dasar amhang hilir) = (Eievasi dasar amhang udik) + d + v: _ d + v: _ K(v: - v:) _ h

• 2g c 2g 2g m

d. : kedalaman aliran masuk ke dalam saluran transisi . v. : kecepatan aliran masuk ke dalam saluran transisi. d. : ke dalam kritis pada ujung hilir saluran transisi. v. : kecepatan aliran kritis pada ujung hilir saluran transisi.

(3.56)

K: koeffisian kehilangan tinggi tekanan yang disebabkan oleh perubahan penampang lintang saluran transisi (0,1 - 0,2).

h, : kehilangan total tinggi tekanan yang disebabkan oleh gesekan, dan lain-lain.

Kv•2""vo2 + h

_ _ _ _ _ }.fl_ _ _ _ _ _ ,.

Vc2f2g

Saluran Saluran Saluran pengarah transisi peluncur

Gbr. 3-66 Skema aliran dalam kondisi terja­dinya aliran kritis di ujung hilir saluran transisi.

2) Apa hila di ujung udik dan di ujung hilir saluran transisi terjadi aliran kritis. Pada hekekatnya aliran kritis mempunyai sifat yang tidak stabil, sehingga

dehitnyapun tidak stabil pula dan selain itu menimbulkan beban hydrodinamika yang ��;�kup besar, karenanya aliran kritis sebaiknya dihindarkan, terutama pada saluran transisi yang panjang. Akan tetapi pada saluran transisi yang relatif pendek diband,ingkan dengan seluruh panjang bangunan pelimpah, lebih-Iebih pada bangunan pelimpah yang akan dilintasi oleh debit yang besar, maka akan lebih efektif apa hila pada seluruh panjang saluran transisi dilalui oleh al iran kritis dan kemudian melimpah ke dalam saluran peluncur dalam keadaan kritis pula. Dalam keadaan yang demikian itu, m�Jka elevasi dasar ambang hilir saluran transisi (periksa Gbr. 3-67) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

dimana :

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

_(Elevasi dasar ambang hilir) = (Elevasi dasar ambang udik) v:z.· v:z. v(v:z. v:z. ) + d + _El -d - .:..£..1 - ft' •• - •• - h Cl 2g Cl 2g 2g Ill

d. : kedalaman aliran kritis. v. : kecepatan aliran kritis.

20S

(3.57)

hm : kehilangan total tinggi tekanan yang disebabkan oleh gesekan dan lain-lain.

tanda-tanda angka 1 dan 2 pada rumus berturut-turut menunjukkan lokasi ujung udik dan ujung hilir dari saluran transisi.

Kvcl'"'"'vc% + h ' 2g m

-------- - -;-=����-=-----=-=�- -- ----Vcd2g I Vc'i./2g -

Saluran transisi

Gbr. 3-67 Skema aliran dalam keadaan terja­dinya aliran kritis di ujung udik dan ujung hilir saluran transisi

3) Kondisi-kondisi aliran 1ainnya yang mungkin terjadi dalam saluran transisi. Selain kedua kondisi yang telah diuraikan di atas, maka masih terdapat

kondisi-kondisi lainnya yang tidak kurang pentingnya, yaitu : a) Dalam kondisi dimana alira,n sub kritis yang 111elalui ambang hilir saluran

transisi, masih dilanjutkan sampai pada jangkauan tertentu dalam saluran peluncur (dengan kode kondisi - 1).

b) Dalam kondisi dimana aliran super-kritis melintasi seluruh panjang saluran transisi ( dengan kode kondisi -2).

c) Dalam kondisi dimana aliran super-kritis melintasi seluruh panjang saluran transisi, akan tetapi mulai melimpah ke dalam saluran peluncur dengan kondisi aliran sub-kritis, (dengan kode kondisi ·-3). Lazimnya, untuk merencanakan saluran transisi, selain ko!ldi:si-koodisi

yang telah diuraikan pada point-point I ) dan 2) di atas, maka dipertimbangkan juga kemungkinan terjadinya kondisi - 1) tersebut di atas. Selanjutnya pada kondisi -2) biasanya alirannya sangat tidak stabil, sedang pada kondisi -3) biasanya di sepanjang saluran tersebut telj.adi loncatan­loncatan hydrolis pada ujung hilir saluran transisi serta kontrol hydrolisnya menjadi tidak teratur. Dalam kondisi - 1) maka sepanjang bagian yang dilintasi oleh aliran sub-kritis, termasuk bagian udik saluran peluncur dapat dianggap scbagai saluran transisi. Untuk memperoleh kapasitasnya dihitung dengan rumus pengaliran tak seragam (ununiform flow), yang dimulai dari titik kontrol tersebut ke arah udik.

3.3.3 Saluran Peluncur

(1) Pen_je/asan Umum Dalam merencanakan saluran peluncur (flood way) harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

206 Bab 3. Perencanaan Teknis

* Agar air yang melimpah dari saluran pengatur mengalir dengan lancar tanpa hamba­tan-hambatan hydrolis.

* Agar konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam menampung semua beban yang timbul .

* Agar biaya konstruksinya diusahakan seekonomis mungkin. Guna memenuhi persyaratan tersebut, supaya diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

a) Diusahakan agar tampak �tasnya selurus mungkin. Kalau bentuk yang meleng­kung tidak dapat dihindarkan, supaya diusahakan lengkungan yang terbatas dan dengan radius yang besar. Biasanya aliran tak seragam terjadi pada saluran peluncur yang tampa� atasnya melengkung, terutama terjadi pada bagian saluran yang paling curam dan apa bila pada bagian ini terjadi suatu kejutan gelombang hydrolis maka gelombang ini akan menjalar masuk ke dalam peredam energi dan fungsi peredam energi akan tergangg1,1. Pada saluran yang lurus kejutan gelombang hydrolis tidak akan terjadi. Apa bila Iengkungan tersebut tidak dapat dihindarkan, maka titik lengkungan supaya dibuat pada bagian yang alirannya akan berkondisi sub-kritis dan jari-jari dari lengkungan sebaiknya dibuat sebesar mungkin, sehingga besarnya tekanan sentrifugal yang terjadi dapat diperkecil . Dan walaupun tidak ada standard yang dapat digunakan untuk menentukan besarnya radius lengkungan, akan tetapi biasanya penggunaan radius yang lebih kecil dari 5 x lebar saluran akan tidak menguntungkan. b) Penampang l intang saluran peluncur sebagai patokan supaya diambil bentuk persegi empat. c) Kemiringan dasar saluran diusahakan sedemikian rupa, sehingga pada bagian udiknya berlereng Iandai, akan tetapi semakin ke hilir semakin curam, agar kecepa­tan aliran dapat ditingkatkan secara berangsur-angsur dan kemudian aliran berke­cepatan tinggi di dalam saluran tersebut dapat dituntun secara ketat meluncur memasuki peredam energi. Akan tetapi perubahan kemiringan dasar saluran, supaya dibuat berangsur-angsur pula membentuk garis lengkung yang sedemikian rupa, sehingga berkas aliran super-kritis yang mungkin akan melintasi saluran peluncur tidak terangkat (terlepas) dari bidang dasar ·saluran peluncur tersebut. Terangkatnya berkas aliran mungkin dapat terjadi pada beberapa titik (tempat) dapat menimbulkan gejala kavitasi yang akan menghancurkan permukaan dasar saluran serta getaran-getaran yang ditimbulkan akan dapat memberikan efek yang negatif pada stabilitas saluran peluncur. d) Biasanya, saluran yang tertutup (berbentuk terowongan) kurang sesuai untuk saluran peluncur, karena peningkatan debit yang terjadi, akan dapat merubah aliran terbuka menjadi aliran tertekan (karena terowongan yang semula hanya terisi sebagian menjadi penuh). Dan untuk ini diperlukan tinggi tekanan (head) yang lebih besar untuk mengimbangi tambahan kehilangan tinggi tekanan yang terjadi dalam terowongan, agar dapat mempertahankan kemampuan pengaliran saluran peluncur tersebut, sesuai dengan debit yang harus dilewatkan. Selain itu masuknya molekul-molekul udara ke dalam terowongan bersama aliran air yang kemudian membentuk gelembung-gelembung udara di dalam terowongan serta hempasan-hempasan air di depan terowongan menimbulkan tekanan negatif pad a dinding terowongan serta getaran-getaran ( �·ibration) menimbulkan suara­suara keras yang sangat mengganggu. Hal-hal tersebut akan sangat mengganggu stabilitas saluran itu sendiri serta menyukarkan exploitasi & pemeliharaannya. Guna mengurangi gelombang-gelombang yang terbentuk dalam terowongan, maka di beberapa tern pat di sepanjang terowongan dipasang pipa-pipa yang menghubungkan terowongan dengan udara luar. Akan tetapi dalam prakteknya apa bila calon

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 207

tempat kedudukan suatu saluran peluncur mempunyai kondisi topografi, dimana konstruksi saluran peluncur berbentuk terowongan tidak dapat dihindarkan, ditinjau baik dari sudut pembiayaan, maupun stabilitas konstruksinya, maka diusahakan agar direncanakan suatu terowongan dengan aliran terbuka. Untuk dapat memenuhi persyaratan tersebut, maka terowongan supaya direncanakan sedemikian rupa, sehingga debit banjir yang melintasi terowongan i.ersebut tidak melebihi kedalaman 7/ 10 dari tinggi terowongan dan untuk debit banjir abnormal (yang kapasitasnya mungkin mencapai dua kali debit banjir rencana), diusahakan agar tidak sampai alirannya memenuhi seluruh penampang terowongan.

(2) Perhitungan-perhitungan hydrolika untuk saluran peluncur Rencana teknis saluran peluncur didasarkan pada perhitungan-perhitungan hydro­

lika untuk memperoleh gambaran kondisi pengaliran melalui saluran tersebut pada debit-debit tertentu (debit banj ir rencana, debit banj ir abnormal, dan lain-lain). Bentuk dan dimensi saluran serta tinggi dindingnya ditentukan berdasarkan kedalaman aliran air yang melintasi saluran, kekasaran-kekasaran yang akan terjadi pada permukaan saluran dan hal-hal lain yang dapat mempengaruhi kondisi aliran air di dalam saluran tersebut, yang biasanya dinyatakan dalam bilangan Froude. Berbagai metode perhitu­ngan telah banyak dikembangkan untuk mendapatkan garis permukaan aliran di dalam saluran peluncur dan di bawah ini akan diperkenalkan beberapa metode perhitungan yang didasarkan pada teori Bernoulli, sebagai berikut :

(a) Perhitungan sistem coba-banding pertama Rum us kekekalan energi dalam aliran (rum us Bernoulli), adalah sebagai berikut :

dimana: z : elevasi dasar saluran pada sua tu bidang vertikal d: ke dalam air pada bidang tersebut.

h. : tinggi tekanan kecepatan pada bidang tersebut.

(3.58)

hL : kehilangan tinggi tekanan yang terjadi di antara dua buah bidang vertikal yang ditentukan.

(index I dan 2 pada rumus a<;lalah berturut-turut menunjukkan bidang vert ikal ud ik dan bidang vertikal hilir pada suatu berkas aliran seperti yang tertera pad a Gbr. 3-68.

Selanjutnya apa bila data-data mengenai debit, bentuk penampang !><!luran dan kecepatan aliran pada kedua bidang vertikal tersebut dapat diketahui, dan apa hila kedalaman air pada penampang pertama diketahui , maka dengan menggunakan rumus tersebut di atas, kedalaman air pada penampang kedua sudah dapat pula dihitung. Dengan demikian garis permukaan air di antara kedua bidang tersebut akan dapat diketahui pula, dengan menghubungkan titik-titik elevasi permukaan air pada kedua penampang tersebut.

Untuk memperoleh garis permukaan air, d imulai dari sebelah udik saluran peluncur (yang biasanya terletak di sua tu tit ik pada saluran transisi) akan tetapi apa hila pada ujung h i l i r saluran transisi terjadi kondisi al iran kritis sehingga merupakan titik kontrol hydrolis, maka titik tersebut dapat d iambil sebagai titik permulaan perhitungan. Berhubung karena perhitungan yang d idasarkan dengan sistem coba­banding ini biasanya cukup pelik, maka prosedur perh itungannya dilakukan dengan sistem Tabel (periksa Tabel 3-26). (b) Perhitungan sistem coba-banding kedua

Perhitungan sistem coba-banding lainnya adalah dengan memperhatikan aliran air di dalam saluran peluncur sepanjang L\ I yang dibatasi oleh bidang - I di udi knya dan ·bidang -2 yang diambil sembarangan (periksa Gbr. 3-68) dan akan diperoleh

208 Bab 3. Perencanaan Teknis

Tabel 3-26. Contoh tabel perhitungan untuk memperoleh tinggi muka air pada aiiran tak seragam. Ntuna perhitunpn • • • • . • • • • . • • • • . • • • • . • • • • • • • • • . • . • • • . • • • • Baaian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elcvasi dasar saluran pada titik pennulaan • • • • • • . . • . • • • • . • • .

Tinal telwlon air IOial poda ddk pormulun . . . . . . . . . . . . . . . . Dobil (m/dl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T� Y_ IIIOIIIhi._ s, Tinal

• 11. tebnon Tinai l!lovui l!lovui AI b d A K-tan Tmai p .R ..un ......... duor duor TiDal Titik Jarak po. Lebar Kedalam- I'Oiwnpana aliran ......... KollliDI Jari-jari poda I, IOial llluran. saluran. 1ekaun JlCIIIU]turan. nampana. saluran. an aliran. buah (m/sec) �- buah. bidrolia. Jenna. bla-nll ... El El + d + A tolal. Kaalahan.

(1) &I (2)

Garis energi ·--t-�='='

Gbr. 3-68 Skema penampang memanjang aliran pada saluran peluncur

persamaan kekekalan energi sebaga.i berilrut :

dan

dimana:

V2 v2 2v-z h = -2 + -� + � x !J./ • 2g 2g . R"'J ,

h. = dt + !J./1 sin (J - d2

h. : perbedaan elevasi permukaan air pad a bidang I dan bidang 2. Vt : Kecepatan aliran air pada bidang - 1 . V2 : Kecepatan aliran air pada bidang -2. d1 : Kedalaman air pada bidang I . d2 : Kedalaman air pada bidang 2.

!J./1 : Panjang lereng dasar di antara bidang - 1 dan bidang -2. !J./: Jarak horizontal antara kedua bidang tersebut. 8 : Sudut lereng dasar saluran. v: vi + V2

2

(3.59)

(3.60)

(3.61)

R: Radius hydrolika rata-rata pada potongan saluran yang diambil.

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

n : Koeffisien kekasaran. Perhitungan ini pelaksanaannya cukup rumit dan biasanya dikerjakan dengan

sistem Tabel seperti yang tertera pada contoh Tabel 3-27.

Tabel 3-27. Tabel contoh perhitungan untuk memperoleh garis permukaan air dalam saluran yang tak seragam.

Lokall: . . . . . . . . . . . . · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Dlbit Q:,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . No. ....... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ekvai ................ ddk ........... B.: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . tc.dllllnlaair ... titilt � �.: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . ICIIcepatall.allru ... titik ponlllllaaa V.: . • . . . . • . . . . . . . . . . • . . . . . • • . • • . •

���-e-e+:F:41 ··· - "· + IIJtia l - 11, t.et.i dltall: . . . . . . . . . . . . . . · - . . . . . . . . . . . . . . ·· - . • . . .

� -...: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ·- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . � + 4 + � - - - · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

a> � � • o o o

Cdlallr: I. Utn�������ya .... M dlabUkM. Z. A khiml l dan 2dlkm kolom-tolom � 0.0 A.� _.... ,_....\lilt du ........... Uir. ], JIIIIWanMa CDba buldial dilatulwa benMIIII: bll laialla ... < 0.01

(c) Perhitungan tanpa sistem coba/banding Seperti yang tertera pada Gbr. 3-68 dan menganggap bidang -2 sebagai titik

permulaan dalam perhitungan dengan rum us Bernoulli sebagai berikut :

vz vz � + d1 + S0lil = � + d'1. + hL

dan karena hL = S·lil�o maka rumus tersebut menjadi :

dimana :

vz vz _'1. + dz _ _ t - dt lil = 2g 2Y

S0 - S

4/: jarak horizontal antara bidang - 1 dan bidang -2. hL: kehilangan tinggi tekanan.

hJ!il: kehilangan tinggi tekanan per-unjt jarak horizontal.

(3.62)

(3.63)

VI ; v'1. : kecepatan-kecepatan aliran berturut-turut pada bidang 1 dan 2. d� > dz : kedalaman air berturut-turut pada bidang - 1 dan bidang -2.

S0 : kemiringan dasar saluran pelU:ncur. Andaikan kecepatan aliran rata-rata pada saluran di antara kedua bidang

tersebut V adalah sama dengan seperdua jumlah kecepatan rata-rata aliran pada bidang - 1 dan bidang -2 serta terletak di tengah-tengah saluran tersebut, maka dapat ditulis persamaan sebagai berikut :

Dan andaikan jarak antara bidang - 1 dan bidang -2 cukup dekat maka perbedaan antara V1 dan Vz tidak terlalu besar, sehingga kesalahar dari asumsi tersebut di atas dapat diabaikan. Sebagai patokan panjang 4/ supaya diambil di dalam jarak di antara dua bidang vertikal dengan perbedaan kecepatan Vz = V1 + 0,25 Vz .

210 Bab 3. Perencanaan Teknis

Dengan cara seperti tersebut di atas, maka akan didapatkan kecepatan aliran pada suatu bidang tertentu dan selanjutnya kedalaman air pada bidang tersebut dapat dibitung dengan rum us sebagai berikut : 1) Untuk saluran dengan penampang berbentuk trapesium:

I b2 Q b d = 'V 4z'l + z V - 2; 2) Untuk saluran dengan penampang berbentuk empat persegi :

dimana :

d =_Q_ b· V

z: kemiringan Iereng dinding saluran, serta kemiringan dasar. b : le bar dasar saluran. Q : debit yang melintasi penampang terse but.

(3.64)

(3.65)

Selanjutnya radius bydrolika (R) dapat dibitung dan kebilangan tinggi tekanan per-menit panjang pada bidang - 1 dan bidang -2 dapat pula diperoleb, maka besarnya kemiringan permukaan aliran (S) dicari dengan rumus sebagai berikut :

(3.66)

Sesudab besarnya barga-barga d1 ; V1 , d2, S0 dan S berbasil diketahui serta penentuan barga A/ dan barga S0 yang terlebib dabulu sudab ditetapkan, maka dengan rumus (3.63) akan dapat dibitung barga V2 dan d2.

Dan karena perbitungan-perbitungan ini dilakukan tanpa sistem coba­banding, maka perbitungan ini lebib sederbana dan cepat. Akan tetapi perbi­tungan-perbitungan ini banya berlaku untuk saluran dengan penampang lintang yang konstan dan tidak dapat dipergunakan untuk memperoleb elevasi per­mukaan air pada suatu titik-titik tertentu.

Sebagaimana diketabui, babwa pembilang pada rumus (3.63) mempunyai barga yang relatif besar, sedang penyebutnya biasanya sangat kecil, sebingga basil dari perbitungan akan sangat berbeda-beda antara satu dengan yang berikutnya. Pada metode perbitungan ini, gradien kebilangan tekanan gesekan diperoleb dengan dimensi-dimensi bydrolika pada bidang tengab berkas aliran yang dibatasi oleb kedua bidang - 1 dan bidang -2 tersebut di atas.

Akan tetapi dapat pula dibitung dengan mencari barga rata-rata kebilangan tekanan gesekan pada kedua bidang batas berkas aliran dan biasanya memberi­kan basil yang lebib baik.

(3) Penentuan kemiringan dasar saluran peluncur Disesuaikan dengan kondisi topografi serta untuk memperoleb bubungan yang

kontinue antara saluran peluncur dengan peredam energi maka sudut kemiringan dasar saluran biasanya berubab-ubab dalam berbagai variasi. (berbentuk lengkungan).

Untuk saluran peluncur bangunan pelimpab pada bendungan urugan, yang biasanya dilalui oleb aliran berkecepatan tinggi dan dengan kedalaman air yang relatif kecil (dangkal), maka kemiringan dasar saluran peluncur berbentuk lengkungan tersebut barus disesuaikan sedemikian rupa, sebingga berkas aliran tidak terangkat dari dasar saluran. Terangkatnya berkas aliran dari dasar saluran tersebut akan menyebabkan timbulnya gejala kavitasi yang dapat mengbancurkan dasar saluran peluncur.

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 21 1

Selain itu konstruksi dinding saluran peluncur supaya disesuaikan dengan bentuk lengkungan dasar saluran tersebut.

Selanjutnya untuk memperoleh bentuk lengkungan dasar saluran peluncur dapat dikerjakan dengan rumus yang berasal dari persamaan parabolis sebagai berikut:

Kx" y = x tan 8 + 4hv cos" 8 8 Kx S = tan + 2hv cos2 8

dimana: y: sumbu vertikal. x: sumbu horizontal. S: kemiringan bagian lengkung dasar saluran pada titik x.

h� : tinggi tekanan kecepatan pada titik awal lengkungan saluran. 8 : sudut kemiringan dasar saluran pada titik awal lengkungan.

(3.67)

(3.68)

K: suatu koeffisien yang didasarkan pada gaya gravitasi (biasanya harga K < O,S).

(4) Bagian yang berbentuk trompet pada ujung hilir saluran peluncur Semakin kecil penampang lintang saluran peluncur, maka akan memberikan

keuntungan ditinjau dari segi volume pekerjaan, tetapi akan menimbulkan problema­problema yang lebih besar pada usaha peredaman energi yang timbul per-unit lebar aliran tersebut. Sebaliknya pelebaran penampang lintang saluran akan menyebabkan besarnya volume pekerjaan untuk pembuatan saluran peluncur, tetapi peredaman energi per-unit lebar alirannya akan lebih ringan.

Didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan tersebut di atas maka saluran pe­luncur dibuat dengan penampang yang kecil, tetapi pada bagian ujung hilir saluran peluncur dibuat melebar (berbentuk trompet) sebelum dihubungkan dengan peredam energi. Pelebaran terse but diperlukan agar aliran super-kritis dengan kecepatan · tinggi yang meluncur dari saluran peluncur dan memasuki bagian ini, sedikit demi sedikit dapat dikurangi akibat melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil sebelum mengalir masuk ke dalam peredam energi. Tetapi apa hila sudut pelebarannya terlalu besar, maka berkas aliran akan mengumpul di tengah-tengah bagian saluran berbentuk trompet ini, sehingga efek peredaman-energinya tidak berfungsi sama sekali, karena aliran tidak lagi bergesekan dengan dinding bagian saluran tersebut.

Pada hakekatnya metode perhitungan untuk merencanakan bagian saluran yang berbentuk trompet ini belum ada; akan tetapi disarankan agar sudut pelebaran (8) (periksa Gbr. 3-69) tidak melebihi besaniya sudut yang diperoleh dari rumus sebagai berikut :

·

dimana :

I tan 8 = -3F

E = -v-Jgd 8 : sudut pelebaran. F: angka Froude. v : kecepatan aliran air. d: kedalaman aliran air. g : gravitasi.

(3.69)

(3.70)

212 Bab 3. Perencanaan Teknis

' � -t/--L-�8 tj �---- --·-F I Gbr. 3-69 Bagian berbentuk terompet dari saluran

peluncur pada bangunan pelimpah.

(5) Saluran peluncur dengan tampak at as melengkung Apa bila di dalam suatu saluran peluncur dengan tampak atas yang melengkung

mengalir air dengan kecepatan yang tinggi, maka akan timbul gelombang benturan hydrolis positif yang berasal dari dinding l ingkaran luar dan gelombang benturan negatif yang berasal dari dinding lingkaran dalam. Gelombang benturan hydrolis tersebut menjalar ke hilir dengan terpantul-pantul pada kedua dinding saluran peluncur tersebut (periksa Gbr. 3-70).

Gelombang benturan positif

==r====;;:;==j;;:=�,::::_:;..;D �--"""-C=>-..- Gelombang benturan negatif

Gbr. 3-70 Penyebaran gelombang benturan positif dan negatif.

Selanjutnya aliran air dengan kecepatan yang tinggi menimbulkan kenaikan permukaan air di dekat dinding lingkaran luar saluran peluncur tersebut setinggi dua kali tinggi kenaikan yang disebabkan oleh hanya gaya centrifugal pada daerah lengkung tersebut. Tambahan kenaikan permukaan air tersebut disebabkan oleh reaksi gaya yang searah dengan aliran air yang membentur dinding lingkaran Iuar saluran peluncur terse­but.

Secara kasar inklinasi permukaan air pada ainding lingkaran luar saluran tersebut dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

tan O = 2n

• gR (3.71)

Dimana : 8 : sudut inklinasi permukaan air pada daerah lengkung saluran peluncur e).

vl : kecepatan aliran (m/dt). R : radius lengkungan saluran (m). g : gravitasi (m/dt).

Selain itu timbulnya gelombang benturan pada bagian lengkung saluran peluncur dapat dicegah dengan berbagai metode dan metode yang lazim digunakan adalah:

(a) Besar saluran di daerah ini dibuat miring ke arah dalam dan besarnya sudut inklinasi dapat dihitung dengan rum us sebagai berikut :

dimana :

tan 8 = n gR (3.72)

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

(} : sudut inklinasi dasar saluran.

213

(b) Pada dasar saluran di daerah ini dibuat beberapa jalur kurva rnajernuk dengan dirnensi sebagai berikut :

dan

dim ana

r, = 2r

fJ - mn-1 { b } ' - (r, + 0,5b) tang Po r, : radius jalur pencegah benturan hydrolis. 9, : sudut tengah dari jalur pencegah benturan hydrolis.

(3.73)

(3.74)

Po : sudut Mach pada titik perrnulaan dari bagian saluran yang rnelengkung. (c) Pada dasar saluran di daerah ini dibuat arnbang diagonal. Berhubung debit yang rnelintasi saluran sangat bervariasi, rnaka rnetode ini tidak dapat rnenghasilkan aliran yang tenang. Karenanya penggunaan rnetode ini sejauh rnungkin dihindarkan. Akan tetapi apa hila kondisinya sudah tidak terelakkan lagi, rnaka penentuannya sebailmya didasarkan pada pengujian-pengujian model hydrolika.

3.3.4 Peredam Energi

(1) Penje/asan Umum Sebelurn aliran air yang rnelintasi bangunan pelirnpah dikernbalikan lagi ke dalam

sungai, rnaka aliran dengan kecepatan yang tinggi dalam kondisi super-kritis tersebut harus diperlambat dan dirubah pada kondisi aliran sub-kritis. Dengan demikian kan­dungan energi dengan daya penggerus yang sangat kuat yang timbul dalam aliran terse­but harus diredusir hingga mencapai tingkat yang normal kembali, sehingga aliran terse­but kembali ke dalam sungai tanpa membahltyakan kestabilan alur sungai yang bersangkutan.

Guna rneredusir energi yang terdapat di dalam aliran tersebut, rnaka di ujung hilir saluran peluncur biasanya dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi pencegah gerusan (scour protection stilling basin). Untuk rneyakinkan kernarnpuan dan kearnanan dari peredarn energi, maka pada saat rnelaksanakan pembuatan rencana teknisnya diperlukan pengujian kernampuannya, bukan saja untuk debit banjir rencana, tetapi supaya diuji pula untuk debit-debit yang lebih rendah (1/4, 1/2, 3/4 kali debit banjir rencana) dan untuk debit-debit yang lebih tinggi ( 1 , 2 kali debit banjir rencana, debit banjir abnormal, dan lain-lain), karena biasanya hubungan antara kedalarnan aliran di sebelah hilirnya tidak berbanding lurus dengan kedalaman loncatan hydrolis aliran di dalarn peredarn energi. Kadang-kadang bahkan debit yang lebih kecil dapat rnenimbulkan kondisi yang kurang rnenguntungkan terhadap kestabilan konstruksi peredarn energi. Apabila alur sungai di sebelah hilir bangunan pelimpah kurang stabil, rnaka kernarnpuan peredarn energi supaya direncanakan untuk dapat rnenarn­pung debit banjir dengan probabilitas 2 % (atau dengan perulangan 50 tahun). Angka tersebut akan ekonornis dan rnernadai tetapi dengan pertirnbangan, bahwa apa hila terjadi debit banjir yang lebih besar, rnaka kerusakan-kerusakan yang mungkin timbul pada peredam energi, tidak akan membahayakan kestabilan tubuh bendungannya.

Disesuaikan dengan type bendungan urugan, kondisi topografi serta sistem kerjanya, rnaka peredam energi rnempunyai berbagai type dan khusus untuk bendungan-bendu­ngan·urugan biasanya digunakan type-type sebagai berikut :

1) Type loncatan (water jump type)

214 Bab 3. Perencanaan Teknis

2) Type kolam olakan (stilling basin type) 3) Type bak pusaran (roller bucket type)

Agar diperoleh type peredam energi yang sesuai untuk suatu calon bangunan pelimpah, maka perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut:

1) Gambaran karakteristika hydrolis pada peredam energi yang direncanakan. 2) Hubungan lokasi antara peredam energi dengan tubuh bendungan. 3) Karakteristika hydro lis dan karakteristika konstruktif dari bangunan pelimpah. 4) Kondisi�kondisi topografi, geologi dan hydrolika di daerah tempat kedudukan

calon peredam energi. 5) Situasi serta tingkat perkembangan dari sungai di sebelah hilirnya.

(2) Peredam energi type /oncatan atau peredam energi /oncatan Peredam energi loncatan (periksa Gbr. 3-71) biasanya dibuat untuk sungai-sungai

yang dangkal (dengan kedalaman yang kecil dibandingkan kedalaman Ioncatan hydrolis aliran di ujung udik peredam energi). Akan tetapi type ini hanya cocok untuk sungai dengan dasar alur yang kukuh. Demikian pula biaya pembuatannyapun cukup rendah tetapi efektifitas kerjanya lebih rendah darit ype-type yang lain dan biasanya menimbulkan olakanolakan pada aliran di hilirnya.

Sehubungan dengan itu pondasi dasar bangunan peredam energi type ini harus terdiri dari batuan masif dan kukuh, demikian pula alur sungai pada tempat terjunan air serta daerah sekitar jangkauan gelombang yang ditimbulkan oleh terjunan tersebut haruslah terdiri batuan yang kukuh pula. Perlu pula diperhatikan agar jangkauan penyebaran gelombang tersebut tidak membahayakan bangunan-bangunan sungai lainnya serta tidak membahayakan pemakai air sungai yang terdapat di hilirnya. Diban­dingkan type-type peredam energi lliinnya, maka intensitas getaran-getaran yang terjadi pada peredam energi type ini lebih besar, sehingga diperlukan perhatian agar konstruk­sinya mampu bertahan terhadap getaran-getaran tersebut dan agar pengaruh-pengaruh getaran tersebut tidak membahayakan baik pada bangunan pelimpah maupun tubuh bendungannya. Pada hakekatnya telah dikembangkan dasar-dasar pembuatan peredam energi loncatan, walaupun baru merupakan suatu standard yang amat kasar dan untuk mendapatkan bentuknya yang paling tepat masih diperlukan experimen-experimen baik pada modal hydrolika maupun pada saat pelaksanaan konstruksinya. Standard kasar sebagai dasar pembuatan peredam tersebut adalah sebagai berikut :

(a) Penentuan posisi dan lokasi dari ujung akhir peredam energi loncatan Elevasi dari ujung akhir peredam energi loncatan biasanya dibuat 1,5 s/d 2,0 m

lebih tinggi dari elevasi permukaan tertinggi air sampai di hilirnya. Apabila perbedaan elevasi terse but terlalu kecil, maka pada peredam energi akan

bekerja dalam 2 (dua) prinsip peredaman energi sebagai berikut : * Pada saat debit besar melintasi bangunan pelimpah, dan aliran air yang meluncur

pada saluran peluncur dengan kecepatan yang tinggi, sehingga aliran air dapat meloncat melintasi ujung akhir peredam energi dan terjun di atas permukaan air sungai jauh di hilirnya, maka peredam energi loncatan dapat berfungsi sebagai­mana mestinya.

* Akan tetapi pada sa'at debit kecil melintasi bangunan pelimpah dan aliran yang melintasi saluran peluncur tidak cukup cepat, sehingga tidak terjadi loncatan pada ujung akhir peredam energi dan sistem kerja peredam energi loncatan berubah menjadi sistem kerja seperti pada-peredam energi type kolam olakan, tetapi de­ngan kondisi yang tidak sempurna. Dengan demikian sisa energi yang terkandung dalam aliran yang belum sempat terredusir dan masih mempunyai daya peng­gerusan yang cukup besar, sehingga dapat merusak tebing sungai dan membahaya­kan kestabilan alur sungai tersebut.

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimaph

Tinggi tekanan air

Yo Permukaan air

1-�-�H-- di hilir bendungan . . .; . . . • . .

Gbr. 3-71 Bentuk Iengkungan peredam pada energi loncatan.

(b) Bentuk ujung hilir peredam energi loncatan.

215

Sudut kemiringan dasar ujung hilir biasanya dibuat sekitar 20° dan cekungan di udiknya dibuat dengan radius antara 10 dan 15 m, yang disesuaikan denganjauhnya loncatan yang diharapkan. Selain itu ujung hilimya pada titik dimana aliran air mulai meloncat dibuat membentuk sudut 90° dengan tujuan untuk dapat mening­katkan kondisi ventilasi pada titik permulaan loncatan tersebut, karena kondisi ventilasi yang kurang baik akan menimbulkan getaran-getaran tambahan yang berarti akan menambah beban-beban hydrodinamika yang harus didukung oleh konstruksi peredam energi tersebut dan disamping itu getaran tersebut akan me­ngurangi efektifitas, kerja peredam energi (periksa Gbr. 3-71). (c) Posisi terjunan pada peredam energi loncatan

Pada rencana teknis detail peredam energi perlu pula diketahui perkiraan jarak loncatan air serta posisi jatuhnya kembali di atas permukaan air sungai di hilirnya dan bentuk loncatan air yang meninggalkan ujung hilir peredam energi dapat dipero­leh dengan rumus sebagai berikut :

dimana: e= x Ht - Yo

,. y . Ht - Yo H1 : total tinggi tekanan pada titik ujung hilir peredam energi.

ifJ : sudut kemiringan dasar ujung hilir peredam energi.

(3.75)

y0 : perbedaan antara elevasi titik ujung hilir peredam energi dan elevasi permukaan air sungai.

Agar memperoleh harga e yang terbesar, maka untuk rumus (3.75), harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

cot ifJ = ../1 + tt (3.76)

(d) Intensitas penggerusan yang disebabkan oleh terjunan,, pada peredam energi loncatan Kedalaman bantalan air yang diperlukan untuk menerima terjunan air sangat

bervariasi, tergan.tung tinggi terjunan dan debitnya per-unit lebar, dimana hubungan

dari ketiga faktor tersebut tertera pada diagram Gbr. 3-72.

216 Bab 3. Perencanaan Teknis

q = so

q = 30 q = 20

q = 10,0

1 0,0 1-----+- ----- -"?---=='-:=...-=--=---=:::.._.---:""'"'��""""�--=:::::..-s"" q = 7,0

�� q - �

0,1 H, (m) 1 ,0 10

q = 3,0

q = 2,0

q = 1,0 q = 0,7 .q = O,S q·= 0,3 q = 0,2 q = 0,1

100 d, : maximum kedalaman gerusan (di bawah permukaan air) (m) H, : P��bedaan antara �Ievasi permukaan air di dalam waduk dan elevasi permukaan air di hthr bangunan peltmpah (m) q : debit per_ unit lebar (m3/dt/m) (merupakan debit-debit satuan pada bendungan-bendu­ngan kectl)

Gbr. 3-72 Kedalaman gerusan oleb terjunan air di bilir peredam energi.

(3) Peredam energi type kolam o/akan Suatu bangunan peredam energi yang berbentuk kolam, dimana prinsip peredaman

energinya yang sebagian besar terjadi akibat proses pergesekan di antara molekul­molekul air, sehingga timbul olakan-olakan di dalam kolam tersebut dinamakan peredam energi type kolam olakan atau disingkat dengan nama kolam olakan.

(a) Pemilihan type kolam olakan Secara umum kolam olakan masih bisa dibedakan dalam 3 (tiga) type utama,

yaitu : * kolam olakan datar. * kolam olakan miring ke hilir. * kolam olakan miring ke udik. Akan tetapi yang paling urn urn dipergunakan adalah kolam olakan datar.

Selanjutnya kolam olakan datar inipun masih mempunyai berbagai variasi dan yang terpenting adalah 4 (empat) type, yang dibedakan oleh rezim hydrolika alirannya dan kondisi konstruksinya, seperti uraian di bawah ini :

I) Kolam olakan datar type I Kolam olakan datar type I adalah suatu kolam olakan dengan dasar

yang datar dan terjadinya peredaman energi yang terkandung dalam al iran air dengan benturan secara langsung aliran tersebut ke atas permukaan dasar kolam, seperti skema yang tertera pada Gbr. 3-73. Benturan Iangsung tersebut menghasilkan peredaman energi yang cukup tinggi, sehingga per­lengkapan-perlengkapan lainnya guna penyempurnaan peredaman tidak diperlukan lagi pada kolam olakan tersebut.

Karena penyempurnaan redamannya terjadi akibat gesekan-gesekan

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 217

Ez = Dz + fi Et - Ez = Kehilangan tinggi tekanan pada loncatan -hydrolis. vr g

Et = Dt + lg Kedalaman aliran I

.o .. o 0 . . .

Q • •.

Q ... . • ·.' 0

L Loncatan hydrolis pada Hubungan antara saluran datar dalamnya air dan

satuan energi

Q: Debit W: Lebar saluran q: Debit per unit lebar Vt , D� o E1 : Kecepatan aliran, kedala­

man aliran dan satuan energi aliran pada penam­pang I V2, D2, E2 : Kecepatan aliran, kedala­man aliran dan satuan energi aliran pada penam­pang 2

(pada bagian terakhir dari loncatan energi) F1 : Bilangan Froude (Vtf../gDJ)

Gbr. 3-73 Kolam olakan datar type I.

yang terjadi antara molekul-molekul air di dalam kolam olakan, sehingga air yang meninggalkan kolam tersebut mengalir memasuki alur sungai dalam kondisi yang sudah tenang. Akan tetapi kolam olakan menjadi lebih panjang dan karenanya type I ini hanya sesuai untuk mengalirkan debit yang relatif kecil dengan kapasitas peredaman energi yang kecil pula dan kolam olakannyapun akan berdimensi kecil. Dan kolam olakan type I ini biasanya dibangun untuk suatu kondisi yang tidak memungkinkan pem­buatan perlengkapan-perlengkapan lainnya pada kolam olakan tersebut.

2) Kolam olakan datar type 11 Kolam olakan datar type 11 ini dengan skema seperti yang tertera pada

Gbr. 3-74, dimana terjadinya peredaman energi yang terkandung di dalam aliran adalah akibat gesekan di antara molekul-molekul air di dalam k.olam dan dibantu oleh perlengkapan-perlengkapan yang dibuat berupa gigi-gigi pemencar aliran qi pinggir udik dasar kolam dan ambang bergerigi di pinggir hilirnya.

Kolam olakan type ini cocok untuk aliran dengan tek.anan hydrostatis yang tinggi dan dengan debit yang besar (q > 45 m3/dt/m, tek.anan hydro­statis > 60 m dan bilangan Froude > 4,5).

Gigi-gigi pemencar aliran berfungsi untuk lebih meningk.atkan efektifi­tas peredaman, sedang ambang bergerigi berfungsi sebagai penstabil lon­catan hydrolis dalam kolam olakan tersebut. Kolam olak.an type ini sangat sesuai untuk bendungan urugan dan pernggunaannyapun cukup luas.

Akan tetapi untuk bangunan pelimpah, misalnya dengan V = 1 8 m/dt, maka akan lebih ekonomis apa hila dipergunakan kolam olakan datar type I l l, seperti yang akan diuraikan selanjutnya.

3) Kolam olakan datar type J I I Pada hakekatnya prinsip kerja dari kolam olakan ini sangat mtrtp

dengan sistim kerja dari kolam olakan daftar type I I , akan tetapi lebih sesuai untuk mengalirkan air dengan tekanan hydrostatis yang rendah dan debit yang agak kecil (q < 1 8,5 m3/dt/m, V < 1 8,0 m/dt dan bilangan Froude > 4,5). Untuk mengurangi panjang kolam olakan, biasanya dibuat-

218 Bab 3. Perencanaan Teknis

Penampang memanjang loncatan hidrolis.

Ambang melengkung

Gigi pemer_clr . . �_.:___;-��,�· :.: ' . • .

aliran.

Gbr. 3-74 Bentuk kolam olakan datar type 11.

kan gigi pemencar aliran di tepi udik dasar kolam, gigi penghadang aliran (gigi benturan) pada dasar kolam olakan (periksa Gbr. 3-75).

Kolam olakan type ini biasanya untuk bangunan pelimpah pada bendungan urugan yang rendah. Karakteristika dari loncatan hydrolis aliran air dalam kolam olakan dapat diperiksa pada skema Gbr. 3-75.

Penampang memanjang loncatan hydrolis (dalam keadaan devasi pennukaan air sungai sama dengan elevasi loncatan hydrolis)

Ambang perata aliran

Kemiringan 1 : 1 Kemiringan 2 : 1 Gbr. 3-75 Bentuk kolam olakan datar type Ill.

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

4) Kolam olakan daftar type IV

219

Sistem kerja kolam olakan type ini sama dengan sistem kerja kolam olakan type Ill, akan tetapi penggunaannya yang paling cocok adalah untuk aliran dengan tekanan hydrostatis yang rendah dan debit yang besar per­unit lebar, yaitu untuk aliran dalam kondisi super-kritis dengan bilangan Froude antara 2,5 s/d 4,5.

Biasanya kolam olakan type ini dipergunakan pada bangunan­bangunan pelimpah suatu bendungan urugan yang sangat rendah atau pada bendung-bendung penyadap, bendung-bendung konsolidasi, bendung­bendung penyangga dan lain-lain.

Bentuk kolam olakan tersebut dapat diperiksa pada Gbr. 3-76. Berhubung peredaman energi untuk aliran dengan angka Froude

antara 2,5 s/d 4,5 umumnya sangat sukar, karena getaran hydrolis yang timbul pada aliran tersebut tidak dapat dicegah secara sempuma, maka apabila keadaannya memungkinkan, sebaiknya lebar kolam diperbesar, supaya bilangan Froudenya berada di luar angka-angka tersebut.

Disamping perhitungan-perhitungan hydrolika serta pertimbangan-pertim­bangan kondisi konstruksinya, maka pemilihan type yang paling cocok untuk suatu bangunan pelimpah dilakukan pula dengan penelitian-penelitian pada model hydrolika.

Puncak gigi pemencar aliran hendaknya dibuat 5° condong ke hilir.

Jarak antara dua gigi pemencar = 2,5 W

Gbr. 3-76 Bentuk kolam olakan datar type IV (Bilangan Froude antara 2,5 s/d 4,5).

(b) Kedalaman loncatan hydro lis dan minimum kedalaman air yang diperkenankan di hilimya

Kolam olakan adalah suatu konstruksi yang berfungsi sebagai peredam energi yang terkandung dalam aliran dengan memanfaatkan loncatan hydrolis dari suatu aliran yang berkecepatan tinggi.

Dan kedalaman kolam olakan sangat ditentukan oleh tinggi loncatan hydrolis yang terjadi di dalam aliran yang bersangkutan.

Demikian pula penentuan kedalaman dari ke empat type kolam olakan datar didasarkan pula pada tinggi loncatan hydrolis aliran ditambah tinggi jagaan yang diperlukan untuk mengimbangi kenaikan permukaan air yang terjadi di sebelah hilimya.

Kedalaman air pada bagian sebelah udik dan sebelah hilir loncatan hydrolis terse but dapat diperoleh dari rum us sebagai berikut :

220

dimana :

Bab 3. Perencanaan Teknis

D, = _Dt + /D� + 2nD1 2 "/ 4 g

D1 dan D, : kedalaman air (periksa Ghr. 3-73).

(3.77)

Apa hila pada rumus (3-.77), komponen D1 dipindahkan ke kanan dan harga VVgDI = n. maka akan diperoleh rumus sehagai berikut :

a tau

D, = - _!_ + /._!_ + 2Ff D1 2 "/ 4

�: = � (�1 + 8F� - I)

(3.78)

Selanjutnya hilangan Froude dapat diperoleh dengan rumus sehagai berikut:

(3.79)

Berdasarkan rum us (3. 78), maka dapat ditarik kesimpulan hahwa perhandingan antara kedalaman air di udik dan di hilir loncatan hydrolis adalah fungsi dari bilangan Froude.

Dengan mengamhil hilangan Froude sehagai ahsis dan harga D,/D1 sehagai ordinat, maka huhungan kedua faktor tersehut dapat menghasilkan diagram seperti yang tertera pada Gbr. 3-77.

Walaupun formasi aliran air membentuk suatu sudut dengan dasar kolam, akan tetapi hal tersebut tidak meruhah bentuk dan rezim aliran, sehingga rumus (3. 78) tetap berlaku.

Apa hila kedalaman air pada loncatan hydrolis lebih tinggi dari kedataman air di sebelah hilimya, seperti pada kolam olakan dalam type I dan 1V, maka titik permulaan dari loncatan hydrolis tersehut akan bergeser ke hilir menjauhi tepi udik dasar kolam dan dengan demikian kolam olakan tersebut harus dibuat lehih pan­jang. Akan tetapi pembuatan ambang dengan tinggi tertentu pada tepi hilir kolam, maka permukaan air di hilir loncatan hydrolis dapat dinaikkan dan titik permulaan loncatan hydrolisnya akan bergeser ke udik, sehingga pemhuatan kolam olakan dengan panjang yang berlebihan dapat dihindarkan. (kolam olakan datar type 11 dan Ill).

Pada hakekatnya hubungan antara hilangan Froude dan harga D,f D1 seperti yang tertera pada Gbr. 3-77 hukanlah merupakan patokan yang ketat dan kadang­kadang diperlukan penyesuaian-penyesuaian seperti halnya pada kolam olakan datar type I dan IV. Penurunan elevasi permukaan air, sebesar 10% di hilimya, masih dapat memberikan kondisi kerja yang baik bagi kolam olakan type-type tersehut. Untuk type I akan lebih haik lagi kondisi alirannya, apa hila kedalaman dasar kola m dapat dinaikkan 5 %- Selanjutnya kenaikan elevasi permukaan air di sebelah hilir sebesar 3-10% akan memherikan kondisi aliran yang lebih baik pada kolam olakan type IV. Selanjutnya semakin rendah bilangan Froude suatu aliran, maka loncatan hydrolisnya semakin sensitif terhadap fluktuasi elevasi permukaan

3 0

2 8

2 6

4 2

22

0

8

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

D� = t (._,11 + i1F2 l)-17 I I I

D� = 1,2

I I I I

/, I I l xl '.' � t , �{. ) t � ,,

I I 1,1--I I I I

/_ . , 10,91

I , I , I

, , , � '= 0,8

221

6 .' I �� �· I / �

901 r' Kedalaman kenankan di

mmtmum air sungai yang diper­hilir kolam olakan datar type 11

4

2

0

8

6

4

2

/ '/ /·'� I /:�

/<( � � I rj, (o; 0

1'11 ��, /!,!/, V � � .!J- , .4•:' �

I 1,.1,; •, � , ",J.[T , ,

I �9' , ..,. , �l � � I ,? , ,"!'

-Kedalama'"n' minimum air sungai yg. diperkenan­lakan datar type Ill kan dalam o

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Yt Ft - ._,liD,

x -Kondisi pengujian-pengujian model untuk kolam olakan datar type I • -Kondisi sebenarnya kolam olakan datar type 11 a -Kedalaman minimum air sungai untuk kolam olakan datar type 11 o -Kedalaman minimum air sungai untuk kolam olakan datar type Ill

Gbr. 3-77 Kedalaman minimum air sungai di hilir kolam olakan type-type I, 11 dan m.

air di hilirnya, dimana hanya dengan penurunannya yang kecil saja sudah dapat mengakibatkan pergeseran posisi Ioncatan hydrolis yang begitu jauh, dan mungkin dapat terjadi di luar kolam olakan. Akan tetapi hanya dengan kenaikan elevasi permukaan hilir sebesar 10% saja sudah mampu mengembalikan loncatan hydrolis pada posisi yang diharapkan. (c) Penentuan ukuran memanjang kolam olakan datar

Ukuran memanjang kolam olakan datar biasanya tergantung pada bilangan Foude aliran yang akan melintasi kolam tersebut, sedang untuk pemilihan type­type dari kolam olakan datar tersebut dilakukan dengan penyesuaian-penyesuaian yang didasarkan pada penelitian-penelitian dan pengujian-pengujian pada model hydrolika.

Biasanya penelitian-penelitian dan pengujian-pengujian tersebut memberikan

222 Bab 3. Perencanaan Teknis

hasil-hasil dengan perbedaan-perbedaan yang sangat menyolok walaupun hanya dengan perubahan-berubahan dan penyesuaian-penyesuaian yang kecil saja baik perubahan pada bilangan Froudenya maupun pada bentuk kolam yang disesuaikan dengan ke empat type tersebut di atas, sehingga diperlukan pula pertimbangan­pertimbangan yang berdasarkan pengamatan pada kolam-kolam olakan yang sudah bekerja, seperti yang diterbitkan oleh U.S.B.R.

Untuk penentuan panjang kolam olakan datar dapat digunakan ukuran stan­dard, sebagaimana yang tertera pada Gbr. 3-78.

Loncatan hydrolis biasa

6 -r ·- ·- Pada kolam olak� �I

'

Pada kolam olakan type 11 I X X

X 1":: X . 4

Pad� k�l� ��� t� hi 0

. o. 0 0 .

2 �-t-.

1

0 , -r -

2 4 6 8 10 12 1 4 1 6 18

• -Koodisi sesungguhnya pada kolam olakan type 11 x -Koodisi pengujian model Wltuk kolam olakan type II

o -Kondisi pengujian model untuk kolam olakan type lii

'

· t 20

Gbr. 3-78 Panjang loncatan hydrolis pada kolam olakan datar type-type: I, 11 clan Ill.

(d) Gigi-gigi pemancar aliran Gigi-gigi pemencar aliran yang dibuat pada posisi masuknya aliran dari saluran

peluncur ke dalam kolam olakan akan berfungsi sebagai pembagi berkas aliran yang besar, kompak dan searah, menjadi berkas yang kecil-kecil yang tidak kompak dan tidak searah lagi (menjadi aliran yang terpencar), sehingga intensitas gesekan­gesekan di antara molekul-molekul air di dalam kolam olakan menjadi sangat tinggi yang berarti intensitas peredaman energinya akan tinggi pula dan aliran air segera kembali tenang dengan kandungan energi yang cukup kecil untuk dapat diterima oleh alur sungai. Pada kolam olakan datar type 11 dan Ill, tinggi dan lebar gigi pemencar disarankan agar mendekati kedalaman air di depan Ioncatan hydrolis (D1), sedangjarak antara dinding samping kolam dengan gigi paling pinggir diambil 1 /2 D1 dan jarak antara masing-masing blok dapat diambil sama dengan harga D1 (periksa Gbr. 3-74 dan 3-75).

Selanjutnya pad a kolam olakan datar type IV, aliran yang meluncur dari sal uran peluncur dan terjun langsung membentur dasar kolam dan membentuk pusaran super-kritis yang vertikal dan gigi-gigi pemencar yang dibuat di tepi udik dasar kolam berfungsi meningkatkan kecepatan pusaran tersebut dan menstabilkan

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 223

loncatan hydrolis. Ukuran dari gigi-gigi pemencar untuk kolam olakan datar type IV ini biasanya ditentukan sesuai seperti yang tertera pada Gbr. 3-76.

Hasil-hasil experimen pada model-model hydrolika menunjukkan, bahwa ukuran dari gigi-gigi pelengkap kolam olakan sebaiknya diambil secukupnya saja, karena ukuran yang berlebihan akan meningkatkan tinggi permukaan air di hilir loncatan hydrolis dan akan meningkatkan tinggi dinding pengarah aliran di hilir kolam olakan tersebut. Selain itu penempatan gigi-gigi yang sembarangan ternyata akan menimbulkan gelombang-gelombang tambahan di atas permukaan aliran.

Selanjutnya jumlah gigi-gigi yang terdapat pada kolam olakan seperti yang ter­tera pada Gbr. 3-76, merupakan jumlah minimum yang diperlukan, sedang ukuran lebarnya sama dengan D1 merupakan ukuran yang terbesar dan ukuran ini masih dapat diperkecil disesuaikan dengan kondisi hydrolisnya yang paling baik. Per­banding�n antara lebar gigi-gigi dan jarak antaranya umumnya diambil sekitar 1 : 2,5 dan elevasi puncak gigi-gigi terhadap dasar kolam sebaiknya diambil 2D1 • Selain itu panjang puncaknya supaya tidak kurang dari 2D1 • Agar kondisi aliran yang melintasi gigi-gigi tersebut lebih baik, maka bidang puncak gigi-gigi pemancar dibuat dengan kemiringan 5° ke arah hilir. (e) Gigi-gigi benturan

Salah satu cara yang paling efektif guna mengurangi panjangnya kolam olakan adalah dengan pembuatan sebaris atau lebih gigi-gigi benturan pada dasar kolam yang berfungsi sebagai penghadang aliran serta mendeformir Ioncatan hydrolis menjadi lebih pendek, seperti yang terjadi pada kolam olakan datar type Ill.

Semakin besar bilangan Froude suatu aliran maka gigi-gigi benturan supaya dibuat semakin tinggi dan didasarkan pada harga D1 , ukuran tingginya ditetapkan dengan diagram seperti yang tertera pada Gbr. 3-79. Total lebar gigi-gigi dan total panjangjarak antara dari gigi-gigi tersebut biasanya dibuat hampir sama dan ukuran lebar gigi serta jarak antaranya umumnya diambil 0, 75 kali le bar gigi-gigi terse but. Lokasi gigi benturan biasanya dibuat dengan jarak 0,8 D2 ke hilir dari gigi-gigi pemencar. Penempatan dan pembuatan gigi-gigi benturan (seperti : posisi, bentuk, ketinggian, jarak antara, dan lain-lain), dilakukan secermat mungkin. Ketidak cermatan penempatan serta pembuatannya akan mengakibatkan timbulnya tamba­han gelombang air yang tidak perlu serta loncatan hydrolis mungkin dapat pindah pada posisi yang tidak diharapkan, yang kadang-kadang menimbulkan sua tu kondisi yang memaksakan penambahan tinggi dinding serta perpanjangan kolam olakan yang bersangkutan. Bentuk dari gigi-gigi benturan seperti yang tertera pada Gbr. 3-75 biasanya cukup memadai, akan tetapi dapat pula berbentuk balok-balok persegi panjang dengan sudut-sudut yang sempurna. (f) Ambang ujung hilir kolam olakan

Ujung hilir kolam olakan datar type 11 biasanya dibuat dengan ambang ber­gerigi (Gbr. 3-74) dan ambang rata pada kolam olakan datar type Ill dan IV (periksa Gbr. 3-75, 3-76 dan 3-79).

(4) Peredam energi type bak pusaran atau kolam pusaran Peredam energi type bak pusaran (roller bucket type energi reduction)

adalah bangunan peredam energi yang terdapat di dalam alir�n air dengan proses pergesekan di antara molekul-molekul air akibat timbulnya pusaran-pusaran vertikal di dalam suatu kolam. Biasanya bak pusaran ini membutuhkan pondasi batuan yang kukuh dan air yang terdapat di hilirnya cukup dalam. Bak pusaran ini mempunyai bentuk serta modifikasi yang beraneka ragam, disesuaikan dengan kondisi topografi dan geologi tempat kedudukannya serta kondisi ftuktuasi permukaan air di hilir kolam tersebut.

Bab 3. Perencanaan Teknis

Ke mmngan 1 1 : \

Q I- I - h, - L 4

3 _ Gigi benturan

2

� f--

0 2 4

� - -x

6

1 Kemiringan 2:1

�1 Am bang hilir

Gigi benturan -' �· � ..... � .......... I""'"

4 �

.,..� · X r-. _x; t-;-�� X

11 10

F ' v, . , - .... mr.

. .11. - - -� x Amt

12 14

- -

lanj hilir

0 16 18

-Gbr. 3-79 TiDal glgl beataran clan ambaDg bi1ir pada kolam olakan datar type ID.

Pada hakekatnya kondisi-kondisi teknisnya bak pusaran secara detail masih banyak yang belum diketahui dengan jelas, seperti efektifitas pereduksiannya, kondisi alirannya dan aspek-aspek lainnya. Metode pembuatan rencana teknisnya hanya dida­sarkan pada penelitian-penelitian model hydrolika. Selanjutnya akan diuraikan dasar­dasar perencanaan teknis yang dihasilkan dari penelitian-penelitian oleh U.S.B.R.

Pada perencanaan teknis bentuk detail bak pusaran yang diperoleh dari metode U.S.B.R. tersebut masih perlu diuji pada model-model hydrolika untuk menyesuaikan dengan kondisi-kondisi teknis setempat, dimana kolam pusaran terse but akan dibangun.

Prosedur rencana pembuatan teknis kolam pusaran adalah sebagai berikut : 1) Didasarkan pada penetapan debit per-unit le bar q (m3 fdtfm) yang akan melin­

tasi kolam pusaran serta didasarkan pada perbedaan elevasi permukaan di udik dan di hilir bendungan H(m), maka kecepatan aliran air di ujung hilir saluran peluncur dengan kedalaman D1 (m) dengan mudah dapat dihitung dan selanjutnya bilangan Froude (F) dari aliran terse but dapat dihitung pula dengan rumus:

2) Dengan menggunakan diagram pada Gbr. 3-80 maka dari harga bilangan F akan diperoleh harga

R,.l. yang diperkenankan dan dengan demikian Rmln D1 + fl 2g

dapat dihitung. 3) Dari harga-harga bilangan F dan Rm1n yang diperkenankan tersebut dan dengan

menggunakan diagram pada Gbr. 3-8 1 , maka akan dapat diketahui perbandingan antara kedalaman air minimum di sebelah hilirnya (Tm1.) dan kedalaman kritis aliran air di ujung hilir peluncur (D1). Dengan demikian harga Tmln dapat dike­tahui.

4) Dengan prosedure yang sama seperti halnya harga Tm1n, tetapi dengan meng­gunakan diagram pada Gbr. 3-82, kedalaman air maximum di sebelah hilir bak pusaran (Tmu) mudah dicari.

5) Dengan sistem coba-banding, elevasi ambang kolam pusaran dapat ditentukan sedemikian rupa, sehingga elevasi di hilirnya terletak antara Tm ... dan T .. 1• yang

12

10 l\ \ ' 6

F6 \ 1\.

" 4

2

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah

8

7

6

�,� s

11 4 �

" "'"'-- 3

2 Tmm/D,

22S

4

3

2

0 0 0,2 0,4 0,6 R min. yang diperkenankan: D1 + Vf12g

Gbr. 3-80 Radius minimum leng­kungan bak pusaran.

0,1 0,2 0,3 R

D + Vi ll/2g 0,4 o,s 0,6

Gbr. 3-81 Kedalaman minimum air sungai di hilir bak pusaran.

telah dihitung lebih dulu. Selanjutnya dengan menggunakan diagram pada Gbr. 3-83 dan dengan cara perhitungan di atas, akan dapat diperoleh elevasi per­mukaan air di hilir bak, terhadap kedalaman minimumnya agar pusaran air tidak terjadi di luar bak tersebut. Kedalaman minimum tersebut dinamakan kedalaman perpindahan pusaran (sweet out water depth).

Diusahakan agar puncak ujung hilir kolam pusaran lebih tinggi dari per­mukaan dasar sungainya.

6) Gbr. 3-84 adalah merupakan s_alah satu contoh peredam energi type bak pusaran.

3.3.5 Tinggi Jagaan

Tinggi jagaan pada bangunan pelimpah direncanakan untuk dapat menghindarkan terjadinya limpasan, pada kemungkinan elevasi permukaan aliran air yang paling tinggi, ditambah tinggi ombak serta kemungkinan adanya benda-benda terapung yang terdapat pada aliran tersebut.

Dengan demikian disamping untuk menghindarkan limpasan-limpasan pada elevasi permukaan air di saat mensalirkan debit banjir rencana, maka tinggi jagaan tersebut supaya diuji pula pada pengaliran debit banjir abnormal.

226

F

Bab 3. Perencanaan Teknis

Elevasi dasar sungai tepat pada puncak ambang hilir

Elevasi dasar sungai lebih rendah dari ambang hilir

Elevasi dasar sungai tepat pada puncak ambang hilir.

0�o--�o.��--���2--�0.�3--�0.74--,0�.s.--.o�.6.--.r�7 �

0,2 0,3 0,4 o,s 0,6 0,7 0,8 � . dasar . R evas1 sunga1

D + y1•,J$ O,OSR lebih rendah dari ambang hilir.

Gbr. 3-8l KedaJaman maximum air sungai di hilir bak pusaran.

(a) Bak pusanm maslp type Grand-coulee

ljO,OSR

01����--��--�� 0,2 0,4 0,6 (b) Bak pusanm beralur type Angosture

Gbr. 3-84 Peredam energi type bak pusaran.

Gbr. 3-83

R D1 + !il-

Kedalamaq minimum air sungai yang dapat menyebabkan pusaran terjadi di luar bak pusaran.

3. 3 Rencana-Teknis Bangunan Pelimpah 227

Apabila pada saluran banjir atau bangunan pelimpah terdapat bangunan-bangunan (seperti jembatan, pintu-pintu, dan lain-lain), maka batas terbawah bangunan-bangunan tersebut terhadap permukaan air tertinggi yang muii'gkin terjadi, supaya diperhitungkan dengan tinggi jagaan, tidak kurang dari 'I ,5 meter.

Untuk elevasi puncak dinding bangunan pelimpah, supaya sekurang-kurangnya diambilkan sebesar tinggi tekanan kecepatan aliran (velocity head) sub-kritis di atas permukaan aliran tertinggi yang melintasi bangunan pelimpah tersebut atau sekurang­kurangnya sebesar 0,5-0,6 meter di atas permukaan aliran super kritis.

Perhitungan untuk memperoleh tinggi jagaan pada bangunan pelimpah berlereng curam, dapat digunakan rum us empiris sebagai berikut :

(3.80)

a tau

Fb = 0,6 + 0,037 Vd1'3 (3.8 1 )

dimana : Fb : tinggi jagaan (m) C: koeffisien 0, 10 untuk penampang saluran berbentuk persegi panjang dan

0, 1 3 untuk penampang saluran berbentuk trapesium. V: kecepatan aliran (m/dt) d: kedalaman air di dalam saluran (m)

3.3.6 Pengujian Kapasitas Bangunan Pelimpah Untuk Banjir Abnormal

Bangunan pelimpah pada bendungan urugan disamping berfungsi sebagai pelimpah debit banjir, juga berfungsi sebagai pencegah kenaikan elevasi permukaan air waduk yang mungkin dapat mengakibatkan terjadinya limpasan-limpasan di atas mercu ben­dungannya.

Karena itu disamping untuk mengalirkan debit banjir-rencana, maka bangunan pelimpah agar mampu pula dilalui oleh debit banjir abnormal, yang besarnya :::!:: I ,2 k.ali debit banjir-rencana, dengan memperhitungkan efek kapasitas penampung banj ir �aduk., tetapi supaya tidak terjadi limpasan di atas mercu bendungannya dalam k.eadaan yang terburuk sekalipun, yang mungkin dapat terjadi (adanya ombak yang tinggi serta hem­pasan-hempasan ombak tersebut di atas permukaan lereng udik tubuh bendungan pada kondisi elevasi tertinggi permukaan air waduk). Untuk bangunan pelimpah type tero­wongan (tunnel type spillway), dan type corong (shaft type spillway), biasanya diren­canakan dengan kapasitas dua kali lebih besar dari debit banjir-rencana. Referensi

Problema: Supaya diuji kondisi aliran (rezim aliran) pada bangunan pelimpah samping yang

diuraikan dalam point 3.3.2. (3) untuk debit banjir abnormal yang besarnya 1 ,2 kali debit banjir-rencana (sama dengan 60 m3/dt).

Pemecahan : Dengan anggapan bahwa debit 60 m3 /dt yang melintasi bangunan pelimpah ini,

timbulnya aliran kritis pada ujung hilir saluran samping tidak terganggu oleh saluran peluncur, maka kedalainan aliran kritis di ujung hilir saluran samping tersebut dapat dihitung dengan rumus-rumus (3.53) dan (3.54) dan diperoleh kedalaman krit isn:- a. de = 2,80 meter.

Dengan demikian permukaan air pada titik tersebut akan terletak pad a ele\ asi 98,22 meter.

228 Bab 3. Perencanaan Teknis

Pengujian kapasitas bangunan pelimpah samping untuk debit banjir abnormal dapat dilakukan seperti contoh berikut ini :

Elevasi 98,22 meter tersebut merupakan titik permulaan perhitungan untuk mem­peroleh garis permukaan air ke arah udik di dalam saluran samping tersebut dan per­hitungan sistem coba-banding dilakukan dengan daftar seperti contoh Table 3-28 yang disesuaikan pada rum us sebagai berikut :

(3.82)

a tau

(3.83)

dimana : Av: v2 - 'V1

q: debit per-unit lebar. Ax: jarak tiap-tiap penampang lintang.

Dari basil perhitungan tersebut kemudian dapat dibuatkan diagram seperti yang terterapada Gbr. 3-64.

Kemudian kedalaman aliran air pada debit abnormal sebesar Q = 50 X 1 ,2 = 60 m3/dt dapat diperoleh sebagai berikut:

( Q )2/3 ( 60 )2/3 H = c ·b = 2 x 2,5 = 1 • 13 (m)

Tabel 3-28. Tabel perhitungan untuk menentukan permukaan air pada saluran

(j) (;!) ® Elcvasi dasar

samping di saat terjadinya banjir abnormal.

Q = 60 m3fdt. 1 = 25 m q = 2,4 A = 3d + 0,6d2 Dalam perhitungan kehilangan tinggi tekanan gesekan umumnya kecil. Walaupun demikian untuk kolom @ diambil nilai yang lebih besar. @ = @ + @ sebelumnya, ® - @ = ®

® Coba· Elevasi

banding. permukaan

® (j) ® ® @ @ @ @ @ @ J y,. Kesalahan. X .Jx sungai. .J)'1 air. cl A Q .Jv @+® +hr (j)-@

25 95,40

20 5,0 96,03 0,90

0,83

0,87

I 5 5,0 96,65 O,SO

0,44

0,45

10 5,0 97,28 0,25

0,36

0,37

0,38

1_5 2,5 97,59 0,18

0,16

s.o 2.5 97,90 0,12

0,15

2,5 2,5 98,21 O,IS

0,07

0,11

1,0 1 ,5 98,40 0,06

0,04

0 1 ,5 98,53 0

98,22 2,82 1 3,23 60,00 4,54

99,12 3,09 1 5,00 48,00 3,20 108,0 0,045

99,05 3,02 14,53 48,00 3,30 108,0 0,045

99,09 3,09 14,80 48,00 3,24 108,0 0,045

99,59 2,94 14,01 36,00 2,57 84,0 0,044

99,53 2,88 1 3,62 36,00 2,64 84,0 0,044

99,54 2,89 13,68 36,00 2,63 84,0 0,044

99,79 2,51 1 1 ,31 24,00 2,12 60,0 0,041

99,90 2,62 1 1 ,98 24,00 2,00 60,0 0,041

99,91 2,63 12,04 24,00 1,99 60,0 0,041

99,92 2,64 12,10 24,00 1,98 60,0 0,041

100,10 2,51 1 1 ,31 18,00 1 ,59 42,0 0,042

100,08 2,49 1 1 ,19 18,00 1,61 42,0 0,042

100,20 2,30 10,07 12,00 1,19 30,0 0,041

100,23 2,33 10,25 12,00 1,17 30,0 0,041

100,35 2.14 9,17 6,00 0,65 18,0 0,034

100,30 2,09 8,89 6,00 0,68 18,0 0,034

100,34 2,13 9,1J 6,00 0,66 18,0 0,034

100,40 2,00 8,40 2,40 0,29 8,4 0,029

100,38 1,98 8,29 2,40 0,29 8,4 0,029

100,38 1 ,85 0 2,4

7,74 1 ,34 1,125 2,456 0,859 0,025 0,884 0,016

7,84 1 ,24 1 , 125 2,365 0,834 0,025 0,859 -0,029

7,78 1 ,30 1,125 2,425 0,849 0,025 0,874 +0,004ok

5,81 0,67 1 ,080 1,7SO 0,447 0,020 0,467 +0,033

5,88 0,60 1,080 1 ,680 0,435 0,020 0,455 -O,OIS

5,87 0,61 1 ,080 1 ,690 0,436 0,020 0,456 +0,006ok

4,75 0,51 1,315 1 ,825 0,355 O,OIS 0,370 -0,120

4,63 0,63 ! ,liS 1 ,945 0,361 O,OIS 0,376 -0,016

4,62 0,64 1,315 1 ,955 0,371 0,015 0,386 -0,016

4,61 0,65 1,315 1,965 0,371 0,015 0,386 -0,006ok

3,57 0,39 0,659 1 ,049 0,157 0,005 0,162 70,018

3,59 0,37 0,659 1,029 0,155 0,005 0,160 O,OOOok

2,80 0,42 0,805 1 ,225 0,141 0,005 0,146 -0,078

2,78 0,44 0,805 1 ,245 0,142 0,005 0,147 -r0,003ok

1,82 0,52 1,170 1 ,690 0,069 0,003 0,072 .,-0,078

1,85 0,49 1 , 170 1,660 0,104 0,003 0,107 -0,037

1,83 0,51 1 ,170 1 ,680 O,IOS 0,003 0,108 -r0,002ok

0,95 0,37 0,990 1,360 0,037 0,002 0,039 +0,021

0,95 0,37 0,990 1,360 0,037 0,002 0,339 O,OOiok

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 229

3.4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap

Komponen terpenting dari bangunan .penyadap pada bendungan urugan, adalah penyadap, pengatur dan penyalur aliran. Komponen pada bangunan penyadap serta fungsinya dapat diklasifisir seperti yang tertera pada Tabel 3-29 dengan skema konstruksi seperti Gbr. 3-85 dan 3-86.

Untuk memperoleh lokasi dan type bangunan penyadap senantiasa didasarkan pada kondisi-kondisi topografi dan geologi tempat kedudukan calon bangunan penyadap serta pada tujuan; kapasitas dan pertimbangan-pertimbangan ekonomis dari penyadapan tersebut. Pada hakekatnya bangunan penyadap sangat banyak macamnya dan di bawah ini akan diuraikan hanya 2 (dua) type bangunan penyadap, yaitu bangunan penyadap sandar dan bangunan penyadap menara.

Tabel 3-29. Klasifikasi dari komponen pada fasilitas bangunan pengambilan.

Penyadap

Macam

(!) Saluran pengeluaran dg. inklinasi.

® Menara pengeluaran.

@ Lain-lain {Saluran Pengeluran dengan dasar.

Struktur

Be ton

Baja Lain-lain

Pengaturan

Type pemasukan air.

(!) Type pelim­pahan.

® Type orifice. Type pengambilan dengan pemanasan Type peng­ambilan air yang lebih rendah.

Posisi pintu

(!) Lubang pengeluaran.

® Terowongan pengeluaran atau saluran pemasukan.

® Bagian tengah dari terowongan atau saluran pengeluaran.

(!) Terowongan pengeluaran atau saluran keluar. Kombinasi (!) dan (!)

Macam pintu

(!) Pintu-pintu { Pintu penguras Pintu sorong Lain-lain.

® Katup-katup Katup penguras Katup kupu­kupu Katup hawell bunger Katup hollow jet Lain-lain.

1 1--Tcrowongan penyalur Pipa penghubung

Metoda operasi

(!) Putaran roda ype kincir

Type kerekan Type tekanan minyak silinder Type tekanan minyak dengan tumbukan Type tekanan minyak dengan motor.

® Tenaga {Tenaga manusia Motor Mesin

® Metoda operasi

l?:g

���:a'!

-

remote kontrol Kontrol automatic Kontrol tidak automatic

Gbr. 3-85 Komposisi dari bangunan penyadap menara.

Penyalur

Macam

Operasi pada terowongan pengambilan pada dasar saluran.

Type

Type dengan tekanan. Type tidak dengan takanan.

Terowongan pe­nyalur

230 Bab 3. Perencanaan Teknis

Pintu dan saringan pada lubang penyadap

Terowongan penyadap san�r. �="��oi11J!:::!Jh:-c"• kili-kili

Pintu pengglontor l:lf?o��� sedimen .....-::,...,....,.....,.>,iiF"" Saluran pengelak 1 "I "' 1 ., . __ .

Penyemprot I, I """' �Penyalur pipa Pengglontor ""- penyalur sedimen Pipa pe�ubung

Gbr. 3-86 Komponen "dari bangunan penyadap sandar.

3.4.1 Bangunan Penyadap Sandar (inclined Outlet Conduit) (1) Konstruksi dan pondasi bangunan penyadap sandar

Bangunan penyadap sandar adalah bangunan penyadap yang bagian pengaturnya terdiri dari terowongan miring yang berlubang-lubang dan bersandar pada tebing su­ngai. Untuk bangunan penyadap . sandar (Gbr. 3-85) dibutuhkan pondasi batuan atau pondasi yang terdiri dari lapisan yang cukup kukuh, agar dapat dihindarkan kemungki­nan keruntuhan pada konstruksi sandaran oleh pengaruh-pengaruh ftuktasi dari per­mukaan air waduk. Apa hila dikuwatirkan kemungkinan terjadinya longsoran pada pondasi sandaran terowongan tersebut, maka dipertimbangkan pembuatan tiap-tiap penyangga (step) pada jarak antara 5 s/d 10 meter. Selain itu sudut kemiringan pondasi sandaran agar tidak melebihi 60°, kecuali apa hila pondasi terse but terdiri batuan yang kukuh, karena pondasi yang lemah dikuwatirkan dalam masa-masa exploitasinya akan terjadi longsoran-longsoran. Terowongan atau pipa penyalur datar (tunnel or bottom conduit) pada bangunan penyadap sandar umumnya hanya digunakan untuk bendungan yang kccil. Kadang-kadang terowongan penyadap· dilengkapi luhang-luhang penyadap beserta pintu-pintunya dan dihuhungkan langsung dengan terowongan pipa penyalur datarnya.

Berat timhunan tubuh bendungan hiasanya mengakihatkan terjadinya penurunan­penurunan tuhuh terowongan tersehut dan untuk mencegah terjadinya penurunan­penurunan yang memhahayakan, maka haik pada terowongan penyadap maupun pada pipa penyalur datar dihuatkan penyangga (supporting pole) yang berfungsi pula sehagai tempat samhungan hagian-hagian dari pipa yang hersangkutan.

Behan-hehan luar yang bekerja pada terowongan penyadap adalah : I ) Tekanan air yang hesarnya sama dengan tinggi permukaan air waduk dalam

keadaan penuh. 2) Tekanan timhunan tanah pada terowongan. 3) Berat pintu dan penyaring dan fasilitas-fasilitas pengangkatnya serta kekuatan

operasi dan fasilitas pengangkat tersehut. 4) Gaya-gaya hydro dinamis yang timhul akihat adanya aliran air dalam

terowongan. 5) Apa hila kekuatan apung 100% hekerja pada terowongan, maka hesarnya

diperhitungkan sama dengan volume luar terowongan. 6) Apahila terjadi vakum di dalam terowongan, maka gaya-gaya yang ditimhul­

kannya, merupakan tekanan-tekanan yang negatif. 7) Apahila terjadi pemhekuan-pemhekuan di atas permukaan air waduk, maka

tekanan hamparan es yang terdapat di atas permukaan air waduk tersehut supaya diperhitungkan.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 231

8) Gaya-gaya seismis dan gaya-gaya dinamis lainnya akan sangat berpengarub pada terowongan.

Dari semua macam beban yang akan bekerja pada bangunan penyadap, maka yang paling penting untuk diperbatikan adalab beban-beban yang tertera pada point-point 4), 5), dan 6) tersebut di atas. Untuk perkuatan terhadap pengaruh-pengaruh gaya-gaya seismis dan gaya-gaya dinamis lainnya, maka pada tempat-tempat tertentu, (seperti : bagian yang melengkung sambungan dan lain-lain), supaya diperkuat dengan angker. Sedang kekuatan apung dapat diimbangi dengan meningkatkan berat terowongan, yaitu dengan mempertebal dinding terowongan. Dan terjadinya tekanan negatif dapat dicegah dengan pembuatan ventilasi dengan jalan menghubungkan bagian-bagian dalam terowongan yang diperkirakan akan mengalami vakum dengan udara luar. Lubang­lubang penyadap supaya dibuat dengan ukuran yang sesuai, sehingga tidak terjadi bambatan-hambatan pada aliran air yang masuk ke dalam terowongan. Sebagai stan­dard, maka dibuat agar ukuran lubang penyadapan lebih kurang seperdua dari luas aliran air dalam terowongan.

Apabila untuk terowongan dipergunakan pipa Hume, maka perhitungan hydro­dinamikanya tidak perlu dikerjakan, kerena bentuk serta konstruksinya telah disesuaikan untuk dapat menampung beban hydrodinamika tersebut (Tabel 3-30).

Tabe1 3-30. Berat, volume clan kekuatan pipa Hume (Referensi).

Dalamnya air yang dapat

bertahan lama Garis tengah pada beton bagian dalam Be rat dgn tegangan pipa Hume Ketebalan Panjang Berat per m Volume tekan sebesar

(mm) (mm) (m) (kg) (kg/m) (m3/m) 55 kg/cml (m)

200 27 2,00 105 52 0,051 1 17 300 30 2,00 167 83 0, 100 92 400 35 2,43 307 1 27 0,1 73 88 500 42 2,43 477 1 97 0,265 79

800 66 2,43 1 . 1 70 482 0,681 78

1 .000 82 2,43 1 .860 765 1 ,060 77 1 .200 95 2,43 2.590 1 .060 1 ,5 16 15

1 . 500 1 12 2,43 3.790 1 .550 2,333 71 1 .800 127 2,43 5 . 120 2. 1 10 3,313 68

(2) Lubang penyadap Untuk menghindari penyadapan air yang keruh, diusahakan agar penyadap pada

bagian atas dinding terowongan dibuat 2 atau 3 buah lubang. Kedua lubang teratas akan berfungsi sebagai penyadapan air, sedang sebuah yang paling bawah dapat berfungsi sebagai lubang penggelontor lumpur (silt ejector).

Apabila diperlukan suatu pengaturan untuk kapasitas penyadapannya, maka pada lubang-lubang tersebut dapat dipasang pintu-pintu pengatur dan untuk memudahkan operasinya, disarankan agar pintu yang dioperasikan tidak melebihi kedalaman 10 meter. Walaupun demikian, dalam keadaan darurat, pada saat pintu teratas yang seharusnya bekerja tetapi macet, maka dapat mengoperasikan pintu sebelah bawahnya atau menggunakan pintu-pintu lainnya yang dibuat khusus untuk dioperasikan pada keadaan darurat.

232 Bab 3. Perencanaan Teknis

Kapasitas lubang-lubang penyadap dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut·: (a) Untuk lubang penyadap yang kecil (Gbr. 3-87a)

Q = CA 4Ji

dimana: Q: debit penyadapan sebuah lubang (m3 /dt) C: koeffisien debit ±0,62 A : luas penampang lubang (mz) g : gravitasi (9,8 m/dt)

H: tinggi air dari titik tengah lubang ke permukaan (m). (b) Untuk lubang penyadap yang besar (Gbr. 3-87b)

Q = ; BC ../2g{(Hz + h")3tz - (H t + h.)zt3}

dimana: B: lebar lubang penyadap (m)

H1 : kedalaman air pada tepi atas lubang (m) Hz : kedalaman air pada tepi bawah lubang (m) h11 : Tinggi tekanan kecepatan di depan lubang penyadap (m)

h = v: • 2g

(3.84)

(3.85)

V.: kecepatan aliran air sebelum masuk ke dalam lubang penyadap (m/dt)

Biasanya dianggap harga V" = 0, sehingga rum us (3.85) berubah menjadi :

(3.86)

Apa bila lubang penyadap yang miring membentuk sudut 8 dengan bidang horizontal, m aka :

Q, = Q sec 8

(a) Lubang penyadap yg kecil (bujur­sangkar)

(b) Lubang penyadap yg besar (perse­gi empat)

(3.87)

(c) Lu�g penyadap yg. besar (berben­tuk lingkaran)

Gbr. 3-87 Perhitungan untuk lubang-lubang penyadap.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap

(c) Untuk lubang penyadap dengan penampang bulat (Gbr. 3-87c)

dimana : r: radius lubang penyadap (m)

Rumus tersebut berlaku untuk H > 3 r

3.4.2 Bangunan Penyadap Menara (Out-let Tower)

233

(3.88)

Bangunan penyadap menara adalah bangunan penyadap yang bagian pengatumya terdiri dari suatu menara yang berongga di dalamnya dan pada dinding menara tersebut terdapat lubang-lubang penyadap yang dilengkapi dengan pintu-pintu.

Dalam memilih type serta merencanakan konstruksi bangunan penyadap menara

supaya dipertimbangkan pula hal-hal yang bersangkutan dengan fasilitas-fasilitas exploitasi dan pemeliharaannya, agar dapat memenuhi fungsinya dengan kapasitas yang direncanakan, ekonomis pembiayaannya dan terjamin keamanan konstruksi bangunannya, maupun keamanan pada pelaksanaan exploitasi & pemeliharaannya.

Umumnya penyadapan air dari waduk digunakan untuk tujuan irigasi, penggelon­toran, pembangkit tenaga Iistrik, air untuk industri dan kebutuhan rumah tangga dan lain-lain. Dalam beberapa kegunaan seperti air irigasi dan penggelontoran diperkenan­kan penyadapan air yang sedikit keruh. Sedang untuk kebutuhan-kebutuhan air minum dan kebutuhan rumah tangga lainnya maka sebaiknya penyadapan dilakukan pada lapisan air yang jernih. Demikian pula, untuk kelestarian kehidupan berbagai jenis ikan di dalam waduk, supaya dihindarkan penyadapan pada lapisan-lapisan air yang me­ngandung plankton atau tumbuh-tumbuhan air jenis ganggang lainnya.

Pada hakekatnya konstruksinya cukup komplex serta pembiayaanpun tinggi, sehingga bangunan penyadap menara hanya cocok untuk bendungan-bendungan yang rendah dengan kapasitas penyadapan yang kecil.

Beberapa hal-hal penting yang mengakibatkan keterbatasan tersebut adalah sebagai berikut : * Bangunan penyadap menara merupakan bangunan yang berdiri sendiri, sehingga

semua be ban luar yang bekerja pada menara terse but harus ditampung secara keseluru­han oleh pondasinya.

* Bangunan penyadap menara merupakan bangunan yang berat, sehingga membutuhkan pondasi yang kukuh dengan kemampuan daya dukung yang besar.

Didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan ekonomis dan keamanan bangunan itu sendiri, pembuatan bangunan penyadap menara yang berkapasitas besar menunjuk­kan tendensi yang tidak menguntungkan, karena tingginya harga menara itu sendiri serta harga-harga dari perlengkapan menara tersebut (seperti pintu-pintu, ruang operasi &' pengawasan, jembatan penghubung dan lain-lain).

Biasanya tinggi maximum 50 meter yang dianggap sebagai batas tertinggi yang pembuatannya masih memungkinkan, baik ditinjau secara ekonomis maupun secara konstruktif.

Untuk memudahkan pemasangan fasilitas menara, seperti pintu-pintu dengan perlengkapan-perlengkapannya, penempatan ruang-ruang operasi & pengawasan, jembatan penghubung, dan lain-lain, maka konstruksi bangunan penyadap menara, biasanya dibuat dari beton bertulang (Gbr. 3-88). Selain itu dibandingkan dengan kon­struksi baja, maka konstruksi beton bertulang tersebut mempunyai kelebihan, dimana

234

e

'

Bab 3. Perencanaan Teknis

Bibir pelimpah I

I I

��.w: I

Jembatan penghubung

Pipa udara

EL.163,90 9.

Gbr. 3-88 Menara penyadap konstruksi beton bertulang.

R = 10

tidak diperlukannya pengecatan-pengecatan sama sekali dan juga karena hampir semua bagian bangunan penyadap dapat diawasi secara visuil. Selanjutnya karena banyaknya lubang-lubang penyadap yang biasanya dibuat pada dinding menara, maka dalam keadaan darurat salah satu atau beberapa lubang dapat berfungsi sebagai penyadap darurat.

Macam beban luar yang akan bekerja pada bangunan penyadap menara adalah : I ) Berat menara beserta perlengkapannya (ruang operasi & pengawasan, pintu­

pintu dan perlengkapan operasinya, tubuh menara termasuk tapak menara, berat air di dalam menara, dan kekuatan apung).

2) Beban-beban lainnya seperti : jembatan penghubung, lapisan salju yang terhampar di atas atap menara.

3) Beban seismis (baik horizontal maupun vertikal yang biasanya dianggap bekerja pada titik berat menara tersebut). 4) Tekanan air dari dalam waduk, termasuk air yang terdapat di dalam menara.

5) Kekuatan angin termasuk tekanan negatif yang biasanya terjadi pada permu­kaan menara yang menghadap ke sebelah hilir.

6) Lain-lainnya, seperti tekanan tanah dan tekanan lapisan es yang terdapat di atas permukaan air waduk di musim dingin.

Perhitungan-perhitungan dilakukan dengan berbagai kombinasi yang paling tidak

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 235

menguntungkan dari macam beban tersebut di atas dan 4 (empat) jenis kombinasi yang perlu mendapat perhatian dalam perhitungan adalah se:bagai berikut : * Kombinasi I

Apa hila tiupan angin dengan kecepatan yang tertinggi (kecepatan angin tertinggi­rencana) terjadi pada sa'at waduk dalam keadaan kosong dengan elevasi permukaan air terendah.

* Kombinasi II Apa hila gempa bumi pada kekuatan maximum-rencana terjadi pada sa'at waduk

dalam keadaan kosong. * Kombinasi Ill

Apa hila pada sa'at terjadinya gempa dengan kekuatan maximum-rencana, tetapi waduk terisi penuh sedang menara dalam keadaan kosong.

* Kombinasi IV Apa hila pada sa'at terjadi gempa dengan kekuatan maximum-rencana dan dalam

keadaan waduk dan menara terisi penuh.

3.4.3 Terowongan Penyalur

(I) Lokasi dan formasi terowongan penyalur (out let tunnel) Lokasi dan formasi terowongan penyalur supaya diusahakan sedemikian rupa,

sehingga mudah dihubungkan dengan menara penyadap atau terowongan penyadap dan terletak pada kondisi-kondisi topografi maupun geologi yang paling baik. Disamping itu terowongan penyalur tersebut kadang-kadang dapat menyalurkan air Iangsung dari waduk tanpa melalui menara penyadap yaitu dengan pembuatan pintu langsung dari waduk ke dalam terowongan tersebut.

Biasanya terowongan penyalur dengan menara penyadap atau dengan terowongan penyadap dihubungkan membentuk sudut siku-siku. Kemudian terowongan tersebut dilanjutkan ke hilir dengan mengambil jalur yang terpendek dan horizontal, tetapi diusahakan agar dapat melalui lapisan yang segar dan kukuh. Apabila diperlukan pembengkokan-pembengkokan pada terowongan terse but baik vertikal maupun horizon­tal, diusahakan mengambil radius yang cukup besar.

Pada hakekatnya, pembuatan terowongan penyalur yang terletak tepat di bawah dasar bendungan, walaupun mungkin akan lebih pendek, tetapi berat tubuh bendungan yang langsung membebani terowongan tersebut, mengharuskan pembuatan terowongan yang kukuh serta tahan terhadap rembesan air, sehingga biaya pembuatannya kadang­kadang menjadi lebih mahal. (2) Penampang lintang terowongan penyalur

Ukuran penampang terowongan biasanya didasarkan pada kapasitas maximum penyadapan. Atau apa bila sebelumnya akan berfungsi sebagai terowongan pengelak, maka disesuaikan dengan kapasitas rencana terowongan pengelak yang akan mengalir­kan debit banjir-rencana untuk periode pelaksanaan pembangunan bendungan yang bersangkutan. Akan tetapi sebagai batas minimum diameter terowongan, maka dian­jurkan agar mengambil sekurang-kurangnya diameter 1 ,6 meter, supaya dapat Jebih memudahkan pembuatannya serta pekerjaan pelaksanaannya dan memudahkan exploitasi & pemeliharaannya.

Apa hila perbedaan antara kapasitas penyadapan dan debit banjir-rencana periode pembangunannya sangat besar, biasanya untuk menampung debit banjir tersebut dibuat lebih dari satu terowongan (umumnya dengan pembuatan terowongan kembar).

Selanjutnya bentuk penampang yang bulat merupakan terowongan dengan kemam­puan daya tahan yang paling tinggi terhadap beban-beban, baik beban dari arah luar,

236 Bab 3. Perencanaan Teknis

maupun dari dalam dan disamping itu mempunyai efektifitas penyaluran yang tinggi pula.

Akan tetapi terowongan-terowongan yang berpenampang kecil pembuatannya sangat sukar dan untuk menghindari kesukaran-kesukaran tersebut, maka digunakan penampang lintang berbentuk ladam yang telah distandardkan (standard horse-shoe shaped cross-section). Untuk terowongan penyalur yang sebelumnya digunakan untuk terowongan pengelak, biasariya pada dinding dalamnya tergerus oleh aliran air banjir yang mengandung sedimen (pasir dan kerikil), sehingga permukaan dasar terowongan tersebut menjadi kasar. Sehubungan_.�dengan hal tersebut, maka terowongan yang ber­sangkutan terlebih dahulu dibua! dengan diameter yang lebih besar, kemudain sesudah fungsinya sebagai terowongan pengelak selesai, dan akan digunakan sebagai terowongan penyalur maka diading dalamnya dilapis kembali dengan beton (kadang-kadang digunakan beton-semprot) untuk menghaluskan permukaan dinding tersebut serta menyesuaikan dengan ukuran diameter yang telah direncanakan.

Daerah kosong antara terowongan dengan tanah sekitarnya supaya diisi dengan beton-beton yang padat, agar tidak terjadi rongga-rongga pada beton tersebut.

(3) Pekerjaan sementasi pada pembuatan terowongan penyalur Biasanya �ebocoran-kebocoran yang fatal dapat terjadi di daerah kontak antara

terowongan dengan tanah di sebelah luarnya. Metode yang paling memadai untuk menghindarkan kebocoran-kebocoran tersebut adalah dengan sementasi, yaitu dengan menginjeksikan adukan semen ke daerah kontak tersebut. Dan untuk memudahkan pelaksanaan sementasi, maka pada sa'at dilakukan pengecoran terowongan sudah dipasang pipa-pipa injeksi menembus dindingnya.

Pertama-tama sementasi dilakukan pada siar-siar konstruksi yang biasanya denga� arah memanjang terowongan (dengan menginjeksikan adukan semen 1 : 3) melalui pipa yang telah tersedia. Kemudian dilakukan injeksi-injeksi di bagian terowongan yang terletak di sebelah udik zone kedap air bendungan, guna mencegah kebocoran-kobocoran yang mungkin terjadi melalui bidang kontak antara dinding luar terowongan dengan tanah di sekitarnya dan kebocoran-kebocoran masuk ke dalam terowongan melalui bagian-bagian yang lemah pada lapisan dalamnya. (4) Penulangan pada terowongan pengatur

Biasanya antara menara penyadap atau terowongan penyadap dan terowongan penyalur dihubungkan dengan pipa yang disebut pipa peralihan (transit box). Pada sambungan-sambungan di kedua ujung pipa penghubung supaya diberi penulangan untuk mempertahankan diri terhadap getaran-getaran yang timbul oleh aliran air serta tekanan tanah di sekitar daerah sambungan tersebut.

3.4.4 Pipa Penyalur

Pipa penyalur (bottom outlet conduit) adalah suatu type bagian penyalur yang melintang horizontal di dasar bendungan dan pembuatannya dengan penggalian secara terbuka. (1) Kelebihan dari pipa penyalur

Apa bila terdapat pipa penyalur yang kekar melintang di dalam tubuh bendungan, maka kebocoran-kebocoran serta penurunan-penurunan konstruksi secara, tidak merata, akan mengakibatkan keruntuhan bendungan tersebut. Dalam keadaan yang demikain, maka penggunaan pipa penyalur harus dihindarkan dan penggunaan terowongan pe­nyalur mungkin akan lebih sesuai. Problema tersebut di atas, biasanya timbul pada bendungan urugan yang besar-besar. Akan tetapi pada bendungan yang relatif kecil, penggunaan pipa penyalur ini sangat efektif dan ekonomis, sedang pembuatannyapun

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 237

cukup sederhana. Pipa penyalur inipun dapat dipergunakan pula untuk saluran pembuang atau saluran penyadap sementara dari suatu waduk yang berskala kecil dan kapasitas penyadapan yang kecil pula.

Keuntungan lainnya yang dapat diharapkan adalah pondasi yang disiapkan dapat diteliti secara langsung, sehingga kemampuan daya dukungnya. dapat diketahui dengan pasti dan konstruksi pipa dapat disesuaikan. Selain itu pembuatan pipa itu sendiri beserta dinding-dinding pencegah aliran filtrasi dapat dikerjakan dengan lebih mudah, karena pelaksanaannya di udara terbuka. Demikian pula penimbunan-penimbunan kembali di sekitar pipa dan pemadatannya dapat dilaksanakan dengan lebih mudah dan hasilnya lebih meyakinkan.

Sebaliknya terowongan yang kecil biasanya pembuatannya amatlah sukar dan kwalitas hasilnyapun tidak dapat diandalkan, karena medan pelaksanaannya sangat terbatas sedang sebagian besar hasil pekerjaannya tidak dapat diamati secara langsung. (2) Pondasi pipa penyalur

Apa hila akibat penurunan yang tidak merata, terjadi kerusakan-kerusakan pada suatu pipa penyalur dan air filtrasi di dalam tubuh bendungan mengalir memasuki pipa penyalur melalui retakan-retakan pada dinding pipa tersebut, maka aliran air tersebut biasanya membawa serta butiran-butiran halus bahan timbunan tubuh bendungan dan mengakibatkan terjadinya rongga-rongga di dalam tubuh bendungan di sekitar pipa terse but.

Semakin lama rongga tersebut menjadi semakin besar dan akhirnya akan terjadi keruntuhan pada tubuh bendungan yang mengakibatkan bahaya jebolnya bendungan terse but.

Untuk mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan pipa penyalur tersebut, maka diusahakan supaya dapat diletakkan di atas pondasi tanah asli yang masih segar dengan daya dukung yang cukup memadai. Selain itu, supaya konstruksi pipa betul-betul sempurna dan tidak diperkenankan adanya sebuah lubangpun pada dindingnya. Selan­jutnya penggunaan alas kerikil di bawah pipa harus dihindarkan sama sekali. Dan harus dihindarkan pula timbulnya gaya-gaya momen dan tegangan-tegangan yang terkonsen­trir pada pipa tersebut. Apabila pada calon pondasi pipa penyalur tersebut ternyata terdapat bagian-bagian yang lemah dan mudah tetjadi penurunan-penurunan yang tidak merata sepanjang pipa, rnaka pondasi semacam ini supaya tidak dipergunakan dan diusahakan untuk mendapatkan lokasi yang lain. Selain itu apabila pipa penyalur melintang di atas suatu parit galian landasan zone kedap air, maka pada pipa tersebut supaya dibuatkan suatu tiang penyangga yang berbentuk dinding (dinding penyangga) yang bertumpuan pada dasar parit tersebut (Gbr. 3-84).

Dan apabila pipa penyalur terbuat dari baja pra-cetak, maka di bawah pipa tersebut supaya diberi bantalan beton-cor dan penggunaan bantalan pasir urug supaya dihindarkan. (3) Tubuh pipa penyalur

Untuk ukuran pipa yang kecil biasanya terbuat dari pipa baja pra-cetak yang dilapisi dengan beton bertulang baik di luar, maupun di dalam pipa tersebut. Sedang untuk ukuran pipa yang besar-besar biasanya terbuat dari beton bertulang dengan penampang bulat atau berbentuk ladam.

Walaupun metode penentuan bentuk penampa:1g lintang tidak berbeda dengan terowongan penyalur, akan tetapi untuk memudahkan exploitasi & pemeliharaannya, maka disarankan agar ukuran penampang pipa tidak Iebih kecil dari 80 cm.

Celah-celah siar muai pada pipa-pipa yang kecil pemuaiannya dapat dilapisi dengan beberapa lembaran grafit kedap air, sedang untuk pipa-pipa dengan pemuaian yang besar supaya dilapisi dengan bahan mastik (mastic filling).

238 Bab 3. Perencartaan Tek.nis

(4) Dinding pencegah rembesan pada pipa penya/ur Untuk mencegah terjadinya aliran filtrasi di sepanjang dinding luar pipa, maka

melingkari pipa tersebut dibuat dinding berbentuk sirip (fin-shaped wall), seperti yang tertera pada Gbr. 3-89, yang disebut dinding pencegah rembesan (cut-o./f wa/1). Bentuk dan jarak antaranya ditentukan oleh beberapa hal, antara lain besarnya tekanan air dari waduk pada pipa tersebut, ukuran pipa, kondisi pondasi dan karakteristika penim­bunan tubuh bendungan.

Dimensi sirip biasanya adalah melebar sebesar 50 sfd 100 cm. dari kulit luar pipa dan tebalnya sekitar 30 cm, sedang jarak antara masing-masing sirip antara 7 s/d 10 kali tinggi sirip tersebut dan ditempatkan hanya pada pipa yang terletak pada sebelah udik zone kedap air bendungan.

Antara dinding pencegah rembesan yang berbentuk sirip tersebut dengan pipa penyalur biasanya dipisahkan dengan semacam ring kedap air yang elastis untuk menampung perbedaan tekanan antara pondasi pendukung sirip dan pondasi pendukung pipa. Selain itu ring tersebut berfungsi pula sebagai penampung tekanan yang timbul akibat perbedaan penurunan pondasi yang tidak merata dan tekanan yang disebabkan oleh pergeseran horizontal pipa dan kekuatan yang timbul akibat perbedaan tekanan tanah timbunan. Bentuk sirip dibuat meruncing ke atas dengan kemiringan 1 : 0,1 pada kedua sisinya, agar pemadatan bahan timbunan di sekitarnya dapat dilaksanakan dengan baik sehingga dapat diharapkan suatu adhesi yang baik antara timbunan dengan sirip beton tersebut (Gbr. 3-89).

Tinggi dinding pen­cegah rembesan

H.W.L

/ 1 a - a

Pipa penyalur

Jarak antara L = 7 "' 10 x H

Pipa penyalur

Penulangan

air

-+--tflr+c-�......,�Tanah urugan

. I Tulang �9-13 mm dgn jarak antara 20-30 cm �r.-P==�# : · · · · . : I :3 :6 Beton I :3 :6, tebal I0-20 cm �.,.,...,�0--'-1-- ----- - - --'

Diameter 800 mm

Dinding beton pencegah rembesan I :2 :4 Tebal 30 cm dgn tulang ��-13mm dgn jarak antara 20-30 mm

Gbr. 3-89 Contoh rencana-teknis dinding pencegah rembesan.

(5) Sambungan-sambungan pada tubuh pipa penyalur Apa hila tidak ada kekhawatiran timbulnya penurunan-penurunan pondasi yang

tidak merata, sebagaimana pada pondasi batuan yang segar dan kukuh, maka pipa beton bertulang yang akan berfungsi sebagai pipa penyalur diletakkan langsung di atas permukaan pondasi yang sudah disiapkan dan setiap bagian pipa dapat dibuat dengan panjang masing-masing 8,0 meter.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 239

Pada keadaan pondasi seperti tersebut di atas, maka konstruksi cetakan pipa langsung dapat dibuat di atas pondasi tersebut dan demikian pula sambungan kedap airnya yang berupa lembaran-lembaran plastik atau karet akan dapat disiapkan lebih dulu sebelum pengecoran-pengecoran dilaksanakan.

Akan tetapi, jika diperkirakan akan timbul penurunan-penurunan permukaan pon­dasi yang tidak merata (seperti pondasi pasir dan kerikil), maka diperlukan sambungan deformasi yang merupakan konstruksi khusus disesuaikan dengan karakteristika dari pergeseran-pergeseran yang diperkirakan akan terjadi di antara masing-masing bagian pipa.

Selanjutnya apa hila pipa penyalur terdiri dari pipa baja pra-cetak, akan senantiasa diperlukan konstruksi siar muai yang kedap air, baik pada kondisi batuan yang kukuh maupun·pada pondasi yang lebih lemah (pondasi pasir dan kerikil).

3.4.5 Pintu-pintu Air Dan Katub Pada Bangunan Penyadap

(I) Pintu air dan katub Perbedaan antara pintu-pintu air dan katub adalah : Pintu air terdiri dari dua bagian yang terpisah yaitu pintu yang bergerak dan bingkai

yang merupakan tempat dimana pintu dipasahg, sedangkan pada katub antara katub yang bergerak dan dinding katub (yang berfungsi sebagai bingkai) merupakan satu­kesatuan. Karena itu katub diprodusir secara keseluruhan dan setelah dilakukan pe­ngujian dalam pabrik langsung dapat dipasang dan dapat berfungsi sesuai dengan karak­teristika pabrik pembuatnya.

Akan tetapi pada pintu air, antara daun pintunya dan bingkai diprodusir secara terpisah dan kemudian setelah di tempat pemasangannya, baru kedua bagian tersebut dirangkaikan, yang pelaksanaannyapun cukup rumit, sebelum dapat berfungsi sebagai pintu-pintu air. Selain itu katub digunakan untuk pengatur aliran air dalam tekanan yang tinggi (dengan tekanan lebih dari 25 meter) dengan kekedapan air yang tinggi, tetapi dengan diameter yang relatif kecil. (2) Berbagai type pintu air dan katub

Pintu air dan katub dapat diklasifisir sebagai berikut : * Pintu air.

Type vertikal (moving up and down-type). Yang dapat dibedakan menjadi 2 sub­type yaitu : type vertikal beroda dan type vertikal luncur (roller type and sliding ·type).

Contoh type tersebut di atas adalah : pintu geser, pintu beroda, pintu stoney, pintu Caterpillar, pintu kayu sorok, pintu majemuk, pintu ganda, pintu putar, pintu silindris, dan lain-lain.

Type rotasi pada poros tetap (type Hinge). Pintu silindris, pintu Tainter (Tainter gate) pintu sektor (sector gate) dan pintu

bersayap (flap gate). * Katub.

Contoh katub, antara lain adalah : katub geser (sluice valve), katub bersayap (flap valve), katub kupu-kupu (butter fly valve), katub jarum (needle valve), katub Howell, katub pancar (hollow jet valve) dan lain-lain.

(3) Perhi.tungan konstruksi pintu air dan katub (a) Beban yang bekerja pada pintu

Pada pembuatan rencana-teknis pintu-pintu air, maka beban-beban yang diperhitungkan adalah : 1) Berat daun pintu sendiri. 2) Tekanan hydrostatis pada pintu.

240 Bab 3. Perencanaan Teknis

3) Tekanan sedimen. 4) Kekuatan apung. 5) Kelambanan dim tekanan hydrodinamika pada saat terjadinya g:;mpa bumi.

Tekanan hydrostatis yang bekerja pada pintu air, secara skematis dapat diperik-sa Gbr. 3-90, dengan penjelasan tanda-tanda sebagai berikut :

P: Resultante seluruh tekanan air (t) y : Berat per-unit volume air ( l t/m') B: Lebar daun pintu yang menampung tekanan air (m) H: Tinggi daun pintu yang menampung tekanan air (m)

H1 : Tinggi air di udik daun pintu (m) H l : Perbedaan antara elevasi air di udik dan di hilir daun pin tu (m) H3 : Tinggi air di hilir daun pintu (m)

Tekanan air yang bekerja pada bidang bulat yang miring (P 0), dengan skema pada Gbr. 3-9 1 . dimana :

HG : Kedalaman air dari titik berat dan bidang bulat terse but (m) D: Diameter bidang bulat (m)

<D'

1 P = 2 yHz(H, + H,)B

= yHz(8;t + H,)s

®

Tekanan air pada bidang miring

1 P = 2 yB(Ht - H1)cosec"

Gbr. 3-90 Tekanan hydrostatis yang bekerja pada pintu air.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap

Gbr. 3-91 Tekanan bydrostatis yang bekerja pada bidang bulat · yang miring.

(b) Perhitungan konstruksi dari setiap bagian

241

HG

Konstruksi pintu umumnya terdiri dari sistem balok memanjang atau melintang dan pelat baja yang dilekatkan pada sistem balok-balok tersebut. Tegangan pada balok-balok yang disebabkan oleh tekanan-tekanan hydrostatis dapat dihitung dengan pembebanan yang merata sepanjang balok-balok tersebut yang bertumpuan pada kedua ujungnya. Sedang tegangan pada lembaran baja yang merupakan bidang persegi panjang yang bertumpuan pada sekeliling tepinya, dapat dihitung dengan rum us Bach, sebagai berikut :

fmax = � K a2 � b2 ( � ) 2 p

dimana : a, b : panjang sisi-sisi bidang persegi panjang (cm)

t : tebal (untuk perhitungan) lembaran baja (cm) P: tekanan air (kgjcm1)

(3.89)

K: koeffisien yang tergantung dari kondisi tumpuan (dalam keadaan tumpuan tetap, maka K '== 0,8)

f: tegangan (kgfcm2) Biasanya ketebalan plat baja diberi kelebihan I mm (sedang pada kondisi air

payau diberi kelebihan 2 mm) yang biasanya disediakan untuk kemungkinan ter­jadinya kelemahan-kelemahan lembaran baja tersebut akibat karat dan aus.

Contoh skema pembebanan tekanan hydrostatis pada balok melintang dan penempatan balok-balok tersebut dapat diperiksa pada Gbr. 3-92.

Balok melintang

I Tekanan air

Gbr. 3-92 Penempatan balok-balok melintang pada pintu air.

242 Bab 3. Perencanaan Teknis

Sedang contoh skema tekanan hydrostatis dari pelat baja yang didukung oleh balok-balok cabang (cabang vertikal) dapat diperiksa pada Gbr. 3-93.

; , , , ,

; , '

Balok utama / horizontal ;

\ ' \ ', '

Gbr. 3-93 Skema tekanan hydrostatis dari plat baja yang didukung oleh balok-balok cabang vertikal.

Balok cabang vertikal

Selanjutnya momen Ientur maximum dari balok-balok cabang tersebut dapat dihitung dengan rum us sebagai berikut :

dimana :

PI M.,.u. = 6

P: beban yang didukung oleh balok (kg) /: panjang balok yang terpanjang (m)

(3.90)

Tiang samping pintu akan mendukung daya reaksi dari balok utama (balok horizontal), sebagai akibat dari pembebanan yang diperoleh dari tekanan hydro­statis air yang diteruskan oleh balok-balok cabang vertikal dari plat baja yang melekat pada sistem balok-balok tersebut. Daya reaksi tersebut merupakan daya resultante yang terkonsentrir pada titik pertemuan antara balok utama dengan balok samping. Pada pintu geser, dimana tiang samping langsung bertumpuan pada sepanjang alur bingkai yang berfungsi sebagai penuntun pintu (gate guide), maka momen lentur pada tiang samping tersebut tidaklah terjadi, sehingga ukuran penampang tiang samping dapat diperkecil. Akan tetapi pada pintu beroda, beban yang diterima oleh tiang samping diteruskan ke penuntun pintu hanya melalui poros roda-rodanya, maka selain tegangan yang terjadi pada balok samping lebih besar, juga akan timbul momen lentur pada balok samping tersebut dan dengan demikian ukuran penampang tiang samping terpaksa harus lebih besar.

Besarnya lenturan maximum yang terjadi pada balok samping supaya tidak melebihi 1/800 dari panjangnya, untuk yang dilengkapi dengan perapat kedap air elastis. Sedang pintu yang dilengkapi dengan perapat kedap air kekar, disarankan agar besarnya lenturan maximum tidak melebihi I I 1 .000 dari panjangnya.

(4) Peralatan operasi untuk pintu-pintu air don katub-katub Peralatan untuk membuka dan menutup pintu-pintu air dan katub-katub dapat

diklasifisir sebagai berikut : type ulir (spindle type), type leer, hydrolis (oil-presure type) dan type otomatis. Sedangkan untuk tenaga penggeraknya antara lain dapat digunakan tenaga manusia, motor listrik, mesin dan lain-lain dan kadang-kadang juga dengan suatu konstruksi khusus yang dapat menggunakan kekuatan apung atau tekanan hydrostatis. Peralatan operasi pintu type putaran baut sangat luas penggunaannya, terutama untuk pintu-pintu yang berdimensi kecil.

Untuk pintu-pintu dengan lebar kurang dari 1 , 5 meter biasanya digunakan putaran baut tunggal, sedang untuk pintu-pintu yang lebarnya lebih dari 1 , 5 meter digunakan putaran baut kembar. Kemampuan pengangkatan pintu mencapai tinggi 5 meter.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 243

Pada peralatan operasi pintu type kawat ulir, biasanya tenaga yang diperlukan terutama untuk menaikkan pintu, sedang periUrunannya cukup dengan berat daun pintunya sendiri, sehingga type ini sangat sesuai untuk pintu-pintu yang memerlukan pengangkatan yang tinggi dan sangat luas penggunaannya untuk daun pintu-pintu yang besar dan berat. Type ini mempunyai karakteristika yang sangat ideal, sehingga penggunaannya sangat luas untuk berbagai type serta ukuran pintu dan mempunyai respons yang paling baik.

Beberapa karakteristika terpenting dari peralatan operasi hydro lis ter�ebut adalah : 1) Penempatan ruang kontrolnya sangat fleksibel, karena pipa-pipa yang dilalui

minyak pada sistem peralatannya sangat mudah dibengkok-bengkokkan, disesuaikan dengan kebutuhan dan karenanya dapat dilakukan dari tempat yang agak jauh.

2) Berhubung sumber tenaga dan pintu dihubungkan dengan katub-katub, maka sebuah sumber tenaga dapat melayani beberapa pintu dengan pengaturan pembukaan/penutupan katub-katub tersebut.

3) Pembiayaannya relatif rendah. 4) Exploitasi dan pemeliharaannya sangat mudah. 5) Pada pintu-pintu yang kecil dengan jumlah yang tidak banyak tetapi membu­

tuhkan jarak pergeseran yang besar, maka type ini menunjukkan tendensi yang kurang menguntungkan, karena harganya relatif menjadi sangat mahal.

(5) Saringan pada lubang penyadap Guna menghindarkan masuknya benda-benda terapung (sampah) ke dalam

bengunan penyadap melalui lubang-lubang penyadapnya, maka di depan pintu-pintu pengatur aliran, dipasang saringan. Konstruksinya disesuaikan dengan jenis sampah yang terdapat di dalam waduk, dengan type bangunan penyadap dan dengan kegunaan air yang disadap dari waduk yang bersangkutan.

Saringan biasanya dipasang di depan lubang penyadap dengan pema-sangan yang beraneka ragam antara lain type tetap (fix type), type sorok-(detachable type), atau type-type lainnya yang dilengkapi dengan peralatan untuk pembersihan dari sampah yang melekat pada saringan tersebut.

Ukuran lubang-lubang saringan biasanya antara 10 s/d 20 cm, disesuaikan dengan dimensi saringan, kegunaan air yang disadap dan kerakteristika dari sampah yang harus ditahan oleh saringan tersebut.

Guna menghindarkan penggunaan tenaga pekerja yang diperlukan untuk pe­ngambilan dan pembuangan sampah-sampah yang tersangkut pada saringan, kadang­kadang dibuat saringan kembar. Lubang-lubang saringan pertama dibuat sekurang­kurangnya dua kali lebih besar dari lubang-lubang saringan kedua yang terletak di belakangnya. Pada saringan pertama yang berfungsi sebagai penangkap sampah dipa­sang jaring dari tali yang ditempatkan tepat di atas permukaan air waduk dan dibiarkan terapung. Setelah saringan penangkap sampah tersebut penuh, kemudian diangkat keluar untuk dibersihkan dan dipasang kembali. Pengangkatan dilakukan dengan alat pengangkat yang khusus dipasang untuk keperluan tersebut.

Pada saat saringan pengangkat sampah sudah penuh, maka tekanan air yang sesuai dengan perbedaan permukaan air dapat dianggap sebagai tekanan air-rencana, sebagai berikut :

I ) Tekanan air disamakan dengan 1 /2 dari tinggi air pada saringan penangkap sampah.

2) Tekanan maximum sebesar 12,5 t/m2, apa bila seluruh saringan penangkap sampah tenggelam.

3) Tekanan maximum sebesar 6,0 t/m2, apa hila saringan dengan penampang air

244 Bab 3. Perencanaan Teknis

yang memadai atau apabila bingkai saringan muncul di atas permukaan air. Untuk menghitung kehilangan tinggi tekanan pada saringan penangkap sampah

yang sudah penuh, dapat digunakan rum us sebagai berikut :

dimana:

. ( t )3/4 V� h, = p sm rx b · 2g

p : koeffisien penampang lintang kawat-kisi sebagai berikut : berkepala bulat p = 1 ,75 berkepala siku-siku p = 2,42 berkepala stream-line P = 0, 76

rx : } � � sesuai dengan Gbr. 3-94

Vo :

Gbr. 3-94 Kehilangan tinggi tekanan pada saringan.

3.4.6 Fasilitas Pelengkap Pada Bangunan Penyadap

(J) Ventilasi

(3.91 )

D i belakang pintu pada bangunan penyadap, yang terletak tepat d i depan penyalur tertutup (terowongan atau pipa), diperlukan adanya hubungan dengan udara luar, yang biasanya diadakan dengan pembuatan ventilasi · pad a dinding atas pipa penyambung antara bagian pengatur aliran dan bagian penyalur, dan kemudian dihubungkan ke udara Iuar dengan sebuah pipa yang ukurannya disesuaikan dengan kebutuhan.

Penempatan dari ventilasi b iasanya ditetapkan berdasarkan basil dari pengujian model hydrolika. Apabila tidak dapat dilakukan pengujian model hydrolika, maka ventilasi supaya direncanakan berdasarkan pada hal-hal sebagai berikut :

(a) Fungsi dari ventilasi Fungsi utama dari ventilasi adalah sebagai berikut :

1) Pada saat pintu atau katub dibuka, ventilasi akan berfungsi sebagai pembuang udara yang terkurung oleh loncatan hydrolis aliran air di dalam terowongan/pipa penyalur (Gbr. 3-95). Pada periode transisi sejak pintu atau katub mulai dibuka sampai terbuka penuh, maka loncatan hydrolis di dalam terowongan/pipa penyalur tersebut bergerak ke udik dan udara yang terkurung dalam penyalur terdorong keluar melalui pipa ventilasi.

Pin tu terbuka

Gerakan loncatan Q hydrolis

/1 Gbr. 3-95 Contoh lokasi pipa ventilasi palfa terowongan penyalur.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap 245

2) Pada saat pintu atau katub ditutup, ventilasi berfungsi sebagai penyalur udara luar memasuki bagian terowongan/pipa penyalur yang terletak di belakang pintu atau katub. Dengan demikian loncatan hydrolis di dalam terowongan/ pipa penyalur dapat bergerak ke hilir dengan lancar dan tenang, sebelum aliran air terhenti sama sekali dan terowongan/pipa penyalur tersebut menjadi kosong terisi udara.

3) Pada saat pintu atau katub terbuka setengah, ventilasi berfungsi sebagai penyalur udara memasuki bagian terowonganfpipa penyalur yang terletak di belakang pintu atau katub. Hal tersebut diperlukan, karena di dalam terowongan fpipa penyalur, loncatan hydrolis yang biasanya terdapat di bagian tengah, memisahkan rongga udara di sebelah udik loncatan hydrolis tersebut dengan udara luar. Apabila tanpa penyaluran udara luar, maka pembukaan pintu atau katub hanya dengan setengah bagian akan mengakibatkan terjadinya vakum pada bagian rongga yang terkurung.

Kevakuman tersebut dapat menimbulkan gejala kavitasi yang sangat membahayakan baik dinding dalam terowongan/pipa penyalur, maupun pintu atau katub tersebut.

(b) Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan ventilasi 1 ) Disarankan agar diameter ventilasi tidak kurang dari 10 cm, sebagai batas

minimum. 2) Posisi ventilasi dibuat di bagian atas dinding terowonganfpipa penyalur

tepat di belakang pintu atau katub. Jaraknya antara pintu atau katub de­ngan ventilasi biasanya disesuaikan dengan ukuran pintufkatub atau dengan pengujian model hydrolika.

3) Apabila seluruh penampang bagian udik dan bagian hilir dari terowongan/ pipa penyalur penuh terisi air, sedang bagian tengahnya tidak penuh, maka pada bagian tengah ini supaya dibuatkan pula ventilasi.

4) Apabila aliran air dengan tekanan tinggi melalui suatu pipa dengan dia­meter yang relatif kecil, kemudian dialirkan ke dalam terowongan/ pipa yang diameternya lebih besar, maka pada ujung udik terowongan/pipa yang lebih besar tersebut supaya dibuat pula ventilasi.

5) Pada bangunan penyadap sandar, biasanya rongga di dalam terowongan tersebut dapat berfungsi sebagai lubang udara. Akan tetapi akibat aliran turbulen, maka terjadi vakum pada bagian pipa penyalur yang terletak di belakang sambungan antara pipa penyalur dengan terowongan penyadapnya dan di bagian ini kadang-kadang dibuatkan ventilasi.

6) Untuk terowongan penyadap yang kecil, biasanya penghubung udara luar dengan lubang udara terbuat dari pipa baja yang menembus dinding pipa penyalur terse but. Dengan tertanamnya pipa baja ventilasi pada dinding pipa penyalur, maka konstruksi sambungannya agar disesuaikan untuk dapat menampung gaya-gaya gempa-bumi, tekanan air dan gejala pemuaian/ penyusutan oleh perubahan-perubahan temperatur.

7) Supaya diperhatikan agar pipa ventilasi tidak masuk ke dalam ruang operasi dan pengawasan pada bangunan penyadap.

(c) Dimensi pipa ventilasi 1) Volume udara yang dibutuhkan

Biasanya volume udara maximum yang dibutuhkan adalah pada pintu terbuka 80 % a tau hampir terbuka seluruhnya dan dapat dihitung dengan rumus (3.92) sebagai berikut :

246 Bab 3. Perencanaan Teknis

8: = 0,04 (F - 1)0·" (3.92)

dimana : Q, : Volume udara yang dibutuhkan. Q,. : Debit air pada saat pintu dibuka 80%. F: Bilangan Froude dari aliran air superkritis persis di belakang

p_intu. Akan tetapi untuk terowongan/pipa penyalur yang kecil dengan ventilasi yang kecil pula, maka untuk menghitung volume udara yang dibutuh­kan, diambil 1 5 % dari kapasitas penyadapan maximum bangunan penyadapnya.

·

2) Penentuan ukuran pipa ventilasi Didasarkan pada kebutuhan maximum volume udara seperti yang telah

diuraikan di atas dan kecepatan angin maximum di dalam pipa ventilasi sebesar 30 .m/dt yang telah ditetapkan sebagai standard, maka dengan mudah dapat dihitung diameter pipa ventilasi dan dengan demikian ukuran ventilasi supaya disesuaikan dengan ukuran pipa ventilasi.

3) Ukuran standard dan bahan pipa ventilasi

Referensi

Berdasarkan pada basil Konperensi Mengenai Bendungan Besar di Jepang (Japan Large Dam Conference), ukuran standard pipa ventilasi dihitung sesuai dengan skema pada Gbr. 3-:96. Bahan pipa ventilasi biasanya dibuat dari besi atau baja, seperti pipa baja, pipa hume, pipa besi cetak, dll.

180 160 140 120 -.. g 100

a 80 60 -"' � 40

j c: 20 � 0

60 220 260 300 340 380 420 � pintu/katup(cm)

Gbr. 3-96 Ukuran standard untuk pipa ventilasi.

Contoh perhitungan untuk memperoleh ukuran pipa yang didasarkan pada 80 % pembukaan pintu, sesuai dengan skema pengaliran seperti pada Gbr. 3-97, dan dengan urutan sebagai berikut :

I) Luas penampang aliran yang melintasi pintu dapat dihitung sebagai berikut:

A = 1,0 m x 0,8 m = 0,8 m2

2) Debit dan kecepatan aliran yang melintasi pintu adalah dapat diperoleh sebagai berikut :

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap

-· -- Pipa ventilasi

D�= l,OOm w 1,00

Gbr. 3-97 Skema pengaliran dalam penyalur pada kondisi pintu terbuka 80 %.

Q = CA .../2ifl dengan anggapan C = 0,8 maka

dan

Q = 0,8 X 0,8 ../2 X 9,8 X 20 = 1 2,672 m3/dt

V = Q = 1 5 84 m/dt A '

3) Bilangan Froude dihitung dengan rum us sebagai berikut :

V F = -:;Tgh

247

(3.93)

(3.94)

dengan d iketahuinya harga-harga V = 1 5,84 m/dt dan h = 0,8 m, maka bila­ngan Froude dapat diperoleh :

F = 1 5,84 = 5,65

../9,8 X 0,8

4) Volume udara yang dibutuhkan dapat d ihitung dengan rumus (3.92) sebagai berikut :

Q .. = 0,04(5,65 - l )0 • 8 s X 1 2,675 = 1 ,87 m3/dt

5) Luas penampang dan diameter pipa ventilasi (A .. ) dapat diperoleh sebagai berikut :

A = Q .. =

1•87

= 0 062 m2 4 V., 30 '

(kecepatan angin dalam pipa penyalur udara ( V.,) diambi l sama dengan 30 m/dt) Dengan demikian diameter pipa dapat dicari sebagai berikut :

D = /4A .. = /4 X 0,062 = O 28 m � n � n '

Dari hasil perhitungan di atas maka dapat digunakan pipa Hume berdiame­ter 30 cm.

248 Bab 3. Perencanaan Teknis

(2) Ruang operasi Ruang operasi supaya ditempatkan pada suatu lokasi yang berdekatan dengan

pintu-pintu pengatur aliran air keluar dari waduk dan sedapat mungkin pada lokasi yang mempunyai daerah pandangan yang seluas-luasnya ke arah bendungan beserta semua perlengkapannya.

Selain itu antara ruang operasi dan lokasi penempatan mekanisme operasi pintu­pintu supaya dihubungkan dengan gang-gang yang baik, sehingga memudahkan Ialu­lintas para petugas. Baik ruang operasi maupun rumah-rumah pelinpung mekanisme operasi pintu-pintu agar dibuat dengan konstruksi yang kokoh dan dapat melindungi peralatan-peralatan pengawasan dan mekanisme pintu-pintu terhadap pengaruh­pengaruh cuaca, bahaya kebakaran, petir dan kemungkinan-kemungkinan bahaya lai!lnya. Disamping itu perlu pula dipertimbangkan segi-segi arsitekturnya. (3) Penggelontor lumpur

Biasanya penggelontor lumpur dibangun pada daerah pemasukan aliran ke dalam terowongan a tau pipa penyahir bangunan penyadap dan berfungsi sebagai penggelontor lumpur dari dalam waduk ke hilir melalui bangunan penyadap ybs.

Kadang-kadang pada periode pelaksanaan konstruksi pembangunan tubuh bendu­ngan, penggelontor lumpur tersebut dimanfaatkan sebagai saluran pengelak. Karenanya pada sa'at pembuatan saluran pengelak tersebut, pintu yang kelakakan berfungsi sebagai penggelontor lumpur telah dipersiapkan terlebih dahulu, dengan demikian peralihan fungsinya dari saluran pengelak tidak akan mengalami kesukaran.

Suatu saluran pengelak yang kemudian dapat difungsikan sebagai penggelontor Iumpur tampaknya akan memberikan penghematan-penghematan pembiayaan yang cukup positif. Akan tetapi debit banjir-rencana untuk saluran pengelak biasanya jauh lebih besar dari debit penggelontoran, dengan demikian kebutuhan penampang lintang saluran untuk pengelak banjir jauh lebih besar dari kebutuhan untuk penggelontorarr dan biaya konstruksi penyesuaian dari saluran pengelak menjadi saluran penggelontoran kadang-kadang sedemikian besarnya, sehingga lebih murah apa hila dibuatkan suatu penggelontor yang lain. Pemasangan dinding pengarah penggelontor dengan tinggi 20 s/d 30 cm di depan pin tu penggelontor I urn pur akan membebaskan dasar pin tu dari pengend­apan pasir, kerikil yang tertimbun di dasarnya sehingga penutupan pin tu tidak terganggu. Referensi

Rencana-teknis penggelontor lumpur (periksa Gbr. 3-98).

Kili-kili

I \ 0,24

Pintu penggelontor 0,25 0,30

Gbr. 3-98 Contoh rencana-teknis penggelontor lumpur.

3. 4 Rencana Teknis Bangunan Penyadap

(4) Komponen yang vital pada pengge/ontor lumpur (a} Bagian pemasukan di ujung udik penggelontor lumpur

249

Bagian pemasukan di ujung udik penggelontor lumpur biasanya ditempatkan di bagian bawah penyadap pada bangunan penyadap. (Seperti yang telah diuraikan terdahulu, telah diuraikan 2 (dua) type bangunan penyadap, yaitu type-type penyadap terowongan sandar dan penyadap menara). Karenanya di sebe!ah bawah bagian penyadap pada bangunan penyadap biasanya dibuat dengan konstruksi beton bertulang berbentuk suatu pipa yang disebut pipa penghubung (connecting box).

Pipa penghubung tersebut sebaiknya diusahakan agar dapat ditempatkan pada pondasi batuan yang kukuh, sehingga konstruksinya dapat bertahan terhadap gaya-gaya vibrasi (getaran) yang diakibatkan oleh aliran air, sedang pada daerah­daerah yang akan menahan benturan aliran secara langsung supaya dilapisi dengan plat baja.

Penampang lintang pipa penghubung biasanya dibuat lebih besar dari penam­pang penyalur di hilirnya agar terjadi genangan-genangan dengan kapasitas tertentu pada pipa penghubung tersebut. Apabila saluran pengelak akan dipergunakan lagi sebagai saluran penyalur pada bangunan penyadap (biasanya pintu penggelontor ditempatkan di ujung udik penyalur tersebut) dan dengan demikian diameter peng­gelontor lumpur akan sangat besar melebihi kebutuhannya. Biasanya bagian pemasukan saluran pengelak yang berbentuk trompet (bell-mouth shaped) terpisah dari bagian pemasukan penggelontor lumpur.

Pada bagian pemasukan aliran yang berpenampang kecil sebaiknya disediakan peralatan untuk pengail benda-benda terapung yang dapat menyumbat saluran tersebut pada periode pelaksanaan pembuatannya.

Apabila direncanakan dengan kapasitas penyadapan yang besar atau apa­bila diperlukan sua tu kehilangan tinggi tekanan yang rendah, maka pipa penghubung sebaiknya dibuat berbentuk lengkungan (bukan berbentuk kotak). Dalam keadaan yang demikian, biasanya penggelontor lumpur dibuat terpisah dari ba­ngunan penyadap atau bahkan sama sekali tidak dibuat, karena pada bangunan penyadap yang besar-besar dengan kapasitas penyadapan yang besar, lubang penya­dap terletak di atas elevasi kapasitas endapan suatu waduk yang bersangkutan.

1 : 1,0 - -

.... .... __ _

I Ujung tumit bendungan

Garis permukaan tanah

Penyalur I==::::::::======LtTIT��"('"{"T""i� LUjung tumit bendungan

Gbr. 3-99 Dinding penahan vertikal pada ujung hilir penyalur.

2SO Bab 3. Perencanaan Teknis

(b) Bagian pengeluaran penggelontor lumpur Pada bagian pengeluaran penggelontor lumpur biasanya dibuatkan dinding

penyangga vertikal. Tampaknya dengan penempatan dinding yang lebih ke udik, akan mengurangi panjang saluran penggelontor akan tetapi ditinjau dari segi stabili­tas baik untuk saluran penggelontor maupun untuk tubuh bendungan, hal tersebut kurang menguntungkan. Karenanya seharusnya ditempatkan tepat di atas tumit hilir tubuh bendungan (periksa Gbr. 3-99).

Elevasi ambang pengeluaran penggelontor lumpur biasanya disesuaikan dengan elevasi ambang bagian pemasukan, kemiringan saluran penggelontor dan elevasi ambang pengeluaran penyalur pada bangunan penyadap. Apabila kondisi topo­grafinya berlereng curam, kadang-kadang pada bagian pengeluaran dibuat kon­struksi terjunan.

Penggelontor lumpur biasanya dilengkapi dengan alat pengukur debit pada lokasi yang baik langsung pada saluran penggelontor tersebut atau pada sungai di hilirnya, untuk mengetahui debit yang dialirkan atau untuk mengetahui debit yang efektif untuk penggelontoran lumpur.

I ,.

251

BAB 4. PELAKSANAAN KONSTRUKSI

4.1 Rencana Pelaksanaan Konstruksi

4.1.1 Urutan Pelaksanaan Konstruksi

Sebelum dilaksanakannya konstruksi suatu bendungan urugan, biasanya perlu diselesaikan terlebih dahulu bangunan-bangunan pelengkap bendungan tersebut, baik berupa bangunan sementara yang diperlukan hanya untuk membantu pelaksanaan konstruksi bendungan, maupun bangunan-bangunan tetap yang akan termasuk dalam komposisi bendungan yang bersangkutan.

Bangunan-bangunan pelengkap pada suatu bendungan urugan yang terpenting adalah : * saluran pengelak baik berupa saluran terbuka ataupun saluran tertutup,* bendungan pengelak, yang dibangun di sebelah udik dan sebelah hilir calon bendungan

utama,* jaringan jalan-jalan pelaksanaan konstruksi dan jalan-jalan masuk,* bangunan pelimpah banjir,* bangunan penyadap,* dan lain-lain.

Rencana pelaksanaan konstruksi dipersiapkan sedemikian rupa, agar diperoleh suatu urutan-urutan pelaksanaan yang efektif dan efisien dan pelaksanaan konstruksi antara masing-masing komponen tidak saling mengganggu.

Urutan pelaksanaan konstruksi suatu bendungan urugan, umumnya adalah sebagai berikut :

I . Pembuatan jaringan jalan-jalan pengangkutan bahan-bahan, dari ·tern pat peng­galiannya ke tempat kedudukan calon bendungan dan jaringan jalan-jalan masuk Iainnya.

2. Pembuatan base-camp, pool-pool kendaraan dan alat-alat besar, jaringandistribusi tenaga dan fasilitas pelaksanaan konstruksi lainnya.

3. Pembuatan saluran pengelak baik berupa saluran terbuka maupun salurantertutup.

4. Pembuatan jaringan jalan-jalan pengangkutan bahan yang diperoleh setempat,untuk pembuatan bendungan pengelak.

5. Pembuatan bendungan pengelak dan persiapan tempat-tempat penggalianbahan tanah, pasir dan kerikil (borrow-pits) dan tempat-tempat penggalianbatu (quarries).

6. Penggalian-penggalian pondasi bendungan dan pekerjaan-pekerjaan perbaikanpondasi tersebut.

7. Penimbunan tubuh bendungan dan pembuatan bangunan pelengkap permanen,seperti bangunan pelimpah banjir, bangunan penyadap dan lain-lain.

8. Pembuatan jalan-jalan untuk pelaksanaan penutupan alur sungai agar alirannyapindah ke saluran pengelak.

252 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

9. Penutupan saluran pengelak, setelah pelaksanaan konstruksi bendungan selesai.

Urutan pelaksanaan konstruksi tersebut di atas, merupakan pelaksanaan konstruksi untuk bendungan yang umum, sedangkan pada konstruksi bendungan tertentu, mungkin terjadi tambahan-tambahan atau pengurangan-pengurangan jenis pekerjaan tersebut di atas, disesuaikan dengan type bendungannya. Dalam mempersiapkan dan menentukan urutan pelaksanaan konstruksi bendungan, supaya diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

I . Antara pekerjaan-pekerjaan persiapan dan pelaksanaan konstruksi suatu bendungan agar diberi jarak waktu yang memadai, sehingga kemungkinan­kemungkinan keterlambatan pelaksanaan pekerjaan persiapan tidak akan mempengaruhi pelaksapaan konstruksinya. Selain itu supaya diperhatikan pula agar persiapan-persiapan pada tempat-tempat penggalian bahan tubuh bendungan tidak bersamaan dengan pelaksanaan penimbunan tubuh bendu­ngan. Sebaiknya dimulainya penimbunan tubuh bendungan, bersamaan waktunya dengan dimulainya penyediaan bahan yang siap diangkut untuk ditimbunkan pada tubuh bendungan.

2. Pemindahan aliran sungai supaya dilaksanakan pada sa'at sungai mengalirkan debit yang paling minimum. Karena itu supaya pelaksanaan penutupan alur sungai direncanakan sedemikian rupa, sehingga penimbunan bendungan pengelak dapat diselesaikan bersamaan dengan terjadinya debit paling minimum tersebut.

3. Periode-periode penggalian pondasi, perbaikan pondasi (fondation treatment) dan penimbunan tubuh bendungan dilaksanakan berurutan sedemikian rupa, supaya tidak saling mengganggu dan tidak saling menghambat satu dengan lainnya.

4. Agar alat-alat besar dapat dipilih yang tinggi efisiensinya, maka disamping hasil-hasil perhitungan, supaya pemilihan tersebut dilakukan pula dengan pengujian-pengujian pada lapangan pelaksanaan setempat terhadap kemampuan setiap type alat-alat besar tersebut. (periksa Gbr. 4-1).

4.1.2 Program Pelaksanaan Konstruksi

Program dan skedule pelaksanaan sertajenis dan kapasitas pekerjaan supaya disusun secara teliti yang didasarkan pada karakteristika masing-masing pekerjaan dari setiap bagian bendungan dan dikaitkan pula dengan pertimbangan-pertimbangan yang didasar­kan pada kondisi medan pelaksanaannya. Faktor-faktor utama yang sangat mempe­ngaruhi kondisi medan pelaksanaan adalah sebagai berikut : * Faktor topografi, akan berpengaruh pada kelancaran pengangkutan bahan-bahan

buangan hasil galian pondas1, pengangkutan bahan-bahan timbunan, pelaksanaan pemadatan, kebebasan pergerakan alat-alat besar dan lain-lain.

* Faktor geologi, akan berpengaruh pada kelancaran pekerjaan-pekerjaan penggalian­penggalian, perbaikan pondasi-pondasi bendungan dan bangunan pelengkapnya.

• Faktor meteorologi, akan berpengaruh pada kelancaran pekerjaan-pekerjaan yang dilaksanakan di udara terbuka dan hal-hal seperti intensitas, durasi serta banyaknya waktu hujan, temperatur, radiasi sinar matahari, kelembaban, kabut dan lain-lain, sangat mempengaruhi kelancaran serta kwalitas pekerjaan.

* Faktor hydrologi, berupa karaktetistika debit sungai dan. karakteristika debit banjir akan berpengaruh pada kelancaran pekerjaan yang dilaksanakan di dalam alur sungai.

* Faktor kondisi dan karakteristika bahan timbunan tubuh bendungan akan berpe-

I Perkiraan bentuk wujud Kondisi topografi tempat kedudukan calon bendungan. Perkiraan posisi calon proyek. · bendungan dan bangunan pelengkapnya

Kondisi penyediaan bahan Qualitas bahan timbunan. Konfirmasi penyiapan bahan, Perkiraan cara-cara bangunan. penyiapan bahan.

Data-data metereologi Pengamatan sepintas mengenai kondisi metereologi. Debit maximum yang pernah dan hidrologi terjadi.

Kondisi geologi dan kondisi Perbandingan antara survey lapangan dengan data-data hasil pengeboran, pembua-tempat kedudukan proyek. tan parit-parit pengujian dll, Konfirmasi kondisi geologi.

Kondisi fasilitas-fasilitas Survey kemampuan peralatan dan fasilitas-fasilitas. Kemungkinan dapat digunakan pelaksanaan konstruksi peralatan tersebut.

Kondisi-kondisi lapangan Pemilihan tempat kedudukan fasilitas-fasilitas sementara. Konfirmasi lokasi jalan-lainnya. jalan pelaksanaan, route kawat listrik dll.

' I Alasan terpilihnya type Perhatian terhadap kondisi-kondisi teknis, terutama pada pelaksanaan

proyek konstruksinya.

Dimensi pelaksanaan Tujuan proyek. Komposisi seluruh proyek. Kwantitas pekerjaan utama. Skedul konstruksi. pelaksanaan konstruksi

Dimensi rencana teknis. Hasil-hasil perhitungan stabilitas. Dimensi proyek.

Anggaran biaya pelaksanaan Aspek-aspek ekonomi proyek. Besarnya pembiayaan proyek. Biaya masing-masing konstruksi. komponen proyek.

Spesifikasi pelaksanaan Spesifikasi umum untuk pelaksanaan konstruksi. Spesifikasi khusus untuk konstruksi. pelaksanaan konstruksi.

Kondisi rencana teknis Perbandingan-perbandingan berbagai alternatif rencana teknis. Kondisi rencana-\ lninnya. teknis lainnya. --

Gbr. 4- 1 l>laiUilm resume landasan dasar proyek.

f'--

iI» l � Cl>

I�Cl> 2� �.

N V. .....

254 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

ngaruh pada kelancaran pelaksanaan penimbunannya, terutama hal-hal yang mengenai gradasi, angka kadar air, berat isi, kekuatan geser, permeabilitas, tingkat kompresi dan lain-lain.

* Suasana yang berpengaruh terhadap kelancaran pelaksanaan, seperti tuntutan inasyarakat setempat pada pencegahan-pencegahan bencana alam yang mungkin terjadi, tuntutan terhadap perlindungan kelestarian alam sekitarnya dan tuntutan mempertahankan suasana yang harmonis dalam periode pelaksanaan konstruksi bendungan tersebut dan lain-lain.

Berdasarkan faktor-faktor tersebut di atas, maka program dan skedul dapat disusun secara realistis disesuaikan dengan besarnya jumlah tenaga pekerja beserta peralatannya dengan metode pelaksanaan yang memadai dalam jumlah hari kerja yang optimal, sehingga dapat dicapai pembiayaan yang paling optimal pula.

·

Umumnya volume pekerjaan per-hari (V) hendaknya dapat mengikuti persamaan sebagai berikut :

V( 3/h ') = volume tahunan pekerjaan (m3/tahun) m an jumlah hari kerja tahunan (hari/tahun)

Namun agar jangka waktu penyelesaian suatu pelaksanaan konstruksi lebih meya­kinkan, maka kapasitas penyelesaian volume pekerjaan rata-rata per-hari supaya ditu­runkan sebesar 20% dari harga V tersebut di atas, karena pekerjaan-pekerjaan permulaan serta pekerjaan-pekerjaan penyelesaian, biasanya berkapasitas rendah. Selain itu kondisi cuaca dan musim sangat berpengaruh pula pada intensitas pelaksanaan.

Garis besar Pert-net work pelaksanaan konstruksi bendungan zonal biasanya mendekati contoh seperti yang tertera pada Gbr. 4-2.

Penyediaan

Penimbunan Penimbunan Pembuatan Pembuatan Penualian Perbaikan zone kcdap zone kedap oaJuran benciUDIIIII pondaai pada pondaai pada aii di dasar air di atas )IOIIIOiak )IOIIIOiak alur sunPi alur sunpi alur sunpi alur sunpi

�ian pondaai dan perbaikan

--------.. I �----J r-J !:'=us: I I PeDimbunan 1 I I l zono.:r.one Julus I air ldaJ_I �- I I I air dan semi JuJusl lulus aJrldi at&sl 1 L� di daaar alur alur sunp1 : Y'7sunpi 1 T

fasilitas pelaksanaan (I) Pembuatan jarinpn jalan penpngkutan bahan,

'-,� l _j :r . Mempersiapkan 11 bahan dan lt Mempersiapkan penpngkutan (1)11 bahan dan penpngkutan (11)

Pembuatan I Bahan-bahan bansunan pelimpa'b banaunan dan fasilitas I yang didatallll pengeJak banjir (Ij kan

Penyediaan fasilitas ......_ __ pe)aksanaan (11) ---

Pembuatan bansunan pelimpah dan fasilitas pengelak banjir (11).

Penutupan saluran pengelak d&n pengisian waduk

Gbr. 4-2 Garis besar urutan pada pelaksanaan konstruksi bendungan zonal.

4.2 Pelaksanaan Konstruksi Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir

4.2.1 Penjelasan Umum

Pada pelaksanaan konstruksi bendungan selalu diperlukan suatu saluran pengelak, untuk menampung aliran sungai yang dialihkan dari alur yang asli, serta bendungan­bendungan pengelak untuk melindungi pekerjaan-pekerjaan yang dilaksanakan pada

4. 2 Pelaksanaan Konstruk.si Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir 2SS

pondasi serta pekerjaan penimbunan tubuh bendungan tersebut terhadap gangguan aliran sungai yang bersangkutan.

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan pada usaha pengalihan aliran sungai untuk pembangunan sua tu bendungan adalah :

1 . Karakteristika daerah pengaliran sungai dan karakteristika banjir-banjir yang terjadi pada tempat kedudukan calon bendungan.

2. Kondisi-kondisi topografi dan geologi sekitar tempat kedudukan calonbendungan.

3. Type, tinggi dan urgensi calon bendungan.4. Pengaruh-pengaruh pemindahan aliran sungai terhadap pemakai-pemakai

air sungai yang bersangkutan serta terhadap bangunan-bangunan lain yangterletak pada sungai tersebut.

5. Besarnya kerugian-kerugian yang mungkin akan diderita, apa bila terjadibanjir-banjir besar pada periode pelaksanaan konstruksi bendungan.

4.2.2 Debit Banjir-rencana Untuk Penentuan Kapasitas Saluran Pengelak

(1) Penentuan Debit Banjir-rencana Debit banjir-rencana pada periode pelaksanaan konstruksi bendungan biasanya

d idasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : 1 . Frekwensi banjir yang terjadi pada iempat kedudukan calon bendungan. 2. Karakteristika banjir yang terjadi pada tempat kedudukan calon bendungan

(tinggi puncak banjir, durasi banjir, musim kedatangan banjir dan lain-lain). 3. Rencana laju pelaksanaan penimbunan tubuh bendungan.4. Tingkat bahaya yang mungkin akan timbul, apabila terjadi kerusakan­

kerusakan pada bendungan pengelak atau bendungan utama yang sedangdibangun.

(2) Debit banjir-rencana untuk menentukan kapasitas saluran pengelak Biasanya debit banjir dengan kemungkinan periode perulangan antara I 0 sampai

20 tahun dapat dipergunakan sebagai debit banjir-rencana pada periode pelaksanaan konstruksi bendungan urugan, yang selanjutnya dapat dipergunakan untuk menentukan kapasitas-rencana saluran pengelak.

· Sebagai mana yang telah diuraikan terdahulu, bahwa debit banjir-rencana diperoleh dari data-data curah hujan yang turun di daerah pengaliran tempat kedudukan calon bendungan dan data-data debit sungai yang dikumpulkan dari stasiun pencatat debit yang terdapat pada sungai yang bersangkutan .

Akan tetapi apabila tidak diperoleh data-data tersebut di atas, maka penentuan debit banjir-rencana dapat ditetapkan dengan survey lapangan guna mendapatkan tanda-tanda banjir yang terjadi pada sungai tersebut atau dengan menggunakan data­data curah hujan a tau data-data debit yang terdapat pad a sungai-sungai yang berdekatari.

Selanjutnya apabila kerusakan-kerusakan suatu bendungan pengelak diperkirakan akan dapat menimbulkan kerugian-kerugian yang cukup besar, termasuk kemungkinan­kemungkinan membawa korban jiwa, sehingga mengakibatkan pembangunannya tidak mungkin dilanjutkan lagi atau terjadi kelambatan-kelambatan yang serius, maka dapat

· diambil probabilitas debit banjir-rencana yang melebihi 20 tahun.

4.2.3 Saluran Pengelak

Pada hakekatnya, saluran pengelak mempunyai peranan yang sangat penting, terutama pada bendungan urugan, mengingat lemahnya bendungan type ini terhadap aliran-aliran atau limpasan air sungai di atas mercu bendungan tersebut. Karena itu

256 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

merencanakan suatu saluran pengelak dengan kapasitas yang memadai dan dengan konstruksi yang aman, merupakan syarat terpenting bagi keamanan pelaksanal!n konstruksi bendungan urugan.

Saluran pengelak yang tidak memadai, selain akan mengancam bendungan yang sedang dibangun, tetapi juga dapat mengancam daerah-daerah yang terletak di hilirnya. Selain itu kemungkinan-kemungkinan limpasan-limpasan yang terjadi pada bendungan urugan yang

' sedang dibaitgun, akan meninggalkan kelemahan-kelemahan yang meng­

khawatirkan, walaupun bendungan tersebut berhasil dilanjutkan dan diselesaikan. Sesudah fungsinya sebagai penyalur debit banjir dalam periode pelaksanaan

konstruksi tubuh bendungan, saluran pengelak tersebut biasanya untuk seterusnya ditutup dengan pintu yang telah disediakan sebelumnya.

Saluran pengelak yang berupa terowongan atau pipa, sesudah fungsinya sebagai penyalur banjir selesai, sering pula dimanfaatkan untuk saluran · penggelontoran a tau sebagai penyalur pada bangunan penyadap. Dalam hal yang demikian itu, maka konstruksinya supaya sudah disesuaikan sebelumnya. Sedang pekerjaan-pekerjaan tambahan yang diperlukan untuk menyesuaikan dengan fungsinya yang terakhir, supaya direncanakan dan dipersiapkan secara teliti untuk memudahkan pengerjaannya. (1) Beberapa metode pemindahan a/iron sungai

Pada hakekatnya pemindahan aliran sungai dapat dilakukan dengan berbagai cara, disesuaikan dengan kondisi tempat kedudukan calon bendungan, akan tetapi di bawah ini akan diuraikan 3 (tiga) metode yang sangat lazim diperguna)<an pada pembangunan bendungan urugan, yaitu :

(a) Dengan pembuatan saluran pengelak Biasanya saluran pengelak ditempatkan melintang di atas pondasi calon ben­

dungan. Sesudah aliran sungai dialihkan melalui saluran tersebut, maka bangunan pelimpah banjir dan bangunan penyadap sudah dapat dimulai pembangunannya. (b) Dengan metode penutupan sebagian alur sungai

Metode ini umumnya dilakukan pada sungai yang lebar, sehingga walaupun alur sungai d iperkecil hingga setengahnya, akan tetapi alur tersebut masih mampu mengalirkan debit banjir-rencana periode pelaksanaan konstruksi dengan aman. Pada bagian alur sungai yang telah ditutup langsung dapat dilaksanakan pekerjaan­pekerjaan penggalian pondasi, perbaikan pondasi dan penimbunan tubuh bendu­ngan. Bersamaan dengan pelaksanaan pekerjaan tersebut di atas, maka dibuat suatu saluran pengelak di luar daerah tempat kedudukan calon bendungan.

Dan sesudah saluran ini selesai, maka aliran air dialihkan agar dapat melintasi saluran terse but, kemudian dapat dilaksanakan pekerjaan untuk penimbunan bagian

Gbr. 4-3 Skema penutupan setengah lebar sungai.

4. 2 Pelaksanaan Konstruksi Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir 257

kedua dari tubuh bendungan yang bersangkutan (periksa Gbr. 4-3). Dengan demikian pelaksanaan pembangunan bendungan dapat lebih dipercepat.

(c) Dengan metode pembuatan terowongan pengelak Umumnya metode ini dapat diterapkan pada hampir semua bendungan urugan

yang lebih tinggi dari 1 5 meter. Dengan metode tersebut, maka bendungan dapat dikerjakan seluruhnya secara serentak dan biasanya merupakan metode yang paling efektif dan efisien.

(2) Mengingat, bahwa saluran pengelak dan bendungan pengelak merupakan dua komponen terpenting dalam sistem pengelak banjir periode pelaksanaan konstruksi suatu bendungan, maka keduanya mempunyai hubungan timbal balik yang sangat erat.

Demikianlah, apabila bendungan pengelak dipertinggi, berarti tinggi tekanan pada saluran pengelak akan meningkat pula, sehingga ukuran saluran pengelak dapat diperkecil, dengan demikian biaya pembuatannya akan menjadi rendah.

Akan tetapi, agar diperhatikan hendaknya, bahwa dengan peningkatan ketinggian bendungan pengelak, maka volume penimbunannya akan meningkat pula, sehingga timbullah problema, apakah pelaksanaan penimbunan tersebut dapat dipercepat sedemikian rupa, sehingga tidak melampaui batas suatu musim kering, di sa'at mana penutupan sungai akan mudah dilangsungkan.

Dengan demikian, dapat kiranya ditarik kesimpulan, bahwa untuk merencanakan suatu sistem pengelak banjir periode pelaksanaan konstruksi suatu bendungan yang paling ekonomis adalah dengan mengusahakan suatu kombinasi dengan ukuran yang paling optimal untuk saluran pengelak dan bendungan pengelak dengan tidak melupakan sa'at penyelesaian dan pembuatannya yang bertepatan dengan musim kering, sehingga kontinuitas kegiatan pelaksanaan selanjutnya dapat terjamin. (3) Sebagai mana yang telah diuraikan di atas, bahwa saluran pengelak supayadibuat seekonomis mungkin dan dengan konstruksi yang aman tetapi dengan tidak meninggalkan perhatian pada syarat-syarat teknis bendungan pengelaknya. Adapun faktor-faktor yang sangat menentukan pada penempatan saluran pengelak antara lain adalah kondisi-kondisi topografi, geologi, hydrologi, geografi dan konfigurasi alur sungainya sendiri. Akan tetapi, tidaklah jarang, bahwa sesudah fungsinya sebagai penyalur aliran sungai periode pelaksanaan konstruksi bendungan, kemudian dimanfaatkan sebagai salah satu komponen dari bangunan-bangunan pelengkap permanen bendungan seperti bangunan penyadap, fasilitas penggelontoran lumpur, bangunan pelimpah banjir, dan lain-lain. Dalam hal yang demikian, disamping didasarkan pada pertimbangan-pe.rtimbangan tersebut di atas, maka penempatan saluran pengelak supaya diperhitungkan pada fungsinya yang terakhir. Dengan demikian pada periode transisi antara fungsi pertama dan fungsi kedua, biasanya diperlukan penyesuaian-penyesuaian dengan penambahan-penambahan konstruksi.

Agar tidak terjadi kesukaran-kesukaran pada pelaksanaan penyesuaian tersebut, maka pada pembuatan rencana-teknisnya, supaya semua perubahan-perubahan, tambahan-tambahan serta cara-cara pelaksanaannya sudah dipelajari secara cermat dan disiapkan dengan teliti. Dapat difahami, bahwa akibat adanya tambahan-tambahan pekerjaan tersebut, maka waktu penyelesaian pembangunan bendungan akan lebih panjang, karena pekerjaan tersebut merupakan salah satu pekerjaan utama yang harus dilaksanakan secara berurutan dan tidak dapat dibarengkan dengan pelaksanaan pekerjaan utama lainnya. Saluran pengelak yang akan berfungsi ganda tersebut, biasanya ditempatkan pada posisi yang berseberangan dengan calon bangunan pelimpah.

Untuk saluran pengelak yang berbentuk terowongan, biasanya ditempatkan pada

258 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

suatu lintasan yang berjarak 3 (tiga) kali diameter terowongan atau sekurang-kurangnya 1 5 meter dari garis-garis terdekat pada penggalian pondasi bendungan.

(4) Penentuan lokasi penempatan ujung udik saluran pengelak Penentuan lokasi penempatan titik permulaan ujung udik saluran pengelak umum­

nya didasarkan pad a beberapa faktor, yang antara lain adalah : I . Jangkauan penimbunan tubuh bendungan. 2. Karakteristika dan bahan timbunan serta konstruksi-konstruksi pelindung

tubuh bendungan tersebut. 3. Kondisi geologi

·di daerah tempat kedudukan calon bendungan.

4. Penempatan dan formasi bangunan penyadap. 5. Metode penutupan terowongan pengelak. Dengan mempelajari semua faktor-faktor tersebut di atas, maka titik permulaan

saluran pengelak biasanya ditempatkan pada daerah di dasar waduk penampung banjir sementara yang terendah. Kapasitas pelumpuran pada waduk tersebut dibuat sekecil­mungkin, agar memudahkan pengamatan-pengamatan, penyelidikan-penyelidikan dan pengeringannya kembali apabila pada sistem pengelak banjir yang bersangkutan terjadi kerusakan atau kebocoran-kebocoran. (5) Penentuan lokasi penempatan ujung hi/ir saluran penge/ak

Ujung hilir saluran pengelak, supaya ditempatkan sedemikian rupa, sehingga aliran yang keluar dari saluran tersebut, tidak menimbulkan penggerusan-penggerusan yang membahayakan tumit bendungan pengelak hilir. Kadang-kadang bendungan pengelak hilir tersebut dimasukkan sebagai bagian hilir dari tubuh bendungan utama.

Pada pembuatan rencana-teknis saluran pengelak, dipertimbangkan pula hal-hal yang berhubungan dengan konfigurasi serta stabilitas alur sungai dan elevasi permukaan air sungai pada-ujung hilir saluran pengelak tersebut. (6) Penentuan jumlah terowongan

Apabila saluran pengelak akan berupa terowongan, kadang-kadang dibutuhkan lebih dari satu dan penentuan jumlahnya biasanya didasarkan pada beberapa faktor sebagai berikut :

I . Keterbatasan kondisi geologi pada daerah tempat kedudukan calon terowo­ngan pengelak.

2. Skedul pengalihan aliran sungai melalui terowongan untuk dapat dimulainya pelaksanaan konstruksi bendungan dan skedul penutupan terowongan pada saat waduk akan mulai diisi.

3. Problema-problema yang timbul pada pelaksanaan pembuatan terowongan, termasuk problema-problema pada pelaksanaan penutupan serta pekerjaan­pekerjaan tambahan dan penyempurnaan lainnya, apa bila terowongan akan dipergunakan lagi sebagai komponen bangunan pelengkap permanen lainnya.

(7) Penentuan konstruksi terowongan pengelak Ada kalanya pada saluran pengelak type terowongan (terowongan pengelak)

direncanakan, untuk dapat mengalirkan debit banjir yang bekerja sebagai pipa tekanan.

Akan tetapi pada terowongan yang hanya berfungsi sebagai saluran pengelak, merupakan konstruksi dengan umur exploitasi yang pendek, maka pada kondisi geologi yang baik, biasanya beton bertulang hanya ditempatkan pada pemasukan aliran (ujung udik) dan pada pengeluaran aliran (ujung hilir) terowongan tersebut. Bahkan kadang­kadang dinding terowongan sama sekali tidak dilapisi beton dan pembetonan­pembetonan hanya dilakukan pada kedua ujung terowongan atau pada dinding terowongan yang retak-retak saja.

4. 2 Pelaksanaan Konstruksi Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir 259

(8) Pada sa'at dimulainya pengisian waduk, maka terowongan pengelak harus ditutup (disumbat)

Untuk pelaksanaan penutupan tersebut, biasanya di bagian hilir terowongan telah dipersiapkan suatu pintu geser atau pintu sorok kayu, yang setelah dilakukan penutu­pan, kemudian dilakukan penyumbatan permanen dengan pembetonan. Pembetonan tersebut haruslah dipilih pada lokasi yang paling baik, dalam hubungannya dengan keamanan terhadap stabilittts-tubuh bendungan atau stabilitas banguoan-bangunan pelengkap yang berdekatan lainnya. (periksa Gbr. 4-4).

4.2.4 Bendungan Pengelak

1 . Sebagaimana yang telah diuraikan terdahulu, bahwa bendungan pengelak dan saluran pengelak merupakan dua komponen utama pada sistem pengelak banjir dan keduanya mempunyai hubungan timbal balik yang amat erat. Dengan demi­kian untuk memperoleh sistem pengelak banjir yang paling ekonomis dilakukan dengan mengusahakan suatu kombinasi yang paling murah tetapi efektif, yang biasanya dihitung dengan sistem-coba banding dari berbagai alternatif yang dipilih sebelumnya.

2. Penetapan tinggi mercu bendungan pengelak udik, biasanya didasarkan padaelevasi permukaan air yang terdapat di depan pin tu pemasukan saluran pengelak ditambah tinggi jagaan yang diperlukan untuk keamanan bendungan pengelak terse but.

3. Bendungan pengelak disamping sebagai pencegah genangan-genangan (gang­guan-gangguan) banjir pada pondasi dan bagian bawah bendungan yang sedang dikerjakan, mempunyai fungsi yang penting lainnya, yaitu untuk menurunkan garis depresi aliran air filtrasi pada lapisan pondasi tersebut dan untuk mem­berikan tinggi tekanan yang memadai . , agar saluran pengelaknya dapat men­capai kapasitas yang dikehendaki.

Apa hila lapisan pondasi pendukung bendungan pengelak terdiri dari pasir atau kerikil dengan permeabilitas yang tinggi, maka untuk meningkatkan kekedapan pondasi tersebut, biasanya dipergunakan berbagai dinding pen­cegah rembesan, antara la

.in dinding turap baja, dinding turap beton bertulang,

tirai sementasi, dan lain-lain. 4. Suatu bendungan urugan yang dalam periode pelaksanaan konstruksinya

dilindungi oleh suatu bendungan pengelak, selalu ada kekhawatiran timbulnya banjir-banjir besar yang melimpasi bendungan pengelak dan dapat menyebab­kan kerusakan-kerusakan pada bendungan urugan yang sedang dibangun. Untuk mempersiapkan kemungkinan terjadinya hal-hal tersebut, kadang­kadang disediakan pelat-pelat beton atau lembaran kawat jaring yang ditem­patkan di lereng hilir bendungan tersebut.

s·. Bendungan pengelak sebaiknya dibangun pada satu periode musim kemarausaja. Akan tetapi apa bila dengan metode pelaksanaan yang biasa, dalam satu periode musim kemarau tersebut bendungan pengelak tidak dapat diselesaikan, maka dapat diusahakan dengan cara mengangkut dan mempersiapkan bahan timbunan di dekat tempat kedudukan calon bendungan pengelak. Sehingga dengan jarak pengangkutan yang lebih pendek, maka bendungan pengelak dapat dibangun dengan kecepatan penimbunan yang lebih besar dan pekerjaan penimbunan tersebut dapat dikerjakan dalam periode musim kemarau.

260

2.000

:g 1::) 1 .000 X :X::

Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

• 105 105 I

109

107

• 10.1 103

108 103 x l7 x 9

-104 XJ ��6 ·1· 5 x 3 X

1 . Sakuma 2. Yagisawa 3. Okutadami 4. Hitotsuse 5. Ikehara 6. Makio 7. Toori 8. Hatanagi No. 1 9. Nakawatari

10. Minatono X I 1 1 . Takane No. I

12. Shin-toyone 13. Kuzuryu 14. Minakubo 15. Uoyanase

k tl 3 1 f--102 l x iS x s

x 6 x t l 2 1 16. Ooshirakawa 17. Mihoro

0

200

1 50

50 -,I I I I

I ; " I /� ..-!! tt�· 0

10 X 14 x 7 -X l l

I I

l X I� - I I I

..t,fi07 C" 11 l 10s

"V, I

I • 101 I A 1 f l l

50 L (m)

105

109

/ , � 9

x 103 X •

106 'o l04 103 .17 'f12 �5 13 l · f1.1 5 I , I 7 'x "

108 � / 14 , I x to " I x 6 , , I e / ..

102 , , , "' "' ....... " .. .. , ,"' .. ,. , "' ,. " XI S ,. ,.

,' ,'

_, ' ,. , .... .... .... "'.:--

50

x 2

X 16 18. Ootsugi

101. kremasta 102. Estreito

100 103. El Infiernillo 104. Derbendi Khan 105. Mica 106. Round Butte 1�/ 1::1• / 107. Oroville // " " / ,

" , "' xg_

.... "" x 1 6 .. .. ..

x3 "' , " "' ,/ \\ X x17 �!b ,..,:::. u v "' x 2-/ 1)\\

� " � \; .,.- ' .. v : ... f- ""

100

108. Phasom 109. Bennelt L : Panjang penyumbat (m) H: Tinggi tekanan (m) D : Diameter penyumbat (m)

Panjang penyumbat (m)

Gbr. 4-4 Contoh-contoh penyumbat beton pada terowongan pengelak.

4. 2 Pelaksanaan Konstruksi Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir 261

4.2.5 Karakteristika Hydrolika Saluran Pengelak

Sistem pengelak banjir dengan komponen utama berupa saluran pengelak dan bendungan pengelak direncanakan sedemikian rupa, sehingga dapat mengalirkan debit banjir yang mungkin terjadi dalam periode pelaksanaan konstruksi suatu bendungan dan agar dapat dihindarkan kemungkinan terjadinya l impasan-limpasan di atas mercu bendungan pengelak yang dapat menyebabkan genangan-genangan pada daerah calon tubuh bendungan yang sedang dikerjakan.

Beberapa faktor terpenting yang akan menentukan karakteristika hydrolika suatu saluran pengelak adalah : * kemiringan dasar saluran pengelak.* ukuran saluran pengelak.* karakteristika terpenting saluran pengelak.* panjang saluran pengelak.* kekasaran dinding saluran pengelak.* karakteristika terpenting ujung udik dan ujung hilir saluran pengelak.

Kombinasi dari beberapa faktor-faktor tersebut akan sangat menentukan kapasitas saluran pengelak.

Kemiringan saluran pengelak yang berupa terowongan (terowongan pengelak) biasanya diambil untuk aliran sub-kritis ataupun untuk aliran superkritis. Pada kedua kondisi tersebut, maka posisi titik kontrol hydrolisnya biasanya tergantung dari hubungan antara bentuk daerah pemasukan aliran serta tinggi tekanan air di daerah ini dan tergantung pula pada kondisi pengaliran di ujung hilir saluran tersebut.

Selanjutnya di bawah in i akan diuraikan secara singkat mengenai kondisi hydrolika untuk aliran dengan kemiringan dasar terowongan yang menyebabkan aliran sub-kritis dan untuk aliran dengan kemiringan dasar yang curam, sebagai berikut : (1) Terowongan pengelak dengan kemiringan dasar sub-kritis

Apa hila ujung udik terowongan pengelak dalam keactaan tictak tenggelam, maka titik kontrol hydrolis aliran dengan kemiringan sub-kritis biasanya terctapat di ujung hilir terowongan tersebut. Dan apabila terjacti aliran bebas (free-flow) di ujung hi l ir terowongan, maka kectalaman kritis t imbul pacta ujung hilirnya, seperti skema konctisi aliran yang tertera pada Gbr. 4-5(a) l .

Kapasitas terowongan �l itentukan oleh kedalaman kritis yang terletak pada titik terse but.

Akan tetapi, apa bila elevasi permukaan air cti ujung hilir terowongan, lebih tinggi dari permukaan kectalaman kritis, maka permukaan air cti ujung hilir terowongan akan menentukan kapasitas aliran yang melalui terowongan (periksa Gbr. 4-5(a)2 .)

Pacta kedua konctisi tersebut, kectalaman aliran di dalam terowongan biasanya lebih tinggi dari kectalaman kritisnya, akan tetapi garis memanjang elevasi permukaan air di dalam kedua kondisi terowongan tersebut mempunyai perbectaan-perbedaan yang agak besar juga.

A pa bila ctiperhatikan bentuk garis memanjang permukaan aliran pacta kedua kondisi tersebut, maka pada kondisi pertama terjadi aliran air tertahan (back water) di ujung hilir terowongan, sedang pacta konctisi kectua, aliran. air tertahan terjacti lebih ke sebelah uctiknya.

Dalam hubungannya dengan kapasitas terowongan, maka pacta kondisi pertama kapasitas terowongan terutama akan ditentukan oleh ukuran dan bentuk penampang lintangnya, sedang pada kondisi kedua kapasitas terowongan ditentukan oleh kondisi aliran d i hilirnya dan secara pasti sukar untuk memperoleh lokasi titik kontrol hydrolis­nya yang biasanya terletak di ujung hilir terowongan.

262 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

(a) Aliru behas, ujung udik terowongan tfdak tenggelam

(b) AliraD bebas, ujung udik terowongu tenggelam.

HID ,< ' ·t=""'· ""'wo ... ·r·· x//:�;;J777 S <Sc

(4) Kemiringan landai, aliran super kritis.

Pemasukan terowongan bersudut HID < 1,2� � HID < t ,L "'iam

x;A�;ut;;�h� ] tt//7;;�� ; S < Se //? /. '/ /T/77 (I) Kemiringan landa!, �liran _s!Jbkritis, kontrol . . S < s.. . . . . hidrolis terdapat d1 UJUng h1hr, terowongan (5) Kemmngan curam, ahran super krJtJs, ht1k,

HID < 1 ,2� d tiZ!f/:7�7/J//4 S = Sc

(2) Kemiringan kritis aliran subkritis, kedalaman kritis pada ujung hilir terowongan merupakan titik kontrol hydrolis.

HID < 1 ,2

S < Se (3) Kemiringan curam, aliran super kritis,

kedalaman kritis pada ujung udik merupakan titik kontrol hydrolis.

Gbr. 4-S Hydrolika aliran dalam terowongan.

kontrol hydrolis tepat pada pemasukan

(c) Aliran tertekaD, ujung tidak tenggelam

Pemasukan bersudut tajam atau bulat. Dalam kondisi limpahan bebas.

-�rJ��������-lT _ _ Hr {!•1

Dalam kondisi limpahan bebas.

(6) Kemiringan landai, titik kontrol hydrolis terdapat di ujung hilir terowongan. Tinggi tekanan efektif adalah (H 1 -:E kehilangan)

Pemasukan bulat

(7) Kemiringan kritis, aliran super kritis dengan torbulen pulsasi, titik kontrol hydrolis bergerak di sekitar bagian udik terowongan.

Pemasukan bulat Dalam kondisi limpahan bebas.

' ,- T tH'l Dalam kondisi limpahan bebas.

(8) Kemiringan kritis, titik kontrol terletak di samping hilir terowongan (dalam kondisi limpahan bebas) Tinggi tekanan effektif (Hr-:-:E kehilangan).

4. 2 Pelaksanaan Konstruksi Bangunan-bangunan Sistem Pengelak Banjir 263

Selanjutnya apabila, permukaan air di sebelah hilir menyebabkan tenggelamnya ujung hilir terowongan, maka terowongan tersebut akan terisi oleh air, b�ik sebagian ataupun seluruh panjangnya (periksa Gbr. 4-5(c)6.).

Dalam kondisi yang demikian, mula-mula di dalam terowongan masih tetap dalam kondisi aliran sub-kritis, hingga seluruh panjangnya dipenuhi oleh air dan hubungan antara kapasitas aliran (debit) dengan elevasi permukaan air di ujung udik terowongan tersebut dapat diperoleh dengan rumus sifon.

Akhirnya apabila permukaan air d i udik bendungan meningkat, sehingga ujung udik terowongan tenggelam dan mencapai elevasi dengan perbandingan antara kedala­man air dan diameter terowongan, (H/ D) > I ,2 dan terowongan cukup pendek sehingga Ioncatan hydrolis tidak terjadi , maka titik kontrol hydrolis dengan kedalaman kritis timbul pada ujung udiknya (periksa Gbr. 4-5(b) 4). (2) Terowongan pengelak dengan kemiringan yang curam

Pada bendungan-bendungan yang berukuran sedang dan kecil sering dipergunakan terowongan pengelak miring yang curam, agar dapat melewatkan debit yang sebesar­besarnya melalui terowongan yang berdiameter yang kecil dengan tinggi tekanan yang efektif, tetapi dengan pembiayaan yang ekonomis untuk seluruh sistem pengelak banjir.

Dengan kondisi terowongan seperti yang tersebut di atas dan dalam hal ujung udiknya tidak tenggelam, maka aliran akan terkontrol oleh kedalaman kritis yang terjadi pada ujung udik tersebut (periksa Gbr. 4-5(a) 3).

Elevasi permukaan air di depan ujung udik terowongan yang semula sama dengan elevasi permukaan air di dalam waduk penampung banjir sementara di udik bendungan pengelak, dengan tiba-tiba akan turun mencapai kedalaman kritis dan aliran di dalam terowongan merupakan aliran terbuka dengan kecepatan super-kritis di seluruh panjang­nya.

Apabila, titik kontrol hydrolis masih juga terdapat di ujung udiknya, sesudah terowongan terisi air penuh atau pada kondisi dimana tinggi kedalaman air di depan terowongan telah melampaui I ,2 kali d iameter terowongan tersebut, maka kondisialiran super-kritis bebas masih mungkin dapat terjadi (periksa Gbr. 4-5(b) 5).

Selanjutnya, dengan meningkatnya elevasi permukaan air di sebelah udik bendungan pengelak, maka tinggi tekanan di depan ujung udik terowongan akan meningkat pula yang akan meningkatkan kecepatan dan menaikkan permukaan aliran di dalam terowo­ngan tersebut . Kenaikan-kenaikan permukaan dan kecepatan aliran di dalamnya dapat menimbulkan permukaan aliran· yang tidak rata atau menimbulkan suatu turbulensi di tempat-tempat tertentu pada aliran tersebut dan permukaan yang tidak rata serta loncatan-loncatan turbulensi ini kadang-kadang dapat menutup seluruh penampang terowongan yang biasanya terjadi di bagian hilirnya dan kemudian bagian hilir termasuk ujung hilirnya akan terisi penuh.

Apabila aliran di dalam terowongan telah mencapai kondisi tersebut di atas, maka udara luar tersedot oleh aliran air dengan kecepatan yang tinggi memasuki terowongan tersebut. Berhubung di dalam aliran dengan kecepatan yang tinggi terjadi tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfir, maka tekanan udara yang terdapat di bagian atas terowongan tersebut akan menyesuaikan diri dengan tekanan di dalam aliran dan menurun pula menjadi lebih rendah dari tekanan a tm< l-.fir.

Apabila bentuk daerah ujung udik terowongan t idak se�uai dengan kontraksi berkas aliran yang memasuki terowongan tersebut, maka seolah-olah air yang terdapat di sekitar ujung udik terowongan akan tersedot dan dengan segera seluruh panjang terowongan dipenuhi air.

Maka terjadilah gejala penghisapan, seperti pada prinsip kerja sifon dan dengan demikian maka kapasitas pengaliran terowongan untuk sementara meningkat secara

264 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

mendadak. Akan tetapi kenaikan kapasitas terowongan yang begitu mendadak, diikuti pula dengan penurunan permukaan air di sekitar ujung udik terowongan secara menda­dak pula dan biasanya terjadi pusaran air berbentuk kerucut (vortex) tepat di atas pemasukan terowongan.

Akibat timbulnya vortex, maka aliran air dalam kondisi sifon akan terganggu, karena akan terjadi penghisapan udara yang melalui vortex tersebut masuk ke dalam terowongan. Dengan demikian kapasitas pengaliran pada terowongan akan menurun dan aliran kembali lagi dalam kondisi bebas.

Maka terjadilah gejala pergantian kondisi pengaliran yang terus-menerus dan secara skematis kondisi aliran tersebut tertera pada Gbr. 4-5 (c) 7.

Dari uraian tersebut di atas dapat disimpulkan, bahwa kondisi aliran di dalam terowongan tidak stabil dan tidak dapat diketahui kapasitasnya secara pasti, karena terjadinya turbulensi dalam aliran tersebut yang menyebabkan pulsasi debit dalam terewongan tersebut.

Apa hila kedalaman air di sebelah udik bendungan pengelak, lebih besar dari 1 ,5 kali diameter terowongan dan dengan kedalaman tersebut penurunan permukaan air di depannya tidak dapat merubah kondisi aliran di dalamnya, sehingga senantiasa dalam kondisi aliran air di dalam pipa biasa (periksa Gbr. 4-5 (c) 8 . (3) Penggunaan rumus-rumus hydro/ika untuk perhitungan terowongan pengelak

Sebagai mana yang telah diuraikan di atas, bahwa kondisi aliran di dalam terowo­ngan pengelak selalu berubah-ubah tergantung pada berbagai faktor, yang antara lain adalah : * debit yang melintasi terowongan.* dimensi serta formasi terowongan.* elevasi permukaan air di udik dan di hilir bendungan pengelak.

Dengan demikian, hanya dengan sebuah rumus hydrolika saja, tidak mungkin dapat diperoleh dimensi terowongan yang sesuai. .

Berbagai kondisi dan karakteristika hydrolis aliran yang mungkin akan terjadi pada· terowongan pengelak, supaya dipertimbangkan dan kemudian dilakukan perhitungan­perhitungan sesuai dengan kondisi dan karakteristika hydrolika aliran yang bersang­kutan. (4) Penentuan dimensi terowongan pengelak, pada kondisi a/iron seragam (uniform flow)

Mengingat kondisi aliran serta kapasitas hydrolis pada terowongan pengelak senantiasa berubah-ubah akibat terjadinya perubahan elevasi permukaan air di udik dan di hilir bendungan pengelak, maka untuk menentukan dimensi terowongan diper­lukan pemilihan-pemilihan yang saksama agar dapat menyesuaikan dengan semua kondisi aliran yang akan mengalir di dalamnya. Karena itu pemilihan dimensi terowo­ngan pengelak yang sesuai dengan kondisi hydrolis setempat tidaklah begitu sederhana. Akan tetapi sebagai langkah permulaan penentuan diameter terowongan dapat dilakukan dengan perhitungan yang didasarkan pada tiga faktor terpenting, yaitu ; debit banjir­rencana, kemiringan dasar terowongan dan koeffisien kekasaran.

Demikianlah, jika sekiranya telah diketahui hal-hal yang berikut ini : * bentuk penampang terowongan (berbentuk ladam standard atau bulat).* kemiringan dasar terowongan (/).* koeffisien kekasaran terowongan (tergantung dari type Iapisannya).* kedataman air di udik dan di hilir bendungan pengelak.* perbandingan radius (perbandingan antara kedalaman aliran seragam, H dengan

radius terowongan, r . . . . . . biasanya harga H/r diambil antara 1 ,6 s/d 1 ,8). * debit banjir-rencana Q.M aka radius terowongan dapat dihitung dengan rum us sebagai berikut :

4. 3 Perbaikan Pondasi 265

_ ( nQ ) 3/B r - «Bl/3 . ]112 (4. 1) dimana :

«B213 : koeffisien yang didasarkan pada bentuk penampang terowongan, kedalaman aliran dalam terowongan dan perbandingan radius (Hfr)

4.3 Perbaikan Pondasi

4.3.1 Penjelasan Umum

Pondasi alas suatu bendungan berfungsi sebagai pendukung semua beban yang diteruskan oleh bendungan yang bersangkutan. Sesudah penimbunan tubuh bendungan selesai dilaksanakitn, maka perubahan-perubahan yang terjadi pada lapisan pondasi sudah tidak mungkin lagi dapat dilihat secara visuil. Demikian pula perbaikan-perbaikan yang diperlukan pada pondasi tersebut sudah tidak lagi dapat dilaksanakan secara sederhana. Mengingat hal-hal tersebut, maka sebelum penimbunan dimulai, supaya perbaikan yang diperlukan dilaksanakan secara cermat dan hati-hati, agar perbaikan pondasi (foundation treatment) tersebut dapat mencapai kwalitas yang diharapkan. Karena lapisan-lapisan bawah pondasi tidak dapat dilihat secara visuil, sedang penelitian­penelitian yang dilaksanakan hingga tahapan rencana teknis sangatlah terbatas adanya, sehingga masih banyak problema-problema teknis yang tidak diketahui secara pasti. Karena itu rencana teknis perbaikan pondasi yang sudah ada biasanya baru berupa rencana yang masih kasar.

Dengan demikian pada sa'at dilaksanakannya penggalian-penggalian pondasi serta perbaikan pada pondasi tersebut, akan terjadi perubahan-perubahan serta penyem­purnaan-penyempurnaan terhadap rencana teknis yang sudah ada, disesuaikan dengan hasil-hasii pengamatan-pengamatan selama dilaksanakannya pekerjaan-pekerjaan pada pondasi yang bersangkutan, sehingga dituntut adanya suatu fleksibilitas pada pelaksa­naan perbaikan pondasi tersebut.

Syarat-syarat terpenting yang diperlukan untuk pondasi bendungan urugan adalah kekedapan lapisan pondasi dan kekuatan gesernya, terutama untuk pondasi dasar zone kedap air bendungan tersebut. Sedangkan untuk dasar zone-zone lainnya diperlukan kekuatan geser yang memadai serta ketahanan lapisan-lapisannya terhadap gejala sufosi.

Pada hakekatnya pondasi bendungan urugan dapat dibedakan dalam 3 (tiga) type utama, yaitu pondasi batuan, pondasi pasir atau kerikil dan pondasi tanah dengan karakteristika sebagai berikut : * Pondasi batuan merupakan pondasi dengan daya dukung yang sangat baik, walaupun

kadang-kadang terdapat pelapukan-pelapukan pada lapisan atasnya. Disamping itu usaha peningkatan-peningkatan kekedapannya terhadap aliran filtrasi biasanya lebih mudah. Walaupun kadang-kadang timbul problema-problema tetapi biasanya peme­cahannya tidak terlalu sukar.

* Pondasi pasir atau kerikil, biasanya mempunyai kekuatan geser yang lebih besar dari kekuatan geser tubuh bendungan, sehingga cukup memenuhi persyaratan. Akan tetapi umumnya mempunyai permeabilitas yang cukup tinggi, sehingga diperlukan suatu pekerjaan khusus untuk meningkatkan kekedapannya dengan jangkauan­jangkauan yang kadang-kadang begitu jauh dari tubuh bendungan, baik ke arah vertikal maupun ke arah horizontal.

* Pondasi tanah. biasanya merupakan pondasi yang Iemah, baik daya dukungnya mau­pun kekuatan gesernya, yang kadang-kadang bahkan Iebih lemah dari tubuh bendu­ngan yang harus didukungnya. Dengan demikian diperlukan adanya perbaikan,

266 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

perbaikan untuk meningkatkan daya dukung dan kekuatan gesernya, agar dapat dihindarkan terjadinya hahaya longsoran dan gejala konsolidasi yang herlepihan. Tetapi pondasi jenis ini umumnya mempunyai permeahilitas yang rendah, sehingga tidak diperlukan adanya pekerjaan-pekerjaan khusus untuk meningkatkan kekeda�

pannya. Mengingat hanyaknya prohlema-prohlema yang dihadapi pada pekerjaan-pekerjaan

perhaikan pondasi, maka pada pelaksanaannya diperlukan suatu supervisi yang didu­kung oleh suatu team tenaga ahli yang kuat dari herhagai unsur (teoritis, praktis dan lahoratorium).

4.3.2 Pelaksanaan Perbaikan Pondasi

Pada hakekatnya pondasi dapat dianggap sehagai lapisan-lapisan permulaan dari timhunan tuhuh hendungan. Karena itu apa hila terdapat lapisan-lapisan yang karak­teristikanya tidak dapat memenuhi persyaratan untuk penimhunan tuhuh hendungan, maka lapisan tersehut supaya disingkirkan secara keseluruhannya, sehingga antara permukaan pondasi dan alas tuhuh hendungan terdapat kontak yang haik. Lapisan­lapisan tersehut hiasanya merupakan lapisan teratas permukaan tanah yang mengandung humus, akar tumhuh-tumhuhan serta lapisan lumpur lunak, hahan-hahan pengisi rekahan-rekahan serta luhang-luhang yang terdapat pada pondasi hatuan, dan lain-lain.

Akan tetapi apa hila volume lapisan yang harus disingkirkannya terlalu hesar, sehingga ekonomis sudah tidak memungkinkan lagi, maka perlu dilakukan pengujian­pengujian secara cermat untuk memperoleh hatas lapisan yang memang harus dising­kirkan serta untuk memperoleh metode perhaikan yang paling ekonomis untuk lapisan lemah yang masih tertinggal.

Umumnya hidang kontak antara permukaan pondasi dan alas tuhuh hendungan, merupakan daerah yang paling lemah terhadap aliran filtrasi dan melalui hidang ini hiasanya terjadi kebocoran-kebocoran yang herlehihan serta dapat timhul gejala sufosi yang sangat membahayakan kestahilan tubuh bendungan. Karena itu sangat diperlukan adanya kontak yang sempurna, antara permukaan pondasi dengan alas tuhuh bendu­ngan terutama pada alas zone kedap airnya.

Pada permukaan pondasi yang terletak di sebelah hilir zone kedap air suatu hendu­ngan ha tu kadang-kadang tergenang air, tetapi kadang-kadang kering, sehingga intensitas pelapukan pada pondasi tersebut akan meningkat. Untuk pencegahan peningkatan proses pelapukan pondasi di daerah ini biasanya' pada permukaan pOI1dasi tersehut dilindungi dengan lapisan pelindung aspal (asphalt coat).

Pekerjaan penggalian pada permukaan pondasi supaya dilaksanakan dengan hati­hati dengan metode yang paling sesuai untuk jenis lapisan pembentuk permukaan pon­dasi tersehut. Sesudah penggalian diselesaikan, maka pada seluruh permukaannya supaya diperiksa dengan sangat teliti, kalau terdapat atau terjadi hal-hal yang tidak

.. diinginkan (seperti adanya hatu-hatu hesar yang akan mengganggu trayektori aliran "" filtrasi, adanya penggalian-penggalian yang terlalu dalam sehingga merusak struktur .e lapisan, adanya lubang-lubang, patahan-patahan serta rekahan-rekahan, dan lain-lain).

(1) Ponda�i untuk zone kedap air Penggalian pondasi untuk zone kedap air supaya dilaksanakan hingga mencapai

lapisan dengan kekuatan dan kekedapan yang memadai dan permukaan pondasi dibuat sedemikian rupa sehingga dasar zone kedap air dapat melekat secara sempurna dengan permukaan pondasi tersebut. Apa bila pondasi tersebut terdiri dari Japisan hatuan yang kukuh, maka harus dilaksanakan penggalian-penggalian lapisan sedimen dan lapisan batuan yang sangat lapuk, hingga mencapai batuan yang cukup memadai untuk alas

4. 3 Perbaikan Pondasi 267

zone kedap air terse but. Dinding samping lubang galian supaya diambil dengan kemiri­ngan tertentu, disesuaikan dengan kemiringan yang stabil untuk lapisan sedimen yang bersangkutan. Terutama pada penggalian lapisan sedimen yang tebal, dimana air sungai meresap ke dalam lapisan tersebut dan kemudian mengalir memasuki parit galian secara berlimpah-limpah, maka diperlukan pemasangan suatu sistem pencegahannya. Sistem pencegah ini J:>iasanya bekerja dengan prinsip menurunkan permukaan air tanah di daerah penggalian pondasi. Dalam merencanakan sistem ini supaya dihindarkan ter­jadinya longsoran-longsoran pada dinding samping galian yang mungkin dapat diaki-batkan oleh gradien garis depresi yang terlalu besar. .

Pada lapisan batuan yang cukup keras, yang penggaliannya harus dengan ledakan, supaya penggunaan ledakan tersebut sudah dihentikan sebelum mencapai bidang terakhir dinding galian. Sedang untuk mencapai bidang terakhir tersebut, supaya dilak­sanakan dengan tenaga manusia. Dengan demikian kerusakan-kerusakan serta kehan­curan-kehancuran struktur batuan pada permukaan terakhir dinding galian pondasi tersebut dapat dihindarkan. Agar antara alas zone kedap air dengan permukaan pondasi batuan yang terletak di bagian tebing sungai terjadi perlekatan-perlekatan yang baik, maka permukaan pondasi pada daerah tersc;but supaya dibuat dengan permukaan yang halus dan dengan kemiringan yang hampir seragam.

Apabila ·pondasi terdiri dari batuan lunak, pasir atau kerikil, maka kemiringan­

kemiringan pa:da tebing sungai supaya dibuat selandai mungkin dengan menggunakan mesin penggali yang ringan. Sedangkan apa bila pondasi terdiri dari batuan yang mudah lapuk oleh pengaruh-pengaruh udara, maka penggalian-penggalian supaya dihentikan sementara setelah hampir mencapai akhir dinding galian dan lapisan terakhir tersebut baru boleh disingkap apa bila penimbunan-penimbunan zone kedap air akan segera dimulai di tempat tersebut atau pada sa'at permukaan pondasi tersebut segera akan ditutup dengan lapisan cairan aspal semprot sebagai pelindung. Selanjutnya pada permukaan pondasi yang terletak di kedua,tebing sungai biasanya diberi perekat lempung yang tipis sebagai timbunan lapisan pertama dan dipadatkan dengan mesin giling datar (flat roller) atau dengan setamper (tamper). Pada tahap-tahap permulaan, pemadatan dengan mesin giling tumbuk seperti mesin giling tapak biri-biri (sheep foot roller) tidak diperkenankan sama sekali, karena akan menggaruk lapisan pelindung serta akan menggilas pinggir-pinggir timbunan yang dapat mengakibatkan kerusakan-kerusakan pada permukaan pondasi.

Walaupun tidak ada keharusan untuk meratakan permukaan bidang kontak antara permukaan pondasi dengan alas zone kedap air, tetapi tonjolan-tonjolan pada permu­kaan pondasi yang diperkirakan akan mengganggu kesempurnaan perlekatannya supaya disingkirkan. Apa bila sepanjang parit galian pondasi untuk alas zone kedap air dibuat­kan penampang memanjangnya, maka diusahakan agar penampang tersebut merupakan garis lengkung yang baik dan landai. Hal tersebut dibutuhkan agar setelah penimbunan selesai, perbedaan-perbedaan tinggi penurunan pondasi tidak terlalu besar. Walaupun terdapat tonjolan-tonjolan atau cekungan-cekungan kadang-kadang tampaknya cukup landai, sedapat mungkin tonjolan-tonjolan atau cekungan-cekungan tersebut supaya diratakan mendekati garis lengkung penampang galian pondasi (periksa Gbr. 4-6). Akan tetapi apa bila cekungan-cekungan tersebut berbentuk lubang-lubang yang sempit tetapi agak dalam dan penggaliannya akan mengalami kesukaran-kesukaran, maka lubang-lubang tersebut dapat juga ditutup dengan adukan beton sesudah dibersihkan dengan cermat. (2) Pondasi untuk zone-zone lainnya

Pada pondasi untuk zone-zone lainnya biasanya tidak disyaratkan agar mempunyai kekedapan tertentu, akan tetapi kada:ng-kadang dilakukan pula perbaikan pada lapisan

268

•

Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

/ '

f,. · Batas penggalian

Perbaikan dengan pengisian adukan beton.

Gbr. 4-6 Methode perbaikan tebing sungai pada pondasi bendungan.

atas pondasi tersebut, supaya mempunyai daya dukung dan kekuatan.geser yang mema­dai untuk menampung semua beban yang diperoleh dari tubuh bendungan. Dengan demikian tidak pula diharuskan agar penggalian pondasinya mencapai batuan yang kukuh.

Akan tetapi terhadap problema-problema yang berhubungan dengan penurunan­penurunan dan longsoran-longsoran pada pondasi perlu mendapat perhatian dan dengan demikian lapisan-lapisan yang lemah yang kadang-kadang mengandung zat-zat organis supaya disingkap dan disingkirkan. (seperti : lapisan teratas permukaan tanah, lapisan­lapisan tanah, pasir atau kerikil yang longgar, lapisan lumpur, dan lain-lain).

4.3.3 Mengatasi Mata Air Dan Aliran Air Hujan

{1) Mmgatasi mala air dan a/iron air hujan pada par it ga/ian pondasi untuk alas zone kcdap air

Mata air yang terdapat pada galian parit pondasi untuk alas zone kedap air supaya ditutup sama sekali atau dengan metode-metode tertentu mata air tersebut d ialihkan pada tempat-tempat lain yang tidak membahayakan stabilitas bendungan. Dengan demikian pelaksanaan penimbunan pada zone kedap air supaya dilaksanakan pada sa'at parit galian pondasi dalam keadaan kering.

Pada sa'at dilaksanakan penggalian-penggalian pada parit pondasi alas zone kedap air, biasanya bermunculan mata-air-mata-air, terutama pada penggalian lapisan sedimen yang tebal, dimana air dari udik bendungan pengelak meresap ke dalam pondasinya, mengalir melalui lapisan sedimen tersebut ke hilir dan muncul pada dinding parit galian pondasi bendungan yang sedang dipersiapkan. Dalam kondisi yang demikian, biasanya dengan jarak tertentu di sebelah udik parit galian pondasi dibuat beberapa sumur yang cukup dalam dan dari sumur-sumur tersebut air tanah yang akan mengalir ke dalam parit galian tersebut ditahan dan dialirkan keluar dengan pompa yang berkapasitas cukup besar. (di dalam parit galian, tidak diperkenankan penggunaan pompa yang berkapasitas besar).

Akan tetapi apa bila kapasitas air rembesan yang memasuki parit galian tersebut terlalu besar, sehingga penggunaan sistem sumuran tersebut tidak memungkinkan, maka digunakan metode penurunan permukaan air tanah dengan sistem sumur tancap (well­point-system).

4 . .3 Perbaikan Pondasi 269

Selain itu untuk mengurangi kapasitas rembesan air yang dapat menyukarkan peng­galian parit pondasi tersebut, kadang-kadang pada bendungan pengelak dibuat juga sistem pencegah rembesan (periksa Gbr. 4-7).

Adukan semen-pasir

Papan

Tiang pan­cang baja

4. A!iran air hujan

Catatan:

' Saluran pembuang air hujan

Apa bila elevasi penimbunan telah mencapai saluran pembuang tersebut, maka saluran tersebut dipindahkan lebih ke atas lagi.

Gbr. 4-7 Methode penyalural) air hujan pada parit untuk dasar zone kedap air di daerah kedua tebing sungai.

Selain itu air permukaanpun, baik yang berasal dari air hujan, maupun yang berasal dari air yang keluar dari lubang-lubang bor tidak diperkenankan mengalir ke dalam parit galian pondasi zone kedap air. Untuk maksud tersebut, maka sistem drainage supaya dipasang di sebelah udik daerah penimbunan zone kedap air tersebut, sedang air yang mungkin mengalir masuk dari kedua tepi parit supaya ditahan dengan penang­gulan-penanggulan dan dialirkan menjauhi parit tersebut.

Selanjutnya mengenai aliran mata air yang muncul pada permukaan dasar parit galian pondasi biasanya dihentikan dengan sementasi dan permukaannya diratakan dengan adukan beton. Bahan sementasi bi�a adalah adukan semen, atau adukan semen-pasir halus. Akan tetapi proses pengerasan adukan semen umumnya lambat, sehingga untuk mata air yang banyak dan deras alirannya, akan lebih efektif apa bila dipergunakan bahan kimia yang cepat mengeras.

Selain itu penutupan· mata air dapat dilakukan dengan cara memindahkan mata air keluar dari daerah parit pondasi dengan pipa penyadap yang dimasukkan menyam­ping ke dalam tanah hingga mencapai jalur-jalur aliran mata air tersebut dan lubang bekas keluarnya mata-air tersebut ditutup dengan adukan semen. Selanjutnya apabila penimbunan-penimbunan pada parit tersebut telah dilaksanakan hingga, mencapai ketebalan tertentu, maka melalui pipa penyadap tersebut diinjeksikan semen adukan guna menutup sama sekali mata air yang bersangkutan.

Metode penutupan mata air biasanya disesuaikan dengan kapasitasnya dan dengan pelaksanaan sebagai berikut :

(a) Pada mata air yang kecil Untuk menutup mata air yang kecil dapat dilakukan dengan mengurung mata

air terse but memakai sebuah silinder berdiameter (30 s/d 50) cm dan air yang mengisi silinder tersebut dialirkan keluar dengan pompa hisap yang kecil pula (jadi tidak diperkenankan pemakaian pompa yang kapasitasnya terlalu besar).

Selanjutnya permukaan alas pondasi zone kedap air tersebut supaya dikeringkan dan dengan demikian penimbunan sudah dapat dimulai.

Setelah penimbunan mencapai ketebalan 40 s/d 50 cm, maka air yang terdapat di dalam silinder dikeluarkan sampai kering dan silinder dapat diangkat kcluar, sedang lubang bekas silinder tersebi.lt supaya segera diisi dengan bahan timbunan dan dipadatkan lapis demi lapis, disesuaikan dengan kepadatan timbunan di sekeli­lingnya. (periksa Gbr. 4-8).

270 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Silinder dipasang dan sekelilingnya dipadatkan

(b) Pada mata air yang agak besar

Gbr. 4-8 Pelaksanaan penimbunan pada mata air yang berkapasi­tas kecil.

Prosedurnya hampir sama dengan point (a) tersebut di atas, akan tetapi setelah pekerjaan penimbunan mencapai ketebalan 40 s/d 50 meter, maka dalam silinder diletakkan sebuah pipa (t/J 2-3 cm) berdiri vertikal, kemudian silinder diisi kerikil atau batu pecahan berbutir kecil setebal 40 cm dan selanjutnya air yang terdapat di dalam silinder dipompa keluar melalui pipa tersebut. Kemudian di dalam silinder tersebut diletakkan pipa kedua berdiri vertikal pula dan tinggi isian dalam silinder ditambah ± 10 cm lagi disesuaikan dengan progress penimbunan zone kedap air tersebut.

Selanjutnya air di dalam silinder dipompa keluar semuanya dan silinder tersebut kemudian ditarik keluar. Dan penimbunan dilanjutkan termasuk di atas timbunan kerikil yang sebelumnya diisikan ke dalam silinder, hingga mencapai ketebalan tertentu, disesuaikan dengan kapasitas mata air yang bersangkutan. Sementara itu air yang terdapat di dalam silinder dipompa keluar melalui pipa pertama. Setelah penimbunan- mencapai ketebalan 4 sfd 5 meter maka selang penghisap pompa yang dipasang pada pipa pertama dilebarkan dan diganti dengan selang alat injeksi yang akan dipergunakan untuk memompakan bahan sementasi ke dalam ruangan yang terisi kerikil tersebut. Injeksi dilakukan dengan tekanan yang sangat rendah, tetapi dengan bahan sementasi yang kental.

Pipa kedua merupakan pipa ventilasi yang berfungsi sebagai penyalur udara keluar dari ruangan yang disementasi dan pelaksanaan sementasi supaya dihentikan sesudah terlihat bubur sementasi keluar dari pipa kedua.

Tekanan pada alat injeksi sebaiknya tidak melebihi 80 % dari tekanan yang ditampung pada permukaan pondasi yang bersangkutan dengan kepekatan adukan semen I : I s/d 0,5 : 1 (perbandingan antara volume air dan semen) (periksa Gbr. 4-9).

Pipa injeksi adukan semen-pasir Pipa udara \ I

Kerikil halus dimasukkan ke dalam silinder dan dipadatkan

(a) (b)

Gbr. 4-9 Pelaksanaan penimbunan pada mata air yang berkapasitas besar.

(2) Mengatasi mala air pada permukaan pondasi untuk alas zone-zone lainnya Mata air yang mucul pada permukaan pondasi untuk alas zone-zone lainnya dapat

diatasi dengan pembuatan suatu sistem drainage pembuangan atau dengan mengalirkan keluar dari daerah permukaan pondasi tersebut.

Batu pecahan atau kerikil dapat dipergunakan sebagai bahan untuk pembuatan sistem drainage tersebut. Akan tetapi apa bila kapasitas mata airnya cukup besar, biasa-

4. 3 Perbaikan Pondasi 271

nya sistem drainage tersebut dibuat dengan menggunakan pipa yang dindingnya ber­lubang-lubang (pipa dinding berlubang) dengan kwalitas yang cukup memadai baik kekuatannya (terutama terhadap gaya-gaya seismis) maupun ketahanannya terhadap pengaruh-pengaruh kimia yang terdapat di sekelilingnya (tahan karat).

Seluruh saluran drainage supaya dibalut oleh suatu lapisan filter yang stabil terdiri dari bahan pasir yang keras dengan gradasi yang memadai dan dengan ketebalan yang memadai pula, sehingga tidak dikhawatirkan terjadinya sufosi, sepanjang masa exploitasi dari bendungan yang bersangkutan .

4.3.4 Penutupan Kembali Lubang-lubang Pengujian Dan Lubang-lubang Bor

Lubang-lubang pengujian dan lubang bor yang pernah dibuat pada sa'at dilaksana­kannya penelitian-penelitian geologi dan mekanika tanah yang terletak di daerah alas tubuh bendungan supaya ditutup kembali disesuaikan dengan lokasi dan kondisi­kondisi masing-masing dan disesuaikan dengan persyaratan-persyaratan yang diperlukan permukaan pondasi tubuh bendungan yang bersangkutan. {1) Penutupan lubang-lubang pengujian dan lubang-lubang bor

(a) Penutupan lubang-lubang pengujian dan lubang-lubang bor yang terdapat di dalam parit pondasi alas zone kedap air. Lubang-lubang pengujian maupun lubang-lubang pengeboran baik yang terdapat di dalam parit pondasi alas zone kedap air maupun yang terdapat tidak jauh dari parit tersebut, akan mengakibatkan kebocoran waduk yang sangat membahayakan. Disamping itu di saat-saat pelaksanaan injeksi-injeksi sementasi, kemungkinan dapat terjadi kebocoran-kebocoran bubur sementasi yang keluar melalui lubang-lubang pengecoran. Karena itu semua lubang-lubang pengujian maupun lubang-lubang pengeboran di daerah ini supaya diisi kembali dengan adukan semen.

(b) Penutupan lu,bang-lubang pengujian dan lubang-lubang bor yang lokasinya berjauhan dengan parit galian pondasi alas zone kedap air. Lubang-lubang pengujian yang lokasinya berjauhan dengan parit galian pondasi supaya diisi kembali dengan b·ahan kerikil atau batu sedalam 10 meter dari bibir lubang,agar tidak terjadi penurunan-penurunan yang membahayakan tubuh ben­dungan. Dinding lubang-lubang pengujian (lateral-holes), harus diperkuat, supaya tidak terjadi keruntuhan-keruntuhan yang membahayakan.

Sedang pada lubang-lubang bor tidak perlu diisi kembali, cukup dibiarkan begitu saja.

(c) Pengisian kembali lubang-lubang pengujian dengan bahan-bahan batu, supaya diperhatikan agar timbunan teratas bahan batu bersentuhan dengan dinding lubang untuk ini supaya pengisian teratasnya dilakukan dengan tenaga manusia, agar kepadatannya meyakinkan. Apabila kondisi dan lubang tersebut begitu lemah sehingga membutuhkan pengisian kembali dengan beton, maka pada lubang yang telah terisi batu tersebut dapat diinjeksi dengan adukan semen­pasir (mortar) atau dengan pengecoran-pengecoran secara langsung.

(d) Metode injeksi adukan semen-pasir. Mula-mula lubang pengujian tersebut dibagi dua memanjang dengan dinding vertikal setebal 30 cm. Di atas dinding vertikal tersebut diletakkan sebuah pipa yang berfungsi :..ebagai ventilasi, sedang di kedua bagian lubang dipasang masing-masing sebuah pipa yang kelak akan berfungsi sebagai pipa injeksi. Untuk ketiga pipa tersebut dapat digunakan pipa gas yang berdiameter 3 cm. Skema penempatan pipa-pipa tersebut dapat diperiksa pada Gbr. 4-10. Pada kedua pipa injeksi tersebut dibuat lubang-lubang dengan jarak interval 3 m. Sedang pada pipa ventilasi

m Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Pengisian kembali dengan injeksi adukan semen-pasir.

Tembok beton �Y Pipa ventilasi

Pipa injeksi ' " ' ·.

Pengisian kembali dengan injeksi adukan semen-pasir.

Gbr. 4-10 Penutupan kembali terowongan pengujian.

dibuatkan lubang-lubang tepat di bawah loteng lubang pengujian yang cekung ke atas dan ujung pipa tersebut dibengkokkan setinggi-tingginya ke atas. Pelak­sanaan injeksi dimulai dari pipa yang letaknya pada elevasi terbawah dan apabila sudah kelihatan adanya aliran adukan semen-pasir keluar dari pipa injeksi kedua, maka injeksi supaya dipindahkan pada pipa tersebut. Selanjutnya apa­bila pada pelaksanaan injeksi tersebut, sudah kelihatan adanya aliran adukan semen-pasir yang keluar dari pipa ventilasi maka injeksi pada pipa kedua ini­pun harus dihentikan, dan akhirnya injeksi dilakukan melalui pipa ventilasi. Tekanan pompa pada pipa ventilasi harus dikurangi dan injeksi d ilaksanakan dengan tempo yang Iambat dan dengan tekanan yang konstan. Akan tetapi pada akhir injeksi, biasanya tekanan pompa akan naik dengan sendirinya dan injeksi supaya dihentikan setelah tekanan pada pompa menunjukkan angka (2 s/d 3) kg/cm2•

Komposisi adukan semen-pasir sebagai batas maximum biasanya diam­bilkan sebagai berikut : * Perbandingan volume antara semenjpasir biasanya diambil 3 : 2.* Perbandingan volume air/semen biasanya diambil 7: 10.

Tergantung dari kondisi setempat, maka perbandingan volume semen/pasir dapat diambil lebih rendah dari angka 3 : 2.

(2) Pengisian lubang-/ubang bor Semua lubang-lubang bor yang terletak di daerah parit galian pondasi alas zone

kedap air supaya diisi kembali dengan menginjeksikan bubur sementasi melalui masing­masing lubang bor tersebut. Terutama pada lubang-lubang bor yang mengalirkan air-air artetis, supaya diisi kembali secara cermat, sehingga air tidak lagi mengalir keluar dari lubang bor yang bersangkutan.

Akan tetapi untuk lubang-lubang bor yang lokasinya di luar daerah tersebut, maka • tidak diperlukan pengisian kembali dan cukup dibiarkan begitu saja, kecuali pada

lubang-lubang bor yang mengalirkan air artetis. Selain itu, apabila sesudah waduk diisi, diperkirakan akan ada lubang bor yang mengalirkan air rembesan dari waduk, maka lubang bor semacam ini supaya diisi kembali dengan cara sebagaimana diuraikan di atas.

4.3.5 Perbaikan Pada Patahan

Adanya zone-zone patahan atau zone-zone hancuran pada pondasi batuan sangatlah membahayakan kestabilan tubuh bendungan, karena akan menyebabkan terjadinya

4. 3 Perbaikan Pondasi 273

penurunan-penurunan yang tidak rata pada dasar tubuh bendungan serta terjadinya gejala sufosi. Pada zone-zone patahan serta zone-zone hancuran dengan celah yang sempit dan dangkal, biasanya dapat diatasi dengan metode sementasi. Akan tetapi apabila lebar celah-celah patahan-patahan serta hancuran-hancuran, melebihi 50 cm dan cukup dalam serta telah mengalarrii pelapukan-pelapukan yang cukup parah dan telah terisi oleh bahan-bahan pengisi, (lempung, batu kapur, batu garam dan mineral-miner�! lainnya), maka diperlukan metode-metode perbaikan yang khusus disesuaikan dengan karakteristika zone-zone patahan dan zone-zone hancuran tersebut.

Karakteristika patahan & hancuran terpenting yang akan menentukan metode perbaikannya adalah lokasi serta arahnya, lebar serta kedalamannya, bahan-bahan pengisi serta tingkat pelapukannya dan tingkat keaktifannya.

Salah satu yang paling berbahaya adalah patahan yang arahnya melintang memo­tong tubuh bendungan dengan jangkauan dari ujungudik s/d ujung hilir tubuh bendungan tersebut. Untuk patahan dengan karakteristika yang demikian, maka metode perbaikan­nya adalah dengan penggalian sampai kedalaman tertentu untuk menyingkirkan bagian yang sudah lapuk pad a dinding patahan yang terletak tepat di bawah par it galian pondasi alas zone kedap air. Setelah dibersihkan, maka pada tempat yang sudah digali, diisi kembali dengan adukan beton, sehingga seolah-olah menyerupai baji beton (concrete cap).

Panjang baji beton tersebut disesuaikan dengan lebar parit galian pondai alas zone kedap air, sedemikian rupa sehingga dapat berfungsi sama dengan bagian alas lainnya dan antara permukaan baji beton dengan dasar zone kedap air terdapat kontak dan perlekatan yang sempurna, seperti pada permukaan pondasi lainnya.

Kedalaman baji beton tersebut biasanya ditentukan berdasarkan standard, dimana kedalaman baji beton (d) sekurang-kurangnya 1 ,5 kali dari lebar celah bawah galian pada patahan (b), (periksa Gbr. 4-1 1).

Gbr. 4-11 Metode perbaikan dan perkuatan patahan pada pondasi alas zone kedap air.

Sedang U.S.B.R. menentukan ukuran standard baji beton tersebut berdasarkan rum us sebagai berikut : Untuk

dan Untuk

dimana :

H < 46 m, maka d = 0,006 b + 1 ,5

H > 46 m, maka d = 0,276 b + 1 , 5

H: tinggi bendungan (m) b : lebar bagian yang lemah (m) d: kedalaman penggalian (m)

(4.2)

274 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Selain faktor tersebut di atas, pada hakekatnya masih banyak faktor-faktor lainnya yang berpengaruh terhadap fungsi baji beton tersebut, sehingga dimensi baji tidaklah cukup hanya ditentukan dengan rumus (4.2) yang begitu sederhana.

Selain itu, sebagaimana yang telah banyak diuraikan terdahulu, kecepatan aliFan filtrasi dapat dibatasi dengan memperpanjang trayektorinya dan karenanya suatu tirai kedap air yang dalam sangat membantu menghindarkan terjadinya sufosi pada lapisan terbawah zone kedap air.

Untuk menentukan kedalaman tirai kedap air, dapat digunakan rumus sebagai berikut :

dimana :

H d = 2b + 10

d: kedalaman tirai kedap air (m) b : le bar bagian yang lemah (m)

H : kedalaman air maximum di dalam waduk (m)

(4.3)

Akan tetapi penentuan tirai kedap air seperti yang diuraikan di atas, merupakan perkiraan yang kasar, sehingga hanya dengan rum us tersebut tidaklah dapat ditetapkan secara pasti.

Masih diperlukan pertimbangan-pertimbangan yang didasarkan pada kondisi patahan yang sebenarnya, terutama mengenai arahnya, kemiringannya dan jenis batuan dimana patahan tersebut berada.

Biasanya tirai kedap air pada patahan dibuat dengan menggali patahan dengan ukuran tertentu yang berbentuk baji beton kedap air yang tipis, yang kemudian diper­kuat dengan sementasi di sekitar baji tersebut. Untuk mencegah terjadinya sufosi pada bagian udik dasar zone kedap air, maka di atas alas pondasi sepanjang patahan dibeton, sehingga dapat berfungsi sebagai alas zone tersebut (periksa Gbr. 4--12).

4.3.6 Sementasi

Dinding pencegah rembesan

Gbr. 4-12 Contob konstruksi dinding pencegab rembesan air. pada pondasi zone kedap.

Pada hakekatnya perbaikan pondasi diperlukan untuk semua type bendungan ter­masuk bendungan beton dengan metode pelaksanaan sementasi yang hampir tidak berbeda pada semua type bendungan tersebut.

Pekerjaan sementasi umumnya dilaksanakan dengan urutan sebagai berikut : I . Pembuatan lubang sementa.>i dengan pengeboran sampai dengan kedalaman

tertentu. 2. Butiran-butiran halus yang melekat pad a dinding lubang bor dihilangkan dengan

pencucian. 3 . Pengujian-pengujian pemompaan air k e dalam setiap lapisan pada lubang bor

(pengujian ini diperlukan untuk mengetahui karakteristika pelaksanaan semen­tasi. dan untuk menentukan kepekatan dari bubur sementasi yang akan diinjeksi-

4. 3 Perbaikan Pondasi 275

kan, dan tekanan-tekanan air yang di berikan pada pengujjan-pengujian pemompaan supaya mencapai 1 ,5 kali tekanan air yang kelak akan terjadi setelah waduk diisi).

4. Pelaksanaan injeksi (penginjeksian).Pada bendungan beton, injeksi dilaksanakan di atas permukaan yang telah

dilapisi dengan beton atau melalui gang injeksi sesudah pengecoran dilaksana­kan hii1gga mencapai ketinggian tertentu. Akan tetapi pada bendungan urugan, pelaksanaan injeksi langsung dikerjakan di atas permukaan pondasi alas zone kedap air, sebelum pelaksanaan penimbunan zone kedap air tersebut, kecuali pada beberapa kondisi tertentu. Dengan demikian kebocoran-kobocoran bubur sementasi lebih mudah terjadi pada bendungan urugan dari pada bendungan beton dan diperlukan adanya usaha-usaha pencegahannya, agar tidak terjadi kebocoran-kebocoran yang berlebihan.

(1) Pengeboran Pengeboran sebaiknya dilakukan dengan me!>in bor putar yang dilengkapi dengan

mata bor intan. Penggunaan mesin bor tumbuk sebaiknya dihindari, karena akan meng­hasilkan retakan-retakan pada dinding lubang bor yang bersailgkutan.

Pada saat dilaksanakan pengeboran, supaya dilakukan pula pengamatan pada elevasi permukaan air tanah dan pada intensitas kehilangan air. Apabila pada saat pengeboran mencapai kedalaman tertentu, terjadi kehilangan-kehilangan air sirkulasi dengan i ntensitas yang tinggi, maka pengeboran supaya dihentikan dan dilakukan pengujian-pengujian sementasi pada kedalaman tersebut. Air sirkulasi yang digunakan dalam pengeboran terse but supaya bebas dari lempung dan penggunaan minyak pelumas pada batang bor supaya dihindari pula.

Pada kondisi-kondisi tertentu, kadang-kadang diperlukan pembersihan, lumpur yang melekat pada dinding lubang bor, agar tidak terjadi penyumbatan-penyumbatan pada pori-pori dinding tersebut, yang akan membantu kelancaran penetrasi bubur sementasi ke dalam lapisan tanah. (2) Pengujian permeabilitas,

Sesudah pengeboran selesai dikerjakan, selanjutnya dilakukan pengujian permeabili­tas, dengan maksud agar dapat diperkirakan persyaratan-persyaratan serta volume bubur sementasi untuk masing-masing lubang bor tersebut. Selain itu pemompaan-pemompaan air pada pengujian tersebut akan dapat mencuci dinding serta membersihkan lumpur­lumpur yang terdapat pada pori-pori dinding lubang bor dan akan memberikan kelem­baban-kelembaban pada dinding tersebut yang akan memudahkan pelaksanaan pemom­paan bubur sementasi memasuki pori-pori dinding lubang bor tersebut. Tekanan yang diberikan pada pompa biasanya sekitar 1 , 5 kali tekanan air pada lubang tersebut sesudah waduk terisi penuh. Pemompaan dilakukan terus-menerus selama 10 s/d 1 5 menit.

Apabila dengan tekanan pompa sebesar 10 kg/cm2 , volume air yang diinjeksikan ke dalam lubang bor kurang dari 1 ,0 lt/menitfmeter (atau ± I X 10-� cm/dt yang disebut I Lugion), maka sementasi pada lubang tersebut tidak diperlukan. (3) Tekanan pada pelaksanaan sementasi dan kepekatan bubur sementasi

(a) Pelaksanaan sementasi pada batuan yang keras Batuan yang keras biasanya mampu menerima tekanan injeksi yang 10 kali

lebih besar dari tekanan yang disebabkan oleh berat batuan. Antara tekanan injeksi dengan volume bubur sementasi yang dapat memasuki pori-pori dinding lubang bor mempunyai hubungan seperti yang tertera pada Gbr. 4-13.

Apabila tekanan injeksi dinaikkan dan mencapai suatu angka tertentu, yang mengakibatkan volume injeksi meningkat secara mendadak, maka tekanan tersebut merupakan tekanan tertinggi untuk pelaksanaan sementasi pada lubang bor yang

276 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

-� � E Tekanan yang dapat merusaka s struktur batuan

.., j ;j "' - - - - - - -

c: "' -- --"' S' � 0 1-o t:l.

Volume bubur sementasiyang diinjeksikan

Gbr. 4-13

bersangkutan, karena apabila tekanan tersebut masih terus ditingkatkan, maka akan terjadi retakan yang semakin intensif pada lapisan batuan tersebut. (b) Kepekatan bubur sementasi

Biasanya kepekatan bubur sementasi berkisar antara I : IO s/d I : I (perbandi­ngan volume antara air dengan semen). Kepekatan bubur sementasi yang digunakan biasanya disesuaikan dengan tingkat retakan-retakan yang terdapat di dalam batuan pondasi yang memerlukan sementasi. Sebagai pegangan yang kasar, dapat dipergu­nakan kepekatan sebagai berikut : * Pada batuan dengan retakan halus-halus digunakan kepekatan antara I : IO s/d

I : 8. * Pada batuan dengan retakan sedang digunakan kepekatan antara 1 : 5 s/d 1 : 2.* Pada batuan dengan retakan-retakan yang lebar-lebar serta terdapat jalur-jalur

kosong (semacam gua-gua ukuran kecil) digunakan kepekatan antara 1 : 1 s/d1 : 0,5.

Biasanya injeksi dimulai dengan kepekatan antara 1 : 3 s/d 1 : 5 dan apabila dengan kepekatan tersebut pelaksanaannya akan mengalami kesulitan, maka kepekatan bubur sementasi diturunkan. Akan tetapi apabila dengan kepekatan permulaan tersebut, tekanan pada pompa injeksi tidak dapat naik, maka kepekatan bubur sementasi tersebut dinaikkan. (c) Mengatasi kapasitas sementasi yang terlalu tinggi

Apabila tekanan pada pompa injeksi tidak juga meningkat, walaupun telah menggunakan bubur sementasi dengan kepekatan yang paling tinggi dan kapasitas injeksi telah mencapai labih dari 200 kg/m, maka pelaksanaan sementasi pada lubang bor yang bersangkutan supaya dihentikan sementara, untuk memberikan kesem­patan terjadinya pengerasan bubur sementasi yang telah diinjeksikan tersebut. Kemudian. pelaksanaan sementasi dilanjutkan lagi dengan pembuatan lubang bor baru di dekatnya dan prosedur pelaksanaan diulangi lagi seperti semula. (d) Berakhirnya pelaksanaan sementasi

Kapasitas injeksi sebesar 28 1iter setiap 5 menit supaya senantiasa dipertahankan dalam keadaan konstan di bawah tekanan pompa sebesar 75 % dari tekanan akhir yang makin lama makin meningkat hingga mencapai 100 % tekanan akhir terse but. Apabila pada tekanan final, kapasitas injeksi sudah tidak dapat mencapai 28 liter setiap 5 menit, maka pelaksanaan sementasi sudah dapat diakhiri. (e) Penghentian sementara pelaksanaan injeksi

Kadang-kadang waktu pelaksanaan injeksi begitu lama, sehingga diperlukan adanya penghentian-penghentian di tengah-tengah pelaksanaan injeksi tersebut. Untuk mencegah agar tidak terjadi penyumbatan-penyumbatan pori-pori pada dinding lubang bor yang belum selesai, sebelum dihentikan supaya dipompakan air ke dalam lubang injeksi dengan kapasitas antara 140 s/d 250 liter..

4. 3 Perbaikan Pondasi 277

(f) Mengatasi kapasitas injeksi yang terlalu rendah Pada hakekatnya antara kapasitas air yang diinjeksikan lebih dahulu di dalam

lubang bor dan kapasitas bubur sementasi yang diinjeksikan ke dalam lubang bor yang sama, tidaklah selalu dalam perbandingan yang proporsionil. Kadang-kadang penginjeksian air pada suatu batuan begitu mudah dengan kapasitas yang cukup besar, tetapi mungkin bubur sementasi sangat sukar diinjeksikan dengan kapasitas yang sangat rendah. Dalam hal demikian, pembubuhan ben to nit se ban yak 5 % dari volume semen, biasanya dapat membantu meningkatkan kapasitas injeksi bubur sementasi tersebut.

(4) Mengatasi problema kebocoran pada pe/aksanaan injeksi Apabila pada pelaksanaan injeksi, terjadi kebocoran-kebocoran dengan keluarnya

bubur injeksi ke atas permukaan tanah, (periksa Gbr. 4-14) maka kebocoran-kebocoran terse but dapat diatasi dengan salah sa tu metode yang tertera di bawah ini :

I . Pembetonan d i atas permukaan tanah d i sekitar lubang bor. 2. Penyumbatan-penyumbatan, umpamanya dengan baji-baj i kayu yang dibalut

goni tua. 3 . Penutupan permukaan tanah sekitar lubang bor dengan lapisan gunite setebal

1 8 cm atau dengan adukan semen-pasir. 4. Peningkatan kepekatan bubur sementasi dan apabila pada saat berlangsungnya

injeksi masih juga terlihat adanya bubur sementasi yang mengalir keluar, maka pelaksanaan injeksi untuk sementara dihentikan, menunggu hingga terjadi pengerasan.

5. Melaksanakan sementasi setelah penimbunan Zone kedap air hingga mencapai ketebalan 1 ,5 s/d 6 meter dan sementasi dikerjakan dari atas permukaan timbu-nan tersebut.

Gbr. 4-14

(a) (b)

(5) Metode sementasi yang dilaksanakan di atas timbunan tubuh bendungan

Permuka<�npondasi

Walaupun dewasa ini penggunaan metode sementasi yang dilaksanakan di atas timbunan tubuh bendungan masih sangat luas, akan tetapi dengan adanya berbagai kelemahan-kelemahan yang sangat negatif serta dengan semakin berkembangnya metode-metode lainnya, maka penggunaan metode tersebut sudah banyak ditinggalkan (periksa Tabel 4--1). (6) Pelaksanaan sementasi pada tebing sungai yang mudah longsor

Pada tebing yang mudah longsor, biasanya sementasinya dapat dikerjakan lebih dahulu sebelum dilaksanakannya penggalian-penggalian parit pondasi alas zone kedap air suatu bendungan. (7) Teknik pelaksanaan sementasi

(a) Sementasi tunggal (single stage grouting) Pertama-tama dilakukan pembuatan lubang bor hingga mencapa1 seluruh

278 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Tabel 4-1. Kemungkinan peJaksanaan sementasi dari atas pennukaan timbunan.

Alasan-alasan untuk disetujui

1 . Waktu pelaksanaan pembangunan tubuh bendungan dapat dipersingkat

2. Kemungkinan adanya celah-celah yang terjadi antara alas pondasi dan timbunan tubuh bendungan dapat terisi.

3. Sementasi dapat memperkuat daerah­daerah yang Jemah (kurang padat) didasar timbunan tubuh bendungan. ·

4. Walaupun sesudah pengisian waduk terjadi kebocoran-kebocoran kecil, kemungkinan tidak diperlukan lagi pelaksanaan sementasi.

Alasan-alasan untuk tidak disetujui

1 . Pencucian yang sempurna tak dapat dilakukan, karena penggunaan air yang berlebihan akan merusak struktur timbunan yang menyentuh permukaan pondasi.

2. Penggunaan tekanan yang tinggi akan menyebabkan terangkatnya lapisan tanah timbunan dan kepadatannya menurun.

3. Membutuhkan pembiayaan yang mahal.

kedalaman yang direncanakan dan kemudian penginjeksiannya dilakukan terus­menerus pada seluruh panjang lubang sampai selesai.

Metode ini hiasanya dapat diterapkan pada lapisan batuan yang cukup baik dengan rekahan-rekahan yang merata dan dengan ukuran rekahan yang hampir sama pada seluruh panjang lubang bor atau untuk pengeboran-pengeboran kon­solidasi yang relatif dangkal yang kedalamannya tidak melebihi 10 meter. (b) Sementasi bertahap (grouting by packers)

Pertama-tama dilaksanakan pembuatan lubang bor hingga mencapai seluruh kedalaman yang direncanakan. Kemudian diturunkan pipa injeksi yang dilengkapi penyumbat tunggal (single packer) hingga mencapai ujung paling bawah lubang tersebut dan injeksi untuk bagian lubang bor yang terletak di sebelah bawah sumbat sudah dapat dilaksanakan. Sesudah pelaksanaan injeksi pada bagian ini dianggap selesai, maka pipa injeksi dapat dinaikkan untuk melakukan injeksi tahapan berikutnya.

Demikianlah pelaksanaan injeksi dilaksanakan tahap demi tahap ke atas, hingga akhirnya mencapai tahapan yang terakhir pada lapisan teratas dari pondasi.

Dengan metode ini, pekerjaan injeksi dapat dilaksanakan bagian demi bagian, dan dengan demikian baik kepekatan bubur sementasi maupun tekanan pompa injeksi dapat disesuaikan dengan karakteristika lapisan pada setiap bagian, sehingga dapat diberikan kepekatan bubur sementasi dan tekanan pada pompa injeksi yang paling optimal.

Selain itu penggunaan pipa injeksi yang mempunyai penyumbat ganda akan dapat lebih meningkatkan efisiensi dan efektifitas sementasi, karena pelaksanaan injeksi dapat dimulai pada lapisan batuan dengan intensitas retakan yang paling tinggi. (c) Sementasi bertingkat (stage grouting)

Pertama-tama dibuat lubang bor pada kedalaman tertentu (kedalaman tingkat pertama), yang kemudian dilakukan injeksi mulai dari permukaan tanah hingga kedalaman tersebut. Injeksi tingkat pertama ini terutama dimaksudkan untuk sementasi konsolidasi serta untuk mengatasi kebocoran-kebocoran bubur sementasi

4. 3 Perbaikan Pondasi 279

pada pelaksanaan-pelaksanaan injeksi yang berikutnya. Kemudian dilakukan pembuatan lubang bor tingkat berikutnya dan selanjutnya injeksi dapat dikerjakan dengan pelaksanaan injeksi sebagaimana biasa.

Untuk sementasi-sementasi yang cukup dalam biasanya dilakukan beberapa tingkat pengeboran-pengeboran dan penginjeksian-penginjeksian seperti uraian tersebut di atas. Biasanya kedalaman lubang bor tingkat pertama antara 3 s/d 5 meter, sedang tingkat-tingkat berikutnya biasanya diambil kedalaman antara 1 0 s/d 20 meter.

Y ang merupakan kelebihan yang paling posit if dari metode ini ialah bahwa kebocoran-kebocorannya dapat dibatasi hingga tingkat yang paling minimum, karena sebagaimana telah diuraikan di atas pelaksanaan injeksi tingkat pertamanya antara lain dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebocoran-kebocoran bubur sementasi. Dengan demikian pada injeksi-injeksi yang lebih dalam dapat diperoleh efektifitas yang tinggi dan dapat digunakan tekanan-tekanan injeksi yang lebih besar dengan kepekatan bubur sementasi yang paling efisien.

Akan tetapi mempunyai kelemahan-kelemahan yaitu pembiayaannya yang tinggi dibandingkan dengan metode Iainnya dan membutuhkan waktu pelaksanaan yang lebih lama. (d) Sementasi ganda

Metode ioi biasanya digunakan pada lapisan batuan yang mengandung banyak retakan-retakan, patahan-patahan dan hancuran-hancuran dengan celah-celah yang Iebar.

Mula-mula sementasi dilaksanakan pada lapisan dengan rekahan yang bercelah lebar. Biasanya digunakan bubur sementasi yang tinggi kepekatannya dengan maksud agar celah-celah yang lebar-lebar tersebut dapat terisi, kemudian pelak­sanaan injeksi dihentikan untuk beberapa lama, agar terjadi pengerasan-pengerasan pada sementasi pertama tersebut.

Selanjutnya pada lubang bor tersebut dilakukan pencucian kembali untuk penginjeksian yang kedua dengan kepekatan bubur sementasi yang lebih rendah (lebih encer).

Dari uraian-uraian tersebut di atas, dapat kiranya disimpulkan, bahwa semen­tasi dapat dilakukan dengan berbagai metode pelaksanaan, sehingga metode mana yang paling memadai untuk · pondasi sua tu bendungan hanya dapat ditentukan berdasarkan penelitian yang saksama terhadap karakteristika lapisan pondasi dan berdasarkan pengamatan-pengamatan pada saat pelaksanaan sementasi yang bersangkutan sedang berlangsung, yang kadang-kadang jauh menyimpang dari ketentuan-ketentuan rencana teknisnya.

(8) Lubang sementasi Pada hakekatnya ukuran diameter lubang bor tidak banyak pengaruhnya terhadap

kwalitas sementasi. Akan tetapi ditinjau dari segi pembiayaan, maka lubang bor yang berdiameter kecil lebih menguntungkan. Selain itu lubang bor yang berdiameter kecil mempunyai ketahanan yang lebih besar terhadap gejala keruntuhan dindingnya. Biasa­nya diambil ukuran diameter EX (dengan rp sekitar 36 mm) untuk mesin bor tumbuk atau ukuran diameter AX (dengan rp sekrtar 46 mm) untuk mesin bor putar bermata intan. (9) Peralatan sementasi

Sebagaimana yang tertera pada Gbr. 4-1 5, peralatan perataan sementasi terdiri dari bagian-bagian utama, yaitu bagian pencampur (mixer), bagian pengaduk (agitator), pompa sementasi (grouting pump) dan pipa-pipa bercabang-cabang (ramifying pipes) yang dihubungkan dengan lubang bor.

280

Pengaduk

Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Pipa balik Katup balik

" ,, !:! '!l

Selang dari pompa -Katup pengatur- Katup injeksi

l! Metode sirkulasiPompa Katup'\, _ _'1_1._ /Katup

udara '"T·-w:-pembuang Katup penyalur ,- Kat up · .

Lubang bor .::[ injeksi : "

Metode searab ·

Gbr. 4-15 Peralatan sementasi.

(a) Pompa sementasi

Kran � Selang balikke pengaduk.

ManometerDiafragma

Pertama-tama kapasitas pompa sementasi yang dipilih supaya mempunyai kemampuan yang cukup besar untuk dapat berfungsi pada tekanan pemompaan yang paling maximal pada seluruh pekerjaan yang harus diselesaikan dengan alat yang bersangkutan.

Selain itu hampir semua type pompa dapat digunakan sebagai pompa sementasi akan tetapi untuk memperoleh tekanan yang lebih konstan, maka disarankan memilih pompa type torak ganda bolak-balik (duplex double acting piston pump).

Sedangkan untuk tenaga penggeraknya dapat digunakan baik motor listrik, maupun mesin peneumatis. Tetapi motor listrik umumnya murah ; sedang mesin peneumatis operasinya lebih sederhana walaupun harganya cukup tinggi, karena harus menyediakan kompressor. (b) Pemasangan pipa sementasi

Pada waktu dilaksanakan penginjeksian, biasanya diperlukan pipa sementasi yang pemasangannya didasarkan pada 2 (dua) metode, yaitu yang disebut metodepengaliran searah (single flow method) dan metode pengaliran sirkulasi (return flow method), (periksa Gbr. 4-1 5).

Pada metode pengaliran searah, pengaturan tekanan injeksi hanya dengan mengatur tenaga motor penggerak pompa, sehingga fiuktuasi tekanan pada pompa tersebut akan langsung berpengaruh pada fiuktuasi tekanan injeksi dan bahaya yang ditimbulkan oleh kenaikan-kenaikan tekanan injeksi mungkin dapat terjadi. Akan tetapi pada metode pengaliran sirkulasi, tekanan injeksinya dapat diatur dengan -dua mekanisme yang bekerja secara timbal balik, yaitu dengan pengaturan tenaga motor penggerak dan dengan pengaturan klep penyalur di ujung pipa balik, d!!ngan demikian tekanan injeksi dapat diatur lebih rata dan tekanan injeksi dapat d iawasi dengan sebuah manometer yang ditempatkan pada pipa balik tersebut. Perubahan-perubahan tekanan injeksi yang diperlukan dapat d ilakukan baik dengan pengaturan tenaga motor penggerak maupun dengan pemutaran-pemutaran klep penyalur tersebut. (c) Penempatan instalasi untuk mempersiapkan bubur sementasi

l nstalasi yang berfungsi untuk mempersiapkan bubur sementasi diusahakan agar dapat ditempatkan sedekat mungkin dengan lubang sementasi. Dan diusahakan pula agar penempatannya sedemikan rupa, seh ingga memudahkan supply semen yang merupakan bahan utama untuk pembuatan bubur sementasi.

Pada instalasi tersebut supaya terdapat suatu silos-semen yang kapasitasnya cukup besar agar dapat menyediakan kebutuhan bahan semen yang siap dicampur­kan untuk jangka waktu tertentu.

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 281

Biasanya kapasitas silos · terse but didasarkan pada volume kebutuhan semen per-hari dan pada kapasitas supply bahan semen yang didatangkan ke instalasi tersebut, sehingga dapat dihindarkan kemungkinan terjadinya stagnasi pada pelak­sanaan penginjeksian, akibat keterlambatan supply bahan semen.

Sebaiknya supaya diusahakan suatu penempatan sedemikian rupa, sehingga perbedaan elevasi pompa dan lubang bor tidak melebihi 1 5 meter. (d) Standard penentuan berakhirnya sementasi

Adalah sangat ideal apabila sementasi dinyatakan berakhir, sete.Iah kapasitas injeksinya mencapai harga nol. Akan tetapi disamping memerlukan waktu yang panjang, kwalitas sementasi yang demikian, praktis tidaklah diperlukan untuk pondasi bendungan urugan.

Dengan demikian adalah sangat penting untuk mencari saat-saat yang paling optimal untuk menentukan berakhirnya pelaksanaan sementasi pada suatu lubang bor. Dan karena banyaknya faktor yang berpengaruh pada kwalitas sementasi tersebut, maka amatlah sukar untuk menetapkan saat tersebut dan diperlukan pertimbangan-pertimbangan yang lebih cermat. Dasar-dasar yang dapat diper­gunakan untuk pertimbangan terse but antara lain adalah : (a) Standard U.S.B.R

I . Untuk tekanan injeksi sebesar 50 lbjm2 (±3,5 kg/cm2), maka penginjeksian supaya dipertahankan terus hingga kapasitas injeksi menjadi lebih rendah dari I ft3 (28 liter) setiap 20 menit.

2. Untuk tekanan injeksi antara 50 s/d lOO lbfm2 (±3,5 - 7,0 kg/cm2),penginjeksian supaya dipertahankan terus hingga kapasitas injeksi menjadilebih rendah dari I ft 3 (28 liter) setiap 1 5 men it.

3. Untuk tekanan injeksi antara lOO s/d 200 lbfcm2 (± 7,0 - 14,0 kg/cm2),penginjeksian supaya dipertahankan terus hingga kapasitas injeksi menjadilebih rendah dari 1 ft3 (28 liter) setiap 10 menit.

4. Untuk tekanan injeksi 1ebih besar dari 200 lb/cm2 14,0 kg/cm2) penginjek­sian supaya dipertahankan terus hingga kapasitas injeksi menjadi I ft 3 (28 liter) setiap 5 menit.

(b) Beberapa contoh penentuan di Jepang I . Penginjeksian terus dilakukan hingga kapasitasnya mencapai 4 It setiap

20 menit (standard untuk bendungan batu). 2. Untuk kepekatan bubur injeksi 8 : I , maka injeksi supaya dilakukan hingga

kapasitas injeksi lebih rendah dari 0,2 liter stiap menit dan pelaksanaaninjeksi supaya diteruskan selama 30 menit. Apa hila selama 30 menittersebut, tidak terjadi kenaikan-kenaikan kapasitasnya, maka penginjek­sian dapat dihentikan dan berarti pelaksanaan sementasi dapat diakhiri.Standard ini dapat juga dipergunakan untuk bendungan batu.

4.4 Penimbunan Tubuh Bendungan

4.4.1 Penjelasan Umum

Pada hakekatnya bahan tubuh bendungan dapat dibedakan dalam 2(dua) klasifikasi , yaitu : * bahan yang fungsi utamanya adalah penyangga tubuh bendungan, berupa bahan yang

lulus air, seperti pasir, kerikil dan batu.* bah!ln yang fungsi utamanya adalah pencegah rembesan air yang berlebihan

dari waduk, berupa bahan yang kedap air yang umumnya adalah bahan tanah

282 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

(lempungan). Pada umumnya bahan-bahan yang lulus air tidak terlalu sensitif terhadap tingkat

kadar air yang dikandungnya, sehingga karakteristiki:t mekanisnya tidak banyak berubah, walaupun terjadi peningkatan-peningkatan kadar airnya, baik dari air hujan maupun dari air tanah.

Akan tetapi ditinjau dari segi pelaksanaan, maka ukuran butiran-maximum yang diperkenankan pada komposisi bahan tersebut supaya-dijaga dengan ketat, karena ketiga faktor tersebut sangat berpengaruh terhadap karakteristika mekanisnya. Seba­liknya bahan yang kedap air sangat sensitif terhadap perubahan tingkat kadar air yang terkandung di dalamnya. Karenanya pada saat penimbunan, tingkat kadar air bahan tersebut supaya selalu diawasi secara teliti dan apabila terjadi perbedaan-perbedaan yang sudah tidak diperkenankan oleh rencana teknisnya, maka kadar air bahan tersebut supaya disesuaikan sebelum ditimbun pada tubuh bendungan.

Dalam banyak hal, sangatlah sukar untuk menerapkan secara tepat hasil-hasil pengujian laboratorium di lapangan pelaksanaan. Karena itu biasanya sebelum dilak­sanakan peniinbunan pada tubuh bendungan, diperlukan adanya pengujian-pengujian penimbunan dalam keadaan sesungguhnya, terutama yang berhubungan dengan pelak­sanaan pemadatan, untuk memperoleh pemadatan yang optimal dengan peralatan yang paling memadai yang disesuaikan dengan kondisi setempat. Jadi dari hasil-hasil pengujian penimbunan tersebut barulah dapat diketahui kepadatan optimal ya.ng akan diperoleh serta karakteristika-karakteristika mekanis bahan dan dapat dipilihkan peralatan yang paling memadai untuk pelaksanaan pemadatannya.

Mengingat bahwa rencana-teknis bendungan umumnya didasarkan pada hasil-hasil pengujian-pengujian di laboratorium atau dari pendekatan-pendekatan dengan rumus­rumus emperis serta dari pertimbangan individu perencana, maka biasanya akan ada perubahan-perubahan dan penyesuaian-penyesuaian disesuaikan dengan pengujian penimbunan yang dilaksanakan setempat tersebut di atas. Selain dari itu ketidak seraga­man karakteristika bahan pada tempat-tempat penggaliannya serta perubahan-peruba­han kondisi pelaksanaan yang dapat mempengaruhi karakteristika mekanis bahan tersebut, maka pada periode pelaksanaan penimbunan setiap diketemukannya kelainan­kelainan yang mencurigakan, supaya bahan tersebut diuji sebelum diperkenankan untuk ditimbun pada tubuh bendungan.

Dari uraian tersebut, dapat ditarik kesimpulan bahan pelaksanaan konstruksi bendungan urugan, sangatlah berbeda dengan konstruksi beton ataupun konstruksi baja, dimana spesifikasi yang terdapat pada rencana teknis dapat d iikuti secara ketat.

Pada konstruksi bendungan urugan, senantiasa terjadi perbedaan-perbedaan antara rencana-teknis dan pelaksanaan konstruksinya, karenanya supaya terdapat saling pengertian antara pelaksana dan perencana. Dimana setiap perubahan yang berhubu­ngan dengan kwalitas konstruksi yang diajukan oleh perencana agar dipertimbangkan secara realistis oleh pelaksana, sebaliknya perubahan konstruksi yang ada kaitannya dengan kwalitas pelaksanaan supaya dapat dimengerti pula oleh pelaksananya.

4.4.2 Mempersiapkan Bahan-bahan Timbunan

(1) Mempersiapkan Bahan Tanah Umumnya bahan tanah diperoleh dari tempat penggalian (borrow-pit) yang telah

diuji lebih dahulu, tetapi kadang-kadang dapat pula dipemleh dari basil penggalian pondasi bangunan-bangunan pelengkap calon bendungan . • Mempersiapkan bahan yang diperoleh dari tempat-tempat penggalian, biasanya didasarkan pada penyelidikan yang �ksama mengenai kondisi lapangannya (kondisi-kondisi topografi dan geologi pada

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 283

temp!lt penggalian, kondisi dan jarak pengangkutannya, elevasi permukaan tanah, kondisi meteorologi, dan lain-lain), sehingga dapat dilaksanakan berdasarkan metode penyediaan serta penggunaan peralatan yang paling efektif dan supaya dilengkapi pula dengan denah skema pelaksanaan yang mantap.

Apabila daerah tempat penggalian bahan tanah mempunyai kondisi topografi yang datar dan apabila lapisan geologi bahan tanah tersebut mempunyai tekstur yang homo­gen, maka penggunaan peralatan yang terdiri dari mesin-mesin penggaruk (scrapers) akan sangat sesuai untuk pelaksanaan penggalian dan pengumpulan bahan yang siap diangkut ke tempat penimbunan pada calon tubuh bendungan (periksa Gbr. 4-16). Akan tetapi apabila tekstur geologi bahan mempunyai pelapisan yang tipis dan bergan­tian, maka penggalian dan pengumpulan bahan yang memenuhi syarat biasanya dengan menggunakan mesin-mesin penggaruk (periksa Gbr. 4-17). Akan tetapi untuk me­nyingkirkan bahan yang tidak memenuhi syarat digunakan buldozer. Kadang-kadang guna mengurangi type peralatan untuk kedua jenis pekerjaan tersebut dapat juga digunakan salah satu dari kedua type peralatan tersebut di atas. Sedang untuk pemua­tannya ke dalam alat-alat pengangkutannya biasanya digunakan mesin singkup (shovel).

Gbr. 4-16 Mempersiapkan bahan tanah dengan Gbr. 4-17 Mempersiapkan baban tanah deagan menggunakan mesin penggaruk carry- mesin pepggaruk bermotor. all.

Selanjutnya apabila lapisan geologi bahan mempunyai tekstur yang s�ragam dengan ketebalan yang cukup, sedang kondisi topografi mempunyai kemiringan yang agak curam, maka penggalian dan pemuatannya ke dalam alat-alat pengangkutan dapat dilakukan sekaligus dengan mesin singkup tarik (back-shovel).

Tempat penggalian bahan supaya diusahakan agar senantiasa dalam kadar air yang optimum, disesuaikan dengan persyaratan operasi peralatan yang paling efisien dan dapat menjamin kapasitas supply bahan yang dibutuhkan.

Untuk keperluan tersebut, maka pada tempat penggalian bahan biasanya dibuatkan suatu sistem drainage yang baik, untuk menjamin agar air permukaan tidak mengalir memasuki daerah tempat penggalian bahan, sedang air hujan yang jatuh di tempat penggalian tersebut supaya segera dapat dialirkan keluar. Biasanya sesudah hujan selesai dan air hujan sudah mengalir keluar, maka permukaan tempat penggalian bahan dibolak­balik agar air yang masih terkandung di lapisan permukaan bahan tersebut segera menguap dan apabila penguapannya sukar kadang-kadang digunakan metode-metode pengeringan tertentu. Disamping sistem drainage permukaan, kadang-kadang dibuat pula sistem drainage bawah tanah untuk menurunkan permukaan air tanah pada elevasi tertentu. Sistem drainage di daerah tempat penggalian bahan, supaya terus bekerja selama dilakukan penggalian-penggalian dan terutama untuk sistem drainage bawah tanah selalu disesuaikan dengan progress penggalian.

r 284 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Akan tetapi pada tempat penggalian yang air tanahnya tidak dapat diturunkan, maka dilakukan pengeringan pada tempat-tempat pengumpulan bahan dengan meman­faatkan sinar matahari dan udar;a terbuka serta dibolak-balik dengan mesin penggaru cakram (disc harrow).

Drainage bawah tanah selain menggunakan sistem saluran-saluran bawah tanah atau parit-parit terbuka yang dalam, biasanya diadakan pula dengan pemasangan suatu sistem sumur pipa tancap (well point system). Sistem drainage sumur pipa tancap baru dapat dipasang sesudah dilakuk<yt pengujian pemompaan seperlunya. Suatu volume persediaan yang siap timbun (stock pile) di dekat calon tubuh bendungan sangat mem­bantu kelancaran penimbunan'tubuh bendungan dan supaya ha! tersebut dipertimbang­kan sesuai denga,n kondisi asli dari bahan tersebut.

Penempatan stock pile tersebut, diusahakan pada tempat-tempat yang kering (dengan kondisi drainage yang baik) dan dengan jarak pengangkutan yang paling dekat dan paling mudah ke tempat-tempat penimbunan tubuh bendungan. Alas untuk penem­patan stock pile biasanya dilapisi dengan hamparan kerikil setebal 20-30 cm guna memudahkan pengaliran air keluar dari permukaan pondasi dan menghindarkan ter­jadinya peresapan memasuki lapisan bawah stock-pile. Di atas hamparan kerikil tersebut bahan tanah ditumpuk dan diusahakan agar permukaan tumpukan tersebut sekurang­kurangnya mempunyai kemiringan 5 % untuk memudahkan air hujan mengalir keluar.

Apabila diperkirakan akan turun hujan, sebaiknya permukaan tumpukan tanah stock-pile tersebut supaya dipadatkan dengan mesin giling bertapak lembut, seperti mesin giling ban karet (tire-roller) untuk mencegah meresapnya air hujan ke dalam tumpukan bahan.

Ukuran untuk tempat penumpukan sebaiknya tidak kurang dari (30 X 30) m2 dan diusahakan suatu tempat yang strategis ditinjau dari segi efisiensi pengangkutan dan pelaksanaan penimbunannya tubuh bendungan.

Apabila tempat penggalian tersebut merupakan tanah pertanian, maka hasil penyingkapan tersebut ditumpuk di suatu tempat yang tidak mengganggu pelaksanaan penggarapan tempat penggalian bahan untuk selanjutnya.

Kemudian setelah penggalian selesai, maka tempat tersebut diratakan seperlunya dan selanjutnya tanah hasil penyingkapan dihamparkan kembali secara merata agar menutupi seluruh permukaan tempat penggalian bahan yang akan ditinggalkan. Akan tetapi apa bila lapisan teratas tersebut akan dipergunakan sebagai lapisan alas kedap air (impermeable blanket) atau sebagai berm-lawan (counterberm), maka akar­akaran yang terdapat di dalamnya supaya disingkirkan sebersih mungkin. (2) Mempersiapkan bahan batu

Bahan batu umumnya diperoleh dari tempat penggalian batu (quarry). Sebelum dilaksanakan penggarapan tempat penggalian tersebut, supaya dilakukan penyelidikan yang saksama, dengan bor-bor pengujian, lubang-lubang pengujian dan sumur-sumur pengujian. Disamping itu perlu pula diamati secara cermat, hal-hal mengenai kondisi topografinya, kondisi geologinya dan mengadakan pemeriksaan kembali terhadap volume persediaan yang terdapat pada tempat penggalian tersebut serta mencoba menelaah relevasi penerapan rencana-teknik yang telah dibuat untuk tempat penggalian tersebut serta mengadakan penelaahan metode penggalian dan mempersiapkan bahan untuk diangkut ke tempat penimbunan pada tubuh bendungan.

Pada hakekatnya usaha untuk mendapatkan metode penggalian yang sesuai dengan ukuran batu yang diharapkan, merupakan suatu pekerjaan ya'ng tidaklah begitu mudah. Diperlukan pengeboran-pengeboran serta pengujian ledakan yang cukup lama untuk dapat menetapkan secara pasti dimensi serta jarak penempatan lubang bor, volume bahan peledak serta cara-cara penempatannya di dalam lubang bor, penentuan cara-

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 285

cara peledakan yang paling sesuai untuk kondisi pelapisan batuan pada tem_pat penggali­an tersebut. Baban-baban batu bas i l peledakan yang u kurannya lebib kecil dari ukuran yang semestinya, b iasanya akan menimbulkan problema-problema yang cukup sulit, karena< penyingkirannya keluar dari tempat penggalian akan membutuhkan tenaga dan peralatan yang berarti akan mengurangi efektifitas penggalian, sedangkan membiarkan­nya berada di dalam tempat penggalian akan sangat mengganggu kelancaran pekerjaan penggalian di tempat tersebut.

Karenanya pada rencana-teknis bendungan, supaya telab dipikirkan kemungkinan­kemungkinan terjadinya suatu modifikasi-modifikasi bentuk tubuh bendungan, d isesuaikan dengan kondisi baban bangunan yang paling t ictak menguntungkan, akibat dari keti ctak-pastian ctari ukuran batu yang diperoleb ctengan metocte lectakan tersebut.

Biasanya adanya zone-zone sembarangan pacta tubub benctungan terutama ctimak­suctkan untuk menampung batu basil lectakan yang berukuran sangat t ictak seragam tersebut dengan konsekwensi bertambabnya volume t imbunan tubub benctungan yang bersangkutan.

Acta berbagai metocte untuk mempersiapkan bahan batu ctan di bawab ini banya akan ctiperkenalkan 2 ( ctua) metode yang paling lazim ct igunakan, yaitu metocte pelectakan berterap (binch-cut method) ctan metocte pelectakan terowongan (drift way method).

Untuk memastikan metode yang paling memactai untuk suatu tempat penggalian banya ctapat ditentukan setelab ct ilakukan penyelictikan yang saksama terhactap semua aspek yang akan berpengarub pada penggalian bahan batu tersebut.

(a) Metode berterap (binch-cut method) Pelectakan biasanya berskala besar ctengan lubang-lubang bor yang ctalam.

Metode in i merupakan metocte yang paling lazim ctigunakan pacta penggalian bahan batu ctengan efisien yang t inggi . Metocte in i ctapat ct igunakan bukan saja pacta lapisan batuan yang tebal ctengan mectan yang sempit, tetapi juga ctapat diterapkan untuk memperoleh ukuran batu yang d iharapkan dari suatu perbukitan batuan yang ber­lereng agak curam. Pengeboran-pengeboran d i laksanakan dengan peralatan bor, seperti alat bor berocta (wagon drill), alat bor kabel (chain drill), alat bor beroda gerigi (crow/er-drill). (b) Metocte pelectakan terowongan

Metode peledakan terowongan in i d i lakukan untuk memperoleh bahan batu dalam jumlah yang besar dar·i satu kali lectakan ctan mempunyai efisiensi yang t inggi dalam penggunaan baban peledak serta ctengan pelaksanaan yang relatif sederhana. Metocte in i sangat cocok untuk penggalian bahan batu dari lapisan batuan yang mengandung banyak rekahan.

Pelaksanaannya d imulai dengan pembuatan beberapa terowongan horizontal dengan jarak tertentu antara satu dengan lainnya. Kemud ian di sepanjang bagian dalam terowongan tersebut d ibuat lubang-lubang bor dengan jarak tertentu pula,. Jarak antara masing-masing terowongan dan jarak antara masing-masing lubang bor d isesuaikan ctengan ukuran bungkalan batu yang d i inginkan . Dan selanjutnya .d i lakukan peledakan-peledakan berdasarkan urutan yang paling effisien.

· Berhubung karena batuan masif yang di ledakkan bersama-sama, biasanya mempunyai pelapisan-pelapisan serta pragmen yang kekerasannya tidak sama, sehingga d iperlakukan peledakan-peledakan skunder untuk memperkecil bungkalan­bungkalan batu yang sangat besar dan ha! i n i adalah merupakan salah satu kelema­han yang paling negatif pada metocte peledakan terowongan. Sela in itu pada kondis i perbukitan yang tinggi dan peledakan-pelectakan ctapat d i lakukan dengan lubang­lubang bor yang dalam dengan pengisian bahan pelectak secara bertingkat, sehi ngga tam paknya peledakan-peledakan metode in i sangat efisien. Akan tetapi pelaksanaan

286 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

penyingkapannya akan menemui kesukaran, karena onggokan-onggokan batu-batu basil ledakan yang begitu tinggi, menimbulkan kekbawatiran terjadinya long­soran-longsoran yang menimpa mesin penyingkup yang sedang beroperasi di bawabnya. Untuk pembuatan-pembuatan terowongan biasanya digunakan tenaga­·tenaga penggali tambang.

Panjang terowongan biasanya dibatasi bingga 20 sfd 50 meter dengan kapasitas baban peledak sejumlab 20 ton.

Untuk memperoleb ukuran bungkalan batu yang diinginkan dari suatu pragmen berukuran besar, biasanya lebib menguntungkan dengan peledakan berskala kecil dan bertabap dengan baban peledak kurang dari 2 ton, dari pada meledakkannya sekaligus dengan peledakan berskala besar. Suatu peledakan dianggap berkwalitas baik, apa hila basil peledakannya yang tidak terpakai sekitar 5 - 10 %. (c) Koeffisien peledakan

Pelaksanaan peledakan baruslab didasarkan pada pertimbangan untuk dipero­leb ukuran baban batu yang sesuai dengan peralatan-peralatan pemuat dan pengang­kut yang tersedia, sebingga mudab dibawa ke tempat penimbunan pada tubub bendungan.

Pada metode peledakan berterap, biasanya setiap tingkat diambil setinggi 30 meter (periksa Gbr. 4-18).

Batas penggalian dengan ledakan

Gbr. 4-18 Skema penjelasan pada rumus untuk memperoleh volume dari serbuk dinamit yang diperlukan pada suatu peledakan.

Berat serbuk dinamit biasanya dapat diperkirakan dengan perbitungan yang didasarkan pada rum us empiris sebagai berikut :

dim ana

E = CVH

E: berat serbuk dinamit yang diperlukan (kg) L: panjang tahanan minimum (m) H: kedalaman lubang bor (m) C: koeffisian peledakan (periksa Tabel 4-2).

(3) Pengambilan bahan dari tempat-tempat lainnya

(4.4)

Bendungan-bendungan urugan biasanya diperlengkapi dengan bangunan-bangunan pelengkap, seperti bangunan pelimpab, bangunan penyadap dan lain-lain, yang kadang­kadang skalanya cukup besar sebingga diperlukan penggalian-penggalian pondasi dengan volume yang besar pula, yang berupa lempungan, pasir, kerikil a tau batu. Menyingkirkan baban-baban tersebut begitu saja, ekonomis akan tidaklab menguntungkan, karena­nya supaya dipertimbangkan aga'r baban-baban tersebut dapat dipergunakan sebagai bahan timbunan tubub bendurigan. Pertimbangan-pertimbangan tersebut sudab harus dilakukan pada saat pembuatan rencana-teknisnya. Apabila kondisi bahan tersebut tidak mungkin digunakan, maka sebaiknya supaya ditimbun pada tempat-tempat pembuangan yang memenubi persyaratan sehingga tidak mengganggu berbagai kepenti­ngan, baik yang langsung bersangkutan dengan bendungan, maupun yang bersangkutan

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan

Tabel 4-2. Koeffisien peledakan.

Koeffisien Batu : peledakan Batu :

Batu gamping lunak 0,20 Andesit dan porfir yang sangat lapuk

Batu pasir lunak dan 0,26 Andesit dan porfir konglomerat keras Bat11 pasir keras dan 0,30 Andesit liparitis konglpmerat Batu pasir dan batu sabak 0,35 Granit dan gneis dengan kekerasan medium Batu pasir membutir dan 0,40 Genes keras batu sabak keras

Koeffisien peledakan

0,2 - 0,3

0,3 - 0,45

0,42

0,45

0,57

287

dengan kepentingan-kepentingan berbagai pihak lainnya. Supaya dihindarkan terjadinya pemindahan bahan buangan tersebut berulang kali. (4) Kapasitas bahan yang perlu disiapkan dan Volume timbunan tubuh bendungan

Pada hakekatnya kwalitas dan kwantitas bahan yang perlu disiapkan dari tempat penggalian termasuk penggunaan basil penggalian-penggalian, baik dari pondasi ben­dungan, maupun dari pondasi bangunan-bangunan pelengkapnya, biasanya disesuaikan dengan rencana-teknis tubuh bendungan (periksa contoh pada Gbr. 4-1 9).

4.4.3 Peralatan Untuk Pelaksanaan Konstruksi

Peralatan merupakan salah satu faktor yang paling menentukan pada pelaksanaan konstruksi suatu bendungan urugan. Menentukan suatu komposisi peralatan, dengan masing-masing karakteristikanya yang tepat pada pelaksanaan konstruksi sua tu bendungan agar dapat beroperasi secara efektif bukanlah pekerjaan yang sederhana, karena pemili­hannya harus disesuaikan dengan kondisi medan pelaksanaan. Sedang medan pelaksanaan tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor yang banyak pula. Diperlukan sua tu keahlian yang memadai serta penggarapan-penggarapan yang teliti: agar dapat diperoleh sua tu keserasian operasi dari setiap peralatan yang ada dengan pengaturan medan yang mantap, sehingga akan diperoleh suatu denah pelaksanaan yang optimum. Denah pelaksanaan yang optimum sangat diperlukan sebagai landasan dasar pengoperasian setiap peralatan dalam kombinasi kerja sama yang harmonis, agar dapat dicapai kapasitas pelaksanaan konstruksi yang optimum pula. Hal tersebut hanya dapat diperoleh dengan cara memilih setiap peralatan dengan saksama, yang kemampuan operasinya disesuaikan dengan kondisi­kondisi setempat dan dengan hubungan kerja sama antara masing-masing peralatan tersebut. Adapun faktor-faktor terpenting yang menentukan karakteristika kondisi setempat adalah kondisi medan pelaksanaan, teknis pelaksanaan penimbunan, kapasitas penimbunan yang diharapkan dan karakteristika bahan timbunan.

Secara umum, peralatan untuk penimbunan tubuh bendungan dapat dibedakan dalam 3 (tiga) kelompok utama, yaitu : * peralatan untuk penggalian dan pemuatan * peralatan untuk pengangkutan * peralatan untuk pemadatan. (1) Peralatan untuk penggalian dan pemuatan

Pekerjaan di tempat penggalian bahan untuk bendungan urugan, biasanya terdiri dari pembersihan, penggalian dan pemuatan. Pada hakekatnya semua peralatan yang dipro­dusir untuk pekerjaan tersebut dapat dipergunakan. Akan tetapi menentukan peralatan

288 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Tempat penggalian bahan filter (pa­sir + kerikil pada alur sungai)

600.000m3

Tern pat penumpukan,luntuk jalan-jalan pengang- memban kutan, sisa galian tu pelak-

sanaan konstruksi

Tempat peng­galian bahan zone kedap air 600.000m3

Gbr. 4-19 Skema

yang paling sesuai suatu kondisi tertentu, biasanya tidaklah mudah, karena diperlukan perhitungan-perhitungan tertentu, yang biasanya harus diperkuat dengan pengalaman­pengalaman. Sebagai pegangan permulaan dapat dipergunakan klasifikasi kasar seperti yang tertera pada Tabel 4-3.

Beberapa peralatan yang paling umum dipergunakan untuk pekerjaan penggalian dan pemuatan adalah sebagai berikut :

(a) Buldozer Buldozer adalah mesin penggali yang sangat luas pemakaiannya dan dapat

berfungsi pula sebagai mesin pengangkutan (pemindah) pada jarak yang dekat. Buldozer digunakan untuk bermacam-macam pekerjaan, seperti :

* pembersihan permukaan tanah, * pencabut akar-akar pohon-pohonan, * pembuatan terap-terap pada tempat penggalian bahan. * dengan pemasangan alat penggaruk dapat digunakan untuk penggali batuan lunak, * pemeliharaan dan pembersihan jaringan jalan-jalan pengangkutan bahan dan jalan-

jalan pada tempat penggalian bahan, * sebagai pembantu untuk mesin-mesin penyingkup dan mesin-mesin pemuat (loader).

Tenaga penggerak pad a buldozer dapat dipergunakan hampir semua jenis motor, sehingga sangat fleksibel.

Tergantung dari berbagai jenis pekerjaan, maka pada buldozer dapat dipasang perlengkapan-perlengkapan lainnya atau dapat pula digunakan sebagai tenaga peng­gerak (penyeret) mesin-mesin lainnya.

Penggalian pondasi bendungan 300.000m3

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan

Penggalian pada bangun an penyadap

80.000m3-

Penggalian pada bangu­nan pelimpah

900.000m3

Jalan-jalan pengang- Untuk mem-kutan, Perbaikan- bantu pe-

'------:r----lperbaikan lereng, sisa laksanaan �alian. konstruksi

®CD' Bahan tanah untuk sistem pencegah rembesan. ® Bahan filter (dengan butiran yang halus) ® Bahan filter (dengan butiran yang lebih kasar) ® Bahan batu (dari basil galian pondasi) @@' Bahan batu (dari tempat pen�Iian) ® Hamparan pelindung pasangan batu kosong.

Catatan: Tanda • adalah angka muai dari volume aslinya ke volume penimbunan.

rencana penyediaan bahan-bahan untuk penimbunan tubuh bendungan. -

(b) Penggaruk (scraper)

289

Fungsi mesin penggaruk adalah menggaruk, memuat, mengangkut dan menuang­kan sekaligus meratakan bahan timbunan.

Mesin penggaruk dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua) type utama, yaitu : * type yang tidak mempunyai tenaga penggerak sendiri seperti mesin penggaruk seret

(dragged scraper) yang penggeraknya biasanya digunakan traktor, buldozer, dan lain-lain.

* type yang sudah dilengkapi dengan tenaga penggerak sendiri, sehingga langsung dapat dioperasikan seperti mesin penggaruk bermotor (motor-scraper) yang dipro­dusir sudah dalam bentuk kombinasi antara bagian penggaruk dan bagian penggerak.

Mesin penggaruk seret biasanya digunakan untuk penggaruk, pemuat dan pengangkut pada jarak yang relatifpendek. Dibandingkan dengan mesin penggaruk bermotor, maka mesin penggaruk seret mempunyai keistimewaan, karena ketang­guhan operasinya pada medan pelaksanaan yang lebih berat, (sepertijalan-jalan yang kurang baik, di atas tanah yang lunak, dan pada lereng-lereng yang cukup curam). Selain itu, mesin penggaruk seret lebih tahan lama dibandingkan mesin penggaruk bermotor,

Disamping itu mesin penggaruk seret dapat bekerja secara sangat efektif untuk penyingkapan lapisan teratas permukaan tanah.

Mengenai mesin penggaruk bermotor biasanya ketangguhannya pada medan operasi yang berat seperti tempat penggalian bahan-bahan tanah dan pasir atau bahkan kadang-kadang kerikil, kurang memuaskan, maka untuk menambah kemam-

290 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Tabel 4-3. Metode dan pemilihan peralatan untuk pekerjaan galian.

Bagian pekerjaan Peralatan yang digunakan Keterangan

Pembersihan 1 . Pembersihan Grader motor Penggarukan dan pembersihan rumput-rumputan Buldozer kecil rumput, alang-alang dan tanah <tan Buldozer sedang humus. semak-semak.

2. Pembuangan rum- Dozer penggaruk Pembersihan tanah biasa pun bambu, po- Dozer penebang Pembersihan akar-akar besar dan hon-pohonan dan Mesin penyingkup mekanis peledakan batu. batu-batu besar. Mesin singkup traktor

Alat bor batu, kompresor Penggunaan bahan peledak.

Penyingkapan 1 . Penyingkapan Grader motor Pemeliharaan jalan dan pengaturan bunga tanah tanah

2. Penyingkapan Buldozer Penyingkapan dan pengangkutan tanah keras jarak dekat

Mesin penggaruk Penyingkapan dan pengangkutan jarak sedang

Buldozer Penyingkapan tanah dengan batuan halus batuan bulat besar

Alat pemecah hydrolis Rooter

Penggalian dan Penggalian bahan- Buldozer pemuatan bahan pasir dan Mesin sungkup traktor

kerikil Grader motor Mesin penggaruk Jarak angkutan kurang dari 500 m Mesin penggaruk bermotor Jarak angkutan lebih dari 500 m Mesin penggaruk dozer Jarak angkutan ± 300 m Mesin penggali roda Penggalian dan pembebanan tanah

pada skala besar Mesin singkup mekanis Penggalian pada tempat yang lebih

tinggi dari permukaan tanah Back hoe Penggalian pada tempat yang lebih

rendah Clam shell Penggalian pada tempat yang lebih

rendah Mesin penggali tarik Penggalian pada tempat yang lebih

rendah, seperti tanah pondasi Mesin pemuat Potongan melintang tertentu pada

jarak jauh digali dan pembuatan tanggul pada tempat lain.

Tower excavator Digunakan untuk pengaturan pondasi dan pengumpulanjumlah

Penggalian bahan- Slug line bahan tanah keras Oil pressure ripper Penggalian batuan halus (padat), tanah atau Rooter pasir bercampur Alat bor batu Penggunaan mesiu fragment batu dan Compressor bahan batu keras

Panbuatan parit Grader motor Untuk pengeringan pada penimbunan bahan tanah.

Buldozer Mesin penggaruk tarik Clam shell Back hoe Trencher (Ditcher)

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan

Gbr. 4-20 Mesin penggaruk bermotor.

291

puan operasinya diberi pendorong tambahan, yang dalam hal ini biasanya digunakan buldozer.

Selanjutnya pada tempat-tempat penimbunan tubuh bendungan tanah, mesin penggaruk Il"\enunjukkan efektifitasnya yang sangat tinggi, karena dapat mengatur sendiri ketebalan lapisan penempatan bahan yang dikehendaki dan sekaligus dapat memberikan perataan permulaan sebelum disempurnakan dengan buldozer dan dipadatkan dengan mesin-mesin pemadat lainnya. (c) Mesin Penyingkup mekanis. (Power shovel)

Mesin penyingkup mekanis, merupakan peralatan yang sangat luas pemakaiannya sebagai penggali dan pemuat bahan timbunan. Hampir pada semua pekerjaan peng­galian, kecuali penggalian batuan masif dapat digunakan penyingkup mekanis terse but dan hasil-hasil penggaliannya sekaligus dapat dimuatkan ke dalam alat pengangkut, seperti truk, lori, ban berjalan (conveyer), dan lain-lain.

Walaupun pada tempat penggalian bahan, kondisinya mungkin berlapis-lapis baik butirannya maupun tingkat kadar airnya, akan tetapi pada saat dilakukannya penyingkupan akan terjadi percampuran yang merata, karena penyingkupan bahan pada tempat penggalian dilakukan pada posisi vertikal.

Setiap ukuran dan type mesin penyingkup mempunyai jangkauan optimum vertikal dan horizontal tertentu.

Memilih mesin penyingkup untuk suatu pekerjaan tanah adalah memilih karak­teristika vitalnya, yaitu ; panjang lengan timba (boom) kapasitas timba (dipper), tinggi dan radius jangkauan, kecepatan siklus operasi, sistem kontrol, tekanan maximum pada bibir timba, tinggi bak alat pengangkut, tekanan pada tapak ban dan lain-lain. (d) Mesin penggali tarik (dragline)

Mesin penggali tarik sangat efektif untuk penggalian bahan pasir dan kerikil yang terdapat pada lokasi penggalian yang lebih rendah dan elevasi tempat kedudukan mesin tersebut.

Dibandingkan dengan mesin penyingkup mekanis, maka mesin ini mempunyai jangkauan yang lebih besar baik vertikal maupun horizontal, akan tetapi hanya dapat digunakan pada penggalian-penggalian lapisan tanah yang lunak a tau yang beroutiran lepas� Dan pada lapisan tanah yang agak keras yang masih dapat dikerjakan dengan mesin penyingkup mekanis, mesin penggali tarik sudah tidak dapat dipergunakan.

Selanjutnya pelaksanaan operasi pada mesin penggali tarik membutuhkan keahlian yang lebih baik dibandingkan dengan mesin penyingkup mekanis.

Disamping itu siklus operasinya lebih lama, dan frekwensi penggalian akan lebih rendah (lamban). Suatu kelebihan yang paling positif dibandingkan peralatan lai nnya adalah kesanggupannya melaksanakan penggalian dan pengambilan bahan-bahan (tanah, pasir dan kerikil) di bawah permukaan air tanpa harus mengeringkan tempat

292 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

penggaliannya terlebih dahulu dan langsung dapat dimuatkan ke dalam bak-bak alat­alat pengangkutan darat. (e) Mesin pemuat (loader)

Sesuai dengan type rodanya, maka mesin pemuat ini dapat dibedakan dalam 2 (dua) type utama, yaitu : * Mesin pemuat berban karet (tire wheel loader) * Mesin pemuat beroda gerigi. (crawler loader)

Mesin pemuat beroda gerigi biasanya mempunyai gerakan-gerakan yang lambat, dengan perputaran yang lamban pula, tetapi mempunyai cengkeraman roda yang sangat baik, sehingga dapat beroperasi pada permukaan tanah yang lunak.

Sebaliknya, mesin pemuat berban karet mempunyai gerakan yang cepat dengan perputaran-perputaran yang cepat pula, t�tapi pada permukaan tanah yang lunak mesin ini tidak dapat beroperasi dengan baik. Jadi keuntungannya yang positif adalah untuk operasi yang membutuhkan jarak gerakan agak jauh tetapi di atas permukaan tanah yang cukup keras.

Dewasa ini telah dikembangkan mesin pemuat dengan kapasitas timba yang besar, dan beberapa dari hasilnya telah mempunyai mobilitas yang sudah menyamai mesin penyingkup mekanis serta dengan tekanan penimbaan yang cukup besar, sehingga dapat berfungsi pula sebagai mesin penyingkup mekanis.

Mesin-mesin. semacam ini telah mulai dioperasikan pada pembangunan bendu­ngan unigan dan terlihat adanya tendensi pergantian mesin penyingkup ke mesin pemuat yang sekaligus berfungsi pula sebagai penyingkup.

Untuk menentukan type mana di antara mesin-mesin tersebut yang paling efektif untuk suatu pekerjaan tanah hanya dapat diketahui dari pertimbangan-pertimbangan yang teliti terhadap semua karakteristika dari pekerjaan tanah yang akan digarap.

(2) Peralatan untuk pengangkutan (a) Dump-truk (dump-truck)

Didasarkan pada cara mengosongkan baknya, maka type dump-truk yang paling luas pemakaiannya pada pembangunan bendungan adalah : * dump-truk jungkit ke belakang (end dump type) * dump-truk jungkit ke samping (side dump type) * dump�truk terbuka di dasar. (bottom dump type)

Penggunaannya biasanya dikombinasikan dalam satu sistem pelaksanaan peker­jaan pemindahan tanah dengan peralatan lainnya, yaitu mesin-mesin penyingkup, mesin-mesin pemuat, mesin-mesin penggali tarik dan lain-lain. Penentuan jumlah dump-truk yang diperlukan, biasanya didasarkan pada kemampuan mesin pemuatan yang ada dan akhir-akhir ini baik mesin-mesin pemuat, maupun dump-truk diprodusir dengan kapasitas yang semakin meningkat, sehingga untuk mencapai efisiensi kerja yang tinggi diperlukan adanya perhitungan-perhitungan serta penelitian-penelitian yang saksama agar memperoleh kombinasi yang seimbang dari kedua jenis peralatan tersebut.

Disamping didasarkan pada kemampuan kedua jenis peralatan tersebut, untuk memperoleh komposisinya yang seimbang, diperlukan penyelidikan terhadap kondisi jalur-jalur jalan pengangkutan, serta menggunakan jalan-jalan umum yang kadang­kadang mempunyai pembatasan-pembatasan tertentu pada berat muatan serta dimensi alat-alat pengangkutan yang akan digunakan. Karenanya perencana harus memper­hatikan karakteristika yang optimal terhadap setiap jenis peralatan yang akan dimasukkan dalam komposisi peralatan yang disesuaikan dengan batasan-batasan tersebut, agar dapat dicapai efisien yang maximal. (b) Ban berjalan (belt conveyer)

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 293

Pada hakekatnya, baru akhir-akhir ini saja ban berjalan dimanfaatkan sebagai salah satu alat pengangkutan pada pembangunan bendungan urugan dan pengguna­annya belum begitu luas.

Berdasarkan pada spesifikasi konstruksi serta tujuan penggunaannya, maka ban berjalan dapat dibedakan dalam 2 (dua) type utama, yaitu : * Ban berjalan permanen (fix conveyer) * Ban berjalan portabel (portable conveyer).

Dengan semakin meningkatnya kapasitas pekerjaan-pekerjaan tanah, maka akhir-akhir ini sedang berkembang ban berjalan permanen dengan kapasitas yang semakin meningkat pula. Sebagai contoh dewasa ini telah dioperasikan suatu ban berjalan dengan lebar 3 m, kapasitas 30.000 s/d 35.000 ton per jam dan dengan jangkauan yang lebih dari 1 0 km. Hal tersebut dimungkinkan, karena telah dikem­.bangkannya type ban yang bertulang kawat baja.

Kapasitas ban berjalan umumnya tergantung pada lebar ban dan kecepatan gerakan ban tersebut.

(3) Peralatan untuk pemadatan Sesuai dengan sistem pemadatanny�. maka peralatan untuk pemadatan timbunan

tubuh bendungan dapat dibedakan dalam 3 (tiga) type utama, yaitu : 1 . Mesin pemadat semi-kenitis yang pemadatannya dihasilkan dari penekanan­

penekanan roda-roda penggilas. Di antaranya luas ·penggunaannya adalah, mesin giling roda besi (steel wheel roller) mesin giling tumbuk (tamping roller).

2. Mesin pemadat kenitis yang pemadatannya dihasilkan dari kekuatan getar pada roda-roda penggilas. Di antara type ini yang banyak digunakan adalah mesin giling roda besi-getar (steel wheel vibrating roller), mesin giling ban karet-getar (tire wheel vibrating roller).

3. Mesin pemadat tumbuk yang pemadatannya dihasilkan dengan penumbukan dari mesin terse but dan berupa berbagai jenis mesin penumbuk (rammer) dan stamJ?er (tamper).

Mengingat banyaknya jenis peralatan untuk pemadatan, yang memang diprodusir untuk berbagai karakteristika bahan timbunan, berbagai kondisi medan pelaksanaan serta kapasitas pekerjaan tanah, maka tidaklah mudah memilih jenis peralatan yang sesuai untuk suatu pekerjaan pemadatan. Sedang pengambilan-pengambilan type yang tidak sesuai dengan karakteristika pekerjaan akan mengakibatkan kerugian, mengingat sensi­tifnya peralatan tersebut terhadap karakteristika pekerjaan yang akan dihadapi.

Sebagai contoh yang umum kiranya dapatlah ketengahkan di bawah ini : * Andaikata pemadatan akan dilakukan pada tanah yang lepas dan berbutiran halus,

maka sebagai perkiraan pertama mungkin akan sesuai, apabila dipilihkan mesin .giling getar.

* Akan tetapi untuk pemadatan tanah yang lekat, mungkin type mesin giling ban karet akan lebih sesuai dan mesin giling getar akan sama sekali tidak mungkin dapat digu­nakan.

* Selanjutnya untuk pemadatan zone kedap air yang tipis yang membutuhkan kekedapan horizontal yang tinggi, maka kedua type peralatan tersebut di atas sama sekali tidak mungkin digunakan dan peralatan yang akan efektif adalah salah satu jenis dari type mesin giling tumbuk.

Sebagai pegangan kasar hubungan antara klasifikasi bahan serta peralatan yang diper­kirakan sesuai untuk pemadatan bahan terscbut dapat diperiksa pada Tabel 4-4 dan metode pemadatan standard untuk setiap klasifikasi bahan, tertera pada Tabel 4-5.

Selanjutnya akan diuraikan secara garis besarnya peralatan untuk pemadatan yang penting sbb. :

Tabel 4-4. Peralatan pemadatan yang sesuai untuk pemadatan suatu timbunan.

Bahan timbunan

Jenis peralatan Lempung

Batu belah Lempung bercam-& batu Tanah Tanah & tanah pur ke-

brangkal berkerikil Pasir pasiran lempungan. rikil.

Mesin giling jalan A A A A B B

Mesin giling ban B A A A A A karet bermotor.

Mesin giling ban B A A A A A karet seret.

Mesin giling tumbuk c c B B B B

Mesin giling getar A A A A c B

Stamper B A A A c B

Penumbuk B A A A B B

Buldozer A A A B B B

Buldozer rawa

A : Penggunaannya efektip. B : Dapat digunakan apabila tidak ada peralatan lain yang sesuai C: Tidak sesuai .

. . . -

Lempung Lempung sangat sangat Keterangan :

lunak & keras & tanah tanah

lempung lempung

c c Sesuai untuk pemadatan lapisan alas jalan.

c B Sangat luas pemakaiannya untuk pemadatan tanah timbunan, terutama mesin giling ban karet bermotor dan biasanya paling

c B ekonomis, sedang penggunaan menggiling ban karet-tarik untuk kondisi topografi Japangan.yang sulit diperlukan peneliti-an yang seksama.

c A Pernadatan dengan merusak struktur pelapis-an tanah timbunan.

c c Sesuai untuk pemadatan lapisan tanah dasaran dan Japisan batu pada lapangan yang luas dan kontinu, sedang type as tunggal bermotor dapat digunakan pada Japangan sempit.

c c Sesuai seperti di atas dan dapat digunakan baik pada lapangan yang Juas maupun yang sempit.

c B Sesuai untuk pemadatan pada Japangan yang sempit seperti pengurukan kembali pada sua-tu konstruksi.

c B Dapat digunakan untuk kondisi pekerjaan seperti tersebut di atas. Sesuai untuk pemadatan tanah berlumpur dengan angka kadar air yang tinggi.

,,�

�

t;D 11> er �

if 11> � "' 11> ::s 11> § ?:: 0 ::s � .., r:: � f!l.

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 295

Tabel 4-5. Metode pemadatan standard.

Tebal per

Prinsip Jenis Tanah yang lapis Siklus pemadatan peralatan sesuai (cm) pemadatan Keterangan

Pemadatan Mesin Tanah lempungan 1 5-25 6-8 Jenis as ganda dengan ber�t dengan gaya- giling ban (kering) lebih dari 10-30 t. gaya karet. Tanah lempungan 15-25 6-8 Jenis tarik dengan berat 3 - 6 t. gravitasi. Mesin (basah)

giling tumbuk. Tanah bercampur 30-45 s - 1 Jenis bermotor dengan berat 22

brangkal dan t (contoh khusus). batu belah

Pemadatan Mesin Tanah lempungan 20- 25 6-8 3 - 1 1 t dengan giling (kering) gaya-gaya ban karet Tanah bercampur 25- 30 s - 1 getar Mesin pasir dan kerikil.

giling roda Pasir dan kerikil 20- 30 5-7 3- 5t (dibutuhkim jangkauan be si permukaan yang jelas). Compact or Tanah campur 20- 30 3 - 5 0,5�· 21

pasir dan kerikil atau bagian yang berhubungan dengan tanah asli. Daerah sempit 10-20 3 - 5 50- 500.kg alat penumbuk seperti daerah penumbuk getar perbatasan dengan tanah asli.

Pemadatan Penumbuk 50- 500 kg alat penumbuk dengan timbris 15 kg alat penumbuk peneumatis gaya-gaya penumbukan

Catatan: Pemadatan dengan Buldozer sering digunakan untuk pekerjaan pemadatan-pemadatan yang tidak banyak atau pemadatan pendahuluan.

(a) Mesin giling tumbuk (tamping roller) Bagian pemadatan pada mesin tersebut adalah berupa suatu silinder baja

yang kosong di dalamnya, sedang pada permukaan luar silinder tersebut dilekatkan, tonjolan-tonjolan berbentuk batang-batang pendek. Sesuai dengan bentuk dari batang­batang pendek tersebut, maka mesin giling tumbuk dibedakan dalam 3 (tiga) jeni�, yaitu : * Mesin giling tapak biri-biri (sheep foot roller). * Mesin giling tapak baji (peg-foot roller) dan * Mesin giling tapak lancip (taper foot roller) .

Dan disesuaikan dengan jumlah silinder pada mesin giling maka dapat dibeda­kan dalam 3 (tiga) jenis lagi, yaitu : * mesin giling tumbuk silinder tunggal (single drum tamping roller ) . * mesin giling tumbuk silinder kern bar (double-drum tamping roller) . * mesin giling tumbuk em pat silinder (quaruple-drum tamping roller) .

Umumnya yang paling luas penggunaannya adalah mesin-mesin gil ing tumbuk silinder tunggal dan silinder kembar (periksa Gbr. 4-2 1 ) . B.erat mesin pemadat

296 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Gbr. 4-21 Mesin giling tumbuk seret (bersilinder keln!Jar).

Gbr. 4-22 Mesin giling tumbuk bermotor.

biasanya berkisar antara 5 s/d 50 ton dan konstruksinya biasanya disesuaikan sedemikian rupa sehingga di dalam ruangan silinder yang kosong dapat diisi air untuk dapat meningkatkan beratnya dengan 10 s/d 20 ton lagi (periksa Gbr. 4-22).

Pada hakekatnya mesin giling tumbuk tidak dapat digunakan untuk timbunan yang mengandung kerikil dengan butiran yang agak kasar, jadi penggunaannya terbatas hanya untuk pemadatan zone kedap air saja dan tldak begitu sesuai untuk pemadatan zone·zone lainnya.

Karakteristika utama dari mesin giling tumbuk ini adalah sebagai berikut : I . Pada permulaannya kontak·kontak langsung lebih banyak terjadi antara

permukaan lapisan yang dipadatkan dengan bidang silinder tersebut dan karena luasnya bidang silinder, maka tekananpemadatan tidaklah terlalu besar. Akan tetapi apabila kepadatan lapisan semakin meningkat, maka kontak· kontak akan lebih banyak terjadi antara ujung tapak mesin giling dengan permukaan lapisan yang dipadatkan dan karena kecilnya bidang ujung·ujung tapak·tapak yang bertumpuan pada permukaan lapisan yang dipadatkan tersebut, maka tekanan pemadatan pada akhirnya meningkat.

2. Pada saat dilaksanakannya operasi pemadatan tonjolan·tonjolan yang terdapat pada permukaan silinder mesin giling terbenam dalam lapisan yang dipadatkan, sehingga untuk daerah·daerah peralihan antara timbunan dengan konstruksi beton dapat menimbulkan kekhawatiran, terjadinya kerusakan·kerusakan pada konstruksi beton tsb.

3. Pemadatan·pemadatan dengan mesin tersebut tidak akan terjadt pelapisan, karena pernrukaan lapisan yang dipadatkan tetap dalam kondisi yang longgar dan tidak rata.

4. Tonjolan·tonjolan tersebut dapat juga memecahkan butiran·butiran berukuran besar, yang berarti dapat membantu menyeragamkan gradasi butiran timbunan, sehingga kekedapan lapisan akan meningkat terutama untuk zone kedap air. Akan tetapi untuk zone·zone yang lulus air, terjadinya kehancuran·kehancuran tersebut tidak diinginkan, karenanya penggunaan mesin giling type ini kurang sesuai.

5 . Pada akhir proses pelaksanaan pemadatan setiap lapisan terjadi proses·proses pemadatan yang disebabkan oleh tekanan pacta ujung tonjolan·tonjolan saja, maka ketebalan setiap lapisan penimbunan sangat terbatas, sesuai dengan panjangnya tonjolan-tonjolan tersebut.

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 297

6. Selanjutnya pada pemadatan dengan rnesin ini terjadi pula suatu proses-proses pencarnpuran, yang akan meratakan gradasi dan tingkat kadar air: di seluruh tirnbunan. Dan karena pemadatan dilaksanakan mendatar, maka keseragaman kepadatan timbunan cukup rnemuaskan.

7. Pada kondisi tingkat kandungan kadar air bahan yang lebih basah dari tingkat kadar air optimumnya, biasanya pernadatannya tidak akan dapat mencapai kwalitas yang diharapkan.

(b) Mesin giling ban karet (tire roller) Mesin giling ban karet dapat diklasifikasikan dari beberapa aspek, antara lain

adalah : * Ditinjau dari jumlah porosnya, rnaka dapat dibedakan dalam 2 (dua) jenis, yaitu

rnesin giling ban karet berpotos tunggal (single axis tire-roller) dan berporos kern bar (double axis tire-roller).

* Sedang apa hila ditinjau dari tenaga penggerakriya, maka dapat dibedakan dalam dua (2) jenis lagi, yaitu rnesin giling ban karet bermotor (self driving tire roller) dan mesin giling ban karet seret (dragged tire roller).

Jumlah roda tergantung dari berat mesin giling yang bersangkutan dan tergan­tung pula dari lebar jangkauan yang dikehendaki serta penempatan roda-rodanya dalarn berbagai posisi.

Untuk rnemperoleh basil pemadatan yang baik, maka diperlukan adanya tekanan yang sama dan merata di seluruh bidang pemadatan, walaupun permukaan lapisan yang dipadatkan tidak begitu rata. Persyaratan tersebut dapat dicapai dengan pengaturan udara pada masing-masing ban disesuaikan dengan berat mesin dan kondisi permukaan lapisan yang akan dipadatkan tersebut.

Karakteristika utama dari mesin giling ban karet adalah sebagai berikut : 1 . Kwalitas pemadatan dapat ditingkatkan dengan pengaturan-pengaturan yang

seimbang antara berat mesin dengan tekanan udara di dalam ban. 2. Umumnya dapat diperoleh basil pemadatan yang relatif baik walaupun di

bawah lapisan yang dipadatnya terdapat permukaan batuan atau suatu kon­struksi beton yang tidak rata, dengan demikian tidak ada kekhawatiran kemung­kinan terjadi kerusakan-kerusakan pada suatu konstruksi beton lain yang kebetulan terdapat di bawahnya.

3. Karena permukaan lapisan yang dipadatkan menjadi datar dan halus, maka sebelum dilaksanakan peilimbunan selanjutnya, supaya permukaan tersebut digaruk-garuk lebih dahulu.

4. Walaupun pada lapisan tersebut terdapat kerikil akan tetapi tidak akan terjadi kehancuran pada kerikil tersebut.

5. Ketebalan lapisan yang dipadatkan dapat ditingkatkan secara proporsionil sesuai dengan berat mesin yang dipergunakan.

6. Berhubung berat beban mesin pada pemadatan tersebut hanya diterima oleh permukaan teratas dari lapisan yang dipadatkan, maka tingkat ·kepadatan ke arah vertikal tidak merata.

1. Pada pemadatan zone kedap air dengan tingkat kadar air yang tinggi dari kadar air optimumnya mesin type ini tidak dapat bekerja secara efisien.

(c) Mesin pemadat getar (vibration roller). Penggunaan energi getaran pada pekerjaan pemadatan biasanya dapat mengha­

silkan efek pemadatan yang cukup besar hanya dengan menggunakan mesin pemadat yang relatif kecil dan ringan.

Biasanya dapat dicapai tekanan getaran yang berkisar antara 3 s/d 4 kali tekanan statis dari mesin tersebut (periksa Gbr. 4-23). Prinsip kerjanya adalah didasarkan

298 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Gbr. 4-23 Mesin giling-getar seret.

pada terjadinya penurunan-penurunan kekuatan gesekan di antara butiran bahan, apabila pada lapisan bahan tersebut digetarkan, sehingga suatu tekanan yang kecil saja sudah cukup mampu meningkatkan kepadatan lapisan bahan yang bersangku- ·

tan. Dengan demikian, penggunaan mesin ini sangat sesuai untuk pemadatan lapisan-lapisan pada zone-zone semi lulus air atau zone-zone lulus air pada tubuh bendungan, yang umumnya terdiri dari pasir, kcrikil dan batu.

Walaupun demikian, dengan suatu perbaikan-perbaikan serta penyesuaian­penyesuaian tertentu, mesin type ini sudah dapat pula dipergunakan untuk pemada­tan zone-zone kedap air yang terdiri dari bahan-bahan tertentu.

Karakteristika utama dari mesin terse but adalah sebagai berikut : Dibandingkan dengan type lainnya, mesin giling getar mempunyai efisien

yang paling tinggi untuk lapisan yang terdiri dari bahan-bahan pasir, kerikil dan batu.

4.4.4 Penimbunan Percobaan

Agar dapat dipilih peralatan pemadatan yang sesuai dengan metode penimbunan tubuh bendungan yang paling efisien, maka diperlukan adanya pengujian lapangan (penempatan bahan serta pemadatannya) dan hasilnya supaya betul-betul dihayati baik oleh pengawas lapangan maupun oleh pelaksananya.

Sebagaimana pengujian-pengujian yang telah dilakukan di laboratorium untuk bahan-bahan pembuatan rencana-teknisnya, maka pengujian lapangan tersebut diper­lukan untuk mengetahui persamaan-persamaan serta perbedaan-perbedaan antara keduanya.

Disamping itu bersamaan dengan pengujian pemadatan di lapangan tersebut, dilakukan pula pengujian di laboratorium untuk mengetahui hubungan karakteristika­karakteristika pemadatan-pemadatan pada kedua macam pengujian tersebut.

Beberapa faktor yang biasanya berpengaruh pada hasil pemadatan adalah : * type mesin giling yang digunakan. * berat mesin giling. * tekanan udara di dalam ban, apa biJa digunakan mesin giling ban karet. * tekanan yang diterima oleh lapisan yang dipadatkan. * frekwensi getaran, apa bila digunakan mesin giling getar. * ketebalan lapisan yang dipadatkan. * siklus pemadatan. * kadar air yang terdapat di dalam susunan bahan lapisan yang dipadatkan. * kecepatan gerakan mesin giling. * dan lain-lain.

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 299

Dan selanjutnya dari semua hasil-hasil pengujian pada semua faktor tersebut di atas, akan dapat dijadikan suatu dasar penentuan metode pemadatan yang paling ekonomis pada penimbunan tubuh bendungan yang bersangkutan dengan penggunaan peralatan yang paling efektif pula. Apabila pengujian lapangan dilaksanakan dengan skala yang besar, maka supaya dilakukan pengujian-pengujian dan percobaan-percobaan terhadap semua faktor tersebut dalam ruang lingkup yang luas pula.

Jika diperlukan dapat dilakukan pengujian-pengujian yang betul-betul mengikuti pelaksanaan pekerjaan yang sebenarnya (yang dimulai dari penggalian bahan timbunan, pengangkutan, penempatan, hingga pemadatannya).

Disesuaikan dengan kondisi tempat kedudukan calon bendungan, maka umumnya pengujian lapangan dilakukan dengan salah satu .dari 2 (dua) metode berikut : * pengujian yang langsung dilakukan pada tempat kedudukan calon tubuh bendungan. * pengujian yang dilaksanakan pada sebidang tanah datar di luar calon tubuh bendu-

ngan. Untuk kedua metode tersebut, agar diperhatikan supaya tempat yang dipilih untuk

pengujian lapangan tersebut senantiasa dalam keadaan kering (tidak berair) dan dengan kondisi drainage yang baik, selama pengujian terse but berlangsung. Pengambilan contoh hasil pemadatan supaya dilakukan sebanyak mungkin, pada berbagai kedalaman dan berbagai lokasi yang dianggap penting yang dapat memberikan ciri-khas pada pengujian tersebut dan pengujian terse but terus dilaksanakan hingga mencapai ketebalan sekurang­kurangnya 1,0 meter, supaya dapat diamati suatu pemadatan yang bebas dari pengaruh­pengaruh pondasinya. Selain itu supaya dilaksanakan pengawasan-pengawasan yang saksama terhadap kondisi bahan pengujian yang akan dipergunakan, terutama mengenai keseragaman tingkat kadar air dan gradasinya.

Beberapa hal penting yang perlu diamati selama berlangsungnya pengujian adalah : 1 . Elevasi permukaan pondasi sebelum dilaksanakan penempatan bahan dan elevasi

permukaan lapisan bahan yang telah'dipadatkan. 2. Pengukuran berat isi bahan sebelum dan sesudah dilaksanakan pemadatan. 3. Pengujian permeabilitas di lapangan. 4. Pengujian penetrasi. 5. Tingkat penetrasi dari ban-ban atau silinder mesin giling (walk-out).

Biasanya lokasi tempat pengujian tidaklah terlalu luas, akan tetapi pengujian pemadatan dilakukan untuk berbagai type mesin, sehingga diperlukan pengaturan sebagai berikut : * Supaya diperhatikan agar lintasan tapak untuk setiap mesin pemadat tidak sampai

bertautan. * Untuk mesin-mesin giling ban karet atau beroda besi dapat dilakukan pengujian

dengan gerakan maju dan mundur, sedang untuk mesin-mesin giling tumbuk dan mesin-mesin giling seret harus dioperasikan dalam gerakan maju.

4.4.5 Penggarapan Bahan Tanah Pada Pelaksanaan Penimbunan Tubuh Bendungan

(J) Penempatan Bahan Tanah Bahan tanah yang telah diangkut dari tempat pengga1iannya, dituang dari alat

pengangkut pada tempat-tempat yang telah dipersiapkan dan diratakan untuk mencapai ketebalan lapisan yang telah ditetapkan pula. Apabila pengangkutannya dilaksanakan dengan mesin penggaruk, maka sambil menuang bahan tanah tersebut, dengan mengatur permukaan baknya, secara kasar ketebalan pelapisan dapat diatur, yang kemudian dapat disempurnakan dengan buldozer sambil memberikan pemadatan permukaan yang diperoleh dari berat buldozer tersebut (periksa Gbr. 4-24). Perhatian supaya dicurahkan

300 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Gbr. 4-24 Penempatan bahan dengan mesin Gbr. 4-25 Penempatan bahan dengan Buldozer. penggaruk bermotor.

terutama pada keseragaman ketebalan pelapisannya serta diusahakan agar lapisan tersebut berposisi horizontal (periksa Gbr. 4-25). Lapisan tersebut supaya bebas dari batu-batu yang berukuran terlalu besar dan potongan-potongan kayu serta sampah­sampah lainnya dan penyingkirannya dapat dilakukan dengan tenaga manusia atau dengan dozer penggaruk (rake-dozer).

Apabila kadar air yang terkandung dalam lapisan tersebut terlalu tinggi, sebelum dipadatkan supaya dikeringkan terlebih dahulu, baiknya dengan membiarkan di bawah panas matahari yang dibantu dengan membolak-balik lapisan tersebut. Akan tetapi apabila terlalu kering, maka kadar air lapisan tersebut dapat ditingkatkan dengan menyemprotkan air secara merata di atas permukaan . lapisan dengan alat-alat penyem­prot yang biasanya disediakan untuk keperluan tersebut. (periksa Gbr. 4-26). Mengingat sukarnya memperoleh campuran yang seragam antara bahan tanah lempungan dengan air yang disemprotkan, maka sambil menyemprot dilakukan pengadukan-pengadukan seperlunya dengan sekop atau garu . Untuk bahan-bahan pasiran keseragaman pen­campurannya dengan air akan lebih mudah diperoleh.

Apabila sebagian bahan yang diperoleh dari tempat penggalian ternyata mem­punyai kadar air yang tinggi, maka sebelum ditimbun bahan tersebut dicoba dicampurkan dengan bahan dari tempat penggalian lainnya atau dijemur di panas matahari. Sebaiknya pengeringan tersebut dilaksanakan di daerah tempat penggalian bahan, sehingga pengangkutannya dari tempat pengeringan tersebut dapat langsung dituang pad a pelapisan penimbunan tubuh bendungan. Dengan demikian dapat diperoleh

Gbr. 4-26 Penyesuaian angka kadar air dengan Gbr. 4-27 Pemadatan dengan mesin giling penyiraman (pada timbunan pe- tumbuk bermotor. ngujian).

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan

efisiensi yang tinggi pada proses pengangkutan bahan tersebut.

301

Apabila lapisan teratas penimbunan tertimpa hujan, maka diusahakan agar air hujan dapat segera mengalir keluar dari permukaan tersebut dengan menghilangkan cekungan-cekungan yang terdapat di permukaan lapisan dan membuat parit-parit sementara. Selanjutnya apabila hujan telah mereda, supaya pada permukaan teratas lapisan penimbunan dibolak-balik, agar segera kering mencapai kadar air yang sesuai dengan rencana-teknis dart barulah pemadatan-pemadatan dapat diteruskan lagi. (2) Pe/aksanaan pemadatan

Setelah dituang dari alat pengangkut dan diratakan dengan buldozer pada ketebalan tertentu, yang kemudian dilanjutkan dengan pelaksanaan pemadatan (periksa Gbr. 4-27).

Ketigajenis pekerjaan tersebut dalam satu kesatuan diistilahkan dengan pelaksanaan penimbunan tubuh bendungan. Pada pelaksanaan pemadatan setiap pelapisan, biasanya gerakan mesin giling searah dengan poros bendungan, kecuali pelaksanaan pemadatan di tempat-tempat yang sempit atau di sekitar pertemuan antara timbunan tersebut dengan tebing sungai atau dengan konstruksi-konstruksi beton lainnya. Jalur tapak mesin giling diusahakan supaya dapat bertautan antara 0 s/d 50cm.

Di daerah kontak antara zone pada bendungan zonal supaya dilakukan pemadatan tepat di atas bidang kontaknya, oleh mesin-mesin giling dari masing-masing zone terse­but, sehingga dapat diperoleh suatu kepadatan yang baik (periksa Gbr. 4-28).

Gbr. 4-28 Pemadatan dengan mesin giling tumbuk seret.

Pada hakekatnya pemadatan yang melampaui batas optimal (o l'er compaction), hanya akan menghasilkan kwalitas pemadatan yang rendah, karenanya hal tersebut supaya dihindari. Lebih-lebih pada bahan tanah lempungan biasanya akan terjadi rekahan-rekahan geser pada struktur lapisan tersebut, yang disebabkan oleh pemadatan yang melampaui batas. Selain itu, terjadinya kepadatan-kepadatan yang melampaui batas, tidak saja terjadi pada pemadatan-pemadatan dengan mesin-mesin giling, tetapi juga dapat terjadi pada proses pengangkutan bahan, karenanya perlu dilakukan pengamanan-pengamanan terhadap bahan-bahan yang sedang diangkut.

Dan permukaan teratas penimbunan supaya diusahakan berformasi horizontal atau dengan sedikit kemiringan untuk memudahkan mengalirnya air hujan keluar dari permukaan penimbunan. (3) Penimbunan-penimbunan di atas pondasi dan di daerah pinggir tubuh bendungan

Apabila pondasi alas bendungan terdiri dari lapisan batuan, maka penimbunan lapisan pertama yang terletak langsung di atas permukaan pondasi tersebut, mungkin akan sukar dipadatkan langsung dengan mesin giling. Pada penimbunan permulaan tersebut, butiran bahan zone kedap air yang melebihi 50mm supaya disingkirkan. Akan tetapi, bahan-bahan berbutir halus yang kadar airnya sedikit melebihi kadar air rencana, sering juga dipergunakan pada penimbunan-penimbunan permulaan (penimbunan

302 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

kontak dengan alas pondasi batuan), agar diperoleh perlekatan yang lebih baik antara permukaan pondasi dengan alas zone kedap air.

Penimbunan pada daerah pinggir tubuh bendungan, dilaksanakan hampir sama dengan penimbunan di atas permukaan pondasi. Daerah kontak antara timbunan dan parit penggalian pondasi, supaya dipadatkan dengan alat penumbuk peneumatis dan dengan pelaksanaan yang sangat cermat, agar bidang kontak betul-betul padat dan lekat. Ketebalan pelapisannya biasanya antara 5-7cm.

4.4.6 Penggarapan Bahan Pasir Dan Kerikil Pada Pelaksanaan Penimbunan Tubuh

Bendungan

{1) Penempatan bahan pasir dan kerikil .Sebagaimana halnya bahan tanah, maka penempatan bahan pasir dan kerikil yang

diangkut dari tempat penggalian, juga dituang dari alat pengangkut, diratakan sehingga merupakan satu lapisan dengan ketebalan tertentu dan kemudian dipadatkan dengan mesin-mesin giling. Biasanya ketebalan pelapisan diambil antara (20 s/d 50cm) yang dikerjakan dengan buldozer. Selain itu, pada saat bahan dituangkan dari dump-truk biasanya terjadi konsentrasi-konsentrasi butiran yang kasar di daerah tepi-tepi atau batas tumpukan bahan ( daerah kontak dengan tebing sungai dan dengan zone-zone lainnya) dan pada hakekatnya konsentrasi-konsentrasi semacam ini tidak diinginkan. Karenanya diperlukan usaha-usaha pencegahan dengan cara menyingkirkan serta menyebarkannya ke atas permukaan bagian tengah timbunan.

Disarankan agar bahan yang dituangkan dari bak alat pengangkut pada tempat yang agak jauh dari daerah perbatasan ini, kemudian sambil melakukan perataan dengan buldozer, bahan tersebut didorong agar dapat bersinggungan dengan bidang kontaknya, terutama dengan zone kedap air.

Pada penempatan lapisan-lapisan filter atau lapisan-lapisan drainage yang tipis, supaya dilakakan dengan hati-hati, sehingga dapat diperoleh ketebalan yang merata dengan gradasi yang seragam. Untuk penempatan-penempatan di daerah-daerah kontak seharusnya dilakukan dengan tenaga manusia. Selain itu pengangkutan bahan supaya diusahakan dengan penggunaan alat-alat pengangkut yang kecil dan dengan jarak angkut yang tidak terlalu jauh.

Pelaksanaan penimbunan filter yang lebarnya 3 meter dapat dikerjakan dengan 2 (dua) metode yaitu : * Metode pertama

Pada daerah perbatasan antara dua zone yang dipisahkan, setelah timbunan mencapai ketebalan antara 1 , 5 sfd 2 meter, maka dilakukan penggalian kembali sl!suai dengan kedalaman timbunan tersebut dan kemudian dump-truk dijalankan hingga masuk lubang galian dan bahan filter langsung dituangkan.

* Metode kedua Penimbunan filter dilaksanakan bersama-sama dengan zone-zone yang dipisahkan.

Untuk filter yang tebalnya antara I s/d 2 meter, penimbunan dilakukan dengan sekat di kedua sisinya yang dapat ditarik ke atas mengikuti progres penimbunan.

Apabila untuk zone transisi digunakan filter yang berlapis-lapis, maka biasanya penimbunannya dilaksanakan dengan 2 (dua) metode, yaitu : * dengan menggunakan dinding penyekat yang dapat ditarik ke atas bersamaan dengan

progress penimbunan pada kedua zone yang dipisahkan. * penimbunan dilaksanakan lebih dahulu dan filter ditimbun dengav tenaga manusia,

tetapi hanya dapat dilaksanakan untuk ketebalan filter yang tidak kurang dari 1 ,5m. (2) Pemadatan

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan 303

Peralatan untuk pemadatan disesuaikan dengan ukuran butiran bahan dan untuk pemadatan bahan berbutir halus biasanya digunakan mesin giling ban karet atau dump truk yang berisi muatan, sedang untuk bahan berbutir kasar digunakan mesin giling getar, buldozer dan stamper getar. Siklus pemadatannya antara 2 s/d 8 kali.

Pada pemilihan peralatan untuk pemadatan, disamping faktor-faktor lainnya seperti yang telah diuraikan di atas, maka lebar dari setiap zone-zone timbunan supaya dipertimbangkan, agar tidak mengganggu kelancaran pekerjaan penimbunan pada zone­zone lainnya, terutama zone kedap air. Dengan demikian, perlu diperhatikan agar pengaturan medan gerak armada peralatan yang digunakan untuk penimbunan masing­masing zone tidak saling mengganggu, sehingga kelancaran pelaksanaan penimbunannya dapat dijamin sepenuhnya.

Pemadatan pada sistem drainage dilaksanakan dengan peralatan yang agak ringan, karena penggunaan peralatan yang terlalu berat akan dapat memecah atau bahkan menghancurkan butiran-butiran bahan, sehingga dapat merubah ukuran butiran serta gradasinya dan akan dapat menurunkan efektifitas sistem drainage tersebut. Pemada­tannya biasanya dilaksanakan dengan mesin giling ringan, setelah disemprot dengan air secukupnya.

4.4. 7 Penggarapan Bahan Batu

Tergantung dari ukuran batu-batu bahan timbunan yang diinginkan, maka terdapat 2 (dua) metode penggarapannya sebagai berikut : * Untuk bahan batu berukuran kecil, biasanya sesudah dituang dari alat pengangkut,

diratakan pada ketebalan kelapisan tertentu dengan buldozer dan kemudian dipadat­kan dengan mesin giling, seperti halnya pada penimbunan bahan-bahan tanah pasir dan kerikil.

* Untuk bahan batu berukuran besar, biasanya dengan menuangkan begitu saja bahan dari bak alat pengangkut pada ketinggian tertentu dan tanpa dipadatkan lagi.

(I) Metode penimbunan berlapis-lapis (stratifying method) Metode ini dilaksanakan dengan menempatkan bahan pada tempat tertentu, kemudian diratakan hingga mencapai ketebalan yang efektif untuk pemadatan. Biasanya diambil ketebalan antara I s/d 2 kali diameter terbesar bungkalan bahan batu yang bersangkutan. Apabila bahan terdiri dari batu belah dan bahan batu berukuran kecil, biasanya dapat diambil ketebalan pelapisan antara 30 s/d 40cm, seperti halnya pada bahan pasir dan kerikil. Sedang untuk bahan batu yang berukuran lebih besar lagi, biasanya ketebalan pelapisan sekitar I s/d 2 meter.

Pada pemadatan-pemadatan tersebut biasanya digunakan peralatan pemadatan, seperti buldozer yang beratnya lebih dari 20 ton, mesin giling ban karet dengan berat 50 ton, mesin giling datar-getar dengan berat sekitar 5 s/d 1 3 ton. Mesin giling ban karet umumnya sesuai untuk bahan batu berukuran kecil dengan pelapisan yang tipis.

Sedangkan mesin giling getar cocok untuk bahan batu berukuran besar yang mengandung bungkalan-bungkalan yang besar (lumps) dan efek pemadatannya dapat mencapai kedalaman sampai 2 meter.

Untuk meningkatkan efektifitas pemadatan, maka sebelum suatu lapisan digiling, supaya disemprot dengan air terlebih dahulu.

Keuntungan dari penyemprotan tersebut adalah sbb. : 1 . Butiran halus yang terdapat d i atas permukaan Iapisan batu akan hanyut ke bawah

dan mengisi rongga-rongga yang terdapat di antara bungkalan batu-batu Iapisan yang bersangkutan.

2. Bungkalan-bungkalan batu atau permukaan butiran-butiran bahan yang lebih

'

i 304 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

halus akan menjadi basah dan licin, sehingga mudah memadatkannya. 3. Karena basah, biasanya hanya dengan tekanan-tekanan yang kecil saja sudut-sudut

yang terdapat pada bungkalan batu akan mudah hancur, sehingga mengurangi besarnya penurunan-penurunan tubuh bendungan di kemudian hari.

4. Karena basah, maka timbul gaya-gaya yang disebabkan oleh tegangan permukaan dan bahan tersebut seolah-olah lekat serta menggumpal. Kapasitas air yang dibutuhkan, biasanya didasarkan pada kapasitas kandungan

butiran halus pada bahan, yaitu _9-ntara 0,3 s/d 0,5m3 setiap m3 bahan timbunan. Tekanan pada semprotan tidak perlu terlalu tinggi, cukup asalkan dapat member­

sihkan butiran-butiran halus dari permukaan timbunan dan menghanyutkannya ke bagian bawah lapisan timbunan tersebut. (2) Metode penimb:.man dengan "penuangan dari suatu ketinggian (dumping method)

Pada hakekatnya metode ini adalah dengan memanfaatkan kekuatan jatuh bung­kalan batu yang dituangkan dari bak alat pengangkut dan menimpa bungkalan-bung­kalan batu yang sudah terletak pada permukaan lapisan terdahulu. Bisanya untuk memperoleh ketinggian tertentu, maka penuangan tersebut dilakukan dari sebuah jembatan. Dengan demikian jarak angkut bahan menjadi lebih pendek, sedang jembatan tersebut mempunyai permukaan yang lebih rata dari pada permukaan pada timbunan, sehingga lebih memudahkan gerakan alat pengangkut dan meningkatkan penghematan ban.

Beberapa ciri khas dari metode pemadatan ini adalah : I . Dengan penuangan tersebut tentunya akan terjadi pemisahan-pemisahan antara

bungkalan-bungkalan batu yang besar dengan butiran-butiran yang kecil. Akan tetapi hal-hal tersebut tidak memberikan efek-efek yang negatif di kemudian hari, karena butiran-butiran halus yang terdapat di dalam komposisi bahan batu umum­nya sangat terbatas, sehingga penurunan-penurunan tubuh bendungan akibat proses konsolidasi dari lapisan berbutir halus tersebut tidak berarti.

2. Energi pemadatan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan tinggi jatuh bahan batu, yaitu dengan meningkatkan tinggi jembatan (lift).

3. Sesudah bungkalan-bungkalan batu menimpa lapisan di bawahnya, biasanya bung­kalan-bungkalan tersebut bergulir ke tempat yang rendah. Pada saat terjadinya perguliran-perguliran tersebut, maka sudut-sudut batu akan hancur dan batu akan mengambil bentuk permukaan yang relatif lebih halus dan hal ini akan dapat me­ngurangi penurunan-penurunan tubuh bendungan. Penentuan tinggi jembatan supaya didasarkan pada aspek-aspek yang lebih luas,

antara lain : • gradasi dan kekerasan bahan batu. • tekanan semprotan air. • lebar zone yang akan dilaksanakan penimbunannya. • kondisi topografi untuk jalan-jalan pelaksanaan (jalan masuk). * hubungan-hubungan antara program pelaksanaan penimbunan zone yang bersangku­

tan dan zone kedap air. Apa hila jembatan tersebut cukup tinggi, maka supaya penyemprotannya dilakukan

dengan alat penyemprot yang tekanannya memadai untuk dapat menghanyutkan bagian bahan berbutir halus dan mengisi ruangan-ruangan (rongga-rongga) yang kosong di antara bungkalan batu. Disamping itu kekuatan pancaran air dapat menggerakkan bungkalan-bungkalan batu yang agak besar, sehingga bungkalan-bungkalan dapat menata diri untuk mendapatkan suatu tempat kedudukan dengan tumpuan-tumpuan yang paling baik.

Biasanya kapasitas penyemprotan antara 2 sfd 4 kali volume timbunan dan diameter

4. 4 Penimbunan Tubuh Bendungan

lubang pemancar sebesar 5-7,5cm dengan tekanan antara 5 s/d 7kg/cmz.

305

Apabila butiran-butiran halus yang terdapat pada permukaan bungkalan batu­batu tidak dapat dihanyutkiln oleh pancaran air, maka bagian-bagian tersebut supaya dibersihkan dengan cara yang lain. (3) Hamparan pelindung di atas lereng udik bendungan

Di bawah ini hanya akan diuraikan 2 (dua) type hamparan pelindung lereng udik, yaitu : * hamparan pelindung batu (rip-rap). * hamparan pelindung pasangan batu kosong (stone pitching).

(a) Hamparan pelindung batu Hamparan pelindung batu dibuat dengan cara menuangkan langsung bungka­

lan-bungkalan batu yang besar-besar yang bebas dari butiran-butiran kecil di atas permukaan lereng atas yang telah disiapkan. Bahan yang dipergunakan supaya dipilih yang segar, keras dan tahan terhadap pelapukan. Untuk hamparan yang tipis biasanya sesudah dituangkan dari bak alat pengangkut, diratakan dengan tenaga manusia atau dengan kran. Akan tetapi untuk hamparan yang tebal biasanya tanpa diratakan lagi, walaupun demikian kadang-kadang tenaga manusia dipergunakan untuk menyingkirkan bungkalan-bungkalan berukuran kecil yang muncul di atas permukaan hamparan.

Pembuatan hamparan pelindungan biasanya dilaksanaban dengan 2 (dua) metode yaitu : * Metode pertama:

pelaksanaannya bersamaan dengan progress penimbunan tubuh bendungan. * Metode kedua:

pelaksanaannya sesudah penimbunan tubuh bendungan selesai. Jika mungkin, sebaiknya pembuatan hamparan pelindung batu dikerjakan

dengan metode pertama, karena akan lebih sederhana pelaksanaannya dan peng­gunaan tenaga manusia akan lebih sedikit.

Penentuan yang terbaik dari kedua metode tersebut didasarkan pada kondisi penggalian dan pengangkutan bahan yang diperlukan.

Metode pertama tersebut secara lebih detail lagi dikerjakan dengan 2 (dua) cara pelaksanaan, yaitu : * Pelaksanaan penimbunan tubuh bendungan dibuat lebih maju dibandingkan

dengan penimbunan hamparan dan bahan supaya dituangkan di atas tepi tim­bunan tubuh bendungan. Kemudian dengan buldozer onggokan batu yang terletak di atas tepi timbunan tubuh bendungan tersebut, didorong supaya bahan tersebut bergulir menempati posisi yang telah ditentukan.

* Pelaksanaan penimbunan hamparan pelindung dibuat lebih maju dibandingkan dengan penimbunan tubuh bendungan, tetapi dengan posisi penuangan sedemikian rupa sehingga terjadi pemisahan-pemisahan, dimana bungkalan-bungkalan yang lebih besar bergulir keluar, sedang yang lebih kecil bergulir ke daerah perbatasan dengan tubuh bendungan. Baru kemudian penimbunan tubuh bendung dilak­sanakan, sehingga timbunan pelindung seolah-olah berfungsi sebagai cetakan pembentuk zone yang bersentuhan dengan pelindung tersebut.

(b) Hamparan pelindung pasangan batu kosong Pelindung type ini sebagian besar dilaksanakan dengan tenaga manusia, yang

biasanya dikerjakan sesudah penimbunan tubuh bendungan selesai dan karenanya akan sangat memudahkan pelaksanaannya, apa bila bahan-bahan batu dapat disediakan di dekat tempat pemasangan hamparan pelindung tersebut.

Kwalitas basil pembuatannya, biasanya didasarkan pada tersedianya bahan

306 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

yang ekonomis berkwalitas baik , sedang penggarapannya dan t ingkat kerapiannya didasarkan pada kebutuhan keindahan setempat. Setiap batu pasangan supaya ditempatkan di atas alas yang disediakan, berupa hancuran-hancuran batu dalam gradasi yang baik , sehingga dapat dihindarkan butiran bahan yang dilindungi keluar melalui celah-celah tersebut.

4.4.8 Penggarapan Dinding Sekat Beton-aspal Pada Bendungan Sekat

(/) Pembuatan dan pengangkutan beton aspal Beton aspal (asphalt-concrete) dengan campuran yang terdiri dari aspal, agregat

(kerikil + pasir) dan serbuk pengisi (filter) dalam komposisi tertentu. Pada instalasi yang memprodusir beton aspal, biasanya keriki l dan pasir dicampur terleb ih dahulu dan dipanaskan hingga mencapai suhu antara 160° s/d 200ac se lama 30 s/d 45 detik, kemudian pada campuran tersebut dituangkan aspal cair dan terjadilah beton aspal yang masih pan as. Beton-aspal yang masih panas terse but kemudian dituang ke dalam alat pengangkut dan dibawa sampai ke atas mercu bendungan. Dari tempat ini beton-aspal panas tersebut dimasukkan ke dalam alat pengangkut yang lebih kecil dan kemudian ditempatkan pada petakan-petakan yang sudah dipersiapkan untuk diratakan dan dipadatkan. (2) Pembuatan sekat beton-aspal

Pada mulanya lereng udik bendungan dipersiapkan dengan selapis bahan hancuran batu dengan ketebalan tcrtentu sebagai lapisan transisi antara tubuh bendungan dengan sekat beton-aspal. Kemudian lapisan tersebut diratakan dan d ipadatkan dengan mesin giling yang ringan. Selanjutnya permukaan yang telah selesai digiling tersebut, di semprot dengan emulsi aspal untuk stabilisasi dan kemudian barulah beton-aspal yang masih panas dapat dituangkan dan diratakan untuk dipadatkan dengan mesin giling. Untuk pemadatan tersebut biasanya dipergunakan mesin giling getar, sedang tempat-tempat yang tidak terjangkau oleh mesin giling tersebut umumnya digunakan stamper. Pemada­tan supaya di laksanabn secara kontinue, hingga mencapai kwalitas yang direncanakan dan merata sebelum beton aspal mendingin dan mengeras, karena kwalitas yang baik hanya dapat diperoleh apabila dilaksanakan pada suhu yang masih t inggi. Pada bagian­bagian yang harus dikerjakan dengan tenaga manusia, supaya di laksanakan dengan hat i-hat i , ka rena pcnggarapan yang tidak cermat akan mengakibatkan kebocoran­kebocoran yang sangat membahayakan, terutama pada daerah pertemuan antara dinding sekat dengan sistem pencegah rembesan yang terdapat d i dalam pondasi (seperti tirai sementasi, dinding turap, dan lain-lain).

4.5 Pengawasan K walitas Pelaksanaan Konstruksi 4.5. 1 Penjelasan Umum

Bahan tanah, pasir, keriki l dan batu yang diperoleh untuk timbunan adalah dari hasil penggalian langsung pada lapisan asalnya dengan struktur geologi yang komplex, schingga walaupun mungkin penyebaran dari setiap jenis bahan tersebut cukup Iuas, akan tetapi sangatlah subr untuk memperoleh keseragaman dari masing-masing jenis bahan tersebut. Selain itu karakteristika bahan akan sangat sensitif terhadap kondisi metcorologi yang sewaktu-waktu dapat berubah secara drastis dan terhadap teknik pelaksanaan penimbunan yang dipergunakan. Walaupun pengujian-pengujian untuk rencana-teknis telah dilaksanakan dengan saksama, akan tetapi untuk pelaksanaan konstruksinya masih harus dilaksanakan pengujian-penguj ian guna mengawasi kwalitas konstruksinya. Pengujian-pengujian tersebut supaya ditangani oleh petugas supervisi

4. 5 Pengawasan Kwalitas Pelaksanaan Konstruksi 307

yang betul-betul ahli, yang betul-betul mengetahui karakteristika setiap bahan timbunan serta perubahan-perubahan yang mungkin dapat terjadi oleh pengaruh-pengaruh Iuar terhadap bahan-bahan tersebut.

Sebagaimana yang telah diuraikan terdahulu, faktor-faktor terpenting yang akan mempengaruhi karakteristika bahan tersebut adalah gradasi, metode pelaksanaan penimbunan, angka kadar air, keseragaman bahan yang sudah ditempatkan pada penimbunan dan lain-lain. Berdasarkan hal-hal tersebut di atas, maka untuk melaksana­kan penimbunan yang memenuhi persyaratan-persyaratan rencana-teknis yang rasionil dan efisien, diperlukan adanya pengujian-pengujian baik di lapangan maupu.n di labora­torium untuk memperoleh standard pengawasan kwalitas hasil pekerjaan dari masing­masing jenis bahan timbunan serta metode pelaksanaan penimbunannya. Didasarkan hasil-hasil pengujian-pengujian tersebut, mungkin akan terjadi penyingkiran-penyingki­ran bahan yang tidak memenuhi persyaratan dan penggalian-penggalian kembali pada timbunan yang telah selesai, untuk dapat menjaga kwalitas penimbunan pada tingkat­tingkat yang masih diperkenankan, berdasarkan standard pengawasan kwalitas hasil pekerjaan yang telah dipersiapkan, sebagai mana uraian tersebut di atas. Semua hasil­hasil pengujian pada contoh pekerjaan-pekerjaan yang sudah dilaksanakan harus dibandingkan dengan standard pengawasa:n kwalitas minimum yang masih diperkenan­kan.

Apa hila hasil-hasil penggambaran titik-titik pada kertas grafik, tersebar secara tidak beraturan, sehingga sukar diperoleh karakteristika dari grafiknya, maka pada lapisan tersebut perlu diselidiki secara saksama, hingga memperoleh suatu jawaban yang pasti sebab-sebab dari kelainan-kelainan tersebut . Dengan demkian dapat dilak­sanakan perbaikan-perbaikan atau perubahan-perubahan konstruksi yang diperlukan, hingga akhirnya akan diperoleh suatu kwalitas pekerjaan yang betul-betul memenuhi persyaratan atau bahkan dapat pula dilaksanakan modifikasi rencana-tcknisnya, jika ha! tersebut a,kan lebih realistis dan efisien.

4.5.2 Pengawasan K walitas Konstruksi Tubuh Bendungan

(1) Pengawasp,n Kwalitas Penimbunan Tanah Umumnya perbedaan antara kadar air optimum dan kadar air timbunan tubuh

bendungan serta antara berat isi kering pada timbunan tubuh bendungan dan berat isi kering maksimum, merupakan angka-angka yang harus diketahui pada pengawasan kwalitas pemadatan timbunan tubuh bendungan tersebut dan dibandingkan angka­angka standard yang telah ditetapkan berdasarkan hasil-hasil pengujian-pengujian untuk menentukan angka-angka standard pengawasan kwalitas pekerjaan. Pada angka-angka standard tersebut terdapat harga minimum, di bawah mana suatu timbunan berarti sudah tidak memenuhi persyaratan dan diperlukan adanya usaha-usaha untuk dapat meningkatkan angka-angka tersebut, agar kwalitas-kwalitas timbunan dapat diterima.

Penentuan angka standard tersebut didasarkan pada tingkat kekuatan geser dan koeffisien permeabilitas yang harus dicapai oleh timbunan tersebut, agar dapat dipc­roleh kestabilan yang memadai, sesuai dengan rencana teknisnya.

Pelaksanaan pengambilan contoh-contoh untuk pengujian tersebut di laksanakan secara periodik pada setiap lapisan dengan pemilihan tempat yang diperkirakan akan terdapat kwalitas yang paling rendah dan kwalitas ciri-khas dari sua tu lapisan pemadatan. (2) Pengawasan kwalitas penimbunan pasir, kerikil dan batu

Kekuatan geser dan permeabilitas suatu timbunan pasir, kerikil dan batu umumnya dipengaruhi oleh gradasi dan berat isi timbunan tersebut, karenanya pengawasan kwalitas pemadatan senantiasa dititik beratkan pada kedua faktor tersebut. Sedang

308 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

faktor terpenting yang perlu diamati untuk lapisan filter yang terdiri dari bahan-bahan pasir dan kerikil adalah ·gradasinya.

Akan tetapi untuk ukuran butiran yang sangat besar, yang berupa bungkalan­bungkalan batu tidak dilakukan pengukuran-pengukuran berat isinya, karena sukarnya memperoleh berat isi yang seragam, walaupun contoh-contoh diambil dari satu lapisan. Dan kadang-kadang pengawasan dilakukan dengan pengujian beberapa faktor lainnya, yaitu tingkat absobsi air, gradasi bahan dan berat jenis bahan yang bersangkutan. (3) Pengawasan kwalitas beton-aspal

Pengawasan kwalitas bahan beton-aspal biasanya dititik beratkan pada pengukuran­pengukuran temperatur, gradasi agregat (yang biasanya campuran pasir dan kerikil), kapasitas komponen aspal, angka kadar air dan berat isi beton-aspal.

4.5.3 Standard Pengawasan

Sebagai mana yang telah diuraikan di atas, maka untuk dapat melakukan penga­wasan kwalitas suatu konstruksi tubuh bendungan (timbunan tubuh bendungan, filter, sekat beton-aspal dan hamparan pelindung), maka diperlukan adanya standard­standard pengawasan yang akan memberikan batasan-batasan, untuk memudahkan pemberian penilaian pada konstruksi yang baru diselesaikan tersebut. Adapun standard­standard pengawasan tersebut dapat diperoleh dengan cara-cara sebagai berikut : (1) Nilai pengawasan standard (Nilai D)

Disesuaikan dengan dimensi bendungan, maka nilai pengawasan standard yang ditentukan dalam kondisi 90-100 % kepadatan maximum kering bahan (dmax) dan dalam kondisi pemadatan standard (periksa Gbr. 4-29), dengan klasifikasi sebagai berikut : I . Pengaturan pemadatan pada tingkat yang sama, walaupun tubuh bendungan terdiri

dari zone dengan karakteristika bahan yang berbeda-beda. 2 . Pengaturan pemadatan pada tingkat-tingkat yang berbeda-beda, disesuaikan dengan

zone-zone yang terdapat pada bendungan atau disesuaikan dengan posisi pelapisan. 3 . Pengaturan cara-cara pemadatan dengan tingkat yang berbeda-beda, sesuai dengan

karakteristika bahan yang dipergunakan.

Gbr. 4-29 Diagram hubungan antara nilai-nilai pengawasan.

4. 5 Pengawasan Kwalitas Pelaksanaan Konstruksi

(2) Angka kadar air yang diperkenankan

309

Angka kadar air yang diperkenankan supaya ditetapkan dengan memperhitungkan fungsi bahan pada susunan tubuh bendungan yang tingkat kadar airnya terletak di dalam daerah sekitar ± 5 % dari angka kadar air optimum pada pengujian pemadatan standard. Dan kadar air yang diperkenankan dapat dicari dengan pengujian-pengujian pemadatan yang didasarkan pa:da kondisi tersebut di atas. (3) Penentuan nilai pengawasan dengan suatu pengujian-pengujian yang cepat

Dengan metode ini, maka akan segera dapat diketahui karakteristika basil pemada­tan, terutama mengenai berat isi dan angka kadar airnya dengan cara membandingkan hasil-hasil pengujian-pengujian tersebut dengan grafik nilai berat isi basah maximum bahan pada pengujian pemadatan standard. Walaupun angka kadar air bahan dengan ukuran butiran-butiran yang lebih kecil dari 4,8mm tidak diketahui sebelumnya, akan tetapi nilai pengawasan sudah dapat diperoleh, paling lama satu jam sesudah pengam­bilan contoh pada lapisan penimbunan. Hal tersebut dapat dicapai, karena hanya de­ngan mencari berat isi dan angka kadar air timbunan, maka perbedaan yang teliti antara berat isi timbunan yang ditimbang langsung di lapangan dengan berat isi kering maxi­mum yang diuji di laboratorium serta perbedaan antara angka kadar air timbunan de­ngan angka kadar air optimum dapat diperoleh dengan ketelitian yang memadai. (4) Penentuan ni/ai pengawasan dengan pemadatan standard

Pengawasan-pengawasan kwalitas timbunan yang dilakukan dengan pemadatan standard ini dapat dipergunakan untuk bahan dengan butiran yang lebih kecil dari 4,8mm. Contoh dengan butiran bahan timbunan yang lebih kecil, disesuaikan dengan ukuran tabung pengambilan contoh. Sedang pengujian dapat dilakukan pada peralatan yang sama, walaupun dengan ukuran tabung yang berbeda-beda. Dengan pengujian standard pemadatan, maka berat isi kering maximum dan angka kadar air optimum dapat diperoleh. Nilai pengawasan dapat diperoleh dengan rumus (4.5) sbb. :

D = Berat isi kering timbunan X l OO Berat isi kering max. pada pemadatan standard (4.5)

co0 - co1 = (angka kadar air optimum pada pengujian pemadatan standard) minus (angka kadar air timbunan).

(5) Nilai pengawasan khusus (a) Nilai pengawasan untuk bahan berbutiran lepas dengan angka kadar air yang tinggi (Nilai = C).

Apabila dalam kondisi yang memaksakan penggunaan bahan berbutiran lepas dengan kadar air yang masih diperkenankan, maka diperlukan pengawasan dengan nilai khusus, yang biasanya ditentukan dengan kondisi 98 s/d 100 % be rat isi basah (1y,) atau 95 s/d l OO % berat isi kering (1y4}, pada pengujian pemadatan standard dari timbunan.

Batas nilai yang masih dapat memberikan keamanan yang memadai untuk stabilitas tubuh bendungan serta dapat menjamin kelancaran lalu-lintas alat-alat pengangkutan di atas timbunan tersebut, merupakan nilai terendah dari angka kadar air bahan timbunan yang diperkenankan, yang biasanya disesuaikan dengan dimensi tubuh bendungan serta metode pelaksnaan penimbunannya.

Nilai pengawasan yang didasarkan pada hasil-hasil pengujian pemadatan pada bahan timbunan tersebut, dapat diperoleh dengan rumus (4.6) sebagai berikut:

310 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

C = Berat isi kering atau berat isi basah timbunan X 1 00 (4.6) Berat isi basah atau berat isi hasah pemadatan

standard pada angka kadar air timbunan

(h) Nilai pengawasan untuk hahan yang dengan angka kadar air yang tinggi. Apa hila tidak dapat dihindari, menerima suatu timhunan yang terdiri dari

hahan yang lekat dengan hutiran yang lehih rendah dari (} = 4,8mm yang mem­punyai kadar air yang tirrggi melampaui nilai pengawasan standard, maka nilai pengawasan supaya ditentukan herdasarkan hal-hal sehagai herikut : * Nilai pengawasan khusus ditentukan setelah dipadatkan dalam kondisi derajat

kejenuhan S > 80 - 85 % a tau angka pori udara v. < 2 - 1 0 %. * Nilai yang paling rendah yang masih memherikan stahilitas hendungan yang

memadai dan masih memungkinkan kelancaran lalu lintas peralatan konstruksi di atas timhunan tuhuh hendungan tersehut, dapat diketahui secara saksama dari angka kadar air maximum yang masih diperkenankan.

* Nilai pengawasan dapat ditentukan dengan mengukur herat isi kering (1y11) dan angka kadar air (co1) timhunan serta dengan menggunakan rumus-rumus (4.7) dan (4.8), sehagai herikut :

dan

dimana : S: derajat kejenuhan

v. : pori udara G: herat jenis dari butiran bahan l'w : herat isi air

(4.7)

(4.8)

(c) Pengawasan untuk hahan kerikil, pasir yang dalam komposisinya mengandung hanyak hutiran kasar.

Apa hila timbunan yang terdiri dari bahan kerikil pasiran yang 60 % dari komposisi heratnya terd iri dari butiran yang herukuran lebih besar dari 4,8mm, maka berat isi standardnya ditentukan dengan pengujian pemadatan lapangan scbelum atau sedang dalam pelaksanaan penimbunan. Nilai pengawasan dapat diperoleh dengan anggapan, bahwa (tingkat pemadatan) = (herat isi basah tim­hunan jadi (1y,).

Walaupun pad a sua tu hahan terdapat lehih dari 30 % hutiran-hutiran yang berukuran lebih hesar dari 4,8mm, akan tetapi butiran kasar ini tidak akan mem­pengaruhi pcmadatan dari komponen yang herbutir halus. Karenanya perhitungan dapat dilakukan tanpa mengikut sertakan komponen berhutir yang kasar tersebut. Akan tetapi apa hila prosentasi komponen hutiran kasar lehih besar dari 30 �� atau hahkan mencapai 50 s/d 6o :·-�. maka akan mempengaruh i pemadatan komponen yang berbutir ha Ius dan hiasanya herat isi komponen ini akan 50 s/d 60 �;.; lehih rendah. Mengingat hesarnya angka penurunan herat isi tersebut, maJ.:a pelaksanaan penimbunan baha� ini supaya dilakukan dengan teliti . Bahan semacam ini bertendensi, bahwa semakin besar batas plastis komponen halusnya (P. L.), maka semakin besar kemampuan kandungan butiran kasarnya.

4. 5 Pengawasan Kwalitas Pelaksanaan Konstruksi 3 1 1

(d) Metode pengawasan disesuaikan dengan kandungan komponen berb.utir kasar dalam bahan timbunan dengan rumus empiris yang didasarkan pada pengujian pemadatan berskala besar.

Metode ini dapat digunakan untuk timbunan tubuh bendungan yang berdimensi besar. Pertama-tama dicari berat isi kering dan angka kadar air dari komponen bahan butir-butir yang halus (t/l < 4,8mm). Kemudian berat isi maximum pada pengujian pemadatan standard dan kadar air optimum dari komponen tersebut disesuaikan dengan hasil pengujian pemadatan yang berskala besar tersebut. Akhirnya hasil-hasil dari kedua pengujian tersebut diperbandingkan dart dari hasil perbandingan tersebut nilai pengawasan untuk timbunan yang bersangkutan dapat ditetapkan.

Pada pengujian-pengujian berskala besar tersebut, ternyata semakin besar komposisi butiran kasar, maka akan semakin berkurang pula energi yang dibutuhkan untuk dapat memadatkan komponen butiran halusnya dalam perbandingan­perbandingan yang proporsionil, tetapi berat isi kering maximum komponen bahan ini akan menurun dan sebaliknya angka kadar air optimumnya akan meningkat.

Sebagai kesimpulan, maka diperoleh rumus-rumus perbandingan (4.9) dan ( 4. 1 0) sebagai berikut :

CO� = C00 + p(P - )')

dimana :

(4.9) (4. 1 0)

maxl'� : Nilai berat isi maximum yang disesuaikan untuk komponen berbutir halus (t/J < 4,8mm)

co� : Nilai kadar air optimum yang disesuaikan untuk komponen berbutir halus (t/l < 4,8mm)

P: Angka kandungan komponen berbutir kasar (cp > 4,8mm) ex, P, y : konstanta

4.5.4 Metode Pengujian Untuk Pengawasan Kwalitas Timbunan

Metode standard untuk mencari berat isi bahan adalah sebagai berikut (1) Penggunaan

Met ode ini dapat digunakan untuk mencari berat isi semua jenis bahan yang 60 :· ,; berat komposisinya terdiri dari butiran antara q, '-C' 4,8mm s/d q, = 1 50mm, dan bcbas dari lempung yang mudah memuai (expansil•e clay) . Peralatannya disebut lubang pengujian (test hole) yang terdiri dari 2 (dua) ukuran yaitu : * lubang pengukuran berdiameter 20cm untuk bahan dengan ukuran maximum butiran

kurang dari IOOmm. * lubang pengujian berdiameter 30cm, untuk bahan dengan ukuran maximum but iran

antara 100 s/d 1 50mm. (2} Peralatan untuk pengujian

(a) Landasan (basic plate) Landasan tersebut merupakan sebidang r lat baja berscgi-lima dan bcrlu­

bang di tengah-tengahnya dengan ukuran 20cm atau 30cm (periksa Gbr. 4-30). (b) Batang penumbuk (tamping rod)

Berupa batang baja yang berujung lancip dengan d iameter 1 6mm dan panjang 50cm. (c) Selubung (collar )

r 312 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Catatan : • ukuran mm • dalam kurung

untuk landasan dengan � lubang 30 cm.

Gbr. 4-30 Bentuk landasan standard (dengan diameter lubang 20 dan 30 cm).

Selubung tersebut adalah berupa silinder baja .yang lingkaran dalamnya berdiameter 20cm atau 30cm dengan panjang 50cm. Selubung ini dapat dipasang vertikal di atas lubang yang terdapat pada landasan. (d) Tongkat perata (straight edge)

Suatu tongkat baja yang lurus dengan panjang 40cm. (e) Sekop (trans planting shovel)

Dipergunakan untuk pengambilan contoh yang telah dikelilingi selubung. (f) Bejana pengukur (measurung vessel)

Digunakan untuk tempat contoh pasir yang akan diuji dengan diameter 20cm dan kedalaman 20cm. (g) Pasir murni

Merupakan pasir murni dengan gradasi yang seragam dan terdiri dari dua macam ukuran sebagai berikut : * Untuk pengujian bahan yang biasa, maka digunakan pasir yang butirannya dapat

melalui ayakan 20mm, tetapi tertahan pada ayakan 0,4mm. * Untuk pengujian bahan yang pori-pori di antara butirannya kelihatan secara

visuil, maka digunakan pasir yang butirannya dapat melalui ayakan 4,8mm, tetapi tertahan pada ayakan 2,0mm.

(h) Kantong-kantong plastik atau bejana-bejana untuk tempat contoh-contoh Kantong-kantong plastik atau bejana yang kedap air dan dapat ditutup dengan

rapat. Kapasitasnya ada 2 (dua) macam, yaitu : * 1 5 !iter apa hila menggunakan landasan rp 20cm. * 30 !iter apa bila menggunakan landasan rp 30cm. (i) Ayakan

Merupakan ayakan dengan Iubang-lubang berukuran 4,8mm berbingkai kayu, untuk mengayak contoh bahan, (j) Timbangan

Untuk Iandasan yang diameter lubangnya 30cm dibutuhkan timbangan ber­kapasitas 20kg, sedang untuk Iandasan yang diameter lubangnya 30cm dibutuhkan

Persiapan pengukuran di

4. 5 Pengawasan Kwalitas Pelaksanaan Konstruksi

Pengukuran di lapangan. Mempersiapkan permukaan lapisan tanah yang akan diuji.

Penempatan landasan air

Hasil penggalian dimasukkan Penggalian contoh lapisan dimasukkan kembali lr.e dalam t-

tenutup rapat

Pasir murni dituangkan Pengumpulan pasir sisa dan dari <uatu bejana ke dalam dimasukkan kembali ke dalam lubang penggalian contoh bejana

t'engambilan kembali pasir dari lubang penggalian.

., I I ..J I I I I I L - - - - - - - - - - - - r - - - - - - - - - - - - J

Pencucian kerikil di dalam ayakan.

Pengeringan permukaan kerikil dengan kain.

Pengeringan

Penimbangan kerikil kering

(Bagian yang dapat melalui ayakan 4,8mn (4#)).

Contoh basah (SOOg) yang diambil.

Penimbangan contoh basah

Pengukuran berat jenis butiran tanah.

(9) Berat contoh basah (10) Berat contoh kering

(1 1) Angka kadar air (9) (�OrO)

3 1 3

( I ) Berat pasir + bejana (2) Berat sisa + bejana ( 1 2) Berat kerikil dalam kondisi jenuh air dengan (3) Berat pasir yang terpakai = (I) - (2) (4) Volume lubang = ((3)/berat isi pasir)

- (volume lubang pada landasan). (5) Berat contoh basah + berat bejana (6) Berat bejana (7) Berat contoh basah = (5) - (6) (8) Berat isi basah contoh = (7)/(4)

permukaan kering. ( 1 3) Volume keriki.J ( 14) Berat kerikil kering ( 1 5) Be rat jenis kerikil dalam kondisi jenuh air dengan

permukaan kering ( 1 2> ( 1 3) x r,.

( 1 6) Perbandingan antara scluruh bcrat contoh

berat kcrikil dengan ( 1 4)

(7) - ( 1 2) ( I ) + ( 1 1 ) + { 1 4)

( 1 7) Angka kadar air pada kerikil 0 2> - ( 14) ( 14)

( 1 8) Berat isi basah tanah ( -4-t) {7) - < 12> (4) - ( 1 3)

( 1 8) ( 1 9) Berat isi kering tanah ( -4�) ( I ) + { l l )

Gbr. 4-31 Prosedur pengukuran berat isi dengan metode pasir pengganti (sand replacement method).

314 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

timbangan berkapasitas 50kg. Type timbangan dapat digunakan timbangan duduk atau timbangan kodok.

(3) Persiapan pengujian (pengukuran berat contoh pasir persatuan volumenya dan persiapan-persiapannya).

(a) Selubung ditempatkan vertikal ke dalam bejana pengukur kemudian diisi dengan contoh pasir kering hingga penuh tanpa dipadatkan. (b) Kemudian pasir terse but dipadatkan dengan ha tang penumbuk, sebanyak 40-50 kali tumbukan, sehingga terjadi kepadatan yang maximum. Biasanya kedala­man penetrasinya sekitar 80 % dari dasar bejana pengukuran. (periksa Gbr. 4-3 1). (c) Kemudian selubung diambil dan permukaan pasir yang terdapat di dalam bejana beserta isinya ditimbang untuk memperoleh berat pasir per satuan volume. (d) Prosedur penimbangan diulangi hingga 3 s/d 5 kali dengan menggunakan 3 s/d 5 contoh pasir tersebut dan apa hila hasilnya tidak terlalu jauh berbeda, maka kemudian pasir tersebut sudah dapat diambil harga rata-ratanya sebagai riilai khusus untuk pasir yang bersangkutan. (e) Pasir-pasir yang telah diperiksa berat isinya sudah dapat digunakan sebagai salah satu komponen peralatan untuk mencari berat isi suatu lapisan timbunan. Kemudian diambil beberapa kantong pasir yang berisi 8 liter untuk landasan yang lubangnya berdiameter 20cm a tau yang l:J'risi 22 liter untuk landasan yang lubangnya berdiameter 30cm. Berat pasir pada masing-masing kantong tersebut ditimbang ·

dengan teliti. Kantong-kantong pasir tersebut supaya ditutup rapat-rapat, agar tidak .tersentuh oleh pengaruh-pengaruh udara Iuar yang mungkin dapat merubah berat pasir dalam masing-masing kantong. (f) Apa hila lubang pengujian diisi dengan pasir yang volumenya semua sama, maka volume lubang pengujian dapat diketahui dari volume pasir yang masih tersisa di dalam kantong_ Karena itu pemilihan landasan harus disesuaikan dengan besarnya volume contoh-contoh bahan yang akan diambil (periksa Gbr. 4-32).

Berat jenis pasir: 1 ,484 g/cm3 Volume bagian selubung pada landasan 0,943 /. Contob penggunaan diagram : Pasir yang beratnya 1 2 kg dengan volume 8, 1 /. Apa bila volume lubang pengujian belum digali, maka berat pasir sisa akan menjadi 1 2 kg -- 1 ,4 kg =

10,6 kg Akan tetapi apa bila pasir sama sekali tidak tersisa, maka volume lubang pengujian akan menjadi 8, 1 / - 0,943 I == 7, 1 57 I

10,6kg 0 1 ,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

Berat pasir sisa (kg) Catatan : Contoh diagram adalah untuk diameter lubang landasan 20 cm dan berat pasir 1 2 kg.

Gbr. 4-32 Contoh diagram hubungan antara pasir sisa dan volume lubang pengujian.

(4) Pengukuran di lapangan (a) Pertama-tama penutup permukaan lapisan yang akan diuji yang biasanya sangat longgar disingkap setebal ± 1 5cm dengan buldozer sepanjang dua meter atau dengan tenaga manusia seluas 70 x 70cm.

4. 5 Pengawasan Kwalitas Pelaksanaan Konstruksi 315

(b) Penggunaan landasan disesuaikan dengan syarat-syarat seperti yang telah diuraikan pada point 4.5.4. (1) . (c) Selanjutnya permukaan tanah yang telah tersingkap diratakan serta dihaluskan sedikit lagi dan kemudian landasan diletakkan di tengah-tengah permukaan lapisan yang telah disiapkan dan diusahakan agar seluruh bidang landasan dapat bersen­tuhan secara merata dengan permukaan lapisan terse but. Selanjutnya melalui lubang yang terdapat pada landasan dibuat lubang di dalam tanah yang diameternya dan dalamnya sama dengan diameter lubang landasan tersebut dengan sebuah sekop seperti yang diuraikan pada point 4.5.4. (2).e. Jika mungkin diusahakan suatu sekop khusus yang dapat dipergunakan untuk membuat lubang tersebut dengan baik (dindingnya berbentuk silinder sedang dasarnya berbentpk bola). (d) Semua basil penggalian terse but tanpa tercecer sedikitpun dimasukkan ke dalam kantong plastik dan ditutup. rapat-rapat, kemudian ditimbang. Hasil penggalian. dari setiap lubang supaya dimasukkan dalam satu kantong plastik dan diberi tanda/nomor untuk memudahkan pengenalan kembali. Untuk menghindarkan terjadinya kesalahan-kesalaban, sebaiknya penimbangan dilakukan di lapangan. (periksa Gbr. 4-33).

1 5 cm __!____...__:

• • - ��-�:: boml

0 1=: Q 0 " • 1 20-30 cm. . i

' _ _1 L_J 20 atau 30 cm.

. . -� ·o . 0 , '

· · - � ·-Pasir

Gbr. 4-33 Skema penggalian suatu lapisan dan Gbr. 4-34 Skema pengumpulan pasir sisa dan pemasukannya ke dalam bejana kedap pemasukannya ke dalam bejana kedap air. air.

(e) Selanjutnya selubung dipasang di atas landasan dan pasir murni yang telah disiapkan di dalam bejana dituangkan ke dalam lubang bekas galian. Semua pasir murni yang terdapat di dalam bejana tersebut supaya dipadatkan de­ngan batang penumbuk, sebingga mencapai kepadatan maximum (biasanya dengan tumbukan 40-50 kali) dan kedalaman penetrasi supaya kurang dari 80 % kedalaman selubung tersebut. (f) Kemudian selubung diambil dan dengan menggunakan tongkat perata per­mukaan timbunan pasir diratakan sesuai dengan bibir lubang landasan. Pasir murni yang masib tersisa yang tertumpab di atas landasan supaya semuanya dikumpulkan tanpa tercecer sedikitpun dan dimasukkan kembal� ke dalam bejana tempatnya semula dan selanjutnya sisa pasir ini ditimbang. (Periksa Gbr. 4-34) Dari basil penimbangan sisa pasir tersebut, maka volume lubang galian dapat diketabui dengan diagram seperti yang tertera pada Gambar No. 4-32. Akbirnya pasir dalam lubang tersebut diambil kembali dan masib dapat dipergunakan setelah dibersibkan. (g) Dengan demikian berat isi basah contob lapisan dapat dihitung dengan rumus (4. 1 1 ) sbb . :

= Berat contob yang baru diambil ( /cm3) /J'• Volume lubang galian

g (4. 1 1 )

316 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

dimana: /'11 : Berat i s i basah contoh

(5) Pengukuran di laboratorium (untuk bahan berbutir kasar dan pengukuran berat isinya).

(a) Setelah contoh bahan ditimbang, kemudian butiran yang kasar dipisahkan dari butiran yang halus dengan menggunakan ayakan 4,8mm berbingkai kayu. Pengaya­kan dilakukan dengan cepat supaya dapat dihindarkan terjadinya penguapan­penguapan (pengeringan) pada bahan tersebut. (b) Bagian contoh yang berbutir halus, dimasukkan lagi ke dalam bejana yang tertutup rapat, yang selanjutnya dilakukan pengujian-pengujian, yaitu pengujian standard penetrasi, pengukuran kadar air dan pengukuran berat isi. (c) Bagian contoh yang kasar yang tertinggal di atas ayakan dikumpulkan tanpa tercecer dan dicuci untuk menghilangkan butiran sangat halus, yang melekat pada butiran kasar tersebut.

Air bekas cucian dialirkan keluar sampai habis dan air yang masih melekat pada butiran supaya dilap dengan kain, kemudian ditimbang, dalam keadaan butiran masih jenuh air, tetapi permukaannya sudah kering.

Perbandingan berat butiran kasar yang jenuh air dengan berat contoh bahan seluruhnya (P') dapat diperoleh dengan rumus (4-12) sbb . :

P' = Berat butiran kasar yang jenuh

air dengan permukaan kering x 100 Berat contoh yang diambil

(4. 1 2)

(d) Apabila dengan melakukan beberapa kali pengujian selalu memperoleh berat jenis butiran yang konstan, karena kwalitas bahan yang sama, maka volumenya dapat dihitung dengan memperbandingkan berat butiran kasar yang jenuh air dengan berat jenis butiran .

Apabila dalam pengukuran-pengukuran berat jenis tersebut memberikan angka-angka yang sangat berbeda-beda, maka volume butiran dapat pula diperoleh dengan cara memasukkan butiran-butiran kasar tersebut ke dalam suatu bejana yang diisi air penuh dan dengan mengukur air yang tertumpah keluar, maka volume butiran terse but dapat diketahui. A tau volume butiran kasar terse but dapat diperoleh dengan mencari selisih berat butiran tersebut di udara dan di dalam air. (e) Berat isi komponen bahan berbutir halus yang sudah dipadatkan dapat diperoleh dengan rumus (4. 1 3) sbb. : Berat isi basah komponen bahan yang halus

(-4#ty,) = (Berat basah ) _ (Berat komponen berbutir) contoh bahan kasar yang jenuh air ( I 3) (Berat komponen butiran) g cm (Vo�ume lubang) _ kasar yang jenuh air gahan Berat jenis komponen

berbutir kasar

(4. 13)

(f) Apabila angka-angka kadar air komponen berbutir kasar dan komponen berbutir halus telah diperoleh, maka berat isi kering timbunan dan perbandingan berat kering komponen berbut ir kasar dengan berat kering komponen berbutir ha ius dapat diperoleh dengan rumus-rumus (4. 1 4), (4. 1 5) dan (4. 1 6) sbb. :

4. 6 Fasilitas Pengamatan Tubuh Bendungan

* Berat isi kering timbunan (/yd)

Berat isi basah contoh bahan = 1 + angka kadar air contoh bahan (Berat basah komponen) (Berat komponen berbutir) berbutir halus kasar yang jenuh air + Angka kadar air komponen

3 17

be.rbutir halus (g/cmJ) (4. 1 4)

Volume gahan ,

* Berat isi kering komponen berbutir halus ( -4# 1y,). Berat isi basah komponen berbutir halus (gjcml) (4. 1 5)

L + (Angka kadar air komponen berbutir halus)

p = Berat komponen berbutir kasar yang jenuh air 1 00 ( 4. 1 6) (Berat komponen) (B b h ) ( Berat komponen)

berbu.tir kas�r + e��t

h tsah

- berbu.tir kas�r yang Jenuh air eo 0 a an yang Jenuh air

Walaupun demikian, untuk pengawasan-pengawasan yang cepat dan mengingat t ingkat pemadatan hasil t imbunan serta angka kadar airnya dapat diperoleh tanpa mencari terlebih dulu angka kadar airnya, maka penimbangan-penimbangan berat isi kering timbunan tersebut, tiap hari tidaklah d iperlukan.

4.6 Fasilitas Pengamatan Tubuh Bendungan

Pada tubuh bendungan selalu dipasang peralatan-peralatan yang dipergunakan untuk mengamati seluruh kelakuanjgerak-gerik tubuh bendungan secara saksama, sehingga dapat diketahui kondisi-kondisi yang sebenarnya dari tubuh bendungan tersebut, sepanjang masa exploitasinya. Dengan demikian dapat diketahui apakah tubuh bendu­ngan masih dalam kondisi-kondisi yang normal sesuai dengan rencana-teknisnya , ataukah sudah terjadi kelainan-kelainan yang mungkin dapat menyebabkan timbulnya konuisi­kondisi yang berbahaya. Jadi peralatan-peralatan yang dipasang tersebut akan dapat memberikan isyarat-isyarat kepada petugas-petugas penjagaan, apakah bendungan dalam keadaan normal ataukah terjadi sesuatu kelainan dan dari isyarat-isyarat tersebut, petugas segera dapat mengambil langkah-langkah pengamanan yang langsung mencapai sasaran secara tepat, sebelum kondisi bendungan menjadi lebih gawat dan membahaya­kan, atau memberikan tanda bahaya kepada penduduk di sebelah hilirnya agar segera menyingkir, apabila kondisi yang berbahaya tersebut tidak dapat dicegah lagi. Di lain pihak sistem pengawasan tersebut dapat digunakan u

'ntuk memperoleh data-data yang

otentik mengenai kondisi tubuh bendungan, dimana seolah-olah tubuh bendungan merupakan pengujian model dalam skala yang besar, yang data-datanya dapat digunakan sebagai dasar pertimbangan pembuatan rencana-teknis pembangunan bendungan lainny!l.

Peralatan-peralatan yang lazimnya dipasang pada tubuh bendungan adalah : * alat pencatat tekanan pori timbunan. * alat-alat pencatat konsolidasi (penurunan) tubuh bendungan. * seismo-meter * alat-alat pencatat tekanan bahan timbangan * alat-alat pencatat inklinasi * dan lain-lain.

lntensitas pemasangan peralatan tersebut didasarkan pada kebutuhan-kebutuhan

318 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

pengamatan tubuh bendungan, baik untuk pelaksanaan, exploitasi dan pemeliharaan maupun untuk keperluan-keperluan memperluas pengetahuan mengenai teknik pem­bangunan bendungan.

Selain itu intensitas sistem pengamatan tersebut didasarkan pula pada dimensi tubuh bendungan maupun urgensi dari existensi bendungan yang bersangkutan. Alat pengukur tekanan pori diperlukan untuk mengetahui stabilitas tubuh bendungan baik pada masa-masa pelaksanaan konstruksinya, maupun pada masa-masa exploitasi dan pemeliharaannya. Selain itu harganya murah, memungkinkan pemasangan-pemasangan yang sebanyak-banyaknya pada tubuh bendungan.

Alat pencatat tekanan bahan timbunan diperlukan untuk mengetahui dimensi dan arah tegangan utama yang terjadi di dalam tubuh bendungan serta lapisan pondasi dan selanjutnya untuk mehgetahui stabilitas terhadap longsoran dari tubuh bendungan serta lapisan pondasi yang diakibatkan oleh tegangan-tegangan tersebut. Akan tetapi dari pemasangan-pemasangan peralatan tersebut, umumnya sangat sulit untuk memperoleh data-data yang betul-betul sesuai dengan keadaan yang sebenarnya, karenanya diperlu­kan tenaga yang betul-betul ahli dalam pemasangan-pemasangan tersebut.

Alat pencatat konsolidasi diperlukan untuk mengetahui besarnya penurunan­penurunan permukaan pondasi serta bagian-bagian tubuh bendungan, pada masa-masa pelaksanaan penimbunan serta pada masa-masa exploitasi dan pemeliharaannya. Dengan pemasangan-pemasangan alat-alat ini, maka progress konsolidasi dapat diketahui, demikian pula terjadinya penurunan-penurunan yang tidak rata dan kehancuran­kehancuran yang terjadi di dalam pelapisan-pelapisan tubuh bendungan dan pondasinya.

Seismometer terutama berfungsi untuk mencatat ketahanan bendungan urugan terhadap gempa -bumi. Adalah suatu kenyataan bahwa, berbagai macam bangunan termasuk bendungan urugan, sangat menderita kerusakan-kerusakan, akibat goncangan gempa bumi, dan karena itu banyak dilakukan penelitian-penelitian untuk memperoleh konstruksi-konstruksi yang mampu bertahl\n terhadap gempa bumi tersebut. Untuk mengetahui pengaruh-pengaruh yang ditimbulkan oleh gempa bumi biasanya diperoleh dari pengujian-pengujian model atau dari hasil-hasil pengamatan-pengamatan pada bangunan-bangunan yang mengalami goncangan-goncangan gempa bumi.

Agar dapat diperoleh data-data yang teliti untuk pembuatan rencana teknis ben­dungan pada masa-masa yang akan datang, maka seismometer supaya dipasang segera sesudah bendungan-bendungan, dibangun, agar kelak dapat diperoleh catatan-catatan data yang lebih panjang. Salah satu contoh penempatan seismometer dapat dilihat pada Gbr. 4-35.

Selanjutnya akan diuraikan secara singkat mengenai masing-masing alat pengamatan yang biasanya dipasang pada tubuh bendungan. (1) A/at pengukur tekanan pori

Alat pengukur tekanan pori dipasang dalam tubuh bendungan dan di atas permu­kaan pondasi untuk mengamati dimensi dan peningkatan-peningkatan tekanan pori yang terjadi pada saat pelaksanaan penimbunan. Mengamati tekanan air tanah dan mengamati keduanya apa hila terjadi penurunan mendadak permukaan air waduk. Didasarkan pada cara kerjanya, alat pengukur tekanan air pori yang disebut pula dengan nama pizometer secara kasar dapat diklasifisir 2 (dua) type, yaitu type tekanan air dan type elektris. Walaupun modifikasi dari kedua type tersebut sangat beraneka ragam, tetapi yang paling luas pemakaiannya adalah I . Type tekanan air.

* pizometer tekanan air terbuka (Gbr. 4-36). * pizometer tekanan air tertutup (Gbr. 4-37, 4-38, 4-39 dan 4-40).

4. 6 Fasilitas Pengamatan Tubuh Bendungan

6 5 Bidang luncur yang diperkirakan

Alat untuk pengamatan gerakan-gerakan seismis.

319

• Alat pengukur percepatan dengan dua komponen.

Lapisan yang banyak mengandung butir­butir halus

18! Alat pengukur percepatan dengan satu komponen.

o Pizometer (alat pengukur tekanan air pori).

• Alat pengukur deformasi dengan dua komponen.

6 Alat pengukur deformasi dengan satu komponen.

_: .. _. _. · · Lapisan yang banyak mengandung butiran kasar

Gbr. 4-35 Contoh pemasangan sistem pengamatan pada bendungan urugan.

Gbr. 4-36 Pemasangan pizometer listrik (Cara ke-1).

Gbr. 4-37 Pemasangan pizometer listrik (Cara ke-2).

320 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Pioa oenyalur vertikal dari polyetilen keras (if, luar = 18 mm, if> dalam = 13 mm)

Penutup karet.

Pipa polyetilen keras yang dindingnya berlubang-lubang

rA\"\.I'-11.1--- Penutup karet

Gbr. 4-38 Pizometer ujung terbuka.

Lubang bor

Infiltrasi air permukaan

Pengisian kembali .Lubang bor

Pipa vertikal

· Kepala pizometer

Gbr. 4-39

Ventilasi 1/ Kran penutup 11 Kran Penutup I (Penutup air).

Lapisan pasir lr Tangki air

Manometer air- �Air tanpa raksa ---+-.--�-,_+"" ""+1-----·-_, ... _gelembung udara

Pipa vertikal Lapisan lempung

Pasir urug

Lapisan pasir · · Kepala pizometer

Gbr. 4-40 Alat pengukur tekanan air pada lapisan pasir pembawa air.

2. Type elektris * pizometer Carlson

Batu berpori-pori

Gbr. 4-41 Skema umum pizometer tertutup untuk mengukur tekanan air pori.

* pizometer diferensial (differensial transformer piezometer), (Gbr. 4-41). * pizometer senar (strain piezometer). Salah satu contoh posisi dan formasi pemasangan pizometer elektris, seperti tertera pada Gbr. 4-42 dan 4-43.

(2) A/at pengukur tekanan tanah Alat-alat pengukur tekanan tanah (yang dinamai tensometer) yang paling luas

pemakaiannya adalah type-type elektris, yaitu tensometer Carlson, tensometer diferensial dan tensometer senar (seperti yang juga dipakai sebagai pizometer). t

4. 6 Fasilitas Pengarnatan Tubuh Bendungan

Batu berpori-pori (a) Kepala pizometer type U.S.B.R.

untuk pengukuran pada tubuh beodungan.

. . ..

Anyaman kawat.

Karung rami.

'---c--Jt---- Pasir jenuh air.

Pipa polyetilen

Ujung pizometer yang telah dipa­

sang.

Kepala pizometer

(b) Ujung pizometer type U.S.B.R. untuk pengu­kuran pada pondasi.

Gbr. 4-42 Bentuk detail pada kepala pizometer tertutup (untuk pengukuran tekanan air pori).

56 120

I Kotak

360

/ Plat batas

Per gelang

I Paking karet.

I I I !

Gbr. 4-43 Pizometer elektris type diferensial(untuk pengukuran tekanan air pori).

321

Ditinjau dari banyaknya tapak yang menerima tekanan tanah, maka dapat dibeda­kan dengan type bertapak tunggal dan type bertapak ganda. Pada hakekatnya type-type bertapak ganda adalah merupakan kombinasi dari beberapa tensometer type bertapak tunggal, antara lain terdapat tensometer tekanan tanah bertapak tiga, enam dan tujuh.

Alat pengukur tekanan tanah bertapak tunggal, biasanya dipergunakan untuk me­ngukur tekanan vertikal timbunan tubuh bendungan, sedang type bertapak tiga biasanya untuk memperoleh dimensi dan arah tekanan maximum daq tekanan minimum tegangan utama, dengan anggapan tubuh bendungan dalam kondisi dua dimensi (geometris). Selanjutnya, tensometer bertapak enam dan bertapak tujuh, biasanya digunakan untuk memperoleh dimensi dan arah tegangan utama timbunan tubuh bendungan yang ditinjau secara tiga dimensi (stereojmetris).

Sebelum tensometer tersebut dipasang di dalam tubuh bendungan, maka sebaiknya dikalibrasikan terlebih dahulu dengan menggunakan bahan timbunan yang sama, agar diperoleh angka-angka pengukuran yang betul-betul teliti sesuai dengan jenis lapisan timbunan pada tubuh bendungan, dimana alat tersebut akan ditempatkan.

-

J 322 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Pemasangan tensometer adalah dengan menggali lebih dulu pada pondasi atau pada suatu lapisan timbunan tubuh bendungan dan penimbunannya kembali supaya dipadat­kan sedemikian rupa sehingga sesuai dengan kepadatan sekelilingnya. Selain itu supaya diperhatikan agar ukuran butiran yang bertumpuan pada tapak tensometer tidak lebih dari 20 % diameter tapak tsb. Biasanya tapak berdiameter 1 5cm digunakan untuk timbunan berbutir halus, sedang tapak berdiameter lebih besar dari 1 5cm, dipergunakan untuk timbunan berbutir kasar.

Apa hila penimbunan dan pemadatan tersebut tidak sempurna, maka akan terjadi konsentrasi-konsentrasi tegangan pada lapisan di sekitar tensometer yang bersangkutan atau terdapat rongga-rongga yang mengakibatkan tumpuan butiran-butiran tanah pada tapak tensometer akan tidak sempurna, sehingga tidak akan diperoleh angka pengukuran yang sesungguhnya. (3) A/at pengukuran konsolidasi

Alat pengamatan konsolidasi ini dapat dibedakan dalam 2 (dua) type, yaitu : * Type pertama.

Yang dipasang di dalam tubuh bendungan atau permukaan pondasi. * Type kedua.

Yang ditempatkan di permukaan lereng bendungan. Untuk memperoleh besarnya penurunan-penurunan pada tubuh bendungan dan

permukaan pondasi, dapat diperoleh dari penurunan-penurunan suatu plat yang ditem­patkan pada lapisan yang akan diukur dengan ditektor elektronis melalui pipa atau dengan pengukuran-pengukuran langsung secara geodetis.

(a) Pengamatan penurunan lapisan timbunan dengan alat pengukur konsolidasi lengan silang (cross arm gauge).

-t r - --- Lengan silang � Kulit kayu aras muda I g � - Pegangan pipa

1 I -· - - Bagian tengah � 260,5 mm (Pipa luar) � t - - - - - - - --, l/> = 60,5 mm

\- : -- -�- c- f1 �Bat as penggalian

: : / Lengan silang 0 ' NI �

�;,I;,�;=:�:;::3oPenimbunan kembali yang __ dipadatkan dengan tangan.

Kulit kayu aras muda - Titik pengukuran

n-- � Dasar

4-44 Pemasangan alat pengukur konsolidasi lengan silang.

4. 6 Fasilitas Pengamatan Tubuh Bendungan 323

Pada alat tsb. terdapat lengan besi siku (cross arm) yg. panjangnya 200cm ditempelkan menyilang tegak lurus d i tengah-tengah dengan sebuah pipa besi yang panjangnya IOOcm dan �5cm.

Kedua ujung pipa tersebut disambung dengan pipa-pipa penuntun (guide pipe) yang lebih besar (�6cm) seperti yang tertera pada Gbr. 4-44 dan dipasang pada interval tertentu sesuai dengan progress penimbunan.

Biasanya panjang pipa penuntun 260cm dengan �6cm yang melekat pada lapisan timbunan.

Pita pengukur lebar 8 M Penjepit pita pengukur L

Q NC x S mm Lubang pa­sak (tembus)

Lubang Pengukuran

Per gigi penuntun

1 - - Lubang pengunci ! Silinder

Penuntun to'rak

.... , � � -j i _,............,,-,-�' t ..L�: :;

Empat lubang, t/J = 10 mm -- . i � l 35 � .

Tampak muka Tampak samping

Gbr. 4-45 Perlengkapan untuk pengukuran pada alat pengukur konsolidasi lengan silang.

324 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Di kedua ujungnya ditempatkan pipa lengan silang yang dapat bergerak dengan bebas, karena sambungan dibuat renggang dan dilindungi dengan kulit pohon aras muda.

Untuk menghindarkan pengaruh-pengaruh penggalian dan pengurugan kembali (refilling) pada saat pemasangan, maka lengan-lengan silang yang berdekatan ditempatkan tegak lurus satu dengan lainnya.

Selanjutnya perlengkapan untuk pengukuran yang biasanya dipergunakan pada alat pengukur konsolidasi lengan silang tertera pada Gbr. 4-45, sedang skema Jokasi penempatan alat tersebut pada tubuh bendungan dapat dilihat pada Gbr. 4-46. Sebagai ilustrasi, maka pada Gbr. 4-47 diperlihatkan silang pada tubuh bendungan dan pada Gbr. 4-48 diperlihatkan pula pelaksanaan pengukuran konsolidasi.

a, b, c, d, = patok-patok kayu penunjuk lokasi

A-D } B _ C Lintasan bidik

Gbr. 4-46 Penempatan alat pengukur kon­solidasi lengan silang.

Gbr. 447 Pemasangan alat pengukur kon­solidasi lengan silang.

Gbr. 4-48 Pelaksanaan pengukuran kedala­man penurunan suatu bipisan pada alat pengukur konsolidasi lengan silang.

(b) Patok pengamatan penurunan permukaan lereng tubuh bendungan. Maksud pemasangannya adalah untuk mengukur terjadinya penurunan·

penurunan keseluruhan dari tubuh bendungan serta deformasi-deformasi horizontal dengan arah yang tegak lurus poros bendungan. Biasanya patok-patok pengamatan tersebut ditempatkan pada kedua tepi mercu dan pada kedua lcreng tubuh bendung­an.

Suatu batang besi sepanjang 1 50cm dan dengan diameter 20-25cm dengan tanda silang di ujung atasnya, ditempatkan pada suatu posisi tertentu yang diperkuat dengan pengecoran beton di sekelilingnya (periksa Gbr. 4-49) dan contoh penempa­tan patok-patok tersebut pada permukaan tubuh bendungan, dapat dilihat pada Gbr. 4-50. t,, .

4. 6 Fasilitas Pengamatan Tubuh Bendungan 325

Mercu bendungan

Poros I )( bendungan � �

Lereng hilir tubuh bendungan (1 :2,5)

, - Beton - - , _ Tiang besi dengan ifJ 25 mm -- (ditancapkan vertikal)

Gbr. 4-49 Alat pengukur konsolidasi permu­kaan tubuh bendungan.

Gbr. 4-50 Contoh penempatan alat pengukur konsolidasi permukaan pada tubuh bendungan.

( 4) Seismometer

) Penempatan alat pengukur '

Pada hakekatnya instalasi pengamatan gempa bumi untuk bendungan urugan terdiri dari alat pengukur percepatan getaran, alat pencatat pergeseran (displacement gauge), stater (starter), stabilisator tekanan dan ossilograf magnitis (magnitic oscilo­graph). lmpuls-impuls getaran gempa bumi yang diterima oleh starter diteruskan kepada semua komponen dari instalasi pengamatan gempa bumi, seperti yang tertera di atas dan komponen-komponen in i mulai bekerja dengan mencatat semua bagian-bagian getaran gempa tersebut, dengan alat pencatat yang disebut assilograf (periksa Gbr. 4-5 1 ) .

Gbr. 4-51 Seismometer (Aiat pengukur percepa­tan dengan 3 kom­ponen).

Gbr. 4-52 Seismometer (alat pengukur defor­masi dengan tiga komponen).

Gbr. 4-53 Contoh pemasa­ngan seismometer (Alat pengukur deformasi).

326 Bab 4. Pelaksanaan Konstruksi

Ditinjau dari mekanisme bekerjanya instalasi tersebut, maka seismo-meter dapat dibedakan dalam 2 (dua) type yaitu : * seismo-meter elektris (Gbr. 4-52) * seismo-meter mekanis (Gbr. 4-53)

Seperti yang telah diuraikan terdahulu salah satu tujuan dari pemasangan seismo­meter adalah memperoleh data-data bagi keperluan-keperluan perencanaan stabilitas tubuh bendungan terhadap gempa bumi. (5) A/at pengamat inklinasi

Perlatan ini digunakan untuk mengamati adanya gejala akan terjadinya longsoran lereng tubuh bendungan atau pergeseran-pergeseran lainnya pada bagian tubuh ben­dungan yang terletak di dekat tebing sungai dan untuk mengamati penurunan-penurunan yang tidak merata. Walaupun sangat banyak type-typenya dengan berbagai prinsip kerjanya, akan tetapi alat pengamat inklinasi yang paling luas pemakaiannya adalah alat pengamat type bandul, dengan maximum jangkauan pengukuran l Oo dan dengan kesalahan 0,01°.

4. 7 Exploitasi Dan Pemeliharaan Waduk

Kegiatan exploitasi dan pemeliharaan suatu waduk adalah merupakan suatu kegiatan yang paling penting, agar waduk dapat bekerja secara normal, sehingga memberikan manfaat yang sesuai dengan rencana teknisnya, sepanjang umur efektif dari waduk tersebut.

Kegiatan-kegiatan exploitasi dan pemeliharaan yang tidak mengikuti prosedur yang telah ditetapkan, bukan saja akan mengurangi efektifitas waduk yang bersangkutan, tetapi bahkan dapat membahayakan keselamatan waduk tersebut. Demikianlah sesudah pelaksanaan konstruksi suatu bendungan, maka exploitasi dan pemeliharaan waduk didasarkan pada persyaratan-persyaratan dan cara-cara pengawasan serta cara-cara exploitasi yang telah ditet�pkan secara khusus untuk waduk yang bersangkutan. Pengawasan-pengawasan tersebut akan dilakukan bukan saja melalui pengamatan meteorologi dan hydrologi di daerah tempat kedudukan bendungan dan di seluruh daerah pengaliran, tetapi juga pada bangunan-bangunan utama, seperti tubuh ben­dungan, bangunan pelimpah, bangunan penyadap, dll. Selain itu, hal-hal mengenai kondisi sedimentasi di dalam waduk, mekanisme regulasi waduk, kebocoran-kebocoran pada terowongan-terowongan, dll. senantiasa harus dikontrol dan dengan segera diambil tindakan.:tindakan pengamanan dan selanjutnya perbaikan-perbaikannya, apabila terjadi kelainan-kelainan yang mencurigakan.

Walaupun jangkauan exploitasi dan pemeliharaan waduk berbeda satu dengan lainnya, sesuai dengan ciri khas waduk yang bersangkutan, demikian pula adanya perbedaan sistem pengawasan serta pengontrolannya, akan tetapi yang terpenting adalah pengarahan kegiatan tersebut pada keselamatan bendungan dan pada penjagaan agar waduk dapat berfungsi seperti yang direncanakan.

Adalah. suatu kenyataan bahwa terjadinya bencana jebolnya suatu bendungan, sebagian besar diakibatkan oleh exploitasi dan pemeliharaan yang kurang memadai, serta kelalaian-kelalaian yang tampaknya tidak berarti, tetapi dapat mengakibatkan hal-hal yang sangat fatal. Pada hakekatnya sangatlah banyak hal-hal yang perlu diper­hatikan dalam kegiatan exploitasi dan pemeliharaan bendungan, dan di antaranya yang penting adalah : * Terjadinya rekahan-rekahan baru pada pondasi yang diakibatkan oleh gempa bumi,

yang tidak segera disementasikan (grouting). '

* Adanya rekahan-rekahan setelah terjadinya gempa bumi yang terdapat pada tubuh ...

4. 7 Exploitasi dan Pemeliharaan Waduk

:cc; •. . ----� � •

327

bendungan dan dialiri oleh air hujan yang meresap melalui sistem drainage yang rusak, dapat menimbulkan gejala sufosi.

* Tumbuh-tumbuhan keras berakar dalam tidak diperkenankan ditanam pada tubuh bendungan atau pada tebing-tebing sungai di dekat tubuh bendungan.

* Semak-semak yang lebih tinggi dari 60crn tidak diperkenankan ditanam pada Iereng tubuh bendungan, karena akarnya akan menjalar masuk terlalu dalam dan akan menyukarkan pencarian rekahan-rekahan yang diakibatkan gempa bumi.

Hal-hal terse but di atas merupakan beberapa dari banyak faktor Iainnya yang dapat membahayakan existensi suatu bendungan.