TUGAS AKHIR

KAJIAN ALTERNATIF PERENCANAAN

BANGUNAN SIPHON SALURAN INDUK TARUM BARAT

DENGAN MATERIAL BARREL PRECAST

Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S1)

Disusun Oleh :

NAMA : TJATUROSO IMAN MURSALIN

NIM : 4111 111 0069

UNIVERSITAS MERCUBUANA

FAKULTAS TEKNIK PERENCANAAN DAN DESAIN

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

JAKARTA

2013

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum warohmatullohi wabarokatuh.

Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

hidayahNya serta solawat dan salam untuk Nabiku Muhammad SAW, sehingga

saya dapat menyelesaikan Tugas Akhr ini dengan baik. Penyusunan Tugas Akhir

ini sebagai penerapan ilmu teknik sipil khususnya untuk disiplin ilmu bangunan

air, yang merupakan persyaratan untuk menyelesaikan program studi strata satu

(S1), pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Mercubuana Jakarta.

Laporan Tugas Akhir ini membahas tentang.

“ KAJIAN ALTERNATIF PERENCANAAN BANGUNAN SIPHON

SALURAN INDUK TARUM BARAT DENGAN MATERIAL BARREL

PRECAST “

Dengan segala keterbatasan dan kemampuan penulis menyadari bahwa Tugas

Akhir ini takkan terwujud tanpa bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai

pihak.

Bersama dengan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada.

1. Ibu Ir. Henny Gambiro, Msi, Dekan Fakultas Teknik Perencanaan Dan

Desain (FTPD), Universitas Mercubuana Jakarta.

2. Bapak Ir. Mawardi Amin, MT, selaku Kaprodi Teknik Sipil Universitas

Mercubuana Jakarta.

3. Bapak Ir. Agus Suroso, MT, dosen pembimbing Tugas Akhir.

4. Bapak Ir. M Taufik, dosen pembimbing Tugas Akhir.

5. Seluruh dosen jurusan Teknik Sipil Universitas Mercubuana Jakarta.

6. Jurusan Teknik Sipil beserta staf atas bantuannya dalam mengurus

keperluan administrasi dan kelengkapan.

7. Kedua orang tua Bapak dan Ibu tercinta.

8. Seluruh sahabat dan kerabat jurusan Teknik Sipil Universitas Mercubuana

Jakarta, yang telah memberikan dukungan moral.

9. Seluruh sahabat, kerabat dan keluarga besar Persero PT.Waskita Karya.

10. Idamayanti, yang selalu memberi semangat dan dukungan.

11. Hendra, alif, torus, darto, didin, ul, putra, warno, jono, bowo dan semua

teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga Allah SWT, selalu membalas kebaikan dan selalu mencurahkan hidayah

serta taufik-Nya, Amin.

Akhir kata penulis ingin mengucapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

untuk semua.

Jakarta, 28 Februari 2013

Penulis.

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Allah SWT meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan

orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat.

Berangkat dengan penuh keyakinan Berjalan dengan penuh keikhlasan

Istiqomah dalam menghadapi cobaan.

Work with no strings attached do not expect rewards be willing to taste

unpleasant.

Matter how small the job should be done with full attention, because the

things that little can lead to things that are great.

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan kepada

Ayah dan Ibu tercinta

Istriku Idamayanti dan almarhum tercinta tersayang ananda Nabiqh Taqy

Mursalin disurga, yang membuat tetap semangat dalam menempuh

kehidupan.

Teman-teman Jurusan Teknik Sipil Kelas Karyawan Angkatan XIX

Universitas Mercubuana Jakarta.

Daftar Isi

Universitas Mercubuana ii - 1

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

ABSTRAK .....................................................................................

DAFTAR ISI ...................................................................................

DAFTAR GAMBAR .................................................................

DAFTAR TABEL ..........................................................................

DAFTAR NOTASI ..........................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah .....................................................

1.2 Maksud Tujuan .................................................................

1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...........................

1.4 Sistematika Penulisan .......................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Uraian Umum ..................................................................

2.1.1 Bangunan Siphon ..............................................................

2.1.2 Saluran Terbuka ………………………………………....

2.1.3 Air Balik (Back Water) ………………………………....

2.1.4 Sistem Beton Precast .....………………………………......

2.2 Kreteria Perencanaan ........................................................

2.3 Dasar dasar perencanaan .................................................

2.3.1 Desain Hidrolik …………………………………………...

2.3.2 Desain untuk Kapasitas Aliran Siphon, Saluran Hubung,

dan Bangunan Penguras……………………………………

i

ii

iii

iv

v

I-1

I-1

I-5

I-6

I-6

II-1

II-1

II-1

II-3

II-6

II-7

II-9

II-12

II-12

II-16

Daftar Isi

Universitas Mercubuana ii - 2

2.3.3 Data Data Sekunder…………………………………………

2.4 Perencanaan Struktur.............................................................

BAB III METODOLOGI ANALYSIS

3.1 Kerangka Pemikiran.............................................................

3.2 Teknik Pengumpulan data ....................................................

3.2.1 Penggolongan Data ……………………………………….

3.3 Metodologi ………..............................................................

3.4 Laporan Penyusunan Tugas Akhir ...................................

3.5 Diagram Alir ……………………………............................

BAB IV PERHITUNGAN ALTERNATIF DESAIN

SIPHON SALURAN HUBUNG DAN

BANGUNAN PENGURAS

4.1 Umum ..................................................................................

4.1.1 Saluran dan Aliran Saluran Tarum Barat ..........................

4.2 Kondisi Desain ......................................................................

4.2.1 Desain Kapasitas Siphon ......................................................

4.2.2 Penenuan Tata Letak Bangunan Siphon …………………….

4.3 Desain Hidrolis ……………...................................................

4.3.1 Alternatif Menaikkan Elevasi Dasar Siphon Barrel .............

4.3.2 Perhitungan Headloss Siphon …………………….................

4.3.3 Perencanaan Dimensi Saluran Tarum Barat Bagian Hulu

Siphon ……………………………...........................................

4.4 Ketetapan Desain Hidrolik .................................................

II-20

II-21

III-1

III-1

III-1

III-1

III-2

III-4

III-5

IV-1

IV-1

IV-1

IV-2

IV-2

IV-3

IV-4

IV-4

IV-4

‘

IV-38

IV-45

Daftar Isi

Universitas Mercubuana ii - 3

4.4.1 Desain Hidrolik Siphon dan Saluran Hubung .....................

4.4.2 Desain Hidrolik Bangunan Penguras .....................................

4.5 Perhitungan Stabilitas Bangunn ..............................................

4.5.1 Umum ......................................................................................

4.5.2 Perhitungan stabilitas barrel siphon............................................

4.5.3 Perhitungan stabilitas saluran hubung…………………….....

4.5.4 Perhitungan stabilitas bangunan penguras ............................

4.6 Pelaksanaan siphon dengan material barrel precast ...................

BAB VI PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................

5.2 Saran ………………………………………………….............

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

IV-45

IV-47

IV-50

IV-50

IV-51

IV-67

IV-89

IV-107

V-1

V-1

V-2

Daftar Gambar

Universitas Mercubuana iii - 1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Rencana lokasi siphon…………...….…….………..

Gambar 1.2 Potongan memanjang siphon…..……….………….

Gambar 1.3 Potongan melintang siphon…….....…….………….

Gambar 2.1 Metode tahapan…..……..……...……….………….

Gambar 2.2 Aliran pintu…..…………..……...……….………...

Gambar 2.3 Koefisien (K) untuk submerged discharge (from

Schmidt)…………………………………................

Gambar 2.4 Koefisien untuk plat dan lengkung permukaan

pintu .........................................................................

Gambar 3.1 Jadwal penulisan tugas akhir.....................................

Gambar 3.2 Diagram alir...............................................................

Gambar 4.1 Sistem saluran tarum barat…………….……….......

Gambar 4.2 Tata letak bangunan siphon………………………...

Gambar 4.2.a Pemilihan alternatif jalur siphon ..............................

Gambar 4.3 Alternatif kedua jalur siphon…………………….....

Gambar 4.4 Potongan memanjang hidrolis siphon……………...

Gambar 4.5 Plan dan potongan bangunan siphon……..………...

Gambar 4.6 Penampang siphon barrel…..…………….…….…..

Gambar 4.7 Tampak dan potongan transisi inlet….....…………..

Gambar 4.8 Potngan trashrack……………………….………….

Gambar 4.9 Plan dan potongan inlet…………..…..….…………

I-4

I-5

I-5

II-17

II-19

II-19

II-19

III-4

III-5

IV-1

IV-3

IV-4

IV-4

IV-4

IV-4

IV-5

IV-7

IV-8

IV-10

Daftar Gambar

Universitas Mercubuana iii - 2

Gambar 4.10 Potongan memanjang barrel……..….….…………..

Gambar 4.11 Potongan memanjang belokan barrel…...…...……..

Gambar 4.12 Potongan memanjang outlet siphon…….…..….......

Gambar 4.13 Plan dan potongan memanjang transisi outlet

siphon ......................................................................

Gambar 4.14 Plan dan potongan memanjang transisi outlet

siphon…...................................................................

Gambar 4.15 Potongan saluran hubung…………………………..

Gambar 4.16 Potongan siphon barrel...……..………………….....

Gambar 4.17 Plan dan potongan transisi inlet..…………………..

Gambar 4.18 Potongan trashrack..……………….....…………….

Gambar 4.19 Potongan inlet……………….....…………………...

Gambar 4.20 Potongan memnjang barrel……..….….……….…..

Gambar 4.21 Potongan memanjang belokan barrel……..…..........

Gambar 4.22 Potongan memanjang outlet barrel………..….........

Gambar 4.23 Potongan memanjang transisi outlet barrel..…........

Gambar 4.24 Potongan memanjang transisi outlet barrel..…........

Gambar 4.25 Potongan memanjang saluran hubung…........….….

Gambar 4.26 Potongan melintang saluran inlet………...…..…....

Gambar 4.26. Perubahan nilai headloss akibat review dasar

siphon.......................................................................

Gambar 4.27 Potongan bangunan penguras……………………....

Gambar 4.28 Kurva pintu penguras……….……...………………

IV-11

IV-12

IV-14

IV-16

IV-17

IV-19

IV-22

IV-23

IV-25

IV-26

IV-28

IV-29

IV-31

IV-32

IV-34

IV-35

IV-38

IV-42

IV-46

IV-47

Daftar Gambar

Universitas Mercubuana iii - 3

Gambar 4.29 Plan lokasi titik bor / sondir……....……..………...

Gambar 4.30 Potongan penampang geoteknik Bh 1 dan Bh 2…..

Gambar 4.31 Data bor Bh1……….….….………………………..

Gambar 4.32 Data bor Bh 2……………….…………...…………

Gambar 4.33 Penampang barrel….……….……………………...

Gambar 4.34 Diagram beban mati.............................……………

Gambar 4.35 Diagram beban air...................................................

Gambar 4.36 Diagram beban air gaya uplift........................….....

Gambar 4.37 Diagram tekanan tanah kondisi normal.......…........

Gambar 4.38 Diagram tekanan tanah kondisi gempa………........

Gambar 4.39 Diagram tekanan tanah pada dinding...……..……..

Gambar 4.40 Diagram tekanan air statis.…………..…....…….....

Gambar 4.41 Diagram tekanan air dinamik.………........………..

Gambar 4.42 Potongan penampang geoteknik BH2 dan BH3...….

Gambar 4.43 Data bor BH3 ...........................................................

Gambar 4.44 Data material properties.........…………….………..

Gambar 4.45 Penampang saluran hubung ..........……….………...

Gambar 4.46 Diagram beban mati saluran hubung.…….………...

Gambar 4.47 Diagram beban air uplift.....…………….………......

Gambar 4.48 Diagram tekanan tanah.........…………….………....

Gambar 4.49 Diagram tekanan air statis saluran.……………........

Gambar 4.50 Diagram tekanan air dinamik pada saluran hubung

...................................................................................

IV-51

IV-51

IV-51

IV-51

IV-53

IV-54

IV-55

IV-56

IV-57

IV-58

IV-61

IV-63

IV-64

IV-68

IV-68

IV-68

IV-69

IV-77

IV-79

IV-81

IV-83

IV-85

Daftar Gambar

Universitas Mercubuana iii - 4

Gambar 4.51 Potongan melintang bangunan penguras.......……....

Gambar 4.52 Diagram beban mati bangunan penguras.......……...

Gambar 4.53 Potongan bangunan penguras........................………

Gambar 4.54 Diagram tekanan tanah...................................……...

Gambar 4.55 Diagram tekanan air normal............................……..

Gambar 4.56 Diagram tekanan air dinamik..........................……..

Gambar 4.57 Rencana segmen beton barrel precast..........…….....

IV-90

IV-97

IV-97

IV-100

IV-102

IV-103

IV-108

Daftar Tabel

Universitas Mercubuana iv - 1

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien kekasaran strickler...……………………...

Tabel 2.1a Perbandingan struktur beton konvensional dan

precast....…..................................................................

Tabel 2.2 Koefisien belokan untuk lingkar dan

segiempat……………................................................

Tabel 2.3 Harga koefisien Manning…….……………...…….....

Tabel 2.4 Borlog BH1-BH2-BH3...……………………...……..

Tabel 2.5 Sifat fisik material……...…………………...………..

Tabel 2.6 Koefisien gempa….…...……………………...…........

Tabel 2.7 Koefisien safety factor....……………………..……....

Tabel 4.1 Pemilihan alternatif jalur siphon…………………….

Tabel 4.2 Data hidrolis transisi inlet upstream……......………...

Tabel 4.3 Data hidrolis transisi inlet downstream…..………......

Tabel 4.4 Faktor kehilangan energi .......…….…......………….

Tabel 4.5 Faktor kehilangan energy Kb……....…......………….

Tabel 4.6 Hidrolis transisi outlet……...……..….…...……….....

Tabel 4.7 Hidrolis transisi outlet upstream.....….…..………......

Tabel 4.8 Hidrolis transisi outlet downstream.....…......…….......

Tabel 4.9 Hidrolis saluran hubung……….......…......…………..

Tabel 4.10 Data hidrolis transisi inlet upstream...........………......

Tabel 4.11 Data hidrolis transisi inlet downstream........………....

II-2

II-8

II-15

II-18

II-20

II-21

II-23

II-23

IV-4

IV-7

IV-8

IV-11

IV-13

IV-17

IV-18

IV-19

IV-20

IV-24

IV-25

Daftar Tabel

Universitas Mercubuana iv - 2

Tabel 4.12 Koefisien Fi ...............................................…………..

Tabel 4.13 Koefisien Kb ..............................................……….....

Tabel 4.14 Hidrolis transisi outlet..............................…………....

Tabel 4.15 Data hidrolis transisi inlet upstream........………….....

Tabel 4.16 Data hidrolis transisi inlet downstream.......……….....

Tabel 4.17 Hidrolis saluran hubung………………......………….

Tabel 4.18 Perhitungan nilai lebar saluran…..……..………….....

Tabel 4.19 Perbandingan Nilai Headloss.……….......…………...

Tabel 4.20 Hidrolis siphon…...…………...................…………...

Tabel 4.21 Perhitungan Q debit bukaan pintu penguras........…....

Tabel 4.22 Tabel koefisien aliran......………………......………...

Tabel 4.23 Tabel koefisien debit.....…………………...………....

Tabel 4.24 Beban mati dan momen barrel……………...………...

Tabel 4.25 Beban air dan momen air………………....…….........

Tabel 4.26 Beban air uplift dan momen barrel………...…………

Tabel 4.27 Koofesien α dan β pada rectanguler ( B x L )………..

Tabel 4.28 Faktor daya dukung......................................................

Tabel 4.29 Beban dan momen tekanan pada kondisi normal.........

Tabel 4.30 Beban dan momen tekan pada barrel akibat tekanan

tanah kondisi gempa...................................................

Tabel 4.31 Beban dan momen akibat tekanan air statis…….........

Tabel 4.32 Beban dan momen akibat tekanan air dinamik……....

Tabel 4.33 Nilai N pada titik bor BH2.....…..……………..……..

IV-28

IV-30

IV-34

IV-35

IV-36

IV-37

IV-43

IV-44

IV-45

IV-49

IV-49

IV-49

IV-54

IV-55

IV-56

IV-60

IV-60

IV-62

IV-62

IV-63

IV-64

IV-70

Daftar Tabel

Universitas Mercubuana iv - 3

Tabel 4.34 Koofesien α dan β bentuk pondasi…………………..

Tabel 4.35 Nilai Nc, Nj , Iy untuk Ø…..........................…………

Tabel 4.36 Nilai daya dukung tanah (qa)..................………..…...

Tabel 4.37 Nilai beban mati dan momen pada saluran hubung..

Tabel 4.38 Nilai beban dan momen berat air pada saluran

hubung........................................................................

Tabel 4.39 Nilai beban dan momen uplift pada saluran

hubung........................................................................

Tabel 4.40 Nilai beban dan momen tekanan tanah saluran

hubung kondisi normal .............................................

Tabel 4.41 Nilai beban dan momen tekanan tanah saluran

hubung kondisi gempa .............................................

Tabel 4.42 Nilai beban dan momen tekanan air pada saluran

hubung.........................................................................

Tabel 4.43 Nilai beban dan momen tekanan air dinamik pada

saluran hubung....….....................................................

Tabel 4.44 Nilai pada tekan bor BH1.............................................

Tabel 4.45 Koofesien α dan β pada Pondasi..................................

Tabel 4.46 Nilai Nc1, Nj , Nq untuk Ø.........................................

Tabel 4.47 Nilai daya dukung tanah yang di ijinkan(qa)...............

Tabel 4.48 Nilai dan momen beban mati bangunan penguras........

Tabel 4.49 Nilai beban dan momen pintu bangunan penguras......

Tabel 4.50 Nilai beban dan momen akibat beban pintu.................

IV-75

IV-75

IV-76

IV-78

IV-79

IV-80

IV-82

IV-82

IV-84

IV-85

IV-91

IV-95

IV-95

IV-96

IV-98

IV-98

IV-98

Daftar Tabel

Universitas Mercubuana iv - 4

Tabel 4.51 Nilai beban dan momen akibat beban jembatan...........

Tabel 4.52 Nilai beban dan momen beban air kondisi normal.......

Tabel 4.53 Nilai beban dan momen akibat beban uplift.................

Tabel 4.54 Nilai beban dan momen tekanan tanah normal............

Tabel 4.55 Nilai beban dan momen tekanan tanah kondisi gempa

Tabel 4.56 Nilai beban dan momen tekanan air normal.................

Tabel 4.57 Nilai beban dan momen tekanan air dinamik ...................

IV-99

IV-99

IV-100

IV-101

IV-102

IV-102

IV-103

Daftar Notasi

Universitas Mercubuana v - 1

DAFTAR NOTASI

TPJ : Thames pam jaya

PALYJA : Pam lyonnaise jaya

WTP : Water treatment plant

JWRMP : Jatiluhur Water Resources Management Project

KP : Kreteria Perencanaan

EL.BS.O : Elevasi dasar siphon outlet

EL.BS.B : Elevasi dasar Siphon barrel

EL.BS.I : Elevasi dasar siphon inlet

EL.BLC.us : Elevasi dasar saluran hubung upstream

EL.WLSI : Elevasi muka air siphon inlet

EL.BC.I : Elevasi dasar saluran inlet

LTd-1 : Panjang lengkung downstream 1

LTd-2 : Panjang lengkung downstream 2

L1 : Panjang L1

L2 : Panjang L2

L3 : Panjang L3

LTup : Panjang lengkung upstream

H1 : Panjang H1

H2 : Panjang H2

1 ds : Sudut 1 downstream

2 us : Sudut 2 downstream

Daftar Notasi

Universitas Mercubuana v - 2

Bb : Lebar Bb

Hb : Tinggi Hb

Abt : Luas penampang barrel

Q : Debit air (m3/detik)

n : Koefisien manning

g : Grafitasi bumi

L : Panjang L

Im : Hidraulik gradient rata rata

Iu : Hidraulik gradient upstream

Id : Hidraulik gradient downstream

H ti : Headloss transisi inlet

H ft : Headloss trashrack

c : Koefisien trashrack

a : Koefisien bentuk plat

s : Tebal plat trasrack

b : Jarak plat trasrack

Hi : Headloss inlet

Fi : Factor kehilangan energi

Hf : Frictionloss dalam barrel

V : Kecepatan (m/det)

R : Jari jari hidrolis (A/P)

K : Koefisien stricler (1/n)

Kb us : Faktor kehilangan energi pada belokkan/ sudut pada

Daftar Notasi

Universitas Mercubuana v - 3

siphon upstream

Kb ds : Faktor kehilangan energi pada belokkan/ sudut pada

siphon downsstream.

Hb : Headloss belokkan siphon.

Ho : Headloss outlet siphon

Hto : Headloss transisi outlet .

hf : Friction Headloss saluran hubung

ho : Headloss outlet saluran hubung

Ki : koefisien manning perbagian

P : Keliling basah total

Pi : Keliling basah per bagian

K : Koefisien aliran

: Koefisien debit

a : Tinggi bukaan pintu

w : Unit weight air (t/m3)

d : Unit weight tanah (wet) t/m3

s : Unit weight tanah (saturated) t/m3

SF : Faktor keamanan

c : Unit weight beton t/m3

FG : Total beban mati

FU : Total beban air

Fa : Koefisien keamanan

N : Nilai SPT

Daftar Notasi

Universitas Mercubuana v - 4

e : eksentrisitas gaya resultan

B : Lebar dasar pondasi (m).

V : Total beban Vertikal .

: Sudut geser dalam tanah .

q : daya dukung pondasi (t/m2)

qa : daya dukung yang diijinkan (t/m2)

c : Kohesi tanah (t/m2)

α, β : Faktor bentuk pondasi

Nc, Nγ, Nq : factor daya dukung

Df : Dalam dari dasar sampai permukaan tanah (m)

Ka : Koefisien tanah aktif

Kea : Koefisien tanah aktif ( kondisi gempa)

Kep : Koefisien tanah pasif ( kondisi gempa)

Daftar Lampiran

Universitas Mercubuana v - 1

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran No. 1 : Gambar 4.2 –Tata letak bangunan siphon

Lampiran No. 2 : Tabel 4.2.a – Pemilihan alternatif jalur siphon

Lampiran No. 3 : Gambar . 4.3 – Alternatip kedua jalur siphon

Lampiran No. 4: Gambar . 4.4 – Potongan memanjang hidrolis

siphon.

Lampiran No. 5: Gambar . 4.5 - Plan dan potongan bangunan siphon.

Lampiran No. 6: Gambar 4.26.a – Perubahan nilai headloss akibat

review dasar siphon

Lampiran No. 7 : Tabel 4.22 – Tabel koefesien aliran.

Lampiran No. 8 : Tabel 4.23 – Tabel koefisien debit.

Lampiran No. 9 : Gambar 4. 29 – Plan lokasi titik bor / sondir.

Lampiran No10 : Gambar 4.30 – Potongan penampang geoteknik

bh1 dan bh 2.

Lampiran No.11 : Gambar 4.31 – Data bor Bh.1

Lampiran No.12 : Gambar 4.32 – Data bor Bh. 2

Lampiran No.13 : Tabel 4.24 – Daftar properties material.

Lampiran No.14: Gambar 4.42 – Potongan penampang geoteknik bh2

dan bh 3

Lampiran No.15 : Gambar 4.43 – Data bor Bh.3

Lampiran No.16 : Tabel 4.35. Angka keamanan stabilitas .

Lampiran No.17 : Gambar Peta tampak udara

Lampiran No.18 : Tabel hasil perhitungan headloss dan stabilitas