Tugas Besar Metode Elemen Hingga (Plaxis)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI................................................................................................................................................ ISI................................................................................................................................................ii BAB I........................................................................................................................................................1 PENDAHULUAN.......................................................................................................................................1 1.1

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

1.2

Rumusan Masalah......................................................................................................... Masalah................................................................................................................... .......... 2

1.3

Batasan Batasan Masalah Masalah...... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 2

1.4

Tujuan Tujuan Penelitia Penelitian n ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........2 ......2

BAB II.......................................................................................................................................................3 TINJAUAN PUSTAKA................................................................................................................................3 2.1

Bendugan Bendugan Urugan Urugan ............ ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........3 ....3

2.1.1

Tipe-tipe Tipe-tipe Bendungan Bendungan Urugan............. Urugan.................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........3 ......3

2.1.2

Karakteristi Karakteristik k Bendungan Bendungan Urugan Urugan ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 6

2.1.3

Desain bendungan bendungan tipe urugan urugan zonal ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........7 ......7

2.2

Retakan Retakan pada pada urugan urugan...... ............ ............ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........9 ....9

2.2.1

Retakan Retakan melintang melintang ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 9

2.2.2

Retakan Retakan memanjang memanjang ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..10 10

2.2.3

Retakan Retakan horizontal horizontal ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........10 .....10

2.2.4

Mencegah Mencegah retakan retakan ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........10 .....10

2.3

Plaxis Versi 8.2 .................................................................. ......................................................................................................................11 ....................................................11

2.3.1

Pembuatan Pembuatan model geometri geometri secara grafis............. grafis.................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........11 ......11

2.3.2

Pembentuka Pembentukan n jaring elemen elemen secara otomatis otomatis ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 11

2.3.3

Elemen Elemen ordo tinggi tinggi ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........11 .....11

2.3.4

Model Mohr-Coulo Mohr-Coulomb mb ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........11 .....11

2.3.5

Model tanah dari pengguna..... pengguna........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..12 12

2.3.6

Tekanan Tekanan air pori hidrostati.... hidrostati......... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........12 ......12

2.3.7

Tahapan Tahapan konstruksi......... konstruksi............... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........12 ......12

2.3.8

Analisis Analisis konsolidasi konsolidasi ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... .........12 ....12

2.3.9

Faktor keamanan keamanan ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 13

2.3.10

Tampilan Tampilan dari keluaran keluaran ............ .................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..13 13

2.3.11

Lintasan tegangan ................................................................ .........................................................................................................1 .........................................1 3 i

Tugas Besar Metode Elemen Hingga

BAB III....................................................................................................................................................14 METODE PENELITIAN ............................................................. ............................................................................................................................14 ...............................................................14 3.1

Diagram Alir ........................................................... ..........................................................................................................................14 ...............................................................14

3.2

Analisis Program ............................................................... ...................................................................................................................15 ....................................................15

3.3

Parameter Tanah .............................................................. ..................................................................................................................16 ....................................................16

BAB IV....................................................................................................................................................17 HASIL DAN PEMBAHASAN.....................................................................................................................17 4.1

Tinjauan Umum................................................................ Umum.....................................................................................................................17 .....................................................17

4.2

Elevasi Puncak Waduk....................................................... Waduk...........................................................................................................17 ....................................................17

4.3

Panjang Panjang Waduk Waduk ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 18

4.4

Kemiringan Kemiringan Lereng Lereng Waduk......... Waduk............... ............ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..18 18

4.5

Lebar Puncak Waduk......................................................... Waduk.............................................................................................................18 ....................................................18

4.6

Pemodelan Material ......................................................... .............................................................................................................18 ....................................................18

4.6

Tahap Perhitungan Perhitungan Plaxis 8.2............... 8.2..................... ........... ........... ............ ............ ............ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..19 19

4.6.1

Plaxis Input............ Input.................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........19 .....19

4.6.2

Input Geometri.... Geometri.......... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 20

4.6.3

Input Material Material ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ 20

4.6.4

Meshing Meshing Generation Generation ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..21 21

4.6.5

Penetapan Penetapan Kondisi Kondisi Awal (Initial (Initial Condition) Condition) ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........21 ......21

4.6.6

Plaxis Calculatio Calculations ns ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ...........23 ......23

1)

Fase Kondisi yang akan diperhitungkan................................................................................23

2)

Fase Konsolidasi ................................................................ ....................................................................................................................24 ....................................................24

3)

Fase perhitungan faktor keamanan (SF ) ............................................................ ............................................................................... ................... 25

4.6.7

Proses Perhitungan Perhitungan...... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... .........26 ....26

4.6.8

Plaxis Output Output ............ ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ..28 28

1)

Kondisi Waduk Awal ......................................................... .............................................................................................................28 ....................................................28

2)

Kondisi Waduk Terisi Air (muka air normal) ................................................................ ......................................................................... ......... 30

3)

Kondisi Waduk Waduk Terisi Terisi Air (muka air banjir).................................................................... banjir)............................................................................ ........ 32

4.6.9

Angka Keamanan Keamanan Tubuh Waduk............ Waduk.................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..........34 .....34

BAB V.....................................................................................................................................................35 SIMPULAN DAN SARAN.........................................................................................................................35 5.1

Simpulan ................................................................ ...............................................................................................................................35 ...............................................................35

ii


BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang

Bendungan merupakan suatu bangunan bangunan yang dibangun dengan dengan tujuan menampung air untuk digunakan digunakan berbagai keperluan manusia. Salah Salah satu masalah dalam rekayasa geoteknik khususn khususnya ya pada pada bedung bedungan an adalah adalah stabilit stabilitas as bendun bendungan gan.. Pema Pemaham haman an mengen mengenai ai masalah masalah geolog geologi, i, hidrol hidrologi ogi,, dan karakt karakteri eristik stik tanah tanah merupa merupakan kan suatu suatu hal yang yang pentin penting g dalam dalam penerapan prinsip-prinsip analisis stabilitas bendungan. Dalam analisis tersebut diperlukan juga pengambilan keputusan sehubungan dengan resiko yang dapat diterima atau faktor keamanan yang memadai. Pada umumnya permasalahan yang sering dijumpai pada stabilitas bendungan adalah kecilnya kestabilan tanah. Kekuatan geser suatu tanah tidak mampu memikul suatu kondisi beban kerja yang berlebihan. Berdasarkan permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan suatu solusi atau kajian yang optimal, optimal, sehingga sehingga dibutuhka dibutuhkan n suatu analisis analisis yang handal handal dari permasalahan permasalahan stabilitas stabilitas bendungan tersebut. Pada kajian ini ditinjau stabilitas bendungan. Adapun tujuan dari kajian ini adalah adalah untuk untuk meninjau meninjau dan menganalisis menganalisis tegangan-reg tegangan-regangan angan yang terjadi. terjadi. Berdasarkan Berdasarkan tujuan tersebut maka manfaatnya adalah untuk untuk memperoleh nilai faktor keamanan kestabilan bendungan pada kondisi waduk kosong, kondisi muka air normal dan kondisi muka air banjir.

Analisis Tegangan-Regangan Model DAM Urugan Urugan Tanah

1


1.2

Rumusan Ma Masalah lah

Dengan meninjau kondisi waduk waduk kosong, kosong, kondisi muka muka air normal, kondisi muka air banjir maka dapat diketahui nilai tegangan-regangan waduk dengan metode elemen hingga pada program Plaxis 8.2. 1.3

Batasan Masalah

Pembatasan Pembatasan masalah masalah ini ini meliputi meliputi hal – hal sebagai sebagai berikut berikut:: 1.

Perilak Perilaku u tegan teganga gan-re n-regan ganga gan n adala adalah h teganga tegangan-re n-regan gangan gan total total

2.

Meto Metode de yang yang digu digunak nakan an adal adalah ah Finite Element Method ( FEM FEM ) pada program komp komput uter er Plax Plaxis is 8.2 8.2

3. 1.4

Para Parame mete terr tana tanah h dik diket etah ahui ui

Tujua ujuan n Peneli nelittian ian

Menget Mengetahu ahuii kondisi kondisi dam timbun timbunan an tanah tanah melalu melaluii pemode pemodelan lan dan dan untuk untuk mempero memperoleh leh nilai tegangan-re tegangan-regang gangan. an.


2


BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Bendugan Ur Urugan

Bendungan merupakan bangunan yang digunakan untuk membendung aliran air sungai yang dimanfaatkan untuk keperluan hidup manusia atau menanggulangi bencana, seperti banjir. Menurut Sosrodarsono (2002), bendungan urugan merupakan bendungan yang dibangun dengan cara menimbunkan bahan-bahan, seperti: batu, krakal, krikil, pasir, dan tanah, pada posisi tertentu dengan fungsi sebagai pengempang atau pengangkat permukaan air yang terdapat di dalam waduk di udiknya. 2.1.1 2.1.1 Tipe-tipe Tipe-tipe Bendung Bendungan an Urugan Urugan

Didasarkan pada ukuran butiran dari bahan timbunan yang yang digunakan, digunakan, secara umum dapat dibedakan 2 tipe bendungan urugan, yaitu: a. Bendungan urugan batu (rock ( rock fill dam) dam) disingkat dengan istilah bendungan batu. b. Bendungan urugan urugan tanah (earth ( earth fill dam) dam) disingkat dengan istilah bendungan tanah. Selain kedua jenis tersebut, terdapat pula bendungan urugan campuran, yaitu yaitu terdiri dari urugan batu di bagian hilirnya yang berfungsi sebagai penyangga penyangga sedang, bagian udiknya terdiri dari timbunan tanah yang disamping disamping berfungsi sebagai penyangga tambahan, terutama berfungsi sebagai tirai kedap air. Ditinjau dari penempatan serta susunan bahan bahan yang membentuk tubuh tubuh bendungan untuk untuk dapat memenuhi fungsinya fungsinya dengan baik, baik, maka bendungan bendungan urugan dapat digolongkan dalam tiga tipe utama, yaitu: a. Bendungan Bendungan urugan urugan homogen homogen (bendung (bendungan an homogen) homogen) Bendungan urugan digolongkan digolongkan tipe homogen, apabila bahan yang membentuk tubuh bendungan terdiri dari tanah yang hampir sejenis dan gradasinya (susunan ukuran butirannya) hampir seragam. Tubuh bendungan secara keseluruhannya berfungsi ganda, yaitu sebagai sebagai bangunan bangunan penyang penyangga ga dan sekaligus sekaligus sebagai sebagai penahan penahan rembesan rembesan air. b. Bendungan urugan urugan zonal (bendungan zonal) Bendungan Bendungan urugan urugan digolongk digolongkan an tipe zonal, apabila timbunan timbunan yang membentuk membentuk tubuh tubuh bendungan terdiri dari batuan bat uan dengan gradasi (susunan (sus unan ukuran butiran) yang berbeda-beda dalam urutan-u urutan-urutan rutan pelapisan pelapisan tertentu. tertentu. Pada bendunga bendungan n ini sebagai sebagai penyangga penyangga terutama terutama


3


dibebankan dibebankan pada pada timbunan yang yang lulus air (zone lulus air), air), sedang penahan penahan rembesan rembesan dibebankan pada pada timbunan yang yang kedap air (zone (zone kedap air). Berdasarkan letak dan kedudukan dari zone kedap airnya, maka tipe ini masih dapat dibedakan menjadi 3 yaitu: 1. Bendungan Bendungan urugan urugan zonal zonal dengan dengan tirai kedap air atau atau bendungan tirai (front corefill type dam), ialah ialah bendungan bendungan zonal zonal dengan dengan zone kedap air yang yang membentuk membentuk lereng udik udik bendungan tersebut. 2. Bendungan Bendungan urugan urugan zonal zonal dengan dengan inti kedap kedap air air miring miring atau atau bend bendun unga gan n inti inti mirin miring g (inclined-core fill type dam), bendungan bendungan zonal yang zone kedap airnya airnya terletak di dalam tubuh bendungan dan berkedudukan miring ke arah hilir. 3. Bendungan Bendungan urugan urugan zonal zonal dengan dengan inti kedap kedap air air tegak tegak atau atau bendungan inti tegak (central core fill type dam), dam), ialah bendungan bendungan zonal zonal yang zone kedap kedap airnya terletak di di dalam tubuh bendungan bendungan dengan dengan kedudukan kedudukan vertikal. Biasanya inti tersebut terletak di bidang tengah dari tubuh bendungan. c. Bendungan Bendungan urugan urugan bersekat bersekat (bendung (bendungan an sekat). Bendungan urugan digolongkan digolongkan dalam tipe sekat (facing) apabila di lereng udik tubuh bendungan dilapisi dengan sekat tidak lulus air (dengan kekedapan yang tinggi) seperti lembaran lembaran baja tahan karat, karat, beton aspal, aspal, lembaran beton beton bertulang, bertulang, hamparan hamparan plastik, susunan susunan beton blok, blok, dan lain-lain. lain-lain.


4


Gambar 2.1 Tipe Bendungan urugan

Sumber: RSNI T-01-2002


5


2.1.2 2.1.2 Karakte Karakterist ristik ik Bend Bendunga ungan n Urugan Urugan

Dibandingkan dengan jenis-jenis lainnya, maka bendungan urugan mempunyai keistimewaan-keistimewaan sebagai berikut: a. Pembangun Pembangunanny annyaa dapat dilakukan dilakukan pada pada hampir hampir pada semua semua kondisi kondisi geologi geologi dan geografi geografi yang dijumpai b. Bahan untuk tubuh bendungan dapat digunakan batuan yang terdapat di sekitar calon bendungan. Tetapi disamping itu, tipe ini juga juga memiliki kelemahan yang cukup berarti, yaitu yaitu tidak mampu menahan menahan limpasan diatas mercunya, dimana limpasan-limpasan yang yang terjadi dapat menyebabkan longsoran-longsoran pada lereng hilir yang dapat mengakibatkan jebolnya bendungan tersebut. Beberapa karakteristik utama dari bendungan urugan, adalah sebagai berikut (Sosrodarsono, 2002): a. Bendungan Bendungan urugan urugan mempuny mempunyai ai alas yang yang luas, luas, sehingg sehinggaa beban beban yang harus didukung didukung oleh pondasi bendungan persatuan unit luas biasanya kecil. Beban utama yang harus didukung pondasi terdiri dari berat tubuh bendungan dan tekanan hidrostatis dari air dalam waduk. Karena hal tersebut, maka bendungan bendungan urugan urugan dapat dibangun di atas alur sungai yang yang tersusun tersusun dari batuan sedimen sedimen dengan kemampu kemampuan an daya dukung dukung yang rendah rendah asalkan asalkan kekedapannya dapat diperbaiki sampai tingkat yang dikehendaki. b. Bendungan urugan selalu dapat dibangun dengan menggunakan bahan batuan yang terdapat terdapat di sekitar calon bendung bendungan. an. Dibandingk Dibandingkan an dengan jenis jenis bendungan bendungan beton, 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 menunjukk menunjukkan an tendensi yang positif. positif. c. Dalam Dalam pemban pembangu gunan nannya nya,, bendung bendungan an urugan urugan dapa dapatt dilakuk dilakukan an secara secara mekani mekaniss dengan dengan intensitas yang tinggi (full mechanized) dan karena banyaknya banyaknya tipe-tipe peralatan yang diproduksi, maka dapat dipilih peralatan yang yang cocok, sesuai dengan sifat-sifat bahan yang akan digunakan serta kondisi lapangan pelaksanaannya. d. Akan tetapi karena tubuh bendungan bendungan terdiri terdiri dari timbunan timbunan tanah tanah atau atau timbunan timbunan batu yang berkomposisi lepas, maka bahaya jebolnya bendungan umumnya disebabkan oleh hal-hal berikut: 1. Longsoran Longsoran yang yang terjadi terjadi baik baik pada pada lereng udik, udik, maupun maupun lereng lereng hilir hilir tubuh tubuh bendungan bendungan.. 2. Terjadinya Terjadinya sufosi (erosi dalam atau piping) piping) oleh oleh gaya-gay gaya-gayaa yang timbul dalam aliran filtrasi yang terjadi dalam dala m tubuh bendungan. Analisis Tegangan-Regangan Model DAM Urugan Urugan Tanah

6


3. Suatu konstru konstruksi ksi yang kaku kaku tidak tidak diinginkan diinginkan di dalam dalam tubuh bendun bendungan, gan, karena karena konstruksi tersebut tidak dapat mengikuti gerakan gerakan konsolidasi dari tubuh bendungan tersebut. 4. Proses Proses pelaksana pelaksanaan an pembang pembangunanny unannyaa biasany biasanyaa sangat sangat peka peka terhadap terhadap pengaru pengaruh h iklim. Lebih Lebih-leb -lebih ih pada pada bendung bendungan an tanah, tanah, dimana dimana kelemba kelembaban ban optim optimum um tertent tertentu u perlu perlu dipertahankan terutama pada saat pelaksanaan penimbunan dan pemadatannya.

2.1.3 2.1.3 Desain Desain bendungan bendungan tipe urugan urugan zonal zonal

Urugan sebaiknya dibuat dalam beberapa zona agar semua material yang ada disekitar lokasi bendung bendungan an dapat digunakan digunakan secara optimal. optimal. Zona-zona Zona-zona dengan dengan permeabilitas permeabilitas dan sifat tanah yang berbeda harus didesain agar tidak terjadi perubahan perubahan sifat yang terlalu besar. Pada batas antara dua zona dengan beda permeabilitas, harus dipasang filter. Pada umumnya umumnya bendungan urugan urugan tipe zonal terdiri atas zona kedap air, zona semi lulus air dan zona lulus air. Hal-hal yang yang harus diperhatikan dalam desain bendungan bendungan tipe urugan zonal adalah seperti seperti berikut berikut ini 1) Zona Zona keda kedap p air air a) Koefisien Koefisien permeabilitas permeabilitasnya nya harus lebih kecil dari 10-5 cm/s; retakan atau keruntuhan pengaruh rembesan air pada waktu konstruksi konstruksi atau terjadi gempa bumi harus dihindari. b) Gradasi zona kedap air harus dipilih, agar tidak terjadi penurunan yang berbeda dengan zona disampingnya, yang dapat menimbulkan retakan pengaruh pelengkungan (arching ). ). Hal ini biasanya terjadi bila modulus elastisitas filter dari zona transisi berbeda dengan zona inti kedap air. c) Tebal rata-rata zona kedap air ditentukan dan tergantung pada batas minimum minimum rembesan yang diperkenankan, hubungan antara sifat fisik bahan disampingnya, disampingnya, ada atau tidak adanya filter dan lebar minimum untuk konstruksi. Pada umumnya tebal rata-rata 30%-50% dan tinggi air adalah aman, walaupun pelaksanaannya kurang baik. Apabila desain dan konstruksi dilaksanakan secara sempurna, maka tebal rata-rata dapat diambil 15%-20% dari tinggi air. 2) Filter a) Bila dua dua material bergrada bergradasi si sangat berlaina berlainan n (seperti urugan urugan lanau lanau dan dan urugan batu) ditempatkan berdampingan berdampingan dan dialiri air, maka butiran lanau akan mengalir masuk kedalam urugan batu yang disebut sebagai erosibuluh. Untuk mencegah hal itu, maka ditempatkan material filter dengan gradasi yang memenuhi persyaratan Analisis Tegangan-Regangan Model DAM Urugan Urugan Tanah

7


b) Filter biasanya ditempatkan pada kedua sisi dari zona kedap air yaitu di sisi si si udik untuk mencegah mencegah erosibuluh erosibuluh pada pada kondisi kondisi surut cepat cepat dan di sisi hilir untuk untuk mencegah mencegah erosibuluh pada kondisi aliran langgeng. c) Rembesan air dari dari zona filter ditampung ditampung melalui zona drainase horizontal horizontal tanpa merembes melalui zona transisi dan zona lulus air. Hal ini untuk menghindari agar tidak terjadi pembasahan pada lereng hilir urugan. d) Tebal filter biasanya biasanya disesuaikan disesuaikan dengan dengan kemudahan kemudahan dalam pelaksanaan pelaksanaan (workability (workability), ), pengaruh pembuntuan (clogging) dan gempa bumi. Tebal filter horizontal minimum 2,00 m sampai 3,00 m dan dan tebal minimum filter miring miring adalah 2,00 m dekat puncak bendungan. e) Zona filter berfungsi untuk untuk menyaring butiran halus dari zona kedap air agar tidak terlepas dan tertahan di filter. Bila zona kedap air terdiri dari material relatif kasar, maka dibutuhkan dibutuhkan hanya satu zona filter. Bila Bila digunakan material sangat halus, maka ada kemungkinan diperlukan beberapa lapis filter. 3) Zona Zona trans transisi isi atau semi semi lulus lulus air air a) Zona transisi biasanya dipasang antara zona kedap air dan zona lulus air. Zona ini berfungsi untuk mencegah terjadinya perubahan gradasi yang besar dan mencegah pengaruh deformasi berlebih antara zona kedap air dan zona lulus air. b) Bahan zona transisi dapat berupa pasir dicampur kerikil, batuan lapuk, atau batu pecah di sebelah sebelah luar yang yang lebih lebih kasar kasar dari dari bahan bahan kedap kedap air antara lain bahan bahan rombakan rombakan (talus) atau batuan terlapuk berat. 4) Zona lulu luluss air air a) Zona lulus air berfungsi memikul beban air dan dan menstabilkan lereng hilir dan udik terhadap pengaruh gaya-gaya luar. Bahan urugan yang digunakan harus harus mempunyai kekuatan kekuatan geser yang tinggi tinggi.. b) Bahan harus sangat lulus air agar dapat terjadi aliran air bebas akibat air hujan dan air tersisa waktu terjadi surut cepat di lereng udik. c) Material Material terbaik untuk untuk urugan urugan zona zona lulus lulus air adalah batuan batuan keras keras (periksa (periksa 9.1.3, 9.1.3, RSNI T-01-2002 T-01-2002)) ukuran bongkah, bongkah, kerakal, kerakal, kerikil kerikil,, dan kadar kadar butiran butiran halus halus harus sekecil sekecil mungkin. mungkin. Bagian Bagian yang terpasang terpasang pada bagian bagian udik harus mempunyai mempunyai ketahanan ketahanan tinggi tinggi terhadap gelombang air (periksa 9.2. 6, RSNI T-01-2002). d) Hamparan Hamparan batu pelindu pelindung ng atau riprap riprap harus harus dipasang dipasang pada lereng lereng udik. udik. (periksa (periksa 9.2. 5, 5, RSNI T-01-2002). Analisis Tegangan-Regangan Model DAM Urugan Urugan Tanah

8


2.2

Retakan kan pad pada a ur uruga ugan

Salah satu pertimbangan penting untuk desain bendungan tipe urugan yang aman adalah mencegah retakan bendungan. Pada urugan tanah yang dipadatkan secara baikpun retakan dapat terjadi. Karena pemadatan yang dikontrol dengan baik tidak cukup untuk mencegah retakan. Tipe retakan dibagi dalam tiga jenis seperti berikut ini: a) Retakan Retakan melintang melintang vertikaì vertikaì dengan dengan arah melintang melintang bendungan bendungan.. b) Retakan memanjang vertikal sejajar sumbu bendungan, biasanya biasanya terjadi pada zona material yang berbeda. c) Retakan Retakan horisont horisontal al pada pada inti atau pada fondasi fondasi bendung bendungan. an. 2.2.1 2.2.1 Reta Retakan kan melint melintang ang

1. Retakan Retakan melintang melintang pada pada inti atau zona kedap kedap air atau zona zona urugan urugan batu disebela disebelah h luar merupakan jenis kerusakan sangat kritis yang harus diperhitungkan dalam desain. Retakan ini biasanya terjadi karena timbulnya tegangan tarik akibat penurunan tidak merata pada fondasi atau tubuh bendungan. bendungan. Bila penurunan tidak merata terjadi dalam jarak horisontal yang pendek, maka tegangan tarik akan meningkat secara cepat sampai terjadi retakan. Penurunan yang menimbulkan tegangan tarik di bagian bawah bendungan tidak berpengaruh terlalu besar karena adanya tegangan tekan yang cukup tinggi tinggi diatasnya. diatasnya. Namun, Namun, regangan regangan tarik yang yang terjadi pada pada bagian bagian atas atas bendungan bendungan berpengaruh cukup besar, bes ar, karena tegangan yang bekerja diatasnya relatif r elatif kecil akibat berat sendiri bendungan. Jadi, zona tarik di bagian atas bendungan dianggap paling penting dalam pertimbangan desain. 2. Zona Zona tarik yang yang terjadi terjadi di bagian bagian atas urugan urugan biasany biasanyaa disebabkan disebabkan oleh oleh adanya adanya penurunan tidak merata yang berlebihan , yang terjadi pada: a) Fond Fondasi asi dan dan ebat ebatme men n tegak tegak;; b) Zona antara bagian urugan lama dan baru (yang menutup sungai dan telah dibangun sebelumnya) c) Dasar Dasar sunga sungaii lama lama terdir terdirii dari dari lapisan lapisan tanah tanah lunak lunak;; d) Galian sekitar sekitar dindingh dindinghalang alang rembesan rembesan yang yang melewati melewati tanah yang yang mempuny mempunyai ai kompressibilitas agak tinggi; e) Inti yang yang dipadatka dipadatkan n pada kadar kadar air terlalu terlalu kering kering (< OMC-1%) OMC-1%) , sehingga sehingga pada waktu terjadi penjenuhan oleh air waduk urugan mengalami penurunan; penurunan; f) Penyebab Penyebab lain yang yang menimbulkan menimbulkan penurunan penurunan tidak merata. merata.


9


2.2.2 2.2.2 Reta Retakan kan memanj memanjang ang

Walaupun dalam pasal sebelumnya telah diuraikan, bahwa retakan memanjang disebabkan oleh penurunan penurunan tidak merata, tetapi penyebab penyebab yang paling sering terjadi adalah: 1) Penurunan Penurunan urugan urugan batu batu karena karena penjenuhan penjenuhan waktu waktu pengisian pengisian pertama pertama waduk. waduk. 2) Penurunan Penurunan zona zona batu sebelah sebelah udik udik karena penuru penurunan nan air waduk waduk secara tiba-tiba tiba-tiba (rapid (rapid drawdown) 3) Penuru Penurunan nan inti inti bend bendung ungan. an. 2.2.3 2.2.3 Retakan Retakan horizonta horizontall

Retakan horisontal pada inti terjadi karena karena adanya penurunan tidak merata antara inti dan zona batu sebelah luar. Dalam hal ini, sebagian inti akan menggantung (hang (hang up). up). 2.2.4 2.2.4 Menceg Mencegah ah retak retakan an

Peningkat Peningkatan an tegangan tarik pada pada bendungan bendungan dipengaruhi dipengaruhi oleh dua hal yaitu yaitu geometri fondasi fondasi atau ebatmen dan perbedaan sifat tegangan dan regangan dari bahan timbunan yang digunakan. Hal ini dapat dianalisis dengan menggunakan menggunakan cara elemen hingga ( finite finite element ). ). Untuk mencegah mencegah terjadinya terjadinya retakan pada urugan urugan dapat ditempuh ditempuh langkahlang langkahlangkah kah sebagai berikut ini: 1) Pada waktu pemadatan pemadatan , urugan urugan harus harus selalu selalu disiram disiram air 2) Pemadatan Pemadatan urugan urugan batu harus harus dilakukan dilakukan mencapai mencapai kepadatan kepadatan relatif relatif yang cukup cukup tinggi tinggi (>70%) agar dapat mengurangi pengaruh penjenuhan 3) Pemadatan Pemadatan material material inti harus harus dilaksanakan dilaksanakan pada kadar kadar air yang tidak tidak terlalu kering kering (>OMC 1%) dan berat volume tertentu, agar tidak terjadi proses konsolidasi waktu penjenuhan yang dapat menyebabkan menyebabkan retakan. 4) Mengendalik Mengendalikan an rembesan rembesan air air akibat akibat retakan retakan dapat dapat dikontro dikontroll dengan dengan menempa menempatkan tkan system drainase transisi atau filter yang tebal.


10


2.3

Plaxis Versi 8.2

PLAXIS Versi 8.2 merupakan paket program elemen hingga untuk digunakan dalam analisis deformasi dan stabilitas dua dimensi dalam rekayasa geoteknik. Aplikasi geoteknik umumnya umumnya membutuhkan model konstitutif tingkat lanjut lanjut untuk memodelkan memodelkan perilaku tanah maupun batuan yang non-liinier, bergantung pada waktu serta anisotropis. Selain itu, karena tanah merupakan material multi-fase, maka diperlukan prosedur-prosedur khusus untuk melakukan analisis terhadap tekanan hidrostatis dan tekanan non-hidrostatis dalam tanah. PLAXIS dilengkapi oleh beberapa fitur untuk menghadapi berbagai aspek struktur dan geoteknik yang kompleks. 2.3.1 Pembuatan Pembuatan model model geometri geometri secara secara grafis

Masukan berupa pelapisan tanah, elemen-elemen struktur, tahapan konstruksi, pembebanan serta kondisi-kondisi batas dilakukan dengan menggunakan prosedur grafis yang mudah mudah dengan bantuan bantuan komputer, yang yang memungkinkan pembuatan pembuatan model geometri geometri berupa berupa penampang penampang melintang melintang yang mendetil. mendetil. Dari model model geometri geometri ini jaring jaring elemen hingga 2D dapat dengan dengan mudah dibentuk. 2.3.2 Pembentukan Pembentukan jaring elemen secara secara otomatis

PLAXIS secara otomatis akan membentuk jaring elemen hingga 2D yang acak dengan pilihan untuk memperhalus jaring elemen secara global maupun lokal. Program penyusun jaring elemen hingga 2D merupakan versi khusus dari program Triangle yang dikembangkan oleh Sepra 1 2.3.3 2.3.3 Elemen Elemen ordo ordo tinggi tinggi

Tersedia elemen segitiga kuadratik dengan 6 buah titik nodal dan elemen segitiga ordo keempat dengan 15 buah titik nodal untuk memodelkan deformasi dan kondisi tegangan dalam tanah. 2.3.4 2.3.4 Model Model Mohr-C Mohr-Coulom oulomb b

Model yang sederhana namun handal ini didasarkan pada parameter-parameter tanah yang telah dikenal baik dalam praktek rekayasa teknik sipil. Walapun demikian, tidak semua semua fitu fiturr non-li non-linie nierr tercaku tercakup p dalam dalam mode modell ini. ini. Model Model Mohr-C Mohr-Coul oulomb omb dapat dapat digunakan untuk menghitung tegangan pendukung yang realistis pada muka terowongan, beban batas pada pondasi dan lain-lain. Model ini juga dapat digunakan untuk menghitung faktor keamanan dengan menggunakan pendekatan 'Reduksi phi-c'.


11


2.3.5 2.3.5 Model Model tanah tanah dari pengguna pengguna

Sebuah Sebuah fitur fitur khusu khususs dalam dalam P LAXIS Versi Versi 8 adalah piliha pilihan n untuk untuk membuat membuat suatu suatu model tanah yang yang didefinisika didefinisikan n oleh oleh pengguna. pengguna. Fitur ini memungkinkan memungkinkan pengguna pengguna untuk untuk menerapkan menerapkan model model tanah tanah yang yang didefi didefinisi nisikan kan sendiri sendiri oleh pengg pengguna una dalam dalam perhitungan. perhitungan. Pilihan ini ditujukan ditujukan terutama untuk para peneliti dan ilmuwan di perguruan-perguruan perguruan-perguruan tinggi dan pusat-pusat penelitian, tetapi tetap dapat berguna juga untuk para praktisi. Dalam tahun-tahun mendatang, model-model tanah yang didefinisikan didefinisikan sendiri sendiri oleh para pengguna dan yang telah divalidasi diharapkan dapat tersedia melalui jaringan Internet. 2.3.6 2.3.6 Tekanan Tekanan air pori pori hidrostati hidrostati

Distribusi Distribusi tekanan air pori yang yang kompleks dapat dihitung dihitung berdasarkan elevasi elevasi dari garis garis freatik freatik atau masukan masukan langsun langsung g berupa nilai-n nilai-nilai ilai tekanan tekanan air. air. Sebagai Sebagai alternat alternatif, if, perhitu perhitungan ngan aliran aliran air statis statis dalam tanah tanah dapat dapat dilakukan dilakukan untuk untuk memperoleh distribusi tekanan air pori pada masalah-masalah aliran statis atau rembesan. 2.3.7 2.3.7 Tahapan Tahapan konstruk konstruksi si

Fitur yang sangat berguna dalam PLAXIS ini memungkinkan simulasi yang realistis dari suatu proses konstruksi ataupun penggalian, yaitu dengan cara mengaktifkan atau menonaktifkan elemen klaster atau beban, mengubah elevasi muka air, dan sebagainya. Prosedur ini memungkinkan prediksi tegangan dan deformasi yang terjadi dengan realistis, misalnya pada saat penggalian tanah dalam suatu konstruksi konstruksi bawah tanah. 2.3.8 2.3.8 Analisis Analisis kons konsolida olidasi si

Semakin berkurangnya tekanan air pori berlebih terhadap waktu dapat dihitung dengan menggunakan sebuah analisis konsolidasi. Suatu perhitungan konsolidasi membutuhkan masukan berupa koefisien permeabilitas tanah untuk tiap lapisan tanah. Penggunaan prosedur peningkatan langkah waktu secara otomatis akan membuat

analisis

menjadi

mudah


dilakukan

namun

tetap

handal.

12


2.3.9 2.3.9 Faktor Faktor keamanan keamanan

Faktor keamanan umumnya didefinisikan sebagai perbandingan dari beban runtuh terhadap beban kerja. Definisi ini tepat untuk pondasi, tetapi tidak tepat untuk turap maupun timbunan. Untuk struktur-struktur struktur-struktur semacam ini, akan lebih tepat untuk menggunakan definisi faktor keamanan dalam mekanika tanah, yaitu perbandingan antara kuat geser yang tersedia terhadap kuat geser yang dibutuhkan dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan. PLAXIS dapat digunakan untuk menghitung faktor keamananini dengan menggunakan prosedur 'Reduksi phi-c'. 2.3.10 2.3.10 Tampilan Tampilan dari keluaran keluaran

Program PLAXIS memiliki fitur-fitur grafis yang sangat baik untuk menampilkan hasil-hasil dari perhitungan. Nilai-nilai perpindahan, tegangan, regangan dan gayagaya dalam dari elemen struktural dapat diperoleh dari tabel keluaran. Keluaran berbentuk grafis maupun tabel dapat langsung dicetak, disimpan ke media penyimpan ataupun langsung ke dalam memori clipboard dari Windows® untuk dapat digunakan dalam perangkat lunak lain. 2.3.11 2.3.11 Linta Lintasan san tegan tegangan gan

Sebuah pilihan khusus tersedia untuk menggambarkan kurva beban terhadap perpindahan, perpindahan, lintasan tegangan atau jalur tegangan, lintasan regangan, kurva tegangan-regangan tegangan-regangan serta kurva penurunan penurunan terhadap waktu. Visualisasi Visualisasi dari lintasan tegangan akan memberikan memberikan informasi yang yang berharga terhadap terhadap perilaku tanah tanah secara lokal dan memungkinkan analisis yang mendetil terhadap hasil dari perhitungan dengan PLAXIS.


13


BAB III METODE PENELITIAN 3.1

Diagram Alir

Studi ini dilakukan melalui beberapa tahap berikut:

Mulai

Data Teknis Bendungan

Penggambaran Potongan Melintang Bendungan

Pemodelan Plaxis 8.2

Selesai

Gambar 1. Diagram Alir Pengerjaan


14


3.2

Analis lisis Pr Program

Plaxis V .8.2 adalah program program analisa analisa geoteknik geoteknik,, terutama terutama untuk untuk analisa analisa stabilitas stabilitas tanah tanah dengan dengan menggunaka menggunakan n metode metode elemen hingga hingga yang mampu melaku melakukan kan analisa yang yang dapat dapat mendekati mendekati perilaku perilaku sebenarnya. sebenarnya. Geometri tanah yang akan akan dianalisa memungkin memungkinkan kan untuk di input dengan cukup teliti. Karena Plaxis dileng dilengkap kapii fitur fitur – fitur fitur khusus khusus yang yang berhub berhubung ungan an dengan banyak aspek dari struktur geometri geometri yang komplek. komplek. Aplikasi Aplikasi geoteknik geoteknik memerlukan memerlukan model konstruksi konstruksi tingkat tingkat lanjut untuk simulasi simulasi perilaku tanah yang tidak linear dan perilaku perilaku yang yang bergantung bergantung pada waktu. waktu. Disamping Disamping itu, itu, material material tanah adalah material yang multiphase. multiphase. Untuk analisa yang melibatkan melibatkan keberadaan keberadaan air tanah tanah perlu diperhitungkan tekanan hidrostatis hidrostatis dalam tanah. Selain itu Plaxis V .8.2 menyediakan berbagai analisa tentang displacement, tegangan tegangan yang terjadi pada tanah, faktor keamanan dan lain-lain. Untuk melakukan analisis struktu strukturr tubuh tubuh waduk waduk,, diguna digunakan kan metod metodee elemen elemen hingg hinggaa dengan dengan kondis kondisii plane strain (regang (regangan an bidang bidang). ). Model plane strain digunakan digunakan dengan dengan asumsi bahwa bahwa sepanjang sepanjang sumbu potongan melintang penampang dipandang relatif relat if sama dan peralihan dalam arah tegak lurus potongan tersebut dianggap tidak terjadi. Program komputer ini menggunakan elemen segitiga dengan pilihan 6 nodes (titik) atau atau 15 titik. Pada Pada analisis analisis ini digun digunakan akan elemen elemen segitiga dengan 6 titik. Secara garis besar perhitungan perhitungan stabilitas dengan menggunakan menggunakan bantuan program terbagi dalam 3 (tiga) tahapan, tahapan, yaitu yaitu : pemasukan pemasukan data (input (input data), data), analisis analisis data, data, dan dan hasil hasil (output ) program. Prosedur analisis mencakup pengumpulan data parameter tanah dan gambar desain yang diperlukan. Selanjutnya parameter tanah tersebut dimasukkan ke setiap model potongan melintang waduk pada program dilanjutkan dengan perhitungan menggunakan program.


15


3.3 3.3

Param aramet eter er Tana Tanah h

Perilaku tanah tanah dan batuan dibawah beban umumnya bersifat non-linier. non-linier. Perilaku ini dapat dimodelkan dengan berbagai persamaan, persamaan, diantaranya Linear diantaranya Linear elastic model, Mohr Coulomb model, Hardening Soil model, Soft Soil model, dan Soft Soil Creep model . Pada analisis analisis ini ini digunakan model Mohr-Coulomb model Mohr-Coulomb yang memerlukan 5 buah parameter parameter yaitu:  

Kohesi (c) Sudut geser dalam (  )



Modulus Young (E ref ) ref



Poisson’s ratio (v)



Dilatacy angle (  ) Gambar 3.1 Parameter dan Nilai Desain Material Tubuh Waduk Parameter dan dan Nilai Nilai Desain

No

Zona



Dry 3



Sat



(KN/m )

C 2

3

(KN/m )

E

2





(KN/m )

(KN/m )

()

0

()

0

1

Inti kedap air

14,2

18,6

0,3

7000

28,8

10,16

0

2

Filter

16,7

20,4

0,3

50000

40

23,5

0

3

Ra Random

17,4

20,5

0,3

7000

28,8

10,16

0

Analisis Tegangan-Regangan Model DAM DAM Urugan Tanah

16


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Tinjauan Um Umum

Tubuh waduk direncana kan untuk dapat menahan gaya-gaya yang

enyebabkan tidak

stabilnya tubuh waduk. Dim ensi ensi tubu tubuh h wadu waduk k diren irenca cana naka kan n berd berdas asar arka ka elevasi muka air banjir tampungan waduk, ting gi jag jagaan tub tubuh waduk duk, material untuk tuk konstruksi tubuh waduk, waduk, dan hal-hal lain yang mempe garuhinya. garuhinya. Perencanaan Perencanaan tubuh waduk waduk terdiri dari: 

Penentuan material konstr uksi



Penentuan dimensi tubuh



Susunan konstruksi tubuh waduk

4.2

aduk

Elev levasi asi Pu Puncak ncak Wadu adu

Elevasi puncak waduk didapat da dari el elevasi mu muka ai air ba banjir dit ditaa bah dengan tinggi jagaan. Tinggi muka air banjir diperoleh dari perhitungan penelusuran b njir. njir. Elevas Elevasii muka muka air banjir waduk adalah +5 7,67 m, sedangkan elevasi muka air normal mal wadu waduk k adal adalah ah +515 +515,1 ,17 7 m.

Gambar 4.1 Geometri Waduk

Analisis Tegangan-Regangan Model DAM Urugan Tanah

17


4.3

Panjang Wa Waduk

Panjang Panjang waduk diukur diukur pada pada peta kontur kontur per meter. Dengan Dengan elevasi elevasi puncak puncak waduk waduk +520 m maka maka pan panjan jang g wadu waduk k adala adalah h 91,0 91,00 0 m.

Gambar Gambar 4.2 Dimensi waduk, waduk, elevasi waduk waduk

4.4

Kemirin iringa gan n Le Lereng Waduk aduk 



4.5

Kemirin Kemiringan gan hulu hulu = 1 : 2,5 2,50 0 Kemirin Kemiringan gan hilir hilir = 1 : 1,50 1,50

Lebar bar Pun unccak Wadu aduk

Lebar mercu waduk 6,00 m 4.6

Pemod emodeelan lan Mat Mater eria iall

Perilaku tanah dan batuan dibawah beban umumnya bersifat non-linier. Perilaku ini dapat dapat dimode dimodelka lkan n denga dengan n berba berbagai gai persam persamaan, aan, dianta diantarany ranyaa Linear elastic model, Mohr Coulomb Coulomb model, model, Hardening Hardening Soil model, model, Soft Soil model, model, dan Soft Soil Creep model . Pada analisis analisis ini digunakan digunakan model model Mohr-Coulomb Mohr-Coulomb yang memerluka memerlukan n 5 buah parameter yaitu: yaitu:  

Kohesi (c) Sudut geser dalam (  )



Modulus Young (E ref ) ref



Poisson’s ratio (v)



Dilatacy angle (  )


18


Parameter dan Nilai Desain

No

Zona



Dry 3

Sat

(KN/m )

14,2

18,6

E



C 2

2





(KN/m )

(KN/m )

()

0

()

0,3

7000

28,8

10,16

0

3

(KN/m ) Inti kedap

1



0

air 2

Filter

16,7

20,4

0,3

50 50000

40

23,5

0

3

Random

17,4

20,5

0,3

7000

28,8

10,16

0

Tabel 4.1 Parameter Parameter dan Nilai Desain Material Material Tubuh Waduk Waduk

4.6 4.6

Taha Tahap p Per Perhi hitu tung ngan an Plax Plaxis is 8.2 8.2 Pada perhitungan dengan Plaxis 8.2 tahap-tahapnya adalah: 

Plaxis input



Plaxis calculation calculation



Plaxis output

4.6.1 4.6.1 Plaxis Plaxis Input Input

Analisis Analisis stabilita stabilitass struktu strukturr tubuh tubuh waduk dengan Plaxis 8.2 dilakukan dilakukan dengan dengan membuat file membuat file baru baru setelah kita membuka program Plaxis program Plaxis Input . Input . Dalam membuat file membuat file baru baru untuk analisis analisis harus diketahu diketahuii terlebih terlebih dahulu dahulu dimensi dimensi dari dari struktur struktur yang yang kita analisis untu untuk k meng mengisi isi Geometry Dimensions. Satuan Satuan yang akan digunaka digunakan n juga diatur diatur terlebih terlebih dahulu dahulu pada awal pembuatan pembuatan pada Plaxis 8.2. 8.2. Tahap-tahap dalam analisis plaxis analisis plaxis input adalah: input adalah: 

Input Geometri



Input material



Meshing generation



Penetapan Penetapan kondisi kondisi awal awal (initial (initial condition) condition)


19


4.6.2 4.6.2 Input Geome Geometri tri

Pada tahap input dilakukan input dilakukan permodelan material tanah dan beban yang bekerja terhadap tanah. Dalam hal ini beban beban yang bekerja pada tanah adalah adalah tekanan air. Permodelan Permodelan penampang penampang melintang melintang tubuh waduk waduk dilakukan dilakukan dengan dengan menggu menggunakan nakan geometri line atau dengan menginput menginput koordinat dengan mengetikkan pada point on geometri line pada line pada sisi bawah window. window.

Gambar Gambar 4.3 Input Input geometri

4.6.3 4.6.3 Input Mater Material ial

Material tanah diinput pada suatu lapisan tanah dengan dengan klik pada lapisan tanah pada gambar penampang, lalu klik untuk mendapatkan jenis-jenis tanahnya. Input material tanah sesuai tabel 4.1.

Gambar 4.4 Input materials


20


4.6.4 4.6.4 Meshi Meshing ng Ge Gener nerati ation on

Proses berikutnya adalah melakukan meshing generation untuk membagi material tanah ke dalam elemen-elemen diskret yang yang berhingga. berhingga.

Gambar Gambar 4.5 Tampilan Tampilan Geometry Model setelah Model setelah di Generate Mesh Fine

4.6.5 4.6.5 Penetapa Penetapan n Kondisi Awal (Initial (Initial Condition Condition))

Penetapan kondisi awal adalah untuk menetapkan elevasi muka air t anah pada pada kondisi awal sebuah bangunan. bangunan. Model geometri yang sudah dibuat harus ditetapkan kondisi awalnya. Kondisi awal memiliki memiliki 2 mode, mode, yaitu: yaitu: 

Mode 1 untuk pembangkitan tekanan air awal (water (water condition mode). mode ).



Mode 2 untuk menetapk menetapkan an konfigura konfigurasi si tekanan efektif efektif awal awal ( geometry configuration mode). mode ). Langkah ini dapat ditentukan dengan memilih prosedur Ko prosedur Ko atau Gravity Loading . Ko Procedure dipilih jika kondisi geomet geometri ri relatif relatif horiso horisontal ntal,, yaitu yaitu denga dengan n memilih memilih ikon ikon Geometri initial stress. stress.

Gambar Gambar 4.6 Tekanan air air awal pada muka muka air tanah (Mode 1)


21


Gambar 4.7 Tekanan Tanah Tanah Efektif (Mode 2) 2)

Tahapan perhitungan selanjutnya adalah adalah mengidentifikasikan, mendefinisikan , dan mengeksekusi tahapan fase-fase perhitungan untuk memperoleh output program yang diinginkan dengan menekan toolbar calculate untuk menuju PLAXIS menuju PLAXIS CALCULATION V 8.2.


22


4.6.6 4.6.6 Plaxis Plaxis Calcul Calculation ationss

Perhit Perhitung ungan an stabilit stabilitas as waduk waduk denga dengan n Plaxis 8.2 ditinj ditinjau au pada kondi kondisi-k si-kond ondisi isi di bawah ini: 1. Kond Kondis isii wadu waduk k awal awal,, kon kondi disi si dima dimana na terj terjad adii teg tegan anga gan n dan dan rega regang ngan an yang ang diakibatkan diakibatkan oleh beban beban waduk sebelum sebelum diisi air 2. Kond Kondisi isi wadu waduk k teris terisii air, air, kon kondi disi si dima dimana na terj terjad adii tega tegang ngan an dan dan reg regan anga gan n yang yang diakibatkan diakibatkan oleh oleh beban beban waduk dan beban beban air (muka (muka air normal normal & muka muka air banjir) banjir) Dari kondisi-kondisi yang akan diperhitungkan diatas, pada tiap kondisi ada tiga fase yang yang harus harus diprose diproses. s. Fase-fa Fase-fase se tersebut tersebut adalah: adalah: 

Fase kondisi yang diperhitungkan



Fase konsolidasi



Fase perhitungan angka keamanan

1)Fase 1) Fase Kondisi yang akan diperhitungkan diperhitungkan

Yaitu fase dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pada kondisi-kondisi yang akan diperhitungkan. Contohnya adalah fase waduk, dimana pada fase tersebut beban yang bekerja adalah berat sendiri tubuh waduk tanpa tanpa tekana tekanan n air pada pada tubuh tubuh waduk. waduk. Pada Pada fase ini ini tampung tampungan an waduk waduk belum belum terisi terisi air.

Gambar Gambar 4.8 Parameter Parameter fase waduk


23


Gambar 4.9 Preview Parameter Parameter fase waduk waduk kosong

2)Fase Konsolidasi

Yaitu fase dimana dimana terjadi penurunan penurunan lapisan tanah tanah akibat keluarnya keluarnya air pada lapisan tanah tanah karena ada beban beban yang bekerja. bekerja.

Gambar 4.10 4.10 Parameter Parameter fase konsolidasi konsolidasi


24


3)Fase 3) Fase perhitungan faktor keamanan ( SF )

Yaitu fase fase akibat akibat perhitung perhitungan an beban beban waduk waduk dan tekanan tekanan air air yang bekerja. bekerja. Pada perhitungan faktor keamanan (SF ) digunakan metode Phi-c reduction. Phi-c reduction adalah option yang tersedia dalam Plaxis untuk menghitung faktor keamanan (SF (SF ). ). Option ini hanya tersedia untuk tipe perhitungan secara Plastic menggunakan Manual menggunakan Manual control atau control atau dengan prosedur Load Load advencement number of steps. Dalam Phi-c Dalam Phi-c reduction dilakukan pendekatan parameter-parameter kekuatan tanah tan  dan c dengan mengurangi nilainya sampai tercapainya keadaan dima dimana na kega kegaga gala lan n struk struktu turr terja terjadi di.. Jumla Jumlah h penga pengali li

 Msf

digunakan untuk

mendefinisik mendefinisikan an harga dari parameter-par parameter-parameter ameter kekuatan kekuatan tanah. tanah.

Gambar 4.11 Parameter Parameter fase faktor keamanan keamanan (SF)


25


4.6.7 4.6.7 Proses Proses Perhit Perhitungan ungan

Proses perhitungan dilakukan dengan klik pada calculate , tapi sebelumnya ditentukan ditentukan titik-titik titik-titik yang akan ditinjau ditinjau dengan dengan klik pada select point for curves dan klik pada titik-titik yang akan ditinjau.

Gambar 4.12 Penentuan titik-titik loadtitik-titik load-displa displacem cement ent curves curves yang akan ditinjau

Gambar Gambar 4.13 Penentuan titik-titik stress/strain stress/strain curves curves yang akan ditinjau


26


Fase-fa Fase-fase se yang yang akan akan dihitu dihitung ng akan akan dibe diberi ri tand tandaa anak anak pana panah h biru biru di depan depan tulisan Phase, Phase, yang yang akan menjadi centang hijau hijau

apabila perhitungan perhitungan sukses sukses

dilakukan.

Gambar 4.14 Proses kalkulasi

Gambar 4.15 Proses kalkulasi kalkulasi sukses dilakukan dilakukan


27


4.6. 4.6.8 8 Plax Plaxis is Ou Outp tput ut

Perhitunga Perhitungan n stabilitas stabilitas waduk waduk dengan dengan Plaxis 8.2 ditinjau ditinjau pada kondisi-kon kondisi-kondisi disi di bawah ini: 

Kond Kondisi isi wadu waduk k awal awal



Kondisi Kondisi waduk terisi air (muka air normal normal & muka muka air air banjir) banjir)

Hasil analisis berupa deformasi dan angka keamanan pada Plaxis output dilihat pada tiap kondisi yang dianalisis. 1)Kondisi 1) Kondisi Waduk Awal

Kondis Kondisii waduk waduk awal awal adalah adalah kondis kondisii sudah sudah ada timbu timbunan nan tubu tubuh h waduk waduk.. GayaGayagaya yang yang bekerja bekerja adalah adalah akibat akibat berat berat timbunan timbunan dan dan tekanan tekanan air air tanah. tanah. Setelah Setelah dilakukan perhitungan perhitungan dengan Plaxis 8.2 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 12,586 12,586 cm dengan angka keamanan 1,088. 1,088.

Gambar Gambar 4.16 Deforma Deformasi si Mesh Mesh kondisi waduk awal

Gambar 4.17 Arah pergerakan pergerakan tanah pada Kondisi Waduk Waduk awal


28


Gambar 4.18 Tegangan Tegangan tanah efektif efektif Tegangan Tegangan tanah tanah maksim maksimum um -359.61 -359.61 kN/m2

Gambar Gambar 4.19 Teganga Tegangan n geser geser


29


2)Kondisi 2) Kondisi Waduk Terisi Air (muka air normal)

Kondis Kondisii waduk waduk terisi terisi air adal adalah ah kond kondisi isi sudah sudah ada ada timbuna timbunan n tubuh tubuh waduk waduk dan air pada tampungan muka air normal. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat timbunan dan tekanan air pada tampungan waduk. Setelah dilakukan dilakukan perhitungan dengan dengan Plaxis 8.2 didapat didapat bahwa bahwa pada kondisi kondisi ini terjadi terjadi deformasi deformasi sebesar 16,58 16,58 cm dengan dengan angka angka keamanan keamanan 1,088 1,088..

Gambar Gambar 4.20 Deforma Deformasi si Mesh Mesh kondisi waduk muka air normal

Gambar 4.21 Arah pergerakan pergerakan tanah pada Kondisi Waduk muka muka air normal


30


Gambar 4.22 Tegangan Tegangan tanah efektif efektif Tegangan Tegangan tanah tanah maksimu maksimum m -369.37 -369.37 kN/m2

Gambar 4.23 Tegangan geser relatif relatif


31


3)Kondisi 3) Kondisi Waduk Terisi Air (muka air banjir)

Kondisi waduk terisi air adalah kondisi sudah ada timbunan tubuh waduk dan air pada tampungan tampungan muka air banjir. Gaya-gaya yang yang bekerja adalah akibat berat timbunan dan tekanan air pada tampungan waduk. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 8.2 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 21,36 cm dengan dengan angka keamanan keamanan 1,087. 1,087.

Gambar Gambar 4.24 4.24 Defor Deforma masi si Mesh Mesh kondisi waduk muka air banjir

Gambar 4.25 Arah pergerakan pergerakan tanah pada Kondisi Waduk Waduk muka air banjir


32


Gambar 4.26 Tegangan Tegangan tanah efektif efektif Teganga Tegangan n tanah maksim maksimum um -354.31 -354.31 kN/m2

Gambar Gambar 4.27 4.27 Teganga Tegangan n geser geser relatif relatif


33


4.6.9 4.6.9 Angka Angka Keamanan Keamanan Tubuh Tubuh Waduk Waduk

Dari keadaan-keadaan yang dianalisis dapat diketahui besarnya angka keamanan pada tiap-tiap keadaan tersebut. Besar angka keamanan ditampilkan dalam bentuk bentuk grafik seperti gambar dibawah dibawah ini. Waduk kosong

Waduk Waduk muka muka air normal

Waduk Waduk muka muka air banjir

Gambar 4.27 4.27 Grafik angka angka keamanan keamanan (SF (SF ) tubuh waduk

No

1 2 3

Kondisi yang dianalisis

Kondisi waduk kosong Kondisi muka air normal Kondisi muka air banjir

Deformasi

12,586 cm 16,58 cm 21,36 cm

Safety factor (SF) 1,088 1,088 1,087

Keterangan

Tidak aman Tidak aman Tidak aman

Tabel 4.2 Hasil analisis stabilitas stabilitas tubuh waduk dengan dengan Plaxis 8.2


34


BAB V SIMPULAN DAN SARAN

5.1

Simpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraiakan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Deformasi Deformasi semakin semakin besar sebandin sebanding g dengan dengan beban yang yang bekerja bekerja pada tubuh tubuh waduk. waduk. 2. Nilai parameter parameter tanah, tanah, tinggi tinggi permukaan permukaan air air di hulu waduk waduk dan kemiringan kemiringan lereng lereng dan ketebalan lapisan sangat menentukan untuk untuk memperoleh nilai faktor keamanan. 3. Faktor Faktor keamanan keamanan yang didapat didapat sangat sangat kecil, dengan dengan demikian demikian waduk waduk dalam kedaaan kedaaan tidak tidak aman terhadap keruntuhan.


35


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2002). Tata cara desain tubuh bendungan tipe urugan. urugan . SNI RSNI T-01-2002. Brinkgreve., R.B.J., (2007). Plaxis (2007). Plaxis 2D-Versi 8. 8. Delft University Of Technology: Belanda Jagatpratista, E., Imron, M. (2012). Perencanaan (2012). Perencanaan Embung Panohan Panohan Kec. Gunem Kab. Rembang . Laporan Tugas Akhir: Semarang. Sundar Sundary, y, D. dan Azmeri Azmeri.. (2013). (2013). Kajian Kajian Kestabilan Tubuh Waduk Waduk Rukoh Kecamatan Titieu Keumala Kabupaten Kabupaten Pidie. Pidie . Konteks 7. Universitas Sebelas Maret (UNS):Surakarta.


36

Tugas Besar Metode Elemen Hingga (Plaxis)

Recommend Documents