dewatering 2

BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -

LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

1

BAB VI

PERENCANAAN KONSTRUKSI

SISTEM DEWATERING

6.1 TINJAUAN UMUM

Pelaksanaan konstruksi bangunan air misalnya bendung yang perlu selalu

diperhatikan adalah teknik pelaksanaan konstruksi bendung yang didalamnya terkait

teknik pembebasan area konstruksi bendung dari gangguan air (sistem dewatering).

Sering kali gambar desain bangunan air (bendung) tidak disertai teknik pelaksanaannya

sehingga memaksa kontraktor pelaksana harus membuat teknik pelaksanaan termasuk

pelaksanaan sistem dewateringnya yang kadang-kadang menggunaan perhitungan

yang.diragukan ketepatannya.

Pada umumnya nilai dewatering dalam kontrak selalu dihitung Lump Sum, dan

tidak jarang ternyata setelah pelaksanaan dewatering ini membengkak. Hal tersebut

dikarenakan perencanaan dan gambar konstruksi pengelak aliran air tidak jelas bahkan

tidak ada.

Cofferdam dan diversion adalah konstruksi yang lazim digunakan dalam sistem

dewatering. Konstruksi ini sering tidak dimasukkan dalam RAB tersendiri. Pada hal

bisa jadi konstruksi ini cukup besar biayanya dan merupakan kunci keberhasilan

pelaksanaan konstruksi bendung. Untuk menghindari membengkaknya biaya

dewatering, maka cofferdam dan diversion perlu direncanakan dengan baik.

6.2 PERENCANAAN KONSTRUKSI

Kontraktor yang berpengalaman mungkin tidak menjadi masalah besar dalam

pembuatan konstruksi sistem dewatering (cofferdam dan diversion channel), tetapi

sering hal tersebut tidak disertai perhitungan teknis yang memadai dan hanya

mengandalkan pengalaman.

Perencanaan diversion akan berpengaruh dalam perencanaan cofferdam. Bila

dikehendaki tinggi cofferdam tertentu maka lebar diversion channel harus dicoba-coba



2

sedemikian rupa sehingga dicapai luasan penampang yang mampu melewatkan debit

rencana (Qd). Bila lebar diversion channel tidak dibatasi, maka tinggi cofferdam bisa

lebih rendah, atau dengan nilai h tetap dan b dicoba-coba maka akan didapatkan nilai Q

Lewat = Qd

Pada pendimensian konstruksi sistem dewatering untuk rencana pelaksanaan

Bendung Gerak Tulis, nilai yang diketahui adalah lebar diversion channel. Jadi yang

akan dicoba-coba untuk mendapatkan Qd adalah tingginya. Hal ini karena lebar

diversion channel dibatasi oleh situasi lokasi penempatan diversion channel dan teknik

pelaksanaanya. Artinya dengan B tetap dan H dicoba-coba sampai mendapatkan nilai Q

yang mendekati Qd.

H n

H

Q n Q

H 1

H d

Q dQ 1

H d = H untuk m endapatkan Q d

B bernilai tetap

Gambar 6.1 Grafik hubungan h dan Q

Sebelum perencanaan diversion channel dan cofferdam dalam rencana

pelaksanaan Bendung Gerak Tulis dimulai, maka ada beberapa data yang diperlukan

dari hasil analisa pada bab sebelumnya, data design teknis struktur bendung dan data

tanah hasil penelitian dilapangan. Design struktur Bendung Gerak Tulis sekali lagi

tidak disajikan dalam laporan ini sesuai dengan batasan masalah.

6.2.1 Data Hasil Analisa Hidrologi

Dari hasil analisa hidrologi didapatkan :

Qd Sungai Tulis = 409,631 m3/dtk

Qd Anak Sungai Tulis = 60,939 m3/dtk



3

6.2.2 Data Teknis Design Struktur Bendung

Dari gambar design struktur Bendung Gerak Tulis yang telah ada. Ada beberapa

data yang akan diperlukan dalam perencanaan konstruksi, yaitu :

▪ Bentang Dam = 76,5 m

▪ Lebar Spillway = 3 x 8 m

▪ Lebar Fluishing Sluice = 1 x 6 m

▪ Elevasi Puncak Dam = + 670,00 m

▪ Elevasi Terendah Dam = + 649,00 m

▪ Elevasi Mercu Spillway = + 652,00 m

6.2.3 Data Mekanika Tanah

Dari hasil penelitian mekanika tanah dilapangan didapatkan data mekanika tanah

lokasi Bendung Gerak Tulis sebagai berikut :

▪ γ tanah dasar / asli = 2,42 t/m3

▪ C tanah dasar / asli = 0,42 t/m3

▪ Ø anah asli = 035

6.3 PERENCANAAN DIVERSION CHANNEL

Berdasarkan rencana plan view yang telah didapatkan dalam bab 5, maka untuk

mempermudah dalam perhitungan rencana penampang diversion dapat dibuat dalam

beberapa segmen/stasiun.



4

AXIS OF DIVERSION CHANNELL

Sta.

00+

00

Sta.

00+

010

Sta.

00+

016

Sta.

00+

020.

5

Sta.

00+

027

Sta.

00+

042

Sta.

00+

057

Sta.

00+

72.6

Sta.

00+

084.

6 Sta. 00+108.16

Sta.

00+

091.

72

Axi

st o

f C

offe

rdam

Ups

tream

1:m

1:m

1:m

1:m1:

m

1:m

1:m

Axi

st o

f C

o ffe

rdam

Do w

nstre

am

Mul

ut U

pstre

am

Mer

cu

Cont

rol S

trukt

ure

Mulut Downstream

Gambar 6.2 Plan view diversion channel

Sebelum kita merencanakan penampang memanjang diversion channel yang

didalamnya menyangkut elevasi, dimensi hidrolis, dan kemiringan/slope maka sebagai

patokan dalam perencanaannya adalah elevasi mulut upstream (u/s) diversion, mulut

downstream (d/s) diversion serta letak mercu control strukture. Ketiga segmen ini harus

diperhatikan dalam kaitan untuk mendapatkan aliran hidrolika yang baik.

Dari peta topografi dan rencana/plan view diversion channel didapatkan data :

» Panjang diversion channel = 108,16 m

» Elev. terendah dasar sungai asli :

Di depan mulut upstream = ± 653,5 m

Di depan mulut downstream = ± 646 m

6.3.1 Elevasi Rencana Segmen Diversion sebagai Patokan Perhitungan

A. Elevasi Rencana Mulut U/s Diversion Channel (Sta. 00+00)

Dari peta topografi dan plan view diversion channel didapatkan data bahwa

elevasi terendah dasar sungai asli di depan mulut u/s adalah ± 653,5 m. Berdasarkan



5

prinsip hidrolika maka agar aliran air dapat mudah mengalir masuk ke penampang

diversion channel, mulut u/s diversion harus di tempatkan pada elevasi yang lebih

rendah dari + 653,5 m.

Berdasarkan hal di atas maka mulut u/s diversion channel direncanakan pada

elevasi + 653,2 m.

B. Elevasi Rencana Mulut D/s Diversion Channel (Sta. 00+0108,16)

Mulut d/s adalah segmen akhir dari diversion channel sebagai pelepas aliran air

dari saluran dan dikembalikan lagi ke penampang sungai seperti semula. Ada

beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum merencanakan penempatan mulut d/s

diversion channel yaitu :

» Elevasi terendah penampang sungai di depan mulut d/s.

Dari peta topografi dan plan view diversion channel dapat diketahui elevasi dasar

penampang sungai terendah di depan mulut d/s adalah : + 646 m.

» Elevasi MA saat diversion channel melepaskan Qd

Elevasi MA ini perlu diketahui agar elevasi mulut d/s tidak berada dibawah

elevasi MA terutama saat penampang sungai menampung debit rencana yang

dilepaskan diversion channel. Hal ini untuk menghindari terjadinya aliran

backwater masuk ke mulut d/s yang dapat mengganggu aliran di saluran diversion

channel. Dengan perhitungan passing capacity pada saat Qd dilepaskan didapat

tinggi ma + 3,1 m dengan elevasi ma + 649,1 m.

Dengan memperhatikan hal-hal diatas maka elevasi rencana mulut d/s diversion

channel direncanakan ditempatkan pada elevasi + 649,4 pada Sta. 00+108,16.



6

Gambar 6.3 Pot. topografi dan rencana mulut upstream diversion channel

Gambar 6.4 Pot. topografi dan rencana mulut downstream diversion channel

C. Mercu Control Struktur (MCS)

Mercu control struktur adalah bangunan sejenis ambang pelimpah seperti pada

bangunan spillway pada bendungan. Mercu control strukture harus direncanakan

karena bagian ini nantinya akan berfungsi penting sebagai titik yang digunakan untuk

menghitung elevasi ma di sepanjang saluran diversion serta berfungsi juga untuk

menghasilkan sifat aliran (dalam saluran terbuka) yang direncanakan. Biasanya sifat

aliran yang diharapkan dengan adanya mercu tersebut adalah aliran superkritis.

+655.00

+660.00

K A L I T U L I S

D1

AX

IS O

F D

IVER

SIO

N C

HA

NN

ELL

Mulut Upstream

+654.00

+653.00

D5

Mulut

Dow

nstream+6

46.00

+647

.00+6

48.00

+649

.00+6

50.00



7

Sifat aliran dalam saluran terbuka

Ada 4 Sifat aliran dalam saluran terbuka yang bisa ditentukan dengan bilangan

Froude (fr), kemiringan dasar saluran (So) dan kemiringan kritis (Hcr) yaitu :

a. Aliran diam Fr = 0, Saluran datar, So = 0 dan Hn ∞.

b. Aliran sub kritis (mengalir) Fr < 1,Saluran landai, So<Scr dan Hn > Hcr.

c. Aliran kritis Fr = 1, Saluran kritis, So=Scr dan Hn = Hcr.

d. Aliran superkritis (meluncur) Fr > 1, Saluran terjal, So>Scr dan Hn < Hcr.

Bilangan Froude:

Fr = yg

V×

......................................................................................... (6.1)

(Aliran Melalui Saluran Terbuka,K.G Rangga Raju,Hal.107)

Di mana :

V = kecepatan (m/dtk).

g = percepatan gravitasi (9,81 m/dtk2).

y = kedalaman hidrolik (m).

Untuk perencanaan diversion channel Bendung Gerak Tulis direncanakan

disepanjang diversion channel dalam kondisi aliran superkritis (meluncur), tipe saluran

berupa saluran terjal (steep channel) dimana So > Scr dan Hn < Hcr .

Kondisi aliran superkritis diharapkan dapat melewatkan debit yang besar dengan

dimensi saluran yang ekonomis. Hal ini dipengaruhi oleh faktor slope/kemiringan

saluran. Dengan slope yang besar maka akan didapatkan kecepatan yang besar saat

melewatkan debit rencana (Qd) dengan dimensi penampang (A) yang lebih ekonomis

dari pada kondisi aliran subkritis/kritis. Artinya dengan A lebih kecil maka diperlukan

kecepatan yang lebih besar untuk dapat melewatkan Qd yang bisa dihasilkan dengan

nilai slope yang besar.



8

Bagian berbentuk Terompet

Sal.Pengatur Sal.Peluncur

Bagian Transisi

Axist Of Struktur

Sal.Pengarah Aliran

AmbangPelimpah

Kolam Peredam Energi

» Perencanaan Mercu Control Strukture :

Untuk menghasilkan aliran superkritis disepanjang diversion channel maka mercu

control struktur di tempatkan di hulu. Dengan detail rencana sebagai berikut :

▪ Jarak Axist mercu control stuktur dari mulut upstream = 10 m (sta. 00+010)

▪ Elevasi u/s mercu control strukture = + 654 m (Sta. 00+010)

▪ Elevasi d/s mercu control struktur = +653 m (Sta. 00+016)

6.3.2 Perencanaan Penampang Memanjang Diversion Channel

Sebenarnya belum ada cara perhitungan yang benar-benar mantap dalam

merencanakan diversion channel. Oleh karena itu untuk membantu dan mendukung

dalam merencanakan diversion channel, digunakan metode pada perencanaan

bangunan pelimpah dengan memperhatikan aspek-aspek lainnya. Hasil perencanaan

tersebut harus dicek apakah mampu memenuhi aliran hidrolika yang baik dan

menghasilkan aliran superkritis di sepanjang saluran.

Gambar 6.5 Skema umum type bangunan pelimpah

6.3.2.1 Saluran Pengarah Aliran (Sta. 00+00 S/d Sta. 00+010)

Bagian ini berfungsi sebagai penuntun dan pengarah aliran agar aliran tersebut

senantiasa dalam kondisi hidrolika yang baik. Pada saluran pengarah aliran ini,

kecepatan masuknya aliran air supaya ≤ 4 m/dtk dan lebar saluran makin mengecil ke



9

H

w

V 4 m/dtkP 15HVo V

1 2

arah hilir. Apabila kecepatannya melebihi 4 m/dtk, maka aliran akan bersifat helisoidal

dan kapasitas pengalirannya akan menurun. Disamping itu, aliran helisoidal akan

meningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Kedalaman dasar

saluran pengarah aliran biasanya diambil lebih besar dari 1/5 x tinggi rencana limpasan

diatas mercu ambang pelimpah.

Selain didasarkan pada kedua persyaratan tersebut, bentuk, dan dimensi saluran

pengarah aliran biasanya disesuaikan pula dengan kondisi topografi setempat serta

dengan persyaratan hidrolika yang baik.

Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengaruh aliran ditentukan

sebagai berikut :

Gambar 6.6 Saluran pengarah aliran dan ambang pengatur debit

pada bangunan pelimpah

Direncanakan :

▪ Lebar mulut u/s diversion channel (Sta. 00+00) = 20 m

▪ Lebar mercu control stuktur (Sta. 00+010) lebih kecil dari mulut u/s = 13 m



10

0.71

+ 653.2

0.21

Mercu Control Strukture+ 654

Dimensi Hidrolis Sta. 00+00

Dimensi Hidrolis Sta. 00+010

Gambar 6.7 Rencana penampang saluran pengarah

Perhitungan :

» Ketinggian air kritis (Hcr) di atas mercu

Diketahui:

▪ Qd = 409,631 m3/dtk

▪ B = 12 m

▪ m = 0,2



11

a. Penampang dianggap berbentuk persegi

Hcr = 32

2

gBQd

×..................................................................... ...... (6.2)

(Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.156)

Maka :

Hcr = 32

2

gBQd

×

= 32

2

81,913631,409×

= 4,66 m

b. Penampang nonpersegi (sesuai dengan desain penampang div.channel)

13

2

=××AgTQ ............................................................................... (6.3)

(Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.159)

{ }

1)

2(

)(3

2

=×

++×

+×

crcr

cr

HmHBBg

mHBQ

Tabel 6.1 Perhitungan trial error Hcr penampang non persegi

No Hcr m B B+mHcr 9.81 x {(B+m/2xHcr)}^3 Q^2 Hasil Ket 1 2 3 4 5 6 (7) = 6*4/5

1 4.55 0.2 13 13.91 2250890.17 167797.56 1.037 2 4.57 0.2 13 13.91 2281720.08 167797.56 1.023 3 4.62 0.2 13 13.92 2360063.52 167797.56 0.990 ≈ 1 4 4.65 0.2 13 13.93 2407947.09 167797.56 0.971 5 4.68 0.2 13 13.94 2456495.03 167797.56 0.952

Dari hasil perhitungan diatas didapatkan Hcr dengan nilai yang hampir sama.

Diambil Hcr yang lebih besar yaitu dianggap berpenampang persegi = 4,66 m



12

» Ketinggian W

W /51 x Hcr

W /51 x 4,66 = 0,93 m

6.3.2.2 Saluran Pengatur Aliran (Sta. 00+010-Sta. 00+016)

A. Ambang Penyadap/Mercu Control Strukture (Sta. 00+010)

Bagian ini berfungsi sebagai pengatur debit air (Qoutflow) yang melintasi

bangunan pelimpah. Dalam perhitungan tinggi muka air di sepanjang saluran

pengelak (diversion channel) diperlukan suatu titik kontrol sebagai titik awal

perhitungan. Di titik kontrol ini dapat dihitung tinggi muka air kritisnya (Hcr) dengan

menggunakan suatu rumus. Untuk menghasilkan aliran kritis agar dapat diketahui

Hcr dilakukan dengan peninggian dasar saluran berupa konstruksi mercu. Konstruksi

mercu inilah yang akan dijadikan sebagai titik kontrol struktur untuk menghitung

tinggi muka air di sepanjang diversion channel dengan persamaan garis energi.

Dalam perencanaan diversion channel dianggap Qoutflow = Qd karena pada

ketinggian W akan terjadi endapan material sungai sehingga penampang tidak efektif.

Gambar 6.8 Mercu Control Strukture

H

W

Q d Qoutflow = Qd

1Terjadi endapan/ penampang tidak effektif R = 0,5H

≥2



13

Sebenarnya ada berbagai macam type ambang penyadap yang biasa digunakan

dalam konstruksi spillway (pelimpah) pada bendungan antara lain ambang bebas,

ambang berbentuk bendung pelimpah, ambang berbentuk bendung pelimpah

menggantung.

Pada perencanaan diversion channel untuk rencana pelaksanaan Bendung Gerak

Tulis direncanakan menggunakan ambang bebas dengan bentuk sederhana tanpa

lengkungan pada bagian hilir. Bagian depan berbentuk tegak (1:1), diikuti lingkaran

dengan r = ½ W, kemudian horizontal dan di sisi hilir kemiringannya 1: ≥2.

Parameter tersebut diambil mengingat kegunaan diversion channel bersifat sementara

karena nantinya akan dibongkar, maka direncanakan seefisien dan semudah mungkin

dalam pelaksanaanya. Tetapi hasil perencanaannya nantinya akan dikontrol agar bisa

menghasilkan aliran superkritis.

» Data Perencanaan :

▪ Elevasi rencana mulut u/s diversion (Sta. 00+00) = + 653,2 m

▪ W diasumsikan terjadi endapan material

▪ Jarak control stukture dari mulut upstream = 10 m (Sta. 00+010)

» Direncanakan :

▪ Kemiringan bagian downstream = 1:5

▪ Elev. Upstream mercu control struktur (Sta. 00+010) = + 654 m

▪ Elev. downstream mercu control struktur (Sta. 00+016) = + 653 m

▪ Radius r = ½ W

= ½ 0,93

= 0,465 m ……(diambil r = 0,5 m)

B. Saluran Transisi (Sta. 00+016–Sta. 00+20,5)

Saluran transisi biasanya diperlukan untuk menghubungkan penampang yang

bentuk dan dimensinya berbeda antara bagian mercu dan dan saluran peluncur.

Saluran transisi direncanakan agar Qd yang akan disalurkan tidak menimbulkan aliran

terhenti atau back water. Sebenarnya belum ada cara yang paling baik dalam



14

merencanakan bentuk saluran transisi hanya berdasarkan pengalaman dan pengujian-

pengujaian model hirolika.

Untuk bangunan pelimpah yang relative kecil biasanya sudut penyempitan ke

arah hilir pada saluran transisi adalah 12,5° terhadap sumbu saluran peluncur. Akan

tetapi bila kondisi topografi yang kurang menguntungkan kadang–kadang memaksa

pembuatan dinding saluran melebihi sudut inklinasi tersebut.

Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut :

B2B1

L

12.5°

Y

Gambar 6.9 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah

Dengan ketentuan tersebut diatas dan dengan memperhatikan keadaan topografi

yang ada maka :

» Direncanakan :

▪ B2 (Sta.00+016) = 9 m

▪ B3 = 7 m

▪ Sudut Inklinasi = 12,5°

▪ m = 0,2

▪ S = 0,02



15

Qd Qoutflow = Qd

Terjadi endapan/penampang tidak effektif

r = 0.5

+ 653.2

+ 654

+ 653

10 4.55.00.02 + 652.91

1.0Sta. 00+00 Sta. 00+010 Sta. 00+016 Sta. 00+020.5

1:5

» Perhitungan :

▪ y = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

279

= 1 m

▪ L = y/tgθ

= 5,12

1tg

= 4,5 m …………………………. (Sta. 00+020,5)

Elevasi Sta.00+020.5

S = LH∆

0,02 =5,4H∆

∆H = 0,09 m

Elev. Sta.00+020.5 = Elev.Sta.00+016 - ∆H

= (+ 653) - 0,09

= + 652,91 m

Gambar 6.10 Penampang memanjang saluran pengatur



16

0.21

0.21

Sta.00+016

Sta.00+020,5

Gambar 6.11 Rencana dimensi hidrolis saluran transisi

6.3.2.3 Saluran Peluncur (Sta. 00+020,5 – Sta. 00+108,16)

Saluran peluncur pada bangunan spillway bendungan berfungsi untuk membawa

debit air yang telah melewati saluran pengatur menuju konstruksi kolam peredam

energi.

Dalam merencanakan saluran peluncur harus memenuhi kriteria :

▪ Air yang melimpah dari saluran pengatur mengalir dengan lancar tanpa hambatan-

hambatan hidrolis.

▪ Konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam memikul semua beban

yang timbul.

▪ Biaya konstruksi diusahakan seekonomis mungkin.



17

0.21

Saluran peluncur untuk diversion channel sendiri direncanakan sebagai berikut :

▪ Lay out lurus dan melengkung pada bagian saluran berbentuk terompet karena

menyesuaikan dengan letak palung sungai agar debit air yang dilepaskan ke

penampang sungai dapat segera mengalir.

▪ Penampang melintang berbentuk trapesium.

▪ Kemiringan dan elevasi diatur dengan menyesuaikan data yang sudah didapatkan.

Diketahui :

▪ Elev. saluran transisi (Sta.00+020,5) = + 652,91 m

▪ Elev. rencana mulut d/s (Sta. 00+108,16) = + 649,4 m

Perhitungan :

a. Saluran dengan lay out relative lurus (Sta. 00+020,5-Sta.00+091,72)

» Dimensi hidrolis Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6

Direncanakan :

▪ B = 7 m

▪ m = 0.02

» Dimensi hidrolis Sta.00+72,6-Sta.00+091,72

Direncanakan :

▪ B = 7 m

▪ m = 1

Sta. 00+020,5-Sta.00+072.6



18

11

Sta.00+72,6-Sta.00+091,72

Gambar 6.12.Dimensi Hidrolis Saluran Peluncur Bagian Lurus

b. Saluran dengan lay out melengkung berbentuk terompet (Sta.00+091,72-

Sta.00+108,16)

Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur pada

Sta.00+091,72 s/d Sta.00+108,16 bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang

merupakan aliran super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit

dapat dikurangi dengan melebarkan penampang sehingga aliran tersebut menjadi

lebih stabil.

Direncanakan :

▪ B = 11 m

▪ m = 1



19

11

B4

B5

Sta.00+091.72

Sta.00+108.16

Axist

Of

Diver

sion C

hann

el

Gambar 6.13. Bagian berbentuk terompet pada ujung hilir saluran peluncur

Gambar 6.14 Rencana Dimensi Hidrolis Sta.00+108,16

c. Rencana kemiringan (slope) saluran Sta.00+020,5-Sta/108,9

Dalam menentukan slope saluran sebagai patokannya adalah pada Sta.00+108,16

(mulut d/s) dimana sudah direncanakan berelevasi + 649,4 m.



20

» Nilai Slope dan elevasi saluran Sta.00+020,5-Sta 00+72,6

Diketahui :

▪ Elevasi Sta. 00+020,5 = + 652,91 m

Direncanakan :

▪ S Sta.00+020-Sta.00+072.6 = 0,02

Perhitungan :

» Elv. Sta. 00+072,6

L = Jarak Sta. 00+020,5 -Sta. 00+072,6

= 52,1 m

S = LH∆

0,02 = 1,52

H∆

∆H = 1,042

Elv. Sta. 00+072,6 = Elv. Sta. 00+020,5 - ∆H

= + 652,91 m - 1,042

= + 651,868 m

» Nilai Slope dan Elevasi saluran Sta. 00+72,6 s/d Sta 00+0108,16

Diketahui :

▪ Elevasi Sta. 00+72.6 = + 651,868 m

▪ Elv. Sta 00+108,16 (mulut d/s diversion) = + 649,4 m

Perhitungan :

▪ Besar slope (S) Sta. 00+072,6 – Sta. 00+108,16

L = Jarak Sta. 00+072,6 – Sta. 00+108,16

= 35,56



21

0.02

0.0694

Sta.00+020 Sta.00+091.72 Sta.00+108.9Saluran Peluncur

Saluran Melengkung Bentuk TerompetSaluran Lurus

+ 649.4

+ 652.91

+ 651.868

Sta.00+072.6

+ 650.541

∆H = Beda elevasi antara Sta. 00+072,6 - mulut downstream

= (+ 651,868) – (+ 649,4)

= 2,468 m

S = LH∆

= 56,35

468,2

= 0,0694

Gambar 6.15.Elevasi dan slope saluran peluncur

Untuk lebih jelasnya elevasi rencana dan slope masing-masing stasiun dapat dilihat

dalam tabel 6.2 berikut:

Tabel 6.2 Rekapitulasi perhitungan elevas dasari dan slope

No Stasiun

Jarak (L)

Kemiringan ( S ) ∆Z

Elevasi Dasar Keterangan

m m m 1 2 3 4 5 6

1 Sta.00+00 653.200 Elev.Renc. Mulut U/s

10.00 0.0140 0.8000

2 Sta.00+010 654.000 Elev.Renc. u/s Control Strukture

6.00 0.2000 1.0000

3 Sta.00+016 653.000Elev.Renc. d/s Control Strukrur

4.50 0.0200 0.0900



22

4 Sta.00+020.5 652.910

6.50 0.0200 0.1300

5 Sta.00+027 652.780

15.00 0.0200 0.3000

6 Sta.00+042 652.480

15.00 0.0200 0.3000

7 Sta.00+057 652.180

15.60 0.0200 0.3120

8 Sta.00+072.6 651.868

12.00 0.0694 0.8328

9 Sta.00+084.6. 651.035

7.12 0.0694 0.4941

10 Sta.00+091.72 650.541

4.88 0.0694 0.3387

11 Sta.00+108.16 649.400≈ Elev Renc.mulut d/s diversion

6.3.2.4 Peredam Energi

Konstruksi ini berfungsi untuk menghilangkan atau setidak-tidaknya mengurangi

energi aliran dengan kecepatan tinggi agar tidak merusak tebing ,jembatan, jalan dan

bangunan lain di sebelah hilir bangunan.

Mengingat fungsi diversion channel hanya bersifat sementara karena nantinya

akan dibongkar maka kolam peredam energi tidak direncanakan untuk efesiensi biaya.

Selain itu di bagian hilir diversion channel hanya terdapat tebing, tidak terdapat

bangunan dan instalasi yang harus dilindungi. Sementara untuk melindungi tebing dari

gerusan dapat dilakukan dengan perkuatan lereng.

6.3.2.5 Detail Hasil Perencanaan

Dari rencana dan analisa perhitungan diatas maka dapat dibuat desain diversion

channel secara detail.sebagai berikut:


LAPORAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM DEWATERING PADA RENCANA PELAKSANAAN PEMBANGUNAN BENDUNG GERAK TULIS BANJARNEGARA – JAWA TENGAH

23

AXIS OF DIVERSION CHANNELL

Sta.

00+

00

Sta.

00+

010

Sta.

00+

016

Sta.

00+

020.

5

Sta.

00+

027

Sta.

00+

042

Sta.

00+

057

Sta.

00+

72.6

Sta.

00+

084.

6 Sta. 00+108.16

Sta.

00+

091.

72

Axi

st o

f C

offe

rdam

Ups

tream

1:0.7

1:0.

2

1:0.

2

1:0.

21:0.

2

1:1

1:1

I

II III

V

I

II

III

V

Axi

s t o

f C

offe

rdam

Dow

nstre

am

VI

VI

IV

IV

+

Gambar 6.16. Detail lay out diversion channel



24

+ 65

4.00

+ 65

3.20

1:5

+65

3.00

Sta.

00+0

00St

a.00

+010

Sta.

00+0

27St

a.00

+042

Sta.

00+0

57St

a.00

+072

.6St

a.00

+084

.6St

a.00

+108

.16

Sta.

00+0

16St

a.00

+020

.5

+ 65

2.91

+ 65

2.78

+ 65

2.48

+ 65

2.18

+ 65

1.86

8

+ 65

1.03

5

+ 64

9.40

R =

0.5

6 .94

%

2 %

Sta.

00+0

91.7

2

+ 65

0.54

1

1 .4

%

Pot.

Pena

mpa

ng V

I-V

I

11

0.21

0.2

1

Mer

cu C

ontro

l Stru

ktur

e

Pot.

Pena

mpa

ng

IV-I

V

Pot.

Pena

mpa

ng

II-I

I

0.2

1

Pot.

Pena

mpa

ng

III-

III

0.7

Pot.

Pena

mpa

ng

( I-I

)

1

Pot.

Pena

mpa

ng

V-V

11

G

amba

r 6.1

7. P

ot.B

-B d

an re

ncan

a di

men

si h

idro

lis d

iver

sion

cha

nnel



25

6.4 PERHITUNGAN KEDALAMAN HIDROLIS

Data Perencanaan :

▪ Qd = 409, 631m3/dtk

▪ Sifat aliran super kritis (So < Scr , Hcr > Hn)

Kedalaman hidrolis saluran diversion channel dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan garis energi dengan titik awal perhitungan di mercu

control strukture.

Gambar 6.18 Skets perhitungan muka air

Dari gambar 6.20 di atas dapat diperoleh persamaan sebagai berikut :

f

EE

hg

Vh

gVhz ++=++∆

43421434212

21

2

1

2

1 221 ....................................................... (6.4)

(Bambang Triatmodjo,Hidrolika II.Hal 154)

f

EE

hg

VhZg

VhZ +++=++4342143421

2

22

22

1

2

11 221

xSEExS f ∆+=+∆ 210

FSSEE

x−−

=∆0

21

3/42

22

RrArQnSf×

=

h1

V1²/2g

h2

hf=Sf x∆x

V2²/2g

∆z = So ∆x

∆x

Sf



26

ta .0 0 + 0 0 0 S ta .0 0 + 0 1 0 S ta .0 0 + 0 1 6

+ 6 5 3 .2 0 1 .4 %A

B C 1

Z c1 :5

H c

V c ² /2 g

H 1

V 1 ² / 2 gH f 1

V b ² /2 g H f cG a r i s E n e r g i ( S f )

+ 6 5 4 .0 0D a tu m

H B

+ 6 5 3Z B

Di mana :

E = Tinggi energi (m)

hf = tinggi kehilangan energi (m)

Ar = Luas penampang rata-rata (m)

Rr = Jari-jari hidrolis rata-rata (m)

So= kemiringan dasar saluran

Sf = kemiringan garis energi

Gambar 6.19 Hubungan tinggi muka air di Mercu Control Strukture

6.4.1 Kedalaman Air Kritis (Hcr) di atas Mercu

Perhitungan Hcr diperlukan untuk mengontrol sifat aliran terutama pada Hcr

diatas mercu control structure (Hc). Hcr ini adalah ketinggian MA yang harus

dihitung terlebih dahulu sebagai titik awal untuk menghitung ketinggian muka air

disepanjang saluiran.

» Ketinggian air kritis (Hcr) di atas mercu

Diketahui:

▪ Qd = 409,631 m3/dtk

▪ B = 12 m

▪ m = 0,2



27

S t a . 0 0 + 0 0 0 S t a . 0 0 + 0 1 0

+ 6 5 3 . 2 0 1 . 4 %A

B C

H c

V c ² / 2 g

V b ² / 2 g H f c

+ 6 5 4 . 0 0D a t u m

H B

+ 6 5 3

E m i n

Hcr = 32

2

gBQd

×

= 32

2

81,913631,409×

= 4,66

6.4.2 Hma Sal. Pengarah dan Pengatur Aliran (Sta. 00+00-Sta.00+016)

Gambar 6.20. Hubungan tinggi ma di B dan C

» HMA B (Sta.00+00 )

Diketahui :

Hcr = Hc = 4,66 m

∆Z = (+ 654) – (+653,2)

= 0,8 m

Tinggi Enegi Total diatas Mercu (Emin)

Emin = 1,5 x Hcr ....................................................................... (6.5) (Suripin, Sistem Drainase Kota Berkelanjutan) = 1,5 x 4,66

= 6,99 m

= 7 m



28

Hma B = Emin+∆Z

= 7 + 0,8

= 7,8 m

» HMA C (Sta.00+010 )

Hcr = Hc = 4,66 m

» HMA 1 (Sta.00+016 )

Diketahui :

Qd = 409,631m3/dtk

Bc = 13 m

Hc = 4,66 m

∆Z = 1

B1 = 9 m

m = 0,2

∆x = 6 m

Di mana :

n

dn A

QV =

Ac = HcmHcBB×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ++

2)(

= 66,42

)66,42,013(13×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ×++

= 62,752 m2

CCCC HHBP 02,1++=

66,402,166,413 ×++=

= 22,4132 m



29

C

CC P

AR =

4132,22752,62

=

= 2,8 m

A1 = 11

2)( HmHBB×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ++

= 11

2)2,09(9 HH×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ×++

= [ ] 111,09 HH ×+

P1 = 111 02,1 HHB ++

102,29 H×+=

R1 1

1

PA

=

1

11

02,29)1,09(H

HH+

×+=

Ar = 2

1AAC +

Rr = 2

1RRC +

Sf 3/42

22

RrArQn×

=

hf1 = xSf ∆×

= 6×Sf

Persamaan Energi titik C-1:

∆Z + EC = E1 + hf1

1

21

1

2

22hf

gVH

gVHZ C

C ++=++∆



30

121

2

12

2

22hf

AgQH

AgQHZ d

c

dC +

×+=

×++∆

{ } 1211

2

12

2

)1,09()81,92(631,409

752,62)81,92(631,40966,41 hf

HHH +

×+××+=

××++

{ } 1211

1 )1,09(373,8552832,7 hf

HHH +

×++=

Tabel 6.3 Perhitungan trial error H1

No H1

E1 Sf1 ∆x hf 1 E+hf Ket

1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 5.80 2.7701267 8.5701267 0.0028124 6.00 0.0168742 8.5870009

2 5.81 2.7600229 8.5700229 0.0028060 6.00 0.0168359 8.5868588

3 5.82 2.7499724 8.5699724 0.0027996 6.00 0.0167977 8.5867701

4 5.83 2.7399747 8.5699747 0.0027933 6.00 0.0167596 8.5867343 ≈ (∆Zc+Ec)

5 5.84 2.7300294 8.5700294 0.0027870 6.00 0.0167217 8.5867511

6 5.85 2.7201363 8.5701363 0.0027806 6.00 0.0166839 8.5868202

Kesimpulan :

Kedalaman air H1 = 5,83 m

Contoh perhitungan kehilangan energi (hf) di titik C-1.

Tabel 6.4 Contoh perhitungan hf

Titik B m H A P R m m m2 m m

1 1 2 3 HmHBB×⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ++

=2

)(4 mHHB ++=5 6=(A/P)

C 13 0.2 4.66 62.75156 22.4132 2.799759071

{ }211 )1,09(

373,8552HH ×+



31

0.21

Titik hcoba2 B m A P R

m m m2 m m

1 1 2 3 HmHBB×⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ++

=2

)(4 mHHB ++=5 6=(A/P)

1

5.8 9 0.2 55.564 20.716 2.682178027 5.81 9 0.2 55.66561 20.7362 2.684465331 5.82 9 0.2 55.76724 20.7564 2.686749147 5.83 9 0.2 55.86889 20.7766 2.689029485 5.84 9 0.2 55.97056 20.7968 2.6913063555.85 9 0.2 56.07225 20.817 2.693579767

Arata2 Prata2 Rrata2 n

Q n2*Q2

(Arata)^2

(Rrata)^4/3

Sf

∆x hf

m2 m m m3/dt

k m m

1=(A1/A2)

2=(P1/P2)

3=(R1/R2) 4 5 6 7 8 3/42

22

9RrAr

Qn×

=

10

11=9 x 10

59.16 21.56 2.74 0.0

2 409.6

3 37.75 3499.64 3.84 0.0027 6 0.01687

59.21 21.57 2.74 0.0

2 409.6

3 37.75 3505.66 3.84 0.0027 6 0.01684

59.26 21.58 2.74 0.0

2 409.6

3 37.75 3511.68 3.84 0.0027 6 0.01680

59.31 21.59 2.74 0.0

2 409.6

3 37.75 3517.70 3.84 0.0027 6 0.01676

59.36 21.61 2.75 0.0

2 409.6

3 37.75 3523.74 3.84 0.0027 6 0.01672

59.41 21.62 2.75 0.0

2 409.6

3 37.75 3529.77 3.85 0.0027 6 0.01668

6.4.2.1 Kontrol Sifat Aliran

Aliran yang terjadi dalam diversion channel bersifat superkritis yang

dinyatakan dalam bilangan Fr > 1, Hcr > Hn. Untuk mengetahui sifat aliran setelah

adanya konstruksi mercu (Sta.00+010) perlu diketahui kedalaman air normal

(Hn) sebelum adanya mercu.

A. Kedalaman Air Normal (Hn)

» Ruas I (Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6)



32

Gambar 6.21 Rencana Dimensi hidrolis ruas I

Diketahui :

▪ B = 7 m

▪ m = 0,2

▪ S = 2 %

Perhitungan :

A = HnmHnBB×

++2

)(

= ( ) HnHn ×+ 1,07

P = 7 + 1,02 Hn + Hn

= 7 + 2,02 Hn

R = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

PA

= ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

×+Hn

HnHn02,27

)1,07(

V = 2/13/21 SRn

××

= 2/13/2 02.0015.01

×× R

= 3/243,9 R

Q = A x V

Tabel 6.5 Perhitungan trial error Hn ruas I

N

o

Asumsi

Hn

A =

(7+0.1Hn)*Hn

P =

7+2,02*Hn R (m)

V =

9.43*R^(2/3) Q=V*A

Keteranga

n

(m) m2 m m (m/det) (m3/det) Q = Qd

1 2 3

( 4 )=

2/3 5 6 7

1 3.77 27.81129 14.6154 1.9029 14.4806

402.723010

7 <Qd

2 3.78 27.88884 14.6356 1.9055 14.4941

404.223994

7 <Qd



33

11

3 3.79 27.96641 14.6558 1.9082 14.5076

405.726343

2 <Qd

4 3.80 28.04400 14.6760 1.9109 14.5211

407.230053

6 ≈Qd

5 3.81 28.12161 14.6962 1.9135 14.5346 408.735123 <Qd

Kesimpulan :

Kedalaman air normal (Hn) pada pot ruas I = 3,80 m

» Ruas II (Sta.0+072.60-Sta. 0+091,27))

Gambar 6.22 Rencana Dimensi Hidrolis ruas II

Diketahui :

▪ B= 7 m

▪ m = 1

▪ S = 6,94 %

Perhitungan :

A = HnHnmBB×

×++2

)(

= HnHn×

++2

)7(7

= HnHn ×+ )5,07(

P = HnHn 41,17 ++

= Hn41,27 +



34

R = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

PA

= ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

×+Hn

HnHn41,27

)5,07(

V = 2/13/21 SRn

××

= 2/13/2 0694.0015.01

××R

= 3/2563,17 R

Q = A x V

Tabel 6.6 Perhitungan trial error Hn ruas II

N

o

Asumsi

Hn

A =

(7+0.5Hn)*Hn

P =

7+2.41*Hn R

V =

17.563*R^(2/3) Q=V*A

Keteranga

n

(m) m2 m m (m/det) (m3/det) Q = Qd

1 2 3

( 4 )=

2/3 5 6 7

1 2.2 17.82 12.302 1.4485 22.4847

400.67697

44 <Qd

2 2.21 17.91205 12.3261 1.4532 22.5326

403.60548

99 <Qd

3 2.22 18.0042 12.3502 1.4578 22.5804

406.54231

45 ≈Qd

4 2.23 18.09645 12.3743 1.4624 22.6281

409.48744

07 <Qd

5 2.24 18.1888 12.3984 1.4670 22.6755

412.44086

11 <Qd

Kesimpulan :

Kedalaman air normal (Hn) pada ruas II = 2,22 m

B. Kontrol Sifat Aliran



35

Kontrol sifat aliran diperlukan untuk mengontrol sifat aliran yang dihasilkan

di titik 1 (Sta.00+016) dengan adanya konstruksi mercu.

V1 = 1HB

Qd

×

=83,59

631,409×

= 7,81 m/dtk

Fr = 1

1

HgV×

=83,581,9

81,7×

= 1,033 > 1 ........................................................... (Aliran super kritis)

Hcr = 4,66 m

H1n = 3,80 m

Hcr1 > Hn 1. .................................................................. (Aliran super kritis)

C. Kontrol Kecepatan di Mulut Upstream

Kecepatan air saat memasuki mulut upstream diversion V ≤ 4 m/dtk agar

tidak terjadi aliran yang bersifat helisoidal.

VB = B

d

AQ

AB = BB H

mHBB×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ++

2)(

= 8,72

)8,77,020(20×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ×++

= 177,294 m2

VB = B

d

AQ

=294,177631,409

= 2,31 m/dtk ≤ 4 m/dtk ..................................... (aman)



36

6.4.3 Hma Sal. Transisi Dan Sal. Peluncur (Sta.00+016-Sta.00+0108,16)

Untuk menghitung elevasi muka air di saluran ini digunakan persamaan

energi antara penampang dibagian hulu dan penampang dibagian hilir saluran.

Gambar persamaan garis energi di diversion channel dapat dilihat pada gambar di

bawah ini.



37

2%6.94%

+ 653.20A

B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Zc 1:5

Z2Z4 Z5 Z6

Z7Z8

Hc

Vc²/2g

H1

V1²/2g

Hf1

H3H4 H5

H2

H6

H7H8

H9

V2²/2g

Hf 2

V3²/2g

Vb²/2g Hfc

Garis Energi (Sf)

Garis Energi (Sf)

V4²/2g

Hf4

V5²/2gHf5

V6²/2gHf6

V7²/2g

Hf7

V8²/2gHf8

V9²/2g

Hf9

Hf3

+ 654.00+ 653.001.8% + 652.91 + 652.78 + 652.48 + 652.18 + 651.868

+ 651.035

+ 649.40

+ 650.541

Z3

HB

Gambar 6.23 Garis energi di sepanjang diversion channel



38

Tabel 6.7 Rekapitulasi perhitungan ∆z, ∆x,slope antar stasiun

Stasiun

Titik

Jarak

(∆x)

Kemiringan

( S ) ∆Z

m m

1 2 3 4 5

Sta.00+00 B

10.00 0.0180 0.8000

Sta.00+010 C

6.00 0.2000 1.0000

Sta.00+016 1

4.50 0.0200 0.0900

Sta.00+020.5 2

6.50 0.0200 0.1300

Sta.00+027 3

15.00 0.0200 0.3000

Sta.00+042 4

15.00 0.0200 0.3000

Sta.00+057 5

15.60 0.0200 0.3120

Sta.00+072.6 6

12.00 0.0694 0.8328

Sta.00+084.6. 7

7.12 0.0694 0.4941

Sta.00+091.72 8

16.44 0.0694 1.141

Sta.00+108.16

9



39

Dari perhitungan sebelumnya telah didapatkan HMA pada :

HB (Sta.00+00) = 7,3 m

HC (Sta.00+010) = 4,8 m

H1 (Sta.00+016) = 5,83 m

Dalam perhitungan HMA di sepanjang saluran menggunakan tahapan dan metode

yang sama dengan perhitungan HB, H1 dengan menggunakan persamaan energi pada

penampang y (upstream)dan z (downstream) :

∆Z + EY = EZ + hfZ

ZZ

ZY

Y hfg

VHg

VHZ ++=++∆ )2

()2

(22

Di mana :

V = AQ

2

22

22 AgQ

gV

×=

Sf = 3/42

22

RrArQn×

hfZ = xSf ∆×

= 10×Sf

Ar = 2

ZY AA +

Rr = 2

ZY RR +

A. HMA 2 (Sta. 00+020,5)

Diketahui :

∆Z =0,09 m

∆x = 4,5 m

E1 = 8,57 m



40

Karakteristik Penampang 1

Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++= PAR =

m m m2 m m

1 9 0.2 5.83 55.86889 20.7766 2.689029



m m m2 m m

2 7 0.2 H2 ( ) 221.07 HH ×+ 22 02.17 HH ++ 22

22

02.17)1.07(

HHHH

++×+

Persamaan energi titik 1-2

∆Z+E1 = E2 + hf2

{ } 2222

2

2 )1,07()81,92(631,40957,809,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 2222

2 )1,07(373,855266,8 hf

HHH +

×++=


No H2

E2 Sf ∆x hf 2 E+hf Ket

1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 6.6 3.346117778 9.946118 0.003753 4.5 0.0168883 9.9630060 2 6.6 3.346117778 9.946118 0.003753 4.5 0.0168883 9.9630060 3 6.7 3.23851789 9.938518 0.003680 4.5 0.0165582 9.9550761 4 6.8 3.13578565 9.935786 0.003608 4.5 0.0162371 9.9520228 ≈ (∆Z1+E1) 5 6.9 3.037636291 9.937636 0.003539 4.5 0.0159246 9.9535609 6 7 2.943805439 9.943805 0.003471 4.5 0.0156204 9.9594258

Dengan cara trial error diperoleh :

H2 = 6,8 m (Sta. 00+020,5)

{ }222 )1,07(

373,8552HH ×+



41

B. HMA 3 (Sta. 00+027)

Diketahui :

∆Z =0,13 m

∆x = 6,5 m

E2 = 9,936 m



m m m2 m m 2 7 0.2 6.8 52.224 20.736 2.518519



m m m2 m m

3 7 0.2 H3 ( ) 331.07 HH ×+ 33 02.17 HH ++ 33

33

02.17)1.07(

HHHH

++×+


∆Z +E2 = E3 + hf3

{ } 3233

2

)1,07()81,92(631,4093936,913,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 3233

3 )1,07(373,8552066,10 hf

HHH +

×++=


No H3

E3 Sf 3 ∆x hf 3 E+hf Ket

1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 6.1 3.96879 10.06879 0.004672 6.5 0.0303686 10.0991543

2 6.17 3.87212 10.04212 0.004603 6.5 0.0299187 10.0720350

3 6.18 3.85858 10.03858 0.004593 6.5 0.0298552 10.0684373

{ }233 )1,07(

373,8552HH ×+



42

4 6.19 3.84512 10.03512 0.004583 6.5 0.0297919 10.0649074 ≈ (∆Z2+E2)

5 6.2 3.83172 10.03172 0.004574 6.5 0.0297288 10.0614448

6 6.21 3.81838 10.02838 0.004564 6.5 0.0296658 10.0580490

Dengan cara trial error diperoleh

H3 = 6,19 m (Sta. 00+027)

C. HMA 4 (Sta. 00+042)

Diketahui :

∆Z =0,3 m

∆x = 15 m

E3 = 10,035 m



m m m2 m m

3 7 0.2 6.19 47.16161 19.5038 2.418073



m m m2 m m

4 7 0.2 H4 ( ) 441.07 HH ×+ 44 02.17 HH ++ 44

44

02.17)1.07(

HHHH

++×+


∆Z +E3 = E4 + hf4

{ } 4244

2

4 )1,07()81,92(631,409035,103,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 4244

4 )1,07(373,8552355,10 hf

HHH +

×++=



43


No H4


1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 5.58 4.80844 10.38844 0.006012 15 0.0901767 10.4786196

2 5.59 4.78999 10.37999 0.005998 15 0.0899651 10.4699521

3 5.6 4.77163 10.37163 0.005984 15 0.0897543 10.4613868

4 5.7 4.59352 10.29352 0.005846 15 0.0876833 10.3811986

5 5.76 4.49119 10.25119 0.005765 15 0.0864730 10.3376662 ≈ (∆Z3+E3)

6 5.77 4.47446 10.24446 0.005752 15 0.0862736 10.3307316


H4 = 5,76 m (Sta. 00+042)

D. HMA 5 (Sta. 00+057)

Diketahui :

∆Z =0,3 m

∆x = 15 m

E4 = 10,2512 m



m m m2 m m

4 7 0.2 5.76 43.63776 18.6352 2.341685



m m m2 m m

5 7 0.2 H5 ( ) 551.07 HH ×+ 55 02.17 HH ++ 55

55

02.17)1.07(

HHHH

++×+

{ }244 )1,07(

373,8552HH ×+



44


∆Z +E4 = E5 + hf5

{ } 5255

2

5 )1,07()81,92(631,4092512,103,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 5255

5 )1,07(373,85525512,10 hf

HHH +

×++=


No H5


1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 5.3 5.36964 10.66964 0.007135 15 0.1070292 10.7766664

2 5.4 5.15889 10.55889 0.006960 15 0.1043959 10.6632877

3 5.5 4.95984 10.45984 0.006790 15 0.1018532 10.5616896

4 5.51 4.94054 10.45054 0.006774 15 0.1016038 10.5521447 ≈ (∆Z4+E4)

5 5.52 4.92135 10.44135 0.006757 15 0.1013552 10.5427082

6 5.6 4.77163 10.37163 0.006626 15 0.0993972 10.4710297


H5 = 5,51 m (Sta. 00+057)

E. HMA 6 (Sta. 00+072,60)

Diketahui :

∆Z =0,312 m

∆x = 15,6 m

E5 = 10,45054 m

{ }255 )1,07(

373,8552HH ×+



45



m m m2 m m

5 7 0.2 5.51 41.60601 18.1302 2.294846


Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 02.1++=PAR =

m m m2 m m

6 7 0.2 H6 ( ) 661.07 HH ×+ 66 02.17 HH ++ 66

66

02.17)1.07(

HHHH

++×+


∆Z +E5 = E6 + hf6

{ } 6266

2

6 )1,07()81,92(631,4094505,10312,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 6266

6 )1,07(373,8552763,10 hf

HHH +

×++=


No H6


1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 5.2 5.59299 10.79299 0.007796 15.6 0.1216244 10.9146173

2 5.3 5.36964 10.66964 0.007598 15.6 0.1185364 10.7881736

3 5.31 5.34801 10.65801 0.007579 15.6 0.1182337 10.7762447

4 5.32 5.32651 10.64651 0.007560 15.6 0.1179321 10.7644421 ≈ (∆Z5+E5)

5 5.33 5.30513 10.63513 0.007540 15.6 0.1176316 10.7527647

6 5.34 5.28388 10.62388 0.007521 15.6 0.1173322 10.7412115


H6 = 5,32 m (Sta. 00+072,60)

{ }266 )1,07(

373,8552HH ×+



46

F. HMA 7 (Sta. 00+084,6)

Diketahui :

∆Z =0,8328 m

∆x = 12 m

E6 = 10,64651 m



m m m2 m m 6 7 0.2 5.32 40.07024 17.7464 2.257936


` B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++= PAR =

m m m2 m m

7 7 1 H7 ( ) 775.07 HH ×+ 77 41.17 HH ++ 77

77

41.17)5.07(

HHHH

++×+


∆Z +E6 = E7 + hf7

{ } 7277

2

7 )5,07()81,92(631,40964651,108328,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 7277

7 )5,07(373,8552479,11 hf

HHH +

×++=


No H7

E7 Sf ∆x hf 7 E+hf Ket

1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 3.75 7.72125 11.47125 0.010012 12 0.12014 11.5913 2 3.76 7.67158 11.43158 0.009972 12 0.11965 11.5512 3 3.77 7.62235 11.39235 0.009931 12 0.11917 11.5115 4 3.78 7.57355 11.35355 0.009892 12 0.11869 11.4722 ≈ (∆Z6+E6) 5 3.79 7.52517 11.31517 0.009852 12 0.11822 11.4333 6 3.8 7.47721 11.27721 0.009812 12 0.11774 11.3949

{ }277 )1,07(

373,8552HH ×+



47

Dengan cara trial error diperoleh :

H7 = 3,78 m (Sta. 00+084,6)

G. HMA 8 (Sta. 0+091,72)

Diketahui :

∆Z =0,4941 m

∆x = 7,12 m

E7 = 11,3536 m



m m m2 m m

7 7 1 3.78 33.6042 16.1098 2.085948



m m m2 m m

8 7 1 H8 ( ) 885.07 HH ×+ 88 41.17 HH ++ 88

88

41.17)5.07(

HHHH

++×+

Persamaan energi titik 7-8 :

∆Z +E7 = E8 + hf8

{ } 8288

2

8 )5,07()81,92(631,4093536,114941,0 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 8288

8 )5,07(373,8552848,11 hf

HHH +

×++=



48


No H8


1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 3.66 8.18848 11.84848 0.013221 7.12 0.0941313 11.9426069

2 3.67 8.13470 11.80470 0.013163 7.12 0.0937178 11.8984151

3 3.68 8.08140 11.76140 0.013105 7.12 0.0933065 11.8547040 ≈ (∆Z7+E7)

4 3.69 8.02857 11.71857 0.013047 7.12 0.0928975 11.8114680

5 3.7 7.97621 11.67621 0.012990 7.12 0.0924907 11.7687019

6 3.71 7.92431 11.63431 0.012933 7.12 0.0920861 11.7264002


H8 = 3,68 m (Sta. 00+091,72)

H. HMA 9 (Sta. 00+0108,16)

Diketahui :

∆Z =1,141 m

∆x = 16,44 m

E8 = 11,7614 m



m m m2 m m

8 7 1 3.68 32.5312 15.8688 2.05001


Titik B m H ( ) HmHBA ×+= 5.0 HHBP 41.1++=PAR =

m m m2 m m

9 11 1 H9 ( ) 995.07 HH ×+ 99 41.17 HH ++ 99

99

41.17)5.07(

HHHH

++×+

{ }288 )5,07(

373,8552HH ×+



49


∆Z +E8 = E9 + hf9

{ } 9299

2

9 )5,011()81,92(631,4097614,11141,1 hf

HHH +

×+××+=+

{ } 9299

9 )5,011(373,85529024,12 hf

HHH +

×++=


No H9


1 2 (3)=1+2 4 5 (6)=4*5 (7) = 3+6 8

1 2.35 10.44751 12.79751 0.017367 16.44 0.2855103 13.0830244

2 2.36 10.35066 12.71066 0.017257 16.44 0.2837123 12.9943725

3 2.37 10.25508 12.62508 0.017149 16.44 0.2819292 12.9070050 ≈ (∆Z8+E8)

4 2.38 10.16074 12.54074 0.017041 16.44 0.2801609 12.8209002

5 2.39 10.06763 12.45763 0.016935 16.44 0.2784071 12.7360365

6 2.4 9.97573 12.37573 0.016829 16.44 0.2766677 12.6523932


H9 = 2,37 m (Sta. 00+108.16)

6.4.4 Kontrol Sifat Aliran Sepanjang Diversion Channel

Rumus:

V = 1HB

Qd

×

Fr = Hg

V×

Keterangan :

a. Aliran diam Fr = 0.

b. Aliran sub kritis (mengalir) Fr < 1.

{ }299 )5,011(

373,8552HH ×+



50

c. Aliran kritis Fr = 1.

d. Aliran superkritis (meluncur) Fr > 1.

Tabel 6.16 Sifat aliran sepanjang diversion channel

Sta Qd

Dimensi Hidrolis

V (9.81*H)^0.

5 Fr Sifat

aliran Ket B H A m3/dtk m m m2 m/dtk

Sta.00+00 409.631

20 7.8

156.0 2.626 8.747456773

0.300 Sub Kritis segmen sebelum

mercu Sta.00+010

409.631

13

4.66 60.6 6.762 6.76125728

1.000 Kritis

Sta.00+016 409.631 9

5.83 52.5 7.807 7.562559091

1.032 Superkritis

segmen setelah mercu

Sta.00+020.5 409.631 7 6.7 46.9 8.734 8.107219005

1.077 Superkritis

Sta.00+027 409.631 7

6.19 43.3 9.454 7.792554138

1.213 Superkritis

Sta.00+042 409.631 7

5.76 40.3

10.159 7.517020686

1.352 Superkritis

Sta.00+057 409.631 7

5.51 38.6

10.620 7.352081338

1.445 Superkritis

Sta.00+072.6 409.631 7

5.32 37.2

11.000 7.224209299

1.523 Superkritis

Sta.00+084.6 409.631 7

3.78 26.5

15.481 6.089482737

2.542 Superkritis

Sta.00+091.72

409.631 7

3.68 25.8

15.902 6.008394128

2.647 Superkritis

Sta.00+108.16

409.631

11

2.37 26.1

15.713 4.821794272

3.259 Superkritis

6.5 PERHITUNGAN TOP OF WALL DIVERSION CHANNEL

6.5.1 Rekapitulasi Perhitungan Muka Air, Sloope, dan Lantai

Tabel 6.17 Rekapitulasi perhitungan ma

No STASIUN HMA Elev. Lantai

Sloope Ket m m

1 2 3 4 5 6 1 Sta.00+00 7.800 653.200 Mulut Upstream 0.014 2 Sta.00+010 4.660 654.000 Mercu Control Strukture 0.2 3 Sta.00+016 5.830 653.000 0.02 4 Sta.00+020.5 6.700 652.910 0.02



51

5 Sta.00+027 6.190 652.780 0.02

6 Sta.00+042 5.760 652.480

0.02 7 Sta.00+057 5.510 652.180

0.02 8 Sta.00+072.6 5.320 651.868 0.0694 9 Sta.00+084.6 3.780 651.035 0.0694

10 Sta.00+091.72 3.680 650.541 0.0694

11 Sta.00+108.16 2.370 649.400 Mulut Downstream

6.5.2 Perhitungan Tinggi dan Elevasi Top of Wall (Dinding)

Tinggi dinding diversion channel harus mampu menampung Qd dengan tinggi

MA tertentu dan tanpa melimpas ke daerah konstruksi.

Elev. top of wall diversion = elevasi muka air + tinggi jagaan

= Elv. MA + w

Segmen diversion yang perlu di perhatikan adalah pada Sta.00+00-Sta.00+016.

Dinding diversion pada segmen ini selain harus ditambah tinggi jagaan juga harus

memperhatikan elevasi MA di cofferdam di Axist of cofferdam (Sta.00+016 pada

diversion), dimana MA di cofferdam (Sta.00+016 diversion) = MA di Sta.00+00.

Mengingat panjang diversion cukup panjang, dimana tinggi muka air berbeda-

beda dan dengan memperhatikan letak konstruksi cofferdamnya, maka untuk

mempermudah pelaksanaan pekerjaan di lapangan serta mempermudah perhitungan

stabilitas konstruksi, Top of Wall diversion dibagi dalam 5 tipe yang ditampilkan

dalam tabel berikut:

Tabel 6.18 Tipe diversion channel (top of wall)

Tipe Sta Hma Tetinggi w H top of Wall Elevasi MA Elev Top of Wall

m m m m m I 00+000 s/d 00+020.5 7.800 0.5 8.300 661.000 661.500II 00+020.5-00+027 6.700 0.6 7.300 659.610 660.210III 00+027-00+072.6 6.190 0.6 6.800 658.970 659.570IV 00+072.6-91.72 5.320 0.6 5.920 657.188 657.788V 00+091.72-00+108.16 3.680 0.6 4.280 654.221 654.821



52

Sta.

00+0

00St

a.00

+010

Sta.

00+0

27St

a.00

+042

Sta.

00+0

57St

a.00

+072

.6St

a.00

+084

.6St

a.00

+091

.72

Sta.

00+1

08.1

6St

a.00

+016

Sta.

00+0

20.5

2%

6 .94

%

+ 65

3.2

ABC

12

34

56

78

9

1:5

+ 65

4+

653

+ 65

2.91

+ 65

2.78

+ 65

2.48

+ 65

2.18

+ 65

1.86

8+

651.

035

+ 65

0.54

1

+ 64

9.40

+ 66

1.50

+ 66

0.21

+ 65

9.57

+ 65

7.79

A.

+ 65

4.82

+ 65

3.68

1.4%To

p of

Wal

l Div

ersi

on

Catatan :

Elevasi top of wall pada Sta.00+000-Sta.00+016 tergantung pada elevasi MA di

cofferdam terutama bila cofferdam di desain boleh mengalami limpasan.

Gam

bar 6

.24.

Ele

v. M

A da

n El

ev. R

enca

na T

op o

f Wal

l D

iver

sion

C

hann

el



53

6.6 PERENCANAAN COFFERDAM

6.6.1 Tinjauan Umum

Cofferdam berfungsi melindungi daerah/area pelaksanaan pekerjaan bendung dari

pengaruh aliran air. Aliran air tersebut dapat berupa debit sungai atau limpasan dan

lain-lain. Cofferdam biasanya direncanakan tidak mengalami over topping, tetapi

dalam hal tertentu dapat juga direncanakan untuk sesekali mengalami over topping.

Cofferdam untuk pelaksanaan Bendung Gerak PLTA Tulis direncanakan tipe

timbunan batu yang sesekali mengalami over topping (cofferdam limpas) dengan tinggi

limpasan tertentu. Pemilihan cofferdam ini didukung oleh beberapa faktor dimana

factor-faktor tesebut lebih menguntungkan untuk mendukung rencanan pelaksanaan

bendungnya. Oleh karena cofferdam boleh mengalami limpasan, maka dimensi stone

covering dan lain-lain perlu dikontrol terhadap kecepatan limpasan dan kemungkinan

adanya genangan yang akan memudahkan batu-batu tersebut bergeser dari tempat

kedudukan semula.

6.6.2 Permasalahan

Dari data instansi pemerintah dan masyarakat sekitar didapatkan informasi bahwa

debit yang lebih besar dari debit design diversion channel (Q10) akan sering terjadi dan

bahkan dimungkinkan terjadi debit yang lebih besar lagi selama pelaksanaan bendung.

Permasalahan yang timbul adalah dengan perencanaan cofferdam (cofferdam

upstream) yang mampu mengatasi debit lebih besar akan mahal dan design cofferdam

yang betul-betul tahan terhadap limpasan pasti juga akan mahal padahal fungsi

konstruksi ini hanya sementara. Tetapi bila dengan perencanaan cofferdam timbunan

batu zonal biasa yang relative murah pasti akan hancur bila terjadi limpasan.

Selain permasalahan utama di atas, yang tidak boleh dilupakan adalah adanya

konstruksi jalan existing disisi cofferdam yang masih difungsikan sebelum jalan

relokasi selesai dilaksanakan. Bila cofferdam upstream yang dipilih tidak boleh



54

mengalami limpasan, maka elevasi ma dengan Q > Qd akan lebih tinggi sehingga

dikhawatirkan elevasi mercunya akan melebihi elevasi jalan existing di axist of

cofferdam. Bila dipaksakan menggunakan cofferdam tanpa melimpas maka diperlukan

tambahan pekerjaan lain terkait dengan adanya konstruksi jalan existing ini agar air

bisa di bendung dan tidak masuk ke area konstruksi, misalnya dengan peninggian jalan

existing. Padahal jalan existing ini nantinya juga akan direlokasi seperti yang telah

dijelaskan dalam Bab V. Hal ini bila dilihat dari segi biaya sangat tidak ekonomis.

Berdasarkan permasalahan dan analisa diatas, cofferdam (cofferdam upstream)

yang akan direncanakan untuk pelaksanaan Bendung Gerak Tulis direncanakan boleh

mengalami sesekali limpasan dan dengan perencanaaan yang seefisien mungkin.

Sementara untuk analisa perencanaannya cofferdam downstream yang perlu

diperhatikan hanya fenomena backwater (air masuk area konstruksi dari arah

downstream).

Untuk mempermudah pemecahan permasalahan masalah maka perlu di ketahui

terlebih dahulu hal-hal sebagai berikut :

▪ Potensi dan batasan material setempat.

▪ Data pelaksanaan konstruksi.

▪ Batasan lain.

▪ Alternatif pemilihan yang mungkin.

6.6.2.1 Potensi dan Batasan Material Setempat

Dari informasi masyarakat dan pelaksana pekerjaan Bendung Gerak Tulis, di

ketahui bahwa di lokasi konstruksi banyak sekali terdapat batu gunung, tetapi sedikit

material clay, dan tidak ada pasir yang baik untuk konstruksi. Bila pengambilan dan

pengangkutan stock material timbunan cofferdam di luar/tidak di sekitar Kali Tulis hal

ini dapat menyulitkan saat pengiriman ke lokasi pekerjaan mengingat tingkat kesulitan

dalam pencapaian daerah konstruksi bendung cukup tinggi. Dengan demikian material

yang dapat diharapkan untuk dapat dipakai sebagai konstruksi adalah batu gunung..

6.6.2.2 Data Pelaksanaan Konstruksi



55

Cofferdam di rencanakan boleh sesekali mengalami over topping (melimpas) dan

direncanakan Qdlimpas > Qd.

Data perencanaan :

Qd = Q10 = 409,631 m3/dtk

QdLimpas = Q50 = 462,627 m3/dtk

6.6.2.3 Batasan Lain

Dari analisa sebelumnya diketahui :

Waktu pelaksanaan tidak boleh mundur panjang karena akan terkait dengan

pekerjaan lain

Di sisi axist of cofferdam terdapat jalan existing yang belum boleh dibongkar

sebelum jalan relokasi selesai dilaksanakan.

Di hulu axist of upstream cofferdam terdapat inlet drain (saluran kecil) yang

merupakan anak Kali Tulis

Q inlet drain = 60,939 m3/dtk

6.6.2.4 Alternatif Pemilihan Cofferdam

a. Cofferdam dengan urugan timbunan batu

Alternatif ini sangat mungkin dilaksanakan mengingat material batu yang

tersedia dilapangan cukup banyak, keuntungan lain adalah konstruksi tidak rumit

dan relatif murah. Tetapi oleh karena cofferdam direncanakan sesekali boleh

mengalami over topping (melimpas), maka perlu dikontrol diameter batu pada

cofferdam yang diijinkan sehingga batu tersebut tidak akan larut/terlarut oleh

limpasan.

b. Cofferdam dari Concrete

Alternatif konstruksi ini sangat mungkin tahan terhadap limpasan, tetapi ada

beberapa pertimbangan yang harus dipertimbangkan antara lain :

konstruksi mahal;

pembongkaran sulit;

harus mendatangkan pasir dari luar daerah;

pelaksanaan relatif lama.

Berdasarkan hal-hal diatas maka alternatif ini tidak direkomendasikan.



56

c. Gabungan/modifikasi (urugan batu dan concrete)

Type gabungan/modifikasi ini adalah cofferdam dengan urugan batu dan

concrete serta jaring-jaring dari baja tulangan. Cofferdam type ini paling sesuai

untuk dilaksanakan bila cofferdam didesain boleh mengalami sesekali over

topping (melimpas). Limpasan yang terjadi dapat melarutkan batuan terutama

dibagian hilir dan puncak cofferdam sehingga bagian-bagiann tersebut perlu

diperkuat dengan lapisan concrete dan jaring-jaring dari baja tulangan .

6.7 PEMILIHAN TIPE COFFERDAM

Pada hakekatnya cofferdam dengan timbunan material merupakan salah satu jenis

bendungan urugan. Perencanaan konstruksi cofferdam secara umum menggunakan

metode perencanaan bendungan urugan untuk membantu dalam perencanaan dengan

memperhatikan aspek lain, seperti: diversion channel, kemudahan pelaksanaan, dan

kontur penampang sungai.

6.7.1 Tipe cofferdam Urugan

Ditinjau dari penempatan serta susunan bahan yang membentuk tubuh bendungan

urugan digolongkan dalam 3 type yaitu :

Bendungan urugan homogen: bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari tanah

yang hampir sejenis dan gradasi hampir seragam.

Bendungan urugan zonal/majemuk: timbunan yang membentuk tubuh bendungan

terdiri dari batuan dengan gradasi yang berbeda-beda dalam urutan pelapisan

tertentu.

Bendungan urugan sekat : Bendungan urugan dengan sekat (facing) tidak lulus air

di lereng udik.

Skema dan type dari bendungan urugan dapat di;ihat dalam tabel berikut ini :

Tabel 6.19 Skema dan type dari bendungan urugan

Type Skema Umum Keterangan



57

Bendungan

Homogen

m

1Zone Lulus AirZone Kedap Air

Drainase

CL

Apabila 80 % dari seluruh

bahan pembentuk tubuh

bendungan terdiri dari

bahan yang bergradasi

hamper sama.

m1Zone Kedap Air

Zone Lulus Air

Zone Transisi

CL

Apabila nahan pembentuk

tubuh bendungan terdiri

dari bahan yang lulus air,

tetapi dilengkapi tirai

kedap air di udiknya.

m1Zone Lulus Air

Zone Lulus Air

Zone Transisi

Zone Inti Kedap AirCL

Apabila bahan pembentuk



tetapi dilengkapi dengan

inti kedap air yang

berkedudukan miring ke

hilir

m1Zone Lulus Air Zone Lulus Air

Drainase

Zone Inti Kedap Air

Zone Transisi

CL Apabila bahan pembentuk




inti kedap air yang

berkedudukan vertical

Ben

dung

an Z

onal

/ uru

gan

maj

emuk

Ben

dung

an T

irai

B

endu

ngan

Inti

Mir

ing

Ben

dung

anIn

ti T

egak



58

Bendungan

Sekat

m1Zone Sekat

Zone Lulus Air

Drainase

CL Apabila bahan pembentuk




dinding tidak lulus air di

lereng udiknya yang

biasanya terbuat dari

lembaran baja tahan karat,

lembaran beton bertulang,

aspal beton, lembaran

plastik.

Penentuan suatu type bendungan urugan yang paling cocok didasarkan pada

beberapa faktor :

▪ Kualitas serta kwantitas bahan–bahan tubuh bendungan urugan yang terdapat di

daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan.

▪ Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (pengalian, pengolahan,

pengangkutan, penimbunan, dll).

▪ Kondisi lapisan tanah pondasi pada tempat kedudukan calon bendungan.

▪ Kondisi alur sungai.

Hal terpenting dari empat faktor tersebut di atas adalah mengenai hal-hal yang

bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kwalitas serta kwantitas bahan–bahan

tubuh bendungan urugan yang terdapat di daerah sekitar tempat kedudukan calon

bendungan, terutama untuk bahan pada zone kedap air.

Mengingat potensi daerah di sekitar Kali Tulis dan desain cofferdam (boleh

mengalami over topping pada cofferdam upstream) yang telah di sebutkan sebelumnya

maka:

Direncanakan :

Cofferdam Upstream : Zonal inti tegak dengan modifikasi (pengabungan

material urugan dengan beton dan tulangan).

Cofferdam downstream : Zonal inti tegak biasa.



59

U

+655.00

+655.00

JEMBATAN

K A L I T U L

D 2

C 2

D 1A

XIS

OF

DIV

ERSI

ON

CH

AN

NEL

LSta. 00+0

A XIS OFUPSTREAM C OFFERDAM

M ulut U pstream

Sta. 00+010Sta. 00+016Sta. 00+020.5

Sta. 00+027

+654.00

+653.00AX

IS O

F RE

FERE

NCE

+660

.00

JALA

N E

XIS

TIN

GEl

v. +

661

.80

UPS

TREA

M

6.8 PERENCANAAN COFFERDAM UPSTREAM

Gambar 6.25 Plan view cofferdam upstream

6.8.1 Tinggi Cofferdam Upstream

Diketahui :

Elev. Top of Wall Diversion (Sta.00+016) = + 661,50 m .

HMA cofferdam = HMA di Sta.00+00 diversion = 661,00 m.

Elev. Jalan existing di Axist of Cofferdam = + 661,80 m



60

+ 656.00

+ 652.00

Axis

t of

Cof

ferd

am

1.751

+ 661.00Top of Wall Diversion

Elev.Tanah Asli (NGL)

+ 661.50

m1

m1

21

+ 661.00

+ 651.50

Elev. tanah dasar (NGL) di Axist of Reference Cofferdam = +653,3 m.

Elev. renc. tanah dasar cofferdam di Axist of Ref. Cofferdam = + 651,5 m.

Karena cofferdam upstream ini didesain boleh melimpas, maka tidak

diperlukan tinggi jagaan pada cofferdam upstream.

H = (+ 661,00) – (+ 651,50)

= 9,5 m

Elev mercu = (+ 651,50) + 9,5

= + 661,00 m

Elev mercu lebih rendah 0,8 m dari elevasi jalan existing sehingga tidak

diperlukan pekerjaan tambahan untuk konstruksi jalan existing.

6.8.2. Lebar Mercu Cofferdam Upstream

Lebar mercu cofferdam minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut

B = 3,6 H1/3 – 3,0

B = 3,6 (9,5)1/3 – 3,0

= 4,62 m ....... (diambil B = 5 m)

6.8.3 Kemiringan Cofferdam Upstream

Kemiringan cofferdam ditentukan oleh material yang akan digunakan dengan

memperhatikan situasi, kondisi dan posisi Axist of Dam agar cofferdam (bagian hilir)

tidak mengganggu pekerjaan bendung itu sendiri (memberikan space/ruang cukup).

Direncanakan :

Kemiringan Hulu = 1:2

Kemiringan Hilir = 1:1,75

Dengan perhitungan kemiringan tersebut maka di Axist of reference Cofferdam

didapat :

Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hilir : + 652,0 m

Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hulu : + 655,5 m



61

Gambar 6.26 Lebar mercu dan kemiringan cofferdam

6.8.4 Material Konstruksi

Pada umumnya dalam pembuatan rencana teknis bendungan zonal dibuat

sedemikian rupa sehingga baik ke arah hilir maupun ke arah hulu dari inti kedap air

tersusun berurutan dari bahan-bahan yang permeabilitasnya semakin meningkat.

6.8.4.1. Zone Inti Kedap Air

Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan tanah liat

(clay). Tanah maupun tanah liat yang dipakai sebagai bahan timbunan lapisan kedap air

ini haruslah memenuhi persyaratan utama untuk bahan kedap air, yaitu :

▪ koefisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan.

▪ tingkat deformasi yang rendah.

▪ mudah pelaksanaan pemadatannya.

▪ tidak mengandung zat-zat organis serta bahan mineral yang mudah terurai lebih dari

5 %. Hal ini untuk mencegah penurunan yang terlalu besar.

Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal ini

ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi (k) bahan

zone kedap air supaya tidak melebihi nilai 1 x 10-5 cm/det. Hal ini bertujuan untuk

mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Dalam

zone kedap air pada hakekatnya semakin halus butiran suatu bahan maka koefisien



62

filtrasinya semaki rendah dan Untuk mendapatkan nilai (k) yang memenuhi syarat

untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan berdasarkan prosentase butiran tanah yang

lolos saringan No. 300 (Suyono Sosrodarsono, 1989). Gradasi bahan kedap air

biasanya mempunyai ukuran butiran seperti tertera pada gambar..Hasil–hasil penelitian

menunjukkan bahwa apabila suatu bahan dimana butiran halus yang dapat melalui

saringan No.200 lebih rendah dari 7% maka bahan tersebut biasanya lulus air .Apabila

lebih dari 50 % yang dapat melalui saringan tersebut,maka bahan tersebut juga tidak

bisa digunakan untuk bahan kedap air.

Gambar 6.27 Gradasi bahan material cofferdam

Direncanakan :

Lapisan (zone) inti kedap air cofferdam menggunakan :



63

▪ Bahan/material = clay ( lempung).

▪ K maks = 1 x 10-5 cm/det.

6.8.4.2 Zona Transisi/Filter

Zona-zone timbunan tanah dan zone-zone timbunan batu pada tubuh cofferdam

dipisahkan dengan suatu zone-zone peralihan. Zone peralihan berfungsi mencegah

kemungkinan lepasnya butiran-butiran halus bahan pengisi pada lapisan yang

dilindunginya akibat aliran air. Zone-zone dengan ketebalan tipis biasanya disebut

lapisan filter sedangkan zone yang tebal biasanya disebut zone transisi. Bahan yang

bisa digunakan dalam zone transisi adalah pasir dan kerikil. Bahan-bahan tersebut

supaya mempunyai kekuatan geser dan kemampuan meluluskan air yang memadai.

Penentuan ketebalan lapisan transisi bukan hanya di dasarkan pada perhitungan-

perhitungan teoritis, tetapi juga dipertimbangkan faktor-faktor praktis serta faktor

keamanan lainnya. Sebagai contoh dapat kiranya diikuti uraian sbb:

▪ Apabila diperoleh bahan pasir sungai berbutir hampir seragam dan butirannya

berbentuk bulat dengan koefisien filtrasi K = 1 x 10-2 ~ 1 x 10-3 cm/dtk maka secara

teoritis bahan seperti ini dapat di gunakan sebagai filter dengan ketebalan antara 20

s/d 30 cm saja.

▪ Akan tetapi dengan mempertimbangkan faktor-faktor praktis dan faktor keamanan

baik pada saat penimbunannya, saat exploitasinya, serta faktor besarnya debit

filtrasi yang harus diluluskan, maka dalam pelaksanaannya filter dari bahan

semacam ini dapat mencapai ketebalan antara 2 s/d 3 meter.

Berdasarkan hal tersebut diatas maka untuk lapisan transisi/filter cofferdam

direncanakan :

▪ Bahan/material = sandy clay.

▪ Nilai Kmaks = 1 x 10-3 cm/det.

▪ Tebal zone filter = 0,3 m.

▪ Kemiringan zone filter = 1: 0,25.

▪ Tebal lapisan transisi = 0,75 m.

▪ Kemiringan zone transisi= 1: 0,25.



64

6.8.4.3 Lapisan Pelindung dan Penyangga

Merupakan lapisan yang berfungsi untuk melindungi dan menyangga muatan

yang bekerja serta berguna untuk mengeringkan air yang berasal dari lapisan kedap

air, air hujan, dan air di sela-sela lapisan yang ada sesudah permukaan air turun.

Material yang digunakan sebagai bahan timbunan lapisan ini merupakan material

batuan kasar dengan gradasi yang cukup baik. Mengingat potensi di sekitar area

konstruksi banyak dijumpai batuan gunung, maka hal ini akan lebih memudahkan

pelaksanaannya. Adapun dalam pemilihan diameter batuan untuk lapisan ini harus

dicek/dikontrol terlebih dahulu agar material batuan tersebut mampu menahan gaya-

gaya yang bekerja.

Untuk lapisan (zone) pelindung dan penyangga cofferdam upstream sebagai

konstruksi sistem dewatering pada pelaksanaan pembangunan Bendung Gerak Tulis

direncanakan :

▪ Bahan/material : Batuan gunung.

6.9. PERHITUNGAN DIMENSI BATUAN COFFERDAM

6.9.1 Perhitungan Dimensi dan Kontrol Batuan di Hilir

Dibagian hilir cofferdam upstream perlu ditinjau dimensi batuannya karena

adanya limpasan. Cofferdam upstream untuk pelaksanaa Bendung Gerak Tulis

direncanakan diperbolehkan sesekali terjadi limpasan dengan debit yang lebih besar

dari debit rencana (Qd) pada perhitungan diversion channel.

A. Perhitungan Tinggi Limpasan

Data perhitungan :

▪ Qd = Q10 = 409,631 m3/dtk (aman)

▪ Q50 = 462,627 m3/dtk (melimpas)

▪ Elev ma = + 661,00 m (FWL)

▪ Elev. Cofferdam Ups = + 661,00 m

▪ Elev. Top of Wall (Sta.00+00-Sta.00+016) = + 661,50 m

▪ L cofferdam = 44,5 m



65

0.21

Mercu Control Strukture+ 654

+ 661.00Cofferdam Upstream1

2

CL

Jalan Existing Lama+ 661.5

▪ B div Channel Sta.00+010 (Mercu Control Strukture) = 13 m

Gambar 6.28 Hubungan konstruksi cofferdam u/s dan diversion channel

Dari gambar diatas, maka debit yang mengalir saat terjadi Q50 = QDL :

Q50 = 462, 627 m3/dtk

= QLewat Cofferdam + QLewat Div. Channel

= Q1 + Q2

Rumus:

Q = 1,704.c.b.H13/2 ........................................................................ (6.5)

(Sodibyo, Teknik Bendungan, hal 322)

Di mana:

c = angka koefisien bentuk penampang (bentuk persegi empat = 0,82)

b = panjang konstruksi (m)

Hi = kedalaman air disebelah hulu ambang (tinggiu limpasan)

a. Melalui Cofferdam

QCofferdam (Q1) = 1,704 C b H13/2

= 1,704 x 0,82 x 44,5 x H13/2

= 62,19 H13/2

b. Melalui Div. Channel

QDiv.Channel (Q2) = 1,704 C b H23/2

= 1,704 x 1 x 13 x H23/2

= 22,15 H23/2

Tabel 6.20 Perhitungan trial error h limpasan No

H1 (limpasan)

Elev MA

H1^(3/2) H2

H2^(3/2) Q1 Q2 Qtot

Ket



66

+ 656.00

+ 652

Axis

t of C

offe

rdam 1.75

1

Top of Wall Diversion+ 661.50

0.251

0.251

+ 651.5

+ 661.00+ 659.47

Sta.00+00 Sta.00+010

Sta.00+020.5 Sta.00+027

Sta.00+016

Sta.00+042

21

+ 661.30 + 660.21

Sta.00+018.5

m m m m3/dtk m3/dtk m3/dtk

1 2 3 4 5 (6 )= 62.18

*(3) (7 )= 22.1

*(3) (8)=6+7 9

1 0.00 661.00 0.00000

0 7 18.52025

9 0.00000 409.29773 409.2977

3 ≈ Qd

2 0.20 661.20 0.08944

3 7.20

19.319627 5.56155 426.96376

432.52531

3 0.30 661.30 0.16431

7 7.30

19.723514 10.21722 435.88966

446.10687

4 0.46 661.46 0.31198

7 7.46

20.375498 19.39936 450.29852

469.69788

≈ Q50

5 0.50 661.70 0.35355

3 7.70

21.366633 21.98395 472.20259

494.18654

Dari trial error di atas didapat :

▪ Q1 = 19,39 m3/dtk (limpas cofferdam)

▪ Q2 = 443,175 m3/dtk (lewat diversion)

▪ HmaLimpas di cofferdam = 0,46 m

B. Kapasitas Penampang Diversion terhadap Q50

Perhitungan ini berkaitan dengan tinggi top of wall yang telah direncanakan

apakah masih mampu melewatkan Q50 = QDL tanpa melimpas ke cofferdam (bagian

hilir) dan area pekerjaan bendung. Segmen diversion yang akan ditinjau adalah segmen

dari Sta.00+00-Sta.00+027. Hal ini di karenakan di stasiun tersebut adalah segmen

awal diversion yang berhubungan langsung dengan cofferdam upstream. Jika segmen

ini mampu melewatkan Q50 = QDL maka dengan adanya tinggi jagaan dipastikan

segmen diversion lainnya juga akan mampu melewatkan Q50 = QDL.

Gambar 6.29 Hub limpasan cofferdam dan tinggi Top of Wall



67

S ta .0 0 + 0 0 0 S ta .0 0 + 0 1 0 S ta .0 0 + 0 1 6

+ 6 5 3 .2 0A

B C 1

1 :4+ 6 5 4 .0 0

+ 6 5 31 .4 %

Dalam menghitung kemampuan penampang diversion pada saat terjadi Q50, maka

yang perlu diperhatikan adalah kenaikan MA akibat bertambahnya debit yang lewat

dalam diversion.

Diketahui:

▪ Q1 = 19,39 m3/dtk (limpas cofferdam)

▪ Q2 = 443,175 m3/dtk (lewat diversion)

▪ HmaLimpas di cofferdam = 0,46 m

▪ Hma diversion channel saat dilewati Qd:

Sta Hma m

Sta.00+000 7.800Sta.00+010 4.660Sta.00+016 5.830Sta.00+020.5 6.700Sta.00+027 6.190

» Perhitungan

▪ Hma di Sta. 00+00-Sta.00+016

Gambar hubungan Hma pada saat masuk (Sta.00+00) dan saat di mercu control

strukture (Sta.00+010) dapat di lihat dalam gambar 6.27.

Gambar 6.30 Hma di Mercu Control Strukture



68

Rumus:

Hcr = 132 H×

H1 = HB – Z

▪ Hma di Sta. 00+016-Sta.00+027

Perhitungan di Sta.00+016-Sta.00+027 menggunakan persamaan energi, dimana

langkah perhitungan telah dijelaskan pada subbab sebelumnya.

Rumus Pers.Energi:

∆Z + EY = EZ + hfZ

ZZ

ZY

Y hfg

VHg

VHZ ++=++∆ )2

()2

(22

Berdasarkan rumus-rumus perhitungan di atas, maka perhitungan dan hasilnya

dapat dilihat dalam tabel-tabel berikut ini :



69

Tabel 6.21 Hma di mercu control strukture untuk awal perhitungan Hma akibat Q50

Sumber :Hasil Perhitungan

Tabel 6.22 Hasil perhitungan Hma (dengan persamaan energi) saat Q50 = QDL

Sta Hma m

Sta.00+000 8.26 Sta.00+010 4.97 Sta.00+016 6.20 Sta.00+020.5 7.25 Sta.00+027 6.60

Sumber: Hasil Perhitungan

Kondisi HL Q1 Q2 Elv.MA Cofferdam =

Elv.MA Sta.00+00 Elv. Dasar Sta.00+00

H MA di Sta.00+00

Elv. dasar Mercu

(Sta.00+010) H1

H MA di mercu

(Hcr) Elv. MA

Sta 00+010 Elv

Top of Wall Ket

1 2 3 4 5 (6)=4-5 7 (8)=4-7 (9)=(2/3)*8 (10)=7+9 11 12 m m3/dtk m3/dtk m m m m m m m m

Tidak Melimpas (Qd = 409,631 m3/dtk) 0 0.00 409.29773 661.00 653.2 7.8 654 7 4.667 658.67 661.500

Div. Mampu

Melimpas (Q50 = 462,627 m3/dtk 0.46 19.40 450.29852 661.46 653.2 8.26 654 7.46 4.973 658.97 Menampung



70

Tabel 6.23 Perhitungan kemampuan diversion saat Qd da Q50

Sta Jarak Elv. dasar Sta H MA Qd H MA QL H dinding Elv MA (Qd) Elv MA (Q50) Elv. Top of Wall Ket m m m m m m m m

Sta.00+000 0 653.2 7.800 8.26 8.30 661.000 661.46 661.50 Mampu Menampung

Sta.00+010 10 654 4.660 4.973 7.50 658.660 658.97 661.50 Mampu Menampung

Sta.00+016 16 653 5.830 6.20 8.50 658.830 659.20 661.50 Mampu Menampung

Sta.00+020.5 20.5 652.91 6.700 7.25 7.30 659.610 660.16 660.21 Mampu Menampung

Sta.00+027 27 652.78 6.190 6.60 6.79 658.970 659.38 659.57 Mampu Menampung Sumber: Hasil Perhitungan

Kemampuan H Top of Wall Terhadap Kenaikan H MA

657.0

658.0

659.0

660.0

661.0

662.0

0 10 16 20.5 27Stasiun

Elev

.MA

(m)

Hma (QD)

Hma (Q50=QDL)

H Top of Wall

Gambar 6.31 Digram kemampuan H Top of Wall terhadap kenaikan Hma dalam kondisi

Qd dan Q50



71

+ 661.50

+ 661.00

+ 652.00

+ 658.00

+ 655.00

B. Dimensi dan Kontrol Batuan di Hilir

Gambar 6.32 Limpasan pada cofferdam

» Perhitungan:

Diketahui:

Q1 = 19,39 m3/dtk

= 20 m3/dtk (limpas cofferdam)

▪ Titik A ( ZA = 9,5 m)

VA = ( ))5,0(2 HZg A −

= )46,05,05,9(81,92 ×−××

= 13,48 m/dtk

hA = 5,4448,13

20×

= 0,034 m

▪ Titik B (ZB = 6,5 m)

VB = ( ))5,0(2 HZg B −

= )46,05,05,6(81,92 ×−××

= 11,09 m/dtk

hB = 5,4409,11

20×

= 0,041 m



72

▪ Titik C

VC = ( ))5,0(2 HZg C −

= )46,05,05,3(81,92 ×−××

= 8,01 m/dtk

hC = 5,4401,8

20×

= 0,056 m

» Perencanan diameter batuan

Direncanakan:

D = 0,2 m

Wρ 3/0,1 mt=

Sρ3/1,2 mt=

∆w

WS

ρρρ −

=

= 1

11,2 −

= 1,1

» Kontrol Diameter Batuan

▪ Dititk A : + 652 m ; h A = 0,034 m; VA=13,48 m/dtk

1. DhgDcrV 6log0,1*∆=

2,0034,06log0,1*2,081,965,1 ×

××=

= 1,8 x log 1,02

= 0,0155 m/dtk < 13,48 m/dtk ............................ (tidak stabil)

2 Metode Isbash (1935)

gDcrV ∆= 22,1



73

= 2,081,965,122,1 ×××

= 3,053 m/dtk < 13,48 m/dtk ................................. (tidak stabil)

3. Metode Goucharov

gDD

hcrV ∆= *8,8log75,0

2,081,965,1*2,0

034,08,8log75,0 ×××

=

= 0,236 m/dtk < 13,48 m/dtk ................................ (tidak stabil)

▪ Dititk B = + 655,1 m ; h B =0,041 m; VB = 11,09 m/dtk


2,0041,06log0,1*2,081,965.1 ×

××=

= 1,8 x log 1,23

= 0,162 m/dtk < 11,09 m/dtk ............................. (tidak stabil)


gDcrV ∆= 22,1

= 2,081,965,122,1 ×××

= 3,053 m/dtk < 11,09 m/dtk ........................... (tidak stabil)

3. Metode Goucharov

gDD

hcrV ∆= *8,8log75,0

2,081,965,1

2,0041,08,8log75,0 ×××

×=

= 0,346 m/dtk < 11,09 m/dtk .......................... (tidak stabil)



74

▪ Dititk C = + 658,2 m ; h C = 0,056 m ; VC = 8,01 m/dtk


2,0056,06log0,1*2,081,965.1 ×

××=

= 1,8 x log 1,68

= 0,41 m/dtk < 8,01 m/dtk ................................... (tidak stabil)


gDcrV ∆= 22,1

= 2,081,965,122,1 ×××


3. Metode Goucharov

gDD

hcrV ∆= *8,8log75,0

2,081,965,12,0056,08,8log75,0 ×××

×=


Kesimpulan :

▪ Bila menggunakan QDL = Q50 maka akan terjadi limpasan di cofferdam upstream

sebesar Q1 = 19,39 m3/dtk setinggi 0,46 m.

▪ Dari hasil perhitungan stabilitas batuan cofferdam upstream terhadap debit limpasan

dengan D = 0,2 m di hilir (pada posisi A,B,C) akan terlarut/bergerak, karena itu perlu

diberi penguat (concrete dan tulangan) di bagian hilir dan mercu bendung.

6.9.3 Perhitungan Dimensi dan Kontrol Batuan Di Hulu

Dibagian hulu cofferdam upstream telah diketahui ada inlet drain yang

merupakan anak Kali Tulis dimana arah alirannya diperkirakan akan menghantam

cofferdam. Bila cofferdam upstream dalam keadaan menahan debit rencana dengan



75

+ 658.8

+ 657

+ 656

+655.00

+660.00

JEMBATAN

K A L I T U L I S+654.00

+653.00

AX

IS O

F RE

FERE

NCE

CO

FFER

DA

M

JALAN ASPAL LAMA

JALAN RELOKASI

+ 657.00

+658.00

+659.00

+ 656.00

A

B

tinggi ma tetentu, maka dikhawatirkan akan terjadi olakan (turbulence) akibat adanya

petemuan aliran Kali Tulis dengan inlet drain. Efek olakannya bisa menyebabkan

bergesernya material batuan di hulu cofferdam upstream.

Gambar 6.33 Detail situasi dan kontur di inlet drain

Gambar 6.34 Pot. A-B



76

Gambar 6.35 Box coffer pada jembatan

A. Perhitungan Tinggi dan Kecepatan Aliran Inlet Drain

» Diketahui:

Qas = 60,939 m3/dtk (debit inlet drain/anak Kungai Tulis)

S = 60

6568,658 −

= 0,0467

n = 0,012 (angka kekasaran manning saluran)

» Perhitungan:

A1 = 2,5 x h

P1 = 2,5 + 2h

R1 = 1

1

PA

= h

h25,2

5,2+×

V1 = 2/13/21

1 IRn

××

= 2/13/21 0467,0

012,01

×× R

= 18,01R2/3



77

Cofferam Upstream

Div

ersio

n

Kali T

ulis

Inlet DrainTerjadi olakan/turbelence

Q1 = V1 x A1

Qtot = 4 x Q1

Tabel 6.24 Perhitungan trial error hma dan V di inlet drain

No h b P A R^(2/3) V Q1 Qtot Ket m m m m2 m m/dtk m3/dtk m3/dtk

1 0.3 2.5 3.1 0.75 0.388269 6.99273 5.244547 20.97819 2 0.4 2.5 3.3 1 0.451153 8.125269 8.125269 32.50108 3 0.5 2.5 3.5 1.25 0.503378 9.065846 11.33231 45.32923 4 0.6 2.5 3.7 1.5 0.547763 9.865219 14.79783 59.19131 5 0.61 2.5 3.72 1.525 0.551846 9.938747 15.15659 60.62636 ≈ Q as 6 0.62 2.5 3.74 1.55 0.55587 10.01122 15.51739 62.06958

Dari tabel trial error diatas didapat :

▪ h = 0,61 m

▪ V = 9,939 m/dtk

B. Kontrol Stabilitas Batuan Terhadap Turbulence Effect

Turbulence effect (olakan) terjadi karena adanya pertemuan aliran air dengan

kecepatan tertentu dari Kali Tulis dan dari inlet drain di upstream cofferdam yang

dapat menggeser posisi batuan di hulu cofferdam dari kedudukan semula.

Gambar 6.36 Skets pertemuan dua aliran



78

+ 656

+ 661.00

QL= 60.939 m3/dtk Terjadi olakan/turbelenceQd

B = 12 m

Gambar 6.37 Terjadinya olakan/turbulence

Diketahui:

▪ h1 = 0,61 m

▪ Q1 = 60,939 m3/dtk

▪ h2 = 5 m

▪ b Inlet drain (jembatan) = 12 m

▪ α = 0,7 (turbulence effect coeffisiennt)

» Kecepatan Izin

512939,60

1×

=V

= 1,02 m/dtk

Diameter batu dicoba = 0,3 m

» Kontrol Diameter Batuan

1.DhgDcrV 6log0,1*∆=

3,056log0,1*3,081,965.1 ×

××=

= 2,2 x log 100

= 4,4 m/dtk

Turbulence effect

crV = 4,4 x α (turbulence effect)



79

= 4,4 x 0,7

= 3,08 m/dtk > 1,02 m/dtk ........................................ (stabil)

2. Metode Isbash (1935)

gDcrV ∆= 22,1

= 3,081,965,122,1 ×××

= 3,74 m/dtk

Turbulence effect

crV = 3,74 x α

= 3,74 x 0,7

= 2,62 m/dtk > 1,02 m/dtk ........................................ (stabil)

3. Metode Goucharov

gDD

hcrV ∆= *8,8log75,0

3,081,965,13,0

58,8log75,0 ××××

=

= 3,58 m/dtk

Turbulence effect

crV = 3,58 x α

= 3,505 x 0,7

= 2,51 m/dtk > 1,02 m/dtk ......................................... (stabil)

Kesimpulan :

Cofferdam pada bagian hulu menggunakan material batu Dmin = 0,3 m



80

+ 656

+ 652

Axis

t of C

offe

rdam

1.751

+ 661.00


+ 661.00

KETERANGANA = Lapisan Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.3 m)B = Lapisan Filter (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)D = Lapisan Transisi (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)C = Lapisan Inti Kedap Air (Clay,K maks = 1 x 10^-5 cm/dtk)E = Lapisan Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.2 m)

0.251

0.251

21

AB

C

DE Lap. Beton

Tulangan Baja

+ 656

+ 652+ 651.5

Gambar 6.38 Detail Cofferdam Upstream dan material penyusunnya



81

m1

m1

m1

m1

G a ris D e p re s i M o d ifik a s i

6.10 ANALISA STABILITAS COFFERDAM UPSTREAM

6.10.1 Stabilitas Cofferdam Terhadap Aliran Filtrasi

A. Formasi Garis Depresi Tubuh Cofferdam Tanpa Drainase Kaki

Gambar 6.39 Skema garis depresi

» Garis depresi untuk Zone Inti Kedap Air (Core)

Diketahui :

h = 9,50 m (kondisi FSL)

l1 = 2,374 m

l2 = 7,525 m

α = 75,97º

d = 21.3,0 ll + = 8,237 m

ddhY −+= 220

= 237,8237,85,9 22 −+

= 4,338 m

2yo = 2,168 m

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :

200.2 yxyy +=

8,186734,8 += x



82

30 60 90 120 150 1800,0

0.1

0.2

0.3

0.4

C =

ξa/

(a+ ξ

a)

60<ξ>180

ξ = sudut bidang singgung

Bid

ang

verti

kal

Dari pers. di atas diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x (m) -2.1675 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9y (m) 0.0 4.3 5.2 6.0 6.7 7.3 7.9 8.4 8.9 9.4 9.8

Gambar 6.40 Grafik hubungan antara sudut bidang singgung (α) dengan aa

a∆+

∆

Untuk α = 75,97o berdasarkan grafik pada gambar 6.40 didapat nilai:

C = aa

a∆+

∆ = 0,23

maka :

αcos10

−=∆+

ya a

= 2424,01

338,4−

= 5,726 m

C = aa

a∆+

∆

∆a = 0,23 x 5,726

= 1,317 m

726,5=∆+ aa

a = 5,726 - 1,317

= 4,41 m

600<α<1800

α = sudut bidang singgung



83

21

+ 652

1.751

+ 661

+ 651.5

+ 661

+ 656

0.251 0.25

1

Core Garis Depresi Modifikasi

» Garis Depresi Zone Lulus Air

Diketahui :

k1 = 1 x 10-5 cm/dtk (Zone Core)

k2 = 1 x 10-3 cm/dtk (Zone Lulus air)

h2 = 02

1 yKK

×

= 0,04 m

22h = 0,02 m

Persamaan bentuk dasar garis depresi dapat diperoleh dengan persamaan :

y = 2222 hxh +

= 0016,008,0 +x

Dari persamaan di atas dapat diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x (m) -0.02 0 2 4 6 8 10 12 14 16y (m) 0.000 0.040 0.402 0.567 0.694 0.801 0.895 0.981 1.059 1.132

Hasil perhitungan formasi garis depresi dapat dilihat pada gambar 6.41

Gambar 6.41 Garis depresi cofferdam



84

+ 651.5

+ 661.00

+ 656

0.251 0.25

1

+ 652

+ 655

+ 658

+ 661

+ 652

A

B

C

+ 661

B. Kapasitas Aliran Filtrasi (Seepage)

Kapasitas aliran filtrasi adalah kapasitas rembesan air yang mengalir ke hilir

melewati core (zone inti kedap air) tubuh dan pondasi cofferdam. Kapasitas aliran

filtrasi perlu dihitung untuk persiapan pekerjaan kolam penampungan dan pompa.

Rumus :

Qf = Bq ×∑ ...................................................................................... (6.5) (Suyono Sosrodarsono,Bendungan Type Urugan.Hal 166)

q = Aik ××

i = Lh∆

dimana :

Qf = debit aliran filtrasi (m3/dtk)

q = kapasitas filtrasi per unit panjang tubuh cofferdam (m3/dtk)

B = lebar cofferdam (m)

k = koeffisien filtrasi core (cm/dtk)

i = gradien hidrolis

A = luas pot. Lintang yang di lalui air filtrasi per unit lebar (m2)

Gambar 6.42 Skema perhitungan seepage



85

Gambar 6.43 Pot Penampang melintang cofferdam

Diketahui :

k = 1x10-5 cm/dtk

Tabel 6.25 Perhitungan Seepage

Block Elev. MA Elev. Bolck ∆h Panjang Rata2 i Ketebalan Rata2 q B Qf

m m m m m m3/dtk/m m m3/dtk

1 2 (3) = 1 - 2 4 (5)= 3/4 6 (8)=5*6*7 9 (10)=8*9

A 661 655 6 9.25 0.64865 2.75 1.8E-05 35 6.2E-04 B 661 653.3 7.7 9.15 0.84153 2.7 2.3E-05 30 6.8E-04 C 661 652.25 8.75 9.5 0.92105 2.3 2.1E-05 10 2.1E-04

Qf total 1.5E-03

Dari tabel perhitungan di atas didapat debit seepage total Qf = 1,5x10-3 m3/dtk

Syarat :

Qf ≤ 2 % Qinflow

1,5x10-3 ≤ 2 % x 409,631

1,5x10-3 m3/dtk ≤ 8,192 m3/dtk .............................................. (memenuhi)

C. Tinjauan Terhadap Gejala Sufosi (Piping) dan Sembulan (Boiling)

Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir, dimana komponen

vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan

cofferdam, kecepatannya disebut kecepatan kritis. Oleh karena itu, kecepatan aliran

filtrasi dalam tubuh dan pondasi cofferdam perlu di batasi. Secara teoritis dapat

dihitung dengan menggunakan rumus sbb :



86

γ..1

Fgw

c =

Di mana :

c = kecepatan kritis (m/dtk)

γw = Berat jenis air ( t/m3)

w1 = berat efektif bahan per m3

g = gravitasi = 9,81 m/det²

F = luas permukaan yang menampung aliran filtrasi per m2

Diketahui :

γclay = 1,8 t/m3

γw = 1,0 t/m3

wtot = 1,8 t (tiap m3)

ww = 1,0 t (tiap m3)

wtot = w1-ww

w1 = 1,8 – 1

= 0,8 t (tiap m3)

▪ Kecepatan kritis

Ccr = 11

81,98,0×× = 2,8 m/det

▪ Kecepatan rembesan yang terjadi

ikV .=

= lhk ∆

×

Di mana :

K = koefisien filtrasi = 1 x 10-5 m/det

i = gradien debit rata-rata = 0,804 (dari tabel 6.20)



87

804,0101 5 ×= −xV

= 8,04 x 10-7 m/det < Ccr ................................................... aman

6.10.2 Stabilitas Lereng Cofferdam Upstream

Keadaan berbahaya yang harus ditinjau di dalam perhitungan stabilitas lereng

cofferdam adalah :

a. Pada Saat Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air)

Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu dan

hilir. Tanah timbunan masih mengandung kadar air pada saat proses pemadatan

timbunan sehingga tekanan air pori besar pengaruhnya terhadap stabilitas cofferdam.

Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat pada tabel (6.30),

(6.31) dan gambar (6.45), (6.46)

b. Pada Saat Air Cofferdam Mencapai Elevasi Penuh

Pada saat cofferdam terisi penuh maka terjadi aliran filtrasi (rembesan) tetap.

Semakin tinggi permukaan air adalah merupakan keadaan yang berbahaya. Dalam

kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau terutama di sebelah hilir.


(6.33) dan gambar (6.47), (6.48)

c. Pada Saat Cofferdam Mengalami Penurunan Air Mendadak (Rapid Drawdown)

Pada saat cofferdam terisi penuh maka tekanan air pori sangat besar dan saat

terjadi rapid drawdown, maka tekanan air pori masih tertinggal di dalam lapisan

timbunan dimana kecepatan hilangnya sangat lambat sehingga timbunan masih terisi

air dan dalam keadaan basah maka beratnya menjadi bertambah besar karena tekanan

air ke atas tidak ada lagi. Dalam kondisi ini stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng

sebelah hulu.



88

}{ 2,1)(

tan)(≥

+∑−−+∑

=TeT

NeUNClFs φ

m1

m1

1 23

45

67

8 9

m1

m1

o

R

Core

Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat tabel (6.34) ,(6.35) dan

gambar (6.49), (6.50)

Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor diatas digunakan persamaan

berikut :

Gambar 6.44 Sketsa perhitungan longsor

Di mana :

Fs = factor keamanan.

C = angka kohesi setiap irisan bidang luncur (t/m2).

L = Panjang lengkung lingkaran (m).

N = Beban komponen vertical dari berat tiap irisan bidang luncur ( t ).

U = Tekanan air pori pada tiap irisan bidang luncur.

T = Beban komponen tangensial dari berat tiap irisan bidang luncur ( t ).

Ne = Komponen vertical beban seismic pada tiap irisan bidang luncur.

Te = Komponen tangensial beban seismic pada tiap irisan bidang luncur.

e = Intensitas seismic horizontal.



89

Dalam perhitungan analisa stabilitas cofferdam diatas direncanakan memasukkan

beban akibat pengaruh seismic (gempa).

6.10.2.1 Perhitungan Intensitas Seismic Horizontal (e)

Tabel pembagian zone gempa di Indonesia yang digunakan untuk membantu

perhitungan dapat dilihat di bawah ini sedangka peta pembagian wilayah gempa dapat

dilihat dalam Bab II.:

Tabel 6.26 Koefisien Gempa

Zone Koefisien (Z) Keterangan

A

B

C

D

E

F

1,90-2,00

1,60-1,90

1,20-1,60

0,80-1,20

0,40-0,80

0,20-0,40

Banjarnegara

Sumber : DHV Consultant 1991

Tabel 6.27 Percepatan Dasar Gempa

Periode Ulang (tahun) Percepatan dasar gempa (Ac)

(cm/dt²)

10

20

50

100

200

500

1000

5000

10000

98,42

119,62

151,72

181,21

215,81

271,35

322,35

482,80

564,54

Sumber : DHV Consultant 1991



90

Tabel 6.28 Faktor Koreksi Tipe Batuan Faktor (V)

Rock Foundation

Diluvium (Rock Fill Dam)

Aluvium

Soft Aluvium

0,9

1,0

1,1

1,2

(Sumber : DHV Consultant 1991)

Dari data pada tabel-tabel di atas, maka dapat ditentukan nilai :

▪ Koefisien gempa z = 0,7

▪ Percepatan dasar gempa Ac = 98,42 cm/dt²

▪ Faktor koreksi V = 1

▪ Percepatan grafitasi g = 980 cm/dt²

Perhitungan nilai e e = gVAcz ..

= 980142,987,0 ××

= 0,07

6.10.2.2 Perhitungan Stabilitas Cofferdam terhadap Longsor

» Data Teknis Cofferdam Upstream

Diketahui:

▪ Tinggi Cofferdam = 9,5 m

▪ Lebar Mercu = 5 m

▪ Kemiringan Hulu = 1 : 2

▪ Kemiringan Hilir = 1 : 1,75

▪ Elevasi MA (FSL) = + 661 m

▪ Tinggi Air = 9,5 m

▪ Formasi Garis Depresi tertera dalam gambar 6.41.



91

}{ 2,1)(

tan)(≥

+∑−−+∑

=TeT

NeUNClFs φ

Direncanakan:

Spesifikasi material lapisan cofferdam

Tabel 6.29 Data perencanaan teknis material sebagai dasar perhitungan

Zone C (t/m2) Ø Tan Ø γBasah(t/m3)

γSat (t/m3) Intensitas Seismik (E)

Zone Kedap Air/core (clay) 4.00 25 0.46 1.80 2.00 0.07

Zone Lulus Air (Batuan) 0.00 42 0.90 2.00 2.20

» Rumus Perhitungan Stabilitas Lereng Cofferdam:



92

1.751

21

1 23

45

67

8 9

+ 661 .00

+ 656.00

+ 651 .50

0 .251

0 .251

o

R =17.09

C ore

+ 652.00

+ 656.00

123

45

67

8

910

11

+ 651.50

o

Core0.25

10.251

1.751

21

R=21.2

+ 661.00

+ 652.00

1. Kondisi Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air/Kosong) ▪ Lereng Hulu

Gambar 6.45 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi baru dibangunn

▪ Lereng Hilir

Gambar 6.46 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi baru dibangunn



93

1.751

21

12

34

56 7 8 9

+ 661.001.75

12

1

+ 661.00

0.251

0.251Core

+ 656.00

o

R =17.09

+ 652.00

G aris D epresi

+ 651.50

+ 656.00

123

45

67

8

910

11

+ 651.50

o

Core0.25

10.251

1.751

21

R=21.2

+ 661.00+ 661.00

+ 652.00

Garis Depresi

2. Cofferdam dalam Kondisi Mencapai Elevasi MA Penuh

▪ Lereng Hulu

Gambar 6.47 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh

▪ Lereng Hilir

Gambar 6.48 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh



94

1.751

21

1 2 34

56 7

8 9+ 661 .00 1 .75

11

+ 661 .00

0 .251

0 .251C ore

+ 656 .00

o

R =17.09

G aris D epresi

+ 658 .50

+ 651 .50 + 652 .00

1 .7 51

21

1 2 34

56 7

8 9

+ 661 .001 .7 5

12

1

+ 661 .00

0 .2 51

0 .2 51C o re

+ 6 56 .0 0

o

R =17.09

G aris D ep resi

+ 65 7 .00

+ 65 2 .00+ 65 1 .50

3. Cofferdam dalam Kondisi Draw Down Di Hulu ▪ Draw down di Hulu (Elv. MA + 658,50)

Gambar 6.49 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowmi( Elv. MA + 658,50)

▪ Draw down (Elv. MA + 657,00)

Gambar 6.50 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 657,00)



95

Tabel 6.30 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hulu

Pias B H A γ B W Wtot α e sin α cos α T = W sin

α N = W cos

α Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL

m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m

t/m2 t/m

1 2.331 1.85

8

2.17

2.40 5.20 5.20

-13.0

8

0.07

-0.226

3

0.9741 -1.176 5.06 0.35 -0.08 1.858 2.40

0 4.58 0.51

0.00 0.00

2 1.800

1.955

3.52

2.40 8.45 8.45 -6.05 0.0

7

-0.105

4

0.9944 -0.890 8.40 0.59 -0.06 1.955 1.81

2 3.56 4.41

3 1.800

2.764

4.98

2.40

11.94

11.94 0.00 0.0

7 0.000

0 1.000

0 0.000 11.94 0.84 0.00 2.764 1.802 4.98 6.26

4 1.800

3.396

6.11

2.40

14.67

14.67 6.05 0.0

7 0.105

4 0.994

4 1.546 14.59 1.02 0.11 3.396 1.811 6.18 7.47

5 1.800

3.825

6.89

2.40

16.52

16.52

12.16

0.07

0.2106

0.9776 3.481 16.15 1.13 0.24 3.825 1.84

5 7.22 7.82

6 1.800

4.054

7.30

2.40

17.51

17.51

18.42

0.07

0.3160

0.9488 5.534 16.62 1.16 0.39 4.054 1.89

7 8.11 7.31

7

1.137

4.085

4.64

2.40

11.15 17.0

1 24.9

0 0.07

0.4210

0.9070 7.160 15.43 1.08 0.50 4.076 2.00

4 9.01 12.87

4.00

30.75

1.429

3.905

2.79

2.10 5.86

8 1.800

3.393

6.11

2.10

12.83

12.83

31.79

0.07

0.5268

0.8500 6.757 10.90 0.76 0.47 3.393 2.09

9 8.38 0.94

9 3.063

2.795

4.28

2.10 8.99 8.99 41.9

9 0.07

0.6690

0.7433 6.014 6.68 0.47 0.42 2.795 4.14

7 15.59 -4.29

Jumlah 28.43 7.40 19.8

2 43.30 30.75

Fs = 40,743,2830,4375,30

++ =2,06 > 1,2 (aman)



96



97

Tabel 6.31 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hilir

Pias B H A γ B W Wtot α E sin α cos α T = W

sin α N = W cos α

Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL

m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m3 t/m 1

2.750 1.16 1.60 2.20 3.51 4.93 -6.20 0.07 -0.1080 0.9942 -0.533

4.90

0.343

-0.037 0.545

2.738

1.50

3.0969

0.00 0.00

0.74 1.02 1.40 1.42

2 1.800 1.68 3.02 2.20 6.64 8.72 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000

8.72

0.610

0.000

0.822

1.763

1.45

6.5406

0.82 1.48 1.40 2.07 3 1.800 2.54 4.56 2.20 10.04 12.22

4.70 0.07 0.0819 0.9966 1.001

12.18

0.853

0.070

0.864

1.800

1.56

9.4932 0.86 1.56 1.40 2.18

4 1.800 3.54 6.38 2.20 14.03 15.80 9.60 0.07 0.1668 0.9860 2.635

15.58

1.091

0.184

0.704

1.808

1.29

12.6935

0.70 1.27 1.40 1.77 5 1.800 4.22 7.60 2.20 16.72 17.45

14.47 0.07 0.2499 0.9683 4.360

16.90

1.183

0.305

0.577

1.838

1.10

13.9466 0.58 0.52 1.40 0.73

6 1.800 5.10 9.18 2.20 20.20 20.20 19.00 0.07 0.3256 0.9455 6.575 19.10 1.337 0.460 0.000 1.875 0.00 16.7719 7 1.800 5.47 9.85 2.20 21.66 21.66 24.00 0.07 0.4067 0.9135 8.810 19.79 1.385 0.617 0.000 1.913 0.00 17.2546 8 1.800 4.48 8.06 2.20 17.73 18.47

30.00 0.07 0.5000 0.8660 9.233

15.99

1.119

0.646

1.022

2.025

2.39

11.6602 1.025 1.02 0.52 1.40 0.73

9 1.800 3.87 6.97 1.82 12.68 15.51 34.00 0.07 0.5592 0.8290 8.674

12.86

0.900

0.61

1.428

2.175

3.75

3.9127

4.00 36.61

1.43 2.57 1.10 2.83 10 1.800 2.36 4.25 1.82 7.74 10.78

42.00 0.07 0.6691 0.7431 7.216

8.01

0.561

0.505

1.537

2.400

4.96

1.1706 1.54 2.77 1.10 3.04

11 2.400 1.81 2.17 1.82 3.94 5.63 50.40 0.07 0.7705 0.6374 4.334 3.59 0.251 0.303 1.294

3.938 7.99 -2.1676

2.362 1.29 1.53 1.10 1.68

Jumlah 52.307 9.63 94.3732 36.61

FS = 63,9307,52

373,9461,36+

+ = 2,11 > 1,2 (aman)



98

Tabel 6.32 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 658,5)

Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin

α N = W cos α

Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


t/m2 t/m

1 2.331

2.36 5.49

1.00 5.49

8.52 -13.08

0.07

-0.2263

0.9741 -1.929 8.30 0.58 -0.14 1.858 2.39

6 4.57 3.48

0.00 0.00

1.858

2.17

1.40 3.03

2 1.800

1.544

2.78

1.00 2.78

7.71 -6.05 0.07

-0.1054

0.9944 -0.812 7.66 0.54 -0.06 1.955 1.81

2 3.56 3.74 1.955

3.52

1.40 4.93

3 1.800

0.800

1.44

1.00 1.44

8.41 0.00 0.07

0.0000

1.0000 0.000 8.41 0.59 0.00 2.764 1.80

2 4.98 3.08 2.764

4.98

1.40 6.97

4

0.450

1.125

0.51

1.00 0.51

9.06 6.05 0.07

0.1054

0.9944 0.955 9.01 0.63 0.07 3.396 1.81

1 6.18 2.49 1.800

3.396

6.11

1.40 8.56

5 1.800

3.825

6.89

1.40 9.64 9.64 12.1

6 0.07

0.2106

0.9776 2.030 9.42 0.66 0.14 3.825 1.84

5 7.22 1.86

6 1.800

4.054

7.30

1.40

10.22

10.22

18.42

0.07

0.3160

0.9488 3.228 9.69 0.68 0.23 4.054 1.89

7 8.11 1.22

7

1.083

4.086

4.43

1.40 6.20

8.87 24.90

0.07

0.4210

0.9070 3.735 8.05 0.56 0.26 3.978 2.00

4 8.79 -0.46

4.00

30.75

1.429

3.406

2.43

1.10 2.68

8 1.800

0.875

1.58

1.82 2.87

7.56 31.79

0.07

0.5268

0.8500 3.982 6.43 0.45 0.28 2.445 2.09

9 6.04 0.05 2.370

4.27

1.10 4.69

9

3.064

1.900

5.82

1.82

10.60 11.2

8 41.99

0.07

0.6690

0.7433 7.545 8.38 0.59 0.53 1.334 4.14

7 7.44 0.19 1.334

0.930

0.62

1.10 0.68

Jumlah 18.74 5.27 15.65 30.7

5



99

FS = 27,574,1865,1575,30

++ = 1,93 > 1,2 (aman)



100

Tabel 6.33 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 657)


α N = W cos

α Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


t/m2 t/m

1 2.331

0.86 2.00

1.00 2.00

5.03 -13.08

0.07

-0.2263

0.9741 -1.139 4.90 0.34 -0.08 1.858 2.39

6 4.57 0.37

0.00 0.00

1.858

2.17

1.40 3.03

2

0.980

0.410

0.20

1.00 0.20

2.88 -6.05 0.07

-0.1054

0.9944 -0.304 2.87 0.20 -0.02 1.955 1.81

2 3.56 -0.61 1.800

1.955

1.92

1.40 2.68

3 1.800

2.764

4.98

1.40 6.97 6.97 0.00 0.0

7 0.0000

1.0000 0.000 6.97 0.49 0.00 2.764 1.80

2 4.98 1.79

4 1.800

3.396

6.11

1.40 8.56 8.56 6.05 0.0

7 0.1054

0.9944 0.902 8.51 0.60 0.06 3.396 1.81

1 6.18 2.04

5 1.800

3.825

6.89

1.40 9.64 9.64 12.1

6 0.07

0.2106

0.9776 2.030 9.42 0.66 0.14 3.825 1.84

5 7.22 1.86

6 1.800

4.054

7.30

1.40

10.22

10.22

18.42

0.07

0.3160

0.9488 3.228 9.69 0.68 0.23 4.054 1.89

7 8.11 1.22

7

1.083

4.086

4.43

1.40 6.20

8.87 24.90

0.07

0.4210

0.9070 3.735 8.05 0.56 0.26 3.978 2.00

4 8.79 -0.46

4.00

30.75

1.429

3.406

2.43

1.10 2.68

8 1.800

0.875

1.58

1.82 2.87

7.56 31.79

0.07

0.5268

0.8500 3.982 6.43 0.45 0.28 2.445 2.09

9 6.04 0.05 2.370

4.27

1.10 4.69

9

3.064

1.900

5.82

1.82

10.60 11.2

8 41.99

0.07

0.6690

0.7433 7.545 8.38 0.59 0.53 1.334 4.14

7 7.44 0.19 1.334

0.930

0.62

1.10 0.68

Jumlah 19.98 4.56 6.44 30.7

5



101

FS = 56,498,1944,675,30

++ = 1,51 > 1,2 (aman)



102

+ 656 .00

+ 652 .00

Axis

t of

Cof

ferd

am

1 .751

+ 66 1 .00

0 .2 51

0 .251

21

+ 651 .50

C o re(C lay )

6.10.3 Stabilitas Cofferdam Upstream terhadap Penurunan

Dalam perhitungan terhadap bahaya penurunan, dihitung dalam kondisi yang

paling membahayakan, yaitu pada kondisi baru selesai dibangun karena material

cofferdam masih dalam kondisi jenuh sehingga tekanan air pori besar (gaya vertikal

besar).

Rumus : σterjadi = σ≤∑AV

» Perhitungan

Untuk mempermudah perhitungan cofferdam upstream dan sebagai faktor

keamanan dianggap cofferdam upstream memiliki dimensi yang sama sepanjang

penampang melintang sungai.

Diketahui:

σ = 42 t/m2 (data hasil penyelidikan di lapangan)

γsat clay = 2,1 t/m3 (data teknis material cofferdam)

γsat batuan = 2,4 t/m3 (data teknis material cofferdam)

γbeton = 2,4 t/m3

Bcofferdam = 34,83 m (lebar bagian yang berbahaya (pada axist of reference))

L cofferdam = 44,5 m

Htot = 9,5 m

Hmaterial = 9,1 m

Hbeton = 0,4 m

Gambar 6.51 Material timbunan



103

a. Volume Timbunan

▪ Volume Timbunan Clay

B1 = 5 m

B2 = 8,67 m

A = 1,92

67,85×

+

= 62,2 m2

V = 62,2 x 44,5

= 2767,8 m3

▪ Volume Timbunan Batuan

B1 = 9,84 m

B2 = 14,82 m

A = 1,982,14211,984,9

21

××+××

= 112,2 m2

V = 112,2 x 44,5

= 4993,1 m3

b. Volume Beton di atas Mercu

B = 5 m

t = 0,4 m

V1 = B x t x L

= 5 x 0,4 x 44,5

= 89 m3

Gaya vertikal

▪ Timbunan Clay

V = Volume x γsat

= 2767,8 x 2,1

= 4208,316 t

▪ Timbunan Batuan

V = Volume x γsat



104

= 4993,1 x 2,4

= 11983,44 t

▪ Material Beton

V = Volume x γbeton

= 89 x 2,4

= 213,6 t

Total gaya vertikal = 4208,316 + 11983,44 +213,6

= 16405,4 t

Tegangan tanah terjadi

σterjadi = σ≤∑AV

= 2/425,4483,34

4,16405 mt≤×

= 10,6 t/m2 2/42 mt≤ ................................................. (aman)

6.11 PERENCANAAN COFFERDAM DOWNSTREAM

Dalam merencanakan cofferdam downstream, prinsipnya hampir sama dengan

perencanaan cofferdam upstream terutama dalam pemilihan material dan type

cofferdam. Perbedaan utama dengan cofferdam upstream adalah pada cofferdam

downstream direncanakan tidak mengalami limpasan sehingga tidak memerlukan

tambahan perkuatan (tulangan dan beton) cukup dengan cofferdam zonal biasa.

Direncanakan:

Type Cofferdam : Cofferdam Inti Zonal Tegak



105

++6

+665

.00

+650

.00

+655

.00

+650

.00+6

55. 0

0C 4

D 4

D 5

Mulut D

ownstream

SA X I S O FD O W N S T R E A M C O F F E R D A M

JALA

N A

SPA

L LA

MA

AX

IS O

F R

EFER

ENC

CO

FFER

DA

M D

OW

NST

REA

M

Gambar 6.52 Plan view cofferdam downstream

6.11.1 Tinggi Cofferdam

Diketahui :

▪ Elev. Top of Wall Diversion Sta.00+108,16 = + 652,27 m

▪ Elev. lantai dasar diversion Sta.00+108,16 = + 649,4 m

▪ Elev.MA di Sta.00+108,16 (FWL) = + 651,77 m

▪ Elev. tanah dasar Asli (NGL) di Axist of Reference = +647,3 m

Direncanakan

▪ Tinggi jagaan w = 0,4 m

▪ Elev. tanah dasar cofferdam di Axist of Ref. Cofferdam = + 647,2 m

Elev. mercu cofferdam = (+ 651,77 ) + 0,4

= + 652,27 m



106

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

Axi

st o

f Cof

ferd

am

+ 651.77 (FWL)

+ 656.92+ 654.82

Sta.00+084.6 Sta.00+091.2 Sta.00+108.16

+ 649.4

+ 653.68

Top of Wall Diversion

Mulut Downstream


H cofferdam d/s = (+ 652,27) – (+ 646,8)

= 5,47 m

6.11.2 Lebar Mercu Cofferdam

Lebar mercu cofferdam minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai

berikut:

B = 3,6 H1/3 – 3,0

B = 3,6 (5,47)1/3 – 3,0

= 3,34 m ............. (diambil B = 3,5 m)

6.11.3 Kemiringan Cofferdam

Kemiringan cofferdam ditentukan oleh material yang akan digunakan dengan

memperhatikan situasi dan kondisi, Axist of Dam agar cofferdam serta posisi mulut

downstream diversion. Tujuannya agar tidak mengganggu pekerjaan bendung itu

sendiri (memberikan space/ruang cukup) dan aliran back water tidak terjadi.

Direncanakan:

▪ Kemiringan hulu (bagian yang kontak dengan air) = 1:2

▪ Kemiringan hilir = 1:1.75

Dengan kemiringan tersebut maka di Axist of Reference cofferdam didapat :

▪ Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hulu = + 647,2 m

▪ Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hilir = + 648 m

Gambar 6.53 Cofferdam Downstream



107

6.11.4 Material Konstruksi

Type Cofferdam = Cofferdam Inti Zonal Tegak

Material Urugan:

» Zonal Kedap Air (Core)

▪ Material : Clay (K maks = 1 x 10-5 cm/det)

» Zona Transisi/filter

▪ Bahan/material = sandy clay

▪ Nilai Kmaks = 1 x 10-3 cm/det

▪ Tebal zone filter = 0,3 m

▪ Kemiringan zone filter = 1: 0,25

▪ Tebal lapisan transisi = 0,75 m

▪ Kemiringan zone transisi = 1: 0,25

» Zone Pelindung

▪ Bahan/material : Batuan gunung

▪ D min = 0,2 m



108

Gambar 6.54 Detail Cofferdam Downstream dan material penyusunnya

+ 647.20

+ 652.27

+ 648+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

Axi

st o

f Cof

ferd

am


ED

CB

A

KETERANGANA = Zone Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.2 m)B = Zone Filter (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)D =Zone Transisi (Sandy Clay,K maks = 1 x 10^-3 cm/dtk)C = Zone Inti Kedap Air (Clay,K maks = 1 x 10^-5 cm/dtk)E = Zone Pelindung (Rockfill,Dmin = 0.2 m)



109

0.251

0.251

1.751

21

Garis Depresi Modifikasi

6.12 ANALISA STABILITAS COFFERDAM DOWNSTREAM

6.12.1. Stabilitas Cofferdam terhadap Aliran Filtrasi

A. Formasi Garis Depresi Tubuh Cofferdam tanpa Drainase Kaki

Gambar 6.55 Skema garis depresi

» Garis Depresi untuk Zone Inti Kedap Air (Core)

Diketahui :

h = 4,97 m (kondisi FWL)

l1 = 1,242 m

l2 = 4,993 m

α = 75,96º

d = 21.3,0 ll +

= 5,37 m

ddhY −+= 220

= 37,537,597,4 22 −+

= 1,947 m

2yo = 0,9735 m



110

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :

200.2 yxyy +=

791,3894,3 += x

Dari pers. di atas diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x (m) -0.9735 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9y (m) 0.0 1.9 2.8 3.4 3.9 4.4 4.8 5.2 5.6 5.9 6.2

Untuk α = 75,96o berdasarkan grafik pada gambar 6.40 didapat nilai :

C = aa

a∆+

∆ = 0,23

maka :

αcos10

−=∆+

ya a

= 2426,01

947,1−

= 2,582 m

C = aa

a∆+

∆

∆a = 0,23 x 2,58

= 0,6 m

a = 2,582 - 0,6

= 1,982 m

» Garis Depresi Zone Lulus Air

Diketahui :

k1 = 1 x 10-5 cm/dtk (Zone Core)

k2 = 1 x 10-3 cm/dtk (Zone Lulus air)



111

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

+ 651.77 (FWL)

Garis Depresi Modifikasi

h2 = 02

1 yKK

×

= 0,04 m

22h = 0,02 m

Persamaan bentuk dasar garis depresi dapat diperoleh dengan persamaan :

y = 2222 hxh +

= 0016,008,0 +x

Dari persamaan di atas dapat diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x (m) -0.02 0 2 4 6 8 10 12 14 16y (m) 0.000 0.040 0.402 0.567 0.694 0.801 0.895 0.981 1.059 1.132

Hasil perhitungan formasi garis depresi dapat dilihat pada gambar 6.56

Gambar 6.56 Garis depresi cofferdam

B. Kapasitas Aliran Filtrasi (Seepage)

Untuk perhitungan menggunakan metode yang sama pada perhitungan cofferdam

upstream.

Rumus :

Qf = Bq ×∑



112

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

+ 651.77 (FWL)

Garis Depresi Modifikasi A

BC

Gambar 6.57 Skema perhitungan seepage

Gambar 6.58 Pot Penampang melintang cofferdam

Diketahui :

k = 1x10-5 cm/dtk

Tabel 6.34 Perhitungan debit seepage

No. Block Elev. MA Elev. Bolck ∆h Panjang Rata2 i Ketebalan Rata2 q B Qf 1 2 (3) = 1 -2 4 (5)= 3/4 6 (7)=k*5*6 8 (9)=7*8

A 651.77 647.757 4.013 5.9 0.68017 1.1 7.5E-06 11.2 8.4E-05B 651.77 647.1 4.67 6.02 0.77575 0.943 7.3E-06 7.6 5.6E-05C 651.77 642.07 9.7 4 2.42500 2.34 5.7E-05 4.7 2.7E-04

Qf total 4.1E-04

Dari tabel perhitungan di atas didapat debit seepage total Qf = 4,1 x10-4 m3/dtk

Syarat :

Qf ≤ 2 % Qinflow



113

4,1x10-4 ≤ 2 % x 409,631

4,1x10-4 m3/dtk ≤ 8,192 m3/dtk .............................................. (memenuhi)

C. Tinjauan Terhadap Gejala Sufosi (Piping) dan Sembulan (Boiling)

Rumus :

γ..1

Fgw

c =

Di mana :

c = kecepatan kritis (m/dtk)

γw = Berat jenis air ( t/m3)

w1 = berat efektif bahan per m3

g = gravitasi = 9,81 m/det²

F = luas permukaan yang menampung aliran filtrasi per m2

Diketahui :

γclay = 1,8 t/m3

γw = 1,0 t/m3

wtot = 1,8 t (tiap m3)

ww = 1,0 t (tiap m3)

wtot = w1-ww

w1 = 1,8 – 1

= 0,8 t (tiap m3)

▪ Kecepatan kritis

Ccr = 11

81,98,0×× = 2,8 m/det

▪ Kecepatan rembesan yang terjadi :

ikV .=

= lhk ∆

×



114

Di mana :

k = koefisien filtrasi = 1 x 10-5 m/det

i = gradien debit rata-rata = 0,816

816,0101 5 ×= −xV

= 8,1 x 10-7 m/det < Ccr ................................................... Aman

6.12.2 Stabilitas Lereng Cofferdam Downstream

Keadaan berbahaya yang harus ditinjau di dalam perhitungan stabilitas lereng

cofferdam downstream sama dengan keadaan berbahaya pada cofferdam upstream

yaitu:

a. Pada Saat Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air)


(6.39) dan gambar (6.59), (6.60)

b. Pada Saat Air Cofferdam Mencapai Elevasi Penuh


(6.41) dan gambar (6.61), (6.62)

c. Pada Saat Cofferdam Mengalami Penurunan Air Mendadak (Rapid Drawdown)

Hasil perhitungan dan gambar bidang luncur dapat dilihat tabel (6.42), (6.43) dan

gambar (6.63), (6.64)

6.12.2.1 Perhitungan Stabilitas Cofferdam terhadap Longsor

» Data Teknis cofferdam Downstream

Diketahui:

▪ Tinggi cofferdam = 5,47 m

▪ Lebar mercu = 3,5 m

▪ Kemiringan hulu = 1 : 2

▪ Kemiringan hilir = 1 : 1,75

▪ Elevasi MA (FSL) = + 651,77 m

▪ H ma = 4,97 m



115

}{ 2,1)(

tan)(≥

+∑−−+∑

=TeT

NeUNClFs φ

▪ Formasi garis depresi (seepage) tertera dalam gambar 6.56

Direncanakan:

▪ Spesifikasi material lapisan

Tabel 6.35 Data perencanaan teknis material sebagai dasar perhitungan

Zone C Ø

Tan Ø γBasah γSat γw γ Sub

Intensitas Seismik (E) t/m2 derajad t/m3 t/m3 t/m3 t/m3

Zone Kedap Air/Clay 4.00 25.00 0.46 1.82 2.10 1.00 1.10 0.07

Zone Lulus Air/Batuan 0.00 42.00 0.90 2.20 2.40 1.40

» Rumus Perhitungan Stabilitas Lereng Cofferdam :



116

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

123

45

67

o

C ore

R = 12.06

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

12

34

56

oR = 9.23

Core

1.Kondisi Cofferdam Baru Selesai Dibangun (Belum Dialiri Air/Kosong)

▪ Lereng Hulu

Gambar 6.59 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi baru dibangunn

▪ Lereng Hilir

Gambar 6.60 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi baru dibangunn



117

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

12

34

56

o

Core

R = 9.23

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

123

45

67

o

+ 651.77

Core

R = 12.06

Garis Depresi

2. Kondisi Cofferdam Pada saat Mencapai Elevasi MA Penuh

▪ Lereng Hulu

Gambar 6.61 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh

▪ Lereng Hilir

Gambar 6.62 Skema bidang luncur lereng hilir cofferdam pada kondisi elevasi MA penuh



118

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

123

45

67

o

+ 651.77

+ 650.25

+ 651.77

Core

R = 12.06

Garis Depresi

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21

123

45

67

o

+ 651.77+ 651.77

+ 648.75Core

R = 12.06

Garis Depresi

3. Cofferdam Dalam Kondisi Draw Down di Hulu ▪ Draw Down di Hulu (Elv. MA + 650,25 m)

Gambar 6.63 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 650,25 m)

▪ Draw Down di Hulu (Elv. MA + 648,75 )

Gambar 6.64 Skema bidang luncur lereng hulu cofferdam pada kondisidraw dowm ( Elv. MA + 648,75 m)



119

Tabel 6.36 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hulu

Fs = 93,407,2472,2209,25

++ =1,65 > 1,2 (aman)


α N = W cos

α Te = e*N

Ne = e.T u = h*γw L U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL

m m m2 t/m3 t/m t/m t/m t/m t/m t/m t/m2 m t/m t/m t/m2 t/m

1 2.471 1.705 2.11 2.40 5.06 5.06 -10.57 0.07 -0.1834 0.9830 -0.927 4.97 0.35 -0.06 0.932 2.520 2.39 2.38

2 2.000 2.246 4.49 2.40 10.78 10.78 0.00 0.07 0.0000 1.000

0 0.000 10.78 0.75 0.00 2.246 2.002 4.50 5.66

3 2.000 3.100 6.20 2.40 14.88 14.88 9.42 0.07 0.1637 0.9865 2.435 14.68 1.03 0.17 3.100 2.031 6.38 7.31

4 2.000 3.600 7.20 2.40 17.28 17.28 19.38 0.07 0.3318 0.9433 5.734 16.30 1.14 0.40 3.600 2.124 8.11 7.01

5 1.145 3.700 4.24 2.40 10.17

16.48 29.35 0.07 0.4901 0.8716 8.078 14.36 1.01 0.57 3.645 2.313 9.67 1.90

4.00 25.09 0.900 3.340 3.01 2.10 6.31

6 2.000 2.600 5.20 2.10 10.92 10.92 41.58 0.07 0.6637 0.7480 7.247 8.17 0.57 0.51 2.600 2.693 9.36 -0.78

7 1.200 1.500 0.90 2.10 1.89 1.89 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.503 1.15 0.08 0.11 0.840 1.940 2.69 -0.76

Jumlah 24.07 4.93 15.62 22.72 25.09



120

Tabel 6.37 Perhitungan stabilitas lereng kondisi baru selesai dibangun (air kosong) di hilir

Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin α

N = W cos α Te = e*N Ne = e.T u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


1 2.110 1.7 1.79 2.40 4.30 4.30 -12.91 0.07 -

0.2234 0.9747 -0.962 4.20 0.29 -0.067 1.000 2.18 2.23 1.83 0.00 0.00 2 2.000 3.250 6.50 2.40 15.60 15.60 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 15.60 1.09 0.000 3.250 2.00 6.51 8.18

3 2.000 3.230 6.46 2.40 15.50 15.50 12.23 0.07 0.2118 0.9773 3.284 15.15 1.06 0.230 3.230 2.05 6.79 7.32

4 1.343 3.540 4.75 2.40 11.41

18.23 26.58 0.07 0.4474 0.8943 8.156 16.30 1.14 0.571 3.540 2.66 10.54 2.39 4.00 25.47

0.917 3.540 3.25 2.10 6.82 5 2.000 2.580 5.16 2.10 10.84 10.84 42.55 0.07 0.6762 0.7367 7.328 7.98 0.56 0.513 2.580 2.66 9.33 -0.85 6 1.210 1.800 2.18 2.10 4.57 4.57 55.51 0.07 0.8242 0.5663 3.770 2.59 0.18 0.264 1.800 2.17 6.90 -2.10

Jumlah 21.576 4.33 16.7568 25.47

Fs = 33,4576,21

756,1647,25+

+ =1,63 > 1,2 (aman)



121

Tabel 6.38 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hulu

Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W

sin α N = W cos α

Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


1 2.471 3.99 9.86 1.00 9.86

12.81 -10.57 0.07 -0.1834 0.9830 -2.350 12.59 0.88 -0.16 0.932 2.520 2.39 9.33

1.705 2.11 1.40 2.95

0.00 0.00

2 2.000 2.855 5.71 1.00 5.71

12.00 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 12.00 0.84 0.00 2.246 2.002 4.50 6.75 2.246 4.49 1.40 6.29

3 2.000 1.850 3.70 1.00 3.70

12.38 9.42 0.07 0.1637 0.9865 2.026 12.21 0.85 0.14 3.100 2.031 6.38 5.12 3.100 6.20 1.40 8.68

4 2.000 0.860 1.72 1.00 1.72

11.80 19.38 0.07 0.3318 0.9433 3.916 11.13 0.78 0.27 3.600 2.124 8.11 2.48 3.600 7.20 1.40 10.08

5 0.710 0.330 0.12 1.00 0.12

9.35 29.35 0.07 0.4901 0.8716 4.585 8.15 0.57 0.32 3.645 2.313 9.67 -0.85

4.00 25.09

1.145 3.700 4.24 1.40 5.93 0.900 3.340 3.01 1.10 3.31

6 2.860 1.800 5.15 1.82 9.37

12.22 41.58 0.07 0.6637 0.7480 8.111 9.14 0.64 0.57 2.860 2.693 10.30 -0.79 1.813 2.860 2.59 1.10 2.85

7 1.200 1.500 0.90 1.82 1.64 1.64 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.302 0.99 0.07 0.09 0.000 1.940 0.00 0.41

Jumlah 17.59 4.64 22.46 25.09

FS = 64,459,1746,2209,25

++ = 2,14 > 1,2 (aman)



122

Tabel 6.39 Perhitungan stabilitas lereng kondisi elevasi MA penuh di hilir


sin α N = W cos α

Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


1 2.110 0.95 1.00 2.20 2.20

3.31 -12.91 0.07 -

0.2234 0.9747 -0.740 3.23 0.23 -0.052 0.750 2.18 1.67 1.45

0.00 0.00

0.75 0.79 1.40 1.11

2 2.000 1.60 3.20 2.20 7.04 11.66 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 11.66 0.82 0.000 1.650 2.00 3.31 7.52

1.650 3.30 1.40 4.62

3 2.000 2.820 5.64 2.20 12.41

13.11 12.23 0.07 0.2118 0.9773 2.777 12.81 0.90 0.194 0.500 2.05 1.05 10.41 0.500 0.50 1.40 0.70

4 1.343 3.540 4.75 2.20 10.46

15.60 26.58 0.07 0.4474 0.8943 6.979 13.95 0.98 0.489 0.840 2.66 2.50 5.04

4.00 25.47

0.917 2.736 2.51 1.82 4.57 1.240 0.840 0.52 1.10 0.57

5 2.000 1.500 3.00 1.82 5.46

7.66 42.55 0.07 0.6762 0.7367 5.180 5.64 0.40 0.363 1.000 2.66 3.61 0.77 2.000 1.000 2.00 1.10 2.20

6 1.210 0.870 1.05 1.82 1.92

2.20 55.51 0.07 0.8242 0.5663 1.810 1.24 0.09 0.127 0.680 2.17 2.61 -0.68 0.750 0.680 0.26 1.10 0.28

Jumlah 16.006 3.40 24.4962 25.47

FS = 40,301,1649,2447,25

++ = 2,57 > 1,2 (aman)



123

Tabel 6.40 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 650,25)

Pias B H A γ W Wtot α e sin α cos α T = W sin α

N = W cos α

Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


1 2.471 2.47 6.10 1.00 6.10

9.05 -10.57 0.07 -0.1834 0.9830 -1.661 8.90 0.62 -0.12 0.932 2.520 2.39 5.96

1.705 2.11 1.40 2.95

0.00 0.00 2 2.000

1.330 2.66 1.00 2.66 8.95 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 8.95 0.63 0.00 2.246 2.002 4.50 4.01

2.246 4.49 1.40 6.29

3 1.662 0.831 0.69 1.00 0.69 9.37 9.42 0.07 0.1637 0.9865 1.534 9.24 0.65 0.11 3.100 2.031 6.38 2.48

2.000 3.100 6.20 1.40 8.68 4 2.000 3.600 7.20 1.40 10.08 10.08 19.38 0.07 0.3318 0.9433 3.345 9.51 0.67 0.23 3.600 2.124 8.11 1.05

5 1.145 3.700 4.24 1.40 5.93

9.24 29.35 0.07 0.4901 0.8716 4.528 8.05 0.56 0.32 3.645 2.313 9.67 -4.21

4.00 25.09 0.900 3.340 3.01 1.10 3.31

6 2.860 1.800 5.15 1.82 9.37

12.22 41.58 0.07 0.6637 0.7480 8.111 9.14 0.64 0.57 2.860 2.693 10.30 -0.79 1.813 2.860 2.59 1.10 2.85

7 1.200 1.500 0.90 1.82 1.64 1.64 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.302 0.99 0.07 0.09 0.000 1.940 0.00 0.41

Jumlah 17.16 3.84 8.91 25.09

FS = 84,316,1791,809,25

++ = 1,62 > 1,2 (aman)



124

Tabel 6.41 Perhitungan stabilitas lereng kondisi draw down di hulu (Elev. MA + 657)


sin α N = W cos α

Te = e*N

Ne = e.T

u = h*γw L

U = uL/cos α

(N-Ne-U)tan θ C CL


1 2.471 2.47 6.10 1.00 6.10

9.05 -10.57 0.07 -

0.1834 0.9830 -1.661 8.90 0.62 -0.12 0.932 2.520 2.39 5.96

0.00 0.00

1.705 2.11 1.40 2.95

2 0.62 0.310 0.31 1.00 0.31 6.60 0.00 0.07 0.0000 1.0000 0.000 6.60 0.46 0.00 2.246 2.002 4.50 1.89

2.000 2.246 4.49 1.40 6.29 3 2.000 3.100 6.20 1.40 8.68 8.68 9.42 0.07 0.1637 0.9865 1.421 8.56 0.60 0.10 3.100 2.031 6.38 1.87 4 2.000 3.600 7.20 1.40 10.08 10.08 19.38 0.07 0.3318 0.9433 3.345 9.51 0.67 0.23 3.600 2.124 8.11 1.05

5 1.145 3.700 4.24 1.40 5.93

9.24 29.35 0.07 0.4901 0.8716 4.528 8.05 0.56 0.32 3.645 2.313 9.67 -0.89

4.00 25.09 0.900 3.340 3.01 1.10 3.31

6 2.860 1.800 5.15 1.82 9.37

12.22 41.58 0.07 0.6637 0.7480 8.111 9.14 0.64 0.57 2.860 2.693 10.30 -0.79 1.813 2.860 2.59 1.10 2.85

7 1.200 1.500 0.90 1.82 1.64 1.64 52.67 0.07 0.7952 0.6064 1.302 0.99 0.07 0.09 0.000 1.940 0.00 0.41

Jumlah 17.05 3.62 9.51 25.09

FS = 62,305,1751,909,25

++ = 1,67 > 1,2 (aman)



125

6.12.2.2 Stabilitas Cofferdam Downstream terhadap Penurunan

Dalam perhitungan terhadap bahaya penurunan, dihitung dalam kondisi yang

paling membahayakan, yaitu pada kondisi baru selesai dibangun karena material

cofferdam masih dalam kondisi jenuh sehingga tekanan air pori besar (gaya vertikal

besar).

Rumus:


» Perhitungan

Untuk mempermudah perhitungan cofferdam downstream dan sebagai faktor

keamanan dianggap cofferdam upstream memiliki dimensi yang sama sepanjang

peenampang melintang sungai.

Diketahui:

σ = 42 t/m2 (data hasil penyelidikan di lapangan)

γsat clay = 2,1 t/m3 (data teknis material cofferdam)

γsat batuan = 2,4 t/m3 (data teknis material cofferdam)

γbeton = 2,4 t/m3

Bcofferdam = 21,51 m (lebar bagian yang berbahaya (pada axist of reference))

Lcofferdam = 21,6 m

Htot = 5,47 m

Hmaterial = 5,17 m

Hbeton = 0,3 m

a. Volume timbunan

▪ Volume Timbunan Clay

B1 = 3,5 m

B2 = 5,15 m

A = 17,52

15,55,3×

+



126

= 22,36 m2

V = 22,36 x 21,6

= 482,98 m3

▪ Volume Timbunan Batuan

B1 = 6,88 m

B2 = 9,48 m

A = 17,548,92117,588,6

21

××+××

= 33,116 m2

V =33,116 x 21,6

= 715,3 m3

b. Volume Beton di atas Mercu

B = 3,5 m

t = 0,3 m

V1 = B x t x L

= 3,5 x 0,3 x 21,6

= 22,68 m3

Gaya vertikal

▪ Tmbunan Clay

V = Volume x γsat

= 482,98 x 2,1

= 1014,26 t

▪ Timbunan Batuan

V = Volume x γsat

= 715,3 x 2,4

= 1716,72 t



127

+ 647.20

+ 652.27

+ 648.00

+ 646.80

0.251

0.251

1.751

21Core

(Clay)

▪ Material Beton

V = Volume x γbeton

= 22,68 x 2,4

= 54,432 t

Total gaya vertikal = 1014,26 + 1716,72 +54,432

= 2785,4 t

Tegangan yang terjadi


= 2/426,2151,21

4,2785 mt≤×

= 6,00 t/m2 2/42 mt≤

Gambar 6.65 Material timbunan cofferdam downstream

6.13 PERENCANAAN COFFERDAM (KISDAM)

Setelah pelaksanaan pekerjaaan tubuh bendung 1 telah selesai di laksanakan dan

cofferdam upstream telah di bongkar maka pintu bendung (spillway) dan flushing

sluice yang telah selesai dikerjakan bisa digunakan untuk melepaskan/melewatkan

aliran air dari hulu ke hilir bendung tanpa melalui diversion channel. Tetapi sebelum

dilakukan pembongkaran cofferdam upstream dibuat terlebih dahulu siuatu konstruksi



128

sejenis cofferdam kecil (kisdam) yang di rencanakan dapat melindungi pelaksanaan

pekerjaan tubuh bendung 2 dari aliran air. Cofferdam ini didesain dengan debit banjir

yang lebih rendah dari Qd cofferdam upstream, mengingat cofferdam tersebut

difungsikan hanya selama pelaksanaan pekerjaan tahap 3 (tubuh bendung 2) yang di

perkirakan waktu pelaksanaanya lebih cepat dari pekerjaan tahap 2 (tubuh bendung 1).

Direncanakan :

▪ Type cofferdam = cofferdam concrete

Diketahui :

▪ Qd = Q5 thn = 378,551 m3/dtk

▪ B Spillway 3 tubuh bendung 1 = 8 m (dari data gambar design)

▪ B Flushing Sluice = 6 m (dari data gambar design)

▪ Elev. mercu spillway = + 652 m (dari data gambar design)

▪ γ tanah dasar/asli = 2,42 t/m3

▪ ø tanah asli = 35o

▪ C = 0,42 t/m2

▪ Teg tanah izin (σ ) = 42 t/m2

6.13.1 Elevasi MA di Kisdam

Elevasi muka air di kisdam bisa dicari dengan menghitung elevasi muka air di

atas spillway dan flushing Sluice. Dianggap konstruksi tersebut adalah pelimpah

sempurna.

Qd = 1,704 c b H3/2

378,551 = 1,704 x 1 x (8+6) x H3/2

H2 = 6,32 m

Elev. MA = (+ 652) + 6,32

= 658,32 m



129

+ 6 5 0 .0 0

+ 6 5 8 .3 2

+ 6 5 0 . 0 0

+650.00

Spillw ay 3

F lushing S luice

K

ISD

AM

U

PSTR

EAM

K

ISDAM

D

OWNST

REAM

K

ISD

AM

U

PSTR

EAM

K

ISDAM

D

OWNST

REAM

Spillw ay 2

B

Gambar 6.66 Spillway dan Flushing Sluice tampak atas

6.13.2 Rencana Dimensi Kisdam

Diketahui :

▪ Hw pintu = 6,32 m

▪ Elev MA di pintu = + 658,32 m

Direncanakan :

▪ Elv. lantai kisdam = + 650.00

▪ Hma di kisdam = (+ 658,32) – (+ 650.00)

= 8,32 m

Gambar 6.67 Rencana dimensi kisdam



130

+ 650.00

+ 658.32

+ 650.00

Direncanakan :

D D1 D2 B B1 B2 B3 B4 w 2.6 1.3 1.3 7.5 1 1 3.5 2 1.0

Gambar 6.68 Dimensi kisdam

6.13.3 Analisa Stabilitas

» Gaya –Gaya yang Bekerja

Data Perhitungan :

γ γ Sat γ w γ sub γ Beton Ka Kp C Teg tanah izin (σ ) t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m2 t/m2 2.42 2.49 1 1.49 2.4 0.271 3.69 0.42 42

Untuk mempermudah perhitungan, gaya-gaya yang bekerja di kisdam dapat

dilihat dalam gambar di bawah ini :



131

P p 2

P p 3

P p 1P a 1

P H h

o

K 1

K 2

K 6

K 3

K 4K 5

w

K e t :1 .G = B e r a t S e n d i r i D iv e r s io n2 .P a = T e k a n a n T a n a h A k t if3 .P p = T e k a n a n T a n a h P a s i f4 .P H = T e k a n a n H ir o s ta t i s5 .P u = T e k a n a n U p l i f t6 .K = G a y a G e m p a7 .O = T it ik G u l in g K o n s t r u k s i

Gambar 6.69 Gaya-gaya yang bekerja pada kisdam



132

o

A.Gaya Vertikal

Gambar 6.70 Gaya-gaya arah vertikal

1. Berat Sendiri (G)

Tabel 6.42 Perhitungan Berat Sendiri

G B H σ PG Lengan MG Ket. m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7

G1 1 9.32 2.4 22.368 6.00 134.2080 G2 3.5 9.32 2.4 39.144 4.33 169.6240 G3 7.5 1.3 2.4 23.4 3.75 87.7500 G4 4.5 1.3 2.4 14.04 4.25 59.6700



133

G5 2 1.3 2.4 3.12 1.33 4.1600 G6 1 1.3 2.4 1.56 6.83 10.6600

PG Total 103.632 466.0720 MT

Contoh :

Tiap 1 meter panjang

PG2 = ½ x B x H x γB x L

= ½ x 3,5 x 9,32 x 2,4 x 1

= 39,144 t

MG2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 39,144 x 4,33

= 169,62 tm

2. Tekanan Hidrostatis Vertikal (PHV)


PHV = B x H x γw x L

= 1 x 8,32 x 1 x 1

= 8,32 t

MPHV = PHV x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 8,32 x 7

= 58,.24 tm 3. Tekanan Uplift (PU)

Px = )( HL

LxHx ∆×∑

−

Px = gaya angkat pada titik x (t/m2)

Hx = tinggi titik x dari muka air di hulu (m)

Lx = panjang rembesan di titik x (m)

∆H = beda tinggi energi ma (m)

= 8,32 m

∑L = Panjang total rembesan

= ∑ LV + 1/3 ( LH∑ )



134

= (AB+BC+DE+EF)+ 1/3CD

= 8,125 m

Lv = Panjang rembesan vertikal

LH = Panjang rembesan horizontal

Tabel 6.43 Perhitungan Gaya Uplift

Titik

Lane LV LH 1/3*LH Lx Hx (Lx/∑L)*∆h PX 1 2 3 4 5 6 7 (8) = 6-7

A 0 8.32 0.0 8.32 A-B 1.3 - - B 1.3 9.62 1.3 8.29 B-C 1.640 - - C 2.94 10.92 3.0 7.91 C-D - 4.5 1.50 D 4.44 10.92 4.5 6.37 E-D 2.3853721 - - E 6.83 9.62 7.0 2.63 E-F 1.3 - - F 8.13 8.32 8.3 0.00

U

B H A σ PU Lengan Momen KET m m m2 t/m3 t m tm

U1 1 7.91 7.909 1 -7.909 7.000 -55.366

U2 1 0.379 0.190 1 -0.190 7.167 -1.359 U3 4.5 6.374 28.681 1 -28.681 4.250 -121.895 U4 4.5 1.536 3.456 1 -3.456 5.000 -17.279 U5 2 2.631 5.262 1 -5.262 1.000 -5.262 U6 2 3.742 3.742 1 -3.742 1.333 -4.990

∑ -49.241 - 206.152 MG 0,8 x Putot - 39,39 0,8 x Mutot - 164,92

Contoh :

PxD = )( HL

LxDHxD ∆×∑

−

= )32,8125,844,4(92,10 ×−

= 6,37 m



135


PU3 = B x H x γw x L

= 4,5 x 6,374 x 1 x 1

= 28,681 t

MPU3 = PU3 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 28,681 x 4,25

= 121,895 tm

Tekanan uplift digunakan sebagai angka keamanan, mengingat sangat kecil

kemungkinan pada saat ma maksimal bersamaan dengan terjadinya gempa. Maka

untuk effisiensi dimensi tekanan uplift di ambil (50-100%) = 80 % dari tekanan uplift

total.

Pu = 80 % x ∑ Pu

= 80 % x 49,24

= 39,393 t

Mpu = 80 % x ∑Mpu

= 80 % x 206,152

= 164,922 tm



136

o

PHh

K1

K2

K6

K3

K4 K5Pp2

Pp3

Pp1Pa1

B. Gaya Horizontal

Gambar 6.71 Gaya-gaya arah horizontal

1. Tekanan Tanah (P)

Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp)

Ka = )2

45(2 φ−×tg

= )2

3545(2 −×tg

= 0,271

Kp = )2

45(2 φ+×tg

= )2

3545(2 +×tg

= 3,69

Tekanan Tanah Aktif (Pa)

h = 2,6 m

σa1 = kahsub ××γ

= 271,06,2)149,2( ××−



137

= 1,05 t/m2


Pa1 = Lha ××× 121 σ

= 16,205,121

×××

= 1,36 t

Tekanan Tanah Pasif (Pp)

h = 2,6 m

σP1 = Kac2

= 271,042,02×

= 0,44 t/m2

σP2 = PKc2

= 69,342,02×

= 1,614 t/m2

σp3 = Kph××γ

= 69,36,242,2 ××

= 23,22 t/m2


Pp1 = LhP ××× 121 σ

= 16,2)44,0(21

×××

= 0,57 t

Pp2 = LhP ××2σ

= 16,2614,1 ××

= 4,20 t



138

Pp3 = LhP ××× 321 σ

= 16,222,2321

×××

= 30,186 t

Tabel 6.44 Perhitungan gaya tekanan tanah

Gaya γ P Lengan MP Ket

t/m2 t m tm 2 3 (4)=2*3 5

Pa1 1.05 -1.36 -0.43 0.59

Pp1 0.44 0.57 0.00 0.00Pp2 1.61 4.20 0.00 0.00Pp3 23.22 30.18 -0.43 -13.08

∑Pa -1.365 -12.488 MG ∑Pp 34.378∑PH 33.582

2. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)

hw = 10,92 m

σHh = ww h×γ

= 92,101×

= 10,92 t/m2


PHh = LhwHh ×××σ21

= 192,1092,1021

×××

= 59,62 t

MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O

= 59,62 x 2,34

= 139,51 tm



139

3. Gaya Gempa (K)

K = E x G

E = Intensitas Seismik Horizontal

= 0,07 (berdasarkan Zone pembagian wilayah gempa)

G = Berat sendiri diversion (ton)

Tabel 6.45 Perhitungan gaya gempa

K

PG E

K Lengan Mk

Ket t t m tm

1 2 (3)=1*2 4 5=3*4

K1 22.37 0.07 -1.5658 5.960 -9.332 K2 39.14 0.07 -2.7401 4.407 -12.075 K3 23.40 0.07 -1.6380 0.650 -1.065 K4 14.04 0.07 -0.9828 0.650 0.639 K5 3.12 0.07 -0.2184 0.433 0.095 K6 1.56 0.07 -0.1092 0.433 0.047

Total -7.2542 -21.690 MG

Contoh :

K1 = PG2 x E

= 39,14 x 0,07

= 2,74 t

MK2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 2,74 x 4,407

= 12,075 tm

Rekapitulasi Gaya

Tabel 6.46 Rekapitulasi gaya-gaya

NO Jenis Gaya Gaya Momen

H V MT MG t t tm tm1 Berat Konstruksi (PG) 103.63 466.07 2 Gaya Gempa (K) -7.254 -21.693 Gaya Hidrostatis (PH) -59.623 8.320 58.24 -139.524 Tek.Tanah (P) Pa & Pp 33.582 -12.495 Tek.Uplift (Pu) -39.39 -164.92

Total -33.296 72.56 524.31 -338.62



140

» Kontrol Stabilitas

a. Stabilitas Terhadap Guling

Sf = 5,12,1 −≥∑∑

G

T

MM

Sf = 5,12,162,32831,524

−≥

Sf = 5,155,1 ≥

b. Stabilitas Terhadap Geser

Sf = 5.1≥∑∑

H

V

PP

f

dimana :

f = koefisien gesekan = ( 0,6-0,75 )

Sf = 5.1296,3356,727,0 ≥×

= 5,153,1 ≥

c. Exentrisitas

X =∑

∑ ∑−Pv

MM GT

56,72

62,33831,524 −=

= 2,56 m

e = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − XB

2 ≤ B*

61

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − 56,2

25,7

≤ 5,7*61

= 1,19 ≤ 1,25



141

d. Terhadap tegangan tanah

Dari hasil penyelidikan tanah di dapat :

σ = 42,0 t/m2

▪ σMaks = σ≤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

∑Be

LBPV 61*

= 425,719,161

15,756,72

≤⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×+×

×

= 2/4289,18 mt≤

▪ σMin = 061*

≥⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×

∑Be

LBPV

= 425,719,161

15,756,72

≤⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×−×

×

= 2/046,0 mt≥

6.13.4 Penulangan Kisdam

Perhitungan penulangan kisdam disajikan dalam perhitungan penulangan

diversion channel untuk mempermudah pembahasannya.

6.14 PEKERJAAN KOLAM PENAMPUNGAN DAN POMPA

Debit rembesan yang melewati cofferdam upstream dan masuk ke area pekerjaan

bendung direncanakan ditampung dalam suatu kolam penampungan yang kemudian

debit rembesan segera di pompa keluar dari area agar tidak menggenang dan

mengganggu pekerjaan konstruksi.

6.14.1 Kolam Penampungan

Kolam penampungan di tempatkan pada elevasi terendah dari hilir cofferdam

upstream agar debit rembesan (Qf) dapat dengan mudah mudah masuk ke kolam

penampungan. Kolam penampungan direncanakan dapat menampung Qf yang terjadi.



142

A. Dimensi Kolam penampungan

Diketahui :

▪ Qf = 0,0015 m3/dtk =0,002 m3/dtk

Direncanakan :

▪ Kolam direncanakan mampu menampung debit rembesan selama 2 jam =7200 dtk,

kemudiaan baru dilakukan pemompaan.

▪ Pompa di rencanakan dioperasikan ketika ma di kolam mencapai ketinggian 1,2 m

dari dasar kolam.

▪ Pompa berhenti dioperasikan pada ketinggian ma 0,2 m dari dasar kolam sebagai

tampungan.

▪ Dimensi rencana kolam

L = 3 m

B = 3 m

H = 1,2 m

w = 0,2 m

Gambar 6.72 Dimensi kolam penampungan

Kapasitas kolam = )( wHBL +××

= )2,02,1(33 +××

= 12,6 m3

V inflow = Q x ∆t

= 0,0015 x 7200

= 10,8 m3



143

V out flow (dibuang) = 3 x 3 x (1,2 – 0,2)

= 9 m3

Direncanakan pompa dioperasikan selama 5 menit = 300 dtk untuk dapat

membuang V outflow, maka:

Q out flow = Q pompa = 3009

= 0,03 m3/dtk

Digunakan pompa dengan kapasitas 0,05 m3/dtk

B. Daya Pompa

Pompa ditempatkan sedemikian rupa dari kolam penampungan agar tidak

menganggu pekerjaan tubuh bendung. Debit di kolam akan dibuang masuk ke

diversion channel (Sta.00+042).

Diketahui :

▪ Qf =Q inflow = 0,02 m3/dtk

▪ Q pompa = 0,05 m3/dtk

▪ Elevasi hilir cofferdan upstream = + 651,00 m

▪ Hma di kolam = (+ 651,00) – w

= (+ 651,00) – 0,2

= + 650,80 m

▪ Htot kolam = 1,2+0,2

= 1,4 m

▪ Elev. dasar kolam = + 651-1,4

= + 649,60 m

▪ Elev. ma diversion channel (Sta.00+042) = + 658,24 m

▪ Digunakan pipa Ø 10 cm = 0,1 m



144

+ 658.24

+ 649.60

+ 650.80P Pipa 10 cm

Gambar 6.73 Rencana sistem pompa

Dengan memperhatikan gambar di atasdan hasil pengukuran pada peta didapat:

Ltot = L1+L2+L3+L4+L5+L6

= 22 m

Perhitungan:

V = AQ

= 21,014,3

41

05,0

××

= 6,37 m/dtk

Tinggi tekan efektif (Hm)

Hm = Hs + hf .................................................................................... (6.6) (Bambang Triatmojo, Hidrolika II)

▪ Tinggi tekan statis Hs = (+658,24) - (650,8)

= 7,44 m

▪ Kehilangan energi hf

a. Hf primer = kehilangan energi akibat gesekan

= g

VDLf

2

2

×× (koefisien gesekan pipa f diambil 0,03)



145

= 81,92

34,61,0

2203,02

×××

= 13,52 m

b. Hf sekunder = kehilangan energi akibat belokan pipa (ada 4 belokan pipa)

= 4 x )2

(2

gVk × koefisien belokan k (sudut 90 o) = 1

= 4 x )81,92

34,61(2

××

= 8,195 m

Hm = Hs + hf

Hm = 7,44 + (13,52 + 8,195)

= 29,16 m

Daya pompa yang dibutuhkan

P = )(***81,9

wattHQ

o

m

ηγ

P = )(*75**

HpHQ

o

m

ηγ

P = )(8,0*75

16,2905,01000 Hp××

= 24,30 Hp ~ 25 Hp

6.15 DIMENSI DAN STABILITAS DINDING DIVERSION CHANNEL

Dinding diversion sepanjang diversion channel dapat diklasifikasikan dalam 5

tipe untuk mempermudah pelaksanaan di lapngan. Perbedaaan type tersebut juga

berdasarkan perbedaan muka air, ketinggian crest dinding diversion yang disesuaikan

dengan hasil pendimensian cofferdam sehingga gaya-gaya yang bekerja akan bebeda

pada tiap stasiun.. Untuk tiap type dinding yang sama dgunakan pada kondisi yang

paling tidak menguntungkan untuk cek terhadap stabilitas.



146

Lima type dinding diversion tersebut yaitu :

▪ Type I (Sta. 00+00-Sta.00+020,5)

▪ Type II (Sta. 00+020,5-Sta.00+027)

▪ Type 1II (Sta. 00+027-Sta.00+072.6)

▪ Type IV (Sta. 00+072.6-Sta.00+091,72)

▪ Type V (Sta. 00+091,2-Sta.00+108,16)

Dari hasil perhitungan sebelumnya telah didapatkan data yang disajikan berikut

ini:

Tabel 6.47 Tipe dinding diversion channel

Tipe Sta. H MATertinggi H top of Wall

m m

I A 00+00-00+020.5 7.8 8.3

I B 00+020.5-00+027 6.7 7.3

II 00+027-00+072.6 6.19 6.8

III 00+072.6-00+091.72 5.32 5.92

1V 00+091.72-00+108.16 3.68 4.28

Dalam Perhitungan dimensi dinding diversion channel nantinya berdasarkan tabel

di atas dengan memperhatikan kondisi yang paling membahayakan untuk kontrol

stabilitasnya.



147

6.15.1 Rencana Dimensi Dinding

Gambar 6.74 Rencana dimensi dinding diversion channel

Untuk mempermudah perhitungan, maka secara umum gaya-gaya yang bekerja

pada dinding diversion pada tiap type dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Dimana

titik guling nya (o) berbeda akibat gaya-gaya yang bekerja pada tiap type juga berbeda



148

Pp3 o

K1

K2

K6

K3

K4 K5

Ket :1.G = Berat Sendiri Diversion2.Pa = Tekanan Tanah Aktif3.Pp = Tekanan Tanah Pasif4.Ptv = Tekanan Tanah Vertikal4.PH = Tekanan Hirostatis5.Pu = Tekanan Uplift6.K = Gaya Gempa7.O = Titik Guling Konstruksi

Tanah Timbunan Cofferdam

Pa1

Pa2

Pa3

Pa5Pa4

PHha

Pp1

Pp2Pp4

PHhp

A. Gaya-gaya yang bekeja pada dinding type I dan V

Gambar 6.75 Gaya yang bekerja pada dinding tipe I dan V



149

P p 2

P p 3P p 1

P a 1

P H h

o

K 1

K 2

K 6

K 3

K 4K 5

K e t :1 .G = B e ra t S e n d ir i D iv e rs io n2 .P a = T e k a n a n T a n a h A k tif3 .P p = T e k a n a n T a n a h P a s if4 .P tv = T e k a n a n T a n a h V e r t ik a l4 .P H = T e k a n a n H iro s ta t is5 .P u = T e k a n a n U p lif t6 .K = G a y a G e m p a7 .O = T it ik G u lin g K o n s tru k s i

B. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding type II,III, dan IV

Gambar 6.76 Gaya yang bekerja pada dinding tipe II,III dan IV

BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI –


150

6.15.2 Analisa Stabilitas

Rencana dimensi dinding diversion channel meliputi pondasi dan badan

diversion dimana harus aman terhadap :

Stabilitas Terhadap Guling

Sf = 5,12,1 ≈≥∑∑

G

T

MM

Stabilitas Terhadap Geser

Sf 5,1≥=∑∑

H

V

PP

f

Di mana :


Exentrisitas

x = ∑

∑ ∑−Pv

MM GT

e ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −= XB

2 ≤ B*

61

Tegangan Tanah

σMaks = σ≤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

∑Be

LBPV 61*

σMin = 061*

≥⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×

∑Be

LBPV

» Data Perhitungan:

a. Tanah asli

Tabel 6.48 Data tanah asli di area diversion channel

γ γsat γw γsub γ Beton Ka Kp C Teg tanah izin (σ ) t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m2 t/m2

2.42 2.49 1 1.42 2.4 0.271 3.69 0.42 42



151

▪ Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp) Tanah Asli

Ka = )2

45(2 φ−×tg

= )2

3545(2 −×tg

= 0,271

Kp = )2

45(2 φ+×tg

= )2

3545(2 +×tg

= 3,69

b. Tanah timbunan cofferdam.

Tabel 6.49 Data teknis material tanah timbunan cofferdam

γw γ γsat γsub Ka Kp c t/m3 t/m3 t/m3 t/m3 t/m2

1 1.82 2.1 1.1 0.406 2.464 4.0

Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka) dan Pasif (Kp) Timbunan Tanah

Cofferdam

Ka = )2

45(2 φ−×tg

= )22545(2 −×tg

= 0,406

Kp = )2

45(2 φ+×tg

= )2

3545(2 +×tg

= 2,46



152

6.15.3 Perhitungan Dimensi dan Stabilitas

6.15.3.1 Type I (Sta. 00+00- Sta. 00+020,5)

Diketahui :

Hma tertinggi = 7,8 m (Sta.00+00)

Hma berbahaya terkait posisi axist of coff. u/s dan titik gulingnya = 5,83

(Sta.00+016)

H top of Wall = 8,3 m

H coff di axist of cofferdam u/s = 7,8 m

Hma Rembesan = 7,19 m (lihat perhitungan aliran seepage)

∆h = 7,8-7,19

= 0,61 m

» Rencana Dimensi

Tabel 6.50 Rencana dimensi dinding tipe I

D m

D1 m

D2 m

B m

B1 m

B2 m

B3 m

B4 m

1.5 0.75 0.75 7.2 1 0.65 2.7 2.85



153

Tanah TimbunanCofferdam Upstream

MA Rembesan

+ 661.50

+ 653.00

Gambar 6.77 Dimensi dinding diversion tipe 1

» Analisa Stabilitas

• Gaya yang Bekerja (lihat gambar 6.75)

1. Gaya Vertikal

a.Berat Sendiri


G B H γ PG Lengan MG Ket m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7

G1 0.65 8.3 2.4 12.948 1.325 -17.1561 G2 2.7 8.3 2.4 26.892 2.55 -68.5746 G3 7.2 0.75 2.4 12.96 3.6 -46.656 G4 3.35 0.75 2.4 6.03 2.675 -16.13025 G5 2.85 0.75 2.4 2.565 5.3 -13.5945 G6 1 0.75 2.4 0.9 0.667 -0.6

Total 62.295 -162.711 MT



154

Contoh :



= ½ x 2,7 x 8,3 x 2,4 x 1

= 26,892 t


= 12,948 x 2,55

= 68,5746 tm

b. Tekanan Tanah Vertikal (Ptv)

Tabel 6.52 Perhitungan tekanan tanah vertikal

TV B H γ Ptv Lengan Mtv Ket m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7

TV 1 2.850 0.62 1.82 3.2159 5.775 -18.572 TV2 2.336 0.62 1.82 2.6392 3.181 -8.394 TV3 0.202 0.62 1.82 0.1120 1.945 -0.218 TV4 2.850 7.18 1.1 22.5407 5.775 -130.172 TV5 2.336 7.18 1.1 9.2492 3.570 -33.023

Total 37.7570 -190.379 MT

Contoh:


Ptv1 = B4 x H x γ x L

= 2,85 x 0,62 x 1,82 x 1

= 3,216 t

M Ptv1 = Ptv1x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 3,216 x 5,775

= 18,572 tm

c. Tekanan Hidrostatis Vertikal (PHV)





155

= 1 x 5,83 x 1 x 1

= 5,83 t


= 5,83 x 0,5

= 2,915 tm (MT)

d. Tekanan Uplift (PU)

Px = )( HL

LxHx ∆×∑

−





= 1,36 m


= ∑ LV + 1/3 ( LH∑ )


= 6,813 m



Tabel 6.53 Perhitungan tekanan uplift

Titik





156

U

B H A γw PU Lengan Momen Ket m m m2 t/m3 t m tm

U1 2.85 7.95 22.663 1 -22.663 5.775 130.881

U2 2.85 0.16 0.231 1 -0.231 5.300 1.222 U3 3.35 7.73 25.893 1 -25.893 2.675 69.263 U4 3.35 0.22 0.373 1 -0.373 3.233 1.207 U5 1 6.73 6.730 1 -6.730 0.500 3.365 U6 1 1.00 0.500 1 -0.500 0.667 0.333

Total -56.390 206.272 MG

Contoh :

PxD = )( HL

LxDHxD ∆×∑

−

= )36,1813,681,4(68,8 ×−

= 7,73 m



= 3,35 x 7,73 x 1 x 1

= 25,893 t

M PU3 = PU3 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 25,893 x 2,675

= 69,263 tm

2. Gaya Arah Horizontal

a. Tekanan Tanah Horizontal

Diketahui:

Tanah Asli

Ka = 0,271

Kp = 3,69



157

Tanah Timbunan cofferdam

Ka = 0,406

Kp = 2,46

Tabel 6.54 Perhitungan tekanan tanah horizontal

Gaya h H2 γ C

Ka

Kp

σ σtot P Lengan Mp

Ket m m t/m3 t/m2 t/m2 t/m2 t m tm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (11)=9*10 12

Pa1 0.62 1.82 - 0.406 2.464 0.45813 0.45813 0.14202 8.137 1.156

Pa2 0.62 7.18 1.82 - 0.406 - 0.45813 0.45813 3.29396 4.345 14.312

Pa3 7.18 7.18 1.1 - 0.406 - 3.21105 3.21105 11.54374 3.147 36.324

Pa4 7.18 1.5 1.82 - 0.271 - 3.54625 5.6896 8.53439 0.000 0.000

7.18 1.1 - 0.271 - 2.14334 Pa5 1.5 1.49 - 0.271 - 0.60569 0.60569 0.45426 0.250 -0.114

Pp1 7.8 - 4 0.406 - -5.09745 -5.09745 -39.76011 4.650 -184.885

Pp2 1.5 - 0.42 0.271 - -0.43728 -0.43728 -0.65593 0.000 0.000

Pp3 1.5 - 0.42 3.69 -1.61359 -1.61359 -2.42038 0.000 0.000

Pp4 1.5 1.49 - 0.271 3.69 -8.24715 -8.24715 -6.18536 0.250 1.546

∑Pa 23.968 -131.66 MT ∑Pp -49.022

∑PH -25.053

Contoh :

σa1 = kah××γ

= 406,062,082,1 ××

= 0,458 t/m2


Pa1 = Lha ××× 121 σ

= 162,0458,021

×××

= 0,142 t



158

MPa1 = Pa1 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 0,142 x 8,137

= 1,156 tm

b. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)

Tabel 6.55 Perhitungan tekanan hidrostatis

Gaya

h γw σ PH Lengan MH Ket m t/m3 t/m2 t m tm 1 2 3 4 5 (6)=4*5 7

Php 7.33 1 7.33 -26.8644 1.693 -45.490

Pha 8.69 1 8.68 37.7580 2.143 81.053 Total 10.8936 35.563 MG

Contoh:

hw = (5,83+1,5)

= 7,33 m

σHh = ww h×γ

= 33,71×

= 7,33 t/m2


PHh = LhwHh ×××σ21

= 133,733,721

×××

= 26,86 t

MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 26,86 x 1,693

= 45,49 tm



159

c. Gaya Gempa

K = E x G

E = Intensitas Seismik Horizontal




K PG E

K Lengan Mk

Ket t t m tm 1 2 (3)=1*2 4 5=3*4 6

K1 12.95 0.07 0.9064 4.900 4.44116 K2 26.89 0.07 1.8824 3.517 6.61991 K3 12.96 0.07 0.9072 0.375 0.34020 K4 6.03 0.07 0.4221 0.375 -0.15829 K5 2.57 0.07 0.1796 0.250 -0.04489 K6 0.90 0.07 0.0630 0.250 -0.01575

Total 4.3607 11.18235 MG

Contoh :

K2 = PG2 x E

= 26,89 x 0,07

= 1,882 t

MK2 = K2 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 1,882 x 3,517

= 5,94 tm (-)

• Rekapitulasi

Tabel 6.57 Rekapitulasi gaya yang bekerja

NO Jenis Gaya Gaya Momen H V MT MG 1 Berat Konstruksi 62.295 -162.711 2 Gaya Gempa 4.36065 11.1823 Gaya Hidrostatis 10.8936 5.83 -2.915 35.5634 Tek.Tanah Pa & Pp -25.053 -131.660 Ptv 37.7570 -190.379 5 Tek.Uplift -56.390 206.272

Total -9.79917 49.49247 -487.66546 253.01734



160

» Kontrol Stabilitas


Sf = 5,12,1 ≈≥∑∑

G

T

MM

Sf = 5,12,102,253665,487

≈≥

Sf = 1,93


Sf = 5,1≥∑∑

H

V

PP

f

dimana :


Sf = 5,1799,9492,497,0 ≥×

= 5,154,3 ≥

c. Exentrisitas

x =∑

∑ ∑−Pv

MM GT

492,49

02,253665,487 −=

= 4,74 m

e = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − XB

2 ≤ B*

61

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − 74,4

22,7

≤ 2,7*61

= - 1,14 ≤ 1,2



161


Dari hasil penyelidikan tanah didapat :

σ = 42,0 t/m2


⎜⎝⎛ +

∑Be

LBPV 61*

= 422,714,161

12,7492,49

≤⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×+×

×

= 2/4241,13 mt≤

σMin = 061*

≥⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×

∑Be

LBPV

= 02,714,161

12,7492,49

≥⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×−×

×

= 2/034,0 mt≥

6.15.3.2 Type II (Sta. 00+20,5-Sta.00+027)

Hma tertinggi = 6,7 m (Sta.00+020,5)

H top of wall = 7,3 m

» Rencana Dimensi

Tabel 6.58 Rencana dimensi dinding tipe II

D m

D1 m

D2 m

B m

B1 m

B2 m

B3 m

B4 m

Ht m

1.5 0.75 0.75 7 0.5 0.65 2.6 3.25 1.8



162

+ 660.21

+ 652.91

Gambar 6.78 Dimensi dinding diversion tipe 1I



163

o

» Analisis Stabilitas

• Gaya –Gaya yang Bekerja (lihat gambar 6.76)

1. Gaya Arah Vertikal

Gambar 6.79 Gaya-gaya arah vertikal

a.Berat Sendiri


G B H γ PG Lengan MG KET m m t/m3 t m tm 1 2 3 (4)=1*2*3 5 (6)=4*5 7

G1 0.65 7.3 2.4 11.388 6.18 70.3209 G2 2.6 7.3 2.4 22.776 4.98 113.5004 G3 7 0.75 2.4 12.6 3.50 44.1000 G4 3.25 0.75 2.4 5.85 4.88 28.5188 G5 3.25 0.75 2.4 2.925 2.17 6.3375 G6 0.5 0.75 2.4 0.45 6.67 3.0000

Total 55.989 265.7776 MT



164

Contoh :



= ½ x 2,6 x 7,3 x 2,4 x 1

= 22,776 t


= 22,776 x 4,98

= 113,5 tm

b. Tekanan Tanah Vertikal (Ptv)

B4 = 3,25 m

B’ = 0,64 m (hasil pengukuran)


Ptv1 = B4 x H x γtanah x L

= 3,25 x 1,8 x 2,42 x 1

= 14,157 t


= 14,157 x 1,625

= 23,01 tm (MT)

Ptv2 = ½ x B’ x H x γtanah x L

= ½ x 0,64 x 1,8 x 2,42 x 1

= 1,396 t


= 1,396 x 3,46

= 4,83 tm (MT)



165

Tabel 6.60 Perhitungan tekanan tanah vertikal

PV Lengan Momen Ket t m tm

14.157 1.625 23.0051 1.396 3.464 4.8364

15.553 27.8415 MT

c. Tekanan Hidrostatis Vertikal (PHV)



= 0,5 x 6,7 x 1 x 1

= 3,35 t (+)


= 3,35 x 6,75

= 22,613 tm (MT)

d. Tekanan Uplift (PU)

Px = )( HL

LxHx ∆×∑

−





= 4,9 m


= ∑ LV + 1/3 ( LH∑ )


= 6,82 m





166

Tabel 6.63 Perhitungan tekanan uplift

Titik



U

B H A γw Pu Lengan MU KET m m m2 t/m3 t m tm

U1 0.5 6.911 3.456 1 -3.456 6.750 -23.325

U2 0.5 0.102 0.026 1 -0.026 6.667 -0.171 U3 3.25 6.235 20.264 1 -20.264 4.875 -98.789 U4 3.25 0.778 1.265 1 -1.265 5.417 -6.851 U5 3.25 3.089 10.039 1 -10.039 1.625 -16.313 U6 3.25 3.146 5.113 1 -5.113 2.167 -11.078

Total -40.162 -156.527 MG

Contoh :

PxD = )( HL

LxDHxD ∆×∑

−

= )9,482,673,2(2,8 ×−

= 6,238 m



= 3,25 x 6,235 x 1 x 1

= 20,264 t

M PU3 = PU3 x Lengan (jarak titik berat ke O)



167

o

PHh

K1

K2

K6

K3

K4 K5

Pp2

Pp3Pp1

Pa1

= 20,264 x 4,875

= 98,786 tm


Gambar 6.80 Gaya-gaya arah horizontal

a. Tekanan Tanah Horizontal (Pap)

Diketahui:

Ka = 0,271

Kp = 3,69

• Tekanan Tanah Aktif (Pa)

h = 2 m

σa1 = kahsub ××γ

= 271,05,1)149,2( ××−

= 0,606 t/m2


Pa1 = Lha ××× 121 σ



168

= 15,1606,021

×××

= 0,454 t

• Tekanan Tanah Pasif (Pp)

h = 1,5 m

σP1 = Kac2

= 271,042,02×

= 0,44 t/m2

h = 3,3 m

σP2 = PKc2

= 69,342,02×

= 1,61 t/m2

σp3 = Kph××γ

= 69,33,342,2 ××

= 29,47 t/m2


Pp1 = LhP ××× 121 σ

= 15,1)44,0(21

×××

= 0,33 t

Pp2 = LhP ××2σ

= 13,361,1 ××

= 5,32 t

Pp3 = LhP ××× 321 σ

= 13,347,2921

×××



169

= 48,623 t

Tabel 6.64 Perhitungan tekanan tanah horizontal

Pap

h γ Ka

C Kp

σ Pap Lengan Map Ket m t/m3 t/m2 t/m2 t m tm 1 � 3 4 5 6 7 8 (9)=7*8 10

Pa1 1.5 1.49 0.271 - - 0.61 -0.454 0.25 0.11 Pp1 1.5 0.271 - - 0.44 0.33 0.00 0.00 Pp2 3.3 2.42 - 0.32 3.69 1.61 5.32 0.90 4.79 Pp3 3.3 2.42 - 0.32 3.69 29.47 48.62 0.35 17.02

∑ Pa -0.454 21.924 MT ∑ Pp 53.948∑ PH 53.821

b. Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)

hw = 8,2 m

σHh = ww h×γ

= 2,81×

= 8,2 t/m2


PHh = hwHh ××σ21

= 2,82,821

××

= 33,62 t (-)

MPHh = PHh x Lengan (jarak titik berat ke O

= 33,62 x 1,983

= 66,68 tm (MG)

c. Gaya Gempa (K)

K = E x G

E = Intensitas seismik horizontal



170




K

PG E

K Lengan MK Ket t t m tm

1 2 (3)=1*2 4 5=3*4 6

K1 11.39 0.07 -0.7972 4.400 -3.508 K2 22.78 0.07 -1.5943 3.183 -5.075 K3 12.60 0.07 -0.8820 0.375 -0.331 K4 5.85 0.07 -0.4095 0.375 0.154 K5 2.93 0.07 -0.2048 0.250 0.051 K6 0.45 0.07 -0.0315 0.250 0.008

Total -3.9192 -8.701 MG

Contoh :

K2 = PG2 x E

= 22,76 x 0,07

= 1,593 t

MK2 = PG2 x Lengan (jarak titik berat ke O)

= 1,593 x 3,183

= 5,071 tm (MG)

• Rekapitulasi Gaya


NO Jenis Gaya Gaya t

Momen tm

H V MT MG 1 Berat Konstruksi (PG) 55.99 265.78 2 Gaya Gempa (K) -3.919 -8.70 3 Gaya Hidrostatis (PH) -33.620 3.350 22.61 -66.68 4 Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp 53.821 21.92 Ptv 15.553 27.84 5 Tek.Uplift (Pu) -40.16 -156.53

Total 16.282 34.73 338.16 -231.91



171

• Kontrol Stabilitas


Sf = 5,12,1 ≈≥∑∑

G

T

MM

Sf = 5,12,191,23116,338

≈≥

Sf = 1,46


Sf = 5.1≥∑∑

H

V

PP

f

dimana :


Sf = 5.12,1673,347,0 ≥×

= 5,1501,1 ≥

c. Exentrisitas

x =∑

∑ ∑−Pv

MM GT

73,34

91,23116,336 −=

= 3,06 m

e = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − XB

2 ≤ B*

61

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − 06,3

27

≤ 7*61

= 0,44 ≤ 1,2



172


Dari hasil penyelidikan tanah di dapat :

σ = 42,0 t/m2


⎜⎝⎛ +

∑Be

LBPV 61*

= 427

44,06117

73,34≤⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×+×

×

= 2/4284,6 mt≤

σMin = 061*

≥⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×

∑Be

LBPV

= 07

44,06117

73,34≥⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×−×

×

= 2/008,3 mt≥

6.15.3.3. Type III (Sta. 00+27-Sta.00+072,6)

Hma tertinggi = 6,19 m (Sta.00+00)


» Rencana Dimensi

Tabel 6.67 Rencana dimensi dinding tipe III

D m

D1 m

D2 m

B m

B1 m

B2 m

B3 m

B4 m

H t m

1.3 0.65 0.65 6.5 0.5 0.6 2.4 3 1.7



173

o

+ 659.57

+ 652.77

Gambar 6.81 Dimensi dinding diversion tipe III


Perhitungan analisis stabilitas tipe III = analisis tipe II

▪ Gaya yang Bekerja

1.Gaya Arah Vertikal

Tabel 6.68 Rekapitulasi perhitungan gaya arah vertikal

GAYA ARAH VERTIKAL

Gaya Besar P Momen t t/m

Berat Sendiri (PG) P M PG1 9.792 55.8144PG2 19.584 90.0864PG3 10.14 32.9550PG4 4.68 21.0600PG5 2.34 4.6800

PG6 0.39 2.4050∑ 46.926 207.0008



174

Hidrostatis (PHv) P M

PHv 3.095 19.3438∑ 3.095 19.3438

Uplift (PU) P M

PU1 -3.184 -19.902

PU2 -0.014 -0.085PU3 -17.095 -76.926PU4 -1.088 -5.441 PU5 -8.465 -12.697PU6 -4.315 -8.630∑ -34.160 -123.680

Tek.Tanah Vertikal

(Ptv) P M Ptv1 12.342 18.5130Ptv2 1.2342 3.9494∑ 13.5762 22.4624



Tabel 6.69 Rekapitulasi perhitungan gaya arah horizontal

GAYA ARAH HORIZONTAL


Hidrostatis (PHh) P M PHh -28.05005 -51.799∑ -28.05005 -51.799

Tek.Tanah (Pa,Pp) P M Pa1 -0.34 0.07

Pp1 0.28 0.00Pp2 4.84 4.11Pp3 40.18 14.06∑ 44.97 18.25

Gempa P M

K1 -0.6854 -2.776K2 -1.3709 -3.998K3 -0.7098 -0.231



175

K4 -0.3276 0.106K5 -0.1638 0.035K6 -0.0273 0.006∑ -3.2848 -6.857

Sumber Hasil Perhitungan

• Rekapitulasi Gaya


NO Jenis Gaya Gaya Momen H V MT MG 1 Berat Konstruksi (PG) 46.93 207.00 2 Gaya Gempa (K) -3.285 -6.86 3 Gaya Hidrostatis (PH) -28.050 3.095 19.34 -51.80 4 Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp 44.968 18.25 Ptv 13.576 22.46

5 Tek.Uplift (Pu) -34.16 -123.68 Total 13.633 29.44 267.06 -182.34

• Kontrol Stabilitas

Tabel 6.71 Rekapitulasi perhitungan kontrol stabilitas

CEKKING Hasil Syarat 1 Guling 1.46 ≥ 1.2-1.5 2 Geser 1.5331 ≥ 1.5 3 Exentrisitas X 2.8782 E 0.3718 ≤ 1.083 4 Teg. Tanah

Maks 6.0832 ≤ 42 Min 2.9743 ≥ 0


6.15.3.4. Type IV

Hma tertinggi = 5,32 m (Sta.00+072,6)




176

+ 657.79

+ 651.87

» Rencana Dimensi

Tabel 6.72 Rencana dimensi dinding tipe IV

D D1 D2 B B1 B2 B3 B4 Ht

1 0.5 0.5 6 0.5 0.6 2 2.9 1.5

Gambar 6.82 Dimensi dinding diversion tipe 1V


Perhitungan analisis stabilitas tipe IV= analisis stabilitas tipe II

▪ Gaya yang bekerja



GAYA ARAH VERTIKAL


Berat Sendiri (PG) P M PG1 8.5248 44.3290PG2 14.208 60.1472PG3 7.2 21.6000



177

PG4 3.12 13.1040PG5 1.74 3.3640

PG6 0.3 1.7000∑ 35.0928 144.2442

Hidrostatis (PHv) P M

PHv 2.66 15.2950∑ 2.66 15.2950

Uplift (PU) P M

PU1 -2.737 -15.737

PU2 -0.003 -0.015PU3 -12.698 -53.333PU4 -0.780 -3.615PU5 -6.804 -9.866PU6 -3.680 -7.114∑ -26.702 -89.680

Tek.Tanah (Pt) P M

Pt1 10.527 15.2642Pt2 0.9197635 2.8227∑ 11.446764 18.0868





Hidrostatis (PHh) P M PHh -19.9712 -32.087∑ -19.9712 -32.087

Tek.Tanah (Pa,Pp) P M

Pa1 -0.20 0.03

Pp1 0.22 0.00Pp2 4.03 3.03Pp3 27.91 9.30∑ 31.96 12.36

Gempa P M

K1 -0.5967 -2.065



178

K2 -0.9946 -2.460K3 -0.5040 -0.126

K4 -0.2184 0.055K5 -0.1218 0.020K6 -0.0210 0.004∑ -2.4565 -4.572

▪ Rekapitulasi Gaya:


NO Jenis Gaya Gaya Momen H V MT MG 1 Berat Konstruksi (PG) 35.09 144.24 2 Gaya Gempa (K) -2.456 -4.57 3 Gaya Hidrostatis (PH) -19.971 2.660 15.30 -32.09 4 Tek.Tanah (Pt) Pa & Pp 31.956 12.36 Ptv 11.447 18.09 5 Tek.Uplift (Pu) -26.70 -89.68

Total 9.529 22.50 189.99 -126.34

▪ Kontrol Stabilitas


CEKKING Hasil Syarat 1 Guling 1.50 ≥ 1.2≈1.5 2 Geser 1.6764 ≥ 1.5 3 Exentrisitas X 2.8291 E 0.1709 ≤ 1.0 4 Teg. Tanah

Maks 4.3905 ≤ 42 Min 3.1087 ≥ 0

6.15.3.5 Type V (Sta.00+091,72-Sta.00+108,16)

Diketahui :

H top of Wall = 4,28 m

Hma = 3,68 m

H coff = 1,729 m

Hma Rembesan = 1,30 m (lihat perhitungan seepage)



179


Downstream

+ 654.82

+ 652.27

MA Rembesan

+ 650.54

∆h = 1,729-1,3

= 0,429 m

» Rencana Dimensi

Tabel 6.77 Rencana dimensi dinding tipe V

D (m) D1 (m) D2 (m) B (m) B1 (m) B2 (m) B3 (m) B4 (m)

1.0 0.5 0.5 6.0 1.0 0.6 2.0 2.4

Gambar 6.83 Dimensi dinding diversion tipe V



180


Perhitungan analisis stabilitas tipe V = analisis stabilitas tipe I

▪ Gaya yang Bekerja



GAYA ARAH VERTIKAL


Berat Sendiri (PG) P M

PG1 6.1632 8.0122PG2 10.272 23.2832

PG3 7.2 21.6000PG4 3.12 7.1760

PG5 1.44 6.3360

PG6 0.6 0.4000∑ 28.7952 66.8074

Hidrostatis (PHv) P M PHv 6.8 -16.8160∑ 6.8 -16.8160

Uplift (PU) P M

PU1 -2.907 13.955PU2 -1.133 4.984PU3 -5.604 12.889PU4 -0.296 0.552PU5 -2.383 1.191PU6 0.003 -0.001∑ -12.320 33.570

Tek.Tanah (Pt) P M

Ptv1 3.8227 18.3490Ptv2 0.9676 3.1894Ptv3 0.1597 0.4671Ptv4 7.0013 33.6061Ptv5 0.8861 3.0104∑ 12.8373 -58.6220



181





Hidrostatis (PHh) P M

PHhp -10.9512 -11.608Phha 2.645 0.705∑ -8.3062 -10.903

Tek.Tanah (Pa,Pp) P M

Pa1 0.07 0.13

Pa2 0.41 0.47Pa3 0.38 0.35Pa4 1.03 0.00Pa5 0.20 -0.03Pp1 -8.81 -12.03Pp2 -0.44 0.00Pp3 -1.61 0.00Pp4 -2.749 0.46∑ -11.53 -10.64

Gempa P M

K1 0.4314 1.139K2 0.7190 1.385K3 0.5040 0.126K4 0.2184 -0.055K5 0.1008 -0.017K6 0.0420 -0.007∑ 2.0157 2.572



182

▪ Rekapitulasi Gaya


NO Jenis Gaya Gaya t

Momen tm

H V MT MG 1 Berat Konstruksi 28.7952 -66.807 2 Gaya Gempa 2.015664 2.572 3 Gaya Hidrostatis -8.3062 6.8 -16.816 -10.903 4 Tek.Tanah Pa & Pp -11.525 -10.643 Ptv 12.8373 -58.622 5 Tek.Uplift -12.320 33.570

Total -

17.81586983 36.11290682 -163.792 36.142

▪ Kontrol Stabilitas


CEKKING Hasil Syarat 1.Momen Guling 4.532 ≥ 1.2-1.5 2.Geser 1.52 ≥ 1.5 3.Exentrisitas

X 3.53 E -0.535 ≤ 1

4.Tegangan Tanah Maks 2.80 ≤ 42 Min 9.24 ≥ 0

6.16 TULANGAN DINDING DIVERSION CHANNEL DAN KISDAM

6.16.1 Tulangan Dinding Diversion Channel

Perhitungan tulangan dinding diversion channel dibagi dalam dua segmen

yaitu:

Badan diversion channel

Pondasi dinding diversion channel

Dinding dan pondasi diversion channel dianggap sebagai balok dengan lebar

pada arah memanjang b = 100 cm



183

b=100 cm

d

D aerah T ekan

D aerah T arik

Gambar 6.84 Tulangan penampang balok

Dimana :

H = tinggi total balok

P = selimut beton

d = tinggi efektif (jarak dari serat tekan ke titik berat tulangan tarik)

Dalam perhitungan tulangan dinding diversion direncanakan beton dan

tulangannya mempunyai karakteristik sebagai berikut :

fc = 20 Mpa (200 kg/cm2)

fy = 400 Mpa (400 kg/cm2)

6.16.1.1 Perhitungan Tulangan Dinding Tipe I dan V

Potongan Struktur dan gaya yang bekerja tiap potongan untuk keperluan

penulangan dinding diversion channel type diversion ini adalah sebagai berikut :



184

II

IIIII

II III

K1

K2PHp

y

Hw


Pa1

Pa2

Pa3PHa

Pp1 Hma Rembesan

y

P3

P4

P1

P2

E A

B

CG

JL

K H

I F

D

Maks

Min

Gambar 6.85 Gaya yang bekerja pada tiap potongan dinding tipe I & V

Contoh perhitungan:

» Diversion Channel Tipe I

Diketahui:

Hcofferdam = 7,8 m

Hrembesan = 7,18 m

∆h = 7,8 – 7,18

= 0,62 m

Hdiv.channel = 8,3 m

Hma = 5,83 m

1. Gaya dan Penulangan Badan Diversion (Pot.I-I)

a. Gaya-Gaya yang Bekerja

Hdiv channel = 8,3 m

Hw = 5,83 m

Hw rembesan = 7,18 m



185

Tekanan Hidrostatis Horizontal (PHh)

Hhpσ = hw x wγ

= 5,83 x 1

= 5,83 t/m2

Hhaσ = hw x wγ

= 7,18 x 1

= 7,18 t/m2


PHhp = ½ x Hhσ x hw x L

= ½ x 5,83 x 5,83 x 1

= -16,99 t

MPHp = PHp x y

= -16,99 x 1,943

= -33,01 tm

PHha = ½ x Hhaσ x hw

= ½ x 7,18 x 7,18

= 25,776 t

MPHa = PHa x y

= 25,776 x 318,7

= 61,69 tm

PHtot = (-16,99) + 25,776

= 8,786 tm

MPHtot = -33,01+61,69

= 28,68 tm



186

Tekanan Tanah

Dari hasil perhitungan stabilitas diversion channel telah di dapatkan

nilai:

Pa1 = 0,142 t

Pa2 = 3,29 t

Pa3 = 11,54 t

Pp1 = -39,76 t

Mpa1 = Pa1 x y

= 0,142 x )62,0328,7( ×−

= 1,049 tm

Mpa2 = Pa2 x y

= 3,29 x 218,7

= 11,81 tm

Mpa3 = Pa3 x y

= 11,54 x 318,7

= 27,62 tm

Mpp1 = Pp1 x y

= -39,76 x 28,7

= - 155,064 tm

Ptot = 0,142 + 3,29 + 11,54 -39,76

= -24,788 t

MPtot = 1,049 + 11,81 + 27,62 - 155,064

= -114,49 tm



187

Gaya Gempa


nilai:

K1 = - 0,906 t

K2 = - 1,882 t

Mk1 = K1 x y

= 0,906 x23,8

= - 3,76 tm

Mk2 = K1 x y

= 1,882 x 33,8

= - 5,201 tm

Ktot = 0,906 + 1,882

= - 2,788 t

MKtot = 3,76 + 5,201

= - 8,961 tm

Momen dan Gaya Geser Ultimate

MtotI-I = 28,68 - 114,49 - 8,961

= - 94,77 tm

VtotI-I = 8,786 -24,788 - 2,788

= 18,79 t

▪ Momen Ultimate

Mu = 1,5 x 94,77

= 142,155 tm

= 1421,6 kNm



188

▪ Geser Ultimate

Vu = 1,5 x 18,79

= 28,185 t

= 281,9 kN

b. Penulangan

Dinding dianggap sebagai balok dengan lebar dan tinggi :

b = 1000 mm

h = 3350 mm

Direncanakan :

Tulangan Utama D 32

Tebal selimut beton (P) = 50 mm

d = Ht-P- D×21

= 3350- 50- 3221×

= 3284 mm

= 3,284 m

Mu = 1421,6 kNm

22 284,316,1421

×=

× dbMu

= 131,82 kN/m

Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45 dengan

karakteristik :

fc = 20 Mpa

fy = 400 Mpa

2dbMu×

= 131,82 kN/m

maka dengan interpolasi didapat :



189

ρ = 0003,0)0003,00006,0()100200(

)10082,131(+−×

−−

= 0,00039

Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52 didapat:

minρ = 0,0017

maksρ = 0,0163

Karena ρ < minρ

0,00039 < 0,0017 (digunakan minρ = 0,0017)

As min = db××minρ

= 0,0017 x 1000 x 3284

= 5582,8 mm2

▪ Tulangan Utama

Digunakan D 32-125

As Terpasang = 3,14x 162x (1000/125)

= 6430,72 mm2 > As min

▪ Tulangan Bagi

As min = 20 % x 6430,72

= 1286,144 mm2

Digunakan D 16-150

Asterpasang = 3,14x 82 x (1000/150)

= 1339,73 mm2 > As min

▪ Tulangan Geser

Vu = 297,63 kN

Vc = dbcf ××× '17,0

= 328410002017,0 ×××



190

II III

II III

P 3

P 4

P 1

P 2

E A

B

CG

JL

K H

I F

D

= 2496704,1 N

= 2496,7 kN

Ǿ Vc = 0,6 x 2496,7 = 1498,02 kN

Vu < Vcφ

297,63 kN < 1498,02 kN (tidak diperlukan tulangan geser)

2. Gaya dan Penulangan Pondasi (Pot.II-II dan Pot. III-III)

Dari hasil perhitungan tegangan tanah pada stabilitas diversion

sebelumnya di telah didapatkan nilai:

maksσ = 13,41 t/m2

minσ = 0,34 t/m2

Hd = 1,5 m

Gambar 6.86 Tekanan tanah pada pondasi type I

a. Gaya dan Penulangan Pada Pot.II-II

BLIL

BDIJ

=

2,71

)34,041,13(=

−IJ



191

IJ = 1,82 t/m2

Gaya Geser Ultimate

DII-II = )121()1( ×××+×× ILIJHKKL

= )1182,121()1134,0( ×××+××

= 0,34 + 0,41

= 0,75 t

Gaya Geser Ultimate

Vu = 1,5 x 0,75

= 1,125 t

= 11,3 kN

Momen Ultimate

MII-II = )131(41,0)

2134,0( ××+×

= 0,31 tm

Momen Ultimate

Mu = 1,5 x 0,31

= 0,46 tm

= 5 kN

Penulangan

Direncanakan :

Tulangan Utama D 25

d = Ht-P- D×21

= 150-5-1,25



192

= 143,75 cm

22 4375,115

×=

×dbMu

= 2,42 kN/m

Dari buku “Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang” hal 45

dengan karakteristik :

fc = 20 Mpa

fy = 400 Mpa

2dbMu×

= 2,42 kN/m

maka tanpa interpolasi di dapat :

ρ = 0,0003

Dari buku “Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang” hal.50-52

didapat :

minρ = 0,0017

maksρ = 0,0163

Karena ρ < minρ

0,0003 < 0,0017 (digunakan minρ = 0,0017)


= 0,0017 x 1000 x 1437,5

= 2443,75 mm2

» Tulangan Utama

Digunakan D 25-200

AsTerpasang = 3,14 x 12,52 x (1000/200)

= 2453,13 mm2 > As min



193

» Tulangan Bagi

As min = 20 %x 2453,13

= 490,63 mm2

Digunakan D 12-200

AsTerpasang = 3,14x 62 x(1000/200)

= 565,2 mm2 > As min

» Tulangan Geser

Vu = 18,46 kN

Vc = dbcf ××× '17,0

= 5,143710002017,0 ×××

= 1092878,224 N

= 1092,878 kN

Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN

Vu < Vcφ


b. Gaya dan Penulangan Pada Pot III-III

BLCG

BDCD

=

2,785,2

)34,041,13(=

−CD

CD = 5,17 t/m2

AC = 13,41-5,17

= 8,24 t/m2

Gaya Geser Ultimate

VIII-III = )121()1( ×××+×× CGCDAEAC

= )185,217,521()185,224,8( ×××+××



194

= 23,484+ 7,366

= 30,85 t

Vu = 1,5 x 30,85

= 46,275 t

= 462,8 kN

Momen Ultimate

MIII-III = )85,232(366,7)85,2

21484,23( ××+××

= 25,74 tm

Mu = 1,5 x 25,74

= 38,606 tm

= 386,1 kN

Penulangan

Direncanakan:

Tulangan Utama D 25

d = Ht-P- D×21

= 150-5-1,25

= 143,75 cm

= 1,4375 m

2dbMu×

= 24375,111,386

×

= 186,85 kN/m



f’c = 20 Mpa

fy = 400 Mpa



195

2dbMu×

= 186,85 kN/m

maka dengan interpolasi di dapat :

ρ = 0003,0)0003,00006,0()100200(

)10085,186(+−×

−−

= 0,00056


didapat :

minρ = 0,0017

maksρ = 0,0163

Karena ρ < minρ

0,00056 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)


= 0,0017 x 1000 x 1437,5

= 2443,75 mm2

» Tulangan Utama

Digunakan D 25-200

AsTerpasang = 3,14x12,52 x (1000/200)

= 2453,125 mm2 > As min

» Tulangan Bagi

As min = 20 %x 2453,125

= 490,63 mm2

Digunakan D 12-200

AsTerpasang = 3,14x 62 x (1000/200)

= 565,2 mm2 > As min



196

II

II III

II III

K1

K2

K1

K2

Maks

Min

Pp1Pp2

PHh

P3

P4

P1

P2

y

E

Hw

A

B

CD

G

JL

K H

I F

» Tulangan Geser

Vu = 462,8 kN

Vc = dbcf ××× '17,0

= 5,143710002017,0 ×××

= 1092878,224 N

= 1092,878 kN

Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN

Vu < Vcφ


6.16.1.2 Perhitungan Tulangan Dinding Type II, III dan IV

Potongan Strukture dan gaya yang bekerja tiap potongan untuk keperluan

penulangan dinding diversion channel type ini adalah sebagai berikut :

Gambar 6.87 Gaya yang bekerja pada tiap potongan dinding type II,III & IV



197

Contoh perhitungan :

» Diversion Channel Type II

1. Gaya dan Penulangan Pada Badan Diversion (Pot.I-I)

a. Gaya-Gaya yang Bekerja

Hdiv.channel = 7,3 m

Hma = 6,7 m

Tekanan Hidrostatis (PHh)

Hw = 6,7 m

Hhσ = hw x wγ

= 6,7 x 1

= 6,7 t/m2

PHh = ½ x Hhσ x hw

= ½ x 6,7 x 6,7

= 22,445 t

MPHh = PHh x y

= 22,445x 2,233

= 50,13 tm

Gaya Gempa


nilai :

K1 = 0,79 t

K2 = 1,594 t

Mk1 = K1 x y

= 0,79 x 3,65

= 2,883 tm

Mk2 = K1 x y

= 1,594 x 2,23



198

= 5,55 tm

Ktot = 0,79 + 1,594

= 2,384 t

MKtot = 2,883 + 5,55

= 8,433 tm

Tekanan Tanah

ht = 1,8 m

2PPσ = Kpc×2

= 69,342,02×

= 1,61 t/m2

Pp2 = 2pσ x h

= 1,61 x 1,8

= 2,898 t

MPp2 = 2,898 x 28,1

= 2,61 tm

3PPσ = Kph××γ

= 2,42x1,8x3,69

= 16,074 t/m2

Pp3 = ½ x 3pσ x h

= ½ x 16,074 x 1,8

= 14,466 t

MPp3 = 14,466 x 38,1

= 8,68 tm



199

PPPtot = 2,898 +14,466

= 17,364 t

MPptot = 2,61+8,68

= 11,29 tm

Momen dan Geser Ultimate

Mtot = MPHh+MKtot-MPptot

= 50,13 +8,433-11,29

= 47,27 tm

Vd = PHh + Ktot-PPP

= 22,445+2,384 -17,364

= 7,465 t

Mu = 1,5 x Mtot

= 1,5 x 47,27

= 70,905 tm

= 709,05 kNm

Vu = 1,5 x Vd

= 1,5 x 7,465

= 11,198 t

= 112 kN

a. Penulangan

Dinding dianggap sebagai balok dengan lebar dan tinggi:

b = 1000 mm

h = 3250 mm.

Direncanakan :

Tulangan Pokok D 32

Tebal selimut beton (P)= 50 mm



200

d = Ht-P- D×21

= 3250- 50- 3221×

= 3184 mm

= 3,184 m

Mu = 718,35 kNm

22 184,3165,709

×=

×dbMu

= 70 kN/m2


karakteristik :

f’c = 20 Mpa

fy = 400 Mpa

2dbMu×

= 70 kN/m


ρ = 0,0003


minρ = 0,0017

maksρ = 0,0163

Karena ρ < minρ

0,0003 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)


= 0,0017 x 1000 x 3184

= 5412,8 mm2



201

▪ Tulangan Utama

Digunakan D 32-125

As Terpasang = 3,14 x 162 x (1000/125)

= 6430,72 mm2 > As min

▪ Tulangan Bagi

As min = 20 %x 6430,72

= 1286,144 mm2

Digunakan D 16-150

Asterpasang = 3,14x 82 x (1000/150)

= 1339,73 mm2 > As min

▪ Tulangan Geser

Vu = 122,23 kN

Vc = dbcf ××× '17,0

= 318410002017,0 ×××

= 2420677,75 N

= 2420,7 kN

Ǿ Vc = 0,6 x 2420,7 = 1452,4 kN

Vu < Vcφ

122,23 kN < 1452,4 kN (Tidak diperlukan tulangan geser)

2. Gaya dan Penulangan Pada Pondasi (Pot.II-II dan Pot. III-III)

Diketahui:

Hd = 1,5 m

Dari hasil perhitungan tegangan tanah pada stabilitas diversion channel telah

di dapat nilai:

maksσ = 6,84 t/m2

minσ = 3,08 t/m2



202

II III

II III

P 3

P 4

P 1

P 2

E A

B

CG

JL

K H

I F

D

Gambar 6.88 Tekanan tanah pada pondasi type II

a. Gaya dan Penulangan Pot.II-II

BLIL

BDIJ

=

75,0

)08,384,6(=

−IJ

IJ = 0,27 t/m2

Gaya Geser Ultimate

VII-II = )121()1( ×××+×× ILIJHKKL

= )15,027,021()1,5,008,3( ×××+××

= 1,54 + 0,0675

= 1,61 t



203

Vu = 1,5 x 1,61

= 2,415 t

= 24,15 kN

Momen Ultimate

MII-II = )5,031(0675,0)

25,054,1( ××+×

= 0,396 tm

Mu = 1,5 x 0,396

= 0,59 tm

= 5,9 kN

Penulangan

Direncanakan :

Tulangan Utama D 25

d = Ht-P- D×21

= 150-5-1,25

= 143,75 cm

22 4375,119,5

×=

×dbMu

= 2,86 kN/m


karakteristik :

f’c = 20 Mpa

fy = 400 Mpa

2dbMu×

= 2,86 kN/m


ρ = 0,0003



204


minρ = 0,0017

maksρ = 0,0163

Karena ρ < minρ

0,0003 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)

Asmin = db××minρ

= 0,0017 x 1000 x 1437,5

= 2443,75 mm2

» Tulangan Utama

Digunakan D 25-200

AsTerpasang = 3,14 x 12,52 x (1000/200)

= 2453,13 mm2

» Tulangan Bagi

As min = 20 % x 2453,13

= 490,63 mm2

Digunakan D 12-200

AsTerpasang = 3,14x 62 x (1000/200)

= 565,2 mm2 > As min

» Tulangan Geser

Vu = 24,15 kN

Vc = dbcf ××× '17,0

= 5,143710002017,0 ×××

= 1092878,224 N

= 1092,878 kN

Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878 = 655,73 kN



205

Vu < Vcφ


b. Gaya dan Penulangan Pot III-III

BLCG

BDCD

=

725,3

)08,384,6(=

−CD

CD = 1,746 t/m2

AC = 6,84-1,746

= 5,094 t/m2

Gaya Geser Ultimate

VIII-III = )121()1( ×××+×× CGCDAEAC

= )125,3746,121()125,3094,5( ×××+××

= 16,56 + 2,84

= 19,4 t

Vu = 1,5 x 19,4

= 29,09 t

= 290,9 kN

▪ Momen Ultimate

MIII-III = )25,332(84,2)

225,356,16( ××+×

= 33,06 tm

Mu = 1,5 x 33,06

= 49,6 tm

= 490,6 kNm



206

Penulangan

Direncanakan:

Tulangan Utama D 25

d = Ht-P- D×21

= 10-5-1,25

= 143,75 cm

= 1,4375 m

2dbMu×

= 24375,116,490

×

= 237,42 kN/m



f’c = 20 Mpa

fy = 400 Mpa

2dbMu×

= 237,42 kN/m

maka dengan interpolasi di dapat :

ρ = 0006,0)0006,00010,0()200300(

)20042,237(+−×

−−

ρ = 0,00095


didapat :

minρ = 0,0017

maksρ = 0,0163

Karena ρ < minρ

0,00095 < 0,0017 (di gunakan minρ = 0,0017)




207

= 0,0017 x 1000 x 1437,5

= 2443,75 mm2

» Tulangan Utama

Digunakan D 25-200

AsTerpasang = 3,14x12,52 x (1000/200)

= 2453,13 mm2 > As min

» Tulangan Bagi

As min = 20 %x 2453,13

= 490,63 mm2

Digunakan D 12-200

AsTerpasang = 3,14x 62 x (1000/200)

= 565,2 mm2 > As min

» Tulangan Geser

Vu = 290,9 kN

Vc = dbcf ××× '17,0

= 5,143710002017,0 ×××

= 1092878,224 N

= 1092,878 kN

Ǿ Vc = 0,6 x 1092,878

= 655,73 kN

Vu < Vcφ


Dengan perhitungan yang sama maka penulangan untuk semua type dinding

diversion disajikan dalam tabel berikut ini :



208

Tabel 6.82 Rekapitulasi tulangan dinding diversion channel

TIPE DIVERSION / STA. Konstruksi Tul Utama Tul Bagi

mm mm

I / Sta.00+00-00+020.5 Dinding Diversion D 32-125 D 16-150

Pondasi D 25-200 D 12-200

II / Sta.00+20.5-00+027 Dinding Diversion D 32-125 D 16-150

Pondasi D 25-200 D 12-200

III / Sta.00+027-00+072.6 Dinding Diversion D 32-150 D 16-150

Pondasi D 25-200 D 12-200

IV/ Sta.00+072.6-00+091.72 Dinding Diversion D 32-150 D 16-150

Pondasi D 25-300 D 12-300

V / Sta.00+091.72-Sta.00+108.16Dinding Diversion D 32-150 D 16-150

Pondasi D 25-300 D 12-300

6.16.2 Penulangan Kisdam

Penulangan kisdam menggunakan metode/cara perhitungan yang dama

dengan perhitungan tulangan dinding diversion channel tipe II. Hal ini

mengingat bentuk dan jenis gaya-gaya yang bekerja pada tiap potongan kisdam

sama dengan bentuk dan gaya-gaya yang bekerja pada dinding diversion

channel tipe II.

Diketahui:

Dimensi kisdam dapat dilihat pada gambar berikut.:



209

II

II III

II III

K1

K2

K1

K2

PHh

y

+ 650.00

+ 658.32

+ 650.00

Gambar 6.89 Dimensi kisdam

A. Gaya Yang Bekerja Pada Badan (Pot. I-I)

Gambar 6.90 Gaya yang bekerja pada badan



210

II III

II III

P3

P4

P1

P2

E A

B

CG

JL

K H

I F

D

B. Gaya Yang Bekerja Pada Pondasi (Pot. II-II dan III-III)

Gambar 6.91 Gaya yang bekerja pada pondasi

Dengan menggunakan metode/tahap perhitungan tulangan yang sama

dengan perhitungan tulangan dinding diversion channel tipe II, didapt tulangan

untuk kisdam.

Tabel 6.83 Tulangan kisdam

Kisdam Konstruksi Tul Utama Tul Bagi

mm mm

Upstream dan Downstream Badan kisdam D 32-100 D 16-100

Pondasi kisdam D 32-150 Ø 12-100

6.17 KONSTRUKSI LANTAI DAN DINDING SAYAP DIVERSION

Konstruksi lantai dan dinding sayap diperlukan untuk melindungi tanah

dasar dan talud/tebing dari gerusan akibat kecepatan aliran air yang melalui

diversion channel. Dalam perencanaan sebelumnya, direncanakan tanah dasar

dan talud dilindungi dengan pasangan beton. Hal ini mengingat debit yang



211

m1

Konstruksi Lantai & Sayap Diversion

melalui diversion channel cukup besar sehingga kecepatan alirannya dapat

menggerus tanah yang dilewatinya.

Gambar 6.92 Konstruksi rencana lantai dan sayap diversion channel

6.17.1 Kontrol Tanah Dasar dan Talud Tanpa Konstruksi Pelindung

Perhitungan disini bertujuan untuk mengetahui apakah tanah dasar dan

talud di area diversion channel masih tetap aman dari bahaya gerusan walaupun

tanpa konstruksi pelindung (konstruksi lantai dan sayap).

» Kontrol Tractive Force dan Kecepatan Aliran

a.Kontrol Tractive Force (Gaya Gesek) Aliran

Rumus:

T = IRc w ×××γ < T

(Perbaikan dan Pengaturan Sungai Sungai ir. Suyono dan ir. M. Tomigo, Jakarta 1985,

hal.126)

Di mana:

T = tractive force/gaya gesek aliran yang diizinkan (kg/m2)

saldasarT ⋅ = 5,39 kg/m2 ; taludT = 4,10 kg/m2



212

C = koefisien gesek pada dasar saluran = 1

koefisien gesek pada talud/tebing = 0,76

γw = berat jenis air (1000 kg/m2)

R = jari-jari hidrolis = PA (m)

A = luas penampang hidrolis (m2)

P = keliling penampang hidrolis (m)

I = kemiringan dasar saluran

b. Kontrol Kecepatan Aliran

Rumus:

V = 2/13/2 IRk ×× < V (Perbaikan dan Pengaturan Sungai Sungai ir. Suyono dan ir. M. Tomigo, Jakarta 1985,

hal.126)

Di mana:

k = koefisien kekasaran strickler

k dasar saluran batuan sandstone 40-50

k material beton = 60-70

R = jari-jari hidrolis

= PA (m)

A = luas penampang hidrolis (m2)

P = keliling penampang hidrolis (m)

I = kemiringan dasar saluran

V = kecepatan aliran yang diizinkan (m/dtk)

= k1 x k2 x Vm

k1 = koreksi kecepatan jika kedalaman air > 3m = 1,25

k2 = koreksi kecepatan jika trace saluran relatif lurus = 1

Vm = kecepatan aliran rata-rata yang diizinkan pada material dasar saluran

V sandtone Ø 15-100 mm = 2,50 m/dtk



213

Perhitungan:

» Kontrol tanah dasar dan talud di Sta. 00+020,5-Sta.00+072,6

Diketahui (dari tabel 6.4):

B = 7 m

m = 0,2 m

I = 2 %

Hn = 3,8 m

A = 28,044 m2

P = 14,68 m

R = 1,91 m

a. Kontrol Tractive Force Aliran

saldasarT ⋅ = IRc w ×××γ saldasarT ⋅≤

= 02,091,110001 ××× 2/39,5 mkg≤

= 38,2 kg/m2 2/39,5 mkg≥ ....... (tanah dasar tergerus)

TaludT = IRc w ×××γ TaludT≤

= 02,091,1100076,0 ××× 2/10,4 mkg≤

= 29,032 kg/m2 2/10,4 mkg≥ ..... (tanah talud/tebing tergerus)


V = 2/13/2 IRk ×× < V

V = k1 x k2 x Vm

SandstoneV = 1,25 x 1,00 x 2,50

= 3,125 m/dtk

V = 2/13/2 IRk ×× < V

= 2/13/2 02,091,150 ×× < dtkm /125,3

= 10,89 m/dtk > dtkm /125,3 ................ (material dasar saluran dan

talud tergerus)



214

» Kontrol tanah dasar dan talud di Sta. 00+072,6-Sta.00+108,16)

Diketahui (dari tabel 6.5):

B = 7 m

m = 1 m

I = 6,94 %

Hn = 2,2 m

A = 18,004 m2

P = 12,35 m

R = 1,458 m

a. Kontrol Tractive Force Aliran

saldasarT ⋅ = IRc w ×××γ saldasarT ⋅≤

= 0694,0458,110001 ××× 2/39,5 mkg≤

= 101,18 kg/m2 2/39,5 mkg≥ ...... (tanah dasar tergerus)

TaludT = IRc w ×××γ TaludT≤

= 0694,0458,1100076,0 ××× 2/10,4 mkg≤

= 76,90 kg/m2 2/10,4 mkg≥ ........ (tanah talud/tebing tergerus)


Kecepatan izin

V = k1 x k2 x Vm

SandstoneV = 1,25 x 1,00 x 2,50

= 3,125 m/dtk

Kecepatan terjadi

V = 2/13/2 IRk ×× < V

= 2/13/2 0694,0458,150 ×× < dtkm /125,3



215

= 16,94 m/dtk > dtkm /125,3 ............. (material dasar saluran dan

talud tergerus)

Dari hasil perhitungan diatas, dasar dan talud akan tergerus maka saluran

diversion channel perlu dilindungi dengan pasangan beton (sesuai dengan

perencanaan awal).

6.17.2 Tulangan Lantai dan Sayap

Fungsi dari konstruksi ini hanya untuk memperkuat dasar dan talud

diversion channel dari bahaya erosi, maka untuk mempermudah aspek

pekerjaan di lapangan maka disepanjang saluran diversion channel:

Direncanakan :

▪ Tebal beton pelindung = min 0,2 m

▪ Penulangan

Tulangan Utama Ø 12-250 mm

Tulangan Bagi Ø 8-250

dewatering 2

Documents