Post on 18-Jul-2016
description
BAB V STABILITAS TURAP DAN REVETMENT
5.1 TINJAUAN UMUM
Pada perencanaan normalisasi sungai Sanipan ini, dilakukan perbaikan
penampang sungai dan pembuatan tanggul baru pada titik – titik yang
memerlukan. Pada bab ini akan dilakukan perhitungan penampang alternatif, yang
terlebih dahulu dianalisa dengan menggunakan program HEC-RAS 3.1.3. Selain
itu dilakukan juga perhitungan stabilitas lereng tanggul.
5.2 PERENCANAAN TANGGUL
Perencanaan Tanggul sungai Sanipan didasarkan pada perhitungan
hidrolika pada bab II dan III, dimana pada titik - titik penampang, banyak yang
tidak mampu menampung debit rencana Q50 yang lewat.
Beberapa hal lain yang menjadi pertimbangan dalam perencanaan normalisasi
Sungai Sanipan adalah :
1. Kemiringan dasar saluran agar tidak terjadi erosi dan sedimentasi.
2. Kemiringan bantaran sungai agar tidak terjadi erosi dan sedimentasi.
3. Pengikisan Pada tebing Sungai di tikungan luar sungai.
4. Perencanaan tanggul yang ada agar memperhatikan faktor pembebasan
lahan dan kondisi sosial ekonomi masyarakat sekitar. Perencanaan normalisasi
sungai Sanipan direncanakan dengan penampang trapesium ganda dimana
ketinggian tanggul dan bantaran dibuat sama antara kiri dan kanan penampang.
Namun, lebar bantaran kiri dan kanannya tidak sama (simetris) namun disesuaikan
dengan alur sungai eksisting.
5.3 STABILITAS LERENG
Sebuah lereng tanpa perkuatan merupakan sebuah permukaan tanah yang
terbuka, berdiri membentuk sudut tertentu terhadap horizontal, jika tanah tidak
horizontal, komponen gravitasi akan cenderung menggerakkan tanah ke
bawah.Jika komponen gravitasi sedemikian besar sehingga perlawanan terhadap
geseran yang dapat dikerahkan oleh tanah pada bidang longsornya terlampaui,
66
67
maka akan terjadi kelongsoran lereng. Analisis stabilitas terletak pada permukaan
tanah yang miring ini, disebut analisis stabilitas lereng. Umumnya analisis
stabilitasterletak pada bangunan yang memiliki tanggul yaitu pada profil 1 (BM2).
Analisis stabilitas lerengmemiliki banyak faktor yangmempengaruhi hasil
hitungan,misalnya, kondisi tanah yang berlapis-lapis, kuat geser tanah, aliran
rembesan air dalam tanah dan lain-lainnya. Penyebab longsoran lereng terdiri dari
akibat pengaruh luar (external effect),yaitu pengaruh yang menyebabkan
bertambahnya gaya geser tanpa adanya kuat geser tanah dan pengaruh dalam
(internal effect),yaitu longsoran yang terjadi tanpa adanya perubahan kondisi luar
atau gempa bumi.
Penyebab Kelongsoran lereng:
1. Lereng terlalu tegak
2. Properti tanah timbunan tidak memadai.
3. Penggalian atau pemotongan tanah pada kaki lereng.
4. Penggalian yang mempertajam kemiringan lereng.
5. Pemadatan kurang.
6. Pengaruh air tanah atau hujan.
7. Perubahan posisi muka air secara cepat (rapid drawdown).
8. Kenaikan tekanan lateral oleh air.
9. Gempa bumi.
10. Penurunan tahanan geser tanah pembentuk lereng oleh akibat kenaikan kadar
air tekanan air pori dan tekanan rembesan oleh genangan air didalam tanah.
68
5.4 PERHITUNGAN PROFIL
5.4.1 Kondisi Normal
Data karakteristik tanah sekitar sungai saat kondisi Normal
sat = 2,1 T/m3
b = 1,65 T/m3 = 28°c = 0,45 T/m2
Perhitungan 1 ( pertama ) dengan ‘r’ = 3 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L(m)Gaya Penggerak
Gaya penahan
1 0.3 0 1.0077 0.151155 0.151155 2.85 0.249406 72 25 1 0.237199 0.625122 0.3 1.0077 1.2 0.331155 0.331155 2.55 0.546406 58 11 0.5574 0.463378 0.404793 0.3 1.2 1.2424 0.36636 0.36636 2.25 0.604494 49 9 0.4557 0.456217 0.415934 0.3 1.2424 1.2 0.36636 0.36636 1.95 0.604494 41 8 0.3597 0.396584 0.404445 0.3 1.2 1.0981 0.344715 0.344715 1.65 0.56878 33 7 0.3362 0.309780 0.404936 0.3 1.0981 0.9495 0.30714 0.30714 1.35 0.506781 27 6 0.3205 0.230074 0.384327 0.3 0.9495 0.7618 0.256695 0.256695 1.05 0.423547 20 6 0.31 0.144862 0.351128 0.3 0.7618 0.5394 0.19518 0.19518 0.75 0.322047 14 6 0.3036 0.077910 0.302779 0.3 0.5394 0.285 0.12366 0.12366 0.45 0.204039 9 6 0.3005 0.031919 0.24238
10 0.3 0.285 0 0.04275 0.04275 0.15 0.070538 3 6 0.3864 0.003692 0.21133 2.351614 3.74713
SF =
69
Perhitungan 2 ( kedua ) dengan ‘r’ = 4 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L (m)Gaya Penggerak
gaya penahan
1 0.3858 0 0.9303 0.179455 0.179455 3.6655 0.296101 66 14 1.01 0.27050 0.518532 0.3858 0.9303 1.489 0.466683 0.466683 3.2796 0.770027 55 10 0.68 0.63076 0.540833 0.3858 1.489 1.6238 0.600459 0.600459 2.894 0.990758 46 8 0.561 0.71269 0.618394 0.3858 1.6238 1.55 0.612226 0.612226 2.508 1.010173 39 7 0.496 0.63572 0.640615 0.3858 1.55 1.406 0.570212 0.570212 2.112 0.94085 32 7 0.4557 0.49857 0.629306 0.3858 1.406 1.206 0.503855 0.503855 1.7363 0.83136 26 6 0.428 0.36444 0.589907 0.3858 1.206 0.9585 0.417532 0.417532 1.3504 0.688928 20 6 0.4102 0.23562 0.528838 0.3858 0.9585 0.669 0.313945 0.313945 0.9646 0.518009 14 6 0.398 0.12531 0.446349 0.3858 0.669 0.3397 0.194578 0.194578 0.5788 0.321054 8 6 0.3901 0.04468 0.34459
10 0.3858 0.3397 0 0.065528 0.065528 0.1929 0.108121 3 6 0.3864 0.00565 0.23129 3.52399 5.08864
SF =
70
Perhitungan 3 ( ketiga ) dengan ‘r’ = 5 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L(m)Gaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.4558 0 0.8034 0.183095 0.183095 4.3303 0.302107 60 11 0.925 0.2616 0.49662 0.4558 0.8034 1.3659 0.494383 0.494383 3.8745 0.815733 51 8 0.7246 0.6339 0.59903 0.4558 1.3659 1.7946 0.720278 0.720278 3.4187 1.188459 48 7 0.6261 0.8832 0.70464 0.4558 1.7946 1.9206 0.846694 0.846694 2.9628 1.397045 36 6 0.5667 0.8212 0.85605 0.4558 1.9206 1.7295 0.831858 0.831858 2.507 1.372565 30 6 0.5273 0.6863 0.86936 0.4558 1.7295 1.479 0.731217 0.731217 2.0512 1.206508 24 6 0.5 0.4907 0.81117 0.4558 1.479 1.1768 0.605257 0.605257 1.5954 0.998674 19 6 0.4812 0.3251 0.71868 0.4558 1.1768 0.8278 0.456848 0.456848 1.1396 0.7538 13 5 0.4683 0.1696 0.60139 0.4558 0.8278 0.435 0.287792 0.287792 0.6837 0.474857 8 5 0.4603 0.0661 0.4572
10 0.4558 0.435 0 0.099137 0.099137 0.2279 0.163575 3 5 0.4565 0.0086 0.2923 4.3463 6.4058
SF =
71
Pias 1 (R = 3 m)
Voli =
Vol1=
= 0.1151 m3
Wi = Voli x Yb
W1 = 0.1151 x 1.65
= 0.2494 t
Gaya Penahan = (c . Li) + (W i . cos α i . Tan σ)
Gaya penahan 1 = (0,45 x 1,2981) + (0,2494 x Cos (72) x Tan (28))
= 0,625 t/m
Gaya Penggerak = W i . Sin α i
Gaya penggerak 1 = 0,2494x Sin (72)
= 0.2372 t/m
∑ Gaya Penahan (PIAS 1 – 10) = 3,74713
∑ Gaya Penggerak (PIAS 1- 10) = 2,3516
SF = > 1.2 => AMAN
= =1,5934 > 1.2 => AMAN
72
Pias 1 (R = 4 m)
Voli =
Vol1 =
= 0.17945
Wi = Voli x Yb
W1 = 0,17945x 1.65
= 0.2961 t
Gaya Penahan = (0,045 . Li) + (W i . cos α i . Tan σ)
Gaya penahan 1 = (2 x 0.6517) + (0.2961 x Cos (66) x Tan (28))
= 0,5185 t/m
Gaya Penggerak = W i . Sin α i
Gaya penggerak 1 = 0,2961 x Sin (66)
= 0,2705 t/m
∑ Gaya Penahan (PIAS 1 – 10) = 5,0886 t/m
∑ Gaya Penggerak (PIAS 1- 10) = 3,524 t/m
SF = > 1.2 => AMAN
73
= = 1,444 > 1.2 => AMAN
Pias 1 (R = 5 m)
Voli =
Vol1=
= 0.1831 m3
Wi = Voli x Yb
W1 = 0.1831x 1.65
= 0,302 t
Gaya Penahan = (c . Li) + (W i . cos α i . Tan σ)
Gaya penahan 1 = (0,45 x 0,925) + (0.302 x Cos (60) x Tan (28))
= 0,4966 t/m
Gaya Penggerak = W i . Sin α i
Gaya penggerak 1 = 0,302 x Sin (60)
= 0,2616 t/m
∑ Gaya Penahan (PIAS 1 – 10) = 6,4058
∑ Gaya Penggerak (PIAS 1- 10) = 4,3463
75
5.4.2 Kondisi Muka Air Naik
Data karakteristik tanah sekitar sungai saat kondisi Banjir
sat = 2,1 T/m3
b = 1,65 T/m3 = 18,667c = 0,45 T/m2
Perhitungan 1 ( pertama ) dengan ‘r’ = 3 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β lGaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.3 0 1.0077 0.151155 0.151155 2.85 0.317426 72 25 1.01 0.30189 0.487642 0.3 1.0077 1.2 0.331155 0.331155 2.55 0.695426 58 11 0.68 0.58975 0.430503 0.3 1.2 1.2424 0.36636 0.36636 2.25 0.769356 49 9 0.561 0.58064 0.422974 0.3 1.2424 1.2 0.36636 0.36636 1.95 0.769356 41 8 0.496 0.50474 0.419365 0.3 1.2 1.0981 0.344715 0.344715 1.65 0.723902 33 7 0.4557 0.39427 0.410176 0.3 1.0981 0.9495 0.30714 0.30714 1.35 0.644994 27 6 0.428 0.29282 0.386757 0.3 0.9495 0.7618 0.256695 0.256695 1.05 0.53906 20 6 0.4102 0.18437 0.355728 0.3 0.7618 0.5394 0.19518 0.19518 0.75 0.409878 14 6 0.398 0.09916 0.313469 0.3 0.5394 0.285 0.12366 0.12366 0.45 0.259686 9 6 0.3901 0.04062 0.26220
10 0.3 0.285 0 0.04275 0.04275 0.15 0.089775 3 6 0.3864 0.00470 0.20417 2.99296 3.69292
SF =
76
Perhitungan 2 ( kedua ) dengan ‘r’ = 4 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L(m)Gaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.3858 0 0.9303 0.179455 0.179455 3.6655 0.376855 66 14 1.01 0.34427 0.506282 0.3858 0.9303 1.489 0.466683 0.466683 3.2796 0.980034 55 10 0.68 0.80280 0.495903 0.3858 1.489 1.6238 0.600459 0.600459 2.894 1.260964 46 8 0.561 0.90706 0.548374 0.3858 1.6238 1.55 0.612226 0.612226 2.508 1.285675 39 7 0.496 0.80910 0.560755 0.3858 1.55 1.406 0.570212 0.570212 2.112 1.197446 32 7 0.4557 0.63455 0.548136 0.3858 1.406 1.206 0.503855 0.503855 1.7363 1.058095 26 6 0.428 0.46384 0.513887 0.3858 1.206 0.9585 0.417532 0.417532 1.3504 0.876817 20 6 0.4102 0.29989 0.462948 0.3858 0.9585 0.669 0.313945 0.313945 0.9646 0.659284 14 6 0.398 0.15950 0.395219 0.3858 0.669 0.3397 0.194578 0.194578 0.5788 0.408614 8 6 0.3901 0.05687 0.31224
10 0.3858 0.3397 0 0.065528 0.065528 0.1929 0.137609 3 6 0.3864 0.00720 0.22031 4.48508 4.56403
SF =
77
Perhitungan 3 ( ketiga ) dengan ‘r’ = 5 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β lGaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.4558 0 0.8034 0.183095 0.183095 4.3303 0.384499 60 11 0.925 0.3330 0.48122 0.4558 0.8034 1.3659 0.494383 0.494383 3.8745 1.038205 51 8 0.7246 0.8068 0.54683 0.4558 1.3659 1.7946 0.720278 0.720278 3.4187 1.512584 48 7 0.6261 1.1241 0.62374 0.4558 1.7946 1.9206 0.846694 0.846694 2.9628 1.778058 36 6 0.5667 1.0451 0.74105 0.4558 1.9206 1.7295 0.831858 0.831858 2.507 1.746901 30 6 0.5273 0.8735 0.74846 0.4558 1.7295 1.479 0.731217 0.731217 2.0512 1.535556 24 6 0.5 0.6246 0.69897 0.4558 1.479 1.1768 0.605257 0.605257 1.5954 1.271039 19 6 0.4812 0.4138 0.62258 0.4558 1.1768 0.8278 0.456848 0.456848 1.1396 0.959382 13 5 0.4683 0.2158 0.52659 0.4558 0.8278 0.435 0.287792 0.287792 0.6837 0.604363 8 5 0.4603 0.0841 0.4093
10 0.4558 0.435 0 0.099137 0.099137 0.2279 0.208187 3 5 0.4565 0.0109 0.2757 5.5317 5.6740
SF =
5.4.3 Kondisi Surut
Data karakteristik tanah sekitar sungai saat kondisi Surut
sat = 2,1 T/m3
b = 1,65 T/m3
’ = 1,1 T/m3 = 28
C = 0,45 T/m2
Perhitungan 1 ( pertama ) dengan ‘r’ = 3 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β lGaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.3 0 1.0077 0.151155 0.151155 2.85 0.166271 72 25 1.01 0.15813 0.481822 0.3 1.0077 1.2 0.331155 0.331155 2.55 0.364271 58 11 0.68 0.30892 0.408643 0.3 1.2 1.2424 0.36636 0.36636 2.25 0.402996 49 9 0.561 0.30414 0.393034 0.3 1.2424 1.2 0.36636 0.36636 1.95 0.402996 41 8 0.496 0.26439 0.384925 0.3 1.2 1.0981 0.344715 0.344715 1.65 0.379187 33 7 0.4557 0.20652 0.374166 0.3 1.0981 0.9495 0.30714 0.30714 1.35 0.337854 27 6 0.428 0.15338 0.352667 0.3 0.9495 0.7618 0.256695 0.256695 1.05 0.282365 20 6 0.4102 0.09657 0.325678 0.3 0.7618 0.5394 0.19518 0.19518 0.75 0.214698 14 6 0.398 0.05194 0.289879 0.3 0.5394 0.285 0.12366 0.12366 0.45 0.136026 9 6 0.3901 0.02128 0.24698
10 0.3 0.285 0 0.04275 0.04275 0.15 0.047025 3 6 0.3864 0.00246 0.19885 1.56774 3.45659
66
67
SF =
Perhitungan 2 ( kedua ) dengan ‘r’ = 4 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β L(m)Gaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.3858 0 0.9303 0.179455 0.179455 3.6655 0.1974 66 14 1.01 0.18033 0.497192 0.3858 0.9303 1.489 0.466683 0.466683 3.2796 0.513351 55 10 0.68 0.42051 0.462563 0.3858 1.489 1.6238 0.600459 0.600459 2.894 0.660505 46 8 0.561 0.47513 0.496414 0.3858 1.6238 1.55 0.612226 0.612226 2.508 0.673449 39 7 0.496 0.42381 0.501485 0.3858 1.55 1.406 0.570212 0.570212 2.112 0.627234 32 7 0.4557 0.33238 0.487896 0.3858 1.406 1.206 0.503855 0.503855 1.7363 0.55424 26 6 0.428 0.24296 0.457477 0.3858 1.206 0.9585 0.417532 0.417532 1.3504 0.459285 20 6 0.4102 0.15708 0.414078 0.3858 0.9585 0.669 0.313945 0.313945 0.9646 0.345339 14 6 0.398 0.08355 0.357279 0.3858 0.669 0.3397 0.194578 0.194578 0.5788 0.214036 8 6 0.3901 0.02979 0.28824
10 0.3858 0.3397 0 0.065528 0.065528 0.1929 0.072081 3 6 0.3864 0.00377 0.21215 2.34933 4.17474
SF =
68
Perhitungan 3 ( ketiga ) dengan ‘r’ = 5 m ; Profil 19
Pias b (m) H1 H2 L(m2) V (m3) a W(t) α β lGaya Penggerak
Gaya Penahan
1 0.4558 0 0.8034 0.183095 0.183095 4.3303 0.201404 60 11 0.925 0.1744 0.46982 0.4558 0.8034 1.3659 0.494383 0.494383 3.8745 0.543822 51 8 0.7246 0.4226 0.50803 0.4558 1.3659 1.7946 0.720278 0.720278 3.4187 0.792306 48 7 0.6261 0.5888 0.56364 0.4558 1.7946 1.9206 0.846694 0.846694 2.9628 0.931363 36 6 0.5667 0.5474 0.65575 0.4558 1.9206 1.7295 0.831858 0.831858 2.507 0.915044 30 6 0.5273 0.4575 0.65866 0.4558 1.7295 1.479 0.731217 0.731217 2.0512 0.804339 24 6 0.5 0.3272 0.61577 0.4558 1.479 1.1768 0.605257 0.605257 1.5954 0.665783 19 6 0.4812 0.2168 0.55138 0.4558 1.1768 0.8278 0.456848 0.456848 1.1396 0.502533 13 5 0.4683 0.1130 0.47119 0.4558 0.8278 0.435 0.287792 0.287792 0.6837 0.316571 8 5 0.4603 0.0441 0.3738
10 0.4558 0.435 0 0.099137 0.099137 0.2279 0.10905 3 5 0.4565 0.0057 0.2633 2.8975 5.1310
SF =
72
5.5 PERHITUNGAN REVETMENT
Data karakteristik Tanah:
sat = 2,10 T/m3
’ = 1,1 T/m3
b = 1,6 T/m3
= 28°
c = 0,02 Kg/cm2 = 0,2 T/m2
Gambar 5.4 Potongan Bangunan Revetment
Titik O
Titik O
73
Gambar 5.5 Titik Berat Bangunan Revetment
1. Menghitung Berat Dinding Penahan Tanah
Bidang 1
Bidang 2
Bidang 3
Bidang 4
Bidang 5
Bidang 6
Bidang 7
W7 = 4,158 ton
2. Menghitung Tekanan Tanah Aktif dan Pasif
74
Diagram Tekanannya adalah sebagai berikut :
3. Mengitung Momen karena gaya-gaya terhadap titik O
Untuk bangunan Dinding Penahan Tanah
Bidang W (berat) Ton Jarak dari titik guling O (m) Momen (Ton.m)
1 0,743 3,107 2,308
2 4,508 2,989 13,472
3 0,837 1,043 0,873
4 0,016 0,324 0,005
5 0,053 0,143 0,008
6 4,205 1,385 5,824
7 5,603 3,043 17,051
Jumlah 15,965 39,540
Jadi, ΣW = 15,965 Ton dan ΣMW = 39,540 Ton m
Untuk Tekanan Aktif
Pa (ton) Jarak dari titik guling O (m) Momen (Ton m)
4,284 1,641 7,032
75
Untuk Tekanan Pasif
Pp (ton) Jarak dari titik guling O (m) Momen (Ton m)
11,862 0,672 2,965
Jadi, Σptotal = -7,578 Ton dan ΣMg total = 15,004 Ton m
4. Menghitung Stabilitas Guling
Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah di belakang dinding penahan,
cenderung menggulingkan dinding, dengan pusat rotasi terletak pada ujung kaki
depan dinding penahan tanah.
5. Menghitung Stabilitas Geser
Nilai Cd dan φ diambil dari data tanah 3 yang berhimpit langsung dengan lapis
bawah pondasi, yaitu c3 = 20 kN/m2 dan φ = 35O .
Dimana :
Fgs = faktor aman terhadap penggeseran
Σ Ph = jumlah gaya – gaya horizontal
6. Stabilitas Terhadap Keruntuhan Kapasitas Daya Dukung Tanah
Dalam hal ini akan digunakan persamaan Hansen pada perhitungan, dengan
menganggap pondasi terletak di permukaan.
76
7. Eksentrisitas ( e )
8. Kapasitas dukung tanah ijin (Terzaghi)
φ = 28o ( Nc = 31,61 ; Nq = 17,81 ; Ng = 19,73 )
σult = c Nc + H Nq + 0,5 B Ng
= 0,45. 31,61 + 4,924 . 1,6 . 17,81 + 0,5. 2,77 .1,6 . 19,73 . 1,6
= 224,494 ton/m2
σ ijin = σult / SF
= 224,494 / 3
= 74,83 ton/m2
9. Tegangan yang terjadi di dasar pondasi
σmaks = ( 1 + )
= (14,91 / 2,77 ) . ( 1 + 6 .0,51/ 2,77)
= 11,328 ton/m2 < σ ijin (AMAN)
10. Perhitungan gaya berat pada dinding lereng (P)
Menentukan panjang “X”
Gambar 5.6 Gambar Potongan Beton Berkisi
Gambar 5.7 Tampak Atas Beton Berkisi
Gambar 5.8 Bangunan Tanggul dan Reveitment Pada tikungan (Profil P14)
Gambar 5.9 Bangunan Tanggul Pada Bagian Lurus (Profil P19)
5.6 KESIMPULAN
Pada ketiga perhitungan tersebut ternyata tanggul masih dalam batas aman,
saat kondisi normal dan surut, sehingga tidak terjadi longsor. Namun pada saat
terjadi Banjir pada percobaan dengan jari – jari 4 dan 5 m tidak aman, sementara
pada jari – jari 3 m aman, Maka pembangunan tanggul dengan kemiringan lereng
1:1 masih aman untuk dilakukan.
Setelah melakukan analisa banjir kami merencanaan pada bagian lurus
dengan diberikan bangunan tanggul saja yang dimaksukan untuk mencegah
limpasan debit banjir ke daerah disekitarnya, sedangkan pada bagian tikungan
selain bangunan tanggul kami menambahkan bangunan revietment untuk
mencegah gerusan atau perkuatan lereng. Disini kamui mengambil contoh pada
profil P14 dikarenakan pada profil tersebut mengalami banjir paling tinggi yaitu
sebesar 1,95 m. Dari banjir tersebut kami menambahkan ketinggian 1m sebagai
tinggi jagaan dan juga sebagai acuan pendirian tanggul.