TUGAS BANGUNAN AIR

KERUSAKAN BENDUNGAN

KELOMPOK III

HAWMAR ROSYIDA MAYESTI EKA PUTRI RITMA MELATI

(0707120173) (0707134081) (0707131980)

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL S-1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2011

1

KERUSAKAN BENDUNGAN1. BENDUNGANBendungan adalah suatu tembok yang dibentuk dari berbagai batuan dan tanah untuk menahan laju air. Bendung juga dapat didefinisikan sebagai bangunan air yang dibangun secara melintang sungai, sedemikian rupa agar permukaan air sungai di sekitarnya naik sampai ketinggian tertentu, sehingga air sungai tadi dapat dialirkan melalui pintu sadap ke saluran-saluran pembagi kemudian hingga ke lahan-lahan pertanian (Kartasapoetra, 1991: 37) Syarat-syarat konstruksi bendung harus memenuhi beberapa faktor, yaitu Bendung harus stabil dan mampu menahan tekanan air pada waktu banjir; Pembuatan bendung harus memperhitungkan kekuatan daya dukung tanah di bawahnya; Bendung harus dapat menahan bocoran (seepage) yang disebabkan oleh aliran air sungai dan aliran air yang meresap ke dalam tanah; Tinggi ambang bendung harus dapat memenuhi tinggi muka air minimum yang diperlukan untuk seluruh daerah irigasi; Bentuk peluap harus diperhitungkan, sehingga air dapat membawa pasir, kerikil dan batu-batu dari sebelah hulu dan tidak menimbulkan kerusakan pada tubuh bendung.

2

Gambar 1 Bendungan

2. FUNGSI BENDUNGANAir yang dibendung itu digunakan untuk berbagai macam kebutuhan masyarakat banyak. Bendungan mempunyai banyak sekali manfaatnya antara lain : a. b. c. Mengalirkan air ke sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) sehingga dapat menghasilkan listrik. Penyediaan air bersih, irigasi untuk mengairi sawah dan ladang, tempat rekreasi, habitat untuk ikan dan hewan lainnya, pengendali banjir, dan sebagainya. Meninggikan muka air sungai dan mengalirkan sebagian aliran air sungai yang ada ke arah tepi kanan dan tepi kiri sungai untuk mengalirkannya ke dalam saluran melalui sebuah bangunan pengambilan jaringan irigasi. d. Sebagai penangkap air dan menyimpannya di musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar dan yang melebihi kebutuhan.

3. BAGIAN-BAGIAN BENDUNGANBendungan bukan hanya sekedar sebuah tembok besar saja, tetapi juga terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

3

1. Badan bendungan yang berfungsi sebagai penghalang/penahan air.

Gambar 2. Badan bendungan 2. Pondasi yang berfungsi untuk menjaga kokohnya bendungan.

Gambar 3. Pondasi bendungan 3. Pintu air yang berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutup aliran air di saluran baik yang terbuka maupun tertutup.

4

Gambar 4. Pintu air 4. Bangunan pelimpah yang berfungsi untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam waduk agar tidak membahayakan keamanan bendungan.

Gambar 5. Bangunan pelimpah 5. Kanal yang berfungsi menampung limpahan air ketika curah hujan tinggi.

5

Gambar 6. Kanal 6. Reservoir yang berfungsi untuk menampung/menerima limpahan air dari bendungan.

Gambar 7. Reservoir

4. MACAM-MACAM BENDUNGAN1) Berdasarkan ukuran Bendungan besar: bendungan yang tingginya lebih dari 15 meter, diukur dari bagian terbawah pondasi sampai ke puncak bendungan. Bendungan kecil: bendungan yang tingginya di bawah 15 meter. Bendungan untuk membuat waduk: bendungan yang dibangun untuk membentuk waduk guna menyimpan air pada waktu kelebihan agar dapat dipakai pada waktu diperlukan. 2) Berdasarkan penggunaannya

6

Bendungan penangkap/pembelok air: bendungan yang dibangun agar permukaan airnya lebih tinggi sehingga dapat mengalir masuk ke dalam saluran air atau terowongan air.

Bendungan untuk memperlambat jalannya air: bendungan yang dibangun untuk memperlambat aliran air sehingga dapat mencegah terjadinya banjir besar.

3) Berdasarkan fungsinya Bendungan limbah industri: bendungan yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk menahan limbah yang berasal dari industri. Bendungan pertambangan: bendungan yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk menahan hasil galian pertambangan dan bahan pembuatnya pun berasal dari hasil galian pertambangan. Bendungan kering: bendungan yang didisain untuk mengontrol banjir. Bendungan pengecek: bendungan kecil yang didesain untuk mengurangi dan mengontrol arus erosi tanah.

5. KERUSAKAN PADA BENDUNGANKegagalan/kerusakan bendungan adalah keruntuhan sebagian atau seluruh bendungan atau bangunan pelengkapnya, dan/atau kerusakan yang mengakibatkan tidak berfungsinya sebagian atau seluruh bendungan. Masalah-maalah pada bangunan bendung yaitu: Tubuh bendung hancur, ambruk atau patah (sebagian atau seluruhnya) Penurunan fungsi dan keamanan bendung: Debit penyadap intake tidak mencukupi Mulut intake tertutup oleh angkutan sedimen Peredam energy bendung tidakh berfungsi Mercu bendung dan tubuh bendung rusak Angkutan sedimen dasar jenis kerakal dan kerikil masuk ke intake bendung Perlengkapan bendung rusak berat, sedang dan ringan

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kerusakan bendungan adalah:

7

1. Eksternal

a. Overtopping Overtopping adalah peristiwa meluapnya air waduk melalui puncak bendungan yang terjadi karena banjir besar melebihi kapasitas dan gelombang tinggi melampaui puncak bendungan yang diakibatkan gempa tektonik atau kelongsoran pada dinding waduk. Bendungan beton pada umumnya tahan peristiwa ini namun peluapan sangat fatal pada bendungan urugan, sebab aliran yang melampaui puncak bendungan urugan sedemikian derasnya dan mampu menggerus puncak bendungan urugan, baik tanah maupun batu, sehingga keruntuhan total hampir selalu terjadi. b. Erosi gelombang c. Erosi di kaki bendungan Longsoran (slide), pada bendungan urugan terjasi karena penyebab yang sama yakni kejadian longsoran pada tebing atau lereng yang biasa ketika gaya yang bekerja pada suatu bidang geser melampui batas gaya yang dapat ditahan. Longsoran tersebut ada tiga jenis yakni longsoran selama konstruksi, longsoran pada lereng timbunan sebelah hilir sebelum waduk dioperasikan dan longosorang lereng timbunan sebelah hulu.

2.

Internal

a. Kehilangan air b. Seepage erotion Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam perencanaan terkait masalah rembesan: 1) Pemetaan Lapangan 2) Pemboran dan pengambilan contoh tanah 3) Pengujian lapangan 4) Investigasi geofisik Untuk dapat menghitung debit rembesan, parameter yang harus diketahui adalah nilai koefesien permeabilitas K. Nilai k tipikal untuk beberapa jenis material sbb:8

- Kerikil - pasir campur kerikil - pasir halus, lanau dan lanau lempungan - Lempung dan lempung lanauan

: > 1 cm/det : 10-2 - 1 cm/det : 10-5 - 10-2 cm/det : < 10-5 cm/det

Masalah rembesan yang dapat menyebabkan keruntuhan bendungan antara lain : Tekanan angkat (blow out) Apabila tekanan air di pondasi yang pervious (lulus air) air lebih besar dari berat overburden bendungan, maka akan menyebabkan gaya angkat yang dapat meruntuhkan bendungan terutama di bagian kaki hilirnya. Piping Rembesan akibat tekanan air pori berlebih membawa butiran-butiran tanah hingga membentuk pipa-pipa dalam tubuh bendungan atau pondasinya. Erosi internal Rembesan akibat tekanan air pori berlebih masuk kedalam rekahan dalam tubuh bendungan maupun pondasi. Solutioning (penguraian) Terjadi akibat larutnya batuan dalam pondasi bendungan, misalnya gypsum, anhydrate, halite (salt rock), dan batu kapur/gamping Tekanan rembesan berlebihan Akibat naiknya muka air bendungan, garis freatik air ikut naik. Jika garis freatik memotong lereng hilir bendungan, maka akan terjadi pembasahan yang akan memicu terjadi nya erosi maupun longsoran bendungan c. Instability a) Foundation slip Kegagalan pondasi termasuk settlement dan ketidakstabilan lereng berkisar antara 30% dan 20% kasus kegagalan bendungan di US diakibatkan oleh piping (erosi internal disebabkan oleh seepage). sementara sisanya diakibatkan oleh material yang digunakan dalam konstruksi dan kurangnya pemeliharaan. b) Kemiringan hulu9

c) Kemiringan hilir d. Deformasi a) Settlement Settlement cracks Terjadi penurunan yang tidak seragam (di daerah tampang). Hal ini sangat berbahaya sekali apabila terjadi kombinasi antara cracks arah melintang dan arah longitudinal. Untuk mengatasinya dengan cara: Perbaikan abutment, dibuat landai dan bertangga. Untuk retakan yang tidak begitu besar cukup dengan di grouting saja. Untuk retakan halus dengan chemical grouting.

Pengaruh tanah lunak yang tipis, cukup dengan digali saja.

Gambar 8 Shringkage cracks

Settlement Cracks

Shringkage cracks sering terjadi pada musim kemarau.

Gambar 9

Shringkage Cracks

m.h : muka air tinggi (terjadi pada musim hujan)10

m.k : muka air rendah (terjadi pada musim kemarau) Cara pencegahannya dengan memberikan lapisan filter. Pada tipe bendungan yang homogen, kemungkinan shrinkage cracks tidak akan terjadi.

Gambar 10 Sensitif Shringkage Cracks b) Pengaruh hidraulik Piping Adalah erosi yang cepat sebagai akibat rembesan terpusat lewat tubuh dan atau pondasi bendungan urugan. Air meresap melalui timbunan tanah, lapisan kedap air atau pondasi bendungan. Dengan adanya tekanan air di sebelah hulu maka ada kecenderungan terjadinya aliran air melewati poripori di dalam tanah. Apabila gaya yang menahan lebih besar dari gaya yang mengalirkan maka aliran air tidak akan terjadi. Piping di bawah tubuh bendungan akan mengakibatnya terjadinya settlement, shringkage cracks, joint fault. Untuk mengatasi masalah di atas dengan cara dibuat concrete slab di bawah core Bocoran di bagian conduit

11

6. PENANGGULANGAN KERUSAKAN PADA BENDUNGAN Grouting

Pekerjaan grouting merupakan bagian pekerjaan konstruksi, yaitu sebagai salah satu cara dalam pebaikan pondasi pada bangunan air terutama bendungan. Perbaikan pondasi dengan cara grouting ini diperlukan pada semua tipe bendungan baik urugan maupun beton. Grouting adalah suatu proses dimana suatu cairan campuran antara semen dan air diinjeksikan dengan tekanan ke dalam rongga, pori, rekahan dan retakan batuan yang selanjutnya cairan tersebut dalam waktu tertentu menjadi padat secara fisika maupun kimiawi. Grouting pondasi adalah proses grouting bubur semen atau bubur semen yang terdiri dari campuran semen plus aditif dan lempung yang dimasukkan kedalam batuan pondasi bawah permukaan melalui lubang bor untuk menyumbat atau mengisi retakan, rekahan atau lubang-lubang bawah tanah. Dalam menentukan perencanaan pola grouting maka harus diperoleh terlebih dahulu data dari hasil grouting test. Dalam pelaksanaan grouting test akan diperoleh data data antara lain : o o o Spasi lubang grouting yang efektif Kedalaman lubang grouting yang efektif Kuantitas (volume) bahan grout

o Tekanan grouting yang sesuai o Campuran grouting yang sesuai o Koefisien permeabilitas (k) , harga Lugeon o Efektifitas grouting

12

PELAKSANAAN PEKERJAAN GROUTING TESTa. Tahapan Pekerjaan

Dalam pelaksanaan grouting test di Proyek Pembangunan Waduk Titab dilakukan beberapa tahapan, yaitu: 1) Tahap Persiapan Untuk melaksanakan pekerjaan grouting perlu dipersiapkan perlengkapan dan peralatan yang memadai agar nantinya dalam pelaksanaannya mendapatkan hasil yang diharapkan. Pekerjaan persiapan ini meliputi pekerjaan pembuatan gudang peralatan, pembuatan andang (platform) untuk dudukan Mixer, dudukan mesin bor dan gudang semen. Konstruksi ini dibuat dari balok kayu maupun bambu yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menahan beban operasional diatasnya. Untuk gudang semen dilapangan diatasnya perlu ditutup dengan terpal agar material terhindar dari hujan. 2) Pekerjaan Utama Pekerjaan utama dalam pelaksanaan grouting adalah pemboran lubang grout, pencucian lubang grout, pemasangan packer, Injeksi semen, penutupan lubang grout dan pembersihan kembali lokasi kerja. 3) Pelaporan Laporan harian kegiatan drilling grouting dibuat setiap hari dan diketahui oleh Konsultan Pengawas dan Direksi Lapangan. Sedang Laporan Akhir pelaksanaan pekerjaan grouting dibuat setelah seluruh pekerjaan lapangan selesai. Laporan tersebut merupakan gambaran pelaksanaan yang disampaikan secara jelas dan rinci.

b. Metode Injeksi

Metode pelaksanaan grouting test pada Proyek Pembangunan Waduk Titab dilakukan dengan dua cara yaitu dengan metode Up Stage grouting dan Down Stage grouting. Bilamana lapisan batuan tidak terjadi runtuhan pada waktu pemborannya maka cara Upstage grouting yang dipakai, yaitu pelaksanaan grouting dimulai dari bawah keatas. Bilamana pada waktu pemboran terjadi runtuhan maka metode Downstage grouting yang dipakai, yaitu pemboran dilakukan sampai kedalaman 3,00m13

terus dilakukan grouting. Setelah pasta semen injeksi mengeras selama 6 jam, maka dilakukan redrilling (bor ulang) dan seterusnya hingga sampai kedalaman bor yang ditentukan. Selain dari itu dipakai metode Manset dengan cara pemasangan pipa pvc 1 yang telah dilubangi (perforated) dan dipasang pada stage kedalaman yang ditentukan. a. Prosedur Pelaksanaan Prosedur pelaksanaan grouting test ada beberapa metode antara lain :1)

Metode Upstage grouting Dilakukan dengan urut urutan sebagai berikut : Pemboran dilakukan sampai kedalaman yang ditentukan Flushing (pencucian lubang bor) Pemasangan packer (Air packer ataupun Mechanic packer) Injeksi semen Pemasangan kembali packer pada kedalaman diatasnya Injeksi semen tahap selanjutnya Penutupan lubang grout dengan mortar

2)

Metode Downstage grouting Dilakukan dengan urutan sebagai berikut : Pemboran dilakukan sampai kedalaman stage paling atas Flushing (pencucian lubang bor) Pemasangan packer (Air packer ataupun Mechanic packer) Injeksi semen Pemasangan kembali packer pada kedalaman diatasnya Injeksi semen tahap selanjutnya Penutupan lubang grout dengan mortar

3)

Metode Manset Dengan cara pemasangan pipa pvc urut urutannya sebagai berikut : Pemboran dilakukan sampai kedalaman yang ditentukan Diikuti dengan pemasangan pipa pelindung (casing)14

-

Flushing (pencucian lubang bor) Pemasangan pipa pvc sebanyak 3 stage Pencabutan pipa casing (pipa pelindung) Pengecoran grout cap Proses pengeringan grout cap 8 jam Injeksi semen tahap demi tahap sampai jenuh

4) Pemboran Lubang Grouting

Pelaksanaan pekerjaan pemboran dilakukan dengan mata bor diameter F 56mm, F66mm ataupun dengan F 76mm. Core barrel yang dipakai type Single Tube Core Barrel (STCB) dan Triple Tube Core Barrel. Pemboran dilaksanakan memakai mesin bor Jenis Rotary dengan system hidrolis.5)

Pemasangan Packer Pemasangan packer dilakukan dengan 3 cara : Metode Upstage grouting Metode Down Stage grouting Metode Pemasangan pipa pvc (perforated) atau Manset.

Bilamana rangkaian dari metode grouting tersebut telah selesai maka pelaksanaan grouting sudah bisa dilaksanakan sesuai spesifikasi.6)

Pekerjaan Injeksi (Grouting) Sesuai dengan spesifikasi dan arahan dari Direksi dan Konsultan Supervisi maka campuran awal dimulai dengan perbandingan W:C ratio 6:1. Perubahan campuran berikutnya dilakukan bilamana pemasukan semen mencapai 600 liter per 15 menit maka campuran dikentalkan diubah menjadi W:C ratio 4:1, 2:1, 1:1 dan campuran tersebut dipertahankan sampai mencapai 2000 liter. Hal ini dilakukan mengingat lapisan batuan yang sangat tinggi porositasnya, bilamana telah mencapai volume tersebut injeksi semen belum jenuh, maka grouting dihentikan dan dilanjutkan kembali setelah 6 jam atau menurut petunjuk dan arahan direksi. Pemakaian campuran dan perubahannya dapat disusun seperti terlihat pada table 1 berikut ini:15

Tabel 1. Pemakaian Campuran dan Perubahannya

Tabel 2. Tekanan Maksimum Injeksi

7)

Penutup Lubang grouting Pekerjaan penutupan lubang grouting dilakukan setelah semua rangkaian pelaksanaan pekerjaan grouting selesai. Penutupan lubang grouting memakai mortar dengan campuran semen dan pasir = 1 : 2

Rembesan

Untuk mengendalikan rembesan, dapat dilakukan dengan cara : o Memberi lapisan filter. Filter dapat mencegah terjadinya piping maupun erosi internal, meskipun gradien hidrolisnya besar. Untuk itu filter harus didesain dengan benar dan tebalnya harus cukup untuk mengalirkan debit rembesan.16

o membuat kemiringan lereng lebih landau o membuat zona inti bendungan dari beton atau tanah bentonit yang plastis o Untuk mengendalikan rembesan melalui pondasi dilakukan dengan cara : o membuat cutoff wall o membuat selimut kedap hulu (upstream impervious blanket) o membuat berm rembesan hilir (downstream seepage berm) o dengan grouting Peran masyarakat Peran serta masyarakat dalam pengelolaan bendungan, khususnya dalam rangka pengamanan bendungan, pada dasarnya dapat dibedakan menjadi dua kegiatan: pemantauan dan inspeksi. 1. Pemantauan (monitoring) dengan pengukuran (instrumen): - Rembesan dan bocoran: dengan bangunan ukur V-Notch pada saluran drainase pada kaki bendungan sisi luar, diukur dua kali per bulan; - Penurunan: dengan instrumen patok geser dan EDM, diukur dua kali setahun saatwaduk penuh; - Deformasi (eksternal): dengan instrumen patok geser, EDM, ekstensometer permukaan, diukur sekali dalam tiga bulan. Untuk deformasi internal (regangan) dengan instrumen inklinometer, pengukur regangan, ekstensometer, diukur sekali dalam tiga bulan; - Tegangan pori dan gaya angkat dengan instrumen pizometer, diukur dua kali per bulan - Tekanan internal: dengan instrumen sel-tekanan/stressmeter, diukur sekali dalam tiga bulan. 2. Inspeksi atau pengamatan visual, dengan melihat adanya perubahan fisik tubuh bendungan secara kasat mata, dilakukan satu sampai dua kali per bulan.

17

Daftar PustakaDepartemen Pekerjaan Umum Pusat Komunikasi Publik. 2008. Kamus Istilah Bidang Pekerjaan Umum. Jakarta. Balai Bangunan Hidraulik dan Geoteknik Keairan. 2003. Desain dan Penanggulangan Masalah Kerusakan Bangunan Bendung. Bandung : Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber daya Air. [Accessed 14 Desember 2011]. [Accessed 14 Desember 2011].

18