BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id file1.2 Deskripsi Singkat Mata pendidikan dan pelatihan ini...

Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Urugan, Tingkat Dasar

1 Instrumentasi Bendungan Urugan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bangunan bendungan urugan adalah bangunan sipil yang paling kompleks yang

sangat berbahaya bila mengalami kerusakan. Kerusakan pada suatu bendungan

akan menimbulkan bencana besar bagi daerah disebelah hilirnya baik berupa

harta benda maupun korban jiwa.

Berdasarkan penelitian para ahli, menyatakan bahwa lebih kurang 85%

kerusakan bendungan disebabkan oleh pengaruh hidraulik dan rembesan air

yang biasanya sulit dihitung secara teliti, ini berarti bahwa desain suatu

bendungan tidak semuanya dapat dihitung secara teoritis.

Kerusakan atau runtuhnya suatu bendungan dapat terjadi karena beberapa hal,

diantaranya melimpahnya air diatas mercu bendungan (overtopping), longsornya

lereng bendungan (sliding), terbawanya butiran tanah dari tubuh bendungan

(internal erosion atau “piping”) dan lain sebagainya.

Untuk mengamankan bendungan-bendungan yang ada dan yang akan dibangun

kemudian perlu adanya pengawasan peri laku bendungan mulai dari

pelaksanaan kontruksinya sampai selama operasi bendungan tersebut sebelum

mencapai kondisi yang membahayakan.

Untuk memperoleh data atau informasi mengenai perilaku bendungan terutama

saat - saat konstruksi, pengisian pertama kolam waduk dan saat dioperasikannya

air waduk guna menilai dan memeriksa keamanan bendungan perlu

dilaksanakan pemasangan instrumentasi geoteknik yang meliputi pemasangan

alat - alat pemantau beban, tegangan, deformasi dan rembesan air.



1.2 Deskripsi Singkat

Mata pendidikan dan pelatihan ini membekali peserta dengan pengetahuan

dasar tentang instrumentasi geoteknik untuk menunjang pekerjaan perencanaan

bendungan urugan yang disajikan dengan cara ceramah dan tanya jawab.

1.3 Tujuan Pembelajaran Umum (TPU)

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan mampu memahami

instrumentasi bendungan urugan dalam tahap desain bendungan urugan.

1.4 Tujuan Pembelajaran Khusus (TPK)

Setelah pembelajaran ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan:

1) Perilaku tanah dan batuan

2) Konsep dan perencanaan instrumentasi

3) Jenis dan sistim instrumentasi

4) Spesifikasi pengadaan instrumen dan kontrak pekerjaan

1.5 Pokok Bahasan

Pokok bahasan dari mata diklat instrumentasi bendungan urugan ini adalah :

1) Pendahuluan, yang mencakup latar belakang, perlunya dan manfaat

instrumen, filosofi pemasangan, dll.

2) Perilaku tanah dan batuan, sebagai dasar pengetahuan untuk memahami

instrumentasi bendungan urugan.

3) Konsep dan perencanaan instrumentasi

4) Jenis dan sistim instrumentasi

5) Pembacaan Instrumen

6) Spesifikasi dan kontrak kerja

7) Rangkuman

1.6 Petunjuk Belajar

Agar peserta diklat dapat memahami instrumentasi bendungan urugan dalam

melakukan desain bendungan secara lebih mendalam dan komprehensif,

sebaiknya peserta juga mempelajari Standar Nasional Indonesia (SNI) dan



pedoman-pedoman yang terkait dengan desain bendungan yang dikeluarkan

oleh Departemen PU atau unit-unit organisasi dibawahnya.



BAB II

PERILAKU TANAH DAN BATUAN

2.1 Tanah

2.1.1 Struktur Tanah

Massa tanah terdiri dari partikel dan pori-pori yang berisi air dan udara. Massa

tanah yang pori-porinya seluruhnya berisi air disebut sebagai tanah yang jenuh

sempurna, sebaliknya bila pori-pori berisi sebagian air dan sebagian udara

disebut sebagai tanah yang jenuh sebagian.

Tanah dapat digolongkan ke dalam 2 katagori, yakni tanah kohesif yang banyak

didominasi fraksi halus (lempung) dan tanah tidak kohesif yang didominasi tanah

berbutir kasar (pasir, kerikil/kerakal yang terdiri dari fragmen-fragmen dari batuan

atau mineral yang tidak mengalami perubahanoleh kimia.

Lanau inorganik adalah jenis tanah berbutir halus dengan plastisitas rendah dan

dapat dikatagorikan sebagai tanah tidak berkohesi. Sedangkan lanau organik

adalah jenis tanah berbutir halus mengandung bahan organik yang plastis dan

berperilaku seperti tanah kohesif yang plastis.

Lempung, adalah jenis tanah kohesif sebagai hasil pelapukan secara kimiawi dari

suatu massa batuan. Apabila terdapat air di antara material, akan timbul sifat

plastisitas, dan kohesi. Kohesi menunjukkan bahwa material itu melekat satu

sama lain, adapun plastisitas menunjukkan bahwa material dapat diubah-ubah

tanpa adanya perubahan atau kembali ke bentuk aslinya, dan tanpa terjadi

retakan atau pecahan. Di antara kedua jenis tanah tersebut terdapat jenis tanah

lanau (silt) yang merupakan peralihan antara lempung, dan pasir halus.

Hasil pelapukan batuan induk yang masih ditempat asal, disebut residual soil,

yang ditandai dengan warna merah atau cokelat yang umumnya dijumpai di

daerah pegunungan atau perbukitan. Bila hasil pelapukan terangkut oleh air, es



atau angin, kemudian diendapkan didaerah lain, disebut tanah angkutan

(transported soil).

Tanah juga dapat berasal dari hasil pelapukan material organik seperti tumbuhan

yang membusuk. Yang disebut tanah organik, biasanya berupa tanah angkutan

hasil pelapukan yang bercampur dengan tanaman yang membusuk.

Gambar 2.1 Massa tanah jenuh air sebagian

Tanah asli atau tanah hasil pemadatan pada umumnya terdiri atas butiran padat

yang berada di antara rongga pori. Rongga pori dapat terisi udara atau air. Jika

semua pori terisi air, tanah disebut jenuh air. Jika terdapat juga gas di dalam

rongga pori, tanah disebut tidak jenuh. Unsur jenuh sebagian atau zona tidak

jenuh digunakan orang jika mengacu pada tanah tidak jenuh. Diagram kedua

struktur tanah jenuh, dan takjenuh diperlihatkan pada Gambar 2.2 di bawah.

air

udara



Vw

Vs

V

airw

s

padat tanah

Partikel

G

Ww

Ws

W

TANAH JENUH TANAH TIDAK JENUH

V

Vw

VsGs

padat tanah

Partikel

w

air

W

Ww

Ws

Vg Wg=0udara

W adalah Berat total massa tanah

Ws adalah Berat material padat

Ww adalah Berat air

Wg adalah Berat udara (diabaikan)

V adalah Volume total massa tanah

Vs adalah Volume material padat

Vw adalah Volume air

Vg adalah Volume udara

Vv adalah Volume rongga

adalah Vw + Vg

adalah Volume yang tidak berada pada material padat

Gs adalah Berat jenis material padat

w adalah Berat volume air

Gambar 2.2 Struktur tanah pada kondisi jenuh dan tak jenuh

2.1.2 Air Tanah dan Tekanan Air Pori

a) Kondisi pisometrik hidrostatik

Elevasi muka air tanah ditentukan sebagai elevasi jika permukaan air bebas

dianggap berada dalam tanah lulus air atau batuan karena adanya

keseimbangan tekanan atmosfer dalam ruang tak jenuh di bawah zona kapiler,

seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4(a). Lapisan tangkapan air yang

mengandung air tanah disebut akuifer. Zona kapiler ditentukan sebagai lapisan



antara permukaan air bebas, dan tinggi tertentu di atas air yang tidak dapat turun

karena adanya sifat kapilaritas. Keadaan air tanah normal terjadi jika tekanan air

tanah meningkat secara hidrostatik dengan kedalaman di bawah muka air tanah.

Dalam hal ini, tekanan air pori juga disebut tekanan hidrostatik, dan dapat

dihitung dengan mengalikan berat volume air dengan jarak vertikal dari titik yang

ditinjau (lokasi pintu atau sekat, lokasi sensor atau pengamat, dan lain-lain)

terhadap muka air tanah.

Gambar 2.4 Elevasi muka air tanah, dan tekanan air pori saat sebagai air tanah

b) Tekanan air pori

Dalam Gambar 2.4 diperlihatkan keadaan air tanah segera setelah lapisan

material dihampar di atas lapisan tanah yang ada, dan sebelum proses

konsolidasi selesai. Jadi keseimbangan antara tekanan air pori ekses (berlebih)

yang terjadi dalam tanah lempung, dan air tanah tidak berlangsung lama. Lima

buah pipa berlubang yang telah terpasang yaitu pipa a, b, c, d, dan e

dimaksudkan agar tanah dapat berhubungan dengan bagian luar pipa. Pipa (b)

dilubangi sepanjang pipa, adapun pipa lainnya hanya dilubangi dekat atau sekitar

dasar. Akibat permeabilitas pasir yang tinggi, tekanan air pori berlebih dalam

pasir akan segera terdisipasi keluar. Pipa (a) menunjukkan muka air tanah. Pipa

(b) menunjukkan muka air tanah akibat permeabilitas pasir yang menyebabkan

tekanan air pori berlebih dari lempung terdisipasi ke dalam pasir. Pipa (c), dan (d)

menunjukkan tekanan air pori dari lempung pada dua lokasi.



Proses disipasi dari tekanan air pori ekses akan lebih banyak terjadi dalam pipa

(c) daripada dalam pipa (d) karena jalan aliran air untuk tekanan air pori berlebih

lebih pendek, dan kecepatan atau laju disipasi yang terjadi dalam pipa (c) lebih

besar daripada dalam pipa (d). Pipa (b) pada Gambar 2.4 merupakan sumur

pemantau atau observasi sebab tidak ada penyekat (seal) lapisan bawah

permukaan yang dapat mencegah hubungan vertikal antara berbagai lapisan.

Pisometer adalah alat ukur yang ditanam di dalam tanah sehingga hanya

merespons tekanan air tanah sekelilingnya, dan tidak memantau tekanan air

tanah pada elevasi lain. Pipa-pipa (a), (c), dan (d) disebut pisometer sebab dapat

menunjukkan tekanan air pori pada satu lokasi (tempat alat itu ditanam di atas,

dan di bawah lokasi yang porus), dan tidak menunjukkan tekanan air tanah pada

lokasi lain. Elevasi atau muka air pisometer adalah elevasi pada keadaan air

dapat naik di dalam pisometer.

c) Tekanan air pori positif

Tekanan air pori yang melebihi tekanan atmosfer disebut tekanan air pori positif.

Tekanan air pori dapat ditingkatkan dengan memberikan gaya tekan pada tanah

atau gaya geser pada tanah sehingga dapat mengurangi volume, dan merintangi

terjadinya disipasi tekanan air pori. Tekanan air pori berlebih yang dihasilkan dari

setiap jenis perubahan tegangan dapat juga disebut tekanan air pori induksi.

d) Tekanan air pori negatif

Tekanan air pori negatif terjadi jika tekanan air pori lebih kecil daripada tekanan

atmosfer. Kondisi ini akan terjadi jika beban tekanan dipindah atau jika tanah

kompak yang sangat padat mengalami pergeseran, dan volumenya meningkat.

e) Kondisi muka air tanah nonhidrostatik

Tekanan air pori tidak selalu meningkat secara hidrostatik dengan kedalaman di

bawah muka air tanah. Persyaratan muka air tanah non hidrostatik ini meliputi

hal-hal berikut di bawah.

1) Muka air tanah tinggi.

Muka air tanah tinggi terjadi jika material lulus air terhampar pada lapisan yang

relatif kedap di atas muka air tanah utama, dan menahan sejumlah air tanah.



Pisometer yang dipasang pada muka air tanah atas akan menunjukkan elevasi

permukaan seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4 pipa (e).

2) Tekanan artesis.

Tekanan artesis biasanya terdapat dalam lapisan terkekang antara lapisan

kedap, dan dihubungkan dengan sumber air pada elevasi yang lebih tinggi.

Sumur bor sampai dengan lapisan akuifer artesis yang mempunyai tekanan air

pori di atas muka air tanah, dan mengalirkan air tanpa pemompaan disebut

sumur artesis aliran bebas. Persyaratan artesis diperlihatkan pada Gambar 2.4

pipa (c), dan (d).

f) Variasi tekanan, dan elevasi pisometrik

Tekanan, dan elevasi pisometrik biasanya tidak konstan seiring dengan

perkembangan periode waktu. Gaya-gaya alami seperti hujan, penguapan,

tekanan atmosfer, dan rembesan dapat menyebabkan perbedaan besar pada

elevasi muka air tanah.

g) Tegangan Tanah Total dan Efektif

Tekanan tanah adalah gaya per luas bidang, adapun tegangan adalah gaya per

luas bidang yang terdapat dalam suatu massa tanah. Tegangan total (total

stress) adalah gaya total yang bekerja pada satu bidang yang diketahui luasnya.

Tegangan total terdiri dari tegangan efektif (effective strees) yang terjadi antara

butiran dalam massa tanah yang meneruskan gaya total, dan tekanan air pori

(pore water pressure) atau tegangan netral (neutral stress) yang terjadi akibat

gaya total yang diteruskan melalui hubungan butiran yang di antaranya berisi air.

Pada tanah jenuh sebagian tegangan total diteruskan oleh butiran tanah melalui

udara atau gas yang menimbulkan tekanan udara pori (pore gas pressure).



0

10

gaya

tegangan

gaya yang dipikul olehair atau tekanan air pori

tegangan efektif dalam tanah

(a) Hubungan gaya kerja terhadap tegangan

volu

me

(b) Perubahan Volume

Gambar 2.3 Pengaruh tekanan total pada tegangan efektif, tekanan air pori, dan volume tanah (Dunnicliff, 1988)

Tegangan total, σ = σ‟ + u, dimana σ‟ adalah tegangan efektif dan u adalah

tekanan air pori.

h) Konsolidasi

Jika suatu beban bekerja pada lapisan tanah jenuh air, gaya tambahan

(tegangan total) pada awalnya dipikul oleh tekanan air pori. Proses pemindahan

atau transfer tegangan total menjadi tegangan efektif, dan pengurangan tekanan

air pori melalui pengeluaran air disebut proses konsolidasi. Gambar 2.3

menunjukkan kejadian ketika tegangan total bekerja pada tekanan air pori,

tegangan efektif, dan volume tanah. Perubahan volume yang diperlihatkan dalam

Gambar 3(b) dapat terjadi jika tegangan total disalurkan melalui tekanan air pori

pada tegangan efektif sehingga menyebabkan deformasi vertikal atau

penurunan. Besarnya tekanan air pori yang melebihi keseimbangan disebut

tekanan air pori ekses (berlebih). Penurunan tekanan air pori berlebih disebut

disipasi, dan merupakan sebuah fungsi dari permeabilitas material. Penurunan

dapat terjadi akibat berkurangnya tekanan air pori ekses, dan proses orientasi

kembali (reorientasi) butiran tanah karena penambahan beban.

Permeabilitas adalah ukuran laju aliran air melalui tanah, dan menunjukkan

kecepatan penurunan yang terjadi. Jika tanah belum pernah mengalami



tegangan efektif lebih besar daripada tekanan overburden yang ada, tanah

disebut terkonsolidasi normal. Tanah yang telah mengalami tegangan efektif

lebih besar daripada tekanan overburden yang ada disebut tanah

overkonsolidasi. Tanah yang telah mengalami pembebanan sungai es (gletser)

umumnya merupakan tanah overkonsolidasi. Pergerakan tanah untuk melawan

longsoran dapat juga menimbulkan tekanan air pori berlebih. Tegangan efektif

berkaitan dengan kemampuan tanah untuk melawan longsoran, dan kekuatan

gesernya. Jadi, untuk mendapatkan kekuatan geser selama proses konsolidasi

dapat dipantau dengan pengukuran tekanan air pori. Sebagai contoh,

pemantauan tekanan air pori pada tanggul atau bendungan urugan yang

dibangun di atas fondasi tanah lunak.

2.1.3 Parameter yang Dipantau

Parameter geoteknik yang mempengaruhi perilaku bendungan adalah kekuatan

geser, koefisien permeabilitas k, dan kompresibilitas (modulus elastisitas E).

Ketiga parameter ini dalam desain digunakan sebagai masukan untuk analisis

stabilitas lereng, analisis rembesan, dan analisis tegangan pada beberapa

potongan bendungan.

Kegagalan pada bendungan urugan pada umumnya disebabkan oleh limpahan

(overtopping), ketidakstabilan, dan rembesan internal. Limpahan terjadi jika

elevasi air waduk atau air sungai melebihi tinggi bendungan urugan. Kondisi ini

dapat terjadi karena perkiraan debit banjir yang salah atau karena pengaruh lain

seperti ketidakstabilan lereng, dan deformasi yang berlebih pada tubuh, dan

fondasi.

1) Ketidakstabilan bendungan urugan, dan fondasi

Stabilitas lereng biasanya dinyatakan dengan faktor keamanan (FK) yang

merupakan rasio dari gaya perlawanan geser yang merupakan fungsi dari

kekuatan geser, dan gaya pendorong yang merupakan fungsi dari tegangan

geser yang terjadi sepanjang bidang yang berpotensi longsor dengan

persamaan:

FK = ‟ / m ………………(1)



„ = c‟ + (σ-u) tan (φ‟) ………………(2)

dengan:

FK adalah faktor keamanan, jika FK > 1 (stabil), FK< 1 (tidak stabil)

‟ adalah kekuatan geser material = f ( c‟, φ‟, σ, u)

c‟ adalah kohesi efektif

φ‟ adalah sudut geser dalam efektif

σ adalah tegangan total

σ‟ adalah tegangan efektif = σ-u

u adalah tekanan pori

Setiap penambahan tekanan air pori sepanjang permukaan yang berpotensi

longsor akan menyebabkan penurunan perlawanan geser, dan faktor keamanan

terhadap longsor. Jika fondasi lebih kuat daripada tanah urugan bendungan,

umumnya lereng akan bergerak di dalam urugan. Jika urugan berada di atas

fondasi lunak, sifat-sifat fisik material fondasi akan sangat menentukan

permasalahan kestabilan. Pembebanan urugan dapat menyebabkan terjadinya

pergerakan melalui fondasi atau sepanjang lapisan fondasi yang lemah, serta

penurunan, dan penggelembungan lateral dari fondasi. Jika fondasi terdiri dari

material nonkohesif lepas yang merata, beban gempa akan menyebabkan

terjadinya likuifaksi, dan longsoran dalam fondasi.

2) Erosi buluh (piping)

Debit rembesan yang terjadi di sebelah hilir bendungan biasanya dinyatakan

dengan persamaan:

Q = k x i x A …….................... .(3)

V = k x i …..…................... (4)

dengan:

Q adalah debit rembesan

k adalah koefisien permeabilitas material

i adalah gradien yang diperoleh dari analisis rembesan

t adalah waktu

A adalah luas bidang rembesan



Jika nilai koefisien permeabilitas k meningkat, kecepatan aliran V juga akan

meningkat. Kejadian semacam ini perlu diwaspadai karena dapat

menyebabkan erosi buluh atau erosi internal yang berakibat terjadinya

penurunan kekuatan geser tanah. Jika tanah bersifat kohesif, akan terbentuk

saluran atau pipa kecil pada bagian hilir tempat keluarnya aliran rembesan.

Karena tanah mengalami erosi, pipa kecil itu akan menerus di dalam urugan.

Lanau, dan pasir halus mudah sekali mengalami erosi buluh.

Dalam desain bendungan yang baik, biasanya erosi buluh dihindari dengan

menggunakan filter atau drainase agar material dari bagian udik tidak dapat

bergerak/mengalir ke bagian hilir.

Gambar 2.4 Keruntuhan disebabkan adanya kebocoran di sekeliling pipa

pengeluaran

3) Retakan Melintang (transversal)

Pembebanan bendungan urugan dapat menyebabkan penurunan fondasi serta

penurunan, dan pergerakan lateral di bagian tubuh bendungan yang

dipadatkan. Penurunan tubuh bendungan atau fondasi secara merata

biasanya tidak menjadi masalah. Akan tetapi, jika lereng tumpuan bendungan



curam, penurunan yang terjadi dapat menyebabkan retakan transversal pada

sumbu bendungan.

4) Retakan Memanjang

Retakan arah memanjang bendungan juga berpotensi untuk longsornya lereng

bendungan. Apabila hal ini terjadi, jagaan (freeboard) akan berkurang yang

berpotensi terjadi limpasan air waduk banjir melalui puncak bendungan

(overtopping) yan tentunya tidak kita kehendaki.

Gambar 2.5 Keretakan akibat perbedaan penurunan



Gambar 2.6 Retakan memanjang yang berpotensi longsornya lereng bendungan

2.2 Batuan

2.2.1 Asal dan Jenis

Kerak dan selubung atas bumi terdiri atas batuan yang bermacam-macam usia

dana asal usulnya. Menurut asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga

kelompok/jenis batuan utama, yaitu:

- batuan beku (igneous rocks),

- batuan sedimen/batuan endap (sedimentary rocks), dan

- batuan malihan (metamorphics rocks).

Dari ketiga kelompok batuan tersebut (beku, malihan dan sedimen), bagian

terbesar dari batuan yang terbuka di permukaan tanah adalah batuan sedimen

yang mencapai 75%. Dan dari bagian tersebut yang menonjol adalah batuan

serpih (serpih lempung, batu lanau, batu lumpur dan batu lempung) yang

meliputi 50% lebih dari batuan sedimen terbuka (Foster, 1975).

Batuan beku, seperti granit dan basal terbentuk sebagai akibat proses

pendinginan dan kepadatan dari magma panas yang meleleh. Batuan sedimen,



seperti batupasir, batukapur dan serpih (shales) terbentuk akibat tersementasi

oleh tekanan lapangan (overburden pressure) atau oleh tersementasinya butiran

endapan dari tersolusinya air tanah. Sedangkan batuhan malihan (metamorphic

rocks), seperti slates, batu marmer (marble) dan schists terbentuk dari jenis

batuan beku atau sedimen sebagai hasil dari pemanasan ekstrim geologi atau

tekanan yang menyebabkan terjadinya rekristalisasi dan terbentuknya mineral-

mineral baru. Mikrotekstur dari batuan-batuan tersebut ditinjau dari butirannya

adalah seperti gambar di bawah.

(a) (b) (c)

(a) Batuan beku : butirannya bersudut yang saling mengunci, porositas rendah

(b) Batuan sedimen : Butirannya membundar dalam matriks berbutir halus, porositas tinggi

(c) Batuan malihan : berbentuk pipih memanjang yang tersusun sejajar yang mudah terpisah

Gambar 2.7 Mikrotekstur batuan

Batuan beku tersusun dari butiran yang bersudut-sudut (angular) dan saling

mengunci dengan retakan-retakan rambut di sepanjang batas butiran yang

menyebabkan antar butiran mempunyai porositas rendah. Sebaliknya, batuan

sedimen, biasanya butirannya membundar dan kurang saling mengikat,

porositasnya labih tinggi, tergantung dari terisi/sementasi-nya pori-pori oleh

material halus. Batuan malihan cenderung berbentuk pipih memanjang, yang

saling sejajar sebagai hasil dari rekristalisasi yang bersifat mudah terpisah di

sepanjang alinyemen butirannya (fissile).

Batuan sedimen dipengaruhi oleh terbentuknya perlapisannya (bedding) yang

terdiri dari perlapisan-perlapisan (layers) dari material-material, seperti batupasir

dan serpih (shale) yang dipisahkan oleh bidang perlapisan (bedding plane)

secara menerus dan menjadikannya sebagai bidang lemah. Sedangkan pada



batuan beku, misalnya basalt, perlapisan lavanya sering dipisahkan oleh batu

apung atau lapisan endapan abu atau bentonit. Kekar-kekar tarik (tension joints)

terjadi akibat kontraksi dari batuan beku selama proses pendinginan dan selama

terjadinya akumulasi menumpuknya perlapisan pada batuan sedimen.

2.2.2 Kekuatan

Komposisi mineral dan mikrotekstur sangat berpengaruh terhadap kekuatan dan

ketahanan batuan. Pori-pori adalah merupakan komponen terbentuknya batuan

yang terlemah; batuan yang porous adalah lebih lemah dan mudah mengalami

deformasi dibandingkan dengan batuan yang lebih padat. Porositas > 50% dapat

terjadi pada batuan batupasir atau granit yang terlapuk tinggi. Batuan keras

biasanya terbentuk dari mineral yang keras dan mempunya ketahanan tinggi,

sedangkan batuan lunak, misalnya serpih, biasanya tersusun oleh lempung atau

mineral sejenis yang lunak dan mudah mengalami deformasi. Batuan-batuan

tersebut akan mudah hancur bila mengalami pembasahan dan pengeringan.

Batukapur (lime stone) tersusun dari kalsit dan batuan asin (salt rocks) tersusun

dari mineral asin (saline mineral), meskipun cukup keras, namun mudah remuk

pada bagian dekat permukaan dan mudah mengalami deformasi pada tempetur

dan tekanan yang lebih tinggi pada galian yang dalam.

Komposisi mineral juga mempunyai pengaruh penting terhadap tegangan,

misalnya granit yang tersusun dari mineral keras yang bersifat elastis, karena

pada level tekanan yang moderat, bila bebannya diambil, batuan kembali ke

ukuran dan bentuk semula. Bila deformasi kecil yang terjadi masih proporsional

dengan tekanan yang bekerja, batuan tersebut bersifat elastis linier. Pada

tekanan yang lebih tinggi dan setelah menga,ami deformasi kecil, batuan

tersebut akan runtuh dengan segera. Batuan yang mengandung mineral lunak,

seperti potash adalah bersifat tidak elastis (inelastic) dan pada tekanan tinggi,

terjadi pergerakan perlahan yang terus berlangsung (creep) dan keruntuhan

terjadi secara perlahan disertai dengan deformasi yang besar (ductile). Batuan

dengan mineral yang sejajar (batuan malihan), kecuali mineralnya mudah

terpisah (fissile) juga bersifat anisotropis (kekuatan bervariasi sesuai dengan

arah pembebanan). Pada umumnya batuan ini lebih lunak dibandingkan dengan

batuan yang butirannya saling mengunci.



Sifat teknik penting lainnya adalah batu utuh (intact rock) dan massa batu (rock

mass). Sifat batu utuh yang juga disebut sebagai material batu (rock material),

adalah batuan yang dapat diukur melalui suatu pengujian terhadap suatu contoh

batuan di laboratorium. Sedangkan sifat teknik batuan massa hanya dapat diuji

dengan skala besar di lapangan (in-situ large scale testing). Pada umumnya,

batuan massa bersifat lebif lemah, deformasi lebih besar dan lebih lulus air

dibandingkan dengan batuan utuh, karena adanya diskontinyuitas, antara lain

kekar, sesar, geser, bidang perlapisan, dll.

Gambar 2.8 Terminologi batuan massa

2.2.3 Air di dalam Batuan

Air rembesan yang mengalir pada massa batuan, biasanya terjadi melalui

diskontinyuitas dan sedikit atau tidak terjadi pada batuan utuh, jika tidak bersifat

betul-betul porous. Sifat-sifat diskontinyuitas mempengaruhi tekanan dan

kecepatan aliran yang melalui batuan massa., seperti halnya sifat mekanis,

antara lain kekuatan dan deformasinya. Aliran dan tekanan airnya tersebut

dipengaruhi oleh bukaan dan sifat kedap (aperture) diskontinyuitas dan oleh

spasi dan kontinyuitasnya.



Tekanan air di dalam kekar pada batuan massa mempunyai pengaruh penting

terhadap stabilitas. Bila perlu dilakukan pemantauannya, pengukuran harus

dilakukan pada bagian/zona dari bukaan kekar tersebut. Tekanan efektif utama

yang bekerja pada bagian tersebut sama halnya dengan tanah, kecuali tekanan

air pori dan sistim skeleton mineral tanah digantikan oleh air yang ada di dalam

kekar dan sistim blok batuan.

Pada batuan yang mempunyai kekuatan dan ketahanan tinggi, tekanan air di

dalam kekar yang cukup tinggi akan menimbulkan masalah yang biasanya dapat

ditanggulangi dengan membuat sistim drainage untuk melepaskan tekanan

tersebut. Pada batuan yang mempunyai kekuatan dan ketahanan yang lebih

rendah, misalnya serpih, masalah yang dihadapi adalah pengembangan

(swelling), sedangkan batuan yang mengandung mineral lempung, biasanya

akan mengalami keruntuhan. Jenis batuan dengan banyak kekar-kekar dengan

ketahanan lebih rendah akan lebih mudah mengalami erosi internal pada kekar

atau erosi luar akibat proses pelapukan (ravelling and slaking).

2.2.4 Tegangan

Stabilitas pada batuan massa tergantung dari 3 faktor utama, yakni sifat batus

utuh, terutama pada diskontinyuitas, sifat regim air tanah dan besaran tegangan

dalam hubungannya dengan kekuatan batuan. Tekanan vertikal dapat dihitung

seperti halnya pada tanah. Sedangkan besaran tekanan horisontal dihitung

seperti pada tanah dan besarannya dapat lebih besar dari tekanan vertikalnya.

Pada beberapa tempat, meskipun dekat dengan permukaan, tekanan tanah

horisontal dapat 10 kali lipat tekanan vertikal atau lebih. Hal tersebut dapat

menyebatkan terjadinya puntiran (buckling) dan pengangkatan (heaving) pada

galian dangkal serta mecotot (squeezing)-nya dan retakan lining beton

terowongan.

Pada penggalian batuan, tegangan awal (setelah material digali) masih tetap

ada. Tingkat tegangan di sekeliling terowongan setelah digali dapat beberapa kali

lipat dari tegangan awal (sebelum digali). Akibatnya, batuan mengalami tegangan

berlebih (overstress) yang menyebabkan terjadinya squeezing dan keruntuhan,

tergantung dari sifat duktilitas (ducktility) atau kegetasan (brittle).



Gambar 2.9 Mekanisme keruntuhan pada bukaan bawah tanah



BAB III

KONSEP DAN PERENCANAAN INSTRUMENTASI

3.1 Manfaat

Dalam hal pemasangan instrumentasi pada suatu bendungan yang diarahkan

untuk mengetahui perilaku bendungan terhadap pengaruh beban yang terjadi

pada pondasi, tegangan yang ada pada tubuh bendungan, deformasi dan strain

serta pengaruh pengisian kolam waduk yang akan dilakukan tentunya banyak

manfaatnya yang dapat diketahui dari alat-alat yang dipasang, antara lain :

a. Verifikasi desain.

Parameter - parameter yang digunakan dalam desain dapat diperiksa melalui

alat yang dipasang pada saat kontruksi. Hal ini mengingat pada waktu desain

biasanya digunakan asumsi-asumsi yang konsevatif mengenai karakteristik

material dan structural. Berdasarkan hasil pengukuran dan Pengamatan di

lapangan kemudian dibandingkan lagi dengan anggapan-anggapan pada

perencanaan apakah parameter-parameter desain ini sesuai dengan hasi-

hasil pengukuran yang dilakukan

b. Prediksi

Bila Pengamatan instrument ini dilakukan pada saat atau selama kontruksi

kita akan dapat memprediksi kondisi bangunan dan kinerjanya serta jika

ditemui penyimpangan bias segera dilakukan perbaikannya. Sedangkan pada

bangunan-bangunan bendungan yang lama kita juga bias memprediksi

kinerja bangunan serta kondisinya apakah dalam kondisi aman atau tidak.

Sehingga kita dapat memperbaikinya dan mewaspadai serta bisa

memberikan masukan - masukan bagi pengelolanya untuk pemeliharaan

kedepan.

c. Penelitian

Dengan mempelajari kinerja dan perilaku dari suatu bendungan berdasarkan

pada data instrumentasi, kita dapat mengetahu gaya-gaya yang bekerja pada

bendungan yang sudah ada atau parameter desain yang benar di lapangan,

sehingga kita bisa memahami lebih dalam yang nantinya sangat bermanfaat



dalam menberikan msukan-masukan pada perencana dan pengelola

bendungan untuk lebih baik. Berdasarkan analisa dan evaluasi data dari

pembacaan instrument yang ada kita bisa mengetahui beberapa hal yang

menyebabkan terjadinya kerusakan bendungan antaralain;

a. Kondisi geologi yang kurang diperhatikan baik pondasi bendungan

atau ebatmen.

b. Erosi buluh yang terjadi melalui pondasi atau tubuh bendungan.

c. Retakan memanjang akibat perbedaan penurunan di sepanjang bidang

antara zona yang berdekatan.

d. Kerusakan karena tersumbatnya system drainase.

e. Limpasan air lewat puncak bendungan karena kapasitas bangunan

pelimpah tidak mencukupi.

f. Retak melintang karena terjadi perbedaan penurunan antara timbunan

tubuh bendungan dengan bukit tumpuan yang curam yang dapat

mengakibatkan terjadinya retak hidraulik.

3.2 Filosofi

Pada prinsipnya instrument geoteknik yang digunakan dalam bangunan

bendungan dan bangunan pelengkapnya harus memenuhi persyaratan sebagai

berikut :

a. Alatnya baik dan cukup akurat.

b. Handal dan tahan lama ini sangat tergantung pada harga

c. Biaya pemeliharaan serendah mungkin.

d. Alatnya sederhana dan mudah dalam pemeliharaan.

e. Mudah dilaksanakan pemasangan dan penggantiannya serta tidak

mengganggu kontruksi.

Instrumen ini harus ditangani oleh suatu tim yang didukung fasilitas dan dana

yang memadai. Petugas-petugasnya harus dilatih dengan baik sehingga

memahami mengenai instrument yang ditangani dan tugasnya, karena kesalahan

dalam memproses data akan dapat menyebabkan kesalahan dalam evaluasi dan

analisis. Alat-alat ini perlu selalu dirawat dan di kalibrasi secara berkala serta

alat-alat ini harus dipelihara dan dibaca oleh petugas terlatih dan bertanggung

jawab.



3.3 Konsep dasar

Begitu kompleksnya sifat-sifat perlapisan tanah yang dipengaruhi oleh faktor-

faktor antara lain; sejarah geologi lapisan-lapisan tanah atu batuan, pengaruh

waktu dan beban-beban lain yang menyebabkan perlunya pemasangan

instrument geoteknik.

Hal tersebut mengingat semua pekerjaan geoteknik selalu terdapat perbedaan

dalam perencanaan dan kenyataannya di lapangan. Bila terjadi perencanaan

terlalu konservatif atau sebaliknya malahan kurang aman. Terlalu konservatif

berarti terlalu mahalnya suatu kontruksi, sedangkan suatu kegagalan akan berarti

kerugian material, waktu dan korban jiwa.

Masalah geoteknik yang perlu dipantau dalam kontruksi bendungan baik selama

pelaksanaan pembangunannya maupun selama operasinya untuk dapat

mengetahui perilaku bendungan yaitu mengenai deformasi baik vertical maupun

horizontal pada pondasi dan tubuh bendungan, rembesan air melalui pondasi

dan kaki bendungan, muka air preatis atau tekanan air pori serta pengaruh

kegempaan pada lokasi bangunan bendungan dan bangunan pelengkapnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi perlunya pemasangan instrumentasi

bendungan adalah sebagai berikut :

a. Tipe bendungan, dimensi bendungan dan volume waduk.

b. Kondisi topografi, geologi, geologi teknik, dan kegempaan setempat.

c. Tingkat permasalahan pada tahap desain dan pelaksanaan kontruksinya.

d. Tingkat resiko dan kelas bahaya yang mungkin terjadi.

Adapun tujuan dari pemasangan instrumentasi bendungan ini adalah agar dapat

memantau perilaku bendungan mengenai gaya-gaya yang bekerja pada

bendungan yang menyebabkan terjadinya deformasi. Selain itu juga untuk

mengetahui mengenai adanya rembasan air dan tekanan air pori. Lebih jauh lagi

instrumen ini diperlukan sekali pada saat pengisian pertama waduk.

Pengamatannya harus dilaksanakan secara intensif. Hal ini mengingat karena

bahaya yang pertama akan terjadi pada bendungan sering terjadi pada waktu

pengisian pertama waduk.



Untuk dapat mengetahui terperinci kondisi geoteknik pada bendungan tipe

urugan, dan tanggul, pada tahap desain diperlukan sejumlah penyelidikan

lapangan (pengeboran), dan laboratorium. Hasil penyelidikan ini digunakan untuk

mengevaluasi kondisi perlapisan tanah, dan batuan terperinci dengan membuat

profil-profil memanjang, dan melintang pada sumbu bendungan, dan dilengkapi

dengan parameter geoteknik. Hasil interpretasi ini digunakan oleh pendesain

sebagai dasar untuk menentukan letak fondasi bendungan, dan program

penggalian pada tahap konstruksi.

Material tanah, dan batu terbentuk melalui proses alamiah sehingga bersifat

heterogen. Berbeda dengan material baja, dan beton yang dapat dikontrol tingkat

keseragamannya dengan uji mutu.

Pada program eksplorasi, kadang-kadang pendesain tidak mampu untuk

mendeteksi sifat-sifat, dan kondisi endapan alami sehingga harus melakukan

asumsi, dan generalisasi dalam melakukan interpretasi kondisi geoteknik yang

mungkin berbeda dengan kondisi lapangan sebenarnya. Meskipun desain

bendungan urugan didasarkan atas aspek keraguan tersebut, pengamatan visual

yang didukung oleh pengukuran kuantitatif dari hasil instrumentasi akan

memberikan informasi bagi tenaga ahli teknik untuk dapat memeriksa, dan

mengverifikasi asumsi desain. Pengamatan secara visual yang digabungkan

dengan data instrumentasi akan memberikan dasar untuk penilaian kinerja

bendungan, dan fondasi serta keamanan selama pengoperasian di lapangan.

Penentuan jumlah, jenis, dan lokasi instrumen yang diperlukan pada bendungan

hanya dapat dilakukan secara efektif berdasarkan gabungan antara pengalaman

dan intuisi. Setiap bendungan urugan bersifat unik dan mempunyai

permasalahan khusus yang memerlukan solusi tersendiri untuk persyaratan

instrumentasi. Oleh karena itu, dalam mendesain sistem instrumentasi perlu

dipahami dan dipertimbangkan pengaruh kondisi geoteknik tubuh bendungan,

fondasi, kedua tumpuan dan tebing/lereng waduk. Pengetahuan geoteknik

adalah merupakan factor penting dalam desain bendungan, seperti desain

bendungan di atas kondisi fondasi yang sulit/kompleks atau lunak, tingkat resiko



bahaya tinggi di bagian hilir, adanya masalah secara visual, lokasi yang terpencil,

operasi yang tidak terkendali secara normal atau hal-lain yang menuntut

dipasangnya sistim instrumen. Kondisi dan keperluam instrumen harus dipahami

dan jelas tujuannya, termasuk sistem struktur tanah atau batuannya. Tenaga

yang berkecimpung dalam pemasangan instrumentasi lapangan harus

memahami ilmu mekanika, dan fisika dasar yang terkait, disamping berbagai

instrumen yang cocok pada kondisi lapangan yang dihadapi.

3.4 Pertimbangan Desain

Dalam mendesain sistem instrumentasi bendungan urugan, perlu

mempertimbangkan banyak faktor. Gabungan tim pendesain (yang bertanggung

jawab dalam evaluasi bendungan yang ada), dan spesialis instrumentasi adalah

merupakan faktor-faktor utama yang harus dipertimbangkan.

Dalam tahap desain bendungan baru atau merehabilitasi bendungan eksisting,

tenaga ahli geoteknik biasanya sudah mengetahui daerah-daerah yang perlu

mendapat perhatian khusus. Berdasarkan hal tersebut, harus dikembangkan

suatu hipotesis dan asumsi mengenai besaran-besaran hidraulik, tegangan-

regangan atau mekanisme kekuatan geser yang akan mempengaruhi perilaku

bendungan pada berbagai kondisi. Kemudian program instrumentasi harus

didesain sesuai dengan hipotesis itu. Sebagai contoh, material fondasi tanah

lunak akan berkaitan dengan kestabilan, dan penurunan. Oleh karena itu,

instrumentasi diperlukan untuk memantau tekanan air pori, dan proses

konsolidasi/penurunan. Jika material tumpuan menyebabkan permasalahan

rembesan berlebihan, maka dipilih instrumen-tasi yang dapat memantau debit

aliran, dan uji kualitas air untuk mendeteksi konsentrasi zat padat atau endapan

yang terkandung di dalam rembesan.

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam mendesain sistim instrumentasi,

antara lain adalah :

1) Permasalahan geoteknik

Setiap instrumen yang akan dipasang pada atau di dekat bendungan urugan

harus dipilih dan ditempatkan untuk membantu menanggulangi hal-hal khusus.



Sebelum memilih metode pengukuran, harus dibuat daftar pertanyaan geoteknik

yang akan muncul pada waktu tahap desain, konstruksi atau operasi. Untuk

setiap tahap, yang perlu diperhatikan harus mencakup kondisi lapangan awal,

kinerja instrument selama pelaksanaan, pengisian pertama waduk, air waduk

surut, dan kinerja instrumen jangka panjang (saat operasi waduk).

2) Parameter yang perlu dipantau

Parameter yang perlu dipantau adalah meliputi tekanan air (pori), deformasi,

tegangan total, temperatur, kejadian gempa, bocoran, dan muka air. Tenaga ahli

atau spesialis instrumen harus memperhitungkan parameter mana yang paling

menentukan.

3) Perkiraan besar perubahan

Dalam pemilihan kisaran (range) kapasitas instrumen dan kepekaan atau

ketelitian instrumen pada tahap awal, perlu diperkirakan besar perubahan yang

akan diukur. Perkiraan nilai maksimum yang mungkin terjadi akan mempengaruhi

pemilihan kisaran instrumen. Adapun nilai minimumnya akan mempengaruhi

terhadap pemilihan kepekaan/sensitifitas dan ketelitian instrumen yang akan

digunakan. Jika pertimbangan desain hanya ditekankan untuk keperluan

konstruksi atau keamanan saja, penentuan awal dapat dilakukan dengan

besaran yang diperlukan untuk analisis.

4) Pemilihan lokasi instrumen

Lokasi instrumen harus ditentukan berdasarkan perkiraan perilaku pada lokasi

yang ditentukan. Lokasi harus cocok dengan kondisi geoteknik, dan metode

analisis yang akan digunakan untuk interpretasi data. Pendekatan praktis untuk

memilih lokasi instrumen mencakup:

a) Identifikasi zona-zona bagian khusus misalnya daerah yang strukturnya

lemah (weak zones) dengan beban berat, dalam hal ini jenis dan banyak

instrumen harus dipilih yang sesuai dengan kondisi lapangan tersebut..

b) Pilih zona yang dapat mewakili pen k ampang melintang tipikal, yang

diperkirakan dapat mewakili perilaku secara keseluruhan (secara tipikal, satu

penampang melintang akan berada atau mendekati tinggi maksimum



bendungan, dan satu atau dua penampang lainnya pada lokasi/penampang

kritis lainnya atau di dekat tumpuan).

c) Identifikasi zona-zona yang mengandung diskontinuitas pada fondasi atau

kedua tumpuan.

d) Memasang beberapa instrumen tambahan pada lokasi-lokasi lain yang

berpotensi kritis atau sebagai pembanding.

e) Menempatkan patok-patok survei pada jarak interval tertentu.

5) Pertimbangan sistem otomatisasi instrumen

Sistem Akuisisi Data Otomatisasi (automated data acquisition system, ADAS)

merupakan cara pengumpulan data instrumentasi geoteknik yang penting, dan

perlu dipertimbangkan. Pengembangan alat elektronik lapangan telah

memungkinkan untuk memasang, dan mengoperasikan sistem ADAS jarak jauh

sehingga menghasilkan pembacaan data sebenarnya (real time) yang akurat,

terpercaya, dan efektif.

Dengan meningkatnya kebutuhan dalam melakukan evaluasi keamanan

bendungan, dan kekurangan tenaga kerja ahli, banyak sekali keuntungan dalam

penggunaan sistem akuisisi data otomatisasi. Pertimbangan yang matang harus

dilakukan dalam menggunakan ADAS pada bendungan baru, dan

menyelaraskan kembali dengan bendungan yang ada. Walaupun sistem

otomatisasi (ADAS) dapat menghasilkan data penting secara tepat waktu, sistem

itu hanya merupakan bagian integral dari program keseluruhan keamanan

bendungan.

6) Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pengukuran

Catatan selama pemasangan instrumen yang dilakukan bersamaan dengan

proses pembangunan harus disimpan dengan baik karena dapat digunakan

untuk menyesuaikan data dengan kondisi awal pemasangan. Apabila diperlukan,

data pencatatan harus dikoreksi akibat pengaruh pemasangan tersebut. Catatan

visual selama pengamatan juga perlu disimpan, seperti ketinggian air, kondisi

struktur di sekeliling instrumen, besarnya aliran, waktu pencatatan setelah

terjadinya gempa, dll.



7) Prosedur Penentuan Kebenaran Data

Personel yang bertanggung jawab terhadap pengukuran/pembacaan instrumen

harus dapat menilai apakah setiap instrumen berfungsi dengan baik. Hal ini

dapat ditentukan melalui pemeriksaan lapangan atau menggunakan alat baca

cadangan yang berfungsi sama. Sebagai contoh, patok survei optik dapat

digunakan untuk menunjukkan pergeseran atau pergerakan lereng sebenarnya

yang dideteksi oleh inklinometer. Atau, tranduser tekanan elektrik atau pneumatik

yang digunakan untuk pemantauan tekanan air pori (jangka panjang) dapat

dilengkapi dengan pisometer hidraulik tabung ganda sebagai sistem cadangan.

Kesahihan/kebenaran data dapat juga dievaluasi dengan memeriksa konsistensi

data pemantauan. Sebagai contoh, untuk pemantauan konsolidasi, disipasi

tekanan air pori harus konsisten dengan penurunan yang diukur dan peningkatan

tekanan air pori harus konsisten dengan penambahan pembebanan.

Pengukuran/pembacaan ulang dapat juga membantu untuk menilai keabsahan

data tersebut. Pembacaan sebaiknya dilakukan beberapa kali untuk menilai

apakah pembacaan menghasilkan data yang benar atau meragukan.

3.5 Desain Pemasangan

Prosedur pemasangan harus didesain terlebih dahulu sebelum jadwal waktu

pemasangan ditentukan. Prosedur langkah demi langkah (step by step) yang

rinci harus disiapkan dengan memasukkan semua aspek penting, seperti

petunjuk instruksi pabrik pembuat alat, dan kondisi geologi yang khusus.

Prosedur tertulis harus mencakup daftar terperinci dari material, dan alat yang

diinginkan. Formulir pemasangan harus disiapkan untuk mencatat faktor-faktor

pengaruh dan kejadian lain selama pemasangan. Pemasangan instrumen

sebaiknya dilakukan oleh personel proyek atau konsultan instrumentasi yang

berpengalaman dibandingkan personel kontraktor. Untuk proyek bendungan

yang sedang dibangun, rencana pemasangan harus dikoordinasikan dengan

kontraktor pelaksana, termasuk pengaturan/pem-buatan jalan masuk, keamanan

personel, dan perlindungan instrumen sementara ataupun permanen untuk

menghindari kerusakan. Jadwal pemasangan instrument harus disesuaikan

dengan jadwal konstruksi untuk menghindari terganggunya pekerjaan konstruksi.



Perlindungan instrumentasi dalam jangka panjang harus dipertimbangkan,

sehubungan dengan operasi alat berat/kendaraan proyek. Bila perlu, instrumen

harus ditanam di dalam kotak kedap, sehingga tidak terlihat. Lokasi tubing/kabel

yang tertanam harus benar-benar didokumentasikan dalam gambar-gambar

puna-laksana untuk memudahkan pemeliharaan nantinya.

Desain sistem instrumentasi juga harus mencakup kalibrasi yang harus dilakukan

secra teratur, disamping pemeliharaan perangkat keras (misalnya unit alat baca)

sepanjang umur layan proyek. Dalam desain, juga harus disusun prosedur dan

jadwal pelaksanaan pemeliharaan semua alat baca, dan komponen sensitif

lainnya.

Prosedur pengumpulan, pemrosesan, presentasi, interpretasi, dan pelaporan

data instrumen harus disusun terlebih dahulu sebelum pemasangan instrument

dilakukan. Dengan disediakannya metoda pengumpulan data, pemrosesan, dan

prosedur presentasi menggunakan komputer, pekerjaan secara manual akan

sangat berkurang. Akan tetapi, perlu diingat tidak ada sistem komputer yang

mampu menggantikan suatu keputusan teknik (judgement) yang diperlukan.

Tenaga ahli atau spesialis instrumen harus melakukan hal ini untuk menentukan

bahwa faktor pengaruh yang diukur oleh instrumen berkaitan dengan sebab-

sebab yang mungkin terjadi. Pekerjaan interpretasi, pengambilan keputusan, dan

implementasinya sebaiknya dilakukan oleh personel yang kompeten.

Bila desain sistem telah lengkap, penentuan biaya pekerjaan instrumentasi dapat

disusun untuk diusulkan. Biaya pemeliharaan harus dimasukkan untuk

memastikan bahwa pembiayaan yang direncanakan cukup untuk menangani

semua aspek pekerjaan, termasuk pemeliharaan instrumen, pengumpulan data

dan proses data serta evaluasinya selama umur layan proyek.



BAB IV

JENIS DAN SISTIM INSTRUMENTASI

4.1 Umum

Jenis instrumentasi geoteknik sangat tergantung dari bentuk konstruksi yang

perlu diamati, keadaan lapangan serta derajat kecermatan yang diperlukan.

Sejak awal perkembangannya telah dikenal sistem untuk pengamatan ini, yaitu :

mekanis, elektris, pneumatis, hidrolis dan yang paling canggih adalah dengan

elektronis.

Macam besaran yang perlu diamati dalam masalah-masalah yang berkaitan

dengan bendungan yaitu :

Beban atau gaya

Tekanan air pori

Tegangan tanah total

Pergerakan vertical dan horizontal

Rembesan

4.2 Pengukuran Beban atau Gaya

Peralatan ini digunakan untuk mengamati atau mengukur beban yang terjadi

pada suatu bagian konstruksi misalnya gaya pada rangka batang jembatan

rangka atau menara, gaya pada jangkar suatu turap penahan tanah. Juga pada

pekerjaan pengujian beban suatu pondasi tiang, ataupun pengukuran beban

pada pengujian di laboratorium.

Sistem pengukuran beban yang dikenal ada beberapa macam :

Hydraulic pressure load cell.

Strain gauged load cell.

Vibrating wire load-cell.



a) Hydraulic pressure load cell Alat ini juga sering kita jumpai dalam kaitannya dengan kendaraan bermotor,

yaitu dongkrak hidrolis. Hanya untuk pengukuran beban diperlengkapi dengan

manometer yang dikalibrasikan dengan beban.

Sistem ini telah dikembangkan sedemikian rupa sehingga dapat untuk menarik

kabel-kabel dalam beton pratekan ataupun pada sistem penjangkaran dinding

penahan tanah.

Gambar 4.1 Instrumen Pengukur Beban

b) Vibrating Wire Load Cell Peralatan ini menggunakan sistem pengamatan frekuensi kawat baja yang

berubah-ubah karena tegangannya yang berubah juga, dan terbaca dalam suatu

medan magnit yang dibangkitkan dari kumparan.

Alat baca (readout unit) dikonversikan menjadi hubungan antara frekuensi

dengan beban. Instrumen ini dapat mengukur gaya/tekanan dan tarik dengan

bentuk seperti gambar dibawah ini.

Gambar 4.2 Alat vibrating load cell



c) Strain gauged load cell Prinsip kerjanya berdasarkan tahanan listrik suatu logam yang berubah karena

deformasi akibat beban yang bekerja. Strain gauge dipasang pada load cell ini

dan pengukurannya menggunakan sistem jembatan Wheatstone. Alat baca ini

juga dikalibrasikan terlebih dahulu terhadap beban.

Gambar 4.3 Alat Strain gauge

4.3 Pengukuran Tekanan Air Pori

Prinsip tegangan effektif telah membawa kita kepada perlunya pengukuran

tekanan air pori pada lapisan yang akan kita analisa tegangannya. Padahal pada

problema lapangan hampir tidak mungkin bagi kita untuh memperkirakan tekanan

air pori dengan derajat keyakinan yang tinggi karena kompleknya susunan dan

macamnya massa tanah, serta kesulitan menganalisa secara numerik dan

secara terinci perilaku tanah terhadap perubahan beban dan air tanah.

Pada pemeriksaan stabilitas lereng bendungan dalam rangka

pengawasan/pengendalian penimbunan tanah, diperlukan data perubahan

tekanan air pori ekses pada tempat tertentu sebelum melakukan analisis

menggunakan prinsip tegangan effektif, Oleh karena itu, terutama pada kasus

bendungan di atas tanah lunak, pekerjaan instrumentasi menjadi sangat penting

peranannya untuk mengkontrol tekanan air pori dan deformasi pondasi selama

pelaksanaan konstruksi.

Prinsip dasar bekerjanya pisometer adalah bahwa suatu elemen yang porus

(mata pisometer/piezometer tip) ditanam di dalam tanah, sehingga air tanah

dapat masuk melalui dinding berpori dari mata pisometer. Pengukuran



permukaan air atau tekanan air pada titik tersebut adalah merupakan besarnya

tekanan air pori.

Sejumlah instrumen pengukur tekanan air pori telah dikembangkan selama 4

dekade ini. Instrumen tersebut diciptakan agar dapat mengukur tekanan air pori

pada lapisan tanah yang sebagian jenuh atau jenuh sempurna, pada pemadatan

tanah timbunan, pada bidang pertemuan tanah dan dinding atau pondasi tiang

serta pada struktur yang mengalami beban dinamik.

Pisometer juga dapat digunakan untuk mengukur elevasi muka air freatis

melalui tubuh bendungan. Sesuai dengan prinsip kerjanya, terdapat 2 jenis/sistim

pisometer, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup.

Sistem pisometer terbuka, diantaranya adalah :

a. Pisometer pipa tegak (standpipe pisometer), terdiri atas : -perforated

poreous tube piezometer (bentuk lubang-lubang titik/perforasi) - slotted pipe

piezometer (bentuk lubang memanjang)

b. Pipa atau sumur Pengamatan (observation well)

Sedangkan instrumen sistem tertutup, diantaranya adalah :

a. Pisometer pipa ganda hidraulik (hydraulic twin-tube piezometer)

b. Pisometer pneumatik (dengan tekanan gas, Pneumatik pisometer)

c. Pisometer elektrikal (electric pisometer)

d. Sel tekanan total (total pressure cell)

Keuntungan dan keterbatasan dari jenis pisometer tersebut dijelaskan pada Tabel

dibawah ini.



Tabel 4.1 Keuntungan dan Keterbatasan Jenis Pisometer

a) Open Standpipe Piezometer

Jenis ini adalah yang paling sederhana dan telah dipergunakan secara luas

pada lapisan tanah yang pervious atau semi pervious. Prinsip kerjanya adalah

pipa yang ujung bawahnya diberi bagian yang porous yang bisa dilewati air,

tetapi tidak oleh butir-butir tanah. Cara pemasangan biasanya

dilakukan/dimasukkan ke dalam lubang bor, tetapi ada juga yang dipukul atau

ditekan masuk ke dalam tanah yang lunak. Tekanan air pada elevasi di ujung

pisometer bawah (mata pisometer) ini dinyatakan dengan tinggi air di dalam pipa

yang diukur secara manual menggunakan alat dipmeter, yang diukur dari

permukaan atas pipa yang harus selalu berhubungan dengan udara luar.

Mata pisometer yang lazim dikenal di pasaran adalah tipe Casagrande dimana

elemen porous yang terbuat dari keramik dengan pori - pori yang besarnya

beberapa mikron saja, tergantung dari jenis tanahnya. Mata pisometer yang

porous ini juga ada yang terbuat dari filter dengan bahan bronze yang porous

(diciptakan oleh NGI). Bila tekanan dalam pipa sampai melebihi tinggi air

maximum didalam pipa, misalnya terdapat air artesis, maka pengukuran

dilakukan dengan menggunakan manometer Bourdon. Perlu diingat bahwa

sedapat mungkin gelembung udara dikeluarkan dari dalam pipa, agar hasil

pengukuran menjadi lebih teliti.



Jenis mata mata pisometer ditentukan dari ukuran pori-porinya, ada jenis "low air

entry" dan ada "high air entry". Mana yang akan dipakai tergantung jenis

tanah/batuannya. Tanah yang banyak mengandung gas lebih cocok

menggunakan jenis high air entry dan sebaliknya untuk jenis tanah yang banyak

mengandung fraksi halus(lempung).

Gambar 4.4 Pisometer sistim terbuka dan alat bacanya (dipmeter)

Bila filter dari pisometer tip telah dijenuhkan sebelum pemasangan pada

tempatnya, maka bagian yang berair berbatasan dengan udara. Udara tidak akan

masuk ke pori - pori sampai pada kondisi dimana tekanan udara tepat melampaui

tegangan kapiler di dalam pori terbesar yang menerus.

Bila tegangan kapiler di lampaui maka gelembung udara akan mendesak air ke

luar dari pori, dan tegangan pada kondisi kritis ini disebut nilai "air entry" atau

"bubling pressure".

Ukuran pori dapat ditentukan secara tidak langsung dari pengukuran nilai "air

entry", dan menggunakan persamaan tekanan air dalam tabung kapiler, dapat

dihitung ukuran porinya. Misalnya nilai "air entry" antara 100 - 600 kPa adalah

diantara 2 - 0.5 mi kron diameter pori nya.

Sehingga nilai air entry yang tinggi berarti makin sulit udara masuk ke pori dari

filter tersebut.



Dewasa ini pisometer dipasaran peralatan ini dikenal 2 macam tip :

- High air entry, diameter pori sekitar 1 dan koefisien permeabilitay 10-6

cm/det, untuk tanah yang jenuh sebagian atau akan mengalami tekanan air

pori negatif.

- Low air entry, diameter pori sekitar 60 koefisien permeability 10-2 cm/det,

dipergunakan pada tanah yang selalu jenuh air.

Yang pertama menggunakan jenis high air entry pisometer adalah Bishop et. al.

(1960). Perlu diperhatikan bahwa high air entry pisometer tip harus benar-benar

dijenuhkan sebelum pemasangan yaitu dengan merebus tip tersebut selama 24

jam agar tercapai penjenuhan tersebut.

Gambar 4.5 Perbedaan prinsip antara standpipe piezometer dengan observation

well

b) Pisometer Hidraulis Pada sistem ini elemen porous dari pisometer tipnya hubungkan dengan dua

buah pipa plastik (twin tubing) yang flexible sehingga tidak perlu vertikal dan

dihubungkan dengan alat baca yang berupa manometer air raksa, manometer

Bourdon ataupun electronic tranducer.

Berbeda dengan Standpipe pisometer, maka alat baca dapat ditempatkan cukup

jauh dan beberapa pisometer dapat dikumpulkan tubingnya untuk dihubungkan

dengan alat baca di dalam suatu gardu, instrumen.



Twin tubing harus diisi dengan air yang telah bebas dari gelembung udara

(direbus dan divakum terlebih dahulu) untuk menghindari kesalahan pembacaan.

Elemen porous yang biasanya dari keramik ada dua macam :

- High air entry, diameter pori-pori sekitar 1 mikron, permeability 10-6

cm/detik, dipergunakan pada tanah yang jenuh sebagian atau yang

diperkirakan mengalami tekanan air pori negatif.

- Low air entry, diameter pori -pori sekitar 60 mikron, permeability 10-2

cm/detik, dipergunakan pada tanah yang jenuh air

Sistem ini dapat untuk mengukur tekanan air pori yang positif ataupun negatif.

Gambar 4.6 Mata pisometer hidraulik dan double tubing-nya



Gambar 4.7 Drum pemanas (atas) dan deairing unit untuk mengeluarkan gelembung

udara pada sistim hidraulik (bawah)

Gambar 4.8 Prisip pembacaan pisometer hidraulik

c) Pisometer Pneumatis Sistem ini pada prinsipnya bekerja atas dasar bahwa tekanan air pori pada

pisometer tip diimbangi dengan tekanan Pneumatik melalui suatu diafragma,

seperti diagram berikut :



Gambar 4.9 Rangkaian Pemasangan Pisometer Pneumatik

Tekanan pneumatik ditimbulkan dari unit alat bacanya yang mempunyai regulator

dan signal kapan terjadinya keseimbangan antara tekanan udara yang masuk

(biasanya nitrogen) dan tekanan.

Pembacaan dilakukan pada keadaan seimbang ini dengan manometer Bourdon

ataupun secara digital.

Sistem twin tubingnya mirip pada pisometer hidraulis hanya disini terisi udara

(gas nitrogen). Cara pemasangan juga mirip dengan pisometer hidraulis. Sistem

ini tidak dianjurkan untuk dipasang dimana tekanan air pori negatif dapat terjadi.

Dapat memberikan reaksi yang cepat terhadap perbedaan tekanan air pori dalam

waktu yang singkat, juga dapat dipergunakan pada tempat yang mengharuskan

perbedaan elevasi yang besar antara pisometer tip dengan alat bacanya.



Gambar 4.10 Prinsip pembacaan pisometer pneumatik

d) Pisometer Kawat Getar (Vibrating Wire)

Jenis ini adalah menggunakan prinsip kawat getar (vibrating wire) seperti pernah

dijelaskan untuk pengukuran beban. Tekanan dari air pori yang masuk melalui

filter dilewatkan oleh diafragma yang menekan vibrating wirenya, dimana

frequency yang berubah dicatat pada alat baca, sehingga perubahan tekanan air

pori tersebut dapat diketehui.



Gambar 4.11 Pisometer Lubang Bor Tipe Geonor dan BRS

Untuk menghindar kasus-kasus rusaknya sistem elektronis ini terhadap bahaya

petir, maka disarankan agar kabel-kabel terbungkus cukup rapat dan tebal

kemudian grounded serta dipasang pegangan tegangan yang berlebihan.

Sistem ini disebut juga acoustic piezometer ( soil instrument Ltd.)

Gambar 4.12 Prinsip kerja vibrating wire piezometer

4.4 Tekanan Tanah Total

Pengukuran tekanan tanah dalam instrumentasi bendungan urugan dapat di bagi

atas 2 hal utama :

a. Tegangan pada bidang pertemuan antara suatu konstruksi dengan tanah

atau batuan.



b. Tegangan yang terjadi di dalam tanah atau batuan pada suatu. kondisi

pembebanan.

Pengukuran tegangan total ini harus disertai dengan pengukuran tegangan air

pori, untuk dapat menghitung tegangan effektifnya, karena suatu konstruksi

geoteknik hampir selalu berhubungan dengan air tanah.

Dalam banyak persoalan pondasi, perencanaan struktur perlu meninjau gaya

normal dan geser pada bidang kontak dengan tanah atau batuan. Jenis-jenis

instrumen yang diciptakan kebanyakan untuk menghitung tegangan normal saja,

sedangkan gaya geser dapat diabaikan karena kasarnya bidang kontak tersebut.

Riset dalam hal ini telah banyak dilakukan a. 1. di Univ. Cambridge selama 30

tahun terakhir ini.

Perhitungan teoritis dari hasil pengujian lapangan dan laboratorium perlu

diperbandingkan hasilnya dengan tegangan yang sebenarnya terjadi, untuk

mengetahui seberapa besar faktor keamanannya.

Gambar 4.13 Alat pengukur tegangan tanah total pneumatik

Pengukuran tegangan dengan pressure cell ini dapat dilakukan pada berbagai

kondisi pembebanan yang terjadi pada konstruksi geoteknik tersebut, terutama

pada keadaan yang paling membahayakan.

a) Hydraulic / Pneumatik pressure cell

Cell ini terdiri atas 2 keping logam yang cukup kuat, tipis dan tidak mudah

berkarat yang dihubungkan sekelilingnya satu sama lain. Celah antaranya terisi



cairan yang dapat diukur tegangannya akibat tegangan tanah atau batuan di

sekitarnya.

Cairan ini adalah minyak bila digunakan di dalam tanah, sedangkan untuk batuan

dipergunakan air raksa yang membentuk Sistem hidrolik tertutup.

Bentuknya ada yang bundar dan ada yang persegi

Gambar 4.14 Total Pressure Cell pada bendungan urugan tanah

Cell ini dihubungkan dengan transducer elektonik secara pneumatik atau

hidraulis, dan bersama-sama dipasang di dalam struktur (beton) atau

tanah/batuan yang akan diamati tegangannya.

Twin tubing dari nylon menghubungkannya dengan alat baca yang berupa

manometer atau digital LCD (Liquid Crystal Display).



b) Vibrating Wire (VW) Pressure Cell Sistem ini dipergunakan juga untuk mengukur tegangan tanah total,

sebagaimana untuk beban dan tegangan air pori. Pelindung luar harus cukup

kuat terhadap beban statis atau dinamis, misalnya dapat dipercaya untuk

dipasang pada turap baja yang dipancang, sebagaimana yang dibuat oleh NGI

(Norwegian Geotechnical Institute ).

Gambar 4.15 VW Pressure cell

4.5 Pergerakan Vertikal & Horisontal

Data yang paling umum untuk diketahui dalam Pengamatan instrumentasi, di

lapangan adalah pergerakan, baik ke arah horisontal maupun vertikal.

Ketepatan pembacaan adalah penting sekali dari waktu ke waktu untuk

dibandingkan perbedaannya baik jarak maupum arahnya, juga instrumen ini

seperti halnya yang lain - lain perlu mempunyai sifat tahan lama dan semudah

mungkin operasinya serta perawatannya.

4.5.1 Pergerakan Vertikal

a) Surface monuments

Untuk mengukur pergerakan permukaan tanah (arah vertical dan horizontal) di

sekeliling struktur yang akan kita amati harus cukup kuat tertanam, stabil dan

mudah tercapai.



Sebenarnya pillar ini perlu ditanam sampai lapisan keras atau terisolasi dari

lapisan permukaan dan paling minimal ditanam sedalam 1.00 m.

Gambar 4.16 Precise settlement gauge and bench mark (Bjerrum et al., 1965)

Gambar 4.16 Patok geser permukaan (Surface monuments)

Peralatan ini hanya dapat mengukur perubahan atau pergerakan di permukaan

saja.

b) USBR Settlement Gauge

Peralatan ini adalah untuk mengukur penurunan beberapa lapisan tanah suatu

timbunan (fill) akibat beban di atasnya baik berat sendiri atau bangunan yang

ditentukan oleh U.S. Bureau of Reclamation, dengan prinsip kerjanya yang

sederhana dan tentu saja mudah pemasangan dan pembacaannya.



Terdiri dari susunan pipa yang berdiameter 2 macam yang besar (d.d. 61 mm,

i.d. 50 mm) dan yang kecil (o.d. 49 mm, i.d. 36 mm) dengan sistem telescoping

satu sama lain berselang - seling.Panjang masing-masing dapat dipilih 1 m atau

2 m, tergantung ketelitian yang dikehendaki.Pipa kecil di sebelah luar diberi

batang silang (cross arm) sepanjang 1.5 m yang dapat menyebabkan pipa kecil

bergerak akibat penurunan lapisan tanahnya. Pipa-pipa ini dipasang sesuai

dengan kemajuan penimbunan atau pemadatan tanahnya.

Gambar 4.17 USBR settlement gauge

Besar penurunan masing-masing pipa kecil dapat diukur dengan torpedo yang

bekerja secara mekanis, dimana apabila memasuki pipa kecil sayapnya terkatup

(karena pegas) dan terbuka lagi kalau sampai di pipa besar. Torpedo ditarik ke

atas untuk mengukur dasar pipa kecil yang baru dilaluinya dan pengukuran

dilakukan terhadap suatu patok tetap.



Pembacaan dilakukan dengan menggunakan meteran baja agar terjamin

ketelitiannya pada tegangan (tarik) tertentu.

Demikian dilakukan berturut-turut setiap torpedo melalui pipa kecil dibawahnya.

Pada pipa terbawah yang dipasang pada batuan dasar torpedo menyentuh dasar

dan sayap terkatup dan terkunci sama sekali, sehingga dapat ditarik ke atas

permukaan lagi.

Bila ujung pipa di permukaan timbunan ikut turun dengan penurunan lapisan -

lapisan tanah, maka beda elevasi ini terhadap patok tetap perlu dikoreksikan

terhadap hasil pembacaan. Ukuran torpedo garis tengah 37 mm, paniang 41 cm,

berat 2 kg.

c) Magnetic Extensometer

Sistem ini juga untuk mengamati pergerakan vertikal dari lapisan tanah yang

tidak hanya berupa timbunan (fill) tetapi juga pada tanah pondasi dengan dibor

terlebih dahulu.

Sistem pipa juga telescoping dengan pipa besar dan kecil yang dipasang vertical

dengan sedikit toleransi beberapa derajat. Pipa inklonometer juga dapat

digunakan sebagai pipa hantar untuk menempatkan cincin-cincin magnit

tersebut, kombinasi ini disebut inklino-ekstensometer.

Pada lapisan - lapisan yang ingin di ketahui pergerakannya dipasang cincin

magnet di luar pipa kecil baik berupa piringan ataupun dengan sistem pegas

yang dapat bergerak bebas terhadap pipa hantarnya.

Dengan memasukkan alat pembaca (reed switch probe) yang dapat berbunyi

waktu melalui cincin magnet tersebut maka posisi dan cincin ini dapat ditentukan

dengan tepat, yaitu jaraknya terhadap permukaan.

Untuk pelaksanaan pemasangan dengan pemboran maka demi effisiensinya, di

pasang cincin magnet yang tidak terlalu. besar diameternya, yaitu yang bisa

masuk ke dalam lubang bor berdiameter 90 - 120 mm.



Ukuran pipa kecil o.d. 33.5 mm, i.d. 24.5 mm, paniang sampai 3.00 m sedangkan

pipa penyambungnya (coupling) o.d. 40.0 mm, i.d. 34.0 mm.

Gambar 4.18 Ekstensometer dan elemen penurunan

Macam-macam dari cincin magnet adalah :

Cincin magnet dengan kaki pegas (spider magnet)

Pegas-pegas di ikat dengan tali nylon pada waktu pemasukkannya, kemudian

tali dapat dilepas dengan pisau khusus dari permukaan secara pneumatis,

kemudian kaki - kaki pegas dapat menekan pada dinding lubang dengan

cukup kuat untuk dapat mengikuti pergerakan lapisan tanah disekitarnya.

Cincin magnet dengan panah (arrowhead magnet).

Tekanan pneumatik dapat mendorong panah - panah tersebut keluar

menusuk dinding lubang, setelah di letakkan pada kedalaman yang

ditentukan; alat ini sesuai digunakan untuk tanah yang agak padat atau

batuan lunak.

Cincin magnet dengan pelat PVC.

Dapat dipergunakan untuk tanah timbunan (fill) maka diameter pelat PVC ini



di buat 30 cm. Dipasang sesuai dengan kemajuan penimbunan atau

pemadatan tanahnya.

d) Hydraulic Settlement Cell Instrumen ini dipasang pada timbunan dengan tanpa menggunakan batang-

batang, pipa-pipa vertical yang bisa mengganggu kelancaran pemadatan.

Prinsip kerjanya adalah mengamati permukaan air di dalam cell dengan tubing ke

manometer air raksa di gardu Pengamatan. Air yang telah bebas dari gelembung

udara dimasukkan dari gardu pembacaan, ke dalam cell melalui tubing air, dan

kembali setelah limpas melalui tubing dainase.

Sirkulasi air dilakukan sampai gelembung-gelembung udara semuanya keluar

dari tubing air, kemudian kran ditutup dan tekanan udara dimasukkan ke cell

melalui tubing udara secara menerus, sehingga semua air kecuali yang dislinder

tengah akan dikeluarkan melalui tubing drainase. Permukaan air di dalam cell

adalah pada bidang A adalah sama dengan tekanan udara luar melalui tubing

udara, maka tingginya dapat ditentukan oleh manometer air raksa. Perubahan

permukaan A dapat dibaca pada manometer yang dapat diinterpretasikan

sebagai perubahan elevasi dari cell tersebut.

Instrumen ini dapat mencatat perubahan elevasi dari – 5 m sampai + 40 m

terhadap gardu pembacaan dengan ketelitian ± 1 cm.

Cell ini biasanya dipasang hati-hati dengan pasir yang dipadatkan atau di dalam

beton.

Untuk memperkuat dudukannya maka biasanya dasar cell dipasang plat dasar

bergaris tengah 30 cm. Ketiga tubing yang menghubungkan cell dengan gardu

pengamatan diberi tanda-tanda berwarna untuk membedakannya.

Bila dipandang perlu untuk mdningkatkan kapasitas manometer air raksa maka

dapat ditambahkan sistim back pressure unit.



Gambar 4.19 Hydraulic settlement cell

Gambar 4.20 Alat ukur penurunan jenis tabung overflow

e) Automatic Double FIuid Settlement Device(ADFSD)

Sistem ini direncanakan untuk cepat mengukur Penurunan (settlement) secara

menerus dengan suatu tubing yang dipasang secara horizontal loop.

Tubing plastik dengan panjang tertentu (kasus di bendungan Wadaslintang

memerlukan panjang 1200 m untuk “melilit” tubuh bendungan arah memanjang



pada elevasi tertentu) ditempatkan dipondasi atau tubuh bendungan selama

tahap pembangunan dan membentuk horizontal loop yang menerus. Kedua

ujungnya dipasang didalam gardu pembacaan. Tubing plastic ini diisi air yang

sudah bebas dari gelembung udara dan air raksa, (interface) kedua cairan ini

bergerak sepanjang tubing dengan cara dipompa dengan kecepatan tetap.

Dengan mengamati perbedaan tinggi hidrolis dari bidang kontak (interface) air

dan air raksa tersebut, suatu perekaman menerus dari interface ini dapat

dilakukan.

Setelah selesainya pembacaan ini, air raksa dikeluarkan dari tubing dan diganti

dengan air.

Sistem ini ada yang semi otomats dan otomatis dimana yang terakhir ini dapat di

lengkapi oleh printer yang mencatat sama elevasi interface air - air raksa di

seluruh tubing ini secara berkala sesuai yang diinginkan.

Panjang tubing untuk tiap loop dibatasi sampai 1200 m, dapat dipasang lebih dari

satu loop pada elevasi yang sama karena luasnya daerah yang akan diamati,

(misalnya pada bendungan besar di elevasi yang dekat dengan dasarnya).

Sistem ini memantau perubahan elevasi sekitar 3.5 meter dengan ketelitian ± 1

cm. Kecepatan mengalirnya air raksa adalah 2 meter (tubing) permenit. Sistem

ini dapat membaca penurunan lapisan tanah sampai 3.5 meter di bawah panel

operasional di dalam gardu pembacaan dengan ketelitian ± 1 cm. Bila misalnya

sitim ini dipasang pada suatu bendungan besar, seperti gambar di bawah, gardu

pembacaan harus terletak di lereng hilr kira-kira setinggi loop yang terpasang.

Gardu tersebut dapat mengalami penurunan juga karena pondasinya terletak

pada lereng yang tentunya ikut turun. Sehingga koreksi elevasi gardu terhadap

suatu titik tetap (bench mark) di sekitar bendungan tersebut perlu diperhitungkan

dalam membuat plot curva penurunan yang sebenarnya.



Gambar 4.21 ADFSD yang mengelilingi bendungan

Karena sistem ini menggunakan air raksa dalam operasinya, maka gardu

pembacaan harus mempunyai ventilasi cukup mengingat bahaya yang bisa

timbul dari uap air raksa terhadap tubuh manusia.

Bendungan besar yang menggunakan instrumen ini misalnya Tarbela Dam

(Pakistan) dan Wadaslintang (Jawa Tengah).

4.5.2 Pergerakan Horisontal (Inklinometer)

Untuk mengamati atau memonitor suatu pergerakan ke arah horizontal didalam

lapisan tanah atau batuan maka digunakan instrumen Inklinometer. Tabung

aluminium atau plastik yang mempunyai empat alur bersudut antara 90°

dipasang di dalam lubang bor, atau pada tahapan pemadatan tanah, ataupun

pada Binding suatu struktur, untuk diamati pergerakannya dengan suatu torpedo



yang mempunyai 4 roda dan dihubungkan dengan kabel ke alat bacanya.

Yang terukur adalah signal elektronik dari servo-accelerometer yang

menunjukkan kemiringan torpedo tersebut terhadap garis vertikal, sehingga

dapat di hitung deviasi horisontalnya dengan mengetahui panjang torpedonya

(biasanya sekitar 75 cm).

Gambar 4.22 Unit inklinometer dan prinsip kerjanya



Gambar 4.23 Hasil pembacaan inklinometer

Dengan menjumlahkan deviasi horisontal dari hasil pembacaan dengan interval

setiap 0.50 m (biasanya), maka dapat digambarkkan kurva deformasi tersebut

dengan skala tertentu dan pada waktu tertentu. Dengan membandingkan kurva-

kurva pembacaan terdahulu dengan kurva-kurva berikutnya, dapat diketahui arah

deformasi di sepanjang tabung inclinometer tersebut.

Jenis terpedo ada 2 macam, yaitu :

Uniaxial, yang dapat mengukur kemiringan pada satu arah saja.

Biaxial, yang dapat mengukur kemiringan pada 2 arah bersama-sama, karena

kedua servo- accelerometer dipasan tegak lurus satu sama lain.

Torpedo ini harus cukup kuat, kedap air dan selalu harus dikalibrasi secara

berkala. Pipa inklinometer bergaris tengah sekitar 60 mm, dan ketebalan 2



sampai 3 mm (untuk bahan aluminium) dan lebih tebal lagi untuk tabung plastik,

sedangkan panjangnya rata-rata 3 m.

Pipa plastik biasanya digunakan untuk daerah-daerah yang mengandung zat-

zat yang dapat mengakibatkan tabung aluminium berkarat (misalnya daerah-

daerah pantai, konstruksi pelabuhan) meskipun tabung aluminium tersebut

telah diberi epioxy - coating.

Pada pemasangan dengan pemboran maka ruangan antara pipa dengan dinding

harus di grout di sekelilingnya dengan semen, pasir/bentonite, sedangkan pada

penimbunan tanah (bendungan) perlu pemadatan yang cermat di sekitar pipa-

pipa tersebut, serta harus dihindari benturan-benturan dari alat-alat berat selama

pekerjaan berlangsung. Bagian pipa yang muncul di permukaan tanah atau

struktur perlu dilindungi dengan beton dan di buatkan penutup yang cukup kuat

dan aman dari gangguan serta diberi catatan seperlunya.

Untuk pemasangan pipa inklinometer yang cukup panjang (misalnya lebih dari 50

m) perlu diperhatikan kemungkinan mamuntirnya pipa tersebut, sehingga dapat

mengakibatkan salah interpretasi arah deformasinya. Diperlukan kecermatan

yang baik pada waktu pemasangannya.

Untuk deformasi yahg cukup besar dapat ditemui kesulitan waktu pembacaan

yaitu torpedo kurang lancar masuk dan keluarnya ke/dari dalam pipa. Hal ini

dapat diatasi dengan diberi pemberat ataupun menggunakan "dummy torpedo"

terlebih dahulu sebelum torpedo yang sebenarnya kita masukkan. Kekurang

cermatan kita dalam melakukan pembacaan dapat memungkinkan torpedo macet

karena terjepit di dalam pipa yang melentur berlebihan sehingga dapat berarti

hilangnya torpedo tersebut disamping data-data yang ingin kita peroleh.

Alat pembacaan biasanya berupa digital, yang data-datanya dengan proses

bantuan computer dapat digambarkan curva deformasinya dengan cepat.

4.6 Instrumen Pemantau Rembesan

Alat pemantau rembesan dapat dibagi dalam dua jenis yaitu :

1) Pemantau debit aliran, hal ini dilakukan dengan memasang "weir" atau



"flume" yang ditempatkan pada lokasi tertentu untuk mengukur debit bocoran.

Peningkatan debit bocoran yang tidak normal dapat menimbulkan masalah

keamanan bendungan.

2) Pemantau kualitas air, hal ini dilakukan dengan membandingkan kualitas air

waduk dan kualitas air bocoran di hilir bendungan. Pengambilan contoh air

harus dilakukan secara kontinu. Terhadap contoh air ini dilakukan pengujian

unsur-unsur kimia dan kadar endapannya. Hasil pemantauan antara lain

meliputi hal-hal sebagai berikut :

a) Gejala pelarutan pada fondasi batuan yang dapat mengakibatkan

kekuatan geser menurun dan permeabilitas fondasi meningkat.

b) Gejala erosi buluh (piping) pada tubuh atau fondasi bendungan

Gambar 4.24 Alat ukur rembesan sederhana berupa ember dan arloji unur (kiri) dan

alat ukur yang banyak digunakan V-notch



Gambar 4.25 Alat ukur rembesan modern dan sistim remotenya

Gambar 4.26 Sistim pengumpul pengukuran rembesan



Gambar 4.27 Sketsa pemasangan alat ukur rembesan V-notch (tanpa skala)

4.7 Alat Pemantau Gempa

Instrumen gempa yang terpasang pada bendungan biasanya digunakan untuk



memantau respons dinamik dari bendungan, seperti gambar di bawah.

Gambar 4.28 Diagram Komponen Aselerograf

Alat pemantau gempa biasa disebut seismometer, alat ini mengukur getaran

seismik dan sering dipasang di bendungan-bendungan besar, terutama bila

lokasinya diidentifikasikan rawan terhadap gempa. Namun demikian, walaupun

lokasi bendungan terletak pada daerah yang relatif stabil, sering kali terjadi

gempa imbas waduk pada bendungan - bendungan besar yang tingginya lebih

dari 100 m dan daya tampung waduknya lebih dari 500 juta meter kubik.

Komponen - komponen yang penting pada alat ukur seismic adalah

seismometer dan akselerometer.

a. Seismometer Seismometer adalah penerima getaran yang sangat peka yang dapat merekam

getaran - getaran seismik dalam bentuk grafik getaran.

Seismometer dilengkapi dengan sistem pencatat waktu yang akurat sehingga

gelombang gempa yang datang dapat dicatat secara tepat waktu.

Pemasangan seismometer dan penempatan instrumennya harus diletakkan

didalam ruangan kedap air diatas lantai beton yang ditanam didalam galian

pada batuan dasar.



b. Akselerometer

Akselerometer adalah bagian dari seismometer yakni sejenis alat sensor

getaran yang dapat mencatat getaran secara elektromagnetik. Alat ini didisain

untuk mencatat getaran tunggal ke arah horizontal, vertikal maupun transversal.

Perencanaan mengenai sistem jaringan seismograf untuk lokasi - lokasi tertentu

membutuhkan pertimbangan dari aspek enginering, geologi dan seismologi.

Dalam hal pemasangannya sebaiknya berkonsultasi dengan pihak Badan

Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Departemen Perhubungan.

Gambar 4.29 Accelerograph dan rekamannya

4.8 Instrumen di Luar Bendungan/Galeri

4.8.1 Instrumen Pengukur Regangan (Strain Meter)

Instrumen ini dikembangkan oleh R.W. Calson berupa "vibrating wire" seperti

VWP. Prinsip dasar bekerjanya alat ini adalah mengubah tarikan pada kawat

elastis menjadi besarnya tahanan pada kawat tersebut. Selain dari itu dapat

mengubah temperatur kawat menjadi besarnya tahanan kawat tersebut. Strain

meterjoint meter, dan stress meter adalah merupakan instrument-instrumen yang

menggunakan prinsip regangan, perpindahan tempat (alihan),tegangan,dan

perubahan temperature. SM terdiri dari satu atau lebih strain meter, rangka laba-

laba pendistribusi arah,kabel,dan sistem alat baca. Tujuan dipasangnya instrument

ini adalah untuk mengetahui besarnya regangan antara bendungan dan dinding

topang/fondasi atau antara komponen-komponen bendungan tersebut.



Untuk penghematan tempat biasanya dibuat percabangan arah dari suatu titik

yang ditinjau. Pada gambar di bawah diperlihatkan percabangan dari strain meter

yang disebut "strain meter spider".

Gambar 4.30 Detil percabangan strain meter.

4.8.2 Alat Pengukur Tegangan (Stress Meter)

Instrumen ini dipakai untuk mengukur besarnya tegangan-tegangan normal pada

bagian bangunan dan kemudian dibandingkan dengan hasil analisis sebelumnya.

Pada bendungan beton tipe busur, instrumen ini digunakan untuk mengukur tegangan

arah horizontal tegak lurus terhadap elemen busur tipis dekat dengan puncak

bendungan. Meskipun desain hanya untuk mengukur tegangan tekan saja., tetapi

dapat juga digunakan untuk mengukur tegangan tarik. Hal tersebut dilakukan dengan

cara menetapkan nilai nol tegangan setelah beton mengalami proses pengikatan.

Pada keadaan ini alat tidak diberi beban sampai menunjukkan tegangan tarik

sebenamya. Detil alat pengukur tekanan dapat diperiksa pada gambar di bawah ini.



Gambar 4.31 Detil alat pengukur tegangan (SM)

Alat stress meter ini terdiri dari diafragma yang terisi dengan air raksa berbentuk

plat. Di dalam ruang yang ada di bagian dalam terdapat alat-alat pengukur yang

menonjol di bagian sampingnya. Pusat pelat di bawah ruang plat pengukur tersebut

agak fleksibel disebabkan karena ada penipisan. Air raksa berhubungan langsung

dengan plat menyebabkan plat tersebut dapat berdefleksi secara elastis sesuai

dengan besarnya intensitas tekanan yang terjadi. Alat ini juga dapat mengukur

intensitas tegangan sebagai akibat berubahnya perbandingan tahanan dari dua

coil pengukur regangan elastisnya. Selain dari itu dapat mengukur temperatur

bagian dalam bangunan yang dilaksanakan dengan cara memasang seri tahanan di

antara dua coil tersebut.

4.8.3 Jointmeter dan Crackmeter

Pemasangan di dalam galeri biasanya dilakukan dengan jenis instrumen-instrumen tertentu,

antara lain adalah :

1) Jointmeter, untuk mengetahui pergerakan dari 2 blok beton atau keretakan pada beton.

2) Pipa pelepas (relief well) yang dapat juga berfungsi untuk mengukur tekanan angkat.

3) Pisometer jenis tertutup.

4) Alat pengukur rembesan, berupa V-notch atau parshall flume.

5) Kadang-kadang alat pengukur gempa juga dipasang di galeri, 1 unit dipasang di bagian



paling bawah, 1 unit di lereng bendungan (di tengah tinggi bendungan) dan 1 unit lagi di

puncak bendungan.

Alat-alat pengukur jointmeter dan keretakan dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah.

Gambar 4.32 Vibrating Wire (VW) Jointmeter untuk bangunan beton

Gambar 4. 33 Vibrating W ire crackmeter

Gambar 4.34 Alat ukur retakan (ekstensometer mekanik)

4.8.4 Ekstensometer

Ekstensometer digunakan untuk mengukur pergerakan internal dari bendungan, fondasi dan



kedua tumpuan kiri dan kanan. Alat ini dapat mengukur 1-D pergerakan disepanjang as

instrumen. Alat ini sering digunakan secara spesifik untuk mengidentifikasikan masalah, seperti

retakan dan pergerakan. Ada 3 jenis alat yang biasa digunakan, yaitu :

- Ekstensometer batang/pipa (rod extensometer)

- Ekstensometer kawat (wire extensometer)

- Ekstensometer pita (tape extesometer)

Suatu ekstensometer batang terdiri dari jangkar ganda yang dipasang pada beberapa

kedalaman di dalam lubang bor atau di lokasi-lokasi yang berbeda di dalam suatu timbunan.

Batang baja dipasang di dalam pipa pada setiap jangkar sampai ke ujung lubang. Semua

pengukuran pergerakan harus merefer pada ujung pipa (reference head). Bila jangkar bergerak

akibat bergeraknya batuan di bawahnya, batang baja yang ikut bergerak diukur relatif terhadap

reference head pada ujung pipa. Satu lubang biasanya dapat terdiri dari 5 – 10 janhgkar dan

batang baja. Pergerakan jangkar diukur secara mekanis atau elektris. Di bawah adalah

bgambar prinsip operasi single-point borehole extensometer.

Tape extensometer digunakan untuk mengukur pergerakan relatif antara dua titik yang terbuka.

Alat ini terdiri dari arloji ukur (dial gauge) dan pita (tape) , yang dipasang dan dikencangkan

pada tarikan yang tetap di antara dua titik tersebut., seperti gambar di bawah.



Gambar 4.35 Single-point borehole extensometer (kiri) dan tape extensometer (kanan)

Untuk instrumen yang dipasang di luar bendungan, misalnya di bangunan

pelengkap, lereng galian pembangkit, jalan masuk yang rawan longsor, galeri

dan lain-lainnya, jenis dan banyaknya tergantung dari masalah yang dihadapi.

1) Bukit/lereng galian atau lereng rim Waduk yang Rawan Longsor

Untuk daerah ini jenis instrumen yang diperlukan, antara lain adalah :

- Alat pengukur tekanan air pori, jenisnya disesuaikan dengan keperluan,

misalnya pisometer atau pipa pemantau sistim terbuka untuk memantau

muka air tanah.

- Alat pengukur pergerakan lereng tanah, dapat berupa inklinometer atau

ekstensometer, bila pergerakannya cukup besar. Untuk lereng batuan dapat

ditambahkan dengan ekstensometer.

- Monumen permukaan, untuk mengukur pergerakan permukaan.

- Strainmeter atau crackmeter, bila lereng berupa batuan yang mepunyai

deformasi lebih kecil.

2) Untuk bangunan beton, misalnya bangunan pelimpah, pada bagian struktur

yang rawan runtuh, misalnya tembok penahan dapat dipasang strainmeter

atau crackmeter. Sedangkan untuk memantau perilaku air tanah disekitar

pelimpah, saluran luncur dan kolam olak dapat dipasang pipa pemantau

sistim terbuka atau observation well.



3) Terowongan masuk/galeri; untuk mengetahui pergerakan permukaan

terowongan (blok-blok beton), dapat dipasang alat pemantau pergerakan 3-D

yang dipasang di antara 2 blok beton dan alat ukur rembesan bila

diperkirakan akan terjadi rembesan di bagian ini.

4) Power House; bila power house dibangun di bawah tanah, beberapa

instrumen yang dipasang untuk memantau perilaku bukaannya, antara lain

adalah crackmeter 3-D, alat pengukur tegangan batang angker (rockbolt),

alat ukur rembesan, bila keluar air, alat pengukur deformasi, dll.



BAB V

PEMBACAAN INSTRUMEN

5.1 Umum

Pembacaan instrumentasi bendungan merupakan faktor terpenting dalam hal

pengelolaan bendungan dan berlanjutnya kinerja dari bendungan tersebut karena

hal ini merupakan aktualisasi dari pemantauan kinerja dan pengamanan bendungan

itu sendiri. Beberapa hal yang penting yang perlu diperhatikan dalam pembacaan

instrumentasi ini adalah mengenai kalibrasi awal dari alat yang akan dibaca,

pembacaan awal, program pelatihan petugas dan frekuensi pembacaan instrumen.

Gambar 5.1 Pembacaan instrument sistim data akuisisi otomatis (Automated data

acquisition system-ADAS)

5.2 Kalibrasi dan Perawatan

Kalibrasi dan perawatan instrumen merupakan hal yang sangat penting dalam

rangka menghindari kesalahan interpretasi yang menyesatkan, bahkan dapat

menyebabkan tidak bermafaatnya sistem pemantauan secara keseluruhan.

5.2.1 Kalibrasi Instrumen

Kalibrasi instrumen adalah mencocokkan kinerja dan ketepatan pembacaan

instrumen dengan peralatan standar. Selain penerapan parameter-parameter



tertentu dan terukur sesuai standar, kalibrasi dapat pula berarti pengujian awal

fungsi instrumen yang dilakukan segera setelah instalasinya. Secara umum

kalibrasi instrumentasi dilakukan dalam 3 tahap, yaitu:

1. Kalibrasi Pabrik yang dilakukan sebelum pengiriman instrumen kepada calon

pengguna. Kalibrasi ini seringkali tidak diberikan oleh Pabrik secara otomatis,

oleh karena itu harus diminta/disebutkan di dalam dokumen pembelian,

termasuk jaminan mutu dan pelayanan purna jualnya.

2. Kalibrasi Lapangan yakni pada saat instrument diserahkan/diterimakan

kepada pengguna. Bila tidak dapat dilakukan secara komprehensif, kalibrasi

ini bisa berupa uji pembacaan/pengukuran segera setelah instrumen

terpasang.

3. Kalibrasi Penggunaan yang dilakukan dalam rangka mengecek fungsi dan

ketepatan pembacaan instrumen selama masa penggunaannya dan bisa

dilakukan secara insitu atau dibawa ke Laboratorium dengan jadwal yang

teratur.

Kalibrasi instrumen, prosedur maupun jadwal pelaksanaannya biasanya telah

diuraikan secara rinci di dalam Buku Panduan Operasi dan Pemeliharaan (OP)

Instrumen yang diterbitkan oleh pabrik pembuatnya.

5.2.2 Perawatan Instrumen

Seperti halnya kalibrasi, tata cara perawatan instrumentasi adalah cara untuk

mengatasi permasalahan, pembersihan, pelumasan, dan lain - lain, biasanya

telah diuraikan secara rinci di dalam Buku Panduan Operasi dan Pemeliharaan

Instrumen. Di bawah ini adalah hal-hal yang perlu dicermati dalam merawat

instrumen:

Instrumen harus diusahakan tetap bersih dan kering agar dapat befungsi

lama dan dapat diandalkan.

Bagian-bagian tertentu yang bergerak/berputar harus dibersihkan dan

diminyaki secara teratur pada selang waktu tertentu.

Pita-pita ukur harus dicuci setelah digunakan agar terhindar dari bahan-bahan

pengikis dan/atau bahan-bahan kimia yang dapat menyebabkan karat.

Baterai (aki) yang digunakan untuk peralatan baca harus diupayakan agar



tidak mati dengan cara mengecek/mengisi air aki secara teratur. Hal ini untuk

mencegah pengaruhnya terhadap memori pembacaan.

Tutup dan sumbat yang digunakan pada peralatan baca harus dibersihkan

dan diganti, yakni apabila peralatan sedang tidak digunakan.

Komponen-komponen elektrik dan mekanik pada peralatan baca, hendaknya

dijaga secara hati-hati, baik penempatan / penyimpanannya,

pengangkutannya maupun instalasinya.

Bagian-bagian tertentu mungkin memerlukan peralatan cadangan untuk persediaan

penggunaan jangka panjang.

5.3 Pembacaan Awal dan Interval Pembacaan

Pembacaan awal instrumen harus dilakukan secara cermat dan bertahap karena

digunakan sebagai perbandingan terhadap pembacaan selanjutnya. Disamping

itu kajian dan evaluasi perilaku bendungan pada umumnya dilakukan

berdasarkan terjadinya perubahan yang terjadi daripada menggunakan hasil

pembacaan yang absolut.

Pembacaan Perdana yang merupakan bagian dari uji penyerahan (Iihat

Kalibrasi. Lapangan butir 2.23). minimal 2 kali pembacaan.

Pembacaan Harian yang dilakukan setiap hari hingga menunjukkan

pembacaan yang stabil.

Pembacaan Formal, pembacaan resmi setelah stabilitas pertama tercapai.

Pemantapan atau Stabilisasi yaitu beberapa hari pembacaan setelah

pembacaan formal sampai pembacaan menunjukkan kecenderungan yang

betul-betul stabil.

Untuk selanjutnya, frekuensi pembacaan secara rutin bisa dilakukan sesuai

kebutuhan dan atau kondisi bendungan.

Pada tabel di bawah diperlihatkan pembacaan awal parameter pemantauan dan

instrumentasinya yang harus dilakukan pembacaan awalnya.



Tabel 5.1 Parameter Pemantaun dan Intrumentasinya

Pada prinsipnya, semakin sering semakin baik. Namun agar efektif dan efisien,

frekuensi pembacaan pada kondisi normal biasanya ditentukan berdasarkan

kebutuhan, yakni dengan mempertimbangkan faktor - faktor seperti tingkat risiko

dan kelas bahaya bendungan, dimensi bendungan dan volume tampungan

waduk serta tingkat permasalahan bendungan yang bersangkutan. Semakin

tinggi faktor-faktor tersebut, frekuensi pembacaannya semakin sering.

Pada kondisi tidak normal atau kondisi khusus, frekuensi pembacaan di atas

(kondisi normal) hendaknya lebih ditingkatkan lagi guna menghindari yang tidak

diinginkan, yang sewaktu-waktu dapat terjadi. Kondisi khusus adalah kondisi

internal dan atau eksternal di luar kebiasaan yang dapat mempengaruhi atau

"mengancam" keamanan bendungan, sebagian atau keseluruhan, dan biasanya

ditunjukkan oleh adanya penyimpangan-penyimpangan secara signifikan

terhadap pola atau kecenderungan perilaku atau parameter-parameter yang



teiah ditetapkan di dalam desain.

Tabel jadwal pemantauan instrumentasi dan inspeksi dapat digunakan sebagai

acuan dan pertimbangan di dalam menetapkan frekuensi pembacaan instrumen

untuk pemantauan perilaku bendungan.

5.4 Program Pelatihan

Program pelatihan hendaknya diberikan kepada staf atau petugas Proyek yang

nantinya menangani pelaksanaan SIP Bendungan. Program seyogyanya

diberikan sejak awal, mencakup pengenalan instrumen berikut instalasinya, tata

cara pengukuran dan atau pembacaan berikut pengeplotan data, cara-cara

perawatan instrumen serta bagaimana mengatasi permasalahan dan

sebagainya. Program pelatihan ini seyogyanya merupakan persyaratan yang

dimasukkan dalam satu paket atau disebutkan di dalam dokumen kontrak

pembelian atau pengadaan instrumen. Dalam hal ini, pelatihan biasanya

dilakukan oleh instruktur yang disediakan oleh pihak pabrik atau agen penyalur.

Untuk selanjutnya, program pelatihan bisa ditingkatkan lagi dalam rangka

menambah pengalaman, kemampuan dan ketrampilannya.



Tabel 5.2 Jadwal Pemantauan Instrumentasi & Inspeksi



BAB VI

SPESIFIKASI PENGADAAN DAN KONTRAK

6.1 Program Monitoring

Perencanaan progam perlu dilakukan dengan tujuan untuk menyiapkan langkah-

langkah dalam penyiapan dan penyusunan perencanaan dan spesifikasinya.

Program tersebut merupakan suatu proses yang logis dan komprehensif yang

dimulai dengan tujuan dan diakhiri dengan perencanaan bagaimana pengukuran

data dapat diimplementasikan sesuai dengan kebutuhan.

Perencanaan yang sistimatis harus dilakukan oleh tenaga ahli instrumen

geoteknik yang berdedikasi dan penuh tanggung jawab bekerja sama dengan tim

pendesain bendungan.

Kondisi proyek yang mencakup jenis proyek, lay-out, perlapisan dan parameter

tekniktanah/batuan fondasi, kondisi air tanah, status bangunan yang ada di

dekatnya, kondisi lingkungan dan rencana methoda konstruksi juga berpenaruh

terhadap penyusunan program monitoring.

Sebelum menyusun suatu program instrumentasi, kondisi proyek di atas harus

diketahui, termasuk perilaku tanah dan batuan seperti diuraikan pada Bab II.

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam penyusunan program

monitoring instrumentasi tersebut, diantaranya adalah sebagai berikut :

1) Prediksi mekanisme pengontrolan perilaku.

2) Instrumentasi pada suatu proyek adalah untuk menjawab masalah-masalah

geoteknik saat investigasi/desain. Bila tidak ada masalah serius,

instrumentasi tidak usah dilakukan,

3) Tetapkan tujuan dari instrumentasi; instrumentasi merupakan masukan pada

desain, konstruksi dan pengisian waduk. Bila keperluan instrumentasi dan

program disusun dengan seksama, hal tersebut dapat menghemat biaya

proyek secara keseluruhan.

4) Pilih dan tentukan parameter geoteknik yang akan dipantau. Masalah



parameter mana yang paling penting dan siknifikan juga harus ditentukan

dalam tahap ini. Parameter-parameter akan dapat bervariasi sebagai akibat

dari penyebab dan efeknya. Contoh, parameter yang diperlukan pada

stabilitas lereng adalah deformasi yang merupakan efek dari masalah, tetapi

penyebabnya adalah air tanah. Dengan melakukan pemantauan terhadap

dua parameter tersebut dapat ditarik suatu hubungan antara keduanya.

5) Lakukan prediksi terhadap besaran perubahan yang terjadi; prediksi ini

penting dilakukan untuk melakukan pemilihan ”range” dan ketelitian

instrumen. Perkiraan kemungkinan besaran yang maksimum dapat

menentukan dalam pemilihan range kapasitas instrumen. Cara

memperkirakan tersebut memerlukan engineering judgment. Sedangkan

memperkirakan besaran yang minimum dapat menentukan dalam pemilihan

ketelitian instrumen.

6) Sebagai alat bantu pada tindak darurat; misalnya :

- Bila terjadi pergerakan lebih dari 10 mm pada suatu daerah potensi

longsor, petugas harus melaporkan kepada atasannya, untuk ditindak

lanjuti (level 1)

- Bila pergerakan meningkat menjadi lebihi 15 mm denngan percepatan

melebihi 15 mm/bulan, petugas harus segera melaporkan ke atasannya

untuk menaikkan level bahaya ketingkat 2.

- Bila pergerakan bertambah besar dengan percepatan 15 mm/minggu,

harus segera dilakukan tindak pencegahan dan penduduk sekitar harus

segera diungsikan.

7) Penugasan untuk desain, konstruksi dan O&P; penugasan untuk monitoring

harus jelas kepada semua pihak (pengelola proyek, konsultan desain,

kontraktor, ahli spesialis instruman), sehingga jelas tugas dan tanggung

jawabnya, seperti contoh pada tabel di bawah.



Tabel 6.1 Contoh penugasan monitoring instrumentasi

Tugas Pihak yang bertanggung jawab

Pengelola/pemilik Konsultan Spesialis

instrumen

Kontraktor

Penyusunan program

monitoring

x x x

Pengadaan instrumen x x

Pemasangan instrumen x x

Perawatan dan kalibrasi x x

Pengumpulan data x x

Proses dan evaluasi data x

Analisis dan interpretasi

data

x x

Implementasi hasil analisis

x x

6.2 Spesifikasi Pengadaan Instrumen

6.2.1 Penugasan

Pengadaan instrumen dapat dilakukan oleh kontraktor, pemilik/pengelola atau

oleh konsultan, sebagai alternatif hal tersebut juga dapat dilakukan oleh

subkontraktor, misalnya oleh agen/dealer instrumen, masing-masing alternatif

mempunyai kerugian dan keuntungan, seperti tabel di bawah.

Tabel 6.2 Keuntungan dan kerugian alternatif pengadaan instrumen.

Pengadaan oleh Keuntungan Keterbatasan

Kontraktor pelaksana

Pemilik/pengelola

Pertanggungan jawab jelas

Biaya minimum (tidak ada mark

up), pemilik dapat langsung

mengkontrol dan melakukan

Spesifikasi harus cukup rinci

dan jelas; tetapi kontraktor

cenderung membeli instrumen

yang murah dengan resiko

kualitas yang rendah.

Pemilik cenderung memilih

harga yang rendah.



Pengadaan oleh Keuntungan Keterbatasan

Konsultan desain

Agen penjual (subkontraktor)

pemeriksaan ke pabrik; dapat

melakukan negosiasi dengan

beberapa agen penjual serta

melakukan seleksi yang

kompetitif terhadap agen

penjual.

Konsultan dapat langsung

melakukan kontrol dan

pemeriksaan saat tahap pembu-

atan di pabrik, penerimaan dan

pemeliharaan.

Konsultan juga dapat memilih

cara penawaran yang

kompetitif, melakukan negosiasi

dengan agen penjual dan

fleksibel terhadap adanya

perubahan.

Pemilik atau konsultan dapat

melakukan kontrol saat tahap

pembuatan di pabrik, peneri-

maan dan pemeliharaan. juga

dapat memilih cara penawaran

yang kompetitif, melakukan

negosiasi dengan agen penjual

dan fleksibel terhadap adanya

perubahan.

Kontraktor bebas dari

pertanggungan jawab.

Biaya total termasuk design fee.


pertanggungan jawab


pertanggungan jawab.

6.2.2 Penyusunan Spesifikasi

Ada 2 cara spesifikasi, yakni spesifikasi deskriptif dan spesifikasi kinerja.

Spesifikasi deskriptif adalah menguraikan secara rinci setiap instrumen yang

dibutuhkan, sebagai contoh, pengadaan pisometer pneumatik, harus diuraikan

ukuran, jenis instrumen, dan lain lainnya. Sedangkan spesifikasi kinerja adalah

spesifikasi yang menguraikan kinerja/hasil akhir, sebagai contoh di dalam

spesifikasi harus dijelaskan bahwa alat ukur tekanan air pori harus mempunyai

range dan ketelitian tertentu, harus mampu/tetap berfungsi dalam kondisi

lingkungan geoteknik tertentu. Dalam spesifikasi juga harus dijelaskan

rekomendasi agen penjual, jenis instrumen yang cocok dengan kebutuhan



tersebut.

Tabel 6.3 Keuntungan dan keterbatasan cara pengadaan instrumen

Cara Keuntungan Keterbatasan

Spesifikasi deskriptif dengan

menyebutkan nama dan model

dagang.

Spesifikasi deskriptif tanpa

menyebutkan nama dan model

dagang.

Spesifikai kinerja

Langsung pada jenis instrumen

yang dimaksud.

- Tidak rencu dengan model lain.

- Dapat menjelaskan kebutuhan

material.

- Membolehkan adana inovasi

oleh pabrik.

- Pabrik mempunyai komitmen

untuk menjamin bahwa

instrumen mempunyai

kinerja seperti yang

diharapkan.

- Terjadi kompetesi yg maks.

- Tidak rencu dengan model lain.

- Spesifikasi harus rinci dan jelas

untuk menghindari kekeliruan.

- Pemilik bertanggung jawab,

bila kinerja instrumen tidak

seperti yang diharapkan.

- Penyusun harus mempunyai

pengetahuan yang cukup.

- Kebutuhan yang spesifik

kemungkinan tidak ada pada

pabrik.

- Pabrik/penjual harus mempu-

nyai tenaga ahli geoteknik spy

dapat memahami masalah

geoteknik.

- Sulit mengevaluasi apakah

instrumen yang diusulkan

pabrik dapat berkinerja seperti

yang diharapkan.

6.2.3 Dasar Penentuan Harga

Bila pengadaan intrumen dilakukan langsung oleh pemilik atau konsultan desain,

harga dapat ditentukan dengan cara penawaran atau negosiasi. Bila pengadaan

instrumen dilakukan melalui kontraktor pelaksana, item instrumentasi dapat

dimasukkan ke dalam kontrak atau dilakukan melalui subkontraktor. Supaya

pemilik atau konsultan dapat melakukan kontrol dan seleksi untuk penentuan

harga. Keuntungan dan keterbatasan antara cara penawaran dan negosiasi

diuraikan pada abel di bawah.



Tabel 6.4 Keuntungan dan keterbatasan antara cara penawaran dan negosiasi

Prosedur Keuntungan Keterbatasan

Penawaran

Negosiasi

Harga penawaran dapat ditekan

serendah mungkin

- Pemilik atau konsultan desain

dapat langsung mengkontrol

kualitas dan harga

- Dapat mempergunakan rujukan

yang terpercaya

- Fleksibel terhadap perubahan

- Memerlukan spesifikasi yang

rinci dan komprehensif

- Harga yang terlalu rendah

berisiko terhadap rendahnya

kualitas

- Tidak fleksibel thd terjadinya

perubahan

- Memerlukan waktu yang cukup

Sering ditentang oleh komunitas

publik agen penjualan

6.2.4 Isi Spesifikasi Pengadaan

Tergantung dari pemilihan spesifikasi dan dasar penentuan harga, spesifikasi

pengadaan harus mencakup semua kebutuhan. Bila digunakan cara ”penawaran

terendah (low-bid)”, perlu uraian yang lebih terinci. Beberapa kebutuhan terhadap

sistim instrumentasi, biasanya terdiri dari sistim transducer, unit alat baca dan

sistim komunikasi serta beberapa hanya mencakup satu atau lebih dari ketiga hal

tersebut di atas.

Spesifikasi biasanya mencakup 3 Bab utama, yakni Bab I Umum, yang

mencakup kebutuhan dan penjelasan untuk semua instrumen,. Bab II Rincian

Instrumen, berisikan uraian rinci dari setiap instrumen yang dibutuhkan dan Bab

III mengenai pengukuran dan pembayaran.

Bab I Umum, berisikan hal-hal sebagi berikut :

1) Pihak yang bertanggung jawab; harus jelas tanggung jawab semua pihak

diantara pemilik proyek, konsultan desain, spesialis instrumen dan konraktor

pelaksana, terutama saat penerimaan instrumen, bila terjadi hal-hal yang

tidak diinginkan (masalah kalibrasi, pemeriksaan instrumen, dll).

2) Penyerahan instrumen; spesifikasi tersebut biasanya berisi ringkasan untuk



penyerahan instruman kepada pemilik atau konsultan pengawas, antara lain

mencakup daftar pengalaman, instrumen yang diusulkan, sertifikat kalibrasi,

asuransi, daftar simak, jaminan/garansi, instruction manuals, dokumen

pengiriman, contoh instrumen, dll. Skedul penyerahan tersebut harus cukup

rinci.

3) Kondisi lingkungan operasi instrumen; instrumen biasanya juga dioperasikan

pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Spesifikasi harus

berisikan uraian lingkungan operasi, termasuk jenis tanah/batuan dan faktor-

faktor lingkungan. Contoh, banyak instrumen yang rusak akibat deformasi

yang besar, perlu desain yang baik terhadap tubing/pipa, kabel dan pipa

instrumen yang ditanam.

4) Pengalaman pabrik/agen penjual; daftar pengalaman pabrik/agen penjual

perlu dimasukkan ke dalam spesifikasi, termasuk nama pabrik pembuat

instrumen, kondisi instrumen setelah dipasang sekian lama, nama proyek,

nama spesialis instrumen, termasuk bila ada inovasi dari pabrik dan hasilnya.

5) Kebutuhan material dan jenis instrumen; menjelaskan jenis instrumen,

mekanis, hidraulis, pneumatis atau elektris. Demikian juga mengenai sistim

transducer, unit alat baca dan komunikasi. Bila perlu uraikan juga mengenai

umur yang diinginkan dari instrumen (meskipun ini sangat sulit, tapi tidak

menutup kemungkinan bahwa pabrik/agen penjual mempunyai pengalaman

dalam hal ini).

6) Kajian terhadap instrumen yang diusulkan; kajian dan usulan jenis instrumen

tertentu, termasuk usulan instrumen jenis lain dan nama pabrik/agen penjual

harus dimasukkan ke dalam spesifikasi. Bila menggunakan prosedur harga

terendah oleh kontraktor pelaksana, perlu hati-hati mengenai kata-kata ” atau

setara (or equal)” pada bab kondisi umum dalam spesifikasi, yang dapat

meminimalkan kemungkinan terjadinya suatu penggantian jenis instrumen

yang tidak diinginkan. Istilah ”atau setara” harus difahami untuk

mengindikasikan bahwa produk yang setara adalah sama atau lebih baik

dibandingkan dengan produk yang tertulis di dalam spesifikasi, yakni terhadap

fungsi, kinerja, kualitas, kemampuan, dan konfigurasinya.

7) Kalibrasi Pabrik dan Jaminan Mutu; instrumen yang akan dibeli harus

diperiksa dan dikalibrasi oleh pabrik (ada sertifikatnya) sebelum dikirim ke

proyek. Permbacaan/pembebaban (load and unload) harus dilakukan paling



tidak sebanyak 10 kali peningkatan/penurunan beban dan beban/tekanan

maksimum harus sama dengan tekanan yang terjadi di lapangan. Setiap

instrumen yang telah dikalibrasi harus ditandai dan diberi nomor dengan jelas.

Kalibrasi tersebut dilakukan dengan menggunakan unit alat baca yang telah

ditentukan. Pemeriksaan mutu (quality assurance) harus dilakukan sebelum

instrumen dikirim ke proyek.

8) Jaminan (Warranty); pabrik harus menjamin kinerja instrumen yang telah

dibeli, biasanya sekitar 3 – 12 bulan. Kebanyakan pabrik tidak mau

bertanggung jawab terhadap rusakna instrumen setelah beberapa waktu

dipasang, oleh karena itu di dalam spesifikasi harus ditulis dengan jelas

bagian atau instrumen mana yang menjadi tanggung jawab pabrik atau pihak

lainnya.

9) Instruction Manual: spesifikasi pengadaan harus mencakup instruction

manual, yang antara lain berisikan hal-hal sebagai berikut :

- Tujuan instrumen : parameter yang diukur, aplikasi, dll

- Theori operasi : prinsip dasar instrumrn, dilengkapi dengan gambar,

diagram sirkuit, dll.

- Prosedur kalibrasi

- Prosedur pemasangan

- Prosedur perawatan

- Prosedur pengumpulan data

- Prosesing data, dll.

10) Pengiriman; pada spesifikasi juga harus disebutkan tanggal pengiriman. Bila

waktu terbatas oleh pemasangan instrumen, harus dibuatkan skedul waktu

pengiriman yang disesuaikan dengan skedul pemasangan. Spesifikasi juga

harus menguraikan masalah asuransi, bila terjadi kehilangan dan kerusakan

instrumen pada tahap pengiriman dan harus jelas siapa yang bertanggung

jawab.

Bab II Rincian Instrumen, berisikan :

1) Prinsip kerja setiap instrumen; berisikan uraian umum mengenai sistim dan

komponen dari setiap instrumen. Prinsip kerja dan karakteristik dari

transducer, unit alat baca dan sistim komunikasi juga harus dijelaskan secara

detil.



2) Spesifikasi Komponen; pada spesifikasi harus diuraikan dengan rinci setiap

komponen instrumen yang dibutuhkan. Daftar harga dan brosur dari

pabrik/agen penjual dapat membantu dalam hal menyusun rincian komponen

ini.

3) Kecocokan dengan instrumen lain; pengadaan instrumen baru harus

disesuakan dengan jenis instrumen yang telah dipasang, misalnya alat baca

inklinometer harus cocok/sesuai dengan jenis pipa inklinometer yang telah

dipasang di lapangan. Oleh karena itu, perlu hati-hati dalam menuliskan

mengenai kecocokan mekanis, hidraulis, pneumatis atau elektris.

4) Keterbatasan ukuran fisik; ukuran/dimensi dari setiap jenis instrumen dan

komponennya harus ditulis dengan lengkap, disesuaikan dengan ukuran

diameter dan panjang lubang bor yang digunakan. Dimensi unit alat baca juga

harus dipilih yang paling efisien supaya mudah dibawa.

5) Material dan alat pemasang; prosedur pemasangan instrumen termasuk

daftar alat dan material yang digunakan dalam pemasangan instrumen harus

ditulis dengan rinci dan jelas.

6) Suku cadang; suku cadang mungkin diperlukan untuk mengganti komonen

yang rusak selama pemasangan dan operasinya. Daftar suku cadang yang

diperlukan harus ditulis dengan rinci dan jelas di dalam spesifikasi. Bila perlu

juga dimasukkan keperluan alat khusus pemasangan yang disewa dari

pabrik/agen penjual yang tentunya akan menimbulkan meningkatnya biaya

instrumentasi.

Bab III Pengukuran dan Pembayaran; menguraikan hal sebagai berikut :

- Pengukuran dan pembayaran; pengadaan instrumen harus diopname dan

dibayar berdasarkan harga satuan (lebih lazim dibandingkan dengan lump

sum). Skedul harga satuan ini harus mencakup item yang memadai, sehingga

mencakup harga komponen utama instrumen. Sebagai contoh, pada

pengadaan pisometer jenis tertutup, pisometer plus tubing jadi satu unit atau

secara terpisah (pisometer tip tersendiri dan panjang tubing tersendiri).

Spesifikasi tersebut juga harus jelas untuk memastikan bahwa suatu

pembayaran harga satuan item telah mencakup setiap kebutuhan instrumen

(misalnya harga pisometer termasuk biaya kalibrasinya). Bila pengadaan

instrumen dilakukan oleh subkontraktor, harus ditulis dengan jelas mengenai



kuantitas (banyak), cara pembayaran dan pembengkakan biaya yang timbul.

Pembayaran untuk pengadaan juga dapat digabungkan dengan pembayaran

pemasangan instrumen.

- Informasi teknik untuk spesifikasi dapat diperoleh dengan bantuan ahli

geoteknik yang bekerja pada proyek desain yang membantu dalam

penyusunan draft spesifikasi. Spesifikasi final harus disusun oleh ahli

spesifikasi yang berpengalaman, bila perlu dikaji terlebih dahulu oleh spesialis

instrumen. Bila pengadaan instrumen tersebut merupakan bagian dari kontrak

pelaksanaan, spesifikasi tersebutharus dikaji oleh ahli yang berpengalaman

dengan ”kondisi umum” dan hal teknis lainnya untuk menjaga konsistensinya.

- Hal penting yang perlu diingat dalam penyusunan spsifikasi ini adalah ”Jika

tidak merupakan suatu keharusan dan peraturan memungkinkan, jangan

menggunakan prosedur atau cara harga penawaran terendah”, karena

kemungkinan terabaikannya kualitas.

6.3 Pengaturan Kontraktual

6.3.1 Umum

Disamping telah diuraikan pada bab sebelumnya, instrumentasi juga mencakup

pemasangan, kalibrasi dan perawatan secara berkala, pengumpulan data,

prosesing data, presentasi dan interpretasi data. Pemilihan dari personil untuk

pekerjaan lapangan mungkin dapat mengakibatkan berhasil/gagal-nya program

monitoring. Meskipun program telah disusun dan dirancang secara lengkap dan

sistimatik serta instrumen telah mencukupi, data pembacaan/pengukuan

kemungkinan tidak sahih jika ditangani oleh personal yang tidak pada tempatnya.

Pekerjaan instrumentasi geoteknik lapangan tidak boleh dianggap sebagai

kegiatan rutin dari bagian kegiatan konstruksi, karena keberhasilan

pembacaan/pengukuran instrumen memerlukan dedikasi tinggi dan terinci dari

semua tahapan instrumentasi. Spesifikasi pemilihan personil/konsultan harus

jelas, tajam, lengkap dan seksama.

6.3.2 Tujuan Pengaturan Kontraktual

Tujuan utama dari pengaturan kontraktual untuk pekerjaan instrumentasi

lapangan tersebur, adalah untuk :

1) Memastikan kualitas pekerjaan dengan harga yang sesuai yang dapat



diterima oleh pihak pemilik.

2) Menciptakan hubungan kerja yang kooperatif diantara spesialis instrumen

dengan kontraktor.

3) Mengakomodasi adanya perubahan desain selama kemajuan pekerjaan. Hal

ini diperlukan, karena adanya faktor tak terduga yang terjadi selama

pelaksanaan konstruksi yang memerlukan adanya perubahan jenis dan

penempatan instrumen.

6.3.3 Pengaturan Kontrak Pemasangan Instrumen

Cara I: Pemasangan Oleh Personil Spesialis dari Pemilik

Personil dari pemilik bekerja untuk semua pekerjaan spesialis, dengan

menggunakan peralatannya sendiri, antara lain mesin bor dan pekerjaan bantu

dilakukan oleh kontraktor pelaksana. Pekerjaan bantu dimasukkan ke dalam

kontrak pelaksanaan dan pekerjaan pemasangan dimasukkan ke dalam

contingency allowance.

Cara II: Penawaran dalam Kontrak Konstruksi, tanpa prakualifikasi

Semua pekerjaan pemasangan instrumen dimasukan ke dalam kontrak

konstruksi, biasanya dinamakan “pekerjaan pelengkap dan pemasangan”

berdasarkan harga satuan atau lump sum. Dalam kontrak tidak diperlukan

kualifikasi spesialis instrumen. Bila pekerjaan dimasukkan sebagai item

pelengkap dan pemasangan, spesifikasi harus mencakup item pengadaan

instrumen.

Cara III : Penawaran dalam Kontraksi, dengan prakualifikasi

Pengaturan kontrak sama dengan Cara II dan semua pekerjaan pemasangan

instrumen ditawarkan. Meskipun demikian, spesifikasi harus mencakup

kebutuhan yang dapat mengakomodasi semua pekerjaan pemasangan

instrumen harus dilakukan di bawah pengawasan langsung oleh personil yang

berpengalaman.

Cara IV : Spesialis Instrumen yang diseleksi dan dikontrak oleh Pemilik

Pekerjaan spesialis dilakukan oleh spesialis instrumen yang dikontrak oleh

pemilik, konsultan desain atau manajer pelaksana. Pemilik atau konsultandesain



menentukan penugasan termasuk kemampuan rata-rata dari pelaksana dan

menetapkannya sebagai pekerjaan penunjang. Sisa dari pekerjaan spesialis

ditetapkan sebagai pekerjaan spesialis dan pemilik atau konsultan desain

menentukan personil untuk melaksanakan pekerjaan spesialis. Bila pemilik

mempunyai pengalaman kerja sama dengan spesialis instrumen tertentu, pemilik

ata konsultan desain dapat menunjuknya.

Cara V : Spesialis Instrumen dipilih oleh Pemilik dan Kontraktor, dikontrak

Kontraktor sebagai Subkontraktor.

Pekerjaan spesialis dilaksanakan oleh spesialis instrumen yang dikontrak oleh

kontraktor. Seperti pada Cara IV, pemilik atau konsultan desain menentukan

bagian pekerjaan yang termasuk pekerjaan penunjang dan pekerjaan spesialis.

Setelah kontrak ditanda tangani, pemilik dan kontraktor bersama-sama memilih

spesialis instrumen. Pemilik menyodorkan daftar spesialis instrumen kepada

kontraktor dan kontraktor memilih 3 nama , pemilik kemudian memilih satu dari 3

nama tersebut. Pemilik melakukan negosiasi mengenai waktu dan cara

pembayaran dengan spesialis instrumen yang ditunjuk, yang berlaku sebagai

subkontraktor. Pekerjaan penunjang dilaksanakan oleh kontraktor dan dibayar

sesuai dengan item pekerjaan di dalam kontrak kontraktor.

6.3.4 Rekomendasi Pengaturan Kontraktual Pemasangan Instrumen

Cara II dapat digunakan untuk pemasangan instrumen yang sederhana, seperti

alat pengukur penurunan sederhana, tetapi tidak untuk pemasangan yang lebih

kompleks. Cara III dapat digunakan hanya bila pemilik mempunyai peraturan

untuk menggunakan penawaran terendah, karena pada prakualifikasi, kontraktor

akan membeli harga terendah dengan resiko terpotongnya biaya subkontraktor

yang dapat berakibat terhadap kualitas data yang diperoleh. Penerapan Cara III

memerlukan spesifikasi yang rinci dan komprehensif.

Cara I, IV dan V semuanya cukup memuaskan, seleksi tergantung pada faktor-

faktor spesifik yang ada di proyek. Cara I dan IV kadang-kadang menimbulkan

hubungan yang kurang baik antara personil dari pemilik dan kontraktor, tetapi

hubungan antara personil tersebut secara praktis dapat dibina lebih baik dengan

prinsip saling pengertian dan saling menguntungkan.



Cara V kadang-kadang menimbulkan masalah profesionalisme diantara sesama

spesialis instrumen yang dinegosiasi oleh pemilik, tetapi di bawah kontrak

dengan kontraktor.

Keuntungan dan keterbatasan kelima cara tersebut diuraikan pada tabel di

bawah.

Tabel 6.5 Keuntungan dan keterbatasan berbagai cara kontraktual pemasangan

instrumen


Pemasangan oleh personil

pemilik

Penawaran di dalam kontrak

kontraktor, tanpa prakualifikasi

Penawaran di dalam kontrak

kontraktor, dengan prakualifikasi

Spesialis instrumentasi dipilih

oleh kontraktor dan pemilik

- Pemilik lagsung dapat mengon-

trol biaya dan kualitas

- Dapat mengakomodasi peru-

bahan desain

- Biaya pemasangan rendah

- Biaya masuk ke kontraktor

- Biaya pemasangan rendah

- Tidak melibatkan

subkontraktor


- Pemilik lagsung dapat

mengontrol biaya dan kualitas


bahan desain

- Dapat membantu untuk

mendesain program monitoring

- Potensi masalah dengan

pekerjaan lain yang dilakukan

oleh kontraktor

- Pemilik harus mempunyai ran-

cangan yang rinci

- Tidak selalu dapat dimasukkan

ke dalam biaya kontraktor

- Kontraktor akan membeli yang

termurah dengan resiko berku-

rangnya kualitas instrumen

- Memerlukan supervisi yang

keras dan ketat

- Tidak dapat mengakomodasi

perubahan desain

- Kontraktor akan menunjuk

subkontraktor yang murah

dengan resiko data kurang

sahih

- Memerlukan supervisi yang

ketat dari pemilik

- Tidak dapat mengakomodasi

perubahan desain

- Potensi masalah dengan pe-

kerjaan lain yang dilakukan

oleh kontraktor

- Tidak selalu dapat

dimasukkan ke dalam biaya

kontraktor

- Memerlukan upaya khusus

pemilik untuk memilih spesialis




Spesialis Instrumen dipilih oleh

Pemilik dan Kontraktor, dikon-

trak Kontraktor sebagai

Subkontraktor

- Pemilik lagsung dapat

mengon-trol biaya dan kualitas

- Kerjasama yang baik dg

kontraktor dalam hal skeduling


bahan desain


- Pemilihan dilakukan setelah

penanda tanganan kontrak,

spesialis tdk dpt membantu

menyusun program monitoring

- Menimbulkan masalah

profesionalisme, dipilih oleh

pemilik tetapi yang membayar

kontraktor

- Memerlukan upaya khusus

pemilik untuk memilih spesialis

- Berlawanan dengan peraturan

pemerintah (jika ada)

6.3.5 Isi Spesifikasi Pekerjaan Instrumentasi Lapangan

Informasi teknik dapat diperoleh dari ahli geoteknik yang bekerja pada proyek

desain dan dapat membantu menyusun draft spesifikasi yang tetap harus dikaji

lagi oleh spesialis instrumen.

Spesifikasi pekerjaan instrumentasi lapangan tersebut biasanya terdiri dai 4 bab

utama, yakni Bab I Umum, Bab II Produk, Bab III Pelaksanaan dan Bab IV

Pengukuran dan Pembayaran.

Bab I : Umum, menguraikan :

1) Tujuan program instrumentasi, parameter yang dimonitor dan bagaimana data

digunakan.

2) Tanggung Jawab; menguraikan tanggung jawab masing-masing pihak antara

pemilik, spesialis instrumen, konsultan desain dan kontraktor. Spesifikasi juga

harus menjelaskan item pekerjaan yang harus dilakukan oleh kontraktor.

3) Metoda Spesifikasi; spesifikasi harus jelas menunjuk cara spesifikasi yang

diterapkan, harus jelas mana pekerjaan penunjang dan mana pekerjaan

spesialis.

4) Kualifikasi Personil Spesialis Instrumen; harus diuraikan mengenai

pengalaman personil dengan latar belakang ahli geoteknik dalam menangani

pekerjaan sejenis. Pabrik/agen penjual sering tidak mempunyai tenaga ahli



instrumen, oleh karena itu harus hati-hati dengan klausul yang berbunyi

:”Pemasangan instrumen harus diawasi oleh wakil dari pabrik/agen penjual”.

Pemasangan pisometer dan inklinometer harus di bawah pengawasan penuh

dari ahli geoteknik dari konsutan atau perorangan yang mempunyai

pengalaman memadai (minimal 5 tahun) untuk pekerjaan sejenis. Ahli

geoteknik tersebut harus menulis secara rinci prosedur pemasangan setiap

instrumen, melakukan kajian dan pemeriksaan terhadap instrumen yang

diterima di lapangan dan melakukan konsultasi dengan petugas (crew)

pemasang instrumen di lapangan. Pemasangan instrumen di lapangan harus

diawasi penuh oleh pengawas lapangan (paling tidak setingkat bachelor sipil

atau geologi) yang berpengalaman minimal 2 tahun dalam pengeboran dan

pemasangan instrumen sejenis.

5) Penyerahan (submittals) selama konstruksi; bila pekerjaan rinci dilakukan

oleh kontraktor atau subkontraktor, gambar dan prosedur harus diserahkan

kepada pemilik atau wakilnya untuk disetujui. Dokumen tersebut diantaranya

berisi tahap langkah demi langkah pemasangan dengan daftar material dan

peralatan yang diperlukan, log pemasangan dan prosedur kegiatan lain yang

ditugaskan kepada kontraktor.

6) Kerjasama antara Kontraktor dan Spesialis Instrumen yang ditunjuk Pemilik;

Bila cara I dan IV digunakan, hubungan kerjasama antara kontraktor dengan

spesialis yang ditinjuk olrh pemilik adalah adalah faktor yang sangat penting

untuk keberhasilan pekerjaan. Spesifikasi harus mencakup perhatian khusus

yang rinci dan juga mencakup kebutuhan umum supaya terwujud kerjasama

yang baik dengan kontraktor, yang tidak terlepas dari insentif ekonomis bagi

kontraktor. Jalan terbaik untuk menjalin kerjasama tersebut aalah

membangun komunikasi ke semua tingkat personil kontraktor beberapa

minggu sebelum pekerjaan lapangan dimulai. Spesialis instrumen harus

menjelaskan secara rinci tujuan dan apa yang harus dilakukan oleh kontraktor

dengan hati-hati. Dengan menjaga suasana kerja yang baik dengan rasa

penuh tanggung jawab bersama dengan prinsip saling menguntungkan dan

tidak merugikan pihak lain, pekerjaan dapat dilaksanakan dengan baik pula.

Bila cara V digunakan, spesifikasi harus mencakup.



Bab II : Produk, bab ini menguraikan:

1) Pengadaan instrumen; spesifikasi pengadaan harus mencakup semua daftar

instrumen, suku cadang, peralatan bantu dan material yang diperlukan untuk

pemasangan. Spesifikasi juga menguraikan kalibrasi pabrik, jaminan mutu,

pemeriksaan dan pengujian saat penerimaan, prosedur penanganan tempat

pekerjaan, serta harus jelas tanggung jawab selama ditangani oleh kontraktor.

Spesifikasi tersebut juga harus mencakup cara perawatan instrumen selama

belum diserahkan kepada pihak pemilik.

2) Pekerjaan pendukung; pekerjaan ini harus dijelaskan secara rinci di dalam

spesifikasi, sehingga rekanan dapat memahami setiap jenis item pekerjaan,

sehingga dapat melakukan penawaran secara wajar. Pengguaan istilah

”seperti diperintahkan oleh yang mewakili pemilik” sebaiknya dihindarkan.

Bab III : Pelaksanaan, bab ini menguraikan:

1) Pekerjaan pendukung untuk pelaksaan instrumentasi di lapangan, antara lain

terdiri dari :

3) Pengeboran dan grouting pengisi

4) Penggalian parit untuk tubing/kabel instrumen

5) Penyediaan air, udara/angin dan tenega listrik/genset

6) Transportasi peralatan pindah antar lokasi pemasangan instrument

7) Pengamanan tubing dan peralatan lain instrumen dari operasi alat berat

8) Pengukuran survei

9) Pembuatan jalan masuk ke ruang pengukuran/pembacaan

10) Membuat perlindungan/pengaman instrumen setelah selesai dipasang.

2) Lokasi instrumen; meskipun lokasi instrumen sudah ditentukan dalam gambar

desain, namun kepastian lokasi tersebut ditentukan di lapangan, sesuai

dengan kondisi geologi saat penggalian fondasi. Di dalam spesifikasi harus

disebutkan pemilik atau wakilnya akan memastikan/menentukan

lokasi/penempatan instrumen, orientasi, kedalaman dan banyak instrumen

yang akan dipasang, termasuk penempatan terminal panel, ruang

pengamatan dapat dirubah sesuai kondisi di lapangan.

3) Pemasangan instrumen; pemasangan ini memerlukan spesialis instrumen

dan pekerjaan pendukung. Di dalam kontrak harus disebutkan secara rinci

langkah demi langkah prosedur pemasangan setiap instrumen, sesuai



dengan manual instruction dari pabrik pembuat. Kontraktor harus mempelajari

prosedur tersebut dan dapat mengajukan usulan-usulan langkah dan

prosedur pemasangan menurut pengalaman kontraktor untuk dikaji oleh

pemilik atau wakilnya. Disamping itu, kontraktor harus menyerah lembar

daftar (log)/catatan pemasangan untuk disetujui oleh pemilik atau wakilnya.

Pada pemasangan dengan menggunakan alat bor, meskipun tujuan

utamanya adalah untuk pemasangan instrumen, namun harus dijelaskan

dengan rinci apabila disertai dengan pengambilan contoh,

pengambilan/penyimpanan inti, tekanan air pembilas, deskripsi tanah, dll.

Perlu perhatian terhadap penarikan casing di dalam lubang bor untuk

menghindasri terjadinya runtuhnya dinding lubang bor dan memastikan

bahwa material pengisi tidak masuk ke dalam casing yang dapat berakibat

terangkatnya instrumen saat casing diangkat. Pengangkatan casing dilakukan

tanpa rotasi.Pengujian perlu dilakukan terhadap instrumen yang telah

dipasang, misalnya dengan memasukkan air ke dalam pipa isometer untuk

menguji fungsi mata pisometernya.

4) Kalibrasi dan perawatan berkala; didalam spesifikasi harus disebutkan kapan

kalibrasi berkala dilakukan, demikian juga perawatan berkala terhadap

instrumen, terutama unit alat bacanya.

5) Kerusakan instrumen; di dalam spesifikasi harus disebutkan cara

perlindungan/pengaman instrumen saat pelaksanaan konstruksi dan

tanggung jawab kontraktor, bila terjadi kerusakan akibat kelalaian

pelaksanaan.

Bab IV : Pengukuran dan pembayaran; pembayaran dilakukan berdasarkan

harga satuan. Harga kontrak pemasangan harus mencakup antara lain material,

upah tenaga, peralatan bantu dan peralatan lain untuk pemasangan,

pengeboran, pengujian setelah instrumen terpasang, pengamanan, penggantian

instrumen yang rusak saat dipasang, pembacaan awal dan lain-lainnya.



RANGKUMAN

Modul ini membahas mengenai instrumentasi bendungan urugan yang meliputi :Perilaku tanah

dan batuan, Jenis dan fungsi instrumen, Pemilihan instrumen dan Perencanaan dan

penempatan instrumen. Tujuan Pembelajaran Umum :mampu memahami prinsip

instrumentasi bendungan urugan.

Sebagai dasar pengetahuan instrumentasi ini, peserta pelatihan diberikan pengetahuan

megenai perilaku tanah dan batuan yang mencakup antara lain struktur tanah, air tanah dan tek

air pori, tegangan tanah total dan efektif, konsolidasi, parameter geoteknik yang mempengaruhi

perilaku bendungan serta asal dan jenis batuan, kekuatan batuan, air di dalam batuan dan

tegangan batuan. Batuan yang mempunyai kekuatan dan ketahanan yang tinggi, tekanan air di

dalam kekar yang cukup tinggi akan menimbulkan masalah yang biasanya dapat ditanggulangi

dengan membuat sistim drainage untuk melepaskan tekanan tersebut. Pada batuan yang

mempunyai kekuatan dan ketahanan yang lebih rendah, misalnya serpih, masalah yang

dihadapi adalah pengembangan (swelling), sedangkan batuan yang mengandung mineral

lempung, biasanya akan mengalami keruntuhan.

Sedangkan konsep dan perencanaan instrumentasi meliputi manfaat , filosofi, konsep dasar,

pertimbangan desain dan desain pemasangan instrumen itu sendiri. Sedangkan jenis dan

sistim instrumentasi menguraikan mengenai pengukuran beban (load), tekanan air pori,

tekanan tanah total, alat pengukur pergerakan vertikal dan horisontal, alat ukur rembesan, alat

pemantau gempa dan instrumen di luar bendungan/galeri. Pada prinsipnya instrumen geoteknik

yang digunakan pada bendungan dan bangunan pelengkapnya harus memenuhi persyaratan,

antara lain alatnya baik dan cukup akurat, handal dan tahan lama , biaya pemeliharaan

serendah mungkin, alatnya sederhana dan mudah dalam pemeliharaan, mudah dilaksanakan

pemasangan dan penggantiannya serta tidak mengganggu kontruksi.

Hal yang perlu dipertimbangkan dalam penempatan lokasi instrumen adalah :

• Kondisi geologi fondasi, pada daerah yang fondasinya lemah (weak zone) memerlukan

instrumentasi yang memadai, baik jenis maupun banyaknya.

• Pada bagian-bagian bendungan yang kritis, mis. Bagian terdalam, kedua tumpuan, dll.

• Perlu pertimbangan otomatisasi, bila memungkinkan untuk memperoleh data real time.



Pengadaan instrumen dapat dilakukan oleh kontraktor, pemilik/pengelola atau oleh konsultan,

sebagai alternatif hal tersebut juga dapat dilakukan oleh subkontraktor. Ada 2 cara spesifikasi,

yakni spesifikasi deskriptif dan spesifikasi kinerja. Spesifikasi deskriptif adalah menguraikan

secara rinci setiap instrumen yang dibutuhkan, sebagai contoh, pengadaan pisometer

pneumatik, harus diuraikan ukuran, jenis instrumen, dan lain lainnya. Sedangkan spesifikasi

kinerja adalah spesifikasi yang menguraikan kinerja/hasil akhir, sebagai contoh di dalam

spesifikasi harus dijelaskan bahwa alat ukur tekanan air pori harus mempunyai range dan

ketelitian tertentu, harus mampu/tetap berfungsi dalam kondisi lingkungan geoteknik tertentu.



DAFTAR PUSTAKA

1. Carlina Soetjiono dan Najoan,Th.F. (2004), "Pedoman Uji Mutu Konstruksi

Tubuh Bendungan Tipe Urugan", Pd M-01-2004-A, Balitbang, Dep.

Kimpraswil 2004.

2. E. DiBiagio and B. Kjaernsli, Instrumentation of Norwegian Embankment

Dams.

3. E. DiBiagio and F. Myrvoll, Instrumentation Techniques and Equipment

Used to Monitor the Performance of Norwegian Embankment Dams.

4. F. Myrvoll, S. Larsen, A. Sande, and N.B. Romslo„ Field Instrumentation

and Performance Observations for the Vathdalsvatn Dams.

5. Geonor, Norway, Instruments Catalog.

6. Geotechnical Instruments Ltd., England, Instruments Catalog.

7. Hanna,TH,1985, Field Instrumentation in Geotechnical Engineering.

8. Najoan, Th.F. dan Soetjiono Carlina (2002), "Pedoman Metode Stabilitas

Lereng Statik Bendungan Tipe Urugan", RSNI M-03-2002, Balitbang, Dep.

Kimpraswil 2002.

9. Najoan,Th.F. dan Carlina Soetjiono (2004), "Pedoman lnstrumentasi Tubuh

Bendungan Tipe Unigan dan Tanggul”, Pd T-08-2004-A, Balitbang, Dep.

Kimpraswil 2004.

10. Puslitbang Sumber Daya Air (2004), "Pengkajian dan Evaluasi Keamanan

Bendungan Pasta Rehabilitasi di Jawa Tengah”, Desember 2004, Laporan

Penelitian No. 03/P2TP & SP/2004 Puslitbang SDA.

11. Soil Instruments Ltd., England, Instruments Catalog.



LAMPIRAN A

I. CONTOH INSTRUMENTASI DI BENDUNGAN MRICA (110 m)

Pisometer Elevasi tip (m) Nilai batas (guard value) (m)

PPP I 100 D1 96,41 Note 1

PPP I 100 D3 99,3 Note 1

PPP I 120 A1 119,52 Note 1

PPP I 120 A3 119,9 Note 1

PPP I 120 B3 120,55 -

PPP I 120 D 120,3 Note 1

PPP I 145 C 144,84 + 204

PPP I 210 A 210,2 Note 2

PPP I 210 B 209,9 Note 2

PPP I 180 A 178,98 + 226



Jumlah instrumen yang terpasang di Bendungan Mrica (P.B Soedirman)

Lokasi Jenis instrumen Fondasi bendungan Tubuh bendungan Waktu

pemantauan

Terpasang Rusak Terpasang Rusak

I-I (PPP I) Pisometer Pneumatik (PP) 8 0 12 0 5/4/88-27/4/03

Pisometer Hidraulik (PH) 0 0 8 0

Press. Gauge (PG) 0 0 10 0

Inklinometer & ring settl-magn. 0 0 3 0

Measuring weir 1 0 0 0

II-II (PPP II) Pisometer Pneumatik (PP) 11 0 5 0



Inklinometer & ring settl-magn. 0 0 2 0

III-III (PPP III) Pisometer Pneumatik (PP) 1 0 4 0



Inklinometer 0 0 0 0

IV-IV (PPP IV) Pisometer Pneumatik (PP) 4 0 3 0




V-V (PPP V) Pisometer Pneumatik (PP) 4 0 3 0




VI-VI (PPP VI) Pisometer Pneumatik (PP) 4 0 3 0




Puncak Hilir Patok geser 0 0 14 0

L.Hilir Patok geser 0 0 21 0



II. CONTOH INSTRUMENTASI DI BENDUNGAN SERMO (55 M)

Jumlah instrumen yang terpasang di Bendungan Sermo (55 m)

Lokasi Jenis instrumen Fondasi bendungan Tubuh bendungan Waktu pemantauan


Sta 10.5 EP(Electric.P) PC&FP 0 0 1 0 1/7/95-13/8/03

Sta 12 EP(Electric.P) PC&FP 10 0 6 0 1/7/95-13/8/03


Inklinometer (ISG) 0 0 2 0 1/7/95-13/8/03

Settl.Gauge(SG) pada

ISG 0 0 2 0

1/7/95-13/8/03


Sta 19.50 EP(Electric.P) PC&FP 0 0 1 0 1/7/95-13/8/03

Puncak Patok geser 0 0 14 0 1/7/95-13/8/03

L. Hilir Patok geser 0 0 6 0 1/7/95-13/8/03

Kaki lereng hilir V-notch 0 0 0 0 0

Di hilir Observation well 8 0 0 0 1/7/95-13/8/03



III. CONTOH INSTRUMENTASI DI BENDUNGAN KETRO (15 m)

Jumlah instrumen yang terpasang di Bendungan Ketro

Lokasi Jenis

instrumen

Fondasi bendungan Tubuh bendungan Waktu pemantauan


Sect. 1 PPT 1 0 2 0 1/01/03-7/12/03

Sect. 2 PPT 4 0 0 0 1/01/03-7/12/03

Sect.3 PPT 3 0 0 0 1/01/03-7/12/03

Kaki lereng V-notch 0 0 0 0

BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id file1.2 Deskripsi Singkat Mata pendidikan dan pelatihan ini...

Documents

Transcript of BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id file1.2 Deskripsi Singkat Mata pendidikan dan pelatihan ini...