Evaluasi Kondisi Rembesan Bendungan

7/26/2019 Evaluasi Kondisi Rembesan Bendungan

1/88

EVALUASI KONDISI REMBESAN BENDUNGAN URUGAN TANAH

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bendungan harus didesain dan dijaga terhadap terjadinya pengendalian rembesan yangaman. Jika tidak, bendungan akan mengalami masalah akibat rembesan yang berlebihan.Rembesan berlebihan mungkin dapat berpengaruh terhadap keamanan bendungannyasendiri, jika tidak dilakukan tindakan perbaikan yang tepat. Masalah dasar adalahmembedakan bagaimana rembesan berpengaruh terhadap suatu bendungan dan apatindakan perbaikannya, bila ada, yang harus dilakukan untuk menjamin bahwa rembesantidak membahayakan keamanan bendungan.

Air yang disimpan di dalam suatu waduk akan cenderung mencari jalan keluar (mengalir)ke bagian hilirnya. Rembesan adalah air waduk yang mencari jalannya melalui materialyang porus atau suatu rekahan baik yang ada di dalam tubuh maupun ondasinya. !ayaatau tekanan air rembesan dapat menimbulkan alur air baru atau alur eksisting hinggabendungan rekah. Jadi, pengendalian rembesan adalah merupakan aktor sangat pentingdalam desain, pelaksanaan konstruksi dan "#$ bendungan.

%ntuk itu, perlu dilakukan inspeksi &isual terhadap bendungan dan bangunanpelengkapnya serta diperiksa mengenai dokumen'dokumen yang ada sebagai petunjukawal terhadap kemungkinan terjadinya keruntuhan akibat rembesan. okumen daninormasi lain, misalnya kondisi geologi, spesiikasi konstruksi, dan catatan inspeksi yanglalu adalah merupakan masukan yang penting. Apabila suatu masalah rembesan telahteridentiikasi, maka dapat ditentukan penyebab dan tindakan perbaikan yang diperlukan.

$engelolapemilik bendungan sebaiknya memahami masalah rembesan dan memastikankeamanan bendungan dan bangunan asilitasnya terhadap bahaya rembesan.$emantauan juga penting dilakukan dan alat pengendali rembesan siap ada di tempatnya.Modul ini berisikan mengenai latar belakang inormasi terhadap e&aluasi dan pemantauanrembesan serta berbagai model keruntuhan akibat rembesan.

1.2 Sejara A!al De"a#n Ben$%ngan

*ebelum abad ke'+, pembangunan bendungan urugan tanah atau batu adalahmerupakan seni tersendiri. Bendungan didesain dengan menggunakan aturanberdasarkan pengalaman (rule of thumb), intuisi atau perasaan atau dengan pengalaman

masa lalu. -amun, berdasarkan dari peristiwa kegagalan bendungan yang telah terjadi,sebagian besar disebabkan oleh rembesan yang tidak terkendali.

Bahkan pada abad ke'+, desain bendungan urugan sebagian besar berdasarkanpengalaman atau pengamatan yang telah lalu. $ada tahun /01, suatu studi terhadapkegagalan bendungan urugan tanah menunjukkan bahwa sekitar 23 disebabkan olehtidak terkendalinya rembesan yang menelan banyak korban jiwa dan harta. *alah satu

1


2/88

alasan keterlambatan mengenai perkembangan analisis desain untuk bendungan uruganyang terlambat dibandingkan dengan bendungan beton gra&iti adalah mekanisme darirembesan belum diahami secara rinci, meskipun bendungan beton juga dapat runtuhakibat rembesan yang menghasilkan tekanan angkat yang tinggi yang mengakibatkanterjadinya retakan besar. $engalaman banyak diambil dari gagalnya bendungan di ataslapisan pasir dan kerikil di 4ndia, 5imur 5engah dan Arika.

*etelah dekade tahun /+'an, desain dan konstruksi bendungan dan pengendalianrembesan berkembang sesuai dengan perkembangan ilmu dan teknologi. -amun,pengalaman tetap memegang peranan penting6 kegagalan bendungan tetap terjadisebagai hasil dari kondisi ondasi yang tidak dikenali, yakni 7

' desain yang buruk,' kendali mutu konstruksi yang tidak memadai,' kurangnya pemeliharaan,' krangnya sistem pemantauan.

1.& E'(l%"# )ara Pengen$al#an Re*+e"an

*ejarah pembangunan bendungan adalah mulai sekitar tahun 0 *.M di Mesir yangkemudian dibawa ke 5imur 5engah yang berkaitan dengan sungai 8rat dan 5igris. $adaawlnya bendungan dibangun untuk menyimpan air yang dimanaatkan sebagai air irigasidan air baku manusia dan binatang ternaknya saat musum kering. Bendungan dibangundengan menggunakan meterial yang ada di sekitarnya. Bendungan batu dibangun dengancara coba'coba dan disadari bahwa bendungan batu menggunakan material yang lebihekonomis dibandingkan urugan tanah, supaya lereng tetap stabil akibat bahaya rembesan.

Berdasarkan pengalaman menunjukkan bahwa bendungan urugan tanah dapat dibangunpada lokasi yang batuan ondasinya tidak dapat menopang beban yang terkonsentrasi.$ada waktu itu tidak ada pengetahuan ormal mengenai cara pengendalian rembesan,namun pengalaman menunjukkan bahwa bila sebagian bendungan dibangunmenggunakan tanah yang kedap, potensi keberhasilannya tinggi, Jadi, suatu 9ona kedapair adalah merupakan metode awal dari pengendalian rembesan yang telah digunakansejak itu. i 4ndia dan *rilangka telah disadari bahwa bendungan rendah dengan materiallempung, meskipun kurang kedap, namun tetap berhasil dengan membuat lereng hilirlebih landai.

$ada kasus lain, para ahli menyadari bahwa suatu inti tanah yang ditopang oleh uruganbatu di hulu dan hilirnya adalah cukup berhasil, bila tanahnya tidak masuk ke dalam pori'

pori lapisan tanah berbutir kasar di lapisan luarnya.

$ada beberapa kasus, suatu 9ona transisi ditempatkan di antara 9ona tanah dengan 9onaurugan batu berdasarkan konsep pengendalian rembesan melalui 9ona ilter dan carapematusan yang baik, mulai dikenalkan.

2


3/88

Ga*+ar 1.1 $enampang melintang bendungan *add'el :aara yang masih primiti

Mulai abad pertengahan, bendungan'bendungan cukup besar mulai dibangun di 8ropa6penampang melintangnya standar, lereng luar cukup curam dan lereng hilir memerlukanpemeliharaan. Mulai tahun ;


4/88

Ga*+ar 1.& $enampang standar timbunan lama dan baru bendungan >ar9 Mountain danbendungan "der

4


5/88

Bendungan yang dibangun di Amerika awalnya terbuat dari lempung puddle, mengikuticara di 4nggris. :arena sulit membuat inti yang tipis, desain dirubah dengan menggunakaninti terbuat dari pasangan batu dan kemudian dinding beton. 4nti dari dinding beton ini tidakselamanya bersiat kedap air, karena banyak yang mengalami retak'retak, namun banyak

juga yang berhasil beroperasi sampai sekarang. $ada era ini, dari pengalaman'pengalaman banyak menerbitkan berbagai peraturan'peraturan umum. *alah satuperaturan menyebutkan bahwa inti harus terdiri dari material kedap air yang terbaik. Bilaperlu, material harus dihampar tipis dan urugan batu harus tahan terhadap pelapukan dariudara, air dan harus dilengkapi dengan 9ona transisi. *ampai saat ini kriteria desaintersebut masih digunakan dengan hasil yang cukup memuaskan.

$ada tahun 21'an, cara penimbunan higraulis diperkenalkan6 material dibawa ke posisiakhir berbentuk lumpur suspensi (slurry suspension) di dalam air. $ada bendungan,material yang terendapkan oleh air dikeluarkan melalui pipa yang diletakkan di sepanjangbahu lereng hulu dan lereng hilir. Material yang lebih kasar akan terendapkan dekatbagian luar lereng membentuk lapisan luar (shells) dan material yang lebih alusterendapkan di bagian dalam membentuk 9ona inti kedap air. Material yang tersedia harusmempunyai proporsi material kasar dan halus secara tepat 6 kontrol yang seksama harusdilakukan untuk mencapai pengendapan yang tepat. Bagian dalam dari bendungan atau9ona inti mempunyai kuat geser rendah, namun cukup padat.

Bagaimanapun, sistem pembangunan ini mempunyai beberapa kerugian. Bendungandengan sistem hidraulis ini dikenal sangat peka terhadap likuiaksi akibat beban seismik,karena kepadatannya yang rendah. Beberapa kecelakaan'kecelakaan konstruksi terjadi dimana 9ona inti yang bersiat semi likuid yang porsinya terlalu besar dibandingkan dengan9ona luarnya, mengalami keruntuhan. *etelah kegagalan bendungan ?ort $eck, Amerika*erikat pada tahun /02, konstruksi menggunakan metoda hidraulis ini di hentikan.

-amun, metoda ini kadang'kadang masih digunakan di seantero dunia.

:egagalan beberapa bendungan pada dekade ;'an dan 2'an menunjukkanperlunya pendekatan'pendekatan yang lebih ilmiah dalam desain dan pelaksanaankonstruksi bendungan. $ada tahun 2enry arcy, mempublikasikan penelitiannya,yang menunjukkan betapa pentingnya aliran luida melalui suatu media yang porous.*elanjutnya beberapa ahli matematika dan isik mengembangkan pemahaman yang logismengenai rembesan air melalui media tanah dan batu yang porus dan bagaimana caramelakukan kontrol terhadap rembesan tersebut.

engan dikenalkannya prinsip'prinsip dasar mekanika tanah oleh Karl Terzaghi tahun/+


6/88

a) Membuat pedoman'pedoman mengenai lapisan saring #filter) untuk menahanterbawanya butiran tanah akibat piping dan erosi internal.

b) Mengembangkan sistem drainasi untuk mengendalikan tekanan rembesan, memotongalur rembesan, dan membatasi debit rembesan yang aman yang keluar daribendungan, ondasi dan kedua tumpuan.

c) Mengembangkan metoda'metoda konstrksi parit'parit halang (cutoff).d) Mengembangkan instrumen'instrumen untuk memantau pengaruh rembesan.

1., )ara Prakt#" Pengen$al#an Re*+e"an

Ada tiga cara yang secara praktis digunakan dalam pengendalian rembesan, yaitu 7

a) ?ilter untuk mencegah terbawanya butiran tanah.b) $embatasan terhadap debit rembesan.c) Metoda drainasi untuk mengurangi tekanan rembesan dan mengumpulkannya melalui

konstruk si pembuang yang aman.d) :ombinasi antara ketiga cara di atas.

$erlu diingat, bahwa pengendalian rembesan yang eekti adalah dengan memperhatikankondisi bendungan dan ondasinya. Meskipun desain bendungan telah memperhatikanhal'hal di atas, beberapa bendungan tetap mengalami kegagalan akibat rembesan, antaralain bendungan 5eton pada /;1 dan uail reek ike pada /2/. :egagalan'kegalantersebut telah memberikan pemahaman'pemahaman baru dalam pengendalian rembesan.

1.- P(la Kegagalan Ak#+at Re*+e"an

Air di dalam waduk selalu mencari jalan keluar melalui alur terlemah6 alur tersebut dapat

melalui tubuh bendungan, ondasi atau sekitar tumpuan. Masalah rembesan yang dapatmengakibatkan terjadinya keruntuhan dapat dikatogorikan sebagai 7

a) 5ekanan angkat dan blo$ out,b) $iping,c) 8rosi internal,d) 5eruraikannya (solutioning%material batu yang mudah terurai,e) 5ekanan rembesan berlebihan atau penjenuhan yang menyebabkan terjadinya

pembasahan lereng hilir (sloughing).

1.-.1 Tekanan Angkat Dan Blow Out

5ekanan angkat pada lapisan ondasi yang per&ious dapat memacu terjadinya gayaangkat yang cukup besar pada lapisan ondasi hilir yang tertekan. 5ekanan angkattersebut terjadi bila lapisan yang lebih porus memindahkan sebagian besar persentasitekanan air waduk ke bagian hilir. :eruntuhan dimulai bila tekanan air pori pada bagiandasar lapisan yang tertekan tersebut lebih besar dari tekanan o&erburden dari timbunan diatasnya. 5ekanan ke atas tersebut meruntuhkan lapisan tertekan yang dikenal sebagaiblo$out.

6


7/88

Apabila Aliran air tersebut cukup kuat membawa butiran tanah, biasanya pasir diendapkandi sekeliling mata air yang keluar membentuk suatu cincin konus yang dikenal sebagaisuatu didih pasir (san boil%.Apabila terlepasnya butiran pasir terjadi terus menerus akibatgradient hidraulis yang berlebihan, maka hal tersebut akan mengakibatkan terjadinyapiping yang dapat meruntuhkan struktur. $ola keruntuhan dapat dibagi menjadi beberapatipe, yakni7a) 5ipe A adalah kondisi statis dari gradient hidraulis tertentu dan tidak menunjukkan

berkembangnya masalah. -amun, bila gradient hidraulis bertambah tinggi padakondisi ekstrim, tipe A ini dapat berkembang menjadi tipe B atau tipe , tergantung darikondisi gradient hidraulis dan kondisi tanah tubuh atau ondasi bendungan.

b) 5ipe B adalah terjadi didih pasir yang membawa material yang diawalidimulai daridekat permukaan tanah. 5anah tipe ini mengindikasikan masalah yang lebih seriusyang memerlukan tindak lanjut.

c) 5ipe menunjukkan kondisi kritis, dimana gradient hidraulis yang ada mengakibatkanterbawanya butiran tanah di bagian lebih bawah yang harus segera ditangani.*ejumlah pisometer dapat digunakan untuk memantau tekanan angkat pada ondasihilir dan dapat mendeteksi kondisi yang tidak aman sebelum terjadi keruntuhan.$etunjuk awal dari hal tersebut adalah terbawanya material halus dari didih pasirtersebut atau air yang keluar adalah keruh dan membawa material halus.

7


8/88

Ga*+ar 1., 5ipe didih pasir (san boiling)

1.-.2 P##ng

$iping terjadi bila air waduk mengalir melalui pori'pori tanah (rembesan) yangmenhasilkan gaya tarik pada butiran tanah yang mengakibatkan terbawanya butiran tanahpada titik keluaran rembesan di bagian hilir. !ambar di bawah menunjukkan terjadinyakeruntuhan piping akibat gradient hidraulis berlebihan pada kaki bendungan. *ecara isik,

pipingtersebut diawali dengan terbentuknya kerucut yang disebut suatu pendidihan (boil)atau suatu aliran air yang keruh keluar dari lereng hilir. 5erbawanya butiran halus tersebutterus berlangsung ke arah hulu membentuk suatu pipa di dalam tubuh atau ondasibendungan.

8


9/88

Gambar 1.5 Proses terjadinyapiping

Bentuk lain dari piping adalah terbawanya butiran tanah dari batas 9ona inti, karena tidakdilindungi dengan 9ona ilter yang memadai. >al ini sering terjadi diantara butiran halustanah 9ona inti dan material berbutir kasar di dekatnya. 5erbawanya butiran tanahtimbunan ke dalam bukaan ondasi yang tidak diperbaiki adalh juga merupakan bentuklain dari piping.

Cima kondisi yang memicu terjadinya piping, adalah 7a) 5erbentuknya alur aliran air,

b) !radien hidraulis pada tempat keluaran telah melebihi dari nilai batas yang tergantungdari jenis tanahnya,

c) 5empat keluaran dalam kondisi bebas dan tidak dilindungi ilter secara memadai,d) 5erdapat tanah yang rawan piping pada alur aliran rembesan,e) 5elah terbentuk DpipaD atau tanah di atasnya telah membentuk seperti DatapD untuk

menjaga terbukanya DpipaD.

$ada keruntuhan piping, terbawanya butiran tanah awalnya terjadi debit rembesantertentu pada gradien hidraulis yang melebihi batas tertentu. Alur erosi atau pipa'pipatersebut cenderung membesar ke arah hulu yang diikuti peningkatan debit aliran. >al initerjadi, karena gradien hidraulis (hC) bertambah dan panjang aliran (C) berkurang,sementara tinggi tekanan air (h) diantara bagian hulu dan hilir tetap sama selama le&el air

waduk dijaga pada le&el tetap, tetapi panjang alur aliran berkurang akibat terbawanyabutiran tanah dan pipa telah terbentuk. Jadi, kecepatan aliran akan meningkat secaraprogresi sampai telepasnya tekanan hidraulis tersebut. 4nilah sebabnya, betapapentingnya menghentikan proses piping sesegera mungkin.

*egera setelah DpipaD terbentuk, proses tersebut berlangsung denga cepat ke arah hulusampai mencapai waduk. $ipa dengan cepat membesar dan menggerus tanah didekat

9


10/88

pipa yang membentuk rongga besar yang rawan runtuh. *eluruh proses, mulaiterbentuknya pipa sampai runtuhnya bendungan, dapat terjadi dalam waktu yang relatisingkat dalam waktu menit atau jam'jaman dibandingkan harian. $iping sering terjadi saatpengisian pertama atau pada kondisi air tertinggi dari waduk eksisting.

!ambaran isik yang dapat memperpendek alur aliran antara lain adalah lubang bor yangtidak ditutup kembali, lubang'lubang lain, lubang akar'akar, lubang buatan binatang, dll.:eruntuhan akibat piping dapat terjadi pada kecepatan ang berbeda, tergantung darigradien hidraulis dan jenis tanahnya, tanah kohesi lebih tahan terhadap erosi. $ipingmungkin telah berlangsung lama, bila bagian'bagian keluran penting, antara lain konduit,riprap tidak dapat diinspeksi dengan mudah dan tidak terlihat dari luar.$ada beberapa kasus, rembesan berlangsung secara lambat dan jernih, tetapi alirannyamungkin meningkat secara gradual dan keruh sampai terjadi keruntuhan. Rembesan yangterkonsentrasi yang ditandai oleh munculnya mata'mata air di bagian hilir, berpotensiterjadinya bahaya dan harus dipantau dan die&aluasi secara hati'hati dan seksama.

$iping sering tejadi pada kondisi seperti di bawah 7a) Rembesan melalui lapisan tanah yang rawan tererosi dan tidak dilakukan upaya

pengurangan rembesan untuk mengurangi gradien hidraulis,b) 5idak adanya ilter dan upaya pengurangan tekanan rembesan pada bagian keluaran

untuk mencegah terbawanya butiran tanah,c) ara pengurangan rembesan tidak dilakukan dengan benar.

5anah yang rawan piping adalah berkonsistensi urai, pasir halus bergradasi buruk6 jugaberpotensi tinggi untuk piping adalah lanau dan pasir mengandung butiran halus dengan$4 E 13, seperti pasir campur kerikil urai yang bergradasi baik yang gradasinya lebar danmempunyai butiran halus plastisitas rendah. 5anah lempungan dengan $4 F


11/88

dengan permeabilitas dan mengikuti hukum hidraulis dari persamaan aliran saluranterbuka atau aliran di dalam pipa terbuka. $ada kedua kasus, banyak aliran adalahproporsional dengan gradien hidraulis yang ditunjukkan pada hukum arcy, namun tetapberbeda.

5anah yang tahan piping kemungkinan sangat rawan terhadap erosi internal, contoh yangjelas adalah tanah jenis dispersi. Jenis tanah ini adalah bersiat sangat kedap air(imper&ious), dan tahan terhadap gaya rembesan antar butiran. Jenis tanah ini secaranormal tahan terhadap piping, namun apabila terjadi retakan pada tanah dispersi ataudiantara tanah dengan batuan dasar atau beton, gaya'gaya erosi dari aliran air melaluiatau terjadi disepanjang retakan atau rekahan dapat dengan cepat memperbesar alur aliraair dan mengakibatkan keruntuhan.

:eruntuhan akibat erosi internal sering terjadi pada lokasi dimana terjadi rekah hidraulis#hyraulic fracturing%. 5empat'tempat yang berpotensi terhadap rekah hidraulis adalahpada tempat yang tidak dipadatkan secara benar di dekat bangunanpipa outlet atauperubahan permukaan yang mendadak (tonjolan) dari permukaan ondasi atau lereng ataupada bidang kontak antara timbunan dengan tumpuan. $erlu pengawasan khusus padatempat'tempat tersebut terhadap gejala rakahan atau penurunan yang tidak normal.

8rosi internal juga dapat terjadi, bila terjadi retakan, terpisahnya sambungan ataukerusakan dari pipa outlet yang tertekan yang mengakibatkan air yang tertekan tersebutmasuk ke dalam timbunan. *ebaliknya, material timbunan yang tererosi dapat masuk kedalam konduit yang tak tertekan yang dapat menyebabkan keruntuhan bendungan.

Aliran air melalui bidang kontak antara timbunan dan ondasi atau tumpuan melalui kekar'kekar terbuka, rekahan atau kerusakan batuan lain yang sebelumnya tidak diperbaiki

dengan benar kemungkinan dapat memicu terjadinya erosi internal lainnya, contohnyabendungan 5eton. Banyak ahli percaya bahwa erosi internal lebih berbahaya, karena tidakada gejala'gejala &isual terjadinya keruntuhan.

1.-., S(l%t#(n#ng

Masalah yang sering terjadi pada ondasi dan tumpuan adalah pada janis batuan yangmudah mengalami solution oleh muka air tanah atau rembesan air waduk. $ermukaanbatuan tersebut mudah hancur oleh air hujan, juga pada 9ona di atas muka air tanah olehair rembesanperkolasi dan di bawah muka air tanahnya sendiri. Rembesan pada batuantersolusi tersebut dapat menghancurkan material tambahan atau membawa lapisanpengisi dari alur yang ada yang secara gradual meningkatkan aliran rembesan dan

mempercepat proses penghancuran pada periode waktu tertentu. 8rosi internal dapatterjadi bila rembesan mengalir disepanjang alur dari batuan yang disebabkan olehtersolusinya batuan pada tempat dekat timbunan tanah dan ondasi. Aliran tersebut dapatmenggerus tanah didekatnya yang memperbesar alur aliran yang mengakibatkanterjadinya lubang benam (sin& holes) atau gejala keruntuhan lainnya.

11


12/88

Mineral seperti gipsum, anhydrate dan halite (roc& salt) serta batuan kapurgamping(limestone), dapat dihancurkan dengan mudah oleh aliran rembesan waduk. Batugamping dihancurkan oleh air tanah dalam waktu lama. Apabila ondasi bendunganberupa batu gamping, gua'gua atau rongga besar alur aliran air mungkin tidak terdeteksiselama penyelidikan dan tidak diperbaiki selama konstruksi yang mengakibatkantimbulnya masalah besar saat pengisian pertama waduk. ?ondasi yang terdiri dari batuanyang mudah hancur harus selalu diperbaiki terlebih dahulu dengan perhatian ekstra.*ebagai tambahan, gypsum,halite dan beberapa mineral adalah mudah hancur selamaoperasi bendungan.

$ada beberapa kasus tanah, terutama pada daerah kering, kemungkinan terdiri darisejumlah garam yang dapat menghancurkan batuan. !aram'garam ini dapat mengurangikepadatan, &olume dan kekuatan batuan.

1.-.- Tegangan Internal Dan Penjen%an

5ipe keruntuhan ini disebabkan oleh aliran rembesan yang menyebabkan penjenuhan,rembesan berlebihan dan tekanan angkat berlebih. ontoh dari keruntuhan yangdisebabkan oleh tekanan rembesan dan penjenuhan, adalah 7

a) :elongsoran lereng tumpuan disebabkan oleh gaya'gaya rembesan ekses atautekanan angkat berlebih.

b) :elongsoran dinding penahan yang disebabkan oleh tekanan hidrostatik, termasukkeruntuhan akibat guling dan geser.

c) :eruntuhan saluran luncur spill$aydan ruang olak akibat tekanan angkat yang tinggi(blo$out%.

d) :eruntuhan bendungan beton yang disebabkan oleh tingginya tekanan angkat pada

ondasi dan tumpuan.

!ambar di bawah menunjukkan terjadinya pembasahan lereng akibat rembesan di lerenghilir. $ada contoh ini muka air reatik meningkat seiring dengan naiknya mka air waduk.Bagian bendungan di bawah air reatik menjadi jenuh dan lereng hilir yang tidak dilindungimenjadi basah dan lunak. !aya'gaya rembesan yang bekerja pada arah aliran airmenambah tidak stabilnya lereng. :etidak stabilan tersebut memicu terjadinyakelongsoran lereng. 5ipe kelongsoran ini biasanya terjadi pada jenis tanah yangmengandung sedikit lempung. $eningkatan air reatik dan gaya'gaya rembesan yangbekerja disepanjang bidang kelongsoran mengurangi tegangan eekti yang bekerja padabidang longsor dan mengurangi gaya'gaya penahan. 5ingkat stabilitas dari suatu lerengadalah ber&ariasi, tergantung dari kekuatan tanah, kemiringan lereng dan gaya'gaya

rembesan (tekanan air pori) yang bekerja pada lereng6 lereng yang kering akan lebih stabildibandingkan lereng basah.

12


13/88

Gambar 1.6 Rembesan melalui timbunan

$embasahan yang progresi (progressi"e sloughing) adalh suatu jenis kerusakan sebagai

akibat dari penjenuhan dan gaya'gaya rembesan yang mempengaruhi stabilitas lereng.!ambar di bawah memperlihatkan pembasahan progresi yang terjadi bila sejumlah kecilmaterial mulai tererositergerus pada kaki hilir timbunan yang menghasilkan sedikitpenurunan (slump%. >al ini menyisakan permukaan lereng yang lebih curam yang disebutscarpdan dapat turun lagi membentuk lereng yang sangat curam dan tidak stabil. >altersebut terus berlangsung yang akhirnya mengakibatkan terjadinya keruntuhan lereng.

Jenis keruntuhan ini sering terjadi pada bendungan homogin yang dibuat dari materialhalus, atau lanau yang mempunyai plastisitas rendah. Beberapa persamaan pendekatantelah disediakan untuk menghitung aktor keamanan terhadap keruntuhan akibatpembasahan tersebut. $ersamaan tersebut menggunakan tangen sudut dan sudut geserdalam dari tanah untuk menghitung aktor keamanan dari lereng jenuh6 yang dikenalsebagai persamaan lereng tak terbatas (infinite slope) dari 'ambe, et al, /12.

13


14/88

Ga*+ar 1./ :eruntuhan akibat pembasahan lereng yang progresi

alam bab pendahuluan ini menguraikan pengaruh rembesan terhadap keamananbendungan dan berbagai pola keruntuhan yang diakibatkan oleh rembesan yang diringkasseperti tabel di bawah.

Tabel-1.1 Pengaruh rembesan terhadap keamanan bendungan

POLA KERUNTUHAN TERJADI BILA .

U(')*T, +EAE, A5A%B'--UT

5ekanan rembesan ondasi pada lapisan per&ious memicugaya'gaya pada lapisan yang tertekan. :eruntuhan mulaiterjadi bila tekanan air pori pada dasar lapisan tertekanmelebihi tekanan o&erburden. 5ekanan angkat yang terjadimeruntuhkan lapisan tertekan tersebut yang dikenal sebagaiblowout yang membentuk didih pasir (san boiling).

()()!/ Air waduk mengalir melalui pori'pori tanah dan mengakibatkanterjadinya gaya'gaya tarik pada butiran tanah yang cukup kuatuntuk membawa butiran tanah pada tempat keluaran yangtidak dilindungi. 5erbawanya butiran tanah terjadi secara

progresi kea rah hilir membentuk GpipaD. $iping juga dapatterjadi bila tekanan rembesan pada ondasi menghasilkantekanan angkat pada lapisan tertekan dari lapisan tanah dihilirnya yang mempunyai permeabilitas lebih rendah yangmengakibatkan terjadinya blowout atau hea"e.

14


15/88

8R"*4 4-58R-AC !aya'gaya tarik aliran hidraulik menggerus butiran tanahdisepanjang retakanrekahan dari tanah atau dasar batuan(beroc&%pada arah melintang bendungan. 8rosi juga dapatterjadi disepanjang bidang kontak antara timbunan danberoc& atau antara timbunan dengan struktur betonmetalbangunan pelengkap.

*"C%54"-4-! Air tanah atau rembesan menghancurkan batuan dasar (soluble beroc&) pada ondasi atau tumpuan.

58:A-A- R8MB8*A-A- $8-J8-%>A-

Rembesan yang tak terkontrol menjenuhkan sebagian daribendungan yang menyebabkan terjadinya pembasahanlereng (sloughing)6 termasuk tekanan angkat pada strukturdan runtuhnya dinding penahan tanah.

II. KA0IAN DAN EVALUASI DATA PROEK

15


16/88

2.1 U*%*

%ntuk melakukan e&aluasi rembesan dengan benar, data proyek yang harus dikaji untukmemperoleh pemahaman yang baik, adalah kita harus mendapatkan data mengenai 7

a) !eologi dam site.b) esain dan pelaksanaan konstruksi.c) Material yang digunakan.d) 5indakan perbaikan untuk control rembesan yang dilakukan.e) $engaruh rembesan terhadap struktur.) !ambaran isik bendungan.g) 4nstrumentasi untuk memantau tekanan dan debit rembesan.

2.2 D(k%*enta"#

okumentasi bendungan meliputi banyak bidang yang dapat membantu dalam melakukane&aluasi kondisi rembesan. %ntuk itu, pencatatan dan menjaga dokumentasi dengan baikadalah hal yang sangat penting, yang meliputi 7

a) >asil penyelidikan lapangan dan laboratorium.b) Analisis dan laporan desain, spesiikasi dan pelaksanaan kontruksi.c) Caporan konstruksi, pencatatan (termasuk laporan harian pengawasan), oto'oto dan

gambar purna laksana.d) $encatatan "#$.e) $encatatanpembacaan instrumentasi dan graik'graik hasil pembacaan.) Caporan inspeksi yang telah dilakukan.g) Caporan khusus lain berkenaan denag kejadian penting yang berpengaruh terhadap

perilakuk bendungan.

atatan'catatan tersebut harus disimpan dan dapat diakses pada suatu tempat, misalnyapada ile keamanan bendungan. >al tersebut penting dilakukan untuk mempermudahe&aluasi terhadap rembesan yang berpengaruh terhadap keamanan bendungan. -amun,sayang, pencatatan desain dan konstruksi serta inormasi penting lainnya untukbendungan'bendungan lama sulit diperoleh. $ada kasus seperti ini, data dari sumber lainmenjadi sangat penting, antara lain dari oto'oto lama, jurnal, atau wawancara denganpengelola atau petugas yang terlibat dalam desain dan pelaksanaan.

2.2.1 Penel#$#kan Laangan $an La+(rat(r#%*

>asil penyelidikan meliputi, antara lain 7

a) !eologi regional dan geologi am site, termasuk siat teknik timbunan dan ondasinya.b) !ambaran geologi ondasi, tumpuan dan rim waduk.c) !ambaran geologi terhadap bagian'bagian dari bendungan.d) :ecukupan data untuk melakukan e&aluasi terhadap masalah spesiik yang dihadapi.

16


17/88

8&aluasi geologi harus dilakukan oleh geologis yang berpengalaman dan memahamimasalah tanah dan batuan yang menerima berbagai kondisi beban konstruksi dan airwaduk, sehingga dapat mengidentiikasi jenis kerusakan yang terjadi.

2.2.2 Anal#"#" De"a#n3 Se"#4#ka"# $an Pelak"anaan K(n"tr%k"#

Analisis esain, *pesiikasi dan $elaksanaan :onstruksi meliputi inormasi mengenaidesain awal bendungan dan bangunan pelengkapnya dan metode pelaksanaankonstruksinya, termasuk bila ada modiikasi desainnya. *ehubungan dengan masalahrembesan, dokumen tersebut digunakan untuk menentukan 7a) Metode apa yang digunakan untuk pengendalian rembesan, baik dalam desain

maupun pelaksanaannya.b) Bagaimana pengendalian rembesan didesain dan apakah berhasil dengan baik dan

bila ada inormasi terbaru, apakah memerlukan kajian kembali.c) Apakah metode pengendalian rembesan tersebut telah usang (outdated), misalnya,penggunaan sheetpiles dianggap tidak akan cukup lama sebagai tirai rembesan, perludipelajari perlu tidaknya lini kedua untuk menahan rembesan.

$emahaman terhadap berbagai cara pengendalian rembesan dan keberhasilannya adalahsangat penting dalam hal melakukan e&aluasi kualitas dan &alidasi desain awal danpelaksanaan yang telah dilakukan.

2.2.& La(ran K(n"tr%k"#3 Pen5atatan3 6(t(76(t( $an Ga*+ar P%rnalak"ana

Analisis desain dan pelaksanaan konstruksi dan spesiikasinya serta modiikasi desain

adalah merupakan inormasi penting dalam melakukan e&aluasi terhadap rembesan. >altersebut dilakukan untuk menentukan hal'hal sebagai berikut 7

a) $ersiapan ondasi dan perbaikannya.b) 5empatbagian ondasi yang grout take'nya besar, bila dilakukan groutng.c) Apakah kondisi terbaru masih sesuai dan konsisten dengan desain awal.d) Apakah telah dilakukan perubahan desain yang disesuaikan dengan kondisi lapangan.e) Apakah semua 9ona bendungan telah menggunakan material yang tepat, sesuai

dengan jenis dan gradasinya.) Metoda pelaksanaannya, sehingga tidak terjadi kontaminasi pada lapisan ilter dan

9ona drainasinya.g) Masalah dan kendala selama pelaksanaan konstruksi dan cara penanganannya.

h) ara pengendaloan rembesan yang dilakukan dan masalah yang dihadapi sertapenanganannya.i) Apakah gambar purnalaksana cukup akurat.

:elengkapan pencatatan berbeda dari setiap site. $ada beberapa kasus, hal tersebutdapat merupakan petunjuk (clue) terhadap masalah rembesan yang dihadapi yang harusditidak lanjuti secara logis. Misalnya, bila kajian kembali menunjukkan kondisi ondasiyang per&ious, periksa pencatatan konstruksi untuk menentukan 7

17


18/88

a) Apakah teknik pengendalian yang digunakan cukup emadai.

b)Apakah teknik pengendalian rembesan menggunakan sistem yang tidak digunakanlagi (reunant%.

Bila pengendalian rembesan melalui ondasi porous menggunakan metoda yang telahusang (outate) dan rembesan telah keluar dari kaki bendungan, kemungkinan metodatersebut tidak memadai lagi (gagal).

2.2., Pen5atatan Oera"# $an Pe*el#araan

$encatatan dokumen meliputi "#$ yang sedang berlangsung. :ajian terhadap catatan"#$ terhadap rembesan dan tindakan yang dilakukan untuk memantaunya. 5erlampiradalah datar simak yang menunjukkan tindakan rutin tipikal. $eriksa dan pelajari sejarah

"#$ bendungan. $emeliharaan dan pembersihan terhadap sistem drainasi, sumurpelepas dan pencatatan lain adalah merupakan inormasi penting.

2.2.- Pen5atatan In"tr%*enta"#

$encatatan desain konstruksi dan "#$ akan meliputi pembacaan rembesan, pisometer dlldilakukan. :ajian terhadap data'data tersebut adalah penting untuk menentukan 7

a) Apakah debit rembesan dan tekanan rembesan meningkat atau menurun terhadapwaktu.

b) Apakah parameter rembesan tersebut sesuai dengan luktuasi muka air waduk dankondisi musim hujanpanas.

c) Apakah rembesan yang keluar keruh dan membawa butiran tanah.

$embacaan instrumentasi harus digraik pada ormat yang mudah die&aluasi. *ejarahpencatatan instrumentasi ini adalah penting untuk menentukan perkembangan masalahrembesan yang dihadapi.

2.2.8 La(ran In"ek"# ang Tela D#lak%kan

:ajian terhadap laporan inspeksi dilakukan untuk mengidentiikasi daerah'daerah yangberpotensi rembes saat inspeksi &isual dan juga untuk menentukan telah dibuatrekomendasi untuk mengatasi masalah rembesan. Caporan inspeksi yang lalu harusberisikan oto'oto daerah rembesan, gambar'gambar, atau gambaroto lokasi titik'titik

rembesan yang ada pada bendungan. 4normasi lain, antara lain debit embesan,kekeruhannya, dan le&el muka air waduk harus dicatat yang nantinya sanagt pentingsebagai petunjuk dan kondisi dari rembesan.

2.& Data ang Berka#tan Dengan In"ek"# V#"%al

18


19/88

:arena kondisi rembesan yang sangat berbeda dari setiap proyek, disamping sulitmemprediksi rembesan saat desain, inspeksi secara rutin setelah bendungan selesaiharus dilakukan. engan dilengkapi dengan inormasi yang diperoleh dari hasil kajianterhadap encatatan rembesan dan dengan pengetahuan yang cukup terhadap batasandesain dan teknik pelaksanaan perbaikan kontrol rembesan, inspeksi dapat dilakukansecara seksama. Misalnya, bila memahami pelaksanaan pemadatan tanah pada bidangkontak antara timbunan dengan tumpuan atau struktur beton adalah sulit dilakukan, makainspeksi pada daerah ini harusdilakukan dengan seksama dan memerlukan perhatiankhusus.

Bila suatu timbunan 9onasi dilengkapi dengan ilter &ertikal dan horisontal, gunakansejarah pencatatan data pengukuran aliran untuk menentukan kerusakan yang terjadi ataubila sistem drainasi tersumbat. $ada bendungan urugan tanah homogin, amati adanyapembasahan lereng atau $etspot atau gerusan lereng hilir.

Masalah rembesan yang berpotensi bahaya mungkin tidak terlihat secara kasat mataselama inspeksi, misalnya rembesan air waduk melalui batuan yang mudah terlarut(soluble rock) atau rembesan di sepanjang tumpuan yang terdiri dari rekahan batu yangtidak diperbaikidibuang saat konstruksi yang dapat mengakibatkan terjadinya erosiinternal yang tidak terdeteksi. $ada masa lalu, 9ona rock toe digunakan sebagai salahsatu cara pengendalian rembesan atau sebagai perlindungan lereng air buri (tail water).$iping dan erosi internal dapat terjadi di bawah atau melalui suatu 9ona tanpa terlihat.engan melakukan kajian terhadap datacatatan rembesan dapat menjadi salah satupetunjuk adanya potensi bahaya rembesan tanpa melakukan in&estigasi langsung.

2., Kaj#an Dan E'al%a"# Data Per+a#kan Pengen$al#an Re*+e"an

:ajian terhadap desain perlu dilakukan untuk memahami metoda yang digunakan untukmengendalikan rembesan dan kaitannya dengan bendungan dan bangunanpelengkapnya. $erbaikan pengendalian rembesan tersebut meliputi 7

a) =ona ilter dan transisi,b) Metoda pengurangan rembesan,c) Metoda drainasi,d) Metoda drainase pada bendungan beton.e) Metoda drainase struktural pada bangunan pelengkap.

%ntuk mengetahui lebih detail dapat diuraikan seperti dibawah ini.

2.,.1 9(na 6#lter Dan Tran"#"#

Capisan ilter digunakan untuk melindungi terbawanya antar butiran terhadap rembesanmelalui tubuh dan ondasi bendungan, dan pada waktu bersamaan membiarkan airrembesan keluar tanpa menimbulkan terjadina tekanan air pori berlebih (excessive porewater pressures). Lapisan flter tersebut didesain tersendiri atau drain tersebut jugadidesain sebagai penyaring dan sekaligus untuk drainasi. !radasi tanah timbunan dan

19


20/88

debit rembesan yang harus diantisipasi akan menentukan suatu desain ilter yangdiperlukan. :onsep dasar dari ungsu ilter sebagai pelindung terbawanya butiran tanadigambarkan seperti di bawah.

Ga*+ar 2.1 Capisan ilter sebagai pelindung terhadappiping

Capisan ilter tidak hanya digunakan untuk piping, tetapi juga untuk mengatasi masalaherosi internal. %ntuk itu, air yang keluar adalah merupakan aktor sekunder untuk

menyaring butiran tanah melalui retakan'retakan atau yang terjadi di sepanjang bidangkontak bangunan struktur bangunan pelengkap dan timbunan atau ondasi.

:onsep dasar desain ilter, adalah 7

a) $ersyaratan untuk piping dan erosi internal6 pori'pori suatu ilter atau drainasi yangterletak dekat dengan material yang mudah tererosi, harus cukup kecil untukmencegah butiran tanah lapisan yang dilindungi supaya tidak tebawa.

b) $ersyaratan permeabilitas6 pori'pori ilter atau drainasi harus cukup besar untukmengalirkan aliran air dengan bebas tanpa menimbulkan terjadinya tekanan air poriberlebih. %ntuk ilter sebagai pelindung terhadap erosi internal, sejumlah rembesanminimum harus dipenuhi, karena lapisan ilter akan membentuk suatu lapisan pengisi

ke dalam retakan yang terjadi.

Apabila rangegradasi tanah yang dilindungi terlalu besar, maka diperlukan lebih dari satulapisan ilterdrain. $elaksanaan konstruksi di lapangan memerlukan perhatian dan kehati'hatian yang seksama untuk mencegah tercampurnya material atau terjadinya pemisahan(segregasi). $encatatan dan oto'oto selama pelaksanaan harus diperiksa dengan telitiuntuk memastikan bahwa lapisan ilter dan drainasi telah dilaksanakan dengan merata

20


21/88

dan sesuai dengan ukuran dimensi yang benar, karena butiran tanah dapat hancur selamapemadatan. !radasi ilter dan drainasi harus diperiksa dan diuji apakah memenuhispesiikasinya.

Capisan ilter yang didesain dan dikonstruksi dengan benar akan dapat GmenangkapDrembesan dari suatu timbunan. Air rembesan tersebut akan dapat mengalir dengan bebasmenuju suatu keluaran yang aman pada kaki hilir timbunan tanpa membawa butirantanah, seperti gambar di bawah. Bila rembesan melalui retakan, retakan tersebut harusberakhir di permukaan ilter dan hanya aliran rembesan melalui antar butiran tanah yangdipertimbangkan dalam desain. Bila suatu gradasi ilter memenuhi kriteria dasar, pipingtidak akan terjadi, meskipun gradien hidraulisnya besar. Asumsinya adalah lapisan ilterharus cukup lebar, sehingga retakan tidak dapat berkembang lebih lanjut serta mempunyaikapasitas yang cukup untuk mengalirkan aliran rembesan tanpa menimbulkan terjadinyatekanan air pori berlebih.

Ga*+ar 2.2 Capisan ilter yang dapat DmenangkapD air rembesan dengan baik

Capisan ilter juga dapat menurunkan muka air reatik yang memotong lereng, sehinggadapat mengurangi potensi kerusakan akibat pembasahan lereng (sloughing) dankelongsoran lereng hilir.

:riteria yang harus dipenuhi dalam kajian desain dan konstruksi ilter, adalah 7

a) 5elah memenui spesiikasi dan mengikuti prosedur desain,b) !radasi ilter yang digunakan telah mengikuti kur&a gradasi desain,c) Capisan ilter telah dibuat mengikuti metoda pelaksanaan konstruksi, antara lain tidak

terjadi segragasi, maksimum butiran dan pemadatannya memenuhi spesiikasinya.

d) 5idak menggunakan kadar air berlebihan yang dapat terjadinya penggumpalan.$enjenuhan atau penggunaan material yang kering mungkin dapat meminimalkanmasalah tersebut.

e) $erlu perhatian terhadap kemungkinan terjadinya kontaminasi material lempung, lalulintas kendaraan, pembasahan lereng, dll. $erlu didokumentasikan bahwapelaksanaan ilter telah memenuhi spesiikasina.

) Cebar dan ketebalan lapisan ilter selama konstruksi dikontrol dengan benar, konsistensesuai dengan spesiikasinya.

21


22/88

g) $erhatian khusus terhadap pemadatan material, khususnya pada bidang kontakdengan bangunan pelengkap.

h) Capisan ilter telah dilaksanakan dengan hati'hati dan telah dilakukan inspeksi .

2.,.2 Met($a Peng%rangan : Pengen$al#an Re*+e"an

ara pengurangan rembesan dalam metoda ini adalah mengenai 7

a) Material yang relati kedap air yang dapat DmenangkapD alur aliran rembesan danmenurunkan tekanan akibat aliran rembesan yang berlebihan. ontohnya, adalah9ona tipis lereng hulu kedap air, 9ona inti kedap air, parit halang yang dipadatkan,selimut lempung hulu, dan lain'lain.

b) :onstruksi bendungan urugan dengan lereng yang sangat landai, untukmemperpanjang aliran rembesan dan mengurangi gradien hidraulik pada keluaran.

c) $erbaikan pengurang bahaya rembesan lain, misalnya dinding halag, grouting, danlain'lain.

Metoda pengendalian rembesan tidak menghilangkan perlunya ilter dan drainasi, karenapengurangan rembesan sendiri mungkin hanya sebagian yang berhasil dengan eektiuntuk mengatasi masalah piping dan erosi internal.

Metoda pengendalian rembesan adalah sangat penting dalam desain bendungan urugandan bendungan beton gra&iti.

:eterangan 7A ' 4mper&ious ore ' *lurry 5rench utoB ' %pstream 4mper&ious Blanket ' !rout urtain8 ' ompacted 4mper&ious uto 5rench

Ga*+ar 2.& Beberapa cara perbaikan pengendalian rembesan

1. Met($a Pengen$al#an Re*+e"an T#*+%nan

22


23/88

Metoda ini digunakan untuk mengurangi tinggi tekanan air waduk yang merembes melaluitimbunan. Beberapa cara tersebut adalah seperti di bawah 7

a. :onstruksi bendungan tanah homogin dengan kemiringan yang relati&e sangatlandai,

b. :onstruksi 9ona inti kedap yang miring ke arah hulu,c. :onstruksi bendungan dengan 9ona inti sentral di tengah,d. :onstruksi dinding inti terbuat dari beton atau tanah bentonit yang plastis,

e. Memasang kupingan drainase ilter #filter rain collars) sekeliling konduit(pemasangan kupingan ganda tidak direkomendasikan lagi6 karena pemadatandisekelilingnya yang sulit).

a. Ke*#r#ngan Lereng Sangat Lan$a#

engan cara ini gradien hidraulik dan kecepatan rembesan apat dikurangi. $enampangmelintang yang lebar dapat mengurangi tekanan air waduk lebih baik, karena air harusmelalui alur yang lebih panjang. :emiringan lereng yang sangat landai tersebut juga lebihtahan terhadap masalah keruntuhan akibat pembasahan (sloughing). Meskipun relatilebih mahal, cara ini cocok untuk timbunan di atas tanah lunak untuk memperolehpenampang yang aman ditinjau dari aspek stabilitas lerengna.

Gambar 2.4 Penampang bendungan dengan kemiringan lereng landai

+. 9(na Int# M#r#ng Ke Ara H%l%

%ntuk bendungan yang didesain dengan cara ini, tekanan air waduk didisipasi akibat riksialiran air melalui 9ona inti yang miring, kemudian air akan mengalir ke bawah danmengalir disepanjang ondasi dengan gradien keluaran yang aman. Bila koeisien

permeabilitas dari 9ona inti tersebut sangat rendah dibandingkan dengan permeabilitas9ona didekatnya, bagian hilir dari bendungan akan bebas dari pengaruh rembesan.

23


24/88

Ga*+ar 2.- Bendungan dengan 9ona inti miring ke arah hulu

5. Ben$%ngan $engan 9(na Int# Ke$a A#r

*aat ini, banyak bendungan dibuat dengan menggunakan 9ona inti kedap air dengansebanyak mungkin memanaatkan material yang terdekat dan tersedia di lapangan,dengan tetap mempertimbangkan masalah rembesan dan stabilitas lerengnya. %ntukmemperoleh pengendalian rembesan dan stabilitas yang paling eekti, gradasi materialpermeabilitas umumnya dari bertambah dari inti ke 9ona luar (dari material halus, berbutirkasar hingga urugan batu). Batas antara 9ona inti dengan 9ona luar harus dilengkapidengan lapisan iltertransisi untuk mencegah terbawanya material serta dari ondasi ke9ona di hilirnya. $ersyaratan ini sangat penting untuk di bagian hilir dibandingkan bagianhulunya.

5ujuan dari penggunaan 9ona inti ini adalah untuk meminimalkan rembesan yang melalui

timbunan dan mengurangi tinggi tekanan air akibat kehilangan tekanan akibat riksi. *iatteknik tanah harus die&aluasi antara lain adalah permeabilitas, kuat geser, ketahananterhadap erosi, dan ketahanan terhadap retakan. Material tanah yang mempunyaikoeisien permeabilitas rendah diperlukan untuk menjaga kehilangan air waduk. *iatketahanan terhadap eroso sangat penting sebagai kriteria potensi bahaya erosi internal,disamping ketahanan terhadap retakan. =ona inti harus cukup lebar

:etahanan terhadap retakan juga penting untuk untuk mengurangi gradien hidraulik.Aturan umum yang sering digunakan adalah lebar dasar 9ona inti paling tidak samadengan seperempat tinggi tekanan air. Bagian atas inti harus berada pada ele&asi lebihatas dari muka air banjir maksimum dan mempunyai lebar minimum 0,< m untukpergerakan peralatan berat yang beroperasi.

24


25/88

9ONE DES)RIPTION

ore+ ?ilter or rain0 5ransitionH ?ill< *hell1 %pstream 5ransition (gra&el or riprap); %pstream *lope $rotection (typically riprap)2 ownstream *lope $rotection

Ga*+ar 2.8 Bendungan tipe 9onasi

$. Ben$%ngan $engan Int# D#n$#ng Bet(n

Banyak bendungan dibangun dengan menggunakan inti yang terbuat dari dinding betonyang di cor di tempat. Meskipun dinding beton tersebut dapat mengurangi rembesan,namun dinding beton tersebut mudah mengalami keretakan.

Ga*+ar 2./ inding inti beton sebagai pengendalian rembesan

25


26/88

5imbunan biasanya terbuat dari material yang bergradasi baik yang diperoleh dari lokasiyang dekat dengan timbunan. Metode praktis yang lebih modern adalah denganmenggunakan teknik paritan slurry untuk membuat dinding inti beton sebagai perbaikanondasi dari timbunan eksisting. 5eknik ini juga digunakan untukmembuat dinding bentonit'tanah atau bentonit'semen sebagai teknik pengendalian rembesan, seperti gambar'gambar di bawah yang juga dapat digunakan pada bendungan urugan eksisting.

e. K%#ngan Ant#7Re*+e"an D#"ekel#l#ng K(n$%#t

ara ini banyak digunakan sebagai suatu cara untuk mengurangi masalah rembesan padakonduit yang ditanam di urugan tanah yang secara teoritis untuk memperpanjang aliran airdari waduk melalui bidang kontaknya, disamping mengurangi gradien hidraulik dibagiankaki pengeluarannya -amun, cara ini dianggap kurang eekti, dan pada dekade tahun/2'an, cara ini telah ditinggalkan, dengan alasan kesulitan untuk memadatkan di

bagian sempit kupingan serta kontribuasinya terhadap perbedaan penurunan. ara inijuga terbukti tidak berhasil untuk mengurangi keruntuhan akibat erosi internal. -amun,sebagian ahli tetap merekomendasikan untuk membuat kupingan pencegah rembesan,minimal buah sebagai penahan rembesan akibat penetrasi akar pohon atau rongga'rongga binatang. *aat ini, metoda pengendalian rembesan (piping dan erosi internal) yangdirekomendasikan untuk konduit adalah dengan memasang suatu diaragma penyaring(ilter) di sekeliling konduit.

2. Met($a Pengen$al#an Re*+e"an Pa$a 6(n$a"# Dan T%*%an

Metoda pengendalian rembesan melalui ondasi dan tumpuan ini, adalah meliputi 7

a. $aritan (cutoff%0b. $aritan sebagian (partial cutoff)6c. *elimut kedap hulu (upstream imper"ious blan&et),d. Berm rembesan hilir (o$nstream seepage berm),e. !routing.

a. Par#tan

$aritan didesain untuk memperpanjang aliran rembesan, mengurangi tekanan air wadukuntuk mengurangi gradient hidraulik hingga ke le&el yang aman, dan mengurangi debitrembesan. *uatu paritan adalah kelanjutan dari 9ona inti dari suatu bendungan. *uatuparitan penuh #fully positi"e cutoff) dibuat sampai kedalaman mencapai suatu lapisan

tanah atau batuan dasar yang kedap air. Apabila lapisan kedap air tersebut terlalu dalam,suatu paritan sebagian dapat dibuat yang didesain cukup untuk memperpanjang aliranrembesan dan mengurangi gradient hidraulis sampai pada le&el yang aman. $aritantersebut biasanya dibuat di bawah dari 9ona inti bendungan. i bawah adalah beberapa

jenis paritan, yaitu 7

a) $aritan kedap dari material tanah yang dipadatkan,b) $aritan slurry (dinding halang bentonit'tanah atau bentonit'semen),

26


27/88

c) Dinding halang beton,d) 5urap baja tipis (sheet piles).

1;. Par#tan Halang Tana ang D#a$atkan

ara eekti untuk mengendalikan rembesan adalah menggali suatu paritan sampaimencapai lapisan kedap air di bawah 9ona inti dari suatu bendungan urugan tanah danmengisinya kembali dengan menggunakan material tanah yang dipadatkan. engan caratersebut pendesain dapat melihat secara langsung kondisi actual perlapisan tanah ondasidan melakukan beberapa modiikasi, bila diperlukan. Metoda ini adalah merupakan satu'satunya cara yang menguntungkan. Cebar dasar galian harus cukup untuk operasi alat'alat berat, peralatan dewatering, aktiitas grouting, dan lain sebagainya.

Ga*+ar 2.< $aritan $enuh ($ositi)

$aritan halang dapat dibuat sampai mencapai kedalaman yang sikniikan. :esulitanutaman dalam pembuatan paritan yang cukup dalam adalah cara pengeringan(e$atering%dan biaya yang cukup besar. Muka air tanah harus dijaga pada le&el yangaman sampai paritan diisi kembali.

2;. Par#tan Sl%rr =D#n$#ng Halang Bent(n#t7Tana ata% Bent(n#t7Se*en;

ara ini digunakan sebagai cara alternati&e, karena cara penggalian paritan yang mahal.Metoda ini dalakukan dengan cara menggali lapisan yang porous dengan menggunakancampuran tanah'bentonit @sodium dalam bentuk cairan slurry untuk menahan dindingparitan yang &ertikal. $aritan tersebut kemudian diisi kembali dengan tanah yanmengandung butiran cukup halus dan kasar untuk mendesak slurrydan membuat paritanbersiat relati&e kedap air, yang juga membatasi terjadinya penurunan. *ebagai alternati&e

27


28/88

dapat digunakan slurry dari campuran bentonit'semen yang membentuk suatu dindinghaling yang kedap air.

%mumnya, dinding halang bentonit'tanah adalah merupakan cara yang paling ekonomis,bila material pengisi mudah diperoleh. %ntuk paritan dalam yang dindingnya mudah runtuhsaat penggalian, penggunaan bentonit'semen mungkin lebih sesuai.!ambar di bawah adalah menunjukkan prsedur konstruksi untuk parit haling terbuat daribentonit'tanah dan bentonit'semen. $aritan dari bentonit'tanah adalah merupakan suatuoperasi penggalian dan pengisian yang dilaksanakan secara terus menerus, sedangkanbentonit'semen dilaksanakan dengan menggunakan suatu seri panel'panel yang terpisah.$anel utama digunakan terlebih dahulu yang kemudian dihubungkan dengan panelsekunder.

Ga*+ar 2.> $rosedur tipikal pelaksanaan konstruksi bentonit'tanah (atas) danpelaksanaan konstruksi bentonit'semen (bawah)

28


29/88

&;. D#n$#ng Halang Bet(n

*uatu dinding halang beton mungkin dapat merupakan suatu cara pengendalianrembesan yang eekti, bila ketebalan lapisan ondasi yang per&ious melebihi darikemampuan alat untuk mengali suatu paritan slurry (+< m @ 0 m). ara tersebut jugacocok digunakan untuk lapisan ondasi yang terdiri dari kerakal, batu bongkah, ataubatuan yang banyak mengandung rekah'rekah dan mudah larut yang bersiat porous.engan menggunakan cara ini, dinding beton menerus di cor ditempat melalui tremmiedalam suatu campuran slurry bentonit. !ambar di bawah secara umum menjelaskanlangkah'langkah dalam pelaksanaan konstruksi dinding halang beton. Metoda yangberbeda dapat digunakan dalam penggalian paritan, tetapi tahap'tahap pelaksanaankonstruksinya hampir sama. $elaksanaan konstruksi dinding halang ini memerlukanpengalaman, pengetahuan, peralatan dan kemampuan pekerja dan teknisi untukmencapai hasil yang memuaskan. >al kritis yang perlu diperhatikan adalah dalam hal

membuat sambungan yang kedap air #seal%antar setiap panel untuk memastikan dindingkedap yang menerus dan semua panel pada kondisi menerus disepanjang kedalamannya.

Ga*+ar 2.1?5ahapan pelaksanaan konstruksi dinding halang beton

,;. T%ra Baja T##"

5urap baja tipis (sheet piles) adalah merupakan statu cara penehan rembesan yang

banyak digunakan pada masa lalu. -amun, cara ini terbukti kurang eekti sebagai suatucara penan yang permanen6 turap baja tipis ini dapat rusak selama pemancangan, sobek,pemisahan dan lain sebagainya.

5urap baja tipis ini sering digunakan yang ada hubungannya dengan struktur betonpengelak sungai untuk membatasi tanah ondasi dan melindungi terhadap piping. 5uraptipis ini biasanya terbuat dari baja atau beton.

29


30/88

+. Par#tan Se+ag#an

*uatu paritan sebagian (partially cutoff) tidak sepenuhnya dimasukkan sampai ke lapisankedap air. $aritan sebagian ini mempaepanjang aliran rembesan dan juga mengurangigradient hidraulik keluaran di kaki hilir, namun tidak begitu eisien untuk mengurangi debitrembesan. i lapangan, dimana koeisien permeabilitas arah &ertical dan hori9ontalhampir sama, paritan sebagian tersebut hanya sedikit pengaruhnya terhadap debitrembesan, meskipun dimasukkan sampai /3 kedalaman lapisan porous. *ebagianbesar tanah mempunyai lapisan pada arah hori9ontal dan koeisien permeabilitas arahhori9ontal lebih besar dibandingakan arah &ertical, jadi paritan sebagian akan lebih eektiuntuk jenis lapisan ondasi seperti ini. $aritan sebagian akan lebih eekti jika dimasukkanke dalam lapisan tanah yang mempunyai koeisien permeabilitas arah &ertical yang lebihrendah.

$aritan sebagian mungkin tidak eekti untuk mengurangi debit embesan, bila lapisantanah ondasi homogin dan mempunyai koeisien permeabilitas yang sama pada arahhorisontal dan &ertikal. ari gambar tesebut, suatu parit yang dimasukkan sampai ;


31/88

Ga*+ar 2.11 *elimut kedap hulu

$. Ber* H#l#r

%ntuk mengimbangi tekanan angkat berlebihan melalui lapisan ondasi yang porous dikaki hilir bendungan, dapat menggunakan suatu berm hilir. Berm hilir tersebut terbuat darimaterial yang porous, supaya dapat memperpanjang aliran rembesan. >al tersebut dapatmengurangi gradient hidraulik keluaran dan debit rembesan. $ada kasus lain, berm yangper&ious juga dapat berungsi sebagai ilter6 bila demikian berm tersebut lebih berungsisebagai drainase dibandingkan pengendali tekanan angkat. %ntuk itu, desain dankonstruksi berm harus mempertimbangkan jenis material yang tersedia dan biaya yangada.

Ga*+ar 2.12 Berm rembesan hilir

e. Grouting

Beberapa jenis grouting yang digunakan sebagai pengendali rembesan, antara lain adalah

grouting selimutdental, tirai, konsolidasi, dll (Iea&er, //). !outing pada ondasidilakukan untuk mengurangi7a) 5ekanan ke atas (uplift) di bawah ondasi, hilir dari grouting.b) :emungkinan terbawanya butiran tanah timbunan ke dalam ondasi.c) 5erbawanya butiran tanah timbunan melalui ondasi masuk kebali me timbunan.d) $iping butiran tanah dari kekar'kekar dan sisipan dari batuan.e) 5erbawanya material dari batuan yang hancur (soluble roc&%.) 8rosi internal pada bidang kontak antara timbunan dengan ondasi (be roc&).

31


32/88

!routing tirai sering dilaksanakan pada batuan, namun juga dapat dilakukan pada lapisanpasir dan kerakal. $ada dasarnya, lubang'lubang bor dibuat terlebih dahulu dalam suatugaris atau pola grid. Cubang'lubang tersebut dibersihkan terlebih dahulu dan kemudian,tergantung dari ukuran rongga'rongga material yang digrouting, dipompakan suatu semenatau grout kimia pada tekanan tertentu ke dalam lubang. Bila grouting dilakukan padabatuan, material grout harus dapat mengisi retakan, rekahan, dan bukaan bukaan lainsampai material disekeliling lubang menjadi cukup kedap air. Bila groutng dilakukan padalapisan pasir kasar dan kerakal, suatu campuran tipis semen atau material grout kimiadigunakan untuk mengisi rongga'rongga diantara partikel. $ada lapisan pasir halus,material grout mendesak pasir tersebut dan memadatkannya yang akhirnya membentuksuatu struktur penahan rembesan.

$ermeabilitas 9ona yang telah digrouting harus relati rendah, supaya grouting eekti,karena pengurangan permeabilitas yang diinginkan mungkin tidak dapat tercapai6beberapa cara drainase biasanya dilakukan sehubungan dengan grouting untuk keperluanpengendalian rembesan.

!routing selimut dilakukan pada daerah galian ondasi yang luas bila permukaanbatuannya banyak kekar dan rekah. ara ini digunakan untuk menutup (seal) lapisan atasdari kedalaman sekitar 0 @ m untuk eminimalkan terbawanya butiran tanah halus dari9ona inti masuk ke dalam bukaan'bukaan ondasi, menutup permukaan batuan terhadaphilangnya material grout saat diberikan tekanan tinggi dan untuk mengurangikompresibilitas dari batu yang banyak rekah. !routing dental dapat juga digunakansebagai perbaikan kelemehan'kelemahan bagian ondasi. !routing tirai dilakukan untukmengurangi aliran rembesan yang dalam yang melalui ondasi dan tumpuan. !ambar dibawah menjelaskan bagaimana grouting mengisi porirongga di dalam ondasi danberungsi sebagai penahan rembesan.

Ga*+ar 2.1& !routing tirai sebagai perbaikan ondasi bendungan

32


33/88

2.,.& Met($a Dra#na"e

Metoda ini dilakukan pada suatu timbunanbendungan tanah yang meliputi 7

a. =ona luar yang per&ious,b. rainase horisontal,c. rainase cerobong (chimney%,d. iaragma ilter sekeliling conduit,e. rainase kaki,. *umur'sumur pelepas.

=ona ilter yang didesain dengan benar dan tepat dapat membantu pengendalianrembesan dan mengurangi potensi terhadap piping dan erosi internal material 9ona inti.rainase juga membentuk suatu 9ona yang bersiat lulus air pada ondasi bendungan.

rainase harus mampu mengalirkan debit rembesan yang diantisipasi tanpa menimbulkantekanan yang berlebihan. =ona ilter harus mampu menyaring butiran tanah dari retakterbuka atau 9ona inti dan mencegah terbawanya butiran tanah ke dalam drainase.

:arena debit rembesan sulit diprediksi dan drainase kemungkinan tersumbat, makakapasitas drainase paling tidak harus lebih besar + orde dari debit rembesan yangdiantisipasi. Metoda drainase untuk bendungan beton, antara lain meliputi 7

a) !aleri,b) rainase lateral ke dalam tumpuan,c) *umur'sumur pelepas.

esain drainase yang benar pada ondasi dan tumpuan bendungan beton dapatmengurangi potensi gerusan #unermining), meningkatkan stabilitas bendungan,mengurangi tekanan angkat dan mencegah keruntuhan tumpuan. *istem drainasetersebut ber&ariasi, tergantung dari siat teknis batuan ondasinya. *istem drainase untukstruktur dinding penahan, lantai depan (apron) dan dinding powerhouse, meliputi antaralain 7

a) rainase &ertikal,lubang pematus (weep holes), dan drainase kaki,b) rainase geosintetis,c) *istem sub'drain.

a. 9(na L%ar Per'#(%"

$ada beberapa tempat, debit rembesan dari dua material yang berbeda denganperbedaan permeabilitas yang sikniikan cukup tersedia di lapangan sebagai materialurugan. $ada beberapa kasus, material yang porous ditempatkan pada bagian hulu danhilir dari material yang lebih rendah permeabilitasnya. *uatu 9ona transisi atau ilterbiasanya ditempatkan di antara 9ona inti dan 9ona luar untuk mencegah terjadinya pipingdan erosi internal. Beberapa bendungan yang jarang surut, tidak memerlukan 9ona ilterhulu. =ona luar bagian hulu terdiri dari urugan pasir, kerikil, kerakal, dan batu yang

33


34/88

mempunyai permeabilitas lebih besar dari 9ona inti. Bila material 9ona luar mempunyaigradasi yang berbeda dengan 9ona inti, diperlukan 9ona iltertransisi ganda. $adabeberapa kasus, muka air reatik akan cukup rendah di bagian hilir dan tidak banyakmempengaruhi stabilitas di bagian lereng hilirnya.

Ga*+ar 2.1, =ona luar dan transisi dari bendungan urugan

+. Dra#na"e H(r#"(ntal

rainase horisontal atau selimut dapat digunakan untuk mengendalikan rembesanmelalui timbunan homogin atau untuk mencegah terjadinya tekanan angkat yangberlebihan dari rembesan yang melalui ondasi. Ca9imnya, drainase horisontal digunakan

untuk mencegah rembesan yang timbul di lereng hilir dari bendungan homogin. Meskipundemikian, drainase horisontal kurang eekti untuk menurunkan muka air reatik padatimbunan yang berlapis'lapis secara horisontal. %ntuk itu, drainase horisontal harusdie&aluasi secara hati'hati, bila tujuannya untuk menurunkan muka air reatik. rainasehorisontal tersebut dapat mengurangi tekanan angkat secara sikniikan pada ondasi dibagian hilir, namun, juga dapat meningkatkan debit rembesan yang mengalir di bawahbendungan.

rainase horisontal akan eekti, bila rembesan melalui kekar'kekar batuan atau rekah'rekah batuan atau lapisan tanah ondasi yang homogin dan per&ious. aerah bidangkontak yang luas dari drainase selimut akan lebih eekti dibandingkan dengan daerahyang lebih sempit. rainase horisontal juga akan lebih eekti pada daerah bangunan

pengeluaran (outlet) yang mempunyai lapisan ondasi yang per&ious dan homogin.Meskipun demikian, drainase horisontal kurang eekti untuk mengendalikan rembesanpada lapisan tanah ondasi yang berlapis'lapis, karena remesan pada lapisan per&iousyang lebih dalam akan mem'bypass drainase horisontal pada permukaan ondasi.

rainase horisontal kadang'kadang merupakan metoda tersendiri untuk mengendalikanrembesan melalui timbunan, karena pada timbunan yang berlapis'lapis, drainase

34


35/88

horisontal pada bagian dasar tidak mempengaruhi rembesan di bagian atas timbunan.$ada kasus ini, drainase cerobong #chimney rain) mungkin lebih eekti.

Ga*+ar 2.1- rainase horisontal pada suatu bendungan urugan

5. Dra#na"e )er(+(ng

rainase cerobong (chimney1incline rain) dapat berbentuk miring atau &ertikal terbuatdari material granular, biasanya dikonstruksi bersama'sama dengan 9ona ilter di bagianhulu dan hilir dari drainase. $ada beberapa kasus, drainase itu sendiri berungsi sebagaiilter 6 biasanya cara ini digunakan pada bendungan urugan. :ombinasi dari cerobong dandrainase horisontal adalah merupakan suatu cara yang eekti untuk mengendalikanrembesan melalui timbunan. rainase cerobong biasanya dibuat dengan sudut H


36/88

drainase harus dilengkapi dengan ilter yang memadai di antara 9ona ilter dengan 9ona didekatnya, bila 9ona ilter tidak digunakan.

?ilter cerobong adalah merupakan pertahanan paling baik terhadap retakan melintangpada 9ona inti akibat perbedaan penurunan atau getaran gempa. Apabila jenis tanahdispersi atau jenis tanah lain yang mudah tererosi digunakan sebagai 9ona inti, 9ona iltercerobong dan drainase horisontal adalah merupakan pertahanan paling baik terhadaperosi internal, seperti gambar di bawah.

Ga*+ar 2.18 :ombinasi drainase cerobong dan drainase horisontal

$. D#a4rag*a 4#lter Sekel#l#ng K(n$%#t

Aliran air disepanjang bidang kontak antara konduit dan timbunan tanah adalahmerupakan hal yang menarik perhatian para ahli. Banyak bendungan mengalamikeruntuhan akibat rembesan yang melalui bidang kontak tersebut, baik piping maupunerosi internal, tergantung dari jenis tanahnya. %ntuk mencegah aliran disepanjang bidangkontak tersebut atau untuk meningkatkan panjang aliran rembesan, konstruksi DkupinganDterbuat dari beton atau material lain sering digunakan pada masa lalu.

ara praktis terkini adalah dengan menggunakan diaragma ilter yang didesain dengantepat disekeliling konduit untuk DmenangkapD rembesan melalui retakan'retakan yangmungkin terjadi pada timbunan disekitarnya. 5ujuan dari diaragma ilter ini adalah untukDmemotongD aliran rembesan melalui retakan'retakan atau aliran rembesan melalui bidang

kontak antara konduit dengan timbunan serta untuk menyaring butiran tanah yang tererosidi sepanjang bidang kontak tersebut.

36


37/88

Ga*+ar 2.1/ iaragma ilter di sekililing konduit

e. Dra#na"e =Par#tan; Kak#

*uatu drainase atau paritan kaki dapat digunakan bersama'sama dengan cara lainpengendalian rembesan. Metoda ini biasanya terdiri dari sebuah pipa pengumpul di dalamsuatu paritan yang kemudian diisi kembali dengan material ilter di sekeliling pipadrainase. Jika lapisan ondasi yang porous cukup dalam atau berlapis'lapis, drainase kakimungkin dapat GmenangkapD sebagian kecil rembesan, $ada kasus ini, sumur'sumurpelepas tekanan digunakan untuk melepaskan tekanan angkat dan mengumpulkan airrembesan melalui sumur yang digali lebih dalam.

Ga*+ar 2.1


38/88

Meskipun sumur'sumur pelepas tersebut mengurangi tekanan berlebihan, sumur tersebutjuga meningkatkan debit rembesan bawah (unerseepage), tergantung dari kondisilapisan ondasi. *umur'sumur pelepas tekanan harus ditempatkan sedemikian rupa,sehingga mudah diukur, dibersihkan, dipompa untuk memantau debit rembesannya.$ompa dipasang untuk meningkatkan pengaruh surut dari sumur (Campiran K.).

2.,., Met($a Dra#na"e Pa$a Ben$%ngan Bet(n

Bendungan beton yang dibangun di atas ondasi batuan mempunyai sistem drainase yangunik. !aleri, adit, sumur pelepas tekanan, dan drainase samping sering digunakan untukmelepas tekanan angkat dan untuk mengumpulkan dan memantau rembesan.

a. Galer# $an S%*%r Pelea" Tekanan

Bendungan beton yang besar sering dilengkapi dengan suatu galeri yang berungsi gandauntuk jalan inspeksi dan drainase internal. !aleri mengumpulkan rembesan darisambungan'sambungan konstruksi melalui suatu jaringan &ertikal dan horisontal yanglebih kecil pada struktur dan mengumpulkan rembesan dari ondasi melalui jaringansumur'sumur pelepas tekanan. *uatu konduit dibuat di dalam galeri yang sekaligusmengarahkan rembesan'rembesan yang kerluar ke suatu bangunan pengeluaran (outlet)di bagian hilir yang lebih rendah. $erubahan debit aliran rembesan pada konduit atau daridrainase indi&idual menunjukkan adanya indikasi timbulnya masalah pada beton,$aterstops, atau sistem pengendali rembesan lain. Rembesan yang berbeda daribiasanya mengindikasikan meningkatnya tekanan di sepanjang lapisan beton atausambungannya atau di sepanjang dasar bendungan yang dapat memacu ketidak stabilanbendungan. *uatu perubahan debit embesan perlu diperhatikan, karena hal tersebut

mengindikasikan tekanan rembesan mendekati le&el yang melebihi batas desain dansistem drainase tiak berungsi sebagaimana mestinya. %ntuk itu, drainase internal dansumur'sumur pelepas tekanan harus diinspeksi dan dijaga secara rutin untuk mencegahtersumbat yang biasa terjadi pada bendungan beton. rainase atau sumur pelepas yangtersumbat akan meningkatkan tekanan rembesan yang dapat memberikan kontribusimengurangi stabilias bendungannya.

+. Dra#na"e A$#t $an Dra#na"e Sa*#ng ke T%*%an

Bila tumpuan terdiri dari batuan yang lunak dan mudah hancur (fracture roc&), perludilengkapi dengan drainase. *uatu adit biasanya digunakan sebagai drainase dan jalaninspeksi pada tumpuan. 8dit ini adalah analog dengan galeri pada bendungan beton untuk

pemasangan dan pemantauan drainase samping serta untuk melakukan groutingperbaikan yang terdiri dari suatu konduit guna mengalirkan rembesan ke bangunanpengeluaran yang lebih rendah. rainase samping dibuat untuk menampung rembesanmelalui rekahan atau kekar batuan dan juga untuk melepaskan tekanan rembesan. >al iniakan dapat meningkatkan stabilitas tumpuan secara keseluruhan. *uatu perubahan debirrembesan di dalam konduit atau drainase samping menunjukkan adanya masalah yangberpotensi pada tumpuan. $emeliharaan secara rutin dan berkala harus dilakukanterhadap drainase samping pada tumpuan.

38


39/88

2.,.- Met($a Dra#na"e Str%kt%ral Pa$a Bang%nan Pelengka

Metoda drainase untuk dinding penahan tanah, apron dan powerhouse adalah jugamerupakan hal penting terhadap kesatuan bendungan secara keseluruhan. :eruntuhandari bangunan pelengkap tersebut akibat tekanan rembesan yang berlebihan memacukeruntuhan bangunan penahan air yang akhirnya juga menyebabkan terjadinyakeruntuhan bendungan. 5eknik yang biasa digunakan adalah drainase &ertikal, drainasegeosintetis, drainase kaki, dan sistem sub'drainase. $engelola bendungan harus terbiasadengan sistem drainase dan memastikan sistem tersebut terpelihara seperti sistemdrainage lainnya.

1. Dra#na"e Vert#kal3 L%+ang Pe*at%" $an Dra#na"e Kak#

rainase &ertical biasanya digunakan dibelakang dinding penahan yang terdiri dari

material granular yang didesain untuk melepaskan tekanan hidrostatik di belakangdinding. rainase kaki mengalirkan rembesan di bangunan keluaran di dasar dekat suatudrainase &ertikal. rainase yang terpelihara baik mengurangi kemungkinan terjadinyakeruntuhan dinding dan memperpanjang umur dengan cara menjaganya tetap padakondisi kering. Cubang'lubang pematus ($eepholes) biasanya ditempatkan pada bagiandepan dinding yang merupakan suatu cara lain untuk mengurangi tekanan hidrostatik daribelakang dinding.

Ga*+ar 2.1> rainase &ertika, lubang pematus dan drainase kaki

39


40/88

2. Dra#na"e S#ntet#" $an 6#lter

rainase *intetis dan ?ilter banyak digunakan pada konstruksi yang modern. Beberapadrainase dan ilter terdiri dari wo&en atau non'wo&en geosintetis. rainase geosintetiskebanyakan terdiri dari geogrid atau tipe papan wa&er yang didesain sebagai jalannyarembesan. $roduk tersebut secara tipikal terbuat dari material plastik yang mempunyaikepadatan rendah atau kepadatan tinggi, tergantung dari kondisi yang diinginkan, yaknilentur atau kaku. Material tersebut dipasang pada permukaan atau bidang kontak dimanarembesan akan dikumpulkan. 5ipe dan ukuran material didesain untuk mengalirkan ataumenyaring debit rembesan yang diantisipasi ke suatu pipa drainase. :endala dari materialgeosintetis ini adalah sulit dipantau dan dirawat. -amun demikian, apabila didesaindengan benar dan tepat, cara ini adalah merupakan suatu cara alternati pengumpulrembesan pada daerah yang tidak kritis yang praktis.

?ilter geotekstil pada sistem drainase harus digunakan dengan hati'hati untuk suatubangunan penahan air yang kritis. ?ilter geotekstil biasa digunakan dimana potensikeruntuhan sistem drainase tidak berpotensi membahayakan di sekitarnya. -amun, caraterkini untuk mendesain suatu bendungan atau bangunan penahan air lainnya adalahdengan menggunakan pasir ilter dibandingakan dengan ilter geosintetis, sehubungandengan potensi penyumbatan dan kerusakan dari ilter geosintetis.

&. S#"te* S%+7$ra#n

*istem *ub'drain ini didesain untuk mengurangi gaya'gaya angkat yang bekerja di bawahslab atau dinding beton. Biasanya, sistem ini digunakan di bawah saluran depanbangunan pelimpah (spill$ay% atau ondasi dinding penahan. Sub2rain ini terdiri dari

lapisan agregat dengan pipa yang diberi celah'celah #slotte pipes) untuk mengalirkan airmenjauhi struktur. *istem sub2rain ini harus didesain dengan benar memenuhi kriteriailter untuk mencegah material ondasi terhadap piping atau tererosinya material halus kedalam drainase. Banyak dan ukuran pipa juga harus didesain sesuai dengan kapasitasyang diperlukan untuk mengalirkan debit rembesan yang diantisipasi.

40


41/88

Ga*+ar 2.2? *istem sub'drain dengan ilter geosintetis

$ada bab ini diuraikan beberapa tindakan pengendalian rembesan yang berkaitan denganbendungan dan didokumentasikan dalam data. Juga mengetahui cara pengendalianrembesan yang telah dilakukan dan masalah'masalah rembesan yang dihadapi untikmembantu melakukan analisis dan e&aluasi cara'cara yang telah dilaksanakan dantindakan perbaikan yang diperlukan.

41


42/88

III. INVESTIGASI LAPANGAN

&.1 U*%*

8&aluasi terhadap resiko akibat rembesan adalah cukup sulit dilakukan. $ada beberapakasus, suatu e&aluasi terhadap resiko keamanan bendungan harus dibuat berdasarkansiat khusus'lapangan dan3ugment serta pengalaman seseorang. >al tersebut juga tidakterlepas dari konsiderasi non'teknis, misalnya opini masayarakat (C*M). Beberapaindikator dari masalah keamanan bendungan akibat remesan, antara lain adalah 7

a) $eningkatan debit rembesan secara progresi,b) 5erbawanya butiran tana, erosi internal, terlarutnya massa tanah, dan peningkatan

kekeruhan air rembesan yang keluar,c) $eningkatanpenurunan tekanan hidrostatik,

d) *uatu perubahan pola rembesan,e) 5erjadinya rembesan di suatu lokasi yang kritis, misalnya di dekat konduit,) $embasahan lereng (sloughing),g) 5erlihatnya lubang'lubang benam (sinkholes),h) :ondisi basah dan lunak serta tidak stabil di daerah hilir,i) 5umbuhan yang lebih rindang dibangdingkan di tempat lain yang kering.

$ada beberapa proyek, keputusan terhadap resiko kegagalan akibat rembesan dapatlangsung ditindak lanjuti, namun untuk proyek di tempat lain hal tersebut mungkin sulitdilakukan. Meskipun demikian, semua potensi kerusakan akibat rembesan harus segera die&aluasi, bila perlu dengan menambahkan beberapa instrumen untuk memastikanpengaruh rembesan dan menentukan tindak perbaikannya.

&.2 )ak%an In'e"t#ga"#

?aktor'aktor yang perlu dipertimbangkan dalam melakukan in&estigasi terhadaprembesan yang mencapai kondisi seriouskritis dan tindak perbaikannya, adalah 7

a) 5empat terjadinya rembesan dan material yang dilaluinya.' Alur rembesan dan perkembangannya,' Apakah melalui timbunan atau ondasi, dekat konduit, bidang kontak tumpuan atau

di tempat lainnya,' Apakah material yang dilalui rembesan bersiat mudah tergerus atau terlarut,' Apakah desain telah mempertimbangkan cara pengendalian rembesan.

b) Lariasi hubungan antara debit rembesan dengan musim, hujan dan luktuasi muka airwaduk.

' Apakah rembesan meningkat sesuai dengan meningkatnya air waduk,' Apakah peningkatan tersebut secara mendadak atau dalam peroda yang lama,' Apakah rembesan berkurang saat air waduk turun dan kembali ke posisi semula

atau tidak,

42


43/88

' Apakah rembesan keluar di tempat yang berbeda,' Apakah pengukuan rembesan mempunyai siklus tahunan,' Apakah rembesan mempunyai pola atau jejak yang mengikuti dengan pola hujan.

c) Respons tekanan atau gaya'gaya rembesan terhadap &ariasi le&el muka air waduk' Merespons dengan cepat atau lambat,' Merespons dengan kecepatan tertentu sesuai dengan kecepatan naiknya muka air

waduk.

d) Apakah tindak perbaikan pengendalian rembesan dipelihara dengan baik.

4nspeksi rutin harus dilakukan secara berkala dan bila perlu melakukan in&estigasi danmemasang tambahan instrumen, untuk menjawab pertanyaan di atas, termasukmempelajari inormasi, gambar'gambar geometri dan jenis material timbunan dan ondasibendungan yang die&aluasi. :emudian lakukan e&aluasi masalah yang terjadi, e&aluasiresikonya dan tentukan tindak perbaikan yang tepat. okumentasikan semua oto'otolapangan dan hasil diskusi dengan ahli yang berpengalaman.

&.& S%*+er Data

*etelah identiikasi potensi rembesan dan penentuan inormasi yang diperlukandilakukan, lakukan pengumpulan inormasi untuk malakukan analisis dan penilaianterhadap masalah rembesan yang potensial menimbulkan kerusakan terhadapbendungan. Berbagai cara untuk melakukan pengumpulan inormasi tersebut akandiuraikan di bawah. Biasanya, in&estigasi dan pengumpulan data dilakkan oleh seseorangatau suatu perusahaan konsultan yang berpengalaman yang akan mengidentiikasiinormasi yang diperlukan yang dituangkan dalam bentuk perencanaan yang matanguntuk memperolehnya.

&.&.1 B%kt# V#"%al Dar# Penga*atan Laangan

Cangkah pertama adalah melakukan inspeksi lapangan ke daerah rembesan dansekitarnya. Cakukan pengambilan oto'oto dan lengkapi beberapa inormasi, antara lainmencakup 7

a) atatan dan laporan'laporan proyek,b) Melakukan interpretasi dan klariikasi terhadap laporan'laporan yang ada,c) $ada beberapa kasus, gunakan GeelingD untuk mengenali masalah dan tingkat

keseriusannya,

%ntuk situasi yang tidak terlalu kompleks, seorang ahli yang berpengalaman sering dapatmemastikan seberapa parah masalah yang dihadapi dan merekomendasikan tindakperbaikan yang ekonomis.

43


44/88

&.&.2 @a!an5ara

Iawancara dengan orang yang amiliar dan memahami proyek bersangkutan mungkindapat membantu banyak dalam melakukan e&aluasi dan penilaian terhadap masalahrembesan yang dihadapi, misalnya perencana awal, pengelola, petuga "#$, kontraktor,dll. 4normasi yang diperlukan, antara lain 7

a) *ejarah dan kronologis terjadinya rembesan,b) :apan mulai timbulnya rembesan dan hubunganna dengan muka air waduk,c) Apa yang terjadi di daerah rembesan bila terjadi hujan, termasuk pengaruh luktuasi

muka air waduk,d) Apakah rembesan pernah mengalami kekeruhan,e) Apakah rembesan pernah membawa butiran tanah,

) Apakah ada akumulasi butiran tanah disekitar rembesan,g) Apakah rembesan terpengaruh oleh kondisi cuacamusim,h) Apakah lokasi rembesan dalam kondisi kering sebelum dikonstruksi,i) Apakah rembesan terpengaruh oleh operasi pintu'pintu selama "#$,

j) Apakah perubahan rembesan mempunyai pola yang sama pada siklus harian,musimam atau tahunan.

&.&.& In"tr%*enta"#

Bila masalah rembesan cukup konpleks, diperlukan data instrumentasi untukmenge&aluasinya. $ada kasus dimana rembesan baru terjadi, diperlukanpenambahanpemasangan instrumentasi baru untuk menambahkan data instrumen yang

ada. 4nstrumen'instrumen yang perlu ditambahkan dan dipasang di dekat bendunganuntuk memanrtau rembesan, antara lain berupa 7

a) $isometer,b) 4o$nhole flo$meter,c) $engukur suhu (thermal probes),d) 4o$nhole camera,e) "bser&ation well,) Alat ukur rembesan.

*ebagai pedoman dalam pemilihan instrumen dan lokasi pemasangannya, adalah sebagaiberikut 7

a) !ambar lay2outdan potongan'potongan bendungan, termasuk pemasangan instrumenyang lama. *emua jenis instrumen harus dipasang pada tempat yang sesuai, sehinggamenghasilkan datainormasi yang diperlukan. 5idak mudah untuk melakukan hal ini.

b) $erencanaan harus leksibel, pemasangan dan data pembacaan awal dari satupisometer, sering menunjukkan perlunya pemasangan di tempat lain.

c) *emua masing'masing alat ukur rembesan yang harus diukur secara terpisah, harussedekat mungkin dengan sumbernya.

44


45/88

d) *uatu seri pisometer biasanya diperlukan untuk mencari alur rembesan darisumbernya ke arah keluaran di hilir, seperti halnya tekanan yang ditimbulkannya.$engaturanpenempatan pisometer tersebut diperlukan, terutama pada batuandimana rembesan mengalir melalui kekar, rekahan, 9ona sesar dan 9ona geser.

e) Cokasi instrumen harus dikoordinasikan dengan keperluan in&estigasi. %ntukmenghemat waktu dan biaya, lubang bor untuk memasang instrumen jugadimanaatkan untuk pengambilan contoh tanah, pengujian permeabilitas, *$5, dll.

4nstrumen yang lama dan yang baru dipasang harus dipantau secar hati'hati untukmemperoleh inormasi mengenaik perilakuk bendungan dan untuk mempelajari 5trenDdari rembesan. $embacaan instrumen juga harus dilakukan secara teratur dengan inter&alwaktu tertentu, bila perlu gunakan data logger untuk memudahkan pemantauannya.*emua pembacaan harus dikorelasikan dengan luktuasi muka air dan kondisicuacamusim.

Banyak hasil pembacaan, antara lain sumur'sumur pelepas tekanan dan sumur pantaujuga berungsi sebagai data muka air tanah dan sebagai pelepas tekanan. -amun, suatusumur pelepas tekanan atau drainase t#$ak $#g%nakan sebagai pisometer denganmemasang packer yang dilengkapi manometer tekanan. $emasangan packer denganmanometer akan merubah secara mendasar terhadap pola rembesan internal yang dapatmenimbulkan terjadinya tekanan air yang lebih tinggi. >al tersebut dapat memicuterjadinya piping dan mempengaruhi stabilitas bendungan yang dapat mempercepayterjadinya keruntuhan.

$rogram pemasangan instrumen yang didesain dengan tepat dan benar akan membantupengelola bendungan dalam hal peringatan dini terhadap potensi bahaya dan dengancepat melakukan tindak perbaikannya.

&., In'e"t#ga"# D# Laangan

$enyelidikan lapangan tambahan mungkin diperlukan, tergantung dari kondisi khusus dilapangan dan ketersediaan data. $emboran, pengambilan contoh tanah dan pengujianterhadap material timbunan dan ondasi diperlukan untuk melakukan modiikasipelrencanaan konstruksi dan spesiikasi guna tindak perbaikannya. $enyelidikan dengangeoisik dan pengujian'pengujian lapangan perlu dipertimbangkan guna menetukan lokasidan perluasan dari rembesan.

4n&estigasi lapangan sebaiknya melibatkan para ahli yang berpengalaman, antara laingeologis, juru bor dan ahli geoisik. 4n&estigasi tersebut cukup mahal6 bila biayamerupakan suatu aktor yang harus dipertimbangkan, biaya yang minimum tidak harusmengurangi kualitas pekerjaan. Misalnya, pengambilan contoh melalui diameter pemboranyang kecil tidak akan memberikan hasil yang memuaskan dibandingkan denganpengambilan contoh melalui diameter pemboran yang lebih besar yang lebih mahal.-amun, tanpa melakukan pengambilan contoh anah, pemboran yang dilakukan akankurang berguna.

45


46/88

Berikut di bawah beberapa hal yang harus diperhatikan selama in&estigasi rembesandilakukan 7

a) Pe*etaan laangan6 untuk memperoleh pemetaan geologi dari tapak bendungan dangenangan waduknya. >al ini penting dilakukan untuk mengetahui perlapisan danstruktur geologi, pada beberapa kasus untuk mengantisipasi sumber dan alurrembesan dan sekaligus untuk menentukan instrumentasi dan penyelidikan bawahtanah. 4nterpretasi oto udara dapat banyak membantu, terutama pencitraan panasinra merah.

b) Pe*+(ran $an enga*+#lan 5(nt( tana6 penyelidikan bawah tanah diikutipengambilan contoh tanah perlu dilakukan untuk memperoleh perlapisan tanah dan

jenis tanahbatuan serta untuk mengetahui alur rembesan. Melalui lubang'lubang borjuga dapat dilakukan pengujian'pengujian in'situ dan pemasangan pisometer.$ekerjaan pemboran ini harus disuper&isi oleh ahli yang berpengalaman dan harusdilakukan secara hati'hati untuk mencegah terjadinya masalah yang serius, misalnyarekah hidraulis, rusaknya lapisan ilter yang tipis, terkontaminasinya ilter oleh airpemboran dan terjadinya tekanan rembesan yang tidak terkontrol. Bila memungkinkan,selama pemboran tidak menggunakan tekanan air untuk pemboran di suatubendungan.

c) Peng%j#an laangan6 berbagai pengujian lapangan dapat dilakukan dalam in&estigasirembesan, salah satunya adalah berbagai cara pengujian permeabilitas daritanahbatuan. engan kemajuan teknologi, penggunaan kamera di dalam lubang borsering dilakukan untuk menge&aluasi rekahan, kekar, dan alur rembesan. Berbagaiperalatan logging melalui lubang juga digunakan untuk mengetahui temperatur air danproil kandungan kimuianya. :andungan kimia di dalam air juga berguna untukmelakukan identiikasi sumber rembesan. Arah dan kecepatan aliran rembesan, caliperlogs dan berbagai jenis logs dapat membantu dalam melakukan e&aluasi material di

dalam lubang spesiik dan diantara lubang'lubang. :adang'kadang 9at pewarna atauelemen penelusur lain diinjeksikan untuk mengetahui alur rembesan dan mengukurwaktu dari sumber ke bagian keluarannya. $ada banyak kasus, uji grouting dilakukanuntuk menge&aluasi eektiitas dan ekonomi dari grouting sebagai tindak perbaikannya.%ji pemompaan dapat dilakukan untuk menentukan siat hidraulis dari lapisanondasinya. engan menggunakan unit R-dilengkapi siescan sonaratau alat laindapat membantu menge&aluasi lebih lanjut masalah rembesan sehubungan dengankondisi di hilir dan konduit yang terendam.

d) In'e"t#ga"# ge(4#"#k6 teknik geoisik digunakan dalam in&estigasi rembesan mencakupmetoda permukaan dan o$nhole. 5eknik ini mencakup sur&ei dengan tahananelektrik (electrical resisti"ity), self2potential sur"ey, seismic dan microseismic sur"ey,gra"ity an an magnetic sur"eys, groun penetrating raar #/(R%, acoustic emission,

gamma an neutron logging an cross2hole thermography. Metoda geoisik inimerupakan suatu cara yang cukup murah. *emua metoda di atas memerlukan suatu&eriikasi yang spesiik (lubang'lubang bor, contoh anah, peta geologi, ele&asi mukaair, dll) disamping petugas yang berpengalaman untuk melakukan interpretasinya.

46


47/88

&.- Peng%j#an La+(rat(r#%*

$engujian di laboratorium sering dilakukan terhadap contoh'contoh tanah untukmelengkapi dan mendukung hasil in&estigasi lapangan. :uat geser dan siat teknik laindari tanah dan batuan diperlukan untuk menentukan tindak perbaikan. *ebagai contoh,penggunaan suatu Droc& millD untuk melakukan penggalian suatu paritan yanag dalammemerlukan inormasi kuat geser dan kekerasan batuan yang digali. $engujian kimia dilaboratorium terhadap batuan, tanah dan air (waduk dan rembesan) dilakukansehubungan dengan masalah pelarutan (solutioning), garam'garam larut (terutamagypsum) di dalam tanah atau tanah dispersi.

$engujian laboratorium mungkin cukup teliti untuk contoh yang kecil, tetapi kurang cukupmewakili untuk suatu material dengan &olume besar di lapangan. Metoda pengujianpermeability di laboratorium dapat berupa Dconstan headD atau Dalling headD. ara alling

head sesuai untuk material yang mempunyai permeabilitas yang rendah.

Ga*+ar &.1 onstant head permeameter

$ada pengujian tinggi tekanan tetap, contoh tanah ditempatkan di dalam suatu wadahsilinder dan air dialirkan melalui suatu wadah air yang mempunyai tinggi tekanan tetap.Lolume air (L) yang mengalir dalam waktu tertentu (t) kemudian diukur. Rumus koeisienpermeabilitas (konduktiitas) ditentukan berdasarkan rumus arcy 7

k = !i"t dan i = h!L

$engujian ini biasanya dilakukan terhadap material yang bersiat cukup rembes air(per"ious). $engeluaran udara saat penjenuhan perlu dilakukan secara hati'hati.

*elain pengujian laboratorium juga dalam in&estigasi ini dilakukan pengujian lapangan.

$engujian lapangan umumnya dilakukan untuk memperoleh hasil yang paling baik, karenapengujian lapangan mewakili kondisi lapangan. $engujian lapangan ini dilakukanberdasarkan perubahan tinggi tekanan yang terjadi di dalam suatu sumur #$ell%, lubang

47


48/88

bor atau sumur uji (test pit). *uatu cara yang sering digunakan adalah uji pompa melaluisumur #$ell).

Ga*+ar &.2 $engujian pemompaan di lapangan

:oeisien permeabilitaskonduktiitas (k) dihitung sebagai berikut 7

Ka"%" 13 K(n$#"# Al#ran Langgeng =Steady stage;3 Ak#4er Be+a"7

k = #ln$r%!r1&'$h%%- h1%&

.

48


49/88

Ka"%" 23 K(n$#"# Al#ran Langgeng =Steady stage;3 Ak#4er Tertekan7

k = #ln$r%!r1& %'($h% ) h1&

imana > adalah tebal lapisan akier yang ditinjau

Asumsi'asumsi yang digunakan adalah 7

Ka"%" 1 a) *umur pompa dibuat sampai setebal penuh dari ormasi lapisan pembawa air,b) 5erjadi kondisi aliran langgeng,c) ?ormasi lapisan pembawa air adalah homogin, isotropis dan jaraknya tak terbatas

pada semua arah,d) Berlaku asumsi upuit.

Ka"%" 2 a) $emompaan dalam kondisi aliran langgeng,b) * relati kecil dibandingkan >,c) $erubahab kecepatan surut kecil,d) ?ormasi lapisan pembawa air adalah homogin, isotropis dan jaraknya tak terbatas

pada semua arah.

$erlu diperhatikan bahwa terdapat cara'cara lapangan dan rumus'rumus sehubungandengan kondisi aliran yang tak langgeng #unsteay state) dan material'material yang tak

jenuh untuk mementukan koeisien permeabilitas berdasarkan daripengukuran kecepatanrembesan, dll. ($eriksa beberapa rujukan dari >arr, 5odd, edergren, Bouwer, $ower,

%*BR, %.*. Army orps).

49


50/88

IV. INVESTIGASI LAPANGAN KONDISI KHUSUS REMBESAN

alam e&aluasi untuk mengatasi masalah'masalah rembesan, akan melibatka

Evaluasi Kondisi Rembesan Bendungan

Documents

Transcript of Evaluasi Kondisi Rembesan Bendungan