MODUL 15 INSTRUMENTASI BENDUNGAN URUGAN - … · Adapun tujuan dari instrumentasi bendungan ini...

MODUL 15 INSTRUMENTASI BENDUNGAN URUGAN

MODUL INSTRUMENTASI BENDUNGAN URUGAN

PELATIHAN PERENCANAAN BENDUNGAN TINGKAT DASAR

MODUL 15

2017

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

validasi dan penyempurnaan Modul Instrumentasi Bendungan Urugan sebagai

Materi Substansi dalam Pelatihan Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar. Modul ini

disusun untuk memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN)

di bidang Sumber Daya Air.

Modul Instrumentasi Bendungan Urugan disusun dalam 5 (lima) bab yang terbagi

atas Pendahuluan, Materi Pokok, dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis

diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami

perencanaan instrumentasi bendungan. Penekanan orientasi pembelajaran pada

modul ini lebih menekankan pada partisipasi aktif dari para peserta.

Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim

Penyusun dan Narasumber Validasi, sehingga modul ini dapat diselesaikan dengan

baik. Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang senantiasa

terbuka dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan

peraturan yang terus menerus terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat

bagi peningkatan kompetensi ASN di bidang Sumber Daya Air.

Bandung, Nopember 2017

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Ir. K. M. Arsyad, M.Sc


ii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................. ii

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... v

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ....................................................................... vii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2 Deskripsi Singkat ............................................................................................. 2

1.3 Tujuan Pembelajaran ....................................................................................... 2

1.3.1 Hasil Belajar .......................................................................................... 2

1.3.2 Indikator Hasil Belajar ........................................................................... 2

1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ............................................................... 2

BAB II JENIS DAN FUNGSI INSTRUMEN .................................................................. 5

2.1 Umum ............................................................................................................... 5

2.2 Prinsip Dasar Instrumentasi ............................................................................. 5

2.3 Manfaat Instrumentasi ..................................................................................... 7

2.4 Jenis-Jenis Instrumen ...................................................................................... 9

2.4.1 Alat Ukur Tekanan Air Pori .................................................................... 9

2.4.2 Alat Ukur Tekanan Tanah Total .......................................................... 19

2.4.3 Alat Ukur Pergerakan .......................................................................... 23

2.4.4 Instrumen Ukur Rembesan ................................................................. 33

2.4.5 Alat Pemantau Gempa ........................................................................ 35

2.5 Latihan ........................................................................................................... 37

2.6 Rangkuman .................................................................................................... 37

2.7 Evaluasi .......................................................................................................... 38

BAB III DASAR PEMILIHAN INSTRUMEN .............................................................. 39

3.1 Umum ............................................................................................................. 39

3.1.1 Kelemahan dan Keuntungan ............................................................... 40


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI iii

3.1.2 Pemilihan Jenis dan Jumlah Instrumen ............................................... 40

3.2 Kalibrasi Awal ................................................................................................. 44

3.3 Latihan ............................................................................................................ 45

3.4 Rangkuman .................................................................................................... 45

3.5 Evaluasi .......................................................................................................... 46

BAB IV PERENCANAAN DAN PENEMPATAN INSTRUMEN ................................. 49

4.1 Umum ............................................................................................................. 49

4.2 Lokasi Instrumen ............................................................................................ 49

4.3 Sistim Otomatisasi .......................................................................................... 51

4.4 Penempatan Instrumen .................................................................................. 53

4.5 Lain-Lain ......................................................................................................... 58

4.6 Latihan ............................................................................................................ 59

4.7 Rangkuman .................................................................................................... 59

4.8 Evaluasi .......................................................................................................... 60

BAB V PENUTUP ...................................................................................................... 63

5.1 Simpulan ......................................................................................................... 63

5.2 Tindak Lanjut .................................................................................................. 63

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 64

GLOSARIUM............................................................................................................... 65

KUNCI JAWABAN ...................................................................................................... 67


iv PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Keuntungan dan Keterbatasan Berbagai Jenis Pisometer ...................... 10

Tabel 3.1. Kelemahan dan Keuntungan Instrumen ................................................ 40

Tabel 3.2. Kondisi yang Mempengaruhi Pemilihan Jenis dan Banyak Instrumen . 43


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pisometer Sistim Terbuka ................................................................ 12

Gambar 2.2. Pisometer Sistim Terbuka dan Alat Bacanya ................................... 12

Gambar 2.3. Perbedaan Prinsip Antara Standpipe Piezometer Dengan Observation

Well ................................................................................................... 14

Gambar 2.4. Mata Pisometer Hidraulik dan Double Tubing-Nya ......................... 15

Gambar 2.5. Drum Pemanas (Atas) dan Deairing Unit Untuk Mengeluarkan

Gelembung Udara Pada Sistim Hidraulik (Bawah) ......................... 15

Gambar 2.6. Prinsip Pembacaan Pisometer Hidraulik ......................................... 15

Gambar 2.7. Skematik dan Prinsip Kerja Pisometer Pneu .................................... 16

Gambar 2.8. Prinsip Pembacaan Pisometer Pneumatik ...................................... 17

Gambar 2.9. Pisometer Tipe Geonor dan BRS ..................................................... 18

Gambar 2.10. Prinsip Kerja Vibrating Wire Piezometer ......................................... 18

Gambar 2.11. Alat Pengukur Tegangan Tanah Total ............................................ 19

Gambar 2.12. Detail Alat Pengukur Tegangan...................................................... 20

Gambar 2.13. Total Pressure Cell Pada Bendungan Urugan Tanah .................... 21

Gambar 2.14. VW Pressure Cell ............................................................................ 22

Gambar 2.15. Alat Pengukur Beban Dengan Menggunakan Strain Gauge .......... 22

Gambar 2.16. Detail Percabangan Strain Meter .................................................... 23

Gambar 2.17. Patok Geser Permukaan (Surface Monuments) ............................. 24

Gambar 2.18. Penempatan Titik Referensi dan Pergerakan Awal ....................... 25

Gambar 2.19. Ekstensometer dan Elemen Penurunan ........................................ 26

Gambar 2.20. Hydraulic Settlement Cell ................................................................ 28

Gambar 2.21. ADFSD yang Mengelilingi Bendungan ........................................... 30

Gambar 2.22. Unit Inklinometer dan Prinsip Kerjanya ........................................... 31

Gambar 2.23. Hasil Pembacaan Inclinometer ....................................................... 32

Gambar 2.24. Alat Ukur Rembesan dan Sistim Remotenya ................................. 34

Gambar 2.25. Alat Ukur Parshall Flume ................................................................ 34

Gambar 2.26. Sistim Penempatan Alat Pengukur Rembesan ............................. 35

Gambar 2.27. Diagram Komponen Aselerograf..................................................... 35

Gambar 2.28. Accelerograph dan Rekamannya ................................................... 37

Gambar 3.1. Bendungan Wadaslintang, Jawa Tengah dan Instrumentasinya ..... 41

Gambar 3.2. Penampang Fondasi Bendungan Manggar, Kalimantan Timur ....... 42


vi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

Gambar 4.1. Contoh Lay Out Penempatan Instrumen Pada Suatu Bendungan ...... 51

Gambar 4.2. Instrumentasi Geoteknik Dengan Sistem Data Akuisisi Otomatik

(Automated Data Acquisition System, ADAS) ..................................... 52

Gambar 4.3. Konfigurasi Sistem Datalogger Berdiri Sendiri ...................................... 52

Gambar 4.4. Instrumentasi di Bendungan Krenceng, Cilegon, Berupa Pisometer Pipa

Tegak Pada Fondasi dan Tubuh Bendungan dan Garis Freatiknya..... 55

Gambar 4.5. Instrumentasi di Bendungan Batutegi, Lampung yang Cukup Lengkap 56

Gambar 4.6. Penempatan Kabel/ Tubing Untuk Mengurangi Potensi Rembesan ..... 57

Gambar 4.7. Penghalang Rembesan yang Dipasang di Beberapa Tempat Untuk

Mengantisipasi Terhadap Rembesan Melalui Bidang Kontak

Kabel/Tubing Dengan Timbunan Tanah ............................................... 58


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI vii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Deskripsi

Modul Instrumentasi Bendungan Urugan terdiri dari tiga kegiatan belajar

mengajar. Kegiatan belajar pertama membahas tentang jenis dan fungsi

instrumen. Kegiata belajar kedua membahas tentang dasar pemilihan instrumen.

Kegiatan belajar kegita membahas tentang perencanaan dan penempatan

instrumen.

Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang

berurutan. Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk

memahami perencanaan instrumentasi bendungan. Setiap kegiatan belajar

dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi alat ukur tingkat

penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi dalam modul ini.

Persyaratan

Dalam mempelajari modul pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan dapat

menyimak dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat

memahami dengan baik materi yang merupakan inti dari Perencanaan

Bendungan. Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan dapat membaca

terlebih dahulu materi sebelumnya terkait geoteknik bendungan.

Metode

Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah

dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Widyaiswara/ Fasilitator,

adanya kesempatan tanya jawab, curah pendapat, bahkan diskusi.

Alat Bantu/ Media

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/

Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/ proyektor, Laptop, white board dengan

spidol dan penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/ atau bahan ajar.


viii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

Tujuan Kurikuler Khusus

Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,

peserta diharapkan mampu memahami perencanaan instrumentasi bendungan

pada bendungan urugan.


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

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. Kerusakan atau runtuhnya suatu

bendungan dapat terjadi karena beberapa hal, diantaranya adalah:

melimpasnya air diatas mercu bendungan (overtopping), longsornya lereng

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

erosion atau “piping”) dan lain sebagainya. Berdasarkan statistik dan

penelitian para ahli, menyatakan bahwa lebih kurang 85% kerusakan

bendungan adalah disebabkan oleh pengaruh hidraulik dan rembesan air,

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

bendungan tidak semuanya dapat dihitung secara teoritis.

Untuk dapat melakukan perencanaan instrumentasi geoteknik pada suatu

bendungan urugan secara efisien dan tepat sasaran, perencana perlu

memahami prinsip-prinsip dasar instrumentasi, termasuk jenis instrumen,

pemilihan jenis, dan lain sebagainya.

Dalam rangka meningkatkan pelaksanaan pengelolaan sumber daya air di

wilayah-wilayah sungai, kemampuan para pengelola BBWS/ BWS perlu

ditingkatkan. Oleh karena itu perlu dilakukan pelatihan-pelatihan bagi para

personil BBWS/ BWS, terutama dalam bidang instrumentasi bendungan

urugan. Oleh karena itu, perlu dibuat modul instrumentasi bendungan urugan

yang membahas mengenai jenis-jenis, pemilihan jenis, filosofi pemilihan dan

desain penempatan instrumen yang sesuai dengan kebutuhan, dan lain-

lainnya.


2 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

1.2 Deskripsi Singkat

Mata pelatihan ini membekali peserta dengan pengetahuan terkait dengan

jenis dan fungsi instrumen; dasar pemilihan instrumen; perencanaan dan

penempatan instrumen.

1.3 Tujuan Pembelajaran

1.3.1 Hasil Belajar

Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,

peserta diharapkan mampu memahami perencanaan instrumentasi

bendungan pada bendungan urugan.

1.3.2 Indikator Hasil Belajar

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan mampu:

a) Menjelaskan jenis dan fungsi instrument

b) Menjelaskan dasar pemilihan instrumen

c) Menjelaskan perencanaan dan penempatan instrument

1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

a) Materi Pokok 1: Jenis dan Fungsi Instrumen

1) Umum

2) Prinsip Dasar Instrumentasi

3) Manfaat Instrumentasi

4) Jenis-Jenis Instrumen

5) Latihan

6) Rangkuman

7) Evaluasi

b) Materi Pokok 2: Dasar Pemilihan Instrumen

1) Umum

2) Kalibrasi Awal

3) Latihan

4) Rangkuman

5) Evaluasi



c) Materi Pokok 3: Perencanaan dan Penempatan Instrumen

1) Umum

2) Lokasi Instrumen

3) Sistim Otomatisasi

4) Penempatan Instrumen

5) Lain-Lain

6) Latihan

7) Rangkuman

8) Evaluasi



BAB II

JENIS DAN FUNGSI INSTRUMEN

2.1 Umum

Pemasangan instrumen geoteknik pada suatu bendungan urugan tanah,

tergantung dari sifat-sifat perlapisan tanah/ batuan yang dipengaruhi oleh:

faktor-faktor sejarah geologi lapisan-lapisan tanah/ batuan, serta waktu dan

beban-beban lain yang bekerja. Hal tersebut terjadi hampir pada semua

pekerjaan geoteknik yang selalu menunjukkan kondisi yang berbeda dalam

perencanaan dan kenyataannya di lapangan. Bila perencanaan/ desain terlalu

konservatif atau sebaliknya, hal tersebut malahan kurang aman. Terlalu

konservatif berarti terlalu mahalnya suatu kontruksi, sedangkan suatu

kegagalan akan berarti kerugian material, waktu dan korban jiwa.

Parameter geoteknik yang perlu dipantau dalam kontruksi suatu bendungan

urugan tanah, baik selama pelaksanaan konstruksi maupun operasinya untuk

mengetahui perilaku bendungan, yaitu deformasi baik vertical maupun

horizontal, rembesan, muka air preatis atau tekanan air pori serta kegempaan

yang mempengaruhi keamanan bendungan dan bangunan pelengkapnya.

Adapun tujuan dari instrumentasi bendungan ini adalah untuk memantau

perilaku bendungan yang diakibatkan oleh gaya-gaya yang bekerja pada

bendungan yang menyebabkan terjadinya deformasi, rembesan air dan

tekanan air pori, dan lain-lainnya. Pemantauan instrumen ini diperlukan saat

pelaksanaan konstruksi, pengisian pertama dan selama operasi waduk.

2.2 Prinsip Dasar Instrumentasi

Pada prinsipnya instrumen geoteknik yang dipasang pada bendungan dan

bangunan pelengkapnya harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

a) Cukup kuat dan akurat.

b) Handal dan tahan lama yang sangat tergantung pada harga

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan jenis dan fungsi instrumen bendungan urugan.



c) Biaya pemeliharaan serendah mungkin.

d) Sederhana dan mudah dalam pemeliharaan.

e) Mudah dilaksanakan pemasangan dan penggantian komponen serta tidak

mengganggu kontruksi.

Faktor - faktor yang mempengaruhi pemasangan instrumen bendungan

adalah:

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.

Instrumentasi tersebut harus ditangani oleh suatu tim yang didukung fasilitas

dan dana yang memadai. Petugas-petugas harus dilatih dengan baik,

sehingga memahami tugas dan instrumen-instrumen yang dipasang, 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

yang terlatih dan bertanggung jawab.

Untuk bendungan baru, pemantauan/monitoring instrumentasi biasanya

dilakukan lebih intensif, terutama pada tahap konstruksi dan pengisian awal.

Sedangkan untuk bendungan lama, pemantauan dapat dilakukan lebih jarang,

kecuali terjadi peristiwa luar biasa (misalnya gempa bumi). Musim kemarau

yang berkepanjangan, akan dapat mengakibatkan terjadinya keretakan/

rekahan di dalam tubuh bendungan, sehingga perlu perhatian terhadap

perilaku tekanan air pori dan rembesan.

Pada prinsipnya, parameter dasar yang harus diukur yang mempengaruhi

keperluan instrumentasi, adalah :

a) Debit dan kualitas air rembesan.

b) Deformasi (vertikal & horizontal).

c) Tekanan air pori/muka air freatis.

d) Vibrasi (bila bendungan tinggi dan terletak pada zona gempa sedang -

tinggi).



Penentuan jumlah, jenis, dan lokasi instrumen yang diperlukan pada

bendungan atau tanggul hanya dapat dilakukan secara efektif berdasarkan

gabungan antara pengalaman, akal budi, dan intuisi. Setiap bendungan

urugan mempunyai permasalahan khusus, dan memerlukan solusi tersendiri

untuk persyaratan instrumentasi. Oleh karena itu, dalam mendesain sistem

instrumentasi perlu dipahami, dan dipertimbangkan pengaruh kondisi

geoteknik tubuh bendungan, fondasi, ebatmen, dan tebing waduk. Geoteknik

merupakan bagian utama dalam desain bendungan, seperti desain

bendungan di atas kondisi fondasi yang sulit, tingkat bahaya tinggi di hilir,

adanya masalah secara visual, lokasi yang terpencil, operasi yang tidak

terkendali secara normal atau hal lain yang menuntut penyediaan

instrumentasi. Keadaan alat harus dipahami, dan jelas tujuannya, termasuk

sistem struktur tanah atau batuannya. Tenaga yang berkecimpung dalam

pemasangan instrumentasi lapangan harus mengerti tentang ilmu mekanika,

dan fisika dasar yang terkait, dan berbagai instrumen yang cocok untuk

berfungsi dalam kondisi yang dihadapi.

2.3 Manfaat Instrumentasi

Pemasangan instrumen bendungan urugan mempunyai arti yang sangat

penting, karena dapat bermanfaat sebagai :

a) Perkiraan secara analitis keamanan bendungan;

b) Perkiraan perilaku jangka panjang;

c) Evaluasi legal (aspek hukum);

d) Pengembangan, dan verifikasi untuk desain yang akan datang.

Untuk dapat memenuhi hal tersebut, data hasil pengamatan instrumentasi

harus merupakan data lengkap dan dapat dipertanggung jawabkan tingkat

ketelitiannya. Data tersebut antara lain, berupa: data kuantitatif untuk menilai

atau menaksir besarnya tekanan air pori, deformasi, tegangan total, bocoran,

temperatur, kejadian gempa, dan muka air waduk. Berbagai variasi instrumen

dapat digunakan dalam program pemantauan secara lengkap untuk

menentukan semua kondisi kritis suatu bendungan.



Manfaat lain dari instrumentasi adalah:

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

konservatif mengenai karakteristik material dan struktural. Berdasarkan

hasil pembacaan instrumen di lapangan yang kemudian dibandingkan

dengan anggapan/ asumsi desain, untuk memastikan apakah parameter-

parameter desain sesuai dengan hasil-hasil pengukuran yang dilakukan.

b) Prediksi; bila pembacaan instrumen dilakukan pada saat atau selama

kontruksi, kita akan dapat memprediksi kondisi bangunan dan kinerjanya

serta jika ditemui penyimpangan/bias segera dilakukan perbaikannya.

Sedangkan pada bendungan-bendungan lama, juga bisa diprediksi kinerja

dan keamanan serta kondisinya apakah dalam kondisi aman atau tidak,

sehingga dapat memberikan masukan untuk pemeliharaan kedepan.

c) Penelitian; dengan mempelajari kinerja dan perilaku dari suatu

bendungan berdasarkan data instrumentasi, kita dapat mengetahu gaya-

gaya yang bekerja pada bendungan yang sudah ada atau parameter

desain yang benar di lapangan, sehingga kita dapat memahami lebih

dalam yang nantinya sangat bermanfaat dalam memberikan masukan-

masukan pada perencana dan pengelola bendungan. Berdasarkan

analisis dan evaluasi data dari pembacaan instrumen yang ada kita bisa

mengetahui beberapa hal yang menyebabkan terjadinya kerusakan

bendungan, antara lain;

1) Kondisi geologi yang kurang diperhatikan, baik pondasi bendungan

maupun kedua bukit tumpuan.

2) Erosi buluh yang terjadi melalui pondasi atau tubuh bendungan.

3) Retakan memanjang akibat perbedaan penurunan di sepanjang

bidang antara zona yang berdekatan.

4) Kerusakan karena tersumbatnya sistim drainase.

5) Limpasan air lewat puncak bendungan karena kapasitas bangunan

pelimpah tidak mencukupi.



6) Retak melintang karena terjadi perbedaan penurunan antara timbunan

tubuh bendungan dengan bukit tumpuan yang curam yang dapat

mengakibatkan terjadinya rekah hidraulik.

2.4 Jenis-Jenis Instrumen

Parameter-paremeter yang perlu diamati yang berkaitan dengan bendungan

urugan, adalah :

a) Tekanan air pori

b) Pergerakan vertikal dan horizontal

c) Rembesan

d) Tegangan tanah total

e) Beban atau gaya

Untuk mengukur parameter-parameter tersebut di atas, berbagai jenis

instrumen di uraikan di bawah ini.

2.4.1 Alat Ukur Tekanan Air Pori

Pada pemeriksaan kestabilan serta pengawasan konstruksi pekerjaan tanah,

diperlukan data perubahan tekanan air pori pada tempat tertentu sebelum kita

bisa menganalisis prinsip-prinsip tekanan effektif.

Prinsip dasar bekerjanya pisometer adalah bahwa suatu elemen yang porus

dari pisometer dimasukkan ke dalam tanah, sehingga air tanah dapat masuk

kedalamnya dan terkumpul di dalam unit elemen. Pengukuran permukaan air

atau tekanan air di dalam alat pisometer dapat dapat digunakan untuk

enghitung besarnya tekanan air pori.

Sejumlah alat pengukur tekanan air pori telah dikembangkan selama 4 dekade

ini. Mata pisometer dibuat sedemikian rupa, agar dapat mengukur tekanan air

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

pekerjaan pemadatan tanah timbunan, bidang pertemuan tanah dan dinding

atau pondasi tiang serta pada suatu struktur yang mendapat beban dinamik.

Pisometer juga dapat digunakan untuk mengukur elevasi muka air freatis

yang terjadi di dalam tubuh bendungan.



Berdasarkan prinsip kerjanya, terdapat 2 macam pisometer, yaitu sistem terbuka

dan sistem tertutup. Jenis alat ukur tekanan air pori dan air tanah sistem terbuka,

diantaranya adalah :

a) Pisometer pipa tegak (standpipe piezometer), yang terdiri atas :

1) Porous-tube pisometer, yakni ujung pipa (mata pisometer) berupa pipa

berlubang-lubang/perforasi yang porous)

2) Slotted pipe pisometer (mata pisometer dari pipa yang digergaji dengan

spasi tertentu)

b) Pipa atau sumur pengamatan (observation well)

Sedangkan sistem tertutup, diantaranya adalah :

a) Pisometer pipa ganda hidraulik (hydraulic twin-tube pisometer)

b) Pisometer pnumatik (dengan tekanan gas, pneumatik pisometer)

c) Pisometer elektrik (electric pisometer)

Keuntungan dan keterbatasan dari jenis pisometer tersebut dapat dilihat pada

tabel dibawah.

Tabel 2.1. Keuntungan dan Keterbatasan Berbagai Jenis Pisometer



a) Pisometer Pipa Tegak Terbuka

Jenis ini adalah yang paling sederhana dan telah dipergunakan secara

luas pada lapisan tanah yang pervious atau semi pervious. Prinsip

kerjanya adalah: air tanah masuk melalui bagian pipa yang ujung

bawahnya diberi bagian yang porous yang bisa dilewati air (tanpa

membawa butiran tanah) dengan cara membungkus mata pisometer

dengan lapisan filter, sehingga air di dalam pipa tersebut akan

memperoleh keseimbangan dengan air tanah di luar pipa. Cara

pemasangan biasanya dilakukan dengan bantuan mesin bor, tetapi ada

juga dapat ditekan ke dalam lapisan tanah yang lunak. Tekanan air pori

dihitung sebagai perbedaan elevasi muka air di dalam pipa dengan

elevasi mata pisometer, yang diukur secara manual menggunakan alat

ukur (dipmeter). Mata pisometer yang lazim digunakan adalah tipe

Casagrande dimana elemen porous atau mata pisometernya terbuat dari

keramik dengan pori-pori yang ukurannya beberapa mikron, tergantung

jenis tanah yang akan diukur.

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

bronze yang porous (diciptakan oleh NGI). Bila tekanan dalam pipa

sampai melebihi tinggi air maksimum di dalam pipa, misalnya pada

tekanan lapisan artesis, maka digunakan manometer Bourdon. Perlu

diingat bahwa gelembung udara harus dikeluarkan dari dalam pipa, agar

hasil pengukurannya teliti.

Jenis mata pisometer ditentukan berdasarkan ukuran pori-porinya,

misalnya jenis "low air entry" dan "high air entry". Mana yang akan

digunakan tergantung jenis tanah/ batuannya.



Gambar 2.1. Pisometer Sistim Terbuka

Gambar 2.2. Pisometer Sistim Terbuka dan Alat Bacanya



Filter dan mata pisometer harus dijenuhkan terlebih dulu sebelum

dipasang, supaya udara tidak masuk ke dalam pori-pori mata pisometer,

sehingga tekanan udara dapat melampaui tegangan kapiler di dalam pori-

pori tanah. Bila tegangan kapiler telah dilampaui, 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". Dengan menggunakan persamaan tekanan air dalam tabung

kapiler, dapat dihitung ukuran porinya. Misalnya nilai "air entry" antara 100

- 600 kPa adalah setara dengan ukuran sebesar 2 - 0.5 mikron diameter

pori-porinya; semakin tinggi nilai air entry, semakin sulit udara masuk ke

dalam pori-pori filter.

Dipasaran dikenal dua macam mata pisometer, yakni :

1) High air entry, diameter pori sekitar 1 dengan koefisien

permeabilitasnya sekitar 10-6 cm/det, digunakan untuk tanah yang

jenuh sebagian atau akan mengalami tekanan air pori negatif.

2) Low air entry, diameter pori sekitar 60 dengan koefisien

permeabilitasnya sekitar 10-2 cm/det, dan digunakan untuk 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 dipasang, dengan cara merebus mata (tip) pisometer

tersebut selama 24 jam agar mencapai penjenuhan yg sempurna.



Gambar 2.3. Perbedaan Prinsip Antara Standpipe Piezometer Dengan Observation Well

b) Pisometer Hidraulis

Pada sistem ini, elemen porous dari mata pisometer dihubungkan dengan

dua buah pipa plastik kembar (twin tubing) yang lentur (flexible) dan

dihubungkan dengan alat baca berupa manometer air raksa, manometer

Bourdon atau electronic tranducer.

Berbeda dengan pisometer pipa terbuka, alat baca pisometer jenis ini

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 (dengan cara direbus dan divakum terlebih

dahulu) untuk menghindari kesalahan pembacaan. Elemen porous mata

pisometer biasanya terbuat dari keramik; jenis mata pisometer juga terdiri

dari :

1) 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.

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

cm/detik, dipergunakan pada tanah yang jenuh air.

Jenis pisometer ini dapat untuk mengukur tekanan air pori, baik yang

positif maupun yang negatif.



Gambar 2.4. Mata Pisometer Hidraulik dan Double Tubing-Nya

Gambar 2.5. Drum Pemanas (Atas) dan Deairing Unit Untuk

Mengeluarkan Gelembung Udara Pada Sistim Hidraulik (Bawah)

Gambar 2.6. Prinsip Pembacaan Pisometer Hidraulik

Catatan :

Karena pengoperasian dan pembacaannya yang cukup kompleks, maka

jenis pisometer hidraulis ini sekarang jarang digunakan.



c) Pisometer Pneumatis

Pada prinsipnya sistim ini bekerja dengan dasar, bahwa tekanan air pori

yang bekerja membran/ diafragma pada mata pisometer diimbangi

dengan memberikan tekanan gas pneumatik, seperti diagram berikut :

Gambar 2.7. Skematik dan Prinsip Kerja Pisometer Pneu

Mekanisme kerjanya adalah sebagai berikut: tekanan pneumatik

dipompakan dari unit alat baca yang mempunyai regulator dan signal

untuk mengatur kapan terjadi keseimbangan antara tekanan udara yang

masuk (biasanya nitrogen) dan tekanan air pori. Pembacaan dilakukan

pada keadaan yang telah mencapai keseimbangan dengan

menggunakan manometer Bourdon atau alat baca digital lainnya. Sistem

twin tubing mirip dengan pisometer hidraulis, hanya disini berisi udara (gas

nitrogen). Cara pemasangan juga mirip dengan pisometer hidraulik.

Sistem ini tidak dianjurkan untuk dipasang pada lapisan yang diperkirakan

akan terjadi tekanan negatif.

Jenis pisometer pneumatik ini dapat memberikan respons yang cukup

cepat terhadap perbedaan tekanan air pori dalam waktu yang singkat,

juga dapat digunakan di tempat dimana terjadi perbedaan elevasi yang

cukup siknifikan antara mata pisometer dengan alat bacanya.



Gambar 2.8. Prinsip Pembacaan Pisometer Pneumatik

d) Vibrating Wire Pisometer

Jenis ini menggunakan prinsip vibrating wire, sama seperti halnya pada

pengukuran beban. Tekanan air pori yang masuk melalui filter direspons

oleh diafragma yang menekan vibrating wirenya, dimana frequency yang

berubah dicatat pada alat baca, sehingga perubahan tekanan air pori

dapat diketahui.



Gambar 2.9. Pisometer Tipe Geonor dan BRS

Untuk menghindari rusaknya sistem elektris terhadap bahaya petir, maka

disarankan agar kabel-kabel terbungkus cukup rapat dan tebal kemudian

ditanam ke dalam tanah. Pemasangan sistim anti petir sebaiknya

dilakukan oleh ahli yang berkompeten.

Gambar 2.10. Prinsip Kerja Vibrating Wire Piezometer



2.4.2 Alat Ukur Tekanan Tanah Total

Alat tekanan tanah total ini dipasang untuk mengukur :

a) Tegangan-tegangan pada bidang pertemuan antara suatu konstruksi

yang kaku dengan timbunan tanah.

b) Tegangan yang terjadi di dalam tanah/batuan pada kondisi

pembebanan tertentu.

Pengukuran tegangan total ini biasanya disertai dengan pengukuran tegangan

air pori untuk memperoleh tegangan effektif. Pengukuran tegangan dengan

alat total pressure cell ini dapat dilakukan pada berbagai kondisi pembebanan

yang terjadi, terutama pada keadaan lokasi/ penampang bendungan yang

dianggap paling berbahaya. Beberapa alat pengukur tekanan tanah total

tersebut diuraikan di bawah.

a) Hydraulic/ Pneumatic Pressure Cell

Alat ini terdiri dari cell berupa 2 keping logam yang cukup kuat, tipis dan

tidak mudah berkarat. Celah antaranya terisi cairan yang dapat diukur

tegangannya akibat tekanan tanah atau batuan yang bekerja di

sekelilingnya. Cairan berupa minyak bila digunakan pada alat pada

lapisan tanah, sedangkan untuk lapisan batuan digunakan air raksa yang

membentuk sistem hidraulis tertutup.

Gambar 2.11. Alat Pengukur Tegangan Tanah Total

Instrumen ini juga digunakan untuk mengukur besarnya tegangan-

tegangan normal pada bagian bangunan yang hasilnya kemudian

dibandingkan dengan hasil analisis. Pada bendungan beton tipe busur,

instrumen ini digunakan untuk mengukur tegangan arah horisontal dan tegak



lurus terhadap elemen busur tipis yang berdekatan dengan puncak

bendungan. Meskipun didesain hanya untuk mengukur tegangan tekan saja,

tetapi dapat juga digunakan untuk mengukur tegangan tarik. Hal tersebut

dapat 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 2.12. Detail Alat Pengukur Tegangan

Alat stress meter ini terdiri dari diafragma yang berisi air raksa berbentuk

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

yang menonjol di bagian sampingnya. Pusat pelat di bawah ruang pelat

pengukur tersebut bersifat fleksibel yang disebabkan oleh adanya

penipisan. Air raksa yang berhubungan langsung dengan pelat

menyebabkan pelat tersebut dapat terdefleksi 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 itu, alat tersebut juga

dapat mengukur temperatur bagian dalam bangunan dengan cara memasang

secara seri tahanan di antara dua coil tersebut.



Gambar 2.13. Total Pressure Cell Pada Bendungan Urugan Tanah

Cell instrumen tersebut dihubungkan dengan transducer elektrik secara

pneumatis atau hydraulis, dan bersama-sama dipasang di dalam sturktur

(beton) atau tanah/ batuan yang akan diukur tekanannya.

Twin tubing dari nylon menghubungkannya dengan alat baca yang berupa

manometer atau digital LCD (Liquid Crystal Display).

b) Vibrating Wire (VW) Pressure Cell

Prinsip kerja alat ini menggunakan sistem pengukuran 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) harus dikalibrasikan antara frekuensi dengan

beban, seperti gambar di awah ini.

Pelindung luar harus cukup kuat terhadap beban statis atau dinamis,

misalnya pada turap baja yang dipancang, seperti yang dibuat oleh NGI

(Norwegian Geotechnical Institute).



Gambar 2.14. VW Pressure Cell

c) Strain Gauge Load Cell

Pada umumnya, alat pengukur beban ini dipasang pada batang angkur di

dalam suatu galeri atau tumpuan. Prinsip kerjanya berdasarkan tahanan

listrik suatu logam yang berubah karena deformasi akibat beban yang

bekerja. Pengukuran strain gauge yang dipasang pada load cell ini

menggunakan sistem jembatan Wheatstone. Alat baca ini juga

dikalibrasikan terlebih dahulu terhadap beban.

Gambar 2.15. Alat Pengukur Beban Dengan Menggunakan Strain Gauge

d) Alat 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 besaran tahanan. Selain itu, sensor tersebut

dapat mengubah temperatur kawat menjadi besaran tahanan kawat

tersebut. Strain meter joint meter (SM), dan stress meter adalah merupakan



instrumen-instrumen yang menggunakan prinsip regangan, perpindahan

tempat (alihan), tegangan, dan perubahan temperature. SM terdiri dari satu

atau lebih strain meter, bentuk rangka laba-laba pendistribusi arah, kabel,

dan sistem alat baca.

Tujuan dipasangnya instrumen ini adalah untuk mengetahui besarnya

regangan antara bendungan dan tumpuan/ fondasi atau diantara komponen-

komponen bendungannya sendiri. 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 2.16. Detail Percabangan Strain Meter

2.4.3 Alat Ukur Pergerakan

a) Patok Geser (Surface monuments)

Alat ini berupa patok/monument dipasang untuk mengukur pergerakan

permukaan tanah (vertical dan horizontal) di sekeliling struktur yang

diamati, misalnya di bagian puncak dan lereng bendungan. Patok/

monument tersebut harus cukup kuat tertanam, stabil dan mudah diakses

oleh petugas pengukur.

Alat pengukur pergerakan permukaan atau Surface Movement Devices

(SMD), digunakan untuk memantau gerakan horisontal dan vertikal dari

bendungan, fondasi, dan bangunan-bangunan pelengkap lainnya.

Instrument ini berupa unit/ alat yang sederhana. Umumnya, terdiri dari

beton yang dicor kedalam lubang-lubang bor. Sedangkan baja tulang atau



angker diikatkan dalam "Survey Monument" beton. Kedalaman lubang

tergantung dari posisinya, tetapi pada umumnya minimum sebesar 1,20

m.

Gambar 2.17. Patok Geser Permukaan (Surface Monuments)

Suatu titik tetap (Bench Mark) pada bangunan yang ada (lama) dapat dipakai

sebagai titik pengukuran awal (referensi) pada arah horizontal maupun

vertikal. Titik-titik tetap tersebut sebagai titik referensi sebaiknya dibuat di

luar dari bagian yang masih dapat dipengaruhi oleh pergerakan dari

bangunan yang diukur. Paling tidak diperlukan dua buah titik tetap yang

secara periodik diperiksa ketelitiannya. Dengan bertambahnya kemanjuan di

bidang elektronika maka telah ditemukan alat pengukur jarak dan

perpindahan horizontal yang lebih teliti. Cara pengukuran dapat dilakukan

dengan dengan cara tertutup, yakni melakukan pengukuran terhadap titik-titik

SMD yang diikat pada dua titik referensi (BM). Hasil pengukuran pada 3

arah (X,Y dan Z) pada waktu tertentu dapat diketahui dengan

membandingkan dengan hasil pengukuran awal yang telah dibuat. Perlu

diperhatikan agar di dalam menentukan titik referensi atau titik-titik BM,

lokasinya supaya terletak di luar daerah yang di pengaruhi oleh bangunan

tersebut.



Gambar 2.18. Penempatan Titik Referensi dan Pergerakan Awal

b) Magnetic Extensometer

Alat ini dipasang untuk mengukur pergerakan vertikal (penurunan) dari

lapisan tanah yang tidak hanya berupa timbunan, tetapi juga pada fondasi

melalui lubang bor. Sistem pipa bersifat telescoping dengan pipa besar

dan kecil yang dipasang vertikal dengan sedikit toleransi beberapa derajat.

Pada lapisan-lapisan yang ingin diketahui pergerakannya dipasang cincin

magnet di sekeliling pipa akses/ inklinometer, baik berupa piringan

maupun dengan sistem pegas yang dapat bergerak bebas di sekeliling

pipa akses tersebut. Dengan memasukkan alat baca (reed switch probe)

yang dapat berbunyi bila menyentuh medan magnet dari cincin

penurunan, maka posisi cincin magnet tersebut dapat ditentukan dengan

tepat, yakni jaraknya terhadap datum yang dipasang di bagian bawah

pipa. Diameter lubang cincin magnet sekitar 90-120 mm. Diameter luar

(o.d) pipa akses/ inklinometer adalah 33.5 mm, dan diameter dalam (i.d.)

24.5 mm, panjang 3.00 m, dan pipa penyambung (coupling) o.d. 40.0

mm, dan i.d. 34.0 mm.



Gambar 2.19. Ekstensometer dan Elemen Penurunan

Jenis dan macam cincin magnet tersebut, adalah :

1) Cincin magnet dengan kaki pegas (spider magnet); alat ini biasanya

dipasang di lapisan fondasi melalui lubang bor. Pegas-pegas di ikat

dengan tali nylon pada waktu pemasukkan ke dalam pipa, bila telah

mencapai posisi yang dikehendaki, tali pengikat dilepas dengan pisau

khusus dari permukaan secara pneumatis, dengan demikian kaki-kaki

pegas terbuka dan menekan dinding lubang dengan kuat.

2) Cincin magnet dengan panah (arrowhead magnet); alat ini juga

biasanya dipasang di lapisan fondasi melalui lubang bor.Tekanan

pneumatik dipompakan untuk mendorong panah-panah dari alat

keluar menusuk dinding lubang, setelah alat mencapai kedalaman

yang ditentukan; alat ini sesuai digunakan untuk tanah yang agak

padat atau batuan lunak.

3) Cincin magnet dengan pelat PVC; alat ini dipasang saat pelaksanaan

timbunan bendungan, sesuai dengan kemajuan penimbunan pada

posisi yang telah ditentukan, diameter pelat PVC ini sekitar 30 cm.



c) Hydraulic Settlement Cell

Instrumen ini dipasang pada timbunan (tubuh bendungan) tanpa

menggunakan batang-batang atau pipa-pipa vertikal yang dapat

mengganggu kelancaran pemadatan.

Prinsip kerjanya adalah mengukur permukaan air di dalam cell melalui

tubing ke manometer air raksa yang dipasang di gardu Pengamatan. Air

yang telah bebas dari gelembung udara dimasukkan dari gardu

pembacaan, ke dalam cell melalui tubing air; air yang melimpas di dalam

cell dikembalikan melalui tubing balik/ drainasi.

Sirkulasi air dilakukan terus dilakukan sedemikian rupa, sehingga semua

gelembung-gelembung udara keluar dari sistim, 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 (bidang

A) adalah sama dengan tekanan udara luar melalui tubing udara, maka

tingginya dapat dibaca dari manometer air raksa. Perubahan permukaan

A dapat dibaca pada manometer yang dapat diinterpretasikan sebagai

perubahan elevasi air di dalam cell tersebut.

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

40 m tinggi kolom air terhadap gardu pembacaan dengan ketelitian ± 1

cm. Cell ini biasanya dipasang di dalam pasir yang dipadatkan atau di

dalam beton. Untuk memperkuat dudukannya, maka di dasar cell

biasanya dipasang pelat dasar bergaris tengah 30 cm. Ketiga tubing yang

menghubungkan cell dengan gardu pengamatan diberi tanda-tanda/ label

berwarna untuk membedakannya. Bila dipandang perlu untuk

meningkatkan kapasitas manometer air raksa, maka ditambahkan sistim

back pressure unit.



Gambar 2.20. Hydraulic Settlement Cell

d) Automatic Double FIuid Settlement Device(ADFSD)

Sistem ini direncanakan untuk mengukur Penurunan (settlement) secara

menerus dengan suatu tubing yang dipasang melingkari geometri

bendungan secara horizontal pada elevasi tertentu (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 rekaman menerus dari interface ini dapat dilakukan.

Setelah selesainya pembacaan ini, air raksa dikeluarkan dari tubing dan

diganti dengan air.

Sistem ini ada yang semi automatic dan automatic 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 yang 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 juga dapat mengukur penurunan lapisan

tanah sampai 3,5 meter di bawah panel operasional di dalam gardu

pembacaan dengan ketelitian ± 1 cm. Bila sitim ini dipasang pada suatu

bendungan besar, seperti gambar di bawah, gardu pembacaan harus

terletak di lereng hilir kira-kira setinggi loop yang terpasang. Gardu

tersebut dapat mengalami penurunan, karena pondasinya terletak pada

lereng yang juga ikut turun, sehingga koreksi elevasi gardu terhadap suatu

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

dalam membuat plot kurva penurunan.



Gambar 2.21. 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 antara lain adalah

bendungan Tarbela (Pakistan) dan Wadaslintang (Jawa Tengah).

e) Inklinometer

Instrumen inklinometer ini dipasang untuk mengamati atau memonitor

suatu pergerakan ke arah horizontal di dalam lapisan tanah atau batuan.

Pipa aluminium atau plastik yang mempunyai empat alur bersudut antara

90° dipasang di dalam lubang bor, atau pada tahapan penimbunan tanah,

atau pada dinding suatu struktur. Pengukuran pergerakan dilakukan

dengan menggunakan torpedo yang mempunyai 4 roda dan masukkan ke

dalam alur pipa inklinometer, bagian atas torpedo dihubungkan dengan

kabel ke alat baca. Yang diukur adalah signal elektronik dari servo-

accelerometer yang menunjukkan kemiringan torpedo tersebut terhadap



garis vertikal, pada interval panjang/ kedalaman pembacaan tertentu

(biasanya antara 0,50 – 1,0 m).

Gambar 2.22. Unit Inklinometer dan Prinsip Kerjanya

Dengan menjumlahkan deviasi horizontal dari hasil pembacaan dengan

interval setiap 0.50 m atau 1,0 m, maka dapat digambarkkan kurva

deformasi dengan skala tertentu dan pada waktu tertentu. Dengan

membandingkan kurva-kurva pembacaan terdahulu dengan kurva-kurva

berikutnya, dapat diketahui arah deformasi di sepanjang tabung

inklinometer tersebut. Dengan menggunakan logger hasil pembacaan/

pengukuran langsung apat diperoleh di lapangan, seperti gambar di

bawah.



Gambar 2.23. Hasil Pembacaan Inclinometer

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 dipasang tegak lurus satu sama

lain.

Torpedo ini cukup kuat, kedap air dan harus dikalibrasi secara berkala.

Pipa inklinometer bergaris tengah sekitar 60 mm, dengan 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 daerahdaerah pantai, konstruksi pelabuhan)

meskipun tabung aluminium tersebut telah diberi epioxy - coating.



Pada pemasangan pipa inklinometer melalui lubang bor bor, maka

ruangan antara pipa dengan dinding harus diisi dengan semen grout atau

pasir/ bentonite, sedangkan pada penimbunan tanah (bendungan) perlu

dilakukan 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 dibuatkan penutup yang cukup kuat dan

aman dari gangguan serta diberi catatan/label seperlunya.

Untuk pemasangan pipa inklinometer yang cukup panjang (misalnya lebih

dari 50 m) perlu diperhatikan kemungkinan terpuntirnya pipa tersebut yang

dapat mengakibatkan salah interpretasi arah deformasinya. Diperlukan

kecermatan pada waktu pemasangannya.

Untuk deformasi yang cukup besar, torpedo mungkin kurang lancar

masuk dan keluarnya ke/ dari dalam pipa (pipa mengalami

pembengkokan). Oleh karena itu, untuk menghindari terjepitnya torpedo di

dalam pipa yang bengkok, perlu menggunakan "dummy torpedo" terlebih

dahulu sebelum torpedo dimasukkan.

Kekurang cermatan kdalam melakukan pembacaan dapat memungkinkan

torpedo macet karena terjepit di dalam pipa yang melentur berlebihan.

2.4.4 Instrumen Ukur Rembesan

Alat pemantau rembesan dapat dibagi dalam dua jenis yaitu :

a) 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.

b) 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 :



1) Gejala pelarutan pada fondasi batuan yang dapat mengakibatkan

kekuatan geser menurun dan permeabilitas fondasi meningkat.

2) Gejala erosi buluh (piping) pada tubuh atau fondasi bendungan.

Gambar 2.24. Alat Ukur Rembesan dan Sistim Remotenya

Gambar 2.25. Alat Ukur Parshall Flume

Alat pengukur rembesan biasanya di tempatkan di lembah terdalam di hilir

kaki bendungan. Bila kondisi topografi di hilir kaki bendungan bervariasi,

maka sistim penempatan alat ukur rembesan dilakukan seperti gambar di

bawah.



Gambar 2.26. Sistim Penempatan Alat Pengukur Rembesan

2.4.5 Alat Pemantau Gempa

Instrumen gempa yang dipasang pada bendungan biasanya digunakan untuk

memantau respons dinamik dari bendungan, seperti gambar di bawah.

Biasanya alat ini dipasang untuk bendungan dengan tinggi > 40 m dan terletak

pada zona gempa yang cukup tinggi. Alat pengukur percepatan gempa ini

biasanya dipasang di bagian bawah (fondasi batuan), di tengah-tengah tinggi

lereng hilir dan di bagian puncak bendungan.

Gambar 2.27. Diagram Komponen Aselerograf



Alat pemantau seismik tersebut 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 seismik 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 2.28. Accelerograph dan Rekamannya

2.5 Latihan

1. Pada prinsipnya parameter apa saja yang harus dipantau? (sebutkan 3

saja)!

2. Sebutkan manfaat pemasangan instrumen bendungan!

3. Sebutkan macam pisometer system tertutup!

2.6 Rangkuman

Parameter geoteknik yang perlu dipantau pada suatu bendungan urugan

tanah, baik selama pelaksanaan konstruksi maupun operasi waduknya adalah

untuk mengetahui perilaku bendungan, yakni deformasi baik vertical maupun

horizontal, rembesan, muka air preatis atau tekanan air pori serta umlah

danpelengkapnya.

Setiap bendungan urugan mempunyai permasalahan khusus dan unik yang

memerlukan solusi tersendiri untuk persyaratan instrumentasi. Oleh karena

itu, dalam merencanakan sistem instrumentasi perlu dipahami dan

dipertimbangkan pengaruh kondisi geoteknik tubuh bendungan, fondasi,

kedua tumpuan dan tebing waduk.

Jenis-jenis instrumen yang biasa dipasang pada tubuh dan fondasi

bendungan urugan, adalah : pisometer untuk mengukur tekanan air pori, alat



pengukur pergerakan/ deformasi (internal dan eksternal), rembesan, tegangan

tanah total, dan akselerometer.

Tergantung dari kelengkapan informasi dan data investigasi serta

permasalahan geoteknik yang dihadapi, instrumentasi pada suatu bendungan

tidak dapat disamakan dengan bendungan lainnya. Bertambah kompleks

masalah geoteknik yang dihadapi, bertambah banyak jumlah dan jenis

instruman yang dipasang, demikian juga sebaliknya.

2.7 Evaluasi

1. Pilih pernyataan di bawah yang paling benar menurut anda.....

a. Pisometer pipa terbuka adalah jenis pisometer yang paling baik,

karena harganya termurah.

b. Pisometer jenis elektrik adalah merupakan pisometer yang paling

baik, karena mempunyai respon yang paling cepat dan berumur lama.

c. Karena sudah dikalibrasi di pabriknya, pisometer sistim tertutup tidak

perlu dikalibrasi lagi setibanya di lokasi proyek.

d. Jenis pisometer sebaiknya disesuaikan dengan fungsi dan tujuan

pemasangan.

2. Berikut ini yang merupakan Pisometer sistem terbuka adalah.....

a. Pisometer pipa tegak

b. Pisometer pipa ganda hidraulik

c. Pisometer pnumatik

d. Pisometer elektrik

3. Alat yang dipasang di lapisan fondasi melalui lubang bor adalah.....

a. Spider magnet

b. Arrowhead magnet

c. Cincin magnet dengan pelat PVC

d. Semua jawaban salah



BAB III

DASAR PEMILIHAN INSTRUMEN

3.1 Umum

Pemilihan instrumentasi geoteknik sangat tergantung dari geometri

bendungan, kondisi lapangan serta derajat ketelitian yang diperlukan.

Pertimbangan umum dalam pemilihan instrumentasi adalah :

a) Ketelitian

b) Alat yang sederhana dan mudah dioperasikan, apabila alat yang

sederhana tidak dapat digunakan untuk pengamatan, dipilih alat yang

lebih kompleks. Misalnya, apabila pengamatan menggunakan pisometer

sistem terbuka tidak mungkin memberikan hasil yang akurat karena

dipengaruhi oleh berbagai hal, pilih pisometer yang lebih kompleks,

namun dapat memberikan data yang lebih akurat, seperti pisometer

pneumatik, pisometer vibrating, pisometer tabung ganda, atau jenis

tertutup lainnya.

c) Ketahanan untuk pemantauan jangka panjang

d) Tidak memerlukan pemeliharaan yang sulit

e) Dapat dipasang dengan mudah

f) Ekonomis, apabila biaya menjadi bahan pertimbangan, instrumen dengan

total biaya termurah akan menjadi pilihan. Biaya-biaya yang harus

dipertimbangkan, adalah :

1) Kemudahan dalam pengadaan instrumen dan perlengkapannya.

2) Kalibrasi.

3) Pemasangan.

4) Pemeliharaan selama instrumen digunakan.

5) Pembacaan.

6) Pengolahan data.

7) Biaya tambahan apabila ada komponen instrumen atau instrumen itu

sendiri yang harus diganti karena sudah tidak menghasilkan data yang

baik.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta mampu menjelaskan dasar pemilihan instrumen.



g) Mudah dioperasikan

Hal yang perlu mendapatkan perhatian khusus dalam pemasangan instrumen,

adalah seperti berikut.

a) Pemasangan harus berada pada lokasi yang baik, dan dapat dipasang

secara terpisah dalam bendungan dan fondasi.

b) Pipa pelindung horizontal, dan vertikal atau kabel yang ditarik dari

instrumen ke rumah terminal dapat menyebabkan pemadatan yang

kurang baik pada daerah tersebut yang dapat menimbulkan aliran secara

parsial (masalah rembesan), harus mendapatkan perhatian serius.

3.1.1 Kelemahan dan Keuntungan

Hal penting lainnya yang juga harus dipertimbangkan adalah mengumpulkan

informasi tentang instrumen yang akan dipasang dari masing-masing pabrik

produsen serta mempelajari kelemahan-kelemahan dan keuntungan-

keuntungan dari masing-masing instrumen, antara lain seperti tabel di bawah.

Tabel 3.1. Kelemahan dan Keuntungan Instrumen

Jenis instrumen Kelemahan Keuntungan

1. Manual - respons pembacaan lambat - murah dan mudah dipasang

2. Hidraulis

- sistim harus penuh air, tidak boleh mengandung udara dan memerlukan perawatan yang intens.

- respons lebih cepat dan berumur lebih panjang

3. Pneumatik

- Tidak boleh mengandung gelembung air

- Menggunakan gas khusus nitrogen yang relatif sulit diperoleh di dekat lokasi bendungan, cukup mahal

- respons lebih cepat, umur relatif lebih lama

4. Kawat getar/ Elektrik

- Rawan thd petir, umur relatif pendek dan mahal

- respons cepat, mudah dioperasikan.

3.1.2 Pemilihan Jenis dan Jumlah Instrumen

Pemilihan jenis dan jumlah instrumen yang perlu dipasang pada suatu

bendungan, baik di fondasi maupun di tubuh bendungan, sangat tergantung

dari hasil investigasi dan desain yang telah dilakukan, disamping kompleksitas

kondisi geologi dan pelaksanaannya. Bila investigasi telah dilakukan dengan

teliti, sehinga desain dilakukan secara mantap (tidak banyak melakukan



asumsi dan perkiraan penentuan parameter desain), jenis dan jumlah

instrumen dapat diminimalkan. Tetapi, bila sebaliknya, jenis dan jumlah

instrumen akan bisa menjadi lebih banyak. Sebagai contoh bendungan

Wadaslintang (tinggi sekitar 126 m) yang dibangun pada tahun 1980-an,

karena metoda yang digunakan merupakan metoda baru di Indonesia (wet

core), maka di fondasi dan zona inti basah (wet core) tersebut dipasangi

instrumen yang banyak sekali (hampir semua jenis instrumen ada disini), baik

dari segi jenis maupun jumlahnya untuk memperoleh parameter-paremeter

desain yang digunakan apakah dapat tercapai saat konstruksi dan pasca

konstruksi. Demikian juga dengan bendungan Manggar di Kalimantan Timur

(tinggi 14 m) yang dibangun di atas fondasi tanah lunak dengan perbaikan

fondasi vertical drain. Terutama di fondasinya dipasang banyak instrumen

untuk memantau tekanan air pori dan deformasi sebagai alat kontrol saat

pelaksanaan konstruksi dan pengisian awalnya. Pisometer yang dipasang

adalah dari jenis pneumatik, sehingga dapat mengukur tekanan air pori

berlebih (exccessive pore pressures) setiap tahap penimbunan (staging

construction) untuk mengontrol stabilitas lerengnya selama konstruksi.

Sedangkan untuk mengukur pergerakan vertikal digunakan plate settlement

dan multilayer settlement serta pergerakan horisontal kaki bendungan,

digunakan inklinometer dan patok-patok geser.

Gambar 3.1. Bendungan Wadaslintang, Jawa Tengah dan Instrumentasinya



Gambar 3.2. Penampang Fondasi Bendungan Manggar, Kalimantan Timur

Dalam merencanakan instrumentasi bendungan, harus dikembangkan suatu

hipotesis mengenai rembesan, tegangan-regangan atau mekanisme kekuatan

geser yang akan mempengaruhi perilaku bendungan untuk berbagai kondisi,

berdasarkan hasil investigasi geoteknk yang cukup teliti. Kemudian program

instrumentasi harus didesain sesuai dengan hipotesis itu. Sebagai contoh,

material fondasi tanah lunak akan berkaitan dengan kestabilan, dan deformasi

(vertikal/ penurunan dan horisontal). Oleh karena itu instrumentasi yang

diperlukan adalah alat untuk memantau tekanan air pori proses konsolidasi

dan pergerakan. Jika material bukit tumpuan dapat menyebabkan

permasalahan rembesan berlebihan, maka dipilih instrumentasi yang dapat

memantau debit aliran, dan uji kualitas air untuk mendeteksi konsentrasi zat

padat atau endapan yang terkandung di dalam air rembesannya.



Tabel 3.2. Kondisi yang Mempengaruhi Pemilihan Jenis dan Banyak Instrumen

Pertanyaan Bagian bangunan Parameter yang dipantau

Bagaimana kondisi lapangan awal?

Fondasi, tumpuan, daerah drainase

Tekanan air pori, hidrologi, meteorology

Bagaimana perilaku bendungan selama konstruksi?

Fondasi, tubuh bendungan, tumpuan

Tekanan air pori, pergerakan horizontal dan vertikal

Bagaimana perilaku bendungan selama pengisian pertama waduk?

Semua bagian, dan daerah yang berdekatan

Tekanan air pori, pergerakan horizontal, dan vertikal, rembesan, larutan zat padat

Bagaimana perilaku bendungan selama air waduk surut?

Bagian lereng udik/ hulu, lereng alam di sekitarnya

Tekanan air pori, stabilitas lereng

Bagaimana perilaku bendungan selama pengoperasian jangka panjang?

Semua bagian bangunan Semua parameter

Setiap instrumen yang akan dipasang pada, di dalam atau 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 (Tabel 3.2). Untuk berbagai tahap, persoalan harus mencakup kondisi

lapangan awal, kinerja selama pelaksanaan, kinerja selama pengisian

pertama waduk, kinerja selama air waduk surut, dan kinerja jangka panjang.

Personel yang bertanggung jawab terhadap instrumentasi pemantauan harus

dapat menentukan apakah instrumen berfungsi dengan benar. Hal ini kadang-

kadang dapat ditentukan melalui pengamatan visual atau dengan instrumen

cadangan yang berfungsi sama. Instrumen cadangan berguna untuk

memperkuat atau mengabaikan perilaku yang ditunjukkan oleh beberapa

komponen sistem utama, walaupun ketelitiannya sangat kurang dibandingkan

dengan sistem utama. Sebagai contoh, patok survei secara 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. Keabsahan data dapat juga dievaluasi dengan memeriksa

konsistensi data pemantauan. Sebagai contoh, untuk pemantauan

konsolidasi, disipasi tekanan air pori harus konsisten dengan penurunan, dan



peningkatan tekanan air pori harus konsisten dengan penambahan

pembebanan.

3.2 Kalibrasi Awal

Hal yang harus diperhatikan dalam instrumentasi bendungan urugan adalah

kalibrasi, tergantung dari jenisnya, misalnya instrumen jenis pneumatik dan

vibrating wire, biasanya kalibrasi awal telah dilakukan di pabrik pembuatnya

dan sertifikat kalibrasi tersebut biasanya disertakan dalam 1 paket dokumen

beserta manualnya. Namun, dalam perjalanan/ transportasinya dari pabrik ke

lokasi proyek harus dipastikan bahwa alat dalam kondisi baik dan kalibrasinya

tidak berubah. Oleh karena itu, saat alat tiba di tempat pemesanan dan di

lokasi pekerjaan, maka harus dilakukan kalibrasi ulang. Hal tersebut perlu

dilakukan untuk menjamin bahwa alat dalam kondisi baik, sehingga apabila

terjadi kerusakan (terutama jenis elektrik atau kawat getar yang sensitif), jelas

siapa yang harus bertanggung jawab. Kalibrasi ulang terutama untuk

instrumen jenis pneumatik atau elektrik/ kawat getar, dapat dilakukan dengan

cara sebagai berikut :

a) Lakukan kalibrasi ke kolam/ danau/ waduk yang cukup dalam.

b) Sambungkan setiap mata pisometer ke alat bacanya.

c) Masukkan mata pisometer ke dalam air pada kedalaman tertentu

(misalnya setiap interval 1 m) dan lakukan pembacaan; masukkan kembali

mata pisometer sampai mencapai kedalaman maksimum waduk dan catat

setiap kali memasukkan mata pisometer.

d) Angkat mata pisometer dengan interval kedalaman tertentu dan lakukan

pembacaan.

e) Plot hasil pembacaan.

Cara tersebut di atas mempunyai keterbatasan kedalaman air waduk,

alternatif lain adalah dengan menggunakan cell alat triaksial di laboratorium

mekanika tanah atau menggunakan cell pembeban yang dirancang khusus

dan mudah dibawa (portable), yakni sebagai berikut :

a) Masukkan mata pisometer (yang telah dirangkai/ disambungkan ke alat

bacanya) ke dalam cell/ chamber.

b) Isi cell dengan air melalui saluran pemberian tekanan cell.



c) Setelah cell penuh air, tutup keran dan persiapkan pemberian tekanan

cell.

d) Beri tekanan cell secara bertahap dengan tekanan tertentu, misalnya

dengan peningkatan tekanan setiap 0,1 kg/cm2 (tergantung ketelitian alat

ukurnya) dan catat tekanan pada alat baca. Teruskan peningkatan

tekanan cell dan pencatatan pada alat baca sampai mencapai tekanan

maksimum sesuai dengan kapasitas setiap mata pisometer.

e) Pencatatan dilakukan pada kondisi pembebanan naik dan turun.

f) Plot hasil pembacaan terhadap tekanan cell.

Cara diatas lebih baik, karena pemberian tekanan cell dapat ditingkatkan

sesuai dengan kapasitas mata pisometer.

Hal-hal yang harus diperhatikan pada kalibrasi pabrik, uji coba pemasangan

awal, pemasangan, dan uji coba pasca pemasangan dimaksudkan untuk

menjamin sistem instrumentasi berjalan dengan baik dalam memantau kinerja

bendungan. Akan tetapi, untuk memastikan bahwa sistem tetap dalam kondisi

operasi yang baik selama umur layan, diperlukan pemeliharaan, dan kalibrasi

ulang yang teratur. Kegiatan pemeliharaan, dan kalibrasi ulang yang tidak

teratur akan menghasilkan data yang tidak layak sehingga akan memberikan

hasil interpretasi yang tidak benar. Kegiatan pemeliharaan yang tidak teratur

juga akan mengurangi kinerja dan fungsi instrumen itu sendiri.

3.3 Latihan

1. Sebutkan beberapa tiga pertimbangan penting dalam pemilihan instrumen

geoteknik!

2. Jelaskan hal yang perlu mendapatkan perhatian khusus dalam

pemasangan instrumen!

3. Jelaskan kelemahan dan keuntungan Instrumen Pneumatik!

3.4 Rangkuman

Pemilihan jumlah dan jenis instrumen geoteknik tergantung dari geometri

bendungan, kondisi lapangan/ geoteknik serta derajat ketelitian yang

diperlukan. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan instrumen,



adalah: ketelitian, sederhana dan mudah dioperasikan, ketahanan jangka

panjang, pemasangan dan pemeliharaannya mudah serta ekonomis.

Pemilihan jenis dan jumlah instrumen pada suatu bendungan, baik di fondasi

maupun di tubuh bendungan, sangat tergantung dari hasil investigasi dan

desain yang telah dilakukan, disamping kompleksitas kondisi geologi dan

pelaksanaannya. Bila investigasi telah dilakukan dengan teliti, sehinga desain

dilakukan secara mantap (tidak banyak melakukan asumsi dan perkiraan

penentuan parameter desain), jenis dan jumlah instrumen dapat diminimalkan.

Setiap instrumen yang dipasang pada, harus dapat menjawab pertanyaan-

pertanyaan geoteknik muncul pada tahap desain, konstruksi atau operasi

kinerja jangka panjang.

Hal penting yang harus diperhatikan dalam instrumentasi bendung adalah

kalibrasi terhadap instrumen pengukur tekanan yang meskipun telah dilakukan

kalibrasi awal di pabrik pembuatnya, namun dalam perjalanan /transportasinya

dari pabrik ke lokasi proyek harus dipastikan bahwa instrumen dalam kondisi

baik dan kalibrasinya tidak berubah.

3.5 Evaluasi

1. Pilih pertanyaan di bawah yang paling benar menurut anda…..

a. Pada bendungan yang tidak banyak menghadapi masalah geoteknik

tidak usah memasang instrumen.

b. Parameter pokok yang perlu dipantau untuk bendungan urugan

adalah: tekanan air pori, deformasi dan rembesan.

c. Untuk bendungan yang rendah (tinggi < 10 m) tidak usah dipasang

alat ukur inklinometer, cukup pisometer pipa tegak saja.

d. Untuk mengukur debit rembesan sekitar 750 liter/s dapat digunakan

alat ukur V-notch.



2. Berikut ini merupakan kelemahan dari Instrumen Hidraulis adalah…..

a. Sistim harus penuh air, tidak boleh mengandung udara dan

memerlukan perawatan yang intens.

b. Respons pembacaan lambat

c. Tidak boleh mengandung gelembung air

d. Rawan terhadap petir, umur relatif pendek dan mahal

3. Parameter yang dipantai saat kondisi lapangan awal?

a. Tekanan air pori, hidrologi, meteorology

b. Tekanan air pori, pergerakan horizontal dan vertikal

c. Tekanan air pori, pergerakan horizontal, dan vertikal, rembesan,

larutan zat padat

d. Tekanan air pori, stabilitas lereng



BAB IV

PERENCANAAN DAN PENEMPATAN INSTRUMEN

4.1 Umum

Dalam tahap desain bendungan baru atau bendungan lama (eksisting),

tenaga ahli geoteknik harus mengetahui daerah-daerah yang perlu mendapat

perhatian khusus. Berdasarkan hasil kajian terhadap kondisi geoteknik

tersebut, perencana harus mempelajari kondisi-kondisi yang dapat

membahayakan keamanan bendungan ditinjau dari aspek rembesan,

tegangan-tegangan serta deformasi baik selama konstruksi maupun pasca

konstruksi. Kemudian program instrumentasi harus direncanakan sesuai

dengan kondisi geoteknik dan asumsi serta parameter desain yang telah

ditentukan.

Dalam pemilihan kisaran (range) kapasitas dan kepekaan atau ketelitian

instrumen pada tahap awal, perlu diperkirakan besaran perubahan yang akan

diukur. Perkiraan nilai maksimum yang mungkin terjadi akan mempengaruhi

pemilihan kisaran instrumen. Adapun nilai minimumnya akan mempengaruhi

pemilihan kepekaan, dan ketelitian instrumen yang akan digunakan.

Kesalahan dalam memperkiraan kapasitas instrumen tersebut akan dapat

menghasilkan kesalahan pemilihan kapasitas instrumen yang dapat

mempengaruhi ketelitian pembacaan nantinya.

4.2 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. Pertimbangan praktis

untuk memilih lokasi instrumen mencakup:

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

lemah yang dibebani sangat berat, harus ditempatkan instrumentasi yang

cocok.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta mampu menjelaskan perencanaan dan penempatan instrumen.



b) Memilih zona yang dapat mewakili penampang melintang tipikal, yang

diperkirakan dapat mewakili perilaku keseluruhan (secara tipikal, satu

penampang melintang akan berada atau mendekati tinggi maksimum

bendungan, dan satu atau dua penampang lainnya akan berada pada

lokasi yang tepat).

c) Identifikasi zona-zona yang mengandung diskontinuitas dalam fondasi

atau ebatmen.

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

berpotensi kritis sekunder untuk menunjukkan perilaku pembanding.

e) Menempatkan patok-patok tanda survei pada jarak interval dalam arah

memanjang (longitudinal) pada elevasi yang tepat.

f) Jika perilaku dari salah satu atau lebih lokasi sekunder penampang utama

menunjukkan perbedaan yang signifikan, tenaga ahli desain juga harus

menyediakan instrumen tambahan pada lokasi-lokasi sekunder tersebut.

Pemilihan lokasi tersebut harus mempertimbangkan kelangsungan fungsi

instrumen. Kerusakan pada instrumen atau kabel selama konstruksi

berlangsung harus dicegah dengan cara membuat desain yang baik serta

perlindungan sementara dan permanen pada bidang permukaan terbuka.

Perlindungan terhadap kerusakan juga harus merupakan bagian dari

desain.

Sebagai petunjuk awal, suatu sistim instrumen (jenis dan jumlah instrumen)

dapat ditempatkan pada suatu penampang terdalam dari suatu bendungan

dengan pertimbangan bahwa pada penampang terdalam inilah akan bekerja

gaya-gaya, tegangan-tegangan, aliran rembesan dan terjadinya deformasi

yang maksimum yang dapat mempengaruhi keamanan bendungan. Namun,

hipotesis tersebut tidak selalu benar, kondisi kritis lainnya mungkin justru

terjadi pada penampang di dekat kedua bukit tumpuan (tergantung dari

kondisi geologinya, topografi, dll), rembesan yang berpotensi terjadinya piping

juga terbukti terjadi di daerah ini, disamping melalui fondasi bendungannya

sendiri.



Gambar 4.1. Contoh Lay Out Penempatan Instrumen Pada Suatu Bendungan

4.3 Sistim Otomatisasi

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 untuk

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. Sistem ADAS tidak dapat

menggantikan sistem pengamatan visual, dan evaluasi data instrumentasi.

Gambar 4.2. Instrumentasi Geoteknik Dengan Sistem Data Akuisisi Otomatik (Automated Data Acquisition System, ADAS)

Gambar 4.3. Konfigurasi Sistem Datalogger Berdiri Sendiri

Untuk dapat mengetahui lebih rinci kondisi geoteknik pada bendungan tipe

urugan pada tahap desain diperlukan sejumlah investigasi lapangan

(pengeboran), dan laboratorium. Hasil investigasi ini digunakan untuk



mengevaluasi kondisi perlapisan tanah, dan batuan secara lebih rinci dengan

membuat profil-profil memanjang dan melintang pada sumbu bendungan,

serta 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; hal ini berbeda dengan material baja dan beton yang dapat

dikontrol tingkat keseragamannya dengan uji mutu.

Kadang-kadang dalam program eksplorasi, 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 bendungan selama pengoperasian di

lapangan.

4.4 Penempatan Instrumen

Penentuan jumlah, jenis dan lokasi instrumen yang diperlukan pada

bendungan hanya dapat dilakukan secara efektif berdasarkan gabungan

antara pengalaman, akal budi dan intuisi. Setiap bendungan urugan

mempunyai permasalahan khusus dan memerlukan solusi tersendiri untuk

persyaratan instrumentasi. Oleh karena itu, dalam mendesain sistem

instrumentasi perlu dipahami dan dipertimbangkan pengaruh kondisi

geoteknik tubuh bendungan, fondasi, tumpuan dan tebing waduk. Geoteknik

merupakan bagian utama dalam desain bendungan urugan, seperti desain

bendungan di atas kondisi fondasi yang sulit, tingkat bahaya tinggi di hilir,

adanya masalah secara visual, lokasi yang terpencil, operasi yang tidak

terkendali secara normal atau hal lain yang menuntut penyediaan



instrumentasi. Keadaan alat harus dipahami dan jelas tujuannya, termasuk

sistem struktur tanah atau batuannya. Tenaga yang berkecimpung dalam

pemasangan instrumentasi di lapangan harus mengerti tentang ilmu mekanika

dan fisika dasar yang terkait, dan berbagai instrumen yang cocok supaya

dapat berfungsi dalam kondisi yang dihadapi.

Dalam desain sistem instrumentasi bendungan urugan, perlu

mempertimbangkan banyak faktor. Gabungan tim pendesain (atau mereka

yang bertanggung jawab dalam evaluasi bendungan yang ada) dan personel

yang berpengalaman dalam penggunaan instrumentasi geoteknik merupakan

faktor-faktor utama yang harus dipertimbangkan dalam desain sistem

instrumentasi.

Jenis instrumen dan kapasitasnya harus didesain dan ditempatkan sesuai

dengan kapasitasnya. Kapasitas instrumen yang kecil harus ditempatkan di

level tubuh bendungan di bagian atas dan kapasitas instrumen yang besar

ditempatkan pada level yang lebih bawah.

Jenis dan jumlah instrumen yang direncanakan untuk dipasang juga

tergantung dari hasil investigasi geoteknik yang telah dilakukan. Bertambah

banyak aspek-aspek, asumsi dan parameter tanah yang meragukan,

bertambah banyak pula jenis dan jumlah instrumen yang diperlukan untuk

menjawab keraguan-keraguan yang ditimbulkannya. Sebagai gambaran

adalah merencanakan instrumentasi pada suatu bendungan urugan yang

tidak terlalu tinggi yang kondisi geologinya tidak terlalu kompleks dan

investigasi geotekniknya cukup memadai, jenis dan jumlah instrumentasinya

dapat diminimalkan, misalnya :

a) Untuk mengukur tekanan air pori cukup memasang pisometer pipa tegak,

sehingga dapat menggambarkan garis freatik melalui tubuh bendungan,

jumlahnya disesuaikan dengan bentuk geometri bendungannya.

b) Untuk mengukur muka air tanah, dapat memasang pipa pengamatan/

pantau (observation well) di dekat bukit tumpuan dan hilir kaki bendungan,

jumlahnya disesuaikan dengan kondisi geologi dan topografinya.



c) Untuk mengukur rembesan, dapat memasang alat ukur V-notch di hilir

kaki bendungan, jumlahnya disesuaikan dengan topografinya.

d) Untuk mengukur pergerakannya dapat memasang patok-patok geser yang

dipasang di bagian puncak dan lereng hilir bendungan, jumlahnya

tergantung dari topografinya.

Karena pelaksanaan penimbunan yakin akan dilakukan dengan baik serta

tidak ada keraguan mengenai masalah adanya pengaruh “arching action”,

maka tidak perlu dipasang instrumen tekanan tanah total, inklinometer dan

lain-lain instrumen yang canggih dan mahal. Di bawah adalah gambar

instrumentasi bendungan yang minimal (sederhana) dan bendungan lain yang

dipasangi instrumen cukup lengkap, sebagai perbandingan, karena masalah-

masalah dan kondisi geoteknik yang berlainan.

Gambar 4.4. Instrumentasi di Bendungan Krenceng, Cilegon, Berupa Pisometer Pipa Tegak Pada Fondasi dan Tubuh Bendungan dan Garis

Freatiknya



Gambar 4.5. Instrumentasi di Bendungan Batutegi, Lampung yang Cukup

Lengkap

Perlindungan instrumentasi dalam jangka panjang juga harus diperhitungkan

dengan matang. Keberhasilannya termasuk penentuan lokasi awal semua

instrumen seiring dengan pola lalu-lintas, operasi alat pemeliharaan proyek,

serta jalan masuk untuk kunjungan resmi proyek. Jika perlu, pemasangan

harus ditanam dalam kotak kedap sehingga tidak terlihat atau diberikan

perlindungan yang cocok pada bidang permukaan. Lokasi kabel yang

tertanam, dan lokasi lapisan di bawah permukaan lainnya harus benar-benar

didokumentasi dalam gambar pelaksanaan (as built drawing) untuk menjaga

kerusakan selanjutnya. Kabel dan tubing instrumen sistim tertutup harus

direncanakan dan ditempatkan sedemikian rupa, sehingga tidak

mempengaruhi keamanan bendungan. Bidang kontak antara kabel atau tubing

instrumen sistim tertutup dengan timbunan tanah adalah merupakan bagian

kritis yang berpotensi sebagai alur rembesan air. Gambar-gambar di bawah

menjelaskan hal-hal tersebut di atas.



Gambar 4.6. Penempatan Kabel/ Tubing Untuk Mengurangi Potensi Rembesan

Demikian juga dengan penempatan kabel/ tubing yang menuju ruang

pembacaan harus direncanakan untuk mengantisipasi terjadinya kerusakan

akibat deformasi bendungan dengan cara memberikan panjang yang lebih

serta penempatannya di dalam paritan dengan membuat berbelok-belok

seperti ular (snaking) dan memberikan penghalang rembesan pada tempat-

tempat tertentu, seperti gambar di bawah.



Gambar 4.7. Penghalang Rembesan yang Dipasang di Beberapa Tempat Untuk Mengantisipasi Terhadap Rembesan Melalui Bidang Kontak

Kabel/Tubing Dengan Timbunan Tanah

4.5 Lain-Lain

Sistim intrumentasi ini sangat penting direncanakan sebaik mungkin, sehingga

penentuan parameter-parameter desain nantinya akan mendekati hasil

pengamatan instrumentasi yang dilakukan.

Di dalam menetapkan program instrumentasi, sebaiknya instrumen yang

dipasang harus sesederhana mungkin serta tersedia di pasaran. Semakin

bertambah komplek instrumen yang digunakan, semakin bertambah pula

biaya dan fungsi instrumen. Sebagai contoh ialah pisometer tipe diafragma

dapat mengukur elevasi muka air di dalam lapisan pasir kasar dan juga

fondasi. Sedangkan pada pisometer tipe pipa tegak hasilnya juga sama tetapi

lebih realistis dan pemasangannya lebih mudah. Setiap percobaan harus

dibuat untuk melengkapi fasilitas yang ada sehingga dapat melayani lebih dari

satu tujuan. Sebagai contoh adalah sebagai berikut :

a) Pemanfaatan sumuran atau pisometer pipa tegak sebagai pipa

inklinometer, sehingga dapat memperoleh besarnya perpindahan/

pergerakan lapisan pondasi.

b) Penggunaan sumuran sebagai pisometer dapat dibenarkan apabila tidak

terjadi pengaliran. Jika di dalam sumuran terjadi aliran maka perlu



ditambah instrumen untuk pengukuran aliran dan alat untuk mengukur

perkiraan permeabilitasnya.

c) Penggunaan dinding, lubang pekerja dan casing beton sebagai titik untuk

mengukur pemindahan/ pergerakan vertikal dan horizontal.

d) Pengukuran besarnya bukaan sambungan dan perpindahan/ pergerakan

vertikal dari sambungan pipa outlet untuk menghitung pergerakan vertikal

dan horizontal dari bendungan dan pondasi. Penggunaan fasilitas yang

sudah siap pada lokasi yang ada akan dapat mengurangi biaya

pemasangan instrumen baru dan menambah lebih banyak data yang

dikumpulkan dan dianalisis.

Berdasarkan hal-hal di atas disimpulkan bahwa pemasangan instrumen pada

bendungan urugan harus dirancang dan direncanakan sebaik mungkin

dengan tujuan dan manfaat yang jelas untuk mengetahui kondisi dan

perilaku bendungan.

4.6 Latihan

1. Pada bagian bendungan mana sebaiknya dipasang instrumen? jelaskan

secara singkat!

2. Jelaskan kegunaan hasil investigasi yang dilakukan untuk mengetahui

lebih rinci kondisi geoteknik pada bendungan!

3. Jelaskan untuk merencanakan instrumentasi pada suatu bendungan

urugan yang tidak terlalu tinggi yang kondisi geologinya tidak terlalu

kompleks dan investigasi geotekniknya cukup memadai, jenis dan jumlah

instrumentasinya dapat diminimalkan!

4.7 Rangkuman

Pertimbangan praktis untuk memilih lokasi instrumen mencakup: identifikasi

zona-zona atau struktur geologi yang lemah, memilih penampang melintang

tipikal, yang diperkirakan dapat mewakili perilaku keseluruhan (secara tipikal,

satu penampang melintang akan berada atau mendekati tinggi maksimum

bendungan, dan satu atau dua penampang lainnya akan berada pada lokasi

yang tepat), memasang beberapa instrumen tambahan pada lokasi-lokasi lain

yang kritis.



Lokasi instrumen harus harus cocok dengan kondisi geoteknik dan metode

analisis yang akan digunakan dalam melakukan interpretasi dan evauasinya

nanti.

Sistem Akuisisi Data Otomatisasi (automated data acquisition system,

ADAS) merupakan cara pengumpulan data instrumentasi geoteknik yang

juga perlu dipertimbangkan ke depan dengan meningkatnya kebutuhan

untuk melakukan evaluasi keamanan bendungan secara cepat dan real

time.

4.8 Evaluasi

1. Pilih jawaban di bawah yang paling benar…..

a. Karena kondisi keuangan pemasangan alat otomatisasi ADAS tidak

usah dipasang.

b. Operator di lapangan yang membaca semua instrumen di lapangan

harus dapat mengetahui kalau terjadi kesalahan baca di lapangan.

c. Semua instrumen harus dirawat dengan baik termasuk instrumen

yang sudah ditanam/ dipasang di tubuh dan fondasi bendungan.

d. Semua data mentah hasil pembacaan instrumen harus segera

dikirim ke instansi terkait di Jakarta.

2. Material baja dan beton dikontrol tingkat keseragamannya dengan…..

a. Uji mutu

b. Proses alamiah

c. Uji mutu dan proses alamiah

d. Semua jawaban salah

3. Berikut ini cara untuk mengukur tekanan air pori adalah…..

a. Cukup memasang pisometer pipa tegak, sehingga dapat

menggambarkan garis freatik melalui tubuh bendungan, jumlahnya

disesuaikan dengan bentuk geometri bendungannya.

b. Dapat memasang pipa pengamatan/ pantau (observation well) di

dekat bukit tumpuan dan hilir kaki bendungan, jumlahnya disesuaikan

dengan kondisi geologi dan topografinya.



c. Dapat memasang alat ukur v-notch di hilir kaki bendungan, jumlahnya

disesuaikan dengan topografinya.

d. Dapat memasang patok-patok geser yang dipasang di bagian puncak

dan lereng hilir bendungan, jumlahnya tergantung dari topografinya.



BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Instrumentasi geoteknik pada bendungan urugan adalah meliputi: desain

(termasuk cara pemilihan instrumen), pemasangan dan pembacaan/

pengukuran instrumen yang hasilnya harus di-plotting dalam bentuk-bentuk

grafik untuk memudahkan interpretasi dan evaluasinya.

Pada prinsipnya, parameter yang perlu dipantau dari suatu bendungan

urugan adalah: tekanan air pori/ freatis, deformasi dan rembesan. Bila

bendungan cukup tinggi dan terletak di zona kegempaan yang tinggi perlu

ditambahkan alat pengukur percepatan gempa (aselerograf).

Banyak dan jenis instrumen yang dipasang tergantung dari kondisi

geologi/geoteknik lokasi, setiap lokasi bendungan tidak selalu sama dan

bersifat unik, sehingga instrumentasi pada suatu bendungan tidak selalu

sama dengan bendungan lainnya, meskipun tinggi dan tipenya sama.

Pemilihan jenis instrumen sebaiknya dilakukan secara cermat, tergantung

dari tujan dan kebutuhan. Bertambah kompleks masalah geoteknik yang

dihadapi, bertambah banyak dan jenis instrumen yang dipasang.

Penggunaan alat baca otomatis perlu pertimbangan yang mendalam,

mengingat harga dan perawatannya yang cukup mahal.

5.2 Tindak Lanjut

Untuk lebih memahami secara komprehensif,peserta agar mempelajari pula

modul-modul penting lainnya yang berkaitan dengan materi ini, Standar

Nasional Indonesia (SNI), pedoman-pedoman mengenai Bendungan secara

umum dan instrumentasi geoteknik secara khusus.



DAFTAR PUSTAKA

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

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

Dunnicliff, J. (1988), “Geotehnical Instrumentation for Monitoring Field Performance”,

Wiley, New York.

Direktorat Bina Teknik (2003), “Pedoman Operasi, Pemeliharaan, dan Pengamatan

Bendungan Bagian 3, Sistim Instrumentasi, dan Pemantauan”, Dirjen Sumber

Daya Air, Dept Kimpraswil.

Geotechnical Instruments Ltd., England, Instruments Catalog.

Hanna,TH,1985, “Field Instrumentation in Geotechnical Engineering”.

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

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

2002.

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

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

Kimpraswil 2004.

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

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

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

Soil Instruments Ltd., England, Instruments Catalog.



GLOSARIUM

Bendungan : Setiap penahan buatan, jenis urugan atau jenis lainnya, yang menampung air atau dapat menampung air baik secara alamiah maupun buatan, termasuk fondasi, ebatmen, bangunan pelengkap, dan peralatannya.

Bendungan tipe urugan : Bendungan yang terbuat dari bahan urugan dari borrow area yang dipadatkan dengan menggunakan vibrator roler atau alat pemadat lainnya pada setiap hamparan dengan tebal tertentu.

Instrumentasi geoteknik : Alat ukur yang digunakan untuk mengukur parameter geoteknik antara lain: tekanan air pori diukur dengan pisometer, tekanan tanah diukur dengan sel tekanan, deformasi diukur dengan ekstensometer, dan inklinometer, guncangan gempa diukur dengan aselerograf, bocoran dengan ambang (parshal flume), temperatur dengan termistor.

Elevasi muka air tanah : Elevasi muka air bebas yang berada dalam tanah lulus air atau batuan karena adanya keseimbangan tekanan atmosfer dalam ruang tidak jenuh di bawah zona kapiler.

Tekanan air pori : Tekanan hidrostatik pada keadaan air tanah normal yaitu tekanan air tanah meningkat secara hidrostatik dengan kedalaman di bawah muka air tanah, yang dihitung dengan mengalikan berat volume air dengan jarak vertikal dari titik yang ditinjau terhadap muka air tanah.

Tekanan air pori positif : Tekanan air pori yang melebihi tekanan atmosfer dengan memberikan gaya tekan atau gaya geser pada tanah sehingga mengurangi volume, dan merintangi terjadinya disipasi tekanan air pori.

Tekanan air pori negatif : Tekanan air pori yang lebih kecil daripada tekanan atmosfer jika terjadi Pemindahan tekanan atau pergeseran tanah kompak yang padat, dan volumenya meningkat.

Elevasi pisometer : Elevasi muka air tanah atas yang dipasangi pisometer, dan elevasi air dapat naik di dalam pisometer.



Lapisan akuifer : Lapisan tangkapan air yang mengandung air tanah jenuh.

Zona kapiler : Zona sebagai lapisan antara permukaan air bebas, dan tinggi tertentu di atas air yang tidak dapat turun karena adanya sifat kapilaritas.

Tekanan udara atau gas pori

: Tegangan total pada tanah jenuh sebagian yang diteruskan oleh butiran tanah melalui udara atau gas.

Erosi buluh (piping) : Proses meningkatnya koefisien permeabilitas, dan kecepatan aliran air sehingga terjadi erosi internal, dan penurunan kekuatan geser tanah terutama pada tanah lanau, dan pasir halus, dan terbentuk saluran kecil di hilir urugan.

Retakan melintang (transversal)

: Timbulnya retakan akibat adanya penurunan atau pergerakan lateral di tubuh bendungan urugan akibat pembebanan jika kemiringan lereng tumpuan bendungan terlalu curam.

Retakan memanjang (longitudinal)

: Timbulnya retakan akibat adanya penurunan atau pergerakan longitudinal/ memanjang di tubuh bendungan urugan akibat pembebanan air waduk yang berubah-rubah atau beban gempa.



KUNCI JAWABAN

A. Latihan Materi Pokok 1: Jenis dan Fungsi Instrumen

1. Pada prinsipnya parameter apa saja yang harus dipantau? (sebutkan 3 saja)!

Jawaban:

Tiga parameter yang perlu dipantau : tekanan air pori atau air freatis;

deformasi dan rembesan.

2. Sebutkan manfaat pemasangan instrumen bendungan!

Jawaban:

a. Perkiraan secara analitis keamanan bendungan;

b. Perkiraan perilaku jangka panjang;

c. Evaluasi legal (aspek hukum);

d. Pengembangan, dan verifikasi untuk desain yang akan datang.

3. Sebutkan macam pisometer sistem tertutup!

Jawaban:

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

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

c. Pisometer elektrik (electric pisometer)

B. Evaluasi Materi Pokok 1: Jenis dan Fungsi Instrumen

1. D

2. A

3. B

C. Latihan Materi Pokok 2: Dasar Pemilihan Instrumen

1. Sebutkan beberapa tiga pertimbangan penting dalam pemilihan instrumen

geoteknik!

Jawaban:

Tiga pertimbangan penting daam pemilihan instrumen adalah: ketelitian,

ketahanan jangka panjang, serta pemasangan dan pemeliharaannya yang

mudah.



2. Jelaskan hal yang perlu mendapatkan perhatian khusus dalam pemasangan

instrumen!

Jawaban:

a. Pemasangan harus berada pada lokasi yang baik, dan dapat dipasang

secara terpisah dalam bendungan dan fondasi.

b. Pipa pelindung horizontal, dan vertikal atau kabel yang ditarik dari

instrumen ke rumah terminal dapat menyebabkan pemadatan yang

kurang baik pada daerah tersebut yang dapat menimbulkan aliran secara

parsial (masalah rembesan), harus mendapatkan perhatian serius.

3. Jelaskan kelemahan dan keuntungan Instrumen Pneumatik!

Jawaban:

a. Tidak boleh mengandung gelembung air

b. Menggunakan gas khusus nitrogen yang relatif sulit diperoleh di dekat

lokasi bendungan, cukup mahal

D. Evaluasi Materi Pokok 2 : Dasar Pemilihan Instrumen

1. B

2. A

3. A

E. Latihan Materi Pokok 3: Perencanaan dan Penempatan Instrumen

1. Pada bagian bendungan mana sebaiknya dipasang instrumen? jelaskan

secara singkat!

Jawaban:

Instrumen geoteknik biasanya dipasang pada bagian-bagian bendungan

atau zona yang lemah serta mewakili kondisi fondasi dan tubuh

bendungan, misalnya di penampang terdalam, bagian dekat tumpuan

bendungan dan bagian-bagian lemah lainnya.



2. Jelaskan kegunaan hasil investigasi yang dilakukan untuk mengetahui lebih

rinci kondisi geoteknik pada bendungan!

Jawaban:

Hasil investigasi ini digunakan untuk mengevaluasi kondisi perlapisan tanah,

dan batuan secara lebih rinci dengan membuat profil-profil memanjang dan

melintang pada sumbu bendungan, serta dilengkapi dengan parameter

geoteknik. Hasil interpretasi ini digunakan oleh pendesain sebagai dasar

untuk menentukan letak fondasi bendungan, dan program penggalian pada

tahap konstruksi.

3. Jelaskan untuk merencanakan instrumentasi pada suatu bendungan urugan

yang tidak terlalu tinggi yang kondisi geologinya tidak terlalu kompleks dan

investigasi geotekniknya cukup memadai, jenis dan jumlah instrumentasinya

dapat diminimalkan!

a. Untuk mengukur tekanan air pori cukup memasang pisometer pipa tegak,

sehingga dapat menggambarkan garis freatik melalui tubuh bendungan,

jumlahnya disesuaikan dengan bentuk geometri bendungannya.

b. Untuk mengukur muka air tanah, dapat memasang pipa pengamatan/

pantau (observation well) di dekat bukit tumpuan dan hilir kaki bendungan,

jumlahnya disesuaikan dengan kondisi geologi dan topografinya.

c. Untuk mengukur rembesan, dapat memasang alat ukur V-notch di hilir

kaki bendungan, jumlahnya disesuaikan dengan topografinya.

d. Untuk mengukur pergerakannya dapat memasang patok-patok geser yang

dipasang di bagian puncak dan lereng hilir bendungan, jumlahnya

tergantung dari topografinya.

F. Evaluasi Materi Pokok 3: Perencanaan dan Penempatan Instrumen

1. B

2. A

3. A

MODUL 15 INSTRUMENTASI BENDUNGAN URUGAN - … · Adapun tujuan dari instrumentasi bendungan ini...

Documents

Transcript of MODUL 15 INSTRUMENTASI BENDUNGAN URUGAN - … · Adapun tujuan dari instrumentasi bendungan ini...