Penelitian-Haska Adi P

8/13/2019 Penelitian-Haska Adi P

1/101

ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG

TERHADAP GEMPA

SKRIPSI

HASKA ADI PRADANA

F44080014


2/101

ANALYSIS STRUCTURE OF KRENCENG DAM AGAINST THE

EARTHQUAKE

Haska Adi Pradana1, Asep Sapei

2, dan M. Fauzan

3

1,2,3Departement of Civil and Environmental Engineering , Faculty of Agriculture Technology,

Bogor Agriculture University

Email: [email protected] , 2asepsapei @ipb.ac.id, 3fauzanmuhammad @yahoo.com

ABSTRACT

High population growth coupled with the establishment of a new steel mill, PT. Posco inCilegon Krakatau increased the demand for clean water and raw water. Nadra Krenceng as areservoir that is used by PT. Krakatau Tirta Industry (PT KTI) is considered unable to meet waterneeds in Cilegon. Reservoir volume was increased from 3 million m3 to 5 million m3. With theaddition of volume, the water level rise as well. Water level rise could potentially destabilize thedam and its resistance to earthquake loads. This study aims to analyze the earthquake-resistantKrenceng dams with earthquake regulations referring to the SNI-1726-2002 (500 year returnperiod earthquake), RSNI -1726-2010 (500 year return period earthquake) and Pd T-14-2004-A(period repeated earthquakes of 50 and 100 years) using the program Geo-Studio2007, especiallySlope / W, Sigma / W and quake / W. For the seismic analysis performed in static and dynamicanalysis. Based on the analysis of the stability of the dam at some point of observation location,the safety factor of Krenceng Dam before being given earthquake load is still secure (SF> 1.25).Analysis of seismic loads with the addition of Pd refers to the T-14-2004-A quake with a returnperiod of 50 and 100 years, the safety factor at the observation points are still safe (SF> 1.25),

whereas for the analysis with the addition of the earthquake loads which refers to the ISO-1726-2002 and -1726-2010 RSNI (500 year return period earthquake) the safety factor at theobservation points are not safe (SF


3/101

Haska Adi Pradana. F44080014. Analisis Struktur Bendungan Krenceng Terhadap Gempa.

Di bawah bimbingan Prof.Dr.Ir.Asep Sapei, MS dan Muhammad Fauzan,ST,MT. 2012

RINGKASAN

Cilegon sebagai pusat industri di Provinsi Banten mengakibatkan laju pertambahan

penduduk di kota ini semakin tinggi. Selain itu, adanya proyek besar pembangunan pabrik baja PT.

Krakatau Posco diprediksi akan semakin menarik para pendatang untuk bermukim di kota Cilegon.Kapasitas produksi air baku yang sebesar 2000 lt/det oleh PT KTI tersebut masih kurang dalam

memenuhi kebutuhan seluruh permintaan air bersih seluruh sektor di Cilegon. Untuk mengatasi

masalah tersebut, Waduk Nadra Krenceng yang semula mempunyai volume sebesar 3 juta m 3

kini sudah dikeruk dan sekarang mempunyai volume 5 juta m 3 serta mengalami penambahan

tinggi muka air sebesar 2 meter. Dengan penambahan tinggi muka air ini maka ketahanan

bendungan akan berkurang oleh karenanya perlu dilakukan kajian mengenai ketahanan strukturbendungan yang baru.

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis struktur bendungan dengan menggunakan

program Geo-Studio 2007 dan Structure Analysis Program (SAP) 2000. Selain itu dilakukan

analisis struktur terhadap beban gempa, karena berdasarkan letak geografisnya Kota Cilegon

masuk ke dalam Wilayah 4 dimana wilayah tersebut termasuk wilayah rawan terjadinya gempa

dengan intensitas yang cukup tinggi. Analisis struktur bendungan terhadap gempa dilakukan

dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A.

Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang Bendungan Krenceng (P10, P12, dan

ilih l k i di ilih b d k il i d h d l k i l k i b


4/101

ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG

TERHADAP GEMPA

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar

SARJANA TEKNIKpada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

HASKA ADI PRADANA

F44080014


5/101

Judul Penelitian : Analisis Struktur Bendungan Krenceng Terhadap Gempa

Nama : Haska Adi Pradana

NIM : F44080014

Mayor : Teknik Sipil dan Lingkungan

Menyetujui,

Pembimbing Akademik

Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS Muhammad Fauzan,ST,MT

NIP. 19561025 198003 1003 NIP. 197801292010121001

M t h i
http://asepsapei.staff.ipb.ac.id/http://asepsapei.staff.ipb.ac.id/http://asepsapei.staff.ipb.ac.id/


6/101

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Analisis Struktur

Bendungan Krenceng Terhadap Gempa adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen

pembimbing akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun.

Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan

dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian

akhir skripsi ini.

Bogor, September 2012

Yang membuat pernyataan

Haska Adi Pradana

F44080014


7/101

Hak cipta milik Haska Adi Pradana, tahun 2012

Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian

atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya


8/101

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Haska Adi Pradana. Penulis Lahir pada tanggal 31 Juli 1990 di

Bogor. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara pasangan

Ir.Agus Parwoto dan Tanti Devisetyaningsih. Penulis menamatkan SMA

pada tahun 2008 dari SMA Negeri 1 Bogor, dan pada tahun yang sama

diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas

Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui Jalur USMI.

Selama menjadi mahasiswa, penulis akfif dalam kepanitiaan kegiatan

atau acara kelembagaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (Himatesil)

IPB. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum pada mata kuliah Ilmu Ukur Wilayah pada

tahun 2010-2011 dan Bangunan Konservasi Tanah dan Air pada tahun 2010-2011. Selain itu,

penulis juga pernah mengikuti lomba design jembatan di Institut Teknologi Surabaya dengan tema

lomba sebagai finalis 20 besar se-nasional. Pada bulan Juni Agustus 2011, penulis melaksanakan

praktek lapang di PT. Adhi Karya dengan judul QUALITY CONTROL PADA PEMBANGUNAN

GEDUNG THE CONVERGENCE INDONESIA (BASEMENT DAN GROUNDFLOOR) . Pada

tahun berikutnya, penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul ANALISIS STRUKTUR

BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP GEMPA di bawah bimbingan Prof.Dr.Ir.Asep Sapei,

MS dan Muhammad Fauzan ST, MT.


9/101

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena berkat taufik dan hidayah-Nya

penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisis Struktur Bendungan Krenceng

Terhadap Gempa. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

1. Allah SWT, atas berkat, rahmat, hidayah dan petunjuk-Nya skripsi ini dapat selesai dengan tepat

waktu.

2. Prof.Dr.Ir Asep Sapei, MS dan Muhammad Fauzan, ST,MT sebagai Dosen Pembimbing

Akademik yang telah memberikan bimbingan serta telah banyak memberikan masukan dan saran

selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.

3. M.Budi Saputra, ST, MEng, sebagai pembimbing lapangan di PT. KTI yang telah memberikan

banyak pengarahan dan koreksi selama pelaksanaan penelitian di PT. KTI.

4. Dr.Ir. Erizal, M.Agr sebagai dosen penguji yang sudah memberikan masukan dan koreksi dalampenyusunan skripsi ini.

5. Ayah, Ibu, dan Adik penulis di Bogor yang telah memberikan dorongan semangat, doa dan

dukungan kepada penulis.

6. Ria Ardianti Pedesi atas seluruh bantuan, nasihat, motivasi dan kebersamaannya yang diberikan

kepada penulis.

7. Rekan seperjuangan dalam penelitian (Maul, Chandra, Imo, Manda, dan Nina) atas bantuan dan

kerjasamanya dalam penelitian.

8. Rekan-rekan di PT. KTI (Mas Nashir dan Pak Mujani) yang banyak membantu selama penelitian

9. Seluruh teman-teman SIL 45 khususnya dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu

per satu.


10/101

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

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

DAFTAR GAMBAR. iii

DAFTAR TABEL..viii

DAFTAR LAMPIRAN .. ixI. PENDAHULUAN. 1

1.1 Latar Belakang . 1

1.2 Tujuan Penelitian... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA 3

2.1 Bendungan 3

2.2 Analisis Kestabilan Bendungan Tipe Urugan.5

2.3 Gempa Bumi 13

2.4 Geo Studio 2007 ... .. 21

2.5 Structure Analysis Program (SAP) 22

2.6 Peraturan Kegempaan . 22

III.METODOLOGI PENELITIAN ..23

3.1 Waktu dan Tempat ...23

3.2 Alat dan Bahan .23

3.3 Metode Penelitian 24

3.4 Tahapan Pelaksanaan ...24IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .. 40

4.1 Kondisi Lokasi Pengamatan .... 40

4 2 Analisis Kestabilan Bendungan 41


11/101

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Analisis kestabilan lereng menggunakan metode Fellenius ................................................... 6

Gambar 2.a. Model irisan pada lereng ..................................................................................................... 8

Gambar 2.b. Penguraian gayagaya dalam metode Fellenius ................................................................ 8

Gambar 3. Analisis stabilitas lereng menggunakan metode Bishop ........................................................ 9

Gambar 4. Penguraian gayagaya dalam metode Bishop ...................................................................... 9Gambar 5. Harga m.a untuk persamaan Bishop ..................................................................................... 10

Gambar 6. Faktor daya dukung izin dengan sudut geser dalam ............................................................. 11

Gambar 7. Analisa kemantapan lereng Janbu ........................................................................................ 12

Gambar 8. Sistem gaya pada suatu elemen menurut cara Janbu ............................................................ 12

Gambar 9. Ilustrasi Gelombang P-Wave/Compressional Wave/Gelombang primer .......... ........... ......... 15

Gambar 10. Ilustrasi gelombang S-Wave/Shear Wave/Gelombang sekunder ......... ........... ........... ......... 15

Gambar 11. Ilustrasi Love Wave ............................................................................................................ 16

Gambar 12. Ilustrasi Rayleigh Wave ...................................................................................................... 16

Gambar 13. Proses perencanaan bangunan tahan gempa ....................................................................... 20

Gambar 14. Lokasi Bendungan Krenceng, Cilegon, Banten, Jawa Barat .............................................. 23

Gambar 15. Pemilihan kondisi PWP untuk analisis SIGMA/W.............................................................. 25

Gambar 16. Pengaruran material pada SIGMA/W ................................................................................ 26

Gambar 17. Pengaturan boundary condition pada SIGMA/W ......... ........... .......... .......... ........... ........... .. 26

Gambar 18. Pemilihan tipe analisis pada SLOPE/W...... 27

Gambar 19 Pengaturan kondisi PWP awal pada SLOPE/W 27


12/101


13/101

Gambar 59. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002.49

Gambar 60. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada SNI-1726-2002...50

Gambar 61. Hasil analisis statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI -1726-

2010.51

Gambar 62. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan RSNI-1726

2010 51Gambar 63. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada RSNI-1726-201052


yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun .................. 53


yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun 53

Gambar 66. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W 54

Gambar 67. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-

1726-200254

Gambar 68. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002.....55

Gambar 69. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada SNI-1726-2002.. 56

Gambar 70. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-

1726-201056


14/101

Gambar 78. Hasil Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-

1726-2010 .......................................................................................................................... 60

Gambar 79. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P12 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ................................................................................ 61


yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun ........... ........... ......... 62


yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun ........... .......... ........ 62Gambar 82. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W ........... ...... 63

Gambar 83. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-

1726-2002 .......................................................................................................................... 63


2002 .................................................................................................................................... 64


yang mengacu pada SNI-1726-2002 .................................................................................. 65


1726-2010 .......................................................................................................................... 65

Gambar 87. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-1726-

2010 .................................................................................................................................... 66


yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ................................................................................ 67

Gambar 89. Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W ........... .......... . 67

Gambar 90. Hasil analisis statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan mengacu pada SNI


15/101


yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun ........... .......... ........ 72

Gambar 98. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W ........... ...... 73

Gambar 99. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-1726

-2002 .................................................................................................................................. 73


2002 ................................................................................................................................. 74

Gambar 101. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara dinamikyang mengacu pada SNI-1726-2002................................................................................ 75


1726-2010 ........................................................................................................................ 75

Gambar 103. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 30 dengan acuan RSNI-1726-

2010 ................................................................................................................................. 76


yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ............................................................................. 77


16/101

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Data material pada Bendungan Krenceng ................................................................................ 24

Tabel 2. Percepatan gempa dasar untuk berbagai periode ulang ............................................................ 34

Tabel 3. Faktor koreksi pengaruh jenis tanah setempat ......................................................................... 34

Tabel 4. Data displacement pada lokasi P 10 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002 .......... ........ 55

Tabel 5. Data displacement pada lokasi P 10 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010 ............... 57

Tabel 6. Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002 .......... ........ 64Tabel 7. Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010 ............... 66

Tabel 8. Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002 .......... ........ 74

Tabel 9. Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010 ............... 76

Tabel 10. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 10 ........... .......... ........... .......... .... 77




17/101

DAFTAR LAMPIRANHalaman

Lampiran 1. Diagram alir tahapan penelitian. 83


18/101

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Kota Cilegon merupakan kota yang terletak di wilayah barat Jawa di mana kegiatan dalam sektor

industri mencakup 20% dari seluruh wilayah kota tersebut dan memberikan kontribusi sebesar 64%

terhadap pembangunan ekonomi. Pada tahun 1992, jumlah penduduk kota Cilegon sebesar 232,248jiwa, sedangkan pada 2002 meningkat hingga sebanyak 309,097 jiwa. Pertumbuhan jumlah penduduk

setiap tahun yang sebesar 2,64% ini mengakibatkan kebutuhan air yang meningkat pula, sehingga

pasokan air bersih sangat dibutuhkan dalam jumlah yang besar. PT Krakatau Tirta Industri (PT. KTI)

merupakan salah satu perusahaan yang menyediakan air bersih di kawasan Cilegon dengan kapasitas

terpasang sebesar 2000 lt/det yang bersumber dari sungai Cidanau yang mengalir pada DAS Cidanau.

Sebagai salah satu perusahaan dalam penyedia air baku, PT. KTI memiliki kontribusi yang besar

dalam penyuplaian air di seluruh wilayah Cilegon, termasuk sektor domestik.

Selain permintaan jumlah air yang besar pada sektor domestik, permintaan pasokan air bersih

dari sektor industri terus meningkat. Saat ini telah dibangun berbagai industri baru pada wilayah

perindustrian Cilegon di kawasan KIEC (Krakatau Industrial Estate Cilegon), yang tentu saja akan

membutuhkan pasokan air bersih tambahan. Selain itu, PT Krakatau Steel merencanakan

pembangunan fasilitas iron making baru berupa Blast Furnace Complex dengan kapasitas 1,2 juta ton

per tahun, serta pembangunan pabrik baru yang bekerja sama dengan Pohang Iron Steel Corporation

(POSCO). Kerja sama ini direncanakan pula akan membangun pabrik integrated steel mill (ISM), di

mana seluruh proyek pembangunan dan pengembangan ini akan membutuhkan pasokan air, listrik, dankegiatan logistik yang besar.

Kapasitas produksi air baku yang sebesar 2000 lt/det oleh PT. KTI tersebut masih kurang dalam

memenuhi kebutuhan seluruh permintaan air bersih seluruh sektor di Cilegon Pada musim kering


19/101

digunakan juga pedoman konstruksi dan bangunan yang dikeluarkan oleh Departemen Permukiman

dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat beban gempa (Pd T-14-2004-A) untuk menambah referensi tentang perhitungan beban gempa pada jenis bendungan urugan

(embankment).

1.2Tujuan Penelitian1. Melakukan analisis struktur bendungan dengan menggunakan program Geo-Studio 2007 dan

SAP 2000.

2. Melakukan analisis struktur terhadap beban gempa yaitu dengan acuan SNI-1726-2002,

RSNI-1726-2010 dan pedoman konstruksi dan bangunan yang dikeluarkan oleh Departemen

Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat

beban gempa (Pd T-14-2004-A).


20/101

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Bendungan

Menurut Tanev (2005) bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan

lajuair menjadiwaduk, danau, atau tempat rekreasi. Seringkali bendungan juga digunakan untuk

mengalirkan air ke sebuahPembangkit Listrik Tenaga Air.Beberapa dam juga memiliki bagian yang

disebut pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan.

Bendungan (dam) dan bendung (weir) sebenarnya merupakan struktur yang berbeda. Bendung

(weir) adalah struktur bendungan berkepala rendah (lowhead dam), yang berfungsi untuk menaikkan

muka air, biasanya terdapat di sungai. Air sungai yang permukaannya dinaikkan akan melimpas

melalui puncak/mercu bendung (overflow) dapat digunakan sebagai pengukur kecepatan aliran air di

saluran/sungai. Di negara dengan sungai yang cukup besar dan deras alirannya, serangkaian bendung

dapat dioperasikan membentuk suatu sistem transportasi air.

Bendungan (dam) dapat diklasifikasikan menurut struktur, tujuan atau ketinggian. Berdasarkan

struktur dan bahan yang digunakan, bendungan dapat diklasifikasikan sebagai dam kayu, dam tanah(embankment dam) atau dam batu/semen (masonry dam), dengan berbagai subtipenya. Tujuan

dibuatnya termasuk menyediakan air untuk irigasi atau penyediaan air di perkotaan, meningkatkan

navigasi, menghasilkan tenaga hidroelektrik, menciptakan tempat rekreasi atau habitat untuk ikan dan

hewan lainnya, pencegahan banjir dan menahan pembuangan dari tempat industri seperti

pertambangan atau pabrik.

2.1.1 Komponen bendungan

Komponen bendungan terdiri dari (Tanev ,2005) :

1. Badan bendungan (body of dams)
http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Wadukhttp://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttp://id.wikipedia.org/wiki/PLTAhttp://id.wikipedia.org/wiki/PLTAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttp://id.wikipedia.org/wiki/Wadukhttp://id.wikipedia.org/wiki/Air


21/101

c. Angker (anchorage), adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan digunakan untuk

menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat memindahkan muatan dari pintu air kedalam konstruksi beton.

d. Hoist, adalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan ditutup dengan

mudah.

4. Bangunan pelimpah (spill way)

Bangunan Pelimpah (spill way) adalah bangunan beserta instalasinya untuk mengalirkan air

banjir yang masuk ke dalam waduk agar tidak membahayakan keamanan bendungan. Bagian-bagian

penting dari bangunan pelimpah :

a. Saluran pengarah dan pengatur aliran (control structures), digunakan untuk mengarahkan dan

mengatur aliran air agar kecepatan alirannya kecil tetapidebit airnya besar.

b. Saluran pengangkutdebit air (saluran peluncur, chute, discharge carrier, flood way),

makin tinggi bendungan, makin besar perbedaanantara permukaan air tertinggi di dalam

waduk dengan permukaan air sungai di sebelah hilir bendungan. Apabila kemiringan saluran

pengangkut debit air dibuat kecil, maka ukurannya akan sangat panjang dan berakibat

bangunan menjadi mahal. Oleh karena itu, kemiringannya terpaksa dibuat besar, dengan

sendirinya disesuaikan dengan keadaan topografi setempat.c. Bangunan peredam energy (energy dissipator), digunakan untuk menghilangkan atau setidak-

tidaknya mengurangi energi air agar tidak merusak tebing, jembatan, jalan, bangunan dan

instalasi lain di sebelah hilir bangunan pelimpah.

5.Kanal (canal)

Kanal (canal) digunakan untuk menampung limpahan air ketika curah hujan tinggi.

6. Reservoir

Reservoir digunakan untuk menampung/menerima limpahan air dari bendungan.

7. Stilling basin

Stilling basin memiliki fungsi yang sama dengan energy dissipater.

8. Katup (kelep, valves)


22/101

3. Untuk Pencegahan banjir: Bendungan diciptakan untuk pengendalian banjir.

4. Untuk Reklamasi: Bendungan (sering disebut tanggul-tanggul atau tanggul) digunakan untukmencegah masuknya air ke suatu daerah yang seharusnya dapat tenggelam, sehingga para

reklamasi untuk digunakan oleh manusia.

5. Untuk Air pengalihan: Bendungan yang digunakan untuk tujuan hiburan.

2.2 Analisis Kestabilan Bendungan Tipe Urugan (Embankment)Menurut Pangular (1985) analisis kestabilan bendungan tipe urugan memiliki cara yang sama

dengan analisis kestabilan lereng. Analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar

dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, komputasi dan grafik.

Analisis kestabilan lereng dengan cara pengamatan visual adalah cara dengan mengamati

langsung di lapangan dengan membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan

bergerak dan yang tidak, cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan

pengalaman dilapangan. Akan tetapi cara ini dinilai kurang teliti, karena tergantung dari pengalaman

seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan dan dilakukan dengan

memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng.Cara komputasi dilakukan dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop,

Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung faktor keamanan

lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci utama gerakan tanah

adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi: (a) tak terdrainase, (b) efektif untuk beberapa kasus

pembebanan, (c) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan

kedalaman, (d) berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air (sejalan dengan waktu) atau

terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan air tanah. Dalam menghitung besar

faktor keamanan lereng dalam analisis lereng tanah melalui metoda sayatan, hanya longsoran yang

mempunyai bidang gelincir saya yang dapat dihitung.

Cara grafik dilakukan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu,


23/101

2.2.1 Metode Fellenius

Ada beberapa metode komputasi untuk menganalisis kestabilan lereng, yang paling umum

digunakan ialah metode irisan yang dicetuskan oleh Fellenius (1939) dalam Baker (1978). Metode ini

banyak digunakan untuk menganalisis kestabilan lereng yang tersusun oleh tanah, dan bidang

gelincirnya berbentuk busur (arc-failure).

Perhitungan stabilitas lereng dengan metode Fellenius dilakukan dengan membagi massa

longsoran menjadi segmen-segmen seperti contoh pada Gambar 1. Dimana Wi adalah berat segmen

tanah (kN/m),li adalah panjang busur lingkaran pada segmen yang dihitung (m), xi adalah jarak

horisontal dari pusat gelincir ke titik segmen (m), dan R adalah jari-jari lingkaran keruntuhan.

Gambar 1.Analisis kestabilan lereng menggunakan metode Fellenius

Untuk tanah kohesif (=0), maka :

(1)

Dimana:


24/101

Metode Fellenius dapat digunakan pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non isotropis dan

berlapis-lapis. Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri atas beberapa elemen vertikal. Lebarelemen dapat dambil tidak sama dan sedemikian sehingga lengkung busur di dasar elemen dapat

dianggap garis lurus.

Berat total tanah/ batuan pada suatu elemen (W) termasuk beban luar yang bekerja pada

permukaan lereng (Gambar 2a dan 2b) Wt, diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada

dasar elemen sehingga pengaruh gaya T dan E yang disamping elemen dapat diabaikan. Faktor

keamanan adalah perbandingan momen penahan longsor dan penyebab longsor. Pada gambar momen

tahanan geser pada bidang longsor adalah :

Mpenahan = R . r(4)

Dimana :

R = gaya geser

r = jari-jari bidang longsor

Tahanan geser pada dasar tiap elemen adalah :

R = S . b = b (c + tan ) (5)

Dimana :

b = lebar irisan

= .cos

(6)

Momen penahan yang ada sebesar :


25/101


26/101

Gambar 3.Analisis stabilitas lereng menggunakan metode Bishop.

Faktor keamanan dari Metode Bishop :

Dimana:

W = berat segmen tanah

cb = kohesi tanah

= sudut antara bidang horisontal dengan garis kerja kohesi

= sudut gesek dalam

= kemiringan lereng

(11)


27/101

Dimana :

W = berat tanah dan beban di atasnya yang lain bila ada

N = N + ul

N = Gaya normal total

N = Gaya normal efektif

ul = Gaya akibat tekanan air pori

u = Tekanan air pori yang bekerja di dasar potongan sebesar W

FK =

1

.(

+

tan

)

sin (12)

FK =

.

(13)

Bila kekuatan geser tanah adalah :

Stersedia = c + ( ) tan

= c + tan (14)

maka tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan adalah :

Sperlu=1

c + ( ) tan

(15)

Harga m.a dapat ditentukan dari Gambar 5 . Cara penyelesaiannya merupakan coba ulang (trial and

errors) harga faktor keamanan FK di ruas kiri persamaan faktor keamanan di atas, dengan

k G b 5 t k t hit


28/101

dalam atau pusat rotasi yang diandalkan berada dekat puncak lereng. Faktor keamanan yang didapat

dari cara Bishop ini lebih besar dari yang didapat dengan cara Fellenius.

2.2.3 Metode Janbu

- Metode ini digunakan untuk menganalisis lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur

lingkaran.

- Bidang longsor pada analisis metode janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada

massa batuan atau tanah.

- Cara lain yaitu dengan mengasumsikan suatu faktor keamanan tertentu yang tidak terlalu rendah.

Kemudian melakukan perhitungan beberapa kali untuk mendapatkan bidang longsor yang

memiliki faktor keamanan terendah.

Metode Janbu, untuk tanah berbutir kasar :

Qp = Ap (c . Nc + q . Nq)(16)

Dimana :

c = kohesi tanah (kN/m2)

Nc, Nq = faktor daya dukung ujung tiang berdasarkan tabel Janbu

untuk memudahkan mencari Nc dan Nq dapat menggunakan grafik pada Gambar 6. Janbu (1945)

dalam Baker (1978) mengembangkan suatu cara analisa kemantapan lereng yang dapat diterapkan

untuk semua bentuk bidang longsor (Gambar 7 dan 8)


29/101

Gambar 7.Analisa kemantapan lereng Janbu.

Gambar 8.Sistem gaya pada suatu elemen menurut cara Janbu.

Keadaan keseimbangan untuk setiap elemen dan seluruh massa yang longsor mengikuti persamaan di

b h i i


30/101

Dari kondisi momen keseimbangan diperoleh :

T = -tan E

EX = ~

Keadaan keseimbangan setiap potongan menghasilkan :

Tx= -tan t (

)0

Cara perhitungan :

Pada rumus yang dipakai terdapat besaran t yang tidak diketahui apabila kondisi tegangan tidak

diketahui. Meskipun demikian dengan membuat asumsi kedudukan gaya yang bekerja, harga yang

cukup teliti dari Tx dapat diperoleh dari rumus. Harga T odan Fo dihitung untuk kondisi t = 0 , dari

harga Todapat diperoleh d To/dx dan apabila disubtitusi ke rumus akan diperoleh harga TI dan FI dan

harga seterusnya.

2.3 Gempa BumiMenurut Chopra (1995) Gempa bumi adalah suatu peristiwa alam dimana terjadi getaran pada

permukaan bumi akibat adanya pelepasan energi secara tiba-tiba dari pusat gempa. Energi yang

dilepaskan tersebut merambat melalui tanah dalam bentuk gelombang getaran. Gelombang getaran

yang sampai ke permukaan bumi disebut gempa bumi.

2.3.1Penyebab Terjadinya GempaBanyak teori yang telah dikemukan mengenai penyebab terjadinya gempa bumi. Sebab-sebab


31/101

menyebabkan adanya gelombang pasang Tsunami setinggi 36 meter dilautan dan letusan ini

memakan korban jiwa sekitar 36.000 orang. Gempa ini merupakan gempa mikro sampai

menengah, gempa ini umumnya berkekuatan kurang dari 4 skala Richter.

4. Kegiatan tektonik. Semua gempa bumi yang memiliki efek yang cukup besar berasal dari

kegiatan tektonik. Gaya-gaya tektonik biasa disebabkan oleh proses pembentukan gunung,

pembentukan patahan, gerakan-gerakan patahan lempeng bumi, dan tarikan atau tekanan

bagian-bagian benua yang besar. Gempa ini merupakan gempa yang umumnya berkekuatan

lebih dari 5 skala Richter.

Dari berbagai teori yang telah dikemukakan, maka teori lempeng tektonik inilah yang dianggap

paling tepat. Teori ini menyatakan bahwa bumi diselimuti oleh beberapa lempeng kaku keras (lapisan

litosfer) yang berada di atas lapisan yang lebih lunak dari litosfer dan lempemg-lempeng tersebut terus

bergerak dengan kecepatan 8 km per tahun sampai 12 km per tahun. Pergerakan lempengan-

lempengan tektonik ini menyebabkan terjadinya penimbunan energi secara perlahan-lahan. Gempa

tektonik kemudian terjadi karena adanya pelepasan energi yang telah lama tertimbun tersebut.

Daerah yang paling rawan gempa umumnya berada pada pertemuan lempeng-lempeng tersebut.

Pertemuan dua buah lempeng tektonik akan menyebabkan pergeseran relatif pada batas lempeng

tersebut, yaitu:

1. Subduction, yaitu peristiwa dimana salah satu lempeng mengalah dan dipaksa turun ke

bawah. Peristiwa inilah yang paling banyak menyebabkan gempa bumi.

2. Extrusion, yaitu penarikan satu lempeng terhadap lempeng yang lain.

3. Transcursion, yaitu terjadi gerakan vertikal satu lempeng terhadap yang lainnya.

4. Accretion, yaitu tabrakan lambat yang terjadi antara lempeng lautan dan lempeng benua.

2.3.2 Parameter Dasar Gempa Bumi

Beberapa parameter dasar gempa bumi (Chopra 1995) yaitu:


32/101


33/101

- Gelombang transversal (arah gerak partikel tegak lurus dengan arah rambatan).

- Kecepatan 60% dari P-Wave.- Hanya bisa merambat di medium padat saja.

- Efek merusak lebih besar dari P-Wave.

- Amplitudo lebih besar dai P-Wave.

2. Surface WaveSurface Wave adalah gelombang yang merambat di sepanjang permukaan bumi. Terdiri atas:

a. Love Wave

Gambar 11.Ilustrasi Love Wave.

- Gelombang transversal (arah gerak partikel tegak lurus dengan arah rambatan).

- Kecepatan 70% dari S-Wave.

- Paling merusak, terutama di daerah dekat episentrum.

- Getaran yang dirasakan manusia pertama kali.

- Ditemukan oleh A.E.H Love pada 1911.

b. Rayleigh Wave


34/101

2.3.4 Pengaruh Gempa terhadap Bangunan

Menurut Agus (2002) gempa mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap bangunan

sehingga harus diperhitungkan dengan benar dalam perencanaan struktur tahan gempa dengan tingkat

keamanan yang dapat diterima. Kekuatan dari gerakan tanah akibat gempa bumi pada beberapa tempat

disebut intensitas gempa. Komponen-komponen dari gerakan tanah yang dicatat oleh alat pencatat

gempa accelerograph untuk respons struktur adalah amplitudo, frekuensi, dan durasi. Selama terjadi

gempa terdapat satu atau lebih puncak gerakan. Puncak ini merupakan efek maksimum dari gempa.

Selama terjadi gempa, bangunan mengalami perpindahan vertikal dan horizontal. Gaya gempa

dalam arah vertikal hanya sedikit mengubah gaya gravitasi yang bekerja pada struktur yang umumnyadirencanakan terhadap gaya vertikal dengan faktor keamanan yang cukup tinggi. Oleh sebab itu,

struktur jarang runtuh akibat gaya gempa vertikal. Sebaliknya gaya gempa horizontal bekerja pada

titik-titik yang lemah pada struktur yang tidak cukup kuat dan akan menyebabkan keruntuhan. Oleh

karena itu, perancangan struktur tahan gempa adalah meningkatkan kekuatan struktur terhadap gaya

horizontal yang umumnya tidak cukup.

Gerakan permukaan bumi menimbulkan gaya inersia pada struktur bangunan karena adanya

kecenderungn massa bangunan (struktur) untuk mempertahankan dirinya. Besarnya gaya inersia

mendatar (F) tergantung dari massa bangunan (m), percepatan permukaan a dan sifat struktur. Apabila

bangunan dan pondasinya kaku, maka menurut hukum kedua Newton, percepatan yang ditimbulkan

oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik

dengan massa benda. Akan tetapi dalam kenyataannya tidaklah demikian, karena semua struktur

tidaklah benar-benar sebagai massa yang kaku tetapi fleksibel. Suatu bangunan bertingkat banyak

dapat bergetar dengan berbagai bentuk karena gaya gempa yang dapat menyebabkan lantai pada

berbagai tingkat mempunyai percepatan dalam arah yang berbeda-beda.

2.3.5 Tingkat Layanan

Perencanaan struktur atau bangunan yang baik mempunyai ketahanan terhadap gempa dengan


35/101

3. Survival

Survival yang dimaksud adalah jika terjadi gempa kuat yang mungkin terjadi pada umur rencana

bangunan membebani suatu struktur, maka struktur tersebut direncanakan untuk dapat bertahan dengan

tingkat kerusakan yang besar tanpa mengalami keruntuhan (collapse). Tujuan utama dari keadaan

batas ini adalah untuk menyelamatkan jiwa manusia.

2.3.6 Sifat Struktur

Sifat dari struktur yang menjadi syarat utama perencanaan bangunan tahan gempa adalah sebagai

berikut (Agus,2002):1. Kekuatan (strength)

Kekuatan dapat kita artikan sebagai ketahanan dari struktur atau komponen struktur atau bahan

yang digunakan terhadap beban yang membebaninya. Perencanaan kekuatan suatu struktur tergantung

pada maksud dan kegunaan struktur tersebut.

2. Daktilitas (ductility)

Kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara

berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa di atas beban gempa yang menyebabkan terjadinya

pelelehan pertama, sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur

gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan.

3. Kekakuan (stiffness)

Deformasi akibat gaya lateral perlu dihitung dan dikontrol. Perhitungan yang dilakukan

berhubungan dengan sifat kekakuan. Deformasi pada struktur dipengaruhi oleh besar beban yang

bekerja. Hubungan ini merupakan prinsip dasar dari mekanika struktur, yaitu sifat geometri dan

modulus elastisitas bahan. Kekakuan mempengaruhi besarnya simpangan pada saat terjadi gempa.

Simpangan (drift) dapat diartikan sebagai perpindahan lateral relatif antara dua tingkat bangunan yangberdekatan atau dapat dikatakan simpangan mendatar tiap-tiap tingkat bangunan. Simpangan lateral

dari suatu sistem struktur akibat beban gempa perlu ditinjau untuk menjamin kestabilan struktur,

keutuhan secara arsitektural potensi kerusakan komponen non struktur dan kenyamanan penghuni


36/101

Pemilihan metode analisis antara analisis statik dan dinamik umumnya ditentukan dalam

peraturan perencanan yang berlaku. Pemilihan metode analisis tergantung pada bangunan tersebut

apakah termasuk struktur gedung beraturan atau tidak beraturan. Jika suatu bangunan termasuk

struktur bangunan beraturan yang didefinisikan dalam peraturan perencanan, maka analisis gempa

dilakukan dengan analisis statik. Sebaliknya, jika suatu struktur termasuk struktur bangunan tidak

beraturan, maka analisis gempa dilakukan dengan cara dinamik.

2.3.7.1 Analisis Statik

Analisis statik dapat kita bagi menjadi dua jenis yaitu (Chopra,1995):1. Analisis statik linear

Analisis statik nonlinear dapat digunakan untuk berbagai tujuan, di antaranya yaitu untuk

menganalisis struktur yang mempunyai material dan geometri yang tidak linear, untuk membentuk

kekakuan P-delta setelah analisis linear, untuk memeriksa konstruksi dengan perilaku material yang

bergantung pada waktu, untuk melakukan analisis beban dorong statik dan lain-lain. Analisa beban

dorong statik merupakan prosedur analisa untuk mengetahui perilaku keruntuhan suatu terhadap

gempa.

2. Analisis statik nonlinear

Analisis statik nonlinear secara langsung menghitung redistribusi gaya-gaya dan deformasi yang

terjadi pada struktur ketika mengalami respons inelastis. Oleh karena itu, analisis statik nonlinear lebih

akurat daripada analisis statik linear. Namun, analisis statik nonlinear tidak dapat digunakan untuk

menganalisis respons struktur bangunan tinggi yang fleksibel. Untuk itu, prosedur analisis dinamik

nonlinear harus dilakukan untuk bangunan tinggi atau bangunan dengan ketidakteraturan dalam arah

vertikal yang cukup besar.

2.3.7.2 Analisis Dinamik

Menurut Chopra (1995) gaya lateral yang bekerja pada struktur selama terjadi gempa tidak dapat


37/101

Analisis riwayat waktu tidak selamanya diperlukan karena sering kali hanya nilai maksimum

respons yang diperlukan untuk perencanaan gempa. Dalam hal ini, nilai maksimum dari respons tiap

ragam diperoleh dari desain spektra dan ditambahkan untuk menentukan respons maksimum dari

keseluruhan sistem. Prosedur ini dinamakan analisis ragam spektrum respons. Analisis ragam

spektrum respons adalah suatu cara analisis untuk menentukan respons dinamik struktur gedung

beraturan 3 dimensi yang berperilaku secara elastik penuh terhadap pengaruh suatu gempa dimana

respons dinamik total struktur gedung tersebut didapat sebagai hasil superposisi dari respons dinamik

maksimum masing-masing ragamnya yang didapat melalui spectrum respons gempa rencana. Namun,

metode ini tidak dapat digunakan jika ada ragam dimana periode getaran translasional atau torsional

mendekati nilai periode alami. Dalam hal ini, harus digunakan integrasi langsung dari persamangeraknya.

2. Analisis dinamik nonlinear

Gaya gempa rencana, gaya dalam, dan perpindahan (displacement) dari sistem yang

menggunakan prosedur analisis dinamik nonlinear ditentukan dengan analisis respons dinamik

inelastis. Dengan analisis dinamik nonlinear, displacement yang direncanakan tidak ditentukan dengan

target displacement tetapi ditentukan secara langsung melalui analisis dinamik dengan riwayat gerakan

tanah (ground-motion histories). Analisis ini sangat dipengaruhi oleh terhadap asumsi dalam

pemodelan dan gerakan tanah yang mewakilinya.

Analisis dinamik nonlinear mempunyai dasar-dasar, pendekatan dalam pemodelan, dan kriteria-

kriteria yang hampir sama dengan prosedur untuk analisis statik nonlinear. Perbedaan utamanya yaitu

perhitungan respons untuk analisis dinamik nonlinear ini menggunakan analisis riwayat waktu.

Analisis respons dinamik riwayat waktu nonlinear adalah suatu cara analisis untuk menentukan

riwayat waktu respons dinamik struktur gedung 3 dimensi yang berperilaku elastik penuh (linear)

maupun elastoplastis (nonlinear) terhadap gerakan tanah akibat gempa rencana sebagai data masukan

dimana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metode integrasi langsung.


38/101

2.4 Geo Studio 2007Geo Studio Office adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan geoteknik dan geo lingkungan.

Software ini melingkupi SLOPE/W, SEEP/W, SIGMA/W,QUAKE/W,TEMP/W, dan CTRAN/W yang

sifatnya terintegrasi sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke produk

yang lain. Fitur ini cukup unik dan memberikan fleksibilitas untuk digunakan dalam menyeselasikan

berbagai macam permasalahan geo teknik dan geo lingkungan.

SLOPE/W merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan tanah dan

kemiringan batuan. Dengan SLOPE/W dapat dilakukan analisis masalah baik secara sederhana maupun

kompleks dengan menggunakan salah satu dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagaipermukaan yang miring, kondisi tekan pori air, sifat tanah dan beban terkonsentrasi. Selain itu dapat

juga digunakan elemen tekan pori air yang terbatas, tegangan statis atau tegangan dinamik pada

analisis kestabilan lereng serta dapat juga dikombinasikan dengan analisis probabilistik.

SEEP/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis rembesan air tanah,

masalah kelebihan disipasi tekanan pori air. Dengan SEEP/W dapat dipertimbangkan analisis mulai

dari masalah tingkat kejenuhan yang tetap sampai yang tidak jenuh tergantung dari masalah itu terjadi.

SIGMA/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis tekanan geoteknik dan

masalah masalah deformasi. Dengan SIGMA/W dapat dipertimbangkan analisis mulai dari masalah

deformasi sederhana hingga masalah tekanan efektif lanjutan secara bertahap dengan menggunakan

model konstitutif tanah seperti linear-elastis, anisotropik linier-elastik, nonlinier-elastis (hiperbolik),

elastis-plastik atau Cam-clay.

QUAKE/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis gerakan dinamis dari

struktur bumi hingga menyebabkan gempa bumi. QUAKE/W sangat cocok sekali untuk menganalisis

perilaku dinamis dari bendungan timbunan tanah, tanah dan kemiringan batuan, daerah di sekitar tanah

horizontal dengan potensi tekanan pori-air yang berlebih akibat gempa bumi.TEMP/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis masalah panas bumi.

Software ini dapat menganalisis masalah konduksi tingkat panas yang tetap. Pengguna dapat


39/101

2.5 Structure Analysis Program (SAP) 2000Program SAP2000 merupakan pengembangan program SAP yang dibuat oleh Prof. Edward L.

Wilson dari University of California at Berkeley,US sekitar tahun 1970. Untuk melayani keperluan

komersial dari program SAP, pada tahun 1975 dibentuk perusahaan Computer & Structure, Inc.

dipimpin oleh Ashraf Habirullah, di mana perusahaan tersebut sampai saat ini masih tetap eksis dan

berkembang.

Sebagai program komputer analisa struktur yang dikembangkan cukup lama dari lingkungan

universitas di mana source code pada awal mulanya dapat dipelajari, program SAP menjadi cikal bakal

program-program analisa struktur lain di dunia. Dengan reputasi lebih dari 30 tahun, program SAPdikenal secara luas dalam komunitas rekayasa, khususnya di bidang teknik sipil.

Dalam bukunya yang berjudul SAP-A General Structural Analysis Program dijelaskan bahwa

program SAP mula-mula dikembangkan dalam versi main-frame. Sekitar tahun 1980 dibuat versi PC-

nya, yaitu SAP80, dan tahun 1990 dengan versi SAP90, semuanya dalam sistem operasi DOS. Ciri-ciri

keduanya adalah menggunakan file sebagai cara untuk memasukan input data dalam

mengoperasikannya. Ketika PC beralih dari sistem operasi DOS (teks) ke sistem operasi windows

(grafis), versi SAP2000 dikeluarkan. Saat ini, versi SAP2000 terakhir adalah v 15.0 Versi ini cukup

canggih, karena dapat digunakan untuk melakukan analisa non-linear (deformasi besar, gap/kontak),

jkabel, beban ledak, tahapan konstruksi, dan sebagainya.

2.6 Peraturan KegempaanPeraturan mengenai kegempaan yang masih digunakan saat ini sebagai standar yang dijadikan

acuan untuk perencanaan bangunan tahan gempa yaitu SNI 1726 2002 dan rancangan SNI 1726 2010

untuk periode ulang 500 tahun. Selain mengacu pada kedua standar tersebut, untuk analisis bendungan

tipe urugan ini digunakan juga pedoman konstruksi dan bangunan yang dikeluarkan oleh Departemen

Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat beban


40/101

III. METODOLOGI PENELITIAN3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan selama 3 bulan dari Maret 2012 hingga Mei 2012, bertempat di PT Krakatau

Tirta Industri dengan objek observasi Bendungan Krenceng, Cilegon, Provinsi Banten. Bendungan

Krenceng terletak di desa Masigit, kecamatan Ciwandan. Bendungan Krenceng mempunyai kapasitas

tampung sekitar 5.000.000 m3pada elevasi muka air normal + 22,50 m. Tinggi bendungan maksimum

17 m dari dasar sungai dengan panjang puncak 1000 m. Lokasi bendungan dapat dilihat pada

Gambar 14.


41/101

5. Peraturan yang berlaku di Indonesia terkait dengan struktur bendungan :

- Pedoman Konstruksi dan Bangunan Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang

Analisis Stabilitas Bendungan Tipe Urugan Akibat Beban Gempa (pd. T-14-2004-A).

6. Peraturan yang berlaku di Indonesia terkait dengan bangunan tahan gempa :

a. SNI-1726-2002

b. RSNI-1726-2010

3.3 Metode PenelitianPenelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan, antara lain:

1. Pengumpulan dan pemilahan data.

2. Proses analisis struktur bendungan dengan program Geo Studio 2007 dan SAP 2000.

3.4 Tahapan PelaksanaanPenelitian dilakukan melalui dua tahapan, diantaranya adalah tahap pengumpulan data dan tahap

analisis. Pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data terkait yang akan digunakan pada

proses analisis. Data yang dibutuhkan dalam analisis struktur bendungan merupakan data sekunder

yang dimiliki oleh PT. Krakatau Tirta Industri. Data tersebut mencakup gambar struktur, data kapasitas

waduk dan data material bendungan. Rincian data material pada bendungan dapat dilihat pada

Tabel 1.

Tabel 1.Data material pada Bendungan Krenceng.

Data Tanah Bendungan Tanah Dasar Toe Drain

Jenis Material Lempung Pasir Lanauan Tufa Pumis Pasiran Batu


42/101

berdasarkan SNI-1726-2002 dan RSNI-1726-2010 yang akan diinputkan ke QUAKE/W. Diagram alir

tahapan analisis dapat dilihat pada lampiran 1.

Berikut adalah tahapan pelaksanaan analisis kestabilan bendungan :

1. Mempelajari site plan, data tanah pada tubuh bendungan dan tanah dasar serta gambar struktur

bangunan, sehingga dapat dipilih bagian yang kritis (nilai SPT rendah) untuk dianalisis.

2. Setelah mendapatkan bagian kritis bendungan yang mewakili semua profil bendungan yaitu pada

titik P10 (sebelah kiri spillway) dengan nilai SPT pada tubuh bendungan sebesar 9 dan pada tanah

dasar 50, P12 (sebelah kanan spillway) dengan nilai SPT pada tubuh bendugan sebesar 9 dan pada

tanah dasar 50, dan terakhir P30 dengan nilai SPT pada tubuh bendungan sebesar 6 dan pada tanah

dasar 50, dilanjutkan dengan menggambar ulang potongan gambar untuk bagian tersebutmenggunakan program Autocad 2010 (hal ini dikarenakan data digital tidak tersedia).

3. Melakukan pemodelan pada program Geo Studio 2007 berdasarkan hasil penggambaran ulang

menggunakan program Autocad 2010.

4. Melakukan pemodelan dan analisis stabilitas bendungan pada semua lokasi penelitian

menggunakan SLOPE/W pada program Geo-Studio 2007 dengan asumsi tubuh bending terdiri dari

tanah homogen tanpa perlindungan batuan, kondisi tinggi muka air yang baru dan tanpa beban

gempa. Sebelum dioperasikan harus ada penyesuaian asumsi analisis yang dilakukan. Salah satu

asumsi yang cukup penting adalah kondisi Pore Water Pressure (PWP), pada kasus ini kondisi

PWP diambil dari hasil analisis SIGMA/W dengan tipe analisis Insitu. Pilihan kondisi awal PWP

dipilih dari water table yang diinputkan secara manual dari data sekunder yang ada (Gambar 15).


43/101

Gambar 16.Pengaturan material pada SIGMA/W.

Untuk analisis menggunakan SIGMA/W perlu dibuat boundary condition untuk menentukan letak

reservoir head, potential seepage, daerah zero pressure dan batas analisis untuk sumbu X dan Y

(Gambar 17).


44/101

sangat cocok digunakan untuk pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur

lingkaran untuk mencari faktor keamanan minimum.

Gambar 18.Pemilihan tipe analisis pada SLOPE/W.

Pengaturan kondisi Pore Water Pressure (PWP) diambil dari hasil analisis Geo Studio lainnya, dan

dipilih analisis SIGMA/W dengan tipe analisis insitu (Gambar 19).


45/101

Untuk pendugaan bidang longsor dilakukan penyesuaian arah pergerakan dari kanan ke kiri (sesuai

dengan asumsi diawal) dengan menggunakan metode Grid and Radius (Gambar 20).

Gambar 20.Pengaturan analisis bidang runtuh pada SLOPE/W.

Selanjutnya untuk pemilihan material bendungan menggunakan asumsi model material dengan

model MohrCoulomb (Gambar 21), hal ini disesuaikan dengan ketersediaan data sekunder.


46/101

Nama material disesuaikan dengan tempat material itu digunakan dan dibedakan juga berdasarkan

warna (Gambar 22). Selanjutnya data tanah dimasukan sesuai dengan data yang tersedia.

Gambar 22.Pengaturan input data tanah pada SLOPE/W.

6. Setelah semua parameter dipenuhi maka hasil analisis kestabilan lereng menggunakan SLOPE/W

dapat dilihat melalui Contour. Hasil analisis yang dilihat berupa pendugaan bidang runtuh pada

bendungan dan safety factor-nya.

7. Analisis kestabilan lereng dengan penambahan beban gempa. Analisis tetap menggunakanSLOPE/W sebagai parent analysis (analisis induk), akan tetapi karena fitur ini tidak

mengakomodasi untuk analisis displacement akibat beban gempa, maka digunakan fitur tambahan


47/101

gempa pada SNI-1726-2002. Kota Cilegon sebagai kota lokasi penelitian terlebih dahulu

diidentifikasi masuk ke dalam wilayah gempa yang mana. Sesuai dengan peta gempa, kota Cilegon

masuk ke dalam wilayah 4 (Gambar 23). Setelah itu,dengan bantuan software SAP2000 dibuat

respon spektrum percepatan gempa untuk wilayah kota Cilegon (Gambar 24a). Karena SNI-1726-

2002 mengacu pada UBC 97 maka metode pembuatan respon spektrum juga disesuaikan

berdasarkan acuan yang sama. Untuk membuat respon spektrum berdasarkan UBC 97 dibutuhkan

nilai Ca dan Cv. Nilai Ca dan Cv diperoleh berdasarkan respon spektrum rencana untuk wilayah 4

yang ada pada SNI-1726-2002 (Gambar 24b).

Gambar 23.Peta zonasi gempa pada SNI-1726-2002 untuk periode ulang 500 tahun.


48/101

(b)Gambar 24.(a) Respon spektrum Kota Cilegon yang mengacu pada SNI-1726-2002. (b) Respon

spektrum rencana untuk wilayah 4 yang ada pada SNI-1726-2002.

Setelah nilai Ca dan Cv diinputkan,dapat diperoleh percepatan gempa yang sesuai. Respon

spektrum yang diperoleh dari program SAP2000 tidak dapat langsung dimasukkan ke dalam Geo

Studio. Format percepatan gempa yang dapat diinputkan ke dalam Geo Studio harus dalam format

notepad (.acc) maka nilai periode dan acceleration dari SAP2000 harus dituliskan dalam format

seperti pada Gambar 25.


49/101

Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 0,2 detik, dalam g, (5 persen redaman kritis), Kelas

Situs SB, kota Cilegon mempunyai nilai Sssebesar 0,75 g.

Gambar 26.Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER),

Paramater Gerak Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 0,2 detik, dalam g, (5 persen

redaman kritis), Kelas Situs SB

Sedangkan untuk peta kedua (Gambar 27) yakni peta S1, Gempa Maksimum yangDipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER), Paramater Gerak Tanah, untuk Percepatan

Respons Spektral 1 detik, dalam g, (5 persen redaman kritis), Kelas Situs SB, kota Cilegon


50/101

Gambar 27.S1, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER),

Paramater Gerak Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 1 detik, dalam g, (5 persenredaman kritis), Kelas Situs SB


51/101

10.Menghitung percepatan gempa maksimum berdasarkan Pd T-14-2004-A. Untuk mendapatkan nilai

percepatan gempa berdasarkan Pd T-14-2004-A digunakan rumus sebagai berikut:

ad= Z x acx v (20)

keterangan:

adadalah percepatan gempa maksimum yang terkoreksi di permukaan tanah (gal)

acadalah percepatan gempa dasar, periksa tabel .

Z adalah koefisien zona, periksa gambar .

v adalah koreksi pengaruh jenis tanah setempat, periksa tabel .

Berdasarkan Tabel 2. dicari nilai ac untuk periode gempa 50 dan 100 tahun, didapatkan nilai a c

sebesar 160 cm/det2untuk periode 50 tahun dan 190 cm/det2untuk periode 100 tahun. Sedangkan

nilai v diperoleh dari Tabel 3 tentang faktor koreksi pengaruh jenis tanah setempat dengan nilai

untuk lokasi pengamatan di Cilegon sebesar 1,1. Selanjutnya untuk mencari nilai Z berdasarkan

peta Zona Gempa Indonesia (Gambar 30), nilai Z untuk Kota Cilegon masuk ke dalam zona E

dengan koefisien gempa sebesar 1,3. Setelah semua parameter terpenuhi maka nilai ad(percepatan

gempa) dapat diketahui.

Tabel 2.Percepatan gempa dasar untuk berbagai periode ulang.

T(tahun)

ac(gal)

10 9020 12050 160

100 190200 220

500 2501000 2805000 33010000 350


52/101

Gambar 30.Peta Zona Gempa Indonesia pada Pd T-14-2004-A.

11.Setelah semua percepatan gempa selesai dicari, analisis dilanjutkan pada analisis statik. Analisis

statik menggunakan SLOPE/W sebagai parent analysis untuk melihat perubahan safety factor

akibat penambahan beban gempa. Analisis statik menggunakan fitur QUAKE/W sebagai sub-

analysis untuk mengetahui perubahan gaya dalam akibat pembebanan gempa. Analisis dimulai

dengan menentukan tipe analisisnya terlebih dahulu (Gambar 31a), dilanjutkan dengan memilih

kondisi pore water pressure awal yang diambil dari analisis sebelumnya yang menggunakan fitur

SIGMA/W (Gambar 31b). Sama halnya dengan analisis menggunakan SIGMA/W, analisis

menggunakan QUAKE/W juga membutuhkan boundary condition yang diatur pemilihannya seperti


53/101

(b)

Gambar 31.(a) Pengaturan tipe analisa pada QUAKE/W. (b) Pengaturan kondisi PWP pada

QUAKE/W.

Gambar 32.Pengaturan boundary condition pada QUAKE/W.

Pengaturan material pada QUAKE/W (Gambar 33) membutuhkan beberapa data tambahan seperti,

poisson ratio, damping ratio, dan Gmax. Nilai poisson ratio dan damping ratio didapatkan dari

data sekunder,sedangkan untuk nilai Gmax digunakan persamaan empiris dari Imai dan

Yoshimura (1970) pada Pd T-14-2004-A untuk semua jenis tanah yakni Gmax = 1000 N 0,78 , N

adalah nilai SPT tanah pada masing masing lokasi Selanjutnya dilakukan penggambaran mesh


54/101


55/101

14. Setelah input beban gempa pada QUAKE/W selesai maka selanjutnya adalah memasukan beban

gempa pada SLOPE/W melalui key-in > seismic load (Gambar 36). Setelah penambahan beban

gempa,dapat dilihat perubahan safety factor pada bendungan.

Gambar 36. Input beban gempa pada SLOPE/W.

15. Pada analisis statik yang kedua menggunakan acuan RSNI-1726-2010 caranya sama dengan

analisis statik yang sebelumnya. Dimulai dengan menggunakan SLOPE/W sebagai parent analysisdan QUAKE/W untuk mengetahui perubahan gaya dalam yang terjadi. Pengaturan QUAKE/W

untuk analisis statik yang kedua ini sama dengan analisis statik sebelumnya.

16. Pada analisis statik yang ketiga dan keempat yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan

pendekatan yang dilakukan berbeda. Analisis yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dapat langsung

dimasukan ke dalam analisis stabilitas bendungan melalui SLOPE/W pada analisis kestabilan

bendungan dengan beban gempa melalui key-in > seismic load.

17. Analsis kestabilan bendungan dengan cara dinamik. Analisis dinamik menggunakan SLOPE/W

sebagai parent analysis untuk melihat perubahan safety factor akibat penambahan beban gempa.

Analisis dinamik juga menggunakan fitur QUAKE/W sebagai sub-analysis untuk mengetahui


56/101

Gambar 37.Pengaturan periode gempa pada QUAKE/W.

21. Pada analisis dinamik yang kedua menggunakan acuan RSNI-1726-2010 caranya sama dengan

analisis dinamik yang sebelumnya. Dimulai dengan menggunakan SLOPE/W sebagai parent

analysis dan QUAKE/W untuk mengetahui perubahan gaya dalam yang terjadi. Pengaturan

QUAKE/W untuk analisis dinamik yang kedua ini sama dengan analisis dinamik sebelumnya.

22. Setelah semua tahapan analisis dilakukan dan diperoleh hasilnya, maka dilakukan evaluasi

terhadap standar safety factor untuk bendungan tipe urugan yang besarnya > 1,25. Apabila hasil

analisis safety factor < 1,25 dilakukan pengkajian penyebab tidak terpenuhinya safety factor dan

melakukan rekomendasi upaya perbaikan.


57/101

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Kondisi Lokasi Pengamatan

Konstruksi Bendungan Krenceng sendiri dimulai pada tahun 1962 dengan bantuan Sovjet Rusia

(USSR) untuk keperluan industri baja yang sempat tertunda pada periode 1966-1971. Pada tahun 1971,

PT. Krakatau Steel didirikan bersamaan dengan dimulainya pembangunan fasilitas industri baja pada

tahun 1971 dan pertama kali berproduksi pada tahun 1974. Pembangunan Bendungan Krenceng

diteruskan pada tahun 1974 itu juga dan dapat diselesaikan pada tahun 1977, termasuk konstruksi

bendung Cidanau beserta pompa dan jaringan pipanya. Pasokan air yang diambil dari S. Cidanau ke

Waduk Krenceng mulai dilakukan untuk pertama kali pada tahun 1978. Saat ini tubuh bendungan

dibuat dari timbunan tanah homogen berupa lempung pasiran-lanauan, plastisitas rendah sampai

sedang, warna coklat tua. Kemiringan rata-rata lereng hulu adalah 1V : 3,5 H dan lereng hilir 1V : 3,7

H (Hasil pengukuran PT.Mezan DC, Juli 2000). Lereng hulu dilindungi dengan rip-rap batu kosong

dan lereng hilir dilindungi dengan rumput dimana pada kaki bendungan dilengkapi dengan toe drain

untuk menangkapair rembesan (seepage) yang mengalir dari waduk melalui tubuh bendungan.


58/101

dasar 50 (Gambar 38). Pemilihan ketiga lokasi (P10,P12 dan P30) dikarenakan lokasi lokasi tersebut

memiliki nilai SPT yang rendah (< 10).

4.2 Analisis Kestabilan Bendungan4.2.1Lokasi P10- Hasil gambar potongan bendungan menggunakan program AutoCad 2010 (Gambar 39).

Gambar 39.Potongan melintang bendungan pada lokasi P 10.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan program Geo Studio 2007 (Gambar 40).


59/101

- Hasil analisis bendungan menggunakan SIGMA/W berupa gradasi warna. Warna putih menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil (Gambar 42).

Legenda :

Gambar 42.Hasil analisa SIGMA/W pada lokasi P 10.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan SLOPE/W (Gambar 43).


60/101

- Hasil analisis bendungan menggunakan SLOPE/W, safety factor pada lokasi P10 sebesar 3,816

(Gambar 44).

Gambar 44.Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 10.

4.2.2 Lokasi P12- Hasil gambar potongan bendungan menggunakan program AutoCad 2010 (Gambar 45).


61/101

- Hasil pemodelan menggunakan SIGMA/W (Gambar 47).

- Hasil analisis bendungan menggunakan SIGMA/W berupa gradasi warna. Warna putih menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil (Gambar 48).

Legenda :

Gambar 47.Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 12.


62/101

Gambar 49.Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 12.


63/101

4.2.3 Lokasi P30- Hasil gambar potongan bendungan menggunakan program AutoCad 2010 (Gambar 51).

Gambar 51.Potongan melintang bendungan pada lokasi P 30.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan program Geo Studio 2007 (Gambar 52)

Gambar 52.Hasil pemodelan pada Geo Studio.

- Hasil pemodelan menggunakan SIGMA/W (Gambar 53).


64/101

Legenda :

Gambar 54.Hasil analisis SIGMA/W pada lokasi P 30.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan SLOPE/W (Gambar 55).


65/101

Gambar 56.Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 30.

4.3 Analisis Kestabilan Bendungan Dengan Beban Gempa4.3.1 Hasil perhitungan percepatan gempa- Percepatan gempa maksimum berdasarkan SNI-1726-2002 dengan periode ulang gempa 500 tahun

diperoleh sebesar 0,6 g atau 588 cm/det2pada waktu 0,1 detik.

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan RSNI-1726-2010 dengan periode ulang gempa 500

tahun diperoleh sebesar 0,6 g atau 588 cm/det2pada waktu 0,13 detik.

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan Pd T-14-2004-A dengan periode ulang gempa 50 tahun

diperoleh sebesar 228,8 cm/det2.

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan Pd T-14-2004-A dengan periode ulang gempa 100 tahun

diperoleh sebesar 271,7 cm/det2.


66/101

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan. Node yang berada

di tengah dipilih karena mewakili keseluruhan profil bendungan (Gambar 58).

Legenda :

Gambar 58.Hasil analisis statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

SNI-1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-2002pada lokasi P10 (Gambar 59)


67/101

Gambar 59.Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada SNI-

1726-2002 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load

yang diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det2) diperoleh safety factor sebesar

1,224 (Gambar 60).


68/101

Legenda :


RSNI-1726-2010.

Relative LateralDisplacement

Y(m

)

-2

0

2

4

6


69/101

Gambar 63.Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

- Analisis kestabilan bendungan dengan cara statik yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan pendekatanyang dilakukan berbeda. Analisis yang mengacu pada Pd T-14-2004-A tidak menggunakan respon

spektrum, sehingga beban gempa dapat langsung dimasukan ke dalam analisis stabilitas bendungan


70/101


statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun.


71/101

4.3.2.2 Analisis dinamik- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W (Gambar 66).

Gambar 66.Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu




terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 67).


72/101


73/101


dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002.


74/101


75/101

4.3.3 Analisis Kestabilan Bendungan Pada Lokasi P12 Dengan Beban Gempa4.3.3.1

Analisis Statik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W. Untuk nilai Gmax pada material bendungan

dengan nilai SPT sebesar 9 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 55502 kPa, pada material tanah

dasar dengan nilai SPT sebesar 50 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 211444.6 kPa dan terakhir

nilai Gmax untuk batu sebesar 300000 kPa (Gambar 73).

Gambar 73.Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W.


pada SNI-1726-2002 Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih





76/101

Gambar 75.Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 12 dengan acuan SNI-1726-

2002.



yang diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det2) diperoleh safety factor sebesar

1,026 (Gambar 76).

relative displacement

Y(m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-1 0 1


77/101


pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih




Legenda :


RSNI-1726-2010.

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-2010

pada lokasi P12 (Gambar 78).relative displacement

8


78/101

Gambar 79.Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P12 dengan beban gempa secara

ik d RSNI 1726 2010


79/101


statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun.


80/101









81/101


2002.

Tabel 6.Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002.

Sumber: Hasil analisis menggunakan Geo Studio.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002

( i d l 500 h ) k SLOPE/W D il i i i l d


Y(m)


-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-0.002-0.004-0.006

-0.001-0.003-0.005

0 0.002

0.001 0.003


82/101




83/101

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-

2010 pada lokasi P12 diperoleh sebesar 0,00696 meter (Gambar 87 dan Tabel 7).

Gambar 87.Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-1726-

2010.

Tabel 7.Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010.


Y(m

)


-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-0.004-0.008

-0.002-0.006

0 0.004

0.002


84/101


dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

4.3.4 Analisis Kestabilan Bendungan Pada Lokasi P30 Dengan Beban Gempa


85/101


86/101



yang diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det2) diperoleh safety factor sebesar1,164 (Gambar 92).


87/101

Legenda :


RSNI-1726-2010.

relative disp lacement

(m)

10

12

14

16

18


88/101


statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

- Analisis kestabilan bendungan dengan cara statik yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan pendekatan


89/101


90/101









91/101


2002.

Tabel 8.Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002.

Sumber: Hasil analisis menggunakan Geo Studio


Y(m)


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

-0.004-0.008

-0.002-0.006-0.01

0 0.004

0.002


92/101




pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna birumenunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan



93/101


94/101


dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

4.4 PembahasanDari hasil analisis kestabilan bendungan pada semua lokasi pengamatan baik dengan kondisi


95/101

(periode 500 tahun)

RSNI-1726-2010 dinamik

(periode 500 tahun)1,209 0,00336

Pd T-14-2004-A statik

(periode 50 thn)1,917 -



Tabel 11.Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 12.

Kriteria Safety Factor Displacement (m)

Tanpa Beban Gempa 3,124 0

Dengan Beban Gempa

SNI-1726-2002 statik

(periode 500 tahun)1,026 -

SNI-1726-2002 dinamik

(periode 500 tahun)1,022 0,00527

RSNI-1726-2010 statik

(periode 500 tahun)1,026 -

RSNI-1726-2010 dinamik

(periode 500 tahun)1,007 0,00696




(periode 100 thn)

1,471 -

Tabel 12.Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 30.


96/101

Dari hasil analisis yang dilakukan dapat dilihat bahwa safety factor bendungan sebelum

terjadinya gempa masih aman, karena syarat safety factor untuk bendungan urugan tanah harus

melebihi 1,25 (Bowles, 1989) . Sedangkan untuk hasil analisis stabilitas bendungan setelah diberikanbeban gempa hasil analisis safety factor-nya masih bervariasi, hasil analisis gempa berupa safety factor

pada semua titik pengamatan yang menggunakan acuan SNI-1726-2002 dan RSNI-1726-2010 hasilnya

masih di bawah 1,25 , artinya bendungan tidak dapat menahan beban gempa dengan periode ulang 500

tahun (588 gal), sedangkan analisis gempa menggunakan Pd T-14-2004-A untuk periode ulang 50 dan

100 tahun pada semua titik pengamatan safety factor-nya sudah di atas 1,25 yang berarti bahwa

bendungan dapat menahan beban gempa dengan periode ulang 50 tahun (228,8 gal) dan 100 tahun

(271,7 gal). Analisis stabilitas bendungan dengan beban gempa dilakukan dengan dua analisis, yakni

analisis statik dan analisis dinamik. Analisis statik mengasumsikan bahwa beban gempa diberikan pada

sekali dorongan, sedangkan analisis dinamik mengasumsikan bahwa beban gempa diberikan secara

periodik. Pada analisis kestabilan bendungan tipe urugan dengan perhitungan beban gempa, analisis

beban gempa secara dinamik memberikan dampak yang lebih besar terhadap kestabilan bendungan

dibandingkan dengan analisis beban gempa secara statik, hal ini dilihat dari nilai safety factor hasil

analisis dinamik yang lebih kecil dari analisis statik. Hal ini dikarenakan beban gempa yang diberikan

secara periodik pada analisis dinamik menimbulkan perubahan tekanan air freatik pada tubuh

bendungan sehingga mempengaruhi stabilitas bendungan.Ada beberapa cara untuk meningkatkan kekuatan tahanan bendungan, cara pertama adalah

dengan membuat permukaan hilir bendungan menjadi lebih landai. Cara lainnya adalah dengan

memasang soil nail pada permukaan hilir bendungan. Pemasangan soil nail pada permukaan hilir

bendungan maka akan mencegah perluasan bidang longsor yang mungkin terjadi.


97/101

V. KESIMPULAN DAN SARAN5.1.Kesimpulan

Penelitian mengenai analisis struktur Bendungan Krenceng dengan menggunakan program Geo

Studio 2007 dan SAP2000 menghasilkan beberapa kesimpulan,yaitu :

- Analisis struktur bendungan pada kondisi muka air yang baru dengan hasil safety factor pada

lokasi P10 sebesar 3,816 , lokasi P12 sebesar 3,124 dan lokasi P30 sebesar 3,768 dinilai aman ( >

1,25 ).- Analisis struktur bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode

ulang 50 dan 100 tahun) pada semua titik pengamatan dengan hasil safety factor berkisar antara

1,4711,917 dinilai aman ( > 1,25), sehingga dapat disimpulkan bendungan kuat menahan beban

gempa dengan periode ulang 50 dan 100 tahun.

- Analisis struktur bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada SNI-1726-2002 dan

RSNI-1726-2010 (untuk periode ulang gempa 500 tahun) pada semua titik pengamatan dengan

hasil safety factor berkisar antara 1,007 1,229 dinilai tidak aman ( < 1,25 ), sehingga dapat

disimpulkan bahwa bendungan tidak kuat menahan beban gempa dengan periode ulang 500

tahun.

5.2.SaranBeberapa saran yang dapat diberikan dalam penelitian kali ini adalah :

- Penelitian ini lebih menitikberatkan pada analisis data sekunder. Oleh karena itu, perlu adanya

data aktual yang terbaru untuk menghasilkan keakuratan yang lebih optimal.

- Ada beberapa cara untuk meningkatkan kekuatan tahanan bendungan sebagai upaya mitigasi


98/101

DAFTAR PUSTAKA

Agus. 2002. Rekaysa Gempa untuk Teknik Sipil. Padang: Institut Teknologi Padang

Baker, R. & Gorber, M. 1978. Theoretical analysis of the stability of slopes.Geotechnique,Vol.28.

Bowles, JE.1989.Sifat-sifat Fisik & Geoteknis Tanah. Erlangga. Jakarta

Buku Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran, Direktorat Jendral Bina Marga

Direktorat Bina Teknik.

Chopra, K.A. 1967. Earthquake Response of Earth Dams. JSMFD,ASCE,Vol.93.

Chopra, K.A. 1995. Dynamics of Structures: Theory and Application to Earthquake Engineering. New

Jersey: Prentice-Hall, Inc.

Dewobroto Wiryanto. 2004. Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000. Jakarta. PT Elex Media

Komputindo.

ICOLD 1994d. Numerical Analysis of Dams. Third Benchmark Workshop, Theme B2 Dynamic

analysis of an embankment dam under a strong earthquake,Sep.,Gennevilliers,France.

Linsey,Ray K. Water Resources Engineering, New York, McGraw-Hill,Inc.

Nyoman, I G. Santiawan , I gusti N. Wardana dan I Wayan Redana. Penggunaan vegetasi (rumput

gajah) dalam menjaga kestabilan tanah terhadap longsoran. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil

Vol.11, No. 1, Januari 2007.

Pangular, D., 1985, Petunjuk Penyelidikan & Penanggulangan Gerakan Tanah, Pusat Penelitian dan

Pengembangan Pengairan, Balitbang Departemen.

Pedoman Konstruksi dan Bangunan,2004,Analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat beban

D P ki d P Wil h


99/101

LAMPIRAN


100/101

Lampiran 1.Diagram alir tahapan penelitian.

Studi desain bendungan,meliputi

1) jenis urugan dan geometri bendungan2) isi waduk, muka air normal, muka air

banjir, tinggi jagaan

Studi peraturan gempa

1) SNI 1726 20022) Rancangan SNI 1726 20103) Pd T-14-2004-A

Lakukan analisis stabilitas pada kondisi

muka air banjir

FK>FKmin

Penelitian-Haska Adi P

Documents

Transcript of Penelitian-Haska Adi P