PERENCANAAN DESAIN KONSTRUKSI BENDUNGAN PENGELAK DAN ...

PERENCANAAN DESAIN KONSTRUKSI

BENDUNGAN PENGELAK DAN SALURAN

PENGELAK PADA BENDUNGAN CIAWI

(CIPAYUNG) DI KABUPATEN BOGOR PROVINSI

JAWA BARAT

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

HANIN DZIKRA NABILA

201510340311085

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya ucapkan kepada kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan dengan baik. Berkat rida dan pertolongan Allah SWT segala

rintangan dan cobaan selama mengerjakan Tugas Akhir ini dapat dilalui dengan

lancar. Tugas Akhir yang berjudul “PERENCANAAN DESAIN KONSTRUKSI

BENDUNGAN PENGELAK DAN SALURAN PENGELAK PADA

BENDUNGAN CIAWI (CIPAYUNG) DI KABUPATEN BOGOR

PROVINSI JAWA BARAT” disusun dalam rangka syarat akhir untuk

menyelesaikan masa studi Strata 1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

Penyelesaian Tugas Akhir ini juga tidak lepas dari bantuan dan dukungan

banyak pihak sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu dalam

kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan banyak terima kasih kepada yang

terhormat :

1. Allah SWT atas segala rahmat karunia dan rezeki yang telah dilimpahkan

kepada saya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

2. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.

3. Bapak Dr. Ir. Samin, MT. selaku Dosen Wali Sipil kelas B yang selalu

memberikan konsultasi dan memerhatikan perkembangan Tugas Akhir

mahasiswa khususnya kelas sipil B.

4. Bapak Ir. Suwignyo, MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr.Ir.

Sulianto, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang selalu sedia memberikan

bimbingan, materi, dan pemahaman terkait Tugas Akhir sehingga Tugas

Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

5. Kedua orang tua Bapak Ir. Agus Candra Irawan dan Ibu Andi Warkiah

Agparb yang selalu memberikan doa demi kelancaran untuk segala

kegiatan perkuliahan saya dan Tugas Akhir ini.

6. Saudara – saudara saya (Adilla, Hanun, dan Fadiyah) dan keluarga besar

yang juga selalu memberikan dukungan dan semangat.

7. Sahabat – sahabat saya (Mei,Jannah,Dian,Elmia,Putri,Dewi,Rizka,Sonia,

Acil dan Nizar) dan seluruh keluarga Teknik Sipil B 2015 Universitas

Muhammadiyah Malang.

8. Mentor saya dalam mengerjakan tugas akhir ini kak Imam yang telah

banyak membantu dengan memberikan ilmunya yang mempermudah

dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

9. Bapak Syafaruddin PT. Brantas Abipraya yang menerima saya dengan baik

dan telah memberikan data untuk keperluan Tugas Akhir ini.

10. Pihak – pihak lain yang mendukung secara langsung maupun tidak

langsung yang mohon maaf tidak bisa saya sebutkan satu per satu.

11. Demi kesempurnaan Tugas Akhir ini, kritik, saran, dan masukkan yang

bersifat membangun sangat saya harapkan. Semoga Tugas Akhir ini

bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang

Teknik Sipil khususnya konstruksi jalan raya di negara tercinta, Indonesia.

Malang, 28 Desember 2019

Penulis

DESIGN PLANNING OF COFFERDAM AND DIVERSION

CHANNELS CONSTRUCTION ON CIAWI (CIPAYUNG) DAM

IN BOGOR DISTRICTS WEST JAVA PROVINCE

Hanin Dzikra Nabila1, Suwignyo2, Sulianto3

123Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No. 246, Malang 65144–Telp (0341) 464318

email : [email protected]

Abstract

Diversion channel and cofferdam are diversion structure that should built in the

early construction of the dam. Diversion structure has function to divert the river

flow during the period of the dam construction. In Ciawi (Cipayung) dam the

diversion channel using box culvert that has dimension 4,20 m x 4,20 m with two

amount of channel. The plans of diversion channel in Ciawi (Cipayung) in this

study, redesigned using two diversion channel with circle shape. In this study, the

calculations of flood routing is using Q100th obtained maximum discharge 335.02

m3/s then obtained a channel diameter is 4.20 m and maximum water elevation in

front of cofferdam in El. 525.00 m. The height of cofferdam using bulkhead dam

type is 25.60 m on EL. 259.19 m, and width 7.60 m and the upstream and

downstream slopes is 1: 2.30.

Keywords : Diversion channel; Cofferdam; Cofferdam stability;Structure analysis

mailto:[email protected]

PERENCANAAN DESAIN KONSTRUKSI BENDUNGAN

PENGELAK DAN SALURAN PENGELAK PADA

BENDUNGAN CIAWI (CIPAYUNG) DI KABUPATEN BOGOR

PROVINSI JAWA BARAT

Hanin Dzikra Nabila1, Suwignyo2, Sulianto3

123Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No. 246, Malang 65144–Telp (0341) 464318

email : [email protected]

Abstrak

Saluran pengelak dan bendungan pengelak merupakan bangunan pengelak yang

dilaksanakan pada awal konstruksi sebuah bendungan. Bangunan pengelak berfungsi

untuk mengalihkan aliran sungai selama periode pelaksanaan konstruksi. Pada Bendungan

Ciawi (Cipayung) saluran pengelak yang digunakan yaitu tipe box culvert dimensi 4,20 m

x 4,20 m dengan dua jumlah saluran. Di studi ini perencanaan saluran pengelak Bendungan

Ciawi (Cipayung) ini didesain ulang menggunakan dua saluran pengelak dengan bentuk

lingkaran. Dalam studi perencanaan ini dilakukan penelusuran banjir dengan debit kala

ulang 100 th diperoleh debit puncak sebesar 335,02 m3/dt maka didapatkan diameter

saluran 4,20 m dan elevasi air maksimum di depan bendungan pengelak adalah El. 252,00

m. Sehingga didapatkan tinggi bendungan pengelak dengan tipe bendungan sekat yaitu

25,60 m pada elevasi El.259,19 m, lebar 7,60 m, dan kemiringan lereng hulu dan hilir

1:2,30 m.

Kata kunci : Saluran pengelak; Bendungan pengelak; Stabilitas bendungan; Analisis

Struktur.

mailto:[email protected]

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................................. iii

KATA PENGANTAR .................................................................................................. iv

ABSTRACT .................................................................................................................. vi

ABSTRAK .................................................................................................................... vii

DAFTAR ISI…………………………………………………………………………viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 2

1.3 Tujuan ..................................................................................................... 3

1.4 Manfaat ................................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ..................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Umum...................................................................................................... 4

2.2 Desain Saluran Pengelak (Konduit) ........................................................ 5

2.2.1 Desain Hidrolis Pengelak ........................................................... 6

2.2.2 Penelusuran Banjir Lewat Saluran Pengelak ............................. 9

2.3 Desain Bendungan Pengelak (Cofferdam) .............................................. 10

2.3.1 Perhitungan Dimensi Bendungan Pengelak (Cofferdam) ......... 10

2.4 Analisis Stabilitas Lereng Bendungan Pengelak ..................................... 12

2.4.1 Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Metode Bishop ....... 13

2.5 Analisis Pembebanan Saluran Pengelak ................................................. 17

2.6 Bentuk-Bentuk Konstruksi pada Konduit ............................................... 18

2.6.1 Mekanika Konduit pada Pembebanan Vertikal dan Horizontal. 23

2.7 Analisis Struktur Beton Bertulang Saluran Pengelak ............................. 27

2.7.1 Analisis Struktur Beton ............................................................ 27

2.7.2 Analisis Struktur Beton Menggunakan Software STAAD Pro. 28

2.7.2.1 Input Data ........................................................................... 29

2.7.2.2 Output Data ......................................................................... 30

2.7.3 Penulangan Saluran Pengelak................................................... 32

BAB III METODE PERENCANAAN

3.1 Data-Data yang Diperlukan ...................................................................... 34

3.2 Langkah Pengolahan Data ........................................................................ 35

3.2.1 Desain Hidrolik Saluran Pengelak ............................................ 36

3.2.2 Desain Bendungan Pengelak .................................................... 36

3.2.3 Analisis Stabilitas Bendungan Pengelak .................................. 37

3.2.4 Analisis Pembebanan Saluran Pengelak ................................... 37

3.2.5 Analisis Struktur Beton Bertulang Saluran Pengelak ............... 37

3.2.6 Gambar Rencana ...................................................................... 37

3.2.7 Kesimpulan ............................................................................... 37

3.3 Diagram Alir Penyelesaian Studi .............................................................. 38

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Perencanaan .................................................................................... 39

4.2 Desain Hidrolik Saluran Pengelak .......................................................... 39

4.2.1 Perhitungan Debit yang Lewat Saluran Pengelak ................... 39

4.2.2 Perhitungan Nilai Ksi (ψ) dan Psi (𝜑) Terowongan ............... 44

4.2.3 Perhitungan Penelusuran Banjir Lewat Terowongan. ............. 46

4.3 Desain Bendungan Pengelak .................................................................. 56

4.4 Analisis Stabilitas Bendungan Pengelak ................................................. 60

4.4.1 Stabilitas Lereng Menggunakan Metode Bishop ............. 61

4.5 Pembebanan Saluran Pengelak ............................................................... 75

4.5.1 Perhitungan Pembebanan Saluran Pengelak ........................... 76

4.6 Perhitungan Momen, Lintang, dan Normal pada Saluran Pengelak ....... 86

4.6.1 Perhitungan mengguakan Tabel Beggs Deformation Analysis

of Single Berrel Conduit .......................................................... 86

4.6.2 Perhitungan mengguakan STAAD Pro ................................ 106

4.7 Perhitungan Struktur Saluran Pengelak ............................................... 106

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 109

5.2 Saran ...................................................................................................... 109

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Debit Banjir Rancangan Bendungan Ciawi (Cipayung) ........................... 34

Tabel 3.2 Data Teknis Bangunan Pengelak Bendungan Ciawi (Cipayung) ............. 35

Tabel 3.3 Kondisi Batuan Saluran Pengelak Bendungan Ciawi (Cipayung) ............ 36

Tabel 4.1 Uniform Flow In Circular Section Flowing Partly Full ........................... 40

Tabel 4.2 Kapasitas Pengaliran Saat Kondisi Aliran Terbuka .................................. 41

Tabel 4.3 Kapasitas Pengaliran saat Kondisi Aliran Tertekan.................................. 43

Tabel 4.4 Hubungan antara Nilai Tinggi Air, Debit, dan Tampungan (H-Q-S) ..... 46

Tabel 4.5 Probablilitas Cofferdam No Overtopping ................................................. 47

Tabel 4.6 Penelusuran Banjir Saluran Pengelak dengan Diameter (4,20 m x 2) ...... 48




Tabel 4.10 Rekapitulasi Hasil Penelusuran Banjir dengan berbagai Diameter

Saluran ...................................................................................................... 56

Tabel 4.11 Percepatan Gempa Dasar untuk Berbagai Periode Ulang ......................... 57

Tabel 4.12 Dimensi Bendungan Pengelak dengan Berbagai Diameter Saluran ......... 59

Tabel 4.13 Mohr-Coulomb Strength Parameters For Mass Concrete According

Different Methods ..................................................................................... 61

Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Stabilitas Lereng Hulu Bendungan Pengelak Pada

Kondisi Kosong dengan Metode Bishop .................................................. 69

Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Stabilitas Lereng Hilir Bendungan Pengelak Pada

Kondisi Kosong dengan Metode Bishop .................................................. 70

Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Stabilitas Lereng Hulu Bendungan Pengelak Pada

Kondisi Kosong dengan Gempa Metode Bishop ...................................... 73

Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Stabilitas Lereng Hilir Bendungan Pengelak Pada

Kondisi Kosong dengan Gempa Metode Bishop ...................................... 74

Tabel 4.18 Rekapitulasi Stabilitas Lereng Menggunakan Metode Bishop ................. 75

Tabel 4.19 Momen, Normal, dan Lintang untuk Kondisi Normal .............................. 90

Tabel 4.20 Momen, Normal, dan Lintang untuk Kondisi Gempa .............................. 92

Tabel 4.21 Momen, Normal, dan Lintang untuk Kondisi Sementara pada saat

Grouting (Normal) .................................................................................... 97

xiii

Tabel 4.22 Momen, Normal, dan Lintang untuk Kondisi Sementara pada saat

Grouting (Gempa) .................................................................................... 99

Tabel 4.23 Momen, Normal, dan Lintang untuk Kondisi Pengoperasian (Normal) ... 103

Tabel 4.24 Momen, Normal, dan Lintang untuk Kondisi Pengoperasian (Gempa) ... 105

Tabel 4.25 Rekapitulasi Momen, Normal, dan Lintang Maksimum pada Saluran

Pengelak Menggunakan Tabel Beggs ....................................................... 106

Tabel 4.26 Rekapitulasi Momen, Normal, dan Lintang Maksimum pada Saluran

Pengelak Menggunakan STAAD Pro ....................................................... 106

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Lokasi Proyek Bendungan Ciawi (Cipayung) ................................. 1

Gambar 2.1 Debit yang Lewat di Dalam Terowongan Dalam Kondisi Aliran

Terbuka dan Tertekan ..................................................................... 6

Gambar 2.2 Hidrolika Aliran dalam Pengelak Pada Aliran Bebas ..................... 7

Gambar 2.3 Hidrolika Aliran yang Lewat di Dalam Terowongan ..................... 7

Gambar 2.4 Metode Irisan Bishop yang Disederhanakan; (a) Gaya – Gaya yang

Bekerja Pada Irisan Nomor n, (b) Poligon Gaya Untuk

Keseimbangan ................................................................................. 13

Gambar 2.5 Analisis Stabilitas dengan Metode Irisan yang Biasa: (a)

Permukaan Bidang yang Dicoba;(b) Gaya yang Bekerja pada

Irisan Nomor n ................................................................................ 15

Gambar 2.6 Variasi )(nm dengan sF/tan dan n .......................................... 16

Gambar 2.7 Diagram Pembebanan Terowongan ................................................ 17

Gambar 2.8 Bentuk Konduit A, B, dan C ........................................................... 20

Gambar 2.9 Bentuk Konduit D, E, dan F ............................................................ 21

Gambar 2.10 Bentuk Konduit Lingkaran, Persegi, dan G .................................... 18

Gambar 2.11 Koefisien Pembebanan Vertikal Seragam dan Reaksi Pondasi

Seragam Bentuk Lingkaran ............................................................. 24

Gambar 2.12 Koefisien Pembebanan Batuan Vertikal dan Reaksi Pondasi

Seragam Bentuk Lingkaran ............................................................. 24

Gambar 2.13 Koefisien Pembebanan Tekanan Segitiga dari Dalam Bentuk

Lingkaran ........................................................................................ 25

Gambar 2.14 Koefisien Pembebanan Berat Sendiri Bentuk Lingkaran ................ 25

Gambar 2.15 Koefisien Pembebanan Horizontal Segitiga di Kedua Sisi Bentuk

Lingkaran ........................................................................................ 26

Gambar 2.16 Koefisien Pembebanan Horizontal Seragam di Kedua Sisi Bentuk

Lingkaran ........................................................................................ 26

Gambar 2.17 STAAD-Modeling ........................................................................... 29

Gambar 2.18 STAAD-Editor ................................................................................ 30

Gambar 2.19 Cara Untuk Mengakses Output File................................................ 31

Gambar 2.20 Test.anl Output File ........................................................................ 31

xv

Gambar 2.21 Kotak Dialog Print .......................................................................... 32

Gambar 4.1 Nilai Koefisien pada Bentuk Inlet ................................................... 42

Gambar 4.2 Discharge Rating Curve ................................................................. 44

Gambar 4.3 Kurva Penulusuran Banjir Saluran Pengelak Diameter 4,20 m ...... 50




Gambar 4.7 Peta Zona Gempa Indonesia ........................................................... 58

Gambar 4.8 Desain Bendungan Pengelak ........................................................... 60

Gambar 4.9 Lingkaran Bidang Longsor Bagian Hulu ........................................ 62

Gambar 4.10 Lingkaran Bidang Longsor Bagian Hilir ........................................ 64

Gambar 4.11 Irisan Nomor 5 ................................................................................ 67

Gambar 4.12 Gaya-Gaya yang Bekerja pada Irisan Nomor 5 .............................. 67

Gambar 4.13 Poligon Gaya untuk Keseimbangan pada Irisan Nomor 5 .............. 68

Gambar 4.14 Desain Saluran Pengelak Bentuk Lingkaran Diameter 4,20 m x2 .. 76

Gambar 4.15 Tekanan Batuan Vertikal Atas ........................................................ 77

Gambar 4.16 Tekanan Batuan Horizontal (Normal) ............................................. 78

Gambar 4.17 Tekanan Batuan Horizontal (Gempa) ............................................. 79

Gambar 4.18 Tekanan Air dari Dalam .................................................................. 80

Gambar 4.19 Tekanan Grouting ........................................................................... 81

Gambar 4.20 Beban Batuan Vertikal Bawah ........................................................ 81

Gambar 4.21 Kondisi 1 Perencanaan Normal Beban yang Bekerja ..................... 82

Gambar 4.22 Kondisi 2 Perencanaan Beban Gempa yang Bekerja ...................... 83

Gambar 4.23 Kondisi 3 Perencanaan Beban yang Bekerja saat Kondisi Sementara

pada Pelaksanaan Grouting (Normal) ............................................. 83

Gambar 4.24 Kondisi 4 Perencanaan Beban yang Bekerja saat Kondisi Sementara

pada Pelaksanaan Grouting (Gempa) ............................................. 84

Gambar 4.25 Kondisi 5 Perencanaan Beban yang Bekerja saat Kondisi

Pengoperasian Waduk (Normal) ..................................................... 85

Gambar 4.26 Kondisi 6 Perencanaan Beban yang Bekerja saat Kondisi

Pengoperasian Waduk (Gempa)...................................................... 85

Gambar 4.27 Coefficients For Moment, Thrust, and Shear Vertical Arch Load-

Uniform Fondation Reaction Shape Circular ................................. 88

xvi

Gambar 4.28 Coefficients For Moment, Thrust, and Shear Tringular Horizontal

Load-Both Side Shape Circular ...................................................... 88

Gambar 4.29 Coefficients For Moment, Thrust, and Shear Vertical Dead Weight of

Conduit Shape Circular) ................................................................. 89

Gambar 4.30 Coefficients For Moment, Thrust, and Shear Load-Both Side Shape

Circular ........................................................................................... 95

Gambar 4.31 Coefficients For Moment, Thrust, and ShearUniform Horizontal

Load-Both Side Shape Circular ...................................................... 96

Gambar 4.32 Coefficients For Moment, Thrust, and ShearUniform Internal Radial

Load Shape Circular ....................................................................... 102

xvii

DAFTAR PUSTAKA

Ardiaca, Dusko Hadzijanev. 2009. Mohr-Coulomb parameters for modeling of

concrete structure. Plaxis Bulletin.

Asiyanto. 2011. Metode Konstruksi Bendungan. Penerbit Universitas Indonesia,

Jakarta.

Badan Pembinaan Konstruksi dan Sumber Daya Manusia Pusat Pembinaan

Kompetensi dan Pelatihan Konstruksi. 2005. Pelatihan Ahli Desain

Terowongan SDA. Jakarta: DPU.

Badan Standardisasi Nasional. 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk

Bangunan Gedung. SNI 2847:2013. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

Balai Besar Wilayah Sungai Ciliwung Cisadane Direktorat Jendral Sumber Daya

Air Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. 2018. Bahan

Informasi Pembangunan Bendungan Ciawi (Cipayung) Kabupaten Bogor-

Provinsi Jawa Barat. Jakarta: PUPR.

Bureau of Reclamation. 1987. Design of small Dams. Water Resources Technical

Publication: Washington.

Cahya, Indra.1999. Beton Bertulang. Malang: Universitas Brawijaya.

Chow,VenTe,Phd. 1988. Open-Channel Hydrolics. McGraw Hill Book Company.

Das, Braja M. 1994. Mekanika Tanah Jilid 2. Terjemahan oleh Noor Endah dan

Indrasurya B. Mochtar. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah. 2004. Analisis Stabilitas

Bendungan Tipe Urugan akibat Beban Gempa. Jakarta: DPU.

Dipohusodo, Istimawan. 1994. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-

15-1991-03 Departemen Pekerjaan Umum RI. Jakarta: Penerbit PT

Gramedia Pustaka Utama.

Hastowo, Pudji & Sambodo, Prijo. 2011. Diversion Tunnel Bendungan Jatigede

Sumedang. knibb-inacold, viewed 19 july 2019.

http://www.knibb-inacold.com/downloads/buletin/20-buletin-kni-bb-edisi-jan-

2013-no-44-45-46-thn-xiv-kw-iiiiii-2011-hal-1-13/download.html

Philips, H.B & I.E Allen. 1986. Beggs Deformeter Stress Analysiss of Single Barrel

Conduits. Colorado: United States Bureau of Reclamation.

xviii

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi. 2017. Modul

Desain Bangunan Pelengkap Pelatihan Perencanaan Bendungan Tingkat

Dasar. Jakarta: DPU.

Setiawan, Rasyid Andalus. 2006. Analisa dan Desain Struktur dengan STAADPro

2004. Yogyakarta: Penerbit ANDI

Singh & Goel. 2006. Tunneling in Weak Rock. Bangalore: Elvservier.

Soedibyo. 1993. Teknik Bendungan. Jakarta: Pradnya Paramita.

Soemarto, CD. 1986. Hidrologi Teknik. Surabaya: Usaha Nasional.

Soemarto, CD. 1999. Hidrologi Teknik Edisi 2. Jakarta:Penerbit Erlangga.

Sosrodarsono, Suryo., & Kensaku Takeda. 2016. Bendungan Tipe Urugan. Jakarta:

Balai Pustaka.

PERENCANAAN DESAIN KONSTRUKSI BENDUNGAN PENGELAK DAN ...

Documents

Transcript of PERENCANAAN DESAIN KONSTRUKSI BENDUNGAN PENGELAK DAN ...