m Desain Sabo Dam

15 Tabel 15. Gaya Vertikal saat kondisi banjir belum ada sedimen Tabel 16. Gaya Horizontal saat kondisi banjir belum ada sedimen a Stabilitas terhadap Guling Nilai faktor aman yang disarankan adalah Sf = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap guling : FS = ∑MV∑MH ≥ 1,2 FS = 132,986 25,799 = 5,155 ≥ 1,2 AMAN Dimana : ∑MV = Jumlah momen vertikal ∑MH = Jumlah momen horizontal b Stabilitas terhadap Geser Nilai faktor aman yang disarankan adalah Fs = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap geser : Sf = . ∑ ∑ 1,2 Sf = , . , , = 1,681 1,2 AMAN Dimana : f = Koefisien geser = 0,46 ∑V = Jumlah gaya vertikal ton ∑H = Jumlah gaya horizontal ton c Stabilitas terhadap gaya dukung tanah pondasi Daya dukung tanah dihitung dengan rumus pondasi menerus sebagai berikut Terzaghi : Keruntuhan geser umum : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi sabo dam, didapatkan data tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut : c = 0,00 γ s = 1,85 tm 3 φ = 37ᴼ hp = 3 m b2 = 5,79 m Tabel.17. Koefisien Daya dukung Tanah Terzaghi φ Keruntuhan geser umum Keruntuhan geser lokal Nc Nq Nγ Nc Nq Nγ 5,7 1,0 0,0 5,7 1,0 0,0 5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2 10 9,6 2,7 1,2 8,0 1,9 0,5 15 12,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0,9 20 17,7 7,4 5,0 11,8 3,9 1,7 25 25,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3,2 30 37,2 22,5 19,7 19,0 8,3 5,7 34 52,6 36,5 35,0 23,7 11,7 9,0 35 57,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10,1 37 73.0 57.4 65,6 19,4 15,9 13,4 40 95,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18,8 45 172,3 173,3 297,5 51,2 35,1 37,7 48 258,3 287,9 780,1 66,8 50,5 60,4 50 347,6 415,1 1153,2 81,3 65,6 87,1 Sumber : Mekanika Tanah 2 ; Hardiyatmo, H. C 1994 Notasi Gaya vertikal V Lengan Momen L V L Momen VxL Keterangan Ton m Ton m Tm W1 12 . H1. γc . n.H1 23 . n.H1 4,860 0,627 3,045 Berat sendiri W2 b1 . H1 . γc 12.b1 + n.H1 25,850 2,190 56,612 Berat sendiri W3 12 . H1 . m.H1 . γc 13.m.H1+b1+n.H1 12,150 4,223 51,311 Berat sendiri VW1 12.γw.H1.m.H1 23.m.H1+b1+n.H1 5,523 5,007 27,649 Tekanan air VW2 γw.hw.b1+m.H1 12.b+m.H1+n.H1 7,275 3,365 24,480 Tekanan air Pev 12 . m.hp.hp.γsat 23.m.H1+m.hm+b+n.H1 1,913 5,290 10,117 Tekanan sedimen U1 12 . γw. b2 . hj 12.b2 -5,790 2,895 -16,762 Tekanan uplift U2 12 .m.H1+hw-hj . b2 . γw 23.b2 -6,080 3,860 -23,467 Tekanan uplift ∑V = 45,700 ∑MV = 132,986 Notasi Gaya Horizontal H Lengan Momen L H L Momen HxL Keterangan Ton m Ton m Tm Hw1 hw.γw.H1 12.H1 7,050 2,350 16,568 Tekanan air Hw2 12.H1.γw.H1.m 13.H1 5,523 1,567 8,652 Tekanan air Hw3 12 . hj 2 . γw 13 . hj -2 0,667 -1,333 Tekanan air Peh 12.m .hp.hp.γsat 13. hp 1,913 1,000 1,913 Tekanan sedimen ∑H = 12,485 ∑MH = 25,799 16 Dengan interpolasi didapatkan nilai : Nc = 73,0 Nq = 57,4 Nγ = 65,6 Perhitungan : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ =0,00.73+1,85.3.57,4+12.1,85.5,79.65,6 = 669,685 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ = q ult SF = 669,685 3= 223,228 tonm 2 Keruntuhan geser lokal : Perhitungan : c = 23.c = 23.0,00 = 0,00 tonm 2 φ = arc tg 23.tgφ = arc tg 23.tg 37 = 24,7 ᴼ Nc’= 19,36 Nq’= 15,88 Nγ’= 13,4 hp = 3 m b2 = 5,79 m Maka perhitungan pada kondisi Keruntuhan Geser Lokal Local Shear Failure : q ult’ = c’.Nc’ + γ s .hp.Nq’ + 12.γ s .b2.Nγ’ =0,00.19,36+1,85.3.15,88+½.1,85.5,79.13,4 = 159,901 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ = q ult ’ SF = 159,901 3 = 53,300 tonm 2 Nilai Eksentrisitas: e = ∑ ∑ ∑ − ≤ b26 = , , , − , = -0,550 ≤ 0,965 OK Tegangan yang terjadi : σ maxmin = ∑ . 1 ± . ≤ σ dan σ’ σ maxmin = , , . 1 ± . , , σ max = 3,398 tonm 2 σ dan σ’ σ min = 12,388 tonm 2 AMAN Dimana : b2 = Lebar dasar main dam m e = Eksentrisitas ∑V = Jumlah gaya vertikal ton 1.2. Kondisi banjir penuh sedimen b = 2,5 m H1 = 4,7 m hw = 1,5 m b2 = 5,79 m 1 :n 1 :m W 1 W 2 W 3 U2 P ev H W2 P eh VW air sedimen H1+hw H W1 H W3 U1 hj = 2m Gambar 7. Gaya yang bekerja pada main dam pada kondisi banjir penuh sedimen 17 Tabel 18. Gaya Vertikal saat kondisi banjir penuh sedimen Tabel 19. Gaya Horizontal saat kondisi banjir penuh sedimen a Stabilitas terhadap Guling Nilai faktor aman yang disarankan adalah Sf = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap guling : FS = ∑MV∑MH ≥ 1,2 FS = 118,722 31,240 = 3,800 ≥ 1,2 AMAN b Stabilitas terhadap Geser Nilai faktor aman yang disarankan adalah Fs = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap geser : Sf = . ∑ ∑ 1,2 Sf = , . , , = 1,292 1,2 AMAN c Stabilitas terhadap gaya dukung tanah pondasi Daya dukung tanah dihitung dengan rumus pondasi menerus sebagai berikut terzaghi : Keruntuhan geser umum : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi sabo dam, didapatkan data tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut : c = 0,00 γ s = 1,85 tm 3 φ = 37ᴼ hp = 3 m b2 = 5,79 m Dengan interpolasi didapatkan nilai : Nc = 73,0 Nq = 57,4 Nγ = 65,6 Perhitungan : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ = 0,00.73 + 1,85.3.57,4 + 12.1,85.5,79.65,6 = 669,685 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ = q ult SF = 669,685 3 = 223,228 tonm 2 Keruntuhan geser lokal : Perhitungan : c = 23.c = 23.0,00 = 0,00 tonm 2 φ = arc tg 23.tgφ = arc tg 23.tg 37 = 24,7 ᴼ Nc’= 19,36 Nq’= 15,88 Nγ’= 13,4 Notasi Gaya vertikal V Lengan Momen L V L Momen VxL Keterangan Ton m Ton m Tm W1 12 . H1. γ c . n.H1 23 . n.H1 4,860 0,627 3,045 Berat sendiri W2 b1 . H1 . γ c 12.b1 + n.H1 25,850 2,190 56,612 Berat sendiri W3 12 . H1 . m.H1 . γ c 13.m.H1+b1+n.H1 12,150 4,223 51,311 Berat sendiri Pev 12.γ sat .H1.m.H1 23.m.H1+b1+n.H1 4,694 5,007 23,502 Tekanan sedimen VW γw.hw.b1+m.H1 12.b+m.H1+n.H1 7,275 3,365 24,480 Tekanan air U1 12 . γ w . b2 . hj ½ . b2 -5,790 2,895 -16,762 Tekanan uplift U2 12 .m.H1+hw . b2 . γ W 23.b2 -6,080 3,860 -23,467 Tekanan uplift ∑V = 42,959 ∑MV = 118,722 Notasi Gaya Horizontal H Lengan Momen L H L Momen HxL Keterangan Ton m Ton m Tm Hw1 hw.γ w .H1 12.H1 7,050 2,350 16,568 Tekanan air Hw2 12.H1.γ w .H1.m 13.H1 5,523 1,567 8,652 Tekanan air Peh 12.m.H1.H1.γ sat 13.H1 4,694 1,567 7,354 Tekanan sedimen Hw3 12 . hj 2 . γ w 13 . hj -2 0,667 -1,333 Tekanan air ∑H = 15,267 ∑MH = 31,240 18 hp = 3 m b2 = 5,79 m Maka perhitungan pada kondisi Keruntuhan Geser Lokal Local Shear Failure : q ult’ = c’.Nc’ + γ s .hp.Nq’ + 12.γ s .b2.Nγ’ =0,00.19,36+1,85.3.15,88+½.1,85.5,79.13,4 = 159,901 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ = q ult ’ SF = 159,901 3 = 53,300 tonm Nilai Eksentrisitas: e = ∑ ∑ ∑ − ≤ b26 = , , , − , = -0,859 ≤ 0,965 OK Tegangan yang terjadi : σ maxmin = ∑ . 1 ± . ≤ σ dan σ’ σ maxmin = , , . 1 ± . , , σ max = 0,818 tonm 2 σ dan σ’ σ min = 14,021 tonm 2 0 AMAN 2. Kondisi Normal b = 2,5 m H 1 = 4 ,7 m b2 = 5,79 m 1 :n = 1 : ,2 1 :m = 1 :0 ,5 H1.m W 1 W 2 W 3 U P ev H W sedimen P eh hd Fd Gambar 8. Gaya yang bekerja pada main dam pada kondisi normal Tabel 20. Gaya vertikal pada saat kondisi normal Notasi Gaya vertikal V Lengan Momen L V L Momen VxL Keterangan Ton m Ton m Tm W1 12 . H1. γ c . n.H1 23 . n.H1 4,860 0,627 3,045 Berat sendiri W2 b1 . H1 . γ c 12.b1 + n.H1 25,850 2,190 56,612 Berat sendiri W3 12 . H1 . m.H1 . γ c 13.m.H1+b1+n.H1 12,150 4,223 51,311 Berat sendiri Pev 12 . H1 . m.H1 . γ sat 23.m.H1+b1+n.H1 4,694 5,007 23,502 Tekanan sedimen U 12 . m.H1+hw-hj . b2 . γ w 23.b2 -6,080 3,86 -23,467 Tekanan uplift ∑V = 41.474 ∑MV = 111,003 19 Tabel 21. Gaya horizontal pada saat kondisi normal a Stabilitas terhadap Guling Nilai faktor aman yang disarankan adalah Sf = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap guling : FS = ∑MV∑MH ≥ 1,2 FS = 111,003 15,532 = 7,147 ≥ 1,2 AMAN b Stabilitas terhadap Geser Nilai faktor aman yang disarankan adalah Fs = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap geser : Sf = . ∑ ∑ 1,2 Sf = , . , , = 2,408 1,2 AMAN c Stabilitas terhadap gaya dukung tanah pondasi Daya dukung tanah dihitung dengan rumus pondasi menerus sebagai berikut Terzaghi : Keruntuhan geser umum : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi sabo dam, didapatkan data tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut : c = 0,00 γ s = 1,85 tm 3 φ = 37ᴼ hp = 3 m b2 = 5,79 m Dengan interpolasi didapatkan nilai : Nc = 73,0 Nq = 57,4 Nγ = 65,6 Perhitungan : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ = 0,00.73 + 1,85.3.57,4 + 12.1,85.5,79.65,6 = 669,685 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah : σ = qult SF = 669,685 3 = 223,228 tonm 2 Keruntuhan geser lokal : Perhitungan : c = 23.c = 23.0,00 = 0,00 tonm 2 φ = arc tg 23.tgφ = arc tg 23.tg 37 = 24,7 ᴼ Nc’= 19,36 Nq’= 15,88 Nγ’= 13,4 hp = 3 m b2 = 5,79 m Maka perhitungan pada kondisi Keruntuhan Geser Lokal Local Shear Failure : q ult’ = c’.Nc’ + γ s .hp.Nq’ + 12.γ s .b2.Nγ’ =0,00.19,36+1,85.3.15,88+ ½.1,85.5,79.13,4 = 159,901 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah : σ = q ult ’ SF = 159,901 3 = 53,300 tonm 2 Nilai Eksentrisitas: e = ∑ ∑ ∑ − ≤ b26 = , , , = -0,593 ≤ 0,965 Tegangan yang terjadi : σ maxmin = ∑ . 1 ± . ≤ σ dan σ’ σ maxmin = , , . 1 ± . , , σ max = 2,761 tonm 2 σ dan σ’ σ min = 11,565 tonm 2 0 AMAN Notasi Gaya Horizontal H Lengan Momen L H L Momen HxL Keterangan Ton m Ton m Tm Hw 12 . m.H1.H1.γ w 13.H1 5,523 1,567 8,652 Tekanan air Peh 12 . m.H1.H1.γ sat .Ka 13.H1 1,167 1,567 1,828 Tekanan sedimen Fd F.hd H1-hd 1,222 4,135 5,052 Tekanan aliran debris ∑H = 7,911 ∑MH = 15,532 20

3. Kondisi Normal saat gempa

a Stabilitas normal saat gempa b = 2,5 m H 1 = 4 ,7 m b2 = 5,79 m 1 :n = 1 : ,2 1: m =

1: 0,

5 H1.m W 1 W 2 W 3 U P ev1 H W sedimen P eh2 hd Fd P eh1 H 1 H 2 H 1 Gambar 9. Gaya gempa saat kondisi normal Tabel 22. Gaya vertikal gempa saat kondisi normal Tabel 23. Gaya horizontal gempa saat kondisi normal Notasi Gaya vertikal V Lengan Momen L V L Momen VxL Keterangan Ton m Ton m Tm W1 12 . H1. γ c . n.H1 23 . n.H1 4,860 0,627 3,045 Berat sendiri W2 b1 . H1 . γ c 12.b1 + n.H1 25,850 2,190 56,612 Berat sendiri W3 12 . H1 . m.H1 . γ c 13.m.H1+b1+n.H1 12,150 4,223 51,311 Berat sendiri Pev 12 . H1 . m.H1 . γ sat 23.m.H1+b1+n.H1 4,694 5,007 23,502 Tekanan sedimen U 12 . m.H1+hw-hj . b2 . γ w 23.b2 -6,080 3,860 -23,467 Tekanan uplift ∑V = 41,474 ∑MV = 111,003 Notasi Gaya Horizontal H Lengan Momen L H L Momen HxL Keterangan Ton m Ton m Tm H1 K.W1 13.H1 0,729 1,567 1,142 Berat sendiri H2 K.W2 12.H1 3,878 2,350 9,112 Berat sendiri H3 K.W3 13.H1 1,822 1,567 2,855 Berat sendiri Peh1 K.Wpev 23.H1 0,704 3,133 2,206 Tekanan sedimen Peh2 12 . m.H1.H1.γ sat .Ka 13.H1 1,167 1,567 1,828 Tekanan sedimen Fd F.hd H1-hd 1,222 4,135 5,052 Tekanan aliran debris ∑H = 9,522 ∑MH = 22,196 21 a Stabilitas terhadap Guling Nilai faktor aman yang disarankan adalah Sf = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap guling : FS = ∑MV∑MH ≥ 1,2 FS = 111,003 22,196 = 5,001 ≥ 1,2 AMAN b Stabilitas terhadap Geser Nilai faktor aman yang disarankan adalah Fs = 1,2 untuk H ≤ 15 m Maka stabilitas terhadap geser : Sf = . ∑ ∑ 1,2 Sf = , . , , = 2,000 1,2 AMAN c Stabilitas terhadap gaya dukung tanah pondasi Daya dukung tanah dihitung dengan rumus pondasi menerus sebagai berikut terzaghi : Keruntuhan geser umum : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi sabo dam, didapatkan data tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut : c = 0,00 γ s = 1,85 tm 3 φ = 37ᴼ hp = 3 m b2 = 5,79 m Dengan interpolasi didapatkan nilai : Nc = 73,0 Nq = 57,4 Nγ = 65,6 Perhitungan : q ult = c.Nc + γ s .hp.Nq + 12.γ s .b2.Nγ = 0,00.73 + 1,85.3.57,4 + 12.1,85.5,79.65,6 = 669,685 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah : σ = q ult SF = 669,685 3 = 223,228 tonm 2 Keruntuhan geser lokal : Perhitungan : c = 23.c = 23.0,00 = 0,00 tonm 2 φ = arc tg 23.tgφ = arc tg 23.tg 37 = 24,7 ᴼ Nc’= 19,36 Nq’= 15,88 Nγ’= 13,4 Hp = 3 m b2 = 5,79 m Maka perhitungan pada kondisi Keruntuhan Geser Lokal Local Shear Failure : q ult’ = c’.Nc’ + γ s .hp.Nq’ + 12.γ s .b2.Nγ’ =0,00.19,36+1,85.3.15,88+ ½.1,85.5,79.13,4 = 159,901 tonm 3 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah : σ = q ult ’ SF = 159,901 3 = 53,300 tonm 2 Nilai Eksentrisitas: e = ∑ ∑ ∑ − ≤ b26 = , , , = -0,754 ≤ 0,965 OK Tegangan yang terjadi : σ maxmin = ∑ . 1 ± . ≤ σ dan σ’ σ maxmin = , , . 1 ± . , , σ max = 1,568 tonm 2 σ dan σ’ σ min = 12,758 tonm 2 0 AMAN 4. Stabilitas terhadap erosi bawah tanah piping Metode Angka Rembesan Lane weight creep ratio method adalah cara yang dianjurkan untuk mengecek bangunan guna mengetahui adanya erosi bawah tanah dengan persamaan sebagai berikut : = ∑ ∑ Panjang minimum rembesan Lane untuk masing-masing jenis tanah pondasi adalah sebagai berikut : 3 b1 3 1,5 14,25 0,6 2,7 3,4 1 ,5 A B C D E F

3, 35

3 ,0 6 2 ,7 Gambar 10. Sketsa panjang rembesan Tabel 24. Panjang rembesan Titik Garis Panjang rembesan H LV LH 13.LH m M m m A 2,7 B AB 3 1,5 0,5 C BC - 14,25 4,75 D CD 1,5 - - E DE - 3,4 1,133 F EF 3,06 0,6 0,2 ∑ 7,50 6,583 Nilai minimum angka rembesan Lane = 3 = , . , = 5,216 ≥ 3 AMAN