1 perkuatan tanah perkuatan teibing aih penosan

PERENCANAAN BANGUNAN PENGAMAN TEBING TERHADAP GERUSAN

Pendahuluan

Pada bab ini akan diuraikan masalah perencanaan bangunan pengaman tebing sungai jalan terhadap gerusan. Perencanaan yang akan diuraikan adalah langkah-langkah desain dan dasar-dasar desain. Pengaman tebing yang akan diuraikan adalah pengaman dengan jenis fleksibel (flexsible revetment) dan kaku (rigid revetment).

Selain pengaman tebing, akan diuraikan juga bangunan pengarah aliran dan peredam energi. Kedua bangunan ini akan melindungi tebing sungai terhadap gerusan secara tidak langsung.

Jenis pengaman tebing lainnya yang akan diuraikan adalah jenis bangunan dari tanaman (bioengineerinng). Pengaman ini memerlukan tumbuhan untuk membuat bangunan pengaman. Bangunan jenis ini cocok untuk daerah yang sulit mendapatkan bahan bangunan.

Tabel 8.1 menjelaskan jenis bangunan pengaman yang akan diuraikan proses desain dan langkah-langkahnya.

Tabel 8-1. Klasifikasi struktur pengaman tebing jalan di sungai Jenis Pengaman

Tipe

Bangunan

Revetment

Fleksibel

1. Riprap

2. Bronjongan (Gabion) Rigid (kaku) 1. Retaining Wall

2. Sheet pile

Bangunan Pengarah Aliran

1. Krib (Groin)

2. Spur

Bangunan Peredam Energi

Chek Dam

Konsep Disain

Dalam mendesain suatu dinding pengaman (revetment) harus memperhatikan beberapa faktor. Faktor-faktor ini yang akan mempengaruhi jenis dan ukuran (desain) dari dinding pengaman. Faktor-faktor tersebut terdiri dari :

1. Debit desain

2. Jenis aliran

3. Geometri penampang

4. Aliran di tikungan

5. Tahanan aliran (Flow resistance)

6. Jenis pengamanan (revetment)

Debit Desain

Debit aliran yang digunakan untuk desain atau analisis bangunan jalan disekitar sungai biasanya menggunakan debit banjir ulangan dengan periode ulang 10 sampai 50 tahun. Dalam kebanyakan kasus, debit banjir ini dapat digunakan untuk mendesain riprap dan beberapa macam dinding pengaman sungai. Tetapi seorang perencana harus memperhatikan beberapa keadaan khusus, seperti debit yang kecil dapat menyebabkan kerusakan hidraulik terhadap kestabilan riprap. Oleh karena itu, seorang perencana dianjurkan untuk memperhatikan beberapa macam debit desain agar dapat digunakan untuk kondisi riprap yang direncanakan. Disarankan untuk menggunakan debit desain antara 5 – 10 tahun. Cara perhitungan debit desain disesuaikan pada SNI M-18-1989-F.

1 Jenis Aliran

Jenis aliran untuk saluran terbuka dapat diklasifikan menjadi tiga, yaitu :

1. Seragam (uniform), berubah lambat laun atau berubah tiba-tiba.

2. Tunak (steady) atau tak tunak (unsteady).

3. Subkritis atau superkritis.

Jenis aliran yang digunakan dalam konsep desain ini diasumsikan seragam, tunak (steady) dan subkritis. Jenis aliran ini juga dapat digunakan untuk aliran Jenis aliran yang digunakan dalam konsep desain ini diasumsikan seragam, tunak (steady) dan subkritis. Jenis aliran ini juga dapat digunakan untuk aliran

Kondisi aliran berubah tiba-tiba dan tak tunak biasanya terjadi pada aliran yang membesar, berkontraksi dan balik. Kondisi ini terjadi biasanya pada daerah sungai yang dilintasi jembatan. Aliran superkirits atau mendekati superkritis biasanya terjadi pada penyempitan jembatan dan saluran dengan kelandaian yang curam.

Penelitian telah dilakukan bahwa aliran superkritis jarang terjadi di saluran alam (sungai). Tetapi, aliran yang terjadi pada saluran curam dan penyempitan saluran biasa aliran transisi yang terjadi diantara subkritis dan superkritis. Eksperimen yang telah dilakukan oleh U.S. Army Corps of Engineer menunjukkan bahwa aliran transisi terjadi pada bilangan Froude antara 0,89 dan 1,13. Ketika aliran terjadi diantara bilangan tersebut, maka terjadi kondisi tidak stabil pada gaya inersia dan gaya gravitasi. Hal ini mengakibatkan terjadinya gelombang yang tidak normal, lompatan hidraulik (hydraulic jump), perubahan lokal kemiringan muka air, dan turbulensi.

Aliran tidak seragam, tak tunak dan mendekati superkritis menyebabkan tegangan pada batas saluran yang berbeda pada aliran seragam, tunak dan subkritis.

2 Geometri Penampang

Geometri penampang saluran yang diperlukan seperti kedalaman aliran, lebar basah, jari-jari hidraulik dan sebagainya dalam mendesain pengaman sungai digunakan untuk pemasangan pengaman sungai. Geometri penampang saluran selalu berubah untuk jangka waktu panjang, sehingga pemeriksaan perubahan penampang diperlukan. Pemeriksaan perubahaan penampang sangat subjektif, tetapi tujuan dari pemeriksaan adalah untuk mendapatkan kondisi penampang yang terburuk untuk desain sehingga pengaman sungai dapat dibuat stabil. Informasi yang digunakan dalam memeriksa saluran adalah informasi keadaan geometri saluran yang dahulu, sekarang dan photo udara saluran. Dan perlu Geometri penampang saluran yang diperlukan seperti kedalaman aliran, lebar basah, jari-jari hidraulik dan sebagainya dalam mendesain pengaman sungai digunakan untuk pemasangan pengaman sungai. Geometri penampang saluran selalu berubah untuk jangka waktu panjang, sehingga pemeriksaan perubahan penampang diperlukan. Pemeriksaan perubahaan penampang sangat subjektif, tetapi tujuan dari pemeriksaan adalah untuk mendapatkan kondisi penampang yang terburuk untuk desain sehingga pengaman sungai dapat dibuat stabil. Informasi yang digunakan dalam memeriksa saluran adalah informasi keadaan geometri saluran yang dahulu, sekarang dan photo udara saluran. Dan perlu

Masalah pertama yang akan timbul dalam pemeriksaan geometri penampang adalah menentukan profil dasar saluran yang ada. Masalah ini dapat diatasi dengan mensurvei dasar bagian saluran yang akan dipasang pengaman sungai. Pengaman sungai didesain bukan untuk hanya saat ini, tetapi hingga masa depan, sehingga diperlukkan perkiraan profil saluran yang akan terjadi pada masa depan. Berdasarkan pengamatan atas data tahunan, parameter geometri penampang saluran dapat berubah rata-rata bertambah 52 persen dan berkurang 40 persen untuk jangka waktu yang panjang. Dianjurkan bagi perencana, untuk merubah penampang saluran sampai 50 persen dari rata-rata penampang saluran. Dan diperlukan lebih dari satu penampang geometri saluran untuk mendesain pengaman sungai. Bila data tentang penampang saluran tidak tersedia, maka data penampang saluran yang terdahulu dapat digunakan dengan mengadakan perubahan seperti diatas atau menggunakan data penampang yang terdekat.

Pertimbangan terakhir dari penentuan geometri penampang saluran adalah kestabilan tepi/pinggir sungai. Berdasarkan pengamatan, kestabilan tepi/pinggir sungai dapat mencapai kedalaman 1,7 dari kedalaman rata-rata. Gambar 8-1 menunjukkan contoh perubahan penampang geometri saluran.

i. Aliran Di Tikungan

Kondisi aliran di tikungan adalah sangat kompleks, karena dipengaruhi adanya distorsi bentuk aliran. Aliran di tikungan saluran dipengaruhi oleh gaya sentrifugal, aliran tidak seragam dan aliran tidak simetris.

Dua aspek penting pada aliran di tikungan saluran yang mempengaruhi desain pengaman sungai. Pertama, peningkatan kecepatan dan tegangan geser yang diakibatkan aliran tidak seragam di tikungan saluran. Hubungan antara peningkatan kecepatan dan tegangan geser untuk desain riprap akan dijelaskan pada butir 8.3.1.1.8, Kedua, superelevasi aliran di tikungan saluran yang akan dibangun pengaman sungai. Meskipun nilai superelevasi aliran sangat kecil Dua aspek penting pada aliran di tikungan saluran yang mempengaruhi desain pengaman sungai. Pertama, peningkatan kecepatan dan tegangan geser yang diakibatkan aliran tidak seragam di tikungan saluran. Hubungan antara peningkatan kecepatan dan tegangan geser untuk desain riprap akan dijelaskan pada butir 8.3.1.1.8, Kedua, superelevasi aliran di tikungan saluran yang akan dibangun pengaman sungai. Meskipun nilai superelevasi aliran sangat kecil

ii. Hambatan Aliran

Salah satu komponen penting dalam analisis hidraulik dari pengaman saluran, seperti riprap adalah koefisien kekasaran Manning. Kekasaran suatu saluran dapat ditentukan dari keadaan fisik saluran. Keadaan fisik tersebut seperti dasar saluran, ketidakteraturan saluran, geometri saluran, vegetasi yang tumbuh di saluran dan sebagainya. Untuk menentukan koefisien kekasaran Manning „n‟ pada saluran alam dalam mendesain pengaman saluran dapat melihat pada bab 5.2.4.

iii. Perlindungan Tepi Sungai

Perlindungan tepi diperlukan untuk melindungi bagian tepi/pinggir sungai. Perlindungai ini terdiri dari dua, yaitu memanjang (longitudinal) dan vertikal.

1. Perlindungan memanjang (Horizontal)

Perlindungan memanjang diperlukan untuk melindungi tepi/pinggir sungai yang mengalami erosi sepanjang tepi saluran tersebut. Sacara umum, pengaman yang diperlukan lebih panjang daripada panjang erosi yang dialami tepi/pinggir sungai. Namun perlu diperhatikan panjang pengaman, sehingga pengamanan untuk bagian upstream tidak terlalu panjang dan untuk bagian downstream tidak terlalu pendek.

Salah satu kriteria untuk menentukan batas ukuran memanjang dari pengaman yang diperlukan diilustrasikan pada gambar 8-2. Dari ilustrasi itu, dapat ditentukan bahwa panjang minimum yang diperlukan adalah 1 kali lebar sungai pada downstream dan 1,5 kali lebar saluran pada upstream. Kriteria ini berdasarkan analisis aliran di saluran yang simetrik sedangkan untuk di lapangan kondisi ini sangat jarang ditemui. Untuk keperluan lapangan, kriteria diatas merupakan dasar untuk menentukan perlindungan.

Penyelidikan lapangan sangat diperlukan untuk mengetahui panjang perlindungan yang digunakan. Perlindungan untuk saluran yang lurus berbeda dengan yang berbelok. Untuk perlindungan saluran yang lurus dianjurkan untuk menambah perlindungan minimal satu kali lebar saluran setelah tempat terjadinya erosi. Sedangkan untuk saluran yang berbelok, panjang perlindungan yang dibutuhkan adalah minimal satu kali lebar saluran pada upstream. Untuk downstream, tidak dapat ditentukan hanya dengan melihat tempat terjadinya erosi. Faktor lain yang menentukan adalah proses erosi yang terjadi.

Pengaman tepi/pinggir saluran juga dipengaruhi oleh bangunan yang ada di sekitar saluran, seperti jembatan. Kalau pilar jembatan berada dekat tepi/pinggir saluran, maka pilar tersebut dapat sebagai titik kontrol untuk kestabilan tepi Pengaman tepi/pinggir saluran juga dipengaruhi oleh bangunan yang ada di sekitar saluran, seperti jembatan. Kalau pilar jembatan berada dekat tepi/pinggir saluran, maka pilar tersebut dapat sebagai titik kontrol untuk kestabilan tepi

Gambar 8-2. Luas longitudinal dari perlindungan revetment

2. Perlindungan Vertikal

Selain perlindungan horizontal, diperlukan perlindungan pada arah vertikal. Perlindungan vertikal memerlukan desain ketinggian dan pondasi perlindungan.

1. Desain Ketinggian Perlindungan

Desain ketinggian perlindungan dari riprap merupakan ketinggian air saluran ditambah freeboard. Freeboard merupakan ketinggian yang digunakan untuk meliputi kejadian yang tidak terduga. Kejadian tersebut seperti gelombang yang dihasilkan angin maupun kapal yang lewat di sungai, superelevasi di tikungan saluran, lompatan hidraulik dan aliran tak tentu akibat pilar jembatan dan sambungan saluran. Selain itu juga, kejadian yang tidak dapat diperhitungkan seperti pengendapan pasir, tanaman yang tumbuh di saluran dan gelombang yang naik ke tepi saluran.

Perkiraan ketinggian gelombang yang diakibatkan oleh angin dan kapal yang lewat di sungai tidak seperti memperkirakan gelombang dari sumber bangkitan gelombang pada umumnya. Definisi tinggi gelombang dapat dilihat pada gambar 8-3. Tinggi gelombang dikarenakan kapal yang lewat di saluran dapat diperkirakan dari pengamatan. Sedangkan untuk tinggi gelombang yang diakibatkan dari angin merupakan fungsi dari panjang fetch, kecepatan angin, durasi angin dan kedalaman air. Selain tinggi gelombang, perlu diperkiraan juga besarnya gelombang yang naik ke tepi saluran sebagai hasil gelombang yang membentur saluran. Gelombang yang naik ke tepi saluran merupakan fungsi dari desain ketinggian gelombang, periode gelombang, kemiringan tepi saluran dan karakteristik permukaan tepi saluran. Untuk gelombang yang tingginya kurang dari 0,61 m dapat dihitung dengan grafik 8 pada gambar 8.23 dengan faktor koreksi pada tabel 8-1.

Dari uraian diatas, diketahui banyak faktor yang mempengaruhi penentuan tinggi freeboard (jagaan). Sebagai nilai minimum, disarankan untuk menggunakan nilai freeboard sebesar 0,30 sampai 0,61 m untuk jangkauan Dari uraian diatas, diketahui banyak faktor yang mempengaruhi penentuan tinggi freeboard (jagaan). Sebagai nilai minimum, disarankan untuk menggunakan nilai freeboard sebesar 0,30 sampai 0,61 m untuk jangkauan

2. Kedalaman Pondasi Pengaman

Penggerusan tanah ke bawah dari pengaman merupakan salah satu mekanisme utama yang menentukan kegagalan pengamanan. Dalam mendesain pengaman tepi/pinggir saluran, memperkirakan kedalaman penggerusan sangat penting sehingga pengaman dapat diletakkan pada lapisan tanah yang tepat untuk mencegah terjadinya penggerusan ke bawah (undermining). Kedalaman maksimal penggerusan harus memperhatikan terjadinya degradasi saluran seperti proses penggerusan alami dan pengisian tanah.

Kedalaman maksimum penggerusan berkenaan dengan penggerusan alami dan pengisian tanah pada saluran lurus maupun menikung dapat dilihat pada persamaan di bawah ini :

h s = 3.66 m untuk D 50 < 0.0015 m

h –0.11

= 1.14 D 50 untuk D 50 > 0.0015m

dimana :

h s = kemungkinan kedalaman maksimum penggerusan (m)

D 50 = diameter rata-rata batuan dasar saluran (m) D 50 = diameter rata-rata batuan dasar saluran (m)

3 Jenis Fleksibel (Flexible Revetment)

Dalam bagian ini hanya dibahas beberapa jenis bangunan pengaman tebing fleksibel, yaitu riprap, gabion dan bioengineering.

1. Riprap

a. Deskripsi

Riprap adalah bangunan pengaman yang melindungi tebing dari gerusan dengan menggunakan lapisan batuan. Kemiringan riprap hampir sama dengan kemiringan tebing saluran (sungai)

b. Dasar-Dasar Desain

Dasar-dasar desain untuk membuat riprap terdiri dari - Ukuran batuan - Gradasi batuan - Ketebalan lapisan riprap - Desain filter - Penanganan tepi riprap (ujung riprap) - Stabilitas

c. Ukuran Batuan

Stabilitas riprap merupakan fungsi dari ukuran batuan yang digunakan, yaitu diameter dan berat batuan. Salah satu kegagalan riprap atau keruntuhan riprap adalah erosi partikel. Erosi partikel adalah fenomena hidraulik yang dihasilkan ketika gaya seret yang terjadi akibat aliran air yang melebihi gaya tahan batuan riprap.

Dua metode atau pendekatan yang digunakan dalam membahas ketahanan batuan terhadap erosi adalah :

1. Kecepatan ijin Saluran akan stabil bila kecepatan yang dihitung lebih kecil dari kecepatan ijin.

2. Gaya seret ijin Gaya seret ijin berfokus pada tegangan yang terjadi pada lapisan antara aliran air dan material yang membentuk batas saluran.

Gaya seret ijin merupakan pendekatan yang sering dipakai karena secara ilmiah dapat dibuktikan.

d. Hubungan Dengan Desain

Desain riprap berdasarkan gaya seret ijin yang diwakili dengan kecepatan aliran. Aliran yang diasumsikan berubah lambat laun. Hubungannya dapat dilihat pada persamaan sebagai berikut :

3 0.5 D 1.5

50 = 0.00594 v a /(d avg K 1 )

Dimana

D 50 = ukuran tengah batuan riprap

C = faktor koreksi v a = kecepatan rata-rata di saluran utama

d avg = kedalaman rata-rata di saluran utama

2 0 . 5 sin

K 1 1 2 (8.4) sin

Dimana : : sudut bantaran dengan bidang horizontal

: sudut batuan riprap Kecepatan dan kedalaman rata-rata dapat dilihat pada gambar 8-4. Persamaan (8.3) diatas diasumsikan bahwa spesific gravity batuan adalah 2,65 dan faktor kestabilan adalah 1,2. Untuk faktor koreksi C dapat dilihat sebagai berikut :

C=C sg xC sf (8.5)

C 1.5 sg = 2,12/(SG – 1) (8.6)

dimana : SG = spesifik gravitasi batuan riprap

C 1.5 sf = (FS/1,2) FS = faktor stabilitas (lihat tabel 8-2)

Faktor stabilitas merupakan perbandingan antara tegangan geser kritis batuan riprap dengan gaya seret rata-rata yang dihasilkan oleh aliran air di lapangan. Faktor stabilitas merupakan pencerminan dari tingkat ketidakpastian pada kondisi hidraulik. Persamaan (8.3), aliran diasumsikan berubah lambat laut. Sedangkan kedaan di lapangan sangat berbeda atau banyak ketidakpastian. Faktor stabilitas digunakan untuk memperbesar ukuran batuan agar lebih aman digunakan. Tabel di bawah ini menjelaskan pemilihan faktor stabilitas yang tergantung dari kondisi aliran yag terjadi :

Tabel 8-2. Faktor stabilitas untuk berbagai kondisi saluran

FAKTOR STABILITAS Aliran seragam; saluran relatif lurus atau berbelok dengan jari- 1.0 – 1.2 jari/lebar saluran yang berbelok > 30 m; benturan akibat gelombang hampir tidak ada; sedikit parameter ketidakpastian

KONDISI

Aliran berubah lambat laun; berbelok dengan jari-jari 1.3 – 1.6 10<R<30; benturan akibat gelombang mulai diperhitungkan Aliran mendekati berubah tiba-tiba; belokan yang tajam ( R<10 1.6 – 2.0 m); benturan akibat gelombang yang kuat; tinggi gelombang akibat angin atau kapal sebesar 0.30 sampai 0.61 m; adanya turbulensi aliran; terjadi turbulensi di pilar jembatan; banyak parameter ketidakpastian Aliran berubah lambat laun; berbelok dengan jari-jari 1.3 – 1.6 10<R<30; benturan akibat gelombang mulai diperhitungkan Aliran mendekati berubah tiba-tiba; belokan yang tajam ( R<10 1.6 – 2.0 m); benturan akibat gelombang yang kuat; tinggi gelombang akibat angin atau kapal sebesar 0.30 sampai 0.61 m; adanya turbulensi aliran; terjadi turbulensi di pilar jembatan; banyak parameter ketidakpastian

Gelombang yang diakibatkan oleh angin maupun kapal yang lewat di sungai dapat menyebabkan erosi pada tebing saluran. Persamaan gelombang yang digunakan untuk hubungan antara ukuran riprap dengan tinggi gelombang adalah (persamaan Hudson) :

s H W 50 3 (8.7)

2 . 20 SG 1 cot

dimana: W 50 = berat batuan rata-rata batuan riprap (N)

s = berat jenis batuan (N/m ) SG = spesific gravity batuan riprap

f. Gradasi Batuan

Gradasi batuan riprap mempengaruhi ketahanan riprap terhadap penggerusan.. Batuan harus mempunyai gradasi yang baik dengan ketebalan riprap. Spesifikasi batuan riprap harus berada pada batas kedua kurva gradasi. Gradasi batuan sebaiknya dapat diatur sehingga tidak membuat biaya yang mahal.. Tabel 8-3 merupakan salah satu panduan untuk menentukan batas gradasi. Sedangkan tabel 8-4 menyajikan enam contoh kelas gradasi.

Tabel 8-3. Gradasi batuan Ukuran Batuan

Persentasi Gradasi (m)

Berat Batuan

(kg)

Lebih kecil dari

1.5 D 50 sampai 1.7 D 50 3.0 W 50 sampai 5.0 W 50 100

1.2 D 50 sampai 1.4 D 50 2.0 W 50 sampai 2.75 W 50 85

1.0 D 50 sampai 1.4 D 50 1.0 W 50 sampai 1.5 W 50 50

0.4 D 50 sampai 0.6 D 50 0.1 W 50 sampai 0.2 W 50 15

Tabel 8-4. Contoh gradasi untuk beberapa kelas riprap Kelas RipRap Ukuran Batuan Berat Batuan Persentase riprap

Lebih kecil dari Facing

0.23 metric ton

0.45 metric ton

0.91 metric ton

1.81 metric ton

Bila spesifikasi batuan di lapangan lebih kecil dari ukuran batuan pada tabel 8-3, maka ukuran pada tabel 8-3 dapat dikurangi seperti pada tabel 8-4. Sebagian

besar keadaan, gradasi seragam yang berada pada D 50 dan D 100 akan mengghasil D 85 .

Berat batuan riprap sebaiknya mempunyai gradasi yang baik dari yang paling kecil sampai paling besar. Batu yang paling kecil dengan ukuran 5 atau 10 persen sebaiknya tidak melebihi 20 persen dari berat.

Gradasi riprap yang digunakan di lapangan diawasi dengan visual. Untuk membantu pengawas, dua atau lebih contoh batuan riprap untuk gradasi disiapkan melalui penyusunan, berat dan campuran. Setiap sampel beratnya 4,5 kg sampai 9,0 kg. Satu sampel ditempatkan di lapangan dan satunya di penambangan.

g. Ketebalan Lapisan

Filter adalah lapisan antara tanah dasar dengan riprap yang terdiri dari kerikil, batuan kecil atau lapisan buatan (seperti geotextile). Filter mencegah perpindahan partikel pasir dari tanah dasar ke riprap melalui ruang udara (void), menyebarkan beban riprap agar terjadi penurunan tanah yang merata dan dapat melepaskan tekanan hidrostatis yang berada dalam tanah. Untuk daerah diatas permukaan air, filter dapat mencegah erosi. Filter seharusnya ditempatkan di tanah yang nonkohesif untuk membuat drainase bawah permukaan. Yang harus diperhatikan dalam desain dari filter yang terbuat dari kerikil dan lapisan buatan (geotextile) adalah kestabilan tebing yang digunakan untuk riprap. Kalau lubang filter terlalu besar, maka akan terjadi aliran piping yang berlebihan melalui filter sehingga dapat menyebabkan erosi dan keruntuhan tanah di bawah filter. Jika lubang filter terlalu kecil, maka akan terjadi tekanan hidrostatik di bawah filter yang dapat menyebabkan bidang runtuh sepanjang filter.

h. Filter Kerikil

Untuk riprap batuan, perbandingan antara filter ketebalan riprap sebesar 5 persen atau kurang dapat menghasilkan keadaan yang stabil. Rasio perbandingan filter adalah perbandingan antara 15 persen ukuran batuan kasar

(riprap) (D 15 ) dengan 85 persen ukuran pasir halus (D 85 ). Persyaratan tambahan untuk stabilitas adalah perbandingan 15 persen ukuran batuan kasar dengan 15 persen ukuran pasir halus sebaiknya melebihi 5 tetapi kurang dari 40. Persyaratan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut :

D 15 ( CoarserLay er )

D 15 ( CoarserLay er )

D 85 ( FinerLayer )

D 85 ( FinerLayer )

Pertidaksamaan sebelah kiri bertujuan untuk mencegah piping melalui filter, bagian tengah agar permeabilitas dapat tercapai untuk struktur tanah dasar dan bagian kanan untuk kriteria keseragaman.

Kalau satu lapisan tidak mencukupi, satu atau lebih lapisan diperlukan lagi. Bahan filter ditempat di lapisan antara tanah dasar dan lapisan filter (blanket), Kalau satu lapisan tidak mencukupi, satu atau lebih lapisan diperlukan lagi. Bahan filter ditempat di lapisan antara tanah dasar dan lapisan filter (blanket),

i. Filter buatan (Fabric Layer)

Selain kerikil yang digunakan sebagai filter, ada juga filter buatan yang terdiri dari buatan pabrik seperti geotekstil. Disini akan dibahas keuntungan dan kerugian menggunakan filter buatan (filter sudah jadi). Keuntungan menggunakan filter buatan (jadi) :

1. Pemasangan yang cepat dan hemat tenaga kerja

2. Filter buatan lebih ekonomis dibandingkan filter kerikil

3. Filter buatan mempunyai konsistensi dan bahan yang berkualitas baik

4. Filter buatan mempunyai kekuatan yang merata.

Kerugian menggunakan filter buatan (jadi) :

1. Pemasangan filter buatan agak sulit di bawah permukaan air.

2. Pemasangan filter buatan harus hati-hati agar tidak terkena sinar ultraviolet

3. Ketahanan filter buatan di bawah tanah belum teruji sepanjang waktu proyek rekayasa.

4. Aktivitas bakteri didalam tanah atau diatas filter dapat mempengaruhi sistem hidraulik dari filter buatan

5. Bukti eksperimen menunjukkan bahwa ketika tebing terkena gelombang, tanah nonkohesif akan berpindah ke bawah menuju saluran (sungai) dibawah filter sedangkan pada filter kerikil tidak terjadi.

6. Filter buatan dapat memberikan keruntuhan transional ketika digunakan pada riprap yang dipasang pada tebing yang curam.

Fungsi dari filter buatan adalah membuat drainase dan filtrasi dari air. Dengan kata lain, filter buatan harus membuat air dapat melalui tanah. Kedua fungsi tersebut harus terjadi selama riprap dipasang. Meskipun filter buatan mudah menggunakannya, tetap diperlukan desain. Untuk lebih jelasnya, biasanya pembuat filter buatan memberikan petunjuk (manual) agar dapat menggunakan filter dengan baik.

j. Penanganan ujung

Ujung-ujung riprap seperti kaki dan kepala memerlukan penanganan khusus, yaitu sayap, kaki dan kepala.

Sayap

Sayap dari dinding pengaman sebaiknya didesain dengan mengikuti gambar 8-5

Kaki

Penggerusan ke bawah adalah salah satu mekanisme penyebab keruntuhan dinding. Kaki riprap sebaiknya didesain seperti pada gambar 8-6. Bahan (material) pengaman kaki harus diletakkan di pangkal kaki sepanjang riprap (lihat gambar 8-6). Kalau pangkal kaki tidak dapat digali, lapisan riprap (blanket rirap) harus dibatasi tebalnya, batuan kecil diletakkan di dasar saluran (lihat alternatif desain pada gambar 8-6). Perhatikan pada saat pemasangan material pada kaki sehingga material tidak mound dan membentuk flow dike, flow dike sepanjang kaki dapat menyebabkan konsentrasi aliran sepanjang saluran yang dapat menyebabkan tegangan sepanjang dinding pengaman sehingga terjadi keruntuhan. Dan harus diperhatikan bahwa pemasangan batuan pada kaki tidak mempengaruhi desain saluran.

Penentuan ukuran batuan untuk kaki dipengaruhi oleh kedalaman penggerusan yang akan terjadi atau diprediksikan akan terjadi. Ketika penggerusan terjadi, maka batuan pada kaki akan jatuh ke dalam lubang hasil penggerusan. Kalau hal ini terjadi, maka kemiringan riprap akan mendekati 1V : 2H. Volume batuan yang digunakan harus mempunyai satu atau dua kali volume batuan yang digunakan untuk menutupi penggerusan setebal riprap.

k. Stabilitas Riprap

Stabilitas riprap tergantung dari faktor-faktor sebagai berikut :

a. besar dan arah kecepatan aliran di sekitar riprap.

b. sudut kemiringan tebing.

c. karakteristik batuan termasuk geometri, sudut dan kepadatan Hubungan antara faktor-faktor diatas dapat dinyatakan dalam persamaan matematik sebagai berikut :

e 2 Wscos = e 1 Ws sin cos + e 3 Fd cos + e 4 F 1 (8.9)

untuk lebih jelas lihat gambar 8-7.

Faktor stabilitas terhadap rotasi didefinisikan sebagai perbandingan antara momen tahanan partikel yang berotasi terhadap berat yang tenggelam dan momen gaya air yang menyebabkan rotasi partikel dari posisi semula. Secara umum dapat dinyatakan pada persamaan matematik :

Selain itu faktor kestabilan dapat didefinisikan sebagai :

1 cos

dimana tan (8.12)

2 sin sin tan

2 l o (8.13) S s 1 D s

1 sin( ) (8.14)

dimana: Ds adalah ukuran batuan, SG adalah spesific gravity, sudut antara kecepatan lapangan dengan bidang horizontal yang menghasilkan gaya seret o berada pada tebing dengan sudut .

l. Penyederhanaan desain untuk riprap

Ketika kecepatan sepanjang tebing tidak mempunyai komponen arah ke bawah (seperti kecepatan sepanjang tebing arah horizontal), maka penyederhanaan desain dapat dilakukan. Untuk aliran horizontal sepanjang tebing, persamaan yang berhubungan dengan faktor stabilitas, angka stabilitas, sudut kemiringan tebing dan sudut batuan didapat dari persamaan 8.12 dan 8.14 dengan = 0, maka

1 tan tan

2 sin

1 sin (8.16)

2 Persamaan 8.15 dan 8.16 dimasukan ke persamaan 8.11, didapat : S m

SF 2 4 (8.17)

2 dimana : S m sec

(8.18) tan

S m (8.19) tan

SF cos

(8.20) SF . S m

m. Prosedur Desain

Prosedur perencanaan rock riprap terdiri dari tiga bagian utama: analisis data awal (preliminary data analysis), ukuran batuan (rock sizing), dan detail desain revetment (revetment detail design). Flow chart yang menjelaskan prosedur desain diperlihatkan pada gambar 8-8.

ANALISIS DATA

MULAI

AWAL

Pengumpulan Data

Penentuan Debit Rencana

Perubahan penampang

melintang rencana

PENENTUAN Hitung UKURAN BATU kekasaran luas

Aliran

seragam

Evaluasi Elevasi muka air kedalaman aliran

tetap (backwater) seragam

Hitung parameter hidraulik lain

Koreksi sudut tebing

Penentuan ukuran riprap

Masukkan keliling

basah yang

melapisi ?

Ukuran hitung sama

dengan

Penentuan Y Erosi gelombang ?

tinggi

Hitung ukuran

Pemilihan

batu yang stabil ukuran

Gradasi riprap

Ketebalan selimut

DETAIL

Panjang pengaman

DESAIN

Desain filter

Desain detail ujung/tepi SELESAI

Gambar 8-8. Flow Chart Prosedur Perencanaan riprap

1) Analisis data awal (Preliminary Data Analysis)

Langkah 1. Kumpulkan data lapangan yang diperlukan yang meliputi (survey penampang melintang saluran, data tanah, foto udara (aerial photographs), studi kasus, dll).

Langkah 2. Tentukan debit rencana. (lihat subbab 8.2.1)

Langkah 3. Tentukan perkiraan perubahan (development) penampang melintang rencana (lihat subbab 8.2.1).

2) Menentukan Ukuran batuan (Rock Sizing)

Prosedur ini untuk menentukan ukuran batuan yang digunakan dalam desain agar keruntuhan riprap akibat erosi partikel dapat dicegah.

Langkah 4. Hitung elevasi muka air rencana.

A. Untuk menentukan elevasi muka air rencana, besarnya nilai kekasaran "n" Manning's dapat diperkirakan dengan memakai prosedur pada subbab 8.2.5. Jika riprap direncanakan untuk melapis seluruh keliling basah, ukuran riprap diperlukan untuk menentukan koefisien kekasaran "n". (lihat formulir 4 pada gambar 8.14).

B. Jika penampang berbentuk trapezium, dan aliran dapat dianggap seragam, gunakan desain chart seperti dalam referensi 3.

C. Jika penampang irregular atau aliran tidak seragam, elevasi muka air ditentukan dengan menggunakan analisis backwater curve atau menggunakan program komputer seperti DUFLOW, HEC-2, dan lain-lain.

D. Analisis backwater harus didasarkan pada conveyance weighting aliran pada saluran utama, bantaran kiri dan kanan.

Langkah 5. Tentukan kedalaman dan kecepatan rata-rata rencana.

A. Kedalaman rata-rata dan kecepatan pada umumnya digunakan sebagai parameter desain.

B. Jika riprap didesain untuk pengaman tebing saluran, abutment, atau pilar dilokasi bantaran banjir, kecepatan dan kedalaman rata-rata di bantaran banjir yang digunakan.

Langkah 6. Hitung faktor koreksi sudut tebing K1. Faktor koreksi sudut tebing adalah

sin K 1 1 2

sin

Dimana: : sudut bantaran dengan bidang horizontal : sudut batuan riprap Persamaan tersebut dapat diselesaikan dengan melihat grafik 4 pada gambar

Langkah 7. Tentukan ukuran riprap yang diperlukan untuk menahan erosi partikel.

A. Tentukan ukuran rata-rata batuan riprap dengan persamaan

0 3 . 00594 V

D 50 a

0 . 5 1 . d 5 avg K 1

Dimana: D 50 = ukuran rata-rata batuan riprap (m) Va = kecepatan rata-rata di tengah saluran (m/s)

d avg = kedalaman rata-rata aliran di tengah saluran Persamaan tersebut dapat diselesaikan dengan melihat grafik 1 pada gambar 8.16.

B. Pada dugaan awal, faktor koreksi saluran digunakan. Tentukan faktor koreksi spesifik graviti rock riprap dan faktor stabilitas dengan persamaan

C = Csg x Csf Dimana:

C 1.5

= 2,12/(SG – 1) SG = spesifik gravitasi batuan riprap

sg

C 1.5

= (FS/1.2) FS = faktor stabilitas (lihat tabel 8-2)

sf

C. Jika riprap direncanakan untuk pilar atau abutment diterapkan koreksi pier/abutment (CP/A) atau 3,38.

D. Hitung ukuran rock riprap yang telah dikoreksi : D'50 = C(CP/A)D50

Langkah 8. Jika D50 digunakan dalam penentuan Manning's 'n' untuk perhitungan backwater, kembali kelangkah 4 dan ulangi langkah 4 sampai 7.

Langkah 9. Jika gelombang permukaan turut diperhitungkan, maka lihat formulir 2 pada gambar 8.12.

A. Tentukan tinggi gelombang signifikan (grafik 6 pada gambar 8.21).

B. Gunakan persamaan W 50 3 dimana s adalah berat jenis

2 . 20 SG 1 cot

batuan (N/m 3 ); H adalah tinggi gelombang; SG (spesific gravity) = 2.65. Persamaan diatas dapat diselesaikan dengan grafik 7 pada gambar 8.22

untuk menentukan ukuran batuan yang diperlukan untuk menahan aksi gelombang.

Langkah 10. Pilih ukuran D 50 riprap akhir, tentukan gradasi material (lihat Formulir 3 pada gambar 8.13), dan tentukan ketebalan lapisan riprap. Untuk menentukan gradasi material dapat dilihat pada tabel 8-2. Contoh klasifikasi gradasi riprap berdasarkan AASHTO dapat dilihat table 8-3. Spesific gravity diasumsi 2.65. Formulir dapat dijadikan sebagai alat untuk menentukan batas gradasi untuk menentukan tebal lapisan riprap melalui kriteria sebagai berikut :

1. Tebal lapisan riprap tidak boleh kurang dari diameter lingkaran batuan

D 100 (W 100 ) atau lebih kecil dari 1.5 kali diameter lingkaran batuan

D 50 (W 50 ).

2. Tebal lapisan tidak boleh kurang dari 300 mm untuk penempatan praktis.

3. Tebal lapisan yang diperoleh dari no (1) dan (2) harus ditambah 50 persen untuk riprap yang ditempatkan di bawah air.

4. Tambahan tebal lapisan antara 150 – 300 mm, bisa dengan menambah ukuran batuan, untuk melindungi lapisan dari gelombang akibat angin atau kapal yang lewat.

3) Detail Dinding Panahan (Revetment Details)

Langkah 11. Tentukan panjang pengamanan yang diperlukan (lihat bab 8.1)

Langkah 12. Tentukan tinggi pengaman yang sesuai (lihat bab 8.1)

Langkah 13. Desain lapisan filter mengikuti persyaratan dengan persamaan sebagai berikut :

D 15 coarser layer

D 15 coarser layer

D 85 Finer layer

D 15 Finer layer

Tentukan ukuran material filter yang sesuai, dan gradasinya. Tentukan ketebalan lapisan.

Langkah 14. Desain rincian daerah sudut (flanks and toe). Desain daerah tersebut dapat dilihat subbab 8.3.1.1.14 tentang konsep desain.

Langkah 15 Hitung kestabilan riprap dengan menggunakan persamaan matematis yang ada bagian langkah desain kestabilan riprap.

n. Spesifikasi Material

1) Deskripsi

Dalam pemasangan material ini, perlu diperhatikan dengan baik seperti pemasangan riprap di dasar dan sisi slope dari saluran atau seperti yang telah diarahkan oleh engineer. Tipe-tipe riprap adalah :

a. Rock riprap Terdiri dari batu kali dengan filter blanket atau slope dengan rongga minimum serta batuan bergradasi baik.

b. Rubble Terdiri dari material sisa konstruksi, termasuk didalamnya broken concrete, rock spoils, dan steel furnace slag.

2) Material

Syarat-syarat materialnya adalah:

a. Rock riprap Batuan yang digunakan haruslah keras, tahan lama, dalam bentuk angular, tahan terhadap cuaca dan air, tidak mengalami tekanan yang berlebihan, spoil, shale dan bahan organik, dan memenuhi gradasi yang telah disyaratkan. Lebar dan ketebalan dari batuan harus kurang dari 1/3 dari panjangnya. Batuan bulat (rounded stone) atau boulder tidak diperbolehkan kecuali telah diizinkan sebelumnya. Shale dan batuan dengan lapisan berserpih juga

tidak dizinkan. Berat minimum haruslah 2,482 kg/m 3 yaitu 1,000 kg/m 3 dikalikan berat jenis (bulk-saturated-surface-dry basis,

AASHTO Test T 85).

Asal batuan juga dapat menjadi pertimbangan dalam pemilihan batuan. Kelayakan batuan akan dipertimbangkan dengan tes uji kelayakan. Jika tes dibutuhkan, contoh batuan yang sesuai haruslah sudah ada minimum 25 hari sebelum pemasangan riprap dimulai. Apabila tidak ada tes uji tersebut, ketahanan bebatuan tersebut akan diperiksa dengan beberapa tes seperti dibawah ini :

Tes abrasi. Jika menggunakan AASHTO Test T 96, maka batuan tidak boleh mengalami kehilangan sebesar 40% setelah 500 kali putaran.

Pada lokasi dimana batuan yang terkena air garam, perlu dilakukan sulfate soundness test (AASHTO Test T 104 untuk batuan dasar menggunakan sodium sulfat). Kehilangan dari batuan pada hasil tes ini tidak boleh mencapai 10% untuk 5 kali siklus.

Tes freezing and thawing (AASHTO Test T 103 untuk prosedur A ledge rock) digunakan untuk melihat ketahanan terhadap cuaca. Dan tidak boleh mengalami kehilangan lebih dari 10% dari 12 kali siklus.

Riprap haruslah menggunakan batuan well-graded. Batuan yang lebih kecil dari 10% dari batuan dasar tidak diperbolehkan untuk digunakan sebanyak 10% dari setiap beratnya.

Kontrol terhadap gradasi perlu diperhatikan. Kontraktor haruslah menyediakan 2 contoh sampel batuan sedikitnya 2,27 kg setiap gradasi. Contoh sampel pada lokasi konstruksi merupakan bagian dari penyelesaian pengerjaan awal riprap. Sampel yang lain juga harus ada di lokasi. Sampel-sampel ini digunakan sebagai referensi dalam penentuan gradasi riprap. Perbedaan pendapat antara engineer dan kontraktor dapat diselesaikan dengan memeriksa gradasi dari 2 buah truk yang dipilih secara acak. Peralatan mekanik, pengaturan lokasi, dan buruh juga perlu diperhatikan oleh kontraktor.

b. Rubble Material yang digunakan haruslah keras (hard), tahan lama (durable), dalam bentuk angular, tahan terhadap cuaca dan air, tidak mengalami tekanan yang berlebihan, spoil, shale dan bahan organik, dan memenuhi gradasi yang telah disyaratkan. Lebar dan ketebalan dari batuan harus kurang dari 1/3 dari panjangnya. Dalam pemilihan material yang digunakan perlu perhatian dan pengalaman yang lebih.

3) Syarat-Syarat Konstruksi

A. Umum Tebing yang dilindungi oleh riprap haruslah bebas dari semak-semak, pepohonan, tunggul, dan objek material lainnya yang mengganggu kerataan permukaan slope. Semua material yang lembut atau berongga dipindahkan ke bagian dalam tanah dan digantikan dengan material alami lainnya. Daerah pengisian dipadatkan sebagai embankment. Untuk Toe trench digali dan dijaga sampai riprap telah diletakkan.

Perlindungan terhadap struktur pondasi harus dilakukan secepatnya setelah konstruksi pondasi diizinkan untuk dimulai. Daerah yang dijaga haruslah terbebas dari material sisa dan begitu juga permukaannya. Tipe riprap akan disesuaikan dengan spesifikasi yang telah di modifikasi oleh ketentuan khusus.

Filter blanket atau filter fabric diletakkan pada slope yang telah disediakan atau daerah dengan perlindungan pondasi seperti tertera pada Table 8 sebelum batuan diletakkan.

1. Standard Kualitas Minimum

a. Fiber yang digunakan pabrik untuk geotextile terdiri dari rangkaian sintetis polymer dengan komposisi sedikitnya 85% dari beratnya terdiri dari polyolafin, polyester atau polyamide.

b. Geotextile dengan ketahanan rendah terhadap sinar ultraviolet (lebih dari 30% kehilangan pada 500 jam ASTM D-4355) tidak boleh terkena sinar matahari lebih dari 7 hari. Geotextile dengan ketahanan yang lebih tinggi tidak boleh lebih dari 30 hari. Catatan : geotextile dapat dibuat untuk menahan lebih lama sinar ultraviolet, sebagai contoh tahan selama bertahun-tahun (5 – 25 tahun), tetapi jarang ditemukan.

c. Syarat-syarat Fisik dapat dilihat pada Table 8 dibawah ini

Table 8. Syarat Minimum Yang Dianjurkan Untuk Fabric Sintetis (Geotextile) Yang Digunakan pada Noncritical (1)/ Nonsevere Drainage (2), Penyaringan. Dan Pengontrolan Erosi

2. Sifat Hidraulik Minimum

a. Ketahanan Pipa (Soil Retention) (8)

1. Tanah dengan 50% atau kurang dari berat partikel lolos pada US No. 200 Sieve (9), AOS (10) kurang dari 0,6 mm (lebih besar dari #30 US Std. Sieve)

2. Tanah yang lebih dari 50% berat partikel lolos US No. 200 Sieve (9), AOS (10) kurang dari 0,3 mm (lebih besar dari #50 US Std. Sieve)

b. Permeabilitas K dari fabric (11) lebih besar dari K tanah. Kontraktor haruslah menjaga riprap sampai semua pekerjaan dari kontrak telah selesai. Perawatan termasuk didalamnya perbaikan yang rusak akibat beberapa sebab.

B. Rock Riprap Batuan riprap diletakkan pada slope yang telah disediakan dan harus menjadikan batuan yang bergradasi baik (well-graded) dengan rongga (voids) yang minimum. Keseluruhan batuan diletakkan pada alur dan grade serta ketebalan sesuai rencana yang telah ditetapkan. Jangan sampai terjadi pergeseran pada material dasar. Pemasangan riprap pada lapisan dengan menggunakan chute atau metode lainnya jangan sampai mengakibatkan segregasi.

Batuan yang lebih besar dan seluruh batuan haruslah terdistribusi baik dan gradasi seperti yang diarahkan oleh engineer. Material yang menjadi pelindung riprap (riprap protection) diletakkan jangan sampai menumpuk.

Maksud dari meletakkan seluruh material pada tempatnya guna menghasilkan pemadatan riprap protection yang baik. Pemindahan dengan tangan atau peralatan mekanik mungkin akan dibutuhkan

untuk mendapatkan hasil tertentu.

Riprap protection diletakkan pada konjungsi dalam konstruksi embankment yang pembuatan dari riprap protection penting untuk pelaksanaannya dan mencegah tercampurnya embankment dengan riprap. Kontraktor menjaga riprap protection sampai diterima langsung dan material yang dipindahkan untuk alur dan grade tidak menambah biaya bagi pemerintah.

Jika riprap dan material filter diletakkan di bawah air, ketebalan lapisan mesti ditingkatkan dan metode yang digunakan harus dapat meminimalisasikan segregasi.

Catatan :

1. Penggunaan dalam kondisi darurat (Critical applications) menyebabkan resiko kehilangan umur konstruksi, potensial untuk kerusakan struktur, atau biaya perbaikan yang terlalu membebani biaya instalasi.

2. Severe applications termasuk draining gap graded atau pipeable soil, gradien hidraulik yang tinggi atau kebalikannya, atau kocyclic flow conditions.

3. Semua nilai mewakili nilai rata-rata, contoh nilai untuk sampel (rata-rata dari seluruh hasil spesimen) harus sama atau lebih besar dari 2 sigma confidence level. Nilai ini disadari lebih kecil dari biasanya pada literatur pabrik.

4. Penerapan filtrasi dan drainase kelas A untuk fabric dimana pada pemasangan lebih berat daripada kelas B. Contoh penggunaan very sharp angular agregate, derajat kepadatan yang tinggi, atau kedalaman trench lebih dari 3 m.

5. Filtrasi dan Drainase Kelas B adalah dimana fabric yang digunakan dengan permukaan smooth graded tanpa sharp angular, pemadatan yang ringan, dan trench kurang dari 3 m.

6. Erosi Kontrol Kelas A adalah dimana fabric dengan kondisi instalasi lebih berat daripada kelas B. Contoh letak ketinggian batuan kurang dari 0,91 m dan berat batuan tidak melebihi 113 kg.

Percobaan lapangan dibutuhkan dimana tinggi batuan tidak melebihi 0,91 m atau berat batu lebih dari 113 kg.

7. Erosi Kontrol Kelas B dimana fabric yang digunakan dilindungi oleh sand cushion atau “zero drop height”.

8. Desain hasil analisa engineering yang sesuai antara tanah, kondisi hidraulik, dan geotextile adalah penting (khusunya untuk aplikasi kritis/severe). Permasalahan tanah yang tidak boleh 8. Desain hasil analisa engineering yang sesuai antara tanah, kondisi hidraulik, dan geotextile adalah penting (khusunya untuk aplikasi kritis/severe). Permasalahan tanah yang tidak boleh

9. Bila protected soil berukuran partikel lebih besar dari #4 US Std. Sieve size, maka hanya digunakan gradasi tanah yang lolos #4 US Std. Sieve dalam pemilihan fabric.

10. AOS untuk geotextile dicari dengan TF #25 method 6

Permeabilitas untuk geotextile dicari dengan TF #25 method 5

o. Contoh perencanaan riprap

Berikut ini diberikan contoh bagaimana menggunakan metode desain dan prosedur seperti yang dijelaskan di atas. Dua contoh diberikan; contoh 1 rencana riprap sebagai pelapis saluran. Contoh 2 rencana riprap sebagai pengamanan tebing.

1) Contoh 1

Suatu ruas saluran sepanjang 381 m merupakan hasil realignment agar diperoleh lahan untuk pelebaran suatu jalan yang ada (eksisting). Akibat realignment saluran, terjadi pengurangan panjang dari 381 m sampai 305 m.

Kapasitas saluran 141,6 m 3 /s. Kondisi lainnya : Aliran dapat dianggap seragam atau berubah lambat laun;

Profil saluran eksisting menunjukkan bahwa kemiringan dasar bagian ruas yang lurus adalah 0,0049; Material saluran terdiri dari butiran dari pasir sampai kerikil kasar dengan gradasi seperti pada Formulir 3. Kurva gradasi menunjukkan karakteristik tanah sebagai berikut: D85 = 0,032 m D50 = 0,018 m D15 = 0,001 m

K (permeability) = 3,5 X 10-4 m/s rock riprap yang tersedia mempunyai specific gravity (SG) 2,65.

Rencanakan riprap sebagai pelapis saluran yang stabil. Grafik-grafik yang digunakan dalam contoh ini diberikan pada Formulir 1 (gambar 8.11), Grafik 4

(gambar 8.19), Grafik 3 (gambar 8.18), Grafik 1 (gambar 8.16), Grafik 2 (gambar 8.17), Formulir 3 (gambar 8.13), dan Formulir 4 (gambar 8.14).

Langkah 1. Kumpulkan Data lapangan lihat informasi yang diberikan dalam contoh ini. Data lapangan lain berupa site history, geometric, site topography, dan

lain-lain.

Langkah 2. Debit rencana. Lihat subbab 8.2.1 Diberikan sebagai 119 m3/s. Debit pada saluran utama sama dengan debit rencana karena saluran

utama dapat menampung debit rencana.

Langkah 3. Desain potongan melintang. Lihat subbab 8.2.3

Seperti dijelaskan, penampang direncanakan berbentuk trapesium. Asumsi awal, lebar dasar 6,1 m dengan kemiringan slope samping

1V:2H. lihat Formulir 1 pada gambar 8.11.

Langkah 4. Hitung elevasi muka air rencana. (a) Tentukan koefisien kekasaran dengan menggunakan Formulir 4 (lihat subbab 8.2.5).

Gunakan prosedur seperti yang dijelaskan pada bab 5. n = (nb +n1 +n2 +n3 +n4 )m nb : base channel "n" slope = 0.0049 > 0.002 Oleh karenanya, gunakan persamaan 4 untuk perhitungan base n. nb = 0,3225 Sf 0,38 R-0,16 anggap R = 2,43 m nb = 0,037 n1 : faktor ketidakteraturan n1 = 0,00 untuk saluran alam yang halus n2 : variasi penampang melintang n2 = 0,00 bila bentuk penampang melintang tetap n3 : pengaruh hambatan Gunakan prosedur seperti yang dijelaskan pada bab 5. n = (nb +n1 +n2 +n3 +n4 )m nb : base channel "n" slope = 0.0049 > 0.002 Oleh karenanya, gunakan persamaan 4 untuk perhitungan base n. nb = 0,3225 Sf 0,38 R-0,16 anggap R = 2,43 m nb = 0,037 n1 : faktor ketidakteraturan n1 = 0,00 untuk saluran alam yang halus n2 : variasi penampang melintang n2 = 0,00 bila bentuk penampang melintang tetap n3 : pengaruh hambatan

(b) Hitung kedalaman aliran. Persamaan Manning's dapat digunakan untuk menentukan kedalaman normal (gunakan program komputer, atau chart dan tabel yang tersedia dalam buku hidraulika saluran terbuka)

Q = (1/n) A R2/3 S1\2 ganti

d = 3,60 m Kolom 1 dari Formulir 1 pada gambar 8.11 Hitung jari-jari hidraulik untuk membandingkan dengan nilai yang digunakan pada langkah 4a (gunakan program komputer yang tersedia, chart dan tabel, atau perhitungan secara manual).

R = A/P R = 47,9/22,2=2,16

R = 2,16 tidak sama dengan yang diasumsikan = 2,43 Oleh sebab itu, kembali ke langkah 4a nb = 0,3225 (0,0049)0,38 (2,16)-0,16 nb = 0,038 n = (0,038 + 0,003)1 = 0,041 yang mendekati 0,040 seperti yang digunakan ditas, oleh sebab itu,

d = 3,60 m (Kolom 1 dari Formulir 1 pada gambar 8.11)

Langkah 5. Tentukan parameter rencana

A = 3,6(3,6(4) + 6,1 + 6,1)/2 = 47,8 m2 (Kolom 2 dari Formulir 1) Va = Q/A = 141,6/47,8 = 2,96 m/s (Kolom 3 dari Formulir 1)

da = d = 3,60 m (dasar saluran seragam) (Kolom 4 dari Formulir 1)

Langkah 6. Faktor koreksi sudut tebing.

= 1V:2H (Kolom 5 dari Formulir 1).

f = 41° (Grafik 4) K1 = 0,73 (Grafik 3)

Langkah 7. Tentukan ukuran riprap. l (a) Gunakan Grafik 1 untuk dasar saluran D50 = 0.085 m (Kolom 8 dari Formulir 1) untuk tebing saluran D50 = 0,131 m (Kolom 8 dari Formulir 1)

(b) spesifik gravity (SG) Riprap = 2,65 (diberikan) (Kolom 10 dari Formulir 1) faktor kemantapan = 1.2 (aliran seragam)

C = 1 dari Grafik 2.

(c) tidak ada pilar atau abutment untuk evaluasi dalam contoh ini, oleh sebab itu: Cp/a = 1 (Kolom 12 dari Formulir 1)

(d) Ukuran riprap yang dikoreksi Untuk dasar saluran: D'50 = D50 = 0,085 m (Kolom 13 dari Formulir 1) Untuk tebing saluran: D'50 = D50 = 0,131 m (Kolom 13 dari Formulir 1)

Langkah 8. tidak dapat digunakan

Langkah 9. Gelombang permukaan. Gelombang permukaan tidak diperhitungkan pada contoh ini.

Langkah 10. Tentukan ukuran Riprap, Gradasi, dan ketebalan lapisan. Ukuran D50: D50 = 0,29 m (untuk seluruh penampang basah) lihat Formulir 1. Gradasi: lihat Formulir 1. Ketebalan lapisan (T): T = 2 D50 =0,29 m T = 0,58 m Langkah 10. Tentukan ukuran Riprap, Gradasi, dan ketebalan lapisan. Ukuran D50: D50 = 0,29 m (untuk seluruh penampang basah) lihat Formulir 1. Gradasi: lihat Formulir 1. Ketebalan lapisan (T): T = 2 D50 =0,29 m T = 0,58 m

Langkah 11. Panjang pengamanan. Lihat subbab 8.2.6. Pelapisan dengan riprap ditetapkan pada sepanjang ruas lurus.

Langkah 12. Panjang vertikal pengamanan. Lihat subbab 8.2.6. Riprap meliputi semua keliling basah sampai kepuncak lereng.

Langkah 13. perencanaan lapisan filter. (a) ukuran material filter:

D 15 coarser layer

D 15 coarser layer

D 85 Finer layer

D 15 Finer layer

Untuk riprap pada interface tanah:

D 15 riprap

D 15 riprap

D 15 soil