MODUL 4ANALISA STRUKTUR BANGUNAN AIR

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI iDAFTAR TABELiiiDAFTAR ISIivANALISA STRUKTUR BANGUNAN AIR 4431 PERENCANAAN SALURAN4431.1 Saluran terbuka4431.2 Saluran tertutup 4431.3 Persamaan Aliran Dalam Saluran Terbuka 4431.4 Persamaan Aliran dalam saluran Tertutup 4462 BANGUNAN PELENGKAP4482.1 Kedalaman Kritis4482.2 Persamaan Back Water dan Draw Down 4482.3 Backwater Pada Pilar / Pondasi Jembatan4492.4 Gorong-gorong Penguras 4503 ASPEK PRAKTIS DARI DISAIN DRAINASE 4513.1 Umum4513.1.1 Meningkatkan Kapasitas Yang Ada 4513.1.2 Mengelakan Aliran 4523.1.3 Menahan Aliran4533.1.4 Pemompaan4563.2 Jenis Saluran dan Penentuan Ukurannya4573.3 Pertimbangan Keamanan4603.4 Masalah Desain yang Umum 4614 STANDAR PERENCANAAN4634.1 Survey Topografi4634.2 Penyelidikan Tanah 4634.3 Peraturan Perundangan4644.4 Standar Beban 4644.5 Stabilitas Struktur 44.6 Perencanan Saluran 4674.7 Perencanaan Saluran Beton Bertulang 4734.8 Perencanan Dinding Penahan Tanah 477DAFTAR PUSTAKA

iii

DAFTAR TABEL

Tabel 1-1. Koefisien Kekasaran Manning 447Tabel 4-1. Jenis Jenis Saluran (Gambar 3.4458Tabel 4-1. Beban mati 464Tabel 4-2. Koefisien kekasaran467Tabel 4-3. Hasil perhitungan kedalaman air untuk soal contoh 7 472

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Nomogram n-Manning445Gambar 2.1. Gorong-goronjg penguras 451Gambar 3.1. Hidrograf aliran masuk dan aliran keluar waduk. 454Gambar 3.2. Diagram skematis dari suatu cekungan penahan yang umum yangmemperlihatkan hal-hal yang penting. 454Gambar 3.3. Hidrograf aliran keluar dari cekungan penahan 456Gambar 3.4. Tipe-tipe saluran 459Gambar 3.5. Saluran tepi jalanan yang tidak efektif untuk daerah di dekatnya461Gambar 3.6. Pengaruh lereng dan kedalaman untuk keandalan 462Gambar 4.1. Grafik Hubungan antara Debt, Q dan kedalaman air,h 472Gambar 4.2. Interpretasi sola pada Contoh * ke dalam bentuk Gambar Sketsa yang menggambrakan ukuran struktur maupun lapisan tanahnya. 478Gambar 4.3. Gaya-gaya yang Bekerja pada Dinding Penahan pada Contoh 8. 479ANALISA STRUKTUR BANGUNAN AIR

1. PERENCANAAN SALURANBentuk tipe saluran terdiri atas 2 (dua) jenis, yaitu:1) Saluran terbuka2) Saluran tertutup1.1. Saluran TerbukaSaluran terbuka adalah bentuk saluran yang sisi bagian atasnya terbuka ke atmosfer. Pergerakan pada saluran terbuka disebabkan oleh gaya gravitasi dan umumnya mempunyai daya hidrostatis yang terdistribusi dan selalu turbulen.1.2. Saluran TertutupSaluran tertutup adalah yang adalah saluran yang seluruh sisinya ditutup tidak ada kontak langsung dengan tekanan atmosfer tetapi hanya dengan tekanan hidraulik.Sedangkan berdasarkan material konstruksinya, saluran drainase dapat dibedakan atas beberapa macam, yaitu:1) Saluran tanah2) Saluran pasangan batu3) Saluran beton4) Saluran dengan perkuatan kayuKonsep dasar dari aliran dalam saluran terbuka dengan aliran dalam saluran tertutup dengan rumus-rumus empiris yang dipergunakan untuk menggambarkan kondisi aliran stasioner (tetap atau seragam) dan instasioner (tidak tetap atau tidak seragam), energi aliran dan efek back-water dalam saluran terbuka (Chow, 1959).1.3. Persamaan Aliran Dalam Saluran TerbukaKecepatan aliran dalam saluran terbuka dalam praktek sehari-harinya, dilakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan empiris hasil percobaan. Persamaan-persamaan yang penting bagi saluran terbuka ini yaitu:1) Persamaan ChezyOleh seorang insinyur Perancis Antoine Chezy pada tahun 1769 yang dikenal dengan persamaan persamaan Chezy

3

V C R . S

dimana :

C = koefisien resistan Chezy. Sf = kemiringan dari garis energi gradien (m/m)

Dengan catatan bahwa aliran harus uniform, Sf harus sama dengan kemiringan dasar saluran.

2) Persamaan Strickler .Sehingga Dimana :R = jari-jari hidrolis (A/P)A = luas penampang basah saluran (m2) P = keliling basah saluran (m)S = kemiringan dasar saluran k = koefisien Strickler

2) Persamaan ManningPersamaan berikut oleh Robert Manning, seorang insinyur Inggris tahun 1889: dimana:

C = koefisien dari de Chezykstr = koefisien dari Strickler = 1/nPersamaan Manning ini dapat dipecahkan dengan menggunakan nomogram yang dikenal dengan Manning Nomogram (Gambar 1.1)

Gambar 1. Nomogram n-Manning

Persamaan Manning adalah dalam formula metrik, bandingkan persamaan Manning dengan Chezy sehingga didapat : Untuk menghitung kapasitas aliran kalikan persamaan Manning dengan luas penampang saluran sehingga diperoleh: dimana: Q = debit aliran m3/s,A = luas penampang aliran m2,n = koefisien kekasaran manning.

Kecepatan aliran ditentukan oleh radius hidraulik dan tidak tergantung oleh bentuk dari profil saluran.

1.4 Persamaan Aliran dalam saluran Tertutup

Rumus Hazen William ( dipergunakan untuk pipa diameter 50 mm )Q = 0,27853 C0,38 D 2,63 h 0,54 Ll -0,54

4

dimana:

Q = debit atau aliran (m3 /det)D = diameter pipa (m)C = koefisien kecepatanh = kehilangan tekanan (m) L=panjang pipa (m)

Tabel 1. Koefisien Kekasaran ManningPermukaanN

MinimumMaksimum

Permukaan yang dilapisiPermukaan dari acian semen yang rapi Permukaan saluran yang terbuat dari kayu Saluran yang terbuat dari papan halusPipa air limbah yang terbuat dari besi patri (kasar) Saluran yang terbuat dari metal logam (halus) Beton precastPermukaan dari mortar semenSaluran terbuat dari papan tidak halusUbin untuk drainase Beton monolit Pelapis besiPermukaan semen yang kasar

KanalHasil pengerukan tanah halusPada batuan yang dipotong halusDengan dasar dan sisi-sisinya ditumbuhi rumput liarPada batuan yang dipotong kasar dan tidak rata

Saluran AlamHalus dan lurusDengan kondisi dipenuhi rumput dan bebatuanYang dalam dan dipenuhi rumput

Dataran Padang rumput Semak-semak Pepohonan- Padat- Jarang- Dengan pohon yang besar-besar0,0100,0100,0100,0100,0110,0110,0110,0110,0110,0120,0130,017

0,0250,0250,0250,015

0,0250,0450,075

0,0250,035

0,0110,0300,0800,0130,0140,0170,0150,0130,0150,0150,0150,0170,0160,0170,030

0,0330,0350,0400,045

0,0330,0600,150

0,0500,160

0,2000,0500,120

Sedangkan saluran berdasarkan material saluran menentukan kecepatan maksimum dan minimum yang diizinkan yang dipengaruhi oleh proses sedimentasi dan erosi.2.BANGUNAN PELENGKAPDisamping fungsi, bentuk dan jenis material saluran seperti diuraikan di atas, saluran drainase erat dengan bangunan pelengkap, diantaranya:1) Gorong-gorong2) Kolam tandon atau kolam penampungan sementara (kolam retensi)3) Bangunan terjunanPersamaan yang umum digunakan antara lain : 2.1 Kedalaman KritisKedalaman kritis (yc) untuk satuan aliran q yang konstan dalam saluran segi empat terjadi ketika energi spesifik minimum.

Dari persamaan ini didapat; atau = 1 untuk aliran kritisDengan demikian, jika Nilai Froude Nf = terjadi aliran kritis. Jika NF > 1, terjadi aliran superkritis (aliran yang cepat) dan jika NF < 1, terjadi aliran subkritis2.2 Persamaan Back Water dan Draw DownMembentuk persamaan antara jarak energi slope untuk aliran non-uniform, dengan mempergunakan persamaan energi, seksi 1 sampai seksi 2 dalam arah aliran dengan datum dibawah dari dasar saluran, didapat:Energi di seksi 1 head lost = energi di seksi 2

kemiringan dari garis energi S adalah hL/L, sehingga hL = SL. Kemiringan dari dasar saluran S0 adalah (z1 z2)/L, sehingga z1 z2 = S0 L, sehingga:

Atau L dalam meter = Dimana S0 = kemiringan dasar dari saluran dan S = kemiringan dari garis energi.Untuk penghitungan dengan selang interval jarak dengan perubahan kedalaman saluran yang sama, dapat dihitung kemiringan garis energi S sebagai berikut ;

Sehingga L dalam meter = Profile permukaan untuk kondisi aliran yang secara bertahap berubah pada saluran segi empat yang lebar dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:

Jika dy/dL nilainya positif maka kedalaman saluran bertambah di sebelah hilir.2.3 Backwater Pada Pilar / Pondasi JembatanRumus Back water dari Rechbock

Koefisien kehilangan energi BB = [ - ( - 1 ) ] ( 0,4 + 2 + 9 4 )

hhh

b

Keterangan :ho=kedalaman air bagian atas, mHu=kedalaman air bagian belakang, mH i=keadaan air pada kondisi aliran meluncur, mH gr=kedalaman kritis, md=tinggi gorong-gorong bagian dalam mh = kedalaman air, mhs = back-water, mQ =debit di gorong-gorong, m3/s

2.4 Gorong-gorong Penguras

Gambar 2. Gorong- gorong penguras

3. APEK PRAKTIS DARI DISAIN DRAINASE3.1UmumAda empat alternatif dasar yang perlu dipertimbangkan bila akan mendesain perbaikan drainase, yakni sebagai berikut ini:1) Meningkatkan kapasitas saluran drain yang ada2) Mengalihkan sebagian dari aliran3) Menahan aliran dan4) Memompa3.1.1 Meningkatkan Kapasitas Yang AdaKapasitas sungai atau saluran drainase yang ada mungkin bisa dinaikkan melalui salah satu atau lebih cara berikut ini:1) Meluruskan arah aliran sungai atau saluran drainase sehingga memotong bagian sungai yang berkelak kelok (meander)2) Membangun tanggul sepanjang tepi saluran3) Mengeruk dan menggali kedalaman sungai4) Melapisi saluran1) PelurusanMeluruskan aliran dari saluran drain tersebut agar bisa memotong bagian yang berkelok- kelok supaya tinggi banjir dibagian sungai yang kita hendaki berkurang.2) Pembangunan TanggulTanggul yang di buat sepanjang sisi suatu saluran secara efeketif akan mampu menaikkan kemampuan muat saluran tersebut, dengan demikian alternatif membangun tanggul sepanjang satu sisi saluran hanya bisa melindungi daerah di sisi tersebut dari kebanjiran.Dalam situasi dimana di suatu kota ada potensi air melimpas yang berarti, pembuatan tanggul justru akan menaikkan risiko banjir, terutama nyawa manusia. Pelimpasan dan bobolnya tanggul dalam situasi seperti itu bisa menimbulkan banjir bandang yang berakibat sangat besar. Oleh karena itu bila tanggul tetap akan dipakai, dalam situasi seperti itu diutamakan untuk membuat desain yang mempersyarakan sistem tanggul yang kuat dan terkoordinasi.3) Pengerukan dan PenggalianMengeruk dan menggali saluran adalah cara yang umum untuk meningkatkan kapasitas saluran. Pekerjaan tersebut bisa mencakupi pelebaran atau pendalaman saluran atau kombinasi antara kedua upaya tersebut. Pembebasan tanah sering di perlukan untuk pelebaran saluran yang ada dan ini akan menjadi kendala pelebaran tersebut. Untuk pendalaman suatu saluran yang ada, perlu dipastikan bahwa kelerengan baru yang diusulkan itu sesuai dengan bagian hilir saluran tersebut.4) PelapisanPelapisan saluran, apakah itu sebagian (hanya tebing) atau salurannya (dasar tebing), mampu meningkatkan lemampuan saluran yang ada, karena nilai dari Manning menjadi turun.3.1.2 Mengelakan AliranPengelakan aliran banjir dari satu daerah aliran ke yang lain bisa merupakan pilihan yang menarik. Penggunaan saluran pengelak untuk memperbaiki situasi banjir di suatu daerah tertentu bisa mengenai salah satu tujuan ini:1) Mengelakkan aliran banjir yang berlebihan ke sungai saluran drainase lain atau2) Mengelakkan sebagian daerah aliran sehingga alirannya diluahkan kecekungan drainase yang lain.Namun demikian, perlu dicatat bahwa pilihan untuk mengelakkan banjir itu bisa berkaitan dengan berbagai masalah. Sebagai contoh, sungai yang sesuai untuk penampungan aliran yang berlebihan tersebut mungkin letaknya relatif jauh, sehingga biaya yang terkait untuk pembebasan tanah dan pembangunan saluran pengelak akan besar. Kemungkinan saja ada sungai yang tersedia namun kemungkinan peluahan aliran berlebihan tersebut menimbulkan pengaruh negatif pada bangunan yang ada di sungai tadi.3.1.3 Menahan AliranMenahan aliran itu menyangkut penyediaan suatu waduk banjir untuk meratakan puncak aliran banjir. Bila suatu hidrograf banjir melewati waduk tersebut, sebagian dari air banjir tersebut akan ditahan untuk sementara waktu, hal mana mengakibatkan perataan puncak banjir. (Lihat Gambar 3.1)Konsep menahan aliran itu bisa diterapkan untuk mengurangi aliran banjir dari DAS yang kecil maupun yang besar. Namun demikian, konsep tersebut lebih sesuai dalam konteks daerah perkotaan untuk DAS yang kecil. Untuk DAS yang besar, site yang sesuai untuk waduk pengurang banjir itu sering jauh dari daerah perkotaan tersebut padahal justru kota tersebut yang perlu pengaman. Hal ini merupakan masalah karena waduk pengurang banjir itu keefektifan akan berkurang secara progresif sesuai dengan semakin ke hilirnya lokasi lokasi tersebut. Hal itu disebabkan karena aliran tambahan yang tak dikendalikan dari anak anak sungai semakin kehilir akan semakin berarti. Pada garis besarnya, waduk pengurang banjir itu tidak layak untuk DAS besar, bahkan bila ada lokasi yang secara fisik sesuai pun, hal ini disebabkan karena adanya masalah pembebasan tanah dan tingginya biaya pembangunan.Namun demikian, konsep menahan aliran itu lebih berguna untuk DAS yang kecil, terutama untuk daerah aliran perkotaan biasanya di istilahkan sebagai cekungan atau ceruk penahan. Ceruk penahan itu adalah kolam tandon sederhana yang menampung untuk sementara waktu air hujan badai untuk mengurangi laju aliran di bagian hilir. Dengan demikian bangunan bangunan drainase di bagian hilir tidak perlu mempunyai kapasitas yang seharusnya pada kondisi waduk tersebut dibuat. Hal-hal yang penting mengenai cekungan penahan dijelaskan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.Hidrograf aliran masuk dan aliran keluar waduk.

Gambar 4. Diagram skematis dari suatu cekungan penahan yang umum yang memperlihatkan hal-hal yang penting.

Waduk itu diciptakan dengan meletakkan bendungan melintang sungai atau dengan penggalian yang sesuai. Tempat keluar utamanya biasanya merupakan pipa di dalam bangunan. Sebuah bangunan pelimpah yang yang diletakkan di suatu aras yang lebih tinggi dari pipa untuk air keluar, merupakan kebutuhan untuk mencegah agar air banjir yang lebih besar dari banjir rencana tidak melimpas tubuh bendungan.Arah bagian hulu suatu pipa tempat air keluar dapat diletakkan agar ada simpanan mubazir dalam cekungan, yang dimaksud untuk tujuan rekreasi atau tempat satwa liar. Alternatif lainnya adalah pipa tersebut di letakkan sedemikian agar cekungan tersebut tetap kering (simpanannya mubazirnya nol) untuk memenuhi kegiatan rekreasi seperti menggunakan lantai cekung tersebut untuk fasilitas olahraga.Sebuah cekungan penahan perlu di desain agar simpanan aktif (simpanan berguna) nya pas dipenuhi dengan masuknya banjir rencana senjang kembalinya banjir rencana tergantung pada keadaan, tetapi biasanya dipilih antara 20 sampai 50 tahun.Untuk banjir yang lebih besar dari banjir rencana akan diperlukan sebuah bangunan pelimpah agar tubuh bendungan tidak dilimpasi. Suatu aliran bendung yang khusus akan diperlukan untuk menjamin agar aras yang naik tidak melewati diatas aras waduk rencana. Sebuah bendung yang bermercu tetap yang baku akan cocok untuk keperluan ini.Gambar 3.3(a) merupakan hidrograf aliran keluar yang umum dari suatu banjir yang sama dengan banjir rencana. Gambar 3.3(b) memperlihatkan hidrograf aliran keluar dari banjir yang lebih besar dari banjir rencana.Perlu ditekankan bahwa tingkat pengurangan dari puncak hidrograf aliran masuk itu menurun banyak, karena mengalirnya air melewati pelimpah darurat, jadi keefektifan dari cekungan penahan untuk banjir yang lebih besar dari banjir rencana itu, lebih kecil dari pada yang untuk banjir yang lebih kecil dari pada untuk atau sama dengan banjir rencana.Perencanaan cekungan penahan mencakupi langkah pokok berikut ini:1) Hitung hidrograf aliran masuk rencana dengan periode ulang rata rata yang diminta, (Average Return Period) ARP, untuk suatu seri jujuh badai (dengan menggunakan model hujan larian (rainfall runoff model) limpasan).2) Lakukan perhitungan pelacakan dengan menggunakan seluruh hidrograf rencana, dengan mencobakan berbagai tempat keluar yang diletakkan di aras bawah dengan bermacam macam pengaturan. Ambillah berbagai bentuk tempat keluar yang memerlukan cekungan waduk paling kecil sebagai limit agar aliran keluar adalah sama dengan yang di perlukan. Tempatkanlah bangunan pelimpah di aras yang tinggi sesuai dengan jumlah simpanan yang diperlukan.

3) Rencanakanlah ukuran bangunan pelimpah dengan melacak banjir untuk seri tujuh badai melewati cekungan yang telah di desain di (b) dan pilihlah kasus yang terjelek.

Gambar 5. Hidrograf aliran keluar dari cekungan penahan

(a)Aliran masuk=Banjir rencana

(b)Aliran masuk>Banjir rencana

4) Cek pengaruh banjir pada aliran di bagian hilir. Oleh karena cekungan penahan itu menangguhkan saat terjadinya puncak dari hidrograf aliran keluar, maka kemungkinan terjadinya puncak yang bersamaan dengan banjir yang datang dari anak sungai yang lain (atau dari waduk lain) akan menciptakan keadaan yang terburuk untuk daerah hilir.Kemungkinan tersebut bagi daerah hilir untuk suatu deret banjir, perlu di selidiki.3.1.4 PemompaanAda dua penerapan pemompaan:1) Pemompaan Waduk Banjir.Kegiatan ini menyangkut pengelakan yang bersifat sementara dari seluruh atau sebagian aliran banjir ke suatu waduk di luar aliran sungai kemudian memompanya kembali masuk ke saluran drainase, pada saat banjir mereda. Bangunan drainase di bawah bangunan sadap pompa tidak perlu berkapasitas sebesar kapasitas yang seharusnya dimiliki, apabila waduk tersebut tidak ada.2) Pemompaan Daerah Rendah.Apabila drainase tidak mempunyai tempat keluar atau bila air yang bisa keluar sangat terbatas (untuk daerah rendah), maka mungkin diperlukan pemasangan pompa untuk mengangkat air drainase dari daerah aliran yang lain. Pompa seperti ini dicirikan dengan aliran pompa yang besar dan hulu yang relatif kecil.3.2 Jenis Saluran dan Penentuan Ukurannya1) Jenis SaluranJenis saluran yang lazim dipakai untuk sistem drainase perkotaan ditunjukkan dalam Tabel3.1 dan digambarkan pada Gambar 3.4.2) Penentuan UkurPeubah (Variabel) utama dalam pemilihan ukuran saluran adalah : Kelerengan saluran, lapisan permukaan saluran, kedalaman dan lebar saluran, hal hal tersebut akan di bahas lebih lanjut di bawah ini.3) Kelerengan SaluranDi daerah datar kelerengan saluran perlu direncanakan securam yang di mungkinkan, untuk menjamin ada kecepatan yang cukup sehingga ukuran saluran bisa minimum. Namun kecepatan seyogyanya jangan melebihi 3.0 m/dt dalam saluran terbuka, demi keamanan, dan untuk menghindari terjadinya aliran balik di jembatan dan gorong gorong .Di daerah lebih curam mungkin diperlukan penyediaan bangunan terjunan dalam membuat lereng saluran yang sesuai, untuk mendapatkan kecepatan yang diperbolehkan, yang miring biasanya lebih murah pembangunannya. Bangunan terjunan yang miring umumnya permukaannya diperkasar dan dibangun dengan kelerengan 1 (V) : 2 (H).4) Pengakhiran PermukaanDi daerah datar, dimana kecepatan saluran itu rendah, kapasitas saluran dapat diperbaiki dan memperbaiki pengakhiran dasar dan tebingnya dengan plesteran semen yang licin. Usaha tersebut tidak perlu bila lereng alaminya cukup untuk mendapatkan kecepatan yang diperlukan.Tabel 2. Jenis Jenis Saluran ( Gambar 6 )JENISBATASANKETERANGAN

ASaluran berbentuk trapesiumdengan kotruksi pasangan batu isi.Dapat di beri plesteran semen yangmulus untuk mengurangi nilai n.

BSaluran berbentuk persegiempat dengan kontruksi pasangan batu isi .Dapat di beri plesteran semen yang mulus untuk mengurangi nilai n.

CSaluran berbentuk persegiempat dari beton bertulang.Mahal, biasanya hanya dilakukan untuk menghindari pembebasan tanah atau penempatan kembali pelayanan infrastruktur lainnya.

DSaluran saluran tertutup,berbagai jenis.Dibangun pada tempat tinggal dengankepadatan tinggi dan daerah daerah komersil. pasangan batu juga dio pakai untuk gorong gorong yang menyeberangi jalan jalan kecil.

EGorong gorong berbentukkotak dari beton bertulang( atau pipa pipa ).Di bangun di bawah jalan jalan utamaatau jalan besar. Juga umum di pakai pipa pipa dari beton bertulang.

FSaluran saluran berbentuktrapesium yang tidak di perkeras / diberi apa- apa.Cocok untuk saluran drain yang lebarpada daerah perkotaan rendah dimana tanah tidak begitu mahal.

5) Kedalaman SaluranKedalaman saluran itu direncanakan untuk menjamin agar daerah daerah di dekatnya mengalir ke saluran tersebut dan agar kapasitasnya cukup untuk mencegah banjir melimpah ke daerah di dekatnya. Untuk drainase besar, kedalaman minimum sebesar 1,0 m dan maksimum 2,5 m dalam umum. Dari alasan biaya, maka kedalaman saluran harus di pertahankan sedangkal mungkin6) Lebar saluranLebar saluran itu ditentukan dengan perkiraan. Apabila lebar menurut perhitungan itu terlalu besar dibandingkan terhadap ruang yang tersedia, maka kelerengan saluran, jenis saluran dari kedalamannya harus dikaji ulang.

Gambar 6. Tipe-tipe saluran7) JagaanJagaan adalah kedalaman saluran yang di tambah sehingga angkanya diatas yang diperlukan, untuk menyangkut aliran rencana. Jagaan itu biasanya dianggap sebagai faktor keamanan dan dengan demikian besarnya harus didasarkan pada kemungkinan air melimpas dan akibatnya.8) Penggunaan Saluran Tak Berlapis / Berpenutup Di Daerah PerkotaanFaktor yang harus dipertimbangkan bila menentukan apakah saluran drainase yang akan di pakai berlapis atau tidak adalah: (1) Kelayakan ekonomi, politik dan sosial dari pembebasan tanah tambahan yang mungkin diperlukan untuk saluran tak berlapis (yang mungkin dimensinya lebih besar dari saluran yang berlapis, untuk kapasitas yang tertentu).(2) Biaya pembangunan relatif dari saluran berlapis dan yang tak berlapis.(3) Biaya pemeliharaan tambahan yang berhubungan dengan saluran yang tak berlapis.3.3 Pertimbangan KeamananIsu keamanan merupakan aspek yang penting untuk sistem drainase perkotaan. Faktor keamanan berikut ini perlu di pertimbangkan dalam menyiapkan desain bangunan drainase perkotaan.1) Penyediaan penutup untuk saluran drain terbuka yang dalam.2) Peranti lari darurat di bagian hulu gorong gorong dan bagian saluran yang tertutup seperti : Terali miring Tangga dan undak undakan3) Pagar pengaman atau telikung sepanjang saluran bertebing curam yang berlapis. Apabila menelikung saluran itu ternyata tidak praktis, maka pagar atau telikung tersebut hendaknya disediakan di bagian yang paling membahayakan, seperti dekat sekolah atau di sebelah hulu gorong gorong. Pagar pengaman jangan sampai menghambat kemampuan penolong atau ketinggian sebesar 1,0 sampai 1,2 m sudah cukup.4) Pelataran samping dan bagian yang dilebarkan yang alirannya lebih lambat dan lebih dangkal untuk prasarana penolong. Prasarana tersebut akan khusus berguna bagian yang sukar dicapai, seperti bagian hilir dari gorong gorong atau jembatan dan di bagian yang panjang dari saluran yang tebingnya curam dan berlapis.3.4 Masalah Desain yang UmumBanyak masalah desain yang umum yang berhubungan dengan drainase perkotaan di Indonesia. masalah masalah tersebut berhubungan dengan praktek memerinci yang kurang teliti, yang menurunkan efisiensi dan meningkatkan keperluan pemeliharaan. Contohnya sebagai berikut:1) Drainase yang tidak terkoordinasiYakni saluran drainase yang sudah dibangun tanpa mempertimbangkan aras tanah. Saluran saluran tersebut di bangun sepanjang tepi jalan yang kentara sekali lebih tinggi dari aras tanah di sekitarnya, sebagai akibat banyak saluran drainase yang hanya menampung aliran limpasan dari jalanan meskipun mempunyai kapasitas yang secara substantif lebih besar dari yang di perlukan untuk sekedar menjadi drainase jalanan. (Lihat Gambar 3.5).

Gambar 7. Saluran tepi jalanan yang tidak efektif untuk daerah di dekatnya2) Menentukan Ukuran SaluranPemilihan ukuran saluran tidak didasarkan atas ruang yang tersedia. Akibatnya adalah saluran saluran sering kentara bahwa ukurannya terlalu besar atau terlalu kecil, kalau terlalu kecil maka berarti bahwa daerah di dekatnya kebanjiran yang terjadi secara teratur, sedangkan kalau terlalu besar akan meningkatkan kebutuhan untuk membersihkan endapan.3) Menentukan Kemiringan SaluranPraktek yang umum dalam pembangunan saluran drain adalah agar kelerengan tanah di sekelilingnya seragam, apabila kelerengan alami seragam, maka kebiasaan tadi bisa menyebabkan kelerengan yang datar di daerah daerah tertentu. Hal tersebut tidak perlu terjadi (Gambar 3.6). Akibatnya adalah peningkatan pengendapan angkutan sedimen, yang akan menurunkan kemampuan saluran dan terjadinya kolam senak berisi aliran tercemar pada waktu aliran kecil.

Gambar 8. Pengaruh lereng dan kedalaman untuk keandalan4) Daerah RendahDi daerah dimana kelerengan tanah alaminya adalah sangat datar, biasanya pengembangannya terjadi di dekat jalanan diatas timbunan yang di tinggikan. Pengembangan dengan pola ini akan menyebabkan daerah daerah yang jauh dari jalanan menjadi terisolasi dan tidak bisa disalirkan.5) Saluran TertutupPraktek yang sering terjadi adalah membuat saluran tertutup yang berfungsi ganda, yakni sebagai jalan untuk pejalan kaki dan saluran drainase. Masalah dari saluran semacam ini adalah: Tidak memadainya ruang jangkauan sehingga pemeliharaannya menjadi sukar sehingga akibatnya jarang kegiatan itu di lakukan. Kondisi ini berakibat kebanjiran yang serius yang disebabkan oleh saluran yang tersumbat oleh endapan dan sampah lain. Jumlah tempat masuk yang tidak memadai atau kapasitas tempat masuk yang terbatas, sehingga berakibat sering terjadinya kebanjiran lokal, terutama di jalanan.6) SiphonSarana tersebut di bangun di lokasi yang saluran drainasenya melintas saluran irigasi yang terletak pada ketinggian yang sama. Praktek umumnya menyediakan siphon dibawah saluran irigasi untuk membawa aliran drainase, meskipun siphon itu cukup kapasitasnya untuk mengalirkan aliran drainase namun ada kemungkinan besar bangunan itu akan tersumbat oleh obyek besar (seperti kayu atau obyek padat lainnya), yang menutupi tempat masuk bangunan siphon dalam alur drainase seyogyanya dihindari bila mana memungkinkan. Dari sudut pandang drainase, adalah lebih baik bila siphon dan talang itu diperuntukan bagi aliran irigasi dan membolehkan aliran drainase untuk mengalir dengan hambatan minimum.7) Fungsi GandaDalam beberapa kasus air irigasi itu disalurkan melalui sebuah drain yang juga digunakan sebagai drainase perkotaan. Akibatnya adalah air irigasi tersebut menjadi tercemar dan fungsi drainase menjadi terbatas karena: Bangunan pengendali (untuk pengelak) yang menghambat mengalirnya aliran drainase secara efisien. Lereng yang datar biasa untuk menyalurkan air irigasi ke tempat yang memerlukan atau tempat dengan kehilangan potensi yang minim. Hal ini membatasi kemampuan saluran untuk membawa aliran yang lebih besar pada waktu kebanjiran.4 STANDAR PERENCANAAN4.1 Survey Topografi1) Mengidentifikasi daerah perencanaan aliran polder/kolam detensi, kolam retensi dan sistem polder dengan menggunakan/memanfaatkan peta Topografi skala 1 : 5000 s/d 1 : 25000.2) Menentukan batas garis hidrologis masing-masing DTA/daerah tangkapan air (DPSal).3) Melakukan pengukuran topografi untuk membuat peta situasi rencana sistem retensi/polder dengan interval garis kontur ketinggian lahan 0,25 s/d 2.50 m atau skala 1:200 s/d 1:500.

4) Melakukan pengukuran situasi dan potongan memanjang untuk alur saluran drainase inlet dan outlet dengan skala 1:1000, serta potongan melintang dengan skala 1:100 s/d 1:200.5)Pengukuran harus menggunakan benchmark (BM) sistem pengukuran resmi (Bakosurtanal, SDA dan Pelabuhan). Dalam hal tidak terdapat BM resmi maka dapat dilakukan dengan menggunakan BM daerah setempat4.2 Penyelidikan Tanah1) Penyelidikan tanah dilakukan pada tempat yang direncanakan untuk pembangunan drainase dan perlengkapannya (rumah pompa, dinding penahan tanah, bangunan pintu, bangunan pelimpah, terjunan, tanggul, bangunan perlintasan) dan pada lokasi-lokasi kolam detensi, kolam retensi, kolam tandon, dan tampungan dalam polder.2)Paramater mekanika tanah (physical and engineering properties) yang digunakan mengikuti standar teknik Kementerian Pekerjaan Umum.3) Penyelidikan lokasi, karakteristik, dan kuantitas material timbunan yang diperlukan.4.3 Peraturan PerundanganStandar perencanaan yang dipakai mengacu kepada standard dan peraturan yang berlaku, seperti:1) Peraturan Muatan Indonesia (PMI, 1983)2) Peraturan Beton Indonesia (PBI, 1973)3) Peraturan Bangunan Baja Indonesia (PBBI, 1983)4) Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI, 1970)5) Standard dan peraturan lainnya dapat digunakan sebagai referensi dengan penyesuaian kepada kondisi setempat dan sejauh tidak menyimpang dan dapat diterapkan di Indonesia.Perencanaan konstruksi diarahkan kepada perhitungan stabilitas dan kekuatan sendiri, setelah dimensi hidraulik ditetapkan dengan tujuan mendapatkan bentuk, jenis dan ukuran konstruksi bangunan air serta pondasi yang aman dan memenuhi persyaratan stabilitas konstruksi.4.4 Standar BebanKriteria beban terdiri atas: Beban mati (dead load) Beban rencana (design load)1) Beban Mati, merupakan berat sendiri. Konstruksi tergantung pada volume konstruksi dan berat jenisnya (PMI)Tabel 3. Beban matiNo.BahanBerat Jenis (ton/m3)

1Air1,0

2Beton bertulang2,4-2,5

3Beton2,2-2,3

4Pasangan batu2,2

5Lapisan batu bata1,75

6Tanah urug padat1,80

7Kerikil1,90

8Adukan semen2,15

9Baja7,85

10Baja tuang7,25

11Aspal beton2,20

Sumber: PMI, 1983

2) Beban RencanaBeban rencana mengacu pada landasan teknis yang berlaku di Indonesia. Untuk konstruksi bangunan air, beban rencana terdiri atas: Tekanan hidrostatis Tekanan ke atas (up lift pressure) Tekanan tanah lateralKriteria beban rencana sebagai input perhitungan dapat diuraikan sebagai berikut:1) Tekanan hidrostatis oleh air Berlaku untuk bangunan yang terendam sebagian atau seluruhnya dalam air. Besaran tekanan hidrostatis adalah 1 ton m2 per meter kedalam vertikal air dengan arah gaya lurus bidang sasaran.2) Tekanan ke atas Disesuaikan dengan besaran hidraulik gradien dan diperhitungkan efektif dasar pondasi (daya angkut air tanah) Pengaruh uplift diperhitungkan terhadap stabilitas konstruksi, sedangkan hidraulik gradien terhadap rembesan (piping)3) Tekanan tanah lateral Tekanan tanah diperhitungkan arah horizontal yang bekerja pada dinding saluran atau bangunan air, baik secara sendiri maupun kombinasi dengan tekanan oleh pengaruh air tanah, tergantung pada tinjauan setempat. Diperhitungkan dengan menggunakan rumus Rankine, sebagai berikut:Pa = H Kadimana;Pa = tekanan tanah aktif (t/m2)Ka = koefisien tekanan tanah aktif (+) H = tinggi dinding (m) = berat volume tanah (t/m3)4.5 Stabilitas Struktur1) Stabilitas struktur penahan tanahStabilitas struktur penahan tanah akan dikontrol terhadap kekuatan hancur, geser/ gelincir dan guling.Faktor keamanan tersebut di atas akan dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:

(1) F kekuatan pondasi =

(2) F gelincir=

(3) F guling = Untuk membuat suatu dinding penahan aman terhadap guling, maka resultan gaya yang bekerja arah vertikal dan horizontal harus berada di 2/3 dasar.Jika e < B/6, maka struktur aman terhadap guling.Safety factor (faktor keamanan) terhadap guling (Fo) adalah perbandingan antara stabilitas momen dibagi dengan momen penahan terhadap guling yang ditimbulkan akibat gayavertikal dengan momen guling akibat gaya horizontal.Fo = dimana; Fo = faktor aman terhadap guling Ms = total momen penahan (t.m) Mo = total momen guling (t.m)

2) Tinjauan terhadap geserSafety factor (angka keamanan) terhadap geser/gelincir (Fs) adalah perbandingan antara total gaya penahan tanah (total gaya vertikal) dengan total gaya pendorong (total gaya horizontal)Fs = faktor aman terhadap geser/gelincirV = total gaya vertikal (ton)H = total gaya horizontal (ton)f = koefisien geseka

Tabel 4. Koefisien KekasaranNoMaterialKoefisien kekasaran

1.

2

3.Tanah bermotif besar dan tidak mengandung silt atau clayCoarse Grained Soil mengandung Silt atau ClaySilt atau Clay0,55

0,45

0,35

3) Stabilitas Terhadap Daya DukungAgar suatu dinding penahan tidak mengalami settlement maka compressive stress dasar harus lebih kecil daripada bearing capacity of foundation.

dimana;A = vertical compressive stressB = lebar dasar (m)V = total gaya vertikal (ton)e = eccentricity (m)

4.6 Perencanan SaluranPerencanaan saluran, baik saluran tertutup maupun saluran terbuka, dimulai dengan perhitungan dimensi saluran, selanjutnya dilakukan analisis struktur/stabilitas. Berikut diberikan beberapa contoh perhitungannya.Contoh:1. Menghitung kecepatan aliran dalam pipa sewer dan kecepatan aliran dalam saluran terbuka.Dua jenis saluran beton bagi drainase air hujan akan dibandingkan : pipa, diameter 2,0 dengan aliran pipa yang penuh. Saluran terbuka, profil persegi-empat dengan lebar 2,0 m dan ketinggian air 1,0 m. Saluran mempunyai kemiringan dasar sebesar 10/00. Nilai koefisien Strickler 75 m1/3/ det.a. Hitung kecepatan dari aliran dan debit dari saluran pipa drainase. b. Hitung kecepatan dari aliran dan debit dari saluran terbuka.Jawab :a) D = 2,0 m

D = 200 cmS = 0,001A=R=V=Q=b) h= 1,00 mb = 2,00 mA = 2,00 m2R = A/P = 2/4 = 0,5 mV=Q =2,98 x 2,0 = 2,98 m3/detCatatan : radius hidraulik dan kecepatan aliran kedua profile sama, tapi debit berbedaContoh 2: Menentukan besaran aliran uniformSaluran berbentuk trapesium dengan lebar dasar sebesar 6096 mm dan mempunyai kemiringan sisinya 1 : 1, aliran air dengan kedalaman 1219 mm dengan kemiringan saluran sebesar 0,0009. dengan koefisien kekasaran saluran n = 0,025, berapa besaran aliran uniformnya?Jawab:R= Q=Luas penampang saluran A = [(6096 + 1219)1219]/106 = 8,917 m2Q = (8,917/0,025)(0,934)2/3(0,03) = 10,22 m3/detContoh 3 : Menentukan kemiringan dasar pipaBerapakah kemiringan dasar pipa saluran berdiameter 610 mm yang diperlukan untuk mengalirkan air sebesar 0,17 m3/det dengan kedalaman aliran setengah penuh? Dan berapa kemiringan yang dibutuhkan apabila pengaliran dengan aliran penuh? Apabila n = 0,013. Jari-jari hidraulik=a) SehinggaS = 0,00283b) R= = 152,5 mm dengan cara yang sama SehinggaS = 0,00071Contoh 4 : Menentukan kedalaman ktitis ySaluran berbentuk persegi empat mengalirkan air sebanyak 5,66 m3/det, Berapakah kedalaman kritis yc dan kecepatan kritisnya pada ;a. lebar saluran sebesar 3,66 mb. lebar saluran sebesar 2,74 mc. berapa kemiringan saluran sehingga terjadi kecepatan kritis pada pertanyaan (a) jika n = 0,02Jawab :a)

b)

c)

Contoh 5 : Menentukan energi spesifik dan aliran subkritis dan superkritisSaluran berbentuk persegi empat dengan lebar 9,14 m, mengalirkan air sebanyak 7,64 m3/det. Dengan kedalaman aliran sebesar 914 mm, hitung :a) besar energi spesifiknya.b) apakah alirannya subkritis atau superkritis?Jawab :a) b) alirannya adalah subkritis karena kedalamannya lebih besar daripada aliran kritisnya.Contoh 6 :Saluran segi-empat dengan n = 0,013 dengan lebar 1,83 m dan mengalirkan air sebanyak1,87 m3/det. Pada seksi F kedalaman saluran 975 mm. Jika kemiringan dasar saluran tetap 0,0004, berapa jarak dari F dimana saluran mempunyai kedalaman 823 mm.Jawab :Diandaikan kedalaman 823 mm tersebut terjadi di sebelah hulu seksi F.A1 = 1,83 (0,823) = 1,506 m2, V1 = 1,87/1,506 = 1,24 m/det,R1 = 1,056/3,476 = 0,433 m. A2 = 1,83 (0,975) = 1,784 m2,V2 = 1,87/1,784 = 1,05 m/det, R2 = 1,784/3,78 = 0,472 m.Sehingga ; Vrata-rata = 1,145 dan Page 470 of 50 Rrata-rata = 0,4525, kemudian untuk aliran non-uniform:

Tanda minus menandakan seksi yang diandaikan disebelah hulu F adalah keliru, dan seharusnya terletak di sebelah hilir seksi F.Untuk penghitungan back-water jarak antar seksi dibuat beberapa jarak yang kecil-kecil sehingga akan lebih teliti lagi menggambarkan lengkung kemiringan back-water.

Contoh 7: Menentukan kedalaman aliran

Q = 250 m 3/sFree board 0,5 mm

k = 28

B = 16,0 m

b = 16 ,0 m n = 2.5I + 2 % = 2/1000K = 28Rumus rumus untuk hitungan.A = b.h + n.h2P = b+2h 1+ n 2R = A/P

Q = v.AB = 16,0 Perhitungan dilakukan dengan mencoba beberapa nilai kedalaman air h, untuk menghitung debit Q. Hasil perhitungan ditampilkan dalam Tabel 4-3 berikut.

Tabel 5. Hasil perhitungan kedalaman air untuk soal contoh 7k.I = 1,252

H (m)A ( m2 )P ( m )R (m )V (m/s)Q ( m3/s)

0,58,6318,690,460,756,45

1,018,5021,390,871,1421.0

2,042,0026,771,571,6971,0

3,070,5032,162,192,11149

4,0104,0037,542,772,47257

3,94101,8537,222,742,45250

Kedalaman air, h dapat juga dihitung secara grafis seperti Gambar 4.1.

5.00

4.00

3.00

h, m2.00

1.00

0.00050100150200250300Q,m 3/dtkGambar 9. Grafik hubungan antara debt, Q, dan kedalaman air, h

4.7 Perencanaan Saluran Beton BertulangContoh 8: Perhitungan stabilitas saluran aliranSetelah dimensi saluran diperoleh, selanjutnya konstruksi saluran tersebut didesain stabilitasnya berdasarkan beban-beban yang bekerja.

- B=0,6m- H=0,5m- w=0,3M- - dimensi saluran

tanah=1,6t/m3sirtu=1,9t/m3w=1t/m3beton=2,4t/m3=11h=1,0mP (roda truk)=10t/m'Q=10t/m2Ka=tan2(45-/2)Ka=0,681) Asumsi:

2) Gaya-gaya horizontal aktif yang terjadi a. Akibat Beban MerataP1=Ka . Q .h=0,68 . 10 . 1,1=6,8 t/m'b. Akibat Beban TanaP2 = 0,5 . Ka . sirtu . h2= 0,5 . 0,68 . 1,9 . 1,12= 0,6 t/m'

c. Akibat Gaya Up LiftP3 = P1 + P = 7,47 + 0,78 = 7,43) Data perencanaan:f'c = 30MPa Fy = 240 MPa dplat bawah = 0,2 m dplat dinding = 0,2 m Lprecast = 1 m Bentang Precast = 1 m Vol. Precast =0,52 m3Berat Precast =1,248 ton Timb. Tanah = 0,3 m Timb. Sirtu = 0,1 m4) Data pembebanan:a. Beban Mati (DL)Berat tanah = 0,3 *1,64= 0,492 ton/m' Berat sirtu = 0,1 * 1,9= 0,19 ton/m'DL = 0,492+0,19= 0,682 ton/m'b. Beban Hidup (LL)Beban Roda (P) = 10 ton/m' Kombinasi pembebanan:a. Uult = 1,2 DL + 1,6 LL= 16,818 ton/m'b. Beban terpusat (P4)= Uult*b/2= 16,82*1,2/2= 8,4092 ton5) Perhitungan momenDengan bantuan software SAP 2000, diperoleh momen sebagai berikt:MDIND (Tump)=3,51tm=35100000Nmm

MLAN (Tump)=0,612tm=6120000Nmm

MLAN (Lap)=0,31tm=3100000Nmm

VULT=8,4092ton=84092N

Kontrol penampang geser di tumpuanVULT = 84092 VN==VULT/0,8105115 N

0,2 f'c .bw .dx=984000N VN(AMAN)

5,5 bw.dx=902000N VN(AMAN)

6) Perhitungan tulangan:

Bwdinding =1000 mm Bwlantai = 1000 mm Decking (d) = 30 mmDia. Tul. Utama= 12 mmDia. Tul. Bagi = 10 mm = 0,8 = 0,85 30 MPadx = t-d-(tul/2)= 164 mmbal =(0,85 . . f'c) 600Fy600+fy= 0,03251max = 0,75 . bal= 0,024min = 1,4/fy= 0,00357) Perhitungan tulangan tumpuan (dinding) Rn= Mu .bw.dx2= 1,63128 N/mm2m = Fy 0,85 f'c= 15,68627perlu = (1/m)*(1-(1-2m.Rn/fy)^0,5)= 0,00422min < perlu < maxMaka dipakai = 0,00422Tulangan Utama:As hitung = .bw .dx = 691,708 mm2Dipakai 12 - 170 mmTulangan Bagi:Asbagi=20% Asperlu

=138,342mm2

Dipakai 8 - 250 mmPerhitungan tulangan tumpuan (lantai) Rn= Mu .bw.dx2= 0,28443 N/mm2m = fy 0,85 f'c = 15,6863

perlu = (1/m)*(1-(1-2m.Rn/fy)^0,5) = 0,00072perlu < min Maka dipakai = 0,0035Tulangan UtamaAshitung= . bw .dx

Dipakai=57412 - 200 mmmm2

Tulangan BagiAsbagi=20% Asperlu

Dipakai=114,88 - 250 mmmm2

Perhitungan tulangan lapangan (lantai) Rn = Mu .bw.dx2= 0,14407 N/mm2m = fy 0,85 f'c= 15,6863 perlu = (1/m)*(1-(1-2m.Rn/fy)^0,5) = 0,00036perlu < minMaka dipakai =0,0035

Tulangan Utama

Ashitung==.bw . dx574 mm2

Dipakai12 - 200 mm

Tulangan Bagi

Asbagi=

20% Asperlu

Dipakai=114,8 mm28 - 250 mm

4.8 Perencanan Dinding Penahan TanahContoh 9.Diketahui suatu struktur dinding penahan dan batu kali ( gravity wall ) dengan pembebanan dan profil lapisan tanah seperti pada gambar di bawah ini sebagai salah satu solusi untu keadaan sebenarnya di lapangan di bawah ini.KETENTUAN :H1= 3,00 mB1= 2,50 mTanah I ( urug )Tanah II ( asli)

H2= 4,00 mB2= 0,50 mC1 = 0 kN/mC2 = 10 kN/m

H3= 1,50 mB3= 0,50 m1 = 302 = 30

H4= 3,00 mB4= 1,50 m1 = 20 kN/m32 = 18 kN/m3

q = 10 kN/m2

DIMINTA :Analisis konstruksi tersebut terhadap :1) Stabilitas Geser2) Stabilitas Guling, dan3) Stabilitas daya dukung tanah

PENYELESAIAN :Langkah pertama yang harus diperhatikan dalam menelesaikan permasalahan pada Contoh 8 adalah menerjemahkan soal ke dalam gambar/sketsa sehingga mudah dipahami, sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 4.2. Sewlanjutnya digambarkan gaya-gaya yang bekerja pada struktur tersebut, yang meliputi gaya akibat berat sendiri bangunan, tekanan tanah pasif dan aktif, tekanan air, beban merat, dan lain-lain (Gambar 4.3).

Gambar 10. Interpretasi sola pada Contoh * ke dalam bentuk Gambar Sketsa yang menggambrakan ukuran struktur maupun lapisan tanahnya

Gambar 11. Gaya-gaya yang Bekerja pada Dinding Penahan pada Contoh 8.

Perhitungan selanjutnya adalah sebagai berikut: Bidang 1W1 = p . l . = 3,00 . 2,50 . 20 = 150 kN/m

Bidang 2W2 = p . l . ( 1 w ) = 4,00 . 2,50 . ( 18 10 ) = 80 kN/m

Bidang 3Diambil berat jenis beton = 25 kN/m3W3 = p . l . = 7,00 . 0,50 . 25 = 87,5 kN/m

Bidang 4Diambil berat jenis beton = 25 kN/m3W4 = . a . t . = . 0,50 . 7,00 . 25= 43,75 kN/mBidang 5Diambil berat jenis beton = 25 kN/m3W5 = p . l . = 5,00 . 1,50 . 25= 187,5 kN/m

Beban Akibat Beban MerataW6 = q . L= 10 kN/m2 x 2,50 m= 25 KN/m

Jarak Beban Terhadap Ujung Dinding Penahan ( di titik O )

x1= ( . 2,50 ) + 0,50 + 0,50 + 1,50= 3,75 m

x2= ( . 2,50 ) + 0,50 + 0,50 + 1,50= 3,75 m

x3= ( . 0,50 ) + 0,50 + 1,50= 2,25 m

x4= ( . 0,50 ) + 1,50= 1,833 m

x5= ( . 5,00 )= 2,50 m

x6= ( . 2,50 ) + 0,50 + 0,50 + 1,50= 3,75 m

Momen Terhadap Ujung Dinding Penahan ( Titik O )

M1 = W1 . x1= 150 . 3,75 = 562,5 kN

M2 = W2 . x2= 80 . 3,75= 300 kN

M3 = W3 . x3= 87,5 . 2,25= 196,875 kN

M4 = W4 . x4= 43,75 . 1,833= 80,21 kN

M5 = W5 . x5= 187,5 . 2,50 = 468,75 kN

M6 = W6 . x6= 25 . 3,75= 93,75 kN

Koefisien Tekanan Aktif ( Ka ) Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( Kp )

Tekanan Tanah Aktif ( Pa ) Pa1 = Ka . q . H= . 10 8,50= 28,33 kN

Pa2 = . Ka . 1 . ( H1 )2= . . 20 . ( 3,00 )2= 30 kN

Pa3 = Ka . 1 . H1 . ( H2 + H3 )= . 20 . 3,00 . ( 4,00 + 1,50 )= 110 kN

Pa4 = . Ka . . ( H2 + H3 )2= . . ( 18 10 ) . ( 4,00 + 1,50 )2= 40,33 kN

Pa5 = . w . ( H2 + H3 )2= . 10 . ( 4,00 + 1,50 )2= 151,25 kN

Pa = Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5= 28,33 + 30 + 120 + 50,42 + 151,25= 380 kNTekanan Tanah Pasif ( Pp ) Pp = . Kp . . ( H4 )2= . 3. 18 . ( 3,00 )2= 243 kNJarak l Lengan Terhadap Titik Ol1 = . H = . 8,50 = 4,25 m l2= ( . H1 ) + H2 + H3= ( . 3,00 ) + 4,00 + 1,50= 6,50 m

l3= . ( H2 + H3 )= . 4,00 . 1,50= 2,75 m

l4= . (H2 + H3 )= . 4,00 . 1,50= 1,83 m

l5= . (H2 + H3 )= . 4,00 . 1,50= 1,83 m

l6= . H4= . 3,00= 1,00 m

Jumlah Gaya Gaya Horizontal

Ph = Pa Pp= 380 270,= 110 kN

Momen yang Mengakibatkan Penggulingan

Mg = Ma Mp= 1078,75 270,0= 808,75 kN

1) Menghitung Stabilitas Terhadap Penggeseran

SF = angka keamanan terhadap geser = jumlah gaya-gaya horisontal (akibat tekanan tanah aktif, tekanan air tanah, dan beban terbagi rata) yang menyebabkan struktur bergeser, = jumlah gaya horisontal yang mencegah struktur bergeser, Gaya penahan disebabkan oleh tahanan gesek antara struktur dengan tanahserta tahanan oleh kohesi tanah = sudut geser dalam C = kohesi tanah,

Tahanan geser pada dinding sepanjang B = 5,00 m, dihitung dengan menganggap dasar dinding sangat kasar. Sehingga sudut geser b = 2 dan adhesi cd = c2.

Untuk tanah c ( > 0 , dan c > 0 )

Rh = cd . B + W tan

Dengan Rh=tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran

cd=adhesi antara tanah dan dasar dinding

B=lebar pondasi ( m )

W=berat total dinding penahan dan tanah diatas plat pondasi

b=sudut geser antara tanah dan dasar pondasi

Rh=cd . B + W tan b

=(10 kN/m . 5,00 m ) + 593,75 kN/m . tan 30

=50 kN/m + 342,8017 kN/m

=392,8017 kN/m

SF=3,5709 1,5 ( dimensi tidak perlu diperbesar )

Dimana :

SF = faktor aman terhadap penggeseran Ph = jumlah gaya gaya horizontal2) Menghitung Stabilitas Terhadap Penggulingan

Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah dibelakang dinding penahan, cenderung menggulingkan dinding, dengan pusat rotasi terletak pada ujung kaki depan dinding penahan tanah. SF = 1,647 1,5 ( dimensi tidak perlu diperbesar )dimana :Fgl = Faktor aman terhadap penggulingan Mw = Jumlah momen yang melawan penggulingan Ma = Jumlah momen yang menyebabkan penggulingan

Karena faktor aman konstruksi dinding penahan tanah terhadap geser dan guling lebih dari1,5 ( 1,5 ), maka dimensi konstruksi sudah aman dan tidak perlu diperbesar.

3) Stabilitas Terhadap Keruntuhan Kapasitas Daya Dukung TanahDalam hal ini akan digunakan persamaan Hansen pada perhitungan, dengan menganggap pondasi terletak di permukaan.Eksentrisitas ( e )Lebar Efektif ( B ) = B 2e= 5,00 ( 2 x 1,324 ) m= 2,352 mA = B x 1= 2,352 x 1= 2,352 m2

Gaya Gaya yang ada pada dinding Gaya horizontal = 1078,749 kN/m Gaya vertikal = 593,75 kN/m

Faktor Kemiringan Beban= 0,707Berdasarkan tabel : ( untuk = 30 )Nc = 30,14Nq = 18,40N = 15,07= 0,690= 0,718Kapasitas Dukung Ultimit untuk Pondasi di permukaan menurut Hansen :Df= 0

dc= dq= d

Sc= Sq= S

Didapat :qu = iq . C . Nc + iy . 0,5 . B . 2 . N= 0,707 . 10 . 30,14 + 0,718 . 0,5 . 2,352 . 18 . 15,07= 213,0898 + 229,043= 442,1328 kN/m2Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan pondasi ke tanah dasar terbagi rata secara sama, makaFaktor aman terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung tanah :Atau dapat pula dihitung dengan kapasitas berdasar distribusi tekanan kontak antara tanah dasar pondasi dianggap linear.

DAFTAR PUSTAKA

SNI. 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung.DPU : Bandung

Suripin. (2004). Pengembangan Sistem Drainase yang Berkelanjutan. ANDI, Yogyakarta.

Vis ,W.C. dan Kusuma ,Gideon H. 1994. Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, Jakarta : Penerbit Erlangga, Seri 1

Vis ,W.C. dan Kusuma ,Gideon H. 1994. Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, Jakarta : Penerbit Erlangga, Seri 4