3. analisis stabilitas.pdf

7/26/2019 3. Analisis Stabilitas.pdf

1/95

11/09/20

EVALUASI STABILITASBENDUNGAN (STATIK &

PSEUDOSTATIK)

SEPTEMBER 2015


2/95

11/09/20


3/95

11/09/20


4/95

11/09/20

I PENDAHULUAN

II.DATA GEOTEKNIK &PARAMETER DESAIN

III.ANALISA STABILITASLERENG STATIK (TANPA GEMPA)

IV.ANALISA STABILITASLERENG PSEUDOSTATIK

DENGAN GEMPA

V.ANALISA STABILITAS LERENGDINAMIK DENGAN GEMPA

I.PENDAHULUANSecara Geologis : perpot.2 jalur gempa (Lingkar

Pasifik) & Lintas Asia

Bendungan : Irigasi,Pengairan,Pengendalianbanjir,Pembangkit Tenaga Listrik,Penyediaan Air Baku,Pariwisata.

Bendungan Urugan : rentan terhadap Gempa bumi.

Diperlukan desain Bendungan Statik & Dinamik

Pertimbangan aspek aspek desain,pelaksanaan,operasi,pemeliharaan,resikokeruntuhan akibat gempa,banjir,dan longsoran.


5/95

11/09/20

II.DATA GEOTEKNIK & PARAMETER DESAIN

A. Data Geoteknik

a. Evaluasi Data Investigasi :

Pengumpulan data dasar dan pengujian (kaliberasi) data

terkumpul.

Investigasi

-Pemetaan topografi dan geologi permukaan

-Penyelidikan bahan bangunan :

. Persyaratan kepadatan & kuat geser tanah

. Persyaratan rembesan,gradasi butir & permeabilitas

. Persyaratan penurunan atau deformasi

b. Penentuan Penampang Geoteknik yang tepat.

Penampang dibuat di sepanjang as longsoran ataupenampang lain yang dikehendaki.

b. Penentuan Penampang Geoteknik yangtepat (lanjutan).

Pada penampang geoteknik diperlihatkanurutan lapisan tanah dan batuan,sifat fisik danteknik dari lapisan tanah dan batuan.

Penampang geoteknik dapat diperoleh dengancara korelasi lapisan dari beberapa titik-titikbor yg sangat ditentukan oleh kondisi geologisetempat, jarak titik penyelidikan, metodepenyelidikan,cara dan kecermatan pelaksanapenyelidikan.


6/95

11/09/20

B. Parameter Tanah Desain

Bergantung pada beberapa kondisi Bendungan yaitua.Kondisi masa Konstruksi

b.Kondisi Aliran Langgeng

c.Kondisi Operasional

d.Kondisi Darurat

Penentuan parameter desain bergantung pada pemilihan

metoda yang akan digunakan (ada 2 metode).

a.Metode tegangan Efektifb.Metode tegangan total

B. Parameter Tanah Desain (lanjutan)

Parameter tanah desain yang diperlukan :

Berat volume tanah n

Berat volume jenuh sat (fondasi dan tubuh

bendungan)

Kuat geser tubuh dan fondasi bendungan :

sudut geser dalam ( dan ), kohesi (c dan c)

Koefisien permeabilitas k


7/95

11/09/20

B. Parameter Tanah Desain (lanjutan)

1. Metode kuat geser efektifAnalisa dengan metode kuat geser efektifmemperhitungkan perubahan tekanan air pori selamakonstruksi yang merupakan fungsi dari waktu.

Material tubuh bendungan atau fondasi dapatmenimbulkan peningkatan tekanan air pori berlebihselama penimbunan.

2. Metode kuat geser total

Analisis dengan metode kuat geser total tidakmemperhitungkan tekanan air pori dalam uji

laboratorium yang mendekati kondisi di lapangan.Kuat geser total yang digunakan dalam analisis harusberada dalam rentang tegangan normal yang sesuaidengan di lapangan.

Sumber dan Data Kuat Geser

1) Hampir semua jenis tanah material bahanurugan dapat digunakan, kecuali tanah yangmengandung zat organik atau zat yang mudahlarut.

2) Umumnya bahan dibedakan dalam 3 jenis,yaitu batu, pasir kerikilan dan tanah

lempungan (kedap air).

3) Konstruksi bendungan disesuaikan dengankarakteristik bahan yang terpilih, kondisilapangan (topografi, geologi dan meteorologi),dan pola pelaksanaan, serta peralatan yangdigunakan.


8/95

11/09/20

4) Pengujian lapangan dan laboratorium dilakukan untuk

memperoleh parameter kuat geser yang diperlukan

dalam analisis stabilitas bendungan.

5) Uji kuat geser di lapangan dapat dilakukan terhadap

material fondasi dan tubuh bendungan dengan uji geser

baling. Tujuannya adalah untuk mengukur langsung kuat

geser tanpa drainase (undrained) dari tanah lempung

lunak yang jenuh air.

Sumber dan Data Kuat Geser (lanjutan)

Uji kuat geser di laboratorium dilakukan terhadap contohtanah tak terganggu dan yang terganggu dari materialfondasi dan tubuh bendungan.

Penentuan parameter kuat geser merupakan bagian

terpenting dan tersulit dari analisis stabilitas. Kesulitanitu antara lain dalam memperoleh contoh uji yang dapatmewakili, menjaga contoh uji agar tetap tak terganggu,sesuai kondisi pembebanan di lapangan, danmenghindari kesalahan pengujian.

Sumber dan Data Kuat Geser (lanjutan)


9/95

11/09/20

Kuat Geser pada Stabilitas Lereng

Berat volume tanah n dan sat (fondasi dan tubuh bendungan) Kuat geser tubuh dan fondasi bendungan dan , c dan c

Tegangan total : Tegangan efektif :

= c + tan () ---------(1) = c + (-u) tan () ..(2)

= kuat geser = kuat geser efekti

= tegangan total = tegangan total

c = kohesi total u = tekanan air pori

= sudut geser dalam total = sudut geser dalam efektif

= n h

Uji Triaksial UU

tekanan pori yang terjadi waktu penggeseran

sangat cepat

Uji tak terkonsolidasi & tak terdrainase (UU)

analisis dalam istilah total diperoleh cu and u

Tidak diukur

tak diketahui

= 0; i.e., selubung keruntuhan

mendekati horisontal bila jenuh

Gunakan cu and u untuk menganalisissituasi tak terdrainase (mis. kestabilan jangkapendek, pembebanan cepat )


10/95

11/09/20

Uji Triaksial CU

tekanan pori terjadi waktu penggeseran

lebih cepat dari CD (cara yang diinginkan untuk

memperoleh c and )

Uji Terkonsolidasi Tak terdrainase (CU)

menghasilkan c and

Diukur

Uji Triaksial CD

Tidak ada tekanan pori ekses waktu pengujian

Uji Terkonsolidasi Terdrainase (CD)

menghasilkan c and

Dapat beberapa hari!

Tidak praktis

Gunakan c dan untuk analisis kondisi drainasepenuh (e.g., kestabilan jangka panjang,pembebanan sangat lambat)

,


11/95

11/09/20

HASIL PENGUJIAN TRIAKSIAL UU DAN CU

HASIL PENGUJIAN TRIAKSIAL CU LINGKARAN MOHR DAN P-Q

DIAGRAM


12/95

11/09/20

Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb

tan cf

c

KohesiSudut geser

fadalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh

tanah tanpa keruntahan dengan tegangan normal sebesar .

f

C.KONDISI PEMBEBANAN & FAKTORKEAMANAN

Kondisi Selesai Pembangunan (udik & hilir)

Kondisi Aliran Langgeng (udik & hilir)

Kondisi Pengoperasian waduk saat surut

cepat (udik) Kondisi darurat karena pembuntuan filter

(hilir) dan kondisi darurat karena kebutuhandarurat.


13/95

11/09/20

1 12 3

4

1 = Urugan batu 2 = Inti kedap air

3 = Urugan transisi 4 = Fondasi

3

UdikHilirBidang Longsor

Kondisi Selesai Pembangunan

No Kondisi Kuat

geser

Tek air pori FK

tanpa

gempa

FK dg

gempa

1. Selesai pembangunan

1. Jadwal pembangunan

2. Hub.tek air pori dan wkt

Lereng udik / hilir

Koef.gempa 50% kond.tanpa

kerusakan

1. Efektif Perhit tek air pori dari

urugan dan pondasi

dihitung mggunakan

data lab dan penga-

wasan instrumen

1,30 1,20

Sama, tapi tanpa

instrumen

1,40 1,20

Hanya pd urugan

tanpa data lab. dan

dg/tanpa pengawasan

instrumen

1,30 1,20

2. Total Tanpa instrumen 1,30 1,20

FK minimum kondisi selesai

pembangunan


14/95

11/09/20

1 12 3

4



Muka airnormal

Muka airmaksimum

Hilir

Garis freatik

Kondisi Aliran Langgeng

27

No. Kondisi Kuat

geser

Tek air pori FK

tanpa

gempa

FK dg

gempa

2. Aliran langgeng.

1. Elev M.A. Normal

sebelah udik

2. Elev M.A. Min di hilir

Lereng udik dan hilir

Gempa K= 100% tanpakerusakan

1. Efektif Dari analisis

rembesan

1,50 1,30

3. Pengoperasian waduk

1. Elev MA.maks di udik

2. Elev MA. Min di hilir

1. Efektif Surut cepat dari

El. MA normal sp

MA minimum

1,30 1,10

Surut cepat dari

MA maks sp MA

minimum

1,30 -

FK minimum kondisi aliran langgeng


15/95

11/09/20

1 12 3

4



Muka airnormal

Muka airmaksimum

Hilir

Kondisi Pengoperasian Surut Cepat

29

1 12 3

4



Muka airnormal

Muka airmaksimum

Hilir

Garis freatik

Kondisi Darurat Pembuntuan Filter

30


16/95

11/09/20

1 12 3

4



Muka airnormal

Muka airmaksimum

Hilir

Air waduk

diturunkan

Kondisi Darurat Masalah Keamanan

31

FK minimum kondisi darurat

No Kondisi Kuatgeser

Tek air pori FKtanpa

gempa

FK dggempa

4. Kondisi darurat:

1. Pembuntuan

sistem drainase

2. Surut cepat krn

penggunaan air

berlebihan

3. Surut cepat

keperluan darurat

1. Efektif Surut cepat dr

El. ma. maks

sp El. Teren-

dah bangunanpengeluaran

1,20 -

32


17/95

11/09/20

Penyebab Ketidakstabilan Lereng

FK =

< 1, longsor

> 1, stabil

m

Faktor Luarm meningkat

FK menurun

1. Tegangan horisontal turun :- erosi kaki lereng, - galian, - pembongkaran sheet pile, dll.

2. Tegangan vertikal meningkat :

- air hujan tertahan, - timbunan, - berat bangunan

3. Tegangan siklik :

- gaya gempa, - gaya vibrasi mesin

Faktor Dalam

(s) menurun

FK menurun

1. Kondisi awal :- mat lunak akibat perubahan kadar air

- struktur geologi & geometri2. Proses pelapukan :

- hidrasi & absorbsi mineral lempung

- retakan & susutan lempung, - erosi buluh, dispersif3. Perubahan tekanan air pori dan perubahan volume :

- keadaan jenuh, - muka air tanah naik

4. Perubahan sistem pembebanan :

- tegangan pada lempung OC dan HOC

III. Analisis Stabilitas Lereng Statik

1. Tegangan efektifmenggunakan c dan daripengujian Triaksial CU.

Nilai tekanan air pori ditentukan dari air freatik yanggayanya bekerja tegak lurus bidang longsor denganarah menuju titik pusat lingkaran kelongsoran.

Analisis tegangan efektifini digunakan pada kondisi :

- jangka panjang (steady seepage) atau draw

down, tekanan air pori dihitung dari air freatis.

- untuk tanah lempungan yang kompresibel, dimana

selama pembebanan terjadi proses disipasi

tekanan air pori (drainasi).


18/95

11/09/20

Analisis Stabilitas Lereng Statik (lanjutan)

2. Tegangan total menggunakan c hasil pengujianundrained di laboratorium dimana ~ 0

Cara ini digunakan pada kondisi:

- pada tanah norm al ly con sol idated clay(tanah

terkonsolidasi normal) yang disipasi tekanan air

porinya kecil.

- timbunan yang dilaksanakan dengan cepat tanpa

memperhitungkan disipasi tekanan air pori.

Metode Analisis Stabilitas LerengBendungan (secara umum).

Analisa Stabilitas Lereng dapat dibedakan atas :

1.Metode Keseimbangan Batas ( LimitEquilibrium Method)

2.Metode Analisa Batas (Limit Analysis Method)3.Metode Elemen Hingga (Finite Elemen Method)

1 aman ; atau

S , aman

S < , tidak stabil


19/95

11/09/20

1.Analisis Stabilitas Cara Keseimbangan Batas

Adalah cara analisis yang paling praktisdalam desain Bendungan.Beberapa cara yang sering digunakan dapatdiperiksa pada tabel.Hasil analisis biasanya dinyatakan dalam faktorkeamanan (FK), yang dinyatakan sbb:

FK = S / = kuat geser tanah / tegangangeser yang trejadi.

dengan: FK = S /

1 aman ; atau

S , aman

S < , tidak stabil

BIDANG LONGSOR MELALUI KAKI, LERENG DAN FONDASI

POSISI BIDANG LONGSOR


20/95

11/09/20

BEBERAPA JENIS BIDANG LONGSOR NON-SIRKULAR

LINGKARAN KELONGSORAN KRITIS


21/95

11/09/20

FORMULASI MATEMATIK STABILITAS

LERENG

Digunakan 3 cara,yaitu :

a) Cara Fellenius

b) Modified Bishop 1, dengan bidang longsoranberupa lingkaran.

c) Modified Bishop 2, dengan bidang longsoranberupa baji (wedge).

41

BEBERAPA METODA PERHITUNGAN

1. Fellenius- Gaya-gaya yang bekerja di antara setiap irisan diabaikan

- Gaya normal pada dasar irisan diperoleh dengan memproyeksikan semua gaya tegak lurus

terhadap dasar irisan

- FK yang diperoleh bisa underestimate

- Kurang teliti untuk bidang kelongsoran dalam dengn tekanan air pori tinggi (on the safe side)

- Gaya-gaya normal efektif pada beberapa irisan besarnya dapat menjadi negatif

- Perhitungan cukup sederhana dan hanya untuk bidang longsor berbentuk busur lingkaran

- Hanya memadai untuk tanah atau batuan lunak


22/95

11/09/20

Lanjutan ..

2. Simplified Bishop

- Gaya-gaya yang bekerja di antara setiap irisan diabaikan- Gaya normal pada dasar irisan diperoleh dengan memproyeksikan semua gaya pada irisan

secara vertikal

- FK cukup teliti dan hanya berlaku untuk bidang longsor berbentuk busur

- Perlu prosedur iteratif, namun konvergensi cepat tercapai

- Kurang teliti, bila bagian bidang longsor mempunyai kemiringan yang curam dekat kaki

- Memadai untuk tanah dan batuan lunak

Cara Fellenius

44


23/95

11/09/20

Segmen h (m) b (m) (0) (kN/m3) W =hb Wcos Wsin u l ul Wcos-ul

1

2

3

4

5

6

78

. .


24/95

11/09/20

Gbr 3 Contoh perhit.

stabilitas lereng

metode Fellenius)

Tabel 3 Contoh

analisis stabilitas

setiap segmen

metode Fellenius)

Gambar 1 Contoh Perhitungan Stabilitas Lereng Bishop)


25/95

11/09/20

Tabel 1 Daftar Isian Perhitungan Stabilitas Lereng Bishop)

KETELITIAN

FELLENIUS & BISHOP

Dari Rumus : S = c + ( cos2 u) tan

Untuk tekanan air pori (u) dan sudut yang besarakan memberikan hasil yang tidak masuk akal

Ketidak telitian juga akibat u yang diproyeksikanke arah sb y dan (-u) yang diproyeksikan tegaklurus bidang longsor

Sedangkan Bishop memproyeksikan gaya-gayayang bekerja pada irisan secara vertical, jadi tidakterpengaruh


26/95

11/09/20

Lanjutan

3. Janbu- Perlu asumsi terhadap gaya-gaya interslices

- Perlu proses iterasi sampai konvergensi tercapai

- Cocok untuk bidang longsor berbentuk sebarang (bukan busur lingkaran)

- Cocok untuk analisis tegangan total dan efektif untuk tanah atau batuan

Lanjutan

4. Morgenstern & Price

- Cara ini sekaligus cara keseimbangan antara gaya-gaya dan momen yang bekerja

dengan

memperhitungkan gaya-gaya yang bekerja antara irisan (interslices)

- Inklinasi gaya samping dianggap berbeda-beda secara linier untuk setiap irisan

- Sesuai dengan bidang longsor bukan busur lingkaran

- Sesuai untuk tanah dan batuan, untuk tegangan-tegangan total dan efektif

- Perlu pengalaman dalam mengasumsi fungsi gaya-gaya samping


27/95

11/09/20

Lanjutan .

5. Spencer

- Gaya-gaya antar irisan dianggap paralel

- Berdasarkan keseimbangan gaya-gaya dan momen; cara ini cukup teliti

- Sesuai untuk bidang longsor berbentuk busur atau non-busur; perlu bantuan komputer


28/95

11/09/20

Lanjutan

6. Cara Wedge/blok- Sesuai untuk bidang longsor bukan busur (biplanar atau triplanar)

- Cocok untuk batuan atau tanah dengan profil tertentu

- Perlu perhatian terhadap penentuan inklinasi gaya-gaya

antar wedge/blok, terutama pada bidang longsor dalam

dengan tekanan air pori yang tinggi

Metode Analisis Stabilitas KeseimbanganBatas

Metode Karakteristik Program

Bishop termodifikasi (1955) Hanya bidang runtuh lingkaran , memenuhi

keseimbangan momen, tidak memenuhi

keseimbangan gaya-gaya horisonal dan

vertikal

Mstabl , Mstab,

Slope-w, Stabl-g ,

SB-slope, Stablgm

Force equilibrium (Lowe dan

Karafiat, USA US Corps of

Engineers 1970)

Segala bentuk bidang runtuh , tidak

memenuhi keseimbangan momen , memenuhi

keseimbangan gaya-gaya horisontal dan

vertikal

Utexas2, Utexas3,

Slope-w

Janbus Generalized Procedure

(Janbu 1968)

Segala bentuk bidang runtuh, memenuhi

segala kondisi keseimbangan, lokasi gaya

samping dapat di variasi.

Stabl-g

Morgenstern dan Price (1965) Segala bentuk bidang runtuh, memenuhi


samping dapat di variasi

Slope-w

Spencers (1967) Segala bentuk bidang runtuh, memenuhi


samping dapat di variasi

Mstab , Slope-w, Sb-

slope, Sstab2


29/95

11/09/20

KUAT GESER FONDASI DAN BAHANNo. Bahan Total Metode Uji Efektif Metode Uji

1 Fondasi Tanah

Lunak

OCR=1-3

u dan

cu

Lapangan sondir,

SPT, geser baling

Lab. Triaxial UU

Kondisi normal =

, c Lab.TCU/CD

Fondasi Keras u dan cu Lapangan SPT,

Sondir,

pressuremeter

Lab Triaxial UU

Kondisi normal = , c

Bidang perlapisan,

bidang longsoran, sesar,

bid pelapukanr, cr

Lab.TCU/CD

Lab. Triaxial

CU/CD atau

direct shear

CD

2. Urugan inti

kedap airu dan cu Lab. Triaxial UU Kondisi normal = , c Lab.TCU/CD

Urugan pasir

kerikil

u dan cu Lab Triaxial

/Direct shear UU

Kondisi normal = , c Lab.TCU/CD

Atau directshear CD

Urugan Batu u dan cu Lab Triaxial

/Direct shear UU

Kondisi normal = , c Lab.TCU/CD

Atau direct

shear CD

PERHITUNGAN TEKANAN PORINo. Metode Prosedur Kegunaan Keterangan

1 Garis freatik Casagrande. Pavlosky,

Cedergen

Estimasi tekanan pori

untuk kondisi aliran

langgeng dan surut

cepat .

Standar : Metode analisis dan

cara pengontrolan rembesan air

untuk bendungan tipe urugan

2 Grafis dengan

jaring alir

Cedergen. Estimasi tekanan pori

untuk kondisi aliran

langgeng dan surut

cepat .

Standar : Metode analisis dan

cara pengontrolan rembesan air

untuk bendungan tipe urugan

3 Model analog

(ERNA)

Media dimodelkan

menggunakan resistor. Adakesamaan antara aliran listrik

dan aliran air. Pengaruh

anisotropi bisa dilakuakn

Estimasi tekanan pori

untuk kondisi aliranlanggeng dan surut

cepat .

Periksa Najoan (1986) , Peralatan

Electrical Resistant NetworkAnalog Puslitbang Air 128/BA-

22/1986

4 Numerik Elemen hingga Estimasi tekanan pori

pada setiap bagian pada

bendungan waktu

pembangunan, aliran

langgeng dan surut

cepat

Program Sigma ; Plaxis

5 Hilf Menggunakan hasil uji

konsolidasi

Estimasi tek. Pori waktu

konstruksi

Bharat Singh , Earth and Rockfill

Dams (1976)


30/95

11/09/20

2.Analisis Tegangan dan Regangan Dengan

Metode Elemen Hingga

No. Program Kemampuan Keterangan

1 Plaxis 7.2. Menghitung tegangan dan

regangan baik waktu

pembangunan maupun waktu

terjadi aliran langgeng , untuk

menilai apakah bendungan stabil

atau tidak dari kontour

/max < 1

(stabil)

Rembesan dapat

dilakukan dalam

program

2 Sigma-w Sama dengan 1., hasil analisis

dapat dipakai oleh Slope-w untuk

analisis stabilitas

Rembesan

dilakukan dengan

Seep-w

Kondisi Drawdown


31/95

11/09/20

Kriteria Faktor Keamanan Minimum

Hal-hal yg perlu dipertimbangkan :

Kondisi desain selama analisis dan risiko keruntuhan;

Tingkat ketelitian parameter kuat geser (shearstrength) dan prediksi tekanan air pori;

Struktur tubuh bendungan;

Investigasi di lapangan;

Kompatibilitas tegangan-regangan dari materialfondasi dan tubuh bendungan;

Kualitas pengawasan konstruksi;

Tinggi bendungan; Penilaian berdasarkan pengalaman di masa laluterhadap bendungan tipe urugan.

Aspek keamanan Ketidakstabilan akibat penurunan kekuatan geser

material urugan atau material fondasi, yangdisebabkan oleh peningkatan tekanan air porisehingga mengakibatkan terjadinya proses likuifaksi.

Ketidakstabilan akibat deformasi yang berlebihanberupa longsoran lereng secara rotasi dan planar,perosokan, retakan pada bendungan, yang

disebabkan oleh peningkatan tegangan geser akibatbeban gempa.

Ketidakstabilan akibat gelombang tinggi pengaruhgempa yang dapat menyebabkan terjadinyapelimpahan melewati tubuh bendungan.


32/95

11/09/20

Pencegahan kerusakan bendungan

Tinggi jagaan didesain cukup untuk mentolerir

penurunan berlebihan. Zona transisi dibuat cukup lebar dari material

nonkohesif, unt. mencegah retakan berkembang.

Drainase tegak dibuat di bagian tengah (inti) bend.

Zona drainase dibuat cukup lebar, untukmencegah air rembesan mengalir melalui bagianyang retak.

Zona inti dibuat cukup lebar dari material yangcukup plastis supaya tidak mudah retak.

Gradasi filter yang baik dibuat di sebelah udik danhilir zona inti, untuk menghambat retakan.

Pencegahan Kerusakan Bendungan(lanjutan).

Jagaan/freeboard cukup supaya tidak terjadiovertopping.

Pelebaran dibuat di bagian inti bendungan padabidang kontak di tumpuan (abutment).

Kestabilan lereng hulu dan hilir waduk dibuat untukmencegah longsoran lereng.

Kualitas bahan urugan batu yang baik, agar bersifatfree drain. Menggali material fondasi yang berpotensi

menimbulkan permasalahan di kemudian hari(misalnya lanau pasiran dan pasir lepas yangberpotensi mengalami likuifaksi).


33/95

11/09/20

PERBAIKAN LONGSORAN BENDUNGAN CIPANCUH,INDRAMAYU, JAWA BARAT

LOKASI BENDUNGAN CIPANCUH


34/95

11/09/20

KRONOLOGIS LONGSORAN

Bendungan Cipancuh dibangun dengan kontruksi urugan tanahhomogin oleh Pemerintah Kolonial Belanda tahun 1927, tinggimaksimum 7,60 m dengan panjang 3.300 m, kapasitas tampung sekitar8 juta m3.

Pada bulan Februari 2009 telah terjadi kelongsoran lereng hilirbendungan, setelah terjadi hujan cukup lebat.

Desain perbaikan dengan bronjong dan dolken pi ledisiapkan olehBBWS Citarum sendiri.

Pada bulan Juni 2009, BBWS Citarum, meminta bantuan PuslitbangSDA untuk melakukan kunjungan lapangan dan advis teknik mengenaipelaksanaan perbaikan yang sedang dilakukan (progress sekitar 70%).

Tanggal 5 Juni Tim Puslitbang I, advis teknik berangkat ke lapangan.

Tanggal 10 Januari 2010, terjadi pergerakan pada lokasi yang longsor.

Tanggal 18 Januari 2010, Tim Puslitbang II berangkat ke site.

Tanggal 19 Januari 2010, Tim Gabungan berangkat ke site.


35/95

11/09/20

DESAIN PERBAIKAN AWAL (DARURAT)

Kondisi bendungan, saat kunjungan Tim I lapangan 5 Juni 2009


36/95

11/09/20

Asumsi tipe longsoran

Hasil back analisis longsoran, Perbaikan I


37/95

11/09/20

Hasil analisis konstruksi yang lagi dilaksanakan TA 2009

FK = 1,27 dengan bronjong tanpa secure

grid

FK = 1,69 dengan bronjong dgn. secure grid

HASIL KUNJUNGAN TIM GABUNGAN

(longsoran ke dua kali)


38/95

11/09/20

Kunjungan tgl. 29 Januari 2010, oleh :

1) Komisi Keamanan Bendungan

2) Balai Bendungan3) Balai Besar Wilayah Sungai Citarum

4) Pusat Litbang SDA

5) PJT II

Tujuan : memberikan rekomendasi mengenai cara

penanggulangan darurat kelongsoran bendungan

Cipancuh.

Kondisi bendungan pada tanggal 18 Januari 2010


39/95

11/09/20

KONDISI BENDUNGAN YANG LONGSOR, 29 Januari 2010

sembulanAliran air

Ujung bawah bronjong

Mahkota longsoran

Kondisi bronjong di lereng hilir/kaki bendungan


40/95

11/09/20

Kondisi perbaikan lereng dengan bronjong (kondisibaik) di sebelah daerah yang longsor

Lereng hilir yang longsor di sebelah perbaikan bronjong. Tampak

pengambilan air dgn pipa PVC langsung dari waduk


41/95

11/09/20

Kondisi spillway

Kondisi sungai di hilir spillway


42/95

11/09/20

REKOMENDASI TIM GAB (RAPAT DI LAPANGAN)

Jangka Pendek (Darurat)

- Dipasang cerucuk dari dolken kayu diameter 10-15 cm, sedalamminimal 4 m, dari kaki bendungan sampai batas sembulan dihilirnya, spasi cerucuk 1,0 m.

- Menambah pemberat dengan batu curah di atas bagian yangtelah dicerucuk, sementara sampai level bagian bawah bronjong;ketebalan akan dihitung kemudian.

- Mengembalikan timbunan yang turun ke level semula(mengembalikan freeboard)

- Air waduk harus diturunkan secepatnya, bila perlu memotongmercu spillway, dengan memperhatikan potensi banjir di hilirsungainya.

- Perbaikan pintu intake.

- Perbaikan bangunan Cipoleti pada saluran irigasi

Lanjutan rekomendasi..

Jangka Panjang (Permanen)1) Kondisi bendungan di bagian lainnya harus diperiksa kembali

stabilitasnya, berdasarkan hasil penyelidikan.

2) Melakukan kajian secara komprehensif, antara lain :

- Manfaat waduk dan kebutuhan airnya selain irigasi

- Kapasitas spillway dengan kondisi hidrologi terkini dan resiko dihilir

serta dengan mempertimbangkan kapasitas sungai

pembuangnya.- Sedimentasi

- O&P

- Dll.


43/95

11/09/20

PERBAIKAN DARURAT

ANALISA DAN EVALUASI

LONGSORAN


44/95

11/09/20

Mekanisme dan tipe longsoran (Rotasi kombinasi translasi)

Tahapan evaluasi dan analisis:

1) Melakukan back analysis terhadap terjadinya longsoran

(rotasi kombinasi translasi), dengan cara coba-coba guna

memperoleh kuat geser residual (Cr = 0, dan r 0).

2) Melakukan klarifikasi kuat geser residual yang diperoleh

dari hasil back analysis dengan hasil pengujian

laboratorium menggunakan reversal direct shear test.

3) Menggunakan parameter kuat geser tersebut di atasterhadap perhitungan stabilitas lereng, untuk menentukan

desain perbaikannya.


45/95

11/09/20

Back AnalysisBack analisis dilakukan dengan memasukkan parameter Cr =

0 dan r secara coba-coba. Hasilnya diperoleh sudut geser

dalam residual (r) = 12,5.

Dari hasil pengujian laboratorium menggunakan reversal

direct shear (PT. Jasapatria Gunatama, 2009), diperoleh Cr =

0 dan r = 12,4, 13,8 dan 16,1 ( 3 contoh pengujian).Untuk perhitungan selanjutnya digunakan Cr = 0 dan r =12,5

0.971

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18


46/95

11/09/20

Kriteria FK minimum kondisi aliran langgeng

No. Kondisi Kuat geser Tekanan pori FK tanpa

gempa

FK dengan

gempa

2. Aliran langgeng.1. Elev. M.A normal

sebelah udik

2. Elev M.A minimum di

hilir

Lereng udik dan hilir

Gempa K= 100% tanpa

kerusakan

1. Efektif Dari analisisrembesan. 1.50 1.30

3. Pengoperasian waduk

1. Elev. MA.maksimum di

udik

2. Elev. MA. Minimum dihilir

1. Efektif Surut cepat dari

el. MA normal

sampai MA

minimum

1.30 1.10

Surut cepat dari

MA maksimum

sampai MA

minimum

1.30 -

Parameter tanah

Lapisansat

(kN/m2)c

(kPa)

(derajat)

Timbunan

(Back Analysis)17 0 12,5

Batu Lempung 19 19,50 19,8

Batu Pasir 19 0 35

Bronjong 22 0 45


47/95

11/09/20

Perbaikan dengan counterweight

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-1

1

3

5

7

9

1113

15

17

1.118

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-20

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Kondisi steady seepage, dengan counterweight, tanpa gempa, FK = 1,118

Counterweight ditinggikan 2 m

1.118

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Kondisi steady seepage counterweight ditambah 2 m, tanpa gempa, FK = 1,118


48/95

11/09/20

Perbaikan dengan cerucuk dan counterweight (darurat)

1.428

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-2

0

2

4

6

8

1012

14

16

18

0.647

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Kondisi steady seepage, tanpa gempa, FK = 1,428

Kondisi steady seepage, dgn.gempa, Kh=0,13., FK = 0,647

Usulan perbaikan (permanen) dengan counterweight, cerucuk dan

borepile 50 cm, 2 row, jarak 2,0 m2.753

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1.004

Jarak (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Tinggi(m)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Kondisi steady seepage, tanpa gempa, FK = 2,753

Kondisi steady seepage, dgn. gempa, Kh = 0,13, FK = 1,004


49/95

11/09/20

Prinsip penanganan longsoran:

Untuk tipe longsoran yang didominasi translasi,penambahan beban kontra (counterweight) kurang

efisien, prinsip penanganan longsoran translasi :

1) Bila timbunan mencapai tinggi kritis, penambahan beban

tidak akan efektif.

2) Posisi muka air tanah (grs freatik) mempunyai pengaruh

cukup siknifikan; bila muka air tersebut dapat diturunkan

secara siknifikan, FK akan meningkat siknifikan.

3) Membuat konstruksi penahan di daerah kaki bendungan,

misalnya dengan bored p i les.

4) Dll

Usulan untuk perbaikan permanen

:1) Melakukan penelitian di lapangan, antara lain :

- Mencari sumber aliran air di hilir kaki bendungan yang

longsor.

- Meneliti lapisan tanah fondasi untuk memperoleh

geometri longsoran yang akurat dengan melakukan

penyondiran minimal 4 titik melintang bagian yang

longsor.

- Mengukur pisometer yang ada untuk memperoleh garis

freatik.

2) Melakukan analisis perbaikan (dimensi dan spasi bored piles

atau cara lain) , berdasarkan data tambahan.


50/95

11/09/20

KESIMPULAN

1) Perbaikan darurat dengan cerucuk dan counterweight telahdiputuskan dalam rapat gabungan.

2) Melakukan observasi terhadap tipe longsoran, gunamenentukan tipe longsoran (mahkota longsoran dansembulannya), sebaiknya dilakukan saat terjadi longsoran.Bila terlalu lama, apalagi sudah dilakukan perubahan, sangatsulit untuk menentukan dimana posisi mahkota dansembulannya, sehingga mengakibatkan salahnya asumsi tipelongsoran yang terjadi.

3) Untuk longsoran yang didominasi translasi, penambahanbeban kontra kurang efektif. Lebih baik membuat konstruksipenahan, mis. bored piles atau menurunkan muka air freatisatau kombinasi keduanya.

4) Untuk perbaikan permanen, analisis harus didukung oleh

data yang lebih akurat, antara lain perlapisan tanah, sumberaliran air di hilir kaki bendungan, dll. dalam rangka membuatmodel geometri dan parameter yang diperlukan..

IV. Analisis Stabilitas Lereng AkibatGempa

4.1 PENDAHULUAN

4.2 EVALUASI PENENTUAN BEBAN GEMPA

4.3 KRITERIA ANALISA STABILITAS

4.4 PENENTUAN INTENSITAS DESAIN GEMPA

4.5 METODE ANALISA STABILITASBENDUNGAN

4.5.1. PSEUDOSTATIK

4.5.2. DINAMIK


51/95

11/09/20

4.1 PENDAHULUAN

A. Kerusakan akibat gempa bumi :

a) Kerusakan Primer

b) Kerusakan Sekunder

Hal hal penting yang harus diperhatikan dalamdesain

A.KERUSAKAN AKIBAT GEMPA BUMI

a) Kerusakan Primer

Tingkat kerusakan karena goncangan kuat

bergantung pada intensitas, frekuensi, dan

magnitudo gempa, mekanisme sumber

gempa, lokasi proyek dari sumber gempa(seperti jarak, azimuth), dan struktur

bangunannya sendiri (misalnya perioda

alami).


52/95

11/09/20

KERUSAKAN AKIBAT GEMPA BUMI(lanjutan)

Kerusakan Primer

Kerusakan karena keruntuhan sesar

bergantung pada amplitudo, penyebaran

dalam ruang, dan arah pergeseran sesar

vertikal atau lateral. Kerusakan langsung

pada bendungan dan lereng alami,

umumnya disebabkan oleh gaya inersia

akibat goncangan permukaan tanah dan

peralihan tetap tanah akibat sesar.

b) Kerusakan Sekunder

Bangunan yang mengalami kerusakan

sekunder, disebabkan oleh gaya inersia

karena goncangan permukaan tanah dan

peralihan tetap tanah akibat sesar(misalnya longsoran yang meruntuhkan

jembatan atau viaduk).


53/95

11/09/20

Kerusakan Sekunder

Goncangan kuat pada tanah (misalnyapasir jenuh), dapat menyebabkan

penurunan kuat geser tanah atau

kekakuan, sehingga terjadi penurunan

atau penyebaran lateral fondasi dan

keruntuhan bendungan urugan tanah.

Oleh karena itu, kerusakan sekunder pada

sistem infrastruktur perlu dipertimbangkan.

Kerusakan Sekunder

Likuifaksi (Hilangnya kekuatan geser pada

pasir lepas jenuh)

Sumber kerusakan sekunder lainnya

akibat gempa meliputi limpahan bahankimiawi, kerusakan saluran air kotor, dan

kehilangan persediaan air minum.


54/95

11/09/20

Gedung miring (tilting) akibat likuifaksi tanah gempa Niigata

(Jepang) tahun 1964

Gempa Bhuj tanggal 26 Januari 2001 di Gujarat, India


55/95

11/09/20

B. Hal penting yang harus diperhatikan

dalam desain bendungan urugan

Fondasi harus digali sampai lapisan sangatpadat atau batuan dasar, atau semua bahanfondasi yang bersifat lepas harus dipadatkanatau diganti dengan bahan yang dipadatkansecara baik agar terhindar dari penurunan kuatgeser akibat likuifaksi.

Penggunaan bahan timbunan yang berpotensimeningkatkan tekanan air pori pada waktuterjadi gempa kuat harus dihindari.

Hal penting yang harus diperhatikan


Semua zona dari bendungan urugan harusdipadatkan dengan baik, untuk mencegahterjadinya penurunan berlebihan saat terjadigempa bumi.

Semua bendungan urugan terutama uruganhomogen, harus mempunyai zona drainaseinternal untuk memotong aliran air lewatretakan melintang bendungan yang terjadiakibat gempa dan menjaga agar zona-zonalereng di sebelah hilir tetap tidak jenuh air.


56/95

11/09/20

Pada fondasi batuan yang mengandung banyakrekahan harus dilengkapi dengan filter untukmencegah erosi buluh (piping) masuk kedalamfondasi.

Filter dan zona drainase harus cukup lebar danmemadai, sesuai RSNI T-01-2002.

Zona transisi bagian udik dan atau bagian hilir harusbersifat mudah memperbaiki diri dan dengan gradasiyang memadai, agar terhindar dari retakanberlanjutnya melewati inti.

Hal penting yang harus diperhatikan


Tinggi jagaan harus cukup tinggi, untukmencegah terjadinya limpasan air waduk lewattubuh bendungan, akibat penurunan tubuhbendungan pada waktu terjadi gempa bumi,

dan gelombang air tinggi yang timbul karenalongsoran pada kolam waduk.

Puncak bendungan harus dibuat lebih lebardari kondisi normal untuk memperpanjanglintasan rembesan air, apabila terjadi retakanmelintang akibat gempa bumi.

Hal penting yang harus diperhatikandalam desain bendungan urugan


57/95

11/09/20

4.2 Evaluasi penentuan beban gempa

Beban gempa untuk desain bendungan baruatau evaluasi keamanan bendungan dan waduk

yang sudah ada (existing dam and reservoir),

diperoleh dari gempa desain maksimum(MDE=Maximum Design Earthquake), gempadasar operasi (OBE=Operating BaseEarthquake) dan kadang-kadang gempaimbas (RIE=Reservoir Induced Earthquake).

Suatu bendungan dapat dievaluasi terhadapsatu atau beberapa beban gempa tergantungpada kondisinya.

Evaluasi penentuan beban gempa(lanjutan)

Pada kasus gempa bolehjadi maksimumpenentu (CMCE=Controlling Maximum CredibleEarthquake); bila terjadi kerusakan padabendungan yang cukup besar, bendungan harustetap dalam batasan keamanan yang dapatditoleransi dan tidak terjadi bencana banjiratau limpasan (over topping).


58/95

11/09/20

BEBAN GEMPA DALAM PENYIAPAN DESAIN

BENDUNGAN

- Gempa Dasar Operasi (Operating Basis Earthquacke = OBE):yaitu tingkat gempa yang menimbulkan goncangan tanah (ground motion) padalokasi bendungan dengan kemungkinan 50% tidak terlampaui selama 100 tahun.Berdasar definisi tersebut, kemudian OBE ditetapkan secara probabilistik(berdasar periode ulang 50~100 tahun tergantung kelas risiko bendungan. Padagempa OBE bendungan tidak boleh mengalami kerusakan.

- Gempa desain maksimum (Maximum Design Earthquacke = MDE):yaitu tingkat gempa yang menimbulkan goncangan terbesar dilokasi bendunganyang akan dipakai untuk penyiapan desain. Periode ulang gempa MDE berkisar1000 ~10.000 tahun. Pada gempa MDE bendungan hanya boleh mengalamisedikit kerusakan (small damage), untuk bendungan urugan haya bolehmengalami penurunan kurang dari tinggi jagaan (dihitung dari m.a. normal).

- Gempa imbas waduk (Reservoir Induce Earthquacke = RIE);yaitu gempa bumi yang terjadi akibat pengisian waduk yang mengakibatkantingkat goncangan permukaan maksimum di lokasi bendungan. Gempa RIEhanya diperhitungkan bagi bendungan yang memiliki tinggi>100 m atautampungan>500.000m3.

Faktor-faktor yang diperlukan untuk evaluasikeamanan bendungan tahan terhadap bebangempa, antara lain:

Tingkat bencana gempa di lokasi bendungan;

Tipe bendungan;

Kebutuhan fungsional; Tingkat risiko bendungan dan waduk yang telah

selesai;

Konsekuensi perkiraan risiko.


59/95

11/09/20

Pengaruh kondisi lokal berasal dari kondisi topografidan geologi Faktor utama yang dipertimbangkan dalam

persyaratan parameter gempa adalah:

klasifikasi tempat (aluvium atau batuan);

parameter fisik (physical properties) dan

ketebalan lapisan fondasi;

pengaruh dekatnya jarak terhadap sesar

(near field effects);

jarak dari daerah pelepasan energi; pemilihan magnitudo untuk desain.

Pengaruh tingkat kerusakan

Klasifikasi tingkat kerusakan dapat dibuat

berdasarkan percepatan gempa maksimum

(PGA=Peak Ground Acceleration) yang mungkin

terjadi pada MDE. Penentuan ini dapatdilakukan dengan menggunakan peta zonagempa. pada lokasi dengan material fondasi

yang baik (batuan).Pada lokasi dengan material fondasi lanau

pasiran lunak atau pasir lepas dengan

kepadatan relatif rendah yang berpotensi

mengalami likuifaksi harus diterapkan lebih

berhati-hati.


60/95

11/09/20

Tabel 3.1 Tingkat kerusakan menurut besarnyapercepatan gempa maksimum pada MDE

Percepatan gempa maksimum (PGA=ad)(Peak Ground Acceleration)

Klasifikasi TingkatKerusakan

PGA < 0,1 g I (rendah)

0,10 PGA < 0,25g II ( moderat)

PGA 0,25gTidak terdapat sesar aktif dalam jarak 10 km dari

lokasi

III (tinggi)

PGA 0,25gSesar aktif lebih dekat dari 10 km dari lokasi

IV (ekstrim)

Klasifikasi kelas risiko

Angka bobot dalam kurung

Faktor Risiko (FR) Ekstrim Tinggi Moderat Rendah

Kapasitas (106m3)

(FRk)

>100

(6)

100-1,25

(4)

1,00-0,125

(2)

< 0,125

(0)

Tinggi (m)

(FRt)

> 45

(6)

45-30

(4)

30-15

(2)

< 15

(0)

Kebutuhan

evakuasi

(jumlah orang) (FRe)

> 1000

(12)

1000-100

(8)

100-1

(4)

0

(0)

Tingkat kerusakan

hilir (FRh)

Sangat

tinggi

(12)

Tinggi

(10)

Agak

ting

gi

(8)

Moderat

(4)

Tidak ada

(0)


61/95

11/09/20

Kriteria beban gempa untuk desain bendungan

Faktor risiko total Kelas risiko

(0-6) I (Rendah)

(7-18) II (Moderat)

(19-30) III (Tinggi)

(31-36) IV (Ekstrim)

Kriteria beban gempa untuk desainbendungan

Kelas risikodengan masa

guna

Persyaratan tanpakerusakan

Persyaratan diperkenankan adakerusakan tanpa keruntuhan

T

(tahun)

Metoda

Analisis

T

(tahun)

Metoda

Analisis

IV

N=50-100

100 200

ad 0,1 g

Koef

Gempa

10.000

(MDE)

Koef.gempa atau dinamik

IIIN=50-100

50 100ad 0,1 g

KoefGempa

5000(MDE)

Koef. gempa atau dinamik

II

N=50-100

50-100

ad 0,1 g

Koef

Gempa

3000

(MDE)


I

N=50-100

50-100

ad 0,1 g

Koef

Gempa

1000

(MDE)


Catatan :

1) Untuk bendungan besar dengan kondisi geologi setempat yang khusus, maka Peta Zona Gempa dalam

bab IV tidak bisa digunakan, dan perlu dilakukan studi gempa tersendiri.

2) Analisis dinamik dapat dilakukan dengan analisis ragam sambutan gempa atau sejarah waktu

percepatan gempa.


62/95

11/09/20

Persyaratan tanpa kerusakan denganperioda ulang T ditentukan (OBE), bebangempa dapat diperoleh dari peta zona gempa

.

Analisis dilakukan dengan cara koefisiengempa. Kestabilan bendungan harus lebihtinggi dari faktor keamanan minimum yang

disyaratkan dan bendungan tidak mengalami

kerusakan yang serius.

4.3 Kriteria Analisis Stabilitas Lereng

Persyaratan dengan diperkenankan ada kerusakantanpa terjadi keruntuhan dengan periode ulang Tditentukan untuk kelas I, II, III, dan IV, percepatangempa maksimum di permukaan tanah dapatdiperoleh dari peta zona gempa.

Analisis dilakukan dengan cara dinamikmenggunakan ragam sambutan gempa atau sejarahwaktu percepatan gempa. Bendungan harus mampumenahan gempa desain MDEtanpa keruntuhan ataudiperkenankan ada kerusakan dengan alihan tetaptidak melampaui 50 % dari tinggi jagaan.

4.3 Kriteria Analisis Stabilitas Lereng(lanjutan)


63/95

11/09/20

Analisis Stabilitas Bangunan Pengairan Lainnya

No. Jenis Bangunan Kelas Risiko

dg Masaguna

Periode Ulang

T (tahun)

Metoda Analisis

1 Bangunan Pengairan

Permanen seperti:

Bangunan sadap;

Bangunan silang; tanggul penutup; tanggul banjir;

tembok penahan;

lain-lain.

V

N=20-50

20-50 Ba

2 Bangunan Pengairan

Semi Permanen:

VI - Tidak perlu

dianalisis

Catatan :

Ba = Untuk bangunan pengairan dengan H 15m, analisis dilakukan dengan metoda koefisien gempa

dengan persamaan (7) dan (8). Bila H > 15m analisis harus menggunakan kelas risiko IV pada Tabel

3.3.

4.4 Penentuan Intensitas Desain GoncanganGempa Permukaan

Intensitas goncangan pada lokasi tertentu dapat

dievaluasi dengan tiga cara berbeda, yaitu:

1.analisis bahaya gempa deterministik;

2.analisis bahaya gempa probabilistik;3.pendekatan dengan peta zona gempa Indonesia.

Tujuannya untuk menghitung parameter goncangan

gempa di permukaan tanah untuk berbagai perioda

ulang.


64/95

11/09/20

1.Pendekatan deterministik

Analisis bahaya gempa deterministik (DeterministicSeismic Hazard Analysis = DSHA) digunakan jikaakan memperhitungkan skenario gempa untukmengevaluasi magnitudo dari parameter goncangangempa (umumnya percepatan puncak di permukaantanah dan respons spektrum percepatan) di suatulokasi terhadap pengaruh semua sumber gempaaktif yang dekat dengan Bendungan dan berpotensimenimbulkan goncangan kuat di permukaan tanah.

Analisis tidak hanya dilakukan untuk satu sumbergempa, tetapi dilakukan juga untuk beberapa sumbergempa dengan magnitudo, intensitas dan jarak yangberlainan. Hasil yang memberikan tingkat kerusakantertinggi, akan digunakan sebagai parameter desain.

Pendekatan deterministik (lanjutan)

Intensitas goncangan gempa di permukaantanah yang disebabkan oleh sesar aktif (atausumber gempa lainnya) dievaluasi denganmenggunakan grafik hubungan atenuasi ataufungsi atenuasi.

Fungsi-fungsi atenuasi hasil penelitian (padaberbagai jenis sesar, jenis tanah atau batuan)untuk gempa-gempa di Indonesia belum ada,sehingga perlu diambil dari basis data yangdiperoleh dalam literatur (USA dan Jepang).


65/95

11/09/20

2.Pendekatan probabilistik

Analisis bahaya gempa dengan

pendekatan probabilistik (Probabilistic

Seismic Hazard Analysis = PSHA),

digunakan jika akan mempertimbangkan

ketidakpastian jarak dan waktu kejadian

gempa dan jika sumber gempa jauh dari

lokasi bendungan.

3.Pendekatan dengan peta zona gempaIndonesia

Peta zona gempa untuk Indonesia

dikembangkan sesuai dengan prosedur yang

dijelaskan di atas dengan cara pendekatan

probabilistik.

Peta percepatan gempa bolehjadi untuk perioda

ulang 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 5000 dan10000 tahun, yang kemudian digabungkan

menjadi satu peta zona gempa, dapat

digunakan untuk memprediksi percepatan

gempa untuk perioda ulang tertentu.


66/95

11/09/20

Gambar 4.1 Peta zona gempa Indonesia dengan menggunakan persamaan atenuasi Fukushima &

Tanaka, 1990 (Najoan, 2004)

4.5 .METODE ANALISIS STABILITASBENDUNGAN URUGAN AKIBAT BEBANGEMPA

Pendekatan analisis stabilitas akibat gempa inimenggunakan cara

1.Analisis keseimbangan batas pseudo-

statik (Cara koefisien gempa)

2.Analisa Dinamik


67/95

11/09/20

Ragam percepatan gempa desain

Dalam analisis stabilitas bendungan urugan

akibat beban gempa pada umumnya digunakan

data ragam percepatan gempa desain, yang

diperoleh dari hasil pencatatan akselerograf.

Data ragam percepatan gempa desain perlu

diubah terlebih dahulu menjadi ragam

percepatan gempa penormalan dengan cara

membagi nilai ragam percepatan gempa padasetiap perioda percepatan gempa maksimum

yang tercatat.

Ragam percepatan gempa penormalan dibagi dalam 4kelompok (sesuai dengan penggolongan dalam Tabel4.2), yang setiap kelompoknya mempunyai satu ragampercepatan gempa penormalan dengan koefisienredaman D = 5 % (lihat Gambar 4.2, 4.3, 4.4, dan 4.5).

Ragam percepatan gempa penormalan dengan D 5%,dikoreksi dengan menggunakan persamaan berikut:

San = Sa5 x Cn .. (4.6)

San : ragam percepatan gempa penormalan untuk D 5% (-),

Sa5 : ragam percepatan gempa penormalan untuk D = 5% (-),

Cn : koefisien koreksi untuk D 5% (-), dengan menggunakan

Gambar 4.6.


68/95

11/09/20

Gambar 4.2 Ragam percepatan gempa penormalan untuk fondasi batuan(Ts 0,25 detik)

Gambar 4.3 Ragam percepatan gempa penormalan untuk fondasidilluvium, (0,25


69/95

11/09/20

Gambar 4.4 Ragam percepatan gempa penormalan untuk fondasialluvium , (0,50 0,75 detik)


70/95

11/09/20

Gambar 4.6 Faktor koreksi Cn untuk menentukan ragam percepatangempa penormalam dengan D tidak sama dengan 5%

4.5.1.Analisis Dengan Cara Koef Gempa

(Pseudostat ic Analyses)

Analisis gempa untuk desain bendungandan bangunan pelengkapnya yang tahanbeban gempa dapat dilakukan dengancara koefisien gempa, menggunakan cara

probabilistik. Pada dasarnya, analisis keseimbangan

batas pseudo-statik dapat dilakukanmenggunakan analisis tegangan total atautegangan efektif.


71/95

11/09/20

4.5.1.Analisis Dengan Cara Koef Gempa

(Pseudostat ic Analyses) lanjutan..

Dalam analisis keseimbangan batas pseudo-statik,

koefisien gempa digunakan untuk mewakili

pengaruh gaya-gaya inersia akibat gempa

terhadap massa yang berpotensi runtuh.

Faktor keamanan izin yang berkaitan dengan

koefisien gempa menggambarkan perilaku

lereng bendungan yang dianalisis, apakah akan

mengalami alihan (deformasi) atau tidak akibat

gempa desain.

Cara koefisien gempa

Percepatan gempa dari dasar sampai puncak Bendungan dianggap sama.

Kurang tepat,karena Bendungan tipe Urugan bersifat lebihfleksibel,sehingga percepatan Gempa membesar di Puncak.

Koefisien Gempa digunakan untuk mewakili pengaruh gaya2 inersiaakibat gempa terfadap masa yang berpotensi runtuh.

FK ijin yang berkaitan dengan koefisien Gempa menggambarkan perilakulereng Bendungan yang dianalisis apakah akan mengalami alihan(deformasi) atau tidak akibat Gempa desain.

Goncangan Gempa diganti dengan percepatan horizontal yang konstan =K x g dimana K= koefisien gempa dan g= percepatan Gravitasi

Dengan anggapan percepatan langgeng ini menimbulkan gaya inersiaKx W melalui pusat Gravitasi dari massa yang berpotensi runtuh,dengan

W adalah berat massa yang berpotensi runtuh (gambar 6.2)


72/95

11/09/20

Cara koefisien gempa

Cara ini dilakukan dengan menghitung koef gempa dan gaya-gaya

vibrasi yang bekerja sebagai gaya statik mendatar, seperti persamaanberikut :F = K W .............. (6.1)

Kh = ........................(6.2)

K = 1 x Kh ........................(6.3)

dimana:F : gaya gempa mendatar (kN);W : berat (ton);Kh : koef gempa dasar yang tergantung periode ulang T;ad : percepatan gempa terkoreksi oleh pengaruh jenis tanah (gal);

1 : koreksi pengaruh free field, untuk bendungantipe urugan =0,7; untuk bendungan beton dan pasangan batu =1;

K : koefisien gempa terkoreksi untuk analisis stabilitas;g : gravitasi (= 980 cm/det2).

g

ad

Koefisien gempa termodifikasi

Koefisien gempa desain pada tubuh bendungan yangmerupakan fungsi dari kedalaman, dapat dihitung denganpersamaan:

Ko = 2 x Kh . (6.4)

dimana:

Ko : koefisien gempa desain terkoreksi di permukaan tanah;

2 : koreksi pengaruh jenis struktur, untuk bend. tipe urugan =0,5;Kh : koefisien gempa dasar yang tergantung periode ulang T.

Koefisien gempa pada kedalaman Y dari puncak bendunganberbeda-beda. Untuk analisis stabilitas, peninjauan dilakukan padaY = 0,25 H; 0.50 H; 0,75 H dan H (H adalah tinggi bendungan)dengan menggunakan Kh pada perioda ulang sesuai denganpersyaratan.


73/95

11/09/20

Untuk 0 < Y/H 0,4 :K = Ko x {2,5 1,85 x (Y/h)} ........... (6.5)

Untuk 0,4 < Y/H 1,0 :K = Ko x { 2,0 0,60 x (Y/h)} ........... (6.6)

Peninjauan dilakukan pada y = 0,25 h; 0,50 h; 0,75 h dan h, denganmenggunakan kh pada periode ulang sesuai yang disyaratkan. Koefisiengempa rata-rata ks pada y yang berbeda-beda, seperti dijelaskan padapersamaan-persamaan tersebut di atas.

max = percepatan gempa maks di puncak dg. metode Seed-Martin

Y = kedalaman bidang gelincir dari puncak

H = tinggi bendungan

Kmax = percepatan gempa maks. yang bekerja pada titik pusat bid.

gelincir diperoleh dari grafik Gambar 7.1

Ky = diperoleh dengan melakukan analisis stabilitas dengan

menvariasikan Kh, sehingga diperoleh suatu grafik hubungan

antara FK dengan Kh , i pada FK = 1 diperoleh Kh yang samadengan Ky .

Ky > Kmax , tidak ada deformasi permanen.

Ky < Kmax , ada deformasi permanen

U = deformasi permanen dari grafik pada Gambar 7.2

T0 = periode predoman atau periode mode 1

g = gravitasi.


74/95

11/09/20

Analisis stabilitas pseudostatik termodifikasi dptdilakukan dengan Plaxis atau software lain, lalu

dicari Ky dengan faktor keamanan = 1 daribendungan untuk setiap kondisi.

Lanjutkan dengan analisis dinamik denganperiode ulang gempa 5.000 tahun atau 10.000tahun (tergantung tingkat resiko)

Hasil perhitungan selengkapnya dapat diperoleh

stabilitas lereng dan deformasi sertaperbandingan dengan tinggi jagaan bendunganakibat pengaruh gempa.

Hasil analisis stabilitas pengaruh gempa kondisi steady seepageBendungan Darma

Bagian

Bendungan

Fk tanpa

gempaKy

T = 100 thn T = 5000 thn

K

(100 thn)

FK

(FK izin = 1,2)

K

(5000 thn)

FK

FK izin = 1

1. Udik (U/S)

a) Y/H = 1 4,411 0,41 0,125 2,730 0,217 1,647

b) Y/H = 0,75 2,637 0,33 0,138 1,662 0,240 1,245

c) Y/H = 0,5 2,071 0,285 0,151 1,388 0,264 1,068

d) Y/H = 0,25 2,019 0,26 0,181 1,242 0,316 0910

2. Hilir (D/S)

a) Y/H = 1 1,332 0,130 0,125 1,013 0,217 0,790

b) Y/H = 0,75 1,461 0,183 0,138 1,092 0,240 0,894

c) Y/H = 0,5 1,580 0,230 0,151 1,180 0,264 0,964

d) Y/H = 0,25 2,174 0,380 0,181 1,460 0,316 1,135


75/95

11/09/20

2.020

BENDUNGAN DARMA

longsoran up-stream Y/H = 0,25

AIR

AIR

TIMBUNAN TANAH TIMBUNAN BATU

RANDOMPONDASI

PANJANG (M)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

TINGGI(M)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

Hasil analisis stabilitas statik lereng hulu kondisi steady seepageBendungan Darma

0.666

BENDUNGAN DARMAlongsoran down-stream Y/H = 0,75

AIR

AIR

TIMBUNAN TANAH TIMBUNAN BATU

RANDOMPONDASI

PANJANG (M)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

TINGGI(M)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

Hasil analisis stabilitas statik lereng hilir kondisi steady seepageBendungan Darma


76/95

11/09/20

Lereng upstream Y/H=0,25

Y/H=0.75

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Beban gempa

Fk

Lereng downstream Y/H=0,75

4.5.2 ANALISIS STABILITAS DINAMIKBENDUNGAN

Analisis dengan cara dinamik dapat dilakukandengan dua cara perhitungan, yaitu:

1. Analisis deformasi permanen caraMakdisi & Seed

2. Analisis dinamik dengan respons dinamik.


77/95

11/09/20

PENENTUAN PARAMETER DINAMIK TANAH

DAN BATUAN

Dalam pelaksanaan analisis respons dinamik akibat

gaya-gaya gempa bumi pada perlapisan tanah dan

tubuh bendungan, diperlukan 2 parameter utama yaitu:

aselerogram desain di permukaan batuan dasardengan metode superposisi dan metode stokastik;

parameter dinamik dari material perlapisan tanah

dan tubuh bendungan.

PENENTUAN PARAMETER DINAMIK TANAHDAN BATUAN

Dalam hal ini, metode penentuan parameterdinamik yang dibutuhkan untuk analisis responsdinamik, diperhitungkan akibat gaya-gayagempa bumi, fondasi mesin dan angin,gelombang air dan gaya kejut lainnya.

Dua parameter dinamik tersebut adalah modulusgeser (G) dan rasio redaman (D). Besarnyamodulus geser maupun rasio redaman,tergantung pada regangan geser, .


78/95

11/09/20

PENENTUAN PARAMETER DINAMIK TANAHDAN BATUAN (lanjutan)

Modulus geser dapat diperoleh baik dari

hasil uji lapangan maupun dari uji

laboratorium. Sedangkan rasio redaman

hanya dapat diperoleh dari hasil uji

laboratorium.

Parameter dinamik tanah yaitu

modulus geser,

rasio redaman

hubungan antara G/Gmax dengan

regangan geser

rasio redaman dengan regangan geser ,

dapat diperoleh melalui 3 metode yaitu:


79/95

11/09/20

Parameter dinamik tanah dapat diperoleh dengan :

1. Uji lapangan menggunakan cara geofisik,yakni melalui ujicrosshole, uji suspension PS logging, dan cara empirik melaluiuji penetrasi standar (SPT) serta uji penetrasi statik (CPT).Dalam metode ini hanya diperoleh kecepatan rambatgelombang geser (Vp dan Vs) dan melalui perhitungan dapatdiperoleh modulus geser pada regangan kecil (Gmax) atausebaliknya.

Uji crosshole dilakukan di dalam lubang bor, di manadiperlukan minimal 2 lubang bor, tetapi dianjurkan dengan 3

lubang bor.

Uji suspension PS loggingdilakukan dalam 1 lubang bor danharus terletak di bawah muka air tanah.

Parameter dinamik tanah dapat diperoleh dengan :

(lanjutan)

2.Uji laboratorium dilakukan menggunakan alatresonant columndan triaxial dinamik. Untukregangan geser kecil (10-3%) digunakan alat triaxial dinamik.

3.Metode empiris yang diperoleh dari literatur.


80/95

11/09/20

4.5.2.1 Analisis Deformasi Permanen Cara Makdisi -

Seed

Penentuan deformasi permanen dengan metode Makdisi & Seedmenggunakan 2

buah grafik, yaitu grafik hubungan antara Kmax/max dengan Y/H(kiri) dan hubungan

antara Ky/Kmax dengan Uk=U/(Kmax x g x T0) (kanan)

Peninjauan dilakukan pada y = 0,25 h; 0,50 h; 0,75 h dan h, denganmenggunakan kh pada periode ulang sesuai yang disyaratkan. Koefisiengempa rata-rata ks pada y yang berbeda-beda, seperti dijelaskan padapersamaan-persamaan tersebut di atas.

max = percepatan gempa maks di puncak dg. metode Seed-Martin

Y = kedalaman bidang gelincir dari puncak

H = tinggi bendungan

Kmax = percepatan gempa maks. yang bekerja pada titik pusat bid.

gelincir diperoleh dari grafik Gambar 7.1

Ky = diperoleh dengan melakukan analisis stabilitas dengan

menvariasikan Kh, sehingga diperoleh suatu grafik hubungan

antara FK dengan Kh , i pada FK = 1 diperoleh Kh yang samadengan Ky .

Ky > Kmax , tidak ada deformasi permanen.

Ky < Kmax , ada deformasi permanen

U = deformasi permanen dari grafik pada Gambar 7.2

T0 = periode predoman atau periode mode 1

g = gravitasi.


81/95

11/09/20

Penentuan Percepatan Gempa Maksimum di Puncak

Besarnya percepatan gempa maksimum pada setiap kedalaman Y dan

waktu t menurut Seeddan Martin dapat dinyatakan dengan persamaan

berikut:

Model Seed & Martin dalam formulasi max

Percepatan gempa maksimum di puncak dapat dinyatakandengan persamaan:

.. (7.12)

dengan: San : spektrum percepatan gempa

Percepatan gempa maksimum di puncak bendungan untuk tigamode yang pertama, dapat ditulis sebagai berikut:

1max = 1 (0) Sa1 = 1,60 Sa1 (7.13)

2max = 2 (0) Sa2 = 1,06 Sa2 (7.14)

3max = 3 (0) Sa3 = 0,86 Sa3 (7.15)

Karena nilai-nilai maksimum pada setiap ragam terjadi pada waktuyang berbeda-beda, maka percepatan gempa maksimum di puncakbendungan diambil sebagai akar penjumlahan kuadrat daripercepatan gempa maksimum dari tiga mode pertama.

max = [ (n max )2 ]0,5

nnn Sau )0(max


82/95

11/09/20

Prosedur Analisis Deformasi Permanen Cara Makdisi - Seed

Lakukan studi risiko gempa dalam menentukanparameter gempa, untuk memperoleh percepatan

gempa desain di permukaan tanah ad dan Ms padaperioda ulang sesuai dengan kriteria, spektrumpercepatan gempa penormalan Sa/ad denganredaman (damping) D, dan koreksi pengaruh rasioredaman D dengan Cn .

Lakukan berdasarkan hasil analisis stabilitas padaY/H = 0,25; 0,5; 0,75; 1 dengan mengubah-ubahnilai Kh pada bidang longsor kritis dengan databahan t ; dan c. Gambarkan hubungan antaraFK (faktor keamanan) dengan Kh dan tentukanpercepatan gempa Ky (percepatan gempa kritispada FK=1).

Tentukan parameter dinamik bahan Vsmax atauGmax ; gambarkan grafik hubungan antaraG/Gmax dan D dengan regangan geser () darifondasi dan tubuh bendungan sesuai proseduryang ditentukan dalam sub bab 5.4.

Hitung atau taksir nilai Vsmax :1 =2,404Vs/H; T1=2/1 =2,614 Vs/H; Sa1=Cnxad x Sa/ad .....(7.24)

2=5,520 Vs/H; T2=2/2 =1,138 Vs/H; Sa2=Cnxad x Sa/ad .....(7.25)

3 = 8,654Vs/H; T3= 2/3 =0,726 Vs /H; Sa3=Cnxad xSa/ad ........ (7.26)

(rata)ek =0,195x(H/Vs)xSa1 ; dari grafik hubungan antara G/Gmax vs .

Cari nilai G/Gmax pada (rata)ek dan hitung G dan Vs yang baruserta ditulis dalam Gb dan Vsb.

Periksa ketelitian taksiran Vs dengan persamaan((VsVb)/Vs) x 100%. Bila taksiran lebih besar dari5%, ulangi langkah 4 dan 5 dengan menggunakantaksiran Vs = Vb. Sedangkan bila taksiran kurangatau sama dengan 5% dengan hasil perhitungan,

lanjutkan dengan langkah 6. max = [ 2,56 Sa12 + 1,12 Sa22 + 0,74 Sa32 ] 0,5

............. (C.10)

Dari grafik hubungan antara kmax/max dengan Y/H (Gambar 7.1)diperoleh kmax, dengan grafik hubungan antara Uk dengan Ms(Gambar 7.2) diperoleh Uk, sehingga bisa dihitung u=Uk/(kmaxxgxT1).

Deformasi permanen yang terjadi tidak boleh melampaui 50% daritinggi jagaan.


83/95

11/09/20

Hubungan antara G/Gmax dengan regangan geser (kiri) dan Hubungan

antara rasio redaman D dengan regangan geser, untuk lempung

Hub. antara mod. geser dan kecepatan rambatgelombang geser

Gmax = x V2 smax

G = x V2 s

= t / g

dimana:

Gmax : mod. geser maksimum pada regangan geser < 10-4%;

G : mod. geser pada regangan geser > 10-4%;

Vsmax : kecpt. rambat gelombang geser pada regangan kecil 10-4%;

t : berat volume total;

: kerapatan massa;

g : gravitasi.

Bila Vsmax dan berat volume tanah diketahui, dapat dihitung nilai Gmax.


84/95

11/09/20

Cara empiris memperoleh modulus geser Gmax

Modulus Geser Maksimum (G 0) vs NSPT

0,0E+00

5,0E+04

1,0E+05

1,5E+05

2,0E+05

2,5E+05

3,0E+05

3,5E+05

4,0E+05

4,5E+05

5,0E+05

0 10 20 30 40 50 60 70

NSPT

ModulusGeserMaksimum,

G

0(kN/m2)

Imai-Yoshimura(semua jenis tanah) Ohba-Toriumi (tanah alluvium)

Ohsaki-Iwasaki (semua jenis tanah) Hara (tanah Kohesif)

Imai (semua jenis tanah)

Metode Seed dan Idriss (1970)

Untuk tanah pasir dan kerikil :Berdasarkan kumpulan data hasil uji laboratorium Seeddan Idriss,

G =1000 x K2 x (m)0,5

Gmax =1000 x K2max x (m)0,5

m = (1 + 2 Ko) v

dimana:

G : modulus geser tergantung kepadatan relatif (psf);Gmax : modulus geser maksimum tergantung kepadatan relatif (psf);

K2 : konstanta tergantung regangan geser dan kepadatan relatif;

K2max : konstanta maksimum pada =10-4% dan kepadatan relatif;

m : tegangan efektif rata-rata (psf);

v : tegangan vertikal efektif (psf);

Ko : tekanan tanah dalam keadaan diam.


85/95

11/09/20



Hubungan antara rasio redaman D dengan regangangeser untuk pasir


86/95

11/09/20



Deformasi permanen versus rasio percepatan gempa kritis dan

percepatan maksimum rata-rata pada bendungan urugan (Makdisi

dan Seed, 1978)


87/95

11/09/20

4.5.2.2 Analisis Respons Dinamik

Bendungan dibagi dlm 2 kelompok : H 15 m danH > 15 m. Setiap ketinggian dibagi lagi menurutnilai percepatan gempa maksimumnya, yaitu ad 0,25 g dan ad > 0,25 g.

Analisis dilakukan pada 2 tingkat gempa, yaitua) tingkat gempa dengan persyaratan tanpa

kerusakan, dan persyaratannya diperkenankanada kerusakan tanpa keruntuhan.

Pada persyaratan tanpa kerusakan untuk kelasrisiko I, II, III, IV; untuk H 15 m dilakukan dengancara Ea, sedangkan untuk H > 15m analisisdilakukan dengan cara Eb .

4.5.2. Analisis Respons Dinamik (lanjutan)

b) Tingkat gempa dengan persyaratan diperkenankanada kerusakan tanpa keruntuhan untuk kelas risikoI, II, III, IV;

Untuk H 15m dilakukan dengan proses yangtergantung pada percepatan maksimum ad , yaitu:

ad 0,25 g, analisis dilakukan dengan cara Ea ; ad > 0,25 g, analisis dilakukan dengan cara Ec ;

Untuk H > 15 m dilakukan dengan proses yangtergantung pada ad yaitu:

ad 0,25 g, analisis dilakukan dengan cara Eb; ad > 0,25 g, analisis dilakukan dengan cara Ec .


88/95

11/09/20

Prosedur analisis stabilitas akibat beban gempa

Kelas Risiko Tinggi bendungan

H15m

Tinggi bendungan

H>15m

ad 0,25g ad > 0,25g ad 0,25g ad > 0,25g

Persyaratan tanpa kerusakan (OBE) :

I

II

III

IV

EaEaEa

Tidak ada

EaEaEa

Tidak ada

EbEbEbEb

EbEbEbEb

Persyaratan diperkenankan ada

kerusakan tanpa keruntuhan(MDE) :

I

II

III

IV

EaEaEa

Tidak ada

EcEcEc

Tidak ada

EbEbEbEb

EcEcEcEc

Catatan :

Ea = analisis menggunakan cara koefisien gempa dengan persamaan (6.2) dan (6.3)Eb = analisis menggunakan cara koefisien gempa termodifikasi dengan persamaan (6.2), (6.5) dan (6.6).

Ec =analisis dilakukan secara bertahap; dimulai dengan menggunakan cara koefisien gempa

termodifikasi. Bila FK 1,00 perlu dilanjutkan dengan analisis deformasi permanen menggunakan

cara Makdisi-Seeddengan syarat deformasi tidak melebihi 50% dari tinggi jagaan. Bila masih tidak

memenuhi, perlu dilanjutkan dengan analisis respons dinamik menggunakan cara elemen hingga.

Perhitungan/Analisis

Data yang diperlukan dalam perhitungan analisisdinamik bendungan terdiri dari data geometri bendungan(tinggi, h), data material (,c), data umum elevasi, datagempa (besaran gempa M, periode ulang T, percepatangempa dasar ad, koefisien gempa kritis Ky, kedalamanpusat lingkaran gelincir z).

Dalam penentuan deformasi permanen dengan metode

Makdisi & Seed tersedia dua buah grafik, yaitu grafikhubungan antara Kmax/max dengan Y/H danhubungan antara Ky/Kmax dengan Uk = U/(Kmax x g xT0).

Parameter yang diuraikan, max adalah parameter yangdihitung secara iteratif dengan menggunakan cara Seed& Martin.


89/95

11/09/20

Kemudian lakukan perhitungan sbb:

Modulus geser Gmax = smax, di mana Vsmax =cepat rambat gelombang geser maksimum).Lihat metode Seed & Idriss (1970).

Vs dihitung dengan cara iterasi dan coba-coba,sehingga diperoleh G/Gmax = (Vs/Vsmax).

Berdasarkan periode predominan (Ts) yangdihitung dan hasilnya G/Gmax, ditentukanregangan geser dan redaman sesuai jenistanahnya.

Bila redaman 5 %, dilakukan koreksi denganfaktor Cn sesuai prosedur dan rumus terkait. Menghitung frekuensi alamiah dan periode

ulang (T).

Menentukan nilai ragam percepatan gempa penormalan sesuaidengan periode predominan (Ts) dan dikoreksi dengan Cn.

Menghitung percepatan gempa maksimum (Umax) di puncakbendungan untuk 3 periode pertama.

Menghitung regangan geser rata-rata ekivalen , G/Gmax dan Vs.

Membandingkan hasil Vs ini dengan Vs dari perhitungan awal,maka perhitungan Umax dapat digunakan untuk menghitungdeformasi pada bidang longsoran kritis. Bila tidak, perhitungandiulangi dengan coba-coba Vs diambil sama dengan hasilperhitungan akhir dan seterusnya.

Bila Vs sudah diperoleh, dihitung Kmax dari grafik hubungan antaraz/h dan Kmax/Umax, sehingga Kmax = (z/h) Umax .

Deformasi bendungan dapat diperoleh dengan menggunakanpersamaan U = U (Kmax g To)/Kmax g T1 , di mana To =T1.

Apabila deformasi < tinggi jagaan, bendungan masihmemenuhi syarat. Namun, bila deformasi > tinggi jagaanharus dilakukan perhitungan ulang mulai dari analisisstabilitas pseudostatik termodifikasi.


90/95

11/09/20

Analisis Tegangan dan ReganganDengan Metode Elemen Hingga

No. Program Kemampuan Keterangan

1 Plaxis 8.2. Menghitung tegangan dan

regangan baik waktu

pembangunan maupun waktu

terjadi aliran langgeng , untuk

menilai apakah bendungan stabil

atau tidak dari kontour

/max < 1

(stabil)

Rembesan dapat

dilakukan dalam

program

2 Sigma-w Sama dengan 1., hasil analisis

dapat dipakai oleh Slope-w untuk

analisis stabilitas

Rembesan

dilakukan dengan

Seep-w

Likuifaksi

Proses transformasi setiap material padat

menjadi cair (pasir lepas & jenuh).

Peningkatan tekanan pori dari tanah pasiran

menyebabkan reduksi kekuatan

geser,bahkan hilang sehingga menyerupaicairan kental (viscous fluid)

Diikuti oleh timbulnya penurunan

tanah,didihan pasir,puntiran,retakan dll.


91/95

11/09/20

Likuifaksi (lanjutan)

Resiko :

a)Keruntuhan daya dukung setempat

b)Penurunan berlebihan

c)Amblesan

Perkiraan Likuifaksi :

a)Umur & asal Geologi

b)Kadar butiran halus dan Indeks Plastisitas

c)Penjenuhan

d)Kedalamane)Perlawanan penetrasi tanah ( N SPT 30-60)


92/95

11/09/20


93/95

11/09/20

Bagan Alir stabilitas bendungan dengan Gempa

Bagan alir metode analisis

Studi kegempaan.

1. Penyelidikan kondisi geologi regional2. Sejarah kejadian gempa3. Kondisi geologi regional4. Penentuan fungsi attenuasi5. Penentuan M, R, kedalaman gempa,

percepatan gempa untuk periode ulang(deterministik, probabilistik atau petagempa)

Penyelidikan geoteknik:

1. Pemboran, uji lapangan , uji laboratorium2. Tentukan parameter desain material dan fondasia) n , sat, uu, cuu, , cu, ccu (stabilitas statik)b) k (analisis rembesan)c) Gmax, hubungan G/Gmax dan D dengan regangan

(analisis stabilitas dinamik)

Desain bendungan :1) Jenis urugan dan geometri bendungan2) Isi waduk, muka air normal, muka air banjir, tinggi jagaan

Lakukan analisis stabilitas statik pada kondisi1. Waktu pembangunan2. Rembesan tetap (steady seepage)

3. Surut cepat4. Jangka panjang

FK> FKminRubah geometriTidak

2Ya

Bagan Alir stabilitas bendungan dengan Gempa2

Persyaratan tanpa kerusakkan (OBE)Sesuai kelas bendungan dengan Ttentukan ad,, , Kh = ad/g

Persyaratan diperkenankan adakerusakkan tanpa keruntuhan (MDE),Sesuai kelas bendungan dengantentukan ad, Kh = ad/g

Lakukan analisis stabilitas dinamik denganmetode koef gempa termodifikasi paday/h = 0,25; 0,5 ; 0,75 dan 1 (udik +hilir)Dimana K ditentukan denganK0 = 0,5 x KhUntuk 0 < y/h < 0,4

K = K0 x (2,5-1,85x (y/h))Untuk 0,4 < y/h < 1,0K = K0 x (2,0-0,60 x (y/h))

Hitung stabilitas lereng denganProgram komputer pada y/h=0,250,5 ;0,75; 1

FK1 SelesaiYa

Analisis dinamik

Tidak

3


94/95

11/09/20

Bagan Alir stabilitas bendungan dgn Gempa

3

Analisis alihan tetap denganCara Makdisi-Seed

Alihan < 0,5tinggi jagaan

Selesai

Ya

Analisis respons dinamik denganCara Satu dimensi Ekivalen

program SHAKEMdan hitung alihan tetap

Analisis respons dinamikCara 2 dimensi Ekivalen

Quake/W, Flush, Quad-4dan hitung alihan tetap

Tidak

10-02


95/95

11/09/20

H...a...t...u...r

N...u...h...u...n

3. analisis stabilitas.pdf

Documents