101
ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP GEMPA SKRIPSI HASKA ADI PRADANA F44080014 DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG

TERHADAP GEMPA

SKRIPSI

HASKA ADI PRADANA

F44080014

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2012

Page 2: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

ANALYSIS STRUCTURE OF KRENCENG DAM AGAINST THE

EARTHQUAKE

Haska Adi Pradana1, Asep Sapei

2, dan M. Fauzan

3

1,2,3 Departement of Civil and Environmental Engineering , Faculty of Agriculture Technology,

Bogor Agriculture University

Email: 1 [email protected] ,

2 asepsapei @ipb.ac.id,

3 fauzanmuhammad @yahoo.com

ABSTRACT

High population growth coupled with the establishment of a new steel mill, PT. Posco in

Cilegon Krakatau increased the demand for clean water and raw water. Nadra Krenceng as a

reservoir that is used by PT. Krakatau Tirta Industry (PT KTI) is considered unable to meet water

needs in Cilegon. Reservoir volume was increased from 3 million m3 to 5 million m3. With the

addition of volume, the water level rise as well. Water level rise could potentially destabilize the

dam and its resistance to earthquake loads. This study aims to analyze the earthquake-resistant

Krenceng dams with earthquake regulations referring to the SNI-1726-2002 (500 year return

period earthquake), RSNI -1726-2010 (500 year return period earthquake) and Pd T-14-2004-A

(period repeated earthquakes of 50 and 100 years) using the program Geo-Studio2007, especially

Slope / W, Sigma / W and quake / W. For the seismic analysis performed in static and dynamic

analysis. Based on the analysis of the stability of the dam at some point of observation location,

the safety factor of Krenceng Dam before being given earthquake load is still secure (SF> 1.25).

Analysis of seismic loads with the addition of Pd refers to the T-14-2004-A quake with a return

period of 50 and 100 years, the safety factor at the observation points are still safe (SF> 1.25),

whereas for the analysis with the addition of the earthquake loads which refers to the ISO-1726-

2002 and -1726-2010 RSNI (500 year return period earthquake) the safety factor at the

observation points are not safe (SF <1.25). To add to the safety factor at the dam to do some

engineering structures such as soil nail or make further downstream.

Key words: Stability of the dam, earthquake loads, Geo-Studio, safety factor.

Page 3: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

Haska Adi Pradana. F44080014. Analisis Struktur Bendungan Krenceng Terhadap Gempa.

Di bawah bimbingan Prof.Dr.Ir.Asep Sapei, MS dan Muhammad Fauzan,ST,MT. 2012

RINGKASAN

Cilegon sebagai pusat industri di Provinsi Banten mengakibatkan laju pertambahan

penduduk di kota ini semakin tinggi. Selain itu, adanya proyek besar pembangunan pabrik baja PT.

Krakatau Posco diprediksi akan semakin menarik para pendatang untuk bermukim di kota Cilegon.

Kapasitas produksi air baku yang sebesar 2000 lt/det oleh PT KTI tersebut masih kurang dalam

memenuhi kebutuhan seluruh permintaan air bersih seluruh sektor di Cilegon. Untuk mengatasi

masalah tersebut, Waduk Nadra Krenceng yang semula mempunyai volume sebesar ± 3 juta m3

kini sudah dikeruk dan sekarang mempunyai volume ± 5 juta m3

serta mengalami penambahan

tinggi muka air sebesar 2 meter. Dengan penambahan tinggi muka air ini maka ketahanan

bendungan akan berkurang oleh karenanya perlu dilakukan kajian mengenai ketahanan struktur

bendungan yang baru.

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis struktur bendungan dengan menggunakan

program Geo-Studio 2007 dan Structure Analysis Program (SAP) 2000. Selain itu dilakukan

analisis struktur terhadap beban gempa, karena berdasarkan letak geografisnya Kota Cilegon

masuk ke dalam Wilayah 4 dimana wilayah tersebut termasuk wilayah rawan terjadinya gempa

dengan intensitas yang cukup tinggi. Analisis struktur bendungan terhadap gempa dilakukan

dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A.

Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang Bendungan Krenceng (P10, P12, dan

P30). Pemilihan lokasi dipilih berdasarkan nilai SPT yang rendah pada lokasi-lokasi tersebut (<

10). Berdasarkan analisis struktur bendungan dengan kondisi tanpa beban gempa, diperoleh safety

factor pada lokasi P10 sebesar 3,816 , lokasi P12 sebesar 3,124 dan lokasi P30 sebesar 3,768.

Analisis dilanjutkan pada analisis struktur bendungan dengan beban gempa secara statik yang

mengacu pada SNI-1726-2002 (periode ulang 500 tahun), RSNI-1726-2010 (periode ulang 500

tahun) dan Pd T-14-2004-A (periode ulang 50 dan 100 tahun) diperoleh safety factor pada lokasi

P 10 berturut-turut sebesar sebesar 1,224 ; 1,229 ; 1,917 dan 1,772, pada lokasi P 12 sebesar 1,026

; 1,026 ; 1,584 dan 1,471 ,pada lokasi P 30 sebesar 1,164 ; 1,163 ; 1,808 dan 1,675. Setelah itu

dilanjutkan pada analisis gempa secara dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002 (periode 500

tahun) dan RSNI-1726-2010 (periode ulang 500 tahun) diperoleh safety factor dan displacement

pada lokasi P 10 berturut turut sebesar 1,207 ; 0,00254 meter dan 1,209 ; 0,00336 , pada lokasi

P12 sebesar 1,022 ; 0,00527 meter dan 1,007 ; 0,00696 meter , pada lokasi P30 sebesar 1,163 ;

0,00825 meter dan 1,162 ; 0,01091 meter. Rekomendasi yang diusulkan untuk menambah nilai

safety factor pada lokasi yang masih belum aman ( safety factor < 1,25) adalah dengan membuat

bagian lereng hilir bendungan lebih landai dan pemasangan soil nail.

Page 4: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG

TERHADAP GEMPA

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar

SARJANA TEKNIK

pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

HASKA ADI PRADANA

F44080014

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

Page 5: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

Judul Penelitian : Analisis Struktur Bendungan Krenceng Terhadap Gempa

Nama : Haska Adi Pradana

NIM : F44080014

Mayor : Teknik Sipil dan Lingkungan

Menyetujui,

Pembimbing Akademik

Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS Muhammad Fauzan,ST,MT

NIP. 19561025 198003 1003 NIP. 197801292010121001

Mengetahui:

Ketua Departemen,

Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS

NIP. 19561025 198003 1003

Tanggal Lulus :

Page 6: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Analisis Struktur

Bendungan Krenceng Terhadap Gempa adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen

pembimbing akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun.

Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan

dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian

akhir skripsi ini.

Bogor, September 2012

Yang membuat pernyataan

Haska Adi Pradana

F44080014

Page 7: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

© Hak cipta milik Haska Adi Pradana, tahun 2012

Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian

atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya

Page 8: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Haska Adi Pradana. Penulis Lahir pada tanggal 31 Juli 1990 di

Bogor. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara pasangan

Ir.Agus Parwoto dan Tanti Devisetyaningsih. Penulis menamatkan SMA

pada tahun 2008 dari SMA Negeri 1 Bogor, dan pada tahun yang sama

diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas

Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui Jalur USMI.

Selama menjadi mahasiswa, penulis akfif dalam kepanitiaan kegiatan

atau acara kelembagaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (Himatesil)

IPB. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum pada mata kuliah Ilmu Ukur Wilayah pada

tahun 2010-2011 dan Bangunan Konservasi Tanah dan Air pada tahun 2010-2011. Selain itu,

penulis juga pernah mengikuti lomba design jembatan di Institut Teknologi Surabaya dengan tema

lomba sebagai finalis 20 besar se-nasional. Pada bulan Juni – Agustus 2011, penulis melaksanakan

praktek lapang di PT. Adhi Karya dengan judul “QUALITY CONTROL PADA PEMBANGUNAN

GEDUNG THE CONVERGENCE INDONESIA (BASEMENT DAN GROUNDFLOOR) ”. Pada

tahun berikutnya, penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul “ANALISIS STRUKTUR

BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP GEMPA” di bawah bimbingan Prof.Dr.Ir.Asep Sapei,

MS dan Muhammad Fauzan ST, MT.

Page 9: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena berkat taufik dan hidayah-Nya

penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Analisis Struktur Bendungan Krenceng

Terhadap Gempa”. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

1. Allah SWT, atas berkat, rahmat, hidayah dan petunjuk-Nya skripsi ini dapat selesai dengan tepat

waktu.

2. Prof.Dr.Ir Asep Sapei, MS dan Muhammad Fauzan, ST,MT sebagai Dosen Pembimbing

Akademik yang telah memberikan bimbingan serta telah banyak memberikan masukan dan saran

selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.

3. M.Budi Saputra, ST, MEng, sebagai pembimbing lapangan di PT. KTI yang telah memberikan

banyak pengarahan dan koreksi selama pelaksanaan penelitian di PT. KTI.

4. Dr.Ir. Erizal, M.Agr sebagai dosen penguji yang sudah memberikan masukan dan koreksi dalam

penyusunan skripsi ini.

5. Ayah, Ibu, dan Adik penulis di Bogor yang telah memberikan dorongan semangat, doa dan

dukungan kepada penulis.

6. Ria Ardianti Pedesi atas seluruh bantuan, nasihat, motivasi dan kebersamaannya yang diberikan

kepada penulis.

7. Rekan seperjuangan dalam penelitian (Maul, Chandra, Imo, Manda, dan Nina) atas bantuan dan

kerjasamanya dalam penelitian.

8. Rekan-rekan di PT. KTI (Mas Nashir dan Pak Mujani) yang banyak membantu selama penelitian

9. Seluruh teman-teman SIL 45 khususnya dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu

per satu.

Harapan dari penulis adalah dapat bergunanya laporan ini terhadap dunia pendidikan terutama

dalam menambah ilmu pengetahuan dan membuka wawasan bagi para pembaca.

Bogor, Agustus 2012

Penulis

Page 10: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

ii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR……………………………………………………………………… ………… i

DAFTAR ISI.......................................................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………………………………. iii

DAFTAR TABEL……..……………………………………………………………………………… viii

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………………………………… …….. ix

I. PENDAHULUAN…………………………………………………………………………………. 1

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

1.2 Tujuan Penelitian…………………………………………………………………………...… 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………………………………… … 3

2.1 Bendungan …………………………………………………………………………………… 3

2.2 Analisis Kestabilan Bendungan Tipe Urugan…………………………………………………. 5

2.3 Gempa Bumi ………………………………………………………………………………… 13

2.4 Geo Studio 2007 …………………………………………………………………………... .. 21

2.5 Structure Analysis Program (SAP) ………………………………………………………… 22

2.6 Peraturan Kegempaan ………………………………………………………………………. 22

III. METODOLOGI PENELITIAN ………………………………………………………………….. 23

3.1 Waktu dan Tempat …………………………………………………………………………... 23

3.2 Alat dan Bahan ………………………………………………………………………………. 23

3.3 Metode Penelitian …………………………………………………………………………… 24

3.4 Tahapan Pelaksanaan ………………………………………………………………………... 24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………………………………….. 40

4.1 Kondisi Lokasi Pengamatan ……………..………………………………………………… .. 40

4.2 Analisis Kestabilan Bendungan …………………………………………………………… .. 41

4.3 Analisis Kestabilan Bendungan Dengan Beban Gempa…………………………………….. 48

4.4 Pembahasan …………………………………………………………………………………. 77

V. KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………………………………….. 80

5.1 Kesimpulan ………………………………………………………………………………….. 80

5.2 Saran ………………………………………………………………………………………… 80

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………………………………… 81

LAMPIRAN…………………………………………………………………………………………… 82

Page 11: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

iii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Analisis kestabilan lereng menggunakan metode Fellenius ................................................... 6

Gambar 2.a. Model irisan pada lereng ..................................................................................................... 8

Gambar 2.b. Penguraian gaya – gaya dalam metode Fellenius ................................................................ 8

Gambar 3. Analisis stabilitas lereng menggunakan metode Bishop ........................................................ 9

Gambar 4. Penguraian gaya – gaya dalam metode Bishop ...................................................................... 9

Gambar 5. Harga m.a untuk persamaan Bishop ..................................................................................... 10

Gambar 6. Faktor daya dukung izin dengan sudut geser dalam ............................................................. 11

Gambar 7. Analisa kemantapan lereng Janbu ........................................................................................ 12

Gambar 8. Sistem gaya pada suatu elemen menurut cara Janbu ............................................................ 12

Gambar 9. Ilustrasi Gelombang P-Wave/Compressional Wave/Gelombang primer .............................. 15

Gambar 10. Ilustrasi gelombang S-Wave/Shear Wave/Gelombang sekunder ........................................ 15

Gambar 11. Ilustrasi Love Wave ............................................................................................................ 16

Gambar 12. Ilustrasi Rayleigh Wave ...................................................................................................... 16

Gambar 13. Proses perencanaan bangunan tahan gempa ....................................................................... 20

Gambar 14. Lokasi Bendungan Krenceng, Cilegon, Banten, Jawa Barat .............................................. 23

Gambar 15. Pemilihan kondisi PWP untuk analisis SIGMA/W.............................................................. 25

Gambar 16. Pengaruran material pada SIGMA/W ................................................................................ 26

Gambar 17. Pengaturan boundary condition pada SIGMA/W ................................................................ 26

Gambar 18. Pemilihan tipe analisis pada SLOPE/W.…………………………….………………….... 27

Gambar 19. Pengaturan kondisi PWP awal pada SLOPE/W.……………………………..………….... 27

Gambar 20. Pengaturan analisis bidang runtuh pada SLOPE/W ……………………………………..... 28

Gambar 21. Pengaturan material model pada SLOPE/W ……………………………………………… 28

Gambar 22. Pengaturan input data tanah pada SLOPE/W …………………….……………………… .. 29

Gambar 23. Peta zonasi gempa pada SNI-1726-2002 untuk periode ulang 500 tahun ……………….. 30

Gambar 24.a. Respon spektrum Kota Cilegon yang mengacu pada SNI-1726-2002…………………. 30

Gambar 24.b. Respon spektrum rencana untuk wilayah 4 yang ada pada SNI-1726-2002 …………... 31

Gambar 25. Format data gempa untuk Geo Studio …………………………………………………… 31

Gambar 26. Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER), Paramater

Gerak Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 0,2 detik, dalam g, (5 persen redaman

kritis), Kelas Situs SB …………………………………………………………………… 32

Gambar 27. S1, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER), Paramater

Gerak Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 1 detik, dalam g, (5 persen redaman

kritis), Kelas Situs SB……………………………………………………………………. 33

Page 12: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

iv

Gambar 28. Respon spektrum Kota Cilegon yang mengacu pada RSNI-1726-2010………………… 33

Gambar 29. Format data gempa untuk Geo Studio……………………………………………………. 33

Gambar 30. Peta Zona Gempa Indonesia pada Pd T-14-2004-A……………………………………… 35

Gambar 31.a. Pengaturan tipe analisa pada QUAKE/W…………………………………………………….. 35

Gambar 31.b. Pengaturan kondisi PWP pada QUAKE/W…………………………………………….. 36

Gambar 32. Pengaturan boundary condition pada QUAKE/W ……………………………………….. 36

Gambar 33. Pengaturan model material pada QUAKE/W ………………………………………..…... 36

Gambar 34.a. Icon Mesh Properties…………………………………………………………………… 37

Gambar 34.b. Pengaturan besar mesh………………………………………………………………….. 37

Gambar 35.a. Input Horizontal Earthquake Record SNI-1726-2002 untuk analisis statik...............…. 37

Gambar 35.b. Input Vertical Earthquake Record SNI-1726-2002 untuk analisis statik……………… 37

Gambar 36. Input beban gempa pada SLOPE/W……………………………………………………… 38

Gambar 37. Pengaturan periode gempa pada QUAKE/W…………………………………………….. 39

Gambar 38. Titik analisis struktur pada Bendungan Krenceng ………………………………………. 40

Gambar 39. Potongan melintang bendungan pada lokasi P 10……………………………………….. 41

Gambar 40. Hasil pemodelan pada Geo Studio……………………………………………………….. 41

Gambar 41. Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 10…………………………………………… 41

Gambar 42. Hasil analisa SIGMA/W pada lokasi P 10……………………………………………….. 42

Gambar 43. Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 10…………………………………………… 42

Gambar 44. Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 10………………………………………………. 43

Gambar 45. Potongan melintang bendungan pada lokasi P 12………………………………………... 43

Gambar 46. Hasil pemodelan pada Geo Studio ………………………………………………………. 43

Gambar 47. Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 12…………………………………………… 44

Gambar 48. Hasil analisis SIGMA/W pada lokasi P 12………………………………………………. 44

Gambar 49. Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 12…………………………………………… 45

Gambar 50. Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 12………………………………………………. 45

Gambar 51. Potongan melintang bendungan pada lokasi P 30………………………………………... 46

Gambar 52. Hasil pemodelan pada Geo Studio……………………………………………………….. 46

Gambar 53. Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 30…………………………………………… 46

Gambar 54. Hasil analisis SIGMA/W pada lokasi P 30………………………………………………. 47

Gambar 55. Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 30…………………………………………… 47

Gambar 56. Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 30………………………………………………. 48

Gambar 57. Hasil pemodelan analisa statik pada QUAKE/W………………………………………… 48

Gambar 58. Hasil analisis statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-1726-

2002……………………………………………………………………………………..... 49

Page 13: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

v

Gambar 59. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002………………………………………………………………………………………. 49

Gambar 60. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada SNI-1726-2002……………………………………………………... 50

Gambar 61. Hasil analisis statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI -1726-

2010………………………………………………………………………………………. 51

Gambar 62. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan RSNI-1726

2010 ……………………………………………………………………………………… 51

Gambar 63. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010…………………………………………………… 52

Gambar 64. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun ……….................. 53

Gambar 65. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun ………………… 53

Gambar 66. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W ………… 54

Gambar 67. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-

1726-2002………………………………………………………………………………… 54

Gambar 68. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002……………………..………………………………………………………………... 55

Gambar 69. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada SNI-1726-2002…………………………………………………….. 56

Gambar 70. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-

1726-2010………………………………………………………………………………… 56

Gambar 71. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 10 dengan acuan RSNI-1726-

2010………………………………………………………………………………………. 57

Gambar 72. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010…………………………………………………… 57

Gambar 73. Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W……………... 58

Gambar 74. Hasil analisis statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-1726-

2002………………………………………………………………………………………. 58

Gambar 75. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 12 dengan acuan SNI-1726-

2002………………………………………………………………………………………. 59

Gambar 76. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada SNI-1726-2002………………………………. .................................. 59

Gambar 77. Hasil analisis statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-1726-

2010 .................................................................................................................................... 60

Page 14: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

vi

Gambar 78. Hasil Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-

1726-2010 .......................................................................................................................... 60

Gambar 79. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P12 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ................................................................................ 61

Gambar 80. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun ............................... 62

Gambar 81. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun ............................. 62

Gambar 82. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W ................. 63

Gambar 83. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-

1726-2002 .......................................................................................................................... 63

Gambar 84. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 12 dengan acuan SNI-1726-

2002 .................................................................................................................................... 64

Gambar 85. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada SNI-1726-2002 .................................................................................. 65

Gambar 86. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-

1726-2010 .......................................................................................................................... 65

Gambar 87. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-1726-

2010 .................................................................................................................................... 66

Gambar 88. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ................................................................................ 67

Gambar 89. Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W ...................... 67

Gambar 90. Hasil analisis statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan mengacu pada SNI

-1726-2002 ......................................................................................................................... 68

Gambar 91. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 30 dengan acuan SNI-1726-

2002 .................................................................................................................................... 68

Gambar 92. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada SNI-1726-2002 .................................................................................. 69

Gambar 93. Hasil analisis statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-1726

-2010 .................................................................................................................................. 70

Gambar 94. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 30 dengan acuan RSNI-1726

-2010 .................................................................................................................................. 70

Gambar 95. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ................................................................................ 71

Gambar 96. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun ............................... 72

Page 15: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

vii

Gambar 97. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara statik

yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun ............................. 72

Gambar 98. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W ................. 73

Gambar 99. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-1726

-2002 .................................................................................................................................. 73

Gambar 100. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 30 dengan acuan SNI-1726-

2002 ................................................................................................................................. 74

Gambar 101. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada SNI-1726-2002................................................................................ 75

Gambar 102. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-

1726-2010 ........................................................................................................................ 75

Gambar 103. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 30 dengan acuan RSNI-1726-

2010 ................................................................................................................................. 76

Gambar 104. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara dinamik

yang mengacu pada RSNI-1726-2010 ............................................................................. 77

Page 16: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Data material pada Bendungan Krenceng ................................................................................ 24

Tabel 2. Percepatan gempa dasar untuk berbagai periode ulang ............................................................ 34

Tabel 3. Faktor koreksi pengaruh jenis tanah setempat ......................................................................... 34

Tabel 4. Data displacement pada lokasi P 10 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002 .................. 55

Tabel 5. Data displacement pada lokasi P 10 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010 ............... 57

Tabel 6. Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002 .................. 64

Tabel 7. Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010 ............... 66

Tabel 8. Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002 .................. 74

Tabel 9. Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010 ............... 76

Tabel 10. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 10 .............................................. 77

Tabel 11. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 12 .............................................. 78

Tabel 12. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 30 .............................................. 78

Page 17: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Diagram alir tahapan penelitian…………………………………………………………. 83

Page 18: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kota Cilegon merupakan kota yang terletak di wilayah barat Jawa di mana kegiatan dalam sektor

industri mencakup 20% dari seluruh wilayah kota tersebut dan memberikan kontribusi sebesar ± 64%

terhadap pembangunan ekonomi. Pada tahun 1992, jumlah penduduk kota Cilegon sebesar 232,248

jiwa, sedangkan pada 2002 meningkat hingga sebanyak 309,097 jiwa. Pertumbuhan jumlah penduduk

setiap tahun yang sebesar 2,64% ini mengakibatkan kebutuhan air yang meningkat pula, sehingga

pasokan air bersih sangat dibutuhkan dalam jumlah yang besar. PT Krakatau Tirta Industri (PT. KTI)

merupakan salah satu perusahaan yang menyediakan air bersih di kawasan Cilegon dengan kapasitas

terpasang sebesar 2000 lt/det yang bersumber dari sungai Cidanau yang mengalir pada DAS Cidanau.

Sebagai salah satu perusahaan dalam penyedia air baku, PT. KTI memiliki kontribusi yang besar

dalam penyuplaian air di seluruh wilayah Cilegon, termasuk sektor domestik.

Selain permintaan jumlah air yang besar pada sektor domestik, permintaan pasokan air bersih

dari sektor industri terus meningkat. Saat ini telah dibangun berbagai industri baru pada wilayah

perindustrian Cilegon di kawasan KIEC (Krakatau Industrial Estate Cilegon), yang tentu saja akan

membutuhkan pasokan air bersih tambahan. Selain itu, PT Krakatau Steel merencanakan

pembangunan fasilitas iron making baru berupa Blast Furnace Complex dengan kapasitas 1,2 juta ton

per tahun, serta pembangunan pabrik baru yang bekerja sama dengan Pohang Iron Steel Corporation

(POSCO). Kerja sama ini direncanakan pula akan membangun pabrik integrated steel mill (ISM), di

mana seluruh proyek pembangunan dan pengembangan ini akan membutuhkan pasokan air, listrik, dan

kegiatan logistik yang besar.

Kapasitas produksi air baku yang sebesar 2000 lt/det oleh PT. KTI tersebut masih kurang dalam

memenuhi kebutuhan seluruh permintaan air bersih seluruh sektor di Cilegon. Pada musim kering

kapasitas terpasang Sungai Cidanau hanya sebesar 1375 lt/det, sehingga air bersih yang dapat

diproduksi sepanjang tahun tidak lebih dari 1375 lt/det. Jika memperhitungkan air baku yang

tersimpan di Waduk Krenceng maka air baku yang berasal dari sungai Cidanau dan Waduk Krenceng

saat ini hanya dapat menyediakan air baku sebesar 1515 lt/det. Walaupun demikian, hal ini masih

kurang dari permintaan kapasitas air baku yaitu sebesar ±600 lt/det. Untuk mengatasi masalah tersebut,

Waduk Nadra Krenceng yang semula mempunyai volume sebesar ± 3 juta m3 kini sudah dikeruk dan

sekarang mempunyai volume ± 5 juta m3. Akan tetapi hal ini menimbulkan pertanyaan apakah volume

waduk yang sekarang mampu ditopang oleh struktur bendungan dan masih memenuhi safety factor

yang diizinkan. Berdasarkan letak geografis kota Cilegon yang masuk dalam kategori wilayah rawan

gempa (wilayah 4 dalam SNI-1726-2002), perlu adanya kajian mengenai ketahanan struktur

bendungan terhadap beban gempa terlebih dengan kondisi muka air yang baru pada bendungan

tersebut, karena dikhawatirkan apabila tidak memenuhi safety factor bendungan akan mengalami

keruntuhan dan mengakibatkan kerugian yang cukup besar. Dengan adanya revisi dari peraturan

gempa RSNI -1726-2005 menjadi RSNI -1726-2010 maka dapat dilakukan analisis kesesuaian struktur

bendungan terhadap ketahanan gempa yang mengacu pada standar terbaru yang berlaku. Selain itu

Page 19: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

2

digunakan juga pedoman konstruksi dan bangunan yang dikeluarkan oleh Departemen Permukiman

dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat beban gempa (Pd T-14-

2004-A) untuk menambah referensi tentang perhitungan beban gempa pada jenis bendungan urugan

(embankment).

1.2 Tujuan Penelitian

1. Melakukan analisis struktur bendungan dengan menggunakan program Geo-Studio 2007 dan

SAP 2000.

2. Melakukan analisis struktur terhadap beban gempa yaitu dengan acuan SNI-1726-2002,

RSNI-1726-2010 dan pedoman konstruksi dan bangunan yang dikeluarkan oleh Departemen

Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat

beban gempa (Pd T-14-2004-A).

Page 20: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bendungan

Menurut Tančev (2005) bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan

laju air menjadi waduk, danau, atau tempat rekreasi. Seringkali bendungan juga digunakan untuk

mengalirkan air ke sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Air. Beberapa dam juga memiliki bagian yang

disebut pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan.

Bendungan (dam) dan bendung (weir) sebenarnya merupakan struktur yang berbeda. Bendung

(weir) adalah struktur bendungan berkepala rendah (lowhead dam), yang berfungsi untuk menaikkan

muka air, biasanya terdapat di sungai. Air sungai yang permukaannya dinaikkan akan melimpas

melalui puncak/mercu bendung (overflow) dapat digunakan sebagai pengukur kecepatan aliran air di

saluran/sungai. Di negara dengan sungai yang cukup besar dan deras alirannya, serangkaian bendung

dapat dioperasikan membentuk suatu sistem transportasi air.

Bendungan (dam) dapat diklasifikasikan menurut struktur, tujuan atau ketinggian. Berdasarkan

struktur dan bahan yang digunakan, bendungan dapat diklasifikasikan sebagai dam kayu, dam tanah

(embankment dam) atau dam batu/semen (masonry dam), dengan berbagai subtipenya. Tujuan

dibuatnya termasuk menyediakan air untuk irigasi atau penyediaan air di perkotaan, meningkatkan

navigasi, menghasilkan tenaga hidroelektrik, menciptakan tempat rekreasi atau habitat untuk ikan dan

hewan lainnya, pencegahan banjir dan menahan pembuangan dari tempat industri seperti

pertambangan atau pabrik.

2.1.1 Komponen bendungan

Komponen bendungan terdiri dari (Tančev ,2005) :

1. Badan bendungan (body of dams)

Badan bendungan adalah tubuh bendungan yang berfungsi sebagai penghalang air. Bendungan

umumnya memiliki tujuan untuk menahan air, sedangkan struktur lain seperti pintu air atau tanggul

digunakan untuk mengelola atau mencegah aliran air ke dalam daerah tanah yang spesifik. Kekuatan

air memberikan listrik yang disimpan dalam pompa air dan ini dimanfaatkan untuk menyediakan listrik

bagi jutaan konsumen.

2. Pondasi (foundation)

Pondasi adalah bagian dari bendungan yang berfungsi untuk menjaga kokohnya bendungan.

3. Pintu air (gates)

Pintu air digunakan untuk mengatur, membuka dan menutup aliran air di saluran baik yang

terbuka maupun tertutup. Bagian yang penting dari pintu air adalah :

a. Daun pintu (gate leaf), adalah bagian dari pintu air yang menahan tekanan air dan dapat

digerakkan untuk membuka , mengatur dan menutup aliran air.

b. Rangka pengatur arah gerakan (guide frame), adalah alur dari baja atau besi yang dipasang

masuk ke dalam beton yang digunakan untuk menjaga agar gerakan dari daun pintu sesuai

dengan yang direncanakan.

Page 21: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

4

c. Angker (anchorage), adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan digunakan untuk

menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat memindahkan muatan dari pintu air ke

dalam konstruksi beton.

d. Hoist, adalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan ditutup dengan

mudah.

4. Bangunan pelimpah (spill way)

Bangunan Pelimpah (spill way) adalah bangunan beserta instalasinya untuk mengalirkan air

banjir yang masuk ke dalam waduk agar tidak membahayakan keamanan bendungan. Bagian-bagian

penting dari bangunan pelimpah :

a. Saluran pengarah dan pengatur aliran (control structures), digunakan untuk mengarahkan dan

mengatur aliran air agar kecepatan alirannya kecil tetapi debit airnya besar.

b. Saluran pengangkut debit air (saluran peluncur, chute, discharge carrier, flood way),

makin tinggi bendungan, makin besar perbedaan antara permukaan air tertinggi di dalam

waduk dengan permukaan air sungai di sebelah hilir bendungan. Apabila kemiringan saluran

pengangkut debit air dibuat kecil, maka ukurannya akan sangat panjang dan berakibat

bangunan menjadi mahal. Oleh karena itu, kemiringannya terpaksa dibuat besar, dengan

sendirinya disesuaikan dengan keadaan topografi setempat.

c. Bangunan peredam energy (energy dissipator), digunakan untuk menghilangkan atau setidak-

tidaknya mengurangi energi air agar tidak merusak tebing, jembatan, jalan, bangunan dan

instalasi lain di sebelah hilir bangunan pelimpah.

5. Kanal (canal)

Kanal (canal) digunakan untuk menampung limpahan air ketika curah hujan tinggi.

6. Reservoir

Reservoir digunakan untuk menampung/menerima limpahan air dari bendungan.

7. Stilling basin

Stilling basin memiliki fungsi yang sama dengan energy dissipater.

8. Katup (kelep, valves)

Katup (kelep, valves) fungsinya sama dengan pintu air biasa, hanya dapat menahan tekanan yang

lebih tinggi (pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan). Merupakan alat untuk membuka, mengatur

dan menutup aliran air dengan cara memutar, menggerakkan kea rah melintang atau memenjang di

dalam saluran airnya.

9. Drainage gallery

Drainage gallery digunakan sebagai alat pembangkit listrik pada bendungan.

2.1.2 Fungsi Bendungan

Fungsi bendungan adalah sebagai berikut (Tančev,2005):

1. Pembangkit listrik tenaga air. Banyak negara memiliki sungai dengan aliran air yang memadai,

yang dapat dibendung dan dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik.

2. Untuk Menstabilkan aliran air/irigasi: Bendungan sering digunakan untuk mengontrol dan

menstabilkan aliran air, untuk pertanian tujuan dan irigasi. Mereka dapat membantu menstabilkan

atau mengembalikan tingkat air danau dan laut pedalaman. Mereka menyimpan air untuk minum

dan kebutuhan manusia secara langsung.

Page 22: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

5

3. Untuk Pencegahan banjir: Bendungan diciptakan untuk pengendalian banjir.

4. Untuk Reklamasi: Bendungan (sering disebut tanggul-tanggul atau tanggul) digunakan untuk

mencegah masuknya air ke suatu daerah yang seharusnya dapat tenggelam, sehingga para

reklamasi untuk digunakan oleh manusia.

5. Untuk Air pengalihan: Bendungan yang digunakan untuk tujuan hiburan.

2.2 Analisis Kestabilan Bendungan Tipe Urugan (Embankment)

Menurut Pangular (1985) analisis kestabilan bendungan tipe urugan memiliki cara yang sama

dengan analisis kestabilan lereng. Analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar

dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, komputasi dan grafik.

Analisis kestabilan lereng dengan cara pengamatan visual adalah cara dengan mengamati

langsung di lapangan dengan membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan

bergerak dan yang tidak, cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan

pengalaman dilapangan. Akan tetapi cara ini dinilai kurang teliti, karena tergantung dari pengalaman

seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan dan dilakukan dengan

memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng.

Cara komputasi dilakukan dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop,

Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung faktor keamanan

lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci utama gerakan tanah

adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi: (a) tak terdrainase, (b) efektif untuk beberapa kasus

pembebanan, (c) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan

kedalaman, (d) berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air (sejalan dengan waktu) atau

terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan air tanah. Dalam menghitung besar

faktor keamanan lereng dalam analisis lereng tanah melalui metoda sayatan, hanya longsoran yang

mempunyai bidang gelincir saya yang dapat dihitung.

Cara grafik dilakukan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu,

Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur sederhana.

Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan penggunaan rumus (cara

komputasi). Stereonet, misalnya diagram jaring Schmidt (Schmidt Net Diagram) dapat menjelaskan

arah longsoran atau runtuhan batuan dengan cara mengukur strike/dip kekar-kekar (joints) dan

strike/dip lapisan batuan.

Menurut Sowers (1975), tipe longsoran terbagi kedalam 3 bagian berdasarkan kepada posisi

bidang gelincirnya, yaitu longsoran kaki lereng (toe failure), longsoran muka lereng (face failure), dan

longsoran dasar lereng (base failure). Longsoran kaki lereng umumnya terjadi pada lereng yang relatif

agak curam (>450) dan tanah penyusunnya relatif mempunyai nilai sudut geser dalam yang besar

(>300). Longsoran muka lereng biasa terjadi pada lereng yang mempunyai lapisan keras (hard layer),

dimana ketinggian lapisan keras ini melebihi ketinggian kaki lerengnya, sehingga lapisan lunak yang

berada di atas lapisan keras berbahaya untuk longsor. Longsoran dasar lereng biasa terjadi pada lereng

yang tersusun oleh tanah lempung, atau bisa juga terjadi pada lereng yang tersusun oleh beberapa

lapisan lunak (soft seams).

Page 23: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

6

2.2.1 Metode Fellenius

Ada beberapa metode komputasi untuk menganalisis kestabilan lereng, yang paling umum

digunakan ialah metode irisan yang dicetuskan oleh Fellenius (1939) dalam Baker (1978). Metode ini

banyak digunakan untuk menganalisis kestabilan lereng yang tersusun oleh tanah, dan bidang

gelincirnya berbentuk busur (arc-failure).

Perhitungan stabilitas lereng dengan metode Fellenius dilakukan dengan membagi massa

longsoran menjadi segmen-segmen seperti contoh pada Gambar 1. Dimana Wi adalah berat segmen

tanah (kN/m),li adalah panjang busur lingkaran pada segmen yang dihitung (m), xi adalah jarak

horisontal dari pusat gelincir ke titik segmen (m), dan R adalah jari-jari lingkaran keruntuhan.

Gambar 1. Analisis kestabilan lereng menggunakan metode Fellenius

Untuk tanah kohesif (Ø=0), maka :

(1)

Dimana:

Cu = kuat geser tanah tak terdrainase

Ɵ = sudut antara bidang horizontal dengan garis kerja kohesi

L = panjang total busur gelincir

(2)

ω = sudut busur lingkaran gelincir

Untuk tanah c- Ø, maka:

(3)

Dimana :

C = kuat geser tanah

W = berat segmen tanah

Page 24: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

7

Metode Fellenius dapat digunakan pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non isotropis dan

berlapis-lapis. Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri atas beberapa elemen vertikal. Lebar

elemen dapat dambil tidak sama dan sedemikian sehingga lengkung busur di dasar elemen dapat

dianggap garis lurus.

Berat total tanah/ batuan pada suatu elemen (W) termasuk beban luar yang bekerja pada

permukaan lereng (Gambar 2a dan 2b) Wt, diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada

dasar elemen sehingga pengaruh gaya T dan E yang disamping elemen dapat diabaikan. Faktor

keamanan adalah perbandingan momen penahan longsor dan penyebab longsor. Pada gambar momen

tahanan geser pada bidang longsor adalah :

Mpenahan = R . r

(4)

Dimana :

R = gaya geser

r = jari-jari bidang longsor

Tahanan geser pada dasar tiap elemen adalah :

R = S . b = b (c’ + σ tan Φ’) (5)

Dimana :

b = lebar irisan

𝜎 = 𝑊𝑡 .cos 𝛼

𝑏 (6)

Momen penahan yang ada sebesar :

Mpenahan = r (c’b + Wt cos α tan Φ’)

(7)

Komponen tangensial Wt, yang bekerja sebagai penyebab longsoran yang menimbulkan momen

penyebab sebesar:

Mpenyebab = (Wt sin α) . r

(8)

Faktor keamanan dari lereng menjadi :

(9)

Page 25: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

8

Jika lereng terendam air atau jika muka air tanah diatas kaki lereng, maka tekanan air pori akan

bekerja pada dasar elemen yang ada di bawah air tesebut. Dalam hal ini tahanan geser harus

diperhitungkan yang efektif sedangkan gaya penyebabnya tetap diperhitungkan secara total, sehingga

rumus menjadi:

(10)

Dimana :

u = tegangan air pori di dasar bidang longsoran.

Persamaan di atas dapat dijelaskan dalam Gambar 2 :

(a) (b)

Gambar 2. (a) Model irisan pada lereng. (b) Penguraian gaya – gaya dalam metode Fellenius.

2.2.2 Metode Bishop

Metode ini pada dasarnya sama dengan metode Swedia, tetapi dengan memperhitungkan gaya-

gaya antar irisan yang ada. Metode Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran.

Pertama yang harus diketahui adalah geometri dari lereng dan juga titik pusat busur lingkaran bidang

luncur, serta letak rekahan. Untuk menentukan titik pusat busur lingkaran bidang luncur dan letak

rekahan pada longsoran busur dipergunakan grafik.

Metode Bishop yang disederhanakan merupakan metode yang sangat popular dalam analisis

kestabilan lereng dikarenakan perhitungannya yang sederhana, cepat dan memberikan hasil

perhitungan faktor keamanan yang cukup teliti. Kesalahan metode ini apabila dibandingkan dengan

metode lainnya yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan seperti metode Spencer atau metode

kesetimbangan batas umum, jarang lebih besar dari 5 %. Metode ini sangat cocok digunakan untuk

pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur lingkaran untuk mencari faktor

keamanan minimum.

Metode Bishop sendiri memperhitungkan komponen gaya gaya (horisontal dan vertikal) dengan

memperhatikan keseimbangan momen dari masing masing potongan, seperti pada Gambar 3 metode

ini dapat digunakan untuk menganalisa tegangan efektif.

Page 26: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

9

Gambar 3. Analisis stabilitas lereng menggunakan metode Bishop.

Faktor keamanan dari Metode Bishop :

Dimana:

W = berat segmen tanah

cb = kohesi tanah

Ɵ = sudut antara bidang horisontal dengan garis kerja kohesi

Φ = sudut gesek dalam

β = kemiringan lereng

Cara analisa Bishop (1955) dalam dalam Baker (1978) menggunakan cara elemen dimana gaya

yang bekerja pada tiap elemen ditunjukan pada gambar seperti pada Gambar 4. Persyaratan

keseimbangan diterapkan pada elemen yang membentuk lereng tersebut. Faktor keamanan terhadap

longsoran didefinisikan sebagai perbandingan kekuatan geser maksimum yang dimiliki tanah di bidang

longsor (Stersedia) dengan tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan (Sperlu).

Gambar 4. Penguraian gaya – gaya dalam metode Bishop.

(11)

Page 27: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

10

Dimana :

W = berat tanah dan beban di atasnya yang lain bila ada

N = N’ + ul

N = Gaya normal total

N’ = Gaya normal efektif

ul = Gaya akibat tekanan air pori

u = Tekanan air pori yang bekerja di dasar potongan sebesar W

FK =

1

𝑚 .𝑎 (𝑐 ′ 𝑏 + 𝑊 – 𝜇𝑏 tan Ɵ′)

𝑊 sin 𝛼

(12)

FK = 𝑆𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢

𝐵 . 𝑆𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑑𝑖𝑎

(13)

Bila kekuatan geser tanah adalah :

Stersedia = c’ + (σ – π) tan Ɵ’

= c’ + σ tan Ɵ’

(14)

maka tahanan geser yang diperlukan untuk keseimbangan adalah :

Sperlu = 1

𝐹𝐾 c’ + (σ – π) tan Ɵ’

(15)

Harga m.a dapat ditentukan dari Gambar 5 . Cara penyelesaiannya merupakan coba ulang (trial and

errors) harga faktor keamanan FK di ruas kiri persamaan faktor keamanan di atas, dengan

menggunakan Gambar 5 untuk mempercepat perhitungan.

Gambar 5. Harga m.a untuk persamaan Bishop.

Faktor keamanan menurut cara ini menjadi tidak sesuai dengan kenyataan, terlalu besar, bila sudut

negatif (-) di lereng paling bawah mendekati 300 . Kondisi ini bisa timbul bila lingkaran longsor sangat

Page 28: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

11

dalam atau pusat rotasi yang diandalkan berada dekat puncak lereng. Faktor keamanan yang didapat

dari cara Bishop ini lebih besar dari yang didapat dengan cara Fellenius.

2.2.3 Metode Janbu

- Metode ini digunakan untuk menganalisis lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur

lingkaran.

- Bidang longsor pada analisis metode janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada

massa batuan atau tanah.

- Cara lain yaitu dengan mengasumsikan suatu faktor keamanan tertentu yang tidak terlalu rendah.

Kemudian melakukan perhitungan beberapa kali untuk mendapatkan bidang longsor yang

memiliki faktor keamanan terendah.

Metode Janbu, untuk tanah berbutir kasar :

Qp = Ap (c . Nc’ + q’ . Nq’)

(16)

Dimana :

c = kohesi tanah (kN/m2)

Nc’, Nq’ = faktor daya dukung ujung tiang berdasarkan tabel Janbu

untuk memudahkan mencari Nc’ dan Nq’ dapat menggunakan grafik pada Gambar 6. Janbu (1945)

dalam Baker (1978) mengembangkan suatu cara analisa kemantapan lereng yang dapat diterapkan

untuk semua bentuk bidang longsor (Gambar 7 dan 8)

Gambar 6. Faktor daya dukung izin dengan sudut geser dalam.

Page 29: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

12

Gambar 7. Analisa kemantapan lereng Janbu.

Gambar 8. Sistem gaya pada suatu elemen menurut cara Janbu.

Keadaan keseimbangan untuk setiap elemen dan seluruh massa yang longsor mengikuti persamaan di

bawah ini:

Ʃ S sin α + N cos α = Ʃ ∆ W, dimana Ʃ ∆ T = 0

(17)

Ʃ ( -S cos α + N sin α ) = -Q dimana Ʃ ∆ E + Q = 0

(18)

Kriteria kemantapan lereng menggunakan rumus yang terakhir. Berdasarkan kriteria keruntuhan

Coloumb, faktor keamanan dapat dikutip dengan rumus :

(19)

Dimana :

α = cos 2 α ( 1 + tan α tan Ɵ/F )

Page 30: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

13

Dari kondisi momen keseimbangan diperoleh :

T = -tan α E

EX = 𝐸 𝑛~

Keadaan keseimbangan setiap potongan menghasilkan :

Tx = -tan αt (𝐵 −𝐴

𝐹)𝑛

0

Cara perhitungan :

Pada rumus yang dipakai terdapat besaran t yang tidak diketahui apabila kondisi tegangan tidak

diketahui. Meskipun demikian dengan membuat asumsi kedudukan gaya yang bekerja, harga yang

cukup teliti dari Tx dapat diperoleh dari rumus. Harga To dan Fo dihitung untuk kondisi t = 0 , dari

harga To dapat diperoleh d To/dx dan apabila disubtitusi ke rumus akan diperoleh harga TI dan FI dan

harga seterusnya.

2.3 Gempa Bumi

Menurut Chopra (1995) Gempa bumi adalah suatu peristiwa alam dimana terjadi getaran pada

permukaan bumi akibat adanya pelepasan energi secara tiba-tiba dari pusat gempa. Energi yang

dilepaskan tersebut merambat melalui tanah dalam bentuk gelombang getaran. Gelombang getaran

yang sampai ke permukaan bumi disebut gempa bumi.

2.3.1 Penyebab Terjadinya Gempa

Banyak teori yang telah dikemukan mengenai penyebab terjadinya gempa bumi. Sebab-sebab

terjadinya gempa adalah sebagai berikut (Chopra ,1995):

1. Runtuhnya gua-gua besar yang berada di bawah permukaan tanah. Namun, kenyataannya

keruntuhan yang menyebabkan terjadinya gempa bumi tidak pernah terjadi.

2. Tabrakan meteor pada permukaan bumi. Bumi merupakan salah satu planet yang ada dalam

susunan tata surya. Dalam tata surya kita terdapat ribuan meteor atau batuan yang bertebaran

mengelilingi orbit bumi. Sewaktu-waktu meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-

kadang sampai ke permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran bumi

jika massa meteor cukup besar. Getaran ini disebut gempa jatuhan, namun gempa ini jarang

sekali terjadi. Kejadian ini sangat jarang terjadi dan pengaruhnya juga tidak terlalu besar.

3. Letusan gunung berapi. Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa

terjadi sebelum gunung api meletus. Gempa bumi jenis ini disebut gempa vulkanik dan jarang

terjadi bila dibandingkan dengan gempa tektonik. Ketika gunung berapi meletus maka getaran

dan goncangan letusannya bisa terasa sampai dengan sejauh 20 mil. Sejarah mencatat, di

Indonesia pernah terjadi letusan gunung berapi yang sangat dahsyat pada tahun 1883 yaitu

meletusnya Gunung Krakatau yang berada di Jawa barat. Letusan ini menyebabkan

goncangan dan bunyi yang terdengar sampai sejauh 5000 Km. Letusan tersebut juga

Page 31: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

14

menyebabkan adanya gelombang pasang “Tsunami” setinggi 36 meter dilautan dan letusan ini

memakan korban jiwa sekitar 36.000 orang. Gempa ini merupakan gempa mikro sampai

menengah, gempa ini umumnya berkekuatan kurang dari 4 skala Richter.

4. Kegiatan tektonik. Semua gempa bumi yang memiliki efek yang cukup besar berasal dari

kegiatan tektonik. Gaya-gaya tektonik biasa disebabkan oleh proses pembentukan gunung,

pembentukan patahan, gerakan-gerakan patahan lempeng bumi, dan tarikan atau tekanan

bagian-bagian benua yang besar. Gempa ini merupakan gempa yang umumnya berkekuatan

lebih dari 5 skala Richter.

Dari berbagai teori yang telah dikemukakan, maka teori lempeng tektonik inilah yang dianggap

paling tepat. Teori ini menyatakan bahwa bumi diselimuti oleh beberapa lempeng kaku keras (lapisan

litosfer) yang berada di atas lapisan yang lebih lunak dari litosfer dan lempemg-lempeng tersebut terus

bergerak dengan kecepatan 8 km per tahun sampai 12 km per tahun. Pergerakan lempengan-

lempengan tektonik ini menyebabkan terjadinya penimbunan energi secara perlahan-lahan. Gempa

tektonik kemudian terjadi karena adanya pelepasan energi yang telah lama tertimbun tersebut.

Daerah yang paling rawan gempa umumnya berada pada pertemuan lempeng-lempeng tersebut.

Pertemuan dua buah lempeng tektonik akan menyebabkan pergeseran relatif pada batas lempeng

tersebut, yaitu:

1. Subduction, yaitu peristiwa dimana salah satu lempeng mengalah dan dipaksa turun ke

bawah. Peristiwa inilah yang paling banyak menyebabkan gempa bumi.

2. Extrusion, yaitu penarikan satu lempeng terhadap lempeng yang lain.

3. Transcursion, yaitu terjadi gerakan vertikal satu lempeng terhadap yang lainnya.

4. Accretion, yaitu tabrakan lambat yang terjadi antara lempeng lautan dan lempeng benua.

2.3.2 Parameter Dasar Gempa Bumi

Beberapa parameter dasar gempa bumi (Chopra,1995), yaitu:

1. Hypocenter, yaitu tempat terjadinya gempa atau pergeseran tanah di dalam bumi.

2. Epicenter, yaitu titik yang diproyeksikan tepat berada di atas hypocenter pada permukaan

bumi.

3. Bedrock, yaitu tanah keras tempat mulai bekerjanya gaya gempa.

4. Ground acceleration, yaitu percepatan pada permukaan bumi akibat gempa bumi.

5. Amplification factor, yaitu faktor pembesaran percepatan gempa yang terjadi pada permukaan

tanah akibat jenis tanah tertentu.

Skala gempa, yaitu suatu ukuran kekuatan gempa yang dapat diukur dengan secara kuantitatif

dan kualitatif. Pengukuran kekuatan gempa secara kuantitatif dilakukan pengukuran dengan skala

Richter yang umumnya dikenal sebagai pengukuran magnitudo gempa bumi. Magnitudo gempa bumi

adalah ukuran mutlak yang dikeluarkan oleh pusat gempa. Pendapat ini pertama kali dikemukakan

oleh Richter dengan besar antara 0 sampai 9. Selama ini gempa terbesar tercatat sebesar 8,9 skala

Richter terjadi di Columbia tahun 1906. Pengukuran kekuatan gempa secara kualitatif yaitu dengan

Page 32: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

15

melihat besarnya kerusakan yang diakibatkan oleh gempa. Kerusakan tersebut dapat dikatakan sebagai

intensitas gempa bumi.

2.3.3 Jenis – jenis gelombang gempa

Gelombang gempa (seismic waves) adalah gelombang-gelombang yang menjalar di bumi,

biasanya dihasilkan oleh gempa tektonik. Walaupun bisa juga gelombang ini muncul karena ledakan

buatan, misalnya akibat percobaan bom nuklir bawah tanah. Secara umum gelombang gempa

dikategorikan menjadi Body Wave dan Survace Wave (Tim pembina olimpiade kebumian

Indonesia,2010).

1. Body Wave

Body Wave adalah gelombang yang merambat di interior bumi. Terdiri atas :

a. P-Wave/Compressional Wave/Gelombang primer, yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

Gambar 9. Ilustrasi Gelombang P-Wave/Compressional Wave/Gelombang primer

- Gelombang longitudinal (arah gerak partikel searah dengan arah rambatan).

- Kecepatan 330 m/det di udara, 1450 m/det di air, dan sekitar 5000m/det di granit.

- Bisa merambat di segala jenis medium (padat,cair dan gas).

- Relatif paling kecil dampak kerusakaannya dibandingkan dengan S-Wave dan Surface Wave

yang sangat merusak.

- Amplitudo kecil.

b. S-Wave/Shear Wave/Gelombang sekunder, yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

Gambar 10. Ilustrasi gelombang S-Wave/Shear Wave/Gelombang sekunder.

Page 33: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

16

- Gelombang transversal (arah gerak partikel tegak lurus dengan arah rambatan).

- Kecepatan 60% dari P-Wave.

- Hanya bisa merambat di medium padat saja.

- Efek merusak lebih besar dari P-Wave.

- Amplitudo lebih besar dai P-Wave.

2. Surface Wave

Surface Wave adalah gelombang yang merambat di sepanjang permukaan bumi. Terdiri atas:

a. Love Wave

Gambar 11. Ilustrasi Love Wave.

- Gelombang transversal (arah gerak partikel tegak lurus dengan arah rambatan).

- Kecepatan 70% dari S-Wave.

- Paling merusak, terutama di daerah dekat episentrum.

- Getaran yang dirasakan manusia pertama kali.

- Ditemukan oleh A.E.H Love pada 1911.

b. Rayleigh Wave

Gambar 12. Ilustrasi Rayleigh Wave.

- Gerakan eliptik retrograde/ “ground rolling” (tanah memutar ke belakang tapi secara umum

gelombangnya merambat ke depan, analog dengan gelombang laut).

- Sedikit lebih cepat dari Love Wave (90% dari kecepatan S-Wave).

- Ditemukan oleh Lord Rayleigh pada 1885.

Page 34: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

17

2.3.4 Pengaruh Gempa terhadap Bangunan

Menurut Agus (2002) gempa mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap bangunan

sehingga harus diperhitungkan dengan benar dalam perencanaan struktur tahan gempa dengan tingkat

keamanan yang dapat diterima. Kekuatan dari gerakan tanah akibat gempa bumi pada beberapa tempat

disebut intensitas gempa. Komponen-komponen dari gerakan tanah yang dicatat oleh alat pencatat

gempa accelerograph untuk respons struktur adalah amplitudo, frekuensi, dan durasi. Selama terjadi

gempa terdapat satu atau lebih puncak gerakan. Puncak ini merupakan efek maksimum dari gempa.

Selama terjadi gempa, bangunan mengalami perpindahan vertikal dan horizontal. Gaya gempa

dalam arah vertikal hanya sedikit mengubah gaya gravitasi yang bekerja pada struktur yang umumnya

direncanakan terhadap gaya vertikal dengan faktor keamanan yang cukup tinggi. Oleh sebab itu,

struktur jarang runtuh akibat gaya gempa vertikal. Sebaliknya gaya gempa horizontal bekerja pada

titik-titik yang lemah pada struktur yang tidak cukup kuat dan akan menyebabkan keruntuhan. Oleh

karena itu, perancangan struktur tahan gempa adalah meningkatkan kekuatan struktur terhadap gaya

horizontal yang umumnya tidak cukup.

Gerakan permukaan bumi menimbulkan gaya inersia pada struktur bangunan karena adanya

kecenderungn massa bangunan (struktur) untuk mempertahankan dirinya. Besarnya gaya inersia

mendatar (F) tergantung dari massa bangunan (m), percepatan permukaan a dan sifat struktur. Apabila

bangunan dan pondasinya kaku, maka menurut hukum kedua Newton, percepatan yang ditimbulkan

oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik

dengan massa benda. Akan tetapi dalam kenyataannya tidaklah demikian, karena semua struktur

tidaklah benar-benar sebagai massa yang kaku tetapi fleksibel. Suatu bangunan bertingkat banyak

dapat bergetar dengan berbagai bentuk karena gaya gempa yang dapat menyebabkan lantai pada

berbagai tingkat mempunyai percepatan dalam arah yang berbeda-beda.

2.3.5 Tingkat Layanan

Perencanaan struktur atau bangunan yang baik mempunyai ketahanan terhadap gempa dengan

tingkat keamanan yang memadai, struktur harus dirancang dapat memikul gaya gempa atau gaya

horizontal. Struktur harus mempunyai tingkat layanan akibat gaya gempa yang terdiri dari

(Agus,2002):

1. Serviceability

Serviceability diperhitungkan jika gempa dengan intensitas percepatan tanah yang kecil dalam

waktu ulang yang besar mengenai suatu struktur, disyaratkan tidak mengganggu fungsi bangunan

seperti aktivitas normal di dalam bangunan dan perlengkapan yang ada. Dengan kata lain, tidak

dibenarkan terjadi kerusakan pada struktur baik pada komponen struktur maupun elemen non-struktur

yng ada. Dalam perencanaan harus diperhatikan kontrol dan batas simpangan (drift) yang terjadi

semasa gempa, serta menjamin kekuatan yang cukup bagi komponen struktur untuk menahan gaya

gempa yang terjadi dan diharapkan struktur masih berperilaku elastik.

2. Kontrol kerusakan (damage control)

Kontrol kerusakan dilakukan jika struktur dikenai gempa dengan waktu ulang sesuai dengan

umur rencana bangunan, maka struktur direncanakan untuk dapat menahan gempa ringan tanpa terjadi

kerusakan pada komponen struktur ataupun non-struktur, dan diharapkan struktur masih dalam batas

elastis.

Page 35: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

18

3. Survival

Survival yang dimaksud adalah jika terjadi gempa kuat yang mungkin terjadi pada umur rencana

bangunan membebani suatu struktur, maka struktur tersebut direncanakan untuk dapat bertahan dengan

tingkat kerusakan yang besar tanpa mengalami keruntuhan (collapse). Tujuan utama dari keadaan

batas ini adalah untuk menyelamatkan jiwa manusia.

2.3.6 Sifat Struktur

Sifat dari struktur yang menjadi syarat utama perencanaan bangunan tahan gempa adalah sebagai

berikut (Agus,2002):

1. Kekuatan (strength)

Kekuatan dapat kita artikan sebagai ketahanan dari struktur atau komponen struktur atau bahan

yang digunakan terhadap beban yang membebaninya. Perencanaan kekuatan suatu struktur tergantung

pada maksud dan kegunaan struktur tersebut.

2. Daktilitas (ductility)

Kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara

berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa di atas beban gempa yang menyebabkan terjadinya

pelelehan pertama, sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur

gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan.

3. Kekakuan (stiffness)

Deformasi akibat gaya lateral perlu dihitung dan dikontrol. Perhitungan yang dilakukan

berhubungan dengan sifat kekakuan. Deformasi pada struktur dipengaruhi oleh besar beban yang

bekerja. Hubungan ini merupakan prinsip dasar dari mekanika struktur, yaitu sifat geometri dan

modulus elastisitas bahan. Kekakuan mempengaruhi besarnya simpangan pada saat terjadi gempa.

Simpangan (drift) dapat diartikan sebagai perpindahan lateral relatif antara dua tingkat bangunan yang

berdekatan atau dapat dikatakan simpangan mendatar tiap-tiap tingkat bangunan. Simpangan lateral

dari suatu sistem struktur akibat beban gempa perlu ditinjau untuk menjamin kestabilan struktur,

keutuhan secara arsitektural, potensi kerusakan komponen non-struktur, dan kenyamanan penghuni

gedung pada saat terjadi gempa. Selain itu, besarnya simpangan dibatasi untuk mengurangi efek P-

delta. Besarnya simpangan yang diperbolehkan diatur dalam peraturan perencanaan bangunan.

2.3.7 Metode Analisis Gaya Gempa

Metode analisis gempa yang digunakan untuk merencanakan bangunan tahan gempa dapat

diklasifikasikan menjadi dua, yaitu analisis statik dan analisis dinamik (Chopra,1995). Dalam

menganalisis perilaku struktur yang mengalami gaya gempa, semakin teliti analisis dilakukan,

perencanaannya semakin ekonomis dan dapat diandalkan. Untuk bangunan satu tingkat dapat

direncanakan hanya dengan menetapkan besarnya beban lateral yang dapat ditahan elemen struktur

dan dengan mengikuti ketentuan-ketentuan dalam peraturan.

Untuk bangunan berukuran sedang, prosedur analisis dapat dilakukan dengan metode analisis

statik sesuai dengan prosedur yang ditentukan dalam peraturan. Untuk bangunan yang besar dan

mempunyai nilai kepentingan yang besar harus menggunakan metode analisis dinamik. Selain itu,

analisis dinamik juga harus dilkakukan untuk struktur yang mempunyai kekakuan atau massa yang

berbeda-beda tiap tingkatnya.

Page 36: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

19

Pemilihan metode analisis antara analisis statik dan dinamik umumnya ditentukan dalam

peraturan perencanan yang berlaku. Pemilihan metode analisis tergantung pada bangunan tersebut

apakah termasuk struktur gedung beraturan atau tidak beraturan. Jika suatu bangunan termasuk

struktur bangunan beraturan yang didefinisikan dalam peraturan perencanan, maka analisis gempa

dilakukan dengan analisis statik. Sebaliknya, jika suatu struktur termasuk struktur bangunan tidak

beraturan, maka analisis gempa dilakukan dengan cara dinamik.

2.3.7.1 Analisis Statik

Analisis statik dapat kita bagi menjadi dua jenis yaitu (Chopra,1995):

1. Analisis statik linear

Analisis statik nonlinear dapat digunakan untuk berbagai tujuan, di antaranya yaitu untuk

menganalisis struktur yang mempunyai material dan geometri yang tidak linear, untuk membentuk

kekakuan P-delta setelah analisis linear, untuk memeriksa konstruksi dengan perilaku material yang

bergantung pada waktu, untuk melakukan analisis beban dorong statik dan lain-lain. Analisa beban

dorong statik merupakan prosedur analisa untuk mengetahui perilaku keruntuhan suatu terhadap

gempa.

2. Analisis statik nonlinear

Analisis statik nonlinear secara langsung menghitung redistribusi gaya-gaya dan deformasi yang

terjadi pada struktur ketika mengalami respons inelastis. Oleh karena itu, analisis statik nonlinear lebih

akurat daripada analisis statik linear. Namun, analisis statik nonlinear tidak dapat digunakan untuk

menganalisis respons struktur bangunan tinggi yang fleksibel. Untuk itu, prosedur analisis dinamik

nonlinear harus dilakukan untuk bangunan tinggi atau bangunan dengan ketidakteraturan dalam arah

vertikal yang cukup besar.

2.3.7.2 Analisis Dinamik

Menurut Chopra (1995) gaya lateral yang bekerja pada struktur selama terjadi gempa tidak dapat

dievaluasi secara akurat oleh metode analisis statik. Analisis dinamik dipakai untuk memperoleh hasil

evaluasi yang lebih akurat dari gaya gempa dan perilaku struktur. Struktur yang didesain secara statik

dapat ditentukan apakah struktur tersebut cukup aman berdasarkan hasil responsnya dengan analisis

dinamik. Jika dari hasil respons tersebut struktur dinyatakan tidak aman, desain struktur tersebut harus

dimodifikasi agar memenuhi syarat struktur tahan gempa. Proses perencanaan bangunan tahan gempa

dapat dilihat pada Gambar 13. Analisis dinamik dapat kita bagi menjadi dua jenis yaitu:

1. Analisis dinamik linear

Respons elastis dari suatu struktur akibat gaya gempa dapat ditentukan dengan analisis model.

Riwayat waktu dari respons tiap ragam karakteristik harus diperoleh terlebih dahulu dan kemudian

dijumlahkan untuk memperoleh respons riwayat waktu dari kumpulan massa dengan sistem “n” derajat

kebebasan. Prosedur ini dinamakan analisis riwayat waktu. Analisis respons dinamik riwayat waktu

linear adalah suatu cara analisis untuk menentukan riwayat respons dinamik struktur gedung 3 dimensi

yang berperilaku elastik penuh terhadap gerakan tanah akibat gempa rencana pada taraf pembebanan

gempa nominal sebagai data masukan dimana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung

dengan metode integrasi langsung atau dapat juga melalui metode analisis ragam.

Page 37: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

20

Analisis riwayat waktu tidak selamanya diperlukan karena sering kali hanya nilai maksimum

respons yang diperlukan untuk perencanaan gempa. Dalam hal ini, nilai maksimum dari respons tiap

ragam diperoleh dari desain spektra dan ditambahkan untuk menentukan respons maksimum dari

keseluruhan sistem. Prosedur ini dinamakan analisis ragam spektrum respons. Analisis ragam

spektrum respons adalah suatu cara analisis untuk menentukan respons dinamik struktur gedung

beraturan 3 dimensi yang berperilaku secara elastik penuh terhadap pengaruh suatu gempa dimana

respons dinamik total struktur gedung tersebut didapat sebagai hasil superposisi dari respons dinamik

maksimum masing-masing ragamnya yang didapat melalui spectrum respons gempa rencana. Namun,

metode ini tidak dapat digunakan jika ada ragam dimana periode getaran translasional atau torsional

mendekati nilai periode alami. Dalam hal ini, harus digunakan integrasi langsung dari persaman

geraknya.

2. Analisis dinamik nonlinear

Gaya gempa rencana, gaya dalam, dan perpindahan (displacement) dari sistem yang

menggunakan prosedur analisis dinamik nonlinear ditentukan dengan analisis respons dinamik

inelastis. Dengan analisis dinamik nonlinear, displacement yang direncanakan tidak ditentukan dengan

target displacement tetapi ditentukan secara langsung melalui analisis dinamik dengan riwayat gerakan

tanah (ground-motion histories). Analisis ini sangat dipengaruhi oleh terhadap asumsi dalam

pemodelan dan gerakan tanah yang mewakilinya.

Analisis dinamik nonlinear mempunyai dasar-dasar, pendekatan dalam pemodelan, dan kriteria-

kriteria yang hampir sama dengan prosedur untuk analisis statik nonlinear. Perbedaan utamanya yaitu

perhitungan respons untuk analisis dinamik nonlinear ini menggunakan analisis riwayat waktu.

Analisis respons dinamik riwayat waktu nonlinear adalah suatu cara analisis untuk menentukan

riwayat waktu respons dinamik struktur gedung 3 dimensi yang berperilaku elastik penuh (linear)

maupun elastoplastis (nonlinear) terhadap gerakan tanah akibat gempa rencana sebagai data masukan

dimana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metode integrasi langsung.

Gambar 13. Proses perencanaan bangunan tahan gempa.

Page 38: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

21

2.4 Geo Studio 2007

Geo Studio Office adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan geoteknik dan geo lingkungan.

Software ini melingkupi SLOPE/W, SEEP/W, SIGMA/W,QUAKE/W,TEMP/W, dan CTRAN/W yang

sifatnya terintegrasi sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke produk

yang lain. Fitur ini cukup unik dan memberikan fleksibilitas untuk digunakan dalam menyeselasikan

berbagai macam permasalahan geo teknik dan geo lingkungan.

SLOPE/W merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan tanah dan

kemiringan batuan. Dengan SLOPE/W dapat dilakukan analisis masalah baik secara sederhana maupun

kompleks dengan menggunakan salah satu dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagai

permukaan yang miring, kondisi tekan pori air, sifat tanah dan beban terkonsentrasi. Selain itu dapat

juga digunakan elemen tekan pori air yang terbatas, tegangan statis atau tegangan dinamik pada

analisis kestabilan lereng serta dapat juga dikombinasikan dengan analisis probabilistik.

SEEP/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis rembesan air tanah,

masalah kelebihan disipasi tekanan pori air. Dengan SEEP/W dapat dipertimbangkan analisis mulai

dari masalah tingkat kejenuhan yang tetap sampai yang tidak jenuh tergantung dari masalah itu terjadi.

SIGMA/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis tekanan geoteknik dan

masalah masalah deformasi. Dengan SIGMA/W dapat dipertimbangkan analisis mulai dari masalah

deformasi sederhana hingga masalah tekanan efektif lanjutan secara bertahap dengan menggunakan

model konstitutif tanah seperti linear-elastis, anisotropik linier-elastik, nonlinier-elastis (hiperbolik),

elastis-plastik atau Cam-clay.

QUAKE/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis gerakan dinamis dari

struktur bumi hingga menyebabkan gempa bumi. QUAKE/W sangat cocok sekali untuk menganalisis

perilaku dinamis dari bendungan timbunan tanah, tanah dan kemiringan batuan, daerah di sekitar tanah

horizontal dengan potensi tekanan pori-air yang berlebih akibat gempa bumi.

TEMP/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis masalah panas bumi.

Software ini dapat menganalisis masalah konduksi tingkat panas yang tetap. Pengguna dapat

mengontrol tingkat di mana panas diserap atau dibebaskan selama fase perubahan. Kondisi batas

termal dapat ditentukan dari memasukan data iklim dan kondisi batas disediakan untuk thermosyphons

dan pipa pembekuan.

CTRAN/W adalah salah satu software yang dalam penggunaannya berhubungan dengan SEEP/W

untuk pemodelan transformasi kontaminasi. CTRAN/W dapat menganalisa masalah yang sederhana

seperti pergerakan partikel dalam gerakan air atau serumit menganalisis proses yang melibatkan difusi,

dispersi, adsorpsi, peluruhan radioaktif dan perbedaan massa jenis.

VADOSE/W adalah salah satu software yang berhubungan dengan lingkungan, permukaan tanah,

zona vadose dan daerah air tanah lokal. Software ini dapat menganalisa masalah batas fluks seperti:

1. Rancangan dan memonitor performa satu atau lebih lapisan yang menutupi

tambang dan fasilitas limbah rumah.

2. Menentukan iklim yang mengontrol distribusi tekanan pori-air pada lereng untuk digunakan

dalam analisis stabilitas

3. Menentukan infiltrasi, evaporasi dn transpirasi dari proyek-proyek pertanian atau irigasi

Page 39: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

22

2.5 Structure Analysis Program (SAP) 2000

Program SAP2000 merupakan pengembangan program SAP yang dibuat oleh Prof. Edward L.

Wilson dari University of California at Berkeley,US sekitar tahun 1970. Untuk melayani keperluan

komersial dari program SAP, pada tahun 1975 dibentuk perusahaan Computer & Structure, Inc.

dipimpin oleh Ashraf Habirullah, di mana perusahaan tersebut sampai saat ini masih tetap eksis dan

berkembang.

Sebagai program komputer analisa struktur yang dikembangkan cukup lama dari lingkungan

universitas di mana source code pada awal mulanya dapat dipelajari, program SAP menjadi cikal bakal

program-program analisa struktur lain di dunia. Dengan reputasi lebih dari 30 tahun, program SAP

dikenal secara luas dalam komunitas rekayasa, khususnya di bidang teknik sipil.

Dalam bukunya yang berjudul “SAP-A General Structural Analysis Program” dijelaskan bahwa

program SAP mula-mula dikembangkan dalam versi main-frame. Sekitar tahun 1980 dibuat versi PC-

nya, yaitu SAP80, dan tahun 1990 dengan versi SAP90, semuanya dalam sistem operasi DOS. Ciri-ciri

keduanya adalah menggunakan file sebagai cara untuk memasukan input data dalam

mengoperasikannya. Ketika PC beralih dari sistem operasi DOS (teks) ke sistem operasi windows

(grafis), versi SAP2000 dikeluarkan. Saat ini, versi SAP2000 terakhir adalah v 15.0 Versi ini cukup

canggih, karena dapat digunakan untuk melakukan analisa non-linear (deformasi besar, gap/kontak),

jkabel, beban ledak, tahapan konstruksi, dan sebagainya.

2.6 Peraturan Kegempaan

Peraturan mengenai kegempaan yang masih digunakan saat ini sebagai standar yang dijadikan

acuan untuk perencanaan bangunan tahan gempa yaitu SNI 1726 2002 dan rancangan SNI 1726 2010

untuk periode ulang 500 tahun. Selain mengacu pada kedua standar tersebut, untuk analisis bendungan

tipe urugan ini digunakan juga pedoman konstruksi dan bangunan yang dikeluarkan oleh Departemen

Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat beban

gempa (Pd T-14-2004-A) untuk periode ulang 50 dan 100 tahun.

Page 40: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

23

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan selama 3 bulan dari Maret 2012 hingga Mei 2012, bertempat di PT Krakatau

Tirta Industri dengan objek observasi Bendungan Krenceng, Cilegon, Provinsi Banten. Bendungan

Krenceng terletak di desa Masigit, kecamatan Ciwandan. Bendungan Krenceng mempunyai kapasitas

tampung sekitar 5.000.000 m3 pada elevasi muka air normal + 22,50 m. Tinggi bendungan maksimum

± 17 m dari dasar sungai dengan panjang puncak ± 1000 m. Lokasi bendungan dapat dilihat pada

Gambar 14.

Gambar 14. Lokasi Bendungan Krenceng, Cilegon, Banten, Jawa Barat.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah sebagai berikut:

1. Data sekunder berupa data tanah dan tinggi muka air maksimal pada bendungan Krenceng milik

PT. Krakatau Tirta Industri.

2. Komputer Intel (R) Core i5 @2.30 GHz dengan RAM sebesar 4.00 GB DDR3.

3. Program Geo Studio 2007.

4. Program SAP2000.

Page 41: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

24

5. Peraturan yang berlaku di Indonesia terkait dengan struktur bendungan :

- Pedoman Konstruksi dan Bangunan Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang

Analisis Stabilitas Bendungan Tipe Urugan Akibat Beban Gempa (pd. T-14-2004-A).

6. Peraturan yang berlaku di Indonesia terkait dengan bangunan tahan gempa :

a. SNI-1726-2002

b. RSNI-1726-2010

3.3 Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan, antara lain:

1. Pengumpulan dan pemilahan data.

2. Proses analisis struktur bendungan dengan program Geo Studio 2007 dan SAP 2000.

3.4 Tahapan Pelaksanaan

Penelitian dilakukan melalui dua tahapan, diantaranya adalah tahap pengumpulan data dan tahap

analisis. Pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data terkait yang akan digunakan pada

proses analisis. Data yang dibutuhkan dalam analisis struktur bendungan merupakan data sekunder

yang dimiliki oleh PT. Krakatau Tirta Industri. Data tersebut mencakup gambar struktur, data kapasitas

waduk dan data material bendungan. Rincian data material pada bendungan dapat dilihat pada

Tabel 1.

Tabel 1. Data material pada Bendungan Krenceng.

Data Tanah Bendungan Tanah Dasar Toe Drain

Jenis Material Lempung Pasir Lanauan Tufa Pumis Pasiran Batu

Satuan Berat (kN/m3) 18,7 24,525 21,582

Kohesi (kPa)

10 10 0

Sudut Geser Dalam 20o 35

o 30

o

Sumber: Data sekunder dari PT.Krakatau Tirta Industri.

Analisis struktur bendungan Krenceng dilakukan menggunakan bantuan dua software analisis

struktur yakni Geo Studio 2007 dan SAP2000, adapun untuk bantuan pengolahan data digunakan

program Microsoft Excel dan AutoCad 2010. Pada analisis bendungan dengan software Geo-Studio

2007 menggunakan beberapa fitur yang disediakan dalam paket analisis ini, yaitu SLOPE/W (untuk

analisis stabilitas bendungan), SIGMA/W (untuk analisis gaya dalam bendungan dan membuat kondisi

pore water pressure awal), dan QUAKE/W (untuk analisis stabilitas bendungan dengan penambahan

beban gempa). Sedangkan software SAP2000 digunakan untuk membuat respon spektrum gempa

Page 42: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

25

berdasarkan SNI-1726-2002 dan RSNI-1726-2010 yang akan diinputkan ke QUAKE/W. Diagram alir

tahapan analisis dapat dilihat pada lampiran 1.

Berikut adalah tahapan pelaksanaan analisis kestabilan bendungan :

1. Mempelajari site plan, data tanah pada tubuh bendungan dan tanah dasar serta gambar struktur

bangunan, sehingga dapat dipilih bagian yang kritis (nilai SPT rendah) untuk dianalisis.

2. Setelah mendapatkan bagian kritis bendungan yang mewakili semua profil bendungan yaitu pada

titik P10 (sebelah kiri spillway) dengan nilai SPT pada tubuh bendungan sebesar 9 dan pada tanah

dasar 50, P12 (sebelah kanan spillway) dengan nilai SPT pada tubuh bendugan sebesar 9 dan pada

tanah dasar 50, dan terakhir P30 dengan nilai SPT pada tubuh bendungan sebesar 6 dan pada tanah

dasar 50, dilanjutkan dengan menggambar ulang potongan gambar untuk bagian tersebut

menggunakan program Autocad 2010 (hal ini dikarenakan data digital tidak tersedia).

3. Melakukan pemodelan pada program Geo Studio 2007 berdasarkan hasil penggambaran ulang

menggunakan program Autocad 2010.

4. Melakukan pemodelan dan analisis stabilitas bendungan pada semua lokasi penelitian

menggunakan SLOPE/W pada program Geo-Studio 2007 dengan asumsi tubuh bending terdiri dari

tanah homogen tanpa perlindungan batuan, kondisi tinggi muka air yang baru dan tanpa beban

gempa. Sebelum dioperasikan harus ada penyesuaian asumsi analisis yang dilakukan. Salah satu

asumsi yang cukup penting adalah kondisi Pore Water Pressure (PWP), pada kasus ini kondisi

PWP diambil dari hasil analisis SIGMA/W dengan tipe analisis Insitu. Pilihan kondisi awal PWP

dipilih dari water table yang diinputkan secara manual dari data sekunder yang ada (Gambar 15).

Gambar 15. Pemilihan kondisi PWP untuk analisis SIGMA/W.

Selanjutnya untuk pemilihan material bendungan menggunakan material kategori berdasarkan

Total Stress Parameters, sedangkan material modelnya dipilih linear elastic. Hal ini disesuaikan

dengan ketersediaan data sekunder (Gambar 16).

Page 43: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

26

Gambar 16. Pengaturan material pada SIGMA/W.

Untuk analisis menggunakan SIGMA/W perlu dibuat boundary condition untuk menentukan letak

reservoir head, potential seepage, daerah zero pressure dan batas analisis untuk sumbu X dan Y

(Gambar 17).

Gambar 17. Pengaturan boundary condition pada SIGMA/W.

hasil analisis berupa perbedaan warna pada bendungan yang mengindikasikan perbedaan tegangan

yang dialami oleh masing-masing bagian bendungan. Setelah analisis SIGMA/W selesai, analisis

kestabilan lereng menggunakan SLOPE/W dapat dilanjutkan.

5. Pada analisis SLOPE/W tipe analisis yang dipilih menggunakan metode Bishop, Ordinary dan

Janbu (Gambar 18). Tipe analisis Bishop dipilih karena merupakan metode yang sangat populer

dalam analisis kestabilan lereng dikarenakan perhitungannya yang sederhana, cepat dan

memberikan hasil perhitungan faktor keamanan yang cukup teliti. Kesalahan metode ini apabila

dibandingkan dengan metode lainnya yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan seperti

Metode Spencer atau Metode Kesetimbangan Batas Umum, jarang lebih besar dari 5%. Metode ini

Page 44: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

27

sangat cocok digunakan untuk pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur

lingkaran untuk mencari faktor keamanan minimum.

Gambar 18. Pemilihan tipe analisis pada SLOPE/W.

Pengaturan kondisi Pore Water Pressure (PWP) diambil dari hasil analisis Geo Studio lainnya, dan

dipilih analisis SIGMA/W dengan tipe analisis insitu (Gambar 19).

Gambar 19. Pengaturan kondisi PWP awal pada SLOPE/W.

Page 45: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

28

Untuk pendugaan bidang longsor dilakukan penyesuaian arah pergerakan dari kanan ke kiri (sesuai

dengan asumsi diawal) dengan menggunakan metode Grid and Radius (Gambar 20).

Gambar 20. Pengaturan analisis bidang runtuh pada SLOPE/W.

Selanjutnya untuk pemilihan material bendungan menggunakan asumsi model material dengan

model Mohr – Coulomb (Gambar 21), hal ini disesuaikan dengan ketersediaan data sekunder.

Gambar 21. Pengaturan material model pada SLOPE/W.

Page 46: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

29

Nama material disesuaikan dengan tempat material itu digunakan dan dibedakan juga berdasarkan

warna (Gambar 22). Selanjutnya data tanah dimasukan sesuai dengan data yang tersedia.

Gambar 22. Pengaturan input data tanah pada SLOPE/W.

6. Setelah semua parameter dipenuhi maka hasil analisis kestabilan lereng menggunakan SLOPE/W

dapat dilihat melalui Contour. Hasil analisis yang dilihat berupa pendugaan bidang runtuh pada

bendungan dan safety factor-nya.

7. Analisis kestabilan lereng dengan penambahan beban gempa. Analisis tetap menggunakan

SLOPE/W sebagai parent analysis (analisis induk), akan tetapi karena fitur ini tidak

mengakomodasi untuk analisis displacement akibat beban gempa, maka digunakan fitur tambahan

yakni QUAKE/W sebagai sub analisis untuk menganalisa gaya, kondisi pore water pressure dan

displacement bendungan setelah diberikan beban gempa. Untuk analisis gempa dengan QUAKE/W

digunakan dua analisis ,yakni analisis statik dan dinamik. Analisis statik yang dilakukan mengacu

pada SNI-1726-2002 , RSNI-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A (periode ulang 50 dan 100 tahun).

Sedangkan untuk analisis dinamik mengacu pada SNI-1726-2002 dan RSNI-1726-2010. Walaupun

sama-sama menggunakan QUAKE/W dalam analisisnya,perbedaan analisis statik dan dinamik pada

GeoStudio 2007 terletak pada pemilihan tipe analisisnya. Analisis statik menggunakan Initial Static

sedangkan analisis dinamik menggunakan Equivalent Linear Dynamic. Selain itu yang

membedakan antara dua analisis ini adalah pengaturan waktu. Pada analisis statik, pengaturan

waktu tidak bisa diubah (0 detik). Pada analisis dinamik pengaturan waktu diatur durasinya selama

10 detik. Analisis dimulai terlebih dahulu dengan menghitung percepatan gempa yang akan

diberikan ke dalam pemodelan QUAKE/W sesuai dengan masing-masing peraturan gempa, setelah

mendapatkan percepatan gempa yang sesuai dengan parameter lokasi penelitian, analisis

dilanjutkan dengan memasukan nilai percepatan gempa ke dalam pemodelan.

8. Membuat respon spektrum dan analisis percepatan gempa maksimum menggunakan program

SAP2000 berdasarkan SNI-1726-2002. Nilai percepatan gempa didapat dengan menggunakan peta

Page 47: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

30

gempa pada SNI-1726-2002. Kota Cilegon sebagai kota lokasi penelitian terlebih dahulu

diidentifikasi masuk ke dalam wilayah gempa yang mana. Sesuai dengan peta gempa, kota Cilegon

masuk ke dalam wilayah 4 (Gambar 23). Setelah itu,dengan bantuan software SAP2000 dibuat

respon spektrum percepatan gempa untuk wilayah kota Cilegon (Gambar 24a). Karena SNI-1726-

2002 mengacu pada UBC 97 maka metode pembuatan respon spektrum juga disesuaikan

berdasarkan acuan yang sama. Untuk membuat respon spektrum berdasarkan UBC 97 dibutuhkan

nilai Ca dan Cv. Nilai Ca dan Cv diperoleh berdasarkan respon spektrum rencana untuk wilayah 4

yang ada pada SNI-1726-2002 (Gambar 24b).

Gambar 23. Peta zonasi gempa pada SNI-1726-2002 untuk periode ulang 500 tahun.

(a)

Page 48: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

31

(b)

Gambar 24. (a) Respon spektrum Kota Cilegon yang mengacu pada SNI-1726-2002. (b) Respon

spektrum rencana untuk wilayah 4 yang ada pada SNI-1726-2002.

Setelah nilai Ca dan Cv diinputkan,dapat diperoleh percepatan gempa yang sesuai. Respon

spektrum yang diperoleh dari program SAP2000 tidak dapat langsung dimasukkan ke dalam Geo

Studio. Format percepatan gempa yang dapat diinputkan ke dalam Geo Studio harus dalam format

notepad (.acc) maka nilai periode dan acceleration dari SAP2000 harus dituliskan dalam format

seperti pada Gambar 25.

Gambar 25. Format data gempa untuk Geo Studio.

File ini disimpan dengan nama datagempa2002.acc ,yang nantinya pada saat pengoperasian

QUAKE/W untuk Key In Earthquake Record, file ini yang akan dipakai untuk analisis gempa

berdasarkan SNI-1726-2002.

9. Membuat respon spektrum dan analisis percepatan gempa maksimum menggunakan program

SAP2000 berdasarkan RSNI-1726-2010. Nilai percepatan gempa didapat dengan menggunakan

peta gempa pada RSNI-1726-2010. Kota Cilegon sebagai kota lokasi penelitian terlebih dahulu

diidentifikasi masuk ke dalam wilayah gempa yang mana. Pada peta pertama (Gambar 26) yakni

peta Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER), Paramater Gerak

Page 49: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

32

Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 0,2 detik, dalam g, (5 persen redaman kritis), Kelas

Situs SB, kota Cilegon mempunyai nilai Ss sebesar 0,75 g.

Gambar 26. Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER),

Paramater Gerak Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 0,2 detik, dalam g, (5 persen

redaman kritis), Kelas Situs SB

Sedangkan untuk peta kedua (Gambar 27) yakni peta S1, Gempa Maksimum yang

Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER), Paramater Gerak Tanah, untuk Percepatan

Respons Spektral 1 detik, dalam g, (5 persen redaman kritis), Kelas Situs SB, kota Cilegon

mempunyau nilai S1 sebesar 0,35 g. Setelah itu,dengan bantuan software SAP2000 dibuat respon

spektrum percepatan gempa untuk wilayah kota Cilegon (Gambar 28). Karena RSNI-1726-2010

mengacu pada IBC maka metode pembuatan respon spektrum juga disesuaikan berdasarkan acuan

yang sama. Untuk membuat respon spektrum berdasarkan IBC dibutuhkan nilai Ss , S1 , periode ,

dan site class. Nilai Ss dan S1 sudah diperoleh dari peta gempa, periode 10 detik dan site class

berdasarkan RSNI-1726-2010 untuk wilayah Cilegon dengan nilai SPT tanah dasar sebesar 50

maka masuk ke dalam site class D. Setelah semua asumsi selesai maka respon spektrum bisa

diperoleh. Berdasarkan respon spektrum, diperoleh nilai percepatan gempa yang sesuai. Respon

spektrum yang diperoleh dari program SAP2000 tidak dapat langsung dimasukan ke dalam Geo

Studio. Format percepatan gempa yang dapat dimasukan ke dalam Geo Studio harus dalam format

notepad (.acc) maka nilai periode dan acceleration dari SAP2000 harus dituliskan dalam format

seperti pada Gambar 29. File ini disimpan dengan nama datagempa2010.acc ,yang nantinya pada

saat pengoperasian QUAKE/W untuk Key In Earthquake Record. File ini yang akan dipakai untuk

analisis gempa berdasarkan RSNI-1726-2010.

Page 50: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

33

Gambar 27. S1, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER),

Paramater Gerak Tanah, untuk Percepatan Respons Spektral 1 detik, dalam g, (5 persen

redaman kritis), Kelas Situs SB

Gambar 28. Respon spektrum Kota Cilegon yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

Gambar 29. Format data gempa untuk Geo Studio.

Page 51: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

34

10. Menghitung percepatan gempa maksimum berdasarkan Pd T-14-2004-A. Untuk mendapatkan nilai

percepatan gempa berdasarkan Pd T-14-2004-A digunakan rumus sebagai berikut:

ad = Z x ac x v

(20)

keterangan:

ad adalah percepatan gempa maksimum yang terkoreksi di permukaan tanah (gal)

ac adalah percepatan gempa dasar, periksa tabel .

Z adalah koefisien zona, periksa gambar .

v adalah koreksi pengaruh jenis tanah setempat, periksa tabel .

Berdasarkan Tabel 2. dicari nilai ac untuk periode gempa 50 dan 100 tahun, didapatkan nilai ac

sebesar 160 cm/det2 untuk periode 50 tahun dan 190 cm/det

2 untuk periode 100 tahun. Sedangkan

nilai v diperoleh dari Tabel 3 tentang faktor koreksi pengaruh jenis tanah setempat dengan nilai

untuk lokasi pengamatan di Cilegon sebesar 1,1. Selanjutnya untuk mencari nilai Z berdasarkan

peta Zona Gempa Indonesia (Gambar 30), nilai Z untuk Kota Cilegon masuk ke dalam zona E

dengan koefisien gempa sebesar 1,3. Setelah semua parameter terpenuhi maka nilai ad (percepatan

gempa) dapat diketahui.

Tabel 2. Percepatan gempa dasar untuk berbagai periode ulang.

T

(tahun)

ac

(gal)

10 90

20 120

50 160

100 190

200 220

500 250

1000 280

5000 330

10000 350

Sumber: Pd T-14-2004-A

Tabel 3. Faktor koreksi pengaruh jenis tanah setempat.

Sumber: Pd T-14-2004-A

Page 52: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

35

Gambar 30. Peta Zona Gempa Indonesia pada Pd T-14-2004-A. 11. Setelah semua percepatan gempa selesai dicari, analisis dilanjutkan pada analisis statik. Analisis

statik menggunakan SLOPE/W sebagai parent analysis untuk melihat perubahan safety factor

akibat penambahan beban gempa. Analisis statik menggunakan fitur QUAKE/W sebagai sub-

analysis untuk mengetahui perubahan gaya dalam akibat pembebanan gempa. Analisis dimulai

dengan menentukan tipe analisisnya terlebih dahulu (Gambar 31a), dilanjutkan dengan memilih

kondisi pore water pressure awal yang diambil dari analisis sebelumnya yang menggunakan fitur

SIGMA/W (Gambar 31b). Sama halnya dengan analisis menggunakan SIGMA/W, analisis

menggunakan QUAKE/W juga membutuhkan boundary condition yang diatur pemilihannya seperti

pada gambar lalu dikondisikan ke bagian dari bendungan tersebut (Gambar 32).

(a)

Page 53: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

36

(b)

Gambar 31. (a) Pengaturan tipe analisa pada QUAKE/W. (b) Pengaturan kondisi PWP pada

QUAKE/W.

Gambar 32. Pengaturan boundary condition pada QUAKE/W.

Pengaturan material pada QUAKE/W (Gambar 33) membutuhkan beberapa data tambahan seperti,

poisson ratio, damping ratio, dan Gmax. Nilai poisson ratio dan damping ratio didapatkan dari

data sekunder,sedangkan untuk nilai Gmax digunakan persamaan empiris dari Imai dan

Yoshimura (1970) pada Pd T-14-2004-A untuk semua jenis tanah yakni Gmax = 1000 N 0,78

, N

adalah nilai SPT tanah pada masing-masing lokasi. Selanjutnya dilakukan penggambaran mesh

menggunakan mesh properties (Gambar 34a) dengan ukuran elemen sebesar 2 meter (Gambar

34b), penggambaran mesh ini dilakukan untuk analisa displacement.

Gambar 33. Pengaturan model material pada QUAKE/W.

Page 54: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

37

(a) (b)

Gambar 34. (a) Icon Mesh Properties. (b) Pengaturan besar mesh.

12. Begitu pemodelan bendungan selesai, maka beban gempa dapat diinputkan melalui QUAKE/W.

Beban gempa diinputkan melalui Key-In > Horizontal Earthquake Record/ Vertical Earthquake

Record, pembebanan pertama dilakukan berdasarkan SNI-1726-2002. Cara input data gempa dapat

dilihat pada Gambar 35a dan 35b.

(a) (b)

Gambar 35. (a) Input Horizontal Earthquake Record SNI-1726-2002 untuk analisis statik. (b) Input

Vertical Earthquake Record SNI-1726-2002 untuk analisis statik.

13. Setelah data gempa dimasukan, maka hasil analisis berupa perbedaan warna pada bendungan yang

mengindikasikan perbedaan tegangan yang dialami oleh masing-masing bagian bendungan.

Displacement pada bendungan dapat dilihat melalui graph>relative lateral displacement>data

(from nodes)>set location, grafik diatur dimana sumbu x adalah relative x displacement dan

sumbu y tetap pada y. Setelah selesai,hasil displacement dapat dilihat pada grafik beserta nilainya.

Page 55: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

38

14. Setelah input beban gempa pada QUAKE/W selesai maka selanjutnya adalah memasukan beban

gempa pada SLOPE/W melalui key-in > seismic load (Gambar 36). Setelah penambahan beban

gempa,dapat dilihat perubahan safety factor pada bendungan.

Gambar 36. Input beban gempa pada SLOPE/W.

15. Pada analisis statik yang kedua menggunakan acuan RSNI-1726-2010 caranya sama dengan

analisis statik yang sebelumnya. Dimulai dengan menggunakan SLOPE/W sebagai parent analysis

dan QUAKE/W untuk mengetahui perubahan gaya dalam yang terjadi. Pengaturan QUAKE/W

untuk analisis statik yang kedua ini sama dengan analisis statik sebelumnya.

16. Pada analisis statik yang ketiga dan keempat yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan

pendekatan yang dilakukan berbeda. Analisis yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dapat langsung

dimasukan ke dalam analisis stabilitas bendungan melalui SLOPE/W pada analisis kestabilan

bendungan dengan beban gempa melalui key-in > seismic load.

17. Analsis kestabilan bendungan dengan cara dinamik. Analisis dinamik menggunakan SLOPE/W

sebagai parent analysis untuk melihat perubahan safety factor akibat penambahan beban gempa.

Analisis dinamik juga menggunakan fitur QUAKE/W sebagai sub-analysis untuk mengetahui

perubahan gaya dalam akibat pembebanan gempa. Pada analisis dinamis yang pertama ini semua

asumsi yang dipakai sama dengan asumsi pada analisis statik. Perbedaannya terdapat pada

periodenya, pengaturan periode diatur melalui key-in analysis > time, dimana analisis dinamik

diatur untuk periode 10 detik (Gambar 37).

18. Setelah semua asumsi pemodelan disesuaikan maka dilanjutkan dengan pembeban gempa.

Pembebanan pertama dilakukan berdasarkan SNI-1726-2002. Cara input data gempa sama seperti

sebelumnya.

19. Hasil analisis berupa perbedaan warna pada bendungan yang mengindikasikan perbedaan

tegangan yang dialami oleh masing-masing bagian bendungan. Displacement pada bendungan

dapat dilihat melalui graph>relative lateral displacement>data (from nodes)>set location, grafik

diatur dimana sumbu x adalah relative x displacement dan sumbu y tetap pada y. Setelah

selesai,hasil displacement dapat dilihat pada grafik beserta nilainya.

20. Setelah input beban gempa pada QUAKE/W selesai maka selanjutnya adalah memasukan beban

gempa pada SLOPE/W melalui key-in > seismic load. Setelah penambahan beban gempa,dapat

dilihat perubahan safety factor pada bendungan.

Page 56: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

39

Gambar 37. Pengaturan periode gempa pada QUAKE/W.

21. Pada analisis dinamik yang kedua menggunakan acuan RSNI-1726-2010 caranya sama dengan

analisis dinamik yang sebelumnya. Dimulai dengan menggunakan SLOPE/W sebagai parent

analysis dan QUAKE/W untuk mengetahui perubahan gaya dalam yang terjadi. Pengaturan

QUAKE/W untuk analisis dinamik yang kedua ini sama dengan analisis dinamik sebelumnya.

22. Setelah semua tahapan analisis dilakukan dan diperoleh hasilnya, maka dilakukan evaluasi

terhadap standar safety factor untuk bendungan tipe urugan yang besarnya > 1,25. Apabila hasil

analisis safety factor < 1,25 dilakukan pengkajian penyebab tidak terpenuhinya safety factor dan

melakukan rekomendasi upaya perbaikan.

Page 57: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

40

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Lokasi Pengamatan

Konstruksi Bendungan Krenceng sendiri dimulai pada tahun 1962 dengan bantuan Sovjet Rusia

(USSR) untuk keperluan industri baja yang sempat tertunda pada periode 1966-1971. Pada tahun 1971,

PT. Krakatau Steel didirikan bersamaan dengan dimulainya pembangunan fasilitas industri baja pada

tahun 1971 dan pertama kali berproduksi pada tahun 1974. Pembangunan Bendungan Krenceng

diteruskan pada tahun 1974 itu juga dan dapat diselesaikan pada tahun 1977, termasuk konstruksi

bendung Cidanau beserta pompa dan jaringan pipanya. Pasokan air yang diambil dari S. Cidanau ke

Waduk Krenceng mulai dilakukan untuk pertama kali pada tahun 1978. Saat ini tubuh bendungan

dibuat dari timbunan tanah homogen berupa lempung pasiran-lanauan, plastisitas rendah sampai

sedang, warna coklat tua. Kemiringan rata-rata lereng hulu adalah 1V : 3,5 H dan lereng hilir 1V : 3,7

H (Hasil pengukuran PT.Mezan DC, Juli 2000). Lereng hulu dilindungi dengan rip-rap batu kosong

dan lereng hilir dilindungi dengan rumput dimana pada kaki bendungan dilengkapi dengan toe drain

untuk “menangkap” air rembesan (seepage) yang mengalir dari waduk melalui tubuh bendungan.

Gambar 38. Titik analisis struktur pada Bendungan Krenceng.

Bendungan Krenceng merupakan jenis dari bendungan urugan tanah (embankment dam) dengan

jenis tanah pada bendung adalah lempung-pasir lanauan dan tanah dasar (pondasi) adalah tufa pumis

pasiran. Tanah lempung-pasir lanauan memiliki berat jenis sebesar 18,7 kN/m3, kohesi 10 kPa dan

sudut geser dalam 20o sedangkan tanah tufa pumis pasiran memiliki berat jenis sebesar 24,525 kN/m

3,

kohesi 10 kPa dan sudut geser dalam 35o. Penelitian ini dilakukan di tiga lokasi pengamatan yaitu pada

titik P10 (sebelah kiri spillway) dengan nilai SPT pada tubuh bendungan sebesar 9 dan pada tanah

dasar 50, P12 (sebelah kanan spillway) dengan nilai SPT pada tubuh bendugan sebesar 9 dan pada

tanah dasar 50, dan terakhir P30 dengan nilai SPT pada tubuh bendungan sebesar 6 dan pada tanah

P 10

P 30

P 12

Page 58: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

41

dasar 50 (Gambar 38). Pemilihan ketiga lokasi (P10,P12 dan P30) dikarenakan lokasi – lokasi tersebut

memiliki nilai SPT yang rendah (< 10).

4.2 Analisis Kestabilan Bendungan

4.2.1 Lokasi P10

- Hasil gambar potongan bendungan menggunakan program AutoCad 2010 (Gambar 39).

Gambar 39. Potongan melintang bendungan pada lokasi P 10.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan program Geo Studio 2007 (Gambar 40).

Gambar 40. Hasil pemodelan pada Geo Studio.

- Hasil pemodelan menggunakan SIGMA/W (Gambar 41).

Gambar 41. Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 10.

Page 59: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

42

- Hasil analisis bendungan menggunakan SIGMA/W berupa gradasi warna. Warna putih menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil (Gambar 42).

Legenda :

Gambar 42. Hasil analisa SIGMA/W pada lokasi P 10.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan SLOPE/W (Gambar 43).

Gambar 43. Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 10.

Page 60: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

43

- Hasil analisis bendungan menggunakan SLOPE/W, safety factor pada lokasi P10 sebesar 3,816

(Gambar 44).

Gambar 44. Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 10.

4.2.2 Lokasi P12

- Hasil gambar potongan bendungan menggunakan program AutoCad 2010 (Gambar 45).

Gambar 45. Potongan melintang bendungan pada lokasi P 12.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan program Geo Studio 2007 (Gambar 46).

Gambar 46. Hasil pemodelan pada Geo Studio.

Page 61: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

44

- Hasil pemodelan menggunakan SIGMA/W (Gambar 47).

- Hasil analisis bendungan menggunakan SIGMA/W berupa gradasi warna. Warna putih menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil (Gambar 48).

Legenda :

Gambar 48. Hasil analisis SIGMA/W pada lokasi P 12.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan SLOPE/W (Gambar 49).

- Hasil analisis bendungan menggunakan SLOPE/W, safety factor pada lokasi P 12 sebesar 3,124

(Gambar 50).

Gambar 47. Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 12.

Page 62: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

45

Gambar 49. Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 12.

Gambar 50. Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 12.

Page 63: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

46

4.2.3 Lokasi P30

- Hasil gambar potongan bendungan menggunakan program AutoCad 2010 (Gambar 51).

Gambar 51. Potongan melintang bendungan pada lokasi P 30.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan program Geo Studio 2007 (Gambar 52)

Gambar 52. Hasil pemodelan pada Geo Studio.

- Hasil pemodelan menggunakan SIGMA/W (Gambar 53).

Gambar 53. Hasil pemodelan SIGMA/W pada lokasi P 30.

- Hasil analisis bendungan menggunakan SIGMA/W berupa gradasi warna. Warna putih menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru menunjukan

bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil (Gambar 54).

Page 64: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

47

Legenda :

Gambar 54. Hasil analisis SIGMA/W pada lokasi P 30.

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan SLOPE/W (Gambar 55).

Gambar 55. Hasil pemodelan SLOPE/W pada lokasi P 30.

- Hasil analisis bendungan menggunakan SLOPE/W, safety factor pada lokasi P30 sebesar 3,768

(Gambar 56).

Page 65: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

48

Gambar 56. Hasil analisis SLOPE/W pada lokasi P 30.

4.3 Analisis Kestabilan Bendungan Dengan Beban Gempa

4.3.1 Hasil perhitungan percepatan gempa

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan SNI-1726-2002 dengan periode ulang gempa 500 tahun

diperoleh sebesar 0,6 g atau 588 cm/det2 pada waktu 0,1 detik.

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan RSNI-1726-2010 dengan periode ulang gempa 500

tahun diperoleh sebesar 0,6 g atau 588 cm/det2 pada waktu 0,13 detik.

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan Pd T-14-2004-A dengan periode ulang gempa 50 tahun

diperoleh sebesar 228,8 cm/det2.

- Percepatan gempa maksimum berdasarkan Pd T-14-2004-A dengan periode ulang gempa 100 tahun

diperoleh sebesar 271,7 cm/det2.

4.3.2 Analisis Kestabilan Bendungan Pada Lokasi P 10 Dengan Beban Gempa

4.3.2.1 Analisis Statik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W. Untuk nilai Gmax pada material bendungan

dengan nilai SPT sebesar 9 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 55502 kPa, pada material tanah

dasar dengan nilai SPT sebesar 50 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 211444.6 kPa dan terakhir

nilai Gmax untuk batu sebesar 300000 kPa (Gambar 57).

Gambar 57. Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W.

Page 66: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

49

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan. Node yang berada

di tengah dipilih karena mewakili keseluruhan profil bendungan (Gambar 58).

Legenda :

Gambar 58. Hasil analisis statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

SNI-1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-2002

pada lokasi P10 (Gambar 59).

Relative LateralDisplacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

-1 0 1

Page 67: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

50

Gambar 59. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada SNI-

1726-2002 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load

yang diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar

1,224 (Gambar 60).

Gambar 60. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada SNI-1726-2002.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 61).

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-2010

pada lokasi P10 (Gambar 62).

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010

(periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,229

(Gambar 63).

Page 68: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

51

Legenda :

Gambar 61. Hasil analisis statik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

RSNI-1726-2010.

Gambar 62. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 10 dengan acuan RSNI-1726-

2010.

Relative LateralDisplacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

-1 0 1

Page 69: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

52

Gambar 63. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

- Analisis kestabilan bendungan dengan cara statik yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan pendekatan

yang dilakukan berbeda. Analisis yang mengacu pada Pd T-14-2004-A tidak menggunakan respon

spektrum, sehingga beban gempa dapat langsung dimasukan ke dalam analisis stabilitas bendungan

melalui SLOPE/W pada analisis kestabilan bendungan dengan beban gempa.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode ulang

gempa 50 tahun) menggunakan SLOPE/W . Dengan nilai seismic load yang diberikan sebesar 228,8

cm/det2 atau 0,235 g (g = 980 cm/det

2) diperoleh safety factor sebesar 1,917 (Gambar 64).

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode ulang

gempa 100 tahun) menggunakan SLOPE/W . Dengan nilai seismic load yang diberikan sebesar

271,7 cm/det2 atau 0,277 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,772 (Gambar 65).

Page 70: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

53

Gambar 64. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun.

Gambar 65. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun.

Page 71: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

54

4.3.2.2 Analisis dinamik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W (Gambar 66).

Gambar 66. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 67).

Legenda :

Gambar 67. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

SNI-1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-

2002 pada lokasi P10 diperoleh sebesar 0,00254 meter (Gambar 68 dan Tabel 4).

Page 72: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

55

Gambar 68. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 10 dengan acuan SNI-1726-

2002.

Tabel 4. Data displacement pada lokasi P 10 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002.

Sumber: Hasil analisis menggunakan Geo Studio.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002

(periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,207

(Gambar 69).

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 70).

Relative LateralDisplacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

Page 73: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

56

Gambar 69. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002.

Legenda :

Gambar 70. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 10 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-

1726-2010.

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-

2010 pada lokasi P10 diperoleh sebesar 0,00336 meter (Gambar 71 dan Tabel 5).

Page 74: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

57

Gambar 71. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 10 dengan acuan RSNI-1726-

2010.

Tabel 5. Data displacement pada lokasi P 10 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010.

Sumber : Hasil analisis menggunakan Geo Studio.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-

2010 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,209

(Gambar 72).

Gambar 72. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 10 dengan beban gempa secara

dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

Relative LateralDisplacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

-0.002-0.004

-0.001-0.003

0 0.002

0.001

Page 75: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

58

4.3.3 Analisis Kestabilan Bendungan Pada Lokasi P12 Dengan Beban Gempa

4.3.3.1 Analisis Statik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W. Untuk nilai Gmax pada material bendungan

dengan nilai SPT sebesar 9 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 55502 kPa, pada material tanah

dasar dengan nilai SPT sebesar 50 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 211444.6 kPa dan terakhir

nilai Gmax untuk batu sebesar 300000 kPa (Gambar 73).

Gambar 73. Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002 Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 74).

Legenda :

Gambar 74. Hasil analisis statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

SNI-1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-2002

pada lokasi P 12. (Gambar 75).

Page 76: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

59

Gambar 75. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 12 dengan acuan SNI-1726-

2002.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada SNI-

1726-2002 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load

yang diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar

1,026 (Gambar 76).

Gambar 76. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada SNI-1726-2002.

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-1 0 1

Page 77: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

60

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 77).

Legenda :

Gambar 77. Hasil analisis statik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

RSNI-1726-2010.

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-2010

pada lokasi P12 (Gambar 78).

Gambar 78. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-1726-

2010.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010

(periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,026

(Gambar 79).

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-1 0 1

Page 78: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

61

Gambar 79. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P12 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

- Analisis kestabilan bendungan dengan cara statik yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan pendekatan

yang dilakukan berbeda. Analisis yang mengacu pada Pd T-14-2004-A tidak menggunakan respon

spektrum, sehingga beban gempa dapat langsung dimasukan ke dalam analisis stabilitas bendungan

melalui SLOPE/W pada analisis kestabilan bendungan dengan beban gempa, dengan tidak adanya

respon spektrum maka displacement bendungan akibat beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-

2004-A tidak dapat dianalisis menggunakan Geo Studio 2007.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode ulang

gempa 50 tahun) menggunakan SLOPE/W . Dengan nilai seismic load yang diberikan sebesar 228,8

cm/det2 atau 0,235 g (g = 980 cm/det

2) diperoleh safety factor sebesar 1,584 (Gambar 80).

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode ulang

gempa 100 tahun) menggunakan SLOPE/W . Dengan nilai seismic load yang diberikan sebesar

271,7 cm/det2 atau 0,277 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,471 (Gambar 81).

Page 79: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

62

Gambar 80. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun.

Gambar 81. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun.

Page 80: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

63

4.3.3.2 Analisis dinamik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W (Gambar 82).

Gambar 82. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 83).

Legenda :

Gambar 83. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan SNI-

1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-

2002 pada lokasi P12 diperoleh sebesar 0,00527 meter (Gambar 84 dan Tabel 6).

Page 81: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

64

Gambar 84. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 12 dengan acuan SNI-1726-

2002.

Tabel 6. Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002.

Sumber: Hasil analisis menggunakan Geo Studio.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002

(periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,022

(Gambar 85).

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 86).

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-0.002-0.004-0.006

-0.001-0.003-0.005

0 0.002

0.001 0.003

Page 82: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

65

Gambar 85. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara

dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002.

Legenda :

Gambar 86. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 12 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

RSNI-1726-2010.

Page 83: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

66

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-

2010 pada lokasi P12 diperoleh sebesar 0,00696 meter (Gambar 87 dan Tabel 7).

Gambar 87. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 12 dengan acuan RSNI-1726-

2010.

Tabel 7. Data displacement pada lokasi P 12 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010.

Sumber : Hasil analisis menggunakan Geo Studio.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-

2010 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,007

(Gambar 88).

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

-2

-4

-6

0

2

4

6

8

-0.004-0.008

-0.002-0.006

0 0.004

0.002

Page 84: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

67

Gambar 88. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 12 dengan beban gempa secara

dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

4.3.4 Analisis Kestabilan Bendungan Pada Lokasi P30 Dengan Beban Gempa

4.3.4.1 Analisis Statik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W. Untuk nilai Gmax pada material bendungan

dengan nilai SPT sebesar 6 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 40453.7 kPa, pada material tanah

dasar dengan nilai SPT sebesar 50 nilai Gmax yang didapatkan sebesar 211444.6 kPa dan terakhir

nilai Gmax untuk batu sebesar 300000 kPa (Gambar 89).

Gambar 89. Hasil pemodelan analisa statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W.

Page 85: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

68

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 90).

Legenda :

Gambar 90. Hasil analisis statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan mengacu

pada SNI-1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-2002

pada lokasi P30 (Gambar 91).

Gambar 91. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 30 dengan acuan SNI-1726-

2002.

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

-1 0 1

Page 86: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

69

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada SNI-

1726-2002 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load

yang diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar

1,164 (Gambar 92).

Gambar 92. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada SNI-1726-2002.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara statik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 93).

- Relative displacement dari hasil analisis statik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-2010

pada lokasi P30 (Gambar 94).

Page 87: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

70

Legenda :

Gambar 93. Hasil analisis statik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

RSNI-1726-2010.

Gambar 94. Relative displacement untuk analisis statik pada lokasi P 30 dengan acuan

RSNI-1726-2010.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010

(periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,163

(Gambar 95).

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

-1 0 1

Page 88: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

71

Gambar 95. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

- Analisis kestabilan bendungan dengan cara statik yang mengacu kepada Pd T-14-2004-A untuk

periode ulang 50 dan 100 tahun tidak dianalisis menggunakan QUAKE/W, dikarenakan pendekatan

yang dilakukan berbeda. Analisis yang mengacu pada Pd T-14-2004-A tidak menggunakan respon

spektrum, sehingga beban gempa dapat langsung dimasukan ke dalam analisis stabilitas bendungan

melalui SLOPE/W pada analisis kestabilan bendungan dengan beban gempa, dengan tidak adanya

respon spektrum maka displacement bendungan akibat beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-

2004-A tidak dapat dianalisis menggunakan Geo Studio 2007.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode ulang

gempa 50 tahun) menggunakan SLOPE/W . Dengan nilai seismic load yang diberikan sebesar 228,8

cm/det2 atau 0,235 g (g = 980 cm/det

2) diperoleh safety factor sebesar 1,808 (Gambar 96).

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode ulang

gempa 100 tahun) menggunakan SLOPE/W . Dengan nilai seismic load yang diberikan sebesar

271,7 cm/det2 atau 0,277 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,675 (Gambar 97).

Page 89: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

72

Gambar 96. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 50 tahun.

Gambar 97. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara

statik yang mengacu pada Pd T-14-2004-A dengan periode ulang 100 tahun.

Page 90: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

73

4.3.4.2 Analisis dinamik

- Hasil pemodelan bendungan menggunakan QUAKE/W (Gambar 98).

Gambar 98. Hasil pemodelan analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada SNI-1726-2002. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 99).

Legenda :

Gambar 99. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan

SNI-1726-2002.

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan SNI-1726-

2002 pada lokasi P30 diperoleh sebesar 0,00825 meter (Gambar 100 dan Tabel 8).

Page 91: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

74

Gambar 100. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 30 dengan acuan SNI-1726-

2002.

Tabel 8. Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai SNI-1726-2002.

Sumber: Hasil analisis menggunakan Geo Studio

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002

(periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,163

(Gambar 101).

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

-0.004-0.008

-0.002-0.006-0.01

0 0.004

0.002

Page 92: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

75

Gambar 101. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara

dinamik yang mengacu pada SNI-1726-2002.

- Hasil analisis stabilitas bendungan dengan cara dinamik menggunakan QUAKE/W yang mengacu

pada RSNI-1726-2010. Hasil analisis bisa dilihat secara visual berupa gradasi warna. Warna putih

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling besar, sedangkan warna biru

menunjukan bagian bendungan yang mengalami tegangan paling kecil. Di tengah bendungan

terdapat node yang digunakan untuk mengetahui displacement pada bendungan (Gambar 102).

Legenda :

Gambar 102. Hasil analisis dinamik pada lokasi P 30 menggunakan QUAKE/W dengan acuan RSNI-

1726-2010.

Page 93: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

76

- Relative displacement dari hasil analisis dinamik akibat beban gempa dengan acuan RSNI-1726-

2010 pada lokasi P30 diperoleh sebesar 0,01091 meter (Gambar 103 dan Tabel 9).

Gambar 103. Relative displacement untuk analisis dinamik pada lokasi P 30 dengan acuan RSNI-

1726-2010.

Tabel 9. Data displacement pada lokasi P 30 dengan beban gempa sesuai RSNI-1726-2010.

Sumber: Hasil analisis menggunakan Geo Studio.

- Hasil analisis bendungan dengan beban gempa secara dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-

2010 (periode ulang gempa 500 tahun) menggunakan SLOPE/W. Dengan nilai seismic load yang

diberikan sebesar 588 cm/det2 atau 0.6 g (g = 980 cm/det

2 ) diperoleh safety factor sebesar 1,162

(Gambar 104).

relative displacement

Y (

m)

Relative X-Displacement (m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

-0.004-0.008-0.012

-0.002-0.006-0.01

0 0.004

0.002 0.006

Page 94: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

77

Gambar 104. Hasil analisis stabilitas bendungan pada lokasi P 30 dengan beban gempa secara

dinamik yang mengacu pada RSNI-1726-2010.

4.4 Pembahasan

Dari hasil analisis kestabilan bendungan pada semua lokasi pengamatan baik dengan kondisi

sebelum diberikan beban gempa maupun yang sudah diberikan beban gempa dengan mengacu pada

SNI-1726-2002 , RSNI-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A (pedoman konstruksi dan bangunan yang

dikeluarkan oleh Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah tentang analisis stabilitas

bendungan tipe urugan akibat beban gempa) diperoleh hasil safety factor yang berbeda. Berikut Tabel

10, 11 dan 12 yang merangkum hasil dari analisis kestabilan bendungan.

Tabel 10. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 10.

Kriteria Safety Factor Displacement (m)

Tanpa Beban Gempa 3,816 0

Dengan Beban Gempa

SNI-1726-2002 statik

(periode 500 tahun) 1,224 -

SNI-1726-2002 dinamik

(periode 500 tahun) 1,207 0,00254

RSNI-1726-2010 statik 1,229 -

Page 95: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

78

(periode 500 tahun)

RSNI-1726-2010 dinamik

(periode 500 tahun) 1,209 0,00336

Pd T-14-2004-A statik

(periode 50 thn) 1,917 -

Pd T-14-2004-A statik

(periode 100 thn) 1,772 -

Tabel 11. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 12.

Kriteria Safety Factor Displacement (m)

Tanpa Beban Gempa 3,124 0

Dengan Beban Gempa

SNI-1726-2002 statik

(periode 500 tahun) 1,026 -

SNI-1726-2002 dinamik

(periode 500 tahun) 1,022 0,00527

RSNI-1726-2010 statik

(periode 500 tahun) 1,026 -

RSNI-1726-2010 dinamik

(periode 500 tahun) 1,007 0,00696

Pd T-14-2004-A statik

(periode 50 thn) 1,584 -

Pd T-14-2004-A statik

(periode 100 thn) 1,471 -

Tabel 12. Hasil analisis safety factor dan displacement pada lokasi P 30.

Kriteria Safety Factor Displacement (m)

Tanpa Beban Gempa 3,768 0

Dengan Beban Gempa

SNI-1726-2002 statik

(periode 500 tahun) 1,164 -

SNI-1726-2002 dinamik

(periode 500 tahun) 1,163 0,00825

RSNI-1726-2010 statik

(periode 500 tahun) 1,163 -

RSNI-1726-2010 dinamik

(periode 500 tahun) 1,162 0,01091

Pd T-14-2004-A statik

(periode 50 thn) 1,808 -

Pd T-14-2004-A statik

(periode 100 thn) 1,675 -

Page 96: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

79

Dari hasil analisis yang dilakukan dapat dilihat bahwa safety factor bendungan sebelum

terjadinya gempa masih aman, karena syarat safety factor untuk bendungan urugan tanah harus

melebihi 1,25 (Bowles, 1989) . Sedangkan untuk hasil analisis stabilitas bendungan setelah diberikan

beban gempa hasil analisis safety factor-nya masih bervariasi, hasil analisis gempa berupa safety factor

pada semua titik pengamatan yang menggunakan acuan SNI-1726-2002 dan RSNI-1726-2010 hasilnya

masih di bawah 1,25 , artinya bendungan tidak dapat menahan beban gempa dengan periode ulang 500

tahun (588 gal), sedangkan analisis gempa menggunakan Pd T-14-2004-A untuk periode ulang 50 dan

100 tahun pada semua titik pengamatan safety factor-nya sudah di atas 1,25 yang berarti bahwa

bendungan dapat menahan beban gempa dengan periode ulang 50 tahun (228,8 gal) dan 100 tahun

(271,7 gal). Analisis stabilitas bendungan dengan beban gempa dilakukan dengan dua analisis, yakni

analisis statik dan analisis dinamik. Analisis statik mengasumsikan bahwa beban gempa diberikan pada

sekali dorongan, sedangkan analisis dinamik mengasumsikan bahwa beban gempa diberikan secara

periodik. Pada analisis kestabilan bendungan tipe urugan dengan perhitungan beban gempa, analisis

beban gempa secara dinamik memberikan dampak yang lebih besar terhadap kestabilan bendungan

dibandingkan dengan analisis beban gempa secara statik, hal ini dilihat dari nilai safety factor hasil

analisis dinamik yang lebih kecil dari analisis statik. Hal ini dikarenakan beban gempa yang diberikan

secara periodik pada analisis dinamik menimbulkan perubahan tekanan air freatik pada tubuh

bendungan sehingga mempengaruhi stabilitas bendungan.

Ada beberapa cara untuk meningkatkan kekuatan tahanan bendungan, cara pertama adalah

dengan membuat permukaan hilir bendungan menjadi lebih landai. Cara lainnya adalah dengan

memasang soil nail pada permukaan hilir bendungan. Pemasangan soil nail pada permukaan hilir

bendungan maka akan mencegah perluasan bidang longsor yang mungkin terjadi.

Page 97: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

80

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Penelitian mengenai analisis struktur Bendungan Krenceng dengan menggunakan program Geo

Studio 2007 dan SAP2000 menghasilkan beberapa kesimpulan,yaitu :

- Analisis struktur bendungan pada kondisi muka air yang baru dengan hasil safety factor pada

lokasi P10 sebesar 3,816 , lokasi P12 sebesar 3,124 dan lokasi P30 sebesar 3,768 dinilai aman ( >

1,25 ).

- Analisis struktur bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada Pd T-14-2004-A (periode

ulang 50 dan 100 tahun) pada semua titik pengamatan dengan hasil safety factor berkisar antara

1,471 – 1,917 dinilai aman ( > 1,25), sehingga dapat disimpulkan bendungan kuat menahan beban

gempa dengan periode ulang 50 dan 100 tahun.

- Analisis struktur bendungan dengan beban gempa yang mengacu pada SNI-1726-2002 dan

RSNI-1726-2010 (untuk periode ulang gempa 500 tahun) pada semua titik pengamatan dengan

hasil safety factor berkisar antara 1,007 – 1,229 dinilai tidak aman ( < 1,25 ), sehingga dapat

disimpulkan bahwa bendungan tidak kuat menahan beban gempa dengan periode ulang 500

tahun.

5.2. Saran

Beberapa saran yang dapat diberikan dalam penelitian kali ini adalah :

- Penelitian ini lebih menitikberatkan pada analisis data sekunder. Oleh karena itu, perlu adanya

data aktual yang terbaru untuk menghasilkan keakuratan yang lebih optimal.

- Ada beberapa cara untuk meningkatkan kekuatan tahanan bendungan sebagai upaya mitigasi

bencana akibat gempa, cara pertama adalah dengan membuat permukaan hilir bendungan

menjadi lebih landai. Cara lainnya adalah dengan membuat soil nail pada permukaan hilir

bendungan. Pemasangan soil nail pada permukaan hilir bendungan maka akan mencegah

perluasan bidang longsor yang mungkin terjadi.

Page 98: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

81

DAFTAR PUSTAKA

Agus. 2002. Rekaysa Gempa untuk Teknik Sipil. Padang: Institut Teknologi Padang

Baker, R. & Gorber, M. 1978. Theoretical analysis of the stability of slopes.Geotechnique,Vol.28.

Bowles, JE.1989.Sifat-sifat Fisik & Geoteknis Tanah. Erlangga. Jakarta

Buku Petunjuk Teknis Perencanaan dan Penanganan Longsoran, Direktorat Jendral Bina Marga

Direktorat Bina Teknik.

Chopra, K.A. 1967. Earthquake Response of Earth Dams. JSMFD,ASCE,Vol.93.

Chopra, K.A. 1995. Dynamics of Structures: Theory and Application to Earthquake Engineering. New

Jersey: Prentice-Hall, Inc.

Dewobroto Wiryanto. 2004. Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000. Jakarta. PT Elex Media

Komputindo.

ICOLD 1994d. Numerical Analysis of Dams. Third Benchmark Workshop, Theme B2 Dynamic

analysis of an embankment dam under a strong earthquake,Sep.,Gennevilliers,France.

Linsey,Ray K. Water Resources Engineering, New York, McGraw-Hill,Inc.

Nyoman, I G. Santiawan , I gusti N. Wardana dan I Wayan Redana. Penggunaan vegetasi (rumput

gajah) dalam menjaga kestabilan tanah terhadap longsoran. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil

Vol.11, No. 1, Januari 2007.

Pangular, D., 1985, Petunjuk Penyelidikan & Penanggulangan Gerakan Tanah, Pusat Penelitian dan

Pengembangan Pengairan, Balitbang Departemen.

Pedoman Konstruksi dan Bangunan,2004,Analisis stabilitas bendungan tipe urugan akibat beban

gempa,Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

Rancangan Standar Nasional Indonesi,Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung,SNI-1726-2010, Departemen Permukiman dan Prasarana

Wilayah.

Rodiguez,A. Rico, Castillo, H. Del, Sowers, G.F., 1988, Soil Mechanics in Highway Engineering,

Trans Tech Publivation.

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI-1726-2002,

Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

Tančev,L.2005.Dams and appurtenant hydraulic structures.Skopje,A.A.Balkema Publishers.

Tim pembina olimpiade ilmu kebumian Indonesia. 2010. Pengantar Ilmu Kebumian. Yogyakarta.

Teknik Geologi UGM.

Zakaria, Zufialdi. 2009. Analisa Kestabilan Lereng, seri mata kuliah Geoteknik. Laboratorium

Geologi Teknik Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran.

Page 99: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

82

LAMPIRAN

Page 100: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

83

Lampiran 1. Diagram alir tahapan penelitian.

Studi desain bendungan,meliputi

1) jenis urugan dan geometri bendungan

2) isi waduk, muka air normal, muka air

banjir, tinggi jagaan

Studi peraturan gempa

1) SNI 1726 2002

2) Rancangan SNI 1726 2010

3) Pd T-14-2004-A

Lakukan analisis stabilitas pada kondisi

muka air banjir

FK>FKmin

(Rekomendasi)

Lakukan analisis stabilitas bendungan dengan

beban gempa (statik dan dinamik)

menggunakan Geo Studio 2007 dan SAP2000

SELESAI

FK<FKmin

(Rekomendasi)

Tidak

Tidak

Ya

SNI-1726-2002

RSNI-1726-2010

Pd. T-14-2004-A

Ya

Mulai

Page 101: ANALISIS STRUKTUR BENDUNGAN KRENCENG TERHADAP … · dengan mengacu kepada SNI-1726-2002 dan RSNI-03-1726-2010 dan Pd T-14-2004-A. Lokasi penelitian dilakukan pada tiga titik sepanjang

84