TUGAS AKHIR KAJIAN ALTERNATIF PERENCANAAN BANGUNAN SIPHON SALURAN INDUK TARUM BARAT DENGAN MATERIAL BARREL PRECAST

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR KAJIAN ALTERNATIF PERENCANAAN BANGUNAN SIPHON SALURAN INDUK TARUM BARAT DENGAN MATERIAL BARREL PRECAST Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S1) Disusun Oleh : NAMA : TJATUROSO IMAN MURSALIN NIM : UNIVERSITAS MERCUBUANA FAKULTAS TEKNIK PERENCANAAN DAN DESAIN PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JAKARTA 2013

2

3

4 KATA PENGANTAR Assalamualaikum warohmatullohi wabarokatuh. Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya serta solawat dan salam untuk Nabiku Muhammad SAW, sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhr ini dengan baik. Penyusunan Tugas Akhir ini sebagai penerapan ilmu teknik sipil khususnya untuk disiplin ilmu bangunan air, yang merupakan persyaratan untuk menyelesaikan program studi strata satu (S1), pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Mercubuana Jakarta. Laporan Tugas Akhir ini membahas tentang. KAJIAN ALTERNATIF PERENCANAAN BANGUNAN SIPHON SALURAN INDUK TARUM BARAT DENGAN MATERIAL BARREL PRECAST Dengan segala keterbatasan dan kemampuan penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini takkan terwujud tanpa bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Bersama dengan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada. 1. Ibu Ir. Henny Gambiro, Msi, Dekan Fakultas Teknik Perencanaan Dan Desain (FTPD), Universitas Mercubuana Jakarta. 2. Bapak Ir. Mawardi Amin, MT, selaku Kaprodi Teknik Sipil Universitas Mercubuana Jakarta.

5 3. Bapak Ir. Agus Suroso, MT, dosen pembimbing Tugas Akhir. 4. Bapak Ir. M Taufik, dosen pembimbing Tugas Akhir. 5. Seluruh dosen jurusan Teknik Sipil Universitas Mercubuana Jakarta. 6. Jurusan Teknik Sipil beserta staf atas bantuannya dalam mengurus keperluan administrasi dan kelengkapan. 7. Kedua orang tua Bapak dan Ibu tercinta. 8. Seluruh sahabat dan kerabat jurusan Teknik Sipil Universitas Mercubuana Jakarta, yang telah memberikan dukungan moral. 9. Seluruh sahabat, kerabat dan keluarga besar Persero PT.Waskita Karya. 10. Idamayanti, yang selalu memberi semangat dan dukungan. 11. Hendra, alif, torus, darto, didin, ul, putra, warno, jono, bowo dan semua teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Semoga Allah SWT, selalu membalas kebaikan dan selalu mencurahkan hidayah serta taufik-nya, Amin. Akhir kata penulis ingin mengucapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat untuk semua. Jakarta, 28 Februari 2013 Penulis.

6 MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO Allah SWT meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Berangkat dengan penuh keyakinan Berjalan dengan penuh keikhlasan Istiqomah dalam menghadapi cobaan. Work with no strings attached do not expect rewards be willing to taste unpleasant. Matter how small the job should be done with full attention, because the things that little can lead to things that are great. PERSEMBAHAN Kupersembahkan kepada Ayah dan Ibu tercinta Istriku Idamayanti dan almarhum tercinta tersayang ananda Nabiqh Taqy Mursalin disurga, yang membuat tetap semangat dalam menempuh kehidupan. Teman-teman Jurusan Teknik Sipil Kelas Karyawan Angkatan XIX Universitas Mercubuana Jakarta.

7 Daftar Isi DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI... i ii iii iv v BAB I PENDAHULUAN I Latar Belakang Masalah Maksud Tujuan Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Sistematika Penulisan... I-1 I-5 I-6 I-6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II Uraian Umum Bangunan Siphon Saluran Terbuka Air Balik (Back Water) Sistem Beton Precast Kreteria Perencanaan Dasar dasar perencanaan Desain Hidrolik... II-1 II-1 II-3 II-6 II-7 II-9 II-12 II Desain untuk Kapasitas Aliran Siphon, Saluran Hubung, dan Bangunan Penguras II-16 Universitas Mercubuana ii - 1

8 Daftar Isi Data Data Sekunder 2.4 Perencanaan Struktur... II-20 II-21 BAB III METODOLOGI ANALYSIS III Kerangka Pemikiran Teknik Pengumpulan data Penggolongan Data. 3.3 Metodologi Laporan Penyusunan Tugas Akhir Diagram Alir... III-1 III-1 III-1 III-2 III-4 III-5 BAB IV PERHITUNGAN ALTERNATIF DESAIN SIPHON SALURAN HUBUNG DAN BANGUNAN PENGURAS 4.1 Umum Saluran dan Aliran Saluran Tarum Barat Kondisi Desain Desain Kapasitas Siphon Penenuan Tata Letak Bangunan Siphon. 4.3 Desain Hidrolis Alternatif Menaikkan Elevasi Dasar Siphon Barrel Perhitungan Headloss Siphon Perencanaan Dimensi Saluran Tarum Barat Bagian Hulu Siphon Ketetapan Desain Hidrolik... IV-1 IV-1 IV-1 IV-2 IV-2 IV-3 IV-4 IV-4 IV-4 IV-38 IV-45 Universitas Mercubuana ii - 2

9 Daftar Isi Desain Hidrolik Siphon dan Saluran Hubung Desain Hidrolik Bangunan Penguras Perhitungan Stabilitas Bangunn Umum Perhitungan stabilitas barrel siphon Perhitungan stabilitas saluran hubung Perhitungan stabilitas bangunan penguras Pelaksanaan siphon dengan material barrel precast... IV-45 IV-47 IV-50 IV-50 IV-51 IV-67 IV-89 IV-107 BAB VI PENUTUP V Kesimpulan Saran... V-1 V-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Universitas Mercubuana ii - 3

10 Daftar Gambar DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 1.3 Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Rencana lokasi siphon Potongan memanjang siphon.... Potongan melintang siphon..... Metode tahapan Aliran pintu Koefisien (K) untuk submerged discharge (from Schmidt)... Koefisien untuk plat dan lengkung permukaan pintu... Jadwal penulisan tugas akhir... Diagram alir... Sistem saluran tarum barat.... Tata letak bangunan siphon... I-4 I-5 I-5 II-17 II-19 II-19 II-19 III-4 III-5 IV-1 IV-3 Gambar 4.2.a Pemilihan alternatif jalur siphon... IV-4 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Alternatif kedua jalur siphon... Potongan memanjang hidrolis siphon... Plan dan potongan bangunan siphon..... Penampang siphon barrel Tampak dan potongan transisi inlet..... Potngan trashrack.. Plan dan potongan inlet..... IV-4 IV-4 IV-4 IV-5 IV-7 IV-8 IV-10 Universitas Mercubuana iii - 1

11 Daftar Gambar Gambar 4.10 Potongan memanjang barrel Gambar 4.11 Potongan memanjang belokan barrel Gambar 4.12 Potongan memanjang outlet siphon IV-11 IV-12 IV-14 Gambar 4.13 Plan dan potongan memanjang transisi outlet siphon... IV-16 Gambar 4.14 Plan dan potongan memanjang transisi outlet siphon... Gambar 4.15 Potongan saluran hubung.. Gambar 4.16 Potongan siphon barrel Gambar 4.17 Plan dan potongan transisi inlet.... Gambar 4.18 Potongan trashrack Gambar 4.19 Potongan inlet Gambar 4.20 Potongan memnjang barrel Gambar 4.21 Potongan memanjang belokan barrel..... Gambar 4.22 Potongan memanjang outlet barrel..... Gambar 4.23 Potongan memanjang transisi outlet barrel..... Gambar 4.24 Potongan memanjang transisi outlet barrel..... Gambar 4.25 Potongan memanjang saluran hubung..... Gambar 4.26 Potongan melintang saluran inlet IV-17 IV-19 IV-22 IV-23 IV-25 IV-26 IV-28 IV-29 IV-31 IV-32 IV-34 IV-35 IV-38 Gambar Perubahan nilai headloss akibat review dasar siphon... Gambar 4.27 Potongan bangunan penguras... Gambar 4.28 Kurva pintu penguras.... IV-42 IV-46 IV-47 Universitas Mercubuana iii - 2

12 Daftar Gambar Gambar 4.29 Plan lokasi titik bor / sondir Gambar 4.30 Potongan penampang geoteknik Bh 1 dan Bh 2.. Gambar 4.31 Data bor Bh Gambar 4.32 Data bor Bh Gambar 4.33 Penampang barrel..... Gambar 4.34 Diagram beban mati... Gambar 4.35 Diagram beban air... Gambar 4.36 Diagram beban air gaya uplift Gambar 4.37 Diagram tekanan tanah kondisi normal Gambar 4.38 Diagram tekanan tanah kondisi gempa... Gambar 4.39 Diagram tekanan tanah pada dinding Gambar 4.40 Diagram tekanan air statis Gambar 4.41 Diagram tekanan air dinamik Gambar 4.42 Potongan penampang geoteknik BH2 dan BH3.... Gambar 4.43 Data bor BH3... Gambar 4.44 Data material properties Gambar 4.45 Penampang saluran hubung Gambar 4.46 Diagram beban mati saluran hubung..... Gambar 4.47 Diagram beban air uplift Gambar 4.48 Diagram tekanan tanah Gambar 4.49 Diagram tekanan air statis saluran.... IV-51 IV-51 IV-51 IV-51 IV-53 IV-54 IV-55 IV-56 IV-57 IV-58 IV-61 IV-63 IV-64 IV-68 IV-68 IV-68 IV-69 IV-77 IV-79 IV-81 IV-83 Gambar 4.50 Diagram tekanan air dinamik pada saluran hubung... IV-85 Universitas Mercubuana iii - 3

13 Daftar Gambar Gambar 4.51 Potongan melintang bangunan penguras Gambar 4.52 Diagram beban mati bangunan penguras Gambar 4.53 Potongan bangunan penguras... Gambar 4.54 Diagram tekanan tanah Gambar 4.55 Diagram tekanan air normal..... Gambar 4.56 Diagram tekanan air dinamik..... Gambar 4.57 Rencana segmen beton barrel precast IV-90 IV-97 IV-97 IV-100 IV-102 IV-103 IV-108 Universitas Mercubuana iii - 4

14 Daftar Tabel DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Koefisien kekasaran strickler II-2 Tabel 2.1a Perbandingan struktur beton konvensional dan precast II-8 Tabel 2.2 Koefisien belokan untuk lingkar dan Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 segiempat... Harga koefisien Manning Borlog BH1-BH2-BH Sifat fisik material Koefisien gempa Koefisien safety factor Pemilihan alternatif jalur siphon. Data hidrolis transisi inlet upstream Data hidrolis transisi inlet downstream..... Faktor kehilangan energi Faktor kehilangan energy Kb Hidrolis transisi outlet Hidrolis transisi outlet upstream Hidrolis transisi outlet downstream Hidrolis saluran hubung II-15 II-18 II-20 II-21 II-23 II-23 IV-4 IV-7 IV-8 IV-11 IV-13 IV-17 IV-18 IV-19 IV-20 Tabel 4.10 Data hidrolis transisi inlet upstream Tabel 4.11 Data hidrolis transisi inlet downstream IV-24 IV-25 Universitas Mercubuana iv - 1

15 Daftar Tabel Tabel 4.12 Koefisien Fi..... Tabel 4.13 Koefisien Kb Tabel 4.14 Hidrolis transisi outlet Tabel 4.15 Data hidrolis transisi inlet upstream Tabel 4.16 Data hidrolis transisi inlet downstream Tabel 4.17 Hidrolis saluran hubung.... Tabel 4.18 Perhitungan nilai lebar saluran Tabel 4.19 Perbandingan Nilai Headloss Tabel 4.20 Hidrolis siphon Tabel 4.21 Perhitungan Q debit bukaan pintu penguras Tabel 4.22 Tabel koefisien aliran Tabel 4.23 Tabel koefisien debit Tabel 4.24 Beban mati dan momen barrel Tabel 4.25 Beban air dan momen air Tabel 4.26 Beban air uplift dan momen barrel... Tabel 4.27 Koofesien α dan β pada rectanguler ( B x L ).. Tabel 4.28 Faktor daya dukung... Tabel 4.29 Beban dan momen tekanan pada kondisi normal... IV-28 IV-30 IV-34 IV-35 IV-36 IV-37 IV-43 IV-44 IV-45 IV-49 IV-49 IV-49 IV-54 IV-55 IV-56 IV-60 IV-60 IV-62 Tabel 4.30 Beban dan momen tekan pada barrel akibat tekanan tanah kondisi gempa... Tabel 4.31 Beban dan momen akibat tekanan air statis... Tabel 4.32 Beban dan momen akibat tekanan air dinamik... Tabel 4.33 Nilai N pada titik bor BH IV-62 IV-63 IV-64 IV-70 Universitas Mercubuana iv - 2

16 Daftar Tabel Tabel 4.34 Koofesien α dan β bentuk pondasi.. IV-75 Tabel 4.35 Nilai Nc, Nj, Iy untuk Ø... Tabel 4.36 Nilai daya dukung tanah (qa) Tabel 4.37 Nilai beban mati dan momen pada saluran hubung.. IV-75 IV-76 IV-78 Tabel 4.38 Nilai beban dan momen berat air pada saluran hubung... IV-79 Tabel 4.39 Nilai beban dan momen uplift pada saluran hubung... IV-80 Tabel 4.40 Nilai beban dan momen tekanan tanah saluran hubung kondisi normal... IV-82 Tabel 4.41 Nilai beban dan momen tekanan tanah saluran hubung kondisi gempa... IV-82 Tabel 4.42 Nilai beban dan momen tekanan air pada saluran hubung... IV-84 Tabel 4.43 Nilai beban dan momen tekanan air dinamik pada saluran hubung Tabel 4.44 Nilai pada tekan bor BH1... Tabel 4.45 Koofesien α dan β pada Pondasi... Tabel 4.46 Nilai Nc1, Nj, Nq untuk Ø... Tabel 4.47 Nilai daya dukung tanah yang di ijinkan(qa)... Tabel 4.48 Nilai dan momen beban mati bangunan penguras... Tabel 4.49 Nilai beban dan momen pintu bangunan penguras... Tabel 4.50 Nilai beban dan momen akibat beban pintu... IV-85 IV-91 IV-95 IV-95 IV-96 IV-98 IV-98 IV-98 Universitas Mercubuana iv - 3

17 Daftar Tabel Tabel 4.51 Nilai beban dan momen akibat beban jembatan... Tabel 4.52 Nilai beban dan momen beban air kondisi normal... Tabel 4.53 Nilai beban dan momen akibat beban uplift... Tabel 4.54 Nilai beban dan momen tekanan tanah normal... Tabel 4.55 Nilai beban dan momen tekanan tanah kondisi gempa Tabel 4.56 Nilai beban dan momen tekanan air normal... Tabel 4.57 Nilai beban dan momen tekanan air dinamik... IV-99 IV-99 IV-100 IV-101 IV-102 IV-102 IV-103 Universitas Mercubuana iv - 4

18 Daftar Notasi DAFTAR NOTASI TPJ : Thames pam jaya PALYJA : Pam lyonnaise jaya WTP : Water treatment plant JWRMP : Jatiluhur Water Resources Management Project KP : Kreteria Perencanaan EL.BS.O : Elevasi dasar siphon outlet EL.BS.B : Elevasi dasar Siphon barrel EL.BS.I : Elevasi dasar siphon inlet EL.BLC.us : EL.WLSI : Elevasi dasar saluran hubung upstream Elevasi muka air siphon inlet EL.BC.I : Elevasi dasar saluran inlet LTd-1 : Panjang lengkung downstream 1 LTd-2 : Panjang lengkung downstream 2 L1 : Panjang L1 L2 : Panjang L2 L3 : Panjang L3 LTup : Panjang lengkung upstream H1 : Panjang H1 H2 : Panjang H2 1 ds : Sudut 1 downstream 2 us : Sudut 2 downstream Universitas Mercubuana v - 1

19 Daftar Notasi Bb : Lebar Bb Hb : Tinggi Hb Abt : Luas penampang barrel Q : Debit air (m3/detik) n : Koefisien manning g : Grafitasi bumi L : Panjang L Im : Hidraulik gradient rata rata Iu : Hidraulik gradient upstream Id : Hidraulik gradient downstream H ti : Headloss transisi inlet H ft : Headloss trashrack c : Koefisien trashrack a : Koefisien bentuk plat s : Tebal plat trasrack b : Jarak plat trasrack Hi : Headloss inlet Fi : Factor kehilangan energi Hf : Frictionloss dalam barrel V : Kecepatan (m/det) R : Jari jari hidrolis (A/P) K : Koefisien stricler (1/n) Kb us : Faktor kehilangan energi pada belokkan/ sudut pada Universitas Mercubuana v - 2

20 Daftar Notasi siphon upstream Kb ds : Faktor kehilangan energi pada belokkan/ sudut pada siphon downsstream. Hb : Headloss belokkan siphon. Ho : Headloss outlet siphon Hto : Headloss transisi outlet. hf : Friction Headloss saluran hubung ho : Headloss outlet saluran hubung Ki : koefisien manning perbagian P : Keliling basah total Pi : Keliling basah per bagian K : Koefisien aliran : Koefisien debit a : Tinggi bukaan pintu w : Unit weight air (t/m3) d : Unit weight tanah (wet) t/m3 s : Unit weight tanah (saturated) t/m3 SF : Faktor keamanan c : Unit weight beton t/m3 FG : Total beban mati FU : Total beban air Fa : Koefisien keamanan N : Nilai SPT Universitas Mercubuana v - 3

21 Daftar Notasi e : eksentrisitas gaya resultan B : Lebar dasar pondasi (m). V : Total beban Vertikal. : Sudut geser dalam tanah. q : daya dukung pondasi (t/m 2 ) qa : daya dukung yang diijinkan (t/m 2 ) c : Kohesi tanah (t/m 2 ) α, β : Faktor bentuk pondasi N c, N γ, N q : factor daya dukung D f : Dalam dari dasar sampai permukaan tanah (m) Ka : Koefisien tanah aktif Kea : Koefisien tanah aktif ( kondisi gempa) Kep : Koefisien tanah pasif ( kondisi gempa) Universitas Mercubuana v - 4

22 Daftar Lampiran DAFTAR LAMPIRAN Lampiran No. 1 : Lampiran No. 2 : Lampiran No. 3 : Lampiran No. 4: Gambar 4.2 Tata letak bangunan siphon Tabel 4.2.a Pemilihan alternatif jalur siphon Gambar. 4.3 Alternatip kedua jalur siphon Gambar. 4.4 Potongan memanjang hidrolis siphon. Lampiran No. 5: Lampiran No. 6: Gambar Plan dan potongan bangunan siphon. Gambar 4.26.a Perubahan nilai headloss akibat review dasar siphon Lampiran No. 7 : Lampiran No. 8 : Lampiran No. 9 : Lampiran No10 : Tabel 4.22 Tabel koefesien aliran. Tabel 4.23 Tabel koefisien debit. Gambar Plan lokasi titik bor / sondir. Gambar 4.30 Potongan penampang geoteknik bh1 dan bh 2. Lampiran No.11 : Gambar 4.31 Data bor Bh.1 Lampiran No.12 : Gambar 4.32 Data bor Bh. 2 Lampiran No.13 : Lampiran No.14: Tabel 4.24 Daftar properties material. Gambar 4.42 Potongan penampang geoteknik bh2 dan bh 3 Lampiran No.15 : Gambar 4.43 Data bor Bh.3 Lampiran No.16 : Tabel Angka keamanan stabilitas. Lampiran No.17 : Lampiran No.18 : Gambar Peta tampak udara Tabel hasil perhitungan headloss dan stabilitas Universitas Mercubuana v - 1