Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Jenjang Strata-1 (S1), Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA MODEL FISIK PENGARUH ALIRAN DEBRIS TERHADAP GERUSAN LOKAL YANG TERJADI DI PILAR JEMBATAN (Studi Kasus : Pilar Kapsul dan Pilar Tajam, Aliran Superkritik) (Physical Model Analysis of Debris Flow Influence to Local Scouring on Bridge Pile (Case Study Round Nose Pile and Sharp Nose Pile, Supercritical Flow)) Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Jenjang Strata-1 (S1), Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Disusun oleh: ANISA FAJAR SURYANI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA APRIL 2017 i

2 ii

3 KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telahmemberikan rahmat dan hidayah-nya, sehingga Laporan Tugas Akhir dengan judul Analisa Model Fisik Pengaruh Debris Terhadap Gerusan Lokal Yang Terjadi Di Pilar Jembatan dapat selesai. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca dan saran serta kritik selalu penulis harapkan demi kesempurnaan karya ilmiah ini. Penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberi bantuan baik materiil dan spirituil. Ucapan terima kasih ditujukan kepada : 1. Bapak Puji Harsanto, S.T., M.T., Ph.D., Selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta sekaligus selaku dosen pembimbing I. Yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan serta petunjuk dan koreksi yang sangat berharga bagi Tugas Akhir ini. 2. Bapak Jazaul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta sekaligus selaku dosen pembimbing II. Yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan serta petunjuk dan koreksi yang sangat berhaga bagi tugas akhir ini, 3. Bapak Burhan Barid, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji, yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan serta petunjuk dan koreksi yang sangat berhaga bagi tugas akhir ini, 4. Ibu Ir. Hj. Anita Widianti, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, 5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, 6. Seluruh Staff Tata Usaha, Karyawan dan Laboran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyyakarta, iii

4 7. Keluargaku tercinta yang telah banyak mendoakan dan membantu keberhasilan studi ini, 8. Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2013 yang telah memberi saran dan ide, 9. Semua pihak yang memberikan bantuan dalam menyelesaikan dan penyusunan tugas akhir ini. Demikian semua yang disebut di muka yang telah banyak turut andil dalam kontribusi dan dorongan guna kelancaran penyusunan tugas akhir ini, semoga menjadikan amal baik dan mendapat balasan dari Allah Ta ala. Meskipun demikian dengan segala kerendahan hati penyusun memohon maaf bila terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini, walaupun telah diusahakan bentuk penyusunan dan penulisan sebaik mungkin. Akhirnya hanya kepada Allah Ta ala jugalah kami serahkan segalanya, sebagai manusia biasa penyusun menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu dengan lapang dada dan keterbukaan akan penyusun terima segala saran dan kritik yang membangun demi baiknya penyusunan ini, sehingga sang Rahim masih berkenan mengulurkan petunjuk dan bimbingan-nya. Aamiin. Yogyakarta, April 2017 Penyusun iv

5 HALAMAN MOTO Never give up, you never know how close you may be to achieving your dreams (Anonim) Biasakan Melakukan Hal Benar, Bukan Membenarkan Hal Yang Biasa. (Agus Setyo Muntohar) Seseorang yang selalu berada di zona aman hanya akan menimbun daya juang dan daya imajinasi. (Fauri Hakim) v

6 HALAMAN PERSEMBAHAN Untuk mama, Tugiyem, seorang wanita luar biasa yang telah membimbing anakanaknya dengan kasih sayang dan memberikan segalanya sejak kami pertama kali melihat dunia. Terima kasih atas setiap tetes keringat perjuangan serta do a yang selalu terpanjatkan. Untuk adik-adikku, Amalia Sari Nur Azizah dan Diannita Aulia Ramadhani, yang selalu memberikan dukungan dan perhatian. Untuk Fauri Hakim, Ikhwan terbaik Allah yang telah datang dan selalu memberikan dukungan dan perhatian. Untuk Uswatun Khasanah dan Riska Siti Rohmah, sahabat terbaik yang telah menjadi sahabat yang selalu berkata benar dalam setiap saran yang dibutuhkan untuk memperbaiki diri. Untuk pejuang penelitian keairan Septiya Widiyastuti, Cikal Bagaskaskara, Siti Rukmini Mukobombang, Dea putri Arifah, Ahmad Arwana, Risqia Nur Safitri, Hernawan Fajar, Muhammad Riski Firdaus, Dedy Suryadi, Muhammad Rahmadhaniansyah, Fadli Widiansyah, Aditya Santosa, Arie Nurhayati, Faris Triyadi, Elsa Diana Rahmawati, Atikah Mardatillah, Anjelita Suratinoyo, Vinesa Rizka Amalia, Rina Putri Priyanti yang telah mendukung dan berjuang bersamasama. Untuk teman-teman mahasiswa di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Teknik Sipil angkatan 2013 pada khususnya. Sampai jumpa di puncak kejayaan. vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii HALAMAN MOTO... v HALAMAN PERSEMBAHAN... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xiii INTISARI... xiv BAB I... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian... 5 BAB II... 6 BAB III... 9 A. Sungai Alur Sungai Aliran Air di Saluran Terbuka Perilaku Aliran B. Gerusan Mekanisme Gerusan Gerusan Lokal Mekanisme Angkutan Sedimen Persamaan Gerusan untuk Aliran Beraturan C. Debris D. Sediment feeding vii

8 BAB IV A. Studi Literature B. Pengumpulan Data Alat Dan Bahan Persiapan pelaksanaan eksperimen Kasus Eksperimen dan Properti Material Metode Eksperimen Analisis Data C. Alur Simulasi Model Fisik BAB V A. Data Penelitian B. Sediment Feeding Pilar kapsul Pilar tajam C. Analisis Pola Gerusan Pilar Kapsul Pilar tajam D. Analisis Pola Aliran Pilar Kapsul Pilar Tajam E. Analisis Kecepatan Aliran Pilar Kapsul Pilar Tajam BAB VI A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA viii

9 DAFTAR TABEL Tabel 4. 1 Perhitungan koefisien debit dan Tinggi air Tabel 4. 2 Kondisi aliran hidraulika pada pengujian aliran superkritik Tabel 5. 1 Analisis Gradasi Butiran sampel Tabel 5. 2 Analisis Gradasi Butiran Sampel Tabel 5. 3 Perbandingan gerusan dan sedimentasi yang terjadi dengan kedalaman aliran rata-rata pilar kapsul Tabel 5. 4 Perbandingan gerusan dan sedimentasi yang terjadi dengan kedalaman aliran rata-rata pilar tajam Tabel 5. 5 Kecepatan aliran di sekitar pilar kapsul dengan sediment feeding Tabel 5. 6 Kecepatan aliran di sekitar pilar kapsul tanpa sediment feeding Tabel 5. 7 Kecepatan kritik butir material dasar di pilar kapsul dengan sediment feeding Tabel 5. 8 Kecepatan kritik butir material dasar di pilar kapsul tanpa sediment feeding Tabel 5. 9 Kecepatan aliran di sekitar pilar tajam dengan sediment feeding Tabel Kecepatan aliran di sekitar pilar tajam tanpa sediment feeding Tabel Kecepatan kritik butir material dasar di pilar tajam dengan sediment feeding Tabel Kecepatan kritik butir material dasar di pilar tajam tanpa sediment feeding ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Konsep kondisi umum perpindahan dasar sungai... 8 Gambar 3. 1 Mekanisme Gerusan Akibat Pola Aliran Air di Sekitar Pilar Gambar 3. 2 Hubungan kedalaman gerusan (ys) dengan waktu Gambar 3. 3 Hubungan kedalaman gerusan (ys) dengan waktu Gambar 3. 4 Mekanisme gerusan lokal pada abutmen Gambar 3. 5 Pola Penyebaran aliran debris Gambar 3. 6 Ilustrasi Tiga Bentuk Aliran Debris di Lapangan Gambar 4. 1 Skema alat percobaan (flume test) dari tampak atas Gambar 4. 2 skema alat percobaan (flume test) dari tampak Samping Gambar 4. 3 Jetpump Gambar 4. 4 Pompa sedot dihulu Gambar 4. 5 Pompa sedot dihulu Gambar 4. 6 Pompa sedot dihilir Gambar 4. 7 Rumput sintesis Gambar 4. 8 Point Gauge Gambar 4. 9 Kamera olympus Gambar Peluap segitiga Gambar Gelas penabur sediment feeding Gambar Sediment Tracking Gambar Sedimen Gambar Pilar kapsul tampak atas dan tampak prespektif Gambar Pilar Tajam Gambar Kondisi dasar saluran movable bed Gambar Kondisi dasar saluran pada alat flume test pada kondisi movable bed Gambar Grafik hubungan koefisien debit dengan tinggi air Gambar Alur simulasi model fisik dengan sediment feeding x

11 Gambar 5. 1 Gradasi Butiran Sampel Setelah Sediment Feeding Gambar 5. 2 Gradasi Butiran Sampel Setelah Sediment Feeding Gambar 5. 3 Kondisi satu hari setelah running tanpa sedimen feeding pada pilar pilar kapsul Gambar 5. 4 Kondisi setelah running dengan sedimen feeding pada pilar kapsul 45 Gambar 5. 5 Pembagian tinjauan gerusan yang terjadi dilihat dari tampak atas setelah running tanpa sediment feeding untuk pilar kapsul Gambar 5. 6 Pembagian tinjauan gerusan yang terjadi dilihat dari tampak atas setelah running dengan sediment feeding untuk pilar kapsul Gambar 5. 7 Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar kapsul pada potongan I-I Gambar 5. 8 Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar kapsul pada potongan II-II Gambar 5. 9 Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar kapsul pada potongan III-III Gambar Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar kapsul pada potongan IV-IV Gambar Kontur elevasi dasar disekitar pilar kapsul Gambar Kondisi satu hari setelah running tanpa sedimen feeding pada pilar pilar tajam Gambar Kondisi setelah running dengan sedimen feeding pada pilar tajam 52 Gambar Pembagian tinjauan gerusan yang terjadi dilihat dari tampak atas setelah running tanpa sediment feeding untuk pilar kapsul Gambar Pembagian tinjauan gerusan yang terjadi dilihat dari tampak atas setelah running dengan sediment feeding untuk pilar kapsul Gambar Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar tajam pada potongan I-I Gambar Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar tajam pada potongan II-II xi

12 Gambar Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar tajam pada potongan III-III Gambar Grafik elevasi dasar saluran dan pola gerusan pilar tajam pada potongan IV-IV Gambar Kontur elevasi dasar disekitar pilar tajam Gambar Pola aliran dari hulu sampai hilir pilar Gambar Pola aliran dari hulu sampai hilir pilar Gambar Pola aliran di sekitar pilar kapsul dengan sediment feeding Gambar Pola aliran di sekitar pilar kapsul tanpa sediment feeding Gambar Diagram shields dengan sediment feeding Gambar Diagram shields tanpa sediment feeding Gambar Pola aliran di sekitar pilar tajam dengan sediment feeding Gambar Pola aliran di sekitar pilar tajam tanpa sediment feeding Gambar Diagram shields dengan sediment feeding Gambar Diagram shields tanpa sediment feeding xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Lampiran Lampiran xiii