BAB III STUDI KASUS Bab ini menyajikan studi kasus pada penulisan tugas akhir. Studi kasus ini mengambil data pada proyek pembangunan Bendungan Way Biha. Bab ini mengungkapkan data teknis stabilitas bendungan Sungai Way Biha dan interpretasi dari data lapangan. 3.1 Data Teknis Keberadaan Bendungan Way Biha di Lampung Barat dengan jaringan irigasinya telah dirasakan manfaatnya oleh pengguna lahan Sungai Way Biha dan masyarakat di sekitarnya sejak tahun 1994 sampai dengan bulan November 2001. Namun pada bulan November terjadi kerusakan pada bendungan tersebut yang diakibatkan oleh banjir. Saat itu bangunan utama bendungan Way Biha Lampung telah rusak berat. Gambar 3.1 Kerusakan bendungan 36
Pemerintah telah melakukan upaya pengamanan sebelum Bangunan Utama Bendung- Way Biha Lampung (BUB-WBL) hancur yaitu dengan memperbaiki kerusakankerusakan yang terjadi pada badan bendungan, namun usaha tersebut sia-sia karena pada bulan Januari 2002 terjadi banjir yang mengakibatkan tubuh bendungan pada bagian tengah patah dan struktur bendungannya amblas sehingga bendung dan peralatannya tidak dapat dimanfaatkan lagi. Pada gambar di bawah ini dapat dilihat mengenai kerusakan yang terjadi pada bendungan: Adapun faktor penyebab yang mengakibatkan hal ini terjadi adalah ketidakmampuan struktur bendungan untuk menerima beban banjir. Dalam arti bahwa struktur stabilitas dari bendungan tersebut belum memenuhi dan tidak layak untuk dibangun. Studi kasus pada penulisan tugas akhir ini mengambil data pada proyek pembangunan struktur stabilitas Bendungan Way Biha Lampung. Permasalahan yang ditinjau yaitu bearing capacity, boiling yang mempengaruhi stabilitas dari struktur bangunan, dan gaya uplift yang diterima bendungan. Perhitungan ini dilakukan untuk mendapatkan besarnya faktor keamanan (safety factor) yang optimal yang harus dimiliki bendungan tersebut. 3.2 Pengumpulan Dan Interpretasi Data Data yang didapatkan penulis dari proyek Bendungan Way Biha Lampung berupa lokasi titik penyelidikan tanah, profil tanah untuk setiap titik bor di lokasi bendungan, parameter kuat geser tanah, dan data Lab way Biha. 3.2.1 Profil Tanah di Lokasi Bendungan Profil tanah ditentukan dari peta kontur asli lokasi Bendungan Way Biha yang kemudian diintepretasikan sebagai profil tanah yang sebenarnya. Dari garis-garis kontur dan ketinggian titik dari peta kontur, penulis melakukan interpolasi, ekstrapolasi, dan aproximasi untuk menggambarkan profil tanah yang mendekati kondisi sebenarnya. Profil pelapisan tanah yang ada di sekitar lokasi penyelidikan dibuat dengan menggunakan data-data hasil penyelidikan tanah. Untuk menentukan jenis tanah pada setiap lapisan diperoleh dari identifikasi langsung secara visual dan mekanis dengan dengan menggunakan bor inti. Identifikasi tersebut diperkuat lagi oleh data uji saringan, 37
berupa prosentase berat kerikil, pasir serta lanau/lempung pada masing-masing lapisan tanah di tiap-tiap titik bor. Tabel 3.1 berikut ini menunjukkan persentase jenis tanah pada sampel uji dari tiap-tiap titik bor untuk rentang kedalaman tertentu. Tabel 3.1 Distribusi pertikel untuk setiap titik bor 38
Dari Tabel 3.1 diatas terlihat bahwa untuk profil tanah dibawah Bangunan Utama Bendung (BUB), pada lapis pertama dari permukaan dengan kedalaman antara 1 hingga 5 m merupakan lapisan lempung. Pada lapisan ini data penyelidikan langsung di lapangan hanya berupa data DCPT (S.1 s/d S.3) dengan nilai tahanan ujung (cone resistance) ratarata c di tiap titik bervariasi antara 11 hingga 26 kg/cm2. Berdasarkan data yang tertera pada Tabel 3.1, terlihat bahwa pada lapis pertama di titik bor B-1 s/d B-4 yang berlokasi di Bangunan Bendung Utama (BUB) persentase jumlah lempung sudah lebih dari 75%. Persentase sebesar ini menunjukkan bahwa tanah pada lapisan tersebut bersifat lempung, dengan parameter kuat geser kohesi tanah yang lebih dominan. Lapisan kedua dengan ketebalan antara 3 hingga 6 m merupakan lapisan dengan kontribusi lempung dan pasir yang relatif berimbang. Lapisan kedua ini selanjutnya dideskripsikan sebagai lapisan pasir lepas (loose sand). Harga NSPT rata-rata SPT N = 9 s/d 20 sedangkan data CPT menunjukkan harga c = 20 s/d 86 kg/cm2. Lapisan ketiga dengan ketebalan antar 7 hingga 13m, merupakan lapisan pasir yang lebih padat daripada lapisan pasir diatasnya (medium dense sand) dengan variasi SPT N = 13 s/d 32 dan c = 65 s/d 85 kg/cm2. Sedangkan lapisan terakhir merupakan lapisan lempung dengan NSPT sekitar 17. Tidak terdapat data DCPT yang memadai pada lapisan tersebut. Apabila data penyelidikan lapangan tersebut akan dipergunakan untuk penentuan parameter kuat geser tanah, maka beberapa tabel korelasi dapat digunakan untuk melengkapi data-data dalam pembuatan profil pelapisan tanah seperti tertera pada Tabel 3.2 dan Tabel 3.3 berikut ini. 39
Tabel 3.2 Klasifikasi tanah berpasir berdasarkan nilai N-SPT (Bowles, 1988) Tabel 3.3 Klasifikasi tanah lempung berdasarkan nilai N-SPT (Bowles, 1988) 40
3.2.2 Parameter Kuat Geser Tanah Parameter kuat geser tanah dapat diturunkan berdasarkan data yang diperoleh dari tes laboratorium dengan mempertimbangkan data hasil uji lapangan, yaitu uji SPT (Standard Penetration Test) atau uji DCPT (Dutch Cone Penetration Test). Pada kondisi dimana tidak terdapat hasil pengujian tanah di laboratorium yang memadai, maka interpretasi dari hasil pengujian lapangan (berupa korelasi terhadap properti) ini memegang peranan yang sangat penting. Apabila properti tanah sulit diukur secara langsung, parameter tanah ditentukan berdasarkan engineering judgment. Dibawah ini akan dijelaskan beberapa bentuk korelasi yang dipergunakan untuk menentukan parameter kuat geser tanah (c dan ) berdasarkan data NSPT dan DCPT di bawah Bangunan Utama Bendung serta tanggul penutup. 3.2.2.1 Parameter kuat geser tanah berdasarkan nilai N-SPT Gambar 3.2 koreksi antara nilai N-SPT dengan kuat geser undrained (Terzaghi & Peck.1967) 41
Gambar 3.3 korelasi antara nilai N-SPT dengan sudut geser dalam (Terzaghi) 3.2.2.2 Parameter kuat geser tanah berdasarkan nilai DCPT Nilai kuat geser tanah pada kondisi undrained apabila dikonversikan dengan nilai tahanan konus qc dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut: dimana: cu = undrained shear strength qc = tahanan konus hasil DCPT test = tegangan efektif overburden Nk = konstanta konus dengan harga antara 15 s/d 20 Untuk tanah pasiran, korelasi parameter sudut geser tanah diturunkan dari Gambar 3.4 berikut ini: 42
Gambar 3.4 korelasi antara nilai q c dengan sudut geser dalam (Robertson & Campanella,1983) 3.3 Data Laboratorium Hasil Investigasi Tanah Sebagai data pembanding untuk data hasil dari lapangan maka penulis melampirkan datadata hasil investigasi tanah di lapangan. Data-data ini meliputi berbagai parameter antara lain: kuat geser tanah, natural state, atterberg limit, permeabilitas dan konsolidasi. Berikut adalah data-data hasil uji laboratorium tersebut untuk masing-masing titik bor: 43
44
45
46
47
Table 3.4. Data Lab.Way Biha 48
Dari data-data di atas penulis mencoba untuk memeriksa kembali kebenaran dari datadata tersebut, dan didapat kenjanggalan dalam lampiran data-data tersebut. Data yang terlihat sangat rancu adalah data dari Specific Gravity(Gs) dimana nilai dari Specific Gravity yang terdapat dari data tersebut sangat kecil bila material tanah tersebut adalah material lempung. Untuk itu penulis berusaha mencari referensi untuk memberikan solusi atas persalahan ini, dan penulis mendapatkan data-data mengenai kisaran-kisaran specific gravity(gs) untuk setiap material yang ada dalam tanah. Data-data tersebut dapat dilihat dari tabel di bawah ini: Type of Soil Gs Sand 2.65-2.67 Silty sand 2.67-2.70 Inorganic clay 2.67-2.80 Soil with mica or iron 2.75 3.00 Organic soil 1.0 2.60 Tabel 3.5 besar Gs pada setiap jenis tanah (Joseph E Bowles) Dengan mempertimbangkan bahwa pada setiap lapisan tanah di sekitar bendungan terdapat banyak material lempung yang bersifat anorganik maka berdasarkan tabel di atas penulis mengambil nilai Gs secara seragam yaitu dengan mengambil nilai Gs diantara kisaran 2.67 2,80, hal ini dilakukan untuk lebih mempermudah perhitungan serta untuk lebih meningkatkan keakuratan data. Data specific gravity ini akan dipakai untuk selanjutnya dalam perhitungan γ s (γ saturated). Table 3.6.a 49
Tabel 3.6.b Tabel 3.6.c Tabel 3.6.d 50
Tabel 3.6 Tabel modifikasi data lab.way Biha 51