EVALUASI BOX CULVERT PADA SALURAN UTAMA IRIGASI BATANG ANAI

EVALUASI BOX CULVERT PADA SALURAN UTAMA IRIGASI BATANG ANAI Redi Yusmal 1, Abdul Hakam 2 dan Hendri Gusti Putra 3 1. Staf Pengajar Teknik Sipil Universitas Putra Indonesia YPTK, 2. Staf Pengajar Teknik Sipil Universitas Andalas, 3.Staf Pengajar Teknik Sipil Universitas Andalas e-mail : redi_yusmal.yahoo.co.id Abstract - Box Culvert merupakan suatu konstruksi yang merupakan media aliran pada saluran irigasi, yang biasanya di gunakan untuk bangunan yang melintasi jalan, penelitian ini dilakukan pada proyek irigasi Batang Anai, penulis melihat model yang di pakai pada proyek teresebut pakai model Double Box, di sini kita buatkan model singel dan Double, dari hasil perhitungan Model singel masih bisa di pakai pada proyek tersebut, kemudian penurunan yang terjadi tidak terlalu jauh berbeda dengan model singel, nilainya lebih kecil dengan model singel, tapi struktur betonnya mengalami keretakan pada model singel box dengan selisih momen maksimum dengan momen retak sebesar 37,69 KNm/m, dan model Doubel Box tidak mengalami keretakan, dengan selisih momen maksimum dengan momen retak sebesar -54,71 KNm/m. Kata Kunci : Evaluasi, Box Culvert, Saluran Utama, Irigasi Batang Anai 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. Realitanya pembangunan Infrastruktur di berbagai daerah banyak yang tidak sesuai dengan regulasi regulasi sebagaimana layaknya suatu bangunan, sehingga kebanyakan perencanaan suatu proyek tidak sesuai dengan sebagaimana mestinya apabila ini kita kaitkan dengan aspek ekonomis, kualitas serta estetika, sehingga cost yang di gunakan tidak tepat sasaran dan terjadinya pemborosan. Hal ini perlu disikapi oleh para insinyur sipil bagaimana kita bisa mendisain suatu perencanaan proyek yang tepat dan sesuai dengan yang di harapkan oleh semua kalangan, tentunya untuk kesejahteraan masyarakat banyak, ini bisa kita lihat pada pembangunan saluran primer (main Chanel) Pada Proyek irigasi Batang Anai yang menelan dana yang cukup banyak, dalam hal ini penulis memfokuskan pada pembangunan Box Culvert yang merupakan salah satu item pekerjaan pada proyek ini, dan boleh dikatakan pekerjaan yang cukup menantang pada proyek ini. Kegiatan ini melintasi jalan utama Padang - Bukittinggi, dan konturnya perbukitan, dalam pembangunan saluran ini di perlukan Box culvert sebagai media aliran irigasi pada lokasi melintasi jalan utama, dan box culvert yang digunakan ini berbentuk double box, berdasarkan analisa dan hipotesa bagaimana kalau disainnya dibuat singel box, karena kalau dilihat tanahnya cukup baik dan keras, berdasarkan uraian diatas sangat perlu dilakukan penelitian agar diperoleh suatu pembangunan yang tepat dari segi kualitas maupun dalam penggunaan anggaran. 1.2. Batasan Masalah Batasan-batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah: 1. Box Culvert yang akan dipakai adalah berbentuk persegi dengan model Singel dan Double Box 2. Data data yang dipakai data tanah, peraturan pembebanan, kemudian akan dilihat berapa penurunannya yang terjadi dengan model singel dan double box yang terjadi pada struktur tanah tersebut. 3. Lokasi yang akan di tinjau yaitu lokasi BNS 1f yang merupakan perlintasan jalan raya Padang - Bukittinggi. 1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: 1. Melihat apakah Box Culvert model singel Box bisa di gunakan pada proyek tersebut. 2. Membandingkan Penurunan tanah yang terjadi pada masing - masing fase, akibat pembebanan vertikal di atas Box Culvert dengan model singel dan double Box. tersebut, Box culvert ini melintasi Jalan Utama Padang-Bukittinggi dan jalan kereta api disini penulis melihat gambar disain konsultan yang akan dilaksanakan pada proyek tersebut sama semuanya baik yang melintasi jalan kareta api maupun yang Evaluasi Box Culvert... 62

3. Melihat apakah terjadi keretakan beton pada model Singel Box. 4. Diperolehnya disain yang tepat mutu, tepat biaya dan tepat waktu. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Secara Umum Box Culvert merupakan elemen struktur yang berfungsi meneruskan beban pada tanah, baik beban dalam arah vertical maupun arah horizontal, dan merupakan bangunan yang di bangun di bawah jalan, jalan kareta api atau tanggul yang di gunakan sebagai jalur penghubung yang di tempatkan di bawah tanah seperti saluran air, jalan lintasan, pipa kabel listrik atau pipa gas, ada bebarapa jenis bentuk Box Culvert sesuai dengan bentuk dan bahan bahan yang di pergunakannya. Dari jenisnya ini Box Culvert persegi atau bundar yang paling banyak di gunakan Box Culvert dengan penampang bundar di pergunakan bila tanah pondasi cukup kuat dan luas penampang pondasi terpaksa melebar, atau bila pelaksanaan pelat lantai terlalu sukar untuk membangun Box Culvert persegi mengingat keadaan setempat, untuk Box Culvert dari logam yang bergelombang, ini merupakan Box Culvert yang fleksibel dengan sifat sifat dinamis karena Culvert logam ber gelombang mempunyai beberapa keuntungan misalnya berat sendiri lebih ringan dapat di pindahkan dan mudah dalam pelaksanaan, dengan demikian tidak memerlukan alat alat berat seperti mesin mesin dan dapat dengan mudah di pindahkan untuk keperluan lain, Culvert seperti ini untuk Culvert yang sederhana seperti di pegunungan atau pada saluran persilangan sebagai pekerjaan sementara. Karena mempunyai kekurangan kekurangan misalnya ketahanan lamanya, mudah menjadi rusak, karena itu tidak sesuai untuk Culvert yang penting. 2.2 Sistem Struktur Dilapangan terdapat beberapa jenis sistem struktur yang umum di gunakan pada jembatan, yaitu: 1. Jembatan beton, berupa jembatan beton bertulang yang umumnya di pakai untuk bentang 2,5 meter, dan jembatan beton prategang (Pre stress concrete bridge) untuk bentang > 2,5 meter. 2. Jembatan Rangka Baja (truss bridge) panjang bentang jembatan 100 meter. 3. Jembatan Komposit ( composite bridge) yang terdiri dari: beam bridge (Gelagar Utama terbuat dari Profil I dengan panjang bentang 35 meter ). 4. Jembatan Kabel (cable stayed), dapat berupa cable stayed bridge dengan bentang cukup Panjang L 500 meter, suspension bridge dengan bentang cukup panjang L 1500 meter. 2.2.1. Box Culvert Box Culvert merupakan struktur Jembatan yang berbentuk gorong gorong persegi, masing masing segmen dari Box Culvert di analisis sebagai pelat, sehingga Box Culvert terdiri dari empat buah pelat yang memikul beban kerja yang berlainan. 2.2.2. Pemodelan Pembebanan Gambar 2.4 Penampang Box Culvert model Pelat atas berfungsi sebagai pelat lantai jembatan, beban yang di perhitungkan berupa : 1. Beban mati Beban pelat, timbunan, beban aspal, beban air hujan, beban kerb. 2. Beban Hidup Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan yang bergerak (lalu lintas) atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Menurut Bina Marga (1989), untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau system lantai kendaraan jembatan harus digunakan beban T. beban T adalah beban yang mempunyai beban roda ganda (Dual whell load) sebesar P, dimana untuk jembatan kelas I di gunakan P = 10 ton. Besarnya pengaruh roda pada bidang kontak Evaluasi Box Culvert... 63

pada permukaan lantai jembatan sangat di pengaruhi oleh tebalnya lapisan aspal dan pelat yang menyusun pelat jembatan. Pada Box Culvert, beban yang diterima oleh pelat lantai biasanya cukup kecil, karena beban telah terdistribusi oleh timbunan yang terletak antara pelat lantai dengan lapisan aspal. Tampak 4 a 4 a Tebal Pelat 2.3 Analisa Struktur Analisa struktur merupakan suatu proses untuk mengetahui prilaku struktur akibat gaya gaya tertentu, dengan menganalisis struktur akan di ketahui besar perpindahan, lendutan, reaksi perletakan dan gaya gaya dalam yang terjadi pada struktur tersebut akibat beban yang bekerja padanya. Hasil analisis ini diperlukan untuk merencanakan dimensi maupun material yang akan di gunakan untuk struktur tersebut. Pada thesis ini analisis struktur yang dilakukan adalah analisis struktur portal satu lantai 2(dua) dimensi, dengan menggunakan Program Plaxis, Program ini bisa langsung melakukan analisa struktur, Program ini dibuat menggunakan metoda elemen hingga. 3. Metodologi 3.1. flow chart Gambar 2.5 Bidang Kontak Ban Dimana : t adalah tebal aspal t1 adalah tebal pelat a= a1 + 2( t + timbunan + 0,5 t1) (2.27) 3.2. Metode Pengumpulan Data. Pada penelitian ini data Parameter parameter di peroleh berdasarkan parameter parameter yang di butuhkan oleh Program Plaxis. Adapun parameter tanah yang telah di dapatkan dari Penelitian laboratorium dan penyelidikan adalah sebagai berikut : b = b1 + 2(t +0,5 t1) (2.28) Evaluasi Box Culvert... 64

Untuk Pengujian Sondir (qc) E = 2 qc (kg/ cm 2 ) Pada penelitian Ini data pengujian yang di dapat kan dari pengujian Standar Penetration Test, nilai N yang di ambil merupakan penempatan Box Culvert pada lapisan tanah pertama adalah 8, Sehingga E = 766 x N (KN/m 2 ) E = 766 x 8 = 6128 KN/m 2 B. Poison s rasio Nilai poison s rasio di ambil 0,35, karena tanahnya termasuk kategori pasir. C. Berat jenis tanah (ỵ) Pada plaxis berat jenis tanah yang diperlukan berat jenis tanah di atas permukaan air(ỵ unsat ) dan berat jenis tanah di bawah permukaan air (ỵ sat ) Tabel 3.1. parameter - parameter untuk input pada plaxis 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Data penulisan Berdasarkan penyelidikan tanah dilokasi proyek Irigasi Batang Anai di dapatkan data jenis tanah dan nilai SPT pada masing masing titik pengujian, lokasi yang di teliti pada tesis ini adalah pada lokasi BNS 1F( lokasi Jalan Raya). 4.1.2. Deskripsi lapisan tanah Data yang diperoleh dari pengujian SPT adalah data yang dibutuhkan untuk menentukan parameter parameter tanah yang akan di input kedalam program plaxis dari hasil perhitungan penulis pada penelitian ini tanah yang di pakai terdiri atas dua lapis yang termasuk klasifikasi pasir kelempungan dan pasir lanau. 4.1.3. Analisis parameter parameter tanah yang ditinjau A.Elastisitas tanah Modulus elastisitas tanah dapat di definisikan sebagai pertambahan tegangan ( τ) untuk setiap penambahan tiap satu satuan regangan, dan sering di pakai untuk mengestimasi penurunan, dan untuk modulus Elastisitas tanah berkisar 1/10 sampai 1/100 modulus Elastisitas baja. Dari penelitian para ahli Elastitas dapat diperoleh melalui rumus Empiris sebagai berikut: Pengujian Standar Penetration Test ( pukulan) E = 766 N spt (KN/m 2 ) D. Nilai kohesi tanah Kohesi Tanah merupakan suatu parameter yang juga menentukan prilaku tanah, berdasarkan Penelitian para Ahli Nilai Kohesi Bisa didapat dari Rumus Empiris dari pengujian SPT, dengan rumus Evaluasi Box Culvert... 65

jadi berat untuk 1 meter satuan = 8,173 KN 10 KN/m/m I. Nilai poison rasio beton (v) poison rasio untuk beton = 0, 15 0,2 J. Nilai d = 22,517 m K. Mencari retak pada Box Culvert w adalah lebar retak dalam mm x 10-6 β adalah, untuk pelat β = dari hasil Pengujian didapatkan N = 8 maka, nilai (pada Grafik) E. Modulus Elastisitas beton Beton yang di pakai Adalah mutu K 250, dengan nilai fc' = 25 Mpa Untuk Mencari nilai,, E = 23500 Mpa E = 239633,26 E = 23499999,88 KN/m 2 F. Mencari nilai EA A adalah luas penampang yang akan di tinjau 1,35 f s adalah tegangan pada tulangan, boleh di ambil sebesar 0,6 fy d c adalah jarak titik berat tulangan utama sampai ke serat tarik terluar A adalah penampang potongan tarik efektif berada di sekeliling tulangan, dimana letak dari tulangan sentris terhadap penampang tersebut. Untuk pelat A = 2 d c. s, s adalah jarak antara batang tulangan. Karena struktur di luar ruangan, maka berlaku atau. Tegangan Retak, =0,7 Mpa = 3500 KN/m 2 sedangkan momen lentur retak adalah G. Mencari Nilai EI Momen Inersia =B'H' 3 / 12 = (1 x 0,5 3 ) / 12 = 0,125 /12 = 0,01042 m 4 Jadi Nilai EI = 23499999,88 x 0,01042 = 244791,66542 KN/m 2 H. Mencari nilai w Berat beton bertulang = 24,52 KN/m 3, fr= tegangan retak beton Mcr= momen retak beton Ig = Inersia penampang Yt = jarak dari garis netral penampang ke serat bawah penampang beton. Maka Mcr = 3500 KN/m 2 x 0,01042 m 4 0,25m = 145,88 KNm/m Sedangkan momen maximum penampang M max = 183,57 KNm/m Beton retak bila M max Mcr 183,57 > 145,88 ternyata beton mengalami retak Evaluasi Box Culvert... 66

5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Jadi dari perhitungan di atas maka dapat di simpulkan bahwa: 1. Pada Box culvert proyek Batang Anai masih bisa di pakai model singel box 2. Penurunan total tanah yang terjadi pada singel box lebih kecil di bandingkan double box. 3. Penurunan tanah yang terjadi mengakibatkan keretakan pada struktur Box culvert model singel dengan selisih momen retak dengan momen maximum hasil perhitungan sebesar 37,69 KNm/m 4. Pada Box Culvert model doubel tidak terjadi keretakan pada Box Culvert dengan selisih momen retak dengan momen maximum hasil perhitungan sebesar -54,71 KNm/m. 5.2. Saran Adapun yang perlu disarankan kepada penelitian selanjutnya, pada penulisan tesis ini penulis tidak memperhitungkan beban horizontal seperti beban akibat gempa serta pengaruh tekanan hidrostatis yang mengalir pada Box Culvert untuk penelitiannya selanjutnya agar di cantumkan perhitungan beban horizontalnya dan pengaruh tekanan hidrostatis sehingga bisa mendapatkan hasil analisis yang lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA Bowles, J.E., 1988, Foundation Analysis and Design, McGraw Hill Book Company, Singapore. Bowles, J.E., 1997, Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 1 Erlangga, Jakarta Bowles, J.E., 1997, Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 2 Erlangga, Jakarta Christiady H, Hary., 2003 Teknik Pondasi 2, Beta Offset, Yogyakarta Das, B. M., 1983, Advanced Soil Mechanics, McGraw Hill, New York Das, B. M., 1990, Principles of Foundation Engineering, PWS- KENT Piblishing Company, Boston. Hakam, A., 2008, Rekayasa Pondasi, Bintang Grafika, Padang. Hunt, R.E. 1986, Geotechnical Engineering Analysis and Evolution, McGraw Hill, New York Poulos, H. G, dan Davis, E. H., 1980 Pile Foundation Analysis and Design, The University of Sidney, John Wiley and Sons Evaluasi Box Culvert... 67

Wesley, L.D., 1977, Mekanika Tanah, Pekerjaan Umum, Jakarta Som N.N and Das S.C., 2003. Theory And Practice of Foundation Design, Prentice-Hall of India Private Limited, New Delhi. Evaluasi Box Culvert... 68