## JURNAL TEKNIK SIPIL

## Studi Karakteristik Mekanik Kawat Bronjong Untuk Menahan Sedimen

## Nur Ikhsani AY
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Ujung Pandang, Makassar 90245, Indonesia Email: aynurikhsani@poliupg.ac.id

## ABSTRAK
Kawat  bronjong  dapat  dipergunakan  untuk  berbagai  kebutuhan  konstruksi,  salah  satunya yaitu  dapat  digunakan  untuk  membuat  check  dam  yang  berfungsi  untuk  menahan  atau menangkap  sedimen  berupa  batuan  tetapi  tetap  mengalirkan  airnya.  Untuk  mengetahui kekuatan  dari  kawat  bronjong,  maka  dilakukan  penelitian  untuk  mengetahui  karakteristik dari  kawat  bronjong  untuk  menahan  energi  kinetik  batuan  yang  akan  ditahan  oleh  check dam.  Dalam  pengujian  untuk  mengetahui  karateristik  mekanik  kawat  bronjong  ini, digunakan  kawat  bronjong  jenis  galvanis  diameter  3.4  mm  dan  pola  anyaman  belah ketupat. Diagonal lubang anyaman kawat bronjong yang digunakan adalah 200 mm x 200 mm.  Kawat  bronjong  diuji  dengan  memberikan  beban  berulang  yang  dijatuhkan  dari ketinggian 2 m untuk mengetahui lendutan, regangan, tegangan serta gaya maksimum yang terjadi  pada  kawat  bronjong  tersebut, tujuan  yang  ingin  dicapai  dari  penelitian  ini  adalah untuk mengetahui pengauh beban berulang dan karakteristik tegangan dan regangan kawat bronjong  check  dam  akibat  beban  dari  sedimen,  serta  untuk  mengetahui  nilai  kekuatan optimum dari pola anyaman bentuk kawat bronjong belah ketupat untuk digunakan sebagai struktur check dam penahan sedimen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kawat struktur bronjong mampu menahan gaya yang cukup besar sebelum kawat tersebut rusak atau putus. Tegangan maksimum yang terjadi adalah 520.66 Mpa.
Kata Kunci: kawat bronjong, karakteristik mekanik, regangan, tegangan, gaya.

## ABSTRACT
Gabion (or bronjong) wire could be used for various purposes in construction, such as to form  check  dam  structure  which  usually  used  to  catch  rocks  sediments  while  keeps  the water flowing. This experiment aims to analyze the capacity and mechanical characteristic of bronjong wire under kinetic loading of sediment movement in check dam structure. This experiment  used galvanized wire with 3.4 mm diameter, plaited in shaped configurations. The  plait  diagonal  dimension  used  in  this  experiment  are  200  mm  ×  200  mm.  These specimens  are  subjected  to  repetitive  loading  while  deflection,  strain,  stress,  and  peak capacity are observed. The load is applied by repetitively dropped a certain mass from the height of 2 m. The aim of this study is to determine the effect of repeated load and the stress and strain characteristics of gabion wire of check dam due to the sediment load, as well as to  determine  the  optimum  strength  value  from  woven  pattern  of  gabion  wire  in  rhombus shape  for  use  as  the  check  dam  structure  and  sediment  control.  Experiment  results  show that the wire sustained high capacity before deteriorate or failing. The maximum stress was 520.66 Mpa.
Keywords: Gabion wire, mechanical characteristic, strain, stress, force.
1. Pendahuluan Kawat bronjong merupakan jenis material  yang  sangat  baik  digunakan untuk  konstruksi  perkuatan,  misalnya untuk  perkuatan  tebing  tanah  maupun tepi  sungai.  Bangunan  bronjong  adalah bangunan  struktur  yang  tidak  kaku  dan memiliki  kemampuan  untuk  menahan pergerakan tanah dengan tetap meloloskan air. Salah satu kegunaan dari bronjong yaitu dapat  digunakan  untuk  membuat check dam , bangunan check dam dari bronjong ini  dapat  dibangun  sebagai  bendung tetap  maupun  bendung  gerak,  atau kombinasi  dari  keduanya,  serta  dapat berfungsi  untuk  mengendalikan  aliran dan  muatan  di  sungai  sebagaimana dijelaskan  dalam  Standar  Nasional Indonesia 03-2401-1991 tentang pedoman  perencanaan  hidrologi  dan hiraulik untuk bangunan sungai.
Definisi check  dam adalah  bangunan yang  dapat  melewatkan  aliran  air melalui  mercu  maupun  tubuh  bangunan akan  tetapi  mampu  menampung  serta menahan  sedimen  dalam  jangka  waktu tertentu, dimana Check dam ini digunakan pula untuk mengatur kemiringan  dasar  saluran  drainase  guna mencegah  terjadinya  penggerusan  dasar yang  dapat  membahayakan  stabilitas saluran drainase.
Fungsi  utama  dari check  dam adalah untuk menahan atau menangkap sedimen  tetapi  tetap  mengalirkan  airnya serta  mengendalikan  geometri,  dan aliran sungai guna pemanfaatan air yang optimal,  dan  efisien.  Karena  pentingnya fungsi  dari check  dam tersebut  maka diperlukan struktur check dam yang kuat dan kokoh.
Pada  penelitian  kali  ini  digunakan bronjong  sebagai  bahan  utama check dam untuk  menahan  sedimen  yang terdapat  pada  aliran  debris.  Berikut beberapa  penelitian  yang  menggunakan
bronjong  sebagai  bangunan  struktur  di berbagai tempat pengaplikasiannya. Murri  dkk  (2014)  melakukan  penelitian mengenai  “Analisis  Stabilitas  Lereng Dengan  Pemasangan  Bronjong  (Studi
Kasus di Sungai Gajah Putih, Surakarta)”,  penelitian  dilakukan  yaitu dengan menggunakan empat jenis variasi  pemasangan  bronjong  yang ditujukan  dalam  rangka  penambahan kekuatan  lereng  untuk  menghindari longsor dan gerusan serta menahan erosi yang terjadi pada tanah.
Olga (2013)  melakukan penelitian mengenai bronjong dengan menganalisis bronjong  sebagai  sruktur  pelindung pantai.  Pada  penelitian  yang  telah dilakukan ini dilakukan dengan melakukan  pembebanan  menggunakan batuan  yang  memiliki  ukuran  hamper seragam  dan  tidak  boleh  melewati lubang anyaman.
Rosihun  (2011)  melakukan  penelitian mengenai  bronjong  yang  dimanfaatkan sebagai talud pada Sungai Gadjah Wong
Yogyakarta. Penelitian
mengenai stabilitas  bangunan  yang  menggunakan bronjong  juga  telah  diteliti  oleh  Ramli dan  Karasu  (2013),  dengan  judul penelitian  “ The  Stability  of  Gabion Walls for Earth Retaining Structures ”.
Selain mengenai stabilitas kawat struktur  bronjong,  penelitian  mengenai bahan  pengisi  struktur  dinding  penahan bronjong  juga  pernah  dilakukan  oleh Beena  (2009),  dengan  judul  penelitian “ Gabion  Retaining  walls  with  Alternate Fill  Materials ”  dalam  penelitian  ini Beena  mengkombinasikan  60%  bahan pengisi  kawat  bronjong  yang  biasa digunakan dengan bahan pengisi alternatif.
Dari  penelitian  sebelumnya,  belum pernah  dilakukan  penelitian  mengenai kawat  struktur  bronjong  dengan  bentuk yang memiliki stabilitas yang baik untuk bendung  penahan  air.  Untuk  itu  penulis dalam penelitian kali ini akan melakukan analisis dengan
menggunakan bronjong sebagai bendung  penahan  sedimen  pada  aliran debris check dam dengan memperhatikan  karakteristik  tegangan dan  regangan  kawat  bronjong  ketika menahan sedimen saat digunakan
sebagai check  dam .  Dari  penelitian  ini diharapkan  dapat  diketahui  kekuatan optimum  dari  kawat  bronjong  ketika diaplikasikan  sebagai  bendung  penahan sedimen  pada  aliran  debris check  dam dengan  menggunakan  bentuk  anyaman belah  ketupat  pada  kawat  bronjong tersebut.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  akan  dilakukan  dalam skala  laboratorium  yang  dibuat  mirip dengan  kondisi  sebenarmya  di  lapangan yaitu  kawat  bronjong  akan  digunakan sebagai check  dam yang  akan  menahan sedimen  pada  aliran  debris  dimana sedimen tersebut berupa bebatuan, Maka dalam  pengujian  ini  dibuat  beban  dari beton menyerupai batuan yang
dijatuhkan  secara  bebas  dari  ketinggian
kurang lebih 2 m dari permukaan benda uji  kawat  bronjong  yang  dijatuhkan berulang  sebagaimana  yang  terjadi  di lapangan  yaitu  sedimen  yang  mengenai check  dam datang  terus  menerus.  Berat beban yang digunakan 22 kg.
Dalam  pengujian  ini  akan  diamati besarnya  lendutan  yang  terjadi  yang diukur  secara  manual  menggunakan meteran  dengan  proses  pengukuran lendutan  yang  dilakukan  setiap  beban telah  dijatuhkan  pada  kawat  bronjong.
Selain pengukuran lendutan juga dilakukan pengukuran regangan menggunakan  tiga  buah  strain  gauge yang dipasang pada plat yang mana plat ini  dipasang  pada  tepi  kawat  bronjong. Data  regangan  yang  diperoleh  dari pembacaan  strain  gauge  ini  kemudian digunakan  untuk  menghitung  tegangan dan  gaya  yang  terjadi  pada  kawat struktur  bronjong  tersebut.  Berikut tampak  atas setting  up pengujian  kawat struktur bronjong:
Gambar 1 Tampak atas setting up pengujian kawat struktur bronjong
Penelitian  ini  menggunakan  kawat struktur  bronjong  berdiameter  3.4  mm yang  dianyam  berbentuk  belah  ketupat dengan  ukuran  penampang  2  x  2  m, sebagai  frame  kawat  struktur  bronjong ini  digunakan  plat  baja  profil  UNP  12 dan  plat  strip  pada  sekeliling  sisi  kawat
struktur  bronjong  tersebut,  sebagai pemegang digunakan baut untuk mengklem ke empat sisi kawat di antara plat  UNP  12  dan  plat  strip  tersebut. Sedangkan  untuk  dudukan  dari  frame kawat  struktur  bronjong  digunakan  plat baja seperti pada Gambar 2 berikut ini.
Gambar 2 Setting up pengujian struktur kawat bronjong di laboratorium
Pada  salah  satu  sisi  kawat  bronjong tersebut  dipasangkan  tiga  buah  strain gauge  yang  digunakan  untuk  dapat mengetahui  besarnya  regangan  yang terjadi  pada  plat  baja  dan  kawat bronjong,  hanya  saja  strain  gauge  ini tidak  dapat  dipasang  pada  kawat bronjong sebab permukaan kawat bronjong  yang  terlalu  kecil  sehingga digunakan  bahan  tambahan  yaitu  plat
untuk  memasang  strain  gauge  yang kemudian  plat  tersebut  diklem  pada salah  satu  sisi  kawat  struktur  bronjong yang  akan  diuji.  Pemasangan  tiga  buah strain  gauge  ini  pada  salah  satu  sisi kawat  bronjong  dengan  jarak      panjang bentang,   panjang bentang dan   panjang bentang.  Proses  pemasangan  strain gauge  tersebut  dapat  dilihat  pada Gambar 3.
Gambar 3 Proses pemasangan strain gauge
Proses  pengujian  pada  penelitian  ini dilakukan dengan  pembebanan berulang yaitu  dengan  dijatuhkannya  beban  dari ketinggian 2 m secara jatuh bebas secara berulang  kali  sampai  kawat  struktur bronjong  tersebut  hancur  atau  putus, Gambar  4  berikut  menunjukkan  proses pembebanan  yang  dilakukan  pada  saat pengujian,  pembebanan  dengan  cara menjatuhkan beban seperti ini dilakukan
untuk  mensimulasikan  beban  yang diterima  oleh  kawat  struktur  bronjong bila digunakan sebagai check dam untuk menahan sedimen berupa batuan. Beban yang  digunakan  untuk  pengujian  kawat struktur  bronjong  itu  adalah  beban seberat 22 kg dengan bentuk menyerupai kuali yang sisinya berbentuk cembung.

## Gambar 4 Pembebanan kawat struktur bronjong

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada  pengujian  kawat  struktur  bronjong 2  menggunakan  kawat  bronjong  dengan diagonal  lubang  anyaman  sebesar  200 x 200  mm  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 5 berikut. Tidak hanya pengamatan  besarnya  lendutan  yang
dilakukan tetapi juga pengamatan besarnya  regangan  yang  terjadi  pada kawat  struktur  bronjong  tersebut,  nilai regangan  diperoleh  dari  pembacaan strain  gauge  yang  terpasang  pada  kawat struktur bronjong tersebut yaitu sebanyak tiga buah. Gambar 5 Kawat bronjong dengan diagonal lubang anyaman 200x200 mm
Pembebanan menggunakan beban seberat  22  kg  yang  dijatuhkan  dari ketinggian  2  m  dari  permukaan  kawat struktur  bronjong.  Besarnya  lendutan yang terjadi pada setiap kali
pembebanan  yang  dilakukan  diamati secara  menual  menggunakan  meteran ditunjukkan pada Gambar 6 berikut.
Gambar 6 Grafik hubungan beban - lendutan hasil pengujian pembebanan berulang kawat
bronjong 0 100 200 300 400 500 0 3 6 9 12 15 18 Len d u tan ( mm)
Gambar  6  menunjukkan  bahwa  jumlah beban  dijatuhkan  yang  dapat  dipikul oleh  kawat  struktur  bronjong  sampai rusak  atau  putus  yaitu  sebanyak  16  kali beban  dijatuhkan  dengan  maksimum lendutan  yang  terjadi  yaitu  sebesar  405 mm.
Selain  pengamatan  terhadap  besarnya lendutan yang terjadi pada saat pembebanan  pada  pengujian  kawat struktur  bronjong  ini  juga  dilakukan perhitungan besarnya tegangan dan gaya yang mampu dipikul oleh kawat struktur bronjong tersebut melalui hasil pembacaan  regangan  dari  tiga  buah strain  gauge yang  dipasang  pada  plat baja  yang  terdapat  pada  sisi  tepi rangkaian  kawat  struktur  bronjong. Hasil pengamatan regangan  yang terjadi di  plat  pada  setiap  pembebanan  untuk kawat  struktur  bronjong  dapat  dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Grafik hubungan regangan – pembebanan hasil pengujian beban berulang kawat
bronjong
Dari hasil pembacaan strain gauge yang disajikan  dalam  bentuk  grafik  di  atas diketahui bahwa nilai regangan maksimum  yang  terjadi  adalah  sebesar 270.86  microstrain  atau  sama  dengan 0.000270857, dengan menggunakan Persamaan  1  berikut  maka  dapat diketahui  nilai  tegangan  yang  terjadi pada  plat,  hasil  perhitungan  disajikan pada Gambar 8 berikut.
p p E =  x p 
………………………(1)
dengan :
𝜎 𝑝 = Tegangan plat
𝐸 𝑝 = Modulus elastisitas plat
𝜀 𝑝 = Regangan plat
𝜎 𝑝 = 200,000 x 0.00027085= 54.17 MPa
Gambar 8 Grafik hubungan tegangan – pembebanan plat pada kawat bronjong
Setelah  memperoleh  tegangan  plat  yang terjadi  maka  digunakan  Persamaan  2 untuk  menghitung  gaya  yang  terjadi pada  plat  yang  terpasang  pada  kawat struktur bronjong, dimana besarnya gaya yang  terjadi  pada  plat  tersebut  sama dengan  gaya  yang  terjadi  pada  kawat bronjong.  Hasil  perhitungan  gaya  yang terjadi  pada  kawat  bronjong  disajikan pada Gambar 9 berikut.
𝐹 𝑝 =   𝐴 𝑝 𝑥 𝜎 𝑝 ………………………..(2)
dengan :
𝐹 𝑝 = Gaya yang terjadi pada plat
𝐴 𝑝 = Luas penampang plat
𝜎 𝑝 = Tegangan plat 𝐹 𝑝 = 174.6 x 54.17
= 9,458.26 N
Gambar 9 Grafik hubungan gaya – pembebanan pada kawat bronjong
Berdasarkan Gambar  9 di atas diperoleh besarnya  gaya  yang  terjadi  di  plat, kemudian dengan menggunakan Persamaan  3  dapat  diketahui  besarnya tegangan  yang  terjadi  pada  kawat bronjong.  Besarnya  tegangan  pada bronjong  ditunjukkan  pada  Gambar  10 berikut.
b b b A F =  …..………………………..(3)
dimana :
𝜎 𝑏 = Tegangan bronjong
𝐹 𝑏 = Gaya yang terjadi pada bronjong, dimana 𝐹 𝑏 = 𝐹 𝑝
𝐴 𝑏 = Luas penampang bronjong
08 . 9 26 . 458 , 9 2 = b  = 1,041.31 MPa 2 31 . 041 , 1 = b  = 520.66 MPa
Gambar 10 Grafik hubungan tegangan – pembebanan kawat pada kawat bronjong
Berdasarkan dari perhitungan menggunakan  persamaan  di  atas  maka diketahui  nilai  tegangan  dan  gaya  yang terjadi  pada  kawat  struktur  bronjong.
Dari  tegangan  dan  gaya  yang  terjadi diketahui  bahwa  tegangan  maksimum yang  terjadi  pada  kawat  struktur bronjong  tersebut  yaitu  sebesar  520.66
MPa.

## 4. Penutup
Berdasarkan  hasil  penelitian  studi karakteristik dari kawat struktur bronjong untuk menahan sedimen diperoleh  beberapa  kesimpulan  sebagai berikut:
1. Besarnya  lendutan  maksimum  yang terjadi  pada  kawat  struktur  adalah sebesar 405 mm.
2. Berdasarkan hasil pembacaan regangan  pada strain  gauge dan dengan menggunakan persamaan yang  ada  maka  diperoleh  nilai tegangan  yang  terjadi  pada  struktur kawat  bronjong.  Nilai  tegangan maksimum  untuk  kawat  struktur bronjong  dengan  diagonal  lubang anyaman  200  x  200  mm  adalah sebesar 520.66 MPa.
3. Mode  kegagalan  yang  terjadi  pada pengujian kawat struktur yaitu kegagalan  terjadi  pada  daerah  pusat pembebanan  yang  putus  tepat  pada bagian lekukan kawat struktur bronjong. Mengacu pada penelitian studi karakteristik  mekanik  kawat  bronjong untuk  menahan  sedimen  yang  telah dilakukan  terdapat  beberapa  saran  yang perlu dipertimbangkan antara lain
sebagai berikut: 1. Diperlukan  adanya  inovasi  untuk dapat membuat alat pengukur lendutan secara otomatis agar lendutan  yang  terjadi  dapat  terekan secara  baik  dan  tepat  selama  proses pembebanan berlangsung. 2. Sebaiknya dilakukan penelitian serupa dengan menggunakan berbagai macam variasi besar diagonal  lubang  anyaman,    selain
variasi besar lubang anyaman sebaiknya  juga  dilakukan  penelitian terhadap variasi bentuk pola anyaman,  agar  diketahui  bentuk terbaik yang dapat digunakan sebagai pola anyaman kawat struktur bronjong, untuk dapat menahan gaya yang  optimal. Sebaiknya  untuk penelitian lebih lanjut digunakan pola anyaman  yang  memiliki  daerah lekukan  yang  sedikit,  atau  apabila memungkinkan digunakan kawat struktur bronjong berbentuk lingkaran,  karena  berdasarkan  pada mode kegagalan yang terjadi,
putusnya  kawat  struktur  bronjong terjadi  tepat  pada  daerah  lekukan kawat bronjong. 3. Dalam  proses  pembebanan  kawat struktur bronjong sebaiknya digunakan  alat  yang  dapat  mengatur jatuhnya beban, dengan  variasi ketinggian  yang  berbeda  dengan berat beban yang berbeda pula.

## Daftar Pustaka
Badan  Standarisasi  Nasional  (BSN), 1991. SNI 03-2401-1991 Pedoman  Perencanaan  Hidrologi dan Hidraulik untuk  Bangunan di Sungai . Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. Sidharta, SK., 1997. Irigasi dan Bangunan Air . Jakarta: Gunadarma.
Mawardi, E., Memed, M., 2002. Desain Bendung  Tetap  Untuk  Irigasi . Bandung: Alfabeta. Murri, M.M., Surjandari, N.S., & As’ad,
S., 2014. Analisis Stabilitas Lereng Dengan Pemasangan Bronjong  (Studi  Kasus  Di  Sungai Gajah  Putih,  Surakarta) .  Jurnal, Jurusan  Teknik  Sipil,  Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Yogyakarta. Olga,  P.,  Kanjalia,  T.,  Asriwiyanti,  D., Hanny,  J.D.,  &  Angga,  R.P.,
2013. Analisis  Stabilitas  Struktur Pelindung  Pantai  Batu  Bronjong. Jurnal,  Jurusan  Teknik  Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Bandung. Rosihun,  M.,  &  Endaryanta.,  2011. Analisis Stabilitas Talud Bronjong  UIN  Sunan  Kalijaga Yogyakarta. Jurnal, Jurusan Pendidikan Teknik Sipil, Universitas  Negeri  Yogyakarta, Yogyakarta. Ramli,  M.,  et  al,  2013.  The  stability  of gabion  walls  for  earth  retaining structures. Alexandria Engineering  Journal,  Faculty  of Engineering Alexandria University. Beena,  K.S.,  &  Jayasree,  P.K.,  2009. Gabion  Retaining  Walls  with
Alternatife  Fill  Materials. Indian Geotechnical  Society,  Guntur, India. Sunggono.,  1995. Buku  Teknik  Sipil . Penerbit NOVA, Bandung. Pawirodikromo,  W.,  2014. Analisis Tegangan Bahan . Pustaka Pelajar,
Yogyakarta.