BAB 3
DESAIN LAYOUT DERMAGA
3.1. Pengertian Dermaga dan Pelabuhan
Pengertian dermaga adalah suatu bangunan pelabuhan yang digunakan untuk merapat dan menambatkan kapal yang melakukan bongkat muat barang dan menaik-turunkan penumpang atau barang. Dimensi dermaga didasarkan pada jenis dan ukuran kapal yang merapat dan bertambat pada dermaga tersebut. Dalam pertimbangan ukuran dermaga harus didasarkan pada ukuran-ukuran minimal sehingga kapal dapat bertambat atau meninggalkan dermaga maupun melakukan bongkar muat dengan aman, cepat dan lancar.
Pengertian pelabuhan adalah daerah perairan yang terlindungi terhadap gelombang, yang dilengkapi dengan fasilitas terminal laut meliputi dermaga dimana kapal dapat bertambat untuk bongkar muat barang, crane-crane untuk bongkar muat barang, gudang laut dan tempat-tempat penyimpanan dimana kapal membongkar muatannya, dan gudang-gudang dimana barang-barang dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama selama menunggu pengiriman ke daerah tujuan atau pengapalan.
Pada studi kasus ini dijelaskan bahwa akan dibangun pelabuhan petikemas, pelabuhan petikemas merupakan pelabuhan barang yang dilengkapi dengan fasilitas bongkar muat barang. Pada dasarnya pelabuhan barang harus mempunyai perlengkapan- perlengkapan sebagai berikut:
a. Dermaga harus panjang dan harus dapat menampung seluruh panjang kapal atau sekurang-kurangnya 80% dari panjang kapal. Hal ini disebabkan karena muatan dibongkar muat melalui bagian muka, belakang, dan di tengah kapal.
b. Mempunyai halaman dermaga yang cukup lebar untuk keperluan bongkar muat barang dan penumpukan petikemas. Barang yang dimuat disiapkan di atas dermaga dan kemudian diangkat dengan crane masuk ke kapal. Demikian pula pembongkarannya dilakukan dengan crane dan barang diletakkan di atas dermaga yang kemudian diangkut ke gudang.
c. Tersedia jalan dan hlaman untuk pengambilan/pemasukan barang dari dan ke gudang serta mempunyai fasilitas untuk reparasi.
3.2. Bentuk dan Jenis Struktur Dermaga 3.2.1. Bentuk Dermaga
Bentuk dermaga dapat dikelompokkan sebagai berikut:
a. Bentuk dermaga memanjang, dimana struktur dermaga dibangun sejajar dengan garis pantai. Tambatan ini dibangun bila garis kedalaman kolam pelabuhan hampir merata sejajar dengan garis pantai. Bentuk ini biasa digunakan untuk pelabuhan petikemas. llustrasi dapat dilihat Gambar 3.1.
b. Bentuk dermaga menjorok kedalam (finger type wharf). Dermaga ini dibangun biasanya bila garis kedalaman terbesar menjorok ke laut dan tidak teratur. Bentuk ini biasanya untuk melayani kapal dengan muatan umum (general cargo). llustrasi dapat dilihat pada Gambar 3.2.
c. Bentuk dermaga pier, dimana struktur dermaga tegak lurus dengan garis pantai.
Dermaga ini dibangun bila garis kedalaman jauh dari pantai. Antara dermaga dengan pantai dihubungkan dengan jembatan penghubung (approach trestle).
Jembatan penghubung ini dapat ditempatkan ditengah, disisi atau suatu kombinasi dari dermaga. llustrasi dapat dilihat Gambar 3.3.
Gambar 3.1 Dermaga memanjang.
Gambar 3.2 Dermaga menjorok kedalam.
Gambar 3.3 Dermaga pier.
Untuk perancangan dermaga pada laporan tugas akhir ini digunakan layout tipe dermaga memanjang karena bentuk dermaga memanjang ini biasa digunakan pada pelabuhan petikemas, di mana dibutuhkan suatu lapangan yang luas guna melayani dan menyimpan petikemas.
3.2.2. Jenis Struktur Dermaga
Jenis struktur dermaga secara umum dapat dikategorikan dalam empat jenis struktur, yaitu:
deck on pile, sheet pile, diafragma wall, dan caisson. Berikut akan diuraikan masing-masing jenis struktur dermaga.
1. Struktur Dermaga Deck On Pile
Dermaga jenis ini menggunakan serangkaian tiang pancang (piles) sebagai pondasi bagi lantai dermaga (deck). Tiang pancang yang digunakan terbuat dari kayu, baja atau beton (bertulang/pra-tekan). Tiang pancang ini harus dapat menyalurkan seluruh beban yang diterima dermaga ke tanah pondasi. llustrasi dapat dilihat dalam Gambar 3.4.
2. Struktur Dermaga Sheet Pile
Dermaga jenis ini menggunakan sheet pile (turap/dinding penahan) untuk menahan gaya- gaya akibat perbedaan elevasi antara lantai dermaga dengan dasar kolam. Untuk menahan gaya lateral dari kapal yang sedang bersandar biasanya digunakan tiang pancang dibelakang turap. Struktur jenis ini biasanya dibangun pada garis pantai yang memiliki kemiringan curam. llustrasi dapat dilihat pada Gambar 3.5.
3. Struktur Dermaga Diafragma Wall
Struktur dermaga dengan dinding diafragma (diafragma wall) terdiri dari blok-blok beton bertulang berukuran besar yang diatur sedemikian rupa. Perletakan blok beton dengan kemiringan tertentu dimaksudkan agar terjadi geseran antar blok beton satu dengan lainnya sehingga dicapai kesatuan konstruksi yang mampu memikul beban-beban vertikal maupun horizontal pada dermaga. llustrasi dapat dilihat dalam Gambar 3.6.
4. Struktur Dermaga Caisson
Struktur dermaga jenis ini memanfaatkan berat sendiri untuk menahan beban-beban vertikal dan horizontal dari dermaga serta untuk menahan tekanan tanah. Caisson adalah suatu konstruksi blok-blok beton bertulang berbentuk kotak-kotak yang dibuat di darat dan dipasang pada lokasi dermaga dengan cara diapungkan dan diatur pada posisi yang direncanakan, kemudian ditenggelamkan dengan mengisi dinding kamar-kamar caisson dengan pasir. llustrasi dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.4Struktur dernaga deck on pile.
Gambar 3.5Struktur dermaga sheet pile.
Gambar 3.6Struktur dermaga diafragma wall.
Gambar 3.7Struktur dermaga caisson.
Untuk perancangan dermaga pada laporan tugas akhir digunakan jenis struktur dermaga tipe deck on pile.
3.2.3. Metodologi Perencanaan
Langkah perencanaan struktur dermaga dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Bagan alir perencanaan struktur dermaga.
Desain tulangan balok Desain tulangan pilecap
Desain tulangnan pelat Mulai
Kondisi alam
Perhitungan pembebanan : Beban mati*
Beban gempa*
Beban gelombang dan Arus*
Beban hidup Beban berthing Beban mooring
Pemodelan struktur
Cek UC Cek defleksi Cek daya dukung fondasi
Output : Reaksi pada balok Reaksi pada pilecap
Selesai
Pemilihan ulang dimensi struktur
ya
tidak
Pemilihan dimensi awal struktur
tidak
ya
3.2.4. Kriteria Desain Dermaga
Kriteria desain dermaga meliputi perhitungan dimensi struktur dermaga dan struktur pendukungnya. Penentuan desain dermaga biasanya berdasarkan acuan keadaan lingkungan dan ukuran serta jenis kapal yang dilayani.
1. Kondisi Alam
Kondisi alam yang digunakan untuk keperluan perencanaan adalah sebagai berikut:
Data angin tiap jam
Tinggi gelombang rencana pada perencanaan dermaga pelabuhan batubara Linau ini digunakan tinggi gelombang rencana dengan perioda ulang 100 tahun.
Pasang surut
Arus Perairan
Kondisi geologi
Berdasarkan perhitungan data survei lingkungan di lapangan, didapat beberapa parameter sebagai berikut:
Tinggi gelombang rencana (100 tahun) = 4.14 m.
Kecepatan arus = 0.36 m/detik.
(sumber : www.pertamina.com/index.php?option=com_content&task=view&id=3763&Itemid=1199)
Pasang surut = 2.79 m.
2. Karakteristik Kapal
Pada tugas akhir ini perancangan struktur dermaga direncanakan untuk kapal petikemas dengan kapasitas 10000 DWT. Berdasarkan Tabel 3.1 dapat dilihat data- data dari kapal petikemas.
Tabel 3.1 Data Kapal-kapal Petikemas
(Sumber : Fentek Marine Fendering Systems Catalogue)
Dimana :
DWT = total berat dari kapasitas yang terdiri dari barang, BBM, dan air (ton).
MD = total perpindahan oleh kapal (ton).
LOA = panjang kapal sebenarnya dari buritan kapal sampai muka kapal (m).
LBP = panjang kapal sepanjang lunas kapal (m).
B = lebar kapal (m).
D = jarak dari bagian kapal yang tenggelam saat muatan penuh (m).
F = jarak dari bagian kapal yang tidak tenggelam saat muatan penuh (m).
CB = koefisien blok dari kapal (m).
Dari Tabel 3.2 diatas maka diperoleh data kapal petikemas 10000 DWT adalah : Tabel 3.2 Data Kapal Petikemas 10000 DWT
Parameter Satuan Data
DWT ton 10000
LOA m 130
B m 21.2
D m 7.3
3. Penentuan Dimensi Struktur Dermaga a. Panjang Dermaga
Dermaga ini didesain untuk melayani 1 buah kapal peti kemas 10000 DWT.
Perhitungan panjang dermaga menggunakan persamaan :
L = 1.15 − 1.40 LOA (3.1)
Dimana :
L = panjang dermaga (m).
LOA = panjang kapal dari haluan hingga buritan (m).
Pada perancangan dermaga ini diambil panjang dermaga 1.2 LOA. Maka diperoleh : L = 1.2 ∗ 130 = 156 m
Maka dari perhitungan diambil panjang dermaga adalah 156 m. Akan tetapi untuk kemudahan perancangan dan memperhitungkan lapangan penumpukan petikemas maka diambil panjang dermaga adalah 160 m.
b. Kedalaman Kolam Dermaga
Kedalaman perairan dermaga yang dibutuh untuk melayani kapal peti kemas dengan kapasitas sebesar 10.000 DWT ditentukan berdasarkan draf kapal peti kemas 10000 DWT dengan persamaan :
H = 1.1 ∗ D (3.2)
Dimana :
H = kedalaman kolam pelabuhan (m).
D = draft kapal (m).
Dengan draft kapal 7.3 m, maka diperoleh : H = 1.1 ∗ 7.3 = 8.03 m
Untuk kemudahan perancangan dermaga maka diambil kedalaman kolam dermaga adalah 8,1 m.
c. Lebar Dermaga
Menurut peraturan OCDI yang dapat dilihat pada Tabel 3.3 lebar dermaga adalah : Tabel 3.3 Peraturan Lebar Dermaga OCDI
(Sumber : OCDI, 2002)
Dalam perencanaan dermaga ini dipakai lebar dermaga adalah 20 m karena dermaga ini melayani kapal peti kemas dengan kedalaman kolam pelabuhan 8.1 m. Akan tetapi karena memperhitungkan adanya container crane, lapangan penumpukan peti kemas dan jarak antara pilecap dengan tepi dermaga maka lebar dermaga diambil sebesar 25 m.
d. Tinggi Puncak Dermaga
Untuk menghitung tinggi puncak dermaga, menggunakan persamaan sebagai berikut:
Elevasi Dermaga = HWS + (0.5 ∗ H) + (3.3)
Dimana :
HWS = muka air paling tinggi (m).
H = tinggi gelombang dengan perioda 100 tahun.
Freeboard = tinggi jagaan = 0.25 m.
Perhitungan elevasi tinggi puncak dermaga tesebut adalah sebagai berikut:
HWS = 2.79 m
H = 4.14 meter
Freeboard = 0.25 meter Maka diperoleh :
Elevasi Dermaga = 2.79 + (0.5 ∗ 4.14) + 0.25 = 5.1 m Maka tinggi puncak dermaga diambil sebesar 5.1 m dari LWS.
e. Fixity Point
Letak jepitan tiang (fixity point) dari dasar permukaan laut tergantung pada kekuatan tiang dan kekuatan tanah, dalam hal ini hubungannya dengan horizontal koefesien sub grade reaction (kh). Ilustrasi dari fixity point dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Gambar 3.9 BIlustrasi dari fixity point.
Adapun persamaan untuk menentukan fixity point tiang adalah :
β = (3.4)
Dan
Z = β (3.5)
Dimana :
SF = faktor keamanan.
Zr = letak jepitan tiang (cm).
Kh = koefesien sub grade reaction (kg/cm3).
E = modulus elastisitas (kg/cm2).
I = momen inersia (cm4).
D = diameter tiang pancang (mm).
Untuk analisa fixity point dari tiang digunakan input hasil tes lapangan berupa data sondir di daerah yang telah direncanakan untuk pembangunan struktur dermaga.
Dari data sondir pada lokasi struktur dermaga, kemudian dilakukan penentuan profil dari lapisan tanah lokasi struktur dermaga dengan menggunakan grafik korelasi tanah dengan sondir dari Schmertmann yang dapat dilihat pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10 Grafik klasifikasi tanah Schmertmann. (Sumber : Tumay, M.T. Dkk, 2009)
Setelah dilakukan pengolahan diperoleh data profil lapisan tanah yang dapat dilihat pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Profil Lapisan Tanah Lokasi Uji Sondir Pantai Benoa Kedalaman (m) Deskripsi
0.00 1.20 soft clay 1.20 2.20 medium sand 2.20 3.60 medium clay 3.60 8.60 medium sand 8.60 9.40 medium clay 9.40 15.80 medium sand 15.80 16.60 medium clay 16.60 17.40 medium sand 17.40 18.60 medium clay 18.60 19.20 dense sand
Kemudian data diatas diolah lebih lanjut dengan menggunakan software LPILE untuk menentukan fixity point dari tiang. Data yang dibutuhkan untuk input software LPILE yaitu soil strain (e50) dan cohesive strength (c) dapat dilihat pada Gambar 3.11, soil modulus (k) dapat dilihat pada Gambar 312, friction angle () dapat dilihat pada Tabel 3.5, dan effective unit weight () dapat dilihat pada Tabel 3.6.
Gambar 3.11 Nilai c dan e50 tanah lempung. (Sumber : LPILE)
Gambar 3.12 Nilai k tanah lempung dan pasir. (Sumber : LPILE)
Tabel 3.5 Nilai Friction Angle () Tipe Tanah Metode Peck Very Loose Sand < 29
Loose Sand 29 - 30
Medium Sand 30 - 36
Dense Sand 36 - 41
Very Dense Sand > 41
(Sumber : Foundation Engineering Handbook, 1990)
Tabel 3.6 Nilai Effective Unit Weight () Tipe Tanah Unit Weight (kN/m3)
Loose Uniform Sand 14.5
Dense Uniform Sand 18
Loose Angular Grained
Silty Sand 16
Dense Angular Grained
Silty Sand 19
Stiff Clay 17
Soft Clay 11.5 - 14.5
Loess 13.5
Soft Organic Clay 6 - 8
Glacial Till 21
(Sumber : Principles of Foundation Engineering, 1990)
Maka input data yang dimasukkan ke dalam software LPILE untuk perancangan struktur dermaga ini dapat dilihat pada Tabel 3.7.
Tabel 3.7 Input Software LPILE
Kedalaman Deskripsi k c e50
0.00 1.20 soft clay 8140 18 0.02 12.5
1.20 2.20 medium sand 24430 33 16.25
2.20 3.60 medium clay 27150 36 0.01 15.75
3.60 8.60 medium sand 24430 33 16.25
8.60 9.40 medium clay 27150 36 0.01 15.75
9.40 15.80 medium sand 24430 33 16.25
15.80 16.60 medium clay 27150 36 0.01 15.75
16.60 17.40 medium sand 24430 33 16.25
17.40 18.60 medium clay 27150 36 0.01 15.75
18.60 19.20 dense sand 61000 38.5 23
Hasil analisa dengan menggunakan software LPILE dengan menggunakan tiang dengan diameter 0.9 m dan ketebalan 0.02 m dapat dilihat pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Grafik bending momen vs depth.
Diperoleh fixity point dari tiang sekitar kedalaman -16.1 m dari seabed. Kemudian ilustrasi dari elevasi puncak dermaga sampai ujung tiang pancang dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Ilustrasi struktur dermaga.
