PERENCANAAN BREAKWATER DI PELABUHAN PENYEBERANGAN NANGAKEO, NUSA TENGGARA TIMUR

(1)

PERENCANAAN BREAKWATER

DI PELABUHAN PENYEBERANGAN NANGAKEO,

NUSA TENGGARA TIMUR

Oleh :

Sofianto K

3108 100 144

Tugas Akhir

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

(2)

I. LATAR BELAKANG

Pelabuhan Penyeberangan

Ferry Nangakeo

Penggunaan Pelabuhan

Belum Optimal (2008- 201 1 )

Kapal sering tidak bisa

berlabuh

Posisi Dermaga yang sejajar

dengan Garis Pantai

Gelombang yang besar

pada kolam dermaga

(3)

Gelombang/Alun yang besar

pada kolam dermaga

Kapal terguncang sehingga

membahayakan proses Debarkasi

Kapal memasuki Kolam

dermaga

(4)

PERMASALAHAN

Gelombang yang besar

di Kolam Dermaga

Struktur Pemecah

Gelombang (Breakwater)

Bagaimana Mereduksi energi Gelombang

agar Kapal dapat berlabuh dengan aman?

(5)

II. LOKASI

Perairan Nangakeo,

Kecamatan Nangapanda,

Kabupaten Ende,

Provinsi Nusa Tenggara

Timur (NTT).

(6)

Gambar 1.1 – Lokasi Studi

(Sumber: Peta Indonesia dan Kabupaten Ende, Nusa Tenggara Timur)

Laut Flores

(7)

Gambar 1.2 – Foto Satelit

(Sumber: Google Maps, Lokasi Pelabuhan Penyeberangan Ferry Nangakeo)

(8)

Gambar 1.3 – Peta Topografi dan Batimetri Pelabuhan Penyeberangan Nangakeo, Kabupaten Ende, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

(Sumber : ASDP Dirjen Departemen Perhubungan)

Lokasi Pelabuhan

(9)

III. TUJUAN

1 . Merencanakan Layout dan Dimensi

Breakwater

2. Merencanakan Detail Breakwater

3. Menghitung Struktur Breakwater

4. Merencanakan Pengerukan

6. Menghitung Rencana Anggaran Biaya

5. Merencanakan Metode Pelaksanaan

(10)

Berdasarkan Peta Batimetri, perairan di pelabuhan

Nangakeo memiliki kemiringan kontur dasar laut yang

sangat curam.

Jarak +50m dari pantai, tegak lurus ke arah

laut, kedalamannya mencapai 25 m.

0

5

10

15

20

25 Ke

dal

aman

(m)

50 m

25 m

(Permukaan Air laut)

Gambar Penampang

Melintang Dasar Laut

10

40 m

20m

5m 8m

Ke arah

(11)

Jenis Breakwater

Breakwater Dinding

(12)

IV. METODOLOGI

Pendahuluan Mempelajari latar belakang dan permasalahan yang ada di proyek

Tinjauan Pustaka Mempelajari dasar teori, konsep, dan perumusan yang akan dipakai dalam perencanaan

Pengumpulan dan analisa data

• Data Topografi dan Bathymetri • Data pasang surut

• Data arus • Data angin

• Analisa gelombang • Data tanah

• Data Kapal

Perencanaan layout • Perencanaan alur pelayaran • Perencanaan layout breakwater

Kriteria Desain

• Peraturan yang digunakan • Kriteria kapal rencana

• Kualitas bahan dan material

(13)

Perhitungan Struktur breakwater

• Perhitungan Struktur breakwater tipe Monolith (tiang pancang)

• Perhitungan Kekuatan dan Daya dukung Tanah •Gambar rencana

Perencanaan metode konstruksi

• Merencanakan metode yang efektif dan efeisen pada masa konstruksi

Perhitungan rencana anggaran biaya

• Harga material

• Analisa harga satuan

• Perhitungan volume pekerjaan

• Perhitungan rencana anggaran biaya

Kesimpulan Hasil Perencanaan

Perencanaan

(14)

(15)

ANALISA DATA

1 . Peta Bathymetri dan Topografi

2. Data Pasang Surut

3. Data Angin dan Gelombang

4. Data Arus

5. Data Tanah

6. Data Kapal

(16)

16

(17)

(18)

18

(19)

(20)

20

(21)

DATA ANGIN dan GELOMBANG

Note :

(22)

22

(23)

Prediksi Tinggi Gelombang

Berdasarkan SMB tahun 1984

(24)

Kapal Penyeberangan Ferry

Bobot mati

: 1000 GRT

Panjang kapal (LOA)

: 75 meter

Lebar kapal (Width) : 13 meter

Draft Kosong

: 3,5 meter

Draft Bermuatan : 5 meter

(25)

1. 75 1. 75 1.75 1.75 5.20 3.45

Steel Pipe Pile Ø1016 mm

Poer/ Pile cap

Outside Diameter Wall thickness Cross-sectional area Unit Weight Momen of inertia Modulus of Section Radius of gyration of area Outside surface area mm mm cm2 kg/m I (cm4) Z (cm3) i (cm) m2/m 1016 19 595,1 467 740000 14600 35,2 3,19

Desain Monolith Breakwater

(26)

3

Perhitungan Gaya- gaya yang bekerja

pada struktur breakwater

Note : Pada Tabel di bawah merupakan hasil

perhitungan gaya dan momen menggunakan metode Goda.

Breakwater tipe monolith ini dihitung berdasarkan lokasi -25 mLWS. Tinggi gelombang refraksi dari laut dalam didapat dari penabelan refraksi pada Bab 3.

(27)

Grafik Respon Spektrum SAP dan

Kombinasi Pembebanan

*) Desain Renforced Concrete

Kombinasi I = 1,2D +1,6L(W) Kombinasi II = 1,2D +1L(W) + 1G

*) Stability Of Pile Foundation

Kombinasi I = 1D +1L(W)

(28)

5

Titik Jepit Tanah Terhadap

Tiang Pancang

Note : Letak titik jepit tanah terhadap tiang pondasi (Zf), dengan perumusan sebagai berikut: Zf = 1,8 T untuk normally consolidated clay dan granular soil, atau yang mempunyai kenaikan linier harga modulus.

(29)

Grafik Sainflou Dan

Tabel Perhitungan Tinggi Struktur

Note : Grafik Sainflou digunakan untuk menentukan tinggi gelombang setelah mengalami Refleksi

(30)

7

Hasil Gaya Dalam Tiang Pancang

dari sofware SAP 2000

(31)

Hasil Gaya Dalam Tiang Pancang

dari sofware SAP 2000

(32)

9

Perhitungan Penulangan Poer

Note : Dipasang tulangan D29 - 100 mm (6601,85 mm

2

_{). Tulangan dipasang}

(33)

Grafik Daya Dukung Tanah dan

Kedalaman pemancangan Tiang Tegak

Note : Dalam perencanaan struktur breakwater monolith ini digunakan kedalaman tiang yang tergantung dari daya dukung tanah dasar. Untuk tiang pancang tegak dengan gaya tekan = SF x 114 ton

=3 x 114 = 342 ton gaya tarik = SF x 127 ton

=3 x 127 = 378 ton maka dibutuhkan kedalaman tiang sekitar 13 meter dari seabed.

(34)

11

Grafik Daya Dukung Tanah dan

Kedalaman pemancangan Tiang Miring

Note : Dalam perencanaan struktur breakwater monolith ini digunakan kedalaman tiang yang tergantung dari daya dukung tanah dasar. Untuk tiang pancang miring dengan gaya tekan = SF x 378 ton

=3 x 378 = 1134 ton gaya tarik = SF x 208 ton

=3 x 208= 624 ton maka dibutuhkan kedalaman tiang sekitar 17,5 meter dari seabed.

(35)

Rencana Struktur Breakwater

(36)

13

Rencana Struktur Breakwater

Note : Layout breakwater terdiri dari 1 Segmen dengan panjang 125 meter, melintang dari arah barat ke timur dengan jarak Breakwater dari pelabuhan =80 meter dimana lebih besar dari 1*LOA = 75 m, jadi tidak menghalangi kapal ferry untuk bermanuver di kolam dermaga. Lebar alur masuk dan keluar dari kolam dermaga yang direncanakan adalah 75 m dengan kedalaman minimal -5mLWS.

(37)

Rencana Layout Pengerukan

Note : Pada bab IV dapat dilihat layout kondisi eksisting breakwater dengan kebutuhan kedalaman -5 mLWS pada alur di mulut breakwater dimana pada alur masuk dan keluar kapal perlu dilakukan adanya pengerukan mengingat kebutuhan kedalaman kapal ferry 1000 GRT yaitu -5.00mLWS sedangkan pada mulut breakwater yang ada mencapai kedalaman -3.00mLWS. Jadi kapal dapat dengan aman bermanuver melewati mulut breakwater

(38)

15

Rencana Pengerukan

Note : Dengan demikian volume pengerukan awal yang diperlukan adalah sebesar 1352,2 m3_. Karena volume total galian < 5000 m3_{, maka dipilih alat keruk mekanik yaitu clamshell dredger.}

Lokasi Alur Masuk Bouy 1

Potongan A (m2) Jarak (m) Volume (m3)

I-I 0,00 20 0 II-II 8,43 20 168,6 III-III 11,08 20 221,6 IV-IV 11,93 20 238,6 V-V 10,78 20 215,6 VI-VI 7,32 20 146,4

Lokasi Alur Masuk Bouy 2

Potongan A (m2) Jarak (m) Volume (m3) I-I 10,28 20 205,6 II-II 5,73 20 114,6 III-III 2,06 20 41,2 IV-IV 5,77 20 115,4 V-V 5,34 20 106,8 VI-VI 2,62 20 52,4

(39)

(40)

17

(41)

1. Piling Work

2. Install Bracket & H-Beam

3. Install Base Form (Staging Work)

4. Install Beam Reinforcement bar & Embedded 5. Setting side form Poer

6. Concreting work of Poer

7. Removal of side form and staging

8. Completed Concreted Poer of Breakwater

Reinforcement Bar Side Form Concrete Bucket

(42)

19

(43)

Rencana Anggaran Biaya

PEKERJAAN PERSIAPAN PEKERJAAN PENGERUKAN

(44)

21

KESIMPULAN

Struktur Breakwater Monolith

Dari hasil perencanaan pada Bab VI, didapatkan hasil sebagai berikut :

Breakwater Monolith dengan menggunakan kelompok Tiang Pancang berdiamater 1016 mm dengan tebal 19 mm pada kedalaman -25 mLWS.

Poer menerus : 500 cm x 350cm x 150 cm Diameter tulangan Poer : D29-100

Elevasi puncak : +7.41 mLWS

Pengerukan

Dari hasil perencanaan pada Bab VII, didapatkan hasil sebagai berikut :

Pengerukan dilakukan dengan menggunakan kapal keruk clamshell dengan kapasitas 5 m3

Volume pengerukan 1352,2 m3_{pada dua lokasi pengerukan yaitu alur masuk dan keluar kolam}

(45)

KESIMPULAN

Metode Pelaksanaan

Pekerjaan struktur secara keseluruhan dilakukan dari laut menggunakan tongkang dan crane sebagai alat pemindah material. Pada pekerjaan Struktur Monolith menggunakan Diesel hammer sebagai alat bantu pemancangan tiang pancangnya. Pembuatan poer tiang pancang dilakukan menggunakan cast in situ dengan beton ready mix.

Pada pekerjaan pengerukan menggunakan alat keruk clamshell dibantu dengan kapal tongkang (barge) untuk membuang hasil pengerukan.

Anggaran Biaya

Total anggaran biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan breakwater berdasarkan perhitungan Bab IX adalah sebesar Rp. 93.482.512.000,00. (Sembilan puluh tiga milyar empat ratus delapan puluh dua juta lima ratus dua belas ribu rupiah).

Saran

Konstruksi breakwater sebaiknya dilakukan jangan dilakukan pada durasi antara bulan juni-juli, karena pada bulan tersebut kecepatan angin yang sangat tinggi dapat menyebabkan gelombang yang besar sehingga dapat mengganggu pelaksanaan konstruksi breakwater.

(46)

23

(47)

PANJANG FETCH EFEKTIF

Selatan

Barat Daya

Tenggara

(48)

2

Tinggi Gelombang dan Durasi

Berdasarkan Panjang Fetch Efektif

Note :

(49)

Rekapitulasi Tinggi Gelombang dan Durasi

Berdasarkan Panjang Fetch Efektif

Tinggi Gelombang maksimum pertahun yang didapat dari

perhitungan metode SMB

Note :

Durasi yang dihasilkan tidak representatif dengan kejadian di lapangan,

karena tidak mungkin ada gelombang dengan tinggi 4-5 meter dengan

durasi waktu kejadian 25-26 jam atau 1 hari lebih.

(50)

4

REKAPITULASI DATA TINGGI GELOMBANG

BERDASARKAN DATA DI LAPANGAN

Sumber :

(51)

Grafik Peramalan Gelombang

Note :

Durasi gelombang (jam) dicari dengan menggunakan grafik peramalan gelombang yaitu dengan menggunakan variabel :

(52)

6

Tinggi Gelombang maksimum

berdasarkan durasi waktu yang dikoreksi

Tahun Hmax _knotKec.Angin_m/s Rt Rl Uw Ua t (jam) T (detik) 2006 3,43 16,42 8,45 1,1 1,14 10,57 12,91 15 11 2007 3,60 16,52 8,50 1,1 1,14 10,63 13,00 17 11 2008 3,63 19,31 9,93 1,1 1,12 12,24 15,46 13 13 2009 2,64 12,05 6,20 1,1 1,30 8,88 10,41 16 9 2010 3,14 15,79 8,12 1,1 1,16 10,33 12,55 14 10 2011 2,81 12,89 6,63 1,1 1,26 9,19 10,87 16 9 Tahun Hmax Kec.Angin Rt Rl Uw Ua t (jam) T (s)

knot m/s 2006 2,45 16,28 8,38 1,1 1,14 10,48 12,77 10 11 2007 1,34 11,31 5,82 1,1 1,14 7,28 8,16 10 7 2008 2,78 16,84 8,66 1,1 1,12 10,67 13,06 12 11 2009 1,6 11,66 6,00 1,1 1,30 8,59 10,00 9 8 2010 1,85 12,79 6,58 1,1 1,16 8,37 9,69 12 8 2011 2,14 11,71 6,02 1,1 1,26 8,35 9,66 14 8 Tahun Hmax Kec.Angin Rt Rl Uw Ua t (jam) T (s)

knot m/s 2006 2,35 17,53 9,02 1,1 1,14 11,28 13,99 9 12 2007 2,25 14,51 7,46 1,1 1,14 9,34 11,09 12 9 2008 2,36 17,00 8,75 1,1 1,12 10,77 13,22 9 11 2009 1,89 12,68 6,52 1,1 1,30 9,34 11,09 10 9 2010 1,59 11,39 5,86 1,1 1,16 7,45 8,40 12 7 2011 1,94 12,93 6,65 1,1 1,26 9,22 10,91 10 9

TENGGARA

SELATAN

BARAT DAYA

(53)

TINGGI GELOMBANG

DI LAUT DALAM

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 1 10 100 Tin gg i G elo m ba ng ( m )

Umur Rencana (Tahun)

Arah Barat Daya Arah Selatan Arah Tenggara

(54)

8

(55)

(56)

10

PERHITUNGAN TINGGI GELOMBANG

SETELAH MENGALAMI REFRAKSI

(57)

ANALISA DATA TANAH

Note : Data tanah yang digunakan yaitu tanah asli. Pengambilan data tanah asli meliputi pengambilan undisturbed sample, dan standar penetrasi test (SPT). Data SPT dan undisturbed

sample pada lokasi didapat melalui dua titik bor, yaitu BH1dan BH2 sampai kedalaman -18 m dari seabed (dasar laut)

(58)

12

ANALISA DATA TANAH

Note : Hasil analisa laboratorium (lihat lampiran hasil analisa laboratorium) : BH I - Berat Isi Asli pada kedalaman - 12.42 sampai -18.03 m LWS sebesar 1.846 sampai 1.920 kg/cm3. BH.II : - Berat Isi Asli pada kedalaman 12.45-18.20 m LWS sebesar 1.846 kg/cm3. Kedua bor didominasi butiran Pasir halus berukuran 0.075 - 0.420 mm, dengan porositas sekitar 40%.

(59)

DATA KAPAL

(60)

14

(61)

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Note : Floating breakwater tidak terlalu efektif dalam mengurangi tinggi gelombang untuk gelombang besar

dibandingkan fixed breakwater, batas atas untuk desain periode gelombang adalah pada kisaran 4-6 detik (sama dengan minimum frekuensi, 1.0 rad/s-1.6 rad/s) (Tsinker 1995). Sedangkan berdasarkan hasil analisa gelombang, didapatkan tinggi gelombang maksimum yang terjadi adalah +3 meter dengan periode gelombang 10-11 detik. Jadi penggunaan breakwater tipe floating untuk pelabuhan penyeberangan Nangakeo tidak cocok berdasarkan tinggi

Floating Breakwater

_{Floating Box Concrete}

(62)

16

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Breakwater Caison Beton

Note : Sebelum memasang dinding Caison diperlukan pondasi dangkal untuk menjaga stabilitas dinding. Untuk membuat pondasi dangkal berupa tumpukan sirtu pada kedalaman -20 meter sangatlah sulit. Karena sirtu yang akan dijadikan pondasi dinding akan lebih banyak terbawa oleh arus dan gelombang laut sebelum mencapai posisi di dasar laut yang direncanakan.

(63)

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Note : Wilayah Perairan Nangakeo merupakan perairan dengan kontur dasar laut yang sangat curam dan memiliki gelombang yang cukup besar. Breakwater Monolith Tiang pancang dapat digunakan pada perairan dalam dan dapat menahan gelombang yang cukup besar. Lebar bangunan juga tidak terlalu besar, sehingga dari segi biaya dan

(64)

18

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Note : Berdasarkan Tabel perbandingan diatas, maka dipilih Breakwater Tiang Pancang dengan persentase point sebesar 80%

(65)

PERENCANAAN LAYOUT BREAKWATER

Perhitungan Dimensi Layout

Pelabuhan

Note :

Kedalaman : 1.2*draft kapal =1.2*3,5= 4,2 ≈ 5 meter Kolam Putar (Db) = = 1*LOA = 1*75 = 75 meter

(66)

20

Rencana Layout Breakwater

Note : Layout breakwater terdiri dari 1 Segmen dengan panjang 125 meter, melintang dari arah barat ke timur dengan jarak Breakwater dari pelabuhan =80 meter dimana lebih besar dari 1*LOA = 75 m, jadi tidak menghalangi kapal ferry untuk bermanuver di kolam dermaga. Lebar alur masuk dan keluar dari kolam dermaga yang direncanakan adalah 75 m dengan kedalaman minimal -5mLWS.

Area Turning Basin (75 m)

(67)

Difraksi Gelombang

Note : Peninjauan difraksi dilakukan pada titik A, dimana arah gelombang datang yang berpengaruh dari 3 arah yaitu Barat Daya, Selatan, dan Tenggara. Gelombang yang datang terdefraksi oleh single breakwater dan melalui

(68)

22

Difraksi Gelombang

Note : Tinggi Gelombang Setelah mengalami defraksi masih aman dalam kolam dermaga (H < 0,5 m)

θ

0 HS0 T Lo=1.56 T2 r α HA ( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m ) A 45 0,78 9,73 147,77 95,0 0,64 57,0 0,06 0,07 0,05 Ok A 135 0,78 9,73 147,77 116,0 0,79 43,0 0,45 0,90 0,35 Ok Titik r/L0 K' Ket

θ

0 HS0 T Lo=1.56 T2 r α HA ( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m ) A 90 3,13 10,66 177,36 95,0 0,54 57,0 0,09 0,12 0,38 Ok A 90 3,13 10,66 177,36 116,0 0,65 43,0 0,09 0,12 0,28 Ok Titik r/L0 K' Ket

θ

0 HS0 T Lo=1.56 T2 r α HA ( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m ) A 75 2,97 10,66 177,36 95,0 0,5 57,0 0,12 0,18 0,54 Ok A 105 2,97 10,66 177,36 116,0 0,7 43,0 0,08 0,09 0,24 Ok Titik r/L0 K' Ket

TENGGARA

SELATAN

BARAT DAYA

(69)

MUTU BAJA TULANGAN

Kuat leleh (f_yU32) = 400 MPa

Tegangan tarik baja untuk pembebanan tetap, σ_a-U32= 1850 kg/cm2

Tegangan tarik atau tekan baja rencana, σ’_au-U32= 2780 kg/cm2

Modulus elastisitas diambil sebesar 2 × 105 _Mpa

Diameter tulangan yang digunakan adalah D10– D25

MUTU BETON

Kuat tekan karakteristik f’c=35 MPa

Modulus Elastisitas diambil berdasarkan PBI 1971 Tebal selimut beton (decking) untuk daerah yang berbatasan langsung dengan air laut:

- Tebal decking 8.0c m

Ec

=

6400 350

kgf cm

⋅

−2

=

1.197

×

105

kgf cm

⋅

−2