Abstrak— Pelabuhan Belawan menjadi salah satu tempat yang menyediakan fasilitas bagi kapal-kapal yang sedang bersinggah. Penambahan jumlah graving dock pada Pelabuhan Belawan, bertujuan mengurangi antrian perbaikan kapal. Pembangunan graving dock di Pelabuhan Belawan, mengalami kendala pada masalah tanah lunak setebal 20 m. Tanah lunak akan berpengaruh pada perencanaan, karena harus memperhatikan faktor keamaan terhadap longsor. Untuk itu tidak memungkinkan diadakan penggalian tanah terbuka, tetapi menggunakan suatu sistem konstruksi penahan tanah agar tanah tidak mengalami kelongsoran.
Pada tahap perhitungan, dilakukan analisa data tanah yang bertujuan untuk mencari parameter fisik tanah. Setelah itu dilakukan perencanaan pondasi lantai graving dock. Perhitungan alternatif dinding penahan dilakukan setelah perencanaan pondasi lantai memenuhi syarat stabilitas.
Hasil perhitungan pada pondasi lantai didapat, diameter tiang 60 cm dengan panjang tiang 20 m dan jumlah tiang pondasi sebanyak 600 buah. Untuk perkuatan talud, digunakan kemiringan 1:2 dan jumlah cerucuk 8 buah per meter. Untuk turap digunakan jenis W-600 A-1000 dengan perkuatan angkur baja berdiameter 6 cm. Untuk cantilever wall digunakan perkuatan angkur dengan diameter baja 6 cm.
Kata kunci : Belawan, graving dock, tanah lunak, dinding penahan
I. PENDAHULUAN
embangunan graving dock di Pelabuhan Belawan, mengalami kendala pada masalah tanah lunak setebal 20 m. Tanah lunak akan berpengaruh pada perencanaan, karena harus memperhatikan faktor keamaan terhadap longsor. Untuk itu tidak memungkinkan diadakan penggalian tanah terbuka, tetapi menggunakan suatu sistem konstruksi penahan tanah agar tanah tidak mengalami kelongsoran..
A. Rumusan Masalah
Dari uraian yang dituliskan di atas, masalah perencanaan yang harus diselesaikan adalah:
1. Perhitungan desain struktur lantai graving dock 2. Perencanaan dinding penahan tanah dengan
merencanakan kemiringan talud tanah
3. Perencanaan dinding penahan tanah perkuatan turap
4. Perencanaan dinding penahan tanah dengan perkuatan vertical cantilever wall
B. Tujuan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : Merencanakan alternatif dinding penahan tanah yang sesuai dengan kondisi tanah di lokasi setempat. C. Batasan Masalah
Berikut batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini :
1. Tidak membahas detail struktur graving dock
2. Tidak membahas analisa mekanikal dan elektrikal
3. Graving dock yang direncanakan dengan kapasitas kapal 50.000 DWT (216 m x 31,5 m) 4. Data tanah yang digunakan merupakan data
tanah pada lokasi yang ditinjau 5. Tidak membahas perhitungan penulangan
struktur
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Angka keamanan Talud
T R FK
dimana : FK = faktor keamanan R = gaya penahan
T = gaya yang menyebabkan gelincir
B. Momen maksimum yang bekerja pada turap :
2 1) 0,5.(4 ).
.(z z C q z
Ea
Mmaks rencana rencana .
C. Stabilitas pada dinding penahan kantilever
- Stabilitas terhadap guling :
1,5 _ _ Guling Momen Penahan Momen ‐ Stabilitas terhadap geser . . tan 1,5 P W B a
ALTERNATIF PERENCANAAN DINDING PENAHAN PADA
GRAVING DOCK BELAWAN MEDAN
Mohammad Dicky Firmansyah, dan Musta’in Arif, S.T., M.T. , Trihanyndio Rendy Satrya, S.T.,M.T. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: rendy_star@yahoo.com
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-4 2 III.METODOLOGI
Langkah – langkah pengerjaan proyek akhir
Gambar 1 Flowchart metode studi
IV. PERENCANAAN DINDING PENAHAN A. Analisa Data Tanah
Data tanah diperoleh dari Laboratorium Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan. Berdasarkan data tanah dasar pada tabel 4.1 yang diperoleh, pada kedalaman 0 – 20 m, berupa tanah lempung lunak (NSPT < 4, J.E Bowles,1984)
Parameter Cv (Coefficient Variant)
Koefisien variasi bisa ditentukan dari data tanah yang telah diperoleh dengan mencari standar deviasi dan rata-rata dari masing-masing konsistensi.
rata Rata Stdev Cv
Hasil perhitungan nilai Cv bisa dilihat pada tabel 1 Tabel 1Data tanah dari hasil uji NSPT dan Nilai Cv
Nilai CI (Coefficient Interval) 90%
Selang kepercayaan 90 % diambil diantara batas atas dan batas bawah. Untuk batas atas digunakan
n s t
X (db/2) , sedangkan batas bawah
n s t
X (db/2)
. Nilai t(db/2)bisa di lihat pada lampiran tabel T .Untuk nilai γ bisa dilihat pada tabel 2
Tabel 2 Nilai γ pada setiap konsistensi
Untuk nilai Ø bisa dilihat pada tabel 3 Tabel 3 Nilai Ø pada setiap konsistensi
Untuk nilai C bisa dilihat pada tabel 4 Tabel 4 Nilai C pada setiap konsistensi
Untuk nilai γ , Ø , C bisa dilihat pada tabel 5 Tabel 5 Nilai γ , Ø , C pada setiap konsistensi
B. Desain Lantai Graving Dock Asumsi Dimensi
- Panjang graving dock (Lu) = 220 m - Lebar graving dock (Su) = 43 m
- Tinggi graving dock (H) = 8 m
- Berat struktur yang meliputi berat dinding dan berat lantai = 57805.11 ton - Gaya uplift tota l = 96965 ton - Tebal lantai = 2 m
C. Perencanaan Tiang Pancang
Kemampuan Tiang Terhadap Uplift - Uplift force yang terjadi (wa) = 10,25 t/m2
-.Gaya perlawanan paling kritis = berat graving dock kondisi kosong = 57805.11 ton
BOR 2
KEDALAMAN N‐SPT CONSISTENCY ɤ sat (KN/m3)ɤ dry (KN/m3) ɤ t (KN/m3) Dr (%) φ(degree) qu (kPa) Cv (ɤ) (%) Cv (Dr) (%) ‐4 2 Very Soft 16.0 9.6 15.4 ‐ ‐ 12.5 ‐ ‐7 2 Very Soft 16.0 9.6 15.4 ‐ ‐ 12.5 ‐ ‐10 3 Very Soft 16.8 10.5 15.6 ‐ ‐ 18.8 ‐ ‐13 4 Soft 16.0 9.5 15.6 ‐ ‐ 20.0 0.00 ‐ ‐16 7 Medium Stiff 16.2 9.9 16.1 ‐ ‐ 33.3 ‐ ‐19 9 Medium Stiff 16.7 10.6 16.2 ‐ ‐ 40.0 ‐ ‐22 16 Medium Dense 16.5 10.2 16.4 42.9 33.0 ‐ 0.00 0.00 ‐25 31 Dense 18.0 12.8 17.7 65.0 36.0 ‐ 0.00 0.00 ‐28 28 Medium Dense 17.8 12.0 17.4 61.8 35.5 ‐ ‐31 25 Medium Dense 17.5 11.0 17.3 57.1 35.0 ‐ 0.41 5.63 0.44 0.00 BOR 2
KEDALAMAN ɤ sat (KN/m3) Standar Deviasi T / 2 Batas Bawah Batas Atas CI 90% ɤ sat (KN/m3) ‐4.00 15.99 ‐7.00 15.99 ‐10.00 16.78 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16.78 ‐13.00 16.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16.00 ‐16.00 16.22 ‐19.00 16.67 ‐22.00 16.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16.53 ‐25.00 18.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 18.00 ‐28.00 17.79 ‐31.00 17.47 15.99 16.50 17.68 0.22 12.71 15.99 19.27 0.31 12.71 14.17 18.78 0.00 0.00 19.11 18.55 0.00 0.00 0.00 BOR 2
KEDALAMAN φ(degree) Standar Deviasi T / 2 Batas Bawah Batas Atas CI 90% φ(degree) ‐4.00 ‐ ‐7.00 ‐ ‐10.00 ‐ ‐13.00 ‐ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ‐16.00 ‐ ‐19.00 ‐ ‐22.00 33.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 33.00 ‐25.00 36.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 36.00 ‐28.00 35.50 ‐31.00 35.00 35.40 0.00 12.71 0.00 0.00 0.00 0.00 0.35 12.71 32.66 37.84 37.58 0.00 0.00 12.71 0.00 0.00 0.00 BOR 2
KEDALAMAN qu (kPa) Standar Deviasi T / 2 Batas Bawah Batas Atas CI 90% qu (kPa) Cu (kPa) ‐4.00 12.50 ‐7.00 12.50 ‐10.00 18.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 18.75 9.38 ‐13.00 20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 20.00 10.00 ‐16.00 33.33 ‐19.00 40.00 ‐22.00 ‐ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ‐25.00 ‐ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ‐28.00 ‐ ‐31.00 ‐ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6.25 18.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 12.50 0.00 4.71 2.62 29.54 43.80 43.08 37.50 BOR 2
KEDALAMAN ɤ sat (KN/m3) φ(degree) Cu (kPa) ‐4.00 ‐7.00 ‐10.00 16.78 ‐ 9.38 ‐13.00 16.00 ‐ 10.00 ‐16.00 ‐19.00 ‐22.00 16.53 33.00 0.00 ‐25.00 18.00 36.00 0.00 ‐28.00 ‐31.00 16.50 0.00 18.75 15.99 35.40 6.25 ‐ ‐ 17.68
Tegangan yang terjadi () = 43 220 57805.11 x = 6.11t/m 2
-.Perencanaan tiang pancang berdasarkan kelebihan tegangan, yaitu :
△ = wa - = 10,25 t/m2 - 6.11 t/m2 = 4,14 t/m2 - Bila diketahui jarak pemasangan tiang xmaks= 3,7 m dan
ymaks= 2,9 m ,
maka beban tarik yang dipikul tiap tiang pondasi adalah : △ x 3.7 m x 2,9 m = 4.14 t/m2 x 10,73 m2 =44,42 ton Elevasi kebutuhan kedalaman tiang = - 30.00 m
Gambar 2 Daya dukung tiang
D. Penurunan Tiang - Consolidation settlement = fi x f1 x ft x ρ1 = 1,4 x 1 x 2,68 x 15,25 = 57,35 mm / 50 tahun ‐ Immediate settlement
) / 4 , 0 1 . 87 , 0 B D N p s
1 0,4 13,3/49,67)
26 244 , 8 . 43 , 0 87 , 0 x
0,19mmE. Analisa Slope Stability
Dari analisa program XTABL, dengan kemiringan lereng 1:2 , didapat angka keamanan 0,653 , jari-jari kelongsoran R=17,4 m dan MR = 1198 ton.m
Gambar 3 Jari-jari kelongsoran Penggunaan pile sebagai perkuatan
xOM Sf Sf MR( rencana awal) OM=
1834
,
6
653
,
0
1198
awal RSf
M
ton.m 6 , 1834 ) 653 , 0 5 , 1 ( x MR =1553,9 ton.m 8 55 , 6 4 , 17 625 , 13 9 , 1553 ) 1 max( x xR P M n pile R buah per meterJarak antar pile direncanakan 3D = 3.0,6 = 1,8 m Panjang pile adalah 20 m, mengkuti hasil design dari perencanaan pondasi dengan diameter 60 cm tipe spun pile
.
Gambar 4 Pola Pemasangan Pile F. Turap (Sheet Pile)
Turap yang ditanamkan pada tanah lempung,
mengandalkan besarnya nilai kohesi untuk menahan gaya-gaya yang bekerja pada turap.
Gambar 5 Gaya-gaya yang bekerja pada turap
10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 0.00 50.00 100.00150.00 Ke d al am an (m ) Qall (ton)
Daya Dukung Tiang
Pancang
SF = 3
Qall D40 Qsall D40 Qall D50 Qsall D50 Qall D60 Qsall D60 q=4 t/m R = 17,4 17.6 8. 8 ?Ø=30°=1,8 t/m³ C=0 ?=1,56 t/m³ Ø=0° C=0,938 t/m² Sf= 0,653 1.8 1.8 1.8 Ep Ea O q=4 t/m ? =1,8 t/m³ Ø =30° C =0 ? =1,6 t/m³ Ø =0 C =1 t/m² ?=1,678 t/m³Ø=0° C =0.938 t/m² ? =1,8 t/m³ Ø =0 C =1.875 t/m² q=4.8 t/m q=14.78 t/mJURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-4 4 Panjang turap
a
ac
b
b
D
2
4
2 2 , 1
59
,
23
.
2
7
,
100
.
59
,
23
.
4
)
93
,
69
(
)
93
,
69
(
2 2 , 1
D
06 , 1 025 , 4 2 1 D DUntuk desain pelaksanaan, panjang turap perlu dikalikan angka keamanan sebesar 1,4. Sehingga
Drencana = 1,4. Dteoritis Drencana = 1,4 x 4,025 = 5,635 m
kebutuhan panjang turap yang diperlukan adalah sepanjang 5,635+8,8= 14,435 m, dipakai panjang turap = 15 m Dimensi Turap
Direncanakan, dipakai turap dari PT.Wijaya Karya W-600 A-1000 dengan Mcrack = 59,6 ton.m
Perkuatan Angkur
Pada kondisi terisi air
Diketahui mutu baja BJ 41 dengan fy = 2500 kg/cm2
diasumsikan
angkur 1000kg/cm2 AT angkur
, dimana A =luas penampang baja angkur = 0,25.π.d2 sehingga, 2 . . 25 , 0 18379 1000 d
d = 4,8 cm , dipakai diameter baja angkur = 5 cm
Pada kondisi kosong
Diketahui mutu baja BJ 41 dengan fy = 2500 kg/cm2
diasumsikan
angkur 1000kg/cm2 AT angkur
, dimana A =luas penampang baja angkur = 0,25.π.d2 sehingga, 2 . . 25 , 0 26793 1000 d
d = 5,8 cm , dipakai diameter baja angkur = 6 cm Pada kondisi terisi kapal
Diketahui mutu baja BJ 41 dengan fy = 2500 kg/cm2
diasumsikan
angkur 1000kg/cm2
A T angkur
, dimana A =luas penampang baja angkur = 0,25.π.d2 sehingga, 2 . . 25 , 0 24328 1000 d
d = 5,56 cm , dipakai diameter baja angkur = 6 cm
Dari 3 kondisi di atas, di pakai diameter baja angkur 6 cm
G. Dinding Penahan
l
Stabilitas Guling (Overturning)
Berdasarkan asumsi teori Rankine, tekanan tanah aktif (Pa) yang bekerja di sepanjang bidang vertikal AB, digambarkan dari permukaan tanah hingga bagian dasar struktur dinding.
Faktor keamanan guling ditentukan dari :
o R gulingM
M
FS
381 , 106 76 , 788 guling FS 4 , 7 guling FS > 1,5 … (memenuhi syarat) Stabilitas GeserFaktor keamanan untuk stabilitas geser dirumuskan sebagai :
d R geserF
F
FS
Pada kondisi terisi air
Nilai angka keamanannya,
53 , 44 5 , 54 ` 02 , 1 . 3 2 . 4 , 8 0 . 3 2 tan . 16 , 164 sliding FS slidingFS 1,35 < 1,5 … (belum memenuhi syarat)
Pada kondisi kosong
Nilai angka keamanannya,
53 , 44 94 , 16 02 , 1 . 3 2 . 4 , 8 0 . 3 2 tan . 16 , 164 sliding FS slidingFS 1,17 < 1,5 … (belum memenuhi syarat) \6 D 0.1H 0.1H 0.5to0.7H 0.1H H 0.3m min min 0.02 I Dimensi Rencana 0.6 m 0.6 m 1.2 m 1.2 m 1.2 m 8.4 m 1.2 m
Pendimensian dinding penahan `
Gambar..4.5 Pendimensian Dinding Penahan
Pada k Nilai a slidi FS slidin FS Perkua Diketa diasum angkur
0,25.π. sehing 1000 d = 6 c Nilai a slidi FS slidin FS A. Ke Pa dila terh dim 1. Pad diam terh seb sett 2. Unt pile tida seb 3. Unt ditu air, kos teri diam seb 4. Pad ang saat dipe kondisi terisi k angka keaman
164,16 ng ng 1,25 < 1 atan Angkur ahui mutu baja msikan
angkur A T r , diman .d2 ga, 2 . . 25 , 0 28700 d
cm , dipakai d angka keaman
164,16 ng ng 1,8 < 1,5 esimpulan ada perencana akukan perh hadap beban mensi dinding da pondasi la meter 60 cm hadap penuru esar 57,35 tlement sebes tuk kemiring e dengan jum ak memenuhi esar 0,653 tuk dimensi unjang dengan digunakan song, digunak si kapal, di meter baja an esar 6 cm. da perencanaa gkur, dimana t graving do erlukan angku kapal nannya,
5 , 44 0 . 3 2 tan . ,5 … (belum a BJ 41 denga 1000 r kg/c na A =luas pe diameter baja nannya,
.0 3 2 tan . 5 … (memenu V.PENUT aan alternatif hitungan den yang beker penahan. antai digunak m dan panja unan, untuk mm sedan ar 0,19 mm an talud dipa lah 8 buah pe syarat dikare turap, dipa n perkuatan a diameter ba kan diameter igunakan dia ngkur yang d an cantilever kondisi yang ock dalam k ur dengan dia 53 02 , 1 . 3 2 . 4 , 8 memenuhi sy an fy = 2500 k cm2 enampang baj angkur = 6 cm 53 , 44 02 , 1 . 3 2 . 4 , 8 uhi syarat) TUP f dinding pena ngan melaku rja dengan m kan tiang pan ang 20 m. H consolidatio ngkan untuk akai 1:2 deng er meter. Peng enakan SF ya akai tipe W angkur. Pada aja 5 cm. baja 6 cm. ameter baja diperlukan un wall diperluk paling mene keadaan koso ameter baja 6 2 , 50 yarat) kg/cm2 ja angkur = m 7 , 28 5 , 46 ahan ini, telah ukan kontro merencanakan ncang dengan Hasil kontro on settlemen k immediat gan perkuatan ggunaan talud ang dihasilkan -600 A-1000 kondisi teris Pada kondis Pada kondis 6 cm. Jad ntuk perkuatan kan perkuatan ntukan adalah ong, sehingg cm 7 h ol n n ol nt e n d n 0 si si si di n n h a B. Saran 1. Pe pe do 2. D ga American (1982 American Stand Das, B. M Brook Indrasury Prins Hidayah S Stabi Peck, Ral Colis Sakdjono Surab https://do XVsd mVlZ n erencanaan d erkuatan dala ock. Dinding pena antry crane DAF n Association o 2). AASHTO M n Society for Te dards, Philade M. (1984). Prin ks/Cole Engine ya B.Mochtar , sip-prinsip Rek Susi, Yohan Ro ilitas Lereng, U ph B. (1953). F seum ,HS , Pondasi baya cs.google.com/ dGRvbWFpbnx ZWIzZmEwNg inding penah am masa kon ahan tidak d LAMPIRAN FTAR PUSTAK of State Highw Materials, Was
esting and Mat lphia, Pa nciples of Foun eering Division Noor Endah (1 kayasa Geotek oy Gratia (200 UNDIP, Semar Foundation Ex Tiang Pancan /viewer?a=v& xraXNhcmFudG han digunaka nstruksi struk digunakan se N KA ay and Transpo shington, DC terials (1982). A ndation Engin n, Moneterey, 1988). Mekani knik ), Erlangga 7). Program A rang xploration, De ng Jilid 1, Sina &pid=sites&src GVrbmlrfGd4O an sebagai ktur graving ebagai jalur ortation ASTM eering, California ika tanah ( a, Jakarta Analisis enver ar Wijaya, cid=ZGVmY OjY5MjE4N
