Contoh Tugas akhir Sheet pile

(1)

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI

( GRAVING DOCK )

PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG

Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Pendidikan Program Studi Strata 1 ( S – 1 ) Pada Program Studi Teknik sipil Fakultas Teknik

Universitas Katolik Soegijapranata Semarang

Disusun oleh :

Roy Klavert Sumarwono NIM : 03.12.0037 NIM : 03.12.0050

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI

( GRAVING DOCK )

PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG

Disusun oleh :

Disetujui oleh : Semarang, Februari 2009

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

( Ir. Budi santosa , MT. ) ( Daniel Hartanto ST,MT.)

Disahkan Oleh : Dekan Fakultas Teknik

( Dr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT. )

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK )

PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG

Disusun oleh :

Disetujui oleh : Semarang, Februari 2009

Dosen Penguji I Dosen Penguji II

( Ir. Budi santosa , MT. ) ( Ir. Widija Seseno , MT.)

Dosen Penguji III

( Daniel Hartanto ST , MT.)

(4)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan anugerah dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir. Tugas Akhir dengan judul “PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG“ ini disusun dalam rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana (S-1) pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Katolik Soegijapranata.

Dalam pelaksanaan maupun pembuatan tugas akhir ini, penulis memperoleh banyak bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ir. Budi Santosa, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing kami dalam menyusun tugas akhir dan yang sekaligus sebagai dosen penguji, 2. Daniel Hartanto, ST.MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah

membimbing kami dalam menyusun tugas akhir,

3. Ir. Widija Suseno, MT, selaku dosen penguji dalam penulisan tugas akhir ini, 4. Dr.M.I. Retno Susilorini, ST.MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil,

5. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa dan dorongan semangat dalam kegiatan yang kami lakukan sehari-hari,

6. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan secara materiil maupun spiritual selama penyusunan tugas akhir.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan kasih karunia-Nya kepada semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan dan bimbingan.Kami berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan.

Januari 2009

(5)

DAFTAR ISI

DAFTAR NOTASI/SIMBOL ... xii

Bab I Pendahuluan ... 1

2.6.1 Perhitungan Struktur Atas ... 21

(6)

3.2 Dasar Perencanaan ... 33

3.3 Metode Perhitungan ... 34

Bab IV Perhitungan Struktur ... 35

4.1 Perhitungan Beban-beban aksial yang bekerja ... 35

4.1.1 Beban Primer ... 35

4.1.2 Beban Sekunder ... 35

4.1.3 Beban Khusus ... 37

4.2 Perhitungan Dinding Dock ... 42

4.3 Perhitungan Lantai Dock ... 46

4.4 Perhitungan Pondasi (Tiang Panjang) ... 53

4.4.1 Menentukan Daya Dukung Tanah ... 53

4.4.2 Menenntukan Panjang Tiang Pancang ... 54

4.4.3 Menentukan Ultimate Pile Capacity(Qult) ... 56

4.4.4 Menentukan Efisiensi Kumpulan Tiang (Pile Group Efficiency) ... 59

4.5 Perhitungan Sheet Pile Pada Saat Pelaksanaan ... 61

4.5.1 Menentukan Tekanan Tanah Yang Bekerja ... 61

4.5.2 Menentukan Letak Angker ... 65

4.5.3 Menentukan Kedalaman Penetrasi Sheet Pile(Deep of cut off) ... 66

4.5.3 Menentukan Momen Terbesar Pada Turap / Sheet Pile ... 67

4.6 Perhitungan Deadman / Angker / Jangkar ... 67

4.6.1 Menentukan Dimensi Satng Angker / Deadman ... 67

4.6.2 Menentukan Besar Diameter Tierod ... 68

4.6.3 Menentukan Dimensi Angker / Deadman ... 68

Bab V Kesimpulan ... 72

DAFTAR PUSTAKA ... xiv

(7)

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Peta Lokasi Perencanaan ... 5

Gambar 2.2 Peta Lokasi Perencanaan Terhadap Jalan Kota ... 5

Gambar 2.3 Dock Apung ( Floating Dock ). ... 6

Gambar 2.17 Kombinasi Pembebanan Pertama ... 19

Gambar 2.18 Kombinasi Pembebanan Kedua ... 20

Gambar 2.19 Kombinasi Pembebanan Ketiga ... 21

Gambar 2.20 Single Row for a Wall... 26

Gambar 2.21 Daerah Tekanan Pada Tiang ... 27

Gambar 2.22 Double Row for a Wall ... 28

Gambar 2.23 Triple Row for a Wall ... 29

Gambar 3.1 Diagram Alir Struktur Dock Gali ... 30

Gambar 3.2.a Diagram Alir Tahap Perencanaan ... 31

Gambar 3.2.b Diagram Alir Tahap Perencanaan ( Lanjutan ) ... 32

Gambar 4.1 Diagram Beban Saturated Soil ... 38

(8)

Gambar 4.3 Diagram Beban Uplift ... 39

Gambar 4.4 Diagram Beban Tekanan Hidrostatis Air Laut ... 41

Gambar 4.5 Diagram Beban Tarikan Bolder ... 42

Gambar 4.6 Sheet Pile / Turap ... 43

Gambar 4.7 Tampang Melintang Rencana Dinding ... 44

Gambar 4.8 Penulangan Dinding ... 46

Gambar 4.9 Tampang Melintang Rencana Lantai Kantilever ... 48

Gambar 4.10 Penulangan Lantai Kantilever ( melintang ) ... 50

Gambar 4.11 Penulangan Lantai Kantilever ( Tampak atas ) ... 50

Gambar 4.12 Tampang Melintang Rencana Lantai Dalam ... 50

Gambar 4.13 Penulangan Lantai Dalam ( melintang ) ... 52

Gambar 4.14 Penulangan Lantai Dalam ( Tampak atas ) ... 53

Gambar 4.15 Pile Group Effeciency Daerah Dinding ... 59

Gambar 4.16 Pile Group Effeciency Daerah kantilever ... 59

Gambar 4.17 Pile Group Effeciency Daerah Dalam ... 60

Gambar 4.18 Sketsa Penampang rencana turap ... 62

Gambar 4.19 Diagram Tekanan Tanah Pada Turap ... 62

Gambar 4.20 Letak Garis Kerja Pa ... 65

Gambar 4.21 Diagram Tekanan Tanah Pada Deadman ... 69

(9)

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1 Dimensi Kapal Pada pelabuhan Tanjung Emas ... 9

Tabel 2.2 Karakteristik Kapal ... 9

Tabel 2.3 Koefisien Daya Dukung Tanah Dari Terzaghi ... 24

Tabel 4.1 Nilai dari m, Sf, dan H/B untuk variasi Ф ... 40

Tabel 4.2 Nilai untuk rasio penetrasi, kekuatan tanah undrained, dan faktor adhesi .. 56

(10)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 TinjauanUmum

Struktur Beton Dock Gali atau Graving Dock atau Docking Kapal adalah suatu bangunan yang didirikan untuk mempermudah perbaikan badan kapal secara menyeluruh terutama sebagai repair bawah atau badan kapal bagian bawah. Suatu bangunan dock kapal terdiri atas bagian bawah dan bagian atas. Bagian bawah memikul atau mendukung bagian atas dock dan meneruskan beban bagian atas beserta beban lalu-lintasnya kepada dasar tanah. Bagian bawah terdiri dari pondasi dan lantai beton dock. Sedangkan bagian atas terdiri dari dinding dock

berupa struktur sheet pile beton dengan type angkur atau deadman dan tierod. Mengingat arti penting dan tujuannya, maka perencanaan docking kapal harus direncanakan dengan baik. Kerusakan pada struktur dock dapat menimbulkan gangguan terhadap kekuatan, kualitas, keamanan, serta kelancaran perbaikan kapal itu sendiri. Sungguhpun demikian tidak berarti bahwa dock kapal harus dibuat lebih kokoh dan lebih kuat secara berlebihan. Diusahakan perencanaan menggunakan konstruksi yang paling ekonomis, baik mengenai kekuatannya, bahan-bahannya maupun pembuatannya.

1.2 Latar Belakang

Pelabuhan Tanjung Emas Semarang merupakan salah satu aset daerah penting untuk masuk dan berkembangnya sektor perindustrian dan perdagangan. Disamping fungsi utama Pelabuhan Tanjung Emas Semarang Sebagai pelabuhan terbuka tempat berlabuhnya kapal-kapal baik berukuran besar atau kecil, Pelabuhan Tanjung Emas juga menyediakan jasa pembuatan dan perbaikan kapal terpadu oleh beberapa perusahaan terkait. Dalam hal ini perusahaan yang dimaksud adalah JMI ( Jasa Marina Indah ).

(11)

peningkatkan kualitas jasa pelayanan, diperlukan suatu fasilitas galangan kapal baru yang cukup luas dan memadai untuk menampung jumlah kapal repair yang masuk. Pada JMI, sebelumnya sudah terdapat dock gali tetapi dengan ukuran kecil yang hanya dapat menampung kapal – kapal dengan berukuran kecil saja. Maka dari itu dibutuhkan fasilitas dock kapal dengan ukuran lebih besar untuk dapat menampung kapal yang lebih besar sebagai salah satu upaya untuk mengembangkan dan memajukan JMI.

1.3 Tujuan Tugas Akhir

Tujuan tugas akhir ini adalah merencanakan docking kapal yang meliputi: perhitungan struktur, dan gambar – gambar rencana.

.

1.4 Pembatasan Masalah

Untuk mempermudah perhitungan maka ada beberapa batasan yang diambil dalam perencanaan struktur ini antara lain:

a. Ada bermacam – macam jenis dock, tetapi dalam penulisan tugas akhir ini hanya didetail mengenai graving dock / dock gali saja.

b. Dock gali berada di lokasi PT.Jasa Marina Indah unit II Pelabuhan Tanjung Emas Semarang

c. Perhitungan kondisi cuaca, pasang surut muka air laut, dan lain – lain di daerah setempat, yang diperoleh dari Syah Bandar Pelabuhan Tanjung Emas Semarang dan PT. Jasa Marina Indah Semarang.

(12)

1.5 Sistematika Penulisan

Pada dasarnya penulisan tugas akhir ini dibagi dalam lima bab, yaitu: BAB I : Pendahuluan

Pada bab pendahuluan meliputi penjelasan mengenai : tinjauan umum, latar belakang, tujuan penyusunan tugas akhir, uraian singkat, lokasi, dan sistematika penulisan.

BAB II : Tinjauan Pustaka

Pada bab perencanaan ini meliputi tinjauan umum, keadaan tanah, pradesain konstruksi dock, spesifikasi dock, pembebanan dock, dasar perencanaan dock, rumus perhitungan.

BAB III : Metodologi Perencanaan

Pada bab perhitungan konstruksi meliputi metodologi perencanaan graving dock

dan metodoogi perhitungan. BAB IV : Perhitungan Struktur

Pada bab perhitungan konstruksi meliputi : 1. Perhitungan Struktur Atas

a. Perhitungan dinding dock, b. Perhitungan lantai dock, c. Perhitungan deadman,

d. Perhitungan sheet pile pada saat pelaksanaan. 2. Perhitungan Struktur Bawah

a. Perhitungan pondasi tiang pancang.

b. Perhitungan efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency )

(13)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum

Awetnya suatu bangunan ditentukan oleh syarat – syarat tentang konstruksinya, mutu bahan dan pengaruh – pengaruh dari luar yang dapat merusak bangunan, misalnya air.Pada umumnya bangunan yang tidak dipengaruhi oleh air lebih awet dibandingkan dengan bangunan yang selalu berhubungan dengan air.Lebih – lebih lagi dengan air yang bergerak, seperti air selokan, air sungai, dan air laut yang mengandung garam ( Sudarminto, 1972 ).

Dalam suatu proses pembangunan dock melewati beberapa tahapan di mana tiap tahapan memiliki aspek penting. Tahapan-tahapan suatu pembangunan

dock sebagai berikut : rencana awal, pradesain, desain akhir (analisis, Gambar,dan Spesifikasi), Perjanjian kontrak dan administrasi, pembuatan dan pekerjaan konstruksi, terakhir adalah penggunaan, pemeliharaan dan perbaikan. Dalam tugas akhir ini akan dibahas tahapan rencana awal sampai desain akhir saja. Perencanaan tersebut harus memenuhi syarat-syarat keamanan, kekuatan, ekonomis dan kualitas serta mempertimbangkan kondisi yang akan datang.

(14)

Letak lokasi perencanaan ditunjukkan dalam gambar 2.1 dan gambar 2.2.

Gambar 2.1 Peta Lokasi Perencanaan

Sumber: Google Earth (2007)

Gambar 2.2 Peta Lokasi Perencanaan terhadap jalan kota.

Sumber: Google Earth (2007)

Jl. Arteri Yos Sudarso

Pos I pelabuhan Mercusuar

Rencana dock unit II Sriboga Ratu

(15)

2.2 Konstruksi Dock

Faktor – faktor teknis dan ekonomis pada pengoperasian kapal ( kecepatan, pemakaian bahan bakar, biaya eksploitasi, dan lain – lain.), pada dasarnya tergantung dari keadaan kondisi badan kapal dibawah garis air. Oleh karena itu Biro Klasifikasi dan kesyahbandaran serta Direktorat Jenderal Perhubungan Laut menentukan periode pengedokan kapal atau perbaikan kapal diatas dock yang semuanya tergantung dari umur kapal, kelas kapal, keadaan, dan kebutuhan kapal.

Untuk keperluan pembersihan badan kapal dibawah garis air, memeriksa kerusakan, memperbaiki kerusakan, serta merawat badan kapal dibawah garis air diperlukan suatu peralatan khusus beserta perlalatan pendukungnya dan tempat ini dinamakan dock.

Ada bermacam – macam jenis dock yang melengkapi suatu galangan kapal yaitu :

1. Dock Apung ( Floating Dock ).

Dock Apung atau floating adalah sebuah pontoon yang dilengkapi dengan kran – kran ( crane ) pengangkat, pompa – pompa air dan perlengkapan reparasi lainnya. Yang mana konstruksi ini dapat ditenggelamkan atau diapungkan dalam arah vertikal.

Gambar 2.3 Dock Apung ( Floating Dock ).

( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )

2. Dock Tarik ( Slip Way ).

(16)

rel yang menjorok masuk kedalam perairan dengan kecondongan tertentu sampai ketepi perairan yang tidak terganggu oleh pasang surut air laut.

Gambar 2.4 Dock Tarik ( Slip Way ).

3. Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ).

Dock Angkat atau Syncrolife Dry Dock adalah suatau fasilitas pengedokan kapal dengan menggunakan lift. Peralatan ( plat form ) dari dock angkat ini diturunkan dengan pertolongan pengantar lift. Dari beberapa mesin derek listrik yang terletak disebelah kanan dan kiri dari peralatan dock ini.

(17)

Gambar 2.5 Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ).

4. Dock Gali / Dock Kolam ( Graving Dock ).

Dock Gali / Dock Kolam atau Graving Dock yaitu dock yang berbentuk kolam yang mana air didalamnya dapat dikuras habis dengan pompa perlengkapan dock tersebut dengan tujuan untuk mempermudah perbaikan badan kapal secara menyeluruh terutama sebagai repair bawah atau badan kapal bagian bawah.

(18)

2.3 Pradesain Konstruksi Dock.

Untuk mempermudah proses pada awal perencanaan, terlebih dahulu harus ditetapkan besarnya ukuran dock yang diinginkan sesuai dengan dimensi kapal pada kapasitas Pelabuhan Tanjung Emas. ( Tabel 2.1 dan tabel 2.2 ).

Tabel 2.1. Dimensi kapal pada pelabuhan Tanjung Emas Semarang

Tipe Pelabuhan

a. Dari pelabuhan pengumpul 5.000-7.000 7,5 100-130 150

b. Dari pelabuhan cabang 500 – 3.000 4,0-6,0 50-90 110

( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )

Tabel 2.2. Karakteristik Kapal

Bobot Panjang Loa

(19)

Dari tabel – tabel diatas, maka ditetapkan digunakan ukuran dock sebesar 150 x 28 x 8,5 meter.

150 meter ( Panjang )

8,5 meter ( Kedalaman ) 28 meter

( Lebar )

Gambar 2.7 Pradesain dock

2.4 Spesifikasi Graving Dock.

(20)

Gambar 2.8 Tampak dock

Untuk keluar masuknya kapal dari dock kolam, maka dock kolam memerlukan sebuah pintu. Pintu dock kolam berbentuk seperti sebuah

pontoon, terbuat dari suatu konstruksi baja, dimana pada pintu tersebut terdapat rongga – rongga yang dapat diisi air ataupun dikosongkan, sehingga pintu itu bisa terapung diatas air ataupun dipindahkan apabila rongga – rongga tersebut telah dalam keadaan kosong. Selain itu pintu juga dilengkapi dengan dengan katup – katup yang dapat dibuka guna mengisi rongga – rongga tersebut dengan air supaya pintu dapat tenggelam. Untuk melengkapi air baik baik dari rongga – rongga pada pintu maupun air yang berada pada kolam maka dock kolam dilengkapi dengan pompa air.

Urutan kerja mengoperasikan dock kolam / dock gali / graving dock untuk memasukkan kapal adalah sebagai berikut :

1. Keel block ( tempat dudukan kapal diatas dock ) dipersiapkan, diperiksa semua peralatan, tidak boleh ada yang nantinya mengapung apabila didalam air.

2. Katup – katup air pada dock kolam dibuka sehingga sehingga air masuk kedalam dock sampai permukaan air didalam dan diluar dock

(21)

3. Air didalam rongga – rongga pintu dikeluarkan sampai pintu dapat terapung ( pintu terbuka ) dan digeser atau dipindahkan.

4. Kapal masuk kedalam dock diatur agar tepat duduk diatas keel block

sesuai metode yang digunakan.

5. Pintu ditarik, digerakkan ke posisi menutup.

6. Katup – katup air pada pintu dibuka sehingga air masuk kedalam pintu dan pintu mulai tenggelam untuk menutup dock kolam tersebut.

7. Air didalam dock kolam dipompa keluar dan bersamaan dengan surutnya air, kapal diatur supaya tepat duduk diatas keel block. 8. Karena kolam dalam kondisi kosong maka pintu akan mendapat

tekanan dari air diluar kolam sehingga pintu akan menutup rapat walaupun ada sedikit air yang masuk dan akan dipompa keluar terus.

9. Sarana dan Prasarana dock

a. Fender ( Gambar 2.11 ) b. Bolder ( Gambar 2.10 )

c. Capstan and houling winch ( Gambar 2.13 ) d. Anchoor hook and pulling eyes on the floor

e. Pintu dock

f. Water level gauge

g. Cable and pipe culvert

(22)

KAPAL ( SHIP )

KADE / DERMAGA

Detail 1

Detail 2

Detail 3 1

2

3

4

Gambar 2.9 Metode pengikatan kapal pada dermaga / dock

Keterangan gambar :

1.Bolder

2.Fender

3.Bitt

4.Tali Penambat

Tali penambat Bolder

Gambar 2.10 Bolder

(23)

Kapal terkecil Kapal terbesar

Muka air Detail 1

Fender

Gambar 2.11 Fender

Bitt

Gambar 2.12 Detail 3 ( Bentuk alat penambat )

Gambar 2.13 Capstan & Houling winch

(24)

2.5 Pembebanan Dock.

Beban - beban yang mempengaruhi pembebanan dock adalah sebagai berikut:

2.5.1 Beban Primer

Adalah beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada perencanaan dock. Menurut Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970, muatan primer terdiri dari:

1. Beban primer / Beban tetap, disebabkan oleh berat sendiri konstruksi 2. Beban bergerak / hidup.

Menurut Bambang Triatmodjo, 1996, data kapal yang masuk pada Pelabuhan Tanjung Emas Semarang ( Regional Collector Port ) dapat diklasifikasikan seperti pada tabel 2.1 dan tabel 2.2.

Sesuai dengan penggolongan pada tabel – tabel tersebut, maka untuk penetapan besar beban diambil berdasarkan berat kapal barang yaitu 20.000 DWT ( Dead Weight Tonnage ). Dead Weight Tonnage adalah berat total muatan dimana kapal dapat mengangkut dalam keadaan pelayaran optimal ( draft maksimum ).Data kapal yang digunakan dalam perencanaan dock adalah sebagai berikut :

a. Loa ( l ) : ± 150 m, b. Breadth ( b ) : ± 25,8 m, c. Height ( h ) : ± 10, 92 m, d. Draft kapal masuk dock : ± 6,2 m, e. Berat kapal masuk dock : ± 16.500 ton, f. Kapasits kapal docking : ± 20.000 DWT,

g. Nama kapal : pelita / pertamina 1023, h. Register kapal : 4043,

(25)

Loa ( l )

Gambar 2.14 Sketsa melintang kapal

2.5.2 Beban Sekunder

Adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan..Beban sekunder terdiri dari:

1. Beban angin.

Beban angin, disebabkan oleh tekanan angin pada sisi dalam dock yang langsung berhadapan dengan datangnya angin. Pengaruh beban dinyatakan dalam kg/m2 pada dock ditinjau berdasarkan bekerjanya beban angin horizontal terbagi rata pada bidang vertikal dock dalam arah tegak lurus sumbu memanjang dock. Jumlah luas bidang vertikal bangunan dock yang dianggap terkena oleh angin ditetapkan sebesar suatu presentase tertentu terhadap luas bagian-bagian sisi dock dan luas bidang vertikal beban hidup. Luas bagian-bagian sisi dock yang terkena angin dapat menggunakan ketentuan dalam Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970, sebagai berikut:

a. Keadaan tanpa beban hidup

Untuk keadaan dock tanpa beban hidup atau dock dalam keadaan kosong maka diasumsikan gaya angin yang bekerja kecil dengan kata lain dianggap 0 kg.

b. Keadaan dengan beban hidup

(26)

tergantung pada arah hembus angin, dan dapat dihitung dengan rumus berikut ini ( Gambar 2.14 ) :

Rw

Angin

Gambar 2.15 Tiupan angin pada kapal

w a

w

cQ

A

R

=

………. (2.1)

dimana,

w

R : Gaya akibat angin ( kg ),

c : Koefisien,

0,42 : apabila angin datang dari arah haluan ( α = 90° ), 0,5 : apabila angin datang dari arah buritan ( α = 180° ), 1,1 : apabila angin dating dari arah lebar ( α = 90° ).

a

Q : Tekanan angin ( kg/m² ),

w

A : Proyeksi bidang yang tertiup angin ( m² )

Besarnya gaya angin yang bekerja pada dock diukur sesuai skala

beaufort, arah angin yang bekerja pada dock tersebut.Bila pada dock

(27)

2. Beban akibat benturan kapal.

Energi kinetis akibat benturan ( The kinetic energie of impact ) dari kapal saat akan bertambat ( Gambar...) dihitung sebagai berikut :

2

Gambar 2.16 Benturan kapal pada dinding / fender

dimana,

E : Energi kinetis, M : Massa kapal

W : Berat kapal

g : Percepatan gravitasi,

v : Kecepatan kapal pada saat bertambat. Energi kritis ini biasanya 50% ( atau

2

E

) siterima oleh sistem fender

dan sisanya dipikul oleh bolder. Untuk kapal besar biasanya dihitung

=

(28)

2.5.3 Beban Khusus

Adalah beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan dock Beban khusus tersebut terdiri dari :

1. Kombinasi pembebanan pertama.

Dock gali 20.000 DWT ini diperhitungkan untuk kondisi pembebanan dimana dock dalam keadaan kosong. Beban hidup lantai dock adalah 0 kg/m² dengan permukaan air tertinggi sebagai acuan pembebanan ditepi dock. Kombinasi pembebanan pertama dapat dilihat pada gambar 2.17 dibawah ini.

III. UPLIFT ( d )

I. SATURATED SOIL ( a ) II. MUATAN BLOK /

SURCHARGE LOAD ( c )

Gambar 2.17 Kombinasi pembebanan pertama

Kombinasi Pembebanan I : Beban I + Beban II + Beban III, dimana beban I adalah beban saturated soil, beban II adalah beban muatan block ( Surcharge load ), beban III adalah beban uplift tanah.

Keterangan gambar : a : tekanan tanah, b : tekanan air

c : tekanan tanah akibat beban muatan blok, d : uplift

(29)

Kondisi ini menggambarkan keadaan kapal pada saat masuk ke dalam

dock. Untuk amannya ketinggian air dalam dock diambil + 50 cm dan pada dinding dock terdapat gaya tarikan bolder. Keadaan ini untuk memperhitungkan kekuatan dinding dock pada saat menarik kapal masuk.Kombinasi pembebanan kedua dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini.

Gambar 2.18 Kombinasi pembebanan kedua

Kombinasi Pembebanan kedua : Beban I + Beban II + Beban IV + Beban V, dimana Beban IV adalah beban tekanan hidrostatis air dalam

dock, dan beban V adalah beban akibat tarikan bolder oleh kapal dalam

dock.

Keterangan gambar : a : tekanan tanah, b : tekanan air,

c : tekanan tanah akibat beban muatan blok, d : tekanan air dalam dock,

f : tarikan bolder ke dinding dock. 3. Kondisi pembebanan ketiga.

(30)

I. SATURATED SOIL ( a ) II. MUATAN BLOK /

SURCHARGE LOAD ( c )

Keel Block Beban pada Lantai

Gambar 2.19 Kombinasi pembebanan ketiga

Kombinasi Pembebanan Ketiga : Beban I + Beban II + Beban Keel block + Beban pada lantai dock.

Keterangan gambar : a : tekanan tanah, b : tekanan air ,

c : tekanan tanah akibat beban muatan blok.

Untuk kondisi pembebanan ketiga ini tidak memperhitungkan beban

uplift pada lantai melainkan beban keel block dan beban pada lantai

dock. Keadaan ini digunakan untuk memperhitungkan besarnya beban tekan pada tiang pancang dan besarnya kekuatan pada lantai dock.

2.6 Perhitungan Struktur

2.6.1 Perhitungan Struktur Atas

1. Dinding Dock

Untuk Modulus Elastisitas semua material dianggap sama yaitu 200.000 kg/cm² dan struktur dinding dihitung dengan beban – beban sebagai berikut :

(31)

b. Beban struktur akibat menerima beban muatan blok dipunggung dinding dock.

c. Beban uplift.

d. Beban struktur akibat menerima tekanan air dari dalam dinding dock, dengan menggunakan berat jenis air laut.

e. Beban struktur akibat menerima tarikan bolder.

Output perhitungan momen menggunakan progran SAP 2000.10 non linear

2. Lantai dock.

Untuk menghitung beban yang diterima pada lantai dock, digunakan kombinasi pembebanan ketiga yang terdiri dari penjumlahan antara beban

saturated soil, beban tanah, beban keel block, dan beban pada lantai

dock.Output perhitungan momen menggunakan progran SAP 2000.10 non linear ( perhitungan diluar beban uplift ).

3. Perhitungan sheet pile / turap pada saat pelaksanaan. a. Menentukan kedalaman penetrasi turap / sheet pile

( Deep of Cut Off ).

- Perhitungan koefisien tekanan tanah, Koefisien tekanan tanah aktif

Ka = Tan ( 45° - ) ... ( 2.4 ) Koefisien tekanan tanah pasif

Kp = Tan ( 45° + ) ...( 2.5 ) K’ = Kp – Ka ...( 2.6 ) - Perhitungan tekanan tanah / besaran gaya lateral sebagai akibat dari suatu muatan tambahan ( surcharged load ),

= ( γh + q ) Ka – 2 c √Ka ... ( 2.7 ) = ( γh + q ) Kp – 2 c Kp ... ( 2.8 ) - Pehitungan tekanan tanah yang terjadi,

b. Menentukan letak angker

(32)

ΣP z = P 1(y ) + P 2(y )+ ... ( 2.9 )

P : Gaya dinding akibat tekanan tanah aktif y : Titik berat

- Menentukan dalamnya pemancangan turap / sheet pile,

ΣP z = P ( X + X +..)... ( 2.10 ) D = a + X... ( 2.11 )

Pp : Gaya dinding akibat tekanan tanah pasif D : Dalam pemancangan Turap : c. Menentukan momen terbesar pada turap / sheet pile.

4. Deadman / angkur / jangkar. a. Tekanan tanah pasif.

P b. Titik tangkap gaya angker.

Z =

Pp : Gaya dinding akibat tekanan tanah pasif

2.6.2 Perhitungan struktur bawah

(33)

c’ = 2 ₃c tan Ф’ = 2 ₃tan Ф

Tabel 2.3 Koefisien daya dukung tanah dari Terzaghi

Ф ° N N N N N N

0 5,71 1,00 0,00 3,81 1,00 0,00

5 7,32 1,64 0,00 4,48 1,39 0,00

10 9,64 2,70 1,20 5.34 1,94 0,00 15 12,80 4,44 2,40 6,46 2,73 1,20 20 17,70 7,43 4,60 7,90 3,88 2,00

25 25,10 12,70 9,20 9,86 5,60 3,30

30 37,20 22,50 20,00 12,70 8,32 5,40

35 57,80 41,40 44,00 16,80 12,80 9,60

40 95,60 81,20 114,0 23,20 20,50 19,10

45 172,0 173,0 320,0 34,10 35,10 27,0

q = 2 ₃.c.N + q.N + 0,5γ.B.N ... ( 2.14 )

q = 1 _FS.q ... ( 2.15 ) Dimana :

q : Daya dukung tanah ultimit,

q : Daya dukung tanah yang diizinkan, B : Lebar pondasi,

D : Diameter tiang pancang, q : Surcharged Load ,

c : Kohesi tanah,

Φ : Sudut geser tanah.

2. Perencanaan daya dukung pondasi tiang pancang tekan (Q_ult) menggunakan rumus :

(34)

Dimana :

Q_bu: daya dukung ujung tiang ( end bearing ),

Q_su: daya dukung pada selimut tiang akibat gesekan selubung ( friction ), Q_bu = A_c . q_bu... ( 2.17 )

Besar daya dukung tiang akibat gesekan selubung tergantung dari bentuk dan besar penampang tiang dan panjang tiang yang terselubung oleh tanah

( embedded area ), maka untuk tiang pancang dengan penampang bulat menggunakan rumus :

K = koefisien tegangan pasif ( Rankine ),

f = koefisien tegangan tanah, umtuk tiang beton diambil 1,75

γ = berat jenis tanah,

f

(35)

3. Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency )

Pada perancangan sistem konstruksi pondasi tiang pancang, maka perencana dihadapkan pada masalah jarak antar tiang pancang ( s ). Makin besar jarak s berarti makin besar daya pikul tiang. Demikian juga sebaliknya, apabila makin kecil jarak s berarti daerah tegangan masing – masing tiang saling menutupi sehingga berakibat mengurangi daya pikul tiang secara keseluruhan, terutama berlaku bagi tanah dengan karakteristik kurang baik ( lumpur ).

Pada tanah berpasir, suatu kumpulan tiang menjadikan daya dukung yang lebih besar dari jumlah daya – daya dukung tiang secara individual. Hal ini disebabkan memadatnya tanah pasir tersebut, sehingga menambah besar tegangan geser selubungnya ( E ) / parameter kumpulan tiang lebih dari 100 %.

Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah

dinding.

Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe

single row for wall seperti pada gambar 2.20 di bawah ini.

s s s s s s

w Single row for a wall

jumlah kolom, m

L = L1 + D L1 = ( m - 1 ) s D/2

Baris

Gambar 2.20 Single row for a wall

(36)

P

s

dipengaruhi tek. geser 4 buah tiang dipengaruhi tek. geser 3 buah tiang dipengaruhi tek. geser 2 buah tiang

Gambar 2.21 Daerah tekanan pada tiang

( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )

Maka perimeter kumpulan tiang adalah :

= 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn. ...( 2.20 ) dimana :

m = jumlah kolom n = jumlah baris

= perbandingan perlawanan geser perimeter kumpulan tiang total terhadap perlawanan geser tiang individual.

(37)

Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah

kantilever.

s s s s s s

w s

L = L1 + D L1 = ( m - 1 ) s D/2

Baris, n Baris, n

Double row for a wall

jumlah kolom, m

Gambar 2.22 Double row for a wall

Maka perimeter kumpulan tiang adalah :

= 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn dimana :

m = jumlah kolom n = jumlah baris

= perbandingan perlawanan geser perimeter kumpulan tiang total terhadap perlawanan geser tiang individual.

(38)

Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah dalam.

s s s s s s

s

s s

Triple row for a wall

Gambar 2.23 Triple row for a wall

Maka perimeter kumpulan tiang adalah : p = 2 ( m – 1 ) s + ( n – 1 ) s + 8

= 2 ( m + n – 2 ) s + 4D... ( 2.21 )

= / D =

= 2 ( m + n – 2 ) s + 4D / m n. D... ( 2.22 ) Misal diambil = 100 %

= 1,57 D m n / m + n – 2... ( 2.23 ) dimana :

= jarak antar masing – masing tiang m = jumlah kolom

n = jumlah baris

(39)

BAB III

METODOLOGI PERENCANAAN

3.1 Metodologi Perencanaan Graving Dock

Metodologi perencanaan graving dock / dock kapal diperlukan agar dalam pelaksanaan perancangan dapat dilakukan secara urut dan runtut. Berikut ini metodologi perencanaan graving dock yang berada di Pelabuhan Tanjung Emas Semarang :

Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Struktur Dock Gali Struktur Atas

Struktur Bawah

Gambar Dock MULAI

(40)

Gambar 3.2.a Diagram Alir Tahap Perencanaan

MULAI

Pengumpulan Data Dock

Analisa Struktur dengan SAP 2000.v10

• Kombinasi pembebanan

pertama ( Comb 1 )

kedua ( Comb 2 )

ketiga ( Comb 3 )

• Beban Angin

• Beban akibat benturan kapal pada dock

Diagram gaya lintang ( Shear 2-2 ) Diagram momen ( Momen 3-3 ) Diagram reaksi ( Joint Reaction ) Diagram beban keel block

Momen plat arah melintang Momen plat arah memanjang

(41)

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Penyusunan laporan & gambar desain

SELESAI

Perhitungan sheet pile ( turap )

Penulangan Dinding Dock Penulangan Lantai Dock

Cek Tulangan As min – As p 5%

Perhitungan Struktur Bawah

Kedalaman Pemancangan

Tiang Efisiensi Kumpulan Tiang

Cek P P ijin

Kestabilan Sheet Pile

Terhadap sliding

Cek Far T

A

(42)

3.2Dasar Perencanaan

Uraian dalam perencanaan yang dilakukan, antara lain:

1. Perencanaan awal, merupakan studi awal mengenai perencanaan dock. Pada tahap ini termasuk studi kelayakan, penyelidikan dan survey awal. 2. Perencanaan desain awal ( pradesain gambar dan ukuran )

Perencanaan desain awal merupakan asumsi–asumsi (anggapan) yang mungkin digunakan, namun bila setelah dicek kestabilan, kekokohan, keamanan, dan kelayakan konstruksinya tidak memenuhi maka pradesain ini harus diubah.

3. Data-data yang diperlukan dalam perencanaan dock adalah data topografi dan geometri, elevasi muka air pasang surut, data kapal dan data tanah serta data – data lain pendukung perencanaan yang berasal dari PT. JMI. 4. Muatan–muatan yang mempengaruhi pembebanan dock

Untuk merencanakan muatan-muatan pada dock menggunakan acuan Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970.

5. Pehitungan mekanika (struktur) dengan menggunakan Structural Analysis Program (SAP) 2000. Versi 10.

6. Gambar design graving dock

(43)

3.3 Metode Perhitungan

1. Perhitungan analisa struktur menggunakan SAP 2000.v10 2. Perhitungan struktur dock bagian atas, meliputi :

a. Perhitungan dinding dock,

b. Perhitungan lantai dock, c. Perhitungan deadman,

d. Perhitungan sheet pile pada saat pelaksanaan.

(44)

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 Perhitungan Beban – beban Aksial yang bekerja

4.1.1 Beban Primer

1. Beban Mati

Untuk beban mati aksial yang bekerja pada dock kapal yang direncanakan dengan dimensi 150 x 28 meter dan kedalaman 8,5 meter, beban yang diperhitungkan adalah sebagai berikut :

Berat sendiri dock = 2400 kg/m³

2. Beban Hidup

Berdasarkan Data – data yang ada serta peraturan / pedoman yang diisyaratkan, maka beban atau muatan hidup yang ada dalam perencanaan dock

kapal adalah sebagai berikut :

Berat / Kapasitas kapal docking : 20.000 ton

4.1.2 Beban Sekunder

1. Muatan Angin :

Gaya horisontal yang ditimbulkan oleh tiupan angin atau benturan kapal dipilih yang terbesar diantara keduanya. Gaya yang bekerja dalam arah tegak lurus sisi memanjang dolphin ( Bollder ).Gaya – gaya tersebut dengan cara sebagai berikut :

Diketahui data – data : Karakteristik kapal :

a. Luas sisi kapal yang tertiup angin : 2.071 m² b. Berat kapal ( displacement ) : 20.000 ton c. Kecepatan merapat kapal : 0,15 m/s Kondisi Iklin & Cuaca :

(45)

Maka,

Gaya total terhadap sisi kapal :

w

Kapal ditahan oleh dua buah dolphin,sehingga tiap dolphin

menahan :

2. Muatan Akibat Benturan Kapal

Energi benturan kapal dengan menganggap C_mxC_e = 1 :

setengah dari energi akan diredam oleh sistem fender, sehingga

2

(46)

karet silinder ukuran 15 x 7,5 inchi dengan defleksi maksimum 7,5 inchi.

diserap

E = 3.000 lb /ft’

apabila dikonversi dalam satuan MKS, maka didapat :

diserap

E = 3.000 x 0,4537

= 1361,1 kg/m’

jadi panjang / jarak dolphin yang diperlukan :

dolphin

Untuk merencanakan suatu dock kapal diperlukan suatu perhitungan yang akurat yang didasarkan pada sistem atau pola kerja dari dock kapal itu sendiri. Yang dimaksud dengan pola kerja itu sendiri adalah adanya beberapa kombinasi pembebanan yang bekerja pada docking kapal. Beban – beban yang akan tergabung dalam kombinasi pembebanan diuraikan sebagai berikut :

1. Beban I ( Beban Saturated Soil ).

Pada beban ini yaitu beban tanah jenuh, perhitungan diasumsikan sebagai berat beban air laut yang bekerja di luar dinding dock / tekanan hidrostatis luar dinding dock.Asumsi perhitungan ini didasarkan pada anggapan bahwa beban tekan air lebih besar daripada beban tanah.

Diketahui data – data sebagai berikut :

Berat volume tanah jenuh, γ_sat = 1,80 ton/m³ h₁ = 2,0 m

2

(47)

845

Gambar 4.1 Diagram beban saturated soil

A

2. Beban Muatan Block.

(48)

300 200

845

300 165

Angker Angker

300

200

845

300 165

I.1

I.2

I.3 I.4 I.1

I.2

I.3 I.4

Gambar 4.2 Diagram beban muatan block

3. Beban uplift.

845

Angker

I.1

I.2

I.3 I.4

Gambar 4.3 Diagram beban uplift

Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ_sat = 1,8 ton / m³, Sudut geser dalam tanah, Ф = 35°

(49)

Ukuran Plat untuk mempermudah perhitungan diambil 1 x 1 x 1 meter, dengan pondasi tiang pancang diletakan pada kedalaman 8,5 meter di bawah permukaan tanah.

Diambil ( F ) = 2,5

Tabel 4.1 Nilai dari m, , dan H/B untuk variasi Ф

Ф 20° 25 30 35 40 45 48

Batas H/B 2,5 3 4 5 7 9 11

m 0,05 0,10 0,15 0,25 0,35 0,50 0,60

Max 1,12 1,30 1,60 2,25 3,45 5,50 7,60

= 1 + D B

= 1 + , = 1,25

Kp = Tan ( 45° + )

= 3,69

K = K tan ( 2 Ф / 3 ) = 3,69 tan ( ) = 1,591

W = Berat beton ( W ) + Berat tanah = (( 1 x 1 x 1 ) x 2,4 ) + 1,80 = 2,4 + 1,80

= 4,2 ton / m³

c =

= ,

= 2,0 ton / m²

(50)

= ( 2 x 2 x 1 x 2) + (1,8 ) x ( 2 x 1,25 x 1) x 1,591 x tan 35°

4. Beban tekanan hidrostatis air.

Struktur diasumsikan menerima beban tekan hidrostatis yang bekerja di dalam dinding dock dengan perhitungan sebagai berikut: Diketahui data – data sebagai berikut :

Berat jenis air laut, γ = 1,03 ton / m³

Gambar 4.4 Diagram beban tekanan hidrostatis air laut

(51)

5. Beban tarikan bolder.

Beban akibat tarikan bolder oleh kapal diasumsikan hanya sebesar 2,5 ton

845

Angker

I.1

I.2

I.3 I.4

300 165

F

Gambar 4.5 Diagram beban tarikan bolder

4.2. Perhitungan Dinding Dock

1. Kombinasi Pembebanan Pertama

Kombinasi beban I = Beban I + Beban II + Beban III

Struktur dihitung dengan menggunakan progran SAP 2000.10 non linear Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut :

Mmax₍_dinding₎ = 31,35 tonm Mmax(SP) = 31,35 tonm

Gaya Angker ( T ) = 17,35 ton / m

2. Kombinasi Pembebanan Kedua

Kombinasi beban II = Beban I + Beban II + Beban IV + Beban V

Struktur dihitung dengan menggunakan program SAP 2000.10 non linear Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut :

(52)

Mmax₍_SP₎ = 8,14 tonm Gaya Angker ( T ) = 17,87 ton / m

Hasil perhitungan yang dilakukan dapat dilihat pada grafik output perhitungan SAP terlampir.

3. Struktur Dinding

Sheet Pile

Dari hasil perhitungan menggunakan program SAP 2000.10 non linear, maka dock kapal dengan kapasitas docking 20.000 DWT ( Dead Weight Tonnage / Tonase Berat Mati ) direncanakan menggunakan Concrete Sheet Pile ( CSP ) corrugated tipe W500 B1000 dengan cracking momen capacity adalah 40 ton - m. Gambar penampang profil CSP terlampir yang diambil dari produksi pt . PPI ( Pasific Prestressed Indonesia ) sebagai referensi perencanaan.

1000

500

Lubang Pengangkat

Concrete Sheet Pile type W500 B1000

Sheet Pile Beton Tipe W500 B 1000

(53)

Dinding Dock

Diketahui bahwa pada dinding adalah sebesar 31,35 tonm dan tampang melintang dinding yang direncanakan adalah 1,20 x 1,00meter. ( Gambar 4.7 )

( b )

( h )

120

100

Gambar 4.7 Tampang melintang rencana dinding

Digunakan f’c = 30 Mpa fy = 420 Mpa

M = M

,

= 31,35 / 0,8 = 39,1875 ton – m = 39,1875 x 10 Nmm

M = 0,85 x f’c x a x b x ( d - ) 39,1875 x 10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 1200 - ) 39,1875 x 10 = ( 30,6 x 10 )a – 12750 a

a = 12,81 mm

T = 0,85 x f’c x a x b

= 0,85 x 30 x 12,81 x 1000 = 326677,29 Nmm

As = ,

= ,

= 4000 mm

As = ’

(54)

= √ Misal digunakan tulangan D25

Jarak antar tulangan

Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 12,5

= 8 D 25

Cek = ( 8 x 1 ₄π x d ) = ( 8 x 0,25 π x 25

= 3927 mm ( Selisih 5 % )...OK! Jadi digunakan tulangan D25 – 12,5

Tulangan pembagi

= 0,25 % x 1000 x 1200

= 3000 mm

Misal digunakan tulangan D16 Jarak antar tulangan

= ,

A

= ,

= 50,2 mm = 5 cm

(55)

( b )

( h ) D 25 - 125

D 16 - 50

120

100

Gambar 4.8 Penulangan dinding

Hasil perhitungan struktur dinding dock diatas berlaku untuk keseluruhan dinding yang mengelilingi dock 150 x 28 meter ini.

4.3 Perhitungan Lantai Dock

1. Kombinasi Pembebanan Ketiga

Kombinasi beban II = Beban I + Beban II + Beban Keel Block + Beban pada lantai Dock

= 11,61 ton/m² + 3,75 ton/m + Beban Keel Block

+ 0,5 ton/m² Untuk beban Keel Block adalah sebesar :

Beban Keel Block tengah : 50 ton/m² Beban Keel Block samping : 50 ton/m²

Output perhitungan momen menggunakan program SAP 2000.10 non linear Perhitungan diluar beban upliftq sebesar 12,597 ton / m . Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut :

Daerah Tengah ( As Tengah )

Pada daerah kantilever

Momen arah memanjang : M_max+= 15,240 tonm

: M_max−= - 4,179 tonm

Momen arah melintang : M_max+= 3,194 tonm

(56)

Pada daerah dalam

: M_max−= -21,629 tonm

: M_max−= - 4,726 tonm

Daerah Tepi ( As Tepi )

: M_max−= - 9,417 tonm

: M_max−= - 2,804 tonm

Pada daerah dalam

: M_max−= - 52,315 tonm

: M_max−= -24,328 tonm

Agar mempermudah analisa perhitungan dilakukan suatu upaya pendekatan dengan mengambil momen terbesar yaitu pada daerah tengah ( as tengah ) :

: M_max−= - 4,179 tonm

: M_max−= - 2,527 tonm

Pada daerah dalam

(57)

: M_max−= -21,629 tonm

: M_max−= - 4,726 tonm

Diketahui bahwa M pada lantai daerah kantilever adalah sebesar 15,240 ton - m dan tampang melintang lantai yang direncanakan diambil 1,00 x 1,00 meter.

100

Gambar 4.9 Tampang melintang rencana lantai kantilever

Digunakan f’c = 30 Mpa fy = 420 Mpa

M = M

,

= 15,240 / 0,8 = 19,05 tonm = 19,05 x 10 Nmm

M = 0,85 x f’c x a x b x ( d - ) 19,05 x 10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 1000 - ) 19,05 x 10 = 10,965 x 10 a– 54825 a

a = 7,44 mm

T = 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 7,44 x 1000 = 189720 Nmm

As = ,

= ,

(58)

As = ’ Misal digunakan tulangan D25

Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 15

= 7 D 25

Cek = ( 7 x 1 ₄π x d ) = ( 7 x 0,25 π x 25

= 3436 mm ( Selisih 5 % )...OK! Jadi digunakan tulangan D25 - 15

Tulangan pembagi

= 0,25 % x 1000 x 1000

= 2500 mm

= ,

A

(59)

= 113 mm

= 100 mm = 10 cm

jadi digunakan tulangan D19 – 10

100

D 25 - 150

D 19 - 100

Gambar 4.10 Penulangan lantai kantilever ( melintang )

100

D 19 - 100 D 25 - 150

Gambar 4.11 Penulangan lantai kantilever ( Tampak Atas )

Hasil perhitungan struktur diatas berlaku untuk keseluruhan lantai kantilever yang mengelilingi dock 150 x 28 meter ini.

Diketahui bahwa M pada lantai daerah dalam adalah sebesar 21,256 ton - m dan tampang melintang lantai yang direncanakan diambil 1,00 x 0,80 meter.

80

(60)

Digunakan f’c = 30 Mpa fy = 420 Mpa Misal digunakan tulangan D19

= , A

(61)

= 106,32 mm

= 100 mm = 10 cm

Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 10

= 10 D 19

Cek = ( 10 x 1 ₄π x d ) = ( 10 x 0,25 π x 19

= 2835 mm ( Selisih 5 % )...OK! Jadi digunakan tulangan D19 - 10

Tulangan pembagi

= 0,25 % x 1000 x 800

= 2000 mm

= ,

A

= ,

= 151 mm ( dibulatkan ke bawah )

= 150 mm = 15 cm

jadi digunakan tulangan D19 – 15

80

100

D 19 - 100

D 19 - 150

(62)

80

100 D 19 - 150

D 19 - 100

Gambar 4.14 Penulangan lantai dalam ( tampak atas )

4.4 Perhitungan Pondasi ( Tiang Pancang )

4.4.1 Menentukan Daya Dukung Tanah

Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ_sat = 1,8 ton / m³ Berat volume tanah efektif ( γ ) = 0,70 ton / m³

Kohesi tanah dalam keadaan undrained, c_u = 4,0 ton / m² Dipakai safety factor ( FS ) 2,5

sudut geser dalam tanah adalah Ф = 35°, didapat dari tabel data – data sebagai berikut :

N = 16,80

N = 12,80

N = 9,60

q = 2 ₃.c.N + q.N + 0,5γ.B.N

= ( 2 ₃ x 4 x 16,80 ) + ( 1,80 x 12,80 ) + ( 0,5 x 1,80 x 1 x 9,60 ) = 44,80 + 23,04 + 8,64

(63)

Daya dukung tanah yang diizinkan

q = 1 _FS.q

= 1 _2,5 x 76,48 ` = 30,592 ton/m = 3,05 kg/cm

4.4.2 Menentukan panjang tiang pancang.

Untuk mempermudah perhitungan, dilakukan analisa 1 buah tiang pancang dengan luas yang diwakili oleh 1 buah tiang pancang yaitu 2,8 x 2,5 x 1,0 meter. Diasumsikan diameter tiang pancang adalah 40 cm, maka gaya dukung tiang dihitung terhadap gesekan dan lekatan tiang.

Kohesi tanah dalam keadaan undrained, c_u = 4,0 ton / m² Sudut geser dalam tanah, Ф = 35°

= 1 + tan φ = 1 + tan 35 = 0,2997

= k γ tan φ

= x ( π x 0,4 x x x 1,8 x 0,2997 x tan 35 = 0,0791

Gaya dukung tiang terhadap gesekan adalah sebesar 0,0791 , dimana :

k : keliling tiang pancang bulat

z ; panjang tiang dalam tanah

(64)

p = k z C

= x ( π x 0,4 x z x 4 = 1,6755 z

Gaya dukung tiang total ( gesekan dan lekatan ) adalah : = 0,0791 + 1,6755 z

Gaya berat plat lantai dock ( platform ) : = (2,8 x 2,5 x 1,0 ) x 2,4

= 16,8 ton ( berat sendiri plat lantai dock ) Beban hidup pada lantai dock q = 500 kg / m

Q = 500 x 2,8

= 1400 kg = 1,4 ton

Sehingga besar gaya yang harus dipikul oleh satu buah tiang pancang adalah :

P = + Q

= 16,8 + 1,4 = 18,2 ton

Dengan menyamakan gaya dukung tiang total dengan gaya maksimum yang bekerja pada satu tiang, maka akan didapat panjang tiang yang harus dipancang.

= 0,0791 + 1,6755 z

= 0,0791 + 1,6755 z = 18,2

0,0791 + 1,6755 z - 18,2 = 0

z = , , , , ,

(65)

4.4.3 Menentukan ultimate pile capacity ( )

Dengan menggunakan metode Tomlinson α coefficient, maka :

Rasio penetrasi =

Tabel 4.2 Nilai untuk rasio penetrasi, kekuatan tanah undrained, dan

faktor adhesi

Rasio Penetrasi L/B Kekuatan tanah undarained

(66)

Q = 9 c + αc p L

= ( 9 x 2,0 x 0,125 ) + ( 1 x 2,0 x 1,256 ) x 30 = 2,25 + 75,36

= 77,61 ton

Q = Q x FS = 77,61 ton x 2,5 = 194,025 ton

Q =

= 0,0791

= 0,0791 x ( 30 ) = 71,19 ton

Q = Q + Q 194,025= Q + 71,19

Q = 122,835 ton Dimana,

: Luas penampang tiang bulat,

P : Keliling penampang tiang bulat,

c : Kohesi tanah average,

: Berat tiang,

Q : Kapasitas / daya dukung ultimate tiang,

Q : daya dukung pada selimut tiang akibat gesekan selubung ( friction ),

Q : daya dukung ujung tiang ( end bearing ).

(67)

Tabel 4.3 Kontribusi tahanan gesek antara selimut tiang dan tanah

Sebagai catatan, bahwa tiang dipancang dari dasar galian ( dredged line )

sehingga level kepala tiang ( pile head ) berada pada kedalaman sekitar 7 meter dari permukaan tanah. Oleh karena jarak antar tiang sekitar 2,8 x 2,5 m² maka tanah pada lantai dock sudah pernah menerima beban

( overconsolidated ) sebesar 34,3 ton / m², yang diperoleh dari :

= Berat volume tanah efektif ( γ ) x kedalaman galian x luasan 1 tiang

= 0,7 x 7 x 7 = 34,3 ton / m²

Oleh karena itu beban yang akan bekerja pada tiang dapat direduksi / dikurangi dengan 34,3 ton / m² akibat compensated pressure.

(68)

4.4.4 Menentukan efisiensi kumpulan tiang ( pile group efficiency ).

Untuk daerah dinding dock menggunakan perhitungan Single row for a wall

Dengan perhitungan sebagai berikut :

1,25

Gambar 4.15 Pile group efficiency daerah dinding

Diketahui data – data sebagai berikut ( gambar 4.15 ) : Jumlah kolom, m : 3

Jumlah baris, n : 1

Jark antar tiang, s : 1,25meter D : 0,4 meter

Eg = 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn

= 1 – 30 {( 1 – 1 ) 3 + ( 3 – 1 )1 } / 90 x 3 x 1

= 0,78 < 1 ………OK!

Untuk daerah kantilever dock menggunakan perhitungan Double row for a wall

Dengan perhitungan sebagai berikut :

1,25 1,25

(69)

Jumlah baris, n : 2

Jark antar tiang, s : 1,25meter D : 0,4 meter

Eg = 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn

= 1 – 30 {( 2 – 1 ) 5 + ( 5 – 1 )2 } / 90 x 5 x 2

= 0,60 < 1 ………OK!

Untuk daerah dalam dock menggunakan perhitungan Triple row for a wall Dengan perhitungan sebagai berikut :

125 125 125

Gambar 4.17 Pile group efficiency daerah dalam

Jumlah baris, n : 3

Jark antar tiang, s : 1,25meter K : (m x n) = ( 5 x 3 ) = 15 D : 0,4 meter

Eg D

K D

(70)

= , ,

= 0,88 < 1 ………OK!

4.5 Perhitungan Sheet Pile pada saat pelaksanaan

4.5.1 Menentukan tekanan tanah yang bekerja pada dinding

Dalam memecahkan persoalan ini maka dimisalkan bahwa tanah di belakang turap / sheet pile bekerja aktif sampai dengan garis keruk ( dredged line ). Sebagai pengaruh dari tekanan aktif ini, maka dinding turap akan berputar ( titik rotasi / pivot ), yang tekanan pasif di belakang dinding turap dibawah garis keruk. Dalam perancangan kedalaman turap dibawah garis keruk adalah persoalan persamaan tingkat empat, maka untuk mempermudah permasalahanya, pemecahannya dilaksanakan berdasarkan asumsi – asumsi serta data – data sebagai berikut :

Kohesi tanah dalam keadaan undrained, c_u = 4,0 ton / m² Sudut geser dalam tanah, Ф = 35°

Digunakan faktor aman ( Safety Factor ) F = 2,0 untuk gaya pasif Koefisien tekanan tanah aktif K = k = 0,270

(71)

30

Kasus 1 = Dock Penuh air

Kasus 2 = Dock Kosong ( Prinsip Bendung Elak )

Gambar 4.18 Sketsa penampang rencana turap

Pada gambar diatas, untuk tekanan hidrostatik pada kedua sisi turap dianggap nol ( 0 ) atau saling meniadakan.Perhitungan tekanan – tekanan berikut ini diperlihatkan pada gambar 4.19

(72)

Perhitungan Koefisen tekanan tanah

a. Koefisien Tekanan tanah aktif

Ka = Tan ( 45° - )

= 0,270

b. Koefisien Tekanan tanah pasif

Kp = Tan ( 45°_{+ )}

= 3,69

K’ = Kp – Ka = 3,69 – 0,270

= 3,42

Perhitungan tekanan tanah / besaran gaya lateral sebagai akibat dari

(73)

4,1479 = 1,8 x a x 3,42

a = 0,6738 m

Perhitungan tekanan tanah aktif yang terjadi

Pa = pa x h = 3,144 x 0,3 = 0,9432 t/m

Pa = x pa x h

= 0,5 x 0,1458 x 0,3 = 0,0218 t/m

Pa = pa x h = 0,1879 x 8,15 = 1,531 t/m

Pa = x pa x h = 0,5 x 3,96 x 8,15

= 16,137 t/m

Pa = x pa x a

= 0,5 x 4,1479 x 0,6738 = 1,397 t/m

Perhitungan tekanan pasif yang terjadi = γ x X x K’

= 1,8X x 3,42 = 6,156X t/m

Pp = x pp x X

(74)

4.5.2 Menentukan letak angker

Misal terletak z meter dari angker

pa1

(75)

ΣMA = 0

ΣP z = P ( 0,17 – 0,15 ) + P ( 0,13 – 0,1 ) + P ( x 8,15 + 0,13 ) + P ( x 8,15 + 0,13 ) + P ( x 0,6738 + 0,13 + 8,15 ) = 0,9432 ( 0,02 ) + 0,2187 ( 0,03 ) + 1,531 ( 4,205 ) + 16,137 ( 5,563 ) + 1,397 ( 8,5046 )

= 0,018864 + 0,00656 + 6,437 + 89,77 + 11,88

= 108,11236

z = , ,

=5,39 meter 5,5 meter

Jadi garis kerja P terletak pada 5,5 meter dibawah angker.

4.5.3 Menentukan Kedalaman penetrasi turap / sheet pille ( Deep of Cut Off )

ΣMA = 0 ( Gambar 4.19 )

ΣP z = P ( X + 0,6738 + 8,15 + 0,13 ) = 3,076 x ( y + 8,9538 )

108,11236 = 2,05 + 27,542

( 2,05X + 27,542 ) = 108,11236

X = 1,85 meter D = a + X

= 0,6738 + 1,85 meter = 2,60 meter

Diambil angka keamanan 100 %, jadi : D = 2,60 + ( 100 % x 2,60 )

= 5,2 ≈ 5,5 meter

Jadi dalamnya pemancangan sheet pile adalah 5,5 meter dengan panjang total turap / sheet pile yang dibutuhkan adalah 14 meter

(76)

D > 1 ₃H 5,5 > 1 ₃ x 14

5,5 > 4,66 meter...OK!

4.5.4 Menentukan Momen Terbesar pada Turap / Sheet Pille

MM = - 0,4788y + 5,321

= - 0,4788 ( 0,17 ) + 5,321 ( 0,17 ) = - 0,081396 + 0,02614

= - 0,055 tm

Diketahui bahwa momen lentur terbesar terjadi di dekat permukaan garis galian ( dredged line ) antara titik C dan titik D. Momen terbesar terjadi dimana tegangan geser adalah nol.

4.6 Perhitungan Deadman / Angker / Jangkar

4.6.1 Mentukan dimensi stang angker / deadman

W = , dimana b = t

=

σ = 1500 t/m

σ = M

W

1500 = ,

t = ,

t = 0,00022

t = 0,0603 m ≈ t = 6 cm

(77)

4.6.2 Menentukan besar diameter tierod

Tahanan yang diberikan oleh kepala jangkar adalah selisih tekanan tanah pasif yang bekerja pada bagian muka dan tekanan aktif yang bekerja pada sisi yang lain.Besarnya gaya angker ( F ) adalah :

F = ΣP – ΣP pelaksanaan tidak melebihi gaya tarik angker kombinasi ( T ) yaitu :

F < ( T )

9,5 t/m < 17,87 t/m ... ( OK ) besarnya diameter tierod yang dibutuhkan adalah :

σ besi untuk U22 = 11000 t/m

4.6.3 Menentukan dimensi angker / deadman.

F = 9,5 t/m

Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ_sat = 1,8 ton / m³ Sudut geser dalam tanah, Ф = 35°

Ka = 0,270

(78)

Far

b a

Deadman

Muka Tanah

pp1

pp2 Pp

Detail

Gambar 4.21 Diagram tekanan tanah pada deadman

P = x a x

= x ( b ) x ( γ x b x K ) = x ( b ) x ( 1,8 x b x 0,270 )

= 0,54675 b

P = x ( a – b ) x ( γ x ( a - b ) x K ) = x b x ( 1,8 x b x 0,270 )

= 0,06075 b

ΣP = P - P

= 0,54675 b - 0,06075 b

= 0,486 b

P = x a x

= x ( b ) x ( γ x b x K ) = x ( b ) x ( 1,8 x b x 3,42 )

(79)

P = x ( a – b ) x ( γ x ( a - b ) x K ) = x b x ( 1,8 x b x 3,42 )

= 0,7695 b

ΣP = P - P

= 6,9255 b - 0,7695 b

= 6,156 b

F = ΣP - ΣP

F = 6,156 b - 0,486 b 9,5 = 5,67 b

b = 1,6755

b = 1,2944 1,3 meter

a = b

= x 1,2944

= 1,9416 2,0 meter

L = ( H + D ) x tan ( 45° - Ф ) + a x tan (45° + Ф ) = ( H + D ) x tan ( 45° - ) + a x tan (45° + ) = ( 8,45 + 5,5 ) x tan 27,5° + 2 tan 62,5° = ( 13,95 x 0,52 ) + ( 2 x 1,921 )

(80)

1 3 0 ( b )

2 0 0 ( a )

1 1 1 0 ( L )

5 5 0

D re d g e d L in e / g a ris k e ru k

C o n c re te S h e e t P ile ( C S P )

S h e e t P ile B e to n L = 1 4 m

Gambar 4.22 Sketsa posisi jarak deadman terhadap turap

(81)

BAB V

KESIMPULAN

Hasil perhitungan konstruksi dock dengan ukuran 150 x 28 x 8,5 meter adalah sebagai berikut :

1. Dinding Dock

Tebal ( t ) : 100 cm / 1 m Mutu beton ( f’c ) : 30 Mpa

Tulangan pokok : D25 – 125 f 390 Mpa Tulangan pembagi : D16 - 50 f 390 Mpa

2. Lantai Dock

Tebal ( t ) kantilver : 100 cm / 1 m Mutu beton ( f’c ) : 30 Mpa

Tebal ( t ) dalam : 80 cm / 0,8 m Mutu beton ( f’c ) : 30 Mpa

3. Tiang Pancang

Diameter ( ) : 40 cm / 0,4 m Panjang penetrasi total : 30 meter

( Lower ) : 15 meter

( Middle ) : 15 meter

(82)

4. Sheet pile / Turap

Tipe : W500 B1000

Lebar penampang ( b ) : 500 mm / 0,5 m Panjang penampang ( h ) : 1000 mm / 1 m Panjang ( l ) : 14 meter

Kedalaman penetrasi : 5,5 meter dari garis keruk ( dredged line )

Bahan : Beton bertulang

5. Deadman / angker

Dimensi ( b ) : 2,0 m

Tierod : strand 5 1 ₂ ”.

(83)

DAFTAR PUSTAKA

Bambang Triatmodjo, ( 1996 ), Pelabuhan , Betta Offset, Yogyakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, ( 1971 ), Peraturan Beton Bertulang Indonesia

1971, Yayasan badan Penerbit Pekerjan Umum, Bandung.

Masyhur Irsyam, ( 2000 ), Tegangan Lateral dan Dinding Penahan Tanah ( ppt ) , Teknik Sipil, Insitut Teknologi Bandung.

Jack C. McCormac ( 2004 ), Desain Beton Bertulang I, Erlangga, Jakarta Jack C. McCormac ( 2004 ), Desain Beton Bertulang II, Erlangga, Jakarta Joseph E. Bowles ( 1986 ), Analisa Dan Desain Pondasi, Erlangga, Jakarta Guy Sanglerat dkk ( 1989 ), Soal – Soal Praktis Dalam Mekanika Tanah Dan

Teknik Pondasi, Erlangga Jakarta

Soedjono Kramadibrata ( 1985 ), Perencanaan Pelabuhan, Ganeca Exatc Bandung, Bandung

Kiki Saptono ( 1999 ), Materi Kuliah Struktur Beton I

Kiki Saptono ( 1999 ), Materi Kuliah Struktur Beton II

Modern Surya Jaya ( 2007 ), Perencanaan Dock Gali PT Jasa Marina Indah, Modern Surya Jaya, Surabaya

Jasa Marina Indah ( 2008 ), Galangan Kapal, Semarang.

Mulyono, T., ( 2003 ), Teknologi Beton, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta