PERENCANAAN BREAKWATER DI PELABUHAN PENYEBERANGAN NANGAKEO, NUSA TENGGARA TIMUR

Transkripsi

1 Tugas Akhir PERENCANAAN BREAKWATER DI PELABUHAN PENYEBERANGAN NANGAKEO, NUSA TENGGARA TIMUR Oleh : Sofianto K 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 ( ) Kapal sering tidak bisa berlabuh Gelombang yang besar pada kolam dermaga Posisi Dermaga yang sejajar dengan Garis Pantai 2

3 Gelombang/Alun yang besar pada kolam dermaga Kapal memasuki Kolam dermaga Kapal terguncang sehingga membahayakan proses Debarkasi 3

4 PERMASALAHAN Gelombang yang besar di Kolam Dermaga Bagaimana Mereduksi energi Gelombang agar Kapal dapat berlabuh dengan aman? Struktur Pemecah Gelombang (Breakwater) 4

5 II. LOKASI Perairan Nangakeo, Kecamatan Nangapanda, Kabupaten Ende, Provinsi Nusa Tenggara Timur (NTT). 5

6 Laut Flores Gambar 1.1 Lokasi Studi (Sumber: Peta Indonesia dan Kabupaten Ende, Nusa Tenggara Timur) 6

7 Lokasi Studi Gambar 1.2 Foto Satelit (Sumber: Google Maps, Lokasi Pelabuhan Penyeberangan Ferry Nangakeo) 7

8 Lokasi Pelabuhan Gambar 1.3 Peta Topografi dan Batimetri Pelabuhan Penyeberangan Nangakeo, Kabupaten Ende, Provinsi Nusa Tenggara Timur. (Sumber : ASDP Dirjen Departemen Perhubungan) 8

9 III. TUJUAN 1. Merencanakan Layout dan Dimensi Breakwater 2. Merencanakan Detail Breakwater 3. Menghitung Struktur Breakwater 4. Merencanakan Pengerukan 5. Merencanakan Metode Pelaksanaan 6. Menghitung Rencana Anggaran Biaya 9

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. Kedalaman (m) m 8m 20m 25 m 40 m (Permukaan Air laut) 50 m Ke arah Laut Dalam Gambar Penampang Melintang Dasar Laut 10

11 Jenis Breakwater Breakwater Dinding Tegak Floating Breakwater 11

12 IV. METODOLOGI Pendahuluan Tinjauan Pustaka Pengumpulan dan analisa data Perencanaan layout Kriteria Desain Mempelajari latar belakang dan permasalahan yang ada di proyek Mempelajari dasar teori, konsep, dan perumusan yang akan dipakai dalam perencanaan Data Topografi dan Bathymetri Data pasang surut Data arus Data angin Analisa gelombang Data tanah Data Kapal Perencanaan alur pelayaran Perencanaan layout breakwater Peraturan yang digunakan Kriteria kapal rencana Kualitas bahan dan material 12

13 Perhitungan Struktur breakwater Perhitungan Struktur breakwater tipe Monolith (tiang pancang) Perhitungan Kekuatan dan Daya dukung Tanah Gambar rencana Perencanaan Pengerukan Pengerukan pada Alur masuk dan Alur keluar Perencanaan metode konstruksi Perhitungan rencana anggaran biaya Merencanakan metode yang efektif dan efeisen pada masa konstruksi Harga material Analisa harga satuan Perhitungan volume pekerjaan Perhitungan rencana anggaran biaya Kesimpulan Hasil Perencanaan 13

14 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 15

16 1. Peta Bathymetri dan Topografi 16

17 2. Data Pasang Surut 17

18 3. Data Angin 18

19 4. Data Arus 19

20 5. Data Tanah 20

21 DATA ANGIN dan GELOMBANG Note : Data Angin dan Tinggi Gelombang yang diperoleh mulai tahun 2006 sampai tahun

22 REKAPITULASI DATA ANGIN 22

23 Prediksi Tinggi Gelombang Berdasarkan SMB tahun

24 KRITERIA KAPAL RENCANA 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 Desain Monolith Breakwater Poer/ Pile cap Steel Pipe Pile Ø1016 mm Spesifikasi Tiang Pancang Baja Outside Diameter Wall thickness Cross-sectional area Unit Weight Momen of inertia Modulus of Section Radius of gyration of area mm mm cm2 kg/m I (cm4) Z (cm3) i (cm) m2/m , ,2 3,19 Outside surface area

26 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. 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) Kombinasi II = 1D +1L(W) + 1G 4

28 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. 5

29 Grafik Sainflou Dan Tabel Perhitungan Tinggi Struktur Note : Grafik Sainflou digunakan untuk menentukan tinggi gelombang setelah mengalami Refleksi 6

30 Hasil Gaya Dalam Tiang Pancang dari sofware SAP 2000 (Desain Reinforced Concrete) 7

31 Hasil Gaya Dalam Tiang Pancang dari sofware SAP 2000 (Stability of Pile Foundation) 8

32 Perhitungan Penulangan Poer Note : Dipasang tulangan D mm (6601,85 mm 2 ). Tulangan dipasang dengan dimensi dan jarak yang sama pada kedua arah X dan Y. 9

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. 10

34 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. 11

35 Rencana Struktur Breakwater Tampak sisi atas 12

36 Rencana Struktur Breakwater Sisi Depan Breakwater Sisi Belakang 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. 13

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 14

38 Rencana Pengerukan Lokasi Alur Masuk Bouy 1 Potongan A (m2) Jarak (m) Volume (m3) I-I 0, II-II 8, ,6 III-III 11, ,6 IV-IV 11, ,6 V-V 10, ,6 VI-VI 7, ,4 Lokasi Alur Masuk Bouy 2 Potongan A (m2) Jarak (m) Volume (m3) I-I 10, ,6 II-II 5, ,6 III-III 2, ,2 IV-IV 5, ,4 V-V 5, ,8 VI-VI 2, ,4 Note : Dengan demikian volume pengerukan awal yang diperlukan adalah sebesar 1352,2 m 3. Karena volume total galian < 5000 m 3, maka dipilih alat keruk mekanik yaitu clamshell dredger. 15

39 Rencana Metode Pelaksanaan 16

40 Rencana Metode Pemancangan 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 Ponton 1000 ton 7. Removal of side form and staging 8. Completed Concreted Poer of Breakwater Concrete Bucket Reinforcement Bar Side Form

42 Rencana Pengerukan 19

43 Rencana Anggaran Biaya PEKERJAAN REKAPITULASI PEKERJAAN BREAKWATER TOTAL PENGERUKAN PERSIAPAN TIANG ANGGARAN PANCANG 20

44 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 : D Elevasi puncak : mlws Pengerukan Dari hasil perencanaan pada Bab VII, didapatkan hasil sebagai berikut : Pengerukan dilakukan dengan menggunakan kapal keruk clamshell dengan kapasitas 5 m 3 Volume pengerukan 1352,2 m 3 pada dua lokasi pengerukan yaitu alur masuk dan keluar kolam dermaga. 21

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 ,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. 22

46 SEKIAN DAN TERIMA KASIH 23

47 PANJANG FETCH EFEKTIF Selatan Barat Daya Tenggara 1

48 Tinggi Gelombang dan Durasi Berdasarkan Panjang Fetch Efektif Note : Tinggi Gelombang dan Durasi dihitung dari tahun 2006 sampai tahun

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 jam atau 1 hari lebih. 3

50 REKAPITULASI DATA TINGGI GELOMBANG BERDASARKAN DATA DI LAPANGAN Sumber : BMKG Stasiun Meteorologi El Tari Kupang, Nusa Tenggara Timur 4

51 Grafik Peramalan Gelombang Note : Durasi gelombang (jam) dicari dengan menggunakan grafik peramalan gelombang yaitu dengan menggunakan variabel : Ua (m/s) = Faktor Tegangan Angin dan Ht (m) =Tinggi Gelombang Signifikan 5

52 Tinggi Gelombang maksimum berdasarkan durasi waktu yang dikoreksi TENGGARA SELATAN BARAT DAYA Tahun Hmax Kec.Angin knot m/s Rt Rl Uw Ua t (jam) T (detik) ,43 16,42 8,45 1,1 1,14 10,57 12, ,60 16,52 8,50 1,1 1,14 10,63 13, ,63 19,31 9,93 1,1 1,12 12,24 15, ,64 12,05 6,20 1,1 1,30 8,88 10, ,14 15,79 8,12 1,1 1,16 10,33 12, ,81 12,89 6,63 1,1 1,26 9,19 10, Tahun Hmax Kec.Angin knot m/s Rt Rl Uw Ua t (jam) T (s) ,45 16,28 8,38 1,1 1,14 10,48 12, ,34 11,31 5,82 1,1 1,14 7,28 8, ,78 16,84 8,66 1,1 1,12 10,67 13, ,6 11,66 6,00 1,1 1,30 8,59 10, ,85 12,79 6,58 1,1 1,16 8,37 9, ,14 11,71 6,02 1,1 1,26 8,35 9, Tahun Hmax Kec.Angin knot m/s Rt Rl Uw Ua t (jam) T (s) ,35 17,53 9,02 1,1 1,14 11,28 13, ,25 14,51 7,46 1,1 1,14 9,34 11, ,36 17,00 8,75 1,1 1,12 10,77 13, ,89 12,68 6,52 1,1 1,30 9,34 11, ,59 11,39 5,86 1,1 1,16 7,45 8, ,94 12,93 6,65 1,1 1,26 9,22 10,

53 TINGGI GELOMBANG DI LAUT DALAM 7,00 6,00 Tinggi Gelombang (m) 5,00 4,00 3,00 2,00 Arah Barat Daya Arah Selatan Arah Tenggara 1,00 0, Umur Rencana (Tahun) 7

54 SKEMATISASI KONTUR 8

55 REFRAKSI GELOMBANG 9

56 PERHITUNGAN TINGGI GELOMBANG SETELAH MENGALAMI REFRAKSI 10

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) 11

58 ANALISA DATA TANAH BORELOG BH-1 BORELOG BH-2 Note : Hasil analisa laboratorium (lihat lampiran hasil analisa laboratorium) : BH I - Berat Isi Asli pada kedalaman sampai m LWS sebesar sampai kg/cm3. BH.II : - Berat Isi Asli pada kedalaman m LWS sebesar kg/cm3. Kedua bor didominasi butiran Pasir halus berukuran mm, dengan porositas sekitar 40%. 12

59 DATA KAPAL Note : Data Register Kapal ILE BOLENG (Sumber : Biro Klasifikasi Indonesia) 13

60 DIMENSI KAPAL FERRY 14

61 PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER Floating Breakwater Floating Box Concrete 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 detik. Jadi penggunaan breakwater tipe floating untuk pelabuhan penyeberangan Nangakeo tidak cocok berdasarkan tinggi gelombang dan periode gelombang yang terjadi. 15

62 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. 16

63 PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER Breakwater Tiang Pancang 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 metode pelaksanaan tipe breakwater ini cocok untukdiaplikasikan 17

64 PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER Note : Berdasarkan Tabel perbandingan diatas, maka dipilih Breakwater Tiang Pancang dengan persentase point sebesar 80% 18

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 Panjang Alur Masuk (P) = 1,5*LOA= 1*75 = 112,5 113 meter (kecepatan 5 Knot) 19

66 Rencana Layout Breakwater Area Turning Basin (75 m) 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. 20

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 kedua ujung breakwater. 21

68 Difraksi Gelombang TENGGARA SELATAN Titik θ 0 H S0 T Lo=1.56 T 2 r α K' H r/l A 0 ( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m ) Ket 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 θ 0 H S0 T Lo=1.56 T 2 r α K' H r/l A 0 ( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m ) Ket 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 BARAT DAYA Titik θ 0 H S0 T Lo=1.56 T 2 r α K' H r/l A 0 ( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m ) Ket 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 Note : Tinggi Gelombang Setelah mengalami defraksi dermaga (H < 0,5 m) masih aman dalam kolam 22

69 KRITERIA DESAIN MUTU BETON Kuat tekan karakteristik f c=35 MPa Modulus Elastisitas diambil berdasarkan PBI 1971 Ec = kgf cm 2 = kgf cm 2 Tebal selimut beton (decking) untuk daerah yang berbatasan langsung dengan air laut: - Tebal decking 8.0c m Kuat leleh (f yu32 ) = 400 MPa MUTU BAJA TULANGAN Tegangan tarik baja untuk pembebanan tetap, σ a-u32 = 1850 kg/cm 2 Tegangan tarik atau tekan baja rencana, σ au-u32 = 2780 kg/cm 2 Modulus elastisitas diambil sebesar Mpa Diameter tulangan yang digunakan adalah D10 D25