TUGAS AKHIR PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH DAN PERKERASAN JALAN CAUSEWAY PENGHUBUNG DERMAGA TELUK LAMONG Alfred Fransiscus Yoku 3105 100 070 Dosen Pembimbing : Prof. Ir. Indrasurya B M., Msc., PhD. Trihanyndio Rendy S. ST., MT. JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012
Latar Belakang -Tingkat pertumbuhan ekonomi Jawa Timur -Kapasitas Pelabuhan Tanjung Perak sudah melebihi kapasitas rencana -Direncanakan pembangunan pelabuhan baru - Tanah untuk akses ke pelabuhan merupakan tanah lembek
Lokasi Studi
Tujuan - Merencanakan jalan penghubung ke dermaga teluk lamong yang berada pada lapisan tanah lembek agar stabil, dan mampu memenuhi umur rencana
Rumusan Masalah - Berapa tinggi timbunan akhir yang harus direncanakan sehingga muka jalan selalu berada minimum 2m dari permukaan laut? - Diantara ketiga alternatif perbikan tanah yang dipilih (PVD, Stone Column, dan Pile slab) manakah yang terbaik (ekonomis dan lebih baik)? - Bagaimanakah stabilitas timbunan yang direncanakan? - Berpa tebal perkerasan untuk LHR yang direncanakan?
Batasan Masalah - Data yang digunakan adalah data sekunder yang didapatkan dari PT. PELINDO III, surabaya - Umur rencana perkerasan adalah 10 tahun untuk perkerasan lentur dan 20 tahun untuk perkerasan kaku - Perhitungan Tebal perkerasan Menggunakan Metode AASHTO - Tidak membahas metode pelaksanaan
Susunan Lapisan Konstruksi Perkerasan Lentur -Lapisan Permukaan -Lapisan Pondasi Atas -Lapisan Pondasi Bawah -Lapisan Tanah Dasar
Konstruksi Perkerasan Lentur - Lalu Lintas Harian Rata-rata - Angka Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan - Perhitungan Lintas Ekivalen Rencana - Daya Dukung Tanah Dasar - Indeks Permukaan Jenis Lapis Perkerasan IPo Roughness (mm/km) LASTON LASBUTAG HRA BURDA BURTU LAPEN LATASBUM BURAS LATASIR JALAN TANAH JALAN KERIKIL 4 3,9 3,5 3,9 3,5 3,4 3,0 3,9 3,5 3,4 3,0 3,9 3,4 3,4 3,0 3,4 3,0 2,9 2,5 2,9 2,5 2,9 2,5 2,9 2,5 2,4 2,4 1000 > 1000 2000 > 2000 2000 > 2000 < 2000 < 2000 3000 > 3000 LER Jumlah lajur < 10 10 100 100 1000 > 1000 1 lajur 2 lajur 3 lajur 4 lajur 5 lajur 6 lajur Kendaraan Ringan (Berat total < 5 ton) Kendaraan Berat (Berat total > 5 ton) 1 Arah 2 Arah 1 Arah 2 Arah 1,00 1,00 1,00 1,00 0,60 0,50 0,75 0,50 0,40 0,40 0,50 0,475-0,30-0,450-0,25-0,425-0,20-0,400 Klasifikasi Jalan lokal kolektor arteri Tol 1,0 1,5 1,5 2,0-1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,5 2,5 - - - 2,5
Konstruksi Perkerasan Lentur - Faktor Regional - Indeks Tebal Perkerasan Koefisien Kekuatan Relatif A1 A2 A3 MS (kg) Kekuatan Bahan Kt (Kg/cm) CBR (%) Jenis Bahan 0.4 - - 744 - - 0.35 - - 590 - - Laston 0.32 - - 454 - - 0.3 - - 340 - - 0.35 - - 744 - - 0.31 - - 590 - - Lasbutag 0.28 - - 454 - - 0.26 - - 340 - - 0.3 - - 340 - - HRA 0.26 - - 340 - - Aspal Macadam 0.25 - - - - - Lapen(mekanis) 0.2 - - - - - Lapen(manual) - 0.28-590 - - - 0.26-454 - - Laston Atas - 0.24-340 - - - 0.23 - - - - Lapen (mekanis) - 0.19 - - - - Lapen(manual) - 0.15 - - 22 - - 0.13 - - 18 - Stab. Tanah dengan semen - 0.15 - - 22 - - 0.13 - - 18 - Stab. Tanah dengan kapur - 0.14 - - - 100 Batu Pecah (kelas A) - 0.13 - - - 80 Batu Pecah (kelas B) - 0.12 - - - 60 Batu Pecah (kelas C) - - 0.13 - - 70 Sirtu/ pitrum (kelas A) - - 0.12 - - 50 Sirtu/ pitrum (kelas B) - - 0.11 - - 30 Sirtu/ pitrum (keas C) - - 0.1 - - 20 Tanah/ lempung kepasiran Iklim I <900 mm/th Iklim II >900 mm/th Kelandaian I (< 6%) Kelandaian II (6-10%) Kelandaian III (> 10%) % Berat kendaraan % Berat kendaraan % Berat Kendaraan 30% >30% <30% >30% 30% >30% 0,5 1,0-1,5 1,0 1,5-2,0 1,5 2,0-2,5 1,5 2,0-2,5 2,0 2,5-3,0 2,5 3,0 3,5 Tebal Minimum (cm) 5 5 7,5 7,5 10 ebal Minimum (cm) 15 20*) 10 20 15 20 25 Bahan Lapis pelindung: (Buras, Burtu,Burda) Lapen/ aspal Macadam, HRA, Lasbutag, Laston Lapen/ aspal Macadam, HRA, Lasbutag, Laston Lasbutag, Laston Laston Bahan Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur Laston atas Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur, pondasi macadam Laston atas Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur, pondasi macadam, lapen, laston atas. Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur, pondasi macadam, lapen, laston atas.
Konstruksi Perkerasan Kaku -Lapisan Permukaan -Lapisan perantara -Lapisan Tanah Dasar
Konstruksi Perkerasan Kaku Pavement thickness (in) Dowel Diameter (in) Dowel Lenght Dowel Spacing (in) (in) 6 0,75 18 12 7 1 18 12 8 1 18 12 9 1,25 18 12 10 1,25 18 12 11 1,25 18 12 12 1,25 18 12 Type and grade of steel Grade 40 billet axle steel Working stress (Psi) Pavement thickness (in) Minimum Overall Length 1/2 in. Diameter Bars? In Diameter Bars Maximum Spacing in. Minimum Lane Lane Lane Overall width width width Length Maximum Spacing in. Lane width Lane width Lane width (in) 10 ft 11 ft 12 ft (in) 10 ft 11 ft 12 ft 6 48 48 48 48 48 48 7 48 48 45 48 48 48 8 48 44 40 48 48 48 30.000 9 25 43 39 35 30 48 48 45 10 38 35 32 48 48 45 11 35 32 29 48 48 45 12 32 29 26 48 45 41
Pemampatan Tanah N SPT Konsistensi Tanah < 4 very soft 4 s/d 6 loose 6 s/d 15 medium 16 s/d 25 stiff > 25 hard
Diagram Alir
Diagram Alir
Data Perekonomian Pertumbuhan Produk Domestik Regional Bruto Daerah menggambarkan laju pertumbuhan kendaraan niaga. Tahun PDRB (trilyun rupiah) 2000 46,95 2001 53,72 2002 61,15 2003 68,55 2004 79,71 2005 96,39 2006 112,93 2007 123,79 2008 149,79 2009 154,24 PDRB Jawa Timur 180,00 160,00 140,00 y = 12,73x - 25431 R² = 0,972 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Data Kapasitas Pelabuhan - Kapasitas rencana pelabuhan teluk Lamong adalah 1.138.800 TEUS
Data Tanah Dasar D Konsistensi γd γt N-SPT Jenis Tanah Z (m) GS e wc (%) (m) Tanah (t/m 3 ) (t/m 3 ) 1 1 Very Soft Lanau-Lempung 0.5 2.613 1.876 71.8 0.817 1.561 2 1 Very Soft Lanau-Lempung 1.5 2.613 1.876 71.8 0.817 1.561 3 1 Very Soft Lanau-Lempung 2.5 2.613 1.876 71.8 0.817 1.561 4 1 Very Soft Lanau-Lempung 3.5 2.586 1.889 73.04 0.767 1.549 5 1 Very Soft Lanau-Lempung 4.5 2.586 1.889 73.04 0.767 1.549 6 1 Very Soft Lanau-Lempung 5.5 2.586 1.889 73.04 0.767 1.549 7 9 Medium Lanau-Lempung 6.5 2.592 1.767 68.19 1.29 1.576 8 9 Medium Lanau-Lempung 7.5 2.592 1.767 68.19 1.29 1.576 9 9 Medium Lanau-Lempung 8.5 2.592 1.767 68.19 1.29 1.576 10 17 stiff Lanau-Lempung 9.5 2.662 0.96 36.04 1.313 1.848 γ' σ'0 PL PI Φ Cv LL (%) C Cc Cs (t/m 3 ) (t/m 2 ) (%) (%) ( 0 ) (cm 2 /dt) 0.561 0.280 76.5 37.5 39 8 0.3 0.871 0.1960 0.0005 0.561 0.841 76.5 37.5 39 8 0.3 0.871 0.1960 0.0005 0.561 1.402 76.5 37.5 39 8 0.3 0.871 0.1960 0.0005 0.549 1.921 81.6 38.2 43 6 0.3 0.924 0.2098 0.0007 0.549 2.470 81.6 38.2 43 6 0.3 0.924 0.2098 0.0007 0.549 3.019 81.6 38.2 43 6 0.3 0.924 0.2098 0.0007 0.576 3.741 78.9 36.6 42 5 0.4 0.837 0.1908 0.0007 0.576 4.316 78.9 36.6 42 5 0.4 0.837 0.1908 0.0007 0.576 4.892 78.9 36.6 42 5 0.4 0.837 0.1908 0.0007 0.848 8.053 65.8 32.2 34 15 0.2 0.411 0.0976 0.0007
Lalu Lintas Harian Rencana Pelabuhan Teluk Lamong memiliki kapasitas gaya lalu sebesar 1.138.800 TEUs pertahun, dengan asumsi bahwa kapasitas tersebut tercapai pada tahun ke-10 dan untuk menghabiskan beban tersebut digunakan truk hino tipe 3.20 PD (1.2-2.2) dengan kemampuan angkut 2 TEUs. Maka untuk menghabiskan 1.138.800 TEUs dibutuhkan truk hino untuk masing-masing arah sebanyak 569.400 buah pertahun atau 1560 buah perhari.
PERKERASAN LENTUR - Jenis Material Material Koef.Kuat Relatif A1 Laston (MS 744) 0,4 A2 Laston atas 0.28 Faktor-Faktor Pengaruh : - FR = 2 - IPt = 2 - IP0 = 4 - c = 0,7 CBR Subgrade = 5 % CBR Sub Base Coarse = 30 % CBR Base coarse = 100 %
PERKERASAN LENTUR logwt 18 ITP Gt 1 DDT = 9,36 log + 1-0,2 + + log + 0,372 3,0 2,54 1094 0,4 + FR 1,2 5,19 ITP + 1 2,54 Wt 18 = 39.221.673,86 EAL
PERKERASAN LENTUR = 22 cm = 10 cm
Wt 18 = 114.121.987,1 EAL PERKERASAN KAKU
PERKERASAN KAKU (t) = 38,735 cm. Untuk memudahkan didalam pelaksanaan, maka untuk tebal perkerasan menggunakan tebal = 40 cm. Dowel : Ф dowel = 1,25 in = 3,175 cm Panjang dowel = 18 in = 45.72 cm Spasi dowel = 12 in = 30.48 cm Tie Bars Ф tie bars = ½ in Spasi tie bars = 40 in = 88,9 cm Jarak sambungan : 18-20 x tebal pelat. (beton tebal 40 cm, jarak sambungan 7,2 8 m). Gambar sketsa pemasangandowel, tie bar dan jarak sambungan disajikan dalam Gambar 5.2. Sedangkan untuk gambar detail tentang dowel, tie bars, cross section, dapat dilihat pada lampiran,
PERKERASAN KAKU Longitudinal Joint, With Tie bars Transverse joint, With or With out Dowel Bars 1 Lajur = 3,5 m 1 Lajur = 3,5 m 7,2 8 m 7,2 8 m
PENENTUAN HINITIAL q (t/m 2 ) sc Hinitial Hfinal 5 0.794 2.778 1.984 7 1.067 3.889 2.821 9 1.288 5.000 3.712 11 1.474 6.111 4.638
5,00 H initial Vs H final 4,50 4,00 3,50 y = 1,272x + 0,364 R² = 0,999 3,00 2,50 2,00 H final (m) 1,50 1,00 0,50 0,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 H initial (m)
WAKTU KONSOLIDASI t = Tv ( Hdr ) 2 / Cv gabungan = 1.129. (81)/ 2,6 = 31 tahun
PEMASANGAN PVD 100 Pola Pemasangan PVD Segi dengan Tiga 90 80 U gabungan (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 S = 2 m S = 1,75 m = S1,5 m S = 1,2 m S = 1 m S = 0,8 m Waktu (minggu)
PRELOADING Hinitial = 3 m Kecepatan penimbunan = 0.5/minggu Jumlah pentahapan = 3/0.5 = 6 x.
GEOTEXTILE SF = 0,94 MR = 1487 KNm Y = 27,25 m ( dari atas tanah dasar) SF = MR / MD 0,94 = 1487 / MD MD = 1528,26 KNm MR ren = SF rencana X MD = 1,2 X 1528,26 = 1833,92 KNm ΔMR = MR rencana MR = 1833,92 1487 = 346,91 T allow = T ult / (SFid x SFcr x SFcbd) = 52 / (1,2 x 2 x1,2) = 18,75 KN/m Jumlah y' y y'-y MR 1 27.25 0 27.25 510.94 Σ MR 510.94
KONTRUKSI PILE SLAB Beban yang ditanggung : -Beban Horisontal -Beban vertikal Diameter tiang pancang = 1000 mm Momen Inersia = 7846.98.434.400 mm 4 Area of concrete = 1570 cm 2 Allowable Axial = 552,9 ton Bending Momen Crack = 123,6 tm Bending Momen Ultimate = 229,9 tm Plat diasumsikan menggunakan plat pratekan dengan ketebalan 50 cm, lebar 5 m dan panjang 30 m
Perencanaan Poer data-data poer : tebal (b) = 240 cm Tinggi (h) = 120 cm Panjang = 30000 cm Selimut beton(cc) = 50 cm Mutu beton (f c) = 35 MPa Mutu Baja(fy) = 240 MPa (U24) β1 = 0,81 fs = 144 MPa diameter tulangan = 25 mm (tulangan utama) = 25 mm (tulangan sengkang)
Kedalaman pemancangan tiang yang dibutuhkan adalah 8 m 0 Grafik Kedalaman Vs Qult/SF Q ult/sf (t) 0 100 200 300 400 500 600 10 Kedalaman (m) 20 30 40 50 60
Kesimpulan Elevasi jalan yang juga merupakan H final Timbunan adalah setinggi 2 m. Tebal perkerasan lentur yang diperoleh dengan metode AASHTO untuk lapisan surface adalah 20 cm, dan lapisan base adalah 10 cm. Tebal perkerasan kaku yang diperoleh dengan metode AASHTO adalah sebesar 40 cm, dengan jarak sambungan 7,2-8 m,diameter dowel = 1,25 in, panjang dowel = 12 in, spasi =12 in, diameter tie bar = ½ in, spasi = 40 in. Metode perbaikan tanah dengan menggunakan stone column tidak dapat digunakan karena kerutuhan yang terjadi merupakan keruntuhan terhadap internal stability timbunan. Metode perbaikan tanah yang digunakan untuk mempercepat pemampatan adalah dengan cara pemasangan PVD dengan pola pemasangan segitiga dan jarak pemasangan 1.
Total settlement (Sc) yang harus dihilangkan adalah sebesar 1 m. Untuk menghilangkan 90% dari settlement (U% = 90%) diperlukan waktu 11 minggu untuk pentahapan penimbunan 50 cm/minggu. Tiang pancang yang digunakan untuk konstruksi pile slab adalah tiang pancang dengan diameter 1 m. Jumlah tiang yang dibutuh untuk tiap bentang poer (5m) adalah sebanyak 4 buah. Kedalaman pemancangan tiang agar konstruksi mampu menanggung beban adalah 8 m. Biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan jalan dengan perkerasan lentur adalah sebesar Rp. 38.470.804.939,60. Biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan jalan dengan perkerasan kaku adalah sebesar Rp. 49.338.050.000,00. Biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan konstruksi pile Rp. 131.411.627.000,00. slab adalah sebesar
Saran 1. Perlu dilakukan perhitungan tentang adanya secondary settlement karena secondary settlement belum dihitung pada tugas akhir ini. 2. Studi lanjutan diperlukan untuk perencanaan plat pratekan dan metode pelaksanaan agar mempermudah pekerjaan di lapangan.
Terima Kasih