Evaluasi dan Re-Design Breakwater UntukPelabuhan Penyeberangan (Feri) Waikelo, Kabupaten Sumba Barat, Nusa Tenggara Timur.
Oleh:Gorbachev Partahi Bonar3110100106
RC09 - 1336
Dosen Pembimbing : Ir. Fuddoly, M.ScProf. Dr. Ir. Herman Wahyudi, DEA
Evaluation And Re-Design Of Breakwater At Crossing Harbour (Ferry) In Waikelo, West Sumba Regency, Nusa Tenggara Timur.
By:Gorbachev Partahi Bonar3110100106
RC09 - 1336
Mentors: Ir. Fuddoly, M.ScProf. Dr. Ir. Herman Wahyudi, DEA
Pendahuluan
Latar BelakangIndonesia merupakan negara kepulauan
Transportasi bagi roda perekonomian lokal
Penghubung Pulau Sumba dengan perbatasan di sebelah Barat, yaitu rute Aimere-Waikelo. Dermaga ini pun sebagai penghubung dengan Flores di bagian timur.
Keruntuhan akibat :• Gempa 6.3 SR (21 Januari 2012)• Kecepatan 22 – 23 knot (25 Januari 2012)• Tinggi gelombang 4.0 – 5.0 m
Dibutuhkan perencanaan ulang breakwater sebagai pelindung Pelabuhanpenyeberangan.
Kondisi Lapangan (Breakwater Sisi Barat)
Kondisi Lapangan
Kondisi Lapangan
Kondisi Lapangan
Kondisi Lapangan
Kondisi Lapangan
Kondisi Lapangan (Breakwater Sisi Timur)
Lokasi Perencanaan• Kabupaten Sumba barat, Nusa Tenggara Timur dengan koordinat
9°40′LU 120°00′BT
LOKASI PERENCANAAN
(Sumber: Google Earth)
Selat Sumba
Samudera Hindia
PulauSumba
Lokasi Perencanaan
(Sumber: Google Earth)
Lokasi
Selat Sumba
Pulau Sumba
Permasalahan
• Perencanaan dapat menahan tinggi gelombang
• struktur breakwater yang memadai pada perairan di jalurgempa.
• Kontur dasar laut yang sangat curam
Tujuan
• Melakukan permodelan tinggi gelombang yang didapat dari analisa data angin pada kolam dermaga.
• Melakukan analisa penyebab keruntuhan breakwater dan memberikan saran-saran untuk perbaikan struktur yang lebih kuat.
• Mengevaluasi layout breakwater dengan memperhatikan layout yang sudah ada.
• Merencanakan metode pelaksanaan yang efisien bagi struktur breakwater.
• Menyiapkan rencana anggaran biaya konstruksi breakwater.
Metodologi
Metodologi
Selesai
Metodologi
Data dan Analisa Data
Bathymetri
LOKASI-20m
-350m
-550m
Selat Sumba
Pulau Sumba
Bathymetri
-5m
-15m-10m
-20m
Data Pasang Surut
Data Angin
1 - 5 5 - 10 10 - 20 > 20 1-5 5-10 10-20 > 20Utara 462 616 152 0 1230 Utara 2,55 3,41 0,84 0 6,8Timur Laut 700 1268 471 0 2439 Timur Laut 3,87 7,02 2,61 0 13,5Timur 564 1257 559 0 2380 Timur 3,12 6,96 3,09 0 13,17Tenggara 166 114 54 0 334 Tenggara 0,92 0,63 0,3 0 1,85Selatan 1149 211 10 0 1370 Selatan 6,35 1,17 0,06 0 7,58Barat Daya 1250 304 32 0 1586 Barat Daya 6,92 1,68 0,18 0 8,78Barat 145 91 34 0 270 Barat 0,8 0,5 0,19 0 1,49Barat Laut 86 64 22 0 172 Barat Laut 0,48 0,35 0,12 0 0,95
9781 54,128275 45,81
13 0,0718069 100
Jumlah hari tak berangin Jumlah hari tak beranginJumlah hari tak tercatat Jumlah hari tak tercatat
Jumlah hari kejadian total Jumlah hari kejadian total
Kejadian Angin Prosentasi Kejadian AnginArah Angin
Tinggi Angin (knot)Total
Arah Angin
Tinggi Angin (knot)Total
Jumlah hari berangin Jumlah hari berangin
Total Kejadian angin di Waingapu (1997-2006)
Wind Rose
Data Angin
Tahun Uraian Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
Kec. Angin Signifikan 13.63 11.35 11.14 10.94 9.62 11.39 12.14 14.17 9.60 10.69 11.63 12.68
Kec.Max 22.76 18.95 18.60 18.27 16.06 19.02 20.28 23.66 16.03 17.86 19.43 21.17
Kec. Angin Signifikan 9.67 9.88 10.00 12.05 11.74 12.64 14.66 15.05 16.79 14.11 13.34 12.55
Kec.Max 16.16 16.50 16.70 20.12 19.61 21.11 24.48 25.13 28.03 23.57 22.28 20.96
Kec. Angin Signifikan 12.03 12.62 14.58 10.00 5.00 10.00 11.67 6.67 6.25 13.33 7.50 11.00
Kec.Max 20.09 21.07 24.35 16.70 8.35 16.70 19.48 11.13 10.44 22.27 12.53 18.37
Utara
Timur Laut
Barat Laut
Data KejadianAngin
(BMKG)
Tinggi Gelombang Max.
Arah Hmax (m) Bulan t (jam)
Barat Laut 2,25 Maret 6,31
Utara 2,10 Agustus 6,08
Timur Laut 2,27 September 4,71
Periode Ulang (Tahun)
20 50 100 20 50 100 20 50 100Barat Laut 2.67 2.98 3.20 8.27 8.73 9.05 106.80 118.99 127.68
Utara 2.21 2.34 2.44 7.52 7.75 7.90 88.23 93.62 97.46Timur Laut 2.38 2.59 2.75 7.81 8.15 8.38 95.15 103.63 109.67
Arah Ho (m) Tp(dt) Lo (m) = 1.56 T2
Data kecepatan
arustahun 2013
BulanKec. Rata-Rata
(m/s)Max Kec. Rata-
Rata (m/s)Arah (Derajat)
Januari 0.09 0.42 165Februari 0.11 0.56 212
Maret 0.02 0.06 164April 0.00 0.01 68Mei 0.06 0.12 110Juni 0.09 0.28 49Juli 0.12 0.27 50
Agustus 0.07 0.14 67September 0.06 0.14 68
Oktober 0.04 0.08 78November 0.03 0.05 156Desember 0.06 0.21 234Sumber : Stasiun Meteorologi Maritim Perak Surabaya
Data Tanah(Bor laut -1.00m)
Depth(m)0,00 03,45 76,45 99,45 19
12,45 2715,45 3718,45 4221,45 5224,45 5027,45 5230,45 60
Type of SoilN-SPTRata2
SPT (N) number of blows/3mN-SPT
Karang, Putih Keabu-abuan
8,00
31,25
53,50
Pasir Halus, Putih Keabu-abuan Lepas
Pasir Karang, Putih Keabu-abuan, Padat
-0,55
0,45
1,45
2,45
3,45
4,45
5,45
6,45
7,45
8,45
9,45
10,45
11,45
12,45
13,45
14,45
15,45
16,45
17,45
18,45
19,45
20,45
21,45
22,45
23,45
24,45
25,45
26,45
27,45
28,45
29,45
30 45
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60N-SPT VS DEPTH Informasi kondisi tanah :
0.00 – 4.45 m,
Pasir Halus, Putih keabu-abuan
Lepas dengan SPT (N = 8/60)
4.45 – 16.45 m,
Pasir karang, putih keabu-abuan,
padat dengan SPT (N = 40/60)
16.45 – 30.45 m,
Karang, Putih Keabu-abuan.
Data KapalBobot mati : 296 GTPanjang kapal (LOA) : 39,16 mLT : 1560 mmLBP : 35,76 mBMLD : 7 mHMLD : 4,8 mNT : 145T (Draft) : 3,25 m
Spesifikasi Kapal yang direncanakan :
Bobot mati : 1000 GRTLOA : 75 mB : 13 mDraft : 3,5 m
Direncanakan
Data Register Kapal(Biro Klasifikasi Indonesia)
EvaluasiLayout Perairan
Alur MasukLokasiAlur (Entrance Channel)
1.2*d Laut terbuka 4,2 5
1.15*d Alur terbuka 4,025 5
1.1*d Depan dermaga 3,85 4
2*LOA Kapal sering berpapasan 150 150
1.5*LOA Kapal jarang berpapasan 112,5 1131.5*LOA Kapal sering berpapasan 112,5 1131*LOA Kapal jarang berpapasan 75 757*LOA ±10000 DWT, 16 knots 525 525
18*LOA ±200000 DWT, 16 knots 1350 13501*LOA ±10000 DWT, 5 knots 75 753*LOA ±200000 DWT, 5 knots 225 2255*LOA Kapal ballast/kosong 375 375
Pakai
Kedalaman Nominal (tidak termasuk toleransi dasar laut)
Lebar untuk alur panjang
Lebar untuk alur tidak panjang
Panjang alur (stopping distrance)
Ukuran Keterangan Hitung
Layout Perairan
• Kolam Putar (Turning Basin)
Db = 1.5*LOA = 1.5*75 = 112.5 meter (diameter minimal)
• Kedalaman Perairan
1.2*draft kapal =1.2*3,5= 4,2 ≈ 5 meter
• Panjang Jalur Masuk (Entrance Channel)
P = 1,5*LOA= 1,5*75 = 112,5 ≈ 113 meter
EvaluasiLayout
Breakwater
Pemodelan Gelombang (SMS 10.1)
• Pemodelan Kontur
• Pemodelan Sebelum Ada Breakwater
• Pemodelan Setelah Ada Breakwater
• Analisa Pemodelan Breakwater Sisi Timur
Pemodelan Kontur Perairan Teluk Waikelo
Pemodelan Gelombang Sebelum Ada Breakwater
ArahBarat LautUtaraTimur Laut
H Periode Ulang 50th (m)2,982,342,59
Pemodelan Tinggi Gelombang arah Barat Laut Teluk Waikelo
Lokasi
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Utara Teluk Waikelo
Lokasi
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Timur Laut Teluk Waikelo
Lokasi
Pemodelan Gelombang Setelah Ada Breakwater
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Barat Laut Breakwater Barat
Kondisi Perairan Dermaga akibat Tinggi Gelombang Arah Barat Laut
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Utara Breakwater Barat
Kondisi Perairan Dermaga akibat Tinggi Gelombang Arah Utara
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Timur Laut Breakwater Barat
Kondisi Perairan Dermaga akibat Tinggi Gelombang Arah Timur Laut
Pemodelan Akibat Adanya Breakwater Timur
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Barat Laut Breakwater Timur
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Utara Breakwater Timur
Pemodelan Tinggi Gelombang Arah Timur Laut Breakwater Timur
Depan Belakang Depan Belakang
0.1 - 0.3 3 3
1.7 1.5
Tinggi Gelombang (meter)
Utara 1.8 0.4 - 0.9 2.2 1.8
Timur Laut 1.3 0.3 - 0.6
Breakwater Barat Breakwater TimurArah
Barat Laut 2.5
KriteriaDesain
Ec 6400 350kgf cm2−⋅ 1.197 105× kgf cm
2−⋅==
o f’ c : 35 MPa
: 350 Kg/cm2
o Modulus Elastisitas berdasarkan PBI 1971 persamaan 11.1.1.
Mutu Beton
o Tipe mutu baja U39
o (fy) 390 MPa (Digunakan Tulangan Ulir 400 MPa)
o Mutu tiang pancang pipa JIS A 5525 Class 2 STK 41 (SKK 400)
Mutu Baja
Kualitas Material
Asumsi Dimensi• Poer Breakwater Monolith
Tebal poer = 180 cm
Panjang poer = 160 cm
Lebar poer = 210 cm (satu segmen)
Decking = 8 cm
Diameter sengkang = 10 mm
Diameter tul.pokok = 19 mm
• Tiang Pancang Breakwater MonolithTiang pancang yang digunakan adalah tipe steel pile dengan spesifikasimengikuti JIS A 5525 STK 41 dengan data-data sebagai berikut :
Diameter (D) = 1016 mm =101,6 cm
Diameter dalam (D1) = 978 mm = 97,8 cm
Tebal (t) = 19 mm = 1,9 cm
D
D1
Perencanaan StrukturBreakwater
• Panjang dan tinggigelombang
Lo = 1,56 T2
= 126.36 meterH max = 2.98 m
• Koefisien tekananGelombangUntuk mendapatkan koefisien α1 dan α2 didapatdari grafik sehingga nantinya mendapatkan α3.
α1 = 0.67 α2 = 0.512𝛼𝛼3 = 0.512
Metode GODA
• Komponen-komponen tekanan
P1 = 15.2 kPa = 1.52 t/m2
P3 = 7.79 kPa = 0.78 t/m2
P4 = 3.9 kPa = 0.39 t/m2
• Tekanan Total
P = 289 kN/m
• Tekanan dibawah gelombang lembah
Wave Steepness
s = h x (s/h)
= 11.73 m (dari seabed)
Beban Gempa Peta Gempa Sesuai SNI 03-1726-2012
Grafik Response Spektrum Wilayah Gempa 5 (Tanah Lunak) Pada SAP 2000
Kombinasi Pembebanan*) Desain Renforced Concrete
Kombinasi I = 1,2D + 1,6L
Kombinasi II = 1,2D + 1L+ 1W
Kombinasi III = 1,2D + 1L+ 1W +1GempaX
Kombinasi IV = 1,2D + 1L+ 1W +1GempaY
*) Stability Of Pile Foundation
Kombinasi I = 1D +1L
Kombinasi II = 1D +1L+ 1W
Kombinasi III = 1D + 1L+ 1W +1GempaX
Kombinasi IV = 1D + 1L+ 1W +1GempaY
Dimana:• Harga-harga nh untuk submerged soil (Dense)
= 12 MN/m3 .• E = modulus elastisitas Young tiang
= 2,1 x106 kg/cm2• I = momen inersia = 740000 cm4
mcmxZf 8,414,47652,2648,1 ≈==5
hn
EIT =
• Perencanaan Poer BreakwaterP = 53 tonMtotal = 230,76 t.m
= 23,076,000 kg.cmDirencanakan :Tebal poer = 180 cmPanjang poer = 380 cmLebar poer = 630 cm ( jarak antar As)T= 180/630 = 0.28<0.4 , maka untuk perhitungan tulangan, poer dianalisis sebagai pelatdengan data-data sebagai berikut :Tebal pelat, hb : 180 cmLebar, bb : 630 cmDecking,d : 8 cmDiameter sengkang,Ø : 10 mmDiameter tulangan pokok :D29 mm
Syarat : ρmin < ρanalisa < ρmax
0,0035 < 0.00241 < 0,0238Jadi dipakai ρpaka I = 0,0035Luas Tulangan :As perlu = ρpakai x 1000 x dy
= 0,0035 x 1000 x 1696,5= 5934,25 mm2
• Penulangan terpasang :
Dipasang tulangan 9D29 - 100 mm (5941,67 mm2).Tulangan dipasang dengan dimensi dan jarak yang sama pada kedua arah X dan Y.
Detail Struktur
Data Spesifikasi Tiang Pancang
• Dimensi Tiang (HYUNDAI HYSCO Steel Pipe) :• Diameter (D) : 1016 mm• Tebal (t) : 19 mm• Luas (A) : 595,1 cm2
• Momen Inersia (I) : 740000 cm4
• Unit Weight : 467 kg/m• Section Modulus (Z) : 14600 cm3
• Young modulus (E) : 2100000 kg/cm4
• Yield Strength (fy) : 4100 kg/cm2
(BJ 55, SNI 03-1729-2002)• Point of Fixity (Zf) : 4,8 m
Perhitungan Kebutuhan Kedalaman Tiang Pancang
• QL = QP + QS
Safety Factor = 3
x 3 = 468 Ton
x 3 = 519 Ton
x 3 = 918 Ton
x 3 = 139,2 Ton
Tipe
beban
Kombinasi
beban Beban Rencana
TIANG PANCANG TEGAK
P (tekan) 1D+1L+1Q 155,7 Ton
P (tarik) 1D+1L+1Q 172,2 Ton
TIANG PANCANG MIRING
P (tekan) 1D+1L+1Q 305 Ton
P (tarik) 1D+1L+1Q 46,395 Ton
Grafik DDT Tiang Pancang Tegak (Ø1016 mm)
Grafik DDT Tiang Pancang Miring (Ø1016 mm)
Kebutuhan Kedalaman Tiang Pancang
ArahTekanTarikTekanTarik
Tiang pancang Kedalaman (m)
Tegak
Miring
2024
931
Menentukan
Perhitungan Kalendering :
• Kalendering Tiang Pancang TegakData asumsi awal perhitungan kalendering adalah :Hhammer = 2 m (hydraulic hammer)Øtiang = 1016 mmt = 2 cmSF = 3P = 173 tQu = 3 x 173 = 519 tonW = 10 ton (hydraulic hammer)α = 2.5 (hydraulic hammer)Panjang tiang tegak yang dibutuhkan(L) = 44 m.
𝑸𝑸𝒖𝒖 =∝�𝑾𝑾 � 𝑯𝑯𝑺𝑺 + 𝟎𝟎.𝟓𝟓 � 𝑪𝑪
�𝑾𝑾 + 𝒏𝒏𝟐𝟐 � 𝑾𝑾𝒑𝒑
𝑾𝑾 + 𝑾𝑾𝒑𝒑
519 =2.5 � 10 � 2
𝑆𝑆 + 0.5 � 0.016�10 + 0.322 � 19,735
10 + 19,735
519 =50
𝑆𝑆 + 0.5 � 0.016� 0.404
519 (𝑆𝑆 + 0.5 � 0.016) = 20,2𝑆𝑆 = 0.03𝑚𝑚 = 30 𝑚𝑚𝑚𝑚
Jadi setting kalendering yang digunakan untuk tiang
pancang tegak adalah 30 mm atau 3 cm.
• Kalendering Tiang Pancang MiringData asumsi awal perhitungan kalendering adalah :Hhammer = 2 m (hydraulic hammer)Øtiang = 1016 mmt = 2 cmSF = 3P = 306 tQu = 3 x 306 = 918 tonW = 10 ton (hydraulic hammer)α = 2.5 (hydraulic hammer)Panjang tiang pancang miring yang dibutuhkan :L =44m x cos15° = 45 meterWp =0.25π (D2-D1
2)x Ltiang x γtiang
=0.25π (110,62-1,92)x 4550 x0,467x10-6
=20,408 t
918 =2.5 � 10 � 2
𝑆𝑆 + 0.5 � 0.016�10 + 0.322 � 20,408
10 + 20,408
918 =50
𝑆𝑆 + 0.5 � 0.016� 0.4
918 (𝑆𝑆 + 0.5 � 0.016) = 20𝑆𝑆 = 0.01379𝑚𝑚 = 13,79 𝑚𝑚𝑚𝑚 ≈ 14 mm
Jadi setting kalendering yang digunakan untuk tiang
pancang miring adalah 14 mm atau 1,4 cm.
MetodeKonstruksi
Tahapan PekerjaanPekerjaan Persiapan
Pekerjaan Struktur Breakwater
Pekerjaan Pemancangan
Pekerjaan Pengecoran Poer
Pekerjaan Persiapan
• Pembersihan lahan
• Direksi kit
• Pos jaga
• Gudang penyimpanan atau storage
• Pengadaan material konstruksi
• Mobilisasi alat berat seperti : Dump truck untuk mengangkut material ke lokasi konstruksi.
Mobile crane untuk pemasangan dan pengangkutan komponen material.
dan alat berat lainnya
Pekerjaan Konstruksi Breakwater Monolith
• Pelapisan Tiang Pancang Menggunakan Pelapis Anti Karat
• Pemancangan 1crane 2buah pontoon 3 buah Teodolit atau Waterpas 1Hydrolicl Hammer
Pengecoran Poer1. Memasang landasan untuk bekisting2. Memasang balok kayu yang menghubungkan antara tiang satu dengan
lainnya3. Perakitan bekisting poer langsung diatas landasan yang telah ada sesuai
dengan ukurannya4. Terakhir, Memasang tulangan beton pengisi tiang dan tulangan poer
Landasan Bekisting Poer Bekisting Pile Cap Potongan Bekisting Pile Cap
PengecoranPoer
PemancanganPile
Pemancangan Pile
Bekisting
Pengecoran Plat SayapBeton
PengecoranPoer
-5 mLWS
- 20 mLWS
RencanaAnggaran
Biaya
Keseluruhan
No. Uraian1 Pekerjaan persiapan3 Pekerjaan Breakwater Monolith
Jumlah totalPPn 10%Total + PPnJumlah AkhirJumlah Akhir (dibulatkan)
Total721,200,000Rp
Delapan puluh enam miliar dua ratus dua puluh lima juta tujuh ratus enam puluh delapan ribu rupiah
Terbilang :
86,225,768,000Rp
71,133,606,510Rp 71,854,806,510Rp 7,185,480,651Rp
79,040,287,161Rp 86,225,767,812Rp
SEKIANDAN
TERIMAKASIH