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