Contoh Perhitungan Breakwater

SOAL 2

Diketahui :

Data Perencanaan

§ Pasang surut = 2,00 m

§ Tinggi jagaan = 1,00 m

§ Berat jenis beton = 2400 kg/m3

§ Berat jenis air laut = 1024 kg/m3

Ditanya :

a. Perencanaan Pemecah Gelombang Sisi Miring (Rubblemound

Breakwaters), dengan kriteria : overtopping breakwaters dan jenis lapis

batu pelindung dari quarry stone dan Tetrapod dari pantai sampai

kedalaman - 8,00 m dari MSL

b. Perencanaan Pemecah Gelombang Campuran (Composite Breakwaters),

dengan kriteria : bahan dari beton bertulang dan di dalamnya diisi

pasir/batu pecah dan pelindung kaki (toe protection) dari Tetrapod

Jawab :

2.a Perencanaan Pemecah Gelombang Sisi Miring

(Rubblemound Breakwaters)

Penyelesaian :

1. Gelombang Desain

dimana : H. = tinggi rata – rata gelombang (m)

N = jumlah data = 20

.H∑ = 3,35 + 3,05 + 1,75 + 3,25 + 3,05 + 2,75 + 2,65 + 3,00 + 2,75

+ 2,65 + 1,50 + 1,75 + 1,60 + 1,45 + 1,25 + 1,35 + 1,85 + 1,95

+ 2,25 + 3,50

= 46,7 m

H. = N

H∑

H. = 20

7,46

= 2,335 m

⇒ dicari dengan kalkulator

H.σ = 0,743

Periode ulang 20 tahun

Dari Buku Dasar – Dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal II-6

(Nur Yuwono, 1992)

Dari tabel 2.2 → diperoleh nilai Y = 2,97

Y juga dapat dicari dengan persamaan :

; Tr = 20

= ( ){ }[ ]20/1 - 20lnln −−

= 2,97

Dari tabel 2.3 → nY = 0,523 (N = 20)

Dari tabel 2.4 → n.σ = 1,06 (N = 20)

Maka :

Tinggi gelombang signifikan dengan kala ulang 20 tahun

( )20Hs = H. + ( )nYY −n

H

σσ

= 2,335 + ( )523,097,206,1743,0

−

= 4,05 m

H.σ = ( )

1H - H

2

−∑

N

TH = H. + ( )nYY −n

H

σσ

Y = ( ){ }[ ]Tr/1 -Tr lnln −−

Menghitung Ts

7,0

15,0 = )(

)25,850,8(x−

7,0

15,0 = )(

)25,0(x

x = 1,167

Ts = 1,167 + 8,25 = 9,417 dt

Jadi Gelombang Rencana :

Hd = 4,05 m

Td = 9,417 dt

2. Elevasi Mercu Bangunan

a. Run – up Gelombang

dimana : g = 9,8 m/dt2

Td = 9,417 dt

Maka, π2

9,417 . 9,8 L2

o =

= 138,39 m

8,50 dt 8,25 dt

3,50 m 4,05 m

Ts

3,35 m

π2T g L

2

o =

oLHθtan Ir =

dimana : tan θ = 0,5

Maka,

Iribarren number (Ir)

Ir =

39,13805,45,0

= 2,92

Dari Gambar 5.4 Dasar – dasar Perencanaan Bangunan Pantai

Vol II halaman V – 5 (Nur Yuwono, 1992), dihitung nilai Run –

up.

Untuk lapis lindung dari batu pecah (quarry stone) :

⇒= 1,11 H

R u Ru = 1,11 x 4,05 = 4,5 m

Untuk lapis lindung dari tetrapod

⇒= 78 ,0 H

R u Ru = 0,78 x 4,05 = 3,2 m

b. Sea Level Rise (SLR)

Kala ulang gelombang = 20 tahun

Tahun awal perencanaan = 2007

Tahun akhir perencanaan = 2027

Dari Gambar 3.7 Prediksi Kenaikan Muka Air Laut (SLR)

hal III – 12, diperoleh SLR = 19 cm = 0,19 m

c. Storm Surge/Wave Set – up

Perhitungan Hb dan db

§ Tinggi Gelombang Pecah (Hb)

Dengan periode gelombang di laut dalam (T = 9,417 dt) dan

tinggi gelombang rencana adalah tinggi gelombang di laut

SS = ,501

. 20,50

db . . 64T . Ho .g

π

dalam tanpa refraksi (Ho’), panjang gelombang di laut dalam

dapat dihitung sebagai berikut :

π2

9,417 . 9,8 L2

o =

= 138,39 m

Untuk menentukan tinggi gelombang pecah (Hb) dipakai dua

cara :

1) Dari Shore Protection Manual thn 1984, Volume I,

hal 2 -130 (Munk, 1949)

( ) 3/1/LoHo' 3,3

Ho' Hb =

= ( ) 3/194,05/138,3 3,3

4,05

= 3,978 m

2) Dari Gambar 3.4 Hb/Ho’ versus Ho’/gT^2 Dasar - dasar

Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III – 8 (Nur

Yuwono,1992)

Kemiringan dasar laut diasumsikan 1 : 50 (m = 0,02)

gTHo'

2 =

9,417 . 9,84,05

2 = 0,0047

m = 0,020 (1:50)

maka diperoleh 1,14 Ho'Hb

=

Hb = 1,14 x 4,05 = 4,617 m

∴ Dari dua cara di atas, diambil tinggi gelombang pecah

yang paling besar kemungkinan terjadi, yaitu Hb= 4,617

m.

( ) 3/1/LoHo' 3,31

Ho'Hb

=

§ Kedalaman Gelombang Pecah (db)

Untuk menentukan kedalaman pada saat gelombang pecah,

ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini :

1) Persamaan Munk, 1949 (SPM 1984, Vol I, hal 2 – 130)

Maka, db = 1,28 x 4,617 = 5,33 m

2) Persamaan Iversen (1952, 1953), Galvin (1969) dan Goda

(1970) (SPM 1984, Vol I hal 2 – 130)

Maka, a = 43,75 (1 – e -19 . 0,02) = 13,83

Maka, )1(

56,1 b 02,0,5,19−+=

e = 0,93

Maka, ( )2T gHb/ a - b1

Hbdb

=

( )2T gHb/ a - bHb db =

( )29,417 . 9.84,617/ . 13,83 - 0,934,617 db =

= 5,346 m

3) Dari Gambar 3.3. α dan β versus Hb/gT^2 Dasar –

dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III-7 (Nur

Yuwono, 1992)

1,28 Hbdb

=

( )me 191 43,75 a −−=

)1(56,1 b 5,19 me−+

=

( )2T gHb/ a - b1

Hbdb

=

gTHb

2=

9,417 . 9,84,617

2 = 0,005

m = 0,02

maka diperoleh, Hbdb = 1,1625

db = 1,1625 x 4,617 = 5,367 m

Dari perhitungan di atas dapat dikatakan bahwa :

▫ Apabila tanpa memperhitungkan kemiringan

db = 5,33 m

▫ Apabila memperhitungkan kemiringan dasar

db = 5,367 m

∴ Untuk dasar perhitungan dipakai kedalaman gelombang

pada saat pecah adalah yang paling besar, mengingat

konstruksi akan lebih aman dengan perhitungan di

gelombang pecah (breaking wave) : db = 5,367 m.

§ Storm Surge (SS)

Data : g = 9,8 m/dt2

Ho= 4,05 m

T = 9,417 dt

db = 5,367 m

maka diperoleh :

SS = ,501

. 20,50

5,367 . . 649,417 . 4,05 .9,8

π

= 0,194 m

Hitung wave set-up = ?

SS = ,501

. 20,50

db . . 64T . Ho .g

π

d. Penentuan Elevasi Mercu Bangunan

Data : elev dasar (bottom level) dbl = - m

pasang surut = 2,00 m

run – up

- lapis lindung quarry stone = 4,5 m

- lapis lindung tetrapod = 3,2 m

SLR = 0,19 m

SS = 0,194 m

Wave set-up = ? m

Maka,

Elevasi Mercu Bangunan (untuk lapis lindung quarry stone)

= 6,884 m dari MSL

Elevasi Mercu Bangunan (untuk lapis lindung tetrapod)

= 5,584 m dari MSL

e. Tinggi Pemecah Gelombang

HPem.Gel = 6,884 – (– 8) = 14,884 m (quarry stone)

HPem.Gel = 5,584 – (– 8) = 13,584 m (tetrapod)

3. Spesifikasi Batu Lapis Pelindung

Tetrapod

− Rapat massa sesuai dengan kualitas beton yang dipakai.

− Berat jenis beton = 2400 kg/m3 = 2,4 t/m3

− Berat jenis butir batu pelindung aγ = 2,4 t/m3

− Berat jenis air laut Wγ = 1024 kg/m3 = 1,024 t/m3

Sr = 024,1

4,2 = 2,34375 ⇒ Sr – 1 = 1,34375

Cot θ = 2

m = 2

Dari Tabel 7.1 halaman 261 Teknik Pantai (Bambang

Triatmodjo, 1999), diperoleh : KD = 8


Triatmodjo, 1999), diperoleh: K ∆ =1,04 dan P = n = 50 %.

§ Batu Alam (Quarry Stone)

− Rapat massa 2400 – 3000 kg/m3



Sr = 024,1

6,2 = 2,539 ⇒ Sr – 1 = 1,539

Cot θ = 2

m = 2,


Triatmodjo, 1999), diperoleh : KD = 4


Triatmodjo, 1999), diperoleh: K ∆ =1,15 dan P = n = 37 %.

4. Berat Butir Lapis Lindung

Berat batu lapis lindung dihitung dengan rumus Hudson berikut ini :

§ Untuk lapis lindung dari quarry stone :

W > ( ) 2 . 1,539 . 4

4,617 . ,623

3

= 8,775 ton

W = 9 ton

§ Untuk lapis lindung dari tetrapod :

W > ( ) 2 . 1,34375 . 8

4,617 . ,423

. 3

= 6,084 ton

W = 6,5 ton

5. Lebar Puncak Pemecah Gelombang

Lebar puncak pemecah gelombang untuk m’ = 3 (minimum) :

3/1

g . a WK m' B

= ∆ ρ

= 3 x 1,15 x 3/1

6,29

= 5,217 m

W > ( ) ( )αρ

cot . 1 -Sr . KH . g . a

3D

. 3

6. Tebal Lapis Lindung

Tebal lapis lindung dihitung dengan rumus berikut:


3/1

g . a WK m t

= ∆ ρ

= 2 x 1,15 x 3/1

6,29

= 3,478 m

§ Untuk lapis lindung dari tetrapod :

3/1

g . a WK m t

= ∆ ρ

= 2 x 1,04 x 3/1

6,26,5

= 2,822 m

7. Jumlah Batu Pelindung

Jumlah batu pelindung (“armour unit”) dihitung dengan rumus berikut :


( )3/2

W g . a n - 1 K m C

= ∆

ρ = 2 x 1,15 x (1- 37/100) x 3/2

92,6

= 0,634 ≈ 1


( )3/2

W g . a n - 1 K m C

= ∆

ρ = 2 x 1,04 x (1- 37/100) x 3/2

5,62,6

= 0,712 ≈ 1

2.b Perencanaan Pemecah Gelombang Campuran

Data Perencanaan :


§ Tinggi jagaan = 1,00 m

§ Berat jenis beton = 2400 kg/m3

§ Berat jenis air laut = 1024 kg/m3

§ Bahan dari beton bertulang dan di dalamnya diisi pasir/batu pecah

§ Pelindung kaki (toe protection) dari Tetrapod

Penyelesaian :

1. Penentuan Tinggi Gelombang Rencana

* Analisis Statistik Gelombang Rencana

H. = N

H∑

dimana : H. = tinggi rata – rata gelombang (m)

N = jumlah data = 10

.H∑ = 3,35 + 3,05 + 1,75 + 3,25 + 3,05 + 2,75 + 2,65 + 3,00 + 2,75

+ 2,65 + 1,50 + 1,75 + 1,60 + 1,45 + 1,25 + 1,35 + 1,85 + 1,95

+ 2,25 + 3,50

= 46,7 m

H. = 20

7,46

= 2,335 m

⇒ dicari dengan kalkulator

H.σ = 0,743

Periode ulang 20 tahun

Dari Buku Dasar – Dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal II-6 (Nur

Yuwono, 1992)

Dari tabel 2.2 → diperoleh nilai Y = 2,97

Dari tabel 2.3 → nY = 0,523 (N = 20)

Dari tabel 2.4 → n.σ = 1,06 (N = 20)

Maka :

Tinggi gelombang signifikan dengan kala ulang 20 tahun

( )20Hs = H. + ( )nYY −n

H

σσ

= 2,335 + ( )523,097,206,1743,0

−

= 4,05 m

TH = H. + ( )nYY −n

H

σσ

H.σ = ( )

1H - H

2

−∑

N

* Tinggi Gelombang Rencana Maksimum

Dari Tabel 3.1 Pedoman Pemilihan Jenis dan Kala Ulang Gelombang

(Nur Yuwono, 1992) untuk bangunan pemecah gelombang komposit

merupakan jenis bangunan semi kaku atau semi rigid dengan tinggi

gelombang rencana (H 10% - H 1%), di samping itu tipe bangunan

adalah non overtopping water, maka bangunan pemecah gelombang

direncanakan dengan tidak memperkenankan/mengijinkan air

melimpas, sehingga tinggi gelombang rencana diambil tinggi

gelombang maksimum (Hmaks).

aksH m = 10.ln (4,05) 0,707 = 4,345 m

aksH m = 1,8 (4,05) = 7,29 m

⇒ diambil Hmaks = 7,29 m

* Data – data Perencanaan

a. Tipe konstruksi non overtopping water

b. Stabilitas konstruksi untuk beban tetap (Sf) = 1,20

c. Stabilitas konstruksi untuk beban gempa (Sf’) = 1,00

d. Percepatan/koefisien gempa = 0,05

e. Tinggi pasang (HWS – HWL) = 2,00 m

f. Tinggi gelombang rencana = 7,29 m

g. Rapat massa beton =2400 kg/m3

h. Rapat massa sirtu =1800 kg/m3

* Periode Gelombang Rencana

Untuk perhitungan periode gelombang rencana dipakai rumusan

dengan prediksi gelombang di laut dalam (deep water) dan spectrum

gelombang maksimum dalam kondisi FDS (Fully Developed Sea),

dipakai Gambar 1.6 “Deep Water Forecasting Curve (SPM, 1984)”,

Dasar – dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Vol II, hal I – 10 :

aksHm = N.lnH 0,707 20 aksH m = 1,8 H20

Hs = 7,29 m T = 14,5 detik

2. Elevasi Muka Air Laut Rencana

* Perhitungan Gelombang Pecah (Breaking Wave)

a. Tinggi gelombang pecah (Hb)

Dengan periode gelombang di laut dalam (T = 14,5 dt) dan tinggi

gelombang rencana adalah tinggi gelombang di laut dalam tanpa

refraksi (Ho’), panjang gelombang di laut dalam dapat dihitung

sebagai berikut :

π214,5 . 9,8 L

2

o =

= 328,097 m

Untuk menentukan tinggi gelombang pecah (Hb) dipakai dua

cara :

1) Dari Shore Protection Manual thn 1984, Volume I, hal 2 -130

(Munk, 1949)

( ) 3/1/LoHo' 3,3

Ho' Hb =

= ( ) 3/1977,29/328,0 3,3

7,29

= 7,848 m

2) Dari Gambar 3.4 Hb/Ho’ versus Ho’/gT^2 Dasar - dasar

Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III – 8 (Nur

Yuwono,1992)

Kemiringan dasar laut diasumsikan 1 : 50 (m = 0,02)

gTHo'

2 =

14,5 . 9,87,29

2 = 0,0035

( ) 3/1/LoHo' 3,31

Ho'Hb

=

π2T g L

2

o =

m = 0,020 (1:50)

maka diperoleh 1,175 Ho'Hb

=

Hb = 1,175 x 7,29 = 8,566 m ≈ 9 m.

∴ Dari dua cara di atas, diambil tinggi gelombang pecah yang

paling besar kemungkinan terjadi, yaitu Hb = 9 meter.

b. Kedalaman gelombang pecah (db)

Untuk menentukan kedalaman pada saat gelombang pecah,

ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini :

1) Persamaan Munk, 1949 (SPM 1984, Vol I, hal 2 – 130)

Maka, db = 1,28 x 9 = 11,52 m

2) Persamaan Iversen (1952, 1953), Galvin (1969) dan Goda

(1970) (SPM 1984, Vol I hal 2 – 130)

Maka, a = 43,75 (1 – e -19 . 0,02) = 13,83

Maka, )1(

56,1 b 02,0,5,19−+=

e = 0,93

1,28 Hbdb

=

( )me 191 43,75 a −−=

)1(56,1 b 5,19 me−+

=

( )2T gHb/ a - b1

Hbdb

=

Maka, ( )2T gHb/ a - b1

Hbdb

=

( )2T gHb/ a - bHb db =

( )214,5 9,8.9/ . 13,83 - 0,939 db =

= 10,35 m

3) Dari Gambar 3.3. α dan β versus Hb/gT^2 Dasar –

dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III-7 (Nur

Yuwono, 1992)

gTHb

2=

14,5 . 9,89

2= 0,0044

m = 0,02

maka diperoleh, Hbdb = 1,15

db = 1,15 x 9 = 10,35 m

Dari perhitungan di atas dapat dikatakan bahwa :

▫ Apabila tanpa memperhitungkan kemiringan

db = 11,52 m

▫ Apabila memperhitungkan kemiringan dasar

db = 10,35 m

∴ Untuk dasar perhitungan dipakai kedalaman gelombang

pada saat pecah adalah yang paling besar, mengingat

konstruksi akan lebih aman dengan perhitungan di

gelombang pecah (breaking wave) : db = 11,52 m.

* Penentuan Tinggi Gelombang Signifikan

a. Shoaling, Refraksi, Difraksi dan Refleksi Gelombang

Bila gelombang merambat dari laut dalam menuju pantai,

maka arah, tinggi dan panjang gelombang akan berubah dan

hanya periode gelombang yang tetap berdasarkan konservasi

jumlah gelombang. Proses yang dialami oleh gelombang selama

perambatan tersebut antara lain proses pendangkalan (shoaling),

pembelokan arah karena perubahan kedalaman (refraksi),

pembelokan arah karena rintangan (difraksi) dan pemantulan

gelombang (refleksi).

Pada perencanaan bangunan penahan gelombang

(breakwaters) hanya memperhitungkan gelombang akibat refraksi

dan shoaling, karena didasarkan atas gelombang yang dating dari

depan bangunan, sedangkan proses difraksi terjadi di belakang

bangunan dan gelombang refleksi tidak begitu berpengaruh

terhadap stabilitas bangunan tersebut.

Proses refraksi yaitu pembelokan arah puncak gelombang

dan shoaling (pendangkalan) disebabkan karena perubahan

kedalaman dasar laut. Pada perencanaan ini, batimetri dasar laut

dianggap sejajar dengan garis pantai, sehingga koefisien refraksi

besarnya sama dengan satu ((Kr = 1) dan koefisien shoaling

dihitung sebagai berikut :

Untuk kedalaman 11,52 meter :

Lo = 328,097 m

T = 14,5 dt

Co = 328,097/14,5 = 242,63 m/dt

no = 0,5

Ho = 7,29 m

db = 11,52 m

d/Lo = 11,52/328,097 = 0,035

HoH1 =

CnC n

11

00

b b

1

0

Co = TLo

L = L

d2 tanh 2T g 2

π

π

n =

+

kd 2sinh dk 2 1

21

k = L

2π

Tabel L-1 Lampiran Buku Teknik Pantai (Bambang

Triadmodjo,1999)

⇒ d/L = 0,07749

L = 11,52/0,07749 = 148,66 m

n = 0,9289

C = L/T = 10,25

Ks = koefisien shoaling = Ln

L n 00

= 1,09

Maka, Hd = Ks . Kr . Ho

Hd = 1,09 . 1 . 7,29 = 7,95 m

b. Perhitungan tinggi gelombang pecah maksimum

Untuk memperhitungkan tinggi gelombang maksimum yang

mungkin akan terjadi pada kedalaman 11,52 meter, digunakan

kedalaman mercu bangunan (ds) maksimum.

Storm Surge (wave set – up)

Sw = (0,15 . 11,52) - ,501

. 20,50

11,52 . . 6414,5 . 7,29 .8,9

π

= 1,42 m

Sea Level Rise (SLR)

Kala ulang gelombang = 20 tahun

Tahun awal perencanaan = 2007

Tahun akhir perencanaan = 2027

ds = (HHWL – BL) + Storm Surge + SLR

Sw = 0,15 db - ,501

. 20,50

db . . 64T . oH' .g

π

Dari Gambar 3.7 Prediksi Kenaikan Muka Air Laut (SLR)

hal III – 12, diperoleh SLR = 19 cm = 0,19 m

diperoleh ds = 11,52 + 1,42 + 0,19 = 13,13 m

ds/ g T^2 = 0,0064

m = 0,02

Dari Gambar 3.5 Hb/ds versus ds/ g T^2, didapat

Hb/ds = 0,925

Hb = 12,15 m > Hs = 7,95 m

Dipakai Hd = Hs = 7,95 m

c. Perhitungan Hd

Dengan cara yang sama seperti di atas, maka dihitung besarnya

Hb pada tiap kedalaman lokasi bangunan breakwaters, dimana

setelah membandingkan besarnya Hb dan Hs didapatkan

besarnya Hd.

Hasil perhitungan disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 : Perhitungan Hd untuk gelombang pecah

d (m) ds (m) g T^2

ds / g

T^2 Hb/ds Hb (m) Hs (m) Hd (m)

11,52 13,13 2060,45 0,0064 0,925 12,15 7,95 7,95

11,00 12,61 2060,45 0,0061 0,925 11,66 7,95 7,95

10,00 11,61 2060,45 0,0056 0,925 10,74 7,95 7,95

9,00 10,61 2060,45 0,0051 0,930 9,87 7,95 7,95

8,00 9,61 2060,45 0,0047 0,935 8,99 7,95 7,95

7,00 8,61 2060,45 0,0042 0,940 8,09 7,95 7,95

6,00 7,61 2060,45 0,0037 0,945 7,19 7,95 7,19

5,00 6,61 2060,45 0,0032 0,950 6,28 7,95 6,28

4,00 5,61 2060,45 0,0027 0,955 5,36 7,95 5,36

3,00 4,61 2060,45 0,0022 0,960 4,43 7,95 4,43

2,00 3,61 2060,45 0,0018 0,963 3,47 7,95 3,47

1,00 2,61 2060,45 0,0013 0,975 2,54 7,95 2,54

d. Penetapan elevasi mercu bangunan

Penetapan elevasi mercu bangunan pemecah gelombang

(breakwaters) tipe monolit ditentukan berdasarkan kedalaman

dan lokasi bangunan tersebut, yaitu pada lokasi gelombang tidak

pecah (non breaking waves) dan gelombang pecah (breaking

waves).

Bila gelombang tidak pecah (non breaking waves)

menghantam permukaan pecah gelombang – impermeable

vertikal secara tegak lurus, maka gelombang tersebut akan

dipantulkan kembali dan gelombang pemantulan ini akan

menimbulkan standing waves atau gelombang clapotis,

sedangkan apabila menghantam pemecah gelombang

impermeable vertikal tersebut adalah gelombang pecah maka

akan timbul gaya tambahan yaitu gaya kejut (impact force).

Dalam perencanaan ini didapat pada kedalaman 11,52 m

sampai 20 m merupakan gelombang tidak pecah (non breaking

waves) dan dari garis pantai sampai kedalaman 11,52 m

direncanakan dengan gelombang pecah (breaking waves).

• Elevasi mercu non breaking waves

o Hmaks = 7,95 m

o Pasang surut = 2,00 m

o SLR = 0,19 m

o Freeboard = 1,00 m

o Tinggi caisson = 11,00 m

o Elevasi caisson ± 0,00

o Elevasi mercu = 17,165 m

• Elevasi mercu breaking waves

§ Hd (maksimum) = 7,95 m


§ Wave set up = 1,42 m

§ SLR = 0,19 m

§ Freeboard = 1,00 m

§ Tinggi caisson = 11,00 m

§ Elevasi caisson ± 0,00

§ Elevasi mercu = 18,585 m

Karena permukaan bagian atas pemecah gelombang

dipergunakan untuk fasilitas jalan atau lalu lintas untuk jalan

inspeksi yang memerlukan permukaan datar, maka elevasi mercu

dibuat sama sebesar + 18,585 m dari dasar caisson.

3. Perhitungan Stabilitas Konstruksi

* Gaya Gelombang

a. Gaya Gelombang menurut Technical Standards for Port and

Harbour Facilities in Japan (New Edition, 1991).

Untuk kedalaman 20,00 m.

Data : Hd = Hmax = 7,95 m

Lo = 328,097 m

T = 14,5 dt

d = 11,00 m

h = 20,00 m

h/Lo = 20,00/328,097 = 0,061

Tabel L-1 Lampiran Buku Teknik Pantai (Bambang

Triadmodjo,1999) ⇒ h/L = 0,10529

L = 189,952

Arah gelombang dianggap tegak lurus arah breakwaters ( β = 90o)

Maka, *η = ( ) 7,95 09 cos175,0 + = 5,9625 m

*η = ( ) DH cos175,0 β+

Berdasarkan persamaan di atas,

h 4 π /L = 1,323113

sinh h 4 π /L = 1,744394

1α = 0,8877

5*H33 = 5 x 4,05 = 20,25 m

hb = h + 5mH33 = 20 + (5 .(1:50).4,05 )= 20,405 m

2α = 0,080251

2α = 2,767296

dipakai 2α = 0,080251

h 2 π /L = 0,661557

cosh h 2 π /L = 1,226927

3α = 0,898274

Maka, Wγ = 1,024 tf/m3

p1 = 3,6131 tf/m2

p2 = 2,9449 tf/m2

p3 = 3,2456 tf/m2

pu = 0,2900 tf/m2

2

1

Lh 4sinh

Lh/ 42160,0

+=π

πα

=

D

2D

2 Hd 2;

dH

hb 3d - hbminα

−−=

Lh 2 cos

11h h'13 π

α

p1 = ( )( ) DW2

21 H cos cos 1 21

γβααβ ++

p 2 =

Lπ2cosh

p1

p3 = 13 p α

p u = ( ) DW2 1 H cos 1 21

γααβ+

Keterangan :

*η = tinggi di atas SWL, dimana pada tempat itu mempunyai

tekanan nol (m)

p1 = tekanan gelombang di SWL (tf/m2)

p2 = tekanan gelombang di dasar laut (tf/m2)

p3 = tekanan gelombang di dasar dinding (tf/m2)

pu = tekanan uplift gelombang (tf/m2)

h = kedalaman air di depan dinding (m)

hb = kedalaman air di depan dinding sejauh 5H33 (m)

h’ = kedalaman air di dasar dinding (m)

d = kedalaman air sampai lapis lindung kaki (m)

HD = tinggi gelombang rencana (Hmaks)

Wγ = berat unit air laut (tf/m3)

Gambar Distribusi Tekanan Gelombang pada Dinding Tegak

h

d

P3

P2

Pu

hc

h'

n*

P1

Tabel 2 Perhitungan Panjang Gelombang, 1α dan 2α , dan Tekanan Gelombang

FORMULAJAPAN

h Lo h/L d L sinh

cosh

(m) (m)

h/Lo (Tabel L-1) (m)

HD

(m)

(m) 20,00 328,097 0,061 0,10529 11,00 7,950 189,952 1,323113 1,744394 0,661557 1,226927 5,963 19,00 328,097 0,058 0,10232 11,00 7,950 185,692 1,285791 1,670548 0,642896 1,213874 5,963 18,00 328,097 0,055 0,09930 11,00 7,950 181,269 1,247841 1,597845 0,623920 1,201035 5,963 17,00 328,097 0,052 0,09623 11,00 7,950 176,660 1,209262 1,526296 0,604631 1,188426 5,963 16,00 328,097 0,049 0,09311 11,00 7,950 171,840 1,170055 1,455910 0,585027 1,176065 5,963 15,00 328,097 0,046 0,08991 11,00 7,950 166,834 1,129842 1,386042 0,564921 1,163857 5,963 14,00 328,097 0,043 0,08664 11,00 7,950 161,588 1,088750 1,316961 0,544375 1,151868 5,963 13,00 328,097 0,040 0,08329 11,00 7,950 156,081 1,046653 1,248496 0,523327 1,140089 5,963 12,00 328,097 0,035 0,07749 11,00 7,950 154,859 0,934817 1,077045 0,467409 1,111239 5,963 11,52 328,097 0,034 0,07629 11,00 7,950 151,003 0,915414 1,048730 0,457707 1,106589 5,963 11,00 328,097 0,034 0,07629 11,00 7,950 144,187 0,958688 1,112439 0,479344 1,117102 5,963 10,00 328,097 0,030 0,07135 10,00 7,950 140,154 0,896611 1,021665 0,448305 1,102183 5,963 9,00 328,097 0,027 0,06747 9,00 7,950 133,393 0,847853 0,953148 0,423927 1,091211 5,963 8,00 328,097 0,024 0,06340 8,00 7,950 126,183 0,796708 0,883708 0,398354 1,080398 5,963 7,00 328,097 0,021 0,05912 7,00 7,950 118,403 0,742924 0,813176 0,371462 1,069789 5,963 6,00 328,097 0,018 0,05456 6,00 7,190 109,971 0,685621 0,740614 0,342811 1,059337 5,393 5,00 328,097 0,015 0,04964 5,00 6,280 100,725 0,623795 0,665044 0,311897 1,049036 4,710 4,00 328,097 0,012 0,04426 4,00 5,360 90,375 0,556188 0,585310 0,278094 1,038918 4,020 3,00 328,097 0,009 0,03821 3,00 4,430 78,513 0,480161 0,498825 0,240081 1,028958 3,323 2,00 328,097 0,006 0,03110 2,00 3,470 64,309 0,390814 0,400839 0,195407 1,019153 2,603 1,00 328,097 0,003 0,02192 1,00 2,540 45,620 0,275455 0,278951 0,137727 1,009499 1,905

0 328,097 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

h/L 4 π

h/L 4 π

h/L 2 πh/L 2 π

*η

Keterangan : nilai (1) dan (2) diambil nilai yang minimum. 2α2α

b. Gaya Gelombang menurut Formula Hiroi (Nur Yuwono, 1992).

Keterangan :

hb = tekanan gelombang pecah (tf/m2)

p1 = tekanan gelombang di SWL (tf/m2)

p2 = tekanan gelombang di dasar laut (tf/m2)

h = kedalaman air di depan dinding (m)


Untuk kondisi d/H33 ≥ 2 :

p b = Dw H 1,5 γ

p1 = ( )

++

++

ho H h ho H h p

D

Dw2 γ

p 2 = L)h / (2Cosh

H p DW

u πγ

=

h o = oδ =

Lh 2oth

L H

2D ππ c

Untuk kondisi d/H33 < 2

p b = Dw H 1,5 γ p u = Dw H 1,25 γ

R = DH ,25 1

; Wγ = berat unit air laut (tf/m3)

Hd = tinggi gelombang rencana

(Hmaks = 1,8 H33 (m)

pu = tekanan uplift (tf/m2)

R = tinggi run – up (m)

d/H33 < 2d/H33 > = 2

HD/2

Pb

P2

HD/2HD +

Pb

P1

h

R > 1,25 HD

Tabel 3 Perhitungan Tekanan Gelombang pada Setiap Kedalaman (Hiroi Formula) FORMULAHIROI

h d L

cosh Coth p2 = Pu

ho =

p1 pb R

(m) (m)

d/H33 HD

(m) (tf/m2) (m) (tf/m2) (tf/m2) (m)

20,00 11,00 2,716049 7,950 189,952 0,661557 1,226927 1,725928 6,6351 1,8041 11,4517 12,2112 -

19,00 11,00 2,716049 7,950 185,692 0,642896 1,213874 1,764080 6,7065 1,8863 11,8307 12,2112 -

18,00 11,00 2,716049 7,950 181,269 0,623920 1,201035 1,805538 6,7782 1,9777 12,2382 12,2112 -

17,00 11,00 2,716049 7,950 176,660 0,604631 1,188426 1,850698 6,8501 2,0801 12,6774 12,2112 -

16,00 11,00 2,716049 7,950 171,840 0,585027 1,176065 1,900022 6,9221 2,1954 13,1521 12,2112 -

15,00 11,00 2,716049 7,950 166,834 0,564921 1,163857 1,954577 6,9947 2,3262 13,6716 12,2112 -

14,00 11,00 2,716049 7,950 161,588 0,544375 1,151868 2,014940 7,0675 2,4759 14,2405 12,2112 -

13,00 11,00 2,716049 7,950 156,081 0,523327 1,140089 2,082191 7,1405 2,6488 14,8679 12,2112 -

12,00 11,00 2,716049 7,950 154,859 0,486884 1,120888 2,213664 7,2628 2,8383 16,0774 12,2112 -

11,52 11,00 2,716049 7,950 151,003 0,479344 1,117102 2,243570 7,2874 2,9501 16,3499 12,2112 -

11,00 11,00 2,716049 7,950 144,187 0,479344 1,117102 2,243570 7,2874 3,0896 16,3499 12,2112 -

10,00 10,00 2,469136 7,950 140,154 0,448305 1,102183 2,378093 7,3861 3,3690 17,5648 12,2112 -

9,00 9,00 2,222222 7,950 133,393 0,423927 1,091211 2,498544 10,1760 3,7191 25,4252 12,2112 -

8,00 8,00 1,975309 7,950 126,183 0,398354 1,080398 2,641731 10,1760 - - 12,2112 9,9375

7,00 7,00 1,728395 7,950 118,403 0,371462 1,069789 2,814762 10,1760 - - 12,2112 9,9375

6,00 6,00 1,481481 7,190 109,971 0,342811 1,059337 3,030448 9,2032 - - 11,0438 8,9875

5,00 5,00 1,234568 6,280 100,725 0,311897 1,049036 3,309481 8,0384 - - 9,6461 7,8500

4,00 4,00 0,987654 5,360 90,375 0,278094 1,038918 3,688133 6,8608 - - 8,2330 6,7000

h/L 2 π h/L 2 π h/L 2 πoδ

3,00 3,00 0,740741 4,430 78,513 0,240081 1,028958 4,244990 5,6704 - - 6,8045 5,5375

2,00 2,00 0,493827 3,470 64,309 0,195407 1,019153 5,182493 4,4416 - - 5,3299 4,3375

1,00 1,00 0,246914 2,540 45,620 0,137727 1,009499 7,306569 3,2512 - - 3,9014 3,1750

0 0 0,000000 0 0 0 1 - 0 - - 0 0

c. Gaya Gelombang menurut Formula Ito (Nur Yuwono, 1992).

Keterangan :

p = tekanan gelombang atau uplift (tf/m2)



H = tinggi gelombang rencana = Hmaks = 1,8 H33 (m)

R = tinggi run – up (m)

Untuk H/d <= 1

p = Dw H 0,7 γ

Untuk H/d > 1

H1dH55,07,0 Wp γ

−+=

R = H ,25 1

P

1,25 H

P

B

d

Tabel 4 Perhitungan Tekanan Gelombang Ito Formula

FORMULA ITO

h d p R

(m) (m) H H/d

(tf/m2) (m)

20,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

19,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

18,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

17,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

16,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

15,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

14,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

13,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

12,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

11,52 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

11,00 11,00 7,950 0,72273 5,6986 9,9375

10,00 10,00 7,950 0,79500 5,6986 9,9375

9,00 9,00 7,950 0,88333 5,6986 9,9375

8,00 8,00 7,950 0,99375 5,6986 9,9375

7,00 7,00 7,950 1,13571 6,3062 9,9375

6,00 6,00 7,190 1,19833 5,9569 8,9875

5,00 5,00 6,280 1,25600 5,4069 7,8500

4,00 4,00 5,360 1,34000 4,8684 6,7000

3,00 3,00 4,430 1,47667 4,3647 5,5375

2,00 2,00 3,470 1,73500 3,9237 4,3375

1,00 1,00 2,540 2,54000 4,0237 3,1750

0 0 0 0 0 0

d. Formula Hiroi untuk Pemecah Gelombang Komposit

(Nur Yuwono, 1992).

Keterangan :

p = tekanan rerata pada dinding (tf/m2)


H = tinggi gelombang signifikan (m)

p = 33w H 1,0 γ

d

1,0 H12P

Tabel 5 Perhitungan Tekanan Gelombang Komposit (Hiroi’s Formula) FORMULA HIROI

KOMPOSIT

h d H33 H1/2 P

(m) (m) (m) (m) (tf/m2)

20,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

19,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

18,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

17,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

16,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

15,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

14,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

13,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

12,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

11,52 11,00 7,950 7,07550 8,1408

11,00 11,00 7,950 7,07550 8,1408

10,00 10,00 7,950 7,07550 8,1408

9,00 9,00 7,950 7,07550 8,1408

8,00 8,00 7,950 7,07550 8,1408

7,00 7,00 7,950 7,07550 8,1408

6,00 6,00 7,190 6,39910 7,3626

5,00 5,00 6,280 5,58920 6,4307

4,00 4,00 5,360 4,77040 5,4886

3,00 3,00 4,430 3,94270 4,5363

2,00 2,00 3,470 3,08830 3,5533

1,00 1,00 2,540 2,26060 2,6010

0 0 0 0 0

Untuk menentukan besarnya tekanan gelombang pada setiap

kedalaman diambil nilai yang terbesar untuk setiap formula (Tabel 6).

Dari rekapitulasi hasil perhitungan tinggi muka air maksimum (ru – up)

dan besarnya tekanan gelombang pada Tabel 6, perhitungan dengan cara

b (Hiroi’s Formula) memberikan hasil yang paling besar, sehingga untuk

perhitungan stabilitas pemecah gelombang dipakai hasil perhitungan

dengan cara ini.

Tabel 6 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Run – Up dan Tekanan Gelombang

REKAPITULASI TINGGI MUKA AIR MAKSIMUM (RUN-UP) DAN TEKANAN GELOMBANG

h d Cara Cara Cara c

(m) (m)

p1 p2 p3 pu

HD + R pb p1 p2 pu R p 1.0H1/2 20,00 11,00 5,963 3,6131 2,9449 3,2456 0,2900 9,754 - 12,2112 11,4517 6,6351 6,6351 9,9375 5,6986 7,075519,00 11,00 5,963 3,6479 3,0052 3,2758 0,2751 9,836 - 12,2112 11,8307 6,7065 6,7065 9,9375 5,6986 7,075518,00 11,00 5,963 3,6835 3,0669 3,3067 0,2580 9,928 - 12,2112 12,2382 6,7782 6,7782 9,9375 5,6986 7,075517,00 11,00 5,963 3,7198 3,1300 3,3381 0,2383 10,030 - 12,2112 12,6774 6,8501 6,8501 9,9375 5,6986 7,075516,00 11,00 5,963 3,7567 3,1943 3,3701 0,2155 10,145 - 12,2112 13,1521 6,9221 6,9221 9,9375 5,6986 7,075515,00 11,00 5,963 3,7946 3,2604 3,4028 0,1889 10,276 - 12,2112 13,6716 6,9947 6,9947 9,9375 5,6986 7,075514,00 11,00 5,963 3,8332 3,3278 3,4361 0,1578 10,426 - 12,2112 14,2405 7,0675 7,0675 9,9375 5,6986 7,075513,00 11,00 5,963 3,8726 3,3967 3,4699 0,1210 10,599 - 12,2112 14,8679 7,1405 7,1405 9,9375 5,6986 7,075512,00 11,00 5,963 3,9754 3,5775 3,6106 0,0784 10,788 - 12,2112 16,0774 7,2628 7,2628 9,9375 5,6986 7,075511,52 11,00 5,963 3,9929 3,6083 3,6257 0,0539 10,900 - 12,2112 16,3499 7,2874 7,2874 9,9375 5,6986 7,075511,00 11,00 5,963 3,9537 3,5393 3,5393 0,0244 11,040 - 12,2112 16,3499 7,2874 7,2874 9,9375 5,6986 7,075510,00 10,00 5,963 4,0097 3,6380 3,6380 0,0329 11,319 - 12,2112 17,5648 7,3861 7,3861 9,9375 5,6986 7,07559,00 9,00 5,963 4,0526 3,7139 3,7139 0,0454 11,669 - 12,2112 25,4252 7,4603 7,4603 9,9375 5,6986 7,07558,00 8,00 5,963 4,0964 3,7916 3,7916 0,0650 - 9,9375 12,2112 - 7,5350 7,5350 9,9375 5,6986 7,07557,00 7,00 5,963 4,1410 3,8708 3,8708 0,0974 - 9,9375 12,2112 - 7,6097 7,6097 9,9375 5,6986 7,07556,00 6,00 5,393 3,7862 3,5741 3,5741 0,1146 - 8,9875 11,0438 - 6,9502 6,9502 8,9875 5,1538 6,39915,00 5,00 4,710 3,3436 3,1874 3,1874 0,1317 - 7,8500 9,6461 - 6,1301 6,1301 7,8500 4,5015 5,58924,00 4,00 4,020 2,8856 2,7775 2,7775 0,1588 - 6,7000 8,2330 - 5,2830 5,2830 6,7000 3,8420 4,77043,00 3,00 3,323 2,4117 2,3438 2,3438 0,2085 - 5,5375 6,8045 - 4,4087 4,4087 5,5375 3,1754 3,94272,00 2,00 2,603 1,9104 1,8745 1,8745 0,3228 - 4,3375 5,3299 - 3,4865 3,4865 4,3375 2,4873 3,08831,00 1,00 1,905 1,4143 1,4010 1,4010 0,8767 - 3,1750 3,9014 - 2,5765 2,5765 3,1750 1,8207 2,2606

0 0 0,000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 - 0 0,0000 - 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0

*η oδ

* Stabilitas Pemecah Gelombang

Perhitungan stabilitas pemecah gelombang dalam tugas ini hanya ditinjau

dalam dua keadaan, yaitu pada kedalaman 20 m untuk non breaking wave

dan pada kedalaman 8 m untuk breaking wave.

a. Dimensi Caisson

Penentuan dimensi caisson menurut Technical Standards for Port and

Harbour Facilities in Japan (1991) dapat ditentukan sebagai berikut :

§ Tebal concrete cap minimal 0,50 m, diambil = 0,50 m

§ Tebal concrete crown :

Hs ≥ 2 m = 1,00 m

Hs < 2 m = 0,50 m

Diambil, = 1,00 m

§ Tebal dinding luar (side wall) caisson 35 – 40 cm = 0,40 m

§ Tebal dinding bawah (bottom slab) caisson 40-60 cm = 0,60 m

§ Tebal dinding partisi minimal 20 cm, diambil = 0,20 m

Tinggi caisson ditinjau pada dua keadaan (non breaking wave dan

breaking wave) tekanan gaya gelombang dan tinggi run – up maksimum

dan ditentukan sebagai berikut :

1) Kedalaman 20,00 m (non breaking wave)

h = 20,00 m

d = 11,00 m

(HD + oδ )maks = 11,669 m

Freeboard = 1,00 m

Tinggi caisson = 23,669 m > 18,585 m

2) Kedalaman 8,00 m (breaking wave)

h = 8,00 m

d = 8,00 m

R = 9,9375 m

Freeboard = 1,00 m

Tinggi caisson = 18,9375m > 18,585 m

Dari perhitungan di atas, diambil tinggi caisson = 23,669 m

Gambar Tampang Melintang Caisson

2,0 m

6,006,00

± 0,00

+ 11,00 m

+ 20,00 m

+ 23,669 m

caisson

sirtu

concrete cap

concrete crown

b. Dimensi Pondasi dan Pelindung Kaki

1) Lebar Puncak Pondasi

Lebar puncak pelindung kaki dari jenis konstruksi rubble as foundation

dipilih yang paling besar dari nilai dibawah ini (Nur Yuwono, 1992) :

B = 2 H = 2 x 7,95 = 15,9 m

B = 0,4ds = 0,4 x 20 = 4,80 m

Apabila tanah didepan dinding pemecah gelombang sangat lunak,

pelindung harus B ≥ 3/8 x panjang gelombang = 3/8 x 189,952 = 71,232

meter.

Dengan asumsi bahwa konstruksi pemecah gelombang yang direncanakan

terletak diatas tanah sangat lunak, maka diambil lebar puncak fondasi =

71,25 meter

2) Berat Batu Pelindung

Dari Grafik 6.15 Stability Number Konstruksi Pelindung Kaki (Toe

Protection), halaman VI-22 Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai,

Volume .II, didapat sebagai berikut :

d/ds = 0,55 dan rubble as foundation Ns3 = 19

Pelindung kaki (toe protection) dari Tetrapod

Spesifikasi dari tetrapod adalah sebagai berikut :

− Rapat massa sesuai dengan kualitas beton yang dipakai.

− Berat jenis beton = 2400 kg/m3 = 2,4 t/m3



Sr = wa

γγ =

024,14,2 = 2,34375 ⇒ Sr – 1 = 1,34375

Berat batu pelindung (W) dicari dengan rumus Hudson yang dimodifikasi:

= 2,400 tf/m3

= 1,204 tf/m3

= 2,4/1.024 = 2,34375

= 2,400 tf/m3

W

r

ρρ Sr =

W = ( )33

3

1 -Sr NsHr γ

W = ( )33

3

1 -Sr NsH ,42

= ( )3

3

1,34375197,95 ,42

= 26,158 ton

3) Tebal Lapis Batu Pelindung

dimana :

Berat jenis butir batu pelindung aγ = 2,4 t/m3

Berat jenis air laut Wγ = 1024 kg/m3 = 1,024 t/m3

m = 2 dan penempatan secara acak.

Dari Tabel 7.2 Koefisien Lapis Batu Pelindung halaman 265

Teknik Pantai (Bambang Triatmodjo, 1999), diperoleh:

K ∆ =1,04 dan porositas P = n = 50 % (tetrapod).

Maka, 3/1

g . a WK m t

= ∆ ρ

= 2 1,04 . 3/1

4,226,158

= 4,61 m

4) Jumlah Batu Pelindung

Maka, C = 2 x 1,04 x (1- 50/100) x 3/2

158,262,7

= 0,23 ≈ 1 bh/m2/lapis.

3/1

g . a WK m t

= ∆ ρ

( )3/2

W g . a n - 1 K m C

= ∆

ρ

5) Berat Batu Pelindung Dalam (inner material)

W’ = 1/20 armouring material = 1/20 . 26,158 ton = 1,31 t

Secondary material 1/15 s/d 1/10 armouring material = 1/10.26,158 =3 t

6) Ukuran Pelindung Kaki (toe protection)

Tebal pelindung kaki (t s/d. 2t ) = t = 4,61 m

Panjang pelindung kaki (3H s/d. 4,5H) = 3H = 23,85 m

c. Stabilitas Pemecah Gelombang Akibat Beban Gelombang

1) Titik berat box caisson

A = 284,028 m2

Xo = 6,00 m

Yo = 11,84 m

Sx = A.Xo = 1704,168 m3

Sy = A.Yo = 3362,89 m3

14.0013.20

6.60

0.50 0.50

0.50

7.00

± 0,00

+ 11,00 m

+ 20,00 m

+ 23,669 m

0.40 0.20 0.40

concrete crown

concrete cap

sirtu

caisson

3.50

2

18.50

+ 23,669 m

12

3

4

2.42

4.50

1.50

2) Penggeseran arah horizontal (horizontal sliding)

Pb = 12,2112 tf/m2

P1 = 11,4517 tf/m2

P2 = Pu = 6,6351 tf/m2

Hd = 7,95 m

W

F

FF

≥ Sf

FF = f (W - B – N’)

14.00

13.20

6.60

0.50 0.50

0.50

7.00

0.40 0.20 0.40

concrete crown

concrete cap

sirtu

caisson

3.50

2.00

18.50

12

3

4

2.42

4.50

1.50

HD + do = 10,540 m

d = 12,00 mW

B

Hd

Pb

P1

Pw1

Pw2

Pw3

Pw4

N' N

P27.3069

P2

dimana :

S1 = safety factor = 1,30

W = berat pemecah gelombang

B = gaya apung (buoyancy)

Fw = gaya dinamik gelombang

N’ = gaya uplift akibat gelombang

FF = gaya gesek

N = gaya reaksi dari pondasi

§ Berat Pemecah Gelombang (W)

Dihitung tiap 1 meter lebar caisson (tegak lurus bidang gambar)

W1 = concrete caisson = 284,028 m2 x 1 m x 2,4 tf/m3 = 681,67 tf

W2 = pasir = (6,5 m x 18,5 m x 1 m x 1,8 tf/m3)2= 432,9 tf

W total = 681,67 + 432,9 = 1114,57 tf

§ Gaya Dinamik Geombang (Fw) :

Pw1 = 11,4517 tf/m2 Fw1 = 11,4517x 10,67 = 122,19 tf

Pw2 = 12,2112 tf/m2 Fw2 = 12,2112 x 8,51 = 103,92 tf

Pw3 = P1 – P2 = 4,8166 tf/m2 Fw3 = 4,8166 x 7,74 = 37,28 tf

Pw4 = 6,6351 tf/m2 Fw4 = 6,6351 x 7,74 = 51,36 tf

Fw total = 314,75 tf

§ Gaya Uplift Akibat Gelombang (N’) :

N’ = 6,6351 x 14 x 1 = 92,89 tf

§ Gaya Apung (Buoyancy) (B) :

Berat jenis air laut ( ) = 1,024 tf/m3

B = 1,024 x 284,028 x 1 = 290,85 tf

§ Gaya Gesek (pondasi – pemecah gelombang) :

FF = f (W - B – N’) tf

= 1114,57 – 290,85 – 92,89

= 730,83 tf

Horizontal sliding = 2,32 > S1 = 1,30 (aman)

3) Penggulingan (Overtuning)

Pb = 12,2112 tf/m2

P1 = 11,4517 tf/m2

P2 = Pu = 6,6351 tf/m2

Hd = 7,95 m

Dimana : Sf = 1,30

14.0013.20

6.60

0.50 0.50

0.50

7.00

0.40 0.20 0.40

concrete crown

concrete cap

sirtu

caisson

3.50

2.00

18.50

12

3

4

2.42

4.50

1.50

HD + do = 10,540 m

d = 12,00 mW

B

Hd

Pb

P1

Pw1

Pw2

Pw3

Pw4

N' N

P27.3069

P2

Sf≥∑∑

anPenggulingMomen Penahan Momen

∑ Momen penggulingan = ∑Fw1 Zi + N’ a3 + B a2

= 15629,34 tf.m

∑ Momen penahan = W.a1

= 41964,56 tf.m

Overtuning = 2,685 > 1,50 (Aman!)

4) Penggeseran Datar

Rumus Umum :

d. Stabilitas Pemecah Gelombang Akibat Gempa dan Gelombang

1) Gaya Gempa (seismic force)

Koefisien gempa regional = 0,06 (wilayah gempa II & tanah lunak)

Faktor kondisi tanah sub soil = 1,00 (pondasi tanah lunak)

Faktor keutamaan = 1,00 (class B)

Koefisien gempa = 0,06

Beban mati = berat caisson = 1114,57 tf

Gaya gempa = koefisien gempa x beban mati = 66,87 tf

Gaya gempa + gaya gelombang = 159,76 tf

2) Horizontal Sliding

fEW

F SFF

F≥

+ )(

Sf = 1,1

FF = 730,83 tf

Fw = 314,75 tf

FE = 66,87 tf

Horizontal sliding = 1,92 > 1,10 (Aman !)

3) Overturning

ΣMomen penahan = 41964,56 tf.m.

ΣMomen pengguling = 15629,34 tf.m.

Overturning = 2,685 > 1,00 (Aman !)

4) Penggeseran datar

C = 0

C.L = 0

Σ(W′ + V) = 22945,4 tf

cos.α = 0,910291

sin.α = 0,41397

H = 478,36 tf

Σ(W+V+Fe) = 17894,6 tf

penggeseran datar = 2,150626 > 1,10 (Aman!

Documents

Contoh Perhitungan Breakwater