PERENCANAAN BREAKWATERDI PELABUHAN PENYEBERANGAN NANGAKEO,

NUSA TENGGARA TIMUR

Oleh :Sofianto K3108 100 144

Tugas Akhir

JURUSAN TEKNIK SIPILFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2012

1

I. LATAR BELAKANGPelabuhan Penyeberangan

Ferry Nangakeo

Penggunaan Pelabuhan Belum Optimal (2008- 201 1 )

Kapal sering tidak bisa berlabuh

Posisi Dermaga yang sejajar dengan Garis Pantai

Gelombang yang besar pada kolam dermaga

2

Gelombang/Alun yang besar pada kolam dermaga

Kapal terguncang sehingga membahayakan proses Debarkasi

3

Kapal memasuki Kolam dermaga

PERMASALAHAN

Gelombang yang besar di Kolam Dermaga

Struktur Pemecah Gelombang (Breakwater)

Bagaimana Mereduksi energi Gelombang agar Kapal dapat berlabuh dengan aman?

4

II. LOKASI

Perairan Nangakeo, Kecamatan Nangapanda,

Kabupaten Ende, Provinsi Nusa Tenggara

Timur (NTT).

5

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

Laut Flores

6

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

7

Lokasi Studi

Gambar 1.3 – Peta Topografi dan Batimetri Pelabuhan Penyeberangan Nangakeo, Kabupaten Ende, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

(Sumber : ASDP Dirjen Departemen Perhubungan)

Lokasi Pelabuhan

8

III. TUJUAN

1 . Merencanakan Layout dan Dimensi Breakwater

2. Merencanakan Detail Breakwater

3. Menghitung Struktur Breakwater

4. Merencanakan Pengerukan

6. Menghitung Rencana Anggaran Biaya9

5. Merencanakan Metode Pelaksanaan

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.

0

5

10

1520

25

Keda

lam

an (m

)

50 m 25 m (Permukaan Air laut)

Gambar Penampang Melintang Dasar Laut

10

40 m 20m 5m 8m Ke arah Laut Dalam

Jenis Breakwater

Breakwater Dinding Tegak

11

Floating Breakwater

IV. METODOLOGIPendahuluan Mempelajari latar belakang dan permasalahan yang

ada di proyek

Tinjauan Pustaka Mempelajari dasar teori, konsep, dan perumusanyang akan dipakai dalam perencanaan

Pengumpulan dananalisa data

• Data Topografi dan Bathymetri• Data pasang surut• Data arus• Data angin• Analisa gelombang• Data tanah• Data Kapal

Perencanaan layout • Perencanaan alur pelayaran• Perencanaan layout breakwater

Kriteria Desain

• Peraturan yang digunakan• Kriteria kapal rencana• Kualitas bahan dan material

12

Perhitungan Strukturbreakwater

•Perhitungan Struktur breakwater tipe Monolith(tiang pancang)

•Perhitungan Kekuatan dan Daya dukung Tanah•Gambar rencana

Perencanaan metodekonstruksi

• Merencanakan metode yang efektif dan efeisenpada masa konstruksi

Perhitungan rencanaanggaran biaya

• Harga material• Analisa harga satuan• Perhitungan volume pekerjaan• Perhitungan rencana anggaran biaya

Kesimpulan Hasil Perencanaan

PerencanaanPengerukan • Pengerukan pada Alur masuk dan Alur keluar

13

14

ANALISA DATA

15

1 . Peta Bathymetri dan Topografi

2. Data Pasang Surut

3. Data Angin dan Gelombang

4. Data Arus

5. Data Tanah

6. Data Kapal

16

1 . Peta Bathymetri dan Topografi

17

2. Data Pasang Surut

18

3. Data Angin

19

4. Data Arus

20

5. Data Tanah

21

DATA ANGIN dan GELOMBANG

Note :Data Angin dan Tinggi Gelombang yang diperoleh mulai tahun 2006 sampai tahun 2011

22

REKAPITULASI DATA ANGIN

23

Prediksi Tinggi Gelombang Berdasarkan SMB tahun 1984

Kapal Penyeberangan FerryBobot mati : 1000 GRT Panjang kapal (LOA) : 75 meterLebar kapal (Width) : 13 meterDraft Kosong : 3,5 meterDraft Bermuatan : 5 meter

KRITERIA KAPAL RENCANA

1.75

1.75

1.751.75

5.20

3.45

Steel Pipe Pile Ø1016 mmPoer/ Pile cap

Outside Diameter

Wall thickness

Cross-sectional area

Unit Weight

Momen of inertia

Modulus of Section

Radius of gyration of area

Outside surface area

mm mm cm2 kg/m I (cm4) Z (cm3) i (cm) m2/m1016 19 595,1 467 740000 14600 35,2 3,19

Desain Monolith Breakwater

Spesifikasi Tiang Pancang Baja

3

Perhitungan Gaya- gaya yang bekerja pada struktur breakwater

Note : Pada Tabel di bawah merupakan hasilperhitungan gaya dan momen menggunakanmetode Goda.Breakwater tipe monolith ini dihitungberdasarkan lokasi -25 mLWS. Tinggigelombang refraksi dari laut dalam didapatdari penabelan refraksi pada Bab 3.

4

Grafik Respon Spektrum SAP dan Kombinasi Pembebanan

*) Desain Renforced ConcreteKombinasi I = 1,2D +1,6L(W)Kombinasi II = 1,2D +1L(W) + 1G

*) Stability Of Pile FoundationKombinasi I = 1D +1L(W)Kombinasi II = 1D +1L(W) + 1G

5

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 kenaikanlinier harga modulus.

6

Grafik Sainflou Dan Tabel Perhitungan Tinggi Struktur

Note : Grafik Sainflou digunakanuntuk menentukan tinggi gelombangsetelah mengalami Refleksi

7

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

8

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

9

Perhitungan Penulangan Poer

Note : Dipasang tulangan D29 - 100 mm (6601,85 mm2). Tulangan dipasangdengan dimensi dan jarak yang sama pada kedua arah X dan Y.

10

Grafik Daya Dukung Tanah dan Kedalaman pemancangan Tiang Tegak

Note : Dalam perencanaanstruktur breakwater monolithini digunakan kedalaman tiangyang tergantung dari dayadukung tanah dasar. Untuktiang pancang tegak dengangaya tekan = SF x 114 ton

=3 x 114 = 342 tongaya tarik = SF x 127 ton

=3 x 127 = 378 tonmaka dibutuhkan kedalamantiang sekitar 13 meter dariseabed.

11

Grafik Daya Dukung Tanah dan Kedalaman pemancangan Tiang Miring

Note : Dalam perencanaanstruktur breakwater monolithini digunakan kedalaman tiangyang tergantung dari dayadukung tanah dasar. Untuktiang pancang miring dengangaya tekan = SF x 378 ton

=3 x 378 = 1134 tongaya tarik = SF x 208 ton

=3 x 208= 624 tonmaka dibutuhkan kedalamantiang sekitar 17,5 meter dariseabed.

12

Rencana Struktur Breakwater

Tampak sisi atas

13

Rencana Struktur Breakwater

Note : Layout breakwater terdiri dari 1 Segmen dengan panjang 125 meter, melintang dari arah barat ke timurdengan jarak Breakwater dari pelabuhan =80 meter dimana lebih besar dari 1*LOA = 75 m, jadi tidak menghalangikapal ferry untuk bermanuver di kolam dermaga. Lebar alur masuk dan keluar dari kolam dermaga yangdirencanakan adalah 75 m dengan kedalaman minimal -5mLWS.

Sisi Depan Breakwater Sisi Belakang Breakwater

14

Rencana Layout Pengerukan

Note : Pada bab IV dapat dilihat layout kondisi eksisting breakwater dengan kebutuhan kedalaman -5 mLWS padaalur di mulut breakwater dimana pada alur masuk dan keluar kapal perlu dilakukan adanya pengerukan mengingatkebutuhan kedalaman kapal ferry 1000 GRT yaitu -5.00mLWS sedangkan pada mulut breakwater yang ada mencapaikedalaman -3.00mLWS. Jadi kapal dapat dengan aman bermanuver melewati mulut breakwater

15

Rencana Pengerukan

Note : Dengan demikian volume pengerukan awal yang diperlukan adalah sebesar 1352,2 m3. Karena volume total galian < 5000 m3, maka dipilih alat keruk mekanik yaitu clamshell dredger.

Lokasi Alur Masuk Bouy 1Potongan A (m2) Jarak (m) Volume (m3)

I-I 0,00 20 0II-II 8,43 20 168,6

III-III 11,08 20 221,6IV-IV 11,93 20 238,6V-V 10,78 20 215,6

VI-VI 7,32 20 146,4

Lokasi Alur Masuk Bouy 2Potongan A (m2) Jarak (m) Volume (m3)

I-I 10,28 20 205,6II-II 5,73 20 114,6

III-III 2,06 20 41,2IV-IV 5,77 20 115,4V-V 5,34 20 106,8

VI-VI 2,62 20 52,4

16

Rencana Metode Pelaksanaan

17

Rencana Metode Pemancangan

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

7. Removal of side form and staging

8. Completed Concreted Poer of Breakwater

Reinforcement BarSide Form

Concrete Bucket

Ponton 1000 ton

19

Rencana Pengerukan

20

Rencana Anggaran BiayaPEKERJAAN PERSIAPANPEKERJAAN PENGERUKANPEKERJAAN BREAKWATER TIANG PANCANGREKAPITULASI TOTAL ANGGARAN

21

KESIMPULAN

Struktur Breakwater MonolithDari 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 cmDiameter tulangan Poer : D29-100Elevasi puncak : +7.41 mLWS

PengerukanDari hasil perencanaan pada Bab VII, didapatkan hasil sebagai berikut :Pengerukan dilakukan dengan menggunakan kapal keruk clamshell dengan kapasitas 5 m3

Volume pengerukan 1352,2 m3 pada dua lokasi pengerukan yaitu alur masuk dan keluar kolam dermaga.

22

KESIMPULAN

Metode PelaksanaanPekerjaan struktur secara keseluruhan dilakukan dari laut menggunakan tongkang

dan crane sebagai alat pemindah material. Pada pekerjaan Struktur Monolith menggunakanDiesel hammer sebagai alat bantu pemancangan tiang pancangnya. Pembuatan poer tiangpancang dilakukan menggunakan cast in situ dengan beton ready mix.

Pada pekerjaan pengerukan menggunakan alat keruk clamshell dibantu dengankapal tongkang (barge) untuk membuang hasil pengerukan.

Anggaran BiayaTotal anggaran biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan breakwater berdasarkanperhitungan Bab IX adalah sebesar Rp. 93.482.512.000,00. (Sembilan puluh tiga milyar empatratus delapan puluh dua juta lima ratus dua belas ribu rupiah).

SaranKonstruksi 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.

23

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

1

PANJANG FETCH EFEKTIF

Selatan

Barat Daya

Tenggara

2

Tinggi Gelombang dan Durasi Berdasarkan Panjang Fetch Efektif

Note :Tinggi Gelombang dan Durasi dihitung dari tahun 2006 sampai tahun 2011

3

Rekapitulasi Tinggi Gelombang dan Durasi Berdasarkan Panjang Fetch Efektif

Tinggi Gelombang maksimum pertahun yang didapat dariperhitungan 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 25-26 jam atau 1 hari lebih.

4

REKAPITULASI DATA TINGGI GELOMBANG BERDASARKAN DATA DI LAPANGAN

Sumber :BMKG Stasiun Meteorologi El Tari Kupang, Nusa Tenggara Timur

5

Grafik Peramalan Gelombang

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

6

Tinggi Gelombang maksimum berdasarkan durasi waktu yang dikoreksi

Tahun HmaxKec.Angin

Rt Rl Uw Ua t (jam) T (detik)knot m/s

2006 3,43 16,42 8,45 1,1 1,14 10,57 12,91 15 112007 3,60 16,52 8,50 1,1 1,14 10,63 13,00 17 112008 3,63 19,31 9,93 1,1 1,12 12,24 15,46 13 132009 2,64 12,05 6,20 1,1 1,30 8,88 10,41 16 92010 3,14 15,79 8,12 1,1 1,16 10,33 12,55 14 102011 2,81 12,89 6,63 1,1 1,26 9,19 10,87 16 9

Tahun HmaxKec.Angin

Rt Rl Uw Ua t (jam) T (s)knot m/s

2006 2,45 16,28 8,38 1,1 1,14 10,48 12,77 10 112007 1,34 11,31 5,82 1,1 1,14 7,28 8,16 10 72008 2,78 16,84 8,66 1,1 1,12 10,67 13,06 12 112009 1,6 11,66 6,00 1,1 1,30 8,59 10,00 9 82010 1,85 12,79 6,58 1,1 1,16 8,37 9,69 12 82011 2,14 11,71 6,02 1,1 1,26 8,35 9,66 14 8

Tahun HmaxKec.Angin

Rt Rl Uw Ua t (jam) T (s)knot m/s

2006 2,35 17,53 9,02 1,1 1,14 11,28 13,99 9 122007 2,25 14,51 7,46 1,1 1,14 9,34 11,09 12 92008 2,36 17,00 8,75 1,1 1,12 10,77 13,22 9 112009 1,89 12,68 6,52 1,1 1,30 9,34 11,09 10 92010 1,59 11,39 5,86 1,1 1,16 7,45 8,40 12 72011 1,94 12,93 6,65 1,1 1,26 9,22 10,91 10 9

TENGGARA

SELATAN

BARAT DAYA

7

TINGGI GELOMBANG DI LAUT DALAM

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

1 10 100

Ting

gi G

elom

bang

(m

)

Umur Rencana (Tahun)

Arah Barat Daya

Arah Selatan

Arah Tenggara

8

SKEMATISASI KONTUR

9

REFRAKSI GELOMBANG

10

PERHITUNGAN TINGGI GELOMBANG SETELAH MENGALAMI REFRAKSI

11

ANALISA DATA TANAH

Note : Data tanah yang digunakan yaitu tanah asli. Pengambilan data tanah asli meliputipengambilan undisturbed sample, dan standar penetrasi test (SPT). Data SPT dan undisturbedsample pada lokasi didapat melalui dua titik bor, yaitu BH1dan BH2 sampai kedalaman -18 m dariseabed (dasar laut)

12

ANALISA DATA TANAH

Note : Hasil analisa laboratorium (lihat lampiran hasil analisa laboratorium) : BH I - Berat Isi Asli padakedalaman - 12.42 sampai -18.03 m LWS sebesar 1.846 sampai 1.920 kg/cm3. BH.II : - Berat Isi Asli padakedalaman 12.45-18.20 m LWS sebesar 1.846 kg/cm3. Kedua bor didominasi butiran Pasir halus berukuran0.075 - 0.420 mm, dengan porositas sekitar 40%.

BORELOG BH-1 BORELOG BH-2

13

DATA KAPAL

Note : Data Register Kapal ILE BOLENG (Sumber : Biro Klasifikasi Indonesia)

14

DIMENSI KAPAL FERRY

15

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Note : Floating breakwater tidak terlalu efektif dalam mengurangi tinggi gelombang untuk gelombang besardibandingkan fixed breakwater, batas atas untuk desain periode gelombang adalah pada kisaran 4-6 detik (samadengan 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 10-11 detik. Jadipenggunaan breakwater tipe floating untuk pelabuhan penyeberangan Nangakeo tidak cocok berdasarkan tinggigelombang dan periode gelombang yang terjadi.

Floating BreakwaterFloating Box Concrete

Breakwater

16

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Breakwater Caison Beton

Note : Sebelum memasang dinding Caison diperlukan pondasi dangkal untuk menjaga stabilitas dinding. Untukmembuat pondasi dangkal berupa tumpukan sirtu pada kedalaman -20 meter sangatlah sulit. Karena sirtu yangakan dijadikan pondasi dinding akan lebih banyak terbawa oleh arus dan gelombang laut sebelum mencapai posisidi dasar laut yang direncanakan.

17

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Note : Wilayah Perairan Nangakeo merupakan perairan dengan kontur dasar laut yang sangat curam dan memilikigelombang yang cukup besar. Breakwater Monolith Tiang pancang dapat digunakan pada perairan dalam dan dapatmenahan gelombang yang cukup besar. Lebar bangunan juga tidak terlalu besar, sehingga dari segi biaya danmetode pelaksanaan tipe breakwater ini cocok untuk diaplikasikan

Breakwater Tiang Pancang

18

PEMILIHAN STRUKTUR BREAKWATER

Note : Berdasarkan Tabel perbandingan diatas, maka dipilih Breakwater TiangPancang dengan persentase point sebesar 80%

19

PERENCANAAN LAYOUT BREAKWATER

Perhitungan Dimensi Layout Pelabuhan

Note :Kedalaman : 1.2*draft kapal =1.2*3,5= 4,2 ≈ 5 meterKolam Putar (Db) = = 1*LOA = 1*75 = 75 meterPanjang Alur Masuk (P) = 1,5*LOA= 1*75 = 112,5 ≈ 113 meter (kecepatan 5 Knot)

20

Rencana Layout Breakwater

Note : Layout breakwater terdiri dari 1 Segmen dengan panjang 125 meter, melintang dari arah barat ke timurdengan jarak Breakwater dari pelabuhan =80 meter dimana lebih besar dari 1*LOA = 75 m, jadi tidak menghalangikapal ferry untuk bermanuver di kolam dermaga. Lebar alur masuk dan keluar dari kolam dermaga yangdirencanakan adalah 75 m dengan kedalaman minimal -5mLWS.

Area Turning Basin (75 m)

21

Difraksi Gelombang

Note : Peninjauan difraksi dilakukan pada titik A, dimana arah gelombang datang yang berpengaruh dari 3 arahyaitu Barat Daya, Selatan, dan Tenggara. Gelombang yang datang terdefraksi oleh single breakwater dan melaluikedua ujung breakwater.

22

Difraksi Gelombang

Note : Tinggi Gelombang Setelah mengalami defraksi masih aman dalam kolamdermaga (H < 0,5 m)

θ0 HS0 T Lo=1.56 T2 r α HA

( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m )A 45 0,78 9,73 147,77 95,0 0,64 57,0 0,06 0,07 0,05 OkA 135 0,78 9,73 147,77 116,0 0,79 43,0 0,45 0,90 0,35 Ok

Titik r/L0 KetK'

θ0 HS0 T Lo=1.56 T2 r α HA

( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m )A 90 3,13 10,66 177,36 95,0 0,54 57,0 0,09 0,12 0,38 OkA 90 3,13 10,66 177,36 116,0 0,65 43,0 0,09 0,12 0,28 Ok

Titik r/L0 KetK'

θ0 HS0 T Lo=1.56 T2 r α HA

( o ) ( m ) ( d ) ( m ) ( m ) (º) 43º 57º ( m )A 75 2,97 10,66 177,36 95,0 0,5 57,0 0,12 0,18 0,54 OkA 105 2,97 10,66 177,36 116,0 0,7 43,0 0,08 0,09 0,24 Ok

Titik r/L0 KetK'

TENGGARA

SELATAN

BARAT DAYA

MUTU BAJA TULANGAN

Kuat leleh (fyU32) = 400 MPa

Tegangan tarik baja untuk pembebanan tetap,σa-U32 = 1850 kg/cm2

Tegangan tarik atau tekan baja rencana, σ’au-U32 = 2780 kg/cm2

Modulus elastisitas diambil sebesar 2 × 105 Mpa

Diameter tulangan yang digunakan adalah D10– D25

MUTU BETON

Kuat tekan karakteristik f’c=35 MPa

Modulus Elastisitas diambil berdasarkan PBI 1971

Tebal selimut beton (decking) untuk daerah yang berbatasan langsung dengan air laut:

- Tebal decking 8.0c m

Ec 6400 350kgf cm 2−⋅ 1.197 105× kgf cm 2−⋅==

KRITERIA DESAIN