PERENCANAAN STRUKTUR JETTY DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16051-3106100136... ·...

PERENCANAAN STRUKTUR JETTY DAN PERKERASAN TERMINAL MULTIPURPOSE DI MOROKREMBANGAN, SURABAYA

Latar Belakang

Pelabuhan Tanjung Perak akan mencapai kapasitasmaksimumnya (2.545.400 TEU) pada tahun 2011.

Diprediksikan akan terjadi overflow sebesar 68.600 TEU pada tahun 2012.

Sumber: The Study for development of the greater Surabaya Metropolitan Ports in the Rebublic of Indonesia, Final Report 2007

(JICA).

01234567

PRODUKSI RIIL

JICA 2007

Kesimpulan → dibutuhkan terminal petikemas baru di Surabaya.

Lokasi Study

Sedikit fakta tentang lokasi: Strategis, baik dari arah darat maupun arah laut. Kedalaman perairan untuk reklamasi relatif

dangkal. Kekuatan arus relatif rendah.

Batasan Masalah

Data-data yang digunakan dalam analisa adalahdata-data sekunder.

Layout yang digunakan adalah layout yang diusulkan oleh PT. Sarana Mitra Global Nusantara dan evaluasi yang dilakukan hanya pada layout dermaganya saja.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, tresteldianggap sudah jadi.

Lingkup Tugas Akhir

Evaluasi layout daratan Perencanaan detail struktur jetty (fender dan

boulder, pelat, balok, poer, dan tiang pancang) Perhitungan precast untuk jetty Perencanaan perkerasan dengan British Standard Membuat metode pelaksanaan Menghitung anggaran biaya.

Metodologi

Pendahuluan Mempelajari latar belakang dan permasalahanyang ada di lokasi proyek.

Study LiteraturMempelajari dasar teori, konsep dan perumusanyang akan dipakai dalam perencanaan.

Pengumpulan danAnalisis Data

•Data bathymetri dan topografi•Data arus dan pasang surut•Data angin dan gelombang•Data tanah

Kriteria Desain

•Peraturan yang digunakan•Kualitas bahan dan material•Kriteria kapal rencana•Pembebanan•Perhitungan fender dan boulder

Evaluasi Layout•Panjang dermaga•Lebar dermaga•Kedalaman Perairan

PerencanaanStruktur Dermaga

•Perhitungan pelat (klasik dan precast)•Perhitungan balok (klasik dan precast)•Perhitungan poer (klasik dan precast)•Perhitungan pondasi tiang pancang baja.

PerencanaanPerkerasan

Merencanakan perkerasan untuk concrete paving block dengan mengacu kepadaBritish Standart.

Analisa Biaya•Harga material dan upah•Analisa harga satuan•Rencana Anggaran Biaya

Metode Pelaksanaan•Persiapan lahan•Pekerjaan struktur jetty•Pekerjaan perkerasan

Kesimpulan Kesimpulan hasil perencanaan

Peta Bathymetri

(Sumber: KA Andal Pembangunan Terminal Multipurpose dan DepoKontainer PT. Sarana Mitra Global Nusantara)

Data Arus

Data Pasang Surut

Tidal range = 2,6 m

Data Tanah

Data tanah yang dipergunakan diperoleh daripekerjaan soil investigasi yang dilakukan padaDesember 2009 di perairan Morokrembangan.

Dari hasil bor dan SPT yang dilakukan, diketahuibahwa lapisan tanah di lokasi dermaga sampaikedalaman 100 meter didominasi oleh tanah lanauberlempung (Clayey Silt).

Nilai SPT rata-rata lapisan tanah di Teluk Lamong kurang dari 40.

Tabel SPT data tanah

Kapal Rencana

DWT : 35.000 Loa : 211 m Draft : -10,5m Height : 57,91 m Width : 32,1 m

Kualitas Material

MUTU BAJAKuat leleh (fyU32) = 320 MPa dan (fyU39) = 390 MPa

Tegangan tarik baja untuk pembebanan tetap,σa-U32 = 1850 kg/cm2 dan σa-U39 = 2250 kg/cm2

Tegangan tarik atau tekan baja rencana, σ’au-U32 = 2780 kg/cm2 dan σ’au-U39 = 3390 kg/cm2

Modulus elastisitas diambil sebesar 2 × 105 Mpa

Ukuran baja tulangan yang digunakan adalah D16 – D32

Evaluasi Layout

Panjang dermaga desain = 500 m. Evaluasi:Lp = n.Loa + (n-1) 15 +50

= 2x211 + 15 + 50= 487 m < 500 m → OK

Lebar dermaga desain= 50m. Evaluasi:

Kebutuhan lebar dermaga = 2+16+20+10+2 = 50 m.Maka lebar rencana dermaga sebesar 50 m sudah memenuhi kebutuhan.

Elevasi desain= +5 mLWS.Evaluasi:El = beda pasang surut + (1m – 1,5 m )

= 2,60 + 1,5 m = 4,10 m

Sehingga elevasi rencana dermaga sebesar +5,00 m sudahmemenuhi kebutuhan.

Kebutuhan kedalamanKedalaman = 1,1 draft kapal

= 1,1 x 10,5= 12 m

Kondisi eksisting kedalaman di muka dermaga adalah 5m disisi Timur dan 9m di sisi Barat. Oleh karena itu diperlukanpengerukan untuk menyesuaikan kebutuhan kedalamandermaga.

Desain Dimensi Struktur

Berikut ini adalah disain dimensi struktur dermaga : Panjang dermaga : 500 m (2 blok @ 250 m) Lebar dermaga : 50 m Tebal Pelat : 40 cm Balok Melintang : 80 x 120 cm Balok Memanjang : 80 x 120 cm Balok Crane : 120 x 150 cm Balok Fender : 80 x 120 cm Poer tunggal : 175 x 175 x 120 cm Poer ganda : 175 x 300 x 120 cm Tiang pancang, diameter : 1,016 m

tebal : 19 mm

Pembagian Blok

Layout Pembalokan

Pembebanan

Beban Vertikal1. Berat sendiri (qd)

Berat pelat = 0,4 x 2,9 = 1,16 t/m2

Berat Finishing(5 cm) = 0,05 x 2,9 = 0,145 t/m2

Total qd = 1,305 t/m2

2. Beba hidup merataKeadaan normal: Beban pangkalan = 5,0 t/m2

Beban air hujan (5cm) = 0,05 x 1 t/m3 = 0,05 t/m2

Total beban hidup untuk keadaan normal = 5,05 t/m2

Keadaan saat gempa:Beban pangkalan = 50%x 5,0 t/m2 = 2,5 t/m2

3. Beban terpusat:-Petikemas

-Truk Kontainer

Petikemas tampak samping

-Container Crane

Beban Horizontal1. Beban tumbukan kapal

Ef = 22,35 ton-m

Fender Karet Super Arch tipe SA-800H dengan data-data sebagai berikut :Defleksi = 45 % (R3)Energi = 30 ton-m (> Ef = 22,35 ton-m)Reaksi = 113 Ton (sebagai gaya horizontal)Panjang = 2,5 meterBerat = 2170 kgTipe Baut = W 2 ½ in (8 buah)

Fender dipasang pada setiap portal dermaga.

2. Beban tarikan kapal →bobot kapal, angin dan arus- Gaya tarik boulder (Pa) = 150 tonDalam kondisi kritis diambil α = 45°

H = 106, 07 ton

- akibat arus

Pc = 5,3 ton

- akibat angin

Pw = 82,08 ton

Jumlah gaya tarik akibat arus dan angin= 5,3 t + 82,08t= 87,38 tonSetelah dibandingkan dengan gaya tarik berdasarkan bobotkapal, maka untuk perencanaan dipilih gaya tarik kapal106,07 ton .

Berdasarkan besar gaya tarik kapal, maka dipilihlah boulder Type BR-150 dengan spesifikasi berikut:-Kapasitas tarik : 150 ton-Dimensi: A = 600 mm

B = 1000 mmC = 810 mmD = 750 mmE = 381 mmF = 710 mmG = 306 mmH = 100 mm

Boulder dipasang setiap jarak 18 m (jarak 3 portal).

3. Beban GempaBeban gempa dihitung berdasarkan respon spektrumdinamis. Berikut adalah grafik respon spektrumgempa untuk wilayah gempa 2.

Gambar Beban-beban horizontal

Kombinasi Pembebanan

DL + LL DL + LL + Fender DL + LL + Boulder DL + Truck + PK DL + CC + Truck DL + CC + Truck + PK DL + 0,5 LL + Gempa X + 0,3 Gempa Y DL + 0.5 LL + Gempa Y + 0,3 Gempa X

Analisis dengan SAP 2000

Output SAP

Panjang Momen Lintang Tors i

(m) (kgf-m) (kgf) (kgf-m)

Mel intang 2236 8 tumpuan -194435 8

180 8 lapangan 133840.5 3

9 8 tump.i 105996 3

30 8 tump.j -93821 2

17 8 tumpuan -9230.7 1

Memanjang 2236 6 tumpuan -194435 8

180 6 lapangan 133840.5 3

9 6 tump.i 105996 3

30 6 tump.j -93821 2

17 6 tumpuan 9230.67 1

Crane 1100 6 tumpuan -155969 7

2297 6 lapangan 142056.7 7

1100 6 tump.i -116732 5

1100 6 tump.j 112320.4 5

35 6 tumpuan 16077.5 3

Fender 45 2 tumpuan -48136.1 2

44 2 tump.i -1607.9 4

573 2 tump.j -35005.3 2

574 2 tumpuan -2020.1 7

Balok Frame Pos is i Combo

Penulangan Pelat

5.2 7.1 Mlx 9107.478 3.415 1.825 OK 9.699 17.569 D 16 - 80 1810.287

5.2 7.1 -Mtx 9107.478 3.415 1.825 OK 9.699 17.569 D 16 - 80 1810.287

5.2 7.1 Mly 6529.890 3.83 2.105 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 7.1 -Mty 6529.890 3.83 2.105 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 6.1 Mlx 7904.603 3.666 1.994 OK 8.375 15.171 D 16 - 80 1609.144

5.2 6.1 -Mtx 7904.603 3.666 1.994 OK 8.375 15.171 D 16 - 80 1609.144

5.2 6.1 Mly 6529.890 3.83 2.534 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 6.1 -Mty 6529.890 3.83 2.534 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 6.2 Mlx 7904.603 3.666 1.994 OK 8.375 15.171 D 16 - 80 1609.144

5.2 6.2 -Mtx 7904.603 3.666 1.994 OK 8.375 15.171 D 16 - 80 1609.144

5.2 6.2 Mly 6529.890 3.83 2.534 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 6.2 -Mty 6529.890 3.83 2.534 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 7.2 Mlx 9107.478 3.415 1.825 OK 9.699 17.569 D 16 - 80 1810.287

5.2 7.2 -Mtx 9107.478 3.415 1.825 OK 9.699 17.569 D 16 - 80 1810.287

5.2 7.2 Mly 6529.890 3.83 2.534 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

5.2 7.2 -Mty 6529.890 3.83 2.534 OK 7.646 13.151 D 16 - 80 1408.001

1.5 5.2 Mlx 8422.611 3.551 1.915 OK 8.954 16.220 D 16 - 60 1810.287

1.5 5.2 -Mtx 9933.110 3.27 1.725 OK 10.64 19.274 D 16 - 50 2011.43

1.5 5.2 Mly 3479.343 4.076 D 16 - 30 1005.715

1.5 5.2 -Mty 1999.820 4.076 D 16 - 50 603.429

1.6 5.2 Mlx 8081.814 3.626 1.967 OK 8.565 15.515 D 16 - 65 1609.144

1.6 5.2 -Mtx 9566.690 3.332 1.755 OK 10.27 18.603 D 16 - 50 2011.43

1.6 5.2 Mly 3461.432 4.076 D 16 - 50 603.429

1.6 5.2 -Mty 2054.450 4.076 D 16 - 50 603.429

Dipasang mm2

As pasang mm2

Ca Φ Ket100nω

A perlu cm2

Momen Pelat

One Way Slab

Two Way Slab

One Way Slab

Two Way Slab

Type Pelat

lx ly ly/lx

Two Way Slab

Penulangan Balok

b h Tarik Tekan Tarik Tekan Tump Lap

(cm) (cm) (mm2) (mm2) (mm2) (mm2) (mm2) (mm2)

Melintang 80 120 12861.44 5629,73 7234.6 3215.4 D-22 D-22

16 7 9 4

D-32 D-32 D-32 D-32

Memanjang 80 120 12861.44 5629,73 7234.6 3216,99 D-22 D-22

16 7 9 4

D-32 D-32 D-32 D-32

Crane 120 150 11259 4825.5 6434 3217 D-22 D-22

8 2 5 4

D-32 D-32 D-32 D-32

Fender 80 120 4561.6 1900.6 4561.6 1900.6 D-22 D-22

12 5 12 5

D-22 D-22 D-22 D-22

Plank Fender 200 100 9498.5 1899.7 9498.5 1899.7 D-22 D-22

12 5 12 5

D-32 D-22 D-32 D-22

Dimensi Tumpuan Lapangan Geser

100 150

100 200

N Tul 100 100

N Tul 120 120 Penulangan Poer

b h Tarik Tekan Tarik Tekan

(cm) (cm) (mm2) (mm2) (mm2) (mm2)

Poer Tunggal 175 120 16689 16689 7234.6 7234.6

34 34 34 34

D-22 D-22 D-32 D-32

Poer Ganda 170 300 12169 12169 12169 12169

32 32 32 32

D-22 D-22 D-22 D-22

Lapangan

Dimensi Tumpuan

Perhitungan Pelat Precast

1. Kemampuan angkat crane → (10 ton)Berat satu segmen pelat = 5,36 x 7,16 x 0,2 x 2900

= 22,26 ton > 10 ton.Agar elemen pelat dapat diangkut oleh crane :

pelat dibagi menjadi 8 segmen@ 1 x 5,36 m.Berat 1 elemen pelat:5,36 X 1 X 0.2 X 2900 = 3,108 ton3,108 ton < 10 ton (OK)

6 8 -Mtx D16-80 1810.287

6 8 Mlx D16-80 1810.287

6 8 -Mty D16-80 1408.001

6 8 Mly D16-80 1408.001

As Pasang

Type Pelat

lx ly lokas i D pasang

Kontrol momen vs Tulangan terpasang

Pada saat penumpukan (umur 7 hari)Diperoleh momen (M) terbesarditumpuan: - 2082,89 kgm.

Tegangan yg bekerja akibat (M):

Momen kerja maksimum:Mmax =

² aσ hAMζ 117x831,0x287,1810

2082896=

= 11,83 kg/mm2 = 1183 kg/cm2 < 1850 kg/cm2 (OK)

b'σ φσn

968,0x5,171183

= 69,83 kg/cm2 < 75,07 kg/cm2 (OK)

hA a ζσ

7,11x831,0x1850x1028,18=

= 3256,15 kg.m > 2082,89 kg.m (OK)

Pada saat pengangkatan

My = -My = 178,295 kg.mKontrol tulangan precastTegangan yg bekerja akibat M:

aσ hAMζ= = 117x831,0x287,1810

178,295

= 101,29 kg/cm2 < 1850 kg/cm2 (OK)

b'σ φσn

a= = 968,0x5,1729,101

= 6,01 kg/cm2 < 75,07 kg/cm2 (OK)

Momen kerja maksimum:

Mmax = hA a ζσ

= 7,11x831,0x1850x1028,18

= 3256,15 kg.m > 178,295 kg.m (OK)

Pada saat menahan beton basah (umur 14 hari)

Tegangan yang bekerja akibat M:

Momen kerja maksimum:M maks =

M = 1/8 q L2 + ¼ P L= 1/8 x 1160 x 5,362 + ¼ x 100 x 5,36= 4012,496 kg.m

aσ hAMζ= = 1160,6 kg/cm2 < 1850 kg/cm2 (OK)

b'σ φσn

a= = 85,133 kg/cm2 < 101,64 kg/cm2 OK)

hA a ζσ = 7,11x817,0x1850x1028,18

= 4290,13 kg.m > 4012,496 kg.m (OK)

Prosedur perencanaan precast untuk elemen-elemenstruktur dermaga yang lain, sama dengan prosedur

pada precast pelat.

Perencanaan Tiang Pancang

Type Tiang Type BebanCombo Frame Beban Rencana

P 8 57 -273359.800 kgV2 7 57 9064.800 kgV3 8 5 8824.600 kg

M2 8 5 102802.760 kg.m

M3 7 514 -100620.360 kg.m

Miring

P(tekan) 8 517 -238195.200 kgP(tarik) 8 43 70360.500 kg

V2 8 6 -6703.900 kgV3 7 60 -8966.100 kgM2 7 517 -99891.700 kg.m

M3 8 6 -103934.860 kg.m

Defleksi Tiang

U1 7 1 1.712 mmU2 8 1 1.616 mm

Kebutuhan Kedalaman Pondasi

Kedalaman yg dibutuhkan:Tiang tegak : 42 mTiang miring : 60 m

0 200 400 600 800 1,000

Daya Dukung Pondasi di B-4

Qad tekan P tiang tegak P tiang miring Qs

Qad (ton)

Defleksi Maksimum

Tipe Frame/joint Comb Def Def

u1 (mm) 1 Comb 2 1.712 4 OK!!!

u2 (mm) 1 Comb 3 1.616 4 OK!!!

u3 (mm) 14 Comb 2 2.368 4 OK!!!

Kontrol Kekuatan Bahan

• Tiang Pancang Tegak- Kontrol momen

Mmax = 102,802 ton⋅m < Mijin = 453,324 ton.m …OK!!- Kontrol gaya horizontal (Hu)

Untuk tiang dengan ujung tetap (fixed headed pile)Hu = 37,15 ton > Hmax = 9,065 ton …OK!!

- Kontrol teganganσmax= =

= 2 x 453,324 / (16,4 + 8 )

00740,0508,0x102802,760

05951,08,273359+ 1165,0781 kg/cm2 < 2400 kg/cm2 ...OK

• Tiang Pancang Miring- Kontrol momen

Mmax = 103,934 ton⋅m < Mijin = 453,324 ton.m …OK!!- Kontrol gaya horizontal (Hu)

Untuk tiang dengan ujung tetap (fixed headed pile)Hu = 37,15 ton > Hmax = 8,966 ton …OK!!

- Kontrol teganganσmax =

= 2 x 453,324 / (16,4 + 8 )

00740,0508,0x103934.86

05951,0238195.2

+ = 1113,760 kg/cm2 < 2400 kg/cm2 ...OK

Kalendering

Perumusan kalendering yang dipakai adalah Alfred Hiley Formula (1930).

TIANG TEGAK TIANG MIRING103 mm 127 mm

Stabilitas Tiang terhadap Frekuensi Gelombang

TIANG ωt ω KETTEGAK 10,09 s 6 s OK!!MIRING 9,44 s 6 s OK!!

Kontrol Posisi Tiang

Posisi tiang miring harus dikontrol terhadap kedalamannya sehingga tidak ada tiang yang bertemu. Tiang miring dipasangdengan perbandingan 10:1.

Rencana Anggaran untuk Pekerjaan Persiapan

No Uraian Volume Satuan Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)1 Pembersihan lapangan 1 Ls 13,600,000 13,600,000

2 Pengukuran dan pemasangan bowplank 1 Ls 25,500,000 25,500,0003 Mobilisasi dan demobilisasi 1 Ls 500,000,000 500,000,0004 Penerangan 1 Ls 7,500,000 7,500,0005 Administrasi dan dokumentasi 1 Ls 10,000,000 10,000,0006 Gudang 1 Ls 25,000,000 25,000,0007 Direksi keet 1 Ls 42,500,000 42,500,000

624,100,000Sub Total I

Rencana Anggaran Biaya Pekerjaan Struktur Dermaga

No Uraian Volume Satuan Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)1 Pengadaan tiang pancang baja 51,528 m' 2,500,000 128,820,000,0002 Pemancangan tiang tegak 35,400 m' 472,102 16,712,406,0803 Pemancangan tiang miring 16,128 m' 590,127 9,517,573,6324 Penyambungan tiang 4,294 buah 48,532 208,394,2615 Pengangkutan tiang 9,096 m' 22,675 206,252,4066 Pelat lantai beton 20,000 m3 4,162,483 83,249,652,2947 Balok melintang (80/120) 3,870.72 m3 4,603,910 17,820,445,7558 Balok memanjang (80/120) 2,400 m3 3,401,913 8,164,590,6489 Balok crane (100/150) 1,500 m3 3,779,513 5,669,269,336

10 Balok fender (80/120) 161.28 m3 2,675,644 431,527,87911 Plank fender (100 x 200 x 350) 588 m3 3,264,628 1,919,601,47212 Poer beton tiang ganda (300 x 175 x 120) 1,058.40 m3 3,069,153 3,248,391,59913 Poer beton tiang tunggal (170 x 170 x 120) 1,456.56 m3 2,836,660 4,131,766,11915 Beton isi tiang 1708.28 m3 1,888,195 3,225,557,54416 Pengadaan fender SA-800H 84 buah 45,000,000 3,780,000,00017 Pengadaan Boulder BR 150 kapasitas 150 ton 30 buah 35,000,000 1,050,000,00018 Rel crane 1,984 m' 850,000 1,686,400,00019 Dilatasi antar blok 1 buah 177,457 177,457

279,842,006,482Sub Total II

Rekapitulasi Anggaran Biaya

No Uraian Sub.Total (Rp)

1 Pekerjaan Persiapan 624,100,0002 Pekerjaan Struktur Dermaga 279,842,006,482

280,466,106,48228,046,610,648

308,512,717,130308,512,718,000

Jumlah Total

PPn 10%Total + PPn

Jumlah Akhir (dibulatkan)Terbilang : Tiga Ratus Delapan Milyar Lima Ratus Dua

Belas Juta Tujuh Ratus Delapan Belas Ribu Rupiah

Perkerasan Beban-beban yang bekerja

Critical damaging effect (D)

Indeks klasifikasi

Nilai pengulangan (N)

PAWLS L.C.I

Kurang dari 22 – 44 – 8

8 – 1616 – 3232 – 64

64 – 128128 – 256

Lebih dari 256

ABCDEFGH

Tidak terklasifikasi

D =25,175,3

8,0000.12

N = ∑ ×terkritisPAWLSMaksimum

PAWLSPergerakanKumulatif

D = 38,28 PAWLS

= 0,63 x 106 trip

fc’ = 12 MPa

0,6x106

Thickness of base=325

E=35000 N/mm2

Struktur perkerasan untuk lintasan chassis

Base CourseCTB K-250

Sub BaseAgregat BCBR 25%

Sub GradeCBR 15%

Concrete Block fc’45 MPaBedding Sand 5cm

Metode Pelaksanaan

Pekerjaan Persiapan

Moetode Pelaksanaan Perkerasan

Kesimpulan

Layout yang telah disepakati oleh PT.Sarana Mitra Global Nusantara sudah mencapai kriteria yang optimal, mampumelayani kapal jenis cargo dan Petikemas atau kapalMultipurpose dengan kapasitas 35000 DWT.

Struktur Dermaga dengan:-panjang = 500m-lebar = 50m-elevasi = +5 mLWS

-Pelat lantai dermaga dengan tebal 40 cm