5 - 1

Bab

5

5 Metoda Perbaikan Penanganan Kerusakan Dermaga Studi Kasus Dermaga A – I Pelabuhan Palembang

5.1 Umum

Berdasarkan pada hasil pemetaan kerusakan dermaga, dapat disimpulkan bahwa terdapat dua masalah utama pada Dermaga A – I Pelabuhan Palembang, antara lain :

1. Kerusakan pada elemen struktur berupa retak, spalling dan erosi permukaan .

2. Sistem fender yang ada tidak berfungsi dengan baik.

Kerusakan pada elemen struktur terjadi karena terjadinya penurunan kinerja material, karena faktor lingkungan dan beban operasional.

Fender yang ada saat ini dipasang secara horizontal pada lisplank. Masalah pada fender muncul ketika yang dilayani adalah tongkang, ketika surut maka elevasi tepi tongkang berada lebih bawah daripada elevasi fender sehingga ketika pasang fender terangkat oleh tongkang, seperti diilustrasi pada Gambar 5.1.

1) Kondisi Awal

2) Kondisi Saat SurutElevasi tepi tongkang lebih rendah darielevasi fender.

3) Kondisi Saat PasangFender rusak karena terangkat tongkang.

1) Kondisi Awal

2) Kondisi Saat SurutElevasi tepi tongkang lebih rendah darielevasi fender.

3) Kondisi Saat PasangFender rusak karena terangkat tongkang.

Gambar 5.1 Ilustrasi penyebab kerusakan fender.

5 - 2

5.2 Kerusakan pada Elemen Struktur

5.2.1 Jenis dan Kerusakan pada Elemen Struktur

Beton tidak selalu dapat sepenuhnya berprilaku seperti yang direncanakan, beberapa bentuk dasar gejala yang mengindikasikan terjadinya penurunan kinerja material dan berkurangnya kinerja struktur secara keseluruhan: retak, spalling dan disintegration (rusaknya kesatuan unsur-unsur pembentuk beton, sehingga matriks beton menjadi lemah). Hal tersebut tentunya akan mengurangi masa layan dari struktur.

A. Retak Pada Beton

Retak pada beton akan dimulai jika tegangan tarik (tensile stress) melebihi kapasitas struktur menahan kekuatan tarik (tensile strength). Beton dapat retak dalam setiap atau masing-masing pada tiga tahap berikut saat beton dalam masa layan, yaitu :

1. Tahap plastis (plastic phase), terjadi sesaat setelah penuangan beton (dua jam pertama).

2. Tahap pengerasan (hardening phase), terjadi dalam tiga minggu pertama.

3. Tahap pasca pengerasan/layan (service life phase), yang terjadi setelah 28 hari.

Berdasarkan klasifikasi dengan maksud dan tujuan untuk perbaikan, retakan beton dapat dibagi kedalam 2 jenis, yaitu :

1. Retak tidak aktif (dormant cracks). Retak ini tidak berkembang/stabil, dikenal juga dengan ‘dead cracks’.

2. Retak aktif (active cracks). Retak ini masih berlanjut baik lebar maupun panjang retakan atau dikenal juga dengan ‘live cracks’.

B. Spalling pada Beton

Spalling dapat diartikan tertekan dengan penampakan bagian permukaan beton yang keluar/lepas/terpisah. Berbeda dengan lepasnya sebagian mortar/agregat dari permukaan beton (scalling) yang sering terjadi pada beton usia muda, spalling lebih banyak terjadi pada struktur beton yang relatif sudah tua. Sebelum berkembang menjadi tertekan, spalling mungkin sudah ada dari bentukan beton yang tidak masif (un-sound concrete), atau yang disebut juga ‘delaminasi/delamination’, yang dapat dideteksi dengan alat sederhana ‘palu’. Berbagai macam penyebab terjadinya spalling, diantaranya :

1. Selimut beton tipis.

2. Beton keropos dan kualitas beton buruk.

3. Tulangan kurang.

4. Suhu tinggi akibat kebakaran.

5. Pengaruh dari proses kimiawi, seperti konsentrasi klorida dan sulfat.

Dalam banyak kasus, penyebab terjadinya spalling adalah korosi tulangan yang disebabkan proses kimiawi akibat sifat alkali yang dimiliki beton telah berubah. Berubahnya kondisi sifat-sifat alkali menjadi tidak pasif dapat terjadi dalam dua kondisi :

1. Berkurangnya nilai pH disebabkan reaksi CO2 (karbonat).

2. Penetrasi ion klorida (cl-) sehingga menembus cover beton dan merusak lapisan tipis yang berfungsi sebagai proteksi tulangan dari lingkungan luar. Pada saat konsentrasi kandungan ion klorida cukup tinggi, ion ini dapat

5 - 3

merusak kestabilan lapisan tipis tersebut. Kasus ini dijumpai pada bangunan struktur beton berada dalam lingkungan yang agresif/laut.

C. Erosi Permukaan (Surface Erosion)

Erosi permukaan diakibatkan oleh proses kimiawi, abrasi serta pengaruh cuaca.

D. Dis-colouration

Noda kotor atau perubahan warna yang terjadi pada permukaan beton atau diantara join pada elemen struktur, kemungkinan besar terjadi akibat proses biologi (alga, jamur, lumut), proses kimiawi atau rembesan air atau dalam bentuk cairan kimia.

5.2.2 Kerusakan pada Dermaga A – I

Adapun elemen struktur Dermaga A – I yang mengalami kerusakan, antara lain :

1. Lantai atas dan lantai bawah.

2. Balok.

3. Tiang pancang.

4. Poer.

5. Lisplank.

6. Cansteen.

Rasuk silang tidak diperbaiki, dibiarkan sesuai dengan kondisi eksisting.

Khusus untuk lisplank, sebelum dilakukan perbaikan, maka fender eksisting harus dipindahkan terlebih dahulu, agar memberikan kemudahan dalam pelaksanaannya. Setelah pekerjaan perbaikan selesai, fender tersebut akan dipasang kembali.

Perbaikan tiang pancang memberikan konstribusi paling besar pada perbaikan ini, hal ini dikarenakan volume tiang pancang yang mengalami kerusakan sangat besar. Hampir seluruh tiang pancang mengalami kerusakan ringan sebagian diantaranya mengalami kerusakan berat.

Konfigurasi struktur Dermaga Konvensional A s/d I sedemikian aneh sehingga tiang pancang tersebar dengan konfigurasi yang tidak teratur, oleh sebab itu semua tiang pancang harus dikembalikan ke kondisi semula. Perbaikan dapat dilakukan secara bertahap namun pada prinsipnya perbaikan harus dilakukan pada semua jenis tiang pancang, seandainya perbaikan hanya dilakukan pada jenis tertentu saja ditakutkan akan menimbulkan ketidakstabilan struktur pada masa yang akan datang.

Kerusakan struktur yang terjadi pada Dermaga A – I Pelabuhan Palembang dikelompokan kedalam dua jenis, yaitu :

1. Kerusakan Ringan

Yaitu kerusakan beton berupa spalling yang tidak disertai dengan terekspose dan terkorosinya tulangan.

2. Kerusakan Berat

Yaitu kerusakan beton berupa spalling yang disertai dengan terekspose dan terkorosinya tulangan.

Sementara untuk kerusakan struktur beton berupa retak, sulit diidentifikasi. Hal ini dikarenakan beton telah mengalami perubahan warna. Untuk mengakomodasi kerusakan beton berupa retak yang sulit diidentifikasi, pada saat perhitungan estimasi biaya volume kerusakan ditambah dari yang sebenarnya terjadi.

5 - 4

5.3 Metode Perbaikan Kerusakan Elemen Struktur

5.3.1 Metoda Perbaikan Retak pada Beton

A. Prosedur Perbaikan

Prosedur dan perbaikan kerusakan retak pada beton dilakukan sebagai berikut :

1. Bersihkan jalur retakan dengan kompressor atau vacuum cleaner. Jangan melakukan pelubangan disekitar jalur retakan untuk pembersihan, karena dapat menyumbat jalur retakan.

2. Pasang titik injeksi (nipple) dengan spasi ± 20 cm pada jalur retakan, dari awal hingga ujung retakan, sampai benar-benar melekat sempurna pada permukaan beton dan tidak menyumbat jalur retakan.

3. Jalur retakan diberi lapisan penutup (sealer) dengan lebar 3 cm, tebal 3 mm, sampai tertutup dan mengeras, yang berfungsi untuk menjaga agar material injeksi tidak bocor di luar daerah retakan.

Gambar 5.2 Pemasangan nipple.

Gambar 5.3 Pemasangan injection hose dan sealer.

5 - 5

4. Injeksi retak via nipples dengan material yang sesuai dengan metoda LPI (Low Pressure Injection).

5. Penutupan nipples dilakukan setelah tampak adanya tanda-tanda bahwa jalur retakan telah terisi penuh pada lokasi titik tersebut.

B. Bahan yang Digunakan

Pengetahuan dan pemilihan bahan yang tepat untuk perbaikan beton, merupakan salah satu faktor penting yang menentukan keberhasilan perbaikan tersebut. Untuk keperluan injeksi dalam perbaikan keretakan pada beton digunakan epoxy.

Epoxy terdiri dari dua komponen yaitu :

1. Resin.

2. Hardener.

Keuntungan :

1. Super low viscosity, 180 ± 25 cps.

2. Dapat diaplikasikan keadaan kering dan kondisi lembab.

5.3.2 Perbaikan Spalling dengan Metoda Grouting

A. Prosedur Perbaikan

Prosedur dan perbaikan kerusakan spalling pada beton dilakukan sebagai berikut :

1. Lakukan chipping/kupas untuk melepaskan beton yang rusak dengan menggunakan demolition drill. Chipping dilakukan sampai menemukan beton yang masih baik (masih keras). Saat melakukan chipping jangan sampai merusak tulangan.

Gambar 5.4 Kegiatan chipping beton.

5 - 6

2. Ratakan bidang pinggir/tepi lokasi chipping dengan alat pemotong/gerinda, kira-kira 90 derajat terhadap permukaan beton. Jaga agar seluruh tepi ini tetap vertikal.

3. Bersihkan material lepas seperti karat, serpihan beton dan kotoran lainnya dengan menyemprotkan air menggunakan water jet yang bertekanan 100–200 bar. Pembersihan ini juga bertujuan untuk menjenuhkan beton eksisting sebelum pengaplikasian material.

Gambar 5.5 Proses pembersihan permukaan beton.

4. Jika ada tulangan yang rusak sehingga luas berkurang ±15 % akibat korosi, lakukan penggantian tulangan dan panjang penyaluran tetap diperhitungkan.

a) Penyaluran Tulangan

Panjang penyaluran tulangan ke dalam beton dilakukan sepanjang 10 cm, dengan terlebih dahulu tulangan diberikan perekat tulangan-beton setebal 2 mm. Kemudian untuk menguatkan tulangan baru di las titik dengan tulangan lama.

b) Pengelasan

Pekerjaan pengelasan dilakukan untuk melakukan penyambungan tulangan baru dengan tulangan eksisting. Penyambungan dilakukan dengan melakukan overlap sepanjang 40 diameter tulangan, posisi pengelasan titik. Sebelum dilakukan pengelasan, seluruh permukaan yang akan dilas dan daerah-daerah sekitarnya harus dibersihkan dari karat, cat, bahan-bahan sisa (slag) dan kotoran-kotoran lainnya dan harus dikeringkan dahulu.

5 - 7

Gambar 5.6 Penyambungan tulangan.

Gambar 5.7 Pengelasan tulangan.

5. Jika diinginkan lakukan pelapisan zat anti karat (zincrich/epoxy) untuk pencegahan terhadap resiko korosi pada tulangan.

Gambar 5.8 Proses pelapisan tulangan dengan zat anti karat.

5 - 8

6. Install cetakan/bekisting yang mampu menahan tekanan dari material yang akan diinjeksi. Lalu pasang pipa inlet dan pipa lubang kontrol outlet pada bekisting. Seluruh celah-celah yang ada pada bagian-bagian sambungan/ pertemuan bekisting, seal untuk mencegah bocoran material grouting. Urutan pelaksanaan tergantung pada geometri perbaikan.

Perbaikan bidang vertikal, injeksi beton harus dilakukan dari titik terendah untuk menghindari udara terperangkap. Injeksi material repair kedalam cetakan (pouring) melaui pipa inlet dengan tekanan sesuai dengan persyaratan yang diperlukan, hingga seluruh bidang terisi penuh.

Pouring dilakukan segera setelah selesai pengadukan dan sebelum material repair mulai mengeras. Penundaan pouring dalam hal ini masih diijinkan dalam batas dimana beton masih dapat dikerjakan tanpa penambahan air. Pouring harus dilakukan selambat-lambatnya 30 menit setelah pengadukan.

Gambar 5.9 Proses pembuatan dan pemasangan bekisting.

5 - 9

Gambar 5.10 Proses mixing sebelum proses injeksi material repair (pouring).

Gambar 5.11 Proses mixing sebelum proses injeksi material repair (pouring).

7. Setelah cetakan beton dibuka yaitu 24 jam seusai pekerjaan pouring, maka seluruh lapisan permukaan beton diberi lapisan pelindung yang berfungsi sebagai lapisan perawatan beton untuk mengurangi penguapan air yang berlebihan atau terlalu cepat dari beton segar agar tidak terjadi keretakan. Pemberian lapisan pelindung dilakukan dengan menggunakan sprayer untuk seluruh permukaan beton.

5 - 10

B. Bahan yang Digunakan

Material repair yang digunakan adalah micro-concrete, adapun keuntungan dari material ini adalah :

a. Memiliki usia awal yang tinggi ( high early strength ).

b. Memiliki kuat tekan yang tinggi ( high ultimate strength ).

c. Mempunyai sifat sebagai bahan yang mengalir ( flowable long life grout ).

d. Bersifat dual expansion untuk mengantisifasi gejala retak-susut ( shrinkage compensated ) pada kondisi basah ( kondisi plastis ) dan kering ( kondisi setelah setting ) sesuai ASTM C-1107.

e. Mempunyai daya lekat yang baik pada permukaan beton lama / eksisting.

f. Memiki kemampuan memadatkan diri sendiri tanpa diperlukan Vibrasi.

g. Mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah untuk menghambat masuknya serangan ion chloride dan karbondioksida di udara.

h. Memiliki tingkat kemudahan pengerjaan yang tinggi ( high workability ).

5.3.3 Perbaikan Spalling dengan Metoda Patching

Perbaikan spalling untuk luas yang sedikit serta ketebalan tipis atau lebih kecil dari selimut beton, yang paling lazim digunakan adalah metoda dempulan/patching dengan material sesuai yang dipersyaratkan agar dapat monolit dengan elemen struktur yang lama.

A. Prosedur Perbaikan

1. Lakukan chipping/kupas untuk melepaskan beton yang rusak dengan menggunakan demolition drill. Chipping dilakukan sampai menemukan beton yang masih baik (masih keras). Saat melakukan chipping jangan sampai merusak tulangan.

2. Ratakan bidang pinggir/tepi lokasi chipping dengan alat pemotong/gerinda, kira-kira 90 derajat terhadap permukaan beton. Jaga agar seluruh tepi ini tetap vertikal.

3. Bersihkan material lepas seperti karat, serpihan beton dan kotoran lainnya dengan menyemprotkan air menggunakan water jet yang bertekanan 100–200 bar. Pembersihan ini juga bertujuan untuk menjenuhkan beton eksisting sebelum pengaplikasian material.

4. Jika ada tulangan yang rusak sehingga luas berkurang ±15 % akibat korosi, lakukan penggantian tulangan dan panjang penyaluran tetap diperhitungkan.

a) Penyaluran Tulangan

Panjang penyaluran tulangan ke dalam beton dilakukan sepanjang 10 cm, dengan terlebih dahulu tulangan diberikan perekat tulangan-beton setebal 2 mm. Kemudian untuk menguatkan tulangan baru di las titik dengan tulangan lama.

b) Pengelasan

Pekerjaan pengelasan dilakukan untuk melakukan penyambungan tulangan baru dengan tulangan eksisting. Penyambungan dilakukan dengan melakukan overlap sepanjang 40 diameter tulangan, posisi pengelasan titik. Sebelum dilakukan pengelasan, seluruh permukaan yang akan dilas dan daerah-daerah sekitarnya harus dibersihkan dari karat, cat, bahan-bahan sisa (slag) dan kotoran-kotoran lainnya dan harus dikeringkan dahulu.

5 - 11

5. Jika diinginkan lakukan pelapisan zat anti karat (zincrich/epoxy) untuk pencegahan terhadap resiko korosi pada tulangan.

6. Lakukan pelapisan bonding agent. Bonding agent berfungsi untuk membuat monolit beton pada struktur lama dengan material patching. Dalam hal pendempulan pada bidang chipping dengan ketebalan > 10 mm, pendempulan dilakukan dengan cara manual, sebaiknya dilakukan secara bertahap. Hindari metoda ini jika terdapat tulangan sehubungan adanya rongga dibalik tulangan.

Gambar 5.12 Proses pendempulan.

7. Lakukan perataan permukaan bidang hasil dempulan dengan bidang permukaan beton disekitarnya dengan alat gerinda.

B. Bahan yang Digunakan

1. Bonding Agent

Bonding agent yang digunakan adalah merupakan jenis epoxy.

Epoxy terdiri dari dua komponen yaitu :

a) Resin.

b) Hardener.

Kegunaan :

a) Perekat keramik, besi, alumunium, kayu, asbes, kaca dan karet.

b) Penyambungan beton pracetak, pengisian lubang angkur.

c) Perbaikan vertical dan overhead.

Keuntungan :

a) Kekuatan perekatan sangat baik.

b) Tahan beban impact dan abrasi.

c) Tidak menyusut.

d) Mudah dikerjakan.

5 - 12

2. Reinstatement Mortar

Adapun keuntungan dari penggunaan material jenis ini adalah :

a) Permebilitas rencah terhadap air, karbondioksida dan klorida.

b) Memiliki daya ikat yang baik.

c) Tidak mengalami susut.

5.4 Metoda Perbaikan Kerusakan Elemen Struktur Dermaga A – I Pelabuhan Palembang

5.4.1 Metoda Perbaikan yang Digunakan

Seperti telah dijelaskan bahwa kerusakan struktur yang terjadi pada Dermaga A – I Pelabuhan Palembang dikelompokan kedalam dua jenis, yaitu :

1. Kerusakan Ringan

Yaitu kerusakan beton berupa spalling yang tidak disertai dengan terekspose dan terkorosinya tulangan.

2. Kerusakan Berat

Yaitu kerusakan beton berupa spalling yang disertai dengan terekspose dan terkorosinya tulangan.

Metoda perbaikan yang digunakan adalah metoda grouting dengan menggunakan material perbaikan micro-concrete. Alasan digunakannya metoda ini adalah karena kerusakan yang terjadi umumnya berdimensi cukup besar, sehingga metoda patching kurang cocok untuk digunakan. Selain itu harga material patching lebih mahal dibandingkan dengan harga material groting.

Perbedaan metoda pada kerusakan ringan dan kerusakan berat adalah pada tebal chipping, tebal pouring dan penggantian tulangan. Karena perbaikan akan dikembalikan ke dimensi semula maka tebal pouring sama dengan tebal chipping. Pada kerusakan ringan tidak dilakukan penggantian tulangan.

A. Penanganan Kerusakan Ringan

Tabel 5.1 Tebal Chipping dan pouring tiap Elemen Struktur untuk Tipe Kerusakan Ringan

No.Tebal

Chipping (cm)

a. Pelat Lantai Atas 10b. Pelat Lantai Bawah 7

2 7

a. Diameter 30 cm 5b. Diameter 40 cm 7

4 7

5 7

Tipe Kerusakan Ringan

Elemen Struktur

1 Pelat

Lisplank

Balok

3Tiang

Pancang

Poer

5 - 13

B. Penanganan Kerusakan Berat

Tabel 5.2 Ukuran Chipping dan Pouring tiap Elemen Struktur untuk tipe Kerusakan Berat

No.Tebal

Chipping (cm)

a. Pelat Lantai Atas 10b. Pelat Lantai Bawah 9

2 7

a. Diameter 30 cm 6b. Diameter 40 cm 9

4 9

5 9

Poer

Lisplank

Tipe Kerusakan Berat

3

1

Elemen Struktur

Balok

Tiang Pancang

Pelat

5.4.2 Material Perbaikan

Ada beberapa produsen yang khusus menyediakan material terkait dengan perbaikan struktur beton di Indonesia, antara lain : FOSROC, BASF dan SICA. Untuk bangunan pada lingkungan agresif/laut produsen yang memiliki reputasi baik adalah FOSROC dan BASF. Untuk kasus ini digunakan produk dari BASF.

A. Micro-concrete

Karakteristik dan spesifikasi dari bahan ini adalah sebagai berikut :

Tabel 5.3 Karakteristik Bahan Micro Concrete untuk Grouting

Flowable Trowable

Compressive Strength (ASTM C-109) 30 N/mm2 1 days 48 N/mm2

50 N/mm2 3 days 65 N/mm2

60 N/mm2 7 days 75N/mm2

70 N/mm2 28 days 92 N/mm2

Flexural Strength(ASTM C348) 10,5 N/mm2 28 days

Tensile Strength (ASTM C-348) 5,5 N/mm2 28 days

Initial Setting Time 5-6 hr

Packaging 25 kg/ bag

5 - 14

Tabel 5.4 Spesifikasi Bahan Micro Concrete untuk Grouting

Supply Form

Color

Density (wet) Flowable

Density (wet) Plastic

Flow Trough (cm) Flowable

Material Mengandung

Powder

Cement grey

2,25

2,28

30-50

MCI

Bahan ini merupakan berupa bubuk kering yang siap pakai dengan menambahkan air bersih (air PAM) dengan ukuran yang telah ditentukan oleh pabrik pembuatnya. Bahan dasar material ini adalah P.C agregat halus, additive, agregat kasar dengan ukuran 2-5 mm dan serat fibre yang telah dicampur menjadi satu dan dikemas dalam kemasan khusus dari pabrik. Kandungan yang cukup penting untuk diperhatikan adalah MCI (Migration Corrosion Inhibitor) yang berfungsi untuk menghambat karat yang mungkin terjadi pada tulangan sebagai akibat dari lingkungan laut yang mengandung chloride.

Micro-concrete dikirim ke lapangan dalam bentuk bubuk kering. Harus dikemas dengan kemasan kedap air untuk menjamin tidak rusaknya material chemical yang terkandung didalamnya. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah masuknya uap air kedalam kemasan yang dapat merusak material ini sebelum digunakan, di karenakan kondisi udara yang memiliki tingkat kelembaban yang cukup tinggi pada tempat kerja yang terletak di tepi pantai.

B. Bahan Coating Protection

Bahan ini berupa acrylic, merupakan bahan untuk proteksi terhadap penetrasi air dan chlorida. Bahan ini mempunyai keunggulan sebagai berikut :

a. Melindungi beton terhadap karbonisasi.

b. Melindungi beton terhadap penetrasi chlide yang dapat menyebabkan korosi.

c. Tidak mudah ditembus air.

d. Tahan terhadap sinar UV.

e. Dapat melekat dengan baik pada permukaan beton.

f. Mudah dilaksanakan.

g. Dapat dilaksanakan pada permukaan beton yang masih muda.

Setiap selesai pekerjaan pouring pada seluruh struktur yang diperbaiki harus diberikan lapisan pelindung yang disebut dengan acrylic protective coating untuk mengurangi penguapan air yang berlebihan atau terlalu cepat dari beton segar agar tidak terjadi keretakan.

Bahan yang dipergunakan harus memiliki fungsi curing. Meningkatkan ketahanan abrasi pada permukaan beton, melindungi beton dari kontaminasi terhadap bahan kimia yang terkandung dalam air laut serta sinar ultra violet, melindungi beton dari serangan ion chloride dan karbondioksida, mengurangi terjadinya plastis shrinkage crack dan dusting.

Karakteristik dan spesifikasi dari bahan ini dapat dilihat pada Tabel 5.5 dan Tabel 5.6.

5 - 15

Tabel 5.5 Karakteristik Bahan Coating Protection

Before

Weathering After

Weathering

CO2 Diffusion Coefficient ( cm2 / Sec ) 150 x 10-7 2,227 x 10 -7

Diffusion Resistance ( ע ) 9,9 x 10 5 6,5 x 10 5

Equivalent Air Layer Thicknees ( R ) 406 m 263 m

Equivalent Thicknees Of Concrete ( Ss ) 102 m 66 cm

Dry Film Thicknees ( Microns ) 410 400

Tabel 5.6 Spesifikasi Bahan Coating Protection

Supply Form

Color

Density

Solids Content

Application Temperature

pH Value

Curing Properties @ 25°C and 50% RH

Touch Dry

Re-coat

Fully Cured

Thixotropic Paste

Various

1,3 Kg/L

45% v/v

min 5°C

max 35°C

9 – 10

2 hrs

6 hrs

7 days

Daya tahan bahan terhadap rembesan air adalah sebagai berikut :

Water vapour diffusion coefficient :

Diffusion resisitance coefficient

Equivalent thickness (Sd)

@ 360 microns d.f.t

2,5x10-3 cm2/sec DH20

Kemampuan bahan dalam berevaporasi :

Water vapour transmission rate (WVT) : 25,0 g/m2/24 hrs

Material yang digunakan berbahan dasar acrylic dalam bentuk cair, tidak dapat menyusut.

C. Bahan Perekat Tulangan-Beton (Steel-Concrete Bonding Agent)

Fungsi utama dari material ini adalah untuk meningkatkan daya lekat antara beton dengan tulangan yang digunakan bahan perekat yang berasal dari Epoxy Resin. Adapun keunggulan dari bahan ini adalah

a. Bahan perekat yang baik.

b. Cepat kering.

c. Dapat melekat dengan baik pada permukaan yang lembab.

d. Mudah diaplikasikan.

Berikut ini adalah karakteristik dan spesifikasi bahan yang digunakan:

5 - 16

Tabel 5.7 Karakteristik Bahan Perekat Tulangan

Tensile strength @ 30°C 24 N/mm2

Elongation at break (ASTM D 638)

Compressive modulus (ASTM D 695)

Slant shear strength

Compressive yield strength

0,7 %

2.750 N/mm2

34 N/mm2

69 N/mm2

Tabel 5.8 Spesifikasi Bahan Perekat Tulangan

Supply Form

Color

Density

Non sag Thickness @ 35°C

Heat deflection temperature

Appilication temperature

Part A Paste

Part B Viscous Liquid

Part A Paste White

Part B Viscous Liquid Black

1200 - 1250 Kg/L

13 mm

48°C

Max 5°C

Min 35°C

Bahan yang dipakai harus merupakan lem yang sangat kuat, bersifat cepat reaksi, tahan terhadap pengaruh kimiawi dan mudah dalam penggunaannya.secara vertikal.

5.5 Sistem Fender Baru

Berikut ini adalah kondisi lingkungan dan kondisi dermaga eksisting yang perlu diperhatikan dalam dalam menyusun konsep perencanaan sistem fender :

1. Pelabuhan Boom Baru Palembang, merupakan pelabuhan yang melayani kapal dan tongkang.

2. Masalah pada fender muncul ketika yang dilayani adalah tongkang, diperlukan fender yang cukup panjang (sesuai dengan tunggang pasang) sehingga fender tidak akan terangkat oleh tongkang ketika kondisi perairan mulai pasang.

3. Kondisi pasang surut Sungai Musi dengan tunggang pasang 3,8 meter, membutuhkan panjang fender 4 meter.

4. Tinggi Lisplank eksisting adalah ± 2 meter, sehingga diperlukan struktur tambahan untuk meletakkan fender.

5. Usulan sistem fender yang diajukan Konsultan adalah dengan membuat satu baris tiang pancang di depan struktur dermaga eksisting. Tiang pancang tersebut disatukan oleh balok yang dicor monolit dengan dermaga eksisting. Sebagai dudukan fender dibuat poer dengan tinggi yang disesuaikan dengan tinggi fender.

Fungsi utama dari sistem fender baru adalah sebagai tempat menempelnya fender, sistem fender tidak didesain sebagai elemen struktural, namun akan memberikan kontribusi penambahan kekuatan bagi dermaga eksisting. Prinsip desain dari sistem fender adalah lebih kepada pemenuhan kebutuhan dimensi untuk fender. Gambar denah sistem fender (tipikal) dan tampak depan sistem fender (tipikal) dapat dilihat pada Gambar 5.13.

5 - 17

Gam

bar

5.1

3 D

enah

dan

tam

pak

dep

an s

iste

m fen

der

(tipik

al).

5 - 18

5.5.1 Perencanaan Elemen Balok Memanjang

Dalam perencanaan balok memanjang diperlukan analisis struktur untuk memperoleh gaya maksimum yang bekerja pada elemen struktur tersebut. Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan software SAP (Structural Analysis Program) 2000. Analisis struktur dilakukan dalam dua tahap, yaitu :

1. Tahap pertama adalah analisis struktur desain balok memanjang, tujuannya adalah untuk untuk mendesain balok memanjang dan mengecek seberapa besar kekuatan elemen struktur ini dalam menahan beban-beban yang bekerja.

2. Tahap kedua adalah analisis dimensi dan penulangan struktur dengan menggunakan gaya-gaya dalam maksimum yang didapat dari program SAP 2000.

Adapun prinsip pemodelan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a) Sistem fender dimodelkan sebagai portal 2 dimensi dan hanya dimodelkan untuk menahan gaya vertikal. Hal ini dikarenakan ketika mendapat gaya horizontal yang akan menanggung beban adalah sistem dermaga secara keseluruhan.

b) Karena gaya dalam yang terjadi biasanya berulang maka pemodelan dilakukan tidak dilakukan untuk seluruh bentang, namun hanya untuk 4 bentang saja.

c) Adapun beban vertikal yang dimasukkan adalah :

I. Beban hidup merata 3 ton/m2.

II. Beban crane sebesar 9 ton/titik.

Gambar 5.14 Permodelan SAP2000 balok memanjang struktur dermaga tambahan.

5 - 19

Hasil dari permodelan diatas dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 5.9 Output Permodelan SAP2000

Output SAP2000

Gaya Geser-V2

(kN) Momen-M3

(kN.m)

Lapangan (Maksimum) 203.16 209.42

Tumpuan (Minimum) -233.54 -208.58

Dari hasil diatas, memperlihatkan bahwa :

1. Gaya geser maksimum (lapangan) terjadi pada frame 4, yaitu sebesar : V2 = 203,16 kN

2. Gaya geser minimum (tumpuan) terjadi pada frame 6, yaitu sebesar : V2 = -233,54 kN

3. Momen maksimum (lapangan) terjadi pada frame 7, yaitu sebesar :M3 = 209,42 kN.m

4. Momen minimum (tumpuan) terjadi pada frame 4, yaitu sebesar : M3 = -208,58 kN.m

Berikut diagram gaya geser dan diagram momen pada balok memanjang.

Gambar 5.15 Diagram gaya geser (V2).

Frame 4 Frame 6

5 - 20

Gambar 5.16 Diagram momen (M3).

Sedangkan gaya geser dan momen maksimum hasil permodelan dermaga eksisting yang memperhitungkan beban horizontal pada lisplank memiliki nilai yang lebih besar, yaitu :

1. Gaya geser maksimum, V2 : 659 kN

2. Momen maksimum, M3 : 662 kN.m

Sehingga, untuk perencanaan balok memanjang (perhitungan lentur dan geser), digunakanlah gaya geser dan momen masimum hasil permodelan dermaga eksisting.

Frame 7 Frame 4

5 - 21

A. Perhitungan Lentur

h

d1

Tulangan Tekan

Tulangan Tarik

es1c2

Cs1

Cc

T=Asfy

d

0.003 0.85fc’

a2=C2ß0.5a2

h

d1

Tulangan Tekan

Tulangan Tarik

es1c2

Cs1

Cc

T=Asfy

d

0.003 0.85fc’

a2=C2ß0.5a2

Kekuatan Perlu

Momen Ultimate Mu 662kN m⋅:=

Momen Nominal MnMu

0.8:= Mn 827.5 kN m⋅⋅=

Geser Ultimate Vu 659kN:=

Geser Nominal VnVu

0.75:= Vn 878.667 kN⋅=

Torsi

Parameter Desain

fc 27.5MPa:= fy 400MPa:= fys 275MPa:= Es 200000MPa:= εy 0.003:=

Jumlah Tulangan Tekan ns1 3:= Diameter Tulangan Tekan Ds1 25mm:=

Jumlah Tulangan Tarik ns2 8:= Diameter Tulangan Tarik Ds2 25mm:=

h 800mm:= b 800mm:= d1 75mm:= d h d1−:= d 725 mm⋅=

β 0.85:=

Perhitungan

Luas Area Tulangan Tekan As1 ns1 0.25⋅ π⋅ Ds12⋅:= As1 1.473 103× mm2⋅=

Luas Area Tulangan Tarik As2 ns2 0.25⋅ π⋅ Ds22⋅:= As2 3.927 103× mm2⋅=

Asumsi C2 C2 0.111 h⋅:= C2 88.8 mm⋅=

εs1 C2 d1−( ) 0.003

C2⋅:= εs1 4.662 10 4−×=

fs εs1 Es⋅ εs1 εy<if

fy εs1 εy≥if

:= fs 93.243 MPa⋅=

5 - 22

a2 β C2⋅:= a2 75.48 mm⋅=

Cs fs As1⋅:= Cs 137.312 kN⋅=

Cc 0.85 fc⋅ a2⋅ b⋅:= Cc 1.411 103× kN⋅= sum Cs Cc+:= sum 1.549 103× kN⋅=

T As2 fy⋅:= T 1.571 103× kN⋅=

T Cs Cc+( )−

T0.014=

ifT Cs Cc+( )−

T

⎡

⎣

⎤

⎦0.02≤ "Ok", "Ubah asumsi C",

⎡

⎣

⎤

⎦"Ok"=

Catatan : Jika T<Cc+Cs, maka perkecil harga C2, dan sebaliknya.

Mn1 Cc d 0.5 a2⋅−( )⋅ Cs d d1−( )⋅+:= Mn1 1.059 103× kN m⋅⋅=

SFMn1

Mn:= SF 1.28=

if Mn1 Mn< "Ubah parameter desain", "Ok", ( ) "Ok"=

ρbal0.85 fc⋅ β⋅

fy⎛⎝

⎞⎠

600

600fy

MPa+

⎛

⎝

⎞

⎠

⋅⎡

⎣

⎤

⎦

:= ρbal 0.03=

ρ1

As1

b d⋅:= ρ1 2.539 10 3−×=

εyfy

Es:= εy 2 10 3−×=

Cbal0.003 d⋅

0.003 εy+:= Cbal 435 mm⋅=

εbal Cbal d1−( ) 0.003

Cbal⋅:= εbal 2.483 10 3−×=

fsbal εbal Es⋅:= fsbal 496.552 MPa⋅=

ρmax 0.75ρbal ρ1

fsbal

fy

⎛

⎝

⎞

⎠⋅+:= ρmax 0.026=

5 - 23

Asmax ρmax b⋅ d⋅:= Asmax 1.479 104× mm2⋅=

Asmin1fc

MPab⋅

d

4fy

MPa⋅

⋅:= Asmin1 1.901 103× mm2⋅=

Asmin2 1.4 b⋅d

fyMPa

⋅:= Asmin2 2.03 103× mm2⋅=

Asmin Asmin1 Asmin1 Asmin2>if

Asmin2 Asmin2 Asmin1>if

:= Asmin 2.03 103× mm2⋅=

if As1 As2+ Asmin< "Tambah Tulangan", "Ok", ( ) "Ok"=

if As1 As2+ Asmax> "Kurangi Tulangan", "Ok", ( ) "Ok"=

B. Perhitungan Geser

Check Concrete Crushing

Vcfc

MPab⋅

d MPa⋅

6⋅:= Vc 506.924 kN⋅=

VsVu

0.75⎛⎝

⎞⎠

Vc−:= Vs 371.742 kN⋅=

Vsmax2

3

fc

MPa⋅ b⋅ d⋅ MPa⋅:= Vsmax 2.028 103× kN⋅=

if Vsmax Vs< "Concrete Crushing (Rubah Dimensi)", " Ok", ( ) " Ok"=

Pembagian Daerah Desain

Vu

0.75878.667 kN⋅=

Vs 371.742 kN⋅=

Vc 506.924 kN⋅=

Vc

2253.462 kN⋅=

D1 1.5m:=

D2 1m:=

5 - 24

Konfigurasi Tulangan Daerah I

nsv 2:= Banyaknya kaki tulangan sengkang

dsv 16mm:= Diameter tulangan sengkang

Asv

nsv π⋅ dsv2⋅

4:= Asv 402.124 mm2⋅= Luas tulangan

s1 Asv fys⋅d

Vs⋅ 215.669 mm⋅=:=

smaxd

2:= smax 362.5 mm⋅=

S1 Truncs1

mm10,

⎛

⎝

⎞

⎠mm⋅ smax s1>if

Truncsmax

mm10,

⎛

⎝

⎞

⎠mm⋅ s1 smax>if

:= S1 210 mm⋅=

Siter 400mm:=

S2 S1

S1

mm0>if

Siter

S1

mm0<if

:=S2 2.1 105×

1

mmm2⋅=

Avmin1 75fc

MPa⋅ b⋅

S2

1200fys

MPa⋅

⋅⎛

⎝

⎞

⎠

:= Avmin1 200.227 mm2⋅=

Av1

3b⋅

S2

fysMPa

⋅:=Av 203.636 mm2⋅=

Avmin Avmin1 Avmin Av>if

Av Av Avmin>if

:= Avmin 203.636 mm2⋅=

if Asv Avmin< "Tambah Tulangan", "Ok", ( ) "Ok"=

5 - 25

Konfigurasi Tulangan Daerah II

nsv2 2:= Banyaknya kaki tulangan sengkang

dsv2 16mm:= Diameter tulangan sengkang

Asv2

nsv2 π⋅ dsv22⋅

4:= Asv2 402.124 mm2⋅= Luas tulangan

if Asv2 Avmin< "Tambah Tulangan", "Ok", ( ) "Ok"=

s2a 3 Asv2⋅fys

MPa⋅ b÷:=

s2a 414.69 mm⋅=

s2b Asv21200

75⋅

fc

MPa÷ b÷

fys

MPa⋅:= s2b 421.751 mm⋅=

S2 Truncs2a

mm10,

⎛

⎝

⎞

⎠mm⋅ smax s1>if

Truncs2b

mm10,

⎛

⎝

⎞

⎠mm⋅ s1 smax>if

:= S2 410 mm⋅=

Dari perhitungan di atas didapatkan konfigurasi tulangan seperti di bawah ini :

Tabel 5.10 Konfigurasi Balok Tambahan Memanjang

Lapangan Tumpuan

Bagian 1 3φ25 8φ25

Bagian 2 2φ25 2φ25

Bagian 3 8φ25 3φ25

Sengkang φ16-160 φ16-410

1

2

3

1

2

3

5 - 26

5.5.2 Perencanaan Elemen Poer

Dalam perencanaan elemen struktur poer, analisis struktur yang dilakukan sama dengan analisis struktur balok, yaitu dengan tetap menggunakan gaya-gaya dalam maksimum (output SAP2000), namun dalam hal penulangan digunakan tulangan minimum.

A. Perhitungan Lentur

h

d1

Tulangan Tekan

Tulangan Tarik

es1c2

Cs1

Cc

T=Asfy

d

0.003 0.85fc’

a2=C2ß0.5a2

h

d1

Tulangan Tekan

Tulangan Tarik

es1c2

Cs1

Cc

T=Asfy

d

0.003 0.85fc’

a2=C2ß0.5a2

Kekuatan Perlu

Momen Ultimate Mu 703kN m⋅:=

Momen Nominal MnMu

0.8:= Mn 878.75 kN m⋅⋅=

Geser Ultimate Vu 738kN:=

Geser Nominal VnVu

0.75:= Vn 984 kN⋅=

5 - 27

Parameter Desain

fc 27.5MPa:= fy 400MPa:= fys 275MPa:= Es 200000MPa:= εy 0.003:=

Jumlah Tulangan Tekan ns1 10:= Diameter Tulangan Tekan Ds1 22mm:=

Jumlah Tulangan Tarik ns2 10:= Diameter Tulangan Tarik Ds2 22mm:=

h 1000mm:= b 1000mm:= d1 75mm:= d h d1−:= d 925 mm⋅=

β 0.85:=

Perhitungan

Luas Area Tulangan Tekan As1 ns1 0.25⋅ π⋅ Ds12⋅:= As1 3.801 103× mm2⋅=

Luas Area Tulangan Tarik As2 ns2 0.25⋅ π⋅ Ds22⋅:= As2 3.801 103× mm2⋅=

Asumsi C2 C2 0.076 h⋅:= C2 76 mm⋅=

εs1 C2 d1−( ) 0.003

C2⋅:= εs1 3.947 10 5−×=

fs εs1 Es⋅ εs1 εy<if

fy εs1 εy≥if

:= fs 7.895 MPa⋅=

a2 β C2⋅:= a2 64.6 mm⋅=

Cs fs As1⋅:= Cs 30.01 kN⋅=

Cc 0.85 fc⋅ a2⋅ b⋅:= Cc 1.51 103× kN⋅= sum Cs Cc+:= sum 1.54 103× kN⋅=

T As2 fy⋅:= T 1.521 103× kN⋅=

T Cs Cc+( )−

T0.013−=

ifT Cs Cc+( )−

T

⎡

⎣

⎤

⎦0.02≤ "Ok", "Ubah asumsi C",

⎡

⎣

⎤

⎦"Ok"=

Catatan : Jika T<Cc+Cs, maka perkecil harga C2, dan sebaliknya.

Mn1 Cc d 0.5 a2⋅−( )⋅ Cs d d1−( )⋅+:= Mn1 1.374 103× kN m⋅⋅=

SFMn1

Mn:= SF 1.563=

if Mn1 Mn< "Ubah parameter desain", "Ok", ( ) "Ok"=

5 - 28

ρbal0.85 fc⋅ β⋅

fy⎛⎝

⎞⎠

600

600fy

MPa+

⎛

⎝

⎞

⎠

⋅⎡

⎣

⎤

⎦

:= ρbal 0.03=

ρ1

As1

b d⋅:= ρ1 4.11 10 3−×=

εyfy

Es:= εy 2 10 3−×=

Cbal0.003 d⋅

0.003 εy+:= Cbal 555 mm⋅=

εbal Cbal d1−( ) 0.003

Cbal⋅:= εbal 2.595 10 3−×=

fsbal εbal Es⋅:= fsbal 518.919 MPa⋅=

ρmax 0.75ρbal ρ1

fsbal

fy

⎛

⎝

⎞

⎠⋅+:= ρmax 0.028=

Asmax ρmax b⋅ d⋅:= Asmax 2.561 104× mm2⋅=

Asmin1fc

MPab⋅

d

4fy

MPa⋅

⋅:= Asmin1 3.032 103× mm2⋅=

Asmin2 1.4 b⋅d

fyMPa

⋅:= Asmin2 3.238 103× mm2⋅=

Asmin Asmin1 Asmin1 Asmin2>if

Asmin2 Asmin2 Asmin1>if

:= Asmin 3.238 103× mm2⋅=

if As1 As2+ Asmin< "Tambah Tulangan", "Ok", ( ) "Ok"=

if As1 As2+ Asmax> "Kurangi Tulangan", "Ok", ( ) "Ok"=

Pile cap berfungsi juga untuk tempat fender, oleh karena itu pile cap didesain setinggi 4,2 m dengan panjang 1 m dan lebar 0,8 m.

5.5.3 Perencanaan Tiang Pancang

Dalam perencanaan tiang pancang, nilai kekuatan tanah yang digunakan NSPT 60. Kedalaman tiang pancang direncanakan sampai elevasi -31 m (chart datum Pelabuhan Palembang) dimana nilai N-SPT mencapai 60 (kedalaman tanah keras). Berikut klasifikasi tiang pancang berdasarkan momen yang bekerja.

5 - 29

Tabel 5.11 Klasifikasi Tiang Pancang

Crack (ton.m)

Ultimate (ton.m)

A2 2.50 3.75 72.60A3 3.00 4.50 70.75B 3.50 6.30 67.50C 4.00 8.00 65.40A1 3.50 5.25 93.10A3 4.20 6.30 89.50B 5.00 9.00 86.40C 6.00 12.00 85.00A2 5.50 8.25 121.10A3 6.50 9.75 117.60B 7.50 13.50 114.40C 9.00 18.00 111.50A1 7.50 11.25 149.50A2 8.50 12.75 145.80A3 10.00 15.00 143.80B 11.00 19.80 139.10C 12.50 25.00 134.90A1 10.50 15.75 185.30A2 12.50 18.75 181.70A3 14.00 21.00 178.20B 15.00 27.00 174.90C 17.00 34.00 169.00A1 17.00 25.50 252.70A2 19.00 28.50 249.00A3 22.00 33.00 243.20B 25.00 45.00 238.30C 29.00 58.00 229.50

Unit Weight (kg/m)

450

Allowable Axial Load

(ton)

300 60 452 113

350 65 145582

Bending MomentLength

(m)

Outside Diameter

(mm)

Wall Thickness

(mm)Class

Concrete Cross Section

(cm2)

6-13

600 100 3931571

290115990500

19176675400

23293080

6-16

6-16

6-16

6-16

6-15

Hasil pemodelan menunjukkan bahwa kapasitas aksial yang harus ditanggung adalah 488,4 kN. Dipilih tiang pancang dengan outside diameter 0,4 meter, kelas A2.

5.5.4 Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

Analisis untuk pondasi tiang pancang dengan stratifikasi tanah yang berbeda-beda, digunakan formula daya dukung Metode Vesic, dengan formula sebagai berikut :

* ' *( )p p p p c oQ A q A cN Nσσ= = + .................................................................... (5.1)

Dimana :

Qp = Bearing Capacity pada ujung pile (ton)

Nc*, Nσ* = Bearing Capacity Factors

σo = tekanan efektif tanah

As = luas selimut tiang (m2)

Sedangkan untuk menghitung daya tahan pile terhadap gesekan tanah digunakan rumus sebagai berikut :

uf cα= ................................................................................................ (5.2)

Dimana :

= factor adhesi empiris

cu = kuat geser kohesi (kg/m2)

Perhitungannya disajikan sebagai berikut :

α

5 - 30

Kuat Gesek Selimut

Diameter Tiang•

Kedalaman Penetrasi •

Cohession•

Kerapatan•

Sudut Gesek Dalam•

Ds 0.4m:=

z 24m:=

cu 31kN

m2:=

γ 16.91kN

m3:=

ϕ 10.05:=

α 1:=

Unit Gesek Selimut Luar• f α cu⋅:= f 3.1 104× Pa=

Luas Selimut• As π Ds⋅ z⋅:= As 30.159 m2=

Kuat Gesek Selimut• Qs f As⋅:= Qs 9.349 105× N=

Tahanan ujung

q γ z⋅:=

Koefisien Tekanan Tanah at rest• Ko 1 sin ϕ( )−:=

Tekanan Tanah Normal• σo1 2 Ko⋅+

3q⋅:=

σo 5.642 105× Pa=

Bearing Capacity Factor• Nq 3.8:=

Bearing Capacity Factor• Nc 15:=

qp cu Nc⋅ σo Nq⋅+:=

Luas Ujung Tiang Pancang• Apπ Ds

2⋅

4:=

Bearing Capacity Factor• Qp Ap qp⋅:=

Tahanan Total• Qtot Qs Qp+:=

Qtot 1.263 103× kN⋅=

Beban Ultimate• Qult 488.04:=

Tahanan total (Qtot)=1263 kN > beban ultimate (Qult)=488 kN...desain OK!!!