TUGAS AKHIR

PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH DAN PERKERASAN JALAN CAUSEWAY PENGHUBUNG DERMAGA TELUK LAMONG

Alfred Fransiscus Yoku3105 100 070

Dosen Pembimbing :Prof. Ir. Indrasurya B M., Msc., PhD.

Trihanyndio Rendy S. ST., MT.

JURUSAN TEKNIK SIPILFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya2012

Latar Belakang

-Tingkat pertumbuhan ekonomi Jawa Timur

-Kapasitas Pelabuhan Tanjung Perak sudah melebihi kapasitas rencana

-Direncanakan pembangunan pelabuhan baru

- Tanah untuk akses ke pelabuhan merupakan tanah lembek

Lokasi Studi

Tujuan

- Merencanakan jalan penghubung ke dermaga teluk lamong yang berada pada lapisan tanah lembek agar stabil, dan mampu memenuhi umur rencana

Rumusan Masalah

- Berapa tinggi timbunan akhir yang harus direncanakan sehingga muka jalan selalu berada minimum 2m dari permukaan laut ?

- Diantara ketiga alternatif perbikan tanah yang dipilih (PVD, Stone Column, dan Pile slab) manakah yang terbaik (ekonomis dan lebih baik)?

- Bagaimanakah stabilitas timbunan yang direncanakan?

- Berpa tebal perkerasan untuk LHR yang direncanakan ?

Batasan Masalah

- Data yang digunakan adalah data sekunder yang didapatkan dari PT. PELINDO III, surabaya

- Umur rencana perkerasan adalah 10 tahun untuk perkerasan lentur dan 20 tahun untuk perkerasan kaku

- Perhitungan Tebal perkerasan Menggunakan Metode AASHTO

- Tidak membahas metode pelaksanaan

Konstruksi Perkerasan LenturSusunan Lapisan

-Lapisan Permukaan

-Lapisan Pondasi Atas

-Lapisan Pondasi Bawah

-Lapisan Tanah Dasar

Konstruksi Perkerasan Lentur

- Lalu Lintas Harian Rata-rata

- Angka Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan

- Perhitungan Lintas Ekivalen Rencana

- Daya Dukung Tanah Dasar

- Indeks PermukaanJumlah lajur

Kendaraan Ringan(Berat total < 5 ton)

Kendaraan Berat(Berat total > 5 ton)

1 Arah 2 Arah 1 Arah 2 Arah1 lajur2 lajur3 lajur4 lajur5 lajur6 lajur

1,000,600,40

---

1,000,500,400,300,250,20

1,000,750,50

---

1,000,50

0,4750,4500,4250,400

LERKlasifikasi Jalanlokal kolektor arteri Tol

< 1010 – 100100 – 1000> 1000

1,01,51,5 – 2,0-

1,51,5 – 2,02,02,0 – 2,5

1,5 – 2,02,02,0 – 2,52,5

---2,5

Jenis Lapis Perkerasan IPo Roughness (mm/km) LASTON LASBUTAG HRA BURDA BURTU LAPEN LATASBUM BURAS LATASIR JALAN TANAH JALAN KERIKIL

≥ 4 3,9 – 3,5 3,9 – 3,5 3,4 – 3,0 3,9 – 3,5 3,4 – 3,0 3,9 – 3,4 3,4 – 3,0 3,4 – 3,0 2,9 – 2,5 2,9 – 2,5 2,9 – 2,5 2,9 – 2,5

≤ 2,4 ≤ 2,4

≤ 1000 > 1000 ≤ 2000 > 2000 ≤ 2000 > 2000 < 2000 < 2000 ≤ 3000 > 3000

ebal Minimum (cm)

Bahan

15

20*)

10 20

15 20

25

Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur Laston atas Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur, pondasi macadam Laston atas Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur , pondasi macadam, lapen, laston atas. Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur, pondasi macadam, lapen, laston atas.

Konstruksi Perkerasan Lentur

- Faktor Regional

- Indeks Tebal Perkerasan

Kelandaian I (< 6%)

Kelandaian II (6-10%)

Kelandaian III (> 10%)

% Berat kendaraan

% Berat kendaraan

% Berat Kendaraan

≤ 30% >30% <30% >30% ≤30% >30%

Iklim I <900 mm/th 0,5 1,0 - 1,5 1,0 1,5 - 2,0 1,5

2,0 - 2,5

Iklim II >900 mm/th 1,5 2,0 - 2,5 2,0 2,5 - 3,0 2,5 3,0 – 3,5

Koefisien Kekuatan Kekuatan Bahan Jenis Bahan Relatif

A1 A2 A3 MS (kg)

Kt (Kg/cm)

CBR (%)

0.4 - - 744 - -

0.35 - - 590 - - Laston 0.32 - - 454 - -

0.3 - - 340 - - 0.35 - - 744 - - 0.31 - - 590 - - Lasbutag 0.28 - - 454 - -

0.26 - - 340 - -

0.3 - - 340 - - HRA 0.26 - - 340 - - Aspal Macadam 0.25 - - - - - Lapen(mekanis) 0.2 - - - - - Lapen(manual) - 0.28 - 590 - - - 0.26 - 454 - - Laston Atas - 0.24 - 340 - - - 0.23 - - - - Lapen (mekanis) - 0.19 - - - - Lapen(manual) - 0.15 - - 22 - Stab. Tanah dengan semen - 0.13 - - 18 - - 0.15 - - 22 - Stab. Tanah dengan kapur - 0.13 - - 18 - - 0.14 - - - 100 Batu Pecah (kelas A) - 0.13 - - - 80 Batu Pecah (kelas B) - 0.12 - - - 60 Batu Pecah (kelas C) - - 0.13 - - 70 Sirtu/ pitrum (kelas A) - - 0.12 - - 50 Sirtu/ pitrum (kelas B) - - 0.11 - - 30 Sirtu/ pitrum (keas C) - - 0.1 - - 20 Tanah/ lempung kepasiran

Tebal Minimum (cm) Bahan

5 5

7,5 7,5 10

Lapis pelindung: (Buras, Burtu,Burda) Lapen/ aspal Macadam, HRA, Lasbutag, Laston Lapen/ aspal Macadam, HRA, Lasbutag, Laston Lasbutag, Laston Laston

Konstruksi Perkerasan Kaku

-Lapisan Permukaan

-Lapisan perantara

-Lapisan Tanah Dasar

Konstruksi Perkerasan Kaku

6 0,75 18 127 1 18 128 1 18 129 1,25 18 12

10 1,25 18 1211 1,25 18 1212 1,25 18 12

Pavement thickness (in)

Dowel Diameter (in)

Dowel Lenght

(in)

Dowel Spacing

(in)

6 48 48 48 48 48 487 48 48 45 48 48 488 48 44 40 48 48 489 43 39 35 48 48 45

10 38 35 32 48 48 4511 35 32 29 48 48 4512 32 29 26 48 45 41

Lane width 12 ft

Grade 40

billet axle steel

30.000 25 30

Maximum Spacing in.Lane width 10 ft

Lane width 11 ft

Lane width 12 ft

1/2 in. Diameter Bars ? In Diameter BarsMinimum

Overall Length

(in)

Maximum Spacing in.Lane width 10 ft

Lane width 11 ft

Type and

grade of

steel

Working stress (Psi)

Pavement thickness

(in)

Minimum Overall Length

(in)

Pemampatan Tanah

< 4 very soft4 s/d 6 loose

6 s/d 15 medium16 s/d 25 stiff

> 25 hard

N SPTKonsistensi

Tanah

Diagram Alir

Diagram Alir

Data PerekonomianPertumbuhan Produk Domestik Regional Bruto Daerah menggambarkan laju pertumbuhan kendaraan niaga.

2000 46,952001 53,722002 61,152003 68,552004 79,712005 96,392006 112,932007 123,792008 149,792009 154,24

Tahun PDRB (trilyun rupiah)

y = 12,73x - 25431

R² = 0,972

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

PDRB Jawa Timur

Data Kapasitas Pelabuhan- Kapasitas rencana pelabuhan teluk Lamong adalah1.138.800 TEUS

Data Tanah Dasar

1 1 Very Soft Lanau-Lempung 0.5 2.613 1.876 71.8 0.817 1.5612 1 Very Soft Lanau-Lempung 1.5 2.613 1.876 71.8 0.817 1.5613 1 Very Soft Lanau-Lempung 2.5 2.613 1.876 71.8 0.817 1.5614 1 Very Soft Lanau-Lempung 3.5 2.586 1.889 73.04 0.767 1.5495 1 Very Soft Lanau-Lempung 4.5 2.586 1.889 73.04 0.767 1.5496 1 Very Soft Lanau-Lempung 5.5 2.586 1.889 73.04 0.767 1.5497 9 Medium Lanau-Lempung 6.5 2.592 1.767 68.19 1.29 1.5768 9 Medium Lanau-Lempung 7.5 2.592 1.767 68.19 1.29 1.5769 9 Medium Lanau-Lempung 8.5 2.592 1.767 68.19 1.29 1.576

10 17 stiff Lanau-Lempung 9.5 2.662 0.96 36.04 1.313 1.848

D (m)

Jenis Tanah Z (m) GSKonsistensi

TanahN-SPT e wc (%)

γd

(t/m3)

γt

(t/m3)0.561 0.280 76.5 37.5 39 8 0.3 0.871 0.1960 0.00050.561 0.841 76.5 37.5 39 8 0.3 0.871 0.1960 0.00050.561 1.402 76.5 37.5 39 8 0.3 0.871 0.1960 0.00050.549 1.921 81.6 38.2 43 6 0.3 0.924 0.2098 0.00070.549 2.470 81.6 38.2 43 6 0.3 0.924 0.2098 0.00070.549 3.019 81.6 38.2 43 6 0.3 0.924 0.2098 0.00070.576 3.741 78.9 36.6 42 5 0.4 0.837 0.1908 0.00070.576 4.316 78.9 36.6 42 5 0.4 0.837 0.1908 0.00070.576 4.892 78.9 36.6 42 5 0.4 0.837 0.1908 0.00070.848 8.053 65.8 32.2 34 15 0.2 0.411 0.0976 0.0007

γ'

(t/m3)

σ'0

(t/m2)LL (%)

PL (%)

PI (%)

Φ (0)

C Cc CsCv

(cm2/dt)

Lalu Lintas Harian RencanaPelabuhan Teluk Lamong memiliki kapasitas gaya lalu sebesar 1.138.800 TEUs

pertahun, dengan asumsi bahwa kapasitas tersebut tercapai pada tahun ke-10 dan untukmenghabiskan beban tersebut digunakan truk hino tipe 3.20 PD (1.2-2.2) dengankemampuan angkut 2 TEUs. Maka untuk menghabiskan 1.138.800 TEUs dibutuhkantruk hino untuk masing-masing arah sebanyak 569.400 buah pertahun atau 1560 buahperhari.

PERKERASAN LENTUR- Jenis Material

MaterialKoef.Kuat

Relatif

A1 Laston (MS 744) 0,4

A2 Laston atas 0.28

CBR Subgrade = 5 %CBR Sub Base Coarse = 30 %CBR Base coarse = 100 %

Faktor-Faktor Pengaruh :- FR = 2- IPt = 2- IP0 = 4 - c = 0,7

PERKERASAN LENTUR

−++

+

++

+= 3,0

1,2DDT0,372

FR1log

12,54ITP

10940,4

Gt0,2-12,54ITPlog9,36logWt

5,19

18

Wt 18 = 39.221.673,86 EAL

PERKERASAN LENTUR

= 22 cm

= 10 cm

PERKERASAN KAKU

Wt 18 = 114.121.987,1 EAL

PERKERASAN KAKU(t) = 38,735 cm. Untuk memudahkan didalam pelaksanaan, maka untuktebal perkerasan menggunakan tebal = 40 cm.

• Dowel :Ф dowel = 1,25 in = 3,175 cmPanjang dowel = 18 in = 45.72 cmSpasi dowel = 12 in = 30.48 cm• Tie BarsФ tie bars = ½ inSpasi tie bars = 40 in = 88,9 cm• Jarak sambungan : 18-20 x tebal pelat.(beton tebal 40 cm, jarak sambungan 7,2 – 8 m).Gambar sketsa pemasangandowel, tie bar dan jarak sambungan disajikandalam Gambar 5.2. Sedangkan untuk gambar detail tentang dowel, tie bars,cross section, dapat dilihat pada lampiran,

PERKERASAN KAKU

Tra

nsv

ers

e j

oin

t, W

ith

or W

ith

ou

t D

ow

el B

ars

L o n g i t u d i n a l J o i n t , W i t h T i e b a r s

1 L

aju

r =

3,5

m1

Laju

r =

3,5

m

7,2 – 8 m 7,2 – 8 m

PENENTUAN HINITIAL

q (t/m2) sc Hinitial Hfinal5 0.794 2.778 1.9847 1.067 3.889 2.8219 1.288 5.000 3.712

11 1.474 6.111 4.638

y = 1,272x + 0,364R² = 0,999

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

H final (m)

H initial (m)

H initial Vs H final

WAKTU KONSOLIDASI

t = Tv ( Hdr )2 / Cv gabungan= 1.129. (81)/ 2,6= 31 tahun

PEMASANGAN PVD

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 300

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PVD dengan Pola Pemasangan Segi Tiga

U gabungan (%

)

Waktu (minggu)

S = 0,8 mS = 1 mS = 1,2 mS = 1,5 mS = 1,75 mS = 2 m

PRELOADING

•Hinitial = 3 m•Kecepatan penimbunan = 0.5/minggu•Jumlah pentahapan = 3/0.5

= 6 x.

GEOTEXTILE•SF = 0,94•MR = 1487 KNm•Y’ = 27,25 m ( dari atas tanah dasar)

SF = MR / MD0,94 = 1487 / MDMD = 1528,26 KNmMR ren = SF rencana X MD

= 1,2 X 1528,26= 1833,92 KNm

ΔMR = MR rencana – MR= 1833,92 – 1487= 346,91

Jumlah y' y y'-y MR1 27.25 0 27.25 510.94

Σ MR 510.94

T allow = T ult / (SFid x SFcr x SFcbd)= 52 / (1,2 x 2 x1,2)= 18,75 KN/m

KONTRUKSI PILE SLAB

Beban yang ditanggung :-Beban Horisontal-Beban vertikal

Diameter tiang pancang = 1000 mm•Momen Inersia = 7846.98.434.400 mm4

•Area of concrete = 1570 cm2

•Allowable Axial = 552,9 ton•Bending Momen Crack = 123,6 tm•Bending Momen Ultimate = 229,9 tm

•Plat diasumsikan menggunakan plat pratekan dengan ketebalan 50 cm,lebar 5 m dan panjang 30 m

Perencanaan Poerdata-data poer :•tebal (b) = 240 cm•Tinggi (h) = 120 cm•Panjang = 30000 cm•Selimut beton(Cc) = 50 cm•Mutu beton (f’c) = 35 MPa•Mutu Baja(fy) = 240 MPa (U24)•β1 = 0,81•fs = 144 MPa•diameter tulangan = 25 mm (tulangan utama)

= 25 mm (tulangan sengkang)

Kedalaman pemancangantiang yang dibutuhkanadalah 8 m

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400 500 600

Grafik Kedalaman Vs Qult/SF

Q ult/SF (t)

Keda

laman

(m)

Kesimpulan•Elevasi jalan yang juga merupakan Hfinal Timbunan adalah setinggi 2 m.

•Tebal perkerasan lentur yang diperoleh dengan metode AASHTO untuk lapisan surface adalah 20 cm, dan lapisan base adalah 10 cm.

•Tebal perkerasan kaku yang diperoleh dengan metode AASHTO adalah sebesar 40 cm, dengan jarak sambungan 7,2 - 8 m,diameter dowel = 1,25 in, panjang dowel = 12 in, spasi =12 in, diameter tie bar = ½ in, spasi = 40 in.

•Metode perbaikan tanah dengan menggunakan stone column tidak dapat digunakan karena kerutuhan yang terjadi merupakan keruntuhan terhadap internal stability timbunan.

•Metode perbaikan tanah yang digunakan untuk mempercepat pemampatan adalah dengan cara pemasangan PVD dengan pola pemasangan segitiga dan jarak pemasangan 1.

•Total settlement (Sc) yang harus dihilangkan adalah sebesar 1 m. Untukmenghilangkan 90% dari settlement (U% = 90%) diperlukan waktu 11 mingguuntuk pentahapan penimbunan 50 cm/minggu.

•Tiang pancang yang digunakan untuk konstruksi pile slab adalah tiang pancangdengan diameter 1 m.

•Jumlah tiang yang dibutuh untuk tiap bentang poer (5m) adalah sebanyak 4 buah.

•Kedalaman pemancangan tiang agar konstruksi mampu menanggung beban adalah8 m.

•Biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan jalan dengan perkerasan lentur adalahsebesar Rp. 38.470.804.939,60.

•Biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan jalan dengan perkerasan kaku adalahsebesar Rp. 49.338.050.000,00.

•Biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan konstruksi pile slab adalah sebesarRp. 131.411.627.000,00.

Saran1. Perlu dilakukan perhitungan tentang adanya secondary settlement

karena secondary settlement belum dihitung pada tugasakhir ini.

2. Studi lanjutan diperlukan untuk perencanaan plat pratekan danmetode pelaksanaan agar mempermudah pekerjaan di lapangan.

Terima Kasih