JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-4
1
ALTERNATIF PERENCANAAN DINDING PENAHAN PADA GRAVING DOCK BELAWAN MEDAN Mohammad Dicky Firmansyah, dan Musta’in Arif, S.T., M.T. , Trihanyndio Rendy Satrya, S.T.,M.T. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected] Abstrak— Pelabuhan Belawan menjadi salah satu tempat yang menyediakan fasilitas bagi kapal-kapal yang sedang bersinggah. Penambahan jumlah graving dock pada Pelabuhan Belawan, bertujuan mengurangi antrian perbaikan kapal. Pembangunan graving dock di Pelabuhan Belawan, mengalami kendala pada masalah tanah lunak setebal 20 m. Tanah lunak akan berpengaruh pada perencanaan, karena harus memperhatikan faktor keamaan terhadap longsor. Untuk itu tidak memungkinkan diadakan penggalian tanah terbuka, tetapi menggunakan suatu sistem konstruksi penahan tanah agar tanah tidak mengalami kelongsoran. Pada tahap perhitungan, dilakukan analisa data tanah yang bertujuan untuk mencari parameter fisik tanah. Setelah itu dilakukan perencanaan pondasi lantai graving dock. Perhitungan alternatif dinding penahan dilakukan setelah perencanaan pondasi lantai memenuhi syarat stabilitas. Hasil perhitungan pada pondasi lantai didapat, diameter tiang 60 cm dengan panjang tiang 20 m dan jumlah tiang pondasi sebanyak 600 buah. Untuk perkuatan talud, digunakan kemiringan 1:2 dan jumlah cerucuk 8 buah per meter. Untuk turap digunakan jenis W-600 A1000 dengan perkuatan angkur baja berdiameter 6 cm. Untuk cantilever wall digunakan perkuatan angkur dengan diameter baja 6 cm.
Kata kunci : Belawan, graving dock, tanah lunak, dinding penahan I. PENDAHULUAN embangunan graving dock di Pelabuhan Belawan, mengalami kendala pada masalah tanah lunak setebal 20 m. Tanah lunak akan berpengaruh pada perencanaan, karena harus memperhatikan faktor keamaan terhadap longsor. Untuk itu tidak memungkinkan diadakan penggalian tanah terbuka, tetapi menggunakan suatu sistem konstruksi penahan tanah agar tanah tidak mengalami kelongsoran..
P
A. Rumusan Masalah
Dari uraian yang dituliskan di atas, masalah perencanaan yang harus diselesaikan adalah: 1. Perhitungan desain struktur lantai graving dock 2. Perencanaan dinding penahan tanah dengan merencanakan kemiringan talud tanah 3. Perencanaan dinding penahan tanah perkuatan turap 4. Perencanaan dinding penahan tanah dengan perkuatan vertical cantilever wall
B. Tujuan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : Merencanakan alternatif dinding penahan tanah yang sesuai dengan kondisi tanah di lokasi setempat. C. Batasan Masalah
Berikut batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini : 1. Tidak membahas detail struktur graving dock 2. Tidak membahas analisa mekanikal dan elektrikal 3. Graving dock yang direncanakan dengan kapasitas kapal 50.000 DWT (216 m x 31,5 m) 4. Data tanah yang digunakan merupakan data tanah pada lokasi yang ditinjau 5. Tidak membahas perhitungan penulangan struktur II. TINJAUAN PUSTAKA A. Angka keamanan Talud
FK
R T
dimana : FK = faktor keamanan R = gaya penahan T = gaya yang menyebabkan gelincir B. Momen maksimum yang bekerja pada turap :
M maks Earencana .( z z1 ) 0,5.( 4C qrencana ).z 2 . C. Stabilitas pada dinding penahan kantilever - Stabilitas terhadap guling :
Momen _ Penahan 1,5 Momen _ Guling
‐
Stabilitas terhadap geser
a.B.W tan 1,5 P
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-4 III. METODOLOGI
2 . Nilai t ( db / 2 ) bisa di lihat pada lampiran tabel T .Untuk nilai γ
Langkah – langkah pengerjaan proyek akhir
bisa dilihat pada tabel 2 Tabel 2 Nilai γ pada setiap konsistensi BOR 2 KEDALAMAN ɤ sat (KN/m3) Standar Deviasi T / 2 ‐4.00 15.99 0.00 0.00 ‐7.00 15.99 ‐10.00 16.78 0.00 0.00 ‐13.00 16.00 0.00 0.00 ‐16.00 16.22 0.31 12.71 ‐19.00 16.67 ‐22.00 16.53 0.00 0.00 ‐25.00 18.00 0.00 0.00 ‐28.00 17.79 0.22 12.71 ‐31.00 17.47
Batas Bawah Batas Atas
CI 90%
ɤ sat (KN/m3)
0.00
0.00
0.00
15.99
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
16.78 16.00
14.17
18.78
18.55
16.50
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
16.53 18.00
15.99
19.27
19.11
17.68
Untuk nilai Ø bisa dilihat pada tabel 3 Tabel 3 Nilai Ø pada setiap konsistensi BOR 2 KEDALAMAN φ(degree) Standar Deviasi T / 2 Batas Bawah Batas Atas ‐4.00 ‐ 0.00 12.71 0.00 0.00 ‐7.00 ‐ ‐10.00 ‐ ‐13.00 ‐ 0.00 0.00 0.00 0.00 ‐16.00 ‐ 0.00 12.71 0.00 0.00 ‐19.00 ‐ ‐22.00 33.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ‐25.00 36.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ‐28.00 35.50 0.35 12.71 32.66 37.84 ‐31.00 35.00
CI 90%
φ(degree)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00 0.00
33.00 36.00
37.58
35.40
Untuk nilai C bisa dilihat pada tabel 4 Tabel 4 Nilai C pada setiap konsistensi
Gambar 1 Flowchart metode studi
BOR 2 KEDALAMAN ‐4.00 ‐7.00 ‐10.00 ‐13.00 ‐16.00 ‐19.00 ‐22.00 ‐25.00 ‐28.00 ‐31.00
qu (kPa) 12.50 12.50 18.75 20.00 33.33 40.00 ‐ ‐ ‐ ‐
Standar Deviasi T / 2 Batas Bawah Batas Atas CI 90%
qu (kPa)
Cu (kPa)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
12.50
6.25
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
18.75 20.00
9.38 10.00
4.71
2.62
29.54
43.80
43.08
37.50
18.75
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Untuk nilai γ , Ø , C bisa dilihat pada tabel 5 Tabel 5 Nilai γ , Ø , C pada setiap konsistensi IV. PERENCANAAN DINDING PENAHAN A. Analisa Data Tanah
Data tanah diperoleh dari Laboratorium Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan. Berdasarkan data tanah dasar pada tabel 4.1 yang diperoleh, pada kedalaman 0 – 20 m, berupa tanah lempung lunak (NSPT < 4, J.E Bowles,1984) Parameter Cv (Coefficient Variant) Koefisien variasi bisa ditentukan dari data tanah yang telah diperoleh dengan mencari standar deviasi dan ratarata dari masing-masing konsistensi.
Stdev Cv Rata rata Hasil perhitungan nilai Cv bisa dilihat pada tabel 1 Tabel 1Data tanah dari hasil uji NSPT dan Nilai Cv BOR 2 KEDALAMAN ‐4 ‐7 ‐10 ‐13 ‐16 ‐19 ‐22 ‐25 ‐28 ‐31
N‐SPT 2 2 3 4 7 9 16 31 28 25
CONSISTENCY ɤ sat (KN/m3)ɤ dry (KN/m3) ɤ t (KN/m3) Very Soft 16.0 9.6 15.4 Very Soft 16.0 9.6 15.4 Very Soft 16.8 10.5 15.6 Soft 16.0 9.5 15.6 Medium Stiff 16.2 9.9 16.1 Medium Stiff 16.7 10.6 16.2 Medium Dense 16.5 10.2 16.4 Dense 18.0 12.8 17.7 Medium Dense 17.8 12.0 17.4 Medium Dense 17.5 11.0 17.3
Dr (%) ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 42.9 65.0 61.8 57.1
φ(degree) qu (kPa) Cv (ɤ) (%) Cv (Dr) (%) ‐ 12.5 ‐ 0.00 ‐ 12.5 ‐ ‐ 18.8 ‐ ‐ 20.0 0.00 ‐ ‐ 33.3 ‐ 0.44 ‐ 40.0 ‐ 33.0 ‐ 0.00 0.00 36.0 ‐ 0.00 0.00 35.5 ‐ 0.41 5.63 35.0 ‐
Nilai CI (Coefficient Interval) 90% Selang kepercayaan 90 % diambil diantara batas atas dan batas bawah. Untuk batas atas digunakan
X t( db / 2 )
s s , sedangkan batas bawah X t ( db / 2 ) n n
BOR 2 KEDALAMAN ɤ sat (KN/m3) φ(degree) ‐4.00 15.99 ‐ ‐7.00 ‐10.00 16.78 ‐ ‐13.00 16.00 ‐ ‐16.00 16.50 ‐ ‐19.00 ‐22.00 16.53 33.00 ‐25.00 18.00 36.00 ‐28.00 17.68 35.40 ‐31.00
Cu (kPa) 6.25 9.38 10.00 18.75 0.00 0.00 0.00
B. Desain Lantai Graving Dock
Asumsi Dimensi - Panjang graving dock (Lu) = 220 m - Lebar graving dock (Su) = 43 m - Tinggi graving dock (H) = 8 m - Berat struktur yang meliputi berat dinding dan berat lantai = 57805.11 ton - Gaya uplift tota l = 96965 ton - Tebal lantai =2m C. Perencanaan Tiang Pancang Kemampuan Tiang Terhadap Uplift - Uplift force yang terjadi (wa) = 10,25 t/m2 -.Gaya perlawanan paling kritis = berat graving dock kondisi kosong = 57805.11 ton
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-4
57805.11 = 6.11t/m2 220 x 43
-.Perencanaan tiang pancang berdasarkan kelebihan tegangan, yaitu : △ = wa - = 10,25 t/m2 - 6.11 t/m2 = 4,14 t/m2 - Bila diketahui jarak pemasangan tiang xmaks= 3,7 m dan ymaks= 2,9 m , maka beban tarik yang dipikul tiap tiang pondasi adalah : 2 2 △ x 3.7 m x 2,9 m = 4.14 t/m x 10,73 m =44,42 ton Elevasi kebutuhan kedalaman tiang = - 30.00 m
Daya Dukung Tiang Pancang SF = 3
17.6
R = 17,4
q=4 t/m
?=1,8 t/m³ Ø=30° C=0
Sf= 0,653
?=1,56 t/m³ Ø=0° C=0,938 t/m²
Gambar 3 Jari-jari kelongsoran
Penggunaan pile sebagai perkuatan
MR ( Sf rencana Sf awal ) xOM
MR 1198 1834,6 ton.m Sf awal 0,653 MR (1,5 0,653) x1834,6 =1553,9 ton.m M R 1553,9 n 6,55 8 buah per Pmax(1 pile ) xR 13,625 x17,4
OM=
Qall (ton) 0.00 50.00 100.00150.00 10.00
15.00
E. Analisa Slope Stability Dari analisa program XTABL, dengan kemiringan lereng 1:2 , didapat angka keamanan 0,653 , jari-jari kelongsoran R=17,4 m dan MR = 1198 ton.m
8.8
Tegangan yang terjadi () =
3
Qall D40
meter Jarak antar pile direncanakan 3D = 3.0,6 = 1,8 m Panjang pile adalah 20 m, mengkuti hasil design dari perencanaan pondasi dengan diameter 60 cm tipe spun pile
Kedalaman (m)
Qsall D40 Qall D50 20.00
Qsall D50 Qall D60 Qsall D60 1.8
.
25.00
1.8
1.8
Gambar 4 Pola Pemasangan Pile 30.00
Gambar 2 Daya dukung tiang
F. Turap (Sheet Pile) Turap yang ditanamkan pada tanah lempung, mengandalkan besarnya nilai kohesi untuk menahan gayagaya yang bekerja pada turap. q=4 t/m
D. Penurunan Tiang - Consolidation settlement = fi x f1 x ft x ρ1 = 1,4 x 1 x 2,68 x 15,25 = 57,35 mm / 50 tahun ‐ Immediate settlement
s. p 0 ,87 N 1 0,4 D / B ) 0,43.8,244 0,87 26 1 0,4 x13,3 / 49,67) 0,19 mm
? =1,8 t/m³ Ø =30° C =0
Ea q=14.78 t/m q=4.8 t/m
?=1,678 t/m³ Ø=0° C =0.938 t/m² ? =1,6 t/m³ Ø =0 C =1 t/m²
Ep
O
? =1,8 t/m³ Ø =0 C =1.875 t/m²
Gambar 5 Gaya-gaya yang bekerja pada turap
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-4
4
Panjang turap
D1, 2
Dari 3 kondisi di atas, di pakai diameter baja angkur 6 cm
b b 2 4ac 2a
G. Dinding Penahan Pendimensian dinding penahan
(69,93) (69,93) 4.23,59.100,7 D1, 2 2.23,59 D1 4,025 2
0.3m min
`
D2 1,06
min 0.02
Untuk desain pelaksanaan, panjang turap perlu dikalikan angka keamanan sebesar 1,4. Sehingga Drencana = 1,4. Dteoritis Drencana = 1,4 x 4,025 = 5,635 m
I
Direncanakan, dipakai turap dari PT.Wijaya Karya W-600 A-1000 dengan Mcrack = 59,6 ton.m Perkuatan Angkur Pada kondisi terisi air Diketahui mutu baja BJ 41 dengan fy = 2500 kg/cm2 diasumsikan angkur 1000 kg/cm2
angkur
T , dimana A =luas penampang baja angkur = A 2
0,25.π.d sehingga,
1000
d = 4,8 cm , dipakai diameter baja angkur = 5 cm Pada kondisi kosong Diketahui mutu baja BJ 41 dengan fy = 2500 kg/cm2 diasumsikan angkur 1000 kg/cm2
T , dimana A =luas penampang baja angkur = A
0,25.π.d2 sehingga,
1000
26793 0,25. .d 2
d = 5,8 cm , dipakai diameter baja angkur = 6 cm Pada kondisi terisi kapal
Diketahui mutu baja BJ 41 dengan fy = 2500 kg/cm2 diasumsikan angkur 1000 kg/cm2
angkur
T , dimana A =luas penampang baja angkur = A
0,25.π.d2 sehingga,
1000
0.1H D
Pendimensian 0.1H
0.1H
Dinding Penahan
0.5to0.7H
l
Stabilitas Guling (Overturning) Berdasarkan asumsi teori Rankine, tekanan tanah aktif (Pa) yang bekerja di sepanjang bidang vertikal AB, digambarkan dari permukaan tanah hingga bagian dasar struktur dinding. Faktor keamanan guling ditentukan dari :
FS guling
M M
R o
788,76 106,381 7,4 > 1,5 … (memenuhi syarat)
FS guling
18379 0,25. .d 2
angkur
H
\6 Gambar..4.5
kebutuhan panjang turap yang diperlukan adalah sepanjang 5,635+8,8= 14,435 m, dipakai panjang turap = 15 m Dimensi Turap
Dimensi Rencana 0.6 m 0.6 m 1.2 m 1.2 m 1.2 m 8.4 m 1.2 m
24328 0,25. .d 2
d = 5,56 cm , dipakai diameter baja angkur = 6 cm
FS guling
Stabilitas Geser Faktor keamanan untuk stabilitas geser dirumuskan sebagai :
FS geser
F F
R d
Pada kondisi terisi air Nilai angka keamanannya,
164,16. tan 2 .0 8,4. 2 .1,02 `54,5 FS sliding
3 44,53
3
FS sliding 1,35 < 1,5 … (belum memenuhi syarat) Pada kondisi kosong Nilai angka keamanannya,
164,16. tan 2 .0 8,4. 2 .1,02 16,94 FS sliding
3 3 44,53
FS sliding 1,17 < 1,5 … (belum memenuhi syarat)
JURNA AL TEKNIK POMITS Vol. 1, 1 No. 1, (2013) 1-4
5
Pada kondisi k terisi kapal k Nilai angka a keamannannya,
164,16. tan 2 .0 8,4. 2 .1,02 50,2 3 44,53 5
FS sliding
3
FS slidinng 1,25 < 1,5 … (belum memenuhi syyarat) Perkuaatan Angkur 2 Diketaahui mutu bajaa BJ 41 dengaan fy = 2500 kg/cm k 2 diasum msikan angkurr 1000 kg/ccm
angkurr
B. Saran n 1. Peerencanaan dinding penahhan digunakaan sebagai peerkuatan dalaam masa konnstruksi strukktur graving do ock. 2. Dinding D penaahan tidak digunakan d seebagai jalur gaantry crane LAMPIRAN N
T , dimanna A =luas peenampang bajja angkur = A
0,25.π..d2 sehingga,
1000
28700 0,25. .d 2
d = 6 cm c , dipakai diameter d baja angkur = 6 cm m Nilai angka a keamannannya,
164,16. tan 2 .0 8,4. 2 .1,02 46,5 28,7 FS sliding
3
3 44,53
FS slidinng 1,8 < 1,55 … (memenuuhi syarat) V. PENUT TUP
A. Keesimpulan Paada perencanaaan alternatiff dinding penaahan ini, telahh dilaakukan perhhitungan den ngan melaku ukan kontrool terhhadap beban yang bekerrja dengan merencanakan m n dim mensi dinding penahan. 1. Pad da pondasi laantai digunakkan tiang pan ncang dengann diam meter 60 cm m dan panjaang 20 m. Hasil H kontrool terhhadap penuruunan, untuk consolidatioon settlemennt sebesar 57,35 mm sedan ngkan untukk immediate setttlement sebesar 0,19 mm 2. Unttuk kemiringan talud dipaakai 1:2 denggan perkuatann pilee dengan jumlah 8 buah peer meter. Peng ggunaan taludd tidaak memenuhi syarat dikareenakan SF yaang dihasilkann sebesar 0,653 3. Unttuk dimensi turap, dipaakai tipe W-600 A-10000 dituunjang dengann perkuatan angkur. a Pada kondisi terissi air, digunakan diameter baaja 5 cm. Pada kondissi kossong, digunakkan diameter baja 6 cm. Pada kondissi terisi kapal, diigunakan diaameter baja 6 cm. Jaddi diam meter baja anngkur yang diperlukan d unntuk perkuatann sebesar 6 cm. 4. Pad da perencanaaan cantilever wall diperlukkan perkuatann ang gkur, dimana kondisi yang paling menentukan adalahh saatt graving doock dalam keadaan k kosoong, sehingga dipeerlukan angku ur dengan diaameter baja 6 cm
DAF FTAR PUSTAK KA
Americann Association oof State Highway and Transpoortation (19822). AASHTO M Materials, Wasshington, DC Americann Society for Teesting and Matterials (1982). ASTM A Stand dards, Philadelphia, Pa Das, B. M. M (1984). Prin nciples of Foun ndation Engineering, Brook ks/Cole Engineeering Divisionn, Moneterey, California Indrasuryya B.Mochtar , Noor Endah (1 1988). Mekaniika tanah ( Prinssip-prinsip Rekkayasa Geotek knik ), Erlanggaa, Jakarta Hidayah Susi, S Yohan Rooy Gratia (2007). Program Analisis A Stabiilitas Lereng, UNDIP, U Semarrang Peck, Ralph B. (1953). Foundation F Ex xploration, Deenver Colisseum Sakdjono,HS , Pondasi Tiang Pancan ng Jilid 1, Sinaar Wijaya, Surabbaya https://docs.google.com//viewer?a=v& &pid=sites&srccid=ZGVmY XVsd dGRvbWFpbnxxraXNhcmFudG GVrbmlrfGd4O OjY5MjE4N mVlZ ZWIzZmEwNg
