TUGAS AKHIR
PERENCANAAN PERBAIKAN TANAH DAN PERKERASAN JALAN CAUSEWAY PENGHUBUNG DERMAGA TELUK LAMONG Alfred Fransiscus Yoku 3105 100 070 Dosen Pembimbing : Prof. Ir. Indrasurya B M., Msc., PhD. Trihanyndio Rendy S. ST., MT. JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012
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 Lentur Susunan 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 Jumlah lajur
- Indeks Permukaan
Jenis Lapis Perkerasan LASTON LASBUTAG HRA BURDA BURTU LAPEN LATASBUM BURAS LATASIR JALAN TANAH JALAN KERIKIL
IPo ≥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
Roughness (mm/km) ≤ 1000 > 1000 ≤ 2000 > 2000 ≤ 2000 > 2000 < 2000 < 2000 ≤ 3000 > 3000
1 lajur 2 lajur 3 lajur 4 lajur 5 lajur 6 lajur
Kendaraan Ringan (Berat total < 5 ton) 1 Arah 2 Arah 1,00 1,00 0,60 0,50 0,40 0,40 0,30 0,25 0,20
Kendaraan Berat (Berat total > 5 ton) 1 Arah 2 Arah 1,00 1,00 0,75 0,50 0,50 0,475 0,450 0,425 0,400
LER
Klasifikasi Jalan lokal kolektor
arteri
Tol
< 10 10 – 100 100 – 1000 > 1000
1,0 1,5 1,5 – 2,0 -
1,5 – 2,0 2,0 2,0 – 2,5 2,5
2,5
1,5 1,5 – 2,0 2,0 2,0 – 2,5
Konstruksi Perkerasan Lentur - Faktor Regional - Indeks Tebal Perkerasan Koefisien Kekuatan Relatif A1 0.4 0.35 0.32 0.3 0.35 0.31 0.28 0.26 0.3 0.26 0.25 0.2 -
A2 0.28 0.26 0.24 0.23 0.19 0.15 0.13 0.15 0.13 0.14 0.13 0.12 -
A3 0.13 0.12 0.11 0.1
Kelandaian I (< 6%) % Berat kendaraan ≤ 30% >30%
Kekuatan Bahan Jenis Bahan MS (kg) 744 590 454 340 744 590 454 340 340 340 590 454 340 -
Kt (Kg/cm) 22 18 22 18 -
CBR (%) 100 80 60 70 50 30 20
Laston
Lasbutag
HRA Aspal Macadam Lapen(mekanis) Lapen(manual) Laston Atas Lapen (mekanis) Lapen(manual)
Kelandaian III (> 10%) % Berat Kendaraan ≤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
Tebal Minimum (cm) 5 5 7,5 7,5 10
ebal Minimum (cm) 15
Stab. Tanah dengan semen
20*)
Stab. Tanah dengan kapur
10 20
Batu Pecah (kelas A) Batu Pecah (kelas B) Batu Pecah (kelas C) Sirtu/ pitrum (kelas A) Sirtu/ pitrum (kelas B) Sirtu/ pitrum (keas C) Tanah/ lempung kepasiran
Kelandaian II (6-10%) % Berat kendaraan >30% <30%
15 20
25
Bahan Lapis pelindung: (Buras, Burtu,Burda) Lapen/ aspal Macadam, HRA, Lasbutag, Laston Lapen/ aspal Macadam, HRA, Lasbutag, Laston Lasbutag, Laston Laston
Bahan 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 Kaku -Lapisan Permukaan -Lapisan perantara -Lapisan Tanah Dasar
Konstruksi Perkerasan Kaku Pavement Dowel thickness (in) Diameter (in) 6 7 8 9 10 11 12
0,75 1 1 1,25 1,25 1,25 1,25
Dowel Lenght (in) 18 18 18 18 18 18 18
Dowel Spacing (in) 12 12 12 12 12 12 12
Type 1/2 in. Diameter Bars ? In Diameter Bars and Working Pavement Minimum Maximum Spacing in. Minimum Maximum Spacing in. grade stress thickness Overall Lane Lane Lane Overall Lane Lane Lane (Psi) (in) of Length width width width Length width width width steel (in) (in) 10 ft 11 ft 12 ft 10 ft 11 ft 12 ft 6 48 48 48 48 48 48 Grade 7 48 48 45 48 48 48 40 8 48 44 40 48 48 48 billet 30.000 25 30 9 43 39 35 48 48 45 axle 10 38 35 32 48 48 45 steel 11 35 32 29 48 48 45 12 32 29 26 48 45 41
Pemampatan Tanah N SPT <4 4 s/d 6 6 s/d 15 16 s/d 25 > 25
Konsistensi Tanah very soft loose medium stiff hard
Diagram Alir
Diagram Alir
Data Perekonomian Pertumbuhan Produk Domestik Regional Bruto Daerah menggambarkan laju pertumbuhan kendaraan niaga.
Tahun
PDRB (trilyun rupiah)
2000
46,95
2001
53,72
2002
61,15
2003
68,55
100,00
2004
79,71
80,00
2005
96,39
60,00
2006
112,93
40,00
2007
123,79
20,00
2008
149,79
2009
154,24
PDRB Jawa Timur 180,00 160,00
y = 12,73x - 25431
140,00
R² = 0,972
120,00
0,00 1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
Data Kapasitas Pelabuhan - Kapasitas rencana pelabuhan teluk Lamong adalah 1.138.800 TEUS
Data Tanah Dasar D Konsistensi N-SPT (m) Tanah 1 1 Very Soft 2 1 Very Soft 3 1 Very Soft 4 1 Very Soft 5 1 Very Soft 6 1 Very Soft 7 9 Medium 8 9 Medium 9 9 Medium 10 17 stiff
Jenis Tanah Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung Lanau-Lempung
Z (m) GS 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5
2.613 2.613 2.613 2.586 2.586 2.586 2.592 2.592 2.592 2.662
e
wc (%)
1.876 1.876 1.876 1.889 1.889 1.889 1.767 1.767 1.767 0.96
71.8 71.8 71.8 73.04 73.04 73.04 68.19 68.19 68.19 36.04
γd
γt 3
(t/m ) 0.817 0.817 0.817 0.767 0.767 0.767 1.29 1.29 1.29 1.313
3
(t/m ) 1.561 1.561 1.561 1.549 1.549 1.549 1.576 1.576 1.576 1.848
γ' 3 (t/m ) 0.561 0.561 0.561 0.549 0.549 0.549 0.576 0.576 0.576 0.848
σ'0 2 (t/m ) 0.280 0.841 1.402 1.921 2.470 3.019 3.741 4.316 4.892 8.053
LL (%) 76.5 76.5 76.5 81.6 81.6 81.6 78.9 78.9 78.9 65.8
PL (%) 37.5 37.5 37.5 38.2 38.2 38.2 36.6 36.6 36.6 32.2
PI (%) 39 39 39 43 43 43 42 42 42 34
Φ (0) 8 8 8 6 6 6 5 5 5 15
C
Cc
Cs
0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.2
0.871 0.871 0.871 0.924 0.924 0.924 0.837 0.837 0.837 0.411
0.1960 0.1960 0.1960 0.2098 0.2098 0.2098 0.1908 0.1908 0.1908 0.0976
Cv 2 (cm /dt) 0.0005 0.0005 0.0005 0.0007 0.0007 0.0007 0.0007 0.0007 0.0007 0.0007
Lalu Lintas Harian Rencana Pelabuhan Teluk Lamong memiliki kapasitas gaya lalu sebesar 1.138.800 TEUs pertahun, dengan asumsi bahwa kapasitas tersebut tercapai pada tahun ke-10 dan untuk menghabiskan beban tersebut digunakan truk hino tipe 3.20 PD (1.2-2.2) dengan kemampuan angkut 2 TEUs. Maka untuk menghabiskan 1.138.800 TEUs dibutuhkan truk hino untuk masing-masing arah sebanyak 569.400 buah pertahun atau 1560 buah perhari.
PERKERASAN LENTUR - Jenis Material Material A1
Laston (MS 744)
A2
Laston atas
Koef.Kuat Relatif 0,4 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 ITP + 1 - 0,2 + logWt18 = 9,36 log 2,54 0,4 +
Wt 18 = 39.221.673,86 EAL
Gt 1094 ITP + 1 2,54
+ log 5,19
1 DDT + 0,372 − 3,0 FR 1,2
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 untuk tebal perkerasan menggunakan tebal = 40 cm. • Dowel : Ф dowel = 1,25 in = 3,175 cm Panjang dowel = 18 in = 45.72 cm Spasi dowel = 12 in = 30.48 cm • Tie Bars Ф tie bars = ½ in Spasi 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 disajikan dalam Gambar 5.2. Sedangkan untuk gambar detail tentang dowel, tie bars, cross section, dapat dilihat pada lampiran,
Longitudinal Joint, With Tie bars
7,2 – 8 m 7,2 – 8 m 1 Lajur = 3,5 m
1 Lajur = 3,5 m
Transverse joint, With or With out Dowel Bars
PERKERASAN KAKU
PENENTUAN HINITIAL 2
q (t/m ) 5 7 9 11
sc 0.794 1.067 1.288 1.474
Hinitial 2.778 3.889 5.000 6.111
Hfinal 1.984 2.821 3.712 4.638
H initial Vs H final
5,00 4,50
y = 1,272x + 0,364 R² = 0,999
4,00 3,50 3,00 2,50
H final (m)
2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 1,00
2,00
3,00
H initial (m)
0,00
4,00
5,00
6,00
7,00
WAKTU KONSOLIDASI t
= Tv ( Hdr )2 / Cv gabungan = 1.129. (81)/ 2,6 = 31 tahun
2
4
Waktu (minggu) 0
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
S= 2m S = 1,75 m = S1,5 m S = 1,2 m S= 1m S = 0,8 m
U gabungan (%)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Pola Pemasangan PVDSegi dengan Tiga
PEMASANGAN PVD
PRELOADING •Hinitial •Kecepatan penimbunan •Jumlah pentahapan
=3m = 0.5/minggu = 3/0.5 = 6 x.
GEOTEXTILE •SF •MR •Y’
= 0,94 = 1487 KNm = 27,25 m ( dari atas tanah dasar)
SF 0,94 MD MR ren
= MR / MD = 1487 / MD = 1528,26 KNm = SF rencana X MD = 1,2 X 1528,26 = 1833,92 KNm = MR rencana – MR = 1833,92 – 1487 = 346,91
ΔMR
Jumlah 1
y' 27.25
y 0
T allow
y'-y 27.25 Σ MR
= T ult / (SFid x SFcr x SFcbd) = 52 / (1,2 x 2 x1,2) = 18,75 KN/m
MR 510.94 510.94
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 Poer data-data poer : •tebal (b) •Tinggi (h) •Panjang •Selimut beton(Cc) •Mutu beton (f’c) •Mutu Baja(fy) •β1 •fs •diameter tulangan
= 240 cm = 120 cm = 30000 cm = 50 cm = 35 MPa = 240 MPa (U24) = 0,81 = 144 MPa = 25 mm (tulangan utama) = 25 mm (tulangan sengkang)
Grafik Kedalaman Vs Qult/SF
Kedalaman pemancangan tiang yang dibutuhkan adalah 8 m
Q ult/SF (t) 0 0
10
Kedalaman (m)
20
30
40
50
60
100
200
300
400
500
600
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. Untuk menghilangkan 90% dari settlement (U% = 90%) diperlukan waktu 11 minggu untuk pentahapan penimbunan 50 cm/minggu. •Tiang pancang yang digunakan untuk konstruksi pile slab adalah tiang pancang dengan diameter 1 m. •Jumlah tiang yang dibutuh untuk tiap bentang poer (5m) adalah sebanyak 4 buah. •Kedalaman pemancangan tiang agar konstruksi mampu menanggung beban adalah 8 m. •Biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan jalan dengan perkerasan lentur adalah sebesar Rp. 38.470.804.939,60. •Biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan jalan dengan perkerasan kaku adalah sebesar Rp. 49.338.050.000,00. •Biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan konstruksi pile slab adalah sebesar Rp. 131.411.627.000,00.
Saran 1.
2.
Perlu dilakukan perhitungan tentang adanya secondary settlement karena secondary settlement belum dihitung pada tugas akhir ini. Studi lanjutan diperlukan untuk perencanaan plat pratekan dan metode pelaksanaan agar mempermudah pekerjaan di lapangan.
Terima Kasih
