JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
1
Perencanaan Skidway Untuk Peluncuran Offshore Structure di PT. PAL Surabaya Agnis Febiaswari, Herman Wahyudi, Fuddoly Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
[email protected] Abstrak— PT. PAL merupakan perusahaan yang bergerak di bidang industri kapal. Seiring dengan perkembangan waktu, Perusahaan ini mencoba memproduksi offshore structure untuk menunjang proses pengeboran minyak lepas pantai. Offshore structure ini terdiri dari struktur jacket dan top side berukuran besar yang dirakit di darat dan kemudian diload out ke laut menggunakan barge ukuran besar. Struktur yang digunakan untuk peluncuran atau load out offsore structure bernama skidway dengan kapasitas loading 5000 ton. Struktur utama skidway pada umumnya terdiri dari pondasi tiang pancang yang sangat kokoh, balok beton, pelat beton dan tambatan barge. Namun pada tugas akhir ini direncanakan menggunakan kombinasi dari pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pondasi dangkal yang dipakai adalah Pondasi Telapak yan diaplikasikan di sepanjang landasan . Sedangkan di bagian ujung landasan yang berbatasan dengan laut digunakan pondasi dalam yaitu tiang pancang beton. Karena letak tiang pancang berada di ujung skidway, maka pemasangannya harus dikombinasikan dengan turap untuk menjaga kestabilan tanah dasar. Kata kunci : PT.PAL, Topside, Skidway, Konvensional. I. PENDAHULUAN PT. PAL merupakan perusahaan yang bergerak di bidang industri kapal.. Perusahaan ini terletak di daerah Perak Surabaya Utara seperti pada Gambar 1. Seiring dengan perkembangan waktu, PT.PAL mencoba memproduksi offshore structure untuk menunjang proses pengeboran minyak lepas pantai. Offshore structure ini terdiri dari struktur jacket dan top side berukuran besar yang dirakit di darat dan kemudian diload out ke laut menggunakan barge ukuran besar. Struktur yang digunakan untuk peluncuran atau load out offsore structure bernama skidway.
Skidway adalah struktur yang digunakan sebagai landasan dalam proses load out modul dari darat ke laut menggunakan barge. Skidway dibagun di atas tanah dasar yang ujungnya langsung berbatasan dengan laut. Struktur utama skidway pada umumnya terdiri dari pondasi yang mampu menahan beban modul yang sangat besar, balok landasan, balok pengikat di sepanjang landasan, pelat beton, turap di bagian ujung landasan yang berbatasan dengan air laut untuk menjaga kestabilan tanah. Perencanaan skid way di PT. PAL ini direncanakan dapat meluncurkan top side dan juga jacket dengan berat 5000 ton dan direncanakan untuk ditambati barge dengan kapasitas ±5000 DWT. Oleh karena itu dibutuhkan pondasi skidway yang sangat kuat agar tidak terjadi penurunan pondasi saat proses loading dilakukan. Selain itu dibutuhkan dimensi balok beton yang sesuai dengan beban yang akan diterima. Letak dari skidway ini berada di bagian dalam dermaga yang tidak menghadap langsung ke laut. Lokasi ini dipilih untuk mengantisipasi adanya gelombang laut yang dapat mengganggu proses loading offshore structure. Dengan merujuk pada latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, maka rumusan masalah yang dikemukakan pada tugas akhir ini meliputi: 1. Dimensi pondasi yang mampu menahan beban dari top side dan jacket 2. Metode pekerjaan pondasi agar tidak merusak pondasi crane yang terletak dekat dengan letak skidway rencana 3. Dimensi balok yang sesuai dengan beban top side dan jacket 4. Metode pekerjaan turap yang pemasangannya dikombinasikan dengan tiang pancang Dari tujuan dan rumusan masalah, dapat dirumuskan ruang lingkup untuk Tugas Akhir ini yaitu : 1. Perencanaan detail struktur atas skidway yang terdiri dari pile cap, balok, dan pelat 2. Perencanaan detail pondasi dengan menganalisa berbagai jenis pondasi dalam maupun dangkal 3. Metode pekerjaan pembangunan skidway II. METODOLOGI 1.
Gambar 1 Lokasi PT. PAL Surabaya
Pendahuluan Mempelajari latar belakang, lokasi, tujuan, dan lingkup pekerjaan. 2. Studi Literatur Mempelajari dasar teori, konsep, dan perumusan yang akan digunakan dalam perencanaan. 3. Pengumpulan Data dan Analisa Data yang digunakan untuk perencanaan adalah data sekunder yaitu : Data Hidrooceanografi – Pasang surut
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 – Data arus. – Data angin – Data bathymetri Data Tanah. Data Kapal. Data alat yang digunakan
2 skidway dan merupakan tempat bertambatnya kapal pada skidway. Sementara pada posisi badan skidway, kedalaman perairan -5.05 mLWS yang membentang dari Dermaga Semarang bagian utara sampai selatan sepanjang 645 m.
Gambar 3 Peta Bathymetri dermaga sektor E PT. PAL
Gambar 2 Diagram Alur Metodologi Penelitian Kriteria Desain Kriteria Desain meliputi : Peraturan yang digunakan. Kualitas bahan dan material. Kriteria kapal rencana. Pembebanan. 5. Evaluasi Layout • Evaluasi Layout Daratan • Evaluasi Layout Perairan 6. Perhitungan Struktur Skidway Tahap ini adalah tahap perencanaan detail struktur skidway yang terdiri dari pondasi tiang pancang, balok utama dan pelat beton, dan turap 7. Metode pelaksanaan strktur skidaway Meliputi metode pelaksanaan pemancangan, pengecoran poer, balok, pelat dan pondasi telapak. 8. Perhitunga RAB Analisis dilakukan dengan standart dan kebutuhan yang ada. Adapun tahapan perhitungan RAB adalah : 1. Harga material dan upah pekerja 2. Perhitungan volume pekerjaan 3. Analisa harga satuan 4. Perhitungan RAB 4.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 1.PENGUMPULAN DATA DAN ANALISA A. Hasil analisa data topografi Dari data yang didapat, terlihat bahwa kondisi kedalaman di sekitar lokasi perencanaan skidway rata-rata berada pada kedalaman -5.0 mLWS pada sisi selatan dermaga Sektor E PT.PAL yang direncanakan sebagai ujung
B. Hasil Analisa Data Pasang Surut Perilaku pasang surut dianalisis pada kondisi spring tide dan neap tide. Dimana pengamatan pada saat spring dilakukan pada tanggal 7-8 Desember 2012 dan pengamatan pada saat neap dilakukan pada tanggal 22-23 Desember 2012. • Beda pasang surut sebesar 1.9 m diatas mLWS • Elevasi HWS ( High Water Spring) pada + 1.9 mLWS • Elevasi MSL (Mean Sea Level) pada +1.0 mLWS • Elevasi LWS (Low Water Spring) pada + 0.00 mLWS HHWS HWS
MSL
LWS LLWS
Gambar 4 Peta Grafik Pasang Surut Perairan Dermaga Sektor E PT.PAL (sumber : Data Pasang Surut,2011) C. Hasil Analisa Data Tanah Pengeboran dilakukan di beberapa titik dan pada tugas akhir ini dipakai data boring log dari 3 titik pengambilan data yang mewakili keadaan tanah di lokasi pembangunan skidway, yaitu titik B16, B22 dan B23 dimana pengambilan sample tanah dilakukan sampai kedalaman -35m dari tanah dasar
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 0
20
40
60
0
0
0
5
5
10
10
15
15
3 20
40
60
20
20
25
25
30
30
35
35
Gambar 5 Statigrafi Tanah D .Data Kapal Tongkang Spesifikasi Kapal Tongkang : 1. LOA (Length of Overall) = 73,15 m 2. Breadth = 21,95 m 3. Depth = 5,26 m 4. Max Draft = 4,20 m 5. DWT = 5000 ton 6. GRT = 2139 ton 7. NET = 641 ton E. Spesifikasi Tugboat Code of vessel : S-08 Classification : Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) Build : 2007 LOA : 32.00 meters Breadth : 09.00 meters Depth : 04.50 meters Gross Tonnage : ±200 GT Main Engine : 2 Unit @ 1260 HP Caterpillar 3512 DITA RPM 1800 (Recond) Electric Gen: 2 Unit x Mitsubishi PS 120/130 KW (Recond) Speed : ±10 Knots (Free Running) Towing Hook : ± 35 Tons E. Data Alat Berat Untuk penanganan loading muatan platform, direncanakan menggunakan propelled modular transporter seperti pada Gambar 5
Gambar 6 Detail skidshoe Spesifikasi dari skidshoe : Width : 0,4 m Length :2-5m Maximum load : 2000 tonnes (sumber : Sarens.com) 2. EVALUASI LAYOUT Skidway yang direncanakan berada di dalam kompleks Dermaga Sektor E PT. PAL, oleh karena itu evaluasi layout daratan maupun perairan hanya sebatas mengevaluasi apakah lahan yang ada sudah memenuhi syarat operasional. Hasil perencanaan layout perairan dihitung berdasarkan OCDI adalah seperti pada Gambar 6
Kolam putar Db =150m
Alur masuk 400m x 73m
Kolam dermaga 100m x 138m
Gambar 5 Tampak samping propelled modular transporter Spesifikasi dari propelled modular transporter : Width :3m Length : 20 m Axle spacing : 1,5 m Maximum axle load : 30 tonnes Max load of offshore platform : 300 tons Speed : 5 – 25 km/h Manouverable steering : 360o (sumber : Transport Systems and Products, INC) Selain menggunakan propelled modular transporter, proses loadout juga memakai metode Skidding loadout dengan menggunakan Skidshoe seperti pada Gambar 6.
Gambar 6 Perencanaan Layout Perairan tanpa pengerukan Sedangkan hasi evaluasi layout daratan adalah seperti pada Gambar 8.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
4 a)
Pondasi
Untuk menentukan tipe pondasi, dilakukan perbandingan (skoring matriks) sebagaimana Tabel 1 yang mempertimbangkan aspek konstruksi, aspek keamanan, aspek operasional skidway, stabilitas struktur, perkiraan umur bangunan, dan biaya konstruksi. Tabel 1 Pemilihan tipe pondasi skidway di bagian darat Pondasi Telapak
Aspek evaluasi
1. Aspek Konstruksi (Bobot = 10%) - Metode pelaksanaan di Cor di tempat lapangan -Ketersediaan bahan Banyak dan material -Alat-alat berat yang Sedang dibutuhkan -Jangka waktu proses Lama konstruksi
Skoring Skor bobot Pondas Tiang Pondasi Tiang i pancang telapak pancan
Tiang pancang
Precast concrete
5
3
0,50
0,30
Banyak
4
4
0,40
0,40
Cukup
5
3
0,50
0,30
Sedang
4
3
0,40
0,30
Aman
4
4
0,60
0,60
3
5
0,45
0,75
4
4
0,60
0,60
3
3
0,45
0,45
4
4
0,60
0,60
4
5
1,00
1,25
5
3
1,25
0,75
4
4
0,40
0,40
2. Aspek keamanan (Bobot = 15%) -Keamanan pada saat operasional
Gambar 7 Perencanaan Layout Daratan 3. KRITERIA DESAIN a.) Mutu Beton Berdasarkan PBI 1971 kualitas material beton yang akan digunakan pada Skidway PT. PAL Surabaya adalah sebagai berikut :
•
Mutu beton K 350, σ’bk = 350kg/cm2 (PBI 1971 Tabel 4.2.1). Kuat tekan karakteristik K350 = 350kg/cm2 (benda uji kubus 15x15cm) konversi : f’ c = kuat tekan beton yang disyaratkan (silinderØ15cm) f’ c = [0,76 +0,2 log (35Mpa/15)]35Mpa = 0,8336 x 35 Mpa = 29,176 Mpa f’ c = 29 Mpa (benda uji silinder) Modulus tekan beton untuk pembebanan tetap Ec = 6400 �𝜎′𝑏𝑘 (PBI 1971 Tabel 11.1.1) = 6400 √350 = 119733,0364 kg/cm2 𝐸𝑎 2100000 n = = = 17,54 𝐸𝑏
119733,0364
𝜎′𝑏 = Tegangan tekan beton akibat lentur tanpa dan atau dengan gaya normal tekan = 0,33 𝜎′𝑏𝑘 = 0,33 x 350 = 115,5 kg/cm2 Tebal selimut beton (decking) diambil 8 cm
b.) Mutu Baja tulangan
Baja tulangan yang digunakan dalam perencanaan skidway adalah baja tulangan U-39. Berikut ini data mutu baja berdasarkan PBI 1971: σ au
= Tegangan leleh karakteristik = 3900 kg/ cm2 - Ea = 2,1 x 106 kg/cm2 = Tegangan Tarik/tekan baja akibat beban tetap - σa (PBI 1971 Tabel 10.4.1) = 2250kg/cm2 - σ* au = Tegangan Tarik/tekan yang diijinkan (Tabel 2 10.4.3) = 3390kg/cm Diameter Tulangan = 16 mm ( untuk pelat ) = 32 mm (untuk balok ) -
Aman
Ada Tidak ada -Resiko adanya kemungkinan kemungkina settlement terjadi n 3. Aspek operasional Skidway (Bobot =15%) -Masa operasional efektif laoding dalam 8 bulan 8 bulan 1 tahun -Alat loading yang Lambat Lambat dibutuhkan Tidak perlu Tidak perlu -Perawatan perawatan perawatan 4. Stabilitas Struktur (Bobot = 25%) -Kekuatan menahan Cukup Besar beban kerja Gangguan terhadap struktur eksisting Kecil Besar saat pembangunan 5. Perkiraan umur bangunan (Bobot = > 15 tahun >15 tahun 10%) 6. Biaya konstruksi Mahal Sedang (Bobot = 25%) Nilai total
3
4
0,75
1,00
52
49
7,90
7,70
Berdasarkan hasil perkalian antara skor dan bobot pada Tabel 1, maka dapat dilihat bahwa alternatif penggunaan pondasi telapak merupakan alternatif dengan nilai terbesar yaitu 7,90 sehingga merupakan alternatif yang lebih baik dari alternatif tiang pancang. 4. PERHITUNGAN STRUKTUR SKIDWAY Perencanaan Penulangan pelat,balok dan pilecap memakai metode elatis cara ‘n’ dalam PBI’71. Tabel 2 Rekap Penulangan Pelat Skidway Arah Mlx Mly Mtx Mty
Mn (kgm) 40193,356 28130,554 -34264,274 -32302,661
Ca 1,5361 1,8362 1,6637 1,7135
φo = 1,11 φ Ket 1,609 ok 1,812 ok 1,687 ok 1,727 ok
100mω 47,15 33,92 41,4 38,52
ω
As perlu As pakai
(cm2) 0,026883 81,72407 0,01934 58,7928 0,023605 71,75772 0,021962 66,76588
(cm2) 89,36086 67,02064 73,11343 67,02064
Tulangan terpasang D 32 90 D 32 120 D 32 110 D 32 120
Tabel 3 Rekap Penulangan Balok Landasan Area Pivot Field
Mu δ=0,4 Asperlu Aspakai tm Ca 100nω mm2 mm2 26024662 2,4976 18,76 12440,92 12867,96 12606572 3,588533 8,283 5492,97 9650,973
Tul Terpasang Tul geser Tarik Tekan Samping 16 D 32 7 D 32 6 D 16 D19-70 12 D 32 5 D 32 6 D 16 D19-90
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 Tabel 4 Rekap Penulangan Balok Melintang δ=0,4 Mu tm Ca Pivot 11462209 2,657 Field 6826872 3,443 Area
Asperlu Aspakai 100nω mm2 mm2 16,67 6752,01 7238,23 9,42 3815,47 4021,24
Tul Terpasang Tul geser Tarik Tekan Samping 9 D 32 4 D 32 4 D 16 D16-70 5 D 32 3 D 32 2 D 16 D16-90
5 Nilai gaya aksil(P) dari hasil diatas SAP harus dikali dengan safety factor = 3 , untuk mendapatkan Q-ultimate yang ditahan 1 tiang, lalu diplotkan ke grafik(Gambar.10) untuk mendapatkan kedalaman pemancangan minimum.
Tabel 5 Rekap Penulangan Balok Memanjang Tul Terpasang Mu δ=0,4 Asperlu Aspakai Tul geser Tarik Tekan tm Ca 100nw mm2 mm2 Samping Pivot 15746848 2,26699 22,83 9247,058 9650,97 12 D 32 5 D 32 6 D 16 D16-70 Field 10146803 2,82411 14,21 5755,615 6433,98 8 D 32 4 D 32 4 D 16 D16-90 Area
Gambar 8 Penulangan Pelat
Gambar 9 Penulangan Balok Landasan Gambar 12 Grafik daya dukung tanah vs kedalaman
Perencanaan Turap : • Perhitungan gaya-gaya yang bekerja • Perhitungan tekanan tanah efektif
Gambar 10 Penulangan Balok Melintang
Gambar 11 Penulangan Balok Melintang Perencanaan Pilecap yang perlu dikontrol: Kontrol kemampuan tulangan menahan gaya geser Kontrol geser pons kekuatan tulangan dan beton pada sambungan pilepilecap-balok terhadap gaya geser. Kekuatan tulangan angker antara pilecap-balok menerima momen. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang dikontrol: Kebutuhan kedalaman tiang.(Gambar.10) Kalendering (untuk penghentian pemancangan) Kontrol kuat tekuk Kontrol gaya horisontal Kontrol tegangan Tabel 6 Rekap gaya dalam pada tiang pancang Type Tiang Tegak
Miring
Beban P tarik (kg) P tekan (kg) M (kg m) V (kg) P tarik (kg) P tekan (kg) M (kg m) V (kg)
Kombinasi DL + LL + F DL + LL + F DL + 0.5 LL + GEMPA Y DL + 0.5 LL + GEMPA Y DL + LL + F DL + LL + B DL + LL + B
Besar -230851,1 -11550,84 -1412,7 8859 -135705,4 3064,04 -443,1
Frame 133 143 153 147 132 150 147
• • • •
Gambar 13 Diagram tekanan tanah Perhitugan kedalaman penanaman turap Perencanaan angkur Perencanaan jangkar turap Pemilihan dimensi turap
5. METODE PELAKSANAAN Dalam bab metode pelaksanaan ini, akan direncanakan metode pelaksanaan dari hasil perencanaan pada bab-bab sebelumnya yaitu Metode pelaksanaan Skidway. Dalam pelaksanaan struktur Skidway, perencanaan dibagi menjadi 3 tahap: • Tahap prakonstruksi • Tahap konstruksi
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 •
Tahap pasca konstruksi
Pekerjaan tahap konstruksi dapat dibagi menurut urutan pengerjaannya. Adapun tahap-tahap konstruksi adalah sebagai berikut : 1. Pemancangan turap 2. Pemancangan Tiang pancang 3. Pengecoran Pondasi Telapak 4. Pengecoran Poer 5. Pengecoran Balok 6. Pengecoran Pelat 7. Pengecoran Plank Fender. 8. Pemasangan Boulder dan Fender 6. RENCANA ANGGARAN BIAYA Prosedur perhitungan anggaran biaya meliputi : 1. Penentuan harga material, alat dan upah. Besarnya harga material didasarkan pada harga satuan pokok di kota Surabaya 2. Analisis harga satuan tiap pekerjaan. 3. Perhitungan volume pekerjaan dan rencana biaya setelah dilakukan perhitungan terhadap besarnya volume pekerjaan, didapat anggaran biaya total sebesar Rp. 13.084.168.100 7. KESIMPULAN Dalam perencanaan Tugas Akhir ini dapat diperoleh kesimpulan yaitu: 1. Spesifikasi kapal rencana: • LOA (Length of Overall) = 73,15 m • Breadth = 21,95 m • Depth = 5,26 m • Max Draft = 4,20 m • DWT = 5000 ton • GRT = 2139 ton • NET = 641 ton 2. Struktur skidway yang direncanakan terdiri balok landasan, balok melintang, balok memanjang, pelat, pondasi telapak,pondasi tiang pancang, pile cap dan turap. 3. Struktur Skidway direncanakan beton bertulang dengan spesifikasi: • Dimensi struktur : 16 x 121,3 m2 • Dimesi balok landasan : 100 x 120 cm2 • Dimensi balok melintang : 80 x 100 cm2 • Dimensi balok memanjang: 80 x 100 cm2 • Selimut beton : 8cm • Tebal pelat : 35cm (tebal total) • Mutu beton : K-350 • Mutu baja : U-39 • Pondasi telapak : 250 x 300 x 75 cm3 • Kedalaman pondasi telapak : 2,25 m • Poer pancang ganda : 200 x 150 x 150 cm3 • Tiang pancang bulat : ∅500 mm t = 90 mm • Tiang pancang kotak : 500x550 mm - Kemiringan tiang :8:1
•
Elevasi dasar laut : -5,0 mLWS (rata-rata) - Kedalaman tiang tegak : -23,8 mLWS (L=24,3 m)
6
- Kedalaman tiang miring : -24,8 mLWS (L=26,3 m) • Turap
: tipe BZ 42 (Z 0 = 4221 cm2/m)
• Angkur turap : Strand A=15,3148 cm2 panjang 18 m • Jangkar turap : tiang pancang miring kedalaman 6m, pile cap 2x1,5mx0,8m 4. Rencana anggaran biaya yang diperlukan untuk pembangunan Skidway PT. PAL di Surabaya adalah sebesar : Rp.46.377.772.000 DAFTAR PUSTAKA Japan International Cooperation Agency. 1991. Technical Standard for Port and Harbour Facilities in Japan. Triatmodjo, Bambang. 2008. Perencanaan Pelabuhan. Yogyakarta : Beta Offset Wahyudi, Herman. 2013. Daya Dukung Pondasi Dalam. Surabaya. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Wahyudi, Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dangkal. Surabaya. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Wahyudi, Herman. 1999. Pondasi Lanjut. Surabaya. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Widyastuti, Dyah Iriani 2000. Diktat Pelabuhan. Surabaya. Panitia Pembaharuan Peraturan Beton Bertulang Indonesia. 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia. Bandung. Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
