STUDI STABILITAS PELABUHAN TANJUNG PRIOK JAKARTA LAPORAN TUGAS AKHIR
SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MENYELESAIKAN PENDIDIKAN SARJANA TEKNIK DI PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
oleh MUHAMMAD YAZID 15003005
PEMBIMBING ENDRA SUSILA, Ph.D. Dr. Ir. AWAL SURONO
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG TUGAS AKHIR STUDI STABILITAS PELABUHAN TANJUNG PRIOK JAKARTA oleh MUHAMMAD YAZID 15003005
DISETUJUI oleh PEMBIMBING I
PEMBIMBING II
ENDRA SUSILA, Ph.D.
Dr.Ir.AWAL SURONO
NIP. 132 163 853
NIP. 130 682 129
MENGETAHUI KOORDINATOR TUGAS AKHIR KK GEOTEKNIK
KETUA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
ENDRA SUSILA, Ph.D. NIP. 132 163 853
Dr. Ir. HERLIEN DWIARTI SETIO NIP. 131 121 658
BANDUNG, JUNI 2008
This is the Anthem for Rebel of my youth
It’s a Beautyfull Day and It’s a Beautyfull Life
Terimakasih tak terhingga banyaknya Untuk : 1. Tuhanku ALLAH SWT. 2. Mama dan Papa,adik – adikku tersayang,Kakek Nenekku dan seluruh keluargaku. 3. Chitra Iselinni yang sangat sabar,perhatian dan baik. 4. Seluruh Anggota Keluarga HMS & HMS 2003 yang luar biasa, sebuah kebanggaan yang tak terlupakan berjuang bersama kalian. 5. STUDIO TUGAS AKHIR 6. Alumni SMUT KRIDA NUSANTARA Angkatan 5 & Alumni SD IV YPWKS Cilegon. 7. Jl.Cisitu Indah I No.18a ,CIBA and the club. 8. Starlet 234 yang ada guntingnya. 9. Night Club “The Jati Padang Sky” & Para DJ “The Jati Padang Sky”. 10. Save the best for the last… SPECIAL THANX TO
Prof. Albert Hoffman Mr. Armin Van Buuren The Beatles Olivia
ABSTRAK
Pelabuhan merupakan prasarana transportasi air tempat tambat dan bongkar muat kapal. Pelabuhan yang direncanakan dengan baik akan mendukung keberlangsungan pelaksanaan transportasi air yang aman dan nyaman serta memiliki efisiensi yang tinggi.Pertanyaannya adalah apakah sejauh ini dermaga pada pelabuhan Tanjung Priok telah memenuhi tuntutan tersebut dengan kondisi draft sedalam -9 m LWS? Saat ini dermaga 115 di Pelabuhan Tanjung Priok telah memiliki kedalaman -9 m LWS dan telah direncanakan untuk ditingkatkan kedalamannya hingga mencapai -14 m LWS. Sebagai langkah disain, perlu dilakukan suatu evaluasi teknis yang meninjau sistim struktur serta geoteknik dermaga tersebut. Evaluasi dilakukan dengan meninjau kondisi geoteknik subsurface tanah di lokasi proyek, pembebanan, serta rekomendasi pondasi dermaga yang didasarkan kepada rencana pengembangan dermaga serta kondisi eksisting dermaga. Seluruh data-data dan informasi yang digunakan dalam analisis ini adalah berdasarkan data dan informasi dari PT(Persero) Pelabuhan Indonesia II Cabang Tanjung Priok. Salah satu keuntungan dari analisis stabilitas lereng dengan metoda elemen hingga adalah tidak memerlukan asumsi bentuk dan lokasi bidang runtuh. Keruntuhan terjadi pada daerah dimana tidak mampu lagi menahan tegangan geser yang diberikan. Untuk mengetahui nilai Safety Factor lereng dengan beban gempa sebaiknya menggunakan plaxis 2 dimensi, sedangkan untuk kondisi pembebanan statik gunakan Plaxis 3 dimensi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas izin dan kuasa-Nya kami dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib pada Program Studi Sarjana Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung, yang bertujuan untuk menguji kemampuan mahasiswa dalam mengaplikasikan teori-teori yang telah diterima melalui perkuliahan di kelas ke dalam praktek di dunia nyata. Dalam merampungkan Tugas Akhir ini, kami memperoleh dukungan dari banyak pihak; untuk itu kami ucapkan terima kasih, terutama kepada: 1. Bapak Endra Susila,Ph.D. dan Bapak DR.Ir.Awal Surono sebagai dosen pembimbing dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Erza Rismantojo, Ph.D. sebagai dosen penguji dalam Sidang Tugas Akhir. 3. Pihak Rumah C yang telah meluangkan waktu untuk pemakaian komputer serta tempat saya bertanya dan diskusi. 4. Semua pihak yang telah memberikan dukungan, yang tak bisa saya sebutkan satu per satu. Saya menyadari adanya keterbatasan sehingga Laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu, kritik dan saran sangat saya harapkan. Harapan saya, laporan ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.
Bandung, Juni 2008
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK....................................................................................iii KATA PENGANTAR..................................................................iv DAFTAR ISI..........................................................................v DAFTAR GAMBAR..........................................................................ix DAFTAR TABEL......................................................................x
BAB I PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG.................................................................. I-1
1.2
TUJUAN............................................................................. I-2
1.3
RUANG LINGKUP................................................................... I-2
1.4
METODOLOGI.......................................................................I-3
1.5
LOKASI STUDI KASUS.............................................................. I-3 1.5.1 Struktur Dermaga Eksisting dan Elevasi Permukaan Tanah........ I-4
1.6
SISTEMATIKA PEMBAHASAN...................................................... I-6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
UMUM............................................................................... II-1
2.2
DAYA DUKUNG AKSIAL TUNGGAL............................................... II-3 2.2.1 Tahanan Geser Selimut Tiang...........................................II-3 2.2.2 Tahanan Ujung Tiang.....................................................II-6 2.2.3 Daya Dukung Aksial Tiang Ijin (Qall).................................... II-7
2.2.4 Kapasitas Tarik Tiang....................................................II-8 2.3
KAPASITAS LATERAL TIANG TUNGGAL......................................... II-9
2.4
EFISIENSI GROUP TIANG........................................................II-12
2.5
PENURUNAN KONSOLIDASI..................................................... II-16
2.6
KUAT GESER TANAH............................................................ II-17
2.7
TEORI PLAXIS....................................................................II-20 2.7.1 Definisi Umum Stress dan Strain .....................................II-20 2.7.2 Regangan Elastis ....................................................... II-20 2.7.3 Analisis Undrained Dengan Parameter Efektif..................... II-21 2.7.4 Analisis Undrained Dengan Parameter Undrained ................ II-22 2.7.5 Model Mohr-Coulomb.................................................. II-22 2.7.6 Modulus Kekakuan...................................................... II-23 2.7.7 Poisson Ratio............................................................ II-24 2.7.8 Sudut Geser .............................................................II-25 2.7.9 Kohesi.................................................................... II-25
BAB III METODE ANALISIS PLAXIS 3.1
PROGRAM PLAXIS 3D TUNNEL ..................................................III-1
3.2
PERHITUNGAN DENGAN SOFTWARE PLAXIS ................................. III-5 3.2.1
Geometry Modeling................................................... III-5
3.2.2
Material Properties................................................... III-5
3.2.3
Mesh Generation...................................................... III-9
3.2.4
Initial Condition......................................................III-10
3.2.5
Water Condition..................................................... III-11
3.2.6
Calculation........................................................... III-12
3.2.7
General Calculation Setting....................................... III-12
3.2.8
Calculation Control Parameters.................................. III-14
3.2.9
Iterative Procedure Control Parameters..................... .. III-15
3.2.10
Loading Input................................................... .... III-15
3.2.11
Load Multipllier................................................ .... III-16
3.2.12
Staged Construction........................................... .... III-17
3.2.13
Phi-c Reduction (SF).......................................... ..... III-18
3.2.14
Output Perhitungan Plaxis.................................... .... III-18
3.2.15
Angka Keamanan Plaxis....................................... .... III-19
BAB IV STUDI KASUS DAN HASIL 4.1
UMUM.....................................................................IV-1
4.2
DATA............................................................................. IV-2
4.2.1
Penyelidikan Tanah............................................ IV-3
4.2.2
Profil Pelapisan Tanah.............................................. IV-4
4.2.3
Kondisi Air Tanah.................................................... IV-5
4.2.4
Penentuan Perameter Tanah...................................... IV-7
4.2.5
Analisis Stabilitas Lereng Global.................................. IV-10
4.2.6
Beban Statik dan Gempa........................................... IV-11
4.2.7
Hasil Analisis Stabilitas Lereng Global........................... IV-13
4.2.8
Perubahan Elevasi (menjadi + 3.00) dan Draft Dermaga (menjadi -14.00) .................................................... IV-14
4.2.9
Pembebanan Dermaga.............................................. IV-15
4.2.10
Sistem Struktur Dermaga. ......................................... IV-17
4.3. HASIL ............................................................................ IV-21 4.3.1
Hasil Plaxis 2 Dimensi dan 3 Dimensi............................. IV-21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
KESIMPULAN.......................................................................V-1
5.2
SARAN..............................................................................V-2
DAFTAR PUSTAKA................................................................xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi Dermaga 115 relatif terhadap Dermaga 114................ I-3 Gambar 1.2 Konfigurasi Pondasi Pada Dermaga Eksisting serta Cross Section Penampang Tanah..................................... I-4 Gambar 1.3 Struktur Dermaga yang Ditinjau Stabilitasnya...................... I-5 Gambar 2.1 Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang................................... II-3 Gambar 2.2 Faktor Adhesi API Metode 2 (1986)................................II-4 Gambar 2.3 Kurva P-Y Untuk Tiang dengan Beban Lateral..................... II-9 Gambar 2.4 Penentuan Bentuk Dari Kurva P-Y Pada Lempung Lunak Hingga Kaku (Matlock)............................................. II-11 Gambar 2.5 Penentuan Kedalaman Kritis Untuk Tiang Dengan Beban Lateral Pada Tanah Non-kohesif (Reese, Cox, dan Coop)..... II-11 Gambar 2.6 Penentuan Bentuk Kurva P-Y Pada Pasir (Reese, Cox, dan Coop)............................................. II-12 Gambar 2.7 Tegangan Karakteristik Tanah Kohesif (Nakazawa K, 2000)... II-19 Gambar 3.1 Toolbar untuk pembuatan model geometri................... III-5 Gambar 3.2 Tampilan input material properties tiap lapisan............. III-9 Gambar 3.3 Tampilan mesh Generation (a) Coarse (b) Very coarse........ III-10 Gambar 3.4 Tampilan initial stress generation (K0-procedure)...............III-10 Gambar 3.5 Tampilan water pressure generation........................... III-11 Gambar 3.6 Tampilan umum calculation........................................ III-12 Gambar 3.7 Tampilan tab general dalam calculation windows.............. III-13
Gambar 3.8 Tampilan tab parameters dalam calculation windows......... III-15 Gambar 3.9 Load multiplier................................................ III-16 Gambar 3.10 Staged Construction galian...................................... III-17 Gambar 3.11 Output 2D...................................................... III-18
Gambar 4.1 Lokasi Penyelidikan Tanah Yang Telah Dilakukan oleh Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Indonesia.......... IV-4 Gambar 4.2 Profil Tanah Hasil Kompilasi Data-Data Penyelidikan Tanah.................................................. IV-6 Gambar 4.3
Minimal Tebal Data Tanah Di Bawah Dasar Pondasi Untuk Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Ujung.......................IV-7
Gambar 4.4
Hubungan Antara N-SPT Dengan Parameter Kuat Geser Undrained (After Terzaghi & Peck, 1967)........................IV-9
Gambar 4.5
Hubungan Antara N -SPT Dengan Sudut Geser Dalam (After Terzaghi).....................................................IV-10
Gambar 4.6
Peta Gempa SNI – 1726-2002......................................IV-12
Gambar 4.7
Perubahan Elevasi Dermaga.......................................IV-14
Gambar 4.8
Beban Dermaga..................................................... IV-15
Gambar 4.9
Beban Kendaraan...................................................IV-16
Gambar 4.10 Tiang pancang pipa baja...........................................IV-18 Gambar 4.11 Denah Dermaga Eksisting.........................................IV-19 Gambar 4.12 Alternatif model Dermaga.........................................IV-19 Gambar 4.13 Didaerah dermaga 115 eksisting..................................IV-20 Gambar 4.14 Pengaktifan beban gempa........................................IV-21 Gambar 4.15 Output Plaxis 2 Dimensi...........................................IV-22 Gambar 4.16 Aksial Force.........................................................IV-22
Gambar 4.17 Bending Moment...............................................IV-23 Gambar 4.18 Input untuk perhitungan Safety Factor........................IV-24 Gambar 4.19 Kalkulasi untuk mencari nilai Safety Factor...................IV-24 Gambar 4.20 Output untuk SF...............................................IV-25 Gambar 4.21 Tampilan initial condition pada program Plaxis 3D Tunnel.................................................IV-26 Gambar 4.22 Tampilan Staged construction untuk tiang pancang dan galian..................................... IV-27 Gambar 4.23 Calculate Plaxis 3 Dimensi.....................................IV-27 Gambar 4.24 Aksial force pada tiang pancang plane D.......................IV-28 Gambar 4.25 Bending moment pada tiang pancang plane D...............IV-29 Gambar 4.26 Aksial Force 3D.................................................IV-30 Gambar 4.27 Bending moment 3D...........................................IV-31 Gambar 4.28 Deformed Mesh.................................................IV-32 Gambar 4.29 Total Stresses...................................................IV-33 Gambar 4.30 Total Displacement Arrow.....................................IV-34 Gambar 4.31 Horizontal Displacement.......................................IV-35 Gambar 4.32 Total Displacement Shading...................................IV-36 Gambar 4.33 Safety Factor beban Statik....................................IV-36 Gambar 4.34 Ilustrasi pembebanan dermaga...............................IV-38 Gambar 4.35 Output SAP.....................................................IV-39
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Koreksi Nilai N-SPT...................................................... IV-8 Tabel 4.2 Klasifikasi Tanah Lempung Berdasarkan N-SPT (After Bowles, 1988).....................................................IV-8 Tabel 4.3 Klasifikasi Tanah Pasir Berdasarkan N-SPT (After Bowles, 1988).....................................................IV-9 Tabel 4.4 Ringkasan Faktor Keamanan...........................................IV-13 Tabel 4.5 Ringkasan Gaya-Gaya Dalam dan safety factor.....................IV-37
