Tito Ikrar Setiawan - teknik pengairan

PERENCANAAN DERMAGA TUKS BARU PT. PETROKIMIA
GRESIK (PERSERO)
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik (S. T.)
Disusun Oleh :
TITO IKRAR SETIAWAN
NIM. 0910640073-64
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN
MALANG
2014
LEMBAR PERSETUJUAN
PERENCANAAN DERMAGA TUKS BARU PT. PETROKIMIA
GRESIK (PERSERO)
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.)
Disusun Oleh :
TITO IKRAR SETIAWAN
NIM. 0910640073-64
Menyetujui :
Dosen Pembimbing I
Dr. Very Dermawan, ST., MT.
NIP. 19730217 199903 1 001
Dosen Pembimbing II
Ir. Suwanto Marsudi, MS.
NIP. 19611203 198603 1 004
PERENCANAAN DERMAGA TUKS BARU PT. PETROKIMIA
GRESIK (PERSERO)
1
Tito Ikrar Setiawan1, Very Dermawan2, Suwanto Marsudi2
Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
2
Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
PT. Petrokimia Gresik (Persero) adalah pabrik pupuk yang terletak di Kabupaten
Gresik, Jawa Timur. Perusahaan ini memiliki fasilitas pelabuhan sendiri, atau pelabuhan
TUKS (Terminal Untuk Kepentingan Sendiri).
Studi ini bertujuan untuk merencanakan dermaga TUKS baru agar mampu mengakomodir kebutuhan arus barang berupa bongkar muat dan pengiriman yang semakin meningkat dari tahun ke tahun.
Perencanaan dermaga TUKS baru ini dimulai dengan pembangkitan gelombang
oleh angin dengan metode JONSWAP. Dari dasar pemilihan tinggi gelombang tersebut
kemudian didapatkan tinggi gelombang pecah (Hb). Selanjutnya dipergunakan untuk
menghitung elevasi dermaga.
Berdasarkan hasil perhitungan, elevasi dermaga adalah +8,118 m, panjang 430 m,
serta lebar 40 m. Pondasi menggunakan pondasi tiang pancang dengan ukuran pondasi 0,4
x 0,4 m. Untuk perhitungan rencana anggaran biaya (RAB) yaitu sebesar Rp.
91.661.803.836,27.
Kata kunci: dermaga TUKS, gelombang pecah, uji SPT, pondasi tiang pancang
ABSTRACT
PT. Petrokimia Gresik (Persero) is a fertilizer factory which is located in Gresik
Regency, East Java. This factory has their own private harbor, also known as TUKS
harbour.
This study aims to design the new TUKS port so it can accommodate the demand of
goods circulation in the form of loading and packaging activity which increase by years.
The planning of this new TUKS port starts with analyzing the wave formed by wind
with JONSWAP method. From that step, the height of breaking waves (Hb) is obtained.
Which, Hb is used to determine the elevation of port.
Based on the calculation, the elevation of port is +8,118 m, 430 m length, and 40 m
width. This structure is using pile foundation, 0,4 x 0,4 m. And the cost to build this port is
Rp. 91.661.803.836,27.
Keywords: TUKS port, breaking waves, Standard Penetration Test, pile foundation
1.
PENDAHULUAN
PT. Petrokimia Gresik (Persero)
adalah pabrik pupuk berstatus Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang terletak
di Kabupaten Gresik Provinsi Jawa
Timur. Perusahaan ini mempunyai fasilitas berupa pelabuhan khusus agar yang
dikelola sendiri atau biasa disebut TUKS
(Terminal Untuk Kepentingan Sendiri).
PT. Petrokimia Gresik (Persero)
adalah perusahaan besar berskala nasional yang di tahun tahun mendatang produksinya akan terus bertambah. Pelabuhan
TUKS, dalam hal ini sebagai salah satu
fasilitas penunjang yang sangat penting
keberadaannya yang dimiliki saat ini dirasa kemampuannya kurang untuk mengakomodir kebutuhan bongkar muat dan pengiriman arus barang yang ada.
Berdasarkan permasalahan di atas perlu dilakukan tindakan untuk mengatasinya. Penanganan yang dilakukan adalah dengan merencanakan pembangunan dermaga TUKS baru.
Diharapkan permasalahan yang
muncul dimasa mendatang berupa tidak
mampunya pelabuhan mengatasi peningkatan aktivitas arus barang yang masuk
dapat tertanggulangi dengan perencanaan pembangunan dermaga TUKS baru
ini.
Gambar 1. Layout Eksisting Dermaga
dan Rencana Dermaga Baru
Sumber: Proyek Rencana Pengembangan
Reklamasi dan Pelabuhan PT.
Petrokimia Gresik (Persero)
2.
BAHAN DAN METODE
Pada studi ini menggunakan bahan
berupa data yaitu berupa data angin, pasang surut, pemanasan global, nilai uji N
SPT dan data teknis Dermaga TUKS (Terminal Untuk Kepentingan Sendiri),
PT. Petrokimia Gresik (Persero). Dimana jenis data yang digunakan pada dasarnya menggambarkan karakteristik dari
perairan Gresik, tempat direncanakannya
dermaga TUKS baru itu sendiri.
Dalam penyelesaian studi ini digunakan metode pengerjaan dengan cara
analisis perhitungan secara analitik untuk perhitungan pembangkitan gelombang oleh angin, deformasi gelombang, rencana elevasi bangunan, analisis pembebanan, dan pondasi tiang pada konstruksi dermaga TUKS baru PT. Petrokimia
Gresik (Persero).
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembangkitan Gelombang
Data kecepatan angin yang didapat
berupa data angin observasi dalam knot
dikoreksi terlebih dahulu terhadap elevasi, pengaruh suhu di darat dan di laut, serta faktor lokasi observasi. Berikut contoh perhitungan koreksi kecepatan angin
yang dianalisis untuk data angin 1 Januari 2002:
Kecepatan angin (tercepat) : 8 knot
Arah angin : 315o  Barat Laut
Elevasi anemometer : +14 m Lapangan
Udara Juanda Surabaya
Perbedaan suhu darat dan laut: ΔT = Ta Ts ≈ 0o C
Karena data angin yang ada memiliki satuan knot maka perlu dikonversi
terlebih dahulu dalam satuan metrik (m/detik). Satu satuan knot sama dengan
0,5144 m/detik.
U = 8 x 0,5144 = 4,116 m/detik
Berikutnya dilakukan koreksi elevasi jika data angin observasi diambil
pada elevasi di luar dari 10 m di atas permukaan laut. Karena ΔT ≈ 0o C, maka
(CEM, 2008:II-2-11):
U 14
U 10 
koefisien koreksielevasi
4,116
= 4,020 m/detik
1,024
Lokasi pengamatan kecepatan angin juga berpengaruh terhadap kecepatan
angin yang didapat. Dengan pengamatan
yang dilaksanakan di darat maka dilakukan koreksi nilai RL, sehingga kecepatan angin disesuaikan menjadi kecepatan
angin di atas laut. Perbedaan suhu di darat dan laut menentukan kondisi lapis batas atmosfer sehingga memerlukan koreksi stabilitas.
RL
= 1,545
RT
=1
Maka kecepatan angin terkoreksi:
U
= U10 x RL x RT
U
= 4,020 x 1,545 x 1 = 6,211
m/detik
Selanjutnya adalah perhitungan
fetch efektif berdasarkan peta perairan
lokasi dan sekitarnya. Panjang fetch diukur dari titik pengamatan dengan interval 5o dengan jumlah pengukuran tiap
arah mata angin tersebut meliputi pengukuran pengukuran dalam wilayah pengaruh fetch (22,5o searah jarum jam dan
22,5o berlawanan arah jarum jam). Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan
fetch efektif untuk daerah Perairan Gresik dengan arah angin utara, timur laut,
barat laut, timur . Dari hasil perhitungan
fetch efektif didapat panjang fetch yang
terbentuk untuk tiap arah mata angin
yang diberikan pada Tabel 1 (Yuwono,
1992:I-18):.
Tabel 1. Rekapitulasi hasil perhitungan
fetch efektif
Feff
Arah
(km)
Utara
U 53.431
Timur Laut TL 7.426
Barat Laut BL 1.428
B
0.887
Timur
U10 
Sumber:Perhitungan
Data kecepatan angin selama 10
tahun (2002 – 2011) diklasifikasikan dalam enam kelas dengan interval 2 m/detik berdasarkan arah anginnya. Kemudian
dilakukan prosentase kejadian untuk tiap
arah mata angin selama 10 tahun tersebut. Setelah dihitung distribusi kejadian
tiap interval kelas dan arah mata angin
kemudian digambar sebagai mawar angin.
Tabel 2. Distribusi prosentase kejadian
angin perairan Gresik (2002-2011)
Sumber: Perhitungan
Gambar 2. Mawar Angin
Sumber: Perhitungan
Tabel 3. Distribusi prosentase tinggi gelombang di belakang eksisting dermaga
PT. Petrokimia Gresik (Persero) (20022011)
Untuk keperluan perencanaan bangunan pantai maka harus dipilih tinggi
gelombang yang cukup memadai untuk
tujuan tertentu yang telah ditetapkan.
Dalam memprediksi gelombang dengan
periode ulang tertentu digunakan dua
metode distribusi yaitu distribusi Gumbel (Fisher-Tippet Tipe I) dan distribusi
Weibull. Pendekatan yang dilakukan adalah mencoba dua metode tersebut untuk data yang tersedia dan kemudian dipilih yang memberikan hasil terbaik.
Tahapan perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Gambar 2. Mawar Gelombang
Sumber: Perhitungan
Tabel 4. Gelombang dengan periode
tertentu metode Fisher-Tippet I
Tabel 5. Perhitungan kesalahan absolut
rerata
Gambar 3. Mawar Gelombang
Sumber: Perhitungan
Untuk keperluan perencanaan bangunan pantai maka harus dipilih tinggi
gelombang yang cukup memadai untuk
tujuan tertentu yang telah ditetapkan.
Dalam memprediksi gelombang dengan
periode ulang tertentu digunakan dua
metode distribusi yaitu distribusi Gumbel (Fisher-Tippet Tipe I) dan distribusi
Weibull. Pendekatan yang dilakukan adalah mencoba dua metode tersebut untuk data yang tersedia dan kemudian dipilih yang memberikan hasil terbaik.
Tahapan perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Dari hasil pembangkitan gelombang
dari Januari 2002 – Desember 2011
dipilih tinggi gelombang signifikan
tahunan tiap arah mata angin sesuai
fetch, sehingga didapatkan tinggi gelombang signifikan tahunan sebanyak 10 tahun.
2. Untuk analisis Fisher-Tippet Type I
dan Weibull data diurutkan dari tinggi gelombang terbesar hingga terkecil.
3. Mencari probabilitas ditetapkan untuk setiap tinggi gelombang.
4. Parameter A dan B yang dihitung dari metode kuadrat terkecil untuk setiap tipe distribusi yang digunakan.
5. Menghitung tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang.
6. Perkiraan interval keyakinan
No.
(1)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tahun
(2)
2003
2002
2005
2007
2008
2006
2004
2010
2009
2011
Hs m Ĥs m FT-1Ĥs m WeibullKA FT-1 (%)KA Weibull (%)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
1.961
2.273
2.277
15.913
16.115
1.663
1.811
1.661
8.880
0.106
1.663
1.573
1.412
5.426
15.101
1.663
1.403
1.263
15.643
24.052
1.663
1.264
1.161
23.973
30.167
1.589
1.142
1.087
28.146
31.589
1.130
1.026
1.031
9.217
8.776
0.592
0.908
0.988
53.423
66.829
0.480
0.776
0.955
61.741
98.876
0.361
0.589
0.930
63.182
157.734
Kesalahan Absolut Rerata (%)
28.554
44.934
Sumber: Perhitungan
Tabel 6. Rekapitulasi perhitungan tinggi
gelombang tiap arah mata angin dengan
berbagai periode ulang dengan metode
Fisher Tippet I
Hs r
Periode
Ulang
Utara
(tahun)
2
5
10
25
50
100
(m)
0.691
1.372
1.823
2.393
2.816
3.236
Hs r
Timur
Laut
(m)
0.494
0.585
0.645
0.721
0.778
0.834
Hs r
Timur
(m)
0.239
0.306
0.350
0.406
0.448
0.489
Hs r
Barat
Laut
(m)
0.264
0.321
0.358
0.406
0.441
0.476
Sumber: Perhitungan
Analisis Gelombang Pecah
Perhitungan gelombang pecah berdasarkan pada tinggi gelombang signifikan dengan kala ulang rencana dari pembangkitan data angin. Berikut ini adalah
contoh perhitungan untuk gelombang datang dari arah utara di belakang dermaga
eksisting.
Kala ulang
= 50 tahun
Kemiringan pantai
= 1 : 10
Ho
= 2,816 m
To
KR
H’0
= 10,506 m
Dari grafik untuk nilai tersebut dan m =
= 0,950
0,1 didapat:
= KR H0
db/Hb = 0,820
= 0,950 x 2,816
db
= 0,820 x 4,349
= 2,676 m
= 3,566 m
H’0/gT2= 2,676/(9,81 x 10,5062)
Jadi tinggi dan kedalaman gelom= 0,002
bang pecah untuk gelombang kala ulang
Dari grafik untuk nilai tersebut dan m =
50 tahun adalah Hb = 4,349 m dan db =
1 : 10 = 0,1 didapat:
3,566 m
Hb/H’0 = 1,625
Hb
= 1,625 x 2,676
Perhitungan selanjutnya dapat dili= 4,349 m
hat pada tabel berikut:
Hb/gT2 = 4,349/(9,81 x 10,5062)
= 0,004
Tabel 7. Perhitungan gelombang pecah arah utara di belakang dermaga eksisting
2
2
Tr (tahun) H0 (m)
T0
m
Kr
H'0 (m)
H'0 /gT
Hb/H'0
Hb (m)
Hb/gT
db/Hb
db (m)
1
2
2
0.691
5
1.372
10
1.823
25
2.393
50
2.816
100
3.236
Sumber: Perhitungan
3
2.579
5.121
6.803
8.929
10.506
12.072
4
0.100
0.100
0.100
0.100
0.100
0.100
5
1.001
0.989
0.972
0.957
0.950
0.946
6
0.691
1.357
1.771
2.291
2.676
3.060
7
0.011
0.005
0.004
0.003
0.002
0.002
8
1.100
1.300
1.375
1.475
1.625
1.625
9
0.761
1.765
2.436
3.379
4.349
4.973
10
0.012
0.007
0.005
0.004
0.004
0.003
11
1.150
0.920
0.860
0.820
0.820
0.805
12
0.875
1.623
2.095
2.771
3.566
4.003
To
KR
H’0
= 10,506 m
= 0,950
= KR H0
= 0,950 x 2,816
= 2,676 m
2
H’0/gT = 2,676/(9,81 x 10,5062)
= 0,002
Dari grafik untuk nilai tersebut dan m =
1 : 10 = 0,1 didapat:
Hb/H’0 = 1,625
Hb
= 1,625 x 2,676
= 4,349 m
2
Hb/gT = 4,349/(9,81 x 10,5062)
= 0,004
Dari grafik untuk nilai tersebut dan m =
0,1 didapat:
db/Hb = 0,820
db
= 0,820 x 4,349
= 3,566 m
Jadi tinggi dan kedalaman gelombang pecah untuk gelombang kala ulang
50 tahun adalah Hb = 4,349 m dan db =
3,566 m
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 7. Perhitungan Gelombang Pecah
Arah Utara
Elevasi Bangunan Rencana
Muka air laut rencana (Design
Water Level-DWL) adalah muka air laut pada kondisi tinggi, dimana elevasi ini dipergunakan sebagai referensi untuk
menentukan elevasi bangunan. Muka air laut rencana diperhitungkan terhadap
pasang surut, wave set-up, badai, pemanasan global, dan tsunami.
a. Perhitungan wave set-up:
Hb
= 4,349 m
T
= 10,506 dt
Perhitungan:
Sw
= 0,19 1  2,28( Hb )0,5  Hb
Sw
= 0,19


( gT )2 



4,349
)0,5  4,349
1  2,28(
2
(
9
,
81
x
10
,
506
)


= 0,679 m
b. Pemanasan Global
Perkiraan tinggi pemanasan global
untuk 50 tahun ke depan adalah 0,39 m.
c. Pasang surut
Untuk pasang surut air laut digunakan HHWL atau muka air pasang tertinggi yang diperoleh dari pencatatan
yaitu sebesar 22 dm atau 2,2 m
Muka air laut rencana dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
berikut:
DWL = HHWL + Sw + SLR + Tinggi
jagaan + H gelombang pecah
= 2,2 + 0,679 + 0,39+0,5+4,349
DWL = + 8,118 m
Dimensi Rencana
Dari hasil perhitungan tinggi gelombang di lokasi rencana dibangunnya
dermaga serta dari data kapal terbesar
yang direncanakan akan menggunakan
jasa dermaga baru tersebut maka direncanakanlah dermaga TUKS baru PT.
Petrokimia Gresik (Persero) dengan tahapan perencanaan sebagai berikut.
a. Lebar Alur
Lebar alur digunakan untuk menentukan jarak dermaga TUKS baru dengan dermaga TUKS eksisting alur direncanakan untuk dapat dilalui untuk oleh dua kapal. Lebar maksimum kapal
25.000 DWT diperkirakan sebesar 25,5
m. Perhitungan lebar alur pelayaran dilakukan sebagai berikut:
Lebar alur = 1,5B1 + 1,8B1 + 1B1 + 1,8B2
+ 1,5B2
Lebar alur = 1,5 x 25,5 + 1,8 x 25,5 +
1 x 25,5 + 1,8 x 25,5 +
1,5 x 25,5
Lebar alur = 193,800 m
dengan:
B
= lebar kapal maksimum
(digunakan B = 25,5 m)
b. Panjang dermaga
Dermaga TUKS baru ini direncanakan dapat disandari oleh dua buah kapal dengan tonase maksimal 25.000 DWT. Kapal dengan berat tersebut memiliki panjang 181 m.
Lp = n Loa + (n-1) 15,00 + 50,00
= 2 x 181 + (2-1) 15,00 + 50,00
= 427 ≈ 430 m
dengan:
Lp = panjang dermaga
n
= jumlah kapal yang direncanakan
sandar
Loa = panjang kapal
c. Lebar dermaga
Lebar dermaga TUKS direncanakan dengan mempertimbangkan kebutuhan, yaitu perlengkapan apa saja yang
akan diletakkan diatas dermaga. Dengan
perincian:
- Lebar apron depan
=3m
- Lebar Crane
= 15 m
- Lebar apron belakang
=3m
- Lebar tempat bongkar muat = 11 m
- Lebar jalan
=8m
Maka lebar dermaga adalah sebagai berikut:
Lebar dermaga = 3 + 15 + 3 + 11 + 8
= 40 m
Analisis Pembebanan
Perhitungan stabilitas bangunan
dilakukan dengan kondisi gaya-gaya
yang bekerja pada bangunan.
a.
Beban Vertikal
- Beban Mati (DL)
Beton bertulang = 2,4 t/m3
Dimensi plat = 40 x 0,5 m
Dimensi balok (memanjang dan
melintang) = 0,5 x 0,8 m
Sehingga berat sendiri konstruksi
dermaga adalah sebagai berikut:

berat plat: 0,5 x 40 x 2,4 = 48,0 t/m2

berat balok memanjang: 0,50 x 0,80
x 2,4 = 0,96 t/m2

berat balok melintang: 0,50 x 0,80 x
2,4 = 0,96 t/m2
-
Beban Hidup Merata
Beban merata akibat muatan (beban pangkalan), diambil untuk keadaan
normal, qp = 3 t/m2
- Beban Vertikal Tarikan Kapal
Beban vertikal tarikan kapal adalah setengah dari beban horisontal tarikan kapal. Untuk kapal dengan tonase
25.000 DWT, memiliki beban horisontal
tarikan kapal 150 ton. Maka untuk beban
vertikalnya adalah: (150 x 0.5) = 75 ton
- Beban Hidup Terpusat
Beban hidup terpusat berasal dari
fasilitas yang beroperasi diatas dermaga.
Fasilitas bongkar muat yang diperkirakan beroperasi diatas dermaga adalah sebagai berikut:
 Peti Kemas, dengan beban maksimum: 80 ton
 Crane, dengan beban maksimum:
720 ton
b.
Beban Horizontal
- Gaya Benturan Kapal
Gaya benturan kapal direncanakan berdasar kecepatan bertambat kapal,
untuk kapal dengan DWT 25.000 ton,
maka W = 42.000 ton, serta v = 0.15
m/s. Energi tumbukan dapat dihitung dengan persamaan berikut ini :
V2
Ef  (W . ).C H .C E .CC .C S
2g
dengan :
W
= (berat) kapal = 42.000 ton
CH
= koefisien massa = 1,654
CE
= koefisien eksentrisitas
L
=1+
( L  (l / r ) 2 )
CE
= 0,434
CC
= koefisien konfigurasi
= 1 (untuk jetty, open pier)
CS
= koefisien softness
= 1 (kapal baja)
V
= kecepatan kapal pada saat merapat
= 0,15 m/s
Jadi,
0,152
Ef = (42.000  2 x9,81) 1,654  0,434 11  34,599
tm )
-
Gaya Tarikan Kapal Pada Dermaga
Untuk dapat melayani kapal dengan bobot mati 25.000 DWT maka boulder yang harus dipakai adalah boulder
dengan gaya tarik sebesar 150 ton.
- Gaya Akibat Arus
Arah arus dominan terjadi pada
arah timur utara dengan kecepatan arus
0,15 m/s. Sehingga gaya arus yang terjadi membentuk sudut 240 terhadap sumbu memanjang kapal. Tetapi dalam perhitungan gaya arus ini diambil kondisi
yang paling kritis yaitu tegak lurus (900)
terhadap sumbu memanjang kapal. Perhitungan tekanan arus menggunakan persamaan seperti di bawah ini:
2
VC
PC  CC . C . AC .
2g
dengan:
γC = berat jenis air laut = 1,025 t/m3
AC = luasan kapal dibawah air (panjang
kapal x draft kapal)
VC = kecepatan arus = 0,15 m/s
( V cos 240 = 0,15 x cos 240 = 0,137
m/s )
CC = koefisien arus = 1,25
(karena arus tegak lurus sumbu memanjang kapal)
g = percepatan gravitasi = 9,81 m/s2
Maka PC = 1,25 x 1,025 x 1828,1 x
0,137 2
(
) = 2,396 t
2 x9,81
- Gaya Akibat Angin
Angin yang berhembus ke badan
kapal yang ditambatkan akan menyebabkan gerakan kapal yang bisa menimbulkan gaya pada dermaga. Pada lokasi dibangunnya dermaga, frekuensi angin tertinggi yang berhembus adalah 40 knot
atau 17,867 m/s. Perhitungan tekanan arus menggunakan rumus seperti di bawah
ini:
Rw = 1,1 Qa Aw
dengan:
Rw
= gaya akibat angin (kg)
V
= kecepatan angin (m/s)
= 17,867 m/s
Qa
= tekanan angin (kg/m2)
= 0,063 V2
= 0,063 x 17,8672
= 20,111 kg/m2
Aw
= proyeksi bidang yang tertiup
angin (m2)
= panjang kapal x tinggi kapal
= 181 x 11.3
= 2045,3 m2
maka:
Rw
= 1,1 x 20,111 x 2045,3
= 45245,87 kg
= 45,24587 ton
Perhitungan Momen
Untuk merencanakan tiang pancang pendukung dermaga dihitung gayagaya vertikal dan horisontal serta momen
gaya terhadap titik tengah pada sisi dasar
dermaga (titik O).
O
Letak Titik O
Gambar 4. Letak Titik O
Sumber: Perhitungan
Dalam perencanaan dermaga TUKS baru PT. Petrokimia Gresik (Persero)
ini, untuk momen akibat berat sendiri digunakan perhitungan momen pada balok
memanjang, balok melintang dan juga
plat serta beban merata. Yang perhitungannya ditabelkan dalam tabel berikut:
Jadi, dari hasil perhitungan didapat:
Σ H = 0,909 t
Σ V = 45397,161 t
Σ M = 4656,425 tm
Perhitungan Pondasi Tiang Pancang
Jumlah tiang yang mendukung
dermaga adalah 252 buah untuk tiap 215
m panjang (Sardjono, 1996:53).
Absis tiang-tiang:
Σx2
= (02) + 2 x (62) + 2 x (122) + 2 x
2
(18 )
= 1008 m2 tiang
Ordinat tiang-tiang:
Σy2
= 2 x (1052) + 2 x (992) + 2 x
2
(93 ) + 2 x (872) + 2 x (812) + 2 x (752) +
2 x (692) + 2 x (632) + 2 x (572) + 2 x
(512) + 2 x (452) + 2 x (392) + 2 x
(332) + 2 x (272) + 2 x (212) + 2 x (152)
+ 2 x (92) + 2 x (32)
= 139860 m2 tiang
n
= 252 buah
nx
= 7 buah,
dan ny = 36 buah
Gaya vertikal yang bekerja pada
tiap tiang dihitung dengan rumus berikut
ini:
V
Mx
My


p
=
2
n
ny.x
nx.y 2
Dengan contoh perhitungan seperti dibawah ini:
pA1 =
45397,161 4656,425(18) 4656,425(105)


252
36(1008)
7(139860)
= 181,958 ton
Sedangkan gaya horisontal yang
bekerja pada tiap tiang dihitung dengan
menggunakan rumus berikut:
T
= H/n
= 0,909/252
= 0,004 t
Adapun perhitungan kekuatan
bahan tiang sebagai berikut (sesuai spesifikasi yang dikeluarkan oleh Beteng
Jaya Pile) (Sardjono, 1991: 32):
ukuran tiang = 0,4 x 0,4 m
berat (Wp)
= 384 kg/m
= 0,384 ton/m
f’c
= 40 MPa
= 400 kg/cm2
σ bahan
= 0,3375 x f’c
= 0,3375 x 400 kg/cm2
= 135 kg/cm2
= d2
= 0,402
= 0,16 m2
= 1600 cm2
P tiang
= σ bahan x A tiang
= 135 x 1600
= 216000 kg = 216 ton
Syarat, pmax < Ptiang. Dalam perhitungan didapat p yang paling maksimal
ada pada tiang pA36 yakni 182,957 ton.
Oleh karena tiang dengan ukuran 0,4 m
x 0,4 m sudah memenuhi angka aman,
maka 182,957 < 216 ton ...........OK
A tiang
Kapasitas ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N hasil uji
SPT. Digunakan rumus Meyerhof (1956)
sebagai berikut:
a. Daya dukung ultimit tiang (Qu)
Qu
= 4 Nb Ab + 1/50 N As
dengan:
Nb
= Nilai N dari uji SPT pada tanah
di sekitar dasar tiang
N
= Nilai N rata-rata uji SPT di
sepanjang tiang
As
= Luas selimut tiang (ft2)
Ab
= Luas dasar tiang (ft2)
maka:
Qu
= (4 x 80 x 1,721) + (1/50 x 33 x
303,828)
= 751,246 ton
Dengan menggunakan factor aman
F = 3, diperoleh kapasitas dukung ijin tiang:
Qu
= 751,246/3
= 250,415 ton
Oleh karena Qu > Ptiang, yaitu
250,415 ton > 216 ton maka AMAN.
b. Gaya tarik (Pull Out Force)
Perhitungan gaya geser dinding
tiang adalah sebagai berikut (Sosrodarsono, 1988:102):
Qs
= U li fi
dengan:
U
= keliling tiang (m)
fi
= intensitas gaya geser dinding
tiang. Digunakan N/5 dengan N adalah
harga rata-rata N sepanjang tiang.
li
= ketebalan lapisan tanah (m)
maka:
fi
= N/5
= 33/5
= 6,6
U
= 4d
= 4 x 0,4
= 1,6 m
li
= 8,819 m
Qs
= 6,6 x 1,6 x 8,819
= 93,129 ton
Kapasitas tarik ijin tiang dengan
mengambil faktor aman F=3:
Qt
= (Qs+Wp)/3
= (93,129+6,774)/3
= 33,301 ton
Kapasitas dukung kelompok tiang dihitung berdasarkan Kapasitas dukung ijin berdasarkan tiang tunggal, dengan data sebagai berikut:
d
= 0,4 m (panjang sisi tiang)
s
= 6 m (jarak antar tiang)
0,4
d
θ
= arctan = arctan
6
s
= 3,814
m
= 7 (jumlah baris tiang)
n
= 252 (total keseluruhan tiang)
Maka efisiensi (Eg)
n  1m  m  1n
Eg
= 1
90mn
= 1  3,814
252  17  7  1252
90  7  252
= 0,921
Kapasitas dukung kelompok tiang
ijin
Qdukung = Eg n Qa
= 0,921 x 252 x 140,611
= 32634,688 ton
Perhitungan daya dukung tiang
Qbeban = 182,957 ton (beban terbesar
yang membebani tiang)
Qdukung> Qbeban ….. AMAN
Perhitungan defleksi tiang diberikan dalam Metode Broms.
Diketahui dari data tiang pancang
yang digunakan:
Ep
= 4700
= 4700
= 29725,41 MPa
= 297254,1 kg/cm2
= 29725410 kN/m2
Panjang sisi(s) = 0,4 m
Maka bisa dihitung defleksi tiang
sebagai berikut:
s 4 0,4 4
Ip
=
=
12 12
= 0,002133 m4
EpIp
= 29725410 x 0,002133
= 63404,299 kNm2
nh
= 11779
L
= 17,641 m
1
1
 n  5  11779  5
α
=  h  =
 E I   63404,299 
 p p
= 0,714
αL
= 0,714 x 17,641
= 12,596  karena αL > 4
dianggap tiang panjang
e
=0
H
= 0,004 ton = 0,039 kN
0,93H
yo
=
3/ 5
nh  E p I p 2 / 5
=
0,93  0,039
117793 / 5 63404,2992 / 5
= 0,00000157 m
= 0,00157 mm
Penurunan tiang tunggal dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut:
I = Io. Rk. Rb. Rμ
dengan:
Q
= 182,957 ton
= 1794,808 kN
d
= 0,40 m
Es
= 1,5.105 kN/m2
Ep
= 2,973.107 kN/m2
μ
= 0,30 (Tabel 2.15)
1. Io (Faktor pengaruh penurunan untuk
tiang yang tidak mudah mampat dalam
massa semi tak terhingga)
dengan:
db
= panjang sisi dasar tiang
= 0,40 m
d
= panjang sisi kepala tiang
= 0,40 m
L
= panjang tiang
= 17,641 m
 db /d
= 0,40/0,40
=1
 L/d
= 17,641/0,40
= 44,1025
Didapatkan nilai Io = 0,049
2.
Rk (faktor reduksi kemudah mampatan tiang)
dengan:

=
=
=1
K =
=
= 198,2
Didapatkan nilai Rk = 2,6
3.
Rb (faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung)
dengan:
K
= 198,2
L/d
= 44,1025
Es
= Modulus elastis tanah
disekitar tiang
= 1,5.105 kN/m2
Eb
= Modulus elastis tanah
pada dasar tiang
= 2.107 kN/m2
Eb/Es
=2.107 /1,5.105
= 133,333
Didapatkan nilai Rb = 0,97
4. Rμ (faktor koreksi angka
Poisson μ)
dengan:
μ
= 0,30
K
= 198,2
Didapatkan nilai Rμ = 0,94
Penurunan tiang tunggal dapat dilihat pada perhitungan sebagai berikut:
 I = Io. Rk. Rb. Rμ
= 0,049. 2,60. 0,97. 0,94
= 0,116

=
= 0,00347 m = 0,347 cm
Perhitungan penurunan kelompok tiang dapat dihitung menggunakan
persamaan sebagai berikut:
dengan:
S = 0,00347 m
B = 432 m
Sg
= 0,0549 m = 5,490 cm
Perhitungan Rencana Anggaran Biaya
Nilai yang terdapat dalam rencana anggaran biaya ini merupakan hasil
perhitungan dari harga satuan, kemudian
dikalikan dengan total volume pekerjaan,
pada masing-masing jenis pekerjaan atau
harga menyeluruh dari suatu pekerjaan.
Grand Total = Pekerjaan persiapan +
Konstruksi Dermaga
= Rp. 117.600.000 + Rp.
91.544.203.836,27
= Rp. 91.661.803.836,27
4. KESIMPULAN
Lokasi studi adalah dermaga TUKS (Terminal Untuk Kepentingan Sendiri) milik PT. Petrokimia Gresik (Persero). Studi ini adalah perencanaan dermaga TUKS baru, karena menurut perkiraan, dermaga yang sudah dimiliki oleh perusahaan tidak mampu mengakomodir arus barang yang keluar mau-pun
masuk PT. Petrokimia Gresik (Persero)
untuk beberapa tahun kedepan.
Dari hasil analisa data dan perhitungan didapat hal-hal sebagai berikut:
1. Tinggi gelombang signifikan rencana yang digunakan dalam perencanaan pembangunan dermaga TUKS
baru PT. Petrokimia Gresik (Persero) serta arah gelombang yang
terjadi.
a. Dari hasil analisis pembangkitan gelombang diketahui bahwa pada Pe-
rairan Gresik, daerah sekitar dermaga yang direncanakan, gelom-bang
dominan berasal dari arah utara dengan prosentase sebesar 0,935%.
Tipe gelombang yang dihasilkan adalah fully developed seas dengan
lama hembus selama 6 jam berdasarkan analisis JONSWAP dengan
kontrol tinggi gelombang yang dihasilkan.
b. Tinggi gelombang rencana di laut
dalam dengan kala ulang 50 tahun
untuk masing-masing arah gelombang adalah sebagai berikut:
- Utara
: 2,816 m
- Timur Laut
: 0,778 m
- Timur
: 0,448 m
- Barat Laut
: 0,441 m
c. Dari hasil perhitungan didapatkan
tinggi gelombang pecah pada lokasi
dermaga. Diambil yang tertinggi yaitu dari arah utara dengan kala ulang
50 tahun, yaitu sebesar 4,349 m.
2. Desain dan dimensi dermaga.
a. Tinggi muka air laut rencana diperoleh dari tinggi gelombang pecah,
ditambah dengan pasang tertinggi,
wave setup, pemanasan global 50
tahun mendatang, serta tinggi jagaan. Diperoleh DWL yaitu +8,118 m.
b. Kapal rencana 25.000 DWT dengan
spesifikasi :
- Panjang = 181 m
- Lebar
= 25,5 m
- Draft
= 10,1 m
c. Dermaga direncanakan dapat disandari dua kapal secara bersamaan.
Dari kapal terbesar yang sandar dapat ditentukan dimensi dermaga yaitu :
- Panjang = 430 m
- Lebar
= 40 m
d. Dimensi akhir dermaga sebagai berikut :
- Tebal plat
= 50 cm
- Jumlah balok melintang = 72 buah
- Jumlah balok memanjang= 7 buah
- Dimensi balok melintang = 50 cm x
80 cm
- Dimensi balok memanjang = 50 cm
x 80 cm
e. Fender dengan spesifikasi :
- Jenis Rubber Fender Bridgestone
Super-Arch Tipe FV005-5-2
- Jumlah fender
= 20 buah
- Panjang
= 3,2 m
- Tebal
= 0,8 m
3. Stabilitas pondasi bangunan dermaga.
a. Perhitungan dilakukan dengan membagi dermaga sepanjang 430 m menjadi dua bagian karena beban yang simetris, yaitu masing masing 215 m.
Beban beban yang bekerja pada dermaga antara lain, berat sendiri dermaga, beban crane, beban peti kemas,
beban tarikan dan tumbukan kapal
akibat angin dan arus. Sehingga didapat Σ H = 0,909 t, Σ V = 45397,161 t,
dan Σ M = 4656,425 tm.
b. Dari hasil perhitungan didapat:
- P Tiang: 216 ton
- Gaya Tarik (Pull Out Force):
33,301 ton
- Daya Dukung Ultimate (Qu):
250,415 ton
Maka, Qu > P Tiang = 250,415 t >
216 t …. AMAN
- Defleksi tiang tunggal sebesar
0,00157 mm
- Penurunan tiang tunggal sebesar
0,347 cm
c. Untuk data tanah, yaitu berupa Uji
SPT digunakan data hipotetik yaitu
data dari Tanjung Pakis, Lamongan,
Jawa Timur. Dari perhitungan gaya
gaya tersebut bisa didesain pondasi
yang digunakan pada dermaga. Yaitu
pondasi tiang pancang dengan dimensi 40 cm x 40 cm, dengan jarak 6 m,
dan berjumlah total 504 tiang pancang. Dipancang pada kedalaman 9 m
pada dermaga sebelah barat laut, dan
16,5 m di bagian tenggara hingga
mencapai batuan keras Lime stone
yang memiliki nilai N SPT > 80.
4. Besaran rencana anggaran biaya yang
dibutuhkan untuk perencanaan pembangunan dermaga, yang didapatkan dari
analisis harga satuan pekerjaan Kabu-
paten Gresik tahun 2014 adalah sebesar
Rp. 91.661.803.836,27.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2008. Coastal Engineering
Manual.
Washington
DC:
Department of The Army, U.S.
Army Corps of Engineers.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2008.
Teknik
Fondasi
II.
Yogyakarta: Beta Offset.
Sardjono, Ir. 1991. Pondasi Tiang
Pancang Jilid I. Surabaya:
Sinar Wijaya.
Sardjono, Ir. 1991. Pondasi Tiang
Pancang Jilid II. Surabaya:
Sinar Wijaya.
Sosrodarsono, S. dan Kazuto Nakazawa.
2000. Mekanika Tanah dan
Teknik
Pondasi.
Jakarta:
Pradnya Paramita.
Suroso, et al., 2007. Teknik Pondasi.
Malang: Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya
Triatmodjo, Bambang. 2008. Teknik
Pantai. Yogyakarta: Beta Offset.
Triatmodjo, Bambang. 2003. Pelabuhan.
Yogyakarta: Beta Offset.
Yuwono, Nur. 1986. Teknik Pantai.
Yogyakarta:
Biro
Penerbit
Keluarga Mahasiswa Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas
Gadjah Mada.
Yuwono, Nur. 1992. Dasar-Dasar
Perencanaan Bangunan Pantai.
Yogyakarta:
Biro
Penerbit
Keluarga Mahasiswa Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas
Gadjah Mada.