PERENCANAAN DIMENSI STRUKTUR BREAKWATER

KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamananan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
Bab 8
PERENCANAAN DIMENSI STRUKTUR
BREAKWATER
Toni Pebriana (15504037)
Bab
8
PERENCANAAN DIMENSI
STRUKTUR BREAKWATER
Desain Pengamananan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8.1
Perencanaan Struktur Offshore Breakwater
8.1.1 Penentuan Elevasi Puncak
Elevasi puncak direncanakan berdasarkan pasang surut dan tinggi gelombang
perencanaan.
Elevasi puncak = MHWL + Run up + freeboard
......................................... (8-1)
Dengan nilai MHWL tertentu, dan tinggi run-up dari gelombang perencanaan maka
didapatkan nilai elevasi puncak breakwater. Besar koefisien Run-Up didapatkan
berdasarkan fungsi bilangan Iribaren. Nilai MHWL diambil karena breakwater merupakan
struktur yang tidak perlu membendung gelombang hingga gelombang tidak bisa over
topping sama sekali, sehingga dengan memakai nilai MHWL sebagai acuan, struktur
breakwater tidak akan terlalu tinggi (efisien) walaupun gelombang masih akan overtoping
namun energi gelombang akan tetap teredam saat menghantam breakwater.
( Sumber : Pelabuhan ; Bambang Triatmodjo Hal 140).
Ir =
tan θ
H 


 Lo 
1
..................................................................................................... (8-2)
2
Keterangan:
Ir
: bilangan Irribaren
θ
: sudut kemiringan sisi struktur
H
: tinggi gelombang di lokasi bangunan
Lo
: panjang gelombang di laut dalam
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-1
Toni Pebriana (15504037)
Gambar 8.1 Grafik untuk penentuan nilai Run-Up berdasarkan fungsi bilangan Irribaren.
(sumber : Pelabuhan, Bambang Triatmodjo)
8.1.2 Perhitungan Lebar Mercu (Crest Width)
Lebar puncak breakwater dapat dihitung dengan rumus berikut :
B = n.K ∆ .(
W 1/ 3
)
Wr
.........................................................................
(8-3)
Dimana:
B
= lebar Puncak
N
= jumlah butir batu(lapisan)
kΔ
= koefisien lapis (Tabel 8.1)
Wr
= berat jenis batu pelindung
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-2
Toni Pebriana (15504037)
Tabel 8.1 Nilai koefisien layer (K Δ ) berdasarkan Shore Protection Manual 1984.
Armor unit
Quarrystone (Smooth)
Quarrystone (Rough)
Quarrystone (Rough)
Quarrystone (Parallepiped)
Cube (Modified)
Tetrapod
Quadripod
Hexipod
Tribar
Dolos
Toskane
Tribar
Quarrystone
2
2
>3
2
2
2
2
2
2
2
2
1
Graded
Placement
Layer Coefficient kA
Porosity (P) %
Random
Random
Random
Special
Random
Random
Random
Random
Random
Random
Random
Uniform
Random
1.02
1.00
1.00
--------1.10
1.04
0.95
1.15
1.02
0.94
1.03
1.13
---------
38
37
40
27
47
50
49
47
54
56
52
47
37
SPM 1984. VOLUME II, CHAPTER 7/III, PAGE 7-234
8.1.3 Perhitungan Berat Armor
Perhitungan berat armor dilakukan dengan menggunakan Rumus Hudson sebagai
berikut:
W=
γr H3
3
 γr

− 1 cot θ
KD 
 γ air laut

............................................................................ (8-4)
Dimana:
W
= berat armor (ton)
H
= tinggi gelombang rencana (meter).
γr
= Berat jenis armor ( beton = 2.3 ton/m3).
γ air laut
= Berat jenis air laut (1,025 – 1,03 ton/m3)
Cot θ
= Kemiringan struktur breakwater (2)
KD
= Koefisien stabilitas armor yang kita gunakan (jenis Tetrapod dan kubus
beton) (Tabel 8.2)
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-3
Toni Pebriana (15504037)
Tabel 8.2 Nilai koefisien stabilitas (K D ) berdasarkan Shore Protection Manual 1984.
Armor Units
n3
No- Damage Criteria and Minor Overtopping
Structure Trunk
Structure Head
KD
KD2
Placement
Breaking
Nonbreaking
Breaking
Nonbreaking
Wave
Wave
Wave
Wave
Quarrystone
Smooth rouded
Smooth rouded
Rough angular
2
>3
1
Random
Random
Random 4
1.2
1.6
Rough angular
2
Random
2.0
4.0
Rough Angular
Rough Angular
Parallepiped 7
>3
2
2
Random
Special
Special
2.2
5.8
7.0 -20.0
4.5
7.0
8.5 -24.0
Tetrapod
and
Quadripod
2
Random
7.0
8.0
Tribar
2
9.0
10.0
Dolos
2
Random
15.8 8
31.8 8
Modified cube
Hexapod
Toskane
Tribar
Quarrystone (KRR)
Graded angular
2
2
2
1
Random
Random
Random
Unifarm
6.5
8.0
11.0
12.0
7.5
9.5
22.0
15.0
Random
2.2
2.5
Random
4
2.4
3.2
2.9
1.1
1.4
Slope
Cot θ
1.5 to 3.0
1.9
1.6
1.3
2.1
5.3
----
1.9
2.3
2.3
3.2
2.8
2.3
4.2
6.4
-----
5.0
4.5
3.5
8.3
7.8
6.0
8.0
7.0
----5.0
6.0
5.5
4.0
9.0
8.5
6.5
16.0
14.0
5.0
7.0
1.5
2.0
3.0
1.5
2.0
3.0
2.0 9
3.0
4
5
5
1.5
2.0
3.0
5
5
5
5
5
7.5
9.5
5
----
----
----
1. CAUTION: Those K D values shown in italics are unsupported by test results and are only provided for
preliminary design purposes
2. Applicable to slopes ranging from 1 on 1.5 to 1 on 5
3. n is the number of units comprising the thickness of the armor layer
4. The use of singel layer of quarrystone armor units is not recommended for structure subject to breaking waves and
5. Until more information is available on the variation of KD value with slope, the use of KD should be limited
to slopes ranging from 1 on 1.5 to 1 on 3 some armor units tested on a structure head indicated a KD slope dependence
6. Special placement with long axis of stone placed perpendicular to structure face.
7. Parallelepiped - shaped stone: long slab - like stone dimension about 3 times the shortest dimension
(Mrkle and Davidson, 1979).
8. Refers to no - damage criteria (<5 percent displacement, rocking, etc); if no rocking (<2 percent) is
desired, reduce KD 50 percent (Zwamborn and Van Niekern, 1982).
9. Stability of dolosse on slopes steeper than 1 and 2 should be substantianed by site-specific model test.
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-4
Toni Pebriana (15504037)
8.1.4 Perhitungan Tebal Lapisan Armor
Penentuan tebal lapisan revetment ditentukan dengan menggunakan persamaan seperti
untuk perhtungan lebar mercu sebagai berikut:
1
 W 3
t = n k∆  
 γr 
........................................................................................ (8-5)
Dimana :
t
= tebal lapis pelindung (m)
n
= jumlah lapis batu dalam lapis pelindung (n minimal 2)
k∆
= koefisien lapis (layer coefficient) dalam Tabel 8.1
γr
= berat jenis beton (2.3 ton/m3)
8.1.5 Jumlah Batu Pelindung
Jumlah batu pelindung tiap satuan luas (kita ambil tiap luasan lari A = 10 m2)
P  γr 

N An k∆ 1 −
=
 
 100   W 
2/3
................................................................. (8-6)
Dimana :
P adalah porosity, dan untuk tetrapod, P = 50. A diambil sebesar 10 m2
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-5
Toni Pebriana (15504037)
8.1.6 Dimensi Tetrapod
Gambar 8.2 Dimensi Tetrapod
Tabel 8.3 Dimensi tetrapod yang digunakan dalam desain
Nominal
Weight
(ton)
Actual Weight
*)
0
0.5
1.0
2.0
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
64.0
80.0
0
0.46
0.92
1.84
2.88
3.68
4.60
5.75
7.36
9.20
11.50
14.49
18.40
23.00
28.75
36.80
46.00
58.88
80.50
(ton)
Volume
3
(m )
0
0.2
0.4
0.8
1.25
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.6
35.0
Form Area
2
(m )
0
2.18
3.44
5.42
7.32
8.62
10.00
11.52
13.74
15.88
18.46
21.54
25.19
29.29
33.90
40.08
46.44
54.59
67.25
h
d
S
r1
r2
r3
b
c
e
(mm)
0
900
1130
1420
1650
1790
1930
2070
2260
2430
2620
2830
3060
3300
3550
3860
4155
4505
5000
(mm)
0
965
1215
1525
1770
1920
2075
2225
2430
2610
2815
3040
3290
3545
3815
4150
4465
4845
5375
(mm)
0
1075
1350
1695
1970
2140
2305
2470
2700
2905
3130
3380
3655
3945
4240
4610
4965
5385
5975
(mm)
0
215
270
340
395
425
460
495
540
580
625
675
730
785
845
920
990
1075
1200
(mm)
0
135
170
210
245
265
285
310
335
360
390
420
455
490
530
575
620
675
745
(mm)
0
100
125
155
180
195
210
225
245
265
285
310
335
360
390
420
455
495
545
(mm)
0
435
545
685
800
865
935
1010
1095
1175
1270
1370
1485
1600
1720
1870
2015
2185
2420
(mm)
0
35
45
55
65
70
75
80
90
95
105
110
120
130
140
155
165
180
200
(mm)
0
585
740
930
1075
1170
1260
1360
1475
1590
1710
1850
2000
2155
2320
2520
2715
2950
3270
Sumber : Shore Protection Manual 1984
3
8.1.7 Pelindung Kaki
Tebal pelindung kaki diambil sebesar tebal lapisan utama (r), sedang panjangnya dihitung
dengan persamaan yang terdapat pada Gambar 8.5:
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-6
Toni Pebriana (15504037)
Gambar 8.3 Perhitungan panjang pelindung kaki menurut SPM
Namun untuk kasus ini, digunakan panjang kaki sebesar 1,5 meter.
8.1.8 Perhitungan Dimensi Breakwater
A. Perhitungan Dimensi Breakwater
1. Penentuan Elevasi Puncak Breakwater
Elevasi puncak = MHWL + Run up + freeboard
MHWL = +1,65 m.
Tinggi gelombang rencana pada lokasi penempatan breakwater diambil dari tinggi
gelombang rencana sebesar 0,78d, dalam hal ini kedalaman (d) = kedalaman + HHWL
(+2,1 m) meter, d = 1 + 2,1 m = 3,1 meter, sehingga H rencana adalah 0,78 x 3,1 = 2,42
m.
Besar koefisien Run-Up didapatkan berdasarkan fungsi bilangan Iribaren. Kemiringan sisi
pemecah gelombang ditetapkan 1:1,5.
Tinggi gelombang di laut dalam :
L o = 1,56 T2 = 1,56 . 9,142 =130,3 m
Bilangan Irribaren:
=
ir
tan θ
1/ 1,5
=
=
4,89
1
0,5
 H  2 (2, 42 / 130,3)
 Lo 


Nilai Run-Up dihitung berdasarkan grafik perbandingan untuk run up untuk berbagai tipe
sisi miring.
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-7
Toni Pebriana (15504037)
Untuk cover layer dari tetrapod :
Ru
= 0,8
H
Ru =0,8 x 2,42 = 1,93 m
Elevasi puncak breakwater dengan memperhitungkan tinggi kebebasan 0 m.
Elevasi puncak = 1,65 + 1,93 + 0 = +3,6 m
2. Berat Lapisan Armor Breakwater
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
cot
θ (Kemiringan Struktur)
Ww (Kerapatan Air Laut)
Sr
=
γ r

 W 
w 

2,3
ton/m3
= 2
= 1,025 ton/m3
= 2,24
H (Tinggi Gelombang)
= 2,42 m
K D ( Koefisien Stabilitas)
= 7 ( Tabel 8.2 )
Berat minimum armor dihitung berdasarkan rumus Hudson sebagai berikut :
W=
γr H3
3
 γr

− 1 cot θ
KD 
 γ air laut

3
2,3 × 2, 42
=
1, 6 ton
W =
3
7 ( 2, 24 − 1) 1,5
Jadi berat minimum tetrapod yang diperlukan untuk armor layer adalah 1,6 ton.
3. Perhitungan Lebar Mercu (B) Breakwater
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
W (Berat Minimum Armor)
= 1,6 ton
n (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,04 ( Tabel 8.1 )
Lebar puncak dapat dihitung dengan rumus berikut :
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-8
Toni Pebriana (15504037)
W 
B =n × K ∆ ×  
 γr 
1
3
 1,6 
B = 2 ×1,04 × 

 2,3 
B = 1,85 m
1
3
Jadi lebar puncak untuk breakwater adalah 1,85 meter.
4. Perhitungan Tebal Lapisan Armor (t)
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan
Armor)
= 2,3
ton/m3
W (Berat Minimum Armor)
= 1,6 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,04 ( Tabel 8.1 )
Tebal lapisan armor dapat dihitung dengan rumus berikut :
W 
t=
n × K∆ × 

 γr 
1
3
 1, 6 
t = 2 ×1, 04 × 

 2,3 
t = 1,85 m
1
3
Jadi tebal lapisan armor untuk breakwater adalah 1,85 meter.
5. Perhitungan Jumlah Armor Tanggul 1 Tiap 10 m2
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
W (Berat Minimum Armor)
= 1,6 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
A (Luas)
= 10 m2
P ( Porositas Armor)
= 50 (Tabel 8.1)
n (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
2
Jumlah armor tiap 10 m dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-9
Toni Pebriana (15504037)
P  γr 

N = A × n × K ∆ × 1 −
 
 100   W 
2
3
50   2,3 

N = 10 × 2 ×1, 04 × 1 −


 100   1, 6 
N = 13 buah
2
3
Jumlah armor tiap satuan luas 10 m2 adalah 13 buah.
6. Penentuan Berat Lapisan Filter Kubus Beton
Data Untuk Perhitungan
W (Berat Armor Cover Layer) = 1,6 ton
W’ ( Berat Armor Filter Layer) = 0,16 ton
Dimensi kubus yang direncanakan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
r (rusuk kubus)
= 0,45 m
V ( Volume Kubus )
= 0,09 m3
W’ (Berat Armor Kubus)
= V × γ r = 0,2 ton
Jadi berat armor kubus beton untuk lapisan filter adalah 0,2 ton (0,45 x 0,45 x 0,45 m).
7.
Penentuan Tebal Lapisan Filter
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
W (Berat Armor)
= 0,2 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,1 (Tabel 8.1)
Tebal lapisan kubus dapat dihitung dengan rumus berikut :
W 
t=
n × K∆ × 

 γr 
1
 0, 2 
t = 2 ×1,1× 

 2,3 
t = 0,9 m
3
1
3
Jadi tebal lapisan filter kubus beton adalah 0,9 meter.
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-10
Toni Pebriana (15504037)
8.
Penentuan Jumlah Armor Kubus Beton Tiap 10 m2 untuk lapisan filter
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
W (Berat Minimum Armor)
= 0,2 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
A (Luas)
= 10 m2
P ( Porositas Armor)
= 47 (Tabel 8.1)
n (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,1 (Tabel 8.1)
Jumlah armor tiap 10 m2 dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
P  γr 

N = A × n × K ∆ × 1 −
 
 100   W 
2
3
47   2,3 

N = 10 × 2 ×1,1× 1 −


 100   0, 2 
N = 60 buah
2
3
Tabel 8.4 Rekapitulasi hasil perhitungan berat armor cover layer tetrapod (bagian yang
menghadap laut) dan dimensi breakwater
Elevasi
Elevasi
Lebar
Hd
Atas
Bawah
Mercu
(m)
(m)
(m)
(m)
3,6
Var
1,85
2,42
KD
7
W armor
t armor
(ton)
(m)
(Tetrapod)
(Tetrapod)
1,6
1,85
W
Filter
t
Filter
(ton)
(m)
0,2
0,9
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-11
Toni Pebriana (15504037)
Gambar 8.4 Dimensi Tetrapod
Tabel 8.5 Dimensi Tetrapod yang digunakan dalam desain
Nominal
Weight
(ton)
Actual Weight
*)
0
0.5
1.0
2.0
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
64.0
80.0
0
0.46
0.92
1.84
2.88
3.68
4.60
5.75
7.36
9.20
11.50
14.49
18.40
23.00
28.75
36.80
46.00
58.88
80.50
Volume
3
(m )
0
0.2
0.4
0.8
1.25
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.6
35.0
(ton)
h
d
S
r1
r2
r3
b
c
e
(mm)
0
900
1130
1420
1650
1790
1930
2070
2260
2430
2620
2830
3060
3300
3550
3860
4155
4505
5000
(mm)
0
965
1215
1525
1770
1920
2075
2225
2430
2610
2815
3040
3290
3545
3815
4150
4465
4845
5375
(mm)
0
1075
1350
1695
1970
2140
2305
2470
2700
2905
3130
3380
3655
3945
4240
4610
4965
5385
5975
(mm)
0
215
270
340
395
425
460
495
540
580
625
675
730
785
845
920
990
1075
1200
(mm)
0
135
170
210
245
265
285
310
335
360
390
420
455
490
530
575
620
675
745
(mm)
0
100
125
155
180
195
210
225
245
265
285
310
335
360
390
420
455
495
545
(mm)
0
435
545
685
800
865
935
1010
1095
1175
1270
1370
1485
1600
1720
1870
2015
2185
2420
(mm)
0
35
45
55
65
70
75
80
90
95
105
110
120
130
140
155
165
180
200
(mm)
0
585
740
930
1075
1170
1260
1360
1475
1590
1710
1850
2000
2155
2320
2520
2715
2950
3270
Form Area
2
(m )
0
2.18
3.44
5.42
7.32
8.62
10.00
11.52
13.74
15.88
18.46
21.54
25.19
29.29
33.90
40.08
46.44
54.59
67.25
3
Actual weight of Tetrapod is determined based on unit weight of concrete of 2.30 t/m
*) Note:
Sumber : Shore Protection Manual 1984
Tabel 8.6 Hasil Interpolasi Dimensi Tetrapod Untuk Armor Layer Breakwater
Berdasarkan Protection Manual 1984
Nominal
Weight
Actual
Weight
Volume
Form
Area
h
d
s
r1
r2
r3
b
c
e
(ton)
(ton)
(m3)
(m2)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
3.41
1127.05
1210.39
1345.32
269.86
166.68
123.02
543.68
43.65
738.14
1.6
0.92
0.40
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-12
Toni Pebriana (15504037)
Tabel 8.7 Dimensi Kubus Yang Digunakan dalam Desain Filter Layer
Armor
Berat Satuan Armor
Kubus
Volume
Panjang Rusuk
3
(ton)
(m )
(m)
0,2
0,09
0,45
9. Pelindung Kaki
Tebal pelindung kaki diambil sebesar tebal lapisan utama (r), sedang panjangnya dihitung
dengan persamaan berikut :
Gambar 8.5 Perhitungan panjang pelindung kaki menurut SPM
Tebal pelindung kaki untuk breakwater adalah sama dengan tebal lapisan tetrapod yaitu
sebesar 1,85 m dan panjangnya 1,5 meter.
8.2
Perhitungan Struktur Revetment
A . Perhitungan Dimensi Revetment
1.
Penentuan Elevasi Puncak Revetment
Ketinggian revetmen difungsikan agar dapat mencegah air melimpas melewati bangunan
revetment. Tinggi revetment biasanya didesain mengikuti elevasi pasang surut HHWL
(Highes High Water Level). Ujung kaki dari bangunan revetment ini diletakkan pada
kedalaman +1 meter.
Sehingga tinggi gelombang rencana (H) adalah = 0,78 x (kedalaman + HHWL)
H
= 0,78 x 1,1 m
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-13
Toni Pebriana (15504037)
= 0,88 meter
L o = 1,56 T2 = 1,56 . 9,142 =130,3 m
Bilangan Irribaren :
ir
=
tan θ
1/ 1,5
=
=
8,1
1
0,5
 H  2 (0,88 / 130,3)
 Lo 


Nilai Run-Up dihitung berdasarkan grafik perbandingan untuk run up untuk berbagai tipe
sisi miring.
Untuk cover layer dari kuus beton :
Ru
= 1, 25
H
Ru =1,25 x 0,88 = 1,1 m
Elevasi puncak revetment dengan memperhitungkan tinggi kebebasan 0,4 m.
Elevasi
= HWS + RunUp + freeboard
Elevasi puncak = 2,1 + 1,1 + 0,4 = +3,6 m
Berat Lapisan Armor Revetment
2.
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
cot
θ (Kemiringan Struktur)
2,3
ton/m3
= 1,5
Ww (Kerapatan Air Laut)
= 1,025 ton/m3
Sr
= 2,24
=
γ r

 W 
w 

H (Tinggi Gelombang)
= 0,88 meter
K D ( Koefisien Stabilitas)
= 3 ( Tabel 8.2 )
Berat minimum armor dihitung berdasarkan rumus Hudson sebagai berikut :
W=
γr H3
3
 γr

− 1 cot θ
KD 
 γ air laut

3
2,3 × 0,88
=
W =
0, 2 ton
3
3 ( 2, 24 − 1) 1,5
Jadi berat minimum kubus beton yang diperlukan untuk armor layer adalah 0,2 ton (0,45
x 0,45 x 0,45 m).
3.
Perhitungan Lebar Mercu (B) Revetment
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-14
Toni Pebriana (15504037)
W (Berat Minimum Armor)
= 0,2 ton
n (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,1 ( Tabel 8.1 )
Lebar puncak dapat dihitung dengan rumus berikut :
W 
B =n × K ∆ ×  
 γr 
1
 0,2 
B = 2 ×1,1× 

 2,3 
B = 0,94 m
3
1
3
Jadi lebar puncak revetment adalah 0,94 meter.
4.
Perhitungan Tebal Lapisan Armor (t)
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan
ton/m3
Armor)
= 2,3
W (Berat Minimum Armor)
= 0,2 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,1 ( Tabel 8.1 )
Tebal lapisan armor dapat dihitung dengan rumus berikut :
W 
t =n × K ∆ ×  
 γr 
1
 0,2 
t = 2 ×1,1× 

 2,3 
t = 0,94m
3
1
3
Jadi tebal lapisan armor untuk revetment adalah 0,94 meter.
5.
Perhitungan Jumlah Armor Revetmen Tiap 10 m2
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
2,3
ton/m3
W (Berat Minimum Armor)
= 0,2 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-15
Toni Pebriana (15504037)
A (Luas)
= 10 m2
P ( Porositas Armor)
= 47 (Tabel 8.1 )
n (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
2
Jumlah armor tiap 10 m dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
P  γr 

N = A × n × K ∆ × 1 −
 
 100   W 
2
47   2,3 

N = 10 × 2 ×1,1× 1 −


 100   0,2 
N = 60 buah
6.
3
2
3
Penentuan Berat Lapisan Filter Kubus
Data Untuk Perhitungan
W (Berat Armor Cover Layer) = 0,2 ton
W’ ( Berat Armor Filter Layer) = 0,02 ton
Dimensi kubus yang direncanakan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor)
= 2,3 ton/m3
r (rusuk kubus)
= 0,3 m
V ( Volume Kubus )
= 0,027 m3
W’ (Berat Armor Kubus)
= V × γ r = 0,062 ton
7.
Penentuan Tebal Lapisan Filter
Data Untuk Perhitungan :
γ r (Kerapatan Bahan Armor)
= 2,3
W (Berat Armor)
= 0,062 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,1 ( Tabel 8.1 )
ton/m3
Tebal lapisan kubus dapat dihitung dengan rumus berikut :
W 
t =n × K ∆ ×  
 γr 
1
3
 0,062 
t = 2 ×1,1× 

 2,3 
t = 0,65 m
1
3
Jadi tebal lapisan filter kubus untuk bagian head adalah 0,65 meter.
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-16
Toni Pebriana (15504037)
8.
Penentuan Jumlah Armor Tiap 10 m2 untuk lapisan filter
Data Untuk Perhitungan:
γ r (Kerapatan Bahan Armor) =
ton/m3
2,3
W (Berat Minimum Armor)
= 0,062 ton
N (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
A (Luas)
= 10 m2
P ( Porositas Armor)
= 47 (Tabel 8.1 )
n (Jumlah Lapisan Armor)
= 2
K Δ ( Koefisien Lapis)
= 1,1 ( Tabel 8.1 )
Jumlah armor tiap 10 m2 dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
P  γr 

N = A × n × K ∆ × 1 −
 
 100   W 
2
3
47   2,3 

N = 10 × 2 ×1,1× 1 −


 100   0, 062 
N = 122 buah
2
3
Tabel 8.8 Rekapitulasi hasil perhitungan berat armor dan dimensi revetment
Elevasi
Elevasi
Lebar
W armor
t armor
Atas
Bawah
Mercu
(ton)
(m)
(m)
(m)
(m)
(Kubus Beton)
(Kubus
beton)
3,6
Var
0,94
0,2
0,94
W
Filter
t
Filter
(ton)
(m)
0,062
0,65
Tabel 8.9 Dimensi Kubus Yang Digunakan dalam Desain Cover dan Filter Layer
Lapisan
Berat Satuan Armor
Panjang Rusuk
(ton)
(m)
Armor Cover Layer
0,2
0,45
Armor FilterLayer
0,062
0,3
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-17
Toni Pebriana (15504037)
Berat Tetrapod (ton)
6
Berat Tetrapod (Ton)
5
4
3
Cot 1.5
Cot 2
2
1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Hd (tinggi gelombang dalam meter)
Gambar 8.6 Perbandingan berat armor tetrapod dengan tinggi gelombang desain untuk
kemiringan lereng cot 1,5 dan cot 2.
Tinggi Tetrapod (m)
2.5
Tinggi Tetrapod (m)
2
1.5
Cot 1.5
1
Cot 2
0.5
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Hd (tinggi gelombang dalam meter)
Gambar 8.7 Perbandingan tinggi armor tetrapod dengan tinggi gelombang desain untuk
kemiringan lereng cot 1,5 dan cot 2.
Dari Gambar 8.6 dan Gambar 8.7 diperoleh perbandingan antara tinggi gelombang
rencana dengan perkikraan berat armor serta tinggi tetrapod yang diperlukan. Untuk nilai
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-18
Toni Pebriana (15504037)
berat armor tetrapod dihitung berdasarkan persamaan (8-4) sedangkan untuk perhitungan
tinggi tertapod dihitung berdasarkan prinsip analisa dimensi. Hal itu dilakukan karena
pada tabel dimensi tetrapod (Tabel 8.5) yang diperoleh dari SPM 1984 tidak terdapat
ukuran/dimensi tetrapod untuk semua ukuran berat tetrapod yang diperlukan.
Dari grafik perbandingan berat dengan tinggi gelombang dapat diketahui bahwa untuk
struktur offshore breakwater dengan kemiringan lebih landai diperlukan berat tetrapod
yang lebih ringan serta dimensi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan struktur
offshore breakwater dengan kemiringan lereng yang lebih curam yang memerlukan berat
dan dimensi yang lebih besar.
Berat Kubus (ton)
14
12
Berat Kubus (Ton)
10
8
Cot 1.5
6
Cot 2
4
2
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Hd (tinggi gelombang dalam meter)
Gambar 8.8 Perbandingan berat kubus beton dengan tinggi gelombang desain untuk
kemiringan lereng cot 1,5 dan cot 2.
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-19
Toni Pebriana (15504037)
Rusuk Kubus (m)
2
1.8
1.6
Panjang Rusuk (m)
1.4
1.2
1
Cot 1.5
0.8
Cot 2
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Hd (tinggi gelombang dalam meter)
Gambar 8.9 Perbandingan ukuran rusuk kubus dengan tinggi gelombang desain untuk
kemiringan lereng cot 1,5 dan cot 2.
Sama halnya seperti tetrapod, dari grafik perbandingan berat dengan tinggi gelombang
dapat diketahui bahwa untuk struktur offshore breakwater dengan kemiringan lebih landai
diperlukan berat kubus beton yang lebih ringan serta dimensi yang lebih kecil jika
dibandingkan dengan struktur offshore breakwater dengan kemiringan lereng yang lebih
curam yang memerlukan berat dan dimensi kubus beton yang lebih besar.
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-20
Toni Pebriana (15504037)
9 Contents
Bab .................................................................................................................. 1
PERENCANAAN DIMENSI STRUKTUR BREAKWATER ................................................. 1
Desain Pengamananan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari ... 1
8.1
Perencanaan Struktur Offshore Breakwater .............................................. 1
8.1.1
Penentuan Elevasi Puncak ................................................................ 1
Elevasi puncak direncanakan berdasarkan pasang surut dan tinggi gelombang
perencanaan. ................................................................................................. 1
8.1.2
Perhitungan Lebar Mercu (Crest Width) .............................................. 2
8.1.3
Perhitungan Berat Armor .................................................................. 3
8.1.4
Perhitungan Tebal Lapisan Armor ...................................................... 5
8.1.5
Jumlah Batu Pelindung ..................................................................... 5
8.1.6
Dimensi Tetrapod ............................................................................ 6
8.1.7
Pelindung Kaki ................................................................................ 6
8.1.8
Perhitungan Dimensi Breakwater ....................................................... 7
9.
8.2
Pelindung Kaki .................................................................................... 13
Perhitungan Struktur Revetment ........................................................... 13
Gambar 8.1 Grafik untuk penentuan nilai Run-Up berdasarkan fungsi bilangan Irribaren. (sumber :
Pelabuhan, Bambang Triatmodjo) ............................................................................. 2
Gambar 8.2 Dimensi Tetrapod ................................................................................. 6
Gambar 8.3 Perhitungan panjang pelindung kaki menurut SPM ........................................ 7
Gambar 8.4 Dimensi Tetrapod ............................................................................... 12
Gambar 8.5 Perhitungan panjang pelindung kaki menurut SPM ....................................... 13
Gambar 8.6 Perbandingan berat armor tetrapod dengan tinggi gelombang desain untuk
kemiringan lereng cot 1,5 dan cot 2. ......................................................................... 18
Gambar 8.7 Perbandingan tinggi armor tetrapod dengan tinggi gelombang desain untuk
kemiringan lereng cot 1,5 dan cot 2. ......................................................................... 18
Gambar 8.8 Perbandingan berat kubus beton dengan tinggi gelombang desain untuk kemiringan
lereng cot 1,5 dan cot 2. ....................................................................................... 19
Gambar 8.9 Perbandingan ukuran rusuk kubus dengan tinggi gelombang desain untuk kemiringan
lereng cot 1,5 dan cot 2. ....................................................................................... 20
Tabel 8.1 Nilai koefisien layer (K Δ ) berdasarkan Shore Protection Manual 1984. ..................... 3
Tabel 8.2 Nilai koefisien stabilitas (K D ) berdasarkan Shore Protection Manual 1984. ............... 4
Tabel 8.3 Dimensi tetrapod yang digunakan dalam desain ............................................... 6
Tabel 8.4 Rekapitulasi hasil perhitungan berat armor cover layer tetrapod (bagian yang
menghadap laut) dan dimensi breakwater .................................................................. 11
Tabel 8.5 Dimensi Tetrapod yang digunakan dalam desain ............................................ 12
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-21
Toni Pebriana (15504037)
Tabel 8.6 Hasil Interpolasi Dimensi Tetrapod Untuk Armor Layer Breakwater Berdasarkan
Protection Manual 1984 ........................................................................................ 12
Tabel 8.7 Dimensi Kubus Yang Digunakan dalam Desain Filter Layer ............................... 13
Tabel 8.8 Rekapitulasi hasil perhitungan berat armor dan dimensi revetment ...................... 17
Tabel 8.9 Dimensi Kubus Yang Digunakan dalam Desain Cover dan Filter Layer ................. 17
KL – 4099 Tugas Akhir
Desain Pengamanan Pantai Manokwari dan Pantai Pulau Mansinam Kabupaten Manokwari
8-22