SOAL 2
Diketahui : Data Perencanaan P erencanaan §
Pasang surut
= 2,00 m
§
Tinggi jagaan
= 1,00 m
§
Berat jenis beton
= 2400 kg/m
§
Berat jenis air laut
= 1024 kg/m
3 3
Ditanya : a. Perencanaan
Pemecah
Gelombang
Sisi
Miring
(Rubblemound
Breakwaters), dengan kriteria : overtopping breakwaters dan jenis lapis batu pelindung dari quarry stone dan Tetrapod dari pantai sampai kedalaman - 8,00 8,00 m dari MSL b. Perencanaan Pemecah Gelombang Campuran (Composite Breakwaters), dengan kriteria kriteria : bahan dari beton bertulang
dan di dalamnya diisi
pasir/batu pecah dan pelindung kaki (toe protection) protection) dari Tetrapod
Jawab : 2.a 2.a Perencanaan Peme Pemecah cah Gelombang Sisi Sisi M ir in g
(Rubblemound Breakwaters) Penyelesaian : 1. Gelombang Desain
.H =
dimana :
∑H N .H = ting tinggi gi rata rata – rata gelom gelomban bang g (m) (m) N = jumlah data = 20
∑ H. = 3,35 + 3,05 + 1,75 + 3,25 + 3,05 + 2,75 + 2,65 + 3,00 + 2 ,75 + 2,65 + 1,50 + 1,75 + 1,60 + 1,45 + 1,25 + 1,35 + 1,85 + 1,95 + 2,25 + 3,50 = 46,7 m
.H
=
46,7 20
= 2,335 m
∑ (H - H)
2
σ .H =
⇒ dicari dengan kalkulator
N − 1
σ .H = 0,743
Periode ulang 20 tahun H T = .H +
σH
(Y − − Y ) n
σn
Dari Buku Dasar – Dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal II-6 (Nur Yuwono, 1992)
Dari tabel 2.2
→
diperoleh nilai Y = 2,97 Y juga dapat dicari d icari dengan persamaan : Y=
[ ln{(Tr - 1) / Tr }] − ln −
=
− ln[ − ln{(20 - 1) / 20}]
= 2,97 Dari tabel 2.3 Dari tabel 2.4
→ →
Y n = 0,52 0,523 3
(N = 20) 20)
σ .n = 1,06
(N = 20)
Maka : Tinggi gelombang signifikan dengan kala u lang 20 tahun
(Hs )20 = .H +
σH σn
= 2,335 + = 4,05 m
(Y − − Y ) n
0,743 1,06
(2,97 − 0,523)
; Tr = 20
.H
=
46,7 20
= 2,335 m
∑ (H - H)
2
σ .H =
⇒ dicari dengan kalkulator
N − 1
σ .H = 0,743
Periode ulang 20 tahun H T = .H +
σH
(Y − − Y ) n
σn
Dari Buku Dasar – Dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal II-6 (Nur Yuwono, 1992)
Dari tabel 2.2
→
diperoleh nilai Y = 2,97 Y juga dapat dicari d icari dengan persamaan : Y=
[ ln{(Tr - 1) / Tr }] − ln −
=
− ln[ − ln{(20 - 1) / 20}]
= 2,97 Dari tabel 2.3 Dari tabel 2.4
→ →
Y n = 0,52 0,523 3
(N = 20) 20)
σ .n = 1,06
(N = 20)
Maka : Tinggi gelombang signifikan dengan kala u lang 20 tahun
(Hs )20 = .H +
σH σn
= 2,335 + = 4,05 m
(Y − − Y ) n
0,743 1,06
(2,97 − 0,523)
; Tr = 20
Menghitung Ts
8,50 dt
Ts
8,25 dt 3,35 m
3,50 m
0,15
=
0,7 0,15
=
0,7
(8,50 − 8,25) ( x ) (0,25) ( x )
x = 1,167 Ts = 1,167 + 8,25 = 9,417 dt
Jadi Gelombang Rencana : Hd = 4,05 m Td = 9,417 dt
2. Elevasi Mercu Bangunan Bangunan a. Run – up Gelombang
L o =
g T2 2π
dimana : g
= 9,8 m/dt 2
Td = 9,417 dt Maka,
L o =
9,8 . 9,417 2 2π
= 138,39 m
Ir =
tan θ H Lo
4,05 m
dimana : tan θ = 0,5 Maka, Iribarren number (Ir) Ir
0,5
=
4,05 138,39
= 2,92 Dari Gambar 5.4 Dasar – dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II halaman V – 5 (Nur Yuwono, 1992), dihitung nilai Run – up. Untuk lapis lindung dari batu pecah ( quarry stone) stone) :
R u H
= 1,11
⇒
Ru = 1,11 1,11 x 4,05 4,05 = 4,5 m
Untuk lapis lindung dari tetrapod
R u H
= 0, 78
⇒
Ru = 0,78 0,78 x 4,05 4,05 = 3,2 m
b. Sea Level Rise (SLR) Kala ulang gelombang
= 20 tahun
Tahun awal perencanaan
= 2007
Tahun akhir perencanaan
= 2027
Dari Gambar 3.7 Prediksi Kenaikan Mu ka Air Laut (SLR) hal III – 12, 12, diperoleh SLR = 19 cm = 0,19 0,19 m
c. Storm Surge/Wave Set – up SS =
g 0,50 . Ho 2 . . T 64 . π . db1,50
Perhitungan Hb dan db §
Tinggi Gelombang Pecah (Hb) Dengan periode gelombang di laut dalam (T = 9,417 dt) dan tinggi gelombang rencana adalah tinggi gelombang di laut
dalam tanpa refraksi (Ho’), panjang gelombang di laut dalam dapat dihitung sebagai berikut :
L o =
9,8 . 9,417 2 2π
= 138,39 m Untuk menentukan tinggi gelombang pecah (Hb) dipakai dua cara : 1) Dari Shore Protection Manual thn 1984, Volume I, hal 2 -130 (Munk, 1949) Hb Ho'
Hb =
=
=
1 1/ 3
3,3 (Ho' /Lo)
Ho' 1/ 3
3,3 (Ho' /Lo)
4,05 1/ 3
3,3 (4,05/138,39)
= 3,978 m 2) Dari Gambar 3.4 Hb/Ho’ versus Ho’/gT^2 Dasar - dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III – 8 (Nur Yuwono,1992) Kemiringan dasar laut diasumsikan 1 : 50 Ho' gT 2
=
4,05 9,8 . 9,4172
(m = 0,02)
= 0,0047
m = 0,020 (1:50) maka diperoleh
Hb Ho'
= 1,14
Hb = 1,14 x 4,05 = 4,617 m
∴
Dari dua cara di atas, diambil tinggi gelombang pecah yang paling besar kemungkinan terjadi, yaitu Hb= 4,617 m.
§
Kedalaman Gelombang Pecah (db) Untuk menentukan kedalaman pada saat gelombang pecah, ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini :
1) Persamaan Munk, 1949 (SPM 1984, Vol I, hal 2 – 130) db
= 1,28
Hb
Maka, db = 1,28 x 4,617 = 5,33 m
2) Persamaan Iversen (1952, 1953), Galvin (1969) dan Goda (1970) (SPM 1984, Vol I hal 2 – 130) a = 43,75 1 − e −19 m
Maka, a = 43,75 (1 – e b =
-19 . 0,02
) = 13,83
1,56 (1 + e −19,5 m )
Maka, b = db
1,56 (1 + e −19, 5,0,02 )
= 0,93
1
=
Hb b - (a Hb/ g T 2 )
Maka,
db Hb
=
db =
1 b - (a Hb/ g T 2 ) Hb
b - (a Hb/ g T 2 )
db =
4,617 0,93 - (13,83 . 4,617/ 9.8 . 9,417 2 )
= 5,346 m
3) Dari Gambar 3.3. α dan β versus Hb/gT^2 Dasar – dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III-7 (Nur Yuwono, 1992)
Hb gT 2
=
4,617
= 0,005
9,8 . 9,4172
m = 0,02 maka diperoleh,
db Hb
= 1,1625
db = 1,1625 x 4,617 = 5,367 m
Dari perhitungan di atas dapat dikatakan bahwa :
Apabila tanpa memperhitungkan kemiringan db = 5,33 m
Apabila memperhitungkan kemiringan dasar db = 5,367 m
∴
Untuk dasar perhitungan dipakai kedalaman gelombang pada saat pecah adalah yang paling besar, mengingat konstruksi akan lebih aman dengan perhitungan di gelombang pecah (breaking wave) : db = 5,367 m.
§
Storm Surge (SS) SS =
Data
g 0,50 . Ho 2 . . T 64 . π . db1,50
: g = 9,8 m/dt
2
Ho= 4,05 m T = 9,417 dt db = 5,367 m
maka diperoleh : SS =
9,80,50. 4,05 2 . . 9,417 64 . π . 5,3671,50
= 0,194 m Hitung wave set-up = ?
d. Penentuan Elevasi Mercu Bangunan Data
: elev dasar (bottom level ) dbl = - m pasang surut
= 2,00 m
run – up - lapis lindung quarry stone = 4,5 m - lapis lindung tetrapod
= 3,2 m
SLR
= 0,19 m
SS
= 0,194 m
Wave set-up
=?
m
Maka, Elevasi Mercu Bangunan (untuk lapis lindung quarry stone) = 6,884 m dari MSL Elevasi Mercu Bangunan (untuk lapis lindung tetrapod) = 5,584 m dari MSL
e. Tinggi Pemecah Gelombang HPem.Gel = 6,884 – (– 8) = 14,884 m
(quarry stone)
HPem.Gel = 5,584 – (– 8) = 13,584 m
(tetrapod)
3. Spesifikasi Batu Lapis Pelindung Tetrapod
− − −
Rapat massa sesuai dengan kualitas b eton yang dipakai.
−
3
3
Berat jenis beton
= 2400 kg/m = 2,4 t/m
Berat jenis butir batu pelindung γ a
= 2,4 t/m3
Berat jenis air laut γ W
= 1024 kg/m3 = 1,024 t/m 3
Sr =
2,4 1,024
= 2,34375
⇒ Sr – 1 = 1,34375
Cot θ = 2 m Dari
=2 Tabel
7.1
halaman
261
Teknik
Triatmodjo, 1999), diperoleh : K D = 8
Pantai
(Bambang
Dari
Tabel
7.2
halaman
265
Teknik
Pantai
(Bambang
Triatmodjo, 1999), diperoleh: K ∆ =1,04 dan P = n = 50 %. §
Batu Alam (Quarry Stone)
− −
Rapat massa 2400 – 3000 kg/m 3 Berat jenis butir batu pelindung γ a
= 2,6 t/m
−
Berat jenis air laut γ W
= 1024 kg/m = 1,024 t/m
Sr =
2,6
= 2,539
1,024
3 3
⇒
3
Sr – 1 = 1,539
Cot θ = 2 m Dari
= 2, Tabel
7.1
halaman
261
Teknik
Pantai
(Bambang
Pantai
(Bambang
Triatmodjo, 1999), diperoleh : K D = 4 Dari
Tabel
7.2
halaman
265
Teknik
Triatmodjo, 1999), diperoleh: K ∆ =1,15 dan P = n = 37 %.
4. Berat Butir Lapis Lindung Berat batu lapis lindung dihitung dengan rumus Hudson berikut ini : W>
§
ρa . g . H 3 . K D . (Sr - 1) . cot (α ) 3
Untuk lapis lindung dari quarry stone : W>
2,6 . 4,6173 4 . (1,539) . 2 3
= 8,775 ton
W = 9 ton §
Untuk lapis lindung dari tetrapod : W>
2,4 . 4,617 3 . 8 . (1,34375) . 2 3
= 6,084 ton
W = 6,5 ton 5. Lebar Puncak Pemecah Gelombang Lebar puncak pemecah gelombang untuk m’ = 3 (minimum) : B = m'
W K ∆ ρa . g
1/ 3
= 3 x 1,15 x
9 2,6
1/ 3
= 5,217 m
6. Tebal Lapis Lindung Tebal lapis lindung dihitung dengan rumus berikut: §
Untuk lapis lindung dari quarry stone : t= m
§
W K ∆ ρa . g
1/ 3
= 2 x 1,15 x
9 2,6
1/ 3
= 3,478 m
Untuk lapis lindung dari tetrapod : t= m
W K ∆ ρa . g
1/ 3
= 2 x 1,04 x
6,5 2,6
1/ 3
= 2,822 m
7. Jumlah Batu Pelindung Jumlah batu pelindung (“armour unit”) dihitung dengan rumus berikut : §
Untuk lapis lindung dari quarry stone : C= m
K ∆ (1 - n )
ρa . g W
2/3
= 2 x 1,15 x (1- 37/100) x
= 0,634 §
≈
2,6 9
2/3
2,6 6,5
2/3
1
Untuk lapis lindung dari quarry stone : C= m
K ∆ (1 - n )
ρa . g W
2/3
= 2 x 1,04 x (1- 37/100) x = 0,712
≈
1
2.b Per encanaan Pemecah Gelom bang Campur an
Data Perencanaan : §
Pasang surut
= 2,00 m
§
Tinggi jagaan
= 1,00 m
§
Berat jenis beton
= 2400 kg/m
§
Berat jenis air laut
= 1024 kg/m
§
Bahan dari beton bertulang dan di dalamnya diisi pasir/batu pecah
§
Pelindung kaki (toe protection) dari Tetrapod
3
Penyelesaian : 1. Penentuan Tinggi Gelombang Rencana *
Analisis Statistik Gelombang Rencana
.H =
∑H N
3
dimana : .H = tinggi rata – rata gelombang (m) N = jumlah data = 10
∑ H. = 3,35 + 3,05 + 1,75 + 3,25 + 3,05 + 2,75 + 2,65 + 3,00 + 2 ,75 + 2,65 + 1,50 + 1,75 + 1,60 + 1,45 + 1,25 + 1,35 + 1,85 + 1,95 + 2,25 + 3,50 = 46,7 m .H
=
46,7 20
= 2,335 m
∑ (H - H)
2
σ .H =
⇒ dicari dengan kalkulator
N − 1
σ .H = 0,743 Periode ulang 20 tahun
H T = .H +
σH σn
(Y − Y ) n
Dari Buku Dasar – Dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal II-6 ( Nur Yuwono, 1992)
Dari tabel 2.2
→
Dari tabel 2.3
→ →
Dari tabel 2.4
diperoleh nilai Y = 2,97 Yn
= 0,523
(N = 20)
σ .n
= 1,06
(N = 20)
Maka : Tinggi gelombang signifikan dengan kala ulang 20 tahun
(Hs )20 = .H +
σH (Y − Y n ) σn
= 2,335 + = 4,05 m
0,743 1,06
(2,97 − 0,523)
*
Tinggi Gelombang Rencana Maksimum Dari Tabel 3.1 Pedoman Pemilihan Jenis dan Kala Ulang Gelombang (Nur Yuwono, 1992) untuk bangunan pemecah gelombang komposit merupakan jenis bangunan semi kaku atau semi rigid dengan tinggi gelombang rencana (H 10% - H 1%), di samping itu tipe bangunan adalah non overtopping water, maka bangunan pemecah gelombang direncanakan
dengan
tidak
memperkenankan/mengijinkan
air
melimpas, sehingga tinggi gelombang rencana diambil tinggi gelombang maksimum (Hmaks). H maks = 0,707 H 20 ln . N H maks = 1,8 H20 H maks = 0,707 (4,05) ln .10 = 4,345 m H maks = 1,8 (4,05)
= 7,29 m
⇒ diambil Hmaks = 7,29 m *
Data – data Perencanaan a. Tipe konstruksi non overtopping water
*
b. Stabilitas konstruksi untuk beban tetap (Sf)
= 1,20
c. Stabilitas konstruksi untuk beban gempa (Sf’)
= 1,00
d. Percepatan/koefisien gempa
= 0,05
e. Tinggi pasang (HWS – HWL)
= 2,00 m
f.
= 7,29 m
Tinggi gelombang rencana
3
g. Rapat massa beton
=2400 kg/m
h. Rapat massa sirtu
=1800 kg/m
3
Periode Gelombang Rencana Untuk perhitungan periode gelombang rencana dipakai rumusan dengan prediksi gelombang di laut dalam ( deep water ) dan spectrum gelombang maksimum dalam kondisi FDS ( Fully Developed Sea), dipakai Gambar 1.6 “Deep Water Forecasting Curve (SPM, 1984)”, Dasar – dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Vol II, hal I – 10 :
Hs = 7,29 m
T = 14,5 detik
2. Elevasi Muka Air Laut Rencana *
Perhitungan Gelombang Pecah ( Breaking Wave) a. Tinggi gelombang pecah (Hb) Dengan periode gelombang di laut dalam (T = 14,5 dt) dan tinggi gelombang rencana adalah tinggi gelombang di laut dalam tanpa refraksi (Ho’), panjang gelombang di laut dalam dapat dihitung sebagai berikut :
L o =
L o =
gT
2
2π 9,8 . 14,52 2π
= 328,097 m Untuk menentukan tinggi gelombang pecah (Hb) dipakai dua cara : 1) Dari Shore Protection Manual thn 1984, Volume I, hal 2 -130 (Munk, 1949) Hb Ho'
=
Hb =
=
1 1/ 3
3,3 (Ho' /Lo)
Ho' 1/ 3
3,3 (Ho' /Lo)
7,29 1/ 3
3,3 (7,29/328,097 )
= 7,848 m
2) Dari Gambar 3.4 Hb/Ho’ versus Ho’/gT^2 Dasar - dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III – 8 (Nur Yuwono,1992) Kemiringan dasar laut diasumsikan 1 : 50 Ho' gT 2
=
7,29 9,8 . 14,5 2
= 0,0035
(m = 0,02)
m = 0,020 (1:50) maka diperoleh
Hb Ho'
= 1,175
Hb = 1,175 x 7,29 = 8,566 m
∴
≈ 9 m.
Dari dua cara di atas, diambil tinggi gelombang pecah yang paling besar kemungkinan terjadi, yaitu Hb = 9 meter.
b. Kedalaman gelombang pecah (db) Untuk menentukan kedalaman pada saat gelombang pecah, ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini :
1) Persamaan Munk, 1949 (SPM 1984, Vol I, hal 2 – 130) db
= 1,28
Hb
Maka, db = 1,28 x 9 = 11,52 m
2) Persamaan Iversen (1952, 1953), Galvin (1969) dan Goda (1970) (SPM 1984, Vol I hal 2 – 130) a = 43,75 (1 − e −19 m )
Maka, a = 43,75 (1 – e
b =
-19 . 0,02
) = 13,83
1,56 (1 + e −19,5 m )
Maka, b =
db
=
1,56 (1 + e −19,5 ,0 ,02 ) 1
Hb b - (a Hb/ g T 2 )
= 0,93
Maka,
db Hb
=
db =
1 b - (a Hb/ g T 2 ) Hb
b - (a Hb/ g T 2 )
db =
9 0,93 - (13,83 . 9/ 9,8. 14,5 2 )
= 10,35 m
3) Dari Gambar 3.3. α dan β versus Hb/gT^2 Dasar – dasar Perencanaan Bangunan Pantai Vol II hal III-7 (Nur Yuwono, 1992) Hb gT
2
=
9 9,8 . 14,52
= 0,0044
m = 0,02 maka diperoleh,
db Hb
= 1,15
db = 1,15 x 9 = 10,35 m Dari perhitungan di atas dapat dikatakan bahwa :
Apabila tanpa memperhitungkan kemiringan db = 11,52 m
Apabila memperhitungkan kemiringan dasar db = 10,35 m
∴
Untuk dasar perhitungan dipakai kedalaman gelombang pada saat pecah adalah yang paling besar, mengingat konstruksi akan lebih aman dengan perhitungan di gelombang pecah (breaking wave) : db = 11,52 m.
*
Penentuan Tinggi Gelombang Signifikan a. Shoaling, Refraksi, Difraksi dan Refleksi Gelombang Bila gelombang merambat dari laut dalam menuju pantai, maka arah, tinggi dan panjang gelombang akan berubah dan hanya periode gelombang yang tetap berdasarkan konservasi jumlah gelombang. Proses yang dialami oleh gelombang selama perambatan tersebut antara lain proses pendangkalan (shoaling),
pembelokan arah
karena
perubahan
kedalaman (refraksi),
pembelokan arah karena rintangan (difraksi) dan pemantulan gelombang (refleksi). Pada
perencanaan
bangunan
penahan
gelombang
(breakwaters) hanya memperhitungkan gelombang akibat refraksi dan shoaling, karena didasarkan atas gelombang yang dating dari depan bangunan, sedangkan proses difraksi terjadi di belakang bangunan dan gelombang refleksi tidak begitu berpengaruh terhadap stabilitas bangunan tersebut. Proses refraksi yaitu pembelokan arah puncak gelombang dan shoaling (pendangkalan) disebabkan karena perubahan kedalaman dasar laut. Pada perencanaan ini, batimetri dasar laut dianggap sejajar dengan garis pantai, sehingga koefisien refraksi besarnya sama dengan satu ((Kr = 1) dan koefisien shoaling dihitung sebagai berikut : H1 Ho
=
Co =
L = n
=
k
=
n0 C0
b 0
n 1C 1
b1
Lo T g T2 2π
2πd L
tanh
1
1+ 2
2kd sinh 2 kd
2π L
Untuk kedalaman 11,52 meter : Lo
= 328,097 m
T
= 14,5 dt
Co
= 328,097/14,5 = 242,63 m/dt
no
= 0,5
Ho
= 7,29 m
db
= 11,52 m
d/Lo
= 11,52/328,097 = 0,035
Tabel
L-1
Lampiran
Buku
Teknik
Pantai
(Bambang
Triadmodjo,1999)
⇒
d/L
= 0,07749
L
= 11,52/0,07749 = 148,66 m
n
= 0,9289
C
= L/T = 10,25
Ks
= koefisien shoaling =
n0 L0 nL
= 1,09 Maka,
Hd = Ks . Kr . Ho Hd = 1,09 . 1 . 7,29 = 7,95 m
b. Perhitungan tinggi gelombang pecah maksimum Untuk memperhitungkan tinggi gelombang maksimum yang mungkin akan terjadi pada kedalaman 11,52 meter, digunakan kedalaman mercu bangunan (ds) maksimum. ds = (HHWL – BL) + Storm Surge + SLR
Storm Surge (wave set – up)
Sw = 0,15 d b -
g 0,50 . H' o 2 . . T 64 . π . db
Sw = (0,15 . 11,52) -
1,50
9,80,50. 7,292 . . 14,5 64 . π . 11,521,50
= 1,42 m
Sea Level Rise (SLR) Kala ulang gelombang
= 20 tahun
Tahun awal perencanaan
= 2007
Tahun akhir perencanaan
= 2027
Dari Gambar 3.7 Prediksi Kenaikan Mu ka Air Laut (SLR) hal III – 12, diperoleh SLR = 19 cm = 0,19 m diperoleh ds = 11,52 + 1,42 + 0,19 = 13,13 m ds/ g T^2 m
= 0,0064
= 0,02
Dari Gambar 3.5 Hb/ds versus ds/ g T^2, didapat Hb/ds = 0,925 Hb
= 12,15 m
> Hs = 7,95 m
Dipakai Hd = Hs = 7,95 m
c. Perhitungan Hd Dengan cara yang sama seperti di atas, maka dihitung besarnya Hb pada tiap kedalaman lokasi bangunan breakwaters, dimana setelah membandingkan besarnya Hb dan Hs didapatkan besarnya Hd. Hasil perhitungan disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 : Perhitungan Hd untuk gelombang pecah ds / g d (m)
ds (m)
g T^2
T^2
Hb/ds
Hb (m)
Hs (m)
Hd (m)
11,52
13,13
2060,45
0,0064
0,925
12,15
7,95
7,95
11,00
12,61
2060,45
0,0061
0,925
11,66
7,95
7,95
10,00
11,61
2060,45
0,0056
0,925
10,74
7,95
7,95
9,00
10,61
2060,45
0,0051
0,930
9,87
7,95
7,95
8,00
9,61
2060,45
0,0047
0,935
8,99
7,95
7,95
7,00
8,61
2060,45
0,0042
0,940
8,09
7,95
7,95
6,00
7,61
2060,45
0,0037
0,945
7,19
7,95
7,19
5,00
6,61
2060,45
0,0032
0,950
6,28
7,95
6,28
4,00
5,61
2060,45
0,0027
0,955
5,36
7,95
5,36
3,00
4,61
2060,45
0,0022
0,960
4,43
7,95
4,43
2,00
3,61
2060,45
0,0018
0,963
3,47
7,95
3,47
1,00
2,61
2060,45
0,0013
0,975
2,54
7,95
2,54
d. Penetapan elevasi mercu bangunan
Penetapan elevasi mercu bangunan pemecah gelombang (breakwaters) tipe monolit ditentukan berdasarkan kedalaman dan lokasi bangunan tersebut, yaitu pada lokasi gelombang tidak pecah (non breaking waves) dan gelombang pecah (breaking waves). Bila gelombang tidak pecah (non breaking waves) menghantam permukaan pecah gelombang – impermeable vertikal secara tegak lurus, maka gelombang tersebut akan dipantulkan kembali dan gelombang pemantulan ini akan menimbulkan sedangkan
standing apabila
waves
atau
menghantam
gelombang pemecah
clapotis,
gelombang
impermeable vertikal tersebut adalah gelombang pecah maka akan timbul gaya tambahan yaitu gaya kejut (impact force). Dalam perencanaan ini didapat pada kedalaman 11,52 m sampai 20 m merupakan gelombang tidak pecah ( non breaking waves) dan dari garis pantai sampai kedalaman 11,52 m direncanakan dengan gelombang pecah ( breaking waves).
•
Elevasi mercu non breaking waves o
Hmaks
= 7,95 m
o
Pasang surut
= 2,00 m
o
•
SLR
= 0,19 m
o
Freeboard
= 1,00 m
o
Tinggi caisson
= 11,00 m
o
Elevasi caisson
o
Elevasi mercu
± 0,00 = 17,165 m
Elevasi mercu breaking waves §
Hd (maksimum)
= 7,95 m
§
Pasang surut
= 2,00 m
§
Wave set up
= 1,42 m
§
SLR
= 0,19 m
§
Freeboard
= 1,00 m
§
Tinggi caisson
= 11,00 m
§
Elevasi caisson
§
Elevasi mercu
Karena
permukaan
± 0,00 = 18,585 m
bagian
atas
pemecah
gelombang
dipergunakan untuk fasilitas jalan atau lalu lintas untuk jalan inspeksi yang memerlukan permukaan datar, maka elevasi mercu dibuat sama sebesar + 18,585 m dari dasar caisson.
3. Perhitungan Stabilitas Konstruksi *
Gaya Gelombang a. Gaya Gelombang menurut Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan (New Edition, 1991). Untuk kedalaman 20,00 m. Data : Hd = Hmax
= 7,95 m
Lo
= 328,097 m
T
= 14,5 dt
d
= 11,00 m
h
= 20,00 m
h/Lo
= 20,00/328,097 = 0,061
Tabel L-1 Lampiran Buku Teknik Pantai (Bambang Triadmodjo,1999)
⇒
h/L = 0,10529 L
= 189,952
η * = 0,75(1 + cos β ) H D o
Arah gelombang dianggap tegak lurus arah breakwaters ( β = 90 ) Maka,
η * = 0,75(1 + cos 90 ) 7,95 = 5,9625 m
2
1 4 π h/ L α 1 = 0,60 + 4 π h 2 sinh L hb - d H D 2 2 d α 2 = min ; 3 hb d H D h' 1 1− α3 = 1− h 2 π h cos L 1
p 1 =
2
(1 + cos β )(α 1 + α 2 cos 2 β )γ W H D p 1
p 2 =
cosh
2π L
p 3 = α 3 p1 p u =
1 2
(1 + cos β )α 1 α 2 γ W H D
Berdasarkan persamaan di atas, 4 π h /L
= 1,323113
sinh 4 π h /L
= 1,744394
α1
= 0,8877
5*H33
= 5 x 4,05 = 20,25 m
hb
= h + 5mH33 = 20 + (5 .(1:50).4,05 )= 20,405 m
α2
= 0,080251
α2
= 2,767296
dipakai
α2
= 0,080251
2 π h /L
= 0,661557
cosh 2 π h /L
= 1,226927
α3
= 0,898274
γ W
= 1,024 tf/m3
Maka,
p1
= 3,6131 tf/m 2
p2
= 2,9449 tf/m
2
p3
= 3,2456 tf/m
2
pu
= 0,2900 tf/m
2
Keterangan :
η * = tinggi di atas SWL, dimana pada tempat itu mempunyai tekanan nol (m) 2
p 1 = tekanan gelombang di SWL (tf/m ) 2
p 2 = tekanan gelombang di dasar laut (tf/m ) 2
p 3 = tekanan gelombang di dasar dinding (tf/m ) p u = tekanan uplift gelombang (tf/m 2) h
= kedalaman air di depan dinding (m)
hb = kedalaman air di depan dinding sejauh 5H33 (m) h’ = kedalaman air di dasar dinding (m) d
= kedalaman air sampai lapis lindung kaki (m)
HD = tinggi gelombang rencana (Hmaks)
γ W = berat unit air laut (tf/m3)
P1
n* hc d
h'
h Pu
P2 P3
Gambar Distribusi Tekanan Gelombang pad a Dinding Tegak
Tabel 2 Perhitungan Panjang Gelombang, α 1 dan α 2 , dan Tekanan Gelombang
FORMULAJAPAN 4
h (m) 20,00 19,00 18,00 17,00 16,00 15,00 14,00 13,00 12,00 11,52 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0
Lo (m) 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097 328,097
h/Lo 0,061 0,058 0,055 0,052 0,049 0,046 0,043 0,040 0,035 0,034 0,034 0,030 0,027 0,024 0,021 0,018 0,015 0,012 0,009 0,006 0,003 0
h/L (Tabel L-1) 0,10529 0,10232 0,09930 0,09623 0,09311 0,08991 0,08664 0,08329 0,07749 0,07629 0,07629 0,07135 0,06747 0,06340 0,05912 0,05456 0,04964 0,04426 0,03821 0,03110 0,02192 0
d (m) 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0
HD 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,950 7,190 6,280 5,360 4,430 3,470 2,540 0
Keterangan : nilai α 2 (1) dan α 2 (2) diambil nilai yang minimum.
L
π
2
h/L
sinh 4
(m) 189,952 185,692 181,269 176,660 171,840 166,834 161,588 156,081 154,859 151,003 144,187 140,154 133,393 126,183 118,403 109,971 100,725 90,375 78,513 64,309 45,620 0
1,323113 1,285791 1,247841 1,209262 1,170055 1,129842 1,088750 1,046653 0,934817 0,915414 0,958688 0,896611 0,847853 0,796708 0,742924 0,685621 0,623795 0,556188 0,480161 0,390814 0,275455 0
π
π
η*
h/L
2
π
h/L cosh
h/L
1,744394 1,670548 1,597845 1,526296 1,455910 1,386042 1,316961 1,248496 1,077045 1,048730 1,112439 1,021665 0,953148 0,883708 0,813176 0,740614 0,665044 0,585310 0,498825 0,400839 0,278951 0
0,661557 0,642896 0,623920 0,604631 0,585027 0,564921 0,544375 0,523327 0,467409 0,457707 0,479344 0,448305 0,423927 0,398354 0,371462 0,342811 0,311897 0,278094 0,240081 0,195407 0,137727 0
1,226927 1,213874 1,201035 1,188426 1,176065 1,163857 1,151868 1,140089 1,111239 1,106589 1,117102 1,102183 1,091211 1,080398 1,069789 1,059337 1,049036 1,038918 1,028958 1,019153 1,009499 1
(m) 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,393 4,710 4,020 3,323 2,603 1,905 0
Keterangan : nilai α 2 (1) dan α 2 (2) diambil nilai yang minimum.
b. Gaya Gelombang menurut Formula Hiroi (Nur Yuwono, 1992). Pb P1
Pb
HD +
R > 1,25 HD HD/2 HD/2
h
P2
b. Gaya Gelombang menurut Formula Hiroi (Nur Yuwono, 1992). Pb P1
Pb
HD +
R > 1,25 HD HD/2 HD/2
h
P2
d/H33 > = 2
d/H33 < 2
Untuk kondisi d/H33
≥ 2 :
Untuk kondisi d/H33 < 2
p b = 1,5 γ w H D
p b = 1,5 γ w H D
p 1 = ( p 2
+ γ w
p 2 = p u
=
h o = δo =
p u = 1,25 γ w H D
H D + ho h ) h H ho + + D
R = 1 ,25 H D
γ W H D Cosh (2π h / L)
π HD L
2
2 π h L
coth
Keterangan : 3
hb = tekanan gelombang pecah (tf/m )
; γ W = berat unit air laut (tf/m )
p1 = tekanan gelombang di SWL (tf/m 2)
Hd = tinggi gelombang rencana
2
p2 = tekanan gelombang di dasar laut (tf/m 2)
(Hmaks = 1,8 H33 (m) 2
h
= kedalaman air di depan dinding (m)
pu = tekanan uplift (tf/m )
d
= kedalaman air sampai lapis lindung kaki (m)
R = tinggi run – up (m)
Tabel 3 Perhitungan Tekanan Gelombang pada Setiap Kedalaman (Hiroi Formula) FORMULAHIROI
h
d
d/H33
HD
L
2
π
h/L
δo 2
π cosh h/L
2
π
h/L Coth
p2 = Pu 2
(m)
(m)
(m)
20,00
11,00
2,716049
7,950
189,952
0,661557
1,226927
19,00
11,00
2,716049
7,950
185,692
0,642896
18,00
11,00
2,716049
7,950
181,269
0,623920
17,00
11,00
2,716049
7,950
176,660
16,00
11,00
2,716049
7,950
15,00
11,00
2,716049
14,00
11,00
13,00
ho =
p1
pb 2
R 2
(tf/m )
(m)
(tf/m )
(tf/m )
(m)
1,725928
6,6351
1,8041
11,4517
12,2112
-
1,213874
1,764080
6,7065
1,8863
11,8307
12,2112
-
1,201035
1,805538
6,7782
1,9777
12,2382
12,2112
-
0,604631
1,188426
1,850698
6,8501
2,0801
12,6774
12,2112
-
171,840
0,585027
1,176065
1,900022
6,9221
2,1954
13,1521
12,2112
-
7,950
166,834
0,564921
1,163857
1,954577
6,9947
2,3262
13,6716
12,2112
-
2,716049
7,950
161,588
0,544375
1,151868
2,014940
7,0675
2,4759
14,2405
12,2112
-
11,00
2,716049
7,950
156,081
0,523327
1,140089
2,082191
7,1405
2,6488
14,8679
12,2112
-
12,00
11,00
2,716049
7,950
154,859
0,486884
1,120888
2,213664
7,2628
2,8383
16,0774
12,2112
-
11,52
11,00
2,716049
7,950
151,003
0,479344
1,117102
2,243570
7,2874
2,9501
16,3499
12,2112
-
11,00
11,00
2,716049
7,950
144,187
0,479344
1,117102
2,243570
7,2874
3,0896
16,3499
12,2112
-
10,00
10,00
2,469136
7,950
140,154
0,448305
1,102183
2,378093
7,3861
3,3690
17,5648
12,2112
-
9,00
9,00
2,222222
7,950
133,393
0,423927
1,091211
2,498544
10,1760
3,7191
25,4252
12,2112
-
8,00
8,00
1,975309
7,950
126,183
0,398354
1,080398
2,641731
10,1760
-
-
12,2112
9,9375
7,00
7,00
1,728395
7,950
118,403
0,371462
1,069789
2,814762
10,1760
-
-
12,2112
9,9375
6,00
6,00
1,481481
7,190
109,971
0,342811
1,059337
3,030448
9,2032
-
-
11,0438
8,9875
5,00
5,00
1,234568
6,280
100,725
0,311897
1,049036
3,309481
8,0384
-
-
9,6461
7,8500
4,00
4,00
0,987654
5,360
90,375
0,278094
1,038918
3,688133
6,8608
-
-
8,2330
6,7000
3,00
3,00
0,740741
4,430
78,513
0,240081
1,028958
4,244990
5,6704
-
-
6,8045
5,5375
2,00
2,00
0,493827
3,470
64,309
0,195407
1,019153
5,182493
4,4416
-
-
5,3299
4,3375
1,00
1,00
0,246914
2,540
45,620
0,137727
1,009499
7,306569
3,2512
-
-
3,9014
3,1750
0
0
0,000000
0
0
0
1
-
0
-
-
0
0
3,00
3,00
0,740741
4,430
78,513
0,240081
1,028958
4,244990
5,6704
-
-
6,8045
5,5375
2,00
2,00
0,493827
3,470
64,309
0,195407
1,019153
5,182493
4,4416
-
-
5,3299
4,3375
1,00
1,00
0,246914
2,540
45,620
0,137727
1,009499
7,306569
3,2512
-
-
3,9014
3,1750
0
0
0,000000
0
0
0
1
-
0
-
-
0
0
c. Gaya Gelombang menurut Formula Ito (Nur Yuwono, 1992).
P
1,25 H
d
P B
c. Gaya Gelombang menurut Formula Ito (Nur Yuwono, 1992).
P
1,25 H
d
P B
Untuk H/d <= 1 p = 0,7 γ w H D Untuk H/d > 1 p
H = 0,7 + 0,55 − 1 γ W H d
R = 1 ,25 H
Keterangan : p
= tekanan gelombang atau uplift (tf/m2)
d
= kedalaman air sampai lapis lindung kaki (m)
γ W = berat unit air laut (tf/m3) H = tinggi gelombang rencana = Hmaks = 1,8 H33 (m) R = tinggi run – up (m)
Tabel 4 Perhitungan Tekanan Gelombang Ito Formula
FORMULA ITO
h
d
H
(m)
(m)
20,00
11,00
7,950
19,00
11,00
18,00
H/d
p
R 2
(tf/m )
(m)
0,72273
5,6986
9,9375
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
17,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
16,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
15,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
14,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
13,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
12,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
11,52
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
11,00
11,00
7,950
0,72273
5,6986
9,9375
10,00
10,00
7,950
0,79500
5,6986
9,9375
9,00
9,00
7,950
0,88333
5,6986
9,9375
8,00
8,00
7,950
0,99375
5,6986
9,9375
7,00
7,00
7,950
1,13571
6,3062
9,9375
6,00
6,00
7,190
1,19833
5,9569
8,9875
5,00
5,00
6,280
1,25600
5,4069
7,8500
4,00
4,00
5,360
1,34000
4,8684
6,7000
3,00
3,00
4,430
1,47667
4,3647
5,5375
2,00
2,00
3,470
1,73500
3,9237
4,3375
1,00
1,00
2,540
2,54000
4,0237
3,1750
0
0
0
0
0
0
3,00
3,00
4,430
1,47667
4,3647
5,5375
2,00
2,00
3,470
1,73500
3,9237
4,3375
1,00
1,00
2,540
2,54000
4,0237
3,1750
0
0
0
0
0
0
d.
Formula Hiroi untuk Pemecah Gelombang Komposit (Nur Yuwono, 1992).
P
d
1,0 H21
d.
Formula Hiroi untuk Pemecah Gelombang Komposit (Nur Yuwono, 1992).
1,0 H21
P
d
p = 1,0 γ w H 33 Keterangan : p
2
= tekanan rerata pada dinding (tf/m )
γ W = berat unit air laut (tf/m3) H = tinggi gelombang signifikan (m)
Tabel 5 Perhitungan Tekanan Gelombang Komposit (Hiroi’s Formula) FORMULA HIROI KOMPOSIT
h
d
H33
H1/2
P
(m)
(m)
(m)
(m)
(tf/m )
20,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
19,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
18,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
17,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
16,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
15,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
14,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
13,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
12,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
11,52
11,00
7,950
7,07550
8,1408
11,00
11,00
7,950
7,07550
8,1408
10,00
10,00
7,950
7,07550
8,1408
9,00
9,00
7,950
7,07550
8,1408
8,00
8,00
7,950
7,07550
8,1408
7,00
7,00
7,950
7,07550
8,1408
6,00
6,00
7,190
6,39910
7,3626
5,00
5,00
6,280
5,58920
6,4307
4,00
4,00
5,360
4,77040
5,4886
3,00
3,00
4,430
3,94270
4,5363
2,00
2,00
3,470
3,08830
3,5533
1,00
1,00
2,540
2,26060
2,6010
0
0
0
0
0
2
Untuk menentukan besarnya tekanan gelombang pada setiap kedalaman diambil nilai yang terbesar untuk setiap formula (Tabel 6). Dari rekapitulasi hasil perhitungan tinggi muka air maksimum (ru – up) dan besarnya tekanan gelombang pada Tabel 6, perhitungan dengan cara b (Hiroi’s Formula) memberikan hasil yang paling besar, sehingga untuk perhitungan stabilitas pemecah gelombang dipakai hasil perhitungan dengan cara ini.
Tabel 6 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Run – Up dan Tekanan Gelombang
REKAPITULASI TINGGI MUKA AIR MAKSIMUM (RUN-UP) DAN TEKANAN GELOMBANG h
d
Cara
Cara
η* (m) 20,00 19,00 18,00 17,00 16,00 15,00 14,00 13,00 12,00 11,52 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0
(m) 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0
5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,963 5,393 4,710 4,020 3,323 2,603 1,905 0,000
Cara c
δo
p1 3,6131 3,6479 3,6835 3,7198 3,7567 3,7946 3,8332 3,8726 3,9754 3,9929 3,9537 4,0097 4,0526 4,0964 4,1410 3,7862 3,3436 2,8856 2,4117 1,9104 1,4143 0,0000
*
p2 2,9449 3,0052 3,0669 3,1300 3,1943 3,2604 3,3278 3,3967 3,5775 3,6083 3,5393 3,6380 3,7139 3,7916 3,8708 3,5741 3,1874 2,7775 2,3438 1,8745 1,4010 0,0000
p3 3,2456 3,2758 3,3067 3,3381 3,3701 3,4028 3,4361 3,4699 3,6106 3,6257 3,5393 3,6380 3,7139 3,7916 3,8708 3,5741 3,1874 2,7775 2,3438 1,8745 1,4010 0,0000
HD + 9,754 9,836 9,928 10,030 10,145 10,276 10,426 10,599 10,788 10,900 11,040 11,319 11,669 -
pu 0,2900 0,2751 0,2580 0,2383 0,2155 0,1889 0,1578 0,1210 0,0784 0,0539 0,0244 0,0329 0,0454 0,0650 0,0974 0,1146 0,1317 0,1588 0,2085 0,3228 0,8767 0,0000
R 9,9375 9,9375 8,9875 7,8500 6,7000 5,5375 4,3375 3,1750 0
p b 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 12,2112 11,0438 9,6461 8,2330 6,8045 5,3299 3,9014 0,0000
p1 11,4517 11,8307 12,2382 12,6774 13,1521 13,6716 14,2405 14,8679 16,0774 16,3499 16,3499 17,5648 25,4252 -
p2 6,6351 6,7065 6,7782 6,8501 6,9221 6,9947 7,0675 7,1405 7,2628 7,2874 7,2874 7,3861 7,4603 7,5350 7,6097 6,9502 6,1301 5,2830 4,4087 3,4865 2,5765 0,0000
pu 6,6351 6,7065 6,7782 6,8501 6,9221 6,9947 7,0675 7,1405 7,2628 7,2874 7,2874 7,3861 7,4603 7,5350 7,6097 6,9502 6,1301 5,2830 4,4087 3,4865 2,5765 0,0000
R 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 9,9375 8,9875 7,8500 6,7000 5,5375 4,3375 3,1750 0,0000
Stabilitas Pemecah Gelombang Perhitungan stabilitas pemecah gelombang dalam tugas ini hanya ditinjau dalam dua keadaan, yaitu pada kedalaman 20 m untuk non breaking wave dan pada kedalaman 8 m untuk breaking wave. a. Dimensi Caisson Penentuan dimensi caisson menurut Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan (1991) dapat ditentukan sebagai berikut : §
Tebal concrete cap minimal 0,50 m, diambil
§
Tebal concrete crown : Hs
≥
2m
= 1,00 m
Hs < 2 m
= 0,50 m
Diambil,
= 0,50 m
1,00
p 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,6986 5,1538 4,5015 3,8420 3,1754 2,4873 1,8207 0,0000
1.0H1/2 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 7,075 6,399 5,589 4,770 3,942 3,088 2,260
*
Stabilitas Pemecah Gelombang Perhitungan stabilitas pemecah gelombang dalam tugas ini hanya ditinjau dalam dua keadaan, yaitu pada kedalaman 20 m untuk non breaking wave dan pada kedalaman 8 m untuk breaking wave. a. Dimensi Caisson Penentuan dimensi caisson menurut Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan (1991) dapat ditentukan sebagai berikut : §
Tebal concrete cap minimal 0,50 m, diambil
§
Tebal concrete crown : Hs
≥
2m
= 1,00 m
Hs < 2 m
= 0,50 m
= 0,50 m
Diambil,
= 1,00 m
§
Tebal dinding luar (side wall) caisson 35 – 40 cm
= 0,40 m
§
Tebal dinding bawah (bottom slab) caisson 40-60 cm
= 0,60 m
§
Tebal dinding partisi minimal 20 cm, diambil
= 0,20 m
Tinggi caisson ditinjau pada dua keadaan (non breaking wave dan breaking wave) tekanan gaya gelombang dan tinggi run – up maksimum dan ditentukan sebagai berikut :
1) Kedalaman 20,00 m (non breaking wave) h
= 20,00 m
d
= 11,00 m
(HD + δ o )maks = 11,669 m Freeboard
= 1,00 m
Tinggi caisson = 23,669 m
> 18,585 m
2) Kedalaman 8,00 m (breaking wave) h
= 8,00 m
d
= 8,00 m
R
= 9,9375 m
Freeboard
= 1,00 m
Tinggi caisson = 18,9375m
> 18,585 m
Dari perhitungan di atas, diambil tinggi caisson
= 23,669 m
concrete crown + 23,669 m
2,0 m
+ 20,00 m
concrete cap sirtu + 11,00 m
caisson
± 0,00 6,00
6,00
Gambar Tampang Melintang Caisson
b. Dimensi Pondasi dan Pelindung Kaki 1) Lebar Puncak Pondasi Lebar puncak pelindung kaki dari jenis konstruksi rubble as foundation dipilih yang paling besar dari nilai dib awah ini (Nur Yuwono, 1992) : B =2H
= 2 x 7,95 = 15,9 m
B = 0,4ds = 0 ,4 x 20 = 4,80 m
Apabila tanah didepan dinding pemecah gelombang sangat lunak, pelindung harus B
≥ 3/8 x panjang gelombang =
3/8 x 189,952 = 71,232
meter. Dengan asumsi bahwa konstruksi pemecah gelombang yang direncanakan terletak diatas tanah sangat lun ak, maka diambil lebar puncak fondasi = 71,25 meter
2) Berat Batu Pelindung Dari Grafik 6.15 Stability Number Konstruksi Pelindung Kaki (Toe Protection), halaman VI-22 Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Volume .II, didapat sebagai berikut : 3
d/ds = 0,55 dan rubble as foundation N s = 19 Pelindung kaki (toe protection) dari Tetrapod Spesifikasi dari tetrapod adalah sebagai berikut :
− − −
Rapat massa sesuai dengan kualitas b eton yang dipakai.
−
3
3
Berat jenis beton
= 2400 kg/m = 2,4 t/m
Berat jenis butir batu pelindung γ a
= 2,4 t/m3
Berat jenis air laut γ W
= 1024 kg/m3 = 1,024 t/m 3
Sr =
γ a 2,4 = = 2,34375 γ w 1,024
⇒ Sr – 1 = 1,34375
Berat batu pelindung (W) dicari dengan rumus Hudson yang dimodifikasi:
Sr = W =
= 2,400 tf/m 3
ρ r ρW
= 1,204 tf/m 3 = 2,4/1.024 = 2,34375
γ r H 3 3
Ns 3 (Sr - 1)
= 2,400 tf/m 3
W
=
=
2,4 H 3 3
Ns 3 (Sr - 1) 2,4 7,95
3 3
19 (1,34375 )
= 26,158 ton
3) Tebal Lapis Batu Pelindung
t= m
W K ∆ ρa . g
1/3
dimana : Berat jenis butir batu pelindung γ a = 2,4 t/m
3
Berat jenis air laut γ W m
3
= 1024 kg/m = 1,024 t/m
3
= 2 dan penempatan secara acak.
Dari Tabel 7.2 Koefisien Lapis Batu Pelindung halaman 265 Teknik
Pantai
(Bambang
Triatmodjo,
1999),
K ∆ =1,04 dan porositas P = n = 50 % (tetrapod).
Maka, t = m
W K ∆ ρa . g
= 2 1,04 .
1/ 3
26,158 2,4
1/ 3
= 4,61 m
4) Jumlah Batu Pelindung
C= m
K ∆ (1 - n )
ρa . g W
2/3
Maka, C = 2 x 1,04 x (1- 50/100) x = 0,23
≈ 1 bh/m2/lapis.
2,7 26,158
2/3
diperoleh:
5)
Berat Batu Pelindung Dalam (inner material ) W’ = 1/20 armouring material = 1/20 . 26,158 ton = 1,31 t Secondary material 1/15 s/d 1/10 armouring material = 1 /10.26,158 =3 t
6)
Ukuran Pelindung Kaki (toe protection) Tebal pelindung kaki (t s/d. 2t ) = t = 4,61 m Panjang pelindung kaki (3H s/d. 4,5H) = 3H = 23,85 m
c. Stabilitas Pemecah Gelombang Akibat Beban Gelombang 1) Titik berat box caisson A = 284,028 m Xo = 6,00
2
m
Yo = 11,84 m Sx = A.Xo = 1704,168 m 3 Sy = A.Yo = 3362,89 m
3
+ 23,669 m
+ 23,669 m
3.50
concrete crown 2.42
1
2 1.50
3
4.50
2
+ 20,00 m 0.50
0.50
concrete cap 4 sirtu
+ 11,00 m
18.50 caisson
0.20
0.40
0.40
± 0,00 0.50
6.60 7.00 13.20 14.00
2) Penggeseran arah horizontal (horizontal sliding )
Pb P1 3.50
concretecrown 2.42
1
2 1.50
3
4.50
2.00
Pw1
0.50
0.50
concrete cap
HD + do = 10,540 m
4 sirtu
Pw2
Hd
18.50 caisson
W
Pw3
d = 12,00 m
Pw4 0.20
0.40
0.40
B 0.50
P2 7.3069
P2 N'
N
6.60 7.00 13.20 14.00
Pb = 12,2112 tf/m 2 P1 = 11,4517 tf/m2 P2 = Pu = 6,6351 tf/m 2 Hd = 7,95 m F F F W
Sf
FF = f (W - B – N’)
dimana : S1 = safety factor = 1,30 W = berat pemecah gelombang B = gaya apung (buoyancy) Fw = gaya dinamik gelombang N’ = gaya uplift akibat gelombang FF = gaya gesek N = gaya reaksi dari pondasi
§
Berat Pemecah Gelombang (W) Dihitung tiap 1 meter lebar caisson (tegak lurus bidang gambar) 2
3
W1 = concrete caisson
= 284,028 m x 1 m x 2,4 tf/m
= 681,67 tf
W2 = pasir
= (6,5 m x 18,5 m x 1 m x 1,8 tf/m )2= 432,9 tf
3
W total = 681,67 + 432,9 = 1114,57 tf
§
Gaya Dinamik Geombang (Fw) : 2
F w1 = 11,4517x 10,67 = 122,19 tf
2
Fw2 = 12,2112 x 8,51 = 103,92 tf
Pw1 = 11,4517 tf/m Pw2 = 12,2112 tf/m
Pw3 = P1 – P2 = 4,8166 tf/m
2
Pw4 = 6,6351 tf/m2
Fw3 = 4,8166 x 7,74 = 37,28 tf Fw4 = 6,6351 x 7,74 = 51,36 tf Fw total
§
= 314,75 tf
Gaya Uplift Akibat Gelombang (N’) : N’ = 6,6351 x 14 x 1 = 92,89 tf
§
Gaya Apung (Buoyancy) (B) : Berat jenis air laut ( B
§
)
= 1,024 tf/m3 = 1,024 x 284,028 x 1 = 290,85 tf
Gaya Gesek (pondasi – pemecah gelombang) : FF
= f (W - B – N’) tf = 1114,57 – 290,85 – 92,89 = 730,83 tf
Horizontal sliding = 2,32 > S1 = 1,30 (aman)
3) Penggulingan (Overtuning)
Pb P1 3.50
concrete crown 2.42
1
2 1.50
3
4.50
2.00
Pw1
0.50
0.50
concrete cap
HD + do = 10,540 m
4 sirtu
Pw2
Hd
18.50 caisson
W
Pw3
d = 12,00 m
Pw4 0.20
0.40
0.40 B 0.50
P2 7.3069
P2 N'
N
6.60 7.00 13.20 14.00
Pb = 12,2112 tf/m 2 P1 = 11,4517 tf/m
2
P2 = Pu = 6,6351 tf/m
2
Hd = 7,95 m
∑ Momen Penahan ≥ Sf ∑ Momen Pengguling an Dimana : Sf = 1,30
! Momen penggulingan
= !Fw1 Zi + N’ a 3 + B a2 = 15629,34 tf.m
! Momen penahan
= W.a1 = 41964,56 tf.m
Overtuning
4) Penggeseran Datar Rumus Umum :
= 2,685
>
1,50
(Aman!)
d. Stabilitas Pemecah Gelombang Akibat Gempa d an Gelombang 1)
Gaya Gempa ( seismic force) Koefisien gempa regional
= 0,06 (wilayah gempa II & tanah lunak)
Faktor kondisi tanah sub soil
= 1,00 (pondasi tanah lunak)
Faktor keutamaan
= 1,00 (class B)
Koefisien gempa
= 0,06
Beban mati = berat caisson
= 1114,57 tf
Gaya gempa = koefisien gempa x beban mati
= 66,87 tf
Gaya gempa + gaya gelombang
= 159,76 tf
2) Horizontal Sliding F F ( F W + F E )
≥ S f
Sf = 1,1 FF = 730,83 tf Fw = 314,75 tf FE = 66,87 tf Horizontal sliding
= 1,92
>
1,10
(Aman !)
>
1,00
(Aman !)
>
1,10 (Aman!
3) Overturning "Momen penahan
= 41964,56 tf.m.
"Momen pengguling
= 15629,34 tf.m.
Overturning
= 2,685
4) Penggeseran datar C=0 C.L = 0 "(W′ + V) = 22945,4 tf cos.# = 0,910291 sin.# = 0,41397 H = 478,36 tf "(W+V+Fe) penggeseran datar
= 17894,6 tf = 2,150626
