LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda dan Krangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-1 BAB. 6 DESAIN STRUKTUR BANGUNAN PENGAMAN PANTAI 6.1. KRITERIA DESAIN BANGUNAN PENGAMAN PANTAI Dalam melaksanakan desain bangunan pengaman erosi pantai Cirebon, beberapa kriteria perencanaan yang harus dipenuhi yaitu: a) Stabilitas struktur. b) Elevasi struktur, yaitu elevasi puncak dan elevasi dasar. c) Limpasan gelombang (over toping). d) Estetika dan lingkungan. 6.2. TIPE BANGUNAN YANG DIREKOMENDASIKAN Dari uraian sebelumya type bangunan yang direkomendasikan adalah breakwater. Breakwater yang dipilih, diharapkan selain mempertahankan garis pantai yang ada sekarang agar tidak lagi mengalami kemunduran, juga dapat menghasilkan tumpukan sedimen baru. Fungsi lahan di sekitar lokasi pekerjaan adalah berupa tambak dan sawah milik masyarakat dan bukan merupakan pantai wisata sehingga bangunan yang dipilih lebih tidak perlu mengutamakan aspek estetika, namun lebih cenderung pada fungsi mempertahankan garis pantai. Breakwater ini terdiri dari beberapa lapis susunan armor batu alam, di mana querry relatif tidak terlalu jauh dari lokasi pekerjaan, sehingga relatif tidak mahal,dan diharapkan dapat segera direalisasikan. 6.3. ELEVASI STRUKTUR Elevasi bangunan dan tanah disekitar pantai hasil pengukuran berdasarkan referensi elevasi pada Bench Mark (BM) hasil survei yang telah dilakukan. Acuan untuk elevasi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-1
BAB. 6
DESAIN STRUKTUR BANGUNAN
PENGAMAN PANTAI
6.1. KRITERIA DESAIN BANGUNAN PENGAMAN PANTAI
Dalam melaksanakan desain bangunan pengaman erosi pantai Cirebon, beberapa
kriteria perencanaan yang harus dipenuhi yaitu:
a) Stabilitas struktur.
b) Elevasi struktur, yaitu elevasi puncak dan elevasi dasar.
c) Limpasan gelombang (over toping).
d) Estetika dan lingkungan.
6.2. TIPE BANGUNAN YANG DIREKOMENDASIKAN
Dari uraian sebelumya type bangunan yang direkomendasikan adalah breakwater.
Breakwater yang dipilih, diharapkan selain mempertahankan garis pantai yang ada
sekarang agar tidak lagi mengalami kemunduran, juga dapat menghasilkan
tumpukan sedimen baru. Fungsi lahan di sekitar lokasi pekerjaan adalah berupa
tambak dan sawah milik masyarakat dan bukan merupakan pantai wisata sehingga
bangunan yang dipilih lebih tidak perlu mengutamakan aspek estetika, namun lebih
cenderung pada fungsi mempertahankan garis pantai.
Breakwater ini terdiri dari beberapa lapis susunan armor batu alam, di mana querry
relatif tidak terlalu jauh dari lokasi pekerjaan, sehingga relatif tidak mahal,dan
diharapkan dapat segera direalisasikan.
6.3. ELEVASI STRUKTUR
Elevasi bangunan dan tanah disekitar pantai hasil pengukuran berdasarkan referensi
elevasi pada Bench Mark (BM) hasil survei yang telah dilakukan. Acuan untuk elevasi
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-2
struktur bangunan yang direncanakan diambil acuan berdasarkan muka surut
terendah (LLWL). Elevasi puncak struktur akan diperhitungkan terhadap elevasi
muka air tertinggi (HWS) untuk struktur subareal atau muka air rata-rata (MSL)
untuk struktur submerged ditambah run up dan tinggi kebebasan. Sedangkan elevasi
dasar struktur bagian bawah akan diperhitungkan kondisi elevasi dasar tanah di
lokasi penempatan bangunan.
6.3.1. Limpasan Gelombang (Over toping)
Struktur breakwater direncanakan untuk dapat dilimpasi gelombang. Pemilihan
struktur dengan limpasan ini adalah karena struktur diharapkan masih dapat dilewati
gelombang yang membawa sedimen. Saat melewati struktur energi gelombang
dipecahkan sehingga sedimen yang terbawa gelombang dapat mengendap di
belakang struktur.
6.3.2. Rayapan Gelombang (run up)
Struktur bangunan pantai juga harus mampu menahan gesekan air laut akibat
adanya rayapan gelombang air laut, terutama pada saat berlangsung badai atau
akibat pasang surut. Apabila gelombang bergerak menuju bangunan yang miring
(dinding tembok laut atau pemecah gelombang), sebagian dari momentum
gelombang tersebut akan dirubah menjadi gerakan air yang meluncur ke atas
lereng, yang di sebut rayapan gelombang (wave run–up).
Perhitungan tinggi rayapan gelombang dilakukan dengan menggunakan grafik run
up. Untuk dapat menggunakan grafik tersebut perlu dihitung dulu nilai bilangan
Irribaren. Bilangan Irribaren dihitung dengan formula sebagai berikut.
0
tan
LH
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-3
Gambar 6.1 Grafik Runup Gelombang
6.3.3. Perhitungan Elevasi Struktur
Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, elevasi atas struktur bangunan yang
direncanakan di lokasi studi dapat dilihat sebagai berikut:
Elevasi Muka Air Acuan LWS
Highest Water Spring (HWS ) = 124.70 cm
Mean High Water Spring (MHWS) = 111.40 cm
Mean High Water Level (MHWL) = 81.03 cm
Mean Sea Level (MSL ) = 56.58 cm
Mean Low Water Level (MLWL) = 31.24 cm
Mean Low Water Spring (MLWS) = 10.72 cm
Lowest Water Spring (LWS ) = 0.00 cm
Tinggi Run Up:
Breakwater di Pantai Benda dan Krangkeng didesain untuk dapat dilewati
gelombang, namun energi gelombang masih direduksi. Oleh karena itu hanya
0.30 dari tinggi run up yang akan diperhitungkan terhadap elevasi puncak
breakwater.
Kemiringan talud (m) = 2
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-4
Tinggi gelombang rencana (H) = 0.8 m
Periode Gelombang (T) = 4.100 m
Panjang Gelombang Laut Dalam (Lo) = 26.224
Bilangan Iribaren = 2.863 m
Ru/H = 1.05
Ru = 0.84 m
Elevasi Puncak Bangunan
Et = HHWL + 0.3 Runup
= 1.24 + 0.28
= 1,52 m
Dibulatkan menjadi 1.50 m dari LLWL
Elevasi Dasar Bangunan
Untuk elevasi dasar bangunan, akan disesuaikan dengan kondisi bathimetri di
lokasi penempatan bangunan.
6.4. STABILITAS
Struktur bangunan pengaman pantai akan diperhitungkan terhadap stabilitas
bangunan sehingga mampu memikul gaya luar, yaitu gaya gelombang. Untuk Pantai
Cirebon tipe struktur yang diterapkan adalah tipe rubble mound. Unsur terpenting
dari struktur bangunan pengaman pantai dengan tipe rouble-mound adalah berat
satuan armor pada lapisan paling luar. Berat armor tersebut dihitung berdasarkan
beberapa hal utama yaitu besarnya gelombang desain, jenis armor yang dipilih dan
juga kemiringan struktur. Berdasarkan berat satuan armor itulah dimensi-dimensi
utama struktur dapat ditentukan.
6.4.1. Tipe Konstruksi Breakwater
Struktur bangunan pantai yang terpilih pada pekerjaan ini adalah Breakwater yang
disusun dari armor batu alam. Susunan armor terdiri dari lapisan pelindung dan
lapisan filler/inti. Tipe struktur breakwater dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-5
Gambar 6.2. Tipe Bangunan Breakwater
6.4.2. Gelombang Rencana
Gelombang rencana yang digunakan sebagai dasar perhitungan merupakan
gelombang hasil simulasi transformasi gelombang di lokasi pekerjaan, dengan
gelombang masukan di laut dalam adalah gelombang dengan perioda ulang 50
tahun.
Tinggi gelombang rencana pada breakwater dicari dengan cara me-plot-kan layout
desain breakwater dan jeti ke peta kontur tinggi gelombang. Dengan cara demikian
dapat dicari tinggi gelombang yang akan diterima oleh tiap breakwater dan tiap
bagian jeti. Gelombang rencana untuk masing-masing struktur dapat dilihat pada
tabel berikut ini.
Tabel 6.1. Tinggi gelombang rencana untuk desain struktur
STRUKTURGelombang Rencana
H
(m)
BREAKWATER 1 (Pantai Benda) 0.80
BREAKWATER 2 (Pantai Krangkeng) 0.75
6.4.3. Dimensi Breakwater
Dari Tabel 6.1 di atas, dimensi revetmen breakwater dapat dihitung. Dimensi
struktur yang dihitung adalah:
Berat satuan armor
Berat unit batu pada under layer.
Lebar puncak
Tebal lapisan
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-6
Berat satuan armor
Berat satuan armor dihitung berdasarkan rumus Hudson berikut ini:
cot13
3
rD
r
SK
HW
Ket: W : Berat minimum satuan armor pada cover layer dalam ton
r : Rapat masa material armor dalam ton/m3.
Sr : Specific gravity material armor relatif pada rapat masa air laut
Sr = ( r / w )
w : Rapat masa air laut (1.025 ton/m3)
: Sudut (derajat) lereng struktur terhadap garis horisontal
H : Tinggi gelombang desain (m)
KD : Koefisien stabilitas yang bergantung pada jenis armor, bentuk
breakwater dan juga cara penempatan armor (Nilai koefisien ini
disajikan dalam Tabel 6.2).
Berat unit batu pada under layer
Berat minimum untuk batu pada under layer adalah 1/10 dari berat armor pada
cover layer.
Lebar puncak
Lebar puncak dihitung dengan menggunakan rumus empiris berikut ini,
KnB *
3/1
*
rW
W
Ket: B = lebar puncak (m)
n = jumlah armor (n = 3)
W = berat unit armor pada cover layer (ton)
Wr = rapat masa material armor (ton/m3)
K = layer coefficient (Lihat Tabel 6.3)
Tebal lapisan
Tebal lapisan breakwater dihitung dengan menggunakan rumus empiris berikut ini.
Knr
3/1
rW
W
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-7
Dengan : r = tebal rata-rata cover layer atau under layer (m)
n = jumlah unit armor per lapisan (minimum n = 2)
W = Berat satu unit armor (ton)
Wr = Rapat masa material armor (ton/m3)
Dengan menggunakan rumus-rumus di atas, dimensi strukutr dapat dihitung.
Perhitungan dilakukan pada dua jenis armor, yaitu kubus beton dan tetrapod. Hasil
perhitungan disajikan pada Tabel 6.4.
LAPORAN AKHIR SID Penahan Abrasi Pantai Utara Jawa, Desa Benda danKrangkeng (1500 Meter) Kab. Indramayu
PT. BINATAMA WIRAWREDHA KONSULTAN 6-8
Tabel 6.2. Nilai Koefisien KD yang Digunakan untuk Menghitung
Berat Unit Armor
Slope
2 Random 1.2 2.4 1.1 1.9 1.5 to3.0
>3 Random 1.6 3.2 1.4 2.3 5
1 Random4 4 2.9 4 2.3 5
1.9 3.2 1.51.6 2.8 2.01.3 2.3 3.0
>3 Random 2.2 4.5 2.1 4.2 5
2 Special 5.8 7.0 5.3 6.4 5
2 Special 7.0 -20.0 8.5 -24.0 ---- -----
5.0 6.0 1.52 Random 7.0 8.0 4.5 5.5 2.0
3.5 4.0 3.08.3 9.0 1.57.8 8.5 2.06.0 6.5 3.0
2 Random 15.8 8 31.8 8 8.0 16.0 2.0 9
7.0 14.0 3.0
2 Random 6.5 7.5 ----- 5.0 5
2 Random 8.0 9.5 5.0 7.0 5
2 Random 11.0 22.0 5
1 Unifarm 12.0 15.0 7.5 9.5 5
Random 2.2 2.5 ---- ---- ----
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
preliminarydesignpurposes
toslopes ranging from1on1.5 to1on3somearmor units testedonastructurehead indicatedaKD-
slopedependence
(MrkleandDavidson, 1979).
n3 Placement
No- DamageCriteriaandMinor Overtopping
Cot
StructureTrunk
KD2
NonbreakingWave
BreakingWave
BreakingWave
NonbreakingWave
StructureHead
KD
CAUTION: ThoseKD values shownin italics areunsupportedby test results andareonlyprovided for
Parallepiped7
TetrapodandQuadripod
Tribar
Roughangular
RoughAngular
RoughAngular
Random 2.0 4.0
2 Random 9.0 10.0
Applicable toslopes ranging from1on1.5 to1on5
n is thenumber of units comprising the thickness of thearmor layer
Theuseof singel layer of quarrystonearmor units is not recommended for structuresubject tobreakingwaves and
only under special conditions for structuresubject tononbreakingwaved. When it isused, thestoneshouldbeUntil more information is availableon thevariationof KD valuewithslope, theuseof KD shouldbe limited
Parallelepiped - shapedstone: longslab - likestonedimensionabout 3 times theshortest dimension
Armor Units
QuarrystoneSmoothrouded
Smoothrouded
Roughangular
2
Refers tono - damagecriteria (<5percent displacement, rocking, etc); if no rocking (<2percent) is
Stability of dolosseonslopes steeper than1and2shouldbesubstantianedbysite-specificmodel test.
Special placement with longaxis of stoneplacedperpendicular tostructure face.