CONTOH PERENCANAAN TURAP

Gambar 1. Layout perencanaan dermaga

Direncanakan suatu dermaga untuk berlabuh kapal berukuran 4000 ton. Letak

dermaga adalah 7 m dan jarak antara balok melintang adalah 3,5m. Bentuk dermaga seperti

terlihat pada Gambar diatas:

Data-data sifat tanah:

Tanah Lapis I

Berat Jenis tanah timbunan ϒ = 1,7 gr/cm3

Sudut geser dalam ϕ = 31O

Tanah Lapis II

Berat Jenis tanah timbunan ϒ’ = 1,0 gr/cm3

Sudut geser dalam ϕ = 28O

Perbedaan muka air hulu dan dilir dermaga h1 = 0,4 m

Kedalaman air Dermaga h2 = 2,7 m

Koefisien Permeabilitas tanahk1 = 1,1 x 10-2

Tanah Lapis III

Berat Jenis tanah timbunan ϒ’ = 1,0 gr/cm3

Sudut geser dalam ϕ = 28O

Perbedaan muka air hulu dan dilir dermaga h1 = 4 m

Kohesi Tanah C = 005 kg/cm2

Koefisien Permeabilitas tanahk2 = 1,1 x 10-3

Beberapa data lainnya adalah:

Ukuran tiang pancang : 40 cm x 40 cm

Berat jenis beton : 2,4 gr/cm3

σ Larsen : 1800 kg/cm2

Perencanaan:

Dalam perencanaan dermaga ini perlu dihitung gaya-gaya luar yang bekerja pada bangunan,

yang terdiri dari:

1. Tekanan air pada turap

2. Tekanan tanah pada turap, yang dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

a. Tekanan tanah aktif di belakang turap

b. Tekanan tanah pasif di depan bagian turap yang dipancangkan kedalam tana.

3. Gaya Tarik kapal

4. Gaya benturan kapal

Distribusi tekanan air yang bekerja pada turap dapat dilihat dalam gambar berikut:

Gambar 2. Pier dengan lebar besar

a. Tekanan Air

Hitungan tekanan air a, b, dan c diberikan berikut ini.

Koefisien permeabilitas lapisan II : k1

Koefisien permeabilitas lapisan III : k2

Gradien hidraulik lapisan II : i1

Gradien hidraulik lapisan III : i2

Tekanan tanah pada elevasi muka air di hilir turap adalah:

a = h1 x ϒw = 0,4

Gambar 3. Distribusi tekanan air

Kecepatan aliran adalah:

v = k1i1 = k2i2 => 1,1 x 10-2 i1 = 1,2 x 10-3 i2

i1 = (1,2x10-3/1,1x10-2) i2 = (0,12/1,1)i2

a = (h1+h2)i1 + 2i2h3 => 3,1 x (0,12/1,1)i2 + 2i2h3 = 0,4

i2 = 0,4 / ((0,372/1,1)+2h3)

i1 = (0,12/1,1) x (0,4 / ((0,372/1,1)+2h3))

b = a – i2h3

b = 0,4 - (0,4 / ((0,372/1,1) x 2,7

= 0,4 – 0,324 (0,4 / ((0,372+2,2h3)

c = b – i2h3

=0,4 – (0,1296 + 0,44h3)/(0,372+2,2h3)

b. Tekanan Tanah

Distribusi tekanan tekanan tanah dan suspense tekanan air yang bekerja pada turap

ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 4. Distribusi tekanan tanah dan air

Tanah lapis I

Ka = tan2 (45-(ϕ/2)) = tan2 (45-(31o/2)) = 0,3201

Tanah lapis II

Ka = tan2 (45-(ϕ/2)) = tan2 (45-(28o/2)) = 0,361

Tanah lapis III

Ka = tan2 (45-(ϕ/2)) = tan2 (45-(28o/2)) = 0,361

Tekanan tanah pasif terjadi pada tanah lapis III

1. Bagian tanah dasar pelabuhan dengan kemiringan m (di depan turap):

Kp1 = (cosϕIII

1−√sinϕIII (sinϕ III−cos ϕ IIItanѲ¿¿)2 ¿¿

Kp1 = (cos28o

1−√sin 28o(sin 28o−cos28o x 0,25¿¿)2 ¿¿

Kp1 = 1,7991

2. Bagian tanah dasar pelabuhan yang datar (di depan dermaga)

Kp2 = tan2 (45+(ϕ/2)) = tan2 (45-(28o/2)) = 2,7698

Beban merata diatas dermaga (berat jenis aspal 2,2)

q = 3 + 0,15 x 1 x 2,2 = 3,33 t/m

tekanan tanah pada masing-masing elevasi:

d = q.Kal = 3,33 x 0,321 = 1,0659

e = h1ϒ1 Kal = 2,3 x 1,7 x 0,320 = 1,2516

f = (q.KalI + h1ϒ1 Kal) = 1,0659 + 1,2516 = 2,4537

g = (h1+ h2)ϒ1IKaII = (0,4+2,7) x1 x0,361 = 1,1191

h = (q.KalII + h1ϒ1 KaIII + (h1+ h2)ϒ’2KaIII)

= (3,33x0,361) + (2,3x1,7x0,361) + (0,4+2,7) x 1 x 0,361)

= 3,7327

i = h3ϒ’III KaIII = h3 x 1 x 0,361 = 0,361

j = h5ϒ’III Kp = 1,75 x 1 x 1,7991 = 3,1484

k = (h3 – h5) ϒ’III Kp2 = (h3 – 1,75)x1x2,759 = 2,759 h3 – 4,8472

c. Kedalaman turap yang dipancang

Kedalaman pemancangan turap ditentukan berdasarkan momen tekanan tanah

pasif terhadap titik tumpu pada sisi atas harus lebih besar dari momen tekanan tanah

aktif. Perbandingan antara kedua nilai tersebut harus lebih besar dari satu. Biasanya

digunakan nilai keamanan antrara 1,25 dan 1,50.

Berdasarkan nilai tekanan air dan tekanan tanah seperti tersebut diatas,

dihitung gaya-gaya dan momen terhadap titik A (perletakan pada sisi atas turap).

∑MA = 0

-0,803h33 – 1,5597 h3

2 + 19,2817 h3 + 13,7179 +((0,1467 h33 + 1,5597 h3

2 )/(2,2h3 +

0,372)) + ((5,3061h3 + 0,4203)/( 2,2h3 + 0,372)) = 0

Persamaan diatas diselesaikan dengan coba-coba kedalaman turap yang dipancang:

H3 = 4,5 => 2,4806 > 0

H3 = 4,6 => -1,8662 < 0

H3 = 4,55 => 0,338 mendekati 0

Sehingga didapatkan kedalaman turap yang dipancang adalah 4,55m. dengan nilai

keamanan 1,5 maka kedalaman turap adalah:

H = 1,4 x 4,55 = 5,37 m.

d. Mencari reaksi gaya pada titik tumpu A.RA

∑MD0 = 0

(0,0551 x 7,8) + (0,453 x 7,875) + (0,479 x 7,875) + (7,6065x5,9) + (0,08x7,5167) +

(0,0169x6,35) + (1,0463x5,9) + (1,7346x5,45) + (0,8816x3,0333) + (3,7368x1,5167)

+ (16,9838x2,275) – (2,7549 x 3,966) – ( 8,8155x1,4) – (10,8574x0,9333) = RA x 8,1

Didapatkan:

RA = 10,1933 ton

e. Mencari momen maksimum

Momen maksimum terjadi pada titik dimana nilai SFx = 0

10,1933 - 0,0551 – 0,453 – 0,4797 – 0,08 – 2,4537x -1/2 – (1,1191/3,2)x2-0,3875 (x-

0,4) + 0,0023 x2 – 0,00143x + 0,0054 = 0

Didapatkan:

X = 2,7722 m

Momen maksimum adalah:

MMax = (0,0551 x 2,922) + (0,9327x2,9972) + (0,08x2,5055) +

(0,5x2,4537x2,77222) + (0,5x1,0008x2,7722x(1/3)x2,7722) +

(0,3875x0,5x2,37222) + (0,5x2,3722x0,0125x(2/3)x2,3722) +

(0,5x2,3722x0,0015x(1/3)x2,3722) – (10,1933x3,2222)

= -17,86243 tm

= -1786243 kg.cm

Besarnya tegangan lentur

(untuk baja σ = 1800 kg/cm2)

σ = M/W

1800 = 1786243 / W

W = 992,4 cm3

sehingga didapatkan dimensi turap yang akan digunakan adalah:

w =……………..

F =…………..

b =…………..

h =…………..

d =…………..

t =…………..