Abstrak — Breakwater adalah salah  satu  bangunan pelindung pantai yang berfungsi untuk meredam energi gelombang yang datang menuju pantai. Dalam pembangunan breakwater dibutuhkan material yang kokoh dan kuat dalam menghadapi gelombang dan arus laut. Material yang sering digunakan sebagai material penyusun breakwater adalah material buatan yang terbuat dari beton.  Dalam penelitian ini bertujuan untuk menentukan bentuk dan ukuran material penyusun breakwater , melakukan analisa skala model dan melakukan pengujian model fisik material penyusun breakwater .  Bentuk material penyusun breakwater yang digunakan pada penelitian ini adalah polypod . Untuk melakukan pengujian model fisik polypod , digunakan skala 1:50. Dengan skala tersebut didapatkan berat model uji yang digunakan sebesar 263,277 gram. Pengujian stabilitas breakwater belum dapat dilakukan, karena terkendala pada proses pengembangan alat uji akibat adanya pandemi Covid-19. Sehingga nilai koefisien stabilitas material polypod belum dapat ditentukan.
Kata Kunci — Breakwater , Lapis Lindung, Material, Polypod , Skala Model.

## I. PENDAHULUAN
ANTAI adalah wilayah yang menjadi batas antara daratan dan lautan, proses alami yang terjadi di darat dan di laut saling mempengaruhi antar keduanya yang dapat diidentifikasi melalui perubahan garis pantai yang sering terjadi diwilayah pantai. Pantai yang tersusun oleh material pasir akan mudah berubah karena adanya proses penjalaran gelombang dan arus dekat pantai menyebabkan bentuk pergerakan sedimen yang dapat bergerak secara horizontal dan vertikal  [1]. Hal tersebut dapat mengakibatkan erosi pantai yang menyebabkan daerah daratan berkurang karena tergerus oleh gelombang dan arus laut. Untuk menstabilkan garis pantai dapat dilakukan dengan membangun bangunan pengaman pantai yang berupa breakwater, revetment, atau groin untuk mereduksi gelombang dan mengatur pola pergerakan sedimen pada daerah garis pantai  [2].
Dalam pembangunan bangunan pengaman pantai diperlukan material yang kokoh dan kuat dalam menghadapi gelombang dan arus laut. Material tersebut digunakan sebagai material lapis lindung dalam bangunan perlindungan pantai. Material lapis lindung (armor unit) memiliki berbagai jenis tipe yang dibedakan menjadi dua yaitu material alami (batu alam, batu granit  dan batu basalt) dan material buatan yang pada umunya terbuat dari beton.
Saat ini pembangunan bangunan perlindungan pantai di Indonesia pada umumnya masih memakai beton  dan batu- batuan  alami. Contoh pemakaian produk material buatan terdapat pada bangunan perlindungan pantai bangunan Jetty di
pantai Glagah Kabupaten Kulon Progo Yogyakarta dan bangunan Groin di pantai Jetis Kabupaten Cilacap Jawa Tengah. Produk yang digunakan pada kedua bangunan tersebut adalah tetrapod sebagai material penyusun bangunan. Tetrapod adalah material yang terbuat dari beton yang memiliki bentuk yang sederhana, dan dengan perbandingan panjang kaki dan besar badan yang sesuai sehingga dapat menjadi material yang kuat dan kokoh  [3].  Tetrapod merupakan material lapis lindung yang dikembangkan dengan sistem penyusunan secara acak atau  seragam  dengan dua lapisan material. Tetrapod memiliki keunggulan sebagai material penyusun breakwater karena memiliki nilai stabilitas yang lebih baik dan nilai porositas yang tinggi sehingga dapat mengurangi jumlah penggunaan beton.
Dengan perkembangan  teknologi, dikembangkan material lapis lindung dengan satu lapisan material yang memiliki nilai stabilitas lebih besar. Sehingga dapat mengurangi kebutuhan beton yang digunakan. Accropode adalah material pertama yang dikembangkan oleh Sogreah pada tahun 1980 sebagai material lapis lindung lapisan tunggal. Setelah penemuan tersebut, dilakukan pengembangan dalam bentuk dan dimensi material penyusun breakwater.
Pada tahun 2007, dikembangkan bentuk material baru bernama Crablock. Material ini dikembangkan sebagai material lapis lindung lapisan tunggal. Crablock memiliki bentuk simetris dengan 6 kaki yang sama panjang. Hal tersebut menjadikan penempatan crablock lebih mudah sehingga dapat diletakkan secara acak pada bagian material lapis lindung breakwater. Dalam  penelitian yang dilakukan oleh  [4]  didapatkan nilai stabilitas crablock sebesar 2.8 dan koefisien stabilitas sebesar 16.46. Dari hasil peneilitan tersebut didapatkan bahwa crablock memiliki potensi untuk menjadi material penyusun breakwater yang stabil dan mudah  untuk diaplikasikan.
Dengan bentuk yang memiliki 6 kaki sama panjang, memiliki tinggi yang sama pada berbagai sisi. Dengan dimensi tinggi minimum crablock 1.8 m , menyebabkan pada proses

## Rancang Bangun Material Penyusun Breakwater Berbentuk Polypod
Muhammad Yusuf Arifandi dan Suharjoko Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember(ITS), Surabaya e-mail : myusuf.arifandi@gmail.com
P
Gambar 1. Bentuk Material Crablock.
pengecoran tinggi jatuh beton tidak sesuai dengan tinggi jatuh minimal sesuai standar pekerjaan pengecoran beton yaitu 1.5 m. Hal tersebut dapat menyebabkan beton mengalami segregasi pada saat proses pengecoran, sehingga produk yang dihasilkan dapat mengalami kerusakan dan keropos.  Dari hal tersebut maka dapat dikembangkan bentuk baru yang memiliki nilai stabilitas yang tinggi dan memiliki dimensi yang lebih ringkas.
Dalam penelitian ini akan dikembangan desain material penyusun  dengan  bentuk  baru.  Sehingga  dapat dihasilkan bentuk dan dimensi material penyusun breakwater yang dapat diaplikasikan sebagai material penyusun  dengan sistem lapisan tunggal ( Single layer unit ).

## II. METODOLOGI
Metode  penelitian dilakukan dengan mengikuti tahapan- tahapan sebagaimana yang dapat dilihat pada bagan alir pada Gambar 2.

## III. ANALISA DAN PEMBAHASAN

## A. Rancang Bangun Material Penyusun Breakwater
Dalam perencanaan bentuk material penyusun breakwater dapat didasarkan pada optimalisasi karakteristik teknis material  lapis lindung. Menurut [6]  karakteristik teknis material lapis lindung adalah sebagai berikut:
1.  Memiliki stabilitas hidraulik yang baik pada pemasangan secara lapisan tunggal pada sudut pemasangan yang beragam.
2.  Tetap  stabil pada kondisi gelombang yang melebihi perencanaan.
3.  Tidak memiliki kecenderungan untuk longsor pada lereng bangunan.
4.  Tetap stabil pada keadaan rusak.
5.  Memiliki stabilitas yang baik dengan volume lapis lindung minimum.
6.  Memiliki tegangan internal yang kecil sehingga tidak memerlukan tulangan.
7.  Mudah untuk dicetak.
8.  Mudah dipasang.
Material yang telah ada saat ini sudah dapat diaplikasikan dengan baik, namun tiap material memiliki kelemahan pada beberapa karakteristik teknis diatas. Salah satu material yang memiliki karakteristik teknik material lapis lindung yang baik saat ini adalah crablock . Crablock adalah  bentuk  kombinasi dari material X-bloc dan tetrapod yang dipadukan menjadi satu bentuk yang baru. Dengan bentuk tersebut crablock dapat mencapai nilai stabilitas sebesar 2.8  yang setara dengan koefisien stabilitas sebesar 16.46    [4].  Dengan  nilai tersebut dapat diartikan bahwa crablock memiliki stabilitas dua kali lipat lebih baik dari tetrapod.  Namun crablock memiliki kelemahan pada kesulitan  proses pencetakan produk karena memiliki dimensi yang tinggi, sehingga  menyebabkan  beton yang digunakan berpotensi mengalami segregasi.
Dengan permasalahan  tersebut, dalam penelitian ini akan mencoba merancang bentuk baru yang dapat diaplikasikan sebagai material penyusun breakwater. Bentuk yang akan digunakan pada penelitian ini didasarkan pada bentuk tetrapod (material break water berkaki 4) dan crablock (material break water berkaki 6) yang memiliki keserupaan secara geometris. Untuk mengatasi masalah tinggi jatuh beton yang tinggi maka dirancang menyerupai bentuk tetrapod sehingga tinggi jatuh beton  menjadi  lebih pendek. Untuk meningkatkan  stabilitas material  pada  bidang miring, direncanakan penambahan bentuk secara tegak lurus dari bentuk kepala sehingga menyerupai tangan. Dengan pertimbangan tersebut maka didapatkan rancangan bentuk yang akan digunakan  adalah material break water berkaki 5   dinamakan sebagai bentuk polypod .
Gambar 2. Bagan Al;ir Penelitian.

## B. Desain Benda Uji
1) Dimensi Polypod
Dimensi polypod didapatkan dari rumusan dimensi tetrapod sesuai Shore Protection Manual 1984 dengan penyesuaian ukuran sesuai dengan bentuk polypod . Sehingga didapatkan dimensi polypod sebagai berikut : Dimensi polypod dapat ditentukan dengan persamaan berikut : •  A = 0.234 L •  B = 0.117 L
•  C = 0.37 L •  D = 0.365 L •  E  = 0.182 L
•  F  = 0.5 L •  G = 0.25 L •  H = 0.776 L
•  I  = 0.433 L
•  J  = 0.235 L
•  K = 0.866 L
•  M = 0.1 A (radius)
2) Volume Polypod
Bentuk polypod terdiri dari 5 kaki-kaki yang berbentuk kerucut yang terhubung oleh badan polypod yang berada pada titik berat  polypod. Untuk menentukan volume bentuk polypod dapat diketahui dengan menentukan volume kaki- kaki polypod dan badan polypod. Untuk mempermudah perhitungan maka badan polypod diasumsikan berbentuk bola. Sehingga untuk menentukan volume polypod dapat digunakan rumus sebagai berikut :
- Volume kaki – kaki polypod
- Volume badan polypod - Volume Polypod
Gambar 7. Rencana Bentuk Polypod. Gambar 8. Dimensi Polypod.
Gambar 9. Desain rencana model uji polypod.
Gambar 3. Bekisting Model Uji. Gambar 4. Hasil pencetakan model material uji. Gambar 5. Rencana model uji breakwater.
Gambar 6. Rencana Sketsa Pengujian
( ) 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 2 3 2 5 1 4 (5( ( ) )) 3 3 5 4 (( ) ) 3 3 (((0.117 ) (0.117 0.183 ) (0.183 ) ) 5 4 ( 0.37 )) (0.129 ) 3 3 (0.0137 0.0214 0.0335 )(1.937 ) 4 ( 0.00214 3 (0.0686 )( ) p p p p p p cone body V V V V B BE E C N V B BE E C N V L L L L L L V L L L L L V L π π π π = × = + + + = + + +
= + × +
× + = + + + =
+ 3 3 3 3 1.937 ) 0.00896 (0.1328 ) ? 0.00896 0.142 p p L L V
L L V L + = +
=

## 3) Rencana Prototipe
Untuk mengetahui stabilitas hidraulik polypod maka direncanakan prototipe sebagai benda uji material. Koefisien stabilitas polypod diasumsikan sama dengan tetrapod dimana KD = 8. Dalam penelitian ini diasumsikan tinggi gelombang rencana  di lapangan/prototype  adalah  5 m. Dengan tinggi gelombang rencana tersebut maka dimensi prototipe polypod adalah sebagai berikut :
- Parameter yang diasumsikan : •  H = 5 m
•  KD  = 8
• ρa = 2516.8 kg/m3
• ρw = 1000 kg/m3
•  Sr = ( 2516.8 / 1000 ) = 2.5168
•  g  = 9.8 m/s2
•  Ctg( α )  = 1,5 - Dimensi prototipe material polypod :
• Berat Material
3 3 3 3 ( 1) ( )
5 ( 1 2.516 1)
3 2516.8 9.8 2909.58 8 , 5 a D g H W K Sr cot W W kg
α ρ × × × × × × − × = × = = −
• Volume Material
3 32909.58 2 1 516.8 3.08 a W V V V m ρ = = = • Dimensi 3 3 0.142 13.08 0.142 4.516 V L L L m = = =

## C. Analisa Skala Dimensi
Pada penelitian ini, pengujian direncanakan dilakukan pada saluran dengan dimensi 0.6 m x 0.2 m x 11 m. Dengan dimensi saluran pengujian terebut maka digunakan skala  1:50 pada model yang akan diuji. Untuk mengethaui perbandingan model dengan skala prototipe yang sebenarnya, dilakukan perhitungan analisa skala model sebagai berikut :
1) Tinggi Gelombang
Tinggi gelombang rencana pada perencanaan prototipe diasumsikan setinggi 5 m. Berdasarkan keserupaan geometri, tinggi gelombang yang direncanakan pada prototipe adalah sebagai berikut.
Dengan: H p = Tinggi Gelombang Prototipe H m = Tinggi Gelombang Model H r = Skala Model Sehingga didapatkan:
Dari perhitungan tersebut tinggi gelombang rencana yang digunakan pada model sebesar 0.1 m (10 cm).
2) Kedalaman Air
Kedalaman air pada saluran gelombang direncanakan setinggi 40 cm.  Maka kedalaman air yang dimodelkan pada keadaan sebenarnya adalah sebagai berikut:
Dengan: dp = Kedalaman Laut Prototipe dm = Kedalaman air Model dr = Skala Model Sehingga didapatkan:
Dari perhitungan tersebut kedalaman air pada prototipe di lapangan adalah 20 m .
Tabel 1.

## Hasil Pengujian Berat Jenis Material
No. Sampel Massa (g) Volume (cm 3 ) Berat jenis (g/cm 3 ) 1 A 321.9 125 2.575 2 B 320.4 2.564 3 C 319.9 2.559 Rata-rata 2.566
3) Model Uji Material Polypod Model material penyusun breakwater didapatkan melalui hasil skala prototipe yang telah direncanakan.  Untuk menentukan dimensi model yang akan diuji maka dilakukan perhitungan sebagai berikut:
• Berat Model Material Penyusun Breakwater .
Dengan: W p = Berat Prototipe W m = Berat Model W r = Skala Model Berat Untuk mengetahui skala model dalam perhitungan berat maka dilakukan perbandingan  dengan menggunakan keserupaan geometri maka didapatkan skala model berat didapatkan:
Maka didapatkan berat model polypod adalah,
• Volume Model Material Penyusun Breakwater .
Dengan: V p = Volume Prototipe V m = Volume Model V r = Skala Model Volume Untuk mengetahui skala model dalam perhitungan volume maka dilakukan perbandingan dengan menggunakan keserupaan  geometri maka didapatkan skala model volume didapatkan:
Maka didapatkan volume model polypod adalah,
• Dimensi Model Material Penyusun Breakwater . Dari hasil perhitungan volume model material penyusun breakwater dapat ditentukan dimensi model polypod . Dari perhitungan diatas, didapatkan dimensi model polypod yang digunakan adalah sebagai berikut,
• L = 3 104.64
0.142 = 9.031 cm
• A = 0.234 (9.031)    = 2.118 cm
• B = 0.117 (9.031)    = 1.059 cm
• C = 0.37 (9.031)      = 3.345 cm
• D = 0.365 (9.031)    = 3.296 cm
• E = 0.182 (9.031)    = 1.648 cm
• F = 0.5 (9.031)       = 4.516 cm
• G = 0.25 (9.031)     = 2.258 cm
• H = 0.776 (9.031)    = 7.012 cm • I = 0.433 (9.031)     = 3.913 cm • J = 0.235 (9.031)     = 2.125 cm • K = 0.866 (9.031)    = 7.818 cm
• M = 0.1 A (radius)    = 0.212 cm
• Dn = 3 a W ρ = 4,711 cm

## D. Pengujian Model Material Penyusun Breakwater
1) Pembuatan Bekisting Model Uji
Dalam pembuatan bekisting, ukuran yang digunakan berdasarkan hasil analisa skala dimensi model uji. Bahan bekisting yang digunakan adalah kayu, karena murah dan mudah dalam pembentukan sesuai desain model uji. Bekisting dibagi menjadi dua bagian untuk  memudahkan proses pencetakan. Yaitu bagian atas dan bagian bawah.  Setelah terbentuk sesuai dengan bentuk desain, bekisting dilapisi dengan plat aluminium 0,4 mm. Hal tersebut bertujuan untuk mempermudah proses pencetakan dan membuat bentuk model yang akan dicetak lebih presisi.
2) Pengujian Berat Jenis Material
Pengujian berat jenis mortar dilakukan menggunakan benda uji kubus 5 x 5 x 5 cm. Dari hasil pembuatan benda uji sebanyak 3 buah didapatkan hasil sebagai berikut.
Dari Hasil pengujian tersebut  maka didaptkan berat jenis material yang digunakan sebesar 2.566 g/cm 3 .
3) Pembuatan Model Uji Material Polypod Pembuatan model uji dilakukan dengan menggunakan bekisting yang telah di desain sesuai bentuk dan material yang telah diuji pada proses sebelumnya.  Dari hasil pencetakan model uji didapatkan model uji seperti berikut.
4) Penyusunan Model Breakwater Model breakwater direncanakan berdasarkan tinggi gelombang rencana dan kedalaman air pada saluran gelombang. Tinggi struktur model breakwater yang digunakan pada penelitian ini ditentukan sebagai berikut:
• Tinggi jagaan  = 1,2 x Hm = 1,2 x 10 = 12 cm
• Kedalaman air = 40 cm
• Tinggi model   = 40 + 12 = 52 cm Dari perhitungan tersebut didapatkan tinggi rencana model breakwater setinggi 52 cm dari dasar saluran. Setelah menentukan tinggi model bangunan, dapat ditentukan material lapisan model uji breakwater .  Dengan data-data yang telah diperoleh maka didapatkan rencana material yang digunakan sebagai bahan lapisan adalah sebagai berikut:
• Lapisan underlayer
W 50 = =
= 0,0263 kg = 26,3 gram
Dn 50 =

## =
= 2,149 cm
Dari perhitungan tersebut didapatkan material  lapisan underlayer menggunakan batuan yang memilki berat 23,3 – 29,3 gram dan diameter batuan 20 – 23 mm.
• Lapisan inti
W 50 =
=
= 0,00526 kg  = 5,26 gram
Dn 50 =
=
= 1,257 cm = 12,57 mm Dari perhitungan tersebut didapatkan material lapisan inti menggunakan batuan yang memilki berat 2,26  –  8,26  gram dan diameter batuan 9 – 15 mm.
• Lapisan perlindungan kaki Lapisan perlindungan kaki didesain lebih besar untuk mencegah  kegagalan sturktur breakwater akibat kerusakan pada struktur perlindungan kaki. Dalam rancangan penelitian ini, lapisan perlindungan kaki direncanakan menggunakan batuan dengan diameter 35 – 45 mm.
Dari hasil perhitungan tersebut, maka didapatkan desain model breakwater sebagai berikut.
• Rancangan Pengujian Stabilitas Model Material   Penyusun Breakwater
Dalam  pelaksanaan penelitian ini pengujian belum dapat dilakukan karena terhalang oleh kondisi pandemi covid-19. Sehingga dalam pembahasan ini membahas tentang rancangan pengujian dan analisa koefisien stabilitas yang seharusnya dilakukan. Untuk menentukan stabilitas model polypod, dilakukan uji gelombang dengan variasi periode  dan tinggi gelombang. Dalam penelitian ini direncanakan menggunakan variasi tinggi gelombang pada interval 5 cm – 12 cm. Pengujian dilakukan selama  1000  –  3000 kali gelombang yang terjadi.  Pengamatan  terhadap model breakwater dilakukan setiap 1000 kali gelombang yang disimulasikan. Setiap 1000 kali gelombang yang terjadi dilakukan pengukuran perpindahan material polypod untuk mengetahui tingkat kerusakan model breakwater. Jika pada pengujian pertama selama 1000 kali tidak terdapat material yang berpindah, maka dapat dilanjutkan dengan variasi tinggi gelombang atau periode yang lebih tinggi. Tetapi jika pada pengujian pertama sudah terdapat material yang mengalami perpindahan, maka pengujian dilanjutkan dengan tinggi gelombang dan periode yang sama sebanyak 1000 kali gelombang. Pengujian dilakukan terus menerus sampai
material polypod cenderung stabil pada titik kerusakan tertentu  [4].
Hasil pengujian yang digunakan sebagai analisa koefisien stabilitas adalah tinggi gelombang, periode gelombang, jumlah gelombang yang terjadi dan tingkat kerusakan model breakwater.

## IV. KESIMPULAN/SARAN

## A. Kesimpulan
Bentuk yang digunakan pada penilitian ini adalah polypod, yang merupakan kombinasi dari bentuk tetrapod dan crablock. Untuk menentukan dimensi  polypod dapat ditentukan dari volume bentuk polypod yang dibutuhkan. Adapun rumus yang dapat digunakan untuk perhitungan dimensi polypod adalah sebagai berikut :
• L  = 3 0.142
V • A = 0.234 L
• B = 0.117 L
• C = 0.37 L
• D = 0.365 L
• E  = 0.182 L
• F  = 0.5 L
• G = 0.25 L
• H = 0.776 L
• I = 0.433 L
• J = 0.235 L
• K = 0.866 L
• M = 0.1 A (radius)
Skala model yang digunakan pada penelitian ini adalah 1: 50. Dari hasil analisa skala  model, didapatkan parameter pengujian model material penyusun sebagai berikut :
• Tinggi gelombang model     = 0.1 m
• Tinggi gelombang prototipe  = 5 m
• Kedalaman air model        = 0.4 m
• Kedalaman air prototipe     = 20 m
• Model material penyusun : o Volume model           = 104.64 cm3
o Berat model             = 263.28 gram Nilai stabilitas material polypod belum dapat diketahui. Karena dalam penelitian ini belum dilaksanakan pengujian stabilitas model material benda uji. Hipotesis untuk nilai stabilitas material polypod lebih besar dari material tetrapod.

## B. Saran
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, saran dari penulis untuk penelitian selanjutnya yaitu melakukan pengujian stabilitas model uji dengan rancangan yang telah dijelaskan pada penelitian ini dan menambahkan hal-hal yang diperlukan dalam pengujian dan analisa nilai stabilitas. Agar didapatkan hasil yang akurat dan detail.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. A. Yustian, D. Nugroho dan D. H. Ismunarti, “Studi Efektivitas Groin Terhadap Perubahan Garis Pantai Teluk Penyu Kabupaten Cilacap,” Jurnal Oseanografi, vol. 5, pp. 406-414, 2016.
[2]. B. Triatmodjo, Perencanaan Bangunan Pantai, Yogyakarta: Beta Offset, 2012.
[3]. P. Daniel dan L. Greslou, “The Tetrapod,” p. 469, 1962.
[4]. A.  Broere, “Physical model tests on stability and interlocking of new breakwater armour block Crablock,” Delft University of Technology, 2015.
[5]. F. Bonfantini, “Set-up to design guidance for the Crablock armour unit,” UNESCO-IHE Institute for Water Education, The Netherlands, 2014.
[6]. J. A. Melby dan G. F. Turk, “CORE-LOC Concrete Armour Units,” US ARMY Corps Of Engineers Waterways Experiment Station, Vicksburg, 1997.
[7]. CERC, “Shore Protection Manual,” Department Of Army US Army Corps of Engineers, Washington, 1984.
[8]. S. A. Hughes, Physical Models and Laboratory Techniques in Coastal Engineering, Singapore: JBW Printerrs & Binders, 1993.
[9]. K. Kinog dan dkk, “Stabilitas Armor pada Breakwater Tenggelam,” Jurnal Teknik Sipil, vol. 12, pp. 1-12, 2005.
[10]. M. Salauddin, Physical model tests on new armour block Crablock for breakwaters to come to preliminary design guidance, Delft: UNESCO- IHE Institute for Water Education, 2015.
[11]. J. W. V. D. Meer, “Stability of Cubes, Tetrapods and Accropode,” Breakwater, pp. 59 - 68, 1988.
[12]. N. Yuwono, Dasar-Dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Yogyakarta, 1992.