KATA PENGANTAR
Puji syukur kami haturkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah Tugas Mekanika Tanah II mengenai Dinding Penahan Tanah ini dengan baik meskipun terdapat kekurangan dalam makalah ini. Kami berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah pengetahuan kita mengenai fungsi dan perencanaan dinding penahan tanah dalam pekerjaan sipil di lapangan. Kami menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu kami berharap adanya kritik, saran, dan usulan demi perbaikan di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat dipahami bagi yang membacanya. Sekiranya makalah ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membiacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami mohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa depan.
Malang, Desember 2015
Penyusun
1
DAFTAR ISI
Kata pengantar…………………………………………………………………………… 1 Daftar Isi………………………………………………………………………………….. 2 BAB I
PENDAHULUAN……………………………………………………………….
3 1.1. Latar
Belakang…………………………………………………………..…
3 1.2. Tujuan…………………………………………………………………..…. 4 1.3. Rumusan
Masalah……………………………………………………..…..
4 BAB II ISI……………………………………………………………………………….. 5 2.1. Dasar
Teori………………………………………………………………….
5 2.1.1. Pengertian Dinding Penahan Tanah……………………………… 5 2.1.2. Distribusi Tekanan Tanah terhadap Dinding Penahan………….. 6 2.1.3. Jenis-jenis Dinding Penahan Tanah…………………….……….... 15 2
2.1.4. Kontrol Stabilitas Dinding……………………………...…………. 21 2.2. Contoh
Soal
dan
Pembahasan……………………………………………
29 BAB III PENUTUP………………………………………………………………………. 35 3.1. Kesimpulan…………………………………………………………………. 35 Daftar Pustaka……………………………………………………………………………. 37
3
BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Dewasa ini teknologi terus berkembang seiring kemajuan jaman. Teknologi di bidang konstruksi bangunan juga mengalami perkembangan pesat, termasuk teknologi dalam bidang geoteknik. Bidang geoteknik merupakan bidang ilmu tersendiri dan menitikberatkan pada aplikasi teknik sipil dalam masalahmasalah yang berhubungan dengan sifat mekanis tanah dan batuan (Suryolelono, 1996). Tanah merupakan lapisan permukaan bumi yang sangat
dinamis,
perubahannya dipengaruhi oleh air, udara, dan pergeseran lempeng bumi. Salah satu akibat dari perubahan itu adalah adanya lereng. Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidang horisontal. Lereng dapat terbentuk secara alamiah karena proses geologi atau karena dibuat oleh manusia. Lereng yang terbentuk secara alamiah misalnya lereng bukit dan tebing sungai, sedangkan lereng buatan manusia antara lain yaitu galian dan timbunan untuk membuat jalan raya dan jalan kereta api, bendungan, tanggul sungai dan kanal serta tambang terbuka. Suatu longsoran adalah keruntuhan dari massa tanah yang terletak pada sebuah lereng sehingga terjadi pergerakan massa tanah ke bawah dan ke luar. Longsoran dapat terjadi dengan berbagai cara, secara perlahan-lahan atau mendadak serta dengan ataupun tanpa tanda-tanda yang terlihat. Untuk menjaga kestabilan lereng – lereng tersebut dan mencegah supaya tanah tidak mengalami longsor, maka dibuatlah dinding penahan tanah. Dinding penahan tanah merupakan komponen struktur bangunan penting utama untuk jalan raya dan bangunan lingkungan lainnya yang berhubungan dengan tanah berkontur atau tanah yang memiliki elevasi berbeda. Secara singkat dinding penahan merupakan dinding yang dibangun untuk menahan massa tanah di atas struktur atau bangunan yang dibuat. Struktur atau bangunan penahan tanah seperti dinding penahan (retaining wall), dinding ruang bawah tanah (basement wall), pangkal jembatan (abutment),dan turap baja pada umumnya digunakan dalam teknik pondasi. Konstruksi penahan tanah tersebut biasanya digunakan untuk menahan massa tanah dengan talud vertikal. Agar dapat merencanakan konstruksi penahan tanah dengan benar, maka kita perlu mengetahui gaya lateral yang bekerja antara konstrruksi penahan dan massa 4
tanah yang ditahan. Gaya lateral disebabkan oleh tekanan tanah arah horizontal dan perubahan letak (displacement) dari dinding penahan dan sifat-sifat tanahnya. 1.2. TUJUAN Untuk mengetahui pengertian dan fungsi dinding penahan tanah Untuk mengetahui jenis-jenis dinding penahan tanah Untuk mengetahui kontrol stabilitas dinding penahan tanah Agar dapat menyelesaikan permasalahan mengenai tekanan tanah lateral terhadap dinding penahan tanah berdasarkan teori-teori yang ada 1.3. RUMUSAN MASALAH Apa fungsi dari dinding penahan tanah? Apa saja jenis-jenis dinding penahan tanah? Bagaimana control stabilitas pada dinding penahan tanah? Bagaimana cara menyelesaikan permasalahan mengenai tekanan tanah lateral terhadap dinding penahan tanah berdasarkan teori-teori yang ada?
5
BAB II ISI
1.1. DASAR TEORI 1.1.1. Pengertian Dinding Penahan Tanah Dinding penahan tanah merupakan komponen struktur bangunan penting utama untuk jalan raya dan bangunan lingkungan lainnya yang berhubungan dengan tanah berkontur atau tanah yang memiliki elevasi berbeda. Secara singkat dinding penahan merupakan dinding yang dibangun untuk menahan massa tanah di atas struktur atau bangunan yang dibuat. Bangunan dinding penahan umumnya terbuat dari bahan kayu, pasangan batu, beton hingga baja. Bahkan kini sering dipakai produk bahan sintetis mirip kain tebal sebagai dinding penahan tanah. Produk bahan ini sering disebut sebagai geo textile atau geo syntetic .
1.1.2. Distribusi Tekanan Tanah terhadap Dinding Penahan Ada tiga kasus berbeda yang dipertimbangkan dalam pembahasan, yaitu :
6
A. Timbunan Horizontal 1. Tanah non kohesif 2. Tanah non kohesif terendam partial dengan beban/surcharge 3. Tanah kohesif B. Timbunan Miring/Sloping 1. Tanah non kohesif 2. Tanah kohesih C. Dinding dengan Geseran 1. Timbunan Horizontal dengan Tanah non Kohesif Tekanan Aktif tanpa Beban q Pada gambar ditunjukkan dinding penahan dengan tanah timbunan non kohesif yang mempunyai permukaan horizontal. Berat satuan dan sudut geser dalam tanah adalah
γ
dan �. Untuk keadaan aktif
Rankine, tekanan tanah pada sebarang kedalaman terhadap dinding penahan dapat dinyatakan: σ a=Ka. γ . z ∂a meningkat secara linear terhadap kedalaman, pada dasar dari dinding menjadi : σ a=Ka. γ . H Gaya total, Pa per satuan lebar dinding adalah sama dengan luas diagram tekanan, sehingga: 1 Pa= . Ka . γ . H 2 2
7
Tekanan Pasif tanpa Beban Distribusi tekanan lateral terhadap dinding yang tingginya Untuk keadaan pasif Rankine. Tekanan tanah lateral pada sembarang kedalaman z adalah: σ p =Kp. γ . H Gaya total, Pp per satuan lebar dinding adalah: 1 Pp= . Kp. γ . H 2 2
8
Tekanan Aktif dengan Beban
9
Pada gambar menunjukkan dinding penahan tanpa gesekan yang tingginya H dan timbunan tanah non kohesif. Muka air tanah berada pada kedalaman H1di bawah muka tanah, dan timbunan dibebani beban merata q per satuan luas, sehingga tekanan tanah aktif efektif pada sebarang kedalaman adalah : σ a=K a . σ v
10
dan
σ
Pada z = 0
σv
=
Dan
σa
Pada z = H1
σv
Dan
σa
Pada z = H
σ v =(q+ γ . H 1 + γ H )
Dimana:
σ
a
σ
Dan Dimana
a
= tekanan vertikal dan lateral efektif
v
= = =
=
σ σ
v
σ
=
a
σ
v
a
=q
= =
Ka . q (q+ γ . H 1) K a (q +γ . H 1 )
K a (q +γ . H 1 +γ H)
γ =γ sat −γ w
Tejkana lateral pada dinding karena air pori antara z = 0 dan H1adalah nol, dan untuk z > H1akan naik secara linear terhadap kedalaman pada kedalaman z = H u=γ w . H 2 Diagram tekanan lateral total adalah jumlah diagram tekanan yang ditunjukkan pada gambar di atas. Gaya aktif total per satuan lebar dinding adalah luas diagram tekanan total 1 1 Pa=K a . q . H + K a . γ . H 12 + K a . γ . H 1 . H 2 + ( K a . γ +γ w ) H 22 2 2
Tekanan Pasif dengan Beban Tekanan pasif efektif Rankine pada sembarang kedalaman terhadap dinding adalah :
11
σ p =K p . σ v
Dengan menggunakan persamaan sebelumnya, variasi
σp
terhadap
kedalaman dapat ditentukan seperti yang ditunjukan pada gambar berikut:
1 1 2 2 P p=K p . q . H+ K p . γ . H 1 + K p . γ . H 1 . H 2+ ( K p . γ + γ w ) H 2 2 2
12
2. Timbunan Horizontal Tanah Kohesif Tekanan Aktif Tekanan Aktif terhadap dinding pada sembarang kedalaman di bawah permukaan tanah dapat dinyatakan : σ a =K a . γ . z−2. c . √ K a Karena harga ini tidak merupakan fungsi z maka bentuknya segiempat. Variasi netto dari pengaruh kohesi
σa
σa
terhadap kedalaman diplot, karena
negatif pada bagian atas dari dinding penahan.
Kedalaman z0dimana tekanan aktif menjadi nol dapat dihitung dari : K a . γ . z0 −2. c . √ K a=0
atau
Untuk kondisi tak terdrainasi yaitu
z 0=
2. c γ √ Ka
∅=0, K a =tg2 45=1 , dan
c=cu
z 0=
2.c u γ
Sehingga semakin lama retak tarik pada pertemuan tanah – dinding akan berkembang sampai kedalamn z0. Gaya altif total per satuan lebar dinding dapat dihitung dari luas diagram tekanan total 1 Pa= . K a . γ . H 2−2. c . √ K a . H 2
Untuk kondisi
∅=0
1 2 Pa= . K a . H −2. cu . H 2 13
Untuk perhitungan gaya aktif total di dalam
praktek bisa
memperhitungkan retak tarik. Sepanjang tidak ada kontak antara tanah dan dinding sampai pada kedalaman z0 setelah terjadi retak tarik, distribusi tekanan aktif terhadap dinding hanya memperhitungkan
antara
z=
2. c γ √ Ka
1 2.c Pa= (K a . γ . H −2. c . √ K a)( H − ) 2 γ √ Ka 2
1 c Pa= . K a . γ . H 2−2. c . √ K a . H +2 2 γ
2
Untuk kondisi
∅=0 ,
c 1 Pa= . K a . γ . H 2−2. c u . √ K a . H +2 u 2 γ
Tekanan Pasif Tekanan pasif Rankine terhadap dinding pada kedalaman z dapat dinyatakan : σ p =K p . γ . z +2. c . √ K p
14
Pada z = 0
σ p =2. c . √ K p
Pada z = H
σ p =K p . γ . H +2. c . √ K p Gaya pasif satuan lebar
dinding dapat dihitung dari luas diagram tekanan: 1 P p= . K p . γ . H 2+2. c . √ K p . H 2
Untuk
kondisi
∅=0 ,
K p=1
,
maka
σ p =K p . γ . H 2 +2. c u . H
3. Dinding Penahan dengan Geseran Pembahasan sebelum ini dengan anggapan bahwa dinding tanpa gesekan, padahal kenyataan di lapangan dinding adalah kasar dan gaya geser akan timbul antar permukaan dinding dengan timbunan di belakangnya. Untuk mempelajari pengaruh geseran dinding pada bidang keruntuhan, ditinjau dinding penahan kasar dengan timbunan tanah granular horizontal 15
Dalam tekanan aktif bila dinding AB bergerak ke posisi A`B` massa tanah dalam zona aktif akan tergeser ke luar. Ini akan menyebabkan gerakan tanah ke bawah relatif terhadap dinding. Gerakan ini menyebabkan geseran ke bawah pada dinding. Dan ini disebut geseran dinding positif dalam kasusu aktif. Jika
δ adalah sudut geser antara
dinding dan tanah di belakangnya, resultan gaya aktif Pa akan miring membentuk sudut
δ
terhadap normal permukaan belakang dinding.
Dari studi yang mendalam menunjukkan bahwa bidang keruntuhan timbunan tanah di belakang dinding ditunjukkan oleh BCD. Bagian BC lengkung dan bagian CD lurus. Keadaan aktif Rankine terjadi pada zona ACD. Dalam kondisi tertentu, jika dinding didorong ke bawah dengan pijakan / referensi tanah timbunan di belakang dinding, arah dari gaya aktif akan berubah. Ini adalah geseran dinding negatif dalam kasusu aktif dan keruntujan tanah.
16
17
1.1.3. Jenis-jenis Dinding Penahan Tanah Dinding penahan tanah dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa cara. Berdasarkan cara pembuatannya dapat diklasifikasikan menjadi 2 kategori yaitu: 1. Dinding penahan tanah konvensional (Conventional Retaining Walls)
Dinding penahan gravitasi (Gravity Retaining Walls)
18
Dinding penahan semigravitasi (Semigravity Retaining Walls)
Dinding penahan kantilever (Cantilever Retaining Walls)
Dinding penahan counterfort (Counterfort Retaining Walls)
2. Dinding penahan tanah yang distabilisasi mekanis (Mechanically Stabilized Earth Walls) MSE dibuat dari beberapa elemen bahan yang dimaksudkan untuk penguatan dan perbaikan tanah dengan menggunakan plat baja (steel 19
strip) atau bahan grid polimer (polymeric grid), geotekstil (geotextile) yang kuat menahan tarikan dan beban bahan di atasnya. Keuntungan dinding ini dibandingkan dinding konvensional dari bahan pasangan dan beton bertulang adalah: 1. Fleksibel terhadap adanya kemungkinan penurunan 2. Cukup murah 3. Cukup efisien terhadap waktu pemasangan 4. Kapabilitas yang cukup baik untuk terjadinya drainase (drainage) Terdapat dua macam produk, produk yang dapat mulur (extensible product), dan produk yang tak dapat mulur (inextensible product). Produk yang dapat meregang memungkinkan berubah bentuk akibat beban tanpa mengalami putus karena kekuatannya telah dirancang melebihi kekuatan tanah. Dinding ini diselenggarakan untuk keperluan semi permanen dan atau jika lapangan menyulitkan membangun dinding penahan dari bahan pasangan. Kadang bahan ini digunakan sebagai stabilisasi saat pelaksanaan pekerjaan dinding penahan yang lebih permanen.
Berdasarkan bentuk dan penahanan terhadap tanah, dinding penahan dapat klasifikasikan ke dalam tiga bentuk, yakni: 1. Dinding gravity Dinding gravity merupakan dinding penahan tanah yang mengandalkan berat bahan sebagai penahan tanah umumnya berupa pasangan batu atau bronjong batu (gabion). 2. Dinding semi gravity 20
Dinding semi gravity selain mengandalkan berat sendiri, memanfaatkan berat tanah tertahan untuk kestabilan struktur. 3. Dinding non gravity Dinding nongravity mengandalkan konstruksi dan kekuatan bahan untuk kestabilan.
Dinding penahan tanah dapat digolongkan menurut bahan-bahan yang dipakai untuk bentuk bangunannya: 1) Dinding Penahan dinding Batu Dan Balok Dinding penahan jenis ini digunakan untuk mencegah terjadinya keruntuhan tanah, dan digunakan apabila tanah asli di belakang tembok itu cukup baik dan tekanan tanah dianggap kecil. Hal ini termasuk ke dalam kategori di mana kemiringannya lebih curam dari 1: 1 dan
21
dibedakan dari pemasangan batu dengan kemiringan muka yang lebih kecil. 2) Dinding Penahan Beton Tipe Gravitasi (Tipe Semigravitasi) Bahan dari dinding ini dapat dibuat dari blok batuan, bata, atau beton polos (plain concrete). Stabilitas dinding ini tergantung beratnya dan tidak ada gaya tarik di setiap bagian dari dinding. Karena bentuknya yang sederhana dan juga pelaksanaan yang mudah, jenis ini sering digunakan apabila dibutuhkan konstruksi penahan yang tidak terlalu tinggi atau bila tanah pondasinya baik. Dinding ini kurang ekonomis apabila digunakan untuk dinding yang tinggi. Dinding Semi Gravitasi adalah dinding yang sifatnya terletak antara sifat dinding gravitasi sebenarnya dan dinding kantilever. Dimana pada dinding ini terdapat perluasan kaki sehingga tebal penumpang dapat direduksi dan digunakan sejumlah kecil penguatan baja. 3) Dinding Penahan Beton Dengan Sandaran (Lean against type) Dinding penahan dengan sandaran sebenarnya juga termasuk dalam kategori dinding penahan gravitasi tetapi cukup berbeda dalam fungsinya. Apabila dikatakan dengan cara lain, maka dinding penahan tipe gravitasi harus berdiri pada alas bawahnya meskipun tidak ada tanah timbunan di belakang tembok itu, oleh karena itu berat dinding haruslah besar, dan tergantung dari besarnya kapasitas daya dukung tanah pondasi. Akibatnya, bila diperlukan dinding penahan yang tinggi maka dinding penahan jenis ini tidak dipakai. Dinding penahan beton dengan sandaran berbeda dalam kondisi kestabilan dan direncanakan supaya keseimbangan tetap terjaga dengan keseimbangan berat sendiri badan dinding dan tekanan tanah pada permukaan bagian belakang. 4) Dinding Penahan Beton Bertulang Dengan Balok Kantilever Dinding penahan dengan balok kantilever tersusun dari suatu dinding memanjang dan suatu pelat lantai, dinding ini menggunakan aksi konsol untuk menahan massa yang berada di belakang dinding dari kemiringan alami yang terjadi Masing-masing berlaku sebagai balok kantilever dan kestabilan dari dinding didapatkan dengan berat badannya sendiri dan berat tanah di atas tumit pelat lantai. Dinding penahan jenis ini relatif ekonomis dan juga relatif mudah dilaksanakan. 5) Dinding Penahan Beton Bertulang Dengan Penahan (Buttress)
22
Dalam kenyataannya, dinding penahan jenis ini pada umumnya hanya membutuhkan bahan yang sedikit. Jenis ini digunakan untuk tembok penahan yang cukup tinggi. Kelemahan dari dinding penahan jenis ini adalah pelaksanaannya yang lebih sulit dari pada jenis lainnya dan pemadatan dengan cara rolling pada tanah di bagian belakang adalah jauh lebih sulit. 6) Dinding Penahan Beton Bertulang Dengan Dinding Penyokong Dinding ini sering disebut Dinding Pertebalan Belakang (Counterfort Retaining Wall) serupa dengan dinding kantilever, tetapi pada dinding tersebut digunakan untuk konsol yang panjang atau untuk tekanantekanan yang sangat tinggi di belakang dinding dan mempunyai pertebalan belakang, yang mengikat dinding dan dasar bersama-sama, yang
dibangun
pada
interval-interval
sepanjang
dinding
untuk
mengurangi momen momen lentur dan geser. 7) Dinding Penahan Khusus Jenis ini adalah dinding penahan khusus yang tidak termasuk dalam tembok penahan yang disebutkan dalam no1 sampai no 6. Jenis ini dibagi menjadi dinding penahan macam rak, dinding penahan tipe kotak, dinding penahan terbuat di pabrik, dinding penahan yang menggunakan jangkar, dinding penahan dengan cara penguatan tanah dan dinding penahan berbentuk Y terbalik.
1.1.4. Kontrol Stabilitas Dinding Pola keruntuhan pada dinding penahan konvensional pada umunya adalah:
Terguling pada ujung dasar dinding (gambar a) Tergeser sepanjang dasar (gambar b) Daya dukung terlampaui (gambar c) Keruntuhan geser dalam (gambar d) Penurunan yang berkelanjutan
23
Untuk itu di dalam perencanaan dinding penahan tanah harus dapat memenuhi kriteria agar dinding mampu mencapai stabilitas secara menyeluruh., sehingga tahapan perencanaan dinding penahan adalah sebagai berikut: 1. Kontrol stabilitas dinding secara menyeluruh yang harus memenuhi syarat: Guling (overturning) Geser (sliding) Daya dukung (bearing capacity) 2. Kontrol masing-masing komponen untuk kekuatan dan penulangan Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan, umumnya diambil permeter lebar untuk dinding grafitasi, semi grafitasi, dan dinding kantilever. Gaya-gaya pada dinding kantilever yang menyebabkan timbulnya gaya lintang dan gaya momen yang terjadi pada badan dinding tidak sama dengan gaya-gaya yang diperhitungkan untuk menghitung stabilitas struktur terhadap penggeseran. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan meliputi a. Berat sendiri dinding penahan(W) b. Gaya tekanan tanah aktif total tanah urug(Pa) c. Gaya tekanan tanah pasif total di depan dinding(Pp) 24
d. Tekanan air pori di dalam tanah(Pw) e. Reaksi tanah dasar(R) Jika dinding pada keadaan seimbang, jumlah vector gaya-gaya akan sama dengan nol. Analisis stabilitas dinding penahan tanah dapat ditinjau terhadap hal-hal sebagai berikut :
Stabilitas Terhadap Penggeseran Gaya-gaya yang menggeser dinding penahan tanah akan ditahan oleh: 1. Gesekan antara tanah dengan dasar pondasi 2. Tekanan tanah pasif bila di depan dinding penahan terdapat tanah
timbunan. Faktor aman terhadap penggeseran(fgs), didefinisikan sebagai berikut : ∑ F R ≥ 1.5 F S(Sliding) = ∑ Fd
Untuk tanah granuler (c = 0) : ∑Rh =W f = W tgδb; dengan δb≤ φ Untuk tanah kohesif (φ = 0 ) : ∑Rh = caB Untuk tanah c- c(φ > 0dan c > 0 ) : ∑Rh = caB + W tgδb Dengan ∑Rh= tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran W= berat total dinding penahan dan tanah di atas pelat pondasi (kN) δb= sudut gesek antara tanah dan dasar pondasi, biasanya diambil 1/3–(2/3)φ ca= ad × c = adhesi antara tanah dan dasar dinding (kN/m2) c = kohesi tanah dasar (kN/m2) ad = factor adhesi B = lebar pondasi (m) Kuat geser tanah di bawah dasar dinding adalah: τ =σ tan δ +c a Gaya lawan geser pada dasar dinding: R=τ ( Bxl )=Bσ tan δ + Bc a dan Bσ =∑ V =¿
jumlah gaya vertikal 25
Sehingga: R=( ∑ V ) tan δ +Bc a
∑ F R =(∑ V ) tan δ + Bc a+ P P Dan gaya geser adalah
Fd =Pa cos α
Sehingga angka keamanan terhadap geser adalah: ( ∑ V ) tan δ + Bc a + PP FS(geser) = P a cos α
Dari gambar 3; Kekuatan geser tanah pada bagian dasar dinding Jika persyaratan geser tidak terpenuhi dapat dilakukan alternatif untuk meningkatkan stabilitas terhadap geser sebagai berikut: Menambah lebar dasar Menggunakan koperan pada dasar dinding (base key) Menggunakan angker pada dinding (dead man anchor)
Stabilitas Terhadap Penggulingan Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah urug di belakang dinding penahan, cenderung menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki depan pelat pondasi. Momon penggulingan ini, dilawan oleh momen akibat berat sendiri dinding penahan dan momen akibat berat tanah di atas pelat pondasi. Faktor aman terhadap penggulingan (Fgl) bergantung pada jenis tanah, yaitu : 26
FS(guling)=
∑ MR ∑ MO
∑ M O =P h ( H3 ) Ph=Pa cos α
(Fgl) ≥ 1,5 untuk tanah dasar granuler (Fgl) ≥ 2 untuk tanah dasar kohesif Tahanan tanah pasif, oleh tanah yang berada di depan kaki dinding depan sering diabaikan dalam hitungan stabilitas. Jika tahanan tanah pasif yang ditimbulkan oleh pengunci pada dasar pondasi diperhitungkan, maka nilainya harus direduksi untuk mengantisipasi pengaruh-pengaruh erosi, iklim dan retakan akibat tegangan-tegangan tarik tanah dasar yang kohesif.
Stabilitas Terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
27
Beberapa persamaan kapasitas dukung tanah telah digunakan untuk menghitung stabilitas dinding tanah, seperti persamaan-persamaan kapasitas dukung Terzaghi (1943), Meyerhof (1951,1963), Vesic (1975) dan hansen (1970). FS(daya dukung)=
qu σ max
Dimana: qu
= daya dukung batas tanah
σ max
= tegangan maksimum yang terjadi
Momen netto akibat gaya-gaya yang bekerja pada dinding: M net=∑ M R−∑ M O Garis kerja gaya resultan R memotong garis dasar dinding: M X´ = net ∑V Eksentrisitas gaya resultan R dapat dihitung: B e= − X´ 2 Distribusi tegangan tanah di bawah dasar dinding: σ=
∑ V + M net y A
I
Tegangan maksimum dan minimum untuk y=B/2, sehingga: σ max =
∑V B
(1+ 6Be )
∑V 6e dan σ min = B 1− B
(
) 28
Gambar 4; Kontrol Terhadap Keruntuhan Daya Dukung
Penurunan
Seperti halnya struktur-struktur yang lain, dinding penahan tanah juga akan mengalami penurunan. Untuk itu, prinsip-prinsipdasar untuk 29
menghitung besarnya penurunan sama dengan cara menghitung penurunan pondasi. Dinding penahan tanah, kecuali mengalami penurunan akibat beban,
juga
mengalami
kemiringan
akibat
rotasiujung
kaki
pondasi.Umumnya, dinding penahan tanah miring kearah luar (kea rah menjauhi tanah urug), karena resultan gaya-gayanya jatuh diantara tengah-tengah pondasi dan ujung luar pondasi.Kemiringan dinding penahan
akibat
momen
penggulingan
sulit
ditentukan.Dalam
perancangan, miring maksimum dibatasi sampai 0,01H, dengan H adalah tinggi dinding penahan. Adakalanya dinding penahan tanah miring ke arah dalam (turun lebih banyak pada bagian pondasi yang terletak di bawah tanah urug). Berat tanah urug dan pondasi dinding penahan menyebabkan penurunan yang terjadi lebih besarpada tanah pondasi yang berada di bawah tanah urug. Kadang-kadang, dinding penahan tanah dibangun memanjang sampai beberapa puluh meter.Pada kondisi ini, kondisi tanah dasar mungkin bervariasi. Karena itu, penurunan tak seragam ataupun miringnya dinding sulit dihindarkan. Dalam hal demikian, sambungansambungan dibutuhkan untuk memisahkan bagian-bagiannya supaya penurunan pada bagian yang satu tidak berpengaruh pada bagian yang lain.
30
1.2. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN 1. Tentukan dtabilitas dinding gravitasi kantilever (cantilever gravity retaining wall) beton (γ=24 kN/m3) seperti ditunjukkan pada gambar. Tanah dasar adalah lempung sedang timbunan di belakang dinding adalah tanah berbutir kasar. Dasar dinding terletak pada tanah timbunan yang dipadatkan tebalnya 50 mm. sudut geser antara tanah timbunan yang dipadatkan dan dasar dinding adalah 20°. Diketahui: γ =18 kN /m3 ∅' =30 ° δ=20 °
31
32
# Koefisien gaya tanah aktif cos 2 (30 0)
K ac
sin( 20 30) sin( 30 8) cos (0) cos( 20 0) 1 cos( 20 0) cos(0 8) 0,3 2
K ac
2
# Garis kerja gaya tanah aktif H 1 6 2,5. tan 8 0 7,35m
# Gaya lateral aktif pada dinding 1 1 Pac .K ac . .H 2 .0,3.18.(7,35) 2 2 2 Pac 145,86kN
# # Komponen gaya horizontal Fax Pac . cos 145,86. cos( 20 0 ) Fax 137,06kN
# # Komponen gaya vertikal Fay Pac . sin 145,86. sin( 20 0 ) Fay 49,89kN
33
# Gaya akibat beban merata Fqx K ac .q.H . cos 0,3.20.7,35. cos( 20 0 ) Fqc 41,44kN Fqy K ac .q.H . sin 0,3.20.7,35. sin( 20 0 ) Fqy 15,08kN
# Total komponen gaya Pax Fax Fqx 137,06 41,44 Pax 178,5kN Pay Fay Fqy 49,89 15,08 Pay 64,97 kN
# Letak garis kerja gaya horizontal Fax .( H / 3) Fqx .( H / 2) Y Fax Fqx 137,06.(7,35 / 3) 41,44.(7,35 / 2) 137,06 41,44 Y 2,73m Y
34
Mome Gaya
Vertikal 0.5*2.5*0.35*18 1
=
2
Jarakterhadap O 2+(2.5*2/3)
n
7.88 = 270.
3.67
28.88 877.5
2.5*6*18=
00 2+(2.5/2)= 72.0 1.5+(0.5/2)
3.25
0 126.0
3
0.5*6*24=
0 = 21.6 1.2+(0.3*2/
1.75
0
4
0.5*0.3*6*24=
0 3)= 108.
1.40
30.24 243.0
5
1*4.5*24=
00 4.5/2= 50.0
2.25
0 162.5
6
2.5*20=
0 2+(2.5/2)= 64.9
3.25
0 292.3
7 594.
4.50
7 1760.
Pay FV total
45
Mx total
48
35
Mome Gaya
Horizontal
Jarakterhadap O 178.
Pay
5 178. FV total
50
2.73 Mx total
n 487.3 1 487.3 1
# Letak garis kerja vertikal (dari O) Mx My V 1760,495 487,305 X 594,44 X 2,142m X
# Eksentrisi tas B 4,5 e X 2,142 2 2 B e 0,108m 0,75m 6
# Kontrol terhadap guling Mx 1760,48 My 487,31 SF 3,613 1,5 Aman SF
36
# Kontrol terhadap geser V .tg 594,45.tg (20 0 ) H 178,5 SF 1,21 1,5 Dinding akan terge ser SF
Untuk mengatasi geser dapat dipasang koperan pada dasar
# Kontrol terhadap daya dukung tanah # # Tegangan yang terjadi pada dasar dinding penahan
max
V . 6e 594,45. 6.0,108 . 1 . 1 151,120kPa B B 4,5 4,5
max
V . 6e 594,45. 6.0,108 . 1 . 1 113,076kPa B B 4,5 4,5
Tegangan maksimum terjadi di bawah titi k O
# # Daya dukung menggunaka n rumus Mayerhof
28 0 N 16,717 B ' B 2e 4,5 2.0,108 4,284m Muka air masih dalam batas B dari dasar ' sat w 19 10 9kN / m 3 1 1 qu . '.B '.N .9.4,284.16,717 322,27 kPa 2 2 qu 322,27 SF 2,133 3 max 151,120 Dinding penahan ti dak mengalami keruntuhan (SF 1) Namun tida k memenuhi kriteria perencanaa n karena SF 3
37
BAB III PENUTUP
3.1. KESIMPULAN Dinding penahan tanah merupakan dinding yang dibangun untuk menahan massa tanah di atas struktur atau bangunan yang dibuat. Bangunan dinding penahan umumnya terbuat dari bahan kayu, pasangan batu, beton, baja dan bahan sintetis mirip kain tebal yang sering disebut sebagai geo textile atau geo synthetic. Ada tiga kasus mengenai distribusi tekanan tanah terhadap dinding penahan yaitu : A. Timbunan Horizontal 1. Tanah non kohesif 2. Tanah non kohesif terendam partial dengan beban/surcharge 3. Tanah kohesif
38
B. Timbunan Miring/Sloping 1. Tanah non kohesif 2. Tanah kohesih C. Dinding dengan Geseran Dinding penahan tanah dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa cara. Berdasarkan cara pembuatannya dapat diklasifikasikan menjadi 2 kategori yaitu: 1. Dinding penahan tanah konvensional (Conventional Retaining Walls) Dinding penahan gravitasi (Gravity Retaining Walls) Dinding penahan semigravitasi (Semigravity Retaining Walls) Dinding penahan kantilever (Cantilever Retaining Walls) Dinding penahan counterfort (Counterfort Retaining Walls) 2. Dinding penahan tanah yang distabilisasi mekanis (Mechanically Stabilized Earth Walls) Berdasarkan bahan-bahan yang dipakai untuk bentuk bangunannya, diklasifikasikan menjadi 7 macam yaitu: 1. Dinding Penahan dinding Batu Dan Balok 2. Dinding Penahan Beton Tipe Gravitasi (Tipe Semigravitasi) 3. Dinding Penahan Beton Dengan Sandaran (Lean against type) 4. Dinding Penahan Beton Bertulang Dengan Balok Kantilever 5. Dinding Penahan Beton Bertulang Dengan Penahan (Buttress) 6. Dinding Penahan Beton Bertulang Dengan Dinding Penyokong 7. Dinding Penahan Khusus Di dalam perencanaan dinding penahan, tanah harus dapat mkriteria agar dinding mampu mencapai stabilitas secara menyeluruh, sehingga tahapan perencanaan dinding penahan adalah sebagai berikut: 3. Kontrol stabilitas dinding secara menyeluruh yang harus memenuhi syarat: Guling (overturning) Geser (sliding) Daya dukung (bearing capacity) 4. Control masing-masing komponen untuk kekuatan dan penulangan
39
DAFTAR PUSTAKA
Das, Braja M. 1985. Principles of Geotechnical Engineering. Jakarta: Erlangga. Suroso. 2006. Mekanika Tanah Lanjut. Malang.
40
