ANALISIS DINDING PENAHAN TANAH DAN STABILITAS LERENG DENGAN STRUKTUR COUNTER WEIGHT MENGGUNAKANPROGRAM PLAXIS 8.5 ( Studi Kasus Pada Jembatan Lemah Ireng II Paket VI Sta. 22+125, Proyek Jalan Tol Semarang - Solo) Nama Mahasiswa Nomor Mahasiswa Jurusan Dosen Pembimbing
: Didik Yulianto : 08511001 : Teknik Sipil FTSP - UII : Dr. Ir. Edy Purwanto, CES., DEA
ABSTRAK Kegiatan pembangunan jalan tol merupakan bagian usaha pemenuhan peningkatan kebutuhan akan prasarana jalan raya maka diharapkan mampu memecahkan permasalahan yang timbul pada ruas jalan utama. Dengan mempertimbangkan kondisi dan topografis lahan maka pembangunan jalan tol Semarang-Bawen, paket VI lemah ireng – Bawen Sta 22+125 melewati suatu daerah perbukitan sehingga diperlukan suatu jembatan yang cukup besar dan panjang yaitu Jembatan Lemah Ireng II. Kondisi lokasi tanah yang demikian maka bila bangunan Abutment A2 tidak dilakukan perlindungan (protection) maka dalam kurun waktu yang berjalan ke depan akan mengakibatkan instabilitas dari struktur Abutment A2 maka perlu dibangun dinding penahan tanah (DPT) untuk melindunginya. Pada sisi kanan lereng Abutment A2 perlu dilakukan penimbunan tanah, timbunan tanah pada lereng yang cukup curam tersebut dibuat Counter weight dengan kemiringan 1V : 1,5H. Tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas struktur DPT dari beton bertulang, mengetahui angka aman kondisi lereng asli, mengetahui angka aman stabilitas struktur Counter Weight dengan dan tanpa beban gempa di sisi kanan Abutment A2. Analisis stabilitas DPT dihitung secara matematis dan untuk analisis stabilitas lereng dianalisis dengan menggunakan program Plaxis 8.5 sebagai data sekunder yang digunakan dari PT. Global Perfex Synergi. Dari hasil analisis dinding penahan tanah dengan dimensi lebar 5,50 m dan tinggi 7,00 m berdasarkan pada tinjauan ekternal didapat stabilitas terhadap gaya guling sebesar 4,574, stabilitas terhadap gaya geser 2,288 ≥ dari SF 1,50 maka kondisi dari gaya guling dan geser aman. Untuk stabilitas terhadap kuat dukung tanah maks 172.328 kN/m2 < ijin 557,905 kN/m2 (aman). min 66.661 kN/m2 > 0 (aman). Untuk tinjauan stabilitas internal terhadap pada potongan A-A’ didapat tegangan desak desak 427,560 kN/m2 < desak beton 1500 kN/m2 (aman). tegangan geser 35,206 kN/m2 < geser beton 150 kN/m2 (aman). Tinjauan terhadap potongan B-C didapat tegangan desak desak 1474,112 kN/m2 < desak beton 1500 kN/m2 (aman). tegangan tarik tarik -1213,051 kN/m2 < tarik beton 300 kN/m2 (aman). Tegangan geser 78,660 kN/m2 < geser beton 150 kN/m2 (aman). Tinjauan terhadap potongan C-C’ didapat tegangan desak desak 1048,161 kN/m2 < desak beton 1500 kN/m2 (aman). Tegangan geser 69,916 kN/m2 < geser beton 150 kN/m2 (aman). Selanjutnya hasil analisis stabilitas lereng kondisi DPT berdiri di tanah asli dengan menggunakan program Plaxis 8.5, hasil analisis stabilitas lereng tanpa gempa diperoleh angka aman sebesar 1,251 dan dengan gempa sebesar 1,249 nilai ini tidak memenuhi syarat yang disepakati di lokasi proyek sebesar 1,30 maka kondisi lereng ini rawan terjadi bahaya longsor. Pada kondisi DPT berdiri di lereng asli yang diperbaiki dengan dua Counter Weight didapat hasil angka aman tanpa gempa sebesar 1,435 dan dengan gempa sebesar 1,428 kemudian dengan di beri tiga Counter Weight maka didapat angka aman tanpa gempa 1,439 dengan gempa 1,430, nilai ini telah memenuhi syarat yang disepakati di lokasi proyek sebesar 1,30 dengan demikian kondisi lereng diperbaiki akan lebih baik untuk jangka panjang dari bahaya longsor karna dapat melindungi struktur bangunan di atas lereng tersebut. Kata Kunci: DPT, StabilitasLereng, Counter Weight, dan Program Plaxis8.5.
1
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Kegiatan pembangunan jalan tol merupakan bagian usaha pemenuhan peningkatan kebutuhan akan prasarana jalan raya sehingga diharapkan mampu memecahkan permasalahan yang timbul pada ruas jalan utama. Dengan mempertimbangkan kondisi dan topografis lahan maka pembangunan jalan tol Semarang-Bawen, paket VI lemah ireng (Sta. 21+825 - Sta. 22+840) melewati suatu daerah perbukitan sehingga diperlukan suatu jembatan yang cukup besar dan panjang yaitu Jembatan Lemah Ireng II. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1.1 sampa dengan Gambar 1.3
Gambar 1.3 Daerah Sisi Kanan Abutment A2 yang akan Diperbaiki. (Sumber : Dokumentasi di Proyek, 2013)
Gambar 1.1 Lokasi Timbunan Tanah di Sebelah Kanan Abutment A2. (Sumber : PT. Global Perfex Synergi & ASS, 2012)
1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana stabilitas struktur dinding penahan tanah dari beton bertulang?, 2. Bagaimana angka aman untuk stabilitas lereng dimana DPT berdiri pada kondisi tanah asli dengan dan tanpa beban gempa di sisi kanan Abutment A2?, 3. Bagaimana angka aman untuk stabilitas lereng apabila DPT berdiri di atas lereng asli yang diperbaiki dengan dua struktur Counter Weight dan tiga struktur Counter Weight pada lereng yang samadengan dan tanpa beban gempadi sisi kanan Abutment A2?.
Lokasi Penelitian
Gambar 1.2 Lokasi Jembatan Lemah Ireng II Sta.22+125 (Sumber : Dokumentasi di Proyek, 2013)
Lereng Yang akan Diperbaiki
Dengan kondisi lokasi tanah yang demikian maka bila bangunan abutment A2 tidak dilakukan perlindungan (protection) maka dalam kurun waktu yang berjalan ke depan akan mengakibatkan instabilitas dari struktur abutment A2. Dengan demikian perlu dibangun dinding penehan tanah (DPT) untuk melindunginya (PT. Global Perfex Synergi& ASS, 2012).
1.3 Tujuan 1. Mengetahuistabilitas struktur dinding penahan tanahdari beton bertulang. 2. Mengetahui angka aman untuk stabilitas lereng dimana DPT berdiri pada kondisi tanah asli dengan dan tanpa beban gempa di sisi kanan Abutment A2.
2
3. Mengetahui angka aman untuk stabilitas lereng apabila DPT berdiri di atas lereng asli yang diperbaiki denga dua struktur Counter Weightdan tiga struktur Counter Weightpada lereng yang samadengan dan tanpa beban gempadi sisi kananAbutmentA2. 1.4 Manfaat Tugas Akhir 1. Memberikan bahan pertimbangan bahan pertimbangan atas hasil analisis stabilitas struktur dinding penahan tanah dari beton bertulang. 2. Menambah pengetahuan bagi penulis dan pembaca mengenai stabilitas lereng dengan program Plaxis 8.5. 3. Memberikan Mengetahui manfaat dari memperbaiki lereng dengan dua struktur Counter Weight dengan tiga struktur Counter Weight pada lereng yang sama dengan program Plaxis 8.5. 1.5 Batasan Masalah 1. Lokasi penelitian adalah Jembatan Lemah Ireng II Paket VI Sta.22+125, Proyek Jalan Tol Semarang-Solo, 2. Data geoteknik yang digunakan adalah hasil penyelidikan tanah di lokasi proyek Jembatan Lemah Ireng II Paket VI Sta.22+125, Proyek Jalan Tol Semarang-Solo, 3. Dinding penahan tanah yang direncanakan mempunyai dimensi dan bentuk sesuai dengan desain aslinya, 4. Mutu beton dinding penahan tanah fc’ 30 Mpa, 5. Analisis terhadap stabilitas lereng pada strukturCounter Weight di sisi kananabutment A2 menggunakan program Plaxis 8.5, 6. Kemiringan lereng pada struktur Counter Weightdibuat1V:1,5H, 7. Elevasi muka air tanah di dalam program Plaxis dianggap berada di dasar lereng (di dasar geometri), 8. Waktu interval gempa untuk wilayah Semarang diambil dari referensi tesis Ismanti, 2012,
9. Beban gempa tidak diperhitungkan dalam menganalisis DPT hanya diperhitungkandalam menganalisis stabilitas lerengnya, 10. Untuk pekerjaan drainase tidak dianalisis. BAB II LANDASAN TEORI 2.1Dasar-Dasar Perkuatan Tanah a. Konsep Tegangan - Regangan Salah satu fungsi yang terpenting dalam studi Mekanika Tanah adalah perkiraan mengenai besarnya ‘tegangan’ akibat suatu beban atau pembebanan yang akan menghasilkan deformasi yang berlebihan disebut ‘Tegangan Runtuh’,dapat dilihat pada Gambar 2.1 (Purwanto, 2012). Beban
Tegangan ( ) Regangan ( )
Deformasi
Gambar 2.1 Tegangan dan Regangan (Sumber : Purwanto, 2012) b.
Masa Tanah Tanah merupakan material berbutir halus, keruntuhan yang terjadi terutama disebabkan oleh terguling dan tergelincirnya butiran-butiran dan bukan karena oleh tarikan atau tekanan antar butir-butir tanah. Oleh karena itu sifat keruntuhan:Kuat Geser Tanah Kekuatan geser tanah terdiri dari dua parameter yaitu: 1. bagian yang bersifat kohesi C yang tergantung dari jenisnya, dan 2. bagian yang mempunyai sifat gesekan/frictional (σ) yang bekerja pada bidang geser. Parameter kuat geser tanah yaitu sudut gesek dalam (∅) dan kohesi tanah ( ) dapat diperoleh dengan uji geser langsung. Menurut Coulomb (1776) dalam Hardiyatmo (1992), kuat geser tanah didefinisikan = + ∅
3
Keterangan: = kuat geser tanah(kN/m2), σ = Tegangan total pada bidang geser(kN/m2), c = Kohesi tanah (kN/m2), dan ∅ = Sudut geser dalam tanah (derajat) 1. Stabilitas Terhadap Geser Gaya yang menggeser dinding penahan tanah akan ditahan oleh: a. Gesekan antara tanah dengan dasar pondasi dinding penahan tanah. b. Tekanan tanah pasif bila didepan dinding penahan tersebut terdapat timbunan. Faktor aman (SFgeser) didefinisikan sebagai berikut : ∑
SFgeser = ∑ Keterangan: ∑Rh = Jumlah dari gaya-gaya horizontal yang mencegah strukturbergeser. ∑ph = Jumlah dari gaya-gaya horizontal yang menyebabkan struktur bergeser. Faktor aman terhadap geser dasar fondasi SFgeser≥ 1.5 untuk tanah dasar granuler SFgeser2 untuk tanah dasar kohesif 2.
Stabilitas Terhadap Guling Faktor aman akibat terhadap guling (SFguling), didefinisikan sebagai berikut: ∑
SFguling =∑ Keterangan: ∑ = momen yang menyebabkan struktur terguling dengan ∑ = momen yang mencegah struktur terguling Faktor aman terhadap penggulingan (Fguling) begantung pada jenis tanah, yaitu: SFguling ≥ 1.5 untuk tanah dasar granuler SFguling ≥ 2 untuk tanah dasar kohesif 3. a.
Daya Dukung Tanah Persamaan Terzaghi qu = cNc +Df Nq + 0,5 B N
Keterangan: c = kohesi tanah (kN/m2 ) Df = kedalaman fondasi (m) = berat volume tanah (kN/m3) B= lebar fondasi DPT (m) Nc,Nq , danN = faktor –faktor kapasitas dukung Terzaqhi Untuk qall qall = qu/SF SF = faktor aman terhadap keruntuhan tanah dasar minimum dipakai SF= 3. 4. Stabilitas Internal 1. Tinjauan Terhadap Tampak Badan Dinding Penahan Tanah a. Tegangan Desak, ∑ ∑ b. = + ≤ desak ..
c. Tegangan Tarik, seperti ∑ ∑ = − ..
≤ desak
d. Tegangan Geser, = . ≤ geser . .
Keterangan: ∑ = berat total struktur pada penampang potongan I-I (kN.m) ∑ = momen total struktur pada penampang potongan I-I (kN.m) b . = lebar struktur yang ditinjau pada potongan I-I (kN.m) L = panjang struktur yang ditinjau selebar I m (m) W = berat tanah pada struktur yang ditinjau (kN) 2. Tinjauan Terhadap Tampang Pada Kaki Depan dan Belakang a. Tegangan Ekstrim (tarik/tekan), ∑ ekstrim = ± ≤ tarik/tekan bahan b. Tegangan geser yang terjadi, 3 = . ≤ geser 2 b .. L Keterangan: ∑ =momen total struktur pada penampang potongan II-II (kN.m) b = . lebar struktur yang ditinjau pada potongan II-II (kN.m)
4
L
= panjang struktur yang ditinjau selebar I m (m) W= berat tanah pada struktur yang ditinjau (kN) 5.
Teori Analisis Stabilitas Lereng Faktor aman didefiniskan sebagai nilai banding antara gaya yang menahan dan gaya yang mengerakkan, = Keterangan: = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kN/m2) = tegengan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor (kN/m2 ) SF = faktor aman. Menurut teori Mohr-Coulumb, tahanan geser maksimum kuat geser tanah ( ) yang dapat dimobilisasi oleh tanah, di sepanjang bidang longsornya, = + g Keterangan: = tahanan geser (kN/m2) c = kohesi (kN/m2) = tegangan normal pada bidang runtuh (kN/m2 ) = sudut gesek dalam tanah (derajat) Nilai- nilai c dan adalah paremater kuat geser tanah sepanjang bidang lonsor. BAB III METODE PENELITIAN
BAB IV STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN
4.1 Anaslisis Struktur Dinding Penahan Tanah pada Abutment A2 A. Tanah Timbunan/Tanah Urug 1. Berat volume tanah urugan (γb) = 18 kN/m3 2. Kohesi tanah urugan (c) = 0 (Tanah Granuler) 3. Sudut geser tanah Φ = 300 B. Tanah asli 1. Berat volume tanah asli (γb) = 18 kN/m3 2. Kohesi tanah asli (c) =2 3. Sudut geser tanah asli Φ = 250 4.2 Data Teknis Dinding Penahan Tanah Gambar stuktur potongan melintang seperti pada Gambar 4.1 q = 0 ,6 . b
0 .4 0 m
T im b u n a n T a n a h U ru g
b = 1 8 k N /m ³
5 .2 0 m 5 .7 0 m
C = 0
= 30 7 .0 0 m
T im b u n a n T an ah ur ug
1 .8 0 m 1 .3 0 m
1 .0 0 m
A L C = 0 .1 0 m P a s .B t K o s o n g = 0 .2 0 m
0 .9 0 m
1 .0 0 m
3.60 m 5 .5 0 m
Gambar 4.1 Potongan Dinding Penahan Tanah
Melintang
Data perencanaan dinding penahan tanah sebagai berikut : a. DPT terbuat dari Beton bertulang b. DPT adalah jenis tipe Gravitasi dan Cantilever Wall c. Tinggi = 7,00 m, Lebar = 5,50 m d. Beban lalu lintas dan pekerasan diasumsikan diganti oleh tinggi ekivalen ws= 0,6 m e. Berat volume beton γc = 25 kN/m3 f. PPI 1983 : 1. desak pasangan = 1500 kN/m2 2. tarik pasangan = 300 kN/m2 3. geser pasangan = 150 kN/m2
5
Potongan Melintang bidang gambar seperti pada Gambar 4.2 b1
3
61,75
0,95
58,663
4
13,5
3,10
41,85
5
27
3,70
99,9
6
30,78
0,40
12,312
7
369,36
3,70
1366,632
8
16,2
4,30
69,66
q
38.88
3,70
143,856
-
-
0,60
52,488
-
∑M=1972,186
q= 0,6.b
0.40 m
6 Timbunantanah urug
b=18kN/m3 C =0
1
=30
h1=5.20 m h5=5.70m
7
H= 7.00m Pa1 Timbunan Tanah urug
2 4
h2=1.80 m h3=1.30 m
Pp h..Kp
8
3
A
5
2c.vKp LC=0.10m Pas.Bt Kosong=0.20m
q.Ka h..Ka 0.90 m 1.00 m b2 b3
∑V=657,22
Pa2
h4=1.00m
Pp
87.48
b4= 3.60m
∑V= 744,7
B = 5.50 m
Gambar 4.2Diagram Tekanan Tanah Aktif dan Pasif
Koefisien tekanan tanah aktif dan pasif: 1. Untuk tanah asli Ka = tg2(450 – φ/2) = tg2(450 – 25/2) = 0,4059 Kp = tg2(450 +φ/2) =tg2(450 + 25/2) = 2,4639 2. Untuk tanah Timbunan Ka= tg2(45 0 – φ/2) = tg2(450 – 30/2) = 0,333 Kp = tg2(450 +φ/2) =tg2(450 +30/2) = 3,0 Tabel 4.1 Tekanan Tanah Aktif No
1 2
Pa (KN)
Jarak ke A (m)
Momen aktif ke A (kNm)
Pa1
25,2
3,5
88,2
Pa2
147
2,33
343
∑ Pa=172,2
∑Ma=431,2
a. Tekanan tanah pasif akibat berat tanah (bagian di sebelah kiri dinding yang ditunjukan pada Gambar 5.6) Pp = ½ .(h2)2. γ. Kp + 2. c.√Kp.h2 = 87,48 kN b. Gaya vertikal dan momen terhadap kaki depan titik – A Tabel 4.2 Gaya Vertikal dan Gaya Momen terhadap Kaki Depan (titik A) No
Berat Wi (KN)
Jarak dari A (m)
Momen ke A (kNm)
1
57
1,10
62,7
2
42,75
1,50
64,125
4.3Analisis Stabilitas Struktur 1) Stabilitas Terhadapa Gaya Ekternal a. Stabilitas terhadap Gaya Guling. SF
Mw Mgl
1 ,5
Keterangan : ∑Mw =Momen yang melawan guling ∑Mgl =Momen mengakibatkan guling ∑Mp = 1972,186 kNm. ∑Ma = 431,2 kNm. SF
Mw Mgl
1972 ,186 431 , 2
4 , 574 .kNm
> 1,5 Aman
b.
Stabilitas terhadap Gaya Geser Tekanan tanah aktif = Pa1+Pa2 ∑Pa = 172,2kN Gaya perlawanan : F = ∑V. tgφ + Ep ∑V= 657,22 kN Ep = Pp = 87,48 kN Φ = 250 F= 657,22. tg (250) + 87,48 kN = 393,947 kN Rh 1 , 5 SF Ph Keterangan : ∑Rh = F = Tahanan dinding penahan ∑Ph = ∑Pa = Jumlah gaya horizontal Rh 393,947 SF 2 , 288 1 , 5 172 , 2 Ph > 1,5 Aman
c.
Stabilitas terhadap Daya Dukung Tanah (DDT)
6
X
Mtotal
V
( Ma
Mp )
V
1. Momen Aktif terhadap titik A pada potongan A-A’. Tabel 4.3 Momen Aktif terhadap Titik A
=
(
,
, ) ,
= 2,492 m ,
Eksentrisitas=e = x − = 2,492 − = −0,258 m <1/6.b = 0,92m kapasitas dukung tanah ijin Terzaghi, dan persamaan tabel Vesic : σ ult = c. Nc + H.γ. Nq + 0,50. B. γ. Nγ. Vesic 1973, untuk : φ = 25 0 φ = 250 Tabel : Nc = 20,72 Nq = 10,66 Nγ = 10,88 σ ult = (2. 20,72 )+ (5,7. 18. 10,66) + ( 0,50. 5,50. 18. 10,88) = 1673,716 kN/m2. ult 1673,716 ijin 557,905.kn / m 2 SF 3 Tegangan yang terjadi di dasar pondasi: 1. Teganganvertikal maks didasar pondasi =
.1 = 172,328
=
657,22 6.0,258 1 5,50.1 5,50 < =557,905 kN/m 2
V b.1
Tekanan Tanah Aktif (kN)
Jarak ke A (m)
Momen ke A (kN.m)
1
10,8
1,50
16,2
2
27
1,00
27
ΣPa = 37,8
6.e 657,22 6.0,258 ) (1 ) 66,661kN/ m2 b 5,50.1 5,50
= > 0 Aman 2) Stabilitas Terhadap Gaya Internal A. Tinjauanterhadap potongan A-A’ Potongan A-A’ beserta diagram tekanan tanah lateral pada Gambar 4.4
ΣMa= 43,2
2. Momen Pasif terhadap Titik A pada potongan A – A’ Tabel 4.4MomenPasif terhadap Titik A Berat (kN)
No
Jarak ke A (m)
Momen ke A (KNm)
1
30
0,20
6,0
2
11,842
0,505
5,983
3
8,526
0,084
0,718
ΣV=50,368
ΣMp=12,701
Eksentrisitas pada titik A Mtotal ( Ma Mp ) X V V =
2. Tegangan vertikal min didasar pondasi min (1
N0
(43,2 − 12,701) = 0,606 m 50,368
b = 0,4 + 0,316 = 0,716 m , Eksentrisitas=e = x − = 0,60 − = 0,248m >b/6=0,108 m. 3. Tinjauan stabilitas terhadap tegangan Desak : V Ma Mp 50 ,368 43, 2 12 ,701 dsk
b. 1
1 / 6.( b ) 2 .1
0,716 .1
1 / 6.( 0,716 ) 2 .1
2
427 ,5260 kN / m desak beton
= 427,526 kN/m2
b1 0.40 m
q= 0,6. b
3 Pa1
3,0 0 m 1 h1 = 5.20 m h5 = 5.70 m
Pa2 2
A
A'
H = 7.00 m
q.K a h. .Ka
4. Tinjauan stabilitas terhadap tegangan Geser : D A-A’= ∑Pa = Pa1 + Pa2 = 10,8 + 27 = 37,8kN. 2 D 2 37,8 . 35,206kN / m 2 τ 3 b.h 3 0,716.1
. h2= 1.80 m h3= 1 .30 m
h4= 1.00 m
LC = 0.10 m Pa s.Bt Koson g= 0.20 m 0. 90 m 1.0 0 m b2
= 35,206 kN/m2 < geser beton = 150 kN/m2(Aman)
b 4= 3. 60 m
b3 B = 5.5 0 m
Gambar 4.4 Potongan A-A’ Beserta Diagram Tekanan Tanah Lateral
B. Tinjauan terhadap potongan B-C Potongan B-C beserta diagram tekanan tanah lateral pada Gambar 4.5
7
= 1474,111 kN/m2< desak Beton = 1500 kN/m2 (Aman) 4. Tinjauan stabilitas terhadap tegangan Tarik :
b1 0 .40m
q= 0,6. b
3 Ti mbunan ta nah uru g
b=18 kN/m3 C =0
1
= 30
h1= 5. 20 m h5=5. 70 m Ea1
trk
H= 7.00 m
V M a Mp 130,53 (243,675 19,745 ) b .1 1 / 6 .(b) 2 .1 1,00. 1 1 / 6.(1,00) 2 .1
Ea2
1213,0512 kN / m 2
2 B
C
q.Ka
h 2= 1.80m h3=1.30 m
h. .Ka
h4= 1.00 m
LC= 0.10 m Pas.Bt Kosong= 0.20 m
B'
0. 90 m 1.00 m b2 b3
= -1213,051 kN/m2 < tarik beton = 300 kN/m2 (Aman)
C' b 4= 3. 6 m B= 5 .50 m
Gambar 4.5 Potongan B-C Beserta Diagram Tekanan Tanah Lateral 1. Momen Aktif terhadap titik B pada potongan B-C Tabel 4.5 MomenAktif terhadap TitikB No
Tekanan Tanah Aktif (kN)
Jarak ke B (m)
Momen ke B (KNm)
1
20,52
2,85
58,482
2
97,47
1,9
185,193 ΣMa =243.675
5. Tinjauan stabilitas terhadap tegangan Geser : DB-C’ = ∑Pa = Pa1 + Pa2 = 20,52+ 97,47 = 117,99kN. 2 D 2 117,99 . . 78,660kN / m 2 3 b.h 3 1,00.1 = 78,660 kN/m2 < geser beton = 150 kN/m2(Aman) C. Tinjauan Terhadap Potongan C-C’ Potongan C-C’ beserta diagram tegangan dan superposisi tegangan pada Gambar 4.6. b1 0.40m
2. Momen Pasif terhadap titik B pada potongan B – C Tabel 4.6 MomenPasif terhadap TitikB No
Berat (kN)
Jarak ke B (m)
Momen ke B (KN.m)
h5 = 5.70m H = 7.00m
1
57,00
0,20
11,4
2
42,75
0,08
3,42
3
30,78
0,20
4,925
ΣV=130,53
Hc. c
ΣMp =19,745
Eksentrisitas pada titik B ( Ma Mtotal X V V
Ht. t
C
h3=1.30m
h4=1.00m
LC= 0.10m Pas.Bt Kosong=0.20m 0.90 m 1.00 m b2
b4= 3.60 m
b3 B= 5.50 m
Mp )
C'
243 ,6750 19,745 1,716 m
mak s
1
130 ,53
min
2
Diagram Tegangan
,
Eksentrisitas = e = x − = 1,716 − = 1,216 m >b/6=0,1667 m 3. Tinjauan stabilitas terhadap tegangan Desak : dsk
V M a M p 130,53 (243,675 19,745) b.1 W 1,00.1 1/ 6.(1,00)2 .1 1474,111kN / m2 desak
H4 H3
H1
H2 Superposisi Tegangan
Gambar 4.6 Potongan Terhadap C-C’ Beserta Diagram Tegangan dan Superposisi Tegangan.
8
Hasil dari perhitungan diatas bahwa tegangan yang terjadi di dasar fondasi didapat nilai sebagai berikut : maks = 172,328 kN/m2 dan min = 66,661 kN/m2 .Berikut perhitungan dari superposisi tegangan pada potongan C-C’: H1 = σ maks – Hc.γc =172,328 – 1,00. 25= 147,328 kN/m2. H2 = σ1 – Hc.γc = 144,129- 1,00. 25= 119,129 kN/m2. H3 = σ2 – Ht.γt - Hc.γc=112,797 – 5,70. 18– 1,00. 25 = -14,803 kN/m2. H4 = σ min - Ht.γt - Hc.γc = 66,661 –5,70.18– 1,00.25=- 60,939 kN/m2 1. Tinjauan Terhadap Potongan C- C’ Momen yang terjadi pada tampang C- C’ tampak pada Gambar 4.7.
4.4 Anaslisis Stabilitas Lereng dengan Struktur Counter Weight di Sisi Kanan Abutment A2 A.
DPT Berdiri di Lereng Tanah Asli di Sisi kanan Abutment A2 pemodelan stabilitas lereng dengankemiringan lereng asli 1V:0.25H, dapat dilihat seperti pada Gambar 4.8 12.50 m 100 k N/m²
7.0 0 m
8.00 m
Tanah Timbuna n Lanau Sedikit Lempung
10.00 m
Batuan Pasir, Abu- abu keh itaman
3 5.00 m
Batuan Lempung
1 /2H 1V
53 .00 m
22.00 m
2/3. 3,60 m (H4-H3)
2
H4 H3
1
5.50 m 5.0 0 m
7 .40 m
9.50 m
11.94 m
4.00 m
16.22 m
6 9.30 m
60,939
14,803
9.80 m
3,60 m
Gambar 4.7Momen yang Terjadi pada Tampang C- C’ M = H3. 3,60. ½.3,60 + (H4- H3). 3,60. 2/3. 3,60= 14,803. 3,60. ½ . 3,60+ (60,939- 14,803). 3,60. 2/3. 3,60= 295,232 kNm.
Gambar 4.8 Permodelan Topografi Asli di Sta 22+125
Lereng
Besarnya nilai maximum total displacements tanpa beban gempa 372,54×10-3m sedangkan dengan beban gempa 515,48×10-3m seperti tampak pada Gambar 4.9a dan Gambar 4.9b. Nilai-nilai displacement yang terjadi pada lereng
2. Tegangan Desak yang terjadi : dsk
M 295, 232 1048,161kN / m 2 1 / 6.(b) 2 .1 1 / 6.(1, 30 ) 2 . 1
=1048,161 kN/m2 < desak Beton = 1500 kN/m2 (Aman)
3. Tegangan Geser yang terjadi : DC-C’= H3. 3,60 + ½. (H4-H3). 3,60 = 14,803. 3,60 + 0,5.(60,93914,803). 3,60 = 136,336 kN.
Gambar 4.9a Total Displacement tanpa Beban Gempa
2 D 2 136,336 . 69,916kN / m2 3 b.h 3 1,30.1
.
= 69,916 kN/m2 < geser beton = 150 kN/m.(Aman)
9
Nilai-nilai displacement yang terjadi pada lereng
Gambar 4.9b Total Displacement dengan Beban Gempa
Gambar 4.11a Effective Stresses pada Lereng tanpaBeban Gempa
arah pergerakan tanah
Gambar 4.10a Arah Pergerakan Tanah tanpaBeban Gempa arah pergerakan tanah arah beban gempa
Gambar 4.11b Effective Stresses pada Lereng dengan Beban Gempa Gambar 4.12 menunjukkan nilai angka aman (SF) pada lereng Sta. 22+125 tanpa beban gempa 1,251, dengan beban gempa 1,249
Gambar 4.10b Arah Pergerakan Tanah dengan Beban Gempa Besarnya nilaieffective stresses tanpa beban gempa -870,65 kN/m2 dan dengan beban gempa -875,93 kN/m2 seperti tampak pada Gambar 4.11a dan Gambar 4.11b.
Gambar 4.12 Kurva SF Lereng tanpa dan dengan Beban Gempa
10
B. DPT Berdiri di Lereng Tanah Asli di Sisi Kanan Abutment A2 yang Diperbaiki dengan Dua Struktur Counter Weight Permodelan lereng diperbaiki dengan dua struktur Counter Weightdengan kemiringan lereng 1V:1,5H, seperti pada Gambar 4.13
Nilai-nilai displacement yang terjadi pada lereng
12 .50 m 10 0 kN/ m ²
Tan ah Timbuna n
7.00 m
8.00 m 14.00 m
10 .00 m
Gambar 4.14b Total Displacement dengan
Coun ter Wei ght
Lana u Sedikit Lem pung
BebanGempa
1.5H 1V Berm
Batuan Pasir, Abu-abu ke hita man
Tanah Timbunan 5 3.0 0 m
17.00 m
3 5.0 0 m
C ounter Weight 1 .5H
arah pergerakan tanah
1V
Batua n Lempung
22.00 m
9.80 m
5.50 m 5.00 m
7 .40 m
9.5 0 m
4.20 m 4.00 m
24.0 0 m
69.30 m
Gambar 4.13 Permodelan Topografi Lereng Diperbaiki di Sta 22+125 Besarnya nilai maximum total displacements tanpa beban gempa 358,81× 10-3 m dengan beban gempa 811,12× 10-3m seperti tampak pada Gambar 4.14a dan Gambar 4.14b.
Gambar 4.15a Arah Pergerakan Tanah tanpaBeban Gempa arah pergerakan tanah arah beban gempa
Nilai-nilai displacement yang terjadi pada lereng
Gambar 4.15b Arah Pergerakan Tanah denganBeban Gempa Gambar 4.14a Total Displacement tanpa Beban Gempa
Besarnya nilai effective stresses tanpa beban gempa -921,02 kN/m2 dan dengan beban gempa -999,32 kN/m2 seperti tampak pada Gambar 4.16a dan Gambar 4.16b.
11
C. DPT Berdiri di Lereng Tanah Asli di Sisi Kanan Abutment A2 yang Diperbaiki dengan Tiga Struktur Counter Weight Permodelan stabilitas lereng dengan tiga Counter Weight dengan kemiringan lereng 1V:1,5H, dapat dilihat seperti pada Gambar 4.18 12.50 m 1 00 kN/ m²
Tanah Timbunan
7.00 m
Gambar 4.16a Efektif Stress pada Lereng tanpaBeban Gempa
8.00 m 9.00 m
10.00 m 9.00 m
Counter We ight
Lanau Sedikit Lempung
1.5H 1V
Berm Cou nter Weight
1.5H
Batuan Pasir, Abu -abu kehitama n
Tanah Timbunan
1V Berm Counter Weight
5 3.00 m 1.5H
13.00 m
35.00 m
1V
Batuan Lempung
22.0 0 m
4.00 m 9.80 m
5.50 m 5.00 m
7.40 m
9.50 m
11.94 m
4.00 m
16 .22 m
69.30 m
Gambar 4.18 Permodelan Lereng di Sta 22+125 Gambar 4.16b Efektif Stress pada Lereng denganBeban Gempa Gambar 4.17 menunjukkan kurva angka aman (SF) tanpa beban gempa 1,435, dengan beban gempa sebesar 1,428
Topografi
Besarnya nilai maximum total displacements pada lereng tanpa beban gempa 361,24×10-3m sedangkan dengan beban gempa 837,70× 10-3 m seperti tampak pada Gambar 4.19a dan Gambar 4.19b. Nilai-nilai displacement yang terjadi pada lereng
Gambar 4.23Kurva SF Lereng tanpa dan denganBeban Gempa
Gambar 4.19a Total Displacement tanpa BebanGempa
12
Nilai-nilai displacement yang terjadi pada lereng
Gambar 4.19b Total denganBeban Gempa
Displacement
Gambar 4.20a Arah Pergerakan Tanah tanpaBeban Gempa arah pergerakan tanah arah beban gempa
Gambar 4.22a Efektif Stress pada Lereng tanpa Beban Gempa
Gambar 4.22b Efektif Stress pada Lereng dengan Beban Gempa Gambar 4.23 menunjukkan nilai angka aman (SF) tanpa beban gempa 1,439 dan dengan beban gempa 1,430
Gambar 4.20b Arah Pergerakan Tanah dengan Beban Gempa Besarnya nilai effective stresses tanpa beban gempa -916,55kN/m2 dan dengan beban gempa -993,20kN/m2 seperti tampak pada Gambar 4.21a dan Gambar 4.21b.
Gambar 4.23 Kurva Sf padaLereng tanpa dan dengan Beban Gempa
13
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan 1. Stabilitas struktur dinding penahan tanah berdasarkan pada tinjauan ekternal didapat stabilitas terhadap gaya guling sebesar = 4,574, stabilitas terhadap gaya geser sebesar = 2,288 ≥ dari SF = 1,50 maka kondisi gaya guling dan geser aman karna lebih besar dari safety factor yang diisyaratkan. Untuk stabilitas terhadap daya dukung tanah maks = 172.328 kN/m2 < ijin = 557,905 kN/m2 (aman). min = 66.661 kN/m2 > 0 (aman). Untuk tinjauan stabilitas internal terhadap pada potongan A-A’ didapat tegangan desak, desak = 427,560 kN/m2 < desak beton 1500 kN/m2 (aman). Tegangan geser = 35,206 kN/m2 < geser beton 150 kN/m2 (aman). Tinjauan terhadap potongan B-C didapat tegangan desak, desak = 1474,112 kN/m2 < desak beton 1500 kN/m2 (aman). Tegangan tarik, tarik = -1213,051 kN/m2 < tarik beton 300 kN/m2 (aman). Tegangan geser = 78,660 kN/m2 < geser beton 150 kN/m2 (aman). Tinjauan terhadap potongan C-C’ didapat tegangan desak, desak = 1048,161 kN/m2 < desak beton 1500 kN/m2 (aman). Tegangan geser = 69,916 kN/m2 < geser beton 150 kN/m2 (aman). 2. Stabilitas lereng dimana DPT berdiri pada kondisi tanah asli tanpa beban gempa diperoleh angka aman sebesar 1,251 dan dengan beban gempa sebesar 1,249, nilai ini tidak memenuhi syarat yang disepakati di proyek sebesar 1,30 3. Stabilitas Lereng dimana DPT berdiri di atas lereng asli yang diperbaiki dengan dua struktur Counter Weight didapat hasil angka aman tanpa beban gempa sebesar 1,435 dan dengan
beban gempa sebesar 1,428, sedangkan diperbaiki dengan tiga struktur Counter Weightdidapat hasil angka aman tanpa beban gempa 1,439 dan dengan beban gempa 1,430, nilai ini telah memenuhi syarat yang disepakati di proyek sebesar 1,30. 5.2 Saran 1. Penelitian selanjutnya perlu dilakukan perbandingkan kemiringan lereng pada Counter Weight agar didapat nilai angka aman yang bervariasi. 2. Dalam analisis stabilitas lereng dengan program Plaxis ini diperlukan trial and eror yang banyak 3. Perlu diberi bangunan drainase di sekitar dinding penahan tanah dan lereng untuk mengalirkan air hujan.
DAFTAR PUSTAKA Arum, S.P. (2010). Redasain Dinding Penahan Tanah Tipe Pasangan Batu Kali dengan Geotekstil Teranyam (Woven Geotextile), Studi Kasus Lereng Sungai Pada Gedung D3 Ekonomi UII. Tugas Akhir. (Tidak Diterbitkan). Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta. Brinkgreve, R.B.J et al. (2007). PLAXIS 2D – Versi 8. Delft University of Technology and PLAXIS. Belanda Heryono, I.T. (2010). Kajian Stabilitas Lereng Abutment Jembatan Susukan Jalan Tol Semarangsolo, Ruas Semarang-Bawen, Seksi II Gedawang-Penggarong Menggunakan program Plaxis 8.2. Tugas Akhir. (Tidak Diterbitkan). Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
14
Hardiyatmo, H.C. (2011). Analisis dan Perancangan Fondasi 1. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Hardiyatmo, H.C. (2010). Mekanika Tanah 2. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Hardiyatmo, H.C. (2010). Stabilitas Tanah untuk Perkerasan Jalan. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Hardiyatmo, H.C. (2006). Penanganan Tanah Longsor dan Erosi. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Ismanti, Sito. (2012). Analisis Perilaku Timbunan dengan Perkuatan Geosintetik Menggunakan Software Plaxis. Thesis. (Tidak Diterbitkan). Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Purwanto Edy. (2009). Desain Pondasi Dangkal (Bahan Kuliah Desain Pondasi Dangkal), Jurusan Teknik Sipil Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta. PT. Global Perfex Synergi & ASS. (2012). Justifikasi Teknik Pekerjaan Timbunan Abutment dan Badan Jalan Lokal serta Fondasi Tiang Bor pada Overpass Sta.21+850, Bawen. Semarang. PT. Waskita Karya Tbk. (2011). Laporan Soil Investigation Bor Mesin/Bor Log. Semarang.
15
