ANALISA PERILAKU DINDING PENAHAN TANAH
KANTILEVER (
CANTILEVER RETAINING WALLS
)
AKIBAT BEBAN DINAMIS
SKRIPSI
Oleh
RAHMA WINNI OKTARI P 0810922049
JURUSAN TEKNIK SIPIL - FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
ANALISA PERILAKU DINDING PENAHAN TANAH
KANTILEVER (
CANTILEVER RETAINING WALLS
)
AKIBAT BEBAN DINAMIS
SKRIPSI
Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Program Strata-1 pada Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang
Oleh
RAHMA WINNI OKTARI P 0810922049
Pembimbing ABDUL HAKAM, Ph.D HENDRI GUSTI PUTRA, MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL - FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
iv
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xii
DAFTAR NOTASI xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang I-1
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian I-2
1.3 Batasan Masalah I-2
1.4 Sistematika Penulisan I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dinding Penahan Tanah (Retaining Walls) II-1 2.1.1 Dinding Penahan Tanah Kantilever II-3
2.2 Teori Getaran II-9
2.2.1 Sistem Satu Derajat Kebebasan (Single Degree of
Freedom System) II-10
v
2.3.2 Tekanan Tanah Pasif Menurut Rankine II-24 2.4 Tekanan Tanah Menurut Coulomb II-25 2.4.1 Tekanan Tanah Aktif Menurut Coulomb II-25 2.4.2 Tekanan Tanah Pasif Menurut Coulomb II-26 2.5 Tekanan Tanah Akibat Gempa (Metoda Mononobe
Okabe) II-26
2.5.1 Tekanan Tanah Aktif Menurut Mononobe
Okabe II-27
2.5.2 Tekanan Tanah Pasif Menurut Mononobe
Okabe II-28
2.6 Evaluasi Stabilitas Struktur Dinding Penahan Tanah II-28 2.7 Kajian Beban Dinamis (Beban Gempa) pada Dinding
Penahan Tanah Kantilever II-29
2.8 Wilayah Gempa dan Spektrum Respons II-30
2.9 Program SAP2000 v.11 II-32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Umum III-1
3.2 Rencana Kerja III-1
3.2.1 Studi Kepustakaan III-2
3.2.2 Pengumpulan Data III-3
3.2.3 Pengolahan Data III-4
3.2.4 Analisis Perilaku Dinding Kantilever dengan
Menggunakan Software III-6
3.2.5 Pembahasan III-6
vi
BAB IV PROSEDUR DAN HASIL KERJA
4.1 Data Penelitian IV-1
4.2 Perhitungan Stabilitas Dinding Penahan Tanah IV-2
4.2.1 Stabilitas Eksternal IV-3
4.2.2 Stabilitas Dinamis IV-7
4.2.2.1 Stabilitas Dinamis dengan Sudut
Keruntuhan α = (45 + /2) IV-9 4.2.2.2 Stabilitas Dinamis dengan Sudut
Keruntuhan α = IV-13
4.2.2.3 Stabilitas Dinamis dengan Metode
Mononobe Okabe IV-17
4.2.3 Stabilitas Menyeluruh (Overall Stability) IV-22 4.3 Perencanaan Tulangan Dinding Kantilever IV-24 4.3.1 Perhitungan Tulangan Dinding Kantilever IV-25 4.4 Analisa Program Dinding Penahan Tanah IV-32
4.4.1 Permodelan Struktur IV-32
4.4.2 Hasil Analisa Program IV-33
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN
5.1 Penampang Dinding Kantilever V-1 5.2 Stabilitas Dinding Kantilever V-2 5.3 Perencanaan Tulangan Dinding Kantilever V-4 5.4 Hasil Perhitungan Program SAP2000 V-4
BAB VI PENUTUP
6.1 Kesimpulan VI-1
i
ABSTRAK
Gempa bumi disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi) serta aktivitas vulkanik. Kerusakan struktur tanah sebagai akibat langsung dari gempa yang menyebabkan menurunnya daya dukung tanah di bawah pondasi, keruntuhan pada dinding penahan tanah, keruntuhan pada abutmen jembatan, sehingga sangat diperlukan analisa beban dinamis yang bekerja pada struktur tersebut.
Besarnya stabilitas struktur perkuatan tanah diperlihatkan dengan suatu faktor keamanan (safety factor). Faktor keamanan diartikan sebagai perbandingan kemampuan menahan beban terhadap besarnya beban yang bekerja. Faktor keamanan yang ditinjau meliputi kestabilan struktur terhadap guling, geser serta keruntuhan daya dukung.
Tahap awal yaitu perhitungan stabilitas dinding dalam kondisi statis dimana hasil yang didapat menunjukkan bahwa dinding dapat menahan gaya guling, geser serta keruntuhan daya dukung dengan nilai FS 4.682, 5.13, 12. 816. Kemudian perhitungan dilakukan dengan menganalisa stabilitas dinamis dinding penahan kantilever dengan dua variasi sudut keruntuhan, yaitu = 45 + /2 dan = dimana hasil yang diperoleh dinding sama-sama mengalami keruntuhan daya dukung akan tetapi pada sudut keruntuhan = 45 + /2 dinding stabil terhadap geser dan guling dan pada sudut keruntuhan = dinding hanya stabil terhadap gaya guling. Selanjutnya analisa dilakukan dengan menggunakan metode Mononobe-Okabe dimana dengan penambahan beban gempa menyebabkan dinding penahan mengalami pergeseran serta keruntuhan daya dukung. Dengan adanya penambahan beban dinamis ini menyebabkan nilai faktor keamanan semakin kecil. Selanjutnya dilakukan analisa dengan menggunakan software SAP2000 dimana didapatkan besarnya perpindahan struktur akibat beban dinamis. Perpindahan terbesar terjadi pada bagian puncak dinding penahan tanah yaitu sebesar 1.9532 cm.
Kata Kunci : faktor keamanan, stabilitas dinamis, dinding
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang sangat sering terkena bencana gempa bumi. Hal tersebut salah satunya dikarenakan oleh letak Indonesia yang berada pada pertemuan empat lempeng tektonik yaitu lempeng Benua Asia, lempeng Benua Australia, lempeng Samudera Hindia, dan lempeng Samudera Pasifik. Selain itu Indonesia terletak di kawasan yang disebut dengan pacific ring of fire, daerah dimana lebih dari 90% aktifitas gempa bumi terjadi di kawasan ini.
Gambar 1.1 Patahan Lempeng Bumi dan
Gunung Api Aktif Indonesia
Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Gempa bumi disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi) serta aktivitas vulkanik.
I-2
memicu terjadinya tanah longsor, runtuhan batuan, dan kerusakan tanah lainnya yang merusak permukiman penduduk. Kerusakan struktur tanah sebagai akibat langsung dari beban gempa adalah seperti menurunnya daya dukung tanah di bawah pondasi, keruntuhan pada dinding penahan tanah, keruntuhan pada abutmen jembatan. Apabila kerusakan terjadi pada pondasi/dinding penahan tanah akibat beban dinamis (gempa bumi) serta kekuatan tanah tidak stabil (keruntuhan tanah) maka kerusakan itu akan sangat berpengaruh pada konstruksi diatasnya, sehingga sangat diperlukan analisa beban dinamis yang bekerja pada struktur tersebut.
Berdasarkan uraian diatas penulis tertarik untuk melakukan kajian pengaruh beban dinamis terhadap stabilitas dinding penahan tanah.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa perilaku dinding penahan tanah kantilever (cantilever retaining wall) dengan menggunakan analisa program SAP2000 v.11.
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai acuan dalam perencanaan dinding penahan tanah kantilever akibat adanya beban dinamis yang sangat berpengaruh terhadap perilaku dinding penahan tanah.
1.3 Batasan Masalah
Supaya hasil penelitian lebih optimal maka diberikan batasan-batasan masalah sebagai berikut:
I-3
4. Data tanah yang digunakan diambil dari hasil pengujian laboratorium daerah Kecamatan Kuranji.
5. Dinding penahan tanah yang dipakai berfungsi untuk menahan lereng tanpa muka air tanah.
1.4 Sistematika Penulisan
Untuk menghasilkan penulisan yang baik dan terarah maka penulisan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang membahas hal-hal berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Merupakan studi penulisan yang bersumber dari buku-buku dan berbagai referensi lainnya untuk menambah pemahaman dan mencari sumber yang tepat dalam pelaksanaan percobaan dan perhitungan.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Berisikan langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian. BAB IV : PROSEDUR DAN HASIL KERJA
Merupakan langkah-langkah perhitungan dalam pengerjaan tugas akhir.
BAB V : ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Meliputi perhitungan dan pembahasan mengenai dinding penahan tanah kantilever akibat beban dinamis.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
