PERENCANAAN DESAIN DAN STABILITAS DINDIN

PERENCANAAN DESAIN DAN STABILITAS DINDING

dan dan hasil perhitungan program Geo5 , sama-sama mendapatkan angka aman yang telah ditetapkan untuk stabilitas dinding penahan tanah urug kohesif. Perbedaan hasil perhitungan antara metode manual dengan perhitungan program Geo5, karena persamaan ketika menghitung tekanan tanah lateral berbeda. Pada perhitungan manual dilakukan dengan menggunakan ,metode Rankine dan program Geo5 menggunakan rumus Rankine yang telah dimodifikasi (metode Mazindrani). Kata kunci : dinding penahan tanah; stabilitas geser; stabilitas keruntuhan daya dukung tanah; stabilitas penggulingan; program Geo5

Pendahuluan

Dewasa ini teknologi terus berkembang seiring kemajuan jaman. Teknologi di bidang konstruksi bangunan juga mengalami perkembangan pesat, termasuk teknologi dalam bidang geoteknik. Sudah jamak diketahui bersama bahwa untuk mempercepat dalam perhitungan dan meminimalisir kesalahan pada saat menghitung kestabilan dinding penahan tanah dengan menggunakan program bantu Geo5. Geo5

merupakan sederetan program yang dibuat untuk memecahkan berbagai macam permasalahan geoteknik. Tujuan dari perencanaan dinding penahan tanah dengan menggunakan program Geo5 adalah merencanakan dimensi dan stabilitas dinding penahan tanah terhadap bahaya pergeseran, penggulingan dan keruntuhan daya dukung tnahdengan metode manual. Kemudian diolah dengan menggunakan program

Dinding penahan tanah

Dinding penahan tanah/ turap adalah suatu konstruksi yang bertujuan untuk menahan tanah agar tidak longsor dan meninggikan lereng alam suatu tanah. Di lapangan dinding penahan tanah dapat ditemui pada saluran air di samping jalan, pada pinggir sungai agar tebing sungai tidak longsor, pada bendungan dan saluran irigasi dan dinding penahan bukit agar tidak longsor.

pasangan batu, beton hingga baja. Bahkan kini sering dipakai produk bahan sintetis mirip kain tebal sebagai dinding penahan tanah.

Klasifikasi dinding penahan

Berdasarkan bentuk dan penahanan terhadap tanah, dinding penahan dapat klasifikasikan ke dalam tiga bentuk, yakni: (1) dinding gravity, (2) dinding semi gravity dan (3) dinding non gravity. Dinding gravity merupakan dinding penahan tanah yang mengandalkan berat bahan sebagai penahan tanah umumnya berupa pasangan batu atau bronjong batu (gabion).

Dinding semi gravity selain mengandalkan berat sendiri, memanfaatkan berat tanah tertahan untuk kestabilan struktur. Sedangkan dinding non gravity mengandalkan konstruksi dan kekuatan bahan untuk kestabilan.

Tekanan tanah lateral

Untuk dapat memperkirakan dan menghitung kestabilan dinding penahan, diperlukan menghitung tekanan ke arah samping (lateral). Karena massa tanah berupa butiran, maka saat menerima tegangan normal (

σ

n) baik akibat beban yang diterima

tanah maupun akibat berat kolom tanah di atas kedalaman atau duga tanah yang kita tinjau, akan menyebabkan tekangan tanah ke arah tegak lurus atau ke arah samping. Tegangan inilah yang disebut sebagai tegangan tanah lateral (lateral earth pressure). Tengangan tanah akibat kolom tanah tersebut merupakan besaran tegangan efektif (

σ

eff) yang sebanding dengan

γ

eff x H. Pengetahuan tentang tegangan lateral ini

Kestabilan dinding penahan tanah

Besaran tekanan lateral ini menjadi salah satu faktor utama yang diperhitungkan untuk perancangan kestabilan dinding penahan tanah. Tekanan lateral tersebut dapat menyebabkan dinding penahan terguling (overturning) atau bergeser (slidding). Selain besaran tekanan lateral kestabilan dinding penahan dipengaruhi pula oleh bentuk struktur dan faktor pelaksanaan konsruksi. Buruknya pemadatan tanah tertahan di belakang dinding penahan merupakan penyebab keruntuhan undermining.

Kestabilan geser dinding penahan

Untuk memberikan kekuatan yang cukup melawan geseran horisontal, dasar dinding penahan harus memeiliki kedalaman minimum 3 ft (1m) di bawah muka tanah. Untuk dinding permanen, kekuatan tersebut harus stabil tanpa adanya struktur penahan pasif di bagian kaki dinding. Jika syarat kekuatan diatas tak mencukupi, dapat ditambahkan pengunci geser di bawah telapak pondasi atau tiang pancang untuk menahan geseran. Selain persyaratan kekuatan tersebut, harus dipertimbangkan pula adanya kemungkinan bahaya erosi akibat aliran maupun pengaruh hujan.

Longsoran

beberapa blok – blok batuan yang diakibatkan oleh momen guling yang bekerja pada blok – blok batuan tersebut; Aliran ( flowing ); merupakan material yang bergerak ke arah bawah lereng seperti suatu cairan.

Kegunaan dan manfaat program Geo 5 v.17

Program bantu ini dikhususkan untuk menghitung dan menganalisis masalah-masalah yang berkaitan dengan pekerjaan tanah, misalnya pekerjaan pemancangan, dinding penahan tanah (Retaining Wall), menganalisis penurunan tanah (Settlement), menganalisis stabilitas lereng (Slope Stability), dan lain sebagainnya. Geo 5 dapat menghitung dan menganalisis dalam waktu yang singkat, akan tetapi akurat dan tepat. Geo 5 dapat menghitung dan menganalisis stabilitas lereng, stabilitas dinding penahan tanah, menganalisis keamanan dari dimensi dinding penahan tanah yang telah dibuat, dan lain sebagainya.

Tekanan tanah aktif dan pasif

Konsep tekanan tanah aktif dan pasif sangat penting untuk masalah-masalah stabilitas tanah, pemasangan batang-batang penguat pada galian. Persamaan tekanan tanah aktif pada tanah pasir murni diberikan di bawah ini :

Pa = Ka

γ H

2 kN/m

Di mana harga Ka Untuk tanah datar adalah :

Ka

=

= tan 2

Untuk tanah miring harga Ka adalah:

Tekanan tanah aktif pada tanah berkohesi dihitung dengan cara sebagai berikut: Kohesi adalah lekatan antara butirbutir, sehingga kohesi mempunyai pengaruh

mengarungi tekanan aktif tanah sebesar 2c

Pa = Ka

γ

H2 – 2c

Tekanan tanah pasif :

Pp1 = .

γ

w . h12

Pp2 = .

γ

w . h22 Kp + 2c

Kp = = tan2

Teori Rankine untuk tanah non-kohesi

Gaya horisontal yang menyebabkan keruntuhan ini merupakan tekanan tanah aktif dan nilai banding tekanan horisontal dan vertikal pada kondisi ini, merupakan koefisien tanah aktif (coefficient of active pressure) atau Ka bila ditanyakan dalam persamaan umum (Hardiyatmo, 2007).

Ka =

Kp =

Kestabilan struktur terhadap kemungkinan terguling dihitung dengan persamaan berikut :

SF

guling

=

≥ 2

Stabilitas dinding penahan terhadap penggeseran

Gaya perlawanan yang terjadi berupa lekatan antara tanah dasar pondasi dengan alas pondasi dinding penahan tanah. Untuk jenis tanah campuran (lempung pasir) maka besarnya,

SF

=

SF ≥ 2 digunakan untuk jenis tanh kohesif, misal tanah lempung

Stabilitas dinding penahan terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah

Persamaan ini digunakan untuk menghitung kapasitas dukung ultimit pada beban miring dan eksentris, yaitu :

qu= dciccNc + dqiqDq.

γ.

Nq + dγiγ.0,5.BγNγ

Faktor kemiringan beban menggunakan rumus :

iq = ≥ 0

ic = iq – (1 – iq) / Nc tgϕ

Dengan catatan : Nctg ϕ= Nq – 1 Dan faktor kapasitas dukung menggunakan rumus :

Nc =

Nγ = 1,5 ( Nq – 1 ) tgϕ’

Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung didentifikasi sebagai :

F = ≥ 3 → q

Metode Penelitian

Pada perencanaan kali ini permasalahan yang diangkat adalah merencanakan dimensi dari dinding penahan tanah dengan mengambil data SPT-Test dan DST di daerah jalan Piyungan – Batas Gunung Kidul.. Tahapan penelitian seperti yang tergambarkan pada bagan alir dibawah ini :

Mulai

Pengambilan data tanah lereng

Analisis dinding penahan tanah dengan metode manual

Analisis dinding penahan tanah dengan program Geo 5 V.17

Hasil dan pembahasan

Data tanah lokasi penelitian

Tabel 1. Data Tanah Pada Bor Hole I

Jenis Bor Hole I

Berat volume (γ) 1,548 ton/m3

Berat Jenis (Gs) 2,66

Kohesi (c) 1,630 ton/m2

Sudut Gesek Dalam ( )ϕ 30.44 Kadar Air Rata-rata 44,22%

Penentuan dimensi awal dinding penahan

Perhitungan stabilitas dinding penahan tanah secara manual

Stabilitas dinding penahan tanah ini didasarkan pada buku analisis dan perancangan fondasi ( Hardiatmo, 2010 ). Stabilitas terhadap pergeseran :

Faktor keamanan terhadap geseran F (sliding) :

F

gs

=

=

=

=

2,475 > 2 (Aman)

Stabilitas terhadap penggulingan :

F

gl

=

=

=

= 3,945 > 2 (Aman)

Stabilitas terhadap keruntuhan kapsitas daya dukung :

Kapasitas dukung ultimit

qult = dc.ic.c.Nc + dq.iq.Po.Nq + dγ.iγ.0,5.

γ.

B.Nγ

= 99,97721 ton/m2

Tekanan fondasi ke tanah dasar terbagi rata

q’

= =

=

=

20,514 ton/m2

Faktor aman terhadap daya dukung tanah

Perhitungan dengan program Geo 5

Setelah dimensi dari dinding penahan tanah di Input ke dalam program Geo5 seperti langakah – langkah pada bagan alir di atas, maka program Geo5 mendapatkan Output sebagai berikut :

1. Pemeriksaan untuk stabilitas penggulingan

Resisting moment Mres = 3094,90 kNm/m Overturning moment Movr = 1523,42 kNm/m Safety factor = 2.03 > 2

Wall for overturning is SATISFACTORY ( Aman ) 2. Pemeriksaan untuk stabilitas pergeseran

Resisting horizontal force Hres = 518,76 kNm/m Active horizontal force Hact = 218,98 kNm/m Safety factor = 2.37 > 2

Wall for slip is SATISFACTORY ( Aman )

3. Pemeriksaan terhadap eksentrisitas pelat fondasi

Maximum allowable eccentricity ealw = 2574,0 mm Eccentricity of the normal force is SATISFACTORY ( Aman ) 4. Pemeriksaan terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung tanah Max. stress at fotting bottom σ = 188,40 kPa Bearing capacity of foundation soil Rd = 999,70 kPa Safety factor = 5,31 > 2

Bearing capacity of foundation soil is SATISFACTORY ( Aman )

Dari hasil perhitungan di atas dapat di dapatkan hasil perhitungan stabilitas manual dan program Geo5, sebagai berikut :

Tabel 2. Perbandingan hasil perhitungan manual dan program Geo 5

Stabilitas Manual Program Geo 5 Faktor Aman Keterangan Penggulingan 3,945 2,03 2 Aman Pergeseran 2,475 2,37 2 Aman Daya dukung tanah 4,874 5,31 2-3 Aman

Kesimpulan

Meskipun angka aman yang dihasilkan melalui program Geo 5 dengan perhitungan manual berbeda, perhitungan stabilitas dinding penahan tanah dengan menggunakan dimensi awal yang direncanakan menunjukkan bahwa untuk ketiga tinjauan stabilitas penggulingan, penggeseran, dan keruntuhan kapasitas dukung tanah menghasilkan nilai angka aman yang melebihi yang disyaratkan, yang berarti dimensi dinding penahan bisa dipakai. Perbedaan yang terjadi disebabkan perhitungan stabilitas dinding penahan untuk program Geo 5 dan manualmenggunakan persamaan yang berbeda. Program Geo 5 memudahkan perencana dalam mendesain dinding penahan tanah dan analisis bangunan geoteknik yang lain.

Daftar Pustaka

Hakam,Abdul.et al.2011.Studi Stabilitas Dinding Penahan Tanah Kantilever Pada Ruas Jalan Silaing Padang Bukittinggi Km 64+500.Bukit Tinggi : Jurnal Rekayasa Sipil

Star,Anastasia.et al.2011.Program Desain Penulangan Dinding Penahan Tanah (Retaining Wall) Menggunakan Perangkat Lunak Visual Basic.Net 2008.Kupang : Univ. Nusa Cendana

Budi Listyawan, Anto.et al.2013.Desain Dinding Penahan Tanah Dengan Menggunakan Program Geo 5.Surakarta : Universitas Muhammadiyah Surakarta DAS, M. Braja. (1994). “Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis”.Jakarta : Erlangga Sudarmanto, (1996), Dinding Penahan Tanah, “Konstruksi Beton 2”

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26326/3/Chapter%2011.pdf

http://captainpiezocone.blogspot.com/2012/02/dinding-penahan-tanah-dan-tekanan-tanah.html. 2012. “Dinding Penahan Tanah Dan Tekanan Lateral”. Diakses Tanggal 13 Mei 2014