PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH
DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM GEO5
Naskah Publikasi
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
Arya Nugraha
NIM : D 100 080 082
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
LEMBAR PENGESAHAN
PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH
DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM GEO 5
Naskah Publikasi
diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada tanggal 11 Oktober 2013
diajukan oleh :
Arya Nugraha
NIM : D 100 090 082
Pembimbing Utama
Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T.
NIK. 732
Pembimbing Pendamping
PLANNING
RETAINING
WALL
BY
USING
GEO
5
PROGRAM
PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH DENGAN MENGGUNAKAN
PROGRAM
G
EO 5
Arya Nugraha dan Suhendro Trinugroho
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani, Tromol Pos I, Pabelan, Kartasura, 57102
ABSTRACT
Nowdays, technology in the field of building construction is also experiencing rapid growth, including in the field of geotechnical engineering , especially in planning foundations. To further facilitate the performance of planners foundation, in this case the question is a retaining wall, the use of software ( programs ) are needed . Based on this case, the authors wanted to know how far the level of use of the program to plan a retaining wall, and the program is Geo5. In the planning of this retaining wall will plan a retaining wall in the region of Yogyakarta, Piyungan - Batas Gunung Kidul, planned walls are cantilever wall with concrete structures, control the stability of the sliding force, the overturning, and the bearing capacity of the land used equation of Vasic, soil parameters used heavy volume of soil ( ) 1,548 gr/cm3 ; gravity ( GS ) 2,66 ; cohesion ( c ) 0,163 kg/cm2 ; angle of internal friction ( φ ) 30,44o, average water content 44 , 82 %, geological conditions in the soil layer of ground is sand clay, the wall hold the ground 15,2 m hight. Method of calculation performed twice, the calculation method of manual calculation and calculation with Geo5 program. After calculation, results of the manual calculation is, sliding stability factor 2,475 > 2 ( safe ) , overturning stability 3,945 > 2 ( safe ) , bearing capacity 4,874 > 3 ( safe ) . The results of the calculation Geo5 program is, overturning stability 2,01 > 2 ( safe ) , sliding stability 2,32 > 2 ( safe ) , bearing capacity 5,11 > 2 ( safe ) . Differences between of the results manual calculations satabilitas with the Geo5 program calculations, because the equation when calculating lateral earth pressure are differently. Manual calculations using formulas Rankine method and Geo5 program using a modified Rankine formula , the Mazindrani method.
Keywords:retaining wall, stability of retaining wall, Geo5 program
ABSTRAKSI
Seiring dengan kemajuan jaman, teknologi di bidang konstruksi bangunan juga mengalami perkembangan pesat, termasuk dalam bidang geoteknik, khususnya dalam perencanaan fondasi. Untuk semakin mempermudah kinerja dari perencana fondasi, dalam hal ini yang dimaksud adalah dinding penahan tanah, penggunaan perangkat lunak ( program ) sangat dibutuhkan. Berdasarkan hal tersebut, penulis ingin mengetahui seberapa jauh tingkat penggunaan program untuk merencanakan dinding penahan tanah, program tersebut adalah Geo5. Pada perencanaan dinding penahan ini akan merencanakan dinding penahan tanah di daerah Yogyakarta, jalan Piyungan – Batas Gunung Kidul, dinding yang direncanakan adalah dinding penahan tanah tipe kantilever dengan struktur dari beton, mengontrol stabilitas terhadap pergeseran, penggulingan, serta keruntuhan kapasitas daya dukung tanah yang menggunakan persamaan Vasic, parameter tanah yang digunakan berat volume tanah ( ) 1,548 gr/cm3; berat jenis (GS) 2,66; kohesi (c) 0,163 kg/cm2; sudut gesek dalam (ϕ); kadar air rata – rata 44,82%, kondisi geologi lapisan tanah di lapangan berupa pasir kelempungan, tinggi tanah yang ditahan setinggi 15,2 m. Metode perhitungan dilakukan dua kali, metode perhitungan manual dan perhitungan dengan program Geo5. Setelah dilakukan perhitungan, maka didapat hasil hitungan manual faktor stabilitas terhadap geser 2,475>2 (aman), stabilitas terhadap guling 3,945>2 (aman), keruntuhan kapaitas daya dukung 4,874>3 (aman). Hasil perhitungan program Geo5 stabilitas terhadap guling 2,01>2 (aman), stabilitas terhadap geser 2,32>2 (aman), keruntuhan kapasitas daya dukung 5,11>2 (aman). Perbedaan hasil perhitungan satabilitas antara perhitungan manual dengan program Geo5, karena persamaan ketika menghitung tekanan tanah lateral berbeda. Perhitungan manual menggunakan rumus Rankine dan program Geo5 menggunakan rumus Rankine yang telah dimodifikasi, yaitu metode Mazindrani.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
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.
Rumusan Masalah
Perencanaan dinding penahan tanah dengan menggunakan program Geo5 ini dipandang perlu karena dalam era persaingan sekarang ini, selain ketepatan dan ketelitian dalam perencanaan, kecepatan dalam menghitung juga diperlukan. Oleh karena itu dengan menguasai program Geo5 ini diharapkan akan menambah daya saing dari perencana, khususnya perencanan yang berhubungan dengan geoteknik.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari perencanaan dinding penahan tanah dengan menggunakan program Geo5 adalah sebagai berikut:
1. Merencanakan dimensi dan stabilitas dinding penahan tanah terhadap bahaya pergeseran, penggulingan dan keruntuhan dengan metode manual. Kemudian diolah dengan menggunakan program Geo5.
2. Penggunaan program Geo5 untuk mencari nilai keamanan dari stabilitas dinding penahan tanah.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari perencanaan dinding penahan tanah dengan menggunakan program Geo5 antara lain : 1. Manfaat umum, untuk memberikan pengetahuan
tentang program baru dalam bidang geoteknik khususnya di kalangan mahasiswa program studi teknik sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta, yaitu program Geo5. Serta memberikan alternatif perencanaan dimensi dan stabilitas dinding penahan tanah yang lebih cepat dan tepat.
2. Manfaat khusus, untuk mengetahui sejauh mana tingkat penggunaan program Geo 5 ini dalam perencanaan dinding penahan tanah. Sehingga program ini bisa diaplikasikan di lapangan.
Batasan Masalah
Untuk menghindari adanya perluasan pembahasan, maka dipakai batasan masalah dalam perencanaan ini adalah sebagai berikut :
1. Perencanaan ini dilakukan di Jalan Piyungan – Batas Gunung Kidul.
2. Dalam penelitian ini menggunakan dinding penahan tanah jenis dinding penahan beton bertulang dengan balok kantilever (Reinforced concrete cantilever walls) yang menggunakan struktur dari beton. 3. Kontrol stabilitas dinding penahan tanah terhadap
gaya pergeseran, penggulingan, serta terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah yang menggunakan persamaan Vesic (1975).
4. Kriteria perencanaan dinding penahan tanah jenis dinding penahan beton bertulang dengan balok
kantilever (Reinforced concrete cantilever walls), meliputi :
Tabel 1. Data Tanah Lereng
5. Masalah dikhususkan pada perencanaan dinding penahan tanah dengan dinding kantilever.
METODE PENELITIAN
Uraian Umum
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. Setelah mendapatkan data yang dibutuhkan, akan dilakukan analisis kondisi lereng tanah tersebut dan direncanakan dinding penahan tanah jenis dinding kantilever dengan menggunakan program GEO 5.Data penelitian yang dibutuhkan adalah data SPT tanah dan data – data tanah, seperti berat volume tanah ( γtanah ), berat volume satureted
tanah ( γsat ), berat volume air ( γw ), dan berat volume
efektif tanah (γ’). Tahapan penelitian seperti yang tergambarkan pada bagan alir dibawah ini :
Gambar 1. Bagan alir tahapan perencanaan
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Data tanah tersebut dapat dilihat dalam tabel berikut ini :
Tabel 2. Tabel Data Tanah Pada Bor Hole I
W1 W2 W3 W4
Gambar 2. Dimensi awal dari dinding penahan tanah Stabilitas dinding penahan tanah ini didasarkan pada buku analisis dan perancangan fondasi ( Hardiatmo ). 1. Stabilitas terhadap pergeseran
3. Stabilitas terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung a. Kapasitas dukung ultimit
qult = dc.ic.c.Nc + dq.iq.Po.Nq + d.i.0,5
. .B.N = 99,97721 ton/m2
b. Tekanan fondasi ke tanah dasar terbagi rata
q’= = =
= 20,514 ton/m2
c. Faktor aman terhadap daya dukung tanah
F = = = 4,874 > 3 ( Aman)
Jadi asumsi dimensi awal dari dinding penahan tanah, sudah aman terhadap stabilitas pergeseran ( Sliding ), penggulingan ( Overturning ), dan daya dukung tanah ( Bearing Capacity ).
Tabel 3. Hitungan beban dinding terfaktor (Faktor beban: beban mati 1,2 dan beban hidup 1,6)
Tabel 4. Hitungan beban tekanan tanah aktif terfaktor Tekanan pada dasar fondasi :
q = . Tabel 5. Hasil hitungan momen terfaktor
Potongan y y3 Mu Tabel 6. Hasil hitungan penulangan dinding vertikal
Potongan Tabel 7. Hasil hitungan tulangan bagi dinding vertikal
Untuk x = 5,3 m = 119,818 ton.m ( letak tulangan di bawah ) Momen potongan VII – VII : Tabel 8. Hasil hitungan penulangan pelat fondasi
Potongan
Tabel 9. Hasil hitungan tulangan bagi pelat fondasi
Potongan
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 = 3122,58 kNm/m
Overturning moment Movr = 1554,18 kNm/m
Safety factor = 2,01 > 2
Wall for overturning is SATISFACTORY (Aman)
2. Pemeriksaan untuk stabilitas pergeseran
Resisting horizontal force Hres = 524,25 kNm/m
Active horizontal force Hact = 225,60 kNm/m
Safety factor = 2,32 > 2
Wall for slip is SATISFACTORY ( Aman )
3. Pemeriksaan terhadap eksentrisitas pelat fondasi
Max. eccentricity of normal force e = 1879,1 mm Maximum allowable eccentricityealw = 2561,8 mm
Eccentricity of the normal force is SATISFACTORY (Aman)
4. Pemeriksaan terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung tanah
Max. stress at fotting bottom σ = 195,56 kPa Bearing capacity of foundation soil Rd = 999,70 kPa
Safety factor = 5,11 > 2
Bearing capacity of foundation soil is SATISFACTORY ( Aman )
5. Hasil penulangan memalui program Geo5 dapat dilihat
sebagai berikut :
Tabel 10. Pemeriksaan terhadap dinding vertikal dari dinding penahan
Tabel 11. Pemeriksaan terhadap pelat fondasi dari dinding penahan
hasil perhitungan stabilitas manual dan program Geo5,
sebagai berikut :
Tabel 12. Perbandingan hasil perhitungan manual dengan Geo5.
Stabilitas Manual Program Geo5 perhitungan stabilitas tersebut berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena pada perhitungan manual, tekanan tanah lateral menggunakan metode Rankine sedangkan untuk perhitungan dengan program Geo5 perhitungan tekanan tanah lateralnya menggunakan metode Rankine yang telah dimodifikasi, yaitu metode Mazdrani. Metode Mazdrani ketika menghitung koefisien tekanan tanah aktif maupun pasif langsung memasukkan nilai kohesi tanah, sedangkan untuk metode Rankine ketika menghitung tekanan tanah aktif maupun pasif hanya memasukkan sudut gesek dalam tanah dan kemiringan tanah.
Sedangkan untuk hasil penulangan dari perhitungan manual, dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 13. Hasil hitungan penulangan dinding vertikal
Tabel 14. Hasil hitungan tulangan bagi dinding
Tabel 15. Hasil hitungan penulangan pelat fondasi
Potongan
D h As As,min s
mm mm mm2 mm2 dipakai
VI - VI 25 1000 4051,4 3281,3 120
VII - VII 25 1000 4342,2 3281,3 110
Tabel 16. Hasil hitungan tulangan bagi pelat fondasi
Potongan Hasil perhitungan penulangan melalui program Geo5 dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 17. Pemeriksaan terhadap dinding vertikal dari dinding penahan
Tabel 18. Pemeriksaan terhadap pelat fondasi dari dinding penahan
Ukuran diameter tulangan pada program Geo5 berbeda
dengan ukuran yang ada di Indonesia, sehingga ukuran 6
dan 9 bukan berarti tulangan dengan diameter 6 dan 9 mm.
Akan tetapi harus dikonversi terlebih dahulu ke ukuran SI,
sehingga tulangan 6 = 19 mm dan tulangan 9 = 25 mm
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari hasil analisis pada BAB V dapat
disimpulkan beberapa hal mengenai analisis dinding
penahan tanah yang berada di Jalan Piyungan – Batas
Gunung Kidul.
Perencanaan struktur dinding penahan tanah ini
direncanakan aman terhadap pergeseran, penggulingan,
dan keruntuhan kapasitas daya dukung tanah. Hasil
analisis tersebut dapat dilihat sebagai berikut :
1) Hasil Perhitungan manual :
a) faktor stabilitas terhadap geser 2,475>2 (aman)
b) stabilitas terhadap guling 3,945>2 (aman)
c) keruntuhan kapaitas daya dukung 4,874>3 (aman)
2) Hasil perhitungan program Geo5 :
a) stabilitas terhadap guling 2,01>2 (aman)
b) stabilitas terhadap geser 2,32>2 (aman)
c) keruntuhan kapasitas daya dukung 5,11>2 (aman)
3) Struktur badan dinding penahan tanah ( Stem )
4) Struktur fondasi mengguakan tulangan :
a) Potongan VI – VI menggunakan D25 –
120
b) Potongan VII – VII menggunakan D25 –
110
Perbedaan hasil perhitungan stabilitas antara
perhitungan manual dengan program Geo5, dikarenakan
rumus atau metode yang digunakan berbeda. Pada
perhitungan manual, penulis menggunakan metode
Rankine akan tetapi pada program Geo5 menggunakan
metode Rankine yang telah dimodifikasi, yaitu metode
Mazindrani, rumus Mazindrani telah tertuang dalam BAB
III.
Saran
1. Sebelum menggunakan program Geo5 penulis
menyarankan pembaca untuk menguasahi terlebih
dahulu konsep perhitungan manual dari dinding
2. Dalam perencanaan dinding penahan tanah, perencana
perlu mengetahui atau memahami lokasi yang akan
dibangun dinding penahan tanah. Sehingga
perencanan dinding penahan dapat diperhitungkan
secara tepat menurut kondisi lapangan.
3. Ketika merencanakan dinding penahan tanah, data –
data tanah harus lengkap dan akurat. Agar
mendapatkan hasil yang presisi.
DAFTAR PUSTAKA
Asroni, Ali., 2010. “Balok dan Pelat Beton Bertulang”, Graha Ilmu, Yogyakarta.
Blogspot, 2011. Longsoran, Diakses Tanggal 25 Maret 2013
http://harizonaauliarahman.blogspot.com/2011/08/html
Bowles, J. E, 1982. “Foundation Analysis And Design”, Third Edition, McGraw-Hill Book Company, Singapore.
DAS, M. Braja, 2002. “Principles of Geotechnical Engineering”, Books/cole Thomson Learning, California State University.
Finesoftware, Tanpa Tahun. Tutorials Retaining Wall Programs, Diakses 02 Maret 2013,
http://www.finesoftware.eu/download/tutorials/GEO5_Re taining_wall_programs.mp4
Hardiyatmo, H. C, 2011. “Analisis dan Perancangan Pondasi I”, Edisi Kedua, Gajah Mada University Press, Yogyakarta
Hardiyatmo, H. C, 1994. “Mekanika Tanah 2”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Kh, Ir. Sunggono, 1984. “ Mekanika Tanah”, Penerbit Nova, Bandung.
Poliupg, Tanpa Tahun. Bab III Dinding Penahan Tanah, Diakses 28 Maret 2013,
http://lecturer.poliupg.ac.id
Pranata, H., 2010. Analisis Dinding Penahan Tanah Dengan Perhitungan Manual dan Kontrol Gaya-Gaya Dalam Yang Bekerja Pada Dinding Penahan Tanah Dengan Metode SAP 2000 Plane – Strain, Tugas Akhir, Teknik Sipil, Universitas Tadulako Palu.
Sudarmanto, 1996. Dinding Penahan Tanah, “Konstruksi
Beton 2”.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/1234 56789/26326/3/Chapter%2011.pdf
Soemono, 1997. “Statika 1”, Edisi Kelima, Penerbit ITB, Bandung.
