commit to user
45BAB 4
ANALISIS, HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisis Dinding Penahan Tanah
Sebelum menganalisis tanah dasar dari tanggul atau dinding penahan tanah (DPT) yang akan diperkuat dengan cerucuk kayu, perlu adanya analisis DPT itu sendiri untuk mengetahui apa saja yang dapat menyebabkan DPT runtuh. Analisis DPT dilakukan untuk mengetahui stabilitas geser, stabilitas guling dan stabilitas terhadap keruntuhan daya dukung tanah dengan perhitungan manual. Contoh perhitungan yang ditampilkan dalam bab ini yaitu kondisi sebelum perbaikan dan kondisi setelah perbaikan oleh DPU Surakarta dengan panjang tiang (L) 7 m pada variasi A yaitu posisi muka air tanah (MAT) di kedalaman H + 1,1 L, dibebani oleh beban mati dan hidup.
4.1.1. Kondisi Sebelum Perbaikan Dibebani Beban Mati
Tinggi DPT sebelum perbaikan adalah 3 m, sehingga posisi muka air tanah (MAT) yang ditinjau berada di kedalaman H + 1,1 L = 3 + 7,7 = 10,7 m dari permukaan tanah. Data tanah dan penampang dinding penahan tanah tersaji dalam Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Dinding penahan tanah sebelum perbaikan dibebani beban mati, pada variasi A.
46
Langkah – langkah yang dilakukan dalam menganalisis dinding penahan tanah yaitu:
1. Menghitung Tekanan Lateral a. Koefisien Tekanan Lateral
Koefisien tekanan aktif (Ka) Ka = = tg2 (45 - ) Ka = tg2 (45 – , ) Ka = 0,787
b. Koefisien tekanan pasif (Kp) Kp =
Kp = , Kp = 1,270
2. Menghitung Tekanan Tanah Akibat Berat Isi (γ) dan Kohesi (c) a. Tarikan akibat hohesi (c)
Tegangan tarik akibat kohesi σc = -2 c √Ka
σc = -2 x 14,7 x √0,787 σc = -26,089 kN/m2
Kedalaman kritis hc = √
hc = , √ , , hc = 1,844 m b. Tekanan tanah aktif
Tegangan tanah aktif pada dasar dinding σa = h γ Ka
σa = 3 x 17,97 x 0,787 σa = 42,450 kN/m2 c. Tekanan tanah aktif total
Tegangan tanah aktif total pada dasar dinding
σa = h γ Ka - 2 c √Ka
σa = 42,450- 26,089 σa = 16,362 kN/m2
Tekanan tanah aktif total, dihitung dengan menghitung luas diagram bagian tekan.
Pa = ½ σa (H - hc)
Pa = ½ x 16,362 x (3 - 1,844) Pa = 9,459 kN
Jarak dari O (m) xa = ⅓ (H - hc) xa = ⅓ x 1,156 xa = 0,385 m
Momen terhadap O (m) Ma = Pa xa
Ma = 9,459 x 0,385 Ma = 3,646 kN.m
Diagram tekanan tanah aktif. Dalam hitungan tekanan tanah aktif bagian yang mengalami tarikan diabaikan.
Gambar 4.2 Diagram tekanan tanah sebelum perbaikan dibebani beban mati d. Tekanan tanah pasif
Dikarenakan tidak adanya data tanah urug di depan DPT dan air sungai yang tidak selalu sama ketinggiannya maka tekanan tanah pasif dianggap tidak ada sehingga Pp = 0, ini dilakukan agar menambah aman dalam perancangan nantinya.
3
4
3. Menghitu
Gamba
Dengan u B = 2,8 b1 = 0,6 b2 = 0,8 b3 = 0,6 b4 = 0,8
Tabel 4.1 dibebani
Te W1 =
= W2 =
= W3 =
= W4 =
= W5 =
= W = 4. Rekapitul
Pa MPa
PP
ung Tekanan
ar 4.3 Keteran
ukuran:
8 m H
6 m h1
8 m h2
6 m h3
8 m γb
1 Hitungan t beban mati ekanan Akib
γbatukali*b1
γbatukali*0,5 γbatukali*(B γbatukali*0,5 γbatukali*b4
lasi Tekanan
= 9,459 k
= 3,646 k
= 0
n Akibat Din
ngan dimens p
H = 3 m
1 = 1,25
2 = 1,75
3 = 0,5 m
batukali = 22 k tekanan akib
bat DPT
*h1
16,500 5*b2*h1
11,000 B-b4)*h2
77,000 5*b4*(h2-h3)
11,000
4*h3
8,800 124,300 n Tanah kN kN
nding Penaha
si penahan ta pusat beratny
5 m 5 m m kN/m3
bat dinding
Le B-(
2, B/2+
1, (b1+b2+
1,
) ⅔
0, b 0,
an Tanah (D
anah sebelum ya
penahan tan
engan (b1/2) ,500 +(⅔*b2)
,933 +b3)/2+b4
,800
⅔*b4
,533 b4/2
,400 MW
DPT)
m perbaikan
nah sebelum
Momen 41,25 21,26 138,60 5,86 3,52 210,50
48
n dan titik
m perbaikan
0 67 00 67 20 03
MPp = 0 W = 124,300 kN MW = 210,530 kN
5. Menghitung Stabilitas Dinding Penahan Tanah a. Stabilitas terhadap Penggeseran
SFgs = ≥ 2 Rh = ca B + W tgδb
dengan ca = c, diambil δb sebesar 2/3φ maka Rh = 14,7 x 2,8 + 124,300 x 0,07964 Rh = 51,059 kN
Ph = Pa - Pp
Ph = 9,459 - 0 Ph = 9,459 kN maka,
SFgs = ,
,
SFgs =5,398 ≥ 2 … OK maka stabilitas geser memadai.
b. Stabilitas terhadap Penggulingan SFgl = ≥ 2
MW = 210,530 kN Mgl = MPa – MPp
Mgl = 3,646 kN.m maka,
SFgl = ,
,
SFgs =57,736 ≥ 2 … OK maka stabilitas guling memadai.
50
c. Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Dalam hal ini digunakan persamaan Hansen. Pada hitungan dianggap pondasi terletak di permukaan.
xe = = , ,
,
= 1,664 m I e I = B/2 - xe = 2,8/2 – 1,664 = 0,264 m < B/6 = 0,467 m Lebar efektif,
B’ = B – 2e = 2,8 – (2 x 0,264) = 2,272 m A’ = B’ x 1 = 2,272 x 1 = 2,272 m Gaya horisontal : Pa = H = 9,459 kN Gaya vertikal : W = V = 124,300 kN Faktor kemiringan beban :
iq =
1
., .iq =
1
, , , , , ,iq = 0,943
ic = iq – (1 - iq) / Nc tg φ
ic = 0,943 – (1 – 0,943) / 8,142 x tg 6,83 ic = 0,884
iγ =
1
,. .
iγ =
1
, ,, , , ,
iγ = 0,921
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0, faktor kedalaman dc = dq = dγ = 1, faktor bentuk sc = sq = sγ = 1):
dengan φ = 6,83° didapat Nc = 7,101; Nq = 1,853; Nγ = 0,152 dari Tabel 2.4.
qu = ic c Nc + iγ 0,5 B’ γ Nγ
qu = 0,884 x 14,7 x 7,101+ 0,921 x 0,5 x 2,272 x 17,97 x 0,152 qu = 94,209 kN/m2
Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, tekanan pondasi ke tanah dasar adalah:
q’ =
′ = ,
, = 54,718 kN/m2
Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung:
SFddt = ′ SFddt = ,
,
SFddt = 1,722 ≤ 3 … Tidak Memenuhi!
maka stabilitas terhadap kapasitas dukung tidak memadai.
Hasil perhitungan untuk berbagai variasi MAT pada kondisi sebelum perbaikan dibebani beban mati disajikan dalam Tabel 4.13.
4.1.2. Kondisi Sebelum Perbaikan Dibebani Beban Mati dan Beban Hidup Pada kondisi ini, dinding penahan tanah tidak hanya menerima beban mati akibat berat tanah namun terdapat beban hidup berupa beban lalu lintas seperti tergambar pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Dinding penahan tanah sebelum perbaikan dibebani beban mati dan beban hidup, pada variasi A.
Langkah – langkah yang dilakukan dalam menganalisis dinding penahan tanah yaitu:
1. Menghitung Tekanan Lateral
52
a. Koefisien Tekanan Lateral Koefisien tekanan aktif (Ka) Ka = = tg2 (45 - ) Ka = tg2 (45 – , ) Ka = 0,787
b. Koefisien tekanan pasif (Kp) Kp =
Kp = , Kp = 1,270
2. Menghitung Tekanan Tanah Akibat Berat Isi (γ) dan Kohesi (c) a. Tarikan akibat hohesi (c)
Tegangan tarik akibat kohesi σc = -2 c √Ka
σc = -2 x 14,7 x √0,787 σc = -26,089 kN/m2
Kedalaman kritis hc =
√ hc = ,
, √ , hc = 1,844 m b. Tekanan tanah aktif
Tegangan tanah aktif pada dasar dinding σa = h γ Ka
σa = 3 x 17,97 x 0,787 σa = 42,450 kN/m2 c. Tekanan tanah aktif total
Tegangan tanah aktif total pada dasar dinding σa = h γ Ka - 2 c √Ka
σa = 42,450- 26,089 σa = 16,362 kN/m2
Tekanan tanah aktif total, dihitung dengan menghitung luas diagram bagian tekan.
Pa = ½ σa (H - hc)
Pa = ½ x 16,362 x (3 - 1,844) Pa = 9,459 kN
Jarak dari O (m) xa = ⅓ (H - hc) xa = ⅓ x 1,156 xa = 0,385 m
Momen terhadap O (m) MPa = Pa xa
MPa = 9,459 x 0,385 MPa = 3,646 kN.m
Diagram tekanan tanah aktif. Dalam hitungan tekanan tanah aktif bagian yang mengalami tarikan diabaikan.
Gambar 4.5 Diagram tekanan tanah kondisi sebelum perbaikan dibebani beban mati dan beban hidup
d. Tekanan tanah pasif
Dikarenakan tidak adanya data tanah urug di depan DPT dan air sungai yang tidak selalu sama ketinggiannya maka tekanan tanah pasif dianggap tidak ada sehingga Pp = 0, ini dilakukan agar menambah aman dalam perancangan nantinya.
54
3. Menghitung Tekanan Akibat Dinding Penahan Tanah (DPT)
Tabel 4.2 Hitungan tekanan akibat dinding penahan tanah sebelum perbaikan dibebani beban mati dan beban hidup
Tekanan Akibat DPT Lengan Momen
W1 = γbatukali*b1*h1 B-(b1/2)
= 16,500 2,500 41,250
W2 = γbatukali*0,5*b2*h1 B/2+(⅔*b2)
= 11,000 1,933 21,267
W3 = γbatukali*(B-b4)*h2 (b1+b2+b3)/2+b4
= 77,000 1,800 138,600
W4 = γbatukali*0,5*b4*(h2-h3) ⅔*b4
= 11,000 0,533 5,867
W5 = γbatukali*b4*h3 b4/2
= 8,800 0,400 3,520
W = 124,300 MW 210,503
4. Menghitung tekanan akibat beban hidup
Besar beban lalu lintas mengikuti standar Amerika sehingga beban traffic yang diberikan adalah :
Beban lalu lintas = 0,5 x γtimb = 0,5 x 17,97 = 8,985 kN/m2
Menentukan tegangan akibat beban hidup dengan menggunakan rumus Persamaan 2.18 yaitu:
σ1 = (β – sin β cos 2α)
dengan α dan β didapat dari gambar sesuai tinggi DPT dan jarak beban hidup seperti pada Gambar 2.6.
Tabel 4.3 Tegangan akibat beban hidup pada kedalaman tertentu Tekanan Beban Hidup q = 8,985 kN/m²
Posisi β α sin β cos 2α σh σ1 = ¼ H = 2 83 0,035 0,2437387 11,391 σ2 = ½ H = 5 75 0,087 0,5176381 28,342 σ3 = ¾ H = 6 69 0,105 0,7167359 33,892 σ4 = H = 8 63 0,139 0,907981 45,037
Gambar 4.6 Diagram tegangan dan tekanan akibat beban hidup
Tabel 4.4 Tekanan tanah aktif akibat beban hidup sebelum perbaikan Tekanan Tanah Aktif Lengan Momen Ph1 = 0,5*(H/4)*σ1 H - (H/12)
= 4,272 2,500 10,679
Ph2 = (H/4)*σ1 H/2 + H/8
= 8,544 1,875 16,019
Ph3 = 0,5*(H/4)*(σ2-σ1) (H/12)+(H/2)
= 6,357 1,750 11,124
Ph4 = (H/4)*σ2 3H/8
= 21,257 1,125 23,914
Ph5 = 0,5*(H/4)*(σ3-σ2) H/3
= 2,081 1,000 2,081
Ph6 = (H/4)*σ3 H/8
= 25,419 0,375 9,532
Ph7 = 0,5*(H/4)*(σ4-σ3) H/12
= 4,180 0,250 1,045
Ph = 72,108 MPh 74,394
5. Rekapitulasi Tekanan Tanah
Pa = 9,459 + 72,108 = 81,567 kN MPa = 3,646 + 74,394 = 78,040 kN PP = 0
MPp = 0
W = 124,300 kN MW = 210,530 kN
6. Menghitung Stabilitas Dinding Penahan Tanah a. Stabilitas terhadap Penggeseran
SFgs = ≥ 2
56
Rh = ca B + W tgδb
dengan ca = c, diambil δb sebesar 2/3φ maka Rh = 14,7 x 2,8 + 124,300 x 0,07964 Rh = 51,059 kN
Ph = Pa - Pp
Ph = 81,567 - 0 Ph = 81,567 kN maka,
SFgs = ,
,
SFgs =0,626 ≤ 2 … Tidak Memenuhi!
maka stabilitas geser tidak memadai.
b. Stabilitas terhadap Penggulingan SFgl = ≥ 2
MW = 210,530 kN Mgl = MPa – MPp
Mgl = 78,040 kN.m maka,
SFgl = ,
,
SFgs =2,697 ≥ 2 … OK maka stabilitas guling memadai.
c. Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Dalam hal ini digunakan persamaan Hansen. Pada hitungan dianggap pondasi terletak di permukaan.
xe = = , ,
,
= 1,066 m I e I = B/2 - xe = 2,8/2 – 1,066 = 0,334 m < B/6 = 0,467 m Lebar efektif,
B’ = B – 2e = 2,8 – (2 x 0,334) = 2,131 m A’ = B’ x 1 = 2,131 x 1 = 2,131 m Gaya horisontal : Pa = H = 81,567 kN
Gaya vertikal : W = V = 124,300 kN Faktor kemiringan beban :
iq =
1
., .iq =
1
, , , , , ,iq = 0,572
ic = iq – (1 - iq) / Nc tg φ
ic = 0,572 – (1 – 0,572) / 8,142 x tg 6,83 ic = 0,133
iγ =
1
,. .
iγ =
1
, ,, , , ,
iγ = 0,449
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0, faktor kedalaman dc = dq = dγ = 1, faktor bentuk sc = sq = sγ = 1):
dengan φ = 6,83° didapat Nc = 7,101; Nq = 1,853; Nγ = 0,152 dari Tabel 2.4.
qu = ic c Nc + iγ 0,5 B’ γ Nγ
qu = 0,133 x 14,7 x 7,101+ 0,449 x 0,5 x 2,131 x 17,97 x 0,152 qu = 8,492 kN/m2
Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, tekanan pondasi ke tanah dasar adalah:
q’ =
′ = ,
, = 58,320 kN/m2
Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung:
SFddt = ′ SFddt = ,
,
SFddt = 0,146 ≤ 3 … Tidak Memenuhi!
maka stabilitas terhadap kapasitas dukung tidak memadai.
4 K d t s L p
L y
a
b
Hasil perh dengan b
4.1.3. Kondi Kondisi ini diganti deng tanahnya da sehingga po L = 1,8 + 7, penahan tana
Gamba
Langkah – yaitu:
1. Menghitu a. Koefisien Koefisien Ka1 = Ka1 = tg2 Ka1 = 0,3 b. Koefisien
hitungan unt eban mati da
isi Setelah P setelah keru gan tanah tim an DPT men
sisi muka ai ,7 = 9,5 m d ah tersaji da
ar 4.7 Dindin
langkah yan
ung Tekanan n Tekanan L n tekanan ak = tg2 (4 (45 – ) 33
n tekanan pa
tuk berbagai an beban hid
Perbaikan D untuhan dind mbunan beru nggunakan d ir tanah (MA dari permuka alam Gambar
ng penahan t p ng dilakukan
n Lateral ateral ktif (Ka)
45 - )
asif (Kp)
i variasi MA dup disajikan
Dibebani Be ding penahan upa tanah pa dimensi baru AT) yang dit
aan tanah. D r 4.7.
tanah setelah pada variasi
n dalam me
Ka2 = Ka2 = tg2 (4 Ka2 = 0,78
AT pada kond n dalam Tab
eban Mati n tanah awa das, diturunk u. Tinggi DP injau berada Data tanah da
h perbaikan d A.
enganalisis d
= tg2 (45 45 – , ) 7
disi sebelum bel 4.14.
al, maka tan kan elevasi p PT baru ada a di kedalam an penampa
dibebani beb
dinding pena
5 - )
58
m perbaikan
nah dikeruk permukaan alah 1,8 m, man H + 1,1 ang dinding
ban mati,
ahan tanah
Kp1 = Kp2 = Kp1 =
,
Kp2 =
, Kp1 = 3,000 Kp2 = 1,270
2. Menghitung Tekanan Tanah Akibat Berat Isi (γ) dan Kohesi (c) a. Tarikan akibat hohesi (c)
Tegangan tarik akibat kohesi
σc1 = -2 c1 √Ka1 σc2 = -2 c2 √Ka2
σc1 = -2 x 8,41 x √0,333 σc2 = -2 x 14,7 x √0,787 σc1 = -9,711 kN/m2 σc2 = -26,089 kN/m2
Kedalaman kritis hc = √
hc = , √ , hc = 1,821 m b. Tekanan tanah aktif
Tegangan tanah aktif pada dasar dinding σa1 = h1 γ1 Ka1 σa2 = h2 γ2 Ka2
σa1 = 1,2 x 16 x 0,333 σa2 = 0,3 x 17,97 x 0,787 σa1 = 6,394 kN/m2 σa2 = 4,243 kN/m2 c. Tekanan tanah aktif total
Tegangan tanah aktif total pada dasar dinding
σa1 = h1 γ1 Ka1 - 2 c1 √Ka1 σa2 = h1 γ1 Ka2 + h2 γ2 Ka2 - 2 c2 √Ka2
σa1 = 6,394 - 9,711 σa2 = 15,11 + 6,394 - 26,089 σa1 = -3,317 kN/m2 σa2 = -4,585 kN/m2
hasil yang didapat adalah (-) negatif yang berarti tanah mempunyai gaya tarik yang lebih besar daripada gaya tekannya. Maka nantinya Pa dapat dihilangkan karena dalam hitungan tekanan tanah aktif bagian yang mengalami tarikan diabaikan, lihat Gambar 4.10.
Tekanan tanah aktif akibat plat beton.
q = γbeton * tbeton
q = 25 x 0,3
60
q = 7,5 kN/m2
Tekanan tanah aktif total, dihitung dengan menghitung luas diagram bagian tekan.
Pa3 = qa h1 Ka1 Pa4 = qa h2 Ka2
Pa3= 7,5 x 1,2 x 0,333 Pa4 = 7,5 x 0,3 x 0,787 Pa3 = 3 kN Pa4 = 1,772 kN
Jarak dari O (m)
xa3 = ½ h1 xa4 = ½ h2 xa3 = ½ x 1,2 xa4 = ½ x 0,3 xa3 = 0,6 m xa4 = 0,15 m
Momen terhadap O (m) MPa = Pa3 xa3 + Pa4 xa4
MPa = (3 x 0,6) + (1,772 x 0,15) MPa = 2,066 kN.m
Diagram tekanan tanah aktif. Dalam hitungan tekanan tanah aktif bagian yang mengalami tarikan diabaikan.
Gambar 4.8 Diagram tekanan tanah setelah perbaikan dibebani beban mati d. Tekanan tanah pasif
Dikarenakan tidak adanya data tanah urug di depan DPT dan air sungai yang tidak selalu sama ketinggiannya maka tekanan tanah pasif dianggap tidak ada sehingga Pp = 0, ini dilakukan agar menambah aman dalam perancangan nantinya.
3. Menghitung Tekanan Akibat Dinding Penahan Tanah (DPT)
Gambar 4.9 Keterangan dimensi penahan tanah setelah perbaikan dan titik pusat beratnya
Dengan ukuran:
B = 1,5 m H = 1,8 m b1 = 0,15 m h1 = 1,2 m b2 = 0,5 m h2 = 0,3 m b3 = 0,7 m γbeton = 25 kN/m3 b4 = 0,15 m γbatukali = 22 kN/m3
Tabel 4.5 Hitungan tekanan akibat dinding penahan tanah setelah perbaikan dibebani beban mati
Tekanan Akibat DPT Lengan Momen
W1 = γbton*B*h2 B/2
= 11,250 0,750 8,438
W2 = γbatu*0,5*b3*h1 ⅔b3+b4
= 11,550 0,617 7,123
W3 = γbatu*b2*h1 B-b1-b2/2
= 16,500 1,100 18,150
Ws = γ1*b1*h1 B-b1/2
= 3,600 1,425 5,130
= 42,900 38,840
4. Rekapitulasi Tekanan Tanah Pa = Pa3 + Pa4 = 4,772 kN MPa = 2,066 kN
PP = 0
MPp = 0
W = 42,900 kN
62
MW = 38,840 kN
5. Menghitung Stabilitas Dinding Penahan Tanah a. Stabilitas terhadap Penggeseran
SFgs = ≥ 2 Rh = ca B + W tgδb
dengan ca = c, diambil δb sebesar 2/3φ maka Rh = 14,7 x 1,5 + 42,900 x 0,36397
Rh = 37,664 kN Ph = Pa - Pp
Ph = 4,772 - 0 Ph = 4,772 kN maka,
SFgs = ,
,
SFgs =7,893 ≥ 2 … OK maka stabilitas geser memadai.
b. Stabilitas terhadap Penggulingan Fgl = ≥ 2
MW = 38,840 kN Mgl = MPa – MPp
Mgl = 2,066 kN.m maka,
SFgl = ,
,
SFgs =18,802 ≥ 2 … OK maka stabilitas guling memadai.
c. Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Dalam hal ini digunakan persamaan Hansen. Pada hitungan dianggap pondasi terletak di permukaan.
xe = = , ,
,
= 0,857 m
I e I = B/2 - xe = 1,5/2 – 0,857 = 0,107 m < B/6 = 0,25 m Lebar efektif,
B’ = B – 2e = 1,5 – (2 x 0,107) = 1,286 m A’ = B’ x 1 = 1,286 x 1 = 1,286 m Gaya horisontal : Pa = H = 4,772 kN Gaya vertikal : W = V = 42,900 kN Faktor kemiringan beban :
iq =
1
., .iq =
1
, , , , , ,iq = 0,942
ic = iq – (1 - iq) / Nc tg φ
ic = 0,942 – (1 – 0,942) / 8,142 x tg 6,83 ic = 0,882
iγ =
1
,. .
iγ =
1
, ,, , , ,
iγ = 0,920
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0, faktor kedalaman dc = dq = dγ = 1, faktor bentuk sc = sq = sγ = 1):
dengan φ = 6,83° didapat Nc = 7,101; Nq = 1,853; Nγ = 0,152 dari Tabel 2.4.
qu = ic c Nc + iγ 0,5 B’ γ Nγ
qu = 0,882 x 14,7 x 7,101+ 0,920 x 0,5 x 1,286 x 17,97 x 0,152 qu = 50,675 kN/m2
Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, tekanan pondasi ke tanah dasar adalah:
q’ =
′ = ,
, = 33,370 kN/m2
Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung:
4 K p G
L y
a
SFddt = SFddt = SFddt = 1, maka stab Hasil per dibebani
4.1.4. Kondi Kondisi ini perhitungann Gambar 4.10
Gambar 4.
Langkah – yaitu:
1. Menghitu a. Koefisien Koefisien Ka1 = Ka1 = tg2
′ ,
,
,490 ≤ 3 … bilitas terhad rhitungan un
beban mati d
isi Setelah P i menamba nya. Posisi 0.
10 Dinding p
langkah yan
ung Tekanan n Tekanan L n tekanan ak = tg2 (4 (45 – )
Tidak Mem dap kapasita ntuk berbaga disajikan dal
Perbaikan D ahkan beban beban, dat
penahan tana beban hid ng dilakukan
n Lateral ateral ktif (Ka)
45 - )
menuhi!
s dukung me ai variasi MA lam tabel 4.
Dibebani Be n hidup b ta tanah dan
ah setelah pe dup, pada va n dalam me
Ka2 = Ka2 = tg2 (4
emadai.
AT pada kon 15.
eban Mati d berupa beba n data pen
erbaikan dib ariasi A.
enganalisis d
= tg2 (45 45 – , )
ndisi setelah
dan Beban H an lalu lin
ampang ter
bebani beban
dinding pena
5 - )
64
h perbaikan
Hidup ntas dalam
saji dalam
n mati dan
ahan tanah
Ka1 = 0,333 Ka2 = 0,787 b. Koefisien tekanan pasif (Kp)
Kp1 = Kp2 =
Kp1 = ,
Kp2 = ,
Kp1 = 3,000 Kp2 = 1,270
2. Menghitung Tekanan Tanah Akibat Berat Isi (γ) dan Kohesi (c) a. Tarikan akibat hohesi (c)
Tegangan tarik akibat kohesi
σc1 = -2 c1 √Ka1 σc2 = -2 c2 √Ka2
σc1 = -2 x 8,41 x √0,333 σc2 = -2 x 14,7 x √0,787 σc1 = -9,711 kN/m2 σc2 = -26,089 kN/m2
Kedalaman kritis hc =
√ hc = ,
√ , hc = 1,844 m b. Tekanan tanah aktif
Tegangan tanah aktif pada dasar dinding σa1 = h1 γ1 Ka1 σa2 = h2 γ2 Ka2
σa1 = 1,2 x 16 x 0,333 σa2 = 0,3 x 17,97 x 0,787 σa1 = 6,394 kN/m2 σa2 = 4,243 kN/m2 c. Tekanan tanah aktif total
Tegangan tanah aktif total pada dasar dinding
σa1 = h1 γ1 Ka1 - 2 c1 √Ka1 σa2 = h1 γ1 Ka2 + h2 γ2 Ka2 - 2 c2 √Ka2
σa1 = 6,394 - 9,711 σa2 = 15,11+ 6,394 - 26,089 σa1 = -3,317 kN/m2 σa2 = -4,585 kN/m2
hasil yang didapat adalah (-) negatif yang berarti tanah mempunyai gaya tarik yang lebih besar daripada gaya tekannya. Maka nantinya Pa dapat dihilangkan karena dalam hitungan tekanan tanah aktif bagian yang mengalami tarikan diabaikan, lihat Gambar 4.10.
Tekanan tanah aktif akibat plat beton.
66
q = γbeton * tbeton
q = 25 x 0,3 q = 7,5 kN/m2
Tekanan tanah aktif total, dihitung dengan menghitung luas diagram bagian tekan.
Pa3 = qa h1 Ka1 Pa4 = qa h2 Ka2
Pa3 = 7,2 x 1,2 x 0,333 Pa4 = 7,5 x 0,3 x 0,787 Pa3 = 3 kN Pa4 = 1,772 kN
Jarak dari O (m)
xa3 = ½ h1 xa4 = ½ h2 xa3 = ½ x 1,2 xa4 = ½ x 0,3 xa3 = 0,6 m xa4 = 0,15 m
Momen terhadap O (m) MPa = Pa3 xa3 + Pa4 xa4
MPa = (3 x 0,6) + (1,772 x 0,15) MPa = 2,066 kN.m
Diagram tekanan tanah aktif. Dalam hitungan tekanan tanah aktif bagian yang mengalami tarikan diabaikan.
Gambar 4.11 Diagram tekanan tanah setelah perbaikan dibebani beban mati dan beban hidup
d. Tekanan tanah pasif
Dikarenakan tidak adanya data tanah urug di depan DPT dan air sungai yang tidak selalu sama ketinggiannya maka tekanan tanah pasif dianggap tidak ada
sehingga Pp = 0, ini dilakukan agar menambah aman dalam perancangan nantinya.
3. Menghitung Tekanan Akibat Dinding Penahan Tanah (DPT)
Tabel 4.6 Hitungan tekanan akibat dinding penahan tanah setelah perbaikan dibebani beban mati dan beban hidup
Tekanan Akibat DPT Lengan Momen
W1 = γbton*B*h2 B/2
= 11,250 0,750 8,438
W2 = γbatu*0,5*b3*h1 ⅔b3+b4
= 11,550 0,617 7,123
W3 = γbatu*b2*h1 B-b1-b2/2
= 16,500 1,100 18,150
Ws = γ1*b1*h1 B-b1/2
= 3,600 1,425 5,130
= 42,900 38,840
4. Menghitung tekanan akibat beban hidup
Besar beban lalu lintas mengikuti standar Amerika, sehingga beban traffic yang diberikan adalah :
Beban lalu lintas = 0,5 x γtimb = 0,5 x 17 = 8 kN/m2
Menentukan tegangan akibat beban hidup dengan menggunakan rumus Persamaan 2.18 yaitu:
σ1 = (β – sin β cos 2α)
dengan α dan β didapat dari gambar sesuai tinggi DPT dan jarak beban hidup seperti Gambar 2.6.
Tabel 4.7 Tegangan akibat beban hidup pada kedalaman tertentu setelah perbaikan
TEKANAN BEBAN HIDUP q = 8 kN/m²
Posisi β α sin β cos 2α σh σ1 = ¼ H = 1 86 0,017 0,1395129 5,081 σ2 = ½ H = 2 81 0,052 0,3128689 15,195 σ3 = ¾ H = 4 77 0,070 0,4499021 20,212 σ4 = H = 5 73 0,087 0,5847434 25,205
68
Gambar 4.12 Diagram tegangan dan tekanan akibat beban hidup
Tabel 4.8 Tekanan tanah aktif akibat beban hidup setelah perbaikan Tekanan Tanah Aktif Lengan Momen Ph1 = 0,5*(H/4)*σ1 H - (H/12)
= 1,143 1,500 1,715
Ph2 = (H/4)*σ1 H/2 + H/8
= 2,286 1,125 2,572
Ph3 = 0,5*(H/4)*(σ2-σ1) (H/12)+(H/2)
= 2,276 1,050 2,390
Ph4 = (H/4)*σ2 3H/8
= 6,838 0,675 4,616
Ph5 = 0,5*(H/4)*(σ3-σ2) H/3
= 1,129 0,600 0,677
Ph6 = (H/4)*σ3 H/8
= 9,095 0,225 2,046
Ph7 = 0,5*(H/4)*(σ4-σ3) H/12
= 1,123 0,150 0,169
Ph = 23,891 MPh 14,184
5. Rekapitulasi Tekanan Tanah
Pa = 3 + 1,772 + 23,891 = 28,663 kN MPa = 3,646 + 14,184 = 16,250 kN PP = 0
MPp = 0
W = 42,900 kN MW = 38,840 kN
6. Menghitung Stabilitas Dinding Penahan Tanah a. Stabilitas terhadap Penggeseran
SFgs = ≥ 2
Rh = ca B + W tgδb
dengan ca = c, diambil δb sebesar 2/3φ maka Rh = 14,7 x 1,5 + 42,900 x 0,36397
Rh = 37,664 kN Ph = Pa - Pp
Ph = 28,663 - 0 Ph = 28,663 kN maka,
SFgs = ,
,
SFgs =1,314 ≤ 2 … Tidak Memenuhi maka stabilitas geser tidak memadai.
b. Stabilitas terhadap Penggulingan Fgl = ≥ 2
MW = 38,840 kN Mgl = MPa – MPp
Mgl = 16,250 kN.m maka,
SFgl = ,
,
SFgs =2,390 ≥ 2 … OK maka stabilitas guling memadai.
c. Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Dalam hal ini digunakan persamaan Hansen. Pada hitungan dianggap pondasi terletak di permukaan.
xe = = , ,
,
= 0,527 m I e I = B/2 - xe = 1,5/2 – 0,527 = 0,223 m < B/6 = 0,25 m Lebar efektif,
B’ = B – 2e = 2,8 – (2 x 0,223) = 1,053 m A’ = B’ x 1 = 1,053 x 1 = 1,053 m Gaya horisontal : Pa = H = 28,663 kN
70
Gaya vertikal : W = V = 42,900 kN Faktor kemiringan beban :
iq =
1
., .iq =
1
, , , , , ,iq = 0,648
ic = iq – (1 - iq) / Nc tg φ
ic = 0,648 – (1 – 0,648) / 8,142 x tg 6,83 ic = 0,286
iγ =
1
,. .
iγ =
1
, ,, , , ,
iγ = 0,538
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0, faktor kedalaman dc = dq = dγ = 1, faktor bentuk sc = sq = sγ = 1):
dengan φ = 6,83° didapat Nc = 7,101; Nq = 1,853; Nγ = 0,152 dari Tabel 2.4.
qu = ic c Nc + iγ 0,5 B’ γ Nγ
qu = 0,286 x 14,7 x 7,101+ 0,538 x 0,5 x 1,053 x 17,97 x 0,152 qu = 25,101 kN/m2
Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, tekanan pondasi ke tanah dasar adalah:
q’ =
′ = ,
, = 40,735 kN/m2
Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung:
Fddt = ′ SFddt = ,
,
SFddt = 0,616 ≤ 3 … Tidak Memenuhi!
maka stabilitas terhadap kapasitas dukung tidak memadai.
Hasil perhitungan untuk berbagai variasi MAT pada kondisi sebelum perbaikan dengan beban mati dan beban hidup disajikan dalam Tabel 4.16.
4.1.5. Rekapitulasi Hasil Analisis DPT
Rekapitulasi perhitungan stabilitas DPT berbagai variasi posisi MAT pada kondisi sebelum perbaikan dan setelah perbaikan, dibebani beban mati maupun beban mati dan hidup.
Tabel 4.9 Hasil perhitungan stabilitas DPT sebelum perbaikan dibebani beban mati
Kedalaman MAT Stabilitas Geser Stabilitas Guling Stabilitas Daya Dukung
(z) (m) SF Ket SF Ket SF Ket
H + 1,1 L 10,7 5,398 OK 57,736 OK 1,722 Tidak Memenuhi
H + L 10 5,398 OK 57,736 OK 1,722 Tidak Memenuhi
H + B 5,8 5,398 OK 57,736 OK 1,722 Tidak Memenuhi
H + ½ B 4,4 5,398 OK 57,736 OK 1,706 Tidak Memenuhi
H 3 5,398 OK 57,736 OK 1,691 Tidak Memenuhi
¾ H 2,25 5,164 OK 56,090 OK 1,681 Tidak Memenuhi
⅔ H 2 3,651 OK 30,108 OK 1,623 Tidak Memenuhi
½ H 1,5 2,598 OK 15,946 OK 1,566 Tidak Memenuhi
¼ H 0,75 2,150 OK 11,453 OK 1,533 Tidak Memenuhi
0 (dipermukaan) 0 1,322 Tidak Memenuhi 4,898 OK 1,327 Tidak Memenuhi
Ket : z diukur dari permukaan tanah.
Tabel 4.10 Hasil perhitungan stabilitas DPT sebelum perbaikan dibebani beban mati dan hidup
Kedalaman MAT Stabilitas Geser Stabilitas Guling Stabilitas Daya Dukung
(z) (m) SF Ket SF Ket SF Ket
H + 1,1 L 10,7 0,626 Tidak Memenuhi 2,697 OK 0,146 Tidak Memenuhi
H + L 10 0,626 Tidak Memenuhi 2,697 OK 0,146 Tidak Memenuhi
H + B 5,8 0,626 Tidak Memenuhi 2,697 OK 0,146 Tidak Memenuhi H + ½ B 4,4 0,626 Tidak Memenuhi 2,697 OK 0,139 Tidak Memenuhi
H 3 0,626 Tidak Memenuhi 2,697 OK 0,132 Tidak Memenuhi
¾ H 2,25 0,623 Tidak Memenuhi 2,694 OK 0,124 Tidak Memenuhi
⅔ H 2 0,593 Tidak Memenuhi 2,586 OK 0,035 Tidak Memenuhi
½ H 1,5 0,556 Tidak Memenuhi 2,403 OK -0,093 Tidak Memenuhi
¼ H 0,75 0,533 Tidak Memenuhi 2,269 OK -0,182 Tidak Memenuhi 0 (dipermukaan) 0 0,461 Tidak Memenuhi 1,793 Tidak Memenuhi -0,460 Tidak Memenuhi
Ket : z diukur dari permukaan tanah.
72
Tabel 4.11 Hasil perhitungan stabilitas DPT setelah perbaikan dibebani beban mati
Kedalaman MAT Stabilitas Geser Stabilitas Guling Stabilitas Daya Dukung
(z) (m) SF Ket SF Ket SF Ket
H + 1,1 L 9,5 7,893 OK 18,802 OK 2,781 Tidak Memenuhi
H + L 8,8 7,893 OK 18,802 OK 2,781 Tidak Memenuhi
H + B 3,3 7,893 OK 18,802 OK 2,781 Tidak Memenuhi
H + ½ B 2,55 7,893 OK 18,802 OK 2,767 Tidak Memenuhi
H 1,8 7,893 OK 18,802 OK 2,752 Tidak Memenuhi
¾ H 1,35 6,512 OK 17,514 OK 2,687 Tidak Memenuhi
⅔ H 1,2 4,269 OK 11,839 OK 2,562 Tidak Memenuhi
½ H 0,9 3,146 OK 7,853 OK 2,495 Tidak Memenuhi
¼ H 0,45 2,713 OK 6,299 OK 2,477 Tidak Memenuhi
0 (dipermukaan) 0 1,796 Tidak Memenuhi 3,296 OK 1,490 Tidak Memenuhi
Ket : z diukur dari permukaan tanah.
Tabel 4.12 Hasil perhitungan stabilitas DPT setelah perbaikan dibebani beban mati dan hidup
Kedalaman MAT Stabilitas Geser Stabilitas Guling Stabilitas Daya Dukung
(z) (m) SF Ket SF Ket SF Ket
H + 1,1 L 9,5 1,314 Tidak Memenuhi 2,390 OK 0,616 Tidak Memenuhi H + L 8,8 1,314 Tidak Memenuhi 2,390 OK 0,616 Tidak Memenuhi H + B 3,3 1,314 Tidak Memenuhi 2,390 OK 0,616 Tidak Memenuhi H + ½ B 2,55 1,314 Tidak Memenuhi 2,390 OK 0,611 Tidak Memenuhi
H 1,8 1,314 Tidak Memenuhi 2,390 OK 0,605 Tidak Memenuhi
¾ H 1,35 1,269 Tidak Memenuhi 2,368 OK 0,535 Tidak Memenuhi
⅔ H 1,2 1,151 Tidak Memenuhi 2,224 OK 0,287 Tidak Memenuhi
½ H 0,9 1,050 Tidak Memenuhi 2,030 OK 0,014 Tidak Memenuhi
¼ H 0,45 0,997 Tidak Memenuhi 1,909 Tidak Memenuhi -0,149 Tidak Memenuhi 0 (dipermukaan) 0 0,840 Tidak Memenuhi 1,496 Tidak Memenuhi -0,625 Tidak Memenuhi
Ket : z diukur dari permukaan tanah.
4.1.6. Pembahasan
1. Hubungan variasi MAT dengan faktor aman stabilitas DPT.
Perubahan posisi MAT memberikan pengaruh yang besar pada kedalaman tertentu, hal ini dapat dilihat dari grafik-grafik hasil analisis berikut:
Gambar 4.13 Grafik hubungan kedalaman MAT dengan faktor aman (SF) pada kondisi sebelum perbaikan dibebani beban mati
Gambar 4.14 Grafik hubungan kedalaman MAT dengan faktor aman (SF) pada kondisi sebelum perbaikan dibebani beban mati dan hidup
‐12
‐11
‐10
‐9
‐8
‐7
‐6
‐5
‐4
‐3
‐2
‐1 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Kedalaman Muka Air Tanah (m)
Faktor Aman / SF
Stabilitas Guling
Stabilitas Geser
Stabilitas terhadap Kapasitas Daya Dukung Tanah
z = H
z = H + B
z = H + L
‐12
‐11
‐10
‐9
‐8
‐7
‐6
‐5
‐4
‐3
‐2
‐1 0
‐1 0 1 2 3 4 5
Kedalaman Muka Air Tanah (m)
Faktor Aman / SF
Stabilitas Guling
Stabilitas Geser
Stabilitas terhadap Kapasitas Daya Dukung Tanah
z = H
z = H + B
z = H + L
74
Gambar 4.15 Grafik hubungan kedalaman MAT dengan faktor aman (SF) pada kondisi setelah perbaikan dibebani beban mati
Gambar 4.16 Grafik hubungan kedalaman MAT dengan faktor aman (SF) pada kondisi setelah perbaikan dibebani beban mati dan hidup
2. Pengaruh variasi posisi MAT terhadap faktor aman stabilitas DPT.
Seiring meningkatnya muka air tanah dari kedalaman (z) = H + 1,1 L sampai (z) H + B tidak memberikan pengaruh terhadap keseluruhan stabilitas DPT.
‐10
‐9
‐8
‐7
‐6
‐5
‐4
‐3
‐2
‐1 0
0 5 10 15 20 25 30
Kedalaman Muka Air Tanah (m)
Faktor Aman / SF
Stabilitas Guling
Stabilitas Geser
Stabilitas terhadap Kapasitas Daya Dukung Tanah
z = H z = H + B
z = H + L
‐10
‐9
‐8
‐7
‐6
‐5
‐4
‐3
‐2
‐1 0
‐1 0 1 2 3 4
Kedalaman Muka Air Tanah (m)
Faktor Aman / SF
Stabilitas Guling
Stabilitas Geser
Stabilitas terhadap Kapasitas Daya Dukung Tanah
z = H z = H + B
z = H + L
Setelah itu peningkatan posisi MAT sampai posisi MAT di permukaan (z = 0), memberikan pengaruh penurunan faktor aman yang besar pada stabilitas DPT.
a. Stabilitas Geser
Perubahan pada stabilitas geser terlihat mulai dari MAT pada posisi di dasar pondasi (z = H) sampai posisi MAT di permukaan (z = 0). Hal ini dikarenakan air berpengaruh pada tekanan yang menyebabkan penggeseran, semakin tinggi posisi MAT semakin besar tekanan yang menyebabkan penggeseran, maka semakin turun faktor aman stabilitas gesernya.
b. Stabilitas Guling
Sama halnya seperti pada stabilitas geser, meningkatnya posisi muka air dari kedalaman (z = H) sampai posisi MAT di permukaan (z = 0) berpengaruh pada tekanan yang menyebabkan momen penggulingan bertambah, sehingga menyebabkan faktor aman stabilitas guling menurun.
c. Stabilitas terhadap Keruntuhan Daya Dukung Tanah
Perubahan MAT mulai dari kedalaman (z) = H + B sampai posisi di permukaan (z = 0) memberikan pengaruh terhadap stabilitas terhadap keruntuhan daya dukung tanah, yakni semakin naik posisi MAT semakin turun nilai faktor aman stabilitas terhadap keruntuhan daya dukung tanah. Ini dikarenakan berat volume tanah (γ) sangat dipengaruhi oleh kadar air dan kedudukan air tanah.
Oleh karena itu, hal tersebut berpengaruh pula pada kapasitas dukungnya.
Beberapa kondisi yang perlu diperhatikan:
Jika muka air tanah sangat dalam atau z > H + B, dengan z adalah jarak muka air tanah dibawah dasar pondasi, maka nilai γ dalam suku ke-2 dan ke-3 dari persamaan kapasitas dukung, yang dipakai adalah γb atau γd.
Jika muka air tanah terletak pada kedalaman di bawah dasar pondasi (z < H + B), maka persamaan ke-3 diganti karena massa tanah dalam zona geser sebagian terendam air, nilai γ dapat didekati dengan,
γrata-rata = γ’ + (z/B)(γb – γ’).
76
Bila muka air tanah terletak di atas atau sama dengan dasar pondasi (z = H), maka γ yang dipakai pada persamaan ke-3 harus berat volume efektif (γ’).
Sedangkan nilai γb atau γd umumnya lebih besar dari γ’. Maka dari itu kapasitas dukung menurun seiring naiknya muka air tanah.
Penurunan drastis faktor aman (SF) mulai terjadi pada kedalaman z = H, yaitu posisi muka air tanah berada di dasar DPT, sampai posisi MAT di permukaan (z = 0).
3. Stabilitas DPT
Stabilitas geser dan stabilitas daya dukung yang dihasilkan dalam menopang beban mati dan hidup rata-rata bernilai kecil, sehingga tidak memenuhi syarat aman. Ini disebabkan tahanan geser dan tahanan dukung bergantung pada karakteristik tanah, dimana tanah termasuk lunak yang mempunyai kohesi (c) dan sudut geser (φ) yang kecil, sehingga berpengaruh pada besarnya faktor aman geser dan daya dukungnya.
Stabilitas guling bernilai besar dan memenuhi syarat aman dikarenakan tahanan guling bergantung pada propertis DPT, dimensi dan bahan. Semakin besar dimensi dan berat volume bahan maka tahanan guling akan meningkat.
4.2. Analisis Cerucuk Kayu
Dari hasil yang didapat pada hitungan analisis dinding penahan tanah (DPT) dapat ditarik kesimpulan bahwa DPT sebelum perbaikan maupun setelah perbaikan yang mana belum ditambahkan tiang cerucuk sebagai perkuatan tanah dasarnya, tidak kuat dalam mendukung stabilitas geser dan stabilitas terhadap kapasitas daya dukung tanah, sedangkan untuk stabilitas gulingnya bisa dikatakan memenuhi kecuali untuk kondisi ekstrim seperti variasi MAT di ¾ H DPT atau 1 H DPT, karena muka air tertinggi di lapangan hanya sampai ⅔ H DPT.
Maka digunakanlah cerucuk kayu sebagai perkuatan tanah dasar dalam mendukung DPT. Selain mendukung DPT cerucuk kayu digunakan dalam menahan gaya geser pada DPT. Jika dinding penahan tanah didukung oleh pondasi tiang, semua beban harus dianggap didukung oleh tiang. Karena itu,
tahanan gesek dan adhesi pada dasar pondasi harus tidak diperhitungkan (Hardiyatmo, 2011).
4.2.1. Perhitungan Tiang Tunggal
Contoh perhitungan yang ditampilkan dalam bab ini yaitu konfigurasi oleh DPU Surakarta dengan jumlah tiang 9, diameter kayu 0,2 m, panjang cerucuk 7 m, jarak antar tiang 0,25d atau 0,5 m, pada kondisi setelah perbaikan dibebani oleh beban mati dan hidup dengan posisi muka air tanah di kedalaman (z) = H + 1,1 L.
Perhitungan ini dimulai dengan menganalisis tiang tunggal untuk mengetahui kekuatan kayu yang dipakai, sebelum dianalisis dalam tiang kelompok. Data tanah dan penampang tiang tersaji dalam Gambar 4.17.
Gambar 4.17 Tampak samping cerucuk kayu konfigurasi DPU Surakarta 1. Menghitung Tekanan Tanah Vertikal
Kedalaman kritis (zc) = 10d untuk pasir longgar.
zc = 10 x 0,2 = 2 m
Perhitungan po (tekanan tanah) a. Untuk kedalaman 0 - 1,5m
po1 = z1 x γ2
po1 = 1,5 x 17,97
78
po1 = 26,955 kN/m2 b. Untuk kedalaman 1,5 - 2m
po2 = po1 + (z2 x γ3)
po2 = 26,955 + [(2-1,5) x 17,64]
po2 = 35,775 kN/m2
c. Untuk kedalaman 4-7m karena letak kedalaman dibawah zc, maka nilai po
setelah kedalaman zc adalah konstan, po3 = po2.
Perhitungan po’(tekanan tanah rata-rata) a. Untuk kedalaman 0 - 1,5m
po1’ = (po0+ po1)/2 po1’ = (0 + 26,955)/2 po1’ = 13,478 kN/m2 b. Untuk kedalaman 1,5 - 2m
po2’ = (po1+ po2)/2
po2’ = (26,955 + 35,775)/2 po2’ = 31,365 kN/m2 c. Untuk kedalaman 2 - 7m
po3’ = (po2+ po3)/2
po3’ = (35,775+ 35,775)/2 po3’ = 35,775 kN/m2
2. Tahanan Gesek Ultimit
Tahanan gesek tiang akan berupa julah tanahan dari komponen kohesi dan komponen gesekan dengan rumus:
Qs = As (cd’ + Kd. po’.tgδ) a. Untuk kedalaman 0 - 1,5m
As1 = π d z1
As1 = π x 0,2 x 1,5 = 0,942 m2 φ2 = 6,83º
δ2 = 1 x φ2 (1 untuk bahan tiang kayu, Tabel 2.5) δ2 = 1 x 6,83 = 6,83º
Kd = 1 (bahan kayu pada lempung, Tabel 2.6)
cd1’ = α c2 (didapat α = 1 menggunakan grafik Tomlinson, Gambar 2.10) cd1’ = 1 x 14,7 = 14,7 kN/m2
Qs1 = As1 (cd’ + Kd. po1’.tgδ2)
Qs1 = 0,942 (14,7 + 1. 13,478.tg 6,83) Qs1 = 15,376 kN
b. Untuk kedalaman 1,5 - 2m As2 = π d z1
As2 = π x 0,2 x 0,5 = 0,314 m2 φ3 = 23,4º
δ3 = 1 x φ2 (1 untuk bahan tiang kayu, Tabel 2.5) δ3 = 1 x 23,4 = 23,4º
Kd = 1 (bahan kayu pada lempung, Tabel 2.6)
cd2’ = α c3 (didapat α = 0,8 menggunakan grafik Tomlinson, Gambar 2.10) cd2’ = 0,8 x 39,9 = 31,92 kN/m2
Qs2 = As2 (cd’ + Kd. po2’.tgδ2)
Qs2 = 0,314 (31,92 + 1. 49,005.tg 23,4) Qs2 = 14,292 kN
c. Untuk kedalaman 2 - 7m As3 = π d z1
As3 = π x 0,2 x 5 = 3,142 m2 φ3 = 23,4º
δ3 = 1 x φ2 (1 untuk bahan tiang kayu, Tabel 2.5) δ3 = 1 x 23,4 = 23,4º
Kd = 1 (bahan kayu pada lempung, Tabel 2.6)
cd2’ = α c3 (didapat α = 0,8 menggunakan grafik Tomlinson, Gambar 2.10) cd2’ = 0,8 x 39,9 = 31,92 kN/m2
Qs3 = As1 (cd’ + Kd. po2’.tgδ2)
Qs3 = 3,142 (31,92 + 1. 35,775.tg 23,4) Qs3 = 148,915 kN
Maka, Qs total = Qs1 + Qs2 + Qs3
Qs total = 15,376 + 14,292 + 148,915 Qs total = 178,583 kN
80
Cek tahanan gesek satuan maksimum fs = Qs / As
fs = , ,
fs = 40,603 kN/m2 < 107 kN/m2 (OK)
3. Tahanan Ujung Ultimit
Tahanan ujung ultimit (Qb) dihitung dengan menggunakan persamaan kapasitas dukung Hansen pada Tabel 2.4, untuk φ3 = 23,4º, maka Nc = 18,558, Nq = 9,036, Nγ = 5,228.
Qb = Ab (α.cb.Nc + Pb.Nq + β.γ.d.Nγ) Ab = ¼ π d2 = ¼ π (0,2)2 = 0,031 m2
α = 1,3 dan β = 0,3 untuk bentuk tiang lingkaran cb = c3 = 39,9 kN/m2
Pb = po3 = 71,055 kN/m2 γ = γ3 = 17,64 kN/m3 d = 0,2 m
Qb = Ab (α.cb.Nc + Pb.Nq + β.γ.d.Nγ)
Qb = 0,031 (1,3.39,9. 18,558+ 35,775. 9,036+ 0,3.17,64.0,2. 5,228) Qb = 40,571 kN
Cek tahanan ujung satuan maksimum fs = Qb / Ab
fs = ,
¼ ,
fs = 1291,340 kN/m2 < 10700 kN/m2
4. Kapasitas ijin tiang
Berat tiang, (γkayu = 6,4 kN/m3) Wp = ¼.π.d2.z. γkayu
Wp = ¼.π.0,22.6,4 Wp = 1,407 kN
Diambil faktor aman (F) sebesar 3 maka,
4 S k s 3
Qa =
Qa = Qa = 72,5
4.2.2. Perhi Setelah dia konfigurasi secara kelom 30 cm.
Berat abu
Digunaka
Jarak anta
Jumlah b
Jumlah k
Ga
Jenis keru = ,
, = maka jen
, ,
582 kN
itungan Tia analisis seca
yang dipili mpok. Ukura
utment (W)
an 9 tiang ar tiang (s)
aris olom
ambar 4.18 K untuhan
= 2,5 ≥ is keruntuha
– ,
ang Kelomp ara tunggal ih untuk m an pile cap y
= W
= 42,9
= 64,3
= 2,5d
= 2,5 x
= 3
= 3
Konfigurasi
2
an termasuk ok
l, tiang dia mengetahui k yang diguna
W x lebar pile 900 x 1,5 350 kN
d
x 0,2 = 0,5 m
tiang kelom
keruntuhan
analisis dal kemampuan akan adalah
e cap
m
mpok oleh DP
tunggal.
am kelomp tiang dala 1,5 x 1,5 de
PU Surakarta
pok sesuai am bekerja engan tebal
a
82
Efisiensi tiang kelompok
Efisiensi tiang yang disarankan oleh Converse-Labarre.
Eg = 1 – θ dengan,
Eg = efisiensi kelompok tiang m = jumlah baris tiang
n’ = jumlah tiang dalam satu baris θ = arc tg d/s, dalam derajat s = jarak pusat ke pusat tiang (m) d = diameter tiang (m)
Eg = 1 – 21,801
Eg = 0,677
Kapasitas dukung ultimit kelompok tiang Qg = Eg . n . Qa
Qg = 0,677. 9 . 72,582 Qg = 442,253 kN
Cek Qg dengan W
Qg = 442,253 kN > W = 64,35 kN (OK)
SF = = , ,
SF = 6,873 kN ≥ 3 (OK)
maka kelompok tiang mampu mendukung beban DPT yang bekerja.
4.2.3. Beban Aksial Tiang pada Kelompok Tiang
Untuk mengetahui beban yang bekerja pada tiang dalam baris tertentu.
Perhitungan Momen dan Gaya pada Kelompok Tiang
Perhitungan ini hampir sama dengan perhitungan awal tentang tekanan tanah aktif Pa, tekanan pasif Pp dan W, bedanya ada tinjauan sepanjang s, dan titik poros momen berada pada tengah pile cap. Untuk lebih jelasnya lihat Gambar 4.19.
Gambar 4.19 Detail perletakan tiang a. Tekanan tanah aktif
Tabel 4.13 Perhitungan tekanan aktif untuk kelompok tiang Tekanan tanah aktif Lengan Momen
q = q*h1*Ka1*s h1/2
= 1,500 0,600 0,900
q = q*h2*Ka2*s h2/2
= 0,886 0,150 0,133
= 2,386 1,033
Tabel 4.14 Perhitungan tekanan aktif karena beban hidup untuk kelompok tiang
Tekanan tanah aktif Lengan Momen Ph1 = 0,5*(H/4)*σ1*s H - (H/12)
= 0,572 1,500 0,857
Ph2 = (H/4)*σ1*s H/2 + H/8
= 1,143 1,125 1,286
Ph3 = 0,5*(H/4)*(σ2-σ1)*s (H/12)+(H/2)
= 1,138 1,050 1,195
Ph4 = (H/4)*σ2*s 3H/8
= 3,419 0,675 2,308
Ph5 = 0,5*(H/4)*(σ3-σ2)*s H/3
= 0,564 0,600 0,339
Ph6 = (H/4)*σ3*s H/8
= 4,548 0,225 1,023
Ph7 = 0,5*(H/4)*(σ4-σ3)*s H/12
= 0,562 0,150 0,084
Ph = 11,945 7,092
b. Tekanan tanah pasif
Karena dianggap tidak ada maka tidak ditampilkan