INSTITUT TEKNOLOGI PLN
PERBANDINGAN ANALISIS STABILITAS SECANT PILE DAN SOLDIER PILE UNTUK GALIAN BASEMENT DENGAN
APLIKASI KOMPUTER
SKRIPSI
NADIA NURHAZIQOH NIM : 2016-21-088
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNOLOGI INFRASTRUKTUR DAN KEWILAYAHAN INSTITUT TEKNOLOGI PLN
JAKARTA, 2020
Digitally signed by Desi Putri DN: C=ID, OU="Fakultas Teknologi Infrastruktur Dan Kewilayahan, IT PLN", O=Program Studi Sarjana Teknik Sipil, CN=Desi Putri, [email protected] Reason: I am the author of this document Location: Jakarta Date: 2021-02-28 10:39:08 Foxit Reader Version: 9.7.0
Desi
Putri
Digitally signed by Desi Putri
DN: C=ID, OU="Fakultas Teknologi Infrastruktur Dan Kewilayahan, IT PLN", O=Program Studi Sarjana Teknik Sipil, CN=Desi Putri, [email protected] Reason: I am the author of this document Location: Jakarta Date: 2021-02-28 10:39:51
Desi
Putri
(Nadia Nurhaziqoh) Jakarta, 19 Agustus 2020 UCAPAN TERIMA KASIH
Assalamu’alaikum warrahmatullahi wabarakatuh.
Dengan ini Saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada yang terhormat :
Dyah Pratiwi Kusumastuti, S.T., M.T. Selaku Dosen Pembimbing
Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan.
Terima kasih yang sama saya sampaikan kepada :
1. Bapak Wahyudi Aminoto selaku Project Manager Proyek Pembangunan Apartemen Grand Dharmahusada Lagoon Surabaya yang telah memberikan bantuan dalam memperoleh data untuk punyusunan skripsi ini 2. Ibu Dyah Pratiwi Kusumastuti, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing
Akademik.
3. Teman-teman dari Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil IT-PLN.
Yang telah membantu Saya dalam memberikan informasi, koreksi dan tenaganya agar dapat menyelesaikan penelitian ini dengan baik.
Demikian ucapan terima kasih ini saya sampaikan.
Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan atas ke hadirat Allah SWT atas rahmat- Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Perbandingan Analisis Stabilitas Secant Pile dan Soldier Pile untuk Galian Basement dengan Aplikasi Komputer”. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang studi Strata 1 (S1) Teknik Sipil Institut Teknologi – PLN.
Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan bimbingan serta dukungan dari berbagi pihak. Oleh karena itu penulis dengan senang hati mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua, ayah dan ibu serta keluarga besar terkasih, terima kasih atas doa, dukungan semangat, perhatian dan bantuannya sehingga memotivasi penulis dalam penulisan skripsi ini.
2. Ibu Gita Artiani, S.T.,M.T. selaku Kepala Departemen Teknik Sipil IT – PLN, Ibu Desi Putri, S.T.,M.Eng. selaku Kepala Progam Studi Jurusan Teknik Sipil IT – PLN.
3. Ibu Dyah Pratiwi Kusumastuti, S.T., M.T. selaku pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk memberikan arahan, bantuan dan nasehat dalam permasalahan yang dihadapi penulis dalam penyusunan skripsi ini.
4. Teman – teman angkatan 2016.
Penulis menyadari bahwa penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca untuk Skripsi ini, demi perbaikan di masa yang akan datang. Harapan penulis, semoga hasil yang telah penulis susun dapat bermanfaat dan berguna bagi orang yang membaca.
Jakarta, 19 Agustus
Nadia Nurhaziqoh NIM : 2016 – 21 – 088
(Nadia Nurhaziqoh) Yang menyatakan PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi – PLN, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Nadia Nurhaziqoh
NIM : 2016-21-088
Program Studi : Sarjana Jurusan : Teknik Sipil Jenis karya : Skripsi
Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Institut Teknologi–PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non- exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
”PERBANDINGAN ANALISIS STABILITAS SECANT PILE DAN SOLDIER PILE UNTUK GALIAN BASEMENT DENGAN APLIKASI KOMPUTER”
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non eksklusif ini Institut Teknologi - PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta
Pada tanggal : 19 Agustus 2020
PERBANDINGAN ANALISIS STABILITAS SECANT PILE DAN SOLDIER PILE UNTUK GALIAN BASEMENT DENGAN
APLIKASI KOMPUTER Nadia Nurhaziqoh, 2016 21 088
Dibawah bimbingan Dyah Pratiwi Kusumastuti., ST., MT
ABSTRAK
Ketersedian lahan yang kian menipis menyebabkan para engineer harus dapat memanfaatkan lahan semaksimal mungkin. Sehingga dalam menghadapi kondisi tersebut bangunan tinggi dan ruang bawah tanah berupa basement dapat menjadi solusi yang nyata. Pada pekerjaan basement dapat dijumpai beberapa masalah diantaranya naiknya muka air tanah dan longsoran di sekitar galian.
Oleh karena itu direncanakan dinding penahan tanah untuk menjaga kestabilan struktur bangunan basement dan mencegah keruntuhan tanah disekelilingnya.
Secant pile dan Soldier pile merupakan dua jenis dinding penahan tanah yang dibandingkan guna mendapatkan hasil rancangan yang optimal, dalam perencanaannya perlu diperhitungkan tekanan lateral dan kedalaman penetrasinya dimana jika kedalaman penetrasi melebihi 12 meter maka dibutuhkan perkuatan dengan penambahan angkur. Tujuan dari tugas akhir ini mengetahui besar deformasi dan safety factor pada secant pile dan soldier pile dengan menggunakan metode elemen hingga pada program plaxis. Secant pile pada perhitungan trial and error dengan penambahan panjang tiang dan angkur didapat hasil deformasi total sebesar 241,49 meter dengan SF sebesar 1,905 sedangkan soldier Pile pada perhitungan trial and error dengan penambahan panjang tiang dan angkur didapat deformasi total sebesar 329,65 meter dengan SF sebesar 1,906. Sehingga dari hasil tersebut dipilih perencanaan dinding penahan tanah Secant Pile.
Kata Kunci : Safety Factor, Plaxis, Secant Pile, Soldier Pile, Deformasi
THE COMPARISON OF SECANT PILE AND SOLDIER PILE STABILITY ANALYSIS FOR BASEMENT EXCAVATION USING
COMPUTER PROGRAM Nadia Nurhaziqoh, 2016 21 088
Under the tutelage of Dyah Pratiwi Kusumastuti., ST., MT
ABSTRACT
The limited land available urges engineers to utilize land efficiently.
Dealing with these conditions, tall buildings and basements can be a real solution.
In constructing a basement, several problems can encounter, including rising groundwater levels and landslides around the excavation. Therefore, retaining walls are designed to maintain the stability of the basement structure and prevent the surrounding soil from collapsing. Secant pile and Soldier pile are two types of retaining walls that will be compared to determine optimal design results, in designing it is necessary to take into account the lateral pressure and the depth of penetration where if the penetration depth exceeds 12 meters, reinforcement with the anchors' addition is required. The purpose of this thesis is to determine the deformation and safety factor of the secant pile and soldier pile by using the finite element method in the plaxis program. After the trial and error calculation, with the pile length addition and anchor Secant pile obtained a total deformation result of 241.49 meters with an SF of 1.905 while the soldier Pile in the calculation of trial and error by adding the length of the pile and anchor obtained a total deformation of 329.65 meters with SF amounted to 1.906. From these results, the Secant Pile design of the retaining wall is chosen.
Keywords: Safety Factor, Plaxis, Secant Pile, Soldier Pile, Deformation
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN SKRIPSI ... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PENGESAHAN ... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ... Error! Bookmark not defined.
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... Error! Bookmark not defined.
UCAPAN TERIMA KASIH ... Error! Bookmark not defined.
KATA PENGANTAR ... Error! Bookmark not defined.
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS ... Error! Bookmark not defined.
ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined.
ABSTRACT ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ...xii
DAFTAR GAMBAR ...xiv
BAB I ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Permasalahan Penelitian ... 3
1.2.1 Identifikasi masalah ... 3
1.2.2 Ruang Lingkup ... 3
1.2.3 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 4
1.3.1 Tujuan ... 4
1.3.2 Manfaat ... 4
BAB II ... 6
2.1 Teori Pendukung ... 6
2.1.1 Dinding Penahan Tanah ... 6
2.1.2 Tekanan Tanah Lateral ... 7
2.1.3 Sifat Tanah untuk Dinding Pancang Turap ... 13
2.1.4 Stabilitas Terhadap Penggulingan ... 14
2.1.5 Stabilitas Terhadap Penggeseran ... 15
2.1.6 Stabilitas Terhadap Daya Dukung ... Error! Bookmark not defined. 2.1.7 Secant Pile ... 16
2.1.8 Soldier Pile ... 18
2.1.9 Deformasi ... 20
2.1.10 Safety Factor ... 21
2.2 Tinjauan Pustaka ... 25
BAB III METODE PENELITIAN ... 27
3.1 Pengumpulan Parameter ... 27
3.1.1 Pemilihan Lokasi ... 27
3.1.2 Sumber Data ... 27
3.3 Teknik Analisis ... 29
3.3.1 Analisis Stabilitas Secant pile dan Soldier pile dengan program komputer ... 29
BAB IV ... 33
4.1 Penentuan Parameter Tanah ... 33
4.2 Perencanaan DInding Penahan Tanah ... 34
4.3 Perencanaan Panjang DInding... 38
4.4 Perbandingan Nilai safety factor, Total Displacements, Horizontal Displacements dan Vertical Displacements ... 162
BAB V ... 167
5.1 Kesimpulan... 167
5.2 Saran ... 168
DAFTAR PUSTAKA ... 170
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ... 170
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Parameter Tanah Input Plaxis ... 34
Tabel 4.2 Parameter Secant Pile ...37
Tabel 4. 3 Parameter Soldier Pile ...38
Tabel 4. 4 Data Perencanaan Dinding Penahan Tanah dengan metode perhitungan turap kantilever ...40
Tabel 4. 5 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah Aktif...43
Tabel 4. 6 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah Pasif ...43
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total...44
Tabel 4. 8 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total...44
Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Gaya Horizontal...47
Tabel 4. 10 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Momen...48
Tabel 4. 11 Data Perencanaan Dinding Penahan Tanah dengan metode perhitungan turap kantilever...68
Tabel 4. 12 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah...71
Tabel 4. 13 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah...71
Tabel 4. 14 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total...72
Tabel 4. 15 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total...72
Tabel 4. 16 Hasil Perhitungan Gaya Horizontal...75
Tabel 4. 18 Hasil Perhitungan Program Plaxis seseuai rencana awal ... 162
Tabel 4. 19 Hasil Perhitungan Program Plaxis Trial & Error ... 164
Tabel 4. 20 Hasil Perhitungan Program Plaxis seseuai rencana awal...125
Tabel 4. 21 Hasil Perhitungan Program Plaxis Trial & Error...126
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Tekanan tanah dalam keadaan diam ... 9
Gambar 2. 2 Distribusi Tekanan Tanah Lateral yang diakibatkan beban merata.... 9
Gambar 2. 3 muka air tanah pada distribusi tekanan tanah lateral ... 10
Gambar 2. 4 Dinding berotasi yang diakibatkan oleh tekanan aktif tanah ... 10
Gambar 2. 5 Distribusi Tekanan Tanah Aktif ... 11
Gambar 2. 6 Diagram tegangan gaya untuk mencari tekanan aktif ... 12
Gambar 2. 7 Tekanan Tanah Pasif menurut Rankine ... 12
Gambar 2. 8 Diagram tegangan gaya untuk mencari tekanan pasif ... 13
Gambar 2. 9 diagram tekanan pancang turap... 14
Gambar 2. 10 Sketsa penggulingan dinding penahan tanah ... 15
Gambar 2. 11 Sketsa pergeseran dinding penahan tanah ... 16
Gambar 2. 12 Sketsa keruntuhan dinding penahan tanahError! Bookmark not defined. Gambar 2. 13 Desain Secant Pile ... 17
Gambar 2. 14 a. Dinding Turap Kantilever b. Dinding Turap Diangker ... 17
Gambar 2. 15 Soldier Pile Wall ... 19
Gambar 2. 16 Sistem angkur tanah pada soldier pile ... 19
Gambar 2. 17 Sebelum terjadi deformasi... 21
Gambar 2. 18 Dalam terkonfigurasi terdeformasi akibat aksi pembebanan ... 21
Gambar 2. 19 Tampilan awal program Plaxis ... 25
Gambar 3. 1 Lokasi Proyek... 27
Gambar 3. 2 Diagram Alir Penelitian ... 28
Gambar 3. 3 General Setting (Project) ... 29
Gambar 3. 4 General Setting (Dimension) ... 30
Gambar 3. 5 input gambar ... 30
Gambar 3. 6 set material... 31
Gambar 3. 7 Input parameter tanah ... 31
Gambar 3. 8 input interface... 32
Gambar 3. 9 input material... 32
Gambar 4. 98 Permukaan air tanah ... 144
Gambar 4. 99 Active pore pressures ... 145
Gambar 4. 100 Perhitungan tegangan efektif ... 145
Gambar 4. 101 Hasil output dari tegangan efektif ... 146
Gambar 4. 102 Tahap pembebanan ... 146
Gambar 4. 103 Tahap Galian 1 ... 147
Gambar 4. 104 Tahap Galian 2 ... 147
Gambar 4. 105 Tahap Galian 3 ... 148
Gambar 4. 106 Tahap Kalkulasi ... 148
Gambar 4. 107 Hasil Keluaran Total Displacement ... 149
Gambar 4. 108 Hasil keluaran Horizontal Displacements ... 150
Gambar 4. 109 Hasil keluaran Vertical Displacements ... 151
Gambar 4. 110 Hasil Keluaran SF (Safety Factor) ... 152
Gambar 4. 111 Generated Mesh ... 153
Gambar 4. 112 Kondisi Awal... 153
Gambar 4. 113 Active pore pressures ... 154
Gambar 4. 114 perhitungan tegangan efektif ... 154
Gambar 4. 115 Tegangan efektif ... 155
Gambar 4. 116 Tahap pembebanan ... 155
Gambar 4. 117 Tahap Galian 1 ... 156
Gambar 4. 118 Tahap Galian 2 ... 156
Gambar 4. 119 Tahap Galian 3 ... 157
Gambar 4. 120 Kalkulasi ... 158
Gambar 4. 121 Hasil Keluaran Deformed Mesh ... 158
Gambar 4. 122 Hasil Keluaran Total Displacement ... 159
Gambar 4. 123 Hasil keluaran Horizontal Displacements ... 160
Gambar 4. 124 Hasil keluaran Vertical Displacements ... 161
Gambar 4. 125 Hasil Keluaran SF (Safety Factor) ... 162
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menurut (Raneysa et al., 2017) perkembangan bisnis dan perindustrian kota-kota besar di Indonesia seharusnya bisa diimbangi dengan pembangunan infrastruktur yang memadai. Salah satu contoh kota besar di Indonesia adalah Surabaya. Surabaya sendiri merupakan Ibu Kota terbesar setelah Jakarta. Hal ini berdampak pada pembangunan di kota tersebut yang terus meningkat.
Ketersediaan lahan yang kian menipis menyebabkan para engineer harus dapat memanfaatkan suatu lahan semaksimal mungkin. Sehingga dalam menghadapi kondisi tersebut bangunan tinggi dan ruang bawah tanah berupa basement bisa menjadi solusi yang nyata.
Pada proses perencanaan basement menurut (Ericsson and Makarim, 2019) resiko pekerjaan galian menjadi sangat kritis jika kondisi tanah merupakan tanah lunak, dimana pada kegiatan penggalian tanah sangat sulit dan beresiko untuk dilakukan karena kuat geser yang rendah dari tanah lunak tersebut akan menghasilkan nilai momen yang besar, kompresibilitas yang tinggipun dapat menyebabkan settlement yang dapat mengakibatkan bangunan di sekitar lokasi mengalami retak atau runtuh. Untuk itu dalam mencegah terjadinya suatu longsoran Dinding Penahan Tanah (DPT) bisa menjadi metode yang dapat dilakukan. Dimana pada pekerjaan konstruksi dinding penahan tanah menjadi salah satu pekerjaan yang berpengaruh penting untuk pekerjaan kosntruksi berikutnya. Menurut (Fadhillah and Mochtar, 2013) terdapat beberapa alternatif perencanaan seperti diaphragm wall, secant pile, dan soldier pile yang bisa menjadi jawaban atas kebutuhan konstruksi dinding penahan tanah ini.
kerapatan yang cukup besar antar dindingnya, dengan tujuan pada tekanan lateral didapat daya tahannya. Pada secant pile biasa digunakan pada jenis tanah pasir, untuk kelebihan secant pile sendiri yaitu banyak digunakan sebagai konstruksi dinding penahan tanah, relatif murah dan pengerjaannya cepat serta tidak menganggu struktur bangunan yang ada disekitarnya, sedangkan kelemahan dari pile ini yaitu apabila pemasangan pile yang tidak presisi maka bentuk dari secant pilenya tidak merata dan masih membutuhkan pengerjaan finishing apabila digunakan untuk basement (Harahap, 2015).
Sedangkan soldier pile menurut (Yulian et al., 2011) yaitu dinding penahan tanah yang terdiri dari barisan bored pile dimana dalam pengerjaannya diombinasikan dengan sistem angkur dan diberi jarak yang sesuai dengan shop drawing, sehingga pada tekanan aktif lateral tanah diharapkan dapat meningkatkan daya dukungnya. Soldier pile sendiri biasa digunakan pada tanah jenis lempung, kelebihan dari pile ini tidak menimbulkan suara bising, dapat dipasang di tanah yang berbatu, harganya relatif murah, sedangkan kelemahan pile ini sendiri yaitu tidak bisa digunakan pada permukaan air tanah yang cukup tinggi, konstruksinya yang bersifat sementara, dan tidak sekaku dinding penahan jenis lainnya.
Menurut (Raneysa et al., 2017) dengan bantuan aplikasi Plaxis dan pemodelan Mohr-Couloumb, secant pile dapat digunakan pada konstruksi yang berdiri pada tanah lunak dengan kedalaman 12 meter dan ditambah perkuatan lapisan 2 angkur. Sedangkan dinding penahan tanah soldier pile pada kedalaman galian sedalam 12 meter yang berdiri di atas konstruksi pada tanah lunak membutuhkan 3 lapis angkur sebagai retaining systemnya (Susilo and Aldo, 2018).
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di atas, maka pada skripsi kali ini akan dianalisis perbandingan mengenai perencanaan dinding penahan tanah soldier pile dan secant pile pada Proyek Apartemen Dharmahusada Lagoon yang dapat menjadi alternatif lain dalam pemilihan dinding penahan dengan bantuan program komputer yaitu program aplikasi Plaxis menggunakan metode elemen hingga dengan model Mohr-Coulomb.
1.2 Permasalahan Penelitian 1.2.1 Identifikasi masalah
Dalam menghadapi masalah keterbatasan lahan bangunan tinggi dan ruang bawah tanah berupa basement bisa menjadi solusi nyata. Namun pada kenyataannya dalam pembangunan basement sering terjadi kompresibilitas yang tinggi, hal ini dapat menyebabkan settlement yang dapat mengakibatkan bangunan di sekitar lokasi mengalami retak atau runtuh. Adapun dampak lainnya yang dapat terjadi adalah longsor pada dinding galian selama penggalian. Untuk mencegah supaya bangunan di sekitar lokasi tidak mengalami risiko, pemasangan secant pile dan soldier pile sebagai dinding penahan tanah menjadi solusi yang tepat. Dengan penggunaan secant pile atau soldier pile berangkur dengan metode elemen hingga menggunakan program Plaxis tersebut, diharapkan dapat meningkatkan keamanan galian dan menurunkan kemungkinan terjadinya longsor pada dinding galian.
1.2.2 Ruang Lingkup
Supaya pembahasan tidak keluar dari manfaat dan tujuan yang ditetapkan, maka pada penelitian kali ini batasan yang akan dibahas sebagai berikut :
1. Hanya menghitung analisis dinding penahan tanah yang ada di proyek 2. Tidak merencankan anggaran biaya
3. Perhitungan mengenai gempa dinamik tidak dibahas
1.2.3 Rumusan Masalah
Pada penelitian kali ini, rumusan masalah yang akan dibahas sebagai berikut :
1. Bagaimana besar safety factor dan deformasi yang terjadi pada secant pile
2. Bagaimana besar safety factor dan deformasi yang terjadi pada soldier
3. Bagaimana perbandingan total hasil perhitungan safety factor dan deformasi pada secant pile dan soldier pile
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian kali ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui besar safety factor yang terjadi pada secant pile dan soldier pile
2. Mengetahui besar perbandingan terjadinya deformasi pada secant pile dan soldier pile
3. Mengetahui perbandingan hasil total safety factor dan deformasi antara secant pile dan soldier pile
1.3.2 Manfaat
Manfaat pada penelitian kali ini yaitu :
1. Mengetahui kekurangan dan kelebihan dari jenis pondasi secant pile atau soldier pile
2. Dapat membantu kaum praktisi dan masyarakat dalam memilih dan menyesuaikan penggunaan pondasi pada struktur bangunan
1.4.1 Sistematika PenuIisan
Sistematika penulisan skripsi ini dibagi menjadi lima bab, dimana setiap bab diuraikan sebagai berikut:
Bab I PendahuIuan daIam bab ini berisi tentang Iatar beIakang, permasaIahan peneIitian, tujuan peneIitian, manfaat peneIitian, dan sistematika penuIisan yang berhubungan dengan permasaIahan yang akan dibahas.
Bab II Landasan Teori daIam bab ini landasan teori merupakan suatu penjelasan tentang sumber studi literatur yang akan digunakan dalam penelitian ini. Dan tinjauan pustaka, dimana merupakan suatu penelitian yang mempunyai kaitan dengan penelitian.
Bab III MetodoIogi PeneIitian, daIam bab ini berisikan tentang prosedur penelitian yang dipakai meliputi jenis penelitian, pemilihan lokasi, sumber data, dan teknik pengumpulan data dan metode analisa penelitian.
Bab IV AnaIisa dan Pembahasan, daIam bab ini membahas anaIisa dengan studi literatur
Bab V Penutup, daIam bab ini memuat kesimpuIan dan saran dari masaIah yang dibahas.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Pendukung
2.1.1 Dinding Penahan Tanah
Menurut (Hardiyatmo, n.d.) daerah tebing yang yang labil akan dipasangi dinding penahan tanah guna menjaga kestabilan kondisi tanahnya. Jenis-jenis konstruksi dari dinding penahan diantaranya beton, pasangan batu kosong, mapun dengan mortar, kayu dan lain sebagainya (Hardiyatmo, n.d.) menyatakan konstruksi dinding penahan akan menahan tanah dibelakangnya dari bahaya longsor yang disebabkan:
1. Pekerjaan konstruksi berupa bangunan, jalan, jembatan yang ada di atas tanah
2. Berat tanah itu sendiri 3. Berat air (tanah)
Menurut (Hardiyatmo, n.d.) tujuan dari struktur dinding penahan tanah itu sendiri yaitu menahan terjadinya tekanan lateral tanah (horizontal) akibat perbedaan muka elevasi yang melebihi sudut alamiah kemiringan terhadap kohesi dan juga sudut. Konstruksi dinding penahan tanah sangat pening untuk bangunan yang berhubungan dengan elevasi dan tanah dengan kontur seperti jalan raya jalan raya, dan bangunan lainnya (Hardiyatmo, n.d.). Dapat disimpulkan dinding penahan berguna dalam kemampuan menahan massa dari tanah yang letaknya di atas struktur bangunan.
Beban- beban yang Bekerja pada Dinding Penahan Tanah
Menurut (SNI Perancangan Geoteknik) gaya yang ditahan atau dipikul oleh struktur bangunan disebut beban. Dibawah ini merupakan jenis beban yang bekerja pada bangunan struktur diantaranya
1. Beban Tambahan
Kecuali ditentukan lain, beban tambahan minimum sebesar 1 harus dianggap bekerja diatas permukaan tanah, mempresentasikan beban alat gali, tanah galian sebelum diangkut, dan beban lainnya
2. Tekanan tanah aktif/pasif
Tekanan tanah aktif bekerja pada dinding akibat tanah dibelakang dinding dengan beban tambahan, sedangkan tahanan pasif tanah bekerja pada bagian muka dinding, pada daerah galian. Tekanan tanah ini dapat dihitung dengan menggunakan metode Rankine/Coulomb, ataupun metode lainnya.
3. Tekanan air
Untuk tekanan air setinggi muka air tanah desain bekerja pada bagian belakang dinding, sedangkan tekanan air setinggi 1 meter dibawah dasar galian bekerja pada bagian muka dinding, pada daerah galian. Tekanan air ini dapat dihitung seolah-olah air diam tidak mengalir (tekanan air hidrostatik), dan tekanan air ini berada pada sisi konservatif.
Alternatifnya air dianggap mengalir dari muka air tanah yang tinggi menuju muka air tanah yang rendah (steady state flow), sehingga tekanan air lebih kecil dari tekanan air hidrostatik. Untuk galian yang dalam, tekanan hidrostatik memberikan hasil perancangan yang sangat konservatif
2.1.2 Tekanan Tanah Lateral
Menurut (Harahap, 2015) tekanan tanah lateral merupakan parameter dalam sebuah perencanaan (design parameter) diamana dalam persoalan mengenai teknik pondasi memiliki peran yang sangat penting. Dinding penahan dan juga papan turap atau biasa disebut (Sheet-pile wall), galian yang
bijian (bin), tekanan tanah atau batuan dinding pada terowongan dan konstruksi lainnya yang terdapat di bawah tanah, diperlukan perkiraan secara kuantitatif untuk tekanan lateral pada proyek konstruksi untuk analisis perencanaannya ataupun untuk analisis stabilitas.
Tekanan tanah yang timbul selama pergeseran tanah (Soil displacement) namun sebelum tanah tersebut mengalami keruntuhan seperti yang didefinisikan oleh selubung keruntuhan Mohr, maka tegangan-tegangan (Strsses) tersebut tidak memiliki harga tertentu (Harahap, 2015). Tegangan- tegangan tersebut belum tentu juga terdapat pada bagian yang runtuh (Rupture) karena sangat sukar dalam menghasilkan keadaan kesetimbangan plastis secara serempak dimana-mana di dalam massa tanah. Hal ini merupakan peristiwa yang progresif, tetapi dalam prakteknya sudah biasa dianalisis sebagai suatu kejadian keadaan yang ideal, baik untuk mempermudah persoalannya maupun dari segi parameter tanah yang diperlukan dengan tingkat reliabilitas yang tinggi.
Tekanan yang ditimbulkan oleh batuan tidak akan ada jika dinding penahan dibangun untuk menahan batuan solid dan jika yang dibangun adalah dinding yang menahan air maka yang akan bekerja pada adalah tekanan hidrostatis dimana perilaku tanah yang berada diantara batuan dan air ini akan lebih tinggi tekanan yang disebabkan oleh batuan dibandingkan oleh air (Hardiyatmo, n.d.)
Menurut (Harahap, 2015) kedudukan pada kondisi tanah dibagi menjadi 3 kemungkinan, yaitu :
- Dalam keadaan Diam (��) - Dalam keadaan Aktif (��) - Dalam keadaan Pasif (��)
-
2.1.2.1 Tekanan Tanah Keadaan Diam
Menurut (Harahap, 2015) dalam perubahan pembebanan yang terjadi pada permukaan tanah maupun aktifitas yang lainnya, tanah akan berkonsolidasi. Gerakan lateral tanah diakibatkan oleh tegangan vertikal, dimana gerakan yang terjadi akan diimbangi dengan tanah sehingga konsolidasi dan regangan rangkak akan berubah menjadi nol. Keadaan tegangan yang stabil akan terbentuk pada saat itu juga dengan adanya tegangan efektif utama yang diakibatkan oleh perpindahan dari nol yang kemudian akan dihasilkan tegangan geser nol pada bidang vertikal dan horizontal.
Gambar 2. 1 Tekanan tanah dalam keadaan diam Sumber : (Fauzi, Achmad Nizar 2019)
Gambar 2. 2 Distribusi Tekanan Tanah Lateral yang diakibatkan beban merata
Gambar 2. 3 muka air tanah pada distribusi tekanan tanah lateral Sumber : (Harahap, 2015)
2.1.2.2 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif
Menurut (Hardiyatmo, n.d.) masalah pada tabilitas tanah memiliki peran penting pada tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif.
Keruntuhan yang disebabkan oleh gaya lateral dalam hal menentukan faktor keamanan menjadi masalah yang sering terjadi. Gaya I merupakan gaya penghancur contohnya gaya lateral yang bekerja horizontal, sedangkankan gaya II untuk mencegah terjadinya keruntuhan contohnya gaya yang bekerja vertikal yang dapat menghambat gaya horizontal yang ada (Hardiyatmo, n.d.)
Tekanan Tanah Aktif
Gambar 2.4 menunjukkan dinding penahan yang berotasi menuju titik A mengakibatkan tekanan akan berkurang mencapai harga yang seimbang secara perlahan perlahan. Tekanan tanah aktif didefinisikan sebagai tekanan tanah dalam kondisi harga tetap atau seimbang (Hardiyatmo, n.d.).
Gambar 2. 4 Dinding berotasi yang diakibatkan oleh tekanan aktif tanah Sumber : (Hardiyatmo, n.d.)
Gambar 2. 5 Distribusi Tekanan Tanah Aktif Sumber : (Hardiyatmo, n.d.)
Menurut (Hardiyatmo, n.d.)dalam teori Rankine menyatakan bahwa besarnya suatu gaya lateral pada lebar dinding yang diakibatkan oleh tekanan aktif tanah pada dinding dengan ketinggian H untuk tanah yang tidak berpasir (kohesif) dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.
�� = 1⁄2 ��� �2
Dimana harga Ka untuk tanah datar adalah :
��= Koefisien tanah aktif
� = Berat isi tanah (��/��ᶟ)
� = Tinggi dinding (meter)
� = Sudut geser tanah (°)
maka tegangan utama arah horizontal untuk kondisi aktif adalah :
� = 1
��2� − 2� √� �
𝑎 2 𝑎 𝑎
Gambar 2. 6 Diagram tegangan gaya untuk mencari tekanan aktif Sumber : (Hardiyatmo, n.d.)
Tekanan Tanah Pasif
Gambar 2. 7 Tekanan Tanah Pasif menurut Rankine Sumber : (Hardiyatmo, n.d.)
(Hardiyatmo, n.d.) menyatakan dalam teori rankine untuk tanah pasif yang tidak kohesif, tekanan tanah pasif dengan tinggi H yang mempengaruhi besarnya gaya lateralpada dinding dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
�� = 1⁄2 � �2��
Oleh karena itu tegangan utama dengan arah horizontal untuk kondisi pasif yang dipakai untuk tanah berkohesif adalah :
𝑃𝑝 = 1⁄2 𝛾 𝐻2𝐾𝑝 + 2𝑐 √𝐾𝑝𝐻
Gambar 2. 8 Diagram tegangan gaya untuk mencari tekanan pasif Sumber : (Hardiyatmo, n.d.)
2.1.3 Sifat Tanah untuk Dinding Pancang Turap
Menurut (Hardiyatmo, n.d.) pada tekanan tanah lateral terlibat yang dalam tekanan tanah aktif dan muncul di belakang dinding urugan serta tekanan jenis pasif di depan dinding dibawah garis keruk. Menurut Rankine koefisien tekanan tanah lateral dapat dipakai untuk tekanan tanah. Dalam pengamatan ini koefisien tekanan tanah Rankine ada kalanya dipakai khususnya untuk 𝐾�dengan pertimbangan bahwa koefisien tersebut agak lebih konservatif.
Gambar 2. 9 diagram tekanan pancang turap Sumber : (Hardiyatmo, n.d.)
Pada diagram tekanan pancang turap konsol untuk tanah yang berbutir dapat menggambarka kemungkinan sifat tanah yang berbeda dibawah permukaan air. Diagram harus dimodifikasi jika terdapat lapisan yang lain, asumsi yang diperlihatkan merupakan analisis “metode klasik”
2.1.4 Stabilitas Terhadap Penggulingan
Tanah urug pada dinding penahan tanah yang terletak dibelakangnya mengakibatkan tekanan tanah lateral dan memiliki kecenderungan menggulingkan dinding depan pondasi pada ujung kaki pusat rotasinya. Momen pada penggulingan itu sendiri akan dilawan oleh momen yang diakibatkan oleh berat sendiri dan momen yang diakibatkan berat tanah.
Gambar 2. 10 Sketsa penggulingan dinding penahan tanah Sumber : (Fauzi, Achmad Nizar 2019)
Faktor keamanan terhadap guling, yaitu:
Dimana :
𝐹�� = Faktor aman akibat penggulingan,
∑ �� = Momen penahan (kNm), ∑ �� = Momen penggerak (kNm)
�� = Tekanan tanah pasif total (kN)
�� = Tekanan tanah aktif total (kN)
�� = Jarak �� ke pusat rotasi pasif (m)
�� = Jarak �� ke pusat rotasi aktif (m)
2.1.5 Stabilitas Terhadap Penggeseran
Gaya geser pada dindig penahan tanah ini akan ditahan oleh tanah yang ada di dasar pondasi, tekanan tanah pasif pada tanah timbunan yang ada di depan dinding penahan tanah, dan tekanan tanah aktif yang bekerja. Tekanan
amannya sebagai berikut :
> 1,5 (𝑂𝐾) Dimana :
��� = Faktor aman terhadap penggeseran
∑ �� = Gaya tekanan pasif total (kN)
∑ 𝑃𝑎 = Gaya tekanan aktif total (kN)
Gambar 2. 11 Sketsa pergeseran dinding penahan tanah Sumber : (achmad nizar fauzi)
2.1.6 Secant Pile
Menurut (Fauzi, Achmad Nizar 2019) secant pile merupakan dinding yang rapat dimana antara tiang pilenya dibuat beririsan sehinga membentuk dinding yang sangat rapat, pile terbuat dari beton da juga bentonite. Pada jenis dinding penahan tanah secant pile berdasarkan jenis tiangnya dibagi menjadi pile primer (primary pile) dan pile sekunder (secondary pile). Pile primer terbuat dari semen bentonite yang pengerjaannya dikerjakan pertama kali, sedangkan pile sekunder pile nya terbuat dari beton bertulang dan pengerjaannya setelah pile bentonite. Pendisainan pada secant pile dibuat berbaris secara tumpang tindih dan dilakukan pengecoran di tempat. Pengecoran dilakukan dengan cara lubang dibor terlebih dahulu kemudian memasukkan tulangannya kemudian dilakukan lagi pengecoran dengan pipa Tremie.
Gambar 2. 12 Desain Secant Pile Sumber : (Fauzi, Achmad Nizar 2019)
Pada secant pile diangker ini digunakan pada tebing yang galiannya dalam karena sangat cocok dan menahan beban lateral dengan bantuan turap yang terpancang pada tanah yang dipasang angker diatasnya akan tetapi masih bergantung pada dinding turap. Besarnya tekanan tanah dapat mempengaruhi kedalaman turap yang akan menembus tanah, turap baja dibutuhkan pada dinding turap yang tinggi dengan kekuatan yang tinggi juga.
Kekakuan relatif pada bahan turap, kedalaman penetrasinya, pemampatan tanahnya, kuat geser tanah, serta keluluhan pada tanah menjadi faktor yang akan mempengaruhi stabilitas dan tegangan pada turap yang diangker.
Gambar 2. 13 a. Dinding Turap Kantilever b. Dinding Turap Diangker Sumber : (Fauzi, Achmad Nizar 2019)
2.1.6.1 Kelebihan dan Kekurangan Secant Pile Kelebihan : Kelebihan
Secant pile ini bisa digunakan pada tanah dengan kondisi tanah yang sulit dan dengan keadaan muka air yang tinggi
Harganya yang relatif lebih murah dibandingkan dinding penahan lainnya
Kekurangan :
Pengerjaan secant pile membutuhkan waktu yang lebih lama karena pengecoran dinding yang banyak
Bentuk secant pile tidak merata apabila pemasangan yang tidak presisi
Dilakukan finishing lagi apabila diinginkan untuk digunakan sebagai basement
2.1.7 Soldier Pile
Soldier Pile menurut (Sianipar,2016) merupakan dinding penahan yang tesusun oleh rangkaian bored pile yang terbuat dari beton bertulang dan diselingi dengan bore pile dari lumpur bentonite. Pada soldier pile dapat dibuat dengan kantilever sesuai dengan kebutuhan di lapangan,tapi untuk kedalaman basement lebih dari 6 meter maka pada soldier pile perlu ditambahkan angkur yang berguna untuk perkuatan tambahan. Penambahan angkur pada soldier pile dengan cara melubangi soldier pile yang telah dipasang dengan teknik pengeboran dan diupayakan agar tulangan pada soldier pile tidak rusak.
Kemudian dilakukan grouting dan pengencangan pada angkur. Untuk ukuran dan diameter pada soldier pile biasanya variatif bergantung pada kebutuhan selama proyek dan biasanya soldier pile diikat antara satu dengan yang lainnya menggunakan capping beam (Lafiza, 2017)
Gambar 2. 14 Soldier Pile Wall Sumber : (Lafiza, 2017)
Gambar 2. 15 Sistem angkur tanah pada soldier pile Sumber : (Mistra, 2012)
2.1.7.1 Kelebihan dan Kekurangan Soldier Pile Kelebihan : Kelebihan :
1. Pengerjaan soldier pile tidak membutuhkan waktu yang lama 2. Dinding penahan tanah soldier pile lebih murah dibandingkan
dinding penahan tanah jenis lainnya
3. Dapat dipasang di tanah yang sulit (berbatu) Kekurangan :
1. Pengerjaan soldier pilemerupakan konstruksi yang bersifat sementara
3. dapat digunakan pada muka air yang tinggi tanpa pengeringan yang ektstensif
2.1.8 Deformasi
Deformasi yaitu kedudukan atau pergerakan yang mengalami perubahan dari suatu titik ke titik lain secara absolut maupun relatif, deformasi biasa juga didefinisikan sebagai perubahan kedudukan pada bentuk, posisinya, dan dimensi dari suatu benda (Kuang,1996). Titik bergerak absolut yaitu apabila pergerakan dikaji dari titik yang lainnya, dimana pada perubahan ataupun pergerakan tersebut umumnya mengacu pada suatu sistem kerangka referensi (absolut atau relatif). Pergerakan tanah yang terjadi pada lokasi proyek dapat merupakan salah satu contoh faktor alam yang dapat mengakibatkan terjadinya deformasi pada suatu objek infrastruktur. Oleh karena itu, monitoring posisi target terhadap infrastrutur sangat diperlukan agar dapat mengetahui besar deformasi yang terjadi. Target yang dimaksudkan pada objek infrastruktur tersebut dapat berupa suatu titik, garis ataupun suatu bidang. Sehingga dapat dilakukan analisis dan ditarik kesimpulan deformasinya dari perubahan posisi yang terjadi setelah melakukan penargetan pada setiap pengamatan.
Batasan deformasi lateral izin dinding penahan tanah dan/atau embedded walls ditentukan oleh kondisi tanah, kedalaman galian, serta jarak dan kondisi gedung terdekat yang besarnya ditentukan dalam rumusan seperi tabel berikut:
Tabel 2.1 Batas maksimum deformasi lateral dinding
(Sumber, SNI)
Gambar 2. 16 Sebelum terjadi deformasi Sumber : (Surjandari and Kristianto,2017)
Gambar 2. 17 Dalam terkonfigurasi terdeformasi akibat aksi pembebanan Sumber : (Surjandari and Kristianto,2017)
2.1.9 Safety Factor
Faktor keamanan merupakan nilai yang menentukan tingkat keamanan suatu bangunan dengan perbandingan gaya ataupun momen yang menahan dan meruntuhkan. Pada faktor keamanan merupakan faktor yang berhubungan dengan cara pembebanan, beban dinamis maupun statis, beban tarik dan beban lentur.
Faktor- faktor yang perlu diperhatikan dalam perancangan Menurut (SNI Perancangan Geoteknik) dinding penahan tanah harus dirancang untuk tetap aman terhadap :
a. Stabilitas guling
b. Stabilitas geser lateral
Faktor-faktor yang harus diperhaikan diantaranya sebagai berikut :
gelincir rotasi/translasi (global stability)
b. Apakah ada lapisan tanah lunak dibawah lapisan tanah yang langsung mendukung dinding penahan tanah, yang dapat menyebabkan dinding mengalami penurunan (jangka panjang), dan mengakibatkan dinding berputar ke belakang
Pemeriksaan stabilitas dinding dan faktor keamanan minimum
Untuk faktor keamanan yang diisyaratkan adalah sebagai berikut a. Faktor keamanan terhadap guling minimum 2
b. Faktor keamanan terhadap geser lateral minimum 1,5
2.1.9.1 Pemodelan Tanah pada Metode Elemen Hingga 2.1.9.1.1 Model Mohr Coulomb
Model ini merupakan model elastis-plastis yang memiliki lima parameter, diantaranya � dan � untuk elastisitas tanah, � dan � untuk plastisitas tanah dan ψ sebagai sudut dilantasi. Model ini merupakan pendekatan “ordo pertama” yang disarankan sebagai analisis pada masalah awal yang dihadapi (Harahap, 2015). Nilai kekakuan rata-rata konstan sehingga didapatkan perkiraan awal dari bentuk deformasi dari suatu model dengan perhitungan yang cenderung cepat
a. Modulus Young (��)
Menurut (Harahap, 2015) Modulus Young pada model Mohr- Coulomb ini merupakan kekakuan dasar dalam model elastis. Oleh karena itu pada kasus pengurangan beban lapisan tanah yang memiliki kedalaman yang cukup dalam kekakuannya akan lebih besar dibandingkan dengan lapisan tanah yang dangkal. Kekakuan konstan ini perlu digunakan untuk menyatakan perilaku tanah yang ditentukan oleh sebuah nilai yang konsisten terhadap lintas tegangan dan tingkat tegangannya.
b. Poison Ratio (�)
Harga regangan dan regangan aksial yang menghubungkan modulus elastisitas (�) dengan modulus geser disebut Poison’s ratio. Nilai untuk Poison’s ratio sendiri berkisar antara 0,3 sampai dengan 0,5, kemudian untuk program Plaxis sendiri disarankan kurang lebih atau sama denga 0,35 (Harahap, 2015).
c. Sudut Geser Dalam Tanah dan Nilai Kohesi
Semakin halus dan padat suatu butiran akan meningkatkan sudut geser dalamnya, sedangkan peningkatan pada kohesi akan terjadi sesuai dengan kedalaman peninjauan. Sudut geser dan kohesi ini bisa didapat dari pengujian triaksial dan unconfined test (Harahap, 2015).
d. Sudut Dilantancy ψ
Sudut ini dibentuk oleh bidang horizontal pada saat butiran mengembang ketika menerima tegangan deviatorik. Pada tanah pasir sudut dilantancy bergantung pada kepadatan dan sudut gesernya ψ = ∅ − 30°, sedangkan pada tanah lempung normal konsolidasi tidak memiliki sudut dilantancy (Harahap, 2015).
2.1.10 PLAXIS
Menurut (Yuliani and Wulandari, 2011) PLAXIS adalah aplikasi yang berbasis elemen yang memiliki kegunaan dalam menganalisis deformasi dan stabilitas dua dimensi dalam rekayasa geoteknik. Plaxis berguna untuk ahli geoteknik yang tidak menguasai metode numerik sebagai alat bantu dalam menganalisis. Tim riset dan pengembangan PLAXIS merancang prosedur- prosedur perhitungan yang handal secara teoritis yang kemudian dikemas
Pada software Plaxis ini terdapat beberapa ikon dan kelengkapan pada program ini diantaranya :
Geometry model, merupakan program yang berupa lapisan tanah, struktur, langkah-langkah konstruksi, pembebanan, serta kondisi batas yang yang dimasukkan dalam bentuk grafis (CAD), dengan ini diharapkan mendapatkan kondisi yang sebenarnya terjadi di lapangan dengan pemodelan yang detail serta akurat.
Beams, dapat didefinisikan sebagai tingkat kelenturan, kekakuan pada struktur balok dan sebagai bending moment. Selain itu juga beams merupakan struktur balok yang khusus digunakan sebagai dinding penahan tanah, struktur pada suatu terowongan, dan struktur ramping lainnya.
Interfaces, jika terjadi suatu interaksi tanah dan struktur maka elemen sambungan diperlukan sebagai kalkulasi. Fungsi dari interfaces itu sendiri yaitu untuk menstimulasikan lapisan tipis pada alas pondasi yang terjadi akibat geser, pada tiang, geotekstil, dinding penahan tanah dan lain sebagainya.
Anchors, pada elemen ini perilakunya dapat diketahui dari tingkat kekakuannya dan gaya yang diterimanya, untuk anchors sendiri dapat dimodelkan sebagai elemen elastoplastis dan analisanya juga dapat dilakukan pada angkur prestressed.
Geotextile, elemen ini biasa digunakan pada suatu konstruksi sebagai perkuatan suatu tanah dari sebuah bangunan ataupun pada struktur penahan tanahnya. Elemen ini juga dapat disimulasikan dengan program Plaxis secara khusus dengan tahanan tari.
Tunnels, dalam permodelan terowongan memiliki pilihan parabolic pada plaxis yang dimasukkan ke dalam suatu struktur terowongan dan interaksi dengan tanah disekitarnya.
Gambar 2. 18 Tampilan awal program Plaxis Sumber : (Yuliani and Wulandari, 2011)
2.2 Tinjauan Pustaka
Pelaksanaan penelitian kali ini didukung adanya beberapa pembahasan penelitian terdahulu. Menurut (Nugroho, 2011) dalam penelitiannya bertujuan untuk menganalisis dinding penahan tanah sebagai penahan keruntuhan galian basement yang ditinjau dari persyaratan safety factor dan deformasi izin.
Pendesainan pada dinding penahan tanah untuk penelitian kali ini diuraikan dari mulai pengolahan datanya, korelasinya, dan penentuan dari parameternya, serta dilanjutkan dengan pendesainan dengan program Plaxis dengan memperhatikan ketentuan persyaratan yang ada. Dari penelitian kali ini didapat perbandingan antara hasil dari analisis pada kondisi drained dan undrained yang menunjukkan bahwa kondisi kritis terdapat saat long term (drained), hal tersebut ditunujukkan dengan safety factor yang lebih kecil pada analisis drained. Ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa unruk galian kondisi kritisnya adalah saat long term. Penggunaan tie-back anchor dapat meningkatkan nilai angka keamanan (Nugroho, 2011).
Menurut (Fadhillah et al., 2013) penelitian ini mengenai Alternatif
diaphragm wall,secant pile, soldier pile. Tujuan dibuatnya alternatif ini agar dapat membandingkan perencanaan antara satu dengan yang lainnya dalam hal kestabilan, kekuatan, deformasi, dan keefektifan masing-masing metode.
Hasil yang didapat pada perhitungan adalah dimensi material, kedalaman dinding, dan deformasi maksimum. Pada diaphragm wall, didapat tebal 1,2 meter dengan kedalaman 31,3 meter dan deformasi maksimal 2,61 cm. Pada secant pile,didapat diameter pile 1,2 meter dengan kedalaman 31,3 meter dan deformasi maksimal 2,89 cm. Pada soldier pile, didapatkan profil baja H-beam 1000 x 450 x 16 x 38 BJ55 ditanam secara disambung sedalam 31,3 meter dengan deformasi maksimal 2,93 cm.
(Yuliani and Wulandari, 2011) mengenai penelitian soldier pile dengan Plaxis. Galian basement pada proyek ini mempunyai kedalaman -16,5 m dibawah tanah. Dari hasil penyelidikan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa tanah lempung berlanau yang disisipi oleh pasir akan tersedimentasi sebagian dengan kedalaman 32,5 m. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan program PLAXIS dengan pemodelan hardening soil. Didapat deformasi sebesar0,11043 m. Dari hasil analisis menunjukkan dalam menahan beban lateral struktur penahan tanah perlu dibuat.
Dari beberapa penelitian tersebut menjadi acuan dan pertimbangan dalam melakukan tesis ini. Hasil dari beberapa penelitian tersebut walaupun jenis konstruksi, jenis material, kedalaman penggalian dan metode pelaksanaannya berbeda tetapi hasil simulasi dengan program Plaxis tidak menunjukkan hasil yang jauh berbeda.
STA BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pengumpulan Parameter
3.1.1 Pemilihan Lokasi
Pada penelitian mengenai perbandingan analisis stabilitas secant pile dan soldier kali ini, lokasi yang digunakan yaitu di Proyek Apartemen Dharmahusada Lagoon Surabaya
Gambar 3. 1 Lokasi Proyek Sumber : Google Maps 3.1.2 Sumber Data
Analisis kebutuhan data yang digunakan pada penelitian kali ini yaitu data sekunder yang berupa data hasil pengujian laboratorium dan pengujian di lapangan dari pengujian sebelumnya yang dilakukan oleh PT.PP Properti pada proyek Apartemen Dharmahusada Lagoon.
1. Data penyelidikan tanah yang digunakan pada pengujian di lapangan
(Standart Penetration Test), dan pengeboran
2. Data dari hasil uji laboratorium yang telah dilakukan oleh PT. PP Properti pada Proyek Apartemen Dharmahusada Lagoon berupa : Data hasil pengujian laboratorium meliputi Water content, Specifik gravity (Gs) 3. Data berupa shop drawing perencanaan secant pile dan soldier pile yang
dilakukan oleh PT.PP Properti
3.2 Perancangan Penelitian
Gambar 3. 2 Diagram Alir Penelitian
Berdasarkan gambar 3.2 tahapan pada penelitian kali ini yaitu :
1. Melakukan studi literatur yang didapat dari penelitian
2. Melakukan pengumpulan data yang meliputi, data penyelidikan tanah berupa SPT, Uji sondir, dan pengeboran. Sedangkan untuk pengumpulan data dari pengujian laboratorium berupa Water content, Specifik gravity (Gs)
3. Melakukan perencanaan pada secant pile dan soldier pile
4. Melakukan perhitungan stabilitas menggunakan teori Mohr-Coulomb 5. Setelah itu melakukan perhitungan deformasi dan safety factor dengan
metode elemen hingga pada secant pile dan soldier pile
6. Kemudian dilakukan perbandingan dari hasil analisis tersebut antara secant pile dan soldier pile
7. Diambil keputusan akhir dari perencanaan
8. Kemudian dapat ditarik hasil dan pembahasan dari penelitian yang telah dilakukan
3.3 Teknik Analisis
3.3.1 Analisis Stabilitas Secant pile dan Soldier pile dengan program komputer
1. Mengisi nama file ,memilih model permasalahan dan memilih jumlah nodal dalam satu elemen.
Gambar 3. 3 General Setting (Project) Sumber : plaxis
2. Melakukan seting mengenai dimensi dari permasalahan yang akan digunakan dengan mengisi dimensi giometrinya untuk atas,bawah, kanan,kiri.
Gambar 3. 4 General Setting (Dimension) Sumber : plaxis
3. Selanjutnya melakukan input gambar berupa menggambar batas permasalahan, cross section, batas layer, secant pile dan soldier pile, dan distributed load.
Gambar 3. 5 input gambar Sumber : plaxis
4. Setelah input gambar, maka dilakukan input material dengan mengisi tipe materialnya, nama material, dan model materialnya.
Gambar 3. 6 set material Sumber : plaxis
5. Pada input parameter tanah klik General kemudian melakukan penginputan pada
Stiffnes : Modulus young,Poisson ratio
Strenght : Kohesi, sudut geser, dilantasi
Gambar 3. 7 Input parameter tanah Sumber : plaxis
6. Pada bagian ini diisi dengan tujuan menunjukkan ketebalan interface yang sebenarnya
Gambar 3. 8 input interface Sumber : plaxis
7. Kemudian pada set material diatas diganti drop box dan ganti set type menjadi plates lalu pilih new, maka akan berubah menjadi gambar berikut
Gambar 3. 9 input material Sumber : plaxis
Dimana pada identification diganti dengan secant pile kemudian dimasukkan material secant pile pada bagian properties, begitu juga
sebaliknya untuk soldier pile
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dilakukan perbandingan dinding penahan tanah untuk menahan tekanan lateral tanah yang terjadi pada dinding penahan tanah basement. Adapun jenis dinding penahan tanah yang akan dibandingkan yaitu secant pile dan soldier pile.
Dalam perencanannya terlebih dahulu dilakukan perhitungan mengenai kebutuhan panjang dinding penahan tanah. Kemudian perencanaan mendetail tentang masing-masing jenis dinding penahan tanah. Perencanaan yang dimaksud yaitu menentukan parameter-parameter yang akan ddigunakan sebgai dasar perhitungan, kemudian analisa stabilitas, dan perhitungan nilai SF dan Deformasi pada kedua jenis dinding penahan tanah tersebut.
Setelah dilakukan perencanaan terhadap masing-masing jenis dinding penahan tanah maka kemudian dilakukan pemilihan dinding penahan tanah dengan berdasar pada perbandingan hasil SF dan deformasi pada dinding penahan tanah secant pile maupun soldier pile .
4.1 Penentuan Parameter Tanah
Dalam menganalisis perhitungan pada secant pile dan soldier pile hal utama yang harus dilakukan ialah menentukan parameter-parameter tanah yang akan dibutuhkan. Berikut merupakan parameter tanah yang akan di input pada program Plaxis
1. Parameter untuk material tanah
Adapun parameter tanah yang akan digunakan adalah sebagai berikut :
Tabel 4. 1 Parameter Tanah Input Plaxis
Parameter bangunan dinding penahan tanah input yang digunakan dalam simulasi pemodelan plaxis dapat dilihat pada Tabel 4.1
4.2 Perencanaan DInding Penahan Tanah 4.2.1 Parameter Secant Pile
Gambar 4. 1 Secant Pile Sumber : perencanaan pribadi
Lapisan
Elevasi kedalaman
(m)
Very soft clay 0,0-1,00 - 16,2 0,009 0,009 3000 0,35 12 0
Very soft clay -1,00 - -10 17,5 - 0,009 0,009 3000 0,35 12,5 0
Medium clay -10 - -13 18,1 - 0,009 0,009 8800 0,35 40 0
Medium clay -13 - -13,6 18,2 - 0,009 0,009 13200 0,35 44 0
Stiff clay -13,6 - -15 19,9 - 0,009 0,009 25000 0,35 80 0
Clayey sandy silt -15 - -24 18 - 0,009 0,009 25000 0,35 102 0
Fine sand -24 - -30 20,5 - 0,009 0,009 18000 0,3 1 30
Stiff clay -30 - -40 19,7 - 0,009 0,009 36000 0,33 100 0
Stiff clay -40 - 50 19,9 - 0,009 0,009 45000 0,33 160 0
Tabel 4.2 Parameter Secant Pile
Propertis Nilai Satuan
Diameter tiang 0,7
Luas tampang secant pile 0,38
Jarak antar secant pile, s 1,2
Momen inersia, I 0,0118
Modulus elastisitas bahan, E 23500000 EI
EA
Berat jenis bahan 24
4,046
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
4.2.2 Parameter Soldier Pile
Gambar 4.2 Soldier Pile Sumber : perencanan pribadi
Tabel 4. 3 Parameter Soldier Pile
Propertis Nilai Satuan
Diameter tiang 0,7
Luas tampang soldier pile 0,38 Jarak antar soldier pile, s 1,4
Momen inersia, I 0,0118
Modulus elastisitas bahan, E 23500000
EI EA
Berat jenis bahan 24
4,148
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
4.2.3 Parameter Angkur
Angkur yang akan digunakan adalah angkur jenis baja dengan perhitungan parameter sebagai berikut :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
4.3 Perencanaan Panjang DInding
Dalam perhitungan kedalaman dinding penahan tanah dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut :
1. Perhitungan dan
2. Perhitungan Tegangan Horizontal 3. Perhitungan Gaya Horizontal 4. Perhitungan panjang total turap
4.3.1 Perhitungan Kedalaman Penetrasi Dinding Penahan Tanah Tanpa Angkur
1. Perhitungan dan
Koefisien tekanan tanah aktif dan pasif dapat diperoleh dari perhitungan sebagai berikut :
= 1 = 1
Tabel 4. 4 Data Perencanaan Dinding Penahan Tanah dengan metode perhitungan turap kantilever
Kedalaman Ketebalan (m)
0,00-1,00 1 - - 12 0 1 1
1,00-10 9 17,5 7,69 12,5 0 1 1
10-13 3 18,1 8,29 40 0 1 1
2. Perhitungan Tegangan Horizontal ( )
Terdapat beban merata 10 yang merupakan beban lalu lintas berdasarkan Pp 43/1993 Tentang Prasarana dan Lalu Lintas Jalan pasal 11.
Kedalaman muka air tanah yaitu 1 meter dari permukaan tanah sedangkan untuk kedalaman secant pile dan soldier pile dimulai pada permukaan tanah
Gambar 4. 3 Sketsa Perhitungan Tegangan Horizontal Sumber : desain pribadi
1. Tegangan akibat beban Tanah (overburden pressure) a. Tekanan Tanah Aktif
- Titik 1
= 0
=
=
= -24 - Titik 2
=
= =
=
=
=
= =
=
=
- Titik 4
=
=
=
=
=
b. Tekanan Tanah Pasif - Titik 3
=
=
= - Titik 4
=
=
=
=
=
Tabel 4. 5 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah Aktif
Titik Elevasi (m)
Tebal Tanah
1 0 - 0 1 1 0 -24
2 0,00-
1,00 - 1 1 1 16,2 -7,8
3 1,00-10 7,69 9 1 1 53,65 60,41
4 10-13 8,29 3 1 1 110,28 30,28
5 Do 8,29 Do 1 1 110,28+8,29Do 30,28+8,29Do
Tabel 4. 6 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah Pasif
Titik Elevasi (m)
Tebal Tanah
1 1,00-10 7,69 9 1 1 0 25
2 10-13 8,29 3 1 1 24,87 104,87
3 Do 8,29 Do 1 1 25+8,29Do 105+8,29Do
1. Tegangan akibat beban diatas tanah (surcharge)
Pada perencanaaan kali ini beban yang berada diatasnya merupakan beabn lalu lintas Jalan Mulyosari, Mulyorejo yang diasumsikan sebesar
maka besar dapat dihitung sebagai berikut :
=
Dengan besar untuk setiap titik sama
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total Aktif
Titik Elevasi (m)
1 0 -24 10 -14
2 0,00-1,00 -7,8 10 2,2
3 1,00-10 60,41 10 70,41
4 10-13 30,28 10 30,57
5 Do 30,28+8,29Do 10 40,57+8,29Do
Tabel 4. 8 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total Pasif Titik
Elevasi (m)
1 6,00-10 25 0 25
2 10-13 104,87 0 104,87
3 Do 104,87+8,29Do 0 105+8,29Do
2. Perhitungan Gaya Horizontal (P)
Setelah mendapatkan tegangan horizontal pada setiap titik, selanjutnya membuat diagram tegangan untuk mempermudah menghitung gaya horizontal. Diagram tegangannya sebagai berikut :
Gambar 4. 4 Diagram Tegangan Horizontal Sumber : Desain Sendiri
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
/2
P11
P12
3
P13
P14
P15
P16
Gaya horizontal dapat dicari dengan cara menghitung luasan pada diagram tegangan, berikut diagram hasil perhitungan Gaya Horizontal
Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Gaya Horizontal
Nama Gaya Tebal (m) Besar Gaya (kN)
P1 2,2 1 1,1
P2 2,2 9 19,8
P3 70,41 9 316,845
P4 2,2 3 6,6
P5 70,41 3 211,23
P6 30,57 3 45,855
P7 2,2 Do 2,2D
P8 70,41 Do 70,41Do
P9 30,57 Do 30,57D
P10 40,57D+8,29D Do 20,28D+4,145
P11 25 9 112,5
P12 25 3 75
P13 104,87 3 157,305
P14 25 Do 25D
P15 104,87 Do 104,87D
P16 105D+8,29D Do 52,5D+4,145
Setelah besar gaya diketahui kemudian menghitung Momen yang terjadi dengan mengkalikan gaya horizontal (P) dengan jarak terhadap titik terbawah.
Hasil perhitungan momen akibat gaya horizontal dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4. 10 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Momen Nama Gaya Besar Gaya (kN) Jarak (m) Momen (kNm)
P1 1,1 12,7 13,97
P2 19,8 7,5 148,5
P3 316,845 9 2851,605
P4 6,6 1,5 9,9
P5 211,23 1,5 316,845
P6 45,855 2 91,71
P7 2,2D 3+1/2 Do 6,6D+1,1
P8 70,41Do 3+1/2Do 211,23D+35,205
P9 30,57D 3+1/2Do 91,71D+15,285
P10 20,28D+4,145 3+2/3Do 60,84D+25,955 +2,76
P11 112,5 9 1012,5
P12 75 1,5 112,5
P13 157,305 2 314,61
P14 25D 3+1/2 Do 75D+12,5
P15 104,87D 3+1/2 Do 314,61D+52,435
P16 52,5D+4,145 3+2/3Do 157,5D+47,435 +2,76
3. Kedalaman Dinding Penahan Tanah Tanpa Angkur
Untuk perencanaan konstruksi,kedalaman teoritis dapat ditambah sekitar 20-40% , untuk faktor keamanan nilai D disini ditambah 20% :
Didapat kedalaman penetrasi dinding penahan tanah sebesar 6,530 meter. Maka panjang total dinding adalah jumlah dari kedalaman galian (H) dengan kedalaman penetrasi dinding (D)
4.3.2 Perhitungan Kedalaman Penetrasi Dinding Penahan Tanah Tanpa Angkur (Tanpa tekanan pasif)
1. Perhitungan dan
Koefisien tekanan tanah aktif dan pasif dapat diperoleh dari perhitungan sebagai berikut :
= 1 = 1
Tabel 4. 11 Data Perencanaan Dinding Penahan Tanah dengan metode perhitungan turap kantilever
Kedalaman Ketebalan (m)
0,00-1,00 1 - - 12 0 1 1
1,00-10 9 17,5 7,69 12,5 0 1 1
10-13 3 18,1 8,29 40 0 1 1
3. Perhitungan Tegangan Horizontal ( )
Terdapat beban merata 10 yang merupakan beban lalu lintas berdasarkan Pp 43/1993 Tentang Prasarana dan Lalu Lintas Jalan pasal 11.
Kedalaman muka air tanah yaitu 1 meter dari permukaan tanah sedangkan untuk kedalaman secant pile dan soldier pile dimulai pada permukaan tanah
Gambar 4. 5 Sketsa Perhitungan Tegangan Horizontal Sumber : desain pribadi
2. Tegangan akibat beban Tanah (overburden pressure)
a. Tekanan Tanah pada Kedalaman Dasar Galian
b. Tekanan Tanah Aktif - Titik 1
= 16,2
=
=
= -7,8
- Titik 2
=
= =
=
= - Titik 3
=
= =
=
=
Tabel 4. 12 Rekapitulasi Perhitungan Akibat Beban Tanah Aktif
Titik Elevasi (m)
Tebal Tanah
(m) 1 0,00-
1,00 - 1 1 1 16,2 -7,8
2 1,00-10 7,69 9 1 1 85,41 60,41
3 10-13 8,29 3 1 1 110,28 30,28
2. Tegangan akibat beban diatas tanah (surcharge)
Pada perencanaaan kali ini beban yang berada diatasnya merupakan beabn lalu lintas Jalan Mulyosari, Mulyorejo yang diasumsikan sebesar
maka besar dapat dihitung sebagai berikut :
Dengan besar untuk setiap titik sama
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Tegangan Horizontal Total Aktif
Titik Elevasi (m)
1 0,00-1,00 -7,8 10 2,2
2 1,00-10 60,41 10 70,41
3 10-13 30,28 10 40,28
3. Perhitungan Gaya Horizontal (P)
Setelah mendapatkan tegangan horizontal pada setiap titik, selanjutnya membuat diagram tegangan untuk mempermudah menghitung gaya horizontal. Diagram tegangannya sebagai berikut :
Gambar 4. 6 Diagram Tegangan Horizontal Sumber : Desain Sendiri
P1
P2
P3
P4
P6 =
P7
P8
P9
Setelah besar gaya diketahui kemudian menghitung Momen yang terjadi dengan mengkalikan gaya horizontal (P) dengan jarak terhadap titik terbawah.
Hasil perhitungan momen akibat gaya horizontal dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4. 13 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Momen Nama Gaya Besar Gaya (kN) Jarak (m) Momen (kNm)
P1 10 12,5 125
P2 9,9 12,6 124,74
P3 90 7,5 675
P4 19,8 7,5 148,5
P5 316,845 9 2851,6
P6 30 1,5 45
P7 6,6 1,5 9,9
P8 211,23 1,5 316,8
P9 60,42 2 120,84
5. Menghitung y
6. Menghitung kedalaman Penetrasi
Maka didapat,
Untuk perencanaan konstruksi,kedalaman teoritis dapat ditambah sekitar 20-40% , untuk faktor keamanan nilai D disini ditambah 20% :
Didapat kedalaman penetrasi dinding penahan tanah sebesar 2,682 meter. Maka panjang total dinding adalah jumlah dari kedalaman galian (H) dengan
