bab4 an dinding penahan tanah

5/10/2018 Bab4 an Dinding Penahan Tanah

1/22

57

Bab 4Perenccncon DindingPenahan Tanah4.1. UMUM

Untuk melaksanakan perencanaan dinding penahan tanah, langkah-langkah kegiatan adalahsebagai berikut :1. Memperkirakan ukuranldimensi yang diperlukan dari dinding penahan tanah2. Mencari besarnya tekanan tanah baik secara analitis maupun secara grafis berdasarkan

cara yang sesuai dengan tipe dinding penahan tanahnya, apakah dengan cara Coulombatau cara Rankine.

3. Lebar dasar dinding penahan tanah harus cukup untuk memobilisasi daya dukung tanahnyaatau dengan perkataan lain, tegangan yang bekerja akibat konstruksi ditambah dengangaya-gaya lainnya tidak melebihi daya dukung ijin. Disamping itu diusahakan agartegangan yang timbul pada dasar dinding penahan tanah adalah tekan.

4. Perhitungan kekuatan struktur dari konstruksi dinding penahan tanah, yaitu denganmemeriksa tegangan geser dan tegangan tekan yang diijinkan dari struktur dinding penahantanah.

5. Dinding penahan tanah hams aman terhadap stabilitas gesernya (sliding stability)6. Dinding penahan tanah harus aman terhadap stabilitas gulingnya (overtuning stability).7. Tinjauan terhadap lingkungan lokasi dari penempatan dinding penahan tanah.

Dinding penahan tanah harus terletak pada suatu daerah dimana stabilitas dad kemiringanlerengnya memenuhi suatu angka keamanan tertentu yaitu :

SF > 1,50 untuk pembebasan tetapSF > 1,30 untuk pembebasan sementera, termasuk apabila ada gempa.


2/22

584.2 DIMENSI DINDING PENAHAN TANAH DALAM

PERANCANGANDimensi atau ukuran dinding penahan tanah dibedakan :a. Dinding gravitasi atau dinding berbotot (gravity wall)

O.S ~ 07 H

Pada umumnya untuk perencanaan gravity wall dilaksanakan sebagai berikut : Untuk mendapatkan total tekanan tanah yang bekerja, perhitungan dengan

apabila digunakan cara Coulomb. Pada umumnya dihitung dengan cara Rankine, apabila tinggi dinding penahan ta

H > 6,00 meter.

b. Dinding Kantilever (Cantilever Walls)Perhitungan meneari tekanan tanah dilakukan dengan eara Rankine. (lihat G r)

HH/12-H/IO

Knot H/8

2I:I ~ 2/3 H


3/22

59

c. Dinding Kantilever Berusuk (Counterfort Walls)Perhitungan mencari tekanan tanah pada dinding kantilever berusuk digunakan earaRankine.

Ukuran pada dinding kantilever berusukPerhitungan meneari tekanan tanah pada dinding kantilever berusuk digunakan caraRankine

4.3 RINGKASAN PENENTUAN TEKANAN TANAH YANG BEKERJAPADA DIN DING PENAHAN TANAH

4.3.1 Cara Analitis

Didalam cara ini tekanan tanah merupakan luas dari diagram tegangan gaya yang terjadiakibat pembebanan, perbedaan tinggi air maupun akibat sifat-sifat tanah (property of soils).Diagram tegangan gaya tersebut adalah (gambar 4.4) ;1. Akibat beban merata; berbentuk segi empat tegangan gaya2. Akibat perbedaan tinggi air; pada mulanya berupa segi tiga tegangan gaya kemudian segi

tiga tegangan gaya ini berupa beban, sehingga bentuk selanjutnya menjadi segi empattegangan gaya.

3. Akibat sifat-sifat tanah, dapat berbentuk segi empat dan segi tiga. Dibedakan akibatharga kohesinya dan akibat karakteristik berat isinya.

Yang perlu di perhatikan di dalam mencari total tekanan tanah adalah :a. Akibat sifat-sifat tanah khususnya akibat kohesi. Untuk harga tekanan aktif, kohesimemberikan pengurangan terhadap seluruh tekanan aktif yang bekerja, sedangkan untuk

tekanan pasif kohesi, menambah besar seluruh tekanan pasif yang bekerja.


4/22

60

b. Akibat beban garis (line load). Beban titik (point load) dan beban strip (strip Ipa()bentuk diagram dapat, didekati dalam bentuk geometrik yang dikenal yaitu, segi emp tsegi tiga dan trapesium untuk mempermudah perhitungan bentuk geometrik yang dIPi1 hadalah segi empat. Alasan pemilihan adalah : karena segi empat dengan mudah arp.dicari titik tangkap gaya dan luasnya.

c. Didalam perhitungan tekanan tanah lateral, sebaiknya mobilisasi diagram tega hg ndibiarkan seperti adanya. Hal ini dianjurkan karena memudahkan didalam mengh tu gdan rnerneriksa hasil perhitungan, karen a luas diagram dan jarak dengan momen tert lad psuatu referensi lebih jelas dan tidak mudah membuat kesalahan. Meskipun melakak nsuperposisi diagram tegangan juga boleh, hanya sekali lagi tidak dianjurkan digur ak neara yang terakhir ini.

Belle'" 'it Be do mUI(Q Oir Kohul Berot i5 r tonetI~

~f---- 1 1

1 7 . . . . . .( _.8+1:: := : (+1= ~ C : : ) _ s:+~ ~3..

Q K 0 :TH Ko

Gambar 4.4a Diagram tegangan gaya untuk mencari tekanan aktif

B e ~ C I" f;1 Bedo mul!:


5/22

61Beberapa variasi tegangan pada tanah akan ditinjau dalam beberapa kasus dibawah ini :

KASUS IKondisi tanah suatu lapis


6/22

62

H

1 1 1 1 1 1 1 1 - q : : ,on/""I~W~~ r - - - - - r - - - - - ~ - - - - , _ - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - -

(+ ) \ \(+ \.

Aldtlor bebonk q k ' J : ' I

\" ~H KP ~

AldbOt Iro"esl

Gambar 4.6 diagram tegangan tanah pasif c-e soils untuk tanah satu lapisHarga tegangan pasif pada setiap kedalaman batas adalah sebagai berikut :pada z = 0 maka c c = q Kp + 2 c ~pada z = H maka (\ = q Kp + 2 c {KP + y H Kp

KASUS IIITanah tiga lapis dari kondisiSudut i= 0 = 00Sudut a ~ 90QDiagram tegangannya digambarkan sebagai berikut :

1 1 1 1 1 1 1 1 1 U l L/ttM J'tH. ~ "


7/22

63

Harga tegangan aktip pad a setiap kedalaman batas adalah sebagai berikut :pacta z = 0 maka 0


8/22

64Akan didapat az:;: Kpz + 2 cz ~ KP2 + y2 h. KP2pada z :;: h z batas atas rnaka oz :;:q Kpz + cz ~ KP2 + yl h, KP2 + y2 h2 KP2pada z :;: h 2 batas bawah (tegangan yang ditranformasikan pada tanah lapis 3)akan didapat oz :;:q KP3 + 2 c3 ~ KP3 + (ylh1 + y2h2) KP3pada z :;: h3 rnaka az :;: q KP3 + 2 c3 ~ KP3 + Y1hi KP3 + Y2 h2 KP3 + Y3h3 K

Untuk tanah lapis keempat dan selanjutnya, teknik penggarnbarkan rnobilisasi di rtegangan tanah rnengikuti cara-cara seperti seperti telah diterangkan.

PENGARUH MUKA AIRAkibatnya adanya muka air, akan muncul tegangan hidrodtatis yang besarnya terga tu g

pada perbedaan tinggi muka air tersebut, ada kedua sisi struktur :

1. Jika rnuka air sarna tinggi

OWH Q " W H

Garnbar 4.9 Tegangan hidrostatis saling menghilangkan

Tekanan hidostatis akan saling rnenghilangkan.Tekanan lateral akibat Y tanah yang berada dibawah muka air rnerupakan teg nefektif.

oz :;:y'z Ka :;: (y - yw) z Ka


9/22

65

2. Jika muka air tidak sarna tinggi

-i"---------

di superposisikan

Diagram tegangandengan bentuk segitigaapabila menjadi beban,bentuk diagram berubahmenjadi segiempat.

Gambar 4.10 Tegangan hidrostatis dan tegangan lateral akibat beda tinggi muka air

Tekanan lateral mendapatkan tambahan akibat perbedaan tinggi muka air.Tekanan lateral akibat y tanah yang berada dibawah muka air merupakan teganganaktif.

oz = y'z Ka = (y - yw) z Ka3. Jika hanya terdapat air tanah

H

YwH

Gambar 4.11 Tegangan hidrostatis dan tegangan lateral akibat muka air satu sisi


10/22

66Tekanan lateral mendapat, tambahan akibat, adanya muka air tanahTekanan lateral akibat, y tanah yang berada dibawah muka air merupakan tega gefektif.

y~=


11/22

67

Besar total tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan tanah adalah CC',dimana CC' ditarik sejajar garis arah P.Sudut longsor yang terjadi adalah sudut HVC' = sudut BL.Sudut longsor dapat dipindahkan pada gambar struktur dinding penahan tanah dantrial wedge yang diambil dengan mengukurkan sudut B L dari garis AV.

Cara CulmannAktifitas Penggambaran

Semua penggambaran dibuat menjadi satu. Jadi tidak ada pemisahan gambar sepertipada cara Trial Wedge.Digambarkan struktur dinding penahan tanah, tanah isian, pengambilan trial wedgeyang diambil, gaya-gaya R, e-lien dan presure line. Dimana empat hal yang disebutterakhir berupa komponen pembuat polygon gaya.o - line pada cara Culmann analog dengan line load pada trial wedge. Arah 0 - linebersudut 0 dari arah horisontal yang ditarik dari titik A (ujung tumit dinding penahantanah).

Sudut 0 berlawanan arah dengan jarum jam untuk tekanan pasif.

Ao pasif

o aktif

Pressure line yang juga merupakan arah P bersudut :L (a - d) dari 0 - line untuk tekanan aktifL ( e x . - 0) dari e-Iine untuk tekanan pasif

Gaya R mempunyai arah sesuai dengan masing-masing bidang longsor trial wedgenya.

Hasil Poligon GayaSarna dengan trial wedge akan didapat locus pressure dimana titik C' adalah titiksinggung yang terjadi dengan menarik garis singgung locus pressure sejajar pressureline.Besar total tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan tanah adalah CC'dimana CC' ditarik sejajar pressure line.Sudut longsor = sudut V"AC" = sudut BL


12/22

68Cara PonceletAktifitas Penggambaran

Seperti pada cara Culmann cara Poncelet rnernbuat semua penggarnbaran me jasatu.Perbedaannya adalah :Pada cara poncelet; trial wedgenya hanya dibuat satu dimana L 8 = L V J dari harisSudut p berlawanan arah dengan jarum jam untuk tekanan aktif', dan searah djarum jam untuk tekanan pasif.o-Iine cara culmann sarna dengan e-Iine cara Poncelet. Tetapi pada cara po e tdengan penertian bahwa bidang longsor yang terjadi adalah maksimum yang bi atercapai oleh tanah.Pressure line cara poncelet identik dengan pressure line yang dibuat dengan c aculmann.Gaya R dan arah diidentikkan dengan dinding AB yang menerima tekanan t

Hasil Poligon GayaPoligon gaya direpresentasikan oleh segitiga ABF dimana seolah-olah AF =W!I I line, BF = arah, P = pressure line. AB = arah R.Kemudian titik F dipindah dalam sistem setengah iingkaran AE menjadi J. Dititik E terletak pad a permukaan tanah yang berupa titik perpotongan antaradengan permukaan tanah isiannya.Ditarik garis Jc sejajar pressure lineBidang longsor = garis AC

Cara Grafis untuk tanah berlapisTekanan lateral tanah berlapis dapat diselesaikan dengan cara grafis dengan k

penyelesaian lapis per lapis. Pada tahap pertama, diselesaikan dahulu lapis I (lapissehingga diperoleh PA untuk lapis I.Baru kemudian lapis II diselesaikan dengan mengatanah lapis I sebagai beban pada tanah lapis II (lapis tanah dibawahnya) didapat PAlapis II. Sedangkan PA yang bekerja pada dinding tanah adalah pK = PAl>+ PA2>Cara ini diperlihatkan pada gambar di bawah ini.


13/22

69

Lopls 1 .lohrof

n toncrh Iuraluntvklopl.2: d.n;Gntom-'-- _ __,il-;I.__~~_=-= -.- ..- - - -. - --bohan bcban, dar! lQpllt.. bonar q:::: 1" Ib I =~. hi

Gambar 4.12 Penyelesaian untuk tanah berlapis dengan cara grafis.

Kebenaran dari konsep ini dapat dibuktikan secara analitis sebagai berikut :Misal diagram tegangan tanah akibat sifat tanah yang berupa berat isi 'Y dan sudut geserdalam qlrp-soils

Lapis 2

- / ~ - - " ' - . . - - - - - 1Jl h l K A 2 J2 h2 K A2

Gambar 4.13 Bukti metode di atas secara anal itis

Dari gam bar di alas terlihat bahwa tanah lapis II seakan-akan menerima beban merataakibat dari beban tanah lapis I sebesar


14/22

70 q = y1 hi Dari lapis I dapat dicari besar tekanan PAL Dari lapis II dapat dicari besar tekanan PA2 ->->Sehingga PA total yang bekerja pada dinding tekanan AB adalah PA = PAL + P 2

4.4. CEK STABIL ITAS GESER, GUL ING DAN KEKUATAN DIND NPENAHAN TANAH

4.4.1 Teori Coulomb

(**)Kriteria atau syarat konstruksi boleh turun dalam batas tertentu (akan dibahastopik bahasan Fundasi Dangkal).Pada konstruksi Dinding Penahan Tanah, dianggap sernentara penurunan kons SIyang terjadi masih lebih kecil dari penurunan ijin

b

Gambar 4.14 Gaya yang bekerja pada dinding gravitasi

Di da1am merencanakan konstruksi dinding penahan tanah yang stabil dan aman m kakonstruksi dinding penahan tanah tadi harus memenuhi kriteria atau s arat ka silas kon Ir ksiyang stabil dan aman


15/22

71Pada kriteria ini yang perIu dicheck adalah check pada kekuatan bahan dinding (pada zaman sekarang dengan campuran yang ada

mungkin tidak perlu dicheck lagi) Stabilitas terhadap geser (Sliding) Stabilitas terhadap guling (over tunting) Memiliki syarat kapasitas Daya Dukung tanah dibawah dasar Dinding Penahan Tanah,

Benahan tanah lebih besar dari tegangan (tegangan kontak) akibat beban yang bekerjadan di transfer ketanah di bawah dasar dinding panahan tanah. Masalah ini akan dapatdipelajari pada waktu menginjak topik bah asan fondasi dangkal, Pada tahapan sekaranghanya diperlukan mengetahui bagaimana mencari tegangan akibat beban yang bekerja,Perlu diusahakan agar kesultante gaya yang bekerja pada konstruksi dinding penahantanah masih terletak pada daerah Kern (inti) yaitu dari tengah, dan dasar dinding penahantanah berjarak kiri dan kanan 116lebar dasar, Dinding penahan tanah b. Hal ini ditempuhsupaya tidak terjadi tarik pada tanah. (**)

Mencari titik tangkap resultan gaya xPada tahap pekerjaan ini gaya Pp dianggap = 0

-R, X = W XI + PV X2 + PH,-X = - - - - - - - - - = IM

Iv

dimana L M = sigma momen terhadap titik B= W.XI + PvXz + PHH,

Iv = jumlah gay a vertikal= Rv = W + Pv

Gaya Rv = (Iv) bekerja tegak lurus pada dasar

Diagram tegangan yang mungkin adalah :


16/22

.RVIr - - ]2 ~b/! b/! b/! - . .t i L _( a ) Il~

b )

iii bl J R VI_.-b/~b/2

2RVf r = 3 " ' b 7

72

--- ( e )Gambar 4.15 Bentuk diagram tegangan kontak pada dasar dinding penahan tanah

Diagram tegangan pacta ujung-ujung dasar dinding penahan tanah diberikan sebagai be u

Rv 6efl = - (1+-)b b

Rv 6ef2=-(l--)b b

dimana, b = lebar dasare = eksentrisitas/jarak dari tengah-tengah dasar ketempat bekerjanya gay

x - b/2 = eb

x =e +-2


17/22

73

Keterangan gambar :Gambar (a) Resultante gaya R bekerja pada titik berjarak e +b maka tegangan tarik terdapat di B. Kita ketahui bahwa

tanah pada urnumnya hanya dapat bertahan terhadap tekan, rnaka teganganakan didistribusikan kern bali sepanjang 3b 1 dimana b 1 adalah jarak darit it ik bekerjanya R ke t it ik ujung C.

2RBesarnya fl=

3blb

substitusikan b l = - - - e akan didapat,2

2R vf2=---3(b/2 - e)

Chek terhadap stabilitas gulingdisini Pp dianggap = 0Ambil L momen pada ujung jari dinding penahan tanah atau = L Me dimana :

momen yang akan melawanFs = - - - - - - - ~ - - - - ~ - : ; : : 1.5

momen yang akan menggulingkanWa

Fs = :;::1.5PHX z


18/22

74

Chek terhadap kekuatan strukturUntuk menghitung kekuatan struktur maka perlu di check terhadap beberapa pot g n

misal pada potongan a-a

Gambar 4.16 Cheek kekuatan struktur pada potongan a-a

IPA = - - y H 2 K a

2

W = berat konstruksi dalam kgdiatas potongan a-a pad a satuan panjang 1m = 100 em

B ::::lebar dinding pada potongan a-a

Check terhadap tegangan geser

P HT geser = - - < T izin100 B

Check terhadap tegangan tekanP Myt (tekan) = - - ---A


19/22

75My M

=I W

W=--bW6

M = R.eM 6 R e=---

V 6Rel' (tekan) = ~ - = - - - < t (tekan izin)B B2

Maka Daiam perhitungan tegangan fl (lihat Gambar 7.5) tidak boleh meiampaui dayadukung (bearing capacity) tanah.Supaya tegangan tarik tidak termobilisasi, maka :e < b/6 atau x . s ; ; 2b/3

Chek terhadap stabilitas geser(W + P) tan (5 + Cab

Fs = --------~ ~ 1.5

B = 2/ 3 sampai 0Ca = adhesi antara tanah dan dasar dinding tembok penahan tanahCa bisa diambil = C

Bila tekanan pasif dimasukkan :

(W + Pv) tan ( 5 + Cab + PpF, = - - - - - - - - - - - ~ 2~OP H

Bila stabilitas geser belum mernenuhi, diberikan sepatu ditengah atau pada ujung tumitnya(lihat gam bar 7.7)


20/22

76

/oo,a posifrtA9oi tim bu llcan ~ " " . ,-' n . . : . .. . . . ...t\ ~ y _ - - - - - - ~ I

lebih beso r/pa njallO clorikendisi S ,",ulo

'-v----akibattanah

~akibat bet

Gambar 4.18 Gaya yang bekerja pada dinding kontrauliver


21/22

Pada teori Rankine didapat

PA bersudut i = LaP, = P" sin iPH = PA COS i-> ->->->->W Tmal = WI + W 2 + W J + W 4Jadi W total termasuk berat diatas tumit dan ujung dari dinding penaan tanah.Kemudian tahap-tahap pekerjaan sarna dengan teori Coulomb.

77


22/22

Setelah membaca/rnengikuti kuliah bab ini, mahasiswa diharapkan dapat memaha nmengerti tentang :

78

DRA INASE PADA D IN D ING PENAHAN TANAH

Tujuan Instruksi Umum

1) Penetuan/pernilihat jenis drainase pada dinding penahan tanah

Tujuan instruksional khusus

1) Mahasiswa dapat menjelaskan macam/jenis drainase pada dinding penahan tanah2) Dapat membedakan jenis tanah yang berfungsi sebagai filter dinding penahan ta ah

bab4 an dinding penahan tanah

Documents