DINDING PENAHAN TANAH - nbsp;· A. Pendahuluan • Bangunan dinding penahan tanah berguna untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan oleh tanah urug atau tanah asli yang labil.

Download DINDING PENAHAN TANAH -  nbsp;· A. Pendahuluan • Bangunan dinding penahan tanah berguna untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan oleh tanah urug atau tanah asli yang labil.

Post on 30-Jan-2018

227 views

Category:

Documents

0 download

TRANSCRIPT

DINDINGPENAHAN TANAHDINDINGPENAHAN TANAHA. Pendahuluan Bangunan dinding penahan tanah berguna untukmenahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan olehtanah urug atau tanah asli yang labil. Dinding penahan tanah banyak digunakan pada proyek-proyek : jalan raya, irigasi pelabuhan , bangunan ruang bawah tanah (basement) pangkal jembatan (abutment), dll Kestabilan dinding penahan tanahdiperoleh terutamadari : berat sendiri struktur, dan berat tanah yang berada di atas pelat fondasi. Besar dan distribusi tekanan tanah pada dindingpenahan tanah, sangat tergantung pada gerakan tanahlateral terhadap DPT. Bangunan dinding penahan tanah berguna untukmenahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan olehtanah urug atau tanah asli yang labil. Dinding penahan tanah banyak digunakan pada proyek-proyek : jalan raya, irigasi pelabuhan , bangunan ruang bawah tanah (basement) pangkal jembatan (abutment), dll Kestabilan dinding penahan tanahdiperoleh terutamadari : berat sendiri struktur, dan berat tanah yang berada di atas pelat fondasi. Besar dan distribusi tekanan tanah pada dindingpenahan tanah, sangat tergantung pada gerakan tanahlateral terhadap DPT.B. Tipe tipe dinding penahan tanah :1. Dinding gravitasi,Biasanya terbuat dari beton tak bertulang ataupasangan batu, sedikit tulangan diberikan padapermukaan dinding untuk mencegah retakanpermukaan.2. Dinding semi gravitasiDinding grafitasi yang bentuknya agak ramping, krnrampingnya pada struktur ini dibutuhkan penulanganbeton, namun hanya pada bagian dinding saja.Terdiri dari kombinasi dinding dan fondasi beton bertulang yangberbentuk T. Ketebalan DPT ini relatif tipis dan diberi tulangansecara penuh unutk menahan momen dan gaya lintang yangbekerja.4. Dinding counterfort : dinding beton bertulang yang tipispada bagian dalam dinding pada jarak tertentudidukung oleh plat / dinding vertikal yang disebutcounterfort. Ruang di atas plat fondasi, diantaracounterfort diisi dengan tanah.5. Dinding krib, dibuat dari balok-balok beton yangdisusun menjadi DPT.6. DPT dengan perkuatan (reinforced earth wall) dindingyang berupa timbunan tanah yang diperkuat benganmaterial lain. (geosintetik atau metal, dll)counterfourt3. Dinding kantileverTerdiri dari kombinasi dinding dan fondasi beton bertulang yangberbentuk T. Ketebalan DPT ini relatif tipis dan diberi tulangansecara penuh unutk menahan momen dan gaya lintang yangbekerja.4. Dinding counterfort : dinding beton bertulang yang tipispada bagian dalam dinding pada jarak tertentudidukung oleh plat / dinding vertikal yang disebutcounterfort. Ruang di atas plat fondasi, diantaracounterfort diisi dengan tanah.5. Dinding krib, dibuat dari balok-balok beton yangdisusun menjadi DPT.6. DPT dengan perkuatan (reinforced earth wall) dindingyang berupa timbunan tanah yang diperkuat benganmaterial lain. (geosintetik atau metal, dll)C. Tekanan tanah lateral Analisis tekanan tanah lateral antara laindigunakan untuk : Perancangan dinding penahan tanah Pangkal jembatan Turap Terowongan Saluran bawah tanah, dsb. Tekanan tanah lateral adalah gaya yangditimbulkan oleh akibat dorongan tanah dibelakang struktur penahan tanah. Analisis tekanan tanah lateral antara laindigunakan untuk : Perancangan dinding penahan tanah Pangkal jembatan Turap Terowongan Saluran bawah tanah, dsb. Tekanan tanah lateral adalah gaya yangditimbulkan oleh akibat dorongan tanah dibelakang struktur penahan tanah.1. Tekanan Tanah Lateral Pada Saat Diam Kondisi kesetimbangan di tempat yang dihasilkan darikedudukan tegangan-regangan tanpa adanyategangan geser yang terjadi didefinisikan sebagai KO.EaPhHTurapH/3h = H..KOPhPh Ditinjau suatu turap yang dianggap tidak mempunyaivolume, sangat kokoh dan licin, dipancang pada tanahtak berkohesi (gambar 1a). Tanah di kiri dinding turapdigali perlahan-lahan sampai kondisinya seperti padagambar 1.b.TurapGambar 1a Gambar 1b Gambar 1c Bersama-sama dengan penggalian ini, dikerjakan suatugaya horizontal Ph yang besarnya sama dengan gayahorizontal tanah sebelum penggalian. Tekanan gaya horizontal (Ph) pada dinding ini disebuttekanan tanah pada saat diam, yaitu tekanan tanah kearah lateral tanpa suatu pergeseran (regangan) Nilai banding antara tekanan horizontal dan tekananvertikal pada kedalam tersebut disebut koefisien tekanantanah pada saat diam atau KOh = H..KO ataudengan h = tekanan efektif arah horizontalv = tekanan efektif arah vertikalz = kedalaman = berat volume efektifKO = 1 sin (Jaky, 1944)'hvhO z.'''K Bersama-sama dengan penggalian ini, dikerjakan suatugaya horizontal Ph yang besarnya sama dengan gayahorizontal tanah sebelum penggalian. Tekanan gaya horizontal (Ph) pada dinding ini disebuttekanan tanah pada saat diam, yaitu tekanan tanah kearah lateral tanpa suatu pergeseran (regangan) Nilai banding antara tekanan horizontal dan tekananvertikal pada kedalam tersebut disebut koefisien tekanantanah pada saat diam atau KOh = H..KO ataudengan h = tekanan efektif arah horizontalv = tekanan efektif arah vertikalz = kedalaman = berat volume efektifKO = 1 sin (Jaky, 1944)'hvhO z.'''K 2. Tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif Dari kiri bekerja tekanan tanah pasif (Ep = .h2..Kp) Bersifat melawan tanah dorongan dinding Bekerja jika dinding bergerak menahan tanah Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya Ea dan Ep berat volume tanah () sudut gesek intern () sudut gesek antara dinding dan tanah () kohesi tanah c kemiringan dinding dan muka tanah beban Dari kanan bekerja tekanantanah aktif (Ea = .H2..Ka) bersifat mendorong dinding bekerja jika dinding bergerakmenjauhi tanahEaEpHH/3hh/3H..Kah..Kp Dari kiri bekerja tekanan tanah pasif (Ep = .h2..Kp) Bersifat melawan tanah dorongan dinding Bekerja jika dinding bergerak menahan tanah Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya Ea dan Ep berat volume tanah () sudut gesek intern () sudut gesek antara dinding dan tanah () kohesi tanah c kemiringan dinding dan muka tanah bebanTEORI RANKINE Teori Rankine (1857), dalam analisis tekanan tanah lateralmenggunakan asumsi1. Tanah dalam kondisi kesetimbangan plastis (setiap elemen tanahdalam kondisi tepat akan runtuh)2. Tanah urug dibelakang dinding penahan tanah tak berkohesi ( c = 0)3. Gesekan antara dinding DPT dan tanah urug diabaikan (= 0)A. Tekanan tanah lateral pada tanah non kohesif (c = 0) Tanah urug dengan berat volume dan ketinggian H, maka tekanantanah aktif Ea total untuk dinding penahan tanah adalahEa = H2..KaTitik tangkap gaya yang bekerja terletak pada H/3 dari dasardinding penahan tanah. Alas diagram segi tiga tekanan tanah aktifb = Ka..H , dengan Ka = koefisien tekanan tanah aktif Rankine Teori Rankine (1857), dalam analisis tekanan tanah lateralmenggunakan asumsi1. Tanah dalam kondisi kesetimbangan plastis (setiap elemen tanahdalam kondisi tepat akan runtuh)2. Tanah urug dibelakang dinding penahan tanah tak berkohesi ( c = 0)3. Gesekan antara dinding DPT dan tanah urug diabaikan (= 0)A. Tekanan tanah lateral pada tanah non kohesif (c = 0) Tanah urug dengan berat volume dan ketinggian H, maka tekanantanah aktif Ea total untuk dinding penahan tanah adalahEa = H2..KaTitik tangkap gaya yang bekerja terletak pada H/3 dari dasardinding penahan tanah. Alas diagram segi tiga tekanan tanah aktifb = Ka..H , dengan Ka = koefisien tekanan tanah aktif Rankine 22a 4545tgsin1sin1K Dengan cara yang sama, besarnya tekanan tanah pasifmenurut Rankine, merupakan diagram segi tiga denganalas b = H..Kp Besarnya tekanan tanah pasif total = luas diagram segitiga tekanan tanah pasifEp = .H2..Kp dengan titik tangkap gaya 1/3 HdimanaHH/3Ea = H2..Kac = 0 = 0=0 Dengan cara yang sama, besarnya tekanan tanah pasifmenurut Rankine, merupakan diagram segi tiga denganalas b = H..Kp Besarnya tekanan tanah pasif total = luas diagram segitiga tekanan tanah pasifEp = .H2..Kp dengan titik tangkap gaya 1/3 Hdimana /245tgsin1sin1K 2p dimana = sudut kemiringan permukaan tanah urug dibelakang DPT = sudut gesek dalam tanah Besarnya tekanan tanah aktif = luas diagram segi tigaEa = .H2..Ka dgn alas b = H.. Ka Dengan cara yang sama besarnya tekanan tanah pasif menurutRankine, merupakan diagram segi tiga dengan alasb = H.. KpTekanan tanah pasif total = luas diagram segi tiga tekanan tanahpasif .Ep = .H2..Kp dengan titik tangkap gaya 1/3 HUntuk permukaan tanah miring2222acoscoscoscoscoscoscosK Apabila permukaan tanah urugmiring membentuk sudut (0)maka koefisien tekanan tanah aktifdinyatakan sbb :H b=H..KaEa = . H2..Ka00c0dimana = sudut kemiringan permukaan tanah urug dibelakang DPT = sudut gesek dalam tanah Besarnya tekanan tanah aktif = luas diagram segi tigaEa = .H2..Ka dgn alas b = H.. Ka Dengan cara yang sama besarnya tekanan tanah pasif menurutRankine, merupakan diagram segi tiga dengan alasb = H.. KpTekanan tanah pasif total = luas diagram segi tiga tekanan tanahpasif .Ep = .H2..Kp dengan titik tangkap gaya 1/3 HUntuk permukaan tanah miring2222pcoscoscoscoscoscoscosKB. Tekanan tanah lateral pada tanah kohesif c0diabaikanEa total1. Tekanan tanah aktifHTanahdengan c; b1=H..Ka a2 K2.c.b Ea1Ea2+ = Hchb1>b2 Apabila tanah urug mempunyai kohesi, maka tekanan tanah aktif 22aacaaalas21alasaa221 totalaa2a1 totala45tgKK.2.cHK2.c..H.Kbbbb.HK2.c..K.HEEEEa2 K2.c.b 2. Tekanan tanah pasifTanahc; Ep1b1=H..KpHb1+b2Ep2.H 1/3.H+=p2 K2.c.b 22ppp21pp221ptotalp2p1ptotal45tgKK2.c..H.Kbbbb.HK2.c...KHEEEEpasifanah tekanan tmakakohesi,mempunyaiurug tanahApabila3. Tekanan tanah lateral akibat beban terbagi rata Misal tumpukan barangatau orang pada suatudermaga, berat lalulintas di jalan raya, dllB Cq (kN/m2) Untuk lebar 1 m, berat segi tiga longsor ABC :W + Q = .H2..cotg + q BC= .H2..cotg + q.H cotg Dari segi tiga ABC didapatEa = (W+Q) tg ( - )Ea = ((.H2..cotg ) + (q.H cotg )).tg( - )= (.H2..Ka + H.q) tg2(45o - /2)= .H2..Ka + H.q.KaAq (kN/m2)HEa1Ea2.H1/3.H Diagram tekanan tanah aktif total berupa trapesiumgabungan dari Ea1(segi tiga oleh tanah) dan Ea2 (segi 4akibat beban terbagi rata).Ea1 = .H2..Ka Ea2 = H.q.Kab1 = H..Ka b2 = q.Kab1=H..Ka b2=q.Ka b1 + b24. Tekanan tanah lateral akibat beban garisQEa1Ea2Ea1Ea2mkb2=mp Diagram tekanan tanah aktif total seperti tergambarEa1(segi tiga oleh tanah) dan Ea2 (segi tiga akibat bebantitik Q)Ea1 = .H2..Kab1 = H2..Kamk2.Q.KmpbKQ.Ea2aa2b1=H..Ka b1=H..Ka5. Tekanan tanah lateral akibat pengaruh muka air tanahEa1 Ea2b1=H..Ka b2=H.w Apabila MAT = MTTekanan tanah aktif yang bekerja pada dinding penahan tanah :(a). Ea1 = .H2..Ka = berat vol. tanah terendamb1 = H..Kagaris kerja gaya 1/3 H(b). Ea2 = .H2.w w = berat vol. airb1= H2.wgaris kerja gaya 1/3 Hb1=H..Ka b2=H.w(6) Dinding penahan tanah dengan muka air tanah tidaksama tinggiH2Ea1=.(H2-H1)2.b.KabH1H2Ea2=H2(H1.b).KaEa3=.H12..KaHa= .H12.wsath1 h2Ep1Ep2Ep3Hp Berat jenis tanah (G) ; angka pori (e) ; kadar air (w) ;1 = sudut gesek intenal tanah di atas m.a.t2 = sudut gesek intenal tanah di bawah m.a.t Tekanan tanah aktif yang bekerja :Ea1 = akibat tekanan tanah di atas matEa2 = akibat beban terbagi merata ( tanah di atas m.a.t)Ea3 = akibat tekanan tanah di bawah m.a.tHa = Tekanan hidrostis yang mendorong DPT Tekanan tanah pasifEp1 = akibat tekanan tanah di atas m.a.tEp2 = akibat beban terbagi rata (tanah di atas m.a.t)Ep3 = akibat tekanan tanah di bawah m.a.tHp = tekanan hidrostsatis yang menahan DPT Berat jenis tanah (G) ; angka pori (e) ; kadar air (w) ;1 = sudut gesek intenal tanah di atas m.a.t2 = sudut gesek intenal tanah di bawah m.a.t Tekanan tanah aktif yang bekerja :Ea1 = akibat tekanan tanah di atas matEa2 = akibat beban terbagi merata ( tanah di atas m.a.t)Ea3 = akibat tekanan tanah di bawah m.a.tHa = Tekanan hidrostis yang mendorong DPT Tekanan tanah pasifEp1 = akibat tekanan tanah di atas m.a.tEp2 = akibat beban terbagi rata (tanah di atas m.a.t)Ep3 = akibat tekanan tanah di bawah m.a.tHp = tekanan hidrostsatis yang menahan DPTANALISIS KONSTRUKSI PENAHAN TANAH Analisis konstruksi penahan tanah umumnya digunakanuntuk menentukan dimensi penahan tanah agar stabilterhadap gaya-gaya yang bekerja Analisis stabilitas dilakukan secara eksternal dan internal Dalam analisis stabilitas eksternal, konstruksi dianggapsebagai satu kesatuan yang masif dalam melawan gaya-gaya yang bekerja. Tinjauan dilakukan terhadapstabilitas guling, geser dan runtuhnya konstruksi akibatdaya dukung tanah terlampaui. Analisis stabilitas terhadap gaya-gaya internal yangbekerja, umumnya berhubungan dengan kekuatanstruktur, yang dalam ini adalah pecahnya konstruksi danpatahnya kaki dan tumit. Analisis konstruksi penahan tanah umumnya digunakanuntuk menentukan dimensi penahan tanah agar stabilterhadap gaya-gaya yang bekerja Analisis stabilitas dilakukan secara eksternal dan internal Dalam analisis stabilitas eksternal, konstruksi dianggapsebagai satu kesatuan yang masif dalam melawan gaya-gaya yang bekerja. Tinjauan dilakukan terhadapstabilitas guling, geser dan runtuhnya konstruksi akibatdaya dukung tanah terlampaui. Analisis stabilitas terhadap gaya-gaya internal yangbekerja, umumnya berhubungan dengan kekuatanstruktur, yang dalam ini adalah pecahnya konstruksi danpatahnya kaki dan tumit.STABILITAS TERHADAP GAYA EKSTERNAL Keruntuhan akibatbahaya gulingkohesifhuntuk tana2SFkohesifnonhuntuk tana1,5SFMMSFgulingerhadapTinjauan tV.aMkonstruksisendiriberatakibatgulingMomen.hEMaktifgayaakibatgulingMomenappaaEahVaAkohesifhuntuk tana2SFkohesifnonhuntuk tana1,5SFMMSFgulingerhadapTinjauan tV.aMkonstruksisendiriberatakibatgulingMomen.hEMaktifgayaakibatgulingMomenappaa Keruntuhan terhadap bahaya geserEa2~1,5E)E(c.bV.fdorongGayalawanGayaSFcampuran tanahberupafondasiDasar0,75).c~(0,5 tanahkohesic2~1,5E)E(c.bdorongGayalawanGayaSFkohesif tanahberupafondasiDasarhalus)relatiffondasi(dasar tgfkasar)relatiffondasi(dasar tgf2~1,5E)E(V.fdorongGayalawanGayaSFkohesifnon tanahberupafondasiDasarap32ap3232apVb2~1,5E)E(c.bV.fdorongGayalawanGayaSFcampuran tanahberupafondasiDasar0,75).c~(0,5 tanahkohesic2~1,5E)E(c.bdorongGayalawanGayaSFkohesif tanahberupafondasiDasarhalus)relatiffondasi(dasar tgfkasar)relatiffondasi(dasar tgf2~1,5E)E(V.fdorongGayalawanGayaSFkohesifnon tanahberupafondasiDasarap32ap3232ap Runtuhnya konstruksi akibat daya dukung tanahterlampaui tanah2bmaksmintanahmaksmine32V0batuan)(cadas,kerashUntuk tanab6.e1b.1V0acampurannyataupasirlempung,hUntuk tanaV tanah2bmaksmintanahmaksmine32V0batuan)(cadas,kerashUntuk tanab6.e1b.1V0acampurannyataupasirlempung,hUntuk tanaSOAL 1 Dinding penahan tanah dengankarakteristik sbb : = 30c = 0tanah = 18 kN/m3pasangan batu = 20 kN/m3all = 150 kN/m2 Ditinjau analisis stabilitasdinding terhadap guling, geserdan keruntuhan daya dukungtanah !H = 2 m Dinding penahan tanah dengankarakteristik sbb : = 30c = 0tanah = 18 kN/m3pasangan batu = 20 kN/m3all = 150 kN/m2 Ditinjau analisis stabilitasdinding terhadap guling, geserdan keruntuhan daya dukungtanah !0,75 m 0,5 m0,5 mSOAL 2 Dinding penahan tanah dengankarakteristik sbb : = 30c = 10 kN/m2tanah = 18 kN/m3pasangan batu = 20 kN/m3all = 150 kN/m2 Ditinjau analisis stabilitasdinding terhadap guling, geserdan keruntuhan daya dukungtanah !H = 2 mq = 2,5 kN/m2 Dinding penahan tanah dengankarakteristik sbb : = 30c = 10 kN/m2tanah = 18 kN/m3pasangan batu = 20 kN/m3all = 150 kN/m2 Ditinjau analisis stabilitasdinding terhadap guling, geserdan keruntuhan daya dukungtanah !0,75 m 0,5 m0,5 mSoal Hitung dan gambarkan diagram : gaya dan garis kerjatekanan tanah aktif pada DPT seperti tergambar :31= 801 = 16 kN/m3c1 = 10 kN/m23 332= 302 = 18 kN/m3c2 = 20 kN/m23= 253= 9 kN/m3c3 = 20 kN/m23 = 253 = 9 kN/m3c3 = 20 kN/m2

Recommended

View more >