Post on 21-Feb-2018
7/24/2019 analisis dinding diafragma
1/7
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanah merupakan sebuah materi yang banyak jenisnya dengan perilaku-
perilaku yang tergantung pada kondisi di sekitarnya dan kondisi tanah itu sendiri.
Tanah dapat bergerak secara horisontal (lateral) maupun vertikal (penurunan) yang
bergantung pada pembebanan yang beban yang bekerja pada tanah tersebut. Adajenis tanah yang mudah longsor bila dilakukan penggalian akibat adanya tegangan
lateral tanah. Ada jenis tanah lunak seperti tanah pada daerah pantai yang mudah
terjadi penurunan akibat dilakukan pembebanan. Konstruksi basement memerlukan
adanya perkuatan sruktur untuk mencegah terjadinya kelongsoran diperlukan
dinding penahan tanah agar dapat menahan tanah yang dapat menyebabkan
kerusakan struktur bangunan disekitarnya.
Jenis tanah pada lokasi penelitian secara umum termasuk dalam jenis Clay
dan Silt, dimana jenis tanah inimempunyai nilai mempunyai nilai pemampatan yang
tinggi, daya resap air yang rendah dan daya dukung yang rendah serta muka air
tanah yang tinggi. Kondisi tersebut ditambah dengan adanya defleksi dari soldier
pile sebagai sistem penahan tanah pada galian basement eksisting sehingga perlu
adanya analisis terhadap desain tipe dindingbpenahan tanah yang minim defleksi
dan kendala selama berlangsungnya proses konstruksi galian basement.
Dinding penahan merupakan struktur bangunan yang digunakan untuk
menahan tanah atau memberikan kestabilan tanah atau bahan lain yang memiliki
beda ketinggian dan tidak memperbolehkan tanah memiliki kemiringan longsor
lebih dari kemiringan alaminya. Oleh karena itu, konstruksi ini sering digunakan
untuk menahan atau menopang suatu peninggian tanah. Dinding penahan tanah
adalah suatu bangunan yang dibangun untuk mencegah keruntuhan tanah yang
curam atau lereng yang dibangun ditempat dimana kemantapannya tidak dapat
dijamin oleh lereng tanah itu sendiri.
7/24/2019 analisis dinding diafragma
2/7
Keruntuhan tanah dapat diakibatkan oleh hilangnya kekuatan geser tanah.
Kekuatan geser tanah merupakan perlawanan tanah tersebut terhadap keruntuhan
yang terjadi. Selain longsor, gempa juga merupakan salah satu peristiwa alam yang
menyebabkan terjadinya keruntuhan tanah. Dinding diafragma adalah metode
pembuatan perkuatan dinding penahan tanah dengan menggunakan metode
penggalian parit yang didukung oleh lumpur bentonite. Dinding diafragma sering
dikenal dengan dinding slurry.
Konstruksi dinding diafragma minim getaran
sehingga sesuai untuk diterapkan pada lokasi padat pemukiman. Dinding diafragma
dapat digunakan sebagai pendukung sementara atau elemen perkuatan dari
bangunan basement.
Ilmuwan teknik sipil terus mencari penyelesaian yang efisien untuk
mengatasi permasalahan dalam membangun basement yang melibatkan penggalian
tanah pada kondisi muka air tanah yang tinggi. Sejalan dengan roda pembangunan
bangsa Indonesia, kebutuhan lahan untuk pembangunan terus bertambah, sehingga
pembangunan baru terpaksa harus dilakukan diatas tanah yang kurang memenuhi
syarat, yaitu antara lain diatas tanah yang memiliki muka air tanah yang cukup
tinggi yang dapat menyulitkan dalam proses kostruksi basement.
Penurunan dan pengaruh beban eksternal terhadap tanah yang berlebihan
akan menyebabkan kerusakan struktural pada kerangka bangunan, gangguan-
gangguan seperti pintu dan jendela yang sukar dibuka, retak-retak pada lapisan
beton dan plesteran, dan pemakaian berlebihan atau kerusakan karena ketidak
sejajaran akibat penurunan dan defleksi dinding basement. Permasalahan ini
berhasil dipecahkan dengan membuat suatu dinding diafragma yang akan
memberikan faktor keamanan yang memadai dalam menghadapi masalah
kegagalan daya dukung ultimate. Dinding diafragma adalah sebuah kostruksi
tembok beton didalam tanah yang pelaksanaannya dilakukan dari muka tanah tanpa
perlu menurunkan muka air tanah ketika proses konstruksi berlangsung. Dinding
diafragma memerlukan analisis lebih lanjut terhadap pengaruh tekanan tanah dan
beban dinamis dari gaya gempa.
Gempa adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi
akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang
7/24/2019 analisis dinding diafragma
3/7
seismik. Pada beberapa tempat di dalam bumi terjadi akumulasi energi. Bila massa
batuan/tanah atau struktur yang ada di kulit bumi tidak sanggup lagi menahan
akumulasi energi tersebut maka massa batuan/tanah atau struktur tersebut akan
meledak yang kemudian menyebarkan getaran dan gelombang ke segala arah
sampai tercipta suatu keseimbangan baru. Getaran yang ditimbulkan oleh gempa
tidak hanya merusak bangunan tetapi juga merubah topografi/bentuk bumi. Daerah-
daerah berlereng curam yang dalam kondisi kritis menjadi tempat-tempat
berbahaya ketika terjadi gempa.
Kerusakan akibat gempa bumi menimbulkan gejala langsung maupun
tidak langsung. Kerusakan struktur tanah sebagai akibat langsung dari beban gempa
adalah seperti menurunnya daya dukung tanah di bawah pondasi, keruntuhan pada
dinding penahan tanah, keruntuhan pada abutmen jembatan. Sedangkan akibat tidak
langsungnya adalah seperti kerusakan bangunan akibat getaran yang ditransmisikan
dari tanah ke struktur. Dinding diafragma dapat menjadi alternatif pilihan
konstruksi dinding penahan tanah.
Studi tentang penggunaan bentonite slurry sebagai sistem stabilisasi galian
dinding diafragma dalam konstruksi dinding diafragma telah dilakukan dengan
mempelajari perilaku gejala kavitasi yang terjadi pada pertemuan antar sambungan
panel dinding diafragma. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan viskositas
antara pasta semen dan lumpur bentonite. Kecepatan penyemenan mempengaruhi
perbedaan resistensi antara kedua cairan tersebut yang akan mempercepat proses
penggantian dari lumpur bentonite menjadi pasta semen dalam proses konstruksi
dari dinding diafragma (Auke Lubach, 2010).
Sistem stabilisasi galian dinding diafragma memerlukan analisis
menyeluruh guna mendukung galian agar tidak mengalami keruntuhan selama
proses penggalian dari dinding diafragma. Penerapan dalam penggunaan dinding
diafragma telah banyak diteliti di Delft, Belanda. Kondisi tanah di kota tersebut
yang memiliki muka air tanah yang tinggi menjadikan dinding difragma sebagai
solusi dalam mengatasi permasalahan konstruksi dinding penahan tanah.
Penelitian perilaku dari retaining wall di tanah residu untuk proses cut
and cover dari konstruksi Stasiun Metro do Porto bertujuan untuk menganalisis
7/24/2019 analisis dinding diafragma
4/7
gaya terhadap perpindahan selama konstruksi berlangsung dengan memperhatikan
asumsi dari massa batuan yang diperlukan untuk melakukan simulasi numerik
menggunakan software PLAXIS dengan pemodelan Mohr-Coulomb dan
Hardening Soil (Antonio and Rodrigo, 2011). Bila menggunakan Mohr Coulomb
untuk campuran atau dinding yang diinjeksi dengan semen, informasi kekuatan dan
kekakuan tanah diperlukan untuk penentuan kekuatan dan kekakuan dari D -
dinding dengan menggunakan hubungan empiris ( Van der Stoel , 2001) .
Berdasarkan uraian diatas penulis mempelajari tentang pengaruh gempa
ataupun beban dinamis terhadap stabilitas dan adanya deformasi dinding penahan
tanah dengan tipe dinding diafragma. Dalam analisa perhitungan digunakan
program Plaxis v.8 untuk mengetahui defleksi dan respon gempa yang terjadi pada
dinding diafragma.
Penelitian mengenai performa dinding penahan tanah dengan perkuatan
angker yang berlokasi di Kuala Lumpur Malaysia pernah dilakukan menggunakan
Plaxis dengan pemodelan menggunakan Hardening Soil Model dan analisis kondisi
undrained disertakan sebagai perbandingan dalam perhitungan rembesan air tanah.
Hasil penelitian tersebut adalah pembahasan dari perbandingan antara asumsi
desain dan kondisi lapangan dari penggunaan Finite Element Method (FEM) untuk
menganalisa pengalian tanah di Malaysia didukung dengan presentasi dinding
diafragma (Tan-Liew&Gue- Taha, 2010).
Analisis penggalian tanah menggunakan Model Hardening Soil telah
diteliti untuk mengetahui pergerakan tanah, perpindahan, dan distribusi bending
momen sepanjang ketinggian dinding penahan tanah. Dengan memperhatikan
kondisi tanah di lokasi penelitian, Model Hardening Soil digunakan untuk
mempelajari respon struktur tanah pada jenis tanah tersebut. Hasil penelitian
menunjukkan perilaku penggalian dengan angker yang dimodelkan dengan Plaxis,
terdapat perbedaan defleksi dan penurunan tanah pada dua titik lokasi penyelidikan
tanah. (Usmani-Ramana-Sharma, 2010).
Perkembangan teori tekanan tanah seismik didasarkan pada metode
Mononobe - Okabe ( 1929) dan elastis - metode plastik sempurna ( Muir Wood dan
Kalasin (2004 ) ) yang didasarkan pada pengerasan kinematik dengan memperbarui
7/24/2019 analisis dinding diafragma
5/7
posisi referensi untuk dinding. Analisis elemen hingga yang dinamis dapat
dianggap salah satu alat paling lengkap tersedia dalam rekayasa geoteknik gempa
untuk kemampuannya dalam memberikan indikasi pada distribusi tekanan tanah
dan deformasi / perpindahan dan gaya yang bekerja pada elemen struktur yang
berinteraksi dengan tanah ( PIANC , 2001) .
Beberapa penelitian mengenai perhitungan untuk memperkirakan gaya
lateral yang bekerja pada dinding basement adalah metode Seed-Whitman,
Mononobe-Okabe, dan Wood. Metoda-metoda tersebut pada dasarnya meupakan
pengembangan dari teori tekanan tanah lateral yang digabungkan dengan hokum
kedua Newton, menjadi metode yang secara umum dikenal dengan metoda Pseudo-
Static. Kini seiring dengan kemajuan teknologi komputasi komputer dan
pengembangan peangkat lunak metode elemen hingga, dimungkinkan menganalisa
gaya gempa dengan analisa dinamik. Hasil analisa gaya gempa terhadap dinding
basement dengan metode dinamik dalam bentuk respon spectra dan time History
dengan menggunakan program Plaxis 2D (Liong-Aryanto-Hidatyat, 2013). Pada
analisis statik ekuivalen dengan program Plaxis menggunakan model material
Mohr-Coulomb dan angka keamanan dihitung dengan metode c/phi reduction.
(Brinkgreve, R.B.J et. Al, 1998)
Stabilitas dinding penahan tanah akibat beban dinamis gempa dilakukan
dengan Plaxis. Dinding penahan tanah dianalis dengan memberikan perpindahan
dn frekuensi getaran, sebagai simulasi dari beban dinamis dari kondisi lokasi
penelitian. Hasil perhitungan terhadap stabilitas dengan penambahan pengaruh
gaya gempa menjadikan struktur dinding penahan tanah mengalami guling dan
geser (Nur-Hakam, 2010).
Hasil yang diharapkan dari studi ini adalah memberikan hubungan angka
keamanan minimum dari analisis dinamik (SF-dinamik minimum) terhadap angka
keamanan dari analisis statik ekuivalen (SF statik ekuivalen) dan mendapatkan
faktor reduksi gempa (fR) untuk analisis statik ekuivalen yang dapat
direkomendasikan guna mendapatkan angka keamanan yang sama dengan angka
keamanan dinamik minimum.
7/24/2019 analisis dinding diafragma
6/7
1.2. BATASAN MASALAH
Batasan masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tesis ini mencakup:
1. Dimensi ditetapkan sesuai dengan model dinding penahan tanah yang ada
dalam perencanaan ulang.
2. Analisa perhitungan beban gempa dilakukan hanya untuk dinding penahan
tanah diafragma (diaphragm retaining walls) dengan perhitungan manual
berdasarkan teori Mononobe-Okabe.
3. Tanah disesuaikan dengan data tanah.
4. Muka air tanah disesuaikan dengan data lapangan.
5. Data tanah yang digunakan dari lokasi Menteng, Jl. K.H Wahid Hasyim,
Jakarta Pusat.
1.3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Tujuan penulisan ini adalah untuk menganalisa perilaku dinding penahan
tanah dengan diafragma wall dalam kondisi statis dan dinamis. Metoda yang
digunakan dalam penulisan ini adalah metoda analitik dengan menggunakan
persamaan Rankine, Mononobe-Okabe, dan Terzaghi. Tahap awal dilakukan dalam
kondisi statis dengan menggunakan metode perhitungan stabilitas dinding yang
biasa digunakan. Kemudian perhitungan dilanjutkan dengan menganalisa stabilitas
dinamis dinding penahan dengan dua variasi sudut keruntuhan. Selanjutnya dengan
menggunakan metode Mononobe-Okabe, terakhir analiisa dilkukan dengan
menggunakan program Plaxis v.8. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk
perencanaan dinding penahan tanah diafragma dan mengetahui perilakunya
terhadap beban dinamis.
7/24/2019 analisis dinding diafragma
7/7
1.4. SISTEMATIKA PENULISAN
Penelitian Tesis ini akan dibagi dalam enam bab yang terbagi dalam
subbab-subbab yang berisikan penjelasan dan pembahasan materi Penelitian Tesis.
Bab-bab tersebut terdiri dari:
Bab I PendahuluanPada bab ini akan diterangkan mengenai latar belakang, tujuan, batasan masalah.
dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan materi-materi pendukung termasuk penelitian-penelitan yang
pernah dilakukan sebelumnya serta pembahasan mengenai program Plaxis versi 8.
Bab III Metodologi Penelitian
Bab metodologi penelitian ini berisikan penjelasan langkah-langkah yang diambil
dalam perhitungan termasuk penentuan parameter-parameter tanah maupun
parameter-parameter dinamis.
Bab IV Data dan Hasil Perhitungan
Bab ini berisi data-data yang diperlukan dalam perhitungan serta hasil dari
perhitungan.
Bab V Analisa dan Pembahasan
Bab ini membahas hasil perhitungan beban dinamis dan analisis dari program Plaxis
versi 8.
Bab VI Kesimpulan
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diambil dari hasil penelitian dan saran-saran
penulis.