analisis dinding diafragma

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.


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


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


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


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.


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.


7/7

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.

analisis dinding diafragma

Documents

Transcript of analisis dinding diafragma