PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH TIPE …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309240692 -...
Transcript of PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH TIPE …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309240692 -...
PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH TIPE
KANTILEVER LOKASI PERUMAHAN WIKA TAMANSARI
SEPINGGAN BALIKPAPAN
TUGAS AKHIR
DITA PUTRI MARINDA VIANA
NIM : 140309240692
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL
BALIKPAPAN
2017
PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH TIPE
KANTILEVER LOKASI PERUMAHAN WIKA TAMANSARI
SEPINGGAN BALIKPAPAN
TUGAS AKHIR
KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT
UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI POLITEKNIK
NEGERI BALIKPAPAN
DITA PUTRI MARINDA VIANA
NIM : 140309240692
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL
BALIKPAPAN
2017
iii
SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH
KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademik Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang bertanda
tangan dibawah ini:
Nama : Dita Putri Marinda Viana
NIM : 140309240692
Program Studi : Teknik Sipil
Judul TA : Perencanaan Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever
Lokasi Perumahan Wika Tamansari Sepinggan Balikpapan
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan hak
kepada Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan mengalih media atau
format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan
mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta.
Demikian pernyataam ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Balikpapan
Pada tanggal : 11 Mei 2017
Yang menyatakan
Dita Putri Marinda Viana
NIM : 140309240692
iv
LEMBAR PENGESAHAN
PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH TIPE KANTILEVER
LOKASI PERUMAHAN WIKA TAMANSARI SEPINGGAN
BALIKPAPAN
Disusun Oleh :
DITA PUTRI MARINDA VIANA
NIM : 140309240692
Pembimbing I
Mahfud,S.Pd.MT
NIP. 19661102 199303 1 005
Pembimbing II
Totok Sulistyo, S.T.,MT
NIP. 19720902 200012 1 003
Penguji I
Drs. Sunarno, M.Eng
NIP. 19640413 199003 1 015
Penguji II
Melviana Firsty
NIDK. 8827320016
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Drs. Sunarno, M.Eng
NIP. 19640413 199003 1 015
v
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Dita Putri Marinda Viana
Tempat/Tgl. Lahir : Surabaya, 25 Mei 1996
NIM : 140309240692
Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul “PERENCANAAN DINDING
PENAHAN TANAH TIPE KANTILEVER LOKASI PERUMAHAN WIKA
TAMANSARI SEPINGGAN BALIKPAPAN” adalah bukan merupakan karya
tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya. Kecuali dalam kutipan
sumbernya.
Demikian pernyataan saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan
ini tidak benar kami bersedia diberi sanksi akademis.
Balikpapan, 31 Mei 2017
Mahasiswa,
Dita Putri Marinda Viana
NIM : 140309240692
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
Karya Ilmiah ini ku persembahkan kepada
Ibunda tercinta Suhartatik,SE
dan saudariku Novia Arthamelia Putri Ramadhani
yang kusayangi,
Terimakasih atas dukungan dan kasih sayang yang tak terhingga.
vii
ABSTRACT
Retaining wall is one of the ground control techniques to exceed the
failure or the instability of the ground. The slope condition that unstable and also
the sharp landslide located in Wika Tamansari Sepinggan Residence Balikpapan
caused translational landslide, so they need a retaining wall of soils
The purpose of the study is to analyze the planning of soil retaining wall at
the project locations using the cantilever retaining wall type, with the manual
calculations. Data collections techniques used is the literature study.
The results show that the cantilever walls with dimensions H’=7, B=3,5,
T=0,3, Tt dan Th=0,7, Lt=0,8, Lh=2 is not safe because the result of stability
factor is not fit with the safety factor, which is Fgs=2,02, Fgl=2, F soil stability
=2,49. By raising the dimensions to H’=7, B=4, T=0,4, Tt dan Th=0,8, Lt=1
Lh=2,2, The Cantilever walls is safe on both wet and saturated soil conditions
with safety factor Fgs=2,23, Fgl=2,62 F soil stability=3,35. The reinforcement
calculations retrieved some types of reinforcement used i.e D25-400, D25-400,
D25=200, with the reinforecement angles is 8D14-350 snd 8D14-200.
Key words: retaining walls, cantilever walls, soil stability
viii
ABSTRAK
Dinding Penahan Tanah merupakan salah satu teknik pengendalian tanah
yang sangat diperlukan untuk menanggulangi kelongsoran. Kondisi lereng yang
dianggap kurang stabil serta daerah longsoran yang cukup terjal pada lokasi
Perumahan Wika Tamansari Sepinggan Balikpapan ini mengakibatkan longsoran
translasi sehingga lokasi ini memerlukan dinding penahan tanah.
Tujuan dari studi ini adalah untuk menganalisa perencanaan dinding
penahan tanah di lokasi tersebut dengan menggunakan tipe dinding penahan tanah
kantilever dan perhitungan manual. Teknik pengumpulan data dengan
menggunakan studi literatur.
Hasil Analisa menunjukkan bahwa dimensi dinding penahan tanah
kantilever dengan dimensi H’=7, B=3,5, T=0,3, Tt dan Th=0,7, Lt=0,8, Lh=2
tidak aman karena stabilitasnya tidak sesuai dengan yang disyaratkan, Yaitu
sebesar Fgs=2,02, Fgl=2, F daya dukung=2,49. Dengan memperbesar dimensi
menjaadi H’=7, B=4, T=0,4, Tt dan Th=0,8, Lt=1 Lh=2,2, kantilever tersebut
dinyatakan aman untuk kondisi tanah basah dan jenuh dengan nilai faktor aman
untuk tanah jenuh sebesar Fgs=2,23, Fgl=2,62 F daya dukung=3,35. Dari hitungan
tersebut dapat diperoleh penulangan tipe D25-400, D25-400, D25=200, dengan
tulangan susut 8D14-350 dan 8D14-200.
Kata kunci: dinding penahan tanah, dinding kantilever, stabilitas tanah
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
berkat, limpahan rahmat dan perkenanan-Nya kami dapat menyelesaikan tugas
akhir dengan judul “Perencanaan Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever Lokasi
Perumahan Wika Tamansari Sepinggan Balikpapan”. Laporan tugas akhir ini
disusun sebagai salah satu syarat untuk mengerjakan tugas akhir pada program
Diploma di Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Balikpapan.
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini tidak akan selesai
tanpa bantuan dari berbagai pihak. Karena itu pada kesempatan ini kami ingin
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Drs. Sunarno, M.Eng selaku Kepala Jurusan Teknik Sipil.
2. Bapak Mahfud S.Pd.,MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing
saya hingga dapat menyelesaikan proposal tugas akhir ini.
3. Bapak Totok Sulistyo S.T.,MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah
membimbing saya hingga dapat menyelesaikan proposal tugas akhir ini.
4. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah mengajari saya selama di
Politeknik Negeri Balikpapan yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
5. Ibu dan adik saya yang senantiasa memberikan dukungan pada saya dalam
mengerjakan Tugas Akhir
6. Teman–teman kelas 3 Teknik Sipil 1 Politeknik Negeri Balikpapan khususnya
angkatan 2014 yang telah membantu, memberikan saran dan kritikan kepada
penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhir kata penulis berharap tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua.
Kritik dan saran yang bersifat membangun akan diterima dengan baik.
Balikpapan, 31 Mei 2017
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL
SURAT PERSETUJUAN ................................................................................ iii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iv
SURAT PERNYATAAN................................................................................. v
LEMBAR PERSEMBAHAN .......................................................................... vi
ABSTRACT ..................................................................................................... vii
ABSTRAK ....................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN .................................................. xvii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xxi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 2
1.4 Tujuan Penulisan ................................................................................. 2
1.5 Manfaat Penulisan .............................................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Gerakan Tanah .................................................................................... 4
2.1.1 Definisi Gerakan Tanah ................................................................... 4
2.1.2 Jenis-jenis Gerakan Tanah ............................................................... 4
2.1.3 Faktor-faktor Terjadinya Gerakan Tanah ........................................ 8
2.2 Analisa Stabilitas Lereng .................................................................... 13
2.3 Dinding Penahan Tanah Sandaran ...................................................... 15
2.3.1 Definisi Dinding Penahan Tanah ..................................................... 15
2.4 Tekanan Tanah Lateral........................................................................ 20
xi
2.4.1 Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam ............................................. 20
2.4.2 Tekanan Tanah dalam Keadaan Aktif .............................................. 21
2.4.3 Tekanan Tanah dalam Keadaan Pasif .............................................. 22
2.5 Kadar Air, Angka Pori, Porositas dan Volume Tanah ........................ 22
2.6 Perencanaan Dinding Penahan Tanah Kantilever ............................... 25
2.6.1 Penetapan Dimensi ........................................................................... 25
2.6.2 Beban dan Reaksi Tanah .................................................................. 26
2.6.3 Stabilitas Dinding Penahan Tanah ................................................... 28
2.6.4 Teori Rankine ................................................................................... 36
2.6.5 Penulangan ....................................................................................... 28
BAB III METODOLOGI PENULISAN
3.1 Jenis Penulisan .................................................................................... 38
3.2 Tempat Perencanaan ........................................................................... 38
3.3 Waktu Perhitungan .............................................................................. 39
3.4 Data Lapangan .................................................................................... 40
3.4.1 Data Penyelidikan Tanah ................................................................. 40
3.4.2 Data Kontur ...................................................................................... 41
3.5 Metode Penelitian ............................................................................... 42
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Data Lapangan .................................................................................... 43
4.2 Penetapan Dinding Penahan Tanah..................................................... 43
4.3 Tanah pada Kondisi Basah .................................................................. 43
4.3.1 Penetapan Dimensi ........................................................................... 44
4.3.2 Beban dan Reaksi Tanah .................................................................. 44
4.3.3.Stabilitas Dinding Penahan Tanah ................................................... 46
4.4 Penetapan Ulang Dimensi ................................................................... 48
4.4.1 Beban dan Reaksi Tanah .................................................................. 49
4.4.2 Stabilitas Dinding Penahan Tanah ................................................... 50
4.4.3 Penulangan ....................................................................................... 53
4.5 Tanah pada Kondisi Jenuh .................................................................. 76
4.5.1 Penetapan Dimensi ........................................................................... 76
4.5.2 Beban dan Reaksi Tanah .................................................................. 77
xii
4.5.3.Stabilitas Dinding Penahan Tanah ................................................... 78
4.5.4 Penulangan ....................................................................................... 81
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 104
5.2 Saran ................................................................................................... 106
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Longsoran Translasi 5
Gambar 2.2 Longsoran Rotasi 5
Gambar 2.3 Pergeseran Blok 6
Gambar 2.4 Runtuhan Batu 6
Gambar 2.5 Rayapan Tanah 7
Gambar 2.6 Aliran Bahan Rombakan 7
Gambar 2.7 Longsoran akibat Hujan 8
Gambar 2.8 Lereng Terjal 9
Gambar 2.9 Tanah yang Kurang Padat dan Tebal 9
Gambar 2.10 Batuan yang Kurang Kuat 10
Gambar 2.11 Jenis Tata Lahan 10
Gambar 2.12 Akibat Getaran 11
Gambar 2.13 Pengikisan 12
Gambar 2.14 Adanya Material Timbunan 12
Gambar 2.15 Penggundulan Hutan 13
Gambar 2.16 Daerah Pembuangan Sampah 13
Gambar 2.17 Dinding Penahan Tipe Gravitasi 16
Gambar 2.18 Dinding Penahan Tipe Semi Gravitasi 16
Gambar 2.19 Dinding Penahan Tipe Kantilever 17
Gambar 2.20 Dimensi Minimum Dinding Penahan Tanah Kantilever 18
Gambar 2.21 Dinding Penahan Tipe Counterfort 18
Gambar 2.22 Dinding Penahan Tanah Krib 19
Gambar 2.23 Dinding Penahan Bertulang 19
Gambar 2.24 Tekanan Tanah saat Diam 21
Gambar 2.25 Tekanan Tanah Aktif 21
Gambar 2.26 Tekanan Tanah Pasif 22
Gambar 2.27 Diagram Fase Tanah 23
Gambar 2.28 Dimensi Dinding penahan tipe Kantilever 26
Gambar 2.29 Beban dan Reaksi Tanah 27
xiv
Gambar 2.30 Stabilitas Dinding Penahan Tanah 28
Gambar 3.1 Denah Lokasi Perumahan Wika Tamansari Sepinggan 38
Gambar 3.2 Site Plan Perumahan Wika Tamansari Sepinggan 39
Gambar 3.3 Keadaan Tanah Lokasi Perumahan Wika Tamansari
Sepinggan 39
Gambar 3.4 Denah Kontur Perumahan Wika Tamansari Sepinggan 41
Gambar 3.5 Diagram Alir Perencanaan Dinding Penahan Tanah 42
Kantilever
Gambar 4.1 Dimensi Dinding Penahan Tanah Kantilever 44
Gambar 4.2 Penetapan Ulang Dimensi Dinding Penahan Tanah Tipe
Kantilever 49
Gambar 4.3 Gaya-gaya yang Bekerja Pada Dinding Penahan 55
Gambar 4.4 Gaya-gaya yang Bekerja pada pelat pondasi 56
Gambar 4.5 Denah Tulangan Dinding Penahan Tanah 75
Gambar 4.6 Dimensi Dinding Penahan Tanah Kantilever kondisi
Tanah Jenuh 76
Gambar 4.7 Gaya-gaya yang Bekerja Pada Dinding Penahan 83
Gambar 4.8 Gaya-gaya yang Bekerja pada pelat pondasi 84
Gambar 4.9 Denah Tulangan Dinding Penahan Tanah 75
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Nilai-Nilai Faktor Kapasitas Daya Dukung 30
Tabel 2.2 Faktor Kedalaman Pondasi menurut Hansen 31
Tabel 2.3 Faktor Kemiringan Beban menurut Hansen 31
Tabel 2.4 Faktor Kedalaman Pondasi menurut Vesic 32
Tabel 2.5 Faktor Kemiringan Beban menurut Vesic 32
Tabel 2.6 Faktor-faktor kapasitas dukung menurut Mayerhoff,
Hansen,dan Vesic 33
Tabel 3.1 Data Penyelidikan Tanah PT Wika Realty 38
Tabel 4.1 Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan
menurut gambar 4.1 42
Tabel 4.2 Tekanan Tanah aktif total dan Momen terhadap O 42
Tabel 4.3 Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan
menurut gambar 4.2 42
Tabel 4.4 Tekanan Tanah aktif total dan Momen terhadap O 42
Tabel 4.5 Gaya Vertikal dan Momen terhadap kaki depan
(titik O) 53
Tabel 4.6 Gaya Horizontal terfaktor 53
Tabel 4.7 Hasil Hitungan Momen Dan Gaya Lintang Terfaktor 57
Tabel 4.8 Hasil Hitungan Kebutuhan Tulangan Geser Dinding
Vertikal 59
Tabel 4.9 Hasil Hitungan Tulangan pada Dinding Vertikal 59
Tabel 4.10 Hasil hitungan gaya geser dan Momen pada Kaki
Dinding 67
Tabel 4.11 Hitungan tulangan geser dan Momen pada Kaki
Dinding Penahan 69
Tabel 4.12 Hasil Hitungan tulangan pada pelat kaki 73
Tabel 4.13 Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan
menurut gambar 4.6 77
Tabel 4.14 Tekanan Tanah aktif total dan Momen terhadap O 77
xvi
Tabel 4.15 Gaya Vertikal dan Momen terhadap kaki depan
(titik O) 81
Tabel 4.16 Gaya Horizontal terfaktor 82
Tabel 4.17 Hasil Hitungan Momen Dan Gaya Lintang Terfaktor 85
Tabel 4.18 Hasil Hitungan Kebutuhan Tulangan Geser Dinding
Vertikal 87
Tabel 4.19 Hasil Hitungan Tulangan pada Dinding Vertikal 93
Tabel 4.20 Hasil hitungan gaya geser dan Momen pada Kaki
Dinding 95
Tabel 4.21 Hitungan tulangan geser dan Momen pada Kaki
Dinding Penahan 97
Tabel 4.22 Hasil Hitungan tulangan pada pelat kaki 101
Tabel 5.1 Perbandingan Stabilitas kondisi Tanah basah dan Jenuh 104
xvii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
TA Tugas Akhir 1
RAB Rencana Anggaran Biaya 2
MPa Mega Pascal 2
SNI Standar Nasional Indonesia 2
m Meter 14
Ton/m² Ton per meter kubik 14
kN/m³ Kilo newton per meter kubik 25
kN/m² Kilo newton per meter persegi 25
kN Kilo Newton 25
kN.m Kilo Newton Meter 25
cm Centimeter 25
Tekanan Tanah maksimum 54
Tekanan Tanah Minimum 55
LAMBANG
fc’ Kuat Tekan beton yang disyaratkan 2
fy Kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan 2
Tegangan Geser 14
c Kohesi Tanah 14
Tegangan normal yang bekerja 14
Sudut geser tanah 14
Koefisien Tekanan Tanah saat diam 20
z Kedalaman tertentu 20
γ Berat volume tanah 20
e Angka Pori 23
Volume Rongga Pori 23
Volume butiran padat 23
Pemakaian
pertama kali
pada halaman NAMA SINGKATAN
xviii
Berat jenis atau berat spesifik 23
Berat Volume air 23
Berat volume kering 23
n Porositas 23
V Volume total 23
Volume udara 23
Volume air 23
w Kadar air 24
Berat Air 24
Berat butiran padat 24
Berat volume basah 24
Berat Udara 24
Berat volume butiran padat 24
W Berat volume basah 24
S Derajat Kejenuhan 24
Berat volume jenuh 25
Berat volume efektif 25
B Lebar dasar pondasi dinding penahan tanah 25
H Total tinggi keseluruhan dinding penahan tanah 25
T Tebal dinding vertical 25
q Tekanan akibat beban struktur 26
V Gaya geser akibat rencana pada penampang 26
e Eksentrisitas beban 26
Faktor aman terhadap penggeseran 28
Tahanan dinding terhadap penggeseran 28
Jumlah gaya-gaya horizontal 28
W Berat total dinding dan tanah di atas pelat pondasi 29
Sudut gesek antara tanah dan dasar pondasi 29
Adhesi antara tanah dan dasar dinding 29
Faktor aman terhadap penggulingan 29
xix
Momen yang melawan penggulingan 29
Jumlah gaya-gaya horizontal 29
Jumlah gaya-gaya vertical 29
Qu Kapasitas dukung ultimit 30
Kedalaman pondasi 30
Faktor-faktor kapasitas dukung 30
Faktor kedalaman 31
Faktor kemiringan beban 31
B’ Lebar efektif 35
F Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas
Dukung 36
Indeks pemampatan 40
Koefisien Konsolidasi 40
q Beban terbagi rata 43
Koefisien tekanan tanah aktif 45
Tekanan tanah aktif total 45
Momen terfaktor pada penampang 56
Gaya lintang horizontal terfaktor 56
y kedalaman diukur dari permukaan tanah 56
d Jarak dari serat tekan terluar terhadap titik berat
tulangan tarik 57
Kuat geser nominal yang dipikul oleh beton 57
Faktor reduksi kekuatan 57
Lebar badan 57
Tegangan geser nominal 59
b Lebar muka tekan komponen struktur 59
c Jarak dari serat tekan terluar ke garis netral 60
Regangan tulangan tarik 60
Regangan batas beton pada serat tekan terluar 60
Tegangan pada tulangan tarik 60
Modulus elastisitas tulangan
xx
Luas tulangan tarik non-prategang 60
Rasio tulangan tarik non-prategang 60
n Jumlah tulangan per meter pelat 61
s Jarak antar tulangan 61
xxi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel luas penampang tulangan baja
Lampiran 2 Tabel luas penampang tulangan baja per meter panjang pelat
Lampiran 3 Data Penyelidikan Tanah PT Wika Realty Tamansari
Sepinggan
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kota Balikpapan merupakan salah satu pusat berbagai kegiatan
diantaranya : ekonomi, pendidikan, industri, dan perdagangan. Jika kita cermati
bersama, kota Balikpapan merupakan kota unggulan dan pintu gerbang Provinsi
Kalimantan Timur, sehingga mobilitas masyarakat Balikpapan maupun pendatang
cukup tinggi, baik untuk mengakses pendidikan, bekerja ataupun kegiatan –
kegiatan lainnya..
Aspek konstruksi dan pembangunan, tentu tak lepas dari elemen tanah
pada lokasi pendirian bangunan tersebut, dimana elemen tanah tersebut harus
dapat memikul beban yang diterima. Tanah merupakan aspek penting dalam
perencanaan konstruksi, tak jarang terjadinya kelongsoran dan kerusakan pada
bangunan akibat kurangnya memperhatikan tentang daya dukung tanah
konstruksi. Oleh karena itu daya dukung tanah merupakan faktor yang
menentukan kestabilan, kelayakan dan umur suatu konstruksi. Beberapa teknik
pengendelian tanah seperti perencanaan dinding penahan tanah sangatlah
diperlukan untuk menanggulangi hal-hal yang tidak diinginkan.
Pada lokasi ini memiliki lereng yang dianggap kurang stabil, dengan
parameter fisik maupun mekanis serta elemen yang cenderung berbeda-beda
sehingga banyak mengalami kelongsoran. Selain itu, ketinggian longsoran tanah
yang dianggap sedang dan tidak terlalu tinggi sehingga memungkinkan untuk
menggunakan tipe Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever yang banyak
digunakan karena pengerjaannya yang tidak terlalu rumit dan juga diberi
perkuatan dengan penambahan tulangan pada beton Oleh sebab itu penulis
mengusulkan untuk mengangkat “Perencanaan Dinding Penahan Tanah Tipe
Kantilever Lokasi Perumahan Wika Tamansari Sepinggan Balikpapan”
sebagai judul Tugas Akhir (TA).. Diharapkan penghitungan dan perencanaan
dinding penahan tanah ini dapat meminimalisir terjadinya kelongsoran pada
konstruksi nantinya.
2
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah perencanaan dimensi dinding penahan tanah tipe
kantilever yang aman terhadap stabilitas penggeseran, penggulingan
dan kapasitas dukung tanah?
2. Bagaimanakah perencanaan penulangan untuk Dinding penahan tanah
kantilever?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Data analisa tanah lokasi perumahan Wika Tamansari sepinggan
2. Dinding penahan tanah yang digunakan tipe kantilever
3. Panjang Dinding penahan tanah 55 meter
4. Perhitungan secara manual
5. Kondisi tanah 1 (satu) lapis
6. Tidak menghitung RAB
7. Beban gempa diabaikan
8. Penghitungan mengacu pada teori Rankine
9. Kuat Tekan beton rencana (fcˈ) = 25 Mpa
10. Kuat tarik baja (fy) = 300 Mpa
11. Penulangan mengacu pada SNI 03-2874-2002
1.4 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Mengetahui perencanaan dimensi dinding penahan tanah tipe kantilever
yang aman terhadap stabilitas penggeseran,penggulingan,dan kapasitas
daya dukung
2. Mengetahui perencanaan penulangan pada Dinding penahan tanah tipe
kantilever
3
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini antara lain :
1. Mampu menghitung perencanaan dan kontrol stabilitas dinding
penahan tanah tipe kantilever
2. Memberi masukan pada pihak kontraktor tentang pentingnya
perencanaan dinding penahan tanah
3. Menghindari terjadinya keretakan ataupun kelongsoran bangunan
gedung akibat pergeseran tanah pasca pembangunan
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Gerakan Tanah
2.1.1 Definisi Gerakan Tanah
Menurut Suripin (2002), Gerakan tanah atau sering disebut Longsoran
Tanah merupakan bentuk erosi dimana pengangkutan atau gerakan massa tanah
terjadi pada suatu saat dalam volume yang relatif besar. Karena massa yang yang
bergerak dalam longsor merupakan massa yang besar maka seringkali kejadian
longsor akan membawa dampak kerusakan berupa kerusakan lingkungan, lahan
pertanian, pemukiman, maupun nyawa manusia.
Menurut Bidang Geologi dan Sumberdaya Mineral Dinas Pertambangan
dan Energi Provinsi Kalimantan Timur (2013), Provinsi Kalimantan Timur
sebagian besar berada pada formasi batuan yang bersifat urai sehingga padu
dengan struktur geologi yang berupa perlipatan (antiklinorinum) dan sesar yang
membentuk lereng bertebing, curah hujan tinggi, vegetasi penutup sangat kurang
sehingga sangat berpotensi akan terjadinya gerakan tanah tersebut. Permasalahan
gerakan tanah perlu mendapat perhatian didalam berbagai kegiatan pembangunan
2.1.2 Jenis Jenis Gerakan Tanah
Menurut Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, ada 6 jenis tanah
longsor yakni:
2.1.2.1 Longsoran Translasi
Longsoran translasi adalah ber-geraknya massa tanah dan batuan pada bidang
gelincir berbentuk rata atau menggelombang landai. Jadi, pada daerah tanah yang
landai pun bisa terjadi tanah longsor ini terutama jika berbagai penyebab tanah
longsor sudah mulai nampak
5
Gambar 2.1 Longsoran Translasi
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.2.2 Longsoran Rotasi
Longsoran rotasi adalah bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang
gelincir berbentuk cekung.
Gambar 2.2 Longsoran Rotasi
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.2.3 Pergeseran Blok
Pergerakan blok adalah perpindahan batuan yang bergerak pada bidang
gelincir berbentuk rata. Longsoran ini disebutjuga longsoran translasi blok batu.
6
Gambar 2.3 Pergeseran Blok
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.2.4 Runtuhan Batu
Runtuhan batu terjadi ketika sejum-lah besar batuan atau material lain
bergerak ke bawah dengan cara jatuh bebas.Umumnya terjadi pada lereng yang
terjal hingga meng-gantung terutama di daerah pantai. Batu-batu besar yang jatuh
dapat menyebabkan kerusakan yang parah.
Gambar 2.4 Runtuhan Batu
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.2.5 Rayapan Tanah
Rayapan Tanah adalah jenis tanah longsor yang bergerak lambat. Jenis
tanahnya berupa butiran kasar dan halus. Jenis tanah longsor ini hampir tidak
dapat dikenali. Setelah waktu yang cukup lama longsor jenis rayapan ini bisa
menyebabkan tiang-tiang telepon, pohon, atau rumah miring ke bawah.
7
Gambar 2.5 Rayapan Tanah
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.2.6 Aliran Bahan Rombakan
Jenis tanah longsor ini terjadi ketika massa tanah bergerak didorong oleh
air. Kecepatan aliran tergantung pada kemiringan lereng, volume dan tekanan air,
dan jenis materialnya. Gerakannya terjadi di sepanjang lembah dan mampu
mencapai ratusan meter jauhnya. Di beberapa tempat bisa sampai ribuan meter
seperti di daerah aliran sungai disekitar gunungapi. Aliran tanah ini dapat menelan
korban cukup banyak.
Gambar 2.6 Aliran Bahan Rombakan
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
8
2.1.3 Faktor-faktor Terjadinya Gerakan Tanah
2.1.3.1 Hujan
Ancaman tanah longsor biasanya dimulai pada bulan November karena
meningkatnya intensitas curah hujan. Musim kering yang panjang akan
menyebabkan terjadinya penguapan air di permukaan tanah dalam jumlah besar.
Hal itu mengakibatkan munculnya pori-pori atau rongga tanah hingga terjadi
retakan dan merekahnya tanah permukaan.
Ketika hujan, air akan menyusup ke bagian yang retak sehingga tanah
dengan cepat mengembang kembali. Pada awal musim hujan, intensitashujan
yang tinggi biasanya sering terjadi, sehingga kandungan air padatanah menjadi
jenuh dalam waktu singkat. Hujan lebat pada awal musim dapat menimbulkan
longsor, karenamelalui tanah yang merekah air akan masuk dan terakumulasi di
bagian dasar lereng, sehingga menimbulkan gerakan lateral. Bila ada pepohonan
di permukaannya, tanah longsor dapat dicegah karena air akan diserap oleh
tumbuhan. Akar tumbuhan juga akan berfungsi mengikat tanah.
Gambar 2.7 Longsor Akibat Hujan
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
9
2.1.3.2 Lereng Terjal
Lereng atau tebing yang terjal akan memperbesar gaya pendorong.Lereng
yang terjal terbentuk karena pengikisan air sungai, mata air, airlaut, dan angin.
Kebanyakan sudut lereng yang menyebabkan longsor adalah 180°. Apabila ujung
lerengnya terjal dan bidang longsorannya mendatar.
Gambar 2.8 Lereng Terjal
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.3.3 Tanah yang Kurang Padat dan Tebal
Jenis tanah yang kurang padat adalah tanah lempung atau tanah liat
dengan ketebalan lebih dari 2,5 m dan sudut lereng lebih dari 220°. Tanah jenis ini
memiliki potensi untuk terjadinya tanah longsor terutama bila terjadi hujan. Selain
itu tanah ini sangat rentan terhadap pergerakan tanah karena menjadi lembek
terkena air dan pecah ketika hawa terlalu panas.
Gambar 2.9 Tanah yang Kurang Padat dan Tebal
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
10
2.1.3.4 Batuan yang Kurang Kuat
Batuan endapan gunung api dan batuan sedimen berukuran pasir dan
campuran antara kerikil, pasir, dan lempung umumnya kurang kuat. Batuan
tersebut akan mudah menjadi tanah bila mengalami prosespelapukan dan
umumnya rentan terhadap tanah longsor bila terdapat pada lereng yang terjal.
Gambar 2.10 Batuan yang Kurang Kuat
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.3.5 Tata Lahan
Tanah longsor banyak terjadi di daerah tata lahan persawahan,
perladangan, dan adanya genangan air di lereng yang terjal. Pada lahan
persawahan akarnya kurang kuat untuk mengikat butir tanah dan membuat tanah
menjadi lembek dan jenuh dengan air sehingga mudah terjadi longsor. Sedangkan
untuk daerah perladangan penyebabnya adalah karena akar pohonnya tidak dapat
menembus bidang longsoran yang dalam dan umumnya terjadi di daerah
longsoran lama.
Gambar 2.11 Jenis Tata Lahan
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
11
2.1.3.6 Getaran
Getaran yang terjadi biasanya diakibatkan oleh gempa bumi, ledakan,
getaran mesin, dan getaran lalu lintas kendaraan. Akibat yang ditimbulkannya
adalah tanah, badan jalan, lantai, dan dinding rumah menjadi retak.
Gambar 2.12 Akibat dari Getaran
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.3.7 Susut Muka Air Danau atau Bendungan
Akibat susutnya muka air yang cepat di danau maka gaya penahan lereng
menjadi hilang, dengan sudut kemiringan waduk 220 mudah terjadi longsoran dan
penurunan tanah yang biasanya diikuti oleh retakan.
2.1.3.8 Adanya Beban Tambahan
Adanya beban tambahan seperti beban bangunan pada lereng, dan kendaraan akan
memperbesar gaya pendorong terjadinya longsor, terutama di sekitar tikungan
jalan pada daerah lembah. Akibatnya adalah sering terjadinya penurunan tanah
dan retakan yang arahnya kearah lembah.
2.1.3.8 Pengikisan atau Erosi
Pengikisan banyak dilakukan oleh air sungai ke arah tebing. Selain itua
kibat penggundulan hutan di sekitar tikungan sungai, tebing akan menjadi terjal.
12
Gambar 2.13 Pengikisan
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.3.9 Adanya Material Timbunan pada Tebing
Untuk mengembangkan dan memperluas lahan pemukiman umumnya
dilakukan pemotongan tebing dan penimbunan lembah. Tanah timbunan pada
lembah tersebut belum terpadatkan sempurna seperti tanah asliyang berada di
bawahnya. Sehingga apabila hujan akan terjadipenurunan tanah yang kemudian
diikuti dengan retakan tanah.
Gambar 2.14 Adanya Material Timbunan
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.3.9 Penggundulan Hutan
Tanah longsor umumnya banyak terjadi di daerah yang relatif gundul
dimana pengikatan air tanah sangat kurang.
13
Gambar 2.15 Penggundulan Hutan
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.1.3.9 Daerah Pembuangan Sampah
Penggunaan lapisan tanah yang rendah untuk pembuangan sampah dalam
jumlah banyak dapat mengakibatkan tanah longsor apalagi ditambah dengan
guyuran hujan, seperti yang terjadi di Tempat Pembuangan Akhir Sampah
Leuwigajah di Cimahi. Bencana ini menyebabkan sekitar 120 orang lebih
meninggal.
Gambar 2.16 Daerah Pembuangan Sampah
Sumber : Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2011)
2.2 Analisa Stabilitas Lereng
Tegangan Geser adalah gaya perlawanan yang dilakukakn oleh butir-butir
tanah terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar pengertian ini, bila tanah
mengalami pembebanan akan dilakukan oleh:
a. Gesekan (frictional)
disebabkan oleh gesekan antara masing-masing partikel tanah yang
besarnya berbanding dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya
14
b. Lekatan (cohesive)
Tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, partikel-partikel tanah bisa
mengalami lekatan/kohesi
Bila gaya geser bekerja pada permukaan dimana tegangan normal bekerja,
maka harga akan membesar akibat deformasi mencapai harga batas.
Karakteristik kekuatan dari tanah dari kedua komponen yang telah
disebutkan diatas dapat dinyatakan dengan persamaan geser Coulomb
………………………………………….......(2.1)
Persamaan tersebut berhubungan dengan Persamaan Faktor keamanan
lereng oleh Fellenius yaitu:
( ) ……………………………………………(2.2)
……………………………………………….......…. (2.3)
Dimana :
F = faktor Kemanan lereng (tak bersatuan)
L = panjang segmen bidang gelincir (meter)
= gaya ketahanan geser / tahanan geser sepanjang L (ton/m)
S = gaya dorong geser (Ton/M2)
c = kohesi massa lereng (Ton/M2)
= sudut geser-dalam massa lereng (derajat)
W = Bobot massa di atas segmen L (Ton)
V = beban luar (Ton)
= tekanan pori ( air x h x L )
h = panjang garis ekuipotensial ke titik berat L (meter)
. = sudut yang dibentuk oleh bidang gelincir dengan bidang
horisontal (derajat)
15
2.3 Dinding Penahan Tanah Sandaran
2.3.1 Definisi Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah merupakan salah satu konsep perkuatan tanah yang
banyak digunakan dalam pekerjaan rekayasa sipil. Dinding penahan tanah
merupakan dinding yang digunakan untuk menahan beban tanah secara vertikal
ataupun terhadap kemiringan tertentu.
Dinding-dinding penahan adalah konstruksi yang digunakan untuk
memberikan stabilitas tanah atau bahan lain yang kondisi massa bahannya tidak
memiliki kemiringan alami, dan juga digunakan untuk menahan atau menopang
timbunan tanah atau onggokan material lainnya (Bowles, 1999: 49)
Menurut Hary Christady Hardiyatmo, dinding penahan tanah yaitu suatu
bangunan yang digunakan untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan
oleh tanah urug atau tanah asli yang labil. Jenis konstruksi antara lain pasangan
batu dengan mortar, pasangan batu kosong, beton, kayu dan sebagainya dengan
mengandalkan berat konstruksi untuk melawan benda-benda yang bekerja,
. Bangunan ini banyak digunakan pada proyek-proyek : irigasi, jalan raya,
pelabuhan, dan lain-lainnya. Elemen-elemen fondasi, seperti bangunan ruang
bawah tanah (basement), pangkal jembatan (abutment), selain berfungsi sebagai
bagian bawah dari struktur, berfungsi juga sebagai penahan tanah sekitarnya.
Kestabilan dinding penahan tanah diperoleh terutama dari berat sendiri struktur
dan berat tanah yang berada diatas pelat pondasi. Besar dan distribusi tekanan
tanah pada dinding penahan tanah, sangat bergantung pada gerakan kearah tsnsh
relative terhadap dinding
2.3.2 Jenis- Jenis Dinding Penahan Tanah
2.3.2.1 Dinding Penahan Tanah Tipe Gravitasi (Gravity Wall)
Dinding gravitasi adalah dinding penahan yang dibuat dari beton tak
bertulang atau pasangan batu. Sedikit tulangan beton terkadang diberikan pada
16
permukaan dinding untuk mencegah retakan permukaan akibat perubahan
temperatur. Dinding ini mengandalkan beratnya sendiri dan tanah yang berada
pada pasangan batu untuk ketahanan terhadap tekanan tanah. Bentuknya
sederhana dan pelaksanaannya mudah, jenis dinding ini sering digunakan bila
dibutuhkan konstruksi penahan yang tidak terlalu tinggi. Dinding penahan
gravitasi dapat digunakan untuk ketinggian 3-6 meter.
Gambar 2.17 Dinding Penahan Tanah Tipe Gravitasi
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
2.3.2.2 Dinding Penahan Tanah Tipe Semi Gravitasi (Semi Gravity Wall)
Dinding Semi Gravitasi adalah dinding gravitasi yang berbentuk agak
ramping. Karena ramping, pada strukturnya diperlukan penulangan beton namun
hanya pada bagian dinding saja. Tulangan beton yang berfungsi sebagai pasak
dipasang untuk menghubungkan bagian dinding dan pondasi
Gambar 2.18 Dinding Penahan Tanah Tipe Semi Gravitasi
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
17
2.3.2.3 Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever (Retaining Wall)
Dinding Kantilever adalah dinding yang terdiri dari kombinasi dinding dan
beton bertulang yaang berbentuk huruf T. Ketebalan dari kedua bagian ini relatif
tipis dan secara penuh diberi tulangan untuk menahan momen dan gaya lintang
yang bekerja padanya. Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri
dinding penahan tanah dan berat tanah di atas tumit tapak (hell). Terdapat 3
bagian struktur yang berfungsi sebagai kantilever, yaitu bagian dinding vertikal
(steem), tumit tapak (hell) dan ujung kaki tapak (toe). Biasanya ketinggian
dinding ini tidak lebih dari 6-7 meter.
Tipe dinding ini merupkan jenis dinding penahan yang paling umum
digunakan. Dinding jenis ini terbuat dari beton bertulang yang tersusun dari suatu
dinding memanjang dan suatu plat lantai. Masing masing berlaku sebagai
kantilever dan kemantapannya didapat dari berat tanah diatas tumit plat lantai.
Dinding Penahan tipe ini dibuat dari beton bertulang yang tersusun dari suatu
dinding vertikal dan tapak lantai
Gambar 2.19 Dinding Penahan Tanah Kantilever
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
18
Gambar 2.20 Dimensi Minimum Dinding Penahan Tanah Kantilever
Sumber : Braja M Das (1990)
2.3.2.4 Dinding Penahan Tanah Tipe Counterfort
Dinding counterfort adalah dinding yang terdiri dari dinding beton
bertulang tipis yang di bagian dalam dinding pada jarak tertentu didukung oleh
pelat/dinding vertikal yang disebut counterfort (dinding penguat) yang berfungsi
sebagai pengikat tarik dinding vertikal. Ruang di atas pelat pondasi, diantaranya
counterfort diisi dengan tanah urug. Dinding counterfort akan lebih ekonomis
digunakan apabila ketinggian dinding lebih dari 7 meter
Gambar 2.21 Dinding Penahan Tanah Counterfort
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
19
2.3.2.5 Dinding Penahan Tanah Tipe Krib
Dinding Krib terdiri dari balok-balok beton yang disusun menjadi dinding
penahan.
Gambar 2.22 Dinding Penahan Tanah Krib
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
2.3.2.6 Dinding Penahan Tanah Bertulang (Reinforced Earth Wall)
Dinding tanah bertulang atau dinding tanah diperkuat adalah dinding yang
terdiri dari dinding yang berupa timbunan tanah yang diperkuat dengan bahan-
bahan tertentu yang terbuat dari geosintetik maupun dari metal
Gambar 2.23 Dinding Penahan Bertulang
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
20
2.4 Tekanan Tanah Lateral
Tekanan tanah lateral adalah gaya yang ditimbulkan oleh akibat dorongan
tanah di belakang struktur penahan tanah. Untuk merancang dinding penahan
tanah diperlukan pengetahuan mengenai tekanan tanah lateral. Besar dan
distribusi tekanan tanah pada dinding penahan tanah sangat bergantung pada
regangan lateral tanah relatif terhadap dinding. Dalam beberapa hal, hitungan
tanah lateral ini didasarkan pada kondisi regangannya. Jika analisis tidak sesuai
dengan apa yang sebenarnya terjadi, maka akan mengakibatkan kesalahan
perencanaan. Untuk itu, pengertian tentang hubungan regangan lateral dengan
tekanan tanah pada dinding sangat dibutuhkan.
2.4.1 Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam
Ditinjau suatu dinding penahan tanah dengan permukaan tanah mendatar
mula-mula dinding dan tanah urug di belakangnya pada kondisi diam, sehingga
tanah pada kedudukan ini masih dalam kondisi elastis. Pada kondisi ini tekanan
tanah pada dinding akan berupa tekanan tanah saat diam (earth pressure at rest)
dan tekanan tanah lateral (horizontal) pada dinding, pada kedalaman tertentu (z),
dinyatakan oleh persamaan :
....……………………………………………. (2.4)
Dimana :
= Koefisien tekanan saat diam
= berat volume tanah
= kedalaman tertentu
21
Gambar 2.24 Tekanan Tanah saat Diam
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
2.4.2 Tekanan Tanah dalam Keadaan Aktif
Jika kemudian dinding penahan tanah bergeser menjauhi timbunannya dan
diikuti oleh gerakan tanah di belakang dinding, maka tekanan tanah lateral pada
dinding akan berangsur-angsur berkurang yang diikuti dengan perkembangan
tahanan geser tanah secara penuh. Pada suatu saat, gerakan dinding selanjutnya
mengakibatkan terjadinya keruntuhan geser tanah dan tekanan tanah pada dinding
menjadi konstan pada tekanan minimumnya. Tekanan tanah laeral minimum,
yang mengakibatkan keruntuhan geser tanah oleh akibat gerakan dinding
menjauhi tanah di belakangnya disebut tekanan tanah aktif (active earth
pressure).
Gambar 2.25 Tekanan Tanah Aktif
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
22
2.4.3 Tekanan Tanah dalam Keadaan Pasif
Jika regangan lateral yang terjadi pada kondisi tekan, yaitu bila tanah
tertekan sebagai akibat dinding penahan mendorong tanah maka gaya yang
dibutuhkan untuk menyebabkan kontraksi tanah secara lateral sangat lebih besar
daripada besarnya tekanan tanah menekan ke dinding. Besarnya gaya ini
bertambah dengan bertambahnya regangan dalam tanah seiring dengan
bergeraknya dinding. Hingga sampai suatu regangan tertentu tanah mengalami
keruntuhan geser akibat desakan dinding penahan, pada saat gaya lateral tanah
mencapai nilai yang konstan yaitu pada nilai maksimumnya. Tekanan tanah
lateral maksimum yang mengakibatkan keruntuhan geser tanah akibat gerakan
dinding menekan tanah urug yang disebut tekanan tanah pasif (passive earth
pressure).
Gambar 2.26 Tekanan Tanah Pasif
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
2.5 Kadar Air, Angka Pori, Porositas, dan Volume Tanah
Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu: udara, air, dan bahan padat. Udara
dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi
sifat-sifat teknis tanah. Ruang di antara butiran-butiran sebagian atau seluruhnya,
dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah
dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi oleh udara dan air, maka tanah
dalam kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah
yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol.
Hubungan-hubungan antara kadar , angka pori, porositas, berat volume,
dan lain-lainnya tersebut sangat diperlukan dalam praktik. Berikut adalah diagram
fase tanah beserta komponen-komponennya
23
Gambar 2.27 Diagram Fase Tanah
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
Angka pori (e), didefinisikan sebagai
……………………………………………………………… (2.5)
atau
……………………………………………………… (2.6)
dan porositas (n), didefinisikan sebagai
……………………………………………………………… (2.7)
Hubungan antara e dan n, adalah
…………………………………………………………….. (2.8)
atau
…………………………………………………………….. (2.9)
dengan,
= volume udara
= volume air
= volume butiran padat
= volume rongga pori =
V = volume total =
Kadar air (w):
……………………………………………...…… (2.10)
24
Berat volume kering ( ):
…………………………………………………………… (2.11)
Berat volume basah ( ):
…………………………………..… (2.12)
Berat udara ( ) dianggap sama dengan nol:
Berat volume butiran padat ( ):
…………………………………………………………… (2.13)
Berat jenis atau berat spesifik (spesific gravity) ( )
…………………………………………………………… (2.14)
dengan,
W =
= berat butiran padat
= berat air
= berat udara, dianggap sama dengan nol
= berat volume air
Derajat kejenuhan (S), adalah perbandingan volume air ( ) dengan volume
rongga pori tanah ( ), atau
…………………………………………………… (2.15a)
Hubungan w, , dan e adalah:
……………………………………………….............…… (2.15b)
Bila tanah dalam keadaan jenuh air ( ). Berlaku:
…………………………………………………...........… (2.15c)
Dari persamaan-persamaan diatas dapat dibentuk hubungan sebagai berikut:
( )
....………………………………………………… (2.16a)
Berat volume basah ( ) dapat dinyatakan dalam hubungannya dengan berat
volume kering ( ) dan kadar air (w):
( ) ……………...…………………………...........… (2.16b)
25
Hubungan antara , , ,
( )( ) ……………………………...........… (2.16c)
Berat volume kering (kepadatan)
………………………..……………....………...........… (2.17a)
Bila w = 0 (tanah kering)
( )……………………..……………....…........… (2.17b)
Berat volume jenuh ( ):
( )
……………………..……………....…................… (2.18)
Bila tanah terendam air, berat volume apung (buoyant unit weight) atau berat
volume efektif ( ) dinyatakan dengan:
)……………………..…………….........…..........… (2.19)
Berat volume air:
= 9,81 kN/m³)……………………..……………........ (2.20)
2.6 Perencanaan Dinding Penahan Tanah Kantilever
2.6.1 Penetapan Dimensi
Perencanaan dinding penahan ini untuk menganalisa stabilitas dari struktur
yang memuaskan. Suatu dinding penahan kantilever tersusun atas bagian-bagian
ujung, telapak dan badan. Perencanaan dbuat dengan anggapan bahwa hubungan
tiap bagian dinding suatu ujung jepit kantilever
Menurut Hardiyatmo (2010), bentuk dan ukuran bagian dari dinding
penahan kantilever dibawah kondisi normal adalah sebagai berikut:
1. Lebar pelat kaki (B) dengan ukuran 0,4H –
2. Lebar pelat kaki depan (toe) dapat diambil antara B/3
3. Tebal dinding vertikal (T) minimum 20cm
4. Tinggi pelat kaki biasanya diambil 8-10% dari tinggi total keseluruhan H
26
Gambar 2.28 Dimensi dinding penahan tanah tipe kantilever
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
2.6.2 Beban dan Reaksi Tanah
Bagian-bagian dinding kantilever terdiri dari: dinding, plat pindasi
belakang dan plat pondasi depan. Pada setiap bagian ini dirancang seperti cara
merancang struktur kantilever. Untuk merancang plat pondasi, tekanan tanah yang
terjadi pada bagian dasar pondasi yang dihitung lebih dulu, yaitu dengan
menganggap distribusi tekanan tanah linier.
Tekanan pada tanah dasar akibat beban dinding penahan yang terjadi pada ujung –
ujung plat pondasi yang dihitung dengan cara sebagai berikut:
a. Bila e B/6
(
) …………….......………..……………....…........… (2.21a)
b. Bila e B/6
( ) …………….......………..……………....…........… (2.21b)
Bila e B/6, maka tekanan dinding ke tanah yang terjadi berbentuk
trapesium, sedang bila e B/6 maka diagram tekanan berupa segitiga. Plat
pondasi dianggap sebagai struktur kantilever yang bentangnya dibatasi
oleh bagian vertikal dan tubuh dinding penahan dengan permukaan tanah
27
urug miring. Plat pondasi depan dianggap sebagai plat yang dijepit oleh
dinding vertikal di bagian depan. Gaya-gaya yang bekerja adalah gaya
tekanan tanah ke atas dikurangi oleh berat tanah diatas plat depan. Pada
bagian depan ini plat cenderung mengalami momen positif dengan
tegangan tarik terletak pada sisi bawah
Gambar 2.29 Beban dan Reaksi Tanah
Sumber : Teng (1962)
Bagian pelat pondasi belakang dianggap terjepit pada batas
permukaan dinding vertikal di bagian belakang. Gaya tekanan tanah
bekerja ke atas, sedangkan tekanan akibat berat tanah diatas plat bekerja
ke bawah. Tekanan neto yang dihasilkan cenderung mengakibatkan
momen negatif pada plat belakang, dengan tegangan tarik pada sisi atas
Tekanan Tanah
Pasif sering
diabaikan
Jika qmax
Jika qmax
28
plat. Bagian tubuh dinding penahan dianggap sebagai struktur kantilever
yang terjepit pada plat pondasi bagian atas. Dengan gaya-gaya yang telah
diketahui maka dapat dihitung dimensi komponen-komponen dinding
penahan dan penulangannya.
2.6.3 Stabilitas Dinding Penahan Tanah
Untuk mengetahui stabilitas dinding penahan tanah tipe kantilever, perlu
dilakukan pengecekan terhadap dinding kantilever tersebut. Pengecekan tersebut
antara lain:
a. Cek terhadap penggeseran
b. Cek terhadap penggulingan
c. Cek terhadap keruntuhan daya dukung
Gambar 2.30 Stabilitas Dinding Penahan Tanah
Sumber : Andi Coutinho (2011)
Stabilitas dinding penahan tanah ditinjau terhadap hal-hal sebagai berikut:
a. Faktor aman terhadap penggeseran dan penggulingan harus mencukupi.
b. Tekanan yang terjadi pada tanah dasar pondasi tidak boleh melebihi
kapasitas dukung tanah ijin
c. Stabilitas lereng secara keseluruhan harus memenuhi syarat.
2.6.3.1 Stabilitas terhadap Penggeseran
Faktor aman terhadap penggeseran ( ), didefinisikan sebagai:
…………….......………..……….......… (2.22a)
29
Untuk tanah ( ):
…………….......………..……...… (2.22b)
Dengan:
= tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran
= jumlah gaya-gaya horizontal (kN)
W = berat total dinding penahan dan tanah di atas pelat
pondasi (kN)
= sudut gesek antara tanah dan dasar pondasi, biasanya
diambil 1/3 – 2/3
= adhesi antara tanah dan dasar dinding (kN/m²)
B = lebar pondasi (m)
Faktor aman terhadap penggeseran dasar pondasi ( ) minimum
diambil 1,5.
Bowles (1997) menyarankan:
≥ untuk tanah dasar granuler
untuk tanah dasar kohesif
2.6.3.2 Stabilitas terhadap Penggulingan
Faktor aman terhadap penggulingan ( ) didefinisikan sebagai:
…………….......………..……….........… (2.23)
Dengan:
=
=
= momen yang melawan penggulingan (kN.m)
= momen yang mengakibatkan penggulingan (kN.m)
W = berat tanah di atas pelat pondasi + berat sendiri dinding
penahan (kN)
B = lebar pondasi (m)
= jumlah gaya-gaya horizontal (kN)
= jumlah gaya-gaya vertikal (kN)
30
Faktor aman terhadap penggulingan ( ) bergantung pada jenis
tanah, yaitu:
≥ untuk tanah dasar granuler
untuk tanah dasar kohesif
2.6.3.3 Stabilitas Terhadap Keruntuhan Daya Dukung
a. Persamaan Terzaghi
Kapasitas dukung ultimit ( ) untuk pondasi memanjang dinyatakan
dengan persamaan:
……………………...……(2.24)
Dengan :
c = kohesi tanah (kN/m²)
= kedalaman pondasi (m)
= berat volume tanah (kN/m³)
B = Lebar pondasi dinding penahan tanah (m)
= Faktor-faktor kapasitas dukung Terzaghi
Tabel 2.1 Nilai-nilai faktor kapasitas dukung
Sumber: Terzaghi (1943)
31
b. Persamaan Hansen (1970) dan Vesic (1975)
Kapasitas dukung ultimit ( ) dihitung dengan menggunakan
persamaan Hansen (1970) dan Vesic (1975) untuk beban miring dan
eksentris:
…….....................................…..(2.25)
Dengan :
= faktor kedalaman
= faktor kemiringan beban
= berat volume tanah (kN/m³)
B = Lebar pondasi dinding penahan tanah (m)
e = eksentrisitas beban (m)
= Faktor-faktor kapasitas dukung
Tabel 2.2 Faktor Kedalaman Pondasi
Faktor
Kedalaman
Nilai Keterangan
( )
( ) Bila (D/B) 1 maka (D/B)
Diganti dengan arc tg (D/B)
( ) ( )
Sumber: Hansen (1970)
Tabel 2.3 Faktor Kemiringan Beban
Faktor
Kemiringan
beban
Nilai Keterangan
( )
√
32
[
]
[
]
Untuk dasar horizontal
[ (
)
]
Untuk dasar miring
Sumber: Hansen (1970)
Tabel 2.4 Faktor Kedalaman Pondasi
Faktor
bentuk Nilai
Keterangan
( ) Batasan:
Bila (D/B) 1 maka (D/B)
Diganti dengan arc tg (D/B
( ) ( )
Sumber: Vesic (1975)
Tabel 2.5 Faktor Kemiringan Beban
Faktor
Kemiringan
beban
Nilai Keterangan
( )
Untuk tg
Untuk φ
[
]
Untuk
33
[
]
Untuk dasar horizontal
[
]
Jika inklinasi beban pada arah n dan
membuat sudut terhadap arah L
pondasi, maka diperoleh dari:
sin²
Kemiringan beban searah
lebar B
Kemiringan beban searah
panjang L
Sumber: Vesic (1975)
Tabel 2.6 Faktor-faktor kapasitas dukung Mayerhof(1963), Hansen(1961) dan
Vesic (1973)
φ Mayerhoff(1963) Hansen(1961) Vesic(1973)
(o)
0 5,14 1,00 0 5,14 1,00 0,00 5,14 1,00 0,00
1 5,38 1,09 0.00 5,38 1,09 0,00 5,38 1,09 0,07
2 5,63 1,20 0,01 5,63 1,20 0,01 5,63 1,20 0,15
3 5,90 1,31 0,02 5,90 1,31 0,02 5,90 1,31 0,24
4 6,19 1,43 0,04 6,19 1,43 0,05 6,19 1,43 0,34
5 6.49 1,57 0,07 6,49 1,57 0,07 6,49 1,57 0,45
6 6,81 1,72 0,11 6,81 1,72 0,11 6,81 1,72 0,57
7 7,16 1,88 0,15 7,16 1,88 0,16 7,16 1,88 0,71
8 7,53 2,06 0,21 7,53 2,06 0,22 7,53 2,06 0,86
9 7,92 2,25 0,28 7,92 2,25 0,30 7,92 2,25 1,03
10 8,34 2,47 0,37 8,34 2,47 0,39 8,34 2,47 1,22
11 8,80 2,71 0,47 8,80 2,71 0,50 8,80 2,71 1,44
12 9,28 2,97 0,60 9,28 2,97 0,63 9,28 2,97 1,69
34
(lanjutan)
φ Mayerhoff(1963) Hansen(1961) Vesic(1973)
(o)
13 9,81 3,26 0,74 9,81 3,26 0,78 9,81 3,26 1,97
14 10,37 3,59 0,92 10,37 3,59 0,97 10,37 3,59 2,29
15 10,98 3,94 1,13 10,98 3,94 1,18 10,98 3,94 2,65
16 11,63 4,34 1,37 11,63 4,34 1,43 11,63 4,34 3,06
17 12,34 4,77 1,66 12,34 4,77 1,73 12,34 4,77 3,53
18 13,10 5,26 2,00 13,10 5,26 2,08 13,10 5,26 4,07
19 13,93 5,80 2,40 13,93 5,80 2,48 13,93 5,80 4,68
20 14,83 6,40 2,87 14,83 6,40 2,95 14,83 6,40 5,39
21 15,81 7,07 3,42 15,81 7,70 3,50 15,81 7,07 6,20
22 16,88 7,82 4,07 16,88 7,82 4,13 16,88 7,82 7,13
23 18,05 8,66 4,82 18,05 8,66 4,88 18,05 8,66 8,20
24 19,32 9,60 5,72 19,32 9,60 5,75 19,32 9,60 9,44
25 20,72 10,66 6,77 20,72 10,66 6,76 20,72 10,66 10,88
26 22,25 11,85 8,00 22,25 11,85 7,94 22,25 11,85 12,54
27 23,94 13,20 9,46 23,94 13,20 9,32 23,94 13,20 14,47
28 25,80 14,72 11,19 25,80 14,72 10,94 25,80 14,72 16,72
29 27,86 16,44 13,24 27,86 16,44 12,84 27,86 16,44 19,34
30 30,14 18,40 15,67 30,14 18,40 15,07 30,14 18,40 22,40
31 32,67 20.63 18,56 32,67 20,63 17,69 32,67 20,63 25,99
32 35,49 23,18 22,02 35,49 23,18 20,79 35,49 23,18 30,21
33 38,64 26,09 26,17 38,64 26,09 24,44 38,64 26,09 35,19
34 42,16 29,44 31,15 42,16 29,44 28,77 42,16 29,44 41,06
35 46,12 33,30 37,15 46,12 33,30 33,92 46,12 33,30 48,03
36 50,59 37,75 44,43 50,59 37,75 40,05 50.59 37,75 56,31
37 55,63 42,92 53,27 55,63 42,92 47,38 55,63 42,92 66,19
38 61,36 48,93 64,07 61,35 48,93 56,17 61,35 48,93 78,02
39 70,87 55,96 77,33 67,87 55,96 66,76 67,87 55,96 92,25
40 75,31 64,20 93,69 75,31 64,20 79,54 75,31 64,20 109,41
41 83,86 73,90 113,99 83,86 73,90 95,05 83,86 73,90 130,21
42 93,71 85,37 139,32 93,71 85,37 113,96 93,71 85,37 155,54
43 105,11 99,01 171,14 105,11 99.01 137,10 105,11 99,01 186,53
44 118,37 115,31 211,41 118,37 115,31 165,58 118,37 115,31 224,64
45 133,87 134,87 262,74 133,87 134,87 200,81 133,87 134,87 271,75
46 152,10 158,50 328,73 152,10 158,50 244,65 152,10 158,50 330,34
35
(lanjutan)
φ Mayerhoff(1963) Hansen(1961) Vesic(1973)
(o)
47 173,64 187,21 414,33 173,64 187,21 299,52 173,64 187,21 403,65
48 199,26 222,30 526,45 199,26 222,30 368,67 199,26 222.30 496,00
49 229,92 265,50 674,92 229,92 265,50 456,40 229,92 265,50 613,14
50 266,88 319,06 837,86 266,88 319,06 568,57 266,88 319,06 762,86
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo (2010)
Stabilitas Kapasitas dukung tanah dapat dihitung dengan :
(
).................................................................(2.27)
.........................................................................(2.28)
.........................................................................(2.29)
Dengan :
= momen yang melawan penggulingan (kN.m)
= momen yang mengakibatkan penggulingan (kN.m)
ΣW = total berat tanah di atas pelat pondasi + berat sendiri
dinding penahan (kN)
e = eksentrisitas beban (m)
B = lebar dasar fondasi (m)
B’ = lebar efektif (m)
Jika tekanan pondasi ke tanah terbagi rata maka dapat dihitung :
...................................................................................(2.30)
Dengan :
q’ = Tekanan akibat beban struktur (kN/m²)
V = beban vertikal total (kN)
B’ = lebar efektif (m)
36
Setelah didapat q’ maka dapat dihitung faktor aman:
...............................................................................(2.31)
Dengan :
= kapasitas dukung ultimit (kN/m²)
= tekanan akibat beban struktur (kN/m²)
2.6.4 Teori Rankine
Yang dimaksud dengan keseimbangan plastis (plastic equilibrium) di
dalam tanah adalah suatu keadaan yang menyebabkan tiap-tiap titik di dalam
massa tanah menuju proses ke suatu keadaan runtuh. Rankine menyelidiki
keadaan tegangan di dalam tanah yang berasa pada kondisi keseimbangan plastis
dengan ketentuan
(
).................................................................(2.32)
2.6.5 Penulangan
Semua komponen struktur beton bertulang harus direncanakan cukup kuat
sesuai dengan ketentuan yang dipersyaratkan dalam standar SNI 03-2874-2002
tentang cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung, dengan
menggunakan faktor beban dan faktor reduksi kekuatan yang sesuai
2.6.5.1 Penulangan Dinding Vertikal
a. Hitungan gaya lintang dan momen terfaktor
Bila y adalah kedalaman dari permukaan tanah urug, momen terfaktor
yang bekerja pada dinding vertikal, maka perhitungan nilai Momen ( ) dan gaya
lintang ( ) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
(
) ( ) ( )..................(2.33)
( ) ( )...................................(2.34)
37
Dengan :
= berat volume tanah basah
= kedalaman dari permukaan tanah (m)
= tekanan tanah aktif total
= beban merata (kN/m²)
38
BAB III
METODOLOGI PERENCANAAN
3.1 Jenis Penulisan
Jenis penulisan adalah merencanakan dinding penahan tanah tipe
kantilever untuk menghitung stabilitas geser, stabilitas keruntuhan, dan kapasitas
daya dukung, sehingga dapat menghindari adanya kelongsoran tanah.
3.2 Tempat Perencanaan
Dinding penahan tanah yang akan direncanakan ini terletak di area proyek
Pembangunan Perumahan Wika Tamansari Sepinggan Residence , Jl. Syarifuddin
Yoes no. 74, Sepinggan, Balikpapan. Dinding Penahan ini nantinya berfungsi
sebagai penahan longsoran akibat kegiatan cut and fill.
Gambar 3.1 Denah lokasi Perumahan Wika Tamansari Sepinggan
Sumber: Google Maps
39
Gambar 3.2 Site Plan Perumahan Wika Tamansari Sepinggan
Sumber: PT WIKA Realty
Gambar 3.3 Keadaan Tanah Lokasi Perumahan Wika Tamansari Sepinggan
Sumber: PT WIKA Realty
3.3 Waktu Perhitungan
Waktu Perhitungan perencanaan dinding Penahan Tanah dimulai dari
tanggal 29 Maret sampai dengan 29 April 2017.
40
3.4 Data Lapangan
3.4.1 Data Penyelidikan Tanah
Data lapangan yang diambil dari hasil penyelidikan tanah adalah:
a. Pengeboran Dalam (core drilling) sebanyak 2 titik untuk mengambi
Undisturbed Sampling pada lokasi perumahan Wika Tamansari Sepinggan
b. 4 Titik Sondir kapasitas 2,5 ton. Namun pada perhitungan nantinya hanya
mencantumkan titik yang paling dekat dengan longsoran
Data-data yang diperlukan sebagai perhitungan dinding Penahan Tanah
yaitu sebagai berikut :
Tabel 3.1 Data Penyelidikan Tanah PT Wika Realty
No Pengujian Parameter Satuan BH 1
(1,50-2,00m)
BH 2
(3,40-4,00m)
1
Berat Jenis
Spesific Gravity (Gs) kN/m² 2,6485 2,6513
Angka pori (e) - 0,69 0,60
2 Porositas - 0,41 0,38
3 Triaxial
Sudut Geser (φ) ° 32,28 32,56
Kohesi tanah ( kN/m² 22,059 22,081
4 Berat
Volume
Berat volume tanah kering
( ) kN/m² 14,41 14,45
Berat volume tanah basah ( ) kN/m² 16,76 16,80
Berat volume tanah jenuh
( ) kN/m² 18,98 19,06
5 Kadar Air Kadar air tanah asli ( % 7,05 6,99
6 Konsolidasi
Indeks Pemampatan ( ) - 0,04 0,036
Koefisien Konsolidasi( cm²/det 0,00267 0,00231
Sumber: PT WIKA Realty
41
3.4.2 Data Kontur
Data Tanah selanjutnya berupa gambar kontur tanah dan data elevasi tanah
dari Perumahan Wika Tamansari Sepinggan oleh PT Wika Realty. Pada daerah
terjadinya longsoran, selisih dari elevasi longsoran berkisar antara 2,58 m - 5,54
m.
Gambar 3.4 Denah Kontur Perumahan Wika Tamansari Sepinggan
Dinding Penahan
Tanah
42
3.5 Metode Penelitian
Diagram alir metode penelitian ditunjukkan oleh gambar 3.2
Mulai
Penetapan Tipe Dinding
Penahan
Pengumpulan Data
Tahap 1
Tahap 2
Tahap 3
Penetapan Dimensi
Perhitungan Beban dan reaksi tanah
Perhitungan
Stabilitas Geser
Perhitungan
Stabilitas Guling
Perhitungan Stabilitas
Daya dukung
Kontrol
Stabilit
Penulangan
Kesimpulan
Selesai
Tahap 4
Tahap 5
Tahap 6
Tahap 7
Gambar 3.5 Diagram Alir perencanaan dinding
penahan tipe kantilever
Ya
Tidak
Tekanan Tanah aktif total
𝐾𝑎 = 𝑡𝑔²(45° −𝜑
2)
Tekanan Tanah aktif total sesuai
kondisi tanah (Rankine)
𝑃𝑎. ℎ = 𝑐𝑜𝑠𝛽
𝜌 =𝐴𝑠
𝑏𝑑
Rasio Penulangan
𝑛 =𝐴𝑠
14𝜋𝑑
Jumlah Tulangan
𝑠 =1000
𝑛
Jarak antar Tulangan
43
a. Tahap 1
Menetapkan Tipe Dinding Penahan yang sesuai dengan kebutuhan dari keadaan di
lokasi
b. Tahap 2
Mengumpulkan data-data tanah dari PT WIKA Realty Perumahan Wika
Tamansari Sepinggan
c. Tahap 3
Menetapkan dimensi dinding vertikal, tebal dan lebar pelat pondasi pada dinding
penahan tanah, serta menghitung beban dan reaksi tanah yang bekerja di atas
dasar pondasi dinding penahan tanah
d. Tahap 4
Menghitung stabilitas dinding penahan tanah terhadap penggeseran, penggulingan
serta daya dukung tanah
e. Tahap 5
Mengontrol faktor aman dinding penahan tanah terhadap penggeseran,
penggulingan dan daya dukung tanah, jika tidak sesuai dengan yang disyaratkan
maka dilakukan perubahan dimensi dinding penahan tanah. Jika sudah sesuai
dengan yang disyaratkan maka dapat melanjutkan ke tahap berikutnya
f. Tahap 6
Setelah kontrol stabilitas dinding penahan tanah sudah sesuai dengan yang
disyaratkan, maka dapat direncanakan penulangannya
g. Tahap 7
Menarik kesimpulan dimensi yang akan digunakan, nilai stabilitas serta
penulangan yang digunakan oleh dinding penahan tanah yang telah direncanakan.
43
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Data Lapangan
Keadaan Tanah pada lokasi Perumahan Wika Tamansari Sepinggan
dikategorikan Lanau dengan sedikit pasir butiran halus, warna kuning kecoklatan.
Sedangkan,untuk data-data yang diperlukan dalam perhitungan dinding penahan
tanah sebagai hasil penyelidikan tanah pada tabel 3.1 dari PT. Wika Realty,
terlihat pada kedua titik tersebut menghasilkan nilai yang hampir sama sehingga
dapat diperoleh nilai rata-rata dari kedua titik tersebut sebagai berikut:
a. Gs = 2,65 kN/m²
b. e = 0,645
c. c = 22,07 kN/m²
d. φ = 32,42°
e. = 16,78 kN/m²
Sedangkan untuk derajat kemiringan lereng dapat dihitung dengan cara
sebagai berikut:
a. Jarak Horizontal = 55 m
b. Beda Tinggi = 3,26 m
55 m
Tg (a) = Depan/Samping
= 55 m / 3,26 m
= 16,88°
3,26 m
a
44
4.2 Penetapan Tipe Dinding Penahan Tanah
Sesuai dengan Judul yang telah diambil, Tipe Dinding Penahan Tanah
yang akan direncanakan pada perumahan Wika TamanSari Sepinggan Balikpapan
yaitu tipe kantilever dengan tinggi dinding 7 meter, menggunakan konstruksi
beton dengan berat jenis beton = 25 kN/m². Beban yang bekerja pada dinding
penahan tanah adalah beban merata dengan q = 15 kN/m². Dikarenakan bentuk
dari beban yang dianggap luas dan bervariasi tidak seperi beban terpusat.
4.3 Tanah pada Kondisi Basah
4.3.1 Penetapan Dimensi
Ditetapkan Dimensi dinding penahan tanah sebagai berikut:
a. Tinggi keseluruhan dinding (H’) = 7 m
b. Lebar pelat kaki keseluruhan = 3,5 m
c. Tebal dinding vertikal = 0,3 m
d. Tinggi pelat kaki depan (toe) dan belakang (heel) = 0,7 m
e. Lebar pelat kaki depan (toe) = 0,7 m
f. Lebar pelat kaki belakang (heel) = 2 m
45
Gambar 4.1 Dimensi Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever
4.3.2 Beban dan Reaksi Tanah
a. Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
Tabel 4.1 Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan
menurut gambar 4.1
No Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
1 0,3 6,3 25 = 47,25 1,35 63,79
2 0,3 6,3 0,5 25 = 23,63 0,98 23,15
3 0,7 3,5 25 = 61, 25 1,75 107,19
4 2 6,3 16,78 = 211,43 2,5 528,57
q 2 15 = 30 2,5 75
ΣW = 373,55 Σ = 797,70
q = 15 kN/m²
Pa2
Pa1
Tanah:
Φ = 32,42° ; c = 22,07 kN/m²
ɣsat = 19,02 kN/m²
ɣd = 14,43 kN/m²
ɣb = 16,78 kN/m²
1 4
2
3
o qKa HɣKa
46
b. Tekanan tanah aktif total dan momen terhadap O menurut rumus
2.32 adalah:
)
)
)
Tabel 4.2 Tekanan Tanah aktif total dan Momen terhadap O
Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
0,5 7 0,301 16,78 = 123,74 2,33 288,32
15 7 0,301 = 31,61 3,5 110,62
Σ = 155,35 Σ = 398,94
4.3.3 Stabilitas Dinding Penahan Tanah
4.3.3.1 Stabilitas terhadap Pergeseran
Tahanan geser pada dinding selebar , dihitung dengan
menganggap dasar dinding sangat kasar, sehingga sudut gesek dan
adhesi , menurut rumus 2.22 maka:
) )
314,21 kN/m
2,02 1,5 (aman)
Maka stabilitas dinding penahan tanah terhadap pergeseran dinyatakan
aman.
𝛴𝑃𝑎
𝐹𝑔𝑠
47
4.3.3.2 Stabilitas terhadap Penggulingan
Stabilitas penggulingan menurut rumus 2.23 :
2,00 1,5 (aman)
Maka stabilitas dinding penahan tanah terhadap penggulingan dinyatakan
aman.
4.3.3.3 Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Stabilitas keruntuhan kapasitas dukung tanah menurut rumus 2.27 :
0,48
Lebar efektif menurut rumus 2.29 :
48
Gaya horizontal: H = 155,35 kN dan gaya vertikal: V = 373,55 kN. Untuk
Φ = 32,42° 32°. Dari tabel 2.6 tentang faktor kapasitas daya dukung
dapat diambil nilai sebagai berikut: = 23,18 ; = 35,49 ; = 20,79
Faktor kemiringan beban menurut rumus pada tabel 2.3 :
[
]
[
]
34
[
]
[
]
28
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen
pada rumus 2.25 ( = 0, faktor kedalaman = = = 1, faktor bentuk
= = = 1)
49
Bila dihitung dengan berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan
pondasi ke tanah dasar terbagi rata, menurut rumus 2.30 maka:
Faktor aman terhadap kapasitas keruntuhan daya dukung menurut rumus
2.31 :
(tidak aman)
Dimensi ini memenuhi faktor kapasitas tahan geser dan kapasitas
tahanan guling, tapi faktor kapasitas keruntuhan daya dukung tidak
memenuhi syarat sehingga perlu penetapan ulang dimensi agar
keseluruhan kapasitas pergeseran, penggulingan, dan keruntuhan daya
dukung dapat memenuhi faktor aman
4.4 Penetapan Ulang Dimensi
Ditetapkan Dimensi dinding penahan tanah sebagai berikut:
a. Tinggi keseluruhan dinding (H’) = 7 m
b. Lebar pelat kaki keseluruhan = 4 m
c. Tebal dinding vertikal = 0,4 m
d. Tinggi pelat kaki depan (toe) dan belakang (heel) = 0,8 m
e. Lebar pelat kaki depan (toe) = 1 m
f. Lebar pelat kaki belakang (heel) = 2,20 m
50
Gambar 4.2 Penetapan Ulang Dimensi Dinding Penahan Tanah Tipe
Kantilever
4.4.1 Beban dan Reaksi Tanah
a. Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
Tabel 4.3 Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan
sesuai gambar 4.2
No Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
1 0,4 6,2 25 = 62 1,6 99,2
2 0,4 6,2 0,5 25 = 31 1,27 39,37
3 0,8 4 25 = 80 2 160
4 2,2 6,2 16,78 = 228,88 2,9 663,75
q 2,2 15 = 33 2,9 95,7
ΣW = 434,88 Σ = 1058,02
q = 15 kN/m²
Pa2
Pa1
Tanah:
Φ = 32,42° ; c = 22,07 kN/m²
ɣsat = 19,02 kN/m²
ɣb = 16,78 kN/m²
1
4 2
3
o qKa HɣKa
51
b. Tekanan tanah aktif total dan momen terhadap O menurut rumus
2.32, yaitu:
)
)
)
Tabel 4.4 Tekanan Tanah aktif total dan Momen terhadap O
Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
0,5 7 0,301 16,78 = 123,74 2,33 288,32
15 7 0,301 = 31,61 3,5 110,62
Σ = 155,35 Σ = 398,94
4.4.2 Stabilitas Dinding Penahan Tanah
4.4.2.1 Stabilitas terhadap Pergeseran
Tahanan geser pada dinding selebar , dihitung dengan
menganggap dasar dinding sangat kasar, sehingga sudut gesek dan
adhesi , menurut rumus 2.22 maka:
364,15 kN/m
2,34 1,5 (aman)
Maka stabilitas dinding penahan tanah terhadap pergeseran dinyatakan
aman.
𝛴𝑃𝑎
𝐹𝑔𝑠
52
4.4.2.2 Stabilitas terhadap Penggulingan
Stabilitas Penggulingan menurut rumus 2.23 :
2,65 1,5 (aman)
Maka stabilitas dinding penahan tanah terhadap penggulingan dinyatakan
aman.
4.4.2.3 Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Stabilitas keruntuhan kapasitas dukung tanah menurut rumus 2.27 :
0,49
Lebar efektif menurut rumus 2.29 :
53
Gaya horizontal: H = 155,35 kN dan gaya vertikal: V = 373,55 kN. Untuk
Φ = 32,42° 32°. Dari tabel 2.6 tentang faktor kapasitas daya dukung
dapat diambil nilai sebagai berikut: = 23,18 ; = 35,49 ; = 20,79
Faktor kemiringan beban menurut rumus pada tabel 2.3 :
[
]
[
]
45
[
]
[
]
46
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen
pada rumus 2.25 ( = 0, faktor kedalaman = = = 1, faktor bentuk
= = = 1)
54
Bila dihitung dengan berdasarkan lebar pondasi efekti, yaitu tekanan
pondasi ke tanah dasar terbagi rata, menurut rumus 2.30 maka:
Faktor aman terhadap kapasitas keruntuhan daya dukung menurut rumus
2.31:
(aman)
Jadi, dimensi ini memenuhi faktor aman seperti yang telah disyaratkan
untuk kapasitas tahan geser, kapasitas tahanan guling, maupun kapasitas
keruntuhan daya dukung. Maka dari itu selanjutnya dapat direncanakan
penulangan dinding vertikal maupun pelat kaki
4.4.3 Penulangan
4.4.3.1 Beban dan Reaksi Tanah
a. Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
Tabel 4.5 Gaya vertikal dan Momen terhadap kaki depan (titik O)
No Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
1 62 1,2 = 74,14 1,6 119,04
2 31 1,2 = 37,2 1,27 47,24
3 80 1,2 = 96 2 192
4 228,88 1,2 = 274,66 2,9 796,50
q 33 1,6 = 52,8 2,9 153,12
ΣW = 535,06 Σ = 1307,91
Catatan
Faktor beban mati : 1,2
Faktor beban hidup : 1,6
55
c. Gaya horizontal terfaktor dari tekanan tanah aktif total
Tabel 4.6 Gaya horizontal terfaktor
Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
123,74 1,2 = 148,49 2,33 345,99
31,61 1,6 = 50,57 3,5 176,99
Σ = 199,08 Σ = 522,98
Eksentrisitas pada dasar pondasi oleh beban-beban terfaktor:
0,53
Tekanan tanah pada dasar pondasi
Karena e <
, menurut rumus 2.21a maka:
(
)
Dengan V = = 535,06 kN/m dan B = 4 m:
(
)
(
)
240,11 kN/m²
56
(
)
(
)
27,42 kN/m²
Gambar 4.3 Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan
II
I
III
q = 15 kN/m²
qKa = 15 0,301
= 4,515
HɣKa = 6,2 16,78 0,301
= 31,314 kN/m²
O
240,11 94 68,83
27,42
57
Gambar 4.4 Gaya yang bekerja pada pelat pondasi
4.4.3.2 Penulangan Dinding Vertikal
a. Hitungan gaya Lintang dan gaya momen terfaktor menurut rumus 2.33 dan
2.34 :
(
)
(
)
Momen ( ) dan gaya lintang ( ) dihitung dengan substitusi nilai-nilai y
kedalam tabel 4.5 dibawah ini, sehingga didapat nilai dan sebagai berikut :
a. 15 х 1,6 = 24
b. 6,2 х 16,78 х 1,2 = 104,036
c. 0,8 х 25 х 1,2= 24
Catatan:
a. Pengaruh Beban terbagi rata
b. Pengaruh tanah
c. Pengaruh pelat kaki
240,11 94
68,83
27,42
58
Tabel 4.7 Hasil Hitungan momen dan gaya lintang terfaktor
Potongan y y² y³ (kN) (kN.m)
I-I 2,07 4,28 8,87 27,92 24,42
II-II 4,14 17,08 70,61 81,66 133,01
III-III 6,2 38,44 238,32 161,262 379,55
Catatan :
y = kedalaman diukur dari permukaan tanah urug
b. Hitungan kebutuhan tulangan geser
Perhitungan kebutuhan tulangan geser adalah sebagai berikut:
Potongan I-I
Tebal dinding = 0,49m = 490mm
Beban geser terfaktor :
Kuat geser beton :
(
√ )
(
√ )
(OK)
59
Potongan II-II
Tebal dinding = 0,67m = 670mm
Beban geser terfaktor :
Kuat geser beton :
(
√ )
(
√ )
(OK)
Potongan III-III
Tebal dinding = 0,8m = 800mm
Beban geser terfaktor :
Kuat geser beton :
(
√ )
60
(
√ )
(OK)
Tabel 4.8 Hasil hitungan kebutuhan tulangan geser dinding vertikal
Potongan fc'
(Mpa)
(mm)
d
(mm) Vc (kN)
(kN) (kN)
I-I 25 1000 390 325 243,75 27,92
II-II 25 1000 570 475 356,25 81,66
III-III 25 1000 700 583,33 437,5 161,26
Karena , maka dinding vertikal tidak memerlukan
tulangan geser, hanya dipasang tulangan minimum saja
d. Hitungan kebutuhan tulangan momen
Perhitungan kebutuhan tulangan momen menurut rumus 2. Adalah sebagai
berikut:
Potongan I-I
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) (
)
(
) (
)
61
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dengan sistem eliminasi diperoleh nilai = 3,93 mm dan = 781,75
mm. Digunakan nilai a = 3,93 mm, maka nilai
0,25
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa,
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
62
Diambil 2 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan pada potongan I-I, hasil hitungan menghasilkan jarak
antar tulangan lebih besar dari 450 mm, sehingga untuk menudahkan
pelaksanaan jarak tulangan diambil sama dengan hasil hitungan jarak antar
tulangan diambil sama dengan hasil hitungan jarak antar tulangan pada
potongan selanjutnya.
Potongan II-II
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) (
)
(
) (
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 178000000 dan dengan sistem eliminasi diperoleh nilai
= 14,7 mm dan = 1139,7 mm. Digunakan nilai a = 14,7 mm, maka
nilai
63
0,096
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa,
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
64
Diambil 3 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-400
Potongan III-III
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) (
)
(
) (
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 506200000 dan dengan sistem eliminasi diperoleh
nilai = 34,03 mm dan = 1400 mm. Digunakan nilai a = 34,03 mm,
maka nilai
65
0,049
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa,
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
66
Diambil 3 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-200
Tabel 4.9 Hasil hitungan tulangan pada dinding vertikal
Pot. y
(mm)
(kN.m)
d
(mm)
b
(mm)
As
(mm)
D. tul
(mm)
Jarak
(mm)
I-I 2,07 24,42 390 1000 278,37 25 400
II-II 4,14 133,01 570 1000 1041,25 25 400
III-III 6,2 379,55 700 1000 2410,45 25 200
67
4.4.3.3 Penulangan Pelat Kaki
a. Hitungan gaya lintang dan gaya momen terfaktor
Gaya momen akibat tekanan tanah pada dasar pondasi yang arahnya ke
atas dengan menganggap distribusi tekanan dasar pondasi ke tanah
berbentuk segitiga dengan x adalah jarak pelat kaki belakang terhadap O :
Untuk x = 2,2 m ( :
Untuk x = 3 m ( :
Potongan IV-IV (kaki depan)
Gaya geser ( ) :
= (reaksi tanah)
= (reaksi tanah)
= (berat pelat terfaktor)
=
68
Momen ( ) :
= (reaksi tanah)
= (reaksi tanah)
= (berat pelat terfaktor)
=
Potongan V-V (kaki belakang)
Gaya geser ( ) :
= (reaksi tanah)
= (reaksi tanah)
= (berat pelat terfaktor)
= (berat tanah terfaktor)
= (berat pelat terfaktor)
=
Momen ( ) :
= (reaksi tanah)
= (reaksi tanah)
= (berat pelat terfaktor)
= (reaksi tanah)
= (berat pelat terfaktor)
=
Tabel 4.10 Hasil hitungan gaya geser dan momen pada kaki dinding
Potongan (kN) (kN.m)
IV-IV
V-V
69
b. Hitungan kebutuhan tulangan geser
Potongan IV-IV
Beban geser terfaktor:
Kuat geser beton:
(
√ )
(
√ )
(OK)
Potongan V-V
Beban geser terfaktor:
Kuat geser beton:
(
√ )
(
√ )
70
(OK)
Tabel 4.11 Hitungan tulangan geser pada kaki dinding penahan
Potongan fc'
(Mpa)
(mm)
d
(mm)
(kN)
(kN)
(kN)
IV-IV 25 1000 700 583,33 437,5 19,08
V-V 25 1000 700 583,33 437,5 274,27
Karena , maka dinding vertikal tidak memerlukan
tulangan geser, hanya dipasang tulangan minimum saja
c. Hitungan kebutuhan tulangan momen
Perhitungan kebutuhan tulangan momen menurut rumus 2. Adalah sebagai
berikut:
Potongan IV-IV
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) (
)
(
) (
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 60600000 dengan sistem eliminasi diperoleh nilai =
4,07 mm dan = 1401,4 mm. Digunakan nilai a = 4,07 mm, maka nilai
71
0,44
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa, menurut rumus 2.
maka:
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
72
Diambil 3 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-350 mm
Potongan V-V
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) (
)
(
) (
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 395100000 dengan sistem eliminasi diperoleh nilai
= 26,6 mm dan = 1398 mm. Digunakan nilai a = 26,6 mm, maka nilai
73
0,076
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa, menurut rumus 2.
maka:
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
74
Diambil 4 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-250 mm
Tabel 4.12 Hasil hitungan tulangan pada pelat kaki
Pot. y
(mm)
(kN.m)
d
(mm)
b
(mm)
As
(mm)
D. tul
(mm)
Jarak
(mm)
IV-IV 2,07 45,44 700 1000 1400 25 350
V-V 4,14 296,32 700 1000 1884,17 25 250
4.4.3.4 Tulangan Susut dan Suhu
a. Dinding Vertikal
Rasio penulangan ( ):
75
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 14 mm adalah :
Diambil 4 batang tulangan diameter 14 (D14)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D14-100 mm
b. Pelat Kaki
Rasio penulangan ( ):
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
76
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 14 mm adalah :
Diambil 4 batang tulangan diameter 14 (D14)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D14-100 mm
Gambar 4.5 Denah Tulangan dinding penahan tanah pada kondisi basah
11,00 2.20
4.00
8
250
200
77
4.5 Tanah pada Kondisi Jenuh
4.5.1 Penetapan Dimensi
Ditetapkan Dimensi dinding penahan tanah sebagai berikut:
a. Tinggi keseluruhan dinding (H’) = 7 m
b. Lebar pelat kaki keseluruhan = 4 m
c. Tebal dinding vertikal = 0,4 m
d. Tinggi pelat kaki depan (toe) dan belakang (heel) = 0,8 m
e. Lebar pelat kaki depan (toe) = 1 m
f. Lebar pelat kaki belakang (heel) = 2,20 m
Gambar 4.6 Dimensi Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever kondisi
Tanah Jenuh
q = 15 kN/m²
Pa2
Pa1
Tanah:
Φ = 32,42° ; c = 22,07 kN/m²
ɣsat = 19,02 kN/m²
1
4 2
3
o qKa HɣKa
78
4.5.2 Beban dan Reaksi Tanah
a. Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
Tabel 4.13 Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan
sesuai gambar 4.6
No Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
1 0,4 6,2 25 = 62 1,6 99,2
2 0,4 6,2 0,5 25 = 31 1,27 39,37
3 0,8 4 25 = 80 2 160
4 2,2 6,2 19,02 = 259,43 2,9 752,36
q 2,2 15 = 33 2,9 95,7
ΣW = 465,43 Σ = 1146,63
b. Tekanan tanah aktif total dan momen terhadap O menurut rumus
2.32, yaitu:
)
)
)
Tabel 4.14 Tekanan Tanah aktif total dan Momen terhadap O
Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
0,5 7 0,301 19,02 = 140,26 2,33 326,81
15 7 0,301 = 31,61 3,5 110,62
Σ = 171,87 Σ = 437,43
𝛴𝑃𝑎
79
4.5.3 Stabilitas Dinding Penahan Tanah
4.5.3.1 Stabilitas terhadap Pergeseran
Tahanan geser pada dinding selebar , dihitung dengan
menganggap dasar dinding sangat kasar, sehingga sudut gesek dan
adhesi , menurut rumus 2.22 maka:
) )
383,55 kN/m
2,23 1,5 (aman)
Maka stabilitas dinding penahan tanah terhadap pergeseran dinyatakan
aman.
4.5.3.2 Stabilitas terhadap Penggulingan
Stabilitas Penggulingan menurut rumus 2.23 :
2,62 1,5 (aman)
Maka stabilitas dinding penahan tanah terhadap penggulingan dinyatakan
aman.
𝐹𝑔𝑠
80
4.5.3.3 Stabilitas terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah
Stabilitas keruntuhan kapasitas dukung tanah menurut rumus 2.27 :
0,48
Lebar efektif menurut rumus 2.29 :
)
Gaya horizontal: H = 155,35 kN dan gaya vertikal: V = 373,55 kN. Untuk
Φ = 32,42° 32°. Dari tabel 2.6 tentang faktor kapasitas daya dukung
dapat diambil nilai sebagai berikut: = 23,18 ; = 35,49 ; = 20,79
Faktor kemiringan beban menurut rumus pada tabel 2.3 :
[
]
81
[
]
)
)
43
[
]
[
]
45
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen
pada rumus 2.25 ( = 0, faktor kedalaman = = = 1, faktor bentuk
= = = 1)
)
)
Bila dihitung dengan berdasarkan lebar pondasi efekti, yaitu tekanan
pondasi ke tanah dasar terbagi rata, menurut rumus 2.30 maka:
82
Faktor aman terhadap kapasitas keruntuhan daya dukung menurut rumus
2.31:
(aman)
Jadi, seperti dimensi untuk tanah basah, dimensi ini memenuhi faktor
aman seperti yang telah disyaratkan untuk kapasitas tahan geser, kapasitas
tahanan guling, maupun kapasitas keruntuhan daya dukung, hanya saja
kekuatannya menurun/ lebih kecil daripada kondisi tanah basah. Selanjutnya dapat
direncanakan penulangan dinding vertikal maupun pelat kaki.
4.5.4 Penulangan
4.5.4.1 Beban dan Reaksi Tanah
a. Gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
Tabel 4.15 Gaya vertikal dan Momen terhadap kaki depan (titik O)
No Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
1 62 1,2 = 74,14 1,6 119,04
2 31 1,2 = 37,2 1,27 47,24
3 80 1,2 = 96 2 192
4 259,43 1,2 = 311,316 2,9 902,83
q 33 1,6 = 52,8 2,9 153,12
ΣW = 571,72 Σ = 1414,23
Catatan
Faktor beban mati : 1,2
Faktor beban hidup : 1,6
83
b. Gaya horizontal terfaktor dari tekanan tanah aktif total
Tabel 4.16 Gaya horizontal terfaktor
Berat W
(kN)
Jarak dari O
(m)
Momen ke O
(kN)
140,26 1,2 = 168,32 2,33 392,18
31,61 1,6 = 50,57 3,5 176,99
Σ = 218,88 Σ = 569,16
Eksentrisitas pada dasar pondasi oleh beban-beban terfaktor:
0,52
Tekanan tanah pada dasar pondasi
Karena e <
, menurut rumus 2.21a maka:
(
)
Dengan V = = 571,72 kN/m dan B = 4 m:
(
)
(
)
254,42 kN/m²
84
(
)
(
)
31,44 kN/m²
Gambar 4.7 Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan
II
I
III
q = 15 kN/m²
qKa = 15 0,301
= 4,515
HɣKa = 6,2 19,02 0,301
= 35,49 kN/m²
O
254,42 94 68,83
31,44
85
Gambar 4.8 Gaya yang bekerja pada pelat pondasi
4.5.4.2 Penulangan Dinding Vertikal
a. Hitungan gaya Lintang dan gaya momen terfaktor menurut rumus 2.33 dan
2.34 :
(
) ) )
(
) ) )
) )
) )
Momen ( ) dan gaya lintang ( ) dihitung dengan substitusi nilai-nilai y
kedalam tabel 4.5 dibawah ini, sehingga didapat nilai dan sebagai berikut :
a. 15 х 1,6 = 24
b. 6,2 х 19,02 х 1,2 = 141,508
c. 0,8 х 25 х 1,2= 24
Catatan:
a. Pengaruh Beban terbagi rata
b. Pengaruh tanah
c. Pengaruh pelat kaki
254,42 94
68,83
31,44
86
Tabel 4.17 Hasil Hitungan momen dan gaya lintang terfaktor
Potongan y y² y³ (kN) (kN.m)
I-I 2,07 4,28 8,87 29,63 25,57
II-II 4,14 17,08 70,61 88,49 142,19
III-III 6,2 38,44 238,32 176,64 410,53
Catatan :
y = kedalaman diukur dari permukaan tanah urug
b. Hitungan kebutuhan tulangan geser
Perhitungan kebutuhan tulangan geser adalah sebagai berikut:
Potongan I-I
Tebal dinding = 0,48m = 490mm
Beban geser terfaktor :
Kuat geser beton :
(
√ )
(
√ )
(OK)
87
Potongan II-II
Tebal dinding = 0,67m = 670mm
Beban geser terfaktor :
Kuat geser beton :
(
√ )
(
√ )
(OK)
Potongan III-III
Tebal dinding = 0,8m = 800mm
Beban geser terfaktor :
Kuat geser beton :
(
√ )
88
(
√ )
(OK)
Tabel 4.18 Hasil hitungan kebutuhan tulangan geser dinding vertikal
Potongan fc'
(Mpa)
(mm)
d
(mm) Vc (kN)
(kN)
(kN)
I-I 25 1000 380 316
237 29,63
II-II 25 1000 570 475
356,25 88,49
III-III 25 1000 700 583,33
437,5 176,64
Karena , maka dinding vertikal tidak memerlukan
tulangan geser, hanya dipasang tulangan minimum saja
c. Hitungan kebutuhan tulangan momen
Perhitungan kebutuhan tulangan momen adalah sebagai berikut:
Potongan I-I
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) ) (
)
(
) ) (
)
)
89
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 34100000 dengan sistem eliminasi diperoleh nilai =
4,22 mm dan = 760,52 mm. Digunakan nilai a = 4,22 mm, maka nilai
0,20
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa, maka:
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
90
Diambil 2 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan pada potongan I-I, hasil hitungan menghasilkan jarak
antar tulangan lebih besar dari 450 mm, sehingga untuk menudahkan
pelaksanaan jarak tulangan diambil sama dengan hasil hitungan jarak antar
tulangan diambil sama dengan hasil hitungan jarak antar tulangan pada
potongan selanjutnya.
Potongan II-II
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) ) (
)
(
) ) (
)
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 189600000 dan dengan sistem eliminasi diperoleh nilai
91
= 15,6 mm dan = 1143,9 mm. Digunakan nilai a = 15,6 mm, maka
nilai
0,090
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa,
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
92
Diambil 3 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-400
Potongan III-III
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) ) (
)
(
) ) (
)
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 547400000 dan dengan sistem eliminasi diperoleh
nilai = 36,8 mm dan = 1400 mm. Digunakan nilai a = 36,8 mm,
maka nilai
93
0,045
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa:
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan minimum
. Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah
tulangan per meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
94
Diambil 6 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-200
Tabel 4.19 Hasil hitungan tulangan pada dinding vertikal
Pot. y
(mm)
(kN.m)
d
(mm)
b
(mm)
As
(mm)
D. tul
(mm)
Jarak
(mm)
I-I 2,07 25,57 380 1000 278,37 25 400
II-II 4,14 142,19 570 1000 1041,25 25 400
III-III 6,2 410,53 700 1000 2410,45 25 200
95
4.5.4.3 Penulangan Pelat Kaki
a. Hitungan gaya lintang dan gaya momen terfaktor
Gaya momen akibat tekanan tanah pada dasar pondasi yang arahnya ke
atas dengan menganggap distribusi tekanan dasar pondasi ke tanah
berbentuk segitiga dengan x adalah jarak pelat kaki belakang terhadap O :
Untuk x = 2,2 m ( ):
Untuk x = 3 m ( ):
Potongan IV-IV (kaki depan)
Gaya geser ( ) :
) = (reaksi tanah)
= (reaksi tanah)
= (berat pelat terfaktor)
=
96
Momen ( ) :
= (reaksi tanah)
) = (reaksi tanah)
) = (berat pelat terfaktor)
=
Potongan V-V (kaki belakang)
Gaya geser ( ) :
) = (reaksi tanah)
= (reaksi tanah)
) = (berat pelat terfaktor)
) = (berat tanah terfaktor)
) = (berat pelat terfaktor)
=
Momen ( ) :
) = (reaksi tanah)
)
= (reaksi tanah)
) = (berat pelat terfaktor)
) = (reaksi tanah)
) = (berat pelat terfaktor)
=
Tabel 4.20 Hasil hitungan gaya geser dan momen pada kaki dinding
Potongan (kN) (kN.m)
IV-IV
V-V
97
b. Hitungan kebutuhan tulangan geser
Potongan IV-IV
Beban geser terfaktor:
Kuat geser beton:
(
√ )
(
√ )
(OK)
Potongan V-V
Beban geser terfaktor:
Kuat geser beton:
(
√ )
(
√ )
98
(OK)
Tabel 4.21 Hitungan tulangan geser pada kaki dinding penahan
Potongan fc'
(Mpa)
(mm)
d
(mm)
(kN)
(kN)
(kN)
IV-IV 25 1000 700 583,33 437,5
V-V 25 1000 700 583,33 437,5
Karena , maka dinding vertikal tidak memerlukan
tulangan geser, hanya dipasang tulangan minimum saja
c. Hitungan kebutuhan tulangan momen
Perhitungan kebutuhan tulangan momen menurut rumus 2. Adalah sebagai
berikut:
Potongan IV-IV
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) ) (
)
(
) ) (
)
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 60600000 dengan sistem eliminasi diperoleh nilai =
99
4,07 mm dan = 1401,4 mm. Digunakan nilai a = 4,07 mm, maka nilai
0,44
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa,
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Sehingga didapat luas tulangan .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
100
Diambil 3 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-350 mm
Potongan V-V
Hitungan penulangan per meter panjang dinding menurut:
(
) ) (
)
(
) ) (
)
)
Karena momen terfaktor pada penampang tidak dapat difaktorkan maka
dibulatkan menjadi 469800000 dengan sistem eliminasi diperoleh nilai
= 31,6 mm dan = 1399,25 mm. Digunakan nilai a = 31,6 mm, maka
nilai
101
0,053
Karena fs > fy, maka diambil sebesar fy = 300 Mpa,
Rasio Penulangan ( ) :
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 25 mm adalah :
102
Diambil 4 batang tulangan diameter 25 (D25)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D25-200 mm
Tabel 4.22 Hasil hitungan tulangan pada pelat kaki
Pot. y
(mm)
(kN.m)
d
(mm)
b
(mm)
As
(mm)
D. tul
(mm)
Jarak
(mm)
IV-IV 2,07 700 1000 1400 25 350
V-V 4,14 700 1000 2238,33 25 200
4.5.4.4 Tulangan Susut dan Suhu
a. Dinding Vertikal
Rasio penulangan ( ):
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
103
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 14 mm adalah :
Diambil 4 batang tulangan diameter 14 (D14)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D14-100 mm
b. Pelat Kaki
Rasio penulangan ( ):
Batasan menurut pasal 9.12 pada SNI-03-2874-2002 bahwa untuk
pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300, .
Dengan nilai luas tulangan As = , maka jumlah tulangan per
meter pelat untuk diameter tulangan 14 mm adalah :
104
Diambil 4 batang tulangan diameter 14 (D14)
Jarak antar tulangan maksimum adalah 3 kali tebal pelat
atau 450 mm, sehingga jarak tulangan masih memenuhi dan
dipakai tulangan D14-100 mm
Gambar 4.9 Denah Tulangan dinding penahan tanah pada kondisi jenuh
1.00 2.20
4,00
200
200
8
105
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan dinding penahan tanah sepanjang 55 meter
yang telah dibahas pada Bab sebelumnya, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Dimensi dan Nilai Stabilitas
Dimensi yang memenuhi syarat aman untuk kondisi tanah basah dan jenuh
adalah:
Tinggi keseluruhan dinding (H’) = 7 m
Lebar pelat kaki keseluruhan = 4 m
Tebal dinding vertikal =0,4 m
Tinggi pelat kaki depan (toe) dan belakang (heel) = 0,8 m
Lebar pelat kaki depan (toe) = 1 m
Lebar pelat kaki belakang (heel) = 2,20 m
Dengan nilai stabilitas terhadap geser, guling dan daya dukung sebagai
berikut:
Tabel 5.1 Perbandingan Stabilitas kondisi tanah basah dan jenuh
Kondisi tanah basah Kondisi tanah jenuh
Gaya Geser 2,34 2,23
Gaya Guling 2,65 2,62
Daya Dukung 4,1 3,35
Terdapat selisih yang kecil antara kondisi tanah basah dan tanah jenuh
untuk gaya geser dan guling, sementara untuk stabilitas daya dukung memiliki
selisih yang terbesar dari ketiga stabilitas diatas yaitu 0,75. Dapat disimpulkan
bahwa semakin jenuh keadaan tanah, maka semakin menurun pula stabilitas
Dinding Penahannya.
106
2. Penulangan Dinding Penahan Tanah
Untuk Kondisi Tanah Basah:
Penulangan Dinding Vertikal
Tulangan Momen untuk potongan I-I = D25-400
Tulangan Momen untuk potongan II-II = D25-400
Tulangan Momen untuk potongan III-III = D25-200
Penulangan Pelat Kaki
Tulangan Momen untuk potongan IV-IV = D14-350
Tulangan Momen untuk potongan V-V = D14-250
Untuk Kondisi Tanah Jenuh:
Penulangan Dinding Vertikal
Tulangan Momen untuk potongan I-I = D25-400
Tulangan Momen untuk potongan II-II = D25-400
Tulangan Momen untuk potongan III-III = D25-200
Penulangan Pelat Kaki
Tulangan Momen untuk potongan IV-IV = D14-350
Tulangan Momen untuk potongan V-V = D14-200
5.2 Saran
1. Untuk memperbesar nilai stabilitas bisa dilakukan dengan memperbesar
luas alas Dinding Penahan Tanah.
2. Untuk mengantisipasi semakin besarnya nilai koefisien tanah jenuh akibat
hujan yang terus menerus, dapat dilakukan dengan melakukan pemavingan
pada permukaan tanah sehingga air tidak meresap kedalam tanah dan
mengakibatkan tanah semakin jenuh
3. Dalam Perhitungan Dinding Penahan Tanah diharapkan adanya software
khusus untuk Dinding Penahan Tanah sehingga nantinya perhitungan
Dinding Penahan Tanah dapat lebih tepat dan efisien
107
4. Perlu adanya analisa stabilitas dinding penahan tanah akibat berbagai
macam faktor, misalnya seperti kohesi tanah (c) ataupun sudut geser
tanah( )
Demikian saran penulis,semoga kedepannya Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi siapapun yang ingin mempelajari tentang Dinding Penahan
Tanah, dan dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk adik-adik angkatan
selanjutnya.
ix
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, J. E. (1984): Physical and Geotechnical Properties of Soil Second
Edition, Jakarta, Penerbit Erlangga
Bowles, J. E. (1986): Desain dan Analisa Pondasi. Jakarta, Penerbit Erlangga
Das, Braja M (1990): Principles Of Foundation Engineering Second Edition,
Boston, PWSKENT Publishing Company.
Das, Braja M (2010), Principles of Geotechnical Engineering First Edition,
Sacramento. California State University
Dispohusodo, Istimawan (1993) Struktur Beton Bertulang berdasarkan SK SNI T-
15-1991-03, Jakarta
Hardiyatmo, H.C (2010): Analisis dan Perancangan Fondasi 1, Yogyakarta,
Gadjah Mada University Press
Hardiyatmo, H.C (2010): Analisis dan Perancangan Fondasi 2, Yogyakarta,
Gadjah Mada University Press
Hardiyatmo, H. C, (2003): Mekanika Tanah II, Edisi Ketiga, Yogyakarta, Gadjah
Mada University Press
Ir. Bobby H (1982), Solution of Problem in Soil Mechanics, Surabaya, Pitman
Terzaghi, K, & peck, R. B, (1993): Mekanika Tanah dalam Praktik Rekayasa,
Jakarta, Penerbit Erlangga
Tim Penyusun, (2002) SNI 03-2874-2002: Tata Cara Perhitungan Struktur Beton
Untuk Bangunan Gedung, Bandung
Vulcanological Survey of Indonesia, (2011): Pengenalan Gerakan Tanah,
diakses pada 17 Februari 2017 dari
http://staff.unud.ac.id/rantelobo/wpcontent/uploads/sites/7/2011/03/Pengen
alan-Gerakan-Tanah_edit.pdf
Lampiran 1
Sumber : Istimawan Dispohusodo
Lampiran 2
Sumber : Istimawan Dispohusodo