EVALUASI PENGGUNAAN DINDING PENAHAN TANAH (Suwandi - Tanjung)
EVALUASI PENGGUNAAN DINDING PENAHAN TANAH PADA TANAH BERKOHESI RENDAH TERHADAP PENAMBAHAN SOLDIER PILE Oleh, Suwandi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta Tanjung Rahayu DosenTeknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta email:
[email protected]
ABSTRAK : Karna letaknya dibawah tanah maka dalam perencanaannya dinding basement ada yang di desain untuk menahan tanah dan ada juga yang tidak didesain untuk menahan tanah. Evaluasi yang dilakukan disini adalah membandingkan pengaruh dinding basement sebagai dinding penahan tanah sebelum menggunakan tiang soldier pile terhadap dinding basement setelah menggunakan tiang soldier pile sebagai dinding penahan tanah. Perhitungan yang digunakan didasarkan pada rumusan konvensional dan tidak dilakukan simulasi dengan software komputer. Pada tahap awal, dihitung stabilitas global dan lokal menggunakan metode irisan Fellenius, teori Coulomb dan teori Rankine untuk dinding basement sebelum menggunakan tiang soldier pile yang selanjutnya dianalisa kekuatan dinding basement hingga didapatkan volume beton dan tulangan tanpa tiang soldier pile. Tahap selanjutnya melakukan analisa kesetimbangan menggunakan metode Burland, et.al pada dinding basementdengan tiang soldier pile sebagai dinding penahan tanah untuk kemudian dihitung volume beton dan tulangan kondisi tersebut. Terakhir dilakukan komparasi volume beton dan tulangan antara dinding basement sebelum dan setelah menggunakan tiang soldier pile hingga didapat reduksi volume beton 61,10 % dan volume tulangan 58,56 % lebih sedikit dibandingkan dinding basement dengan soldier pile. Kata kunci : Dinding basement, soldier pile.
ABSTRACT: It is in the ground and in planning the wall is designed to withstand any land and there is not designed to hold land.The evaluation is done to compare the impact of this basement wall as a retaining wall ground before using a soldier piles against the wall after using the ground soldier pile as a retaining wall.Of calculations used based on the formulation conventional and not done the simulation by computer softwareThe initial stages calculated global stability and local uses the method a wedge fellenius, the theory and the theory of coulomb rankine for the walls of the basement prior to the use the mast soldier pile which later were analysed the power of the walls of the basement until obtained the volume of concrete and tulangan without a pole soldier pile.The next stage of equilibrium do analysis in a burland , et.al basementdengan on the wall a mast soldier pile as a retaining wall ground to then calculated the volume of concrete and tulangan this condition .Last done komparasi the volume of concrete and tulangan between walls basement before and after using a mast soldier pile until they reached the reduction of the volume of concrete 61,10 % and volume tulangan 58,56 % to be lower than the walls of the basement with soldier pile . ` Keywords: Basement walls, soldier pi
103 | K o n s t r u k s i a
Jurnal Konstruksia | Volume 6 Nomer 1| Desember 2014
PENDAHULUAN
d. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan tiang soldier pile terhadap volume beton bertulang
Latar belakang Berdasarkan PERDA DKI Jakarta No.7-2010
Pembatasan masalah
BAB 5 Paragraf 3 Pasal 42 bahwa “setiap gedung harus menyediakan lahan parkir” hal
a. Perhitungan
tidak
menggunakan
tersebut yang membuat pengadaan lahan
program struktur tetapi dihitung
parkir
secara manual
menjadi
wajib.
Oleh
sebab
itu
pembuatan Basement menjadi salah satu
b. Basement
yang
dianalisa
basement satu lantai
solusi dengan terbatasnya lahan terutama dikota besar. Karna letaknya dibawah tanah
c. Stabilitas global diperhitungkan
maka
d. Stabilitas lokal diperhitungkan
dalam
perencanaannya
dinding
basement ada yang di desain untuk menahan
e. Soil investigation merupakan data sekunder
tanah dan ada juga yang tidak didesain untuk menahan tanah. Jika dinding tersebut tidak
f.
biasanya
perlu
dibuatkan
konstruksi
mempertimbangkan
yang
banyak
digunakan aspek
bertulang
teori Coulomb h. Dengan tekanan tanah menggunakan teori Rankine
dan
dipilih yang paling efisien.
beton
g. Untuk stabilitas lokal menggunakan
dinding struktural penahan tanah permanen. Pemilihan
Volume
diperhitungkan
didesain untuk menahan tanah maka dalam pelaksanaan
hanya
i.
dan stabilitas global menggunakan metode irisan Fellenius
Tujuan penelitian
j.
Metode
yang
digunakan
adalah dengan metode penyelesaian
a. Untukmengetahui pengaruh penggunaan tiang soldier pile sebagai dinding penahan tanah terhadap dinding basement
masalah
(data
primer
dan
data
sekunder) dan metode pengumpulan data (Kepustakaan)
b. Untuk mengetahui pengaruh dinding basement sebelum menggunakan tiang soldier pile
k. Tekanan
c. Untuk mengetahui keadaan struktur dinding basement jika tidak menggunakan tiang soldier pile
l.
104 | K o n s t r u k s i a
analisis
air
tanah
yang
diperhitungkan adalah dalam kondisi muka air banjir Tidak meninjau metode kerja
EVALUASI PENGGUNAAN DINDING PENAHAN TANAH (Suwandi - Tanjung)
DASAR TEORI
tanah yang akan runtuh. (Laurence D.
Pendahuluan
Wesley,2010)
Asal mula dibuatnya konstruksi dinding
Macam – macam Dinding Penahan Tanah
penahan tanah adalah akibat bertambah luasnya kebutuhan konstruksi penahan yang
Jenis – jenis dinding penahan tanah beraneka
digunakan untuk mencegah agar tidak terjadi
ragam,
kelongsoran menurut kemiringan alaminya.
lapangan dan aplikasi yang akan digunakan.
Sebagian besar bentuk dinding penahan
O’Rourke
tanah adalah tegak (vertikal) atau hampir
mengklasifikasikan dinding penahan tanah
tegak kecuali pada keadaan tertentu yang
menjadi dua kategori yaitu sistem stabilisasi
dinding penahan tanah dibuat condong
eksternal dan sistem stabilisasi internal serta
kearah urugan.
sistem hybrid yang merupakan kombinasi
disesuaikan
dan
dengan
Jones
keadaan
(1990)
kedua metode tersebut (lihat gambar 1) Definisi dinding penahan tanah Menurut beberapa sumber terkait dinding penahan tanah memiliki beberapa definisi dengan pendekatan yang berbeda – beda diantaranya :
Dinding penahan tanah adalah struktur yang
didesain
untuk
menjaga
dan
mempertahankan dua muka elevasi tanah yang berbeda. (Donald P.Coduto, 2001)
Dinding penahan tanah adalah suatu
Gambar1. Klasifikasi Dinding Penahan Tanah
konstruksi penahan agar tanah tidak longsor. (Zainal N, ING.HTL dan Ir.Sri
Angka Keamanan Dinding Penahan Tanah
Respati N, 1995)
Dinding penahan tanah adalah sebuah dinding yang dibangun untuk menahan
a.
Sebelum Ditambah Tiang Soldier Pile Stabilitas Lokal Kekuatan dan kestabilan struktur dinding
basement
sebelum
105 | K o n s t r u k s i a
Jurnal Konstruksia | Volume 6 Nomer 1| Desember 2014
ditambahkan tiang soldier pile harus ditinjau terhadap faktor keamanan
Stabilitas Global
yang dalam hal ini menggunakan teori
Stabilitas global lebih ditujukan
Coulomb untuk kestabilan lokal /
untuk stabilitas tanah terhadap
kestabilan
sendiri
keruntuhan jangka panjang atau
terhadap gaya – gaya yang terjadi
jangka pendek tergantung fungsi
yang terdiri dari :
bangunan
-
itu
untuk
itu
kekuatan dan kestabilan struktur
Faktor keamanan untuk base
dinding
sliding yang diizinkan
yaitu
ditambahkan tiang soldier pile juga
harus lebih dari 1,5. Faktor
harus ditinjau terhadap faktor
keamanan base sliding diperoleh
keamanan
dari :
panjang untuk lereng terbatas yang
dari
Fellenius
dinding basement yang didesain
over
turning
menahan
keruntuhan
jangka
panjang,
Bearing capacity failure
FK
M M
penahan
penyebab
keamanan failure
untuk yang
diizinkan yaitu harus lebih dari 3,0. Faktor keamanan Bearing capacity failure diperoleh dari :
qult 3, 0 qmaks
dengan
keamanan sebagai berikut :
Mt FK 1, 5 Mg
Bearingcapacity
lereng
pendekatan rumus untuk faktor
diperoleh dari :
106 | K o n s t r u k s i a
irisan
menggunakan
atau dicari yang paling kecil karena
harus lebih dari 1,5. Faktor
FK
ini
jangka
dengan nilai harus mendekati 1,0
turning yang diizinkan yaitu
Faktor
sebelum
keruntuhan
hal
metode
Over turning
keamanan
basement
dalam
(W Pav ). tan 1, 5 Pah
Faktor keamanan untuk over
-
tersebut.
Base sliding
FK
-
dinding
. 1,0 W. x
c.b.sec (W u)cos.tan 1,0 W sin
h1 h2 .b. sub hw. w cos .tan 2 1,0 h 1 h 2 2 .b. sin
c.b.sec
EVALUASI PENGGUNAAN DINDING PENAHAN TANAH (Suwandi - Tanjung)
b.
Setelah Ditambah Tiang Soldier Pile
Komparasi Volume Beton Bertulang
Stabilitas Lokal Kekuatan dan kestabilan struktur dinding
basement
setelah
ditambahkan tiang soldier pile sebagai turap beton permanen harus ditinjau terhadap faktor keamanan yang dalam hal ini untuk tiang soldier pile menggunakan metode
kesetimbangan
dari
Burland,et al dan metode unit load untuk mengetahui deflection yang terjaadi.
Sehingga
penggunaan
tiang
a.
Dimensi Beton Bertulang Perhitungan dimensi beton bertulang ditinjau terhadap kapasitas tulangan terpasang
soldier
terjadi
pile
dengan
pendekatan
03-2847-2002 tentang beton bertulang yaitu : -
Perhitungan
momen
Nominal
Perlu pada dinding basement
Mu PaH . L
pile
Mn perlu
langsung ditinjau terhadap gaya – yang
basement
terhadap lentur maksimum sesuai SNI
terhadap dinding basement dapat
gaya
dinding
sebelum dan setelah ditambahkan tiang
pengaruh soldier
pada
Mu
dimana : - PaH=Total Tekanan Tanah aktif komponen Horizontal
dengan
pendekatan rumus sebagai berikut:
- L = Jarak resultan gaya komponen FaktorKeamanan Burland, etal untukkesetimbangan
horizontal - = 0,8
Tiangsoldierpile . PaLa . 0 M PpLp FK
PpnLpn Pa1 La1 Pa2 La2
2,0
-
Perhitungan momen Nominal Ada pada dinding basement
Mnada Fy 0,9 d
Jika tidak setimbang, maka perlu dipertimbangkan nilai deflection yang terjadi dan harus
As
terpenuhi dengan menggunakan perhitungan unit load
Dimana, d h selimut beton
sebagai berikut: Mu L dx 0 EI .
-
D 2
Perhitungan kapasitas dinding basement dinyatakan aman jika:
Mnada Mn perlu 107 | K o n s t r u k s i a
Jurnal Konstruksia | Volume 6 Nomer 1| Desember 2014
b.
Volume Beton Bertulang Volume
beton
bertulang
Sesuai perhitungan tersebut didapat area yg dihitung
terpengaruh keruntuhan dengan jarak tiitik
secara langsung terhadap pengaruh
gelincir berada di “5,520 meter dari tepi
dinding basement sebelum dan setelah
pinggir lereng (titik O) ”.
ditambah tiang soldier pile dengan Analisa Terhadap Stabilitas Lokal
rumus berikut : Volume beton Panjang x Lebar xTinggi
1 Pa .H2.Ka 2.c. H Ka Berat Tulangan Luas tulangan x BJ Besi x Panjang Tulangan 2
0, 25 D 2 x 78,5 Kg / cm2 x L
1 Pw w .H2 2
Pq q.HKa . DATA DAN ANALISA Perhitungan Struktur Dinding Basement
1 Ppw w .H2 2
Perhitungan dilakukan pada kondisi dinding basement
sebelum
menggunakan
1 Pp .H 2.Kp 2.c. H Kp 2
tiang
soldier pile. Dengan pendekatan perhitungan Gambar 2 Tekanan tanah aktif dan pasif
sebagai berikut : a. Analisa Terhadap Stabilitas Global
a.
Berdasarkan metode Fellenius untuk kasus ini lingkaran gelincir dibagi menjadi sepuluh segmen dan lereng
bekerja pada jarak = 0,167 m
tersebut merupakan lereng jangka panjang
maka
digunakan
rumus
untuk Faktor Keamanan (FK) yaitu
Mencari tekanan tanah.(Teori Rankine) Didapat : Tekanan tanah aktif total = 19,306 t/m ; bekerja pada jarak = 2,308 m Tekanan tanah pasif total= 2,46 t/m ;
b.
Kontrol stabilitas dinding basement. (Teori Coulomb)
Kontrol terhadap geser FK
M M
penahan
penyebab
. W.x
1,0
syarat :
Dari tabel didapat :
FK (a b) c.b.sec (W u)cos .tan FK 1,0 c W sin 22,25 (20,55) 3,50 ............... Ok lebihdari 1 FK 12,24
108 | K o n s t r u k s i a
W PaV tan c.B PpH RPH1 RPH 2 1,5 PaH
EVALUASI PENGGUNAAN DINDING PENAHAN TANAH (Suwandi - Tanjung)
Kontrol terhadap daya dukung syarat : FK
qultimate 3, 0 qmaks
Gambar 3. Geseran disebabkan gaya PaH Maka didapat: FK = 2,136 > 1,5(aman / tidak bergeser) Kontrol terhadap guling Maka didapat : FK = 4,187 > 3,0(aman / mendukung) c.
Cek kekuatan struktur dinding basement. (SNI 03-2847-2002) Hitung momen nominal perlu Mn perlu
Gambar 4 Terguling disebabkan gaya PaH
Mu
Coba digunakan : 2 D10-150 ; Dengan T=300 mm
M tahanan M T 1 M T 2
Cek momen nominal ada
M tahanan 21, 613 10,373
As
M tahanan 31,99 ton Dimana, MTP 1 16, 7 t.m
; MTP 2 16, 7 t.m
M MTP 1 MTP 2 FK tahanan 1,5 M guling 31,99 ton MTP1 MTP 2 31,99 16,7 16,7 PaH x lengan 19,306 x1,810 65,39 FK 34,94 FK 1,87 1,5...........(tidak guling / "OK ") FK
Mnada Fy 0, 9 d
Syarat : Mnada Mn perlu
Maka didapat : Mnada Mn perlu 94,509 ton. m 55, 75 ton. m ......( Aman)
109 | K o n s t r u k s i a
Jurnal Konstruksia | Volume 6 Nomer 1| Desember 2014
Analisis dinding basement menggunakan tiang soldier pile
setelah
Perhitungan dilakukan terhadap pengaruh kondisi
dinding
basement
setelah
menggunakan tiang soldier pile. Dengan pendekatan perhitungan kesetimbangan titik momen menurut Burland, et al sebagai Gambar 6. Titik tangkap tekanan aktif
berikut :
horizontal tiang soldier pile Maka :
a. Cek kesetimbangan tiang soldier pile Mencari tekanan tanah. (TEORI RANKINE) 1
Pw w .H2 2
1 Pa .H2.Ka 2.c. H Ka 2
M 43, 45 x1, 6 67, 72 x3, 79 M 187,139 ton ....(tidak setimbang ) b. Cek deflection pada tiang soldier pile Pada kondisi
Pq q.H.Ka
M 187,139 ton
maka
tiang soldier pile mengalami deflection atau pergeseran. Untuk itu perlu ditinjau seberapa
1 Ppw w .H2 2 1 Pp .H 2 .Kp 2.c. H Kp 2
jauh deflection yang terjadi pada tiang soldier
Gambar 5Pemodelan struktur soldier
pile dengan metode unit load adalah sebagai
pileakibat gaya yang terjadi
berikut :
Didapat : -
Tekanan tanah aktif total = 67,716 t/m ; pada jarak = 3,79 m
-
Tekanan tanah pasif total = 43,45 t/m ; Pada jarak = 1,6 m
Cek kesetimbangan momen pada tiang soldier pile S ya ra t :
M M
0 P p .L p P a .L a
110 | K o n s t r u k s i a
Gambar 4.17 Deflection pada tiang soldier pile
EVALUASI PENGGUNAAN DINDING PENAHAN TANAH (Suwandi - Tanjung)
Mencari tekanan pada tiang bebas. (Teori Rankine)
tiang soldier pile dilakukan perbandingan
Didapat :
terhadap volume dinding basement sebelum
sehingga didapatkan kesimpulan pengaruh
ditambahkan tiang soldier pile adalah sebagai -
Tekanan tanah aktif total = 15,82 t/m
-
Pada jarak = 2,13 meter
berikut :
Cek deflection yang terjadi. (metode unit load) Dari gaya yang terjadi tersebut dapat dihitung deflection yang terjadi yaitu
0
L
Mu dx EI
0
L
0
L
Stabilitas global dinding
PaH '.x x dx E.I
2
A. Kesimpulan
3
Dinding basement dinyatakan aman dan dapat digunakan sebagai dinding penahan tanah karena memiliki nilai kestabilan global yang disyaratkan Fellenius.
L
PaH '. x PaH '. x E.I 3 E.I 0
PaH '. L3 3 E.I
Stabilitas lokal dinding
dimana, E 4700 f ' c 25310 Mpa 2531000 t/m h4 0,34 I= 0,00067 12 12 15,82 x 2,133 0, 030 m 3, 0 cm 3 x 2531000 x 0, 00067 bergeser 3,0 cm 0,5 x 900 cm 100 Syarat 4,5 cm 3, 0 cm .........(masih aman) Syarat 0,5% x H
Komparasi volume beton bertulang
Dinding basement dinyatakan aman dan dapat digunakan sebagai dinding penahan tanah karena memiliki nilai kestabilan lokal yang disyaratkan Coulomb. Deflection pada tiang soldier pile Berdasarkan metode unit load terjadi deflection 3,0 cm tetapi masih diizinkan. Reduksi volume beton bertulang Tanpa penggunaan tiang soldier pile mampu mereduksi beton 61,10% dan tulangan 58,56% Daftar Pustaka
Volume
beton
bertulang
pada
dinding
basement sebelum dan setelah ditambahkan 111 | K o n s t r u k s i a
Jurnal Konstruksia | Volume 6 Nomer 1| Desember 2014
Donald P.Conduto, 2001.”Foundation Design”. Pomona, California State Polytechnic University.
R.F.Craig dan Budi Susilo, 1987.”Mekanika Tanah”. Depok, Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
Zainal N, ING.HTL dan Ir.Sri Respati N, 1995.”Pondasi”. Depok, Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta.
Tanjung Rahayu Raswitaningrum, Ir, MT, 2013.”Dinding Penahan Tanah”. Jakarta, Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta.
Laurence D. Wesley,2010.”Mekanika Tanah Untuk Tanah Endapan dan Residu”. Yogyakarta, Penerbit Andi.
112 | K o n s t r u k s i a
SNI 03-2847-2002,”Beton Bertulang”. Chu Kia Wang, Ph.D, 1983.”Statically Indeterminate Structure”. Surabaya, yustadi book series.