PERENCANAAN DINDING PENAHAN KOMBINASI SEBAGAI ALTERNATIF PENCEGAH LONGSOR Faisal Estu Yulianto Jurusan Teknik Sipil-Universitas Madura - Pamekasan E mail :
[email protected]
Abstrak : Perlindungan infrastruktur dari bahaya longsoran yang sering terjadi pada akhir akhir ini merupakan hal penting agar prasarana tersebut dapat terus digunakan, penggunaan dinding penahan merupakan salah satu cara dalam mengatasi permasalahan kelongsoran. Penggunaan dinding penahan yang terletak pada daerah tepi sungai tidak hanya mampu menahan gaya lateral sesuai fungsinya namun harus juga mampu menahan gerusan air yang terjadi pada kaki dinding penahan sehingga kegagalan struktur dapat dihindari. Penggunaan dinding penahan kombinasi merupakan metode alternatif dalam memecahkan masalah tersebut, dimana dinding penahan yang terbuat dari pasangan batu gunung dikombinasikan dengan material strouss pile dan balok beton dibagian bawahnya, hal ini dilakukan agar kestabilan dapat terjaga secara keseluruhan Kata kunci : Longsoran tepi sungai, dinding penahan kombinasi, stabilitas Abstract : Infrastructure Protection from slide danger which often became of this time represent the important matter so that the infrastructure can be non-stoped to be used, use of retaining wall represent one of way of in overcoming slide problems. use of Retaining Wall which lay at riverbank area dose not only able to arrest detain the style lateral according to its function but have to also able to arrest detain the erotion irrigate that happened foot/feet of retaining wall so that structure failure can be avoided the use of Reatining Wall combination represent the alternative method in solving problem, where made retaining wall from couple petrify the mount combined with the material of strouss pile and its underside concrete log, this matter conducted stability to can be awaked as a whole Keyword : Siliding erotion, Reatining wall combination, stability
PENDAHULUAN Pembangunan semua bidang yang merupakan program pemerintah dalam upaya melakukan pemerataan kesejahteraan sosial diseluruh nusantara terus dilaksanankan tidak terkecuali yang terjadi diwilayah Madura pada umumnya dan Kab. Pamekasan khususnya, merupakan fakta nyata bahwa kesenjangan daerah utara dan selatan di wilayah ini perlu segera ditindak lanjuti agar tujuan pembangunan nasional dapat tercapai Salah satu upaya yang paling penting dalam usaha pemerataan tersebut adalah pembangunan prasana jalan dan jembatan sebagai langkah awal dalam memberikan kemudahan untuk mencapai daerah tersebut sehingga diharapkan dengan adanya prasarana tersebut kegiatan lainnya dapat berjalan dengan baik. Topografi sebagian wilayah ini adalah perbukitan (dengan banyak sungai) dan daerah pesisir yang menyebabkan pembangunan jalan baru maupun jembatan terkendala oleh longsoran pada daerah dimana jalan ataupun jembatan akan dibangun yang disebabkan tidak stabilnya lereng dan pengaruh abrasi pantai maupun sungai sehingga diperlukan biaya yang besar untuk segera merealisasikan pembangunan tersebut.
Perencanaan Dinding penahan yang bisa mengatasi masalah tersebut dalam waktu yang lama (kuat secara struktur) merupakan tuntutan yang harus dilaksanakan untuk melindungi prasana jalan dan jembatan dari kegagalan fungsinya, pembangunan dinding penahan yang selama ini dilaksanakan terbuat dari pasangan batu gunung, sehingga banyak dinding penahan tersebut yang mengalami keruntuhan terutama yang berada pada daerah pesisir maupun dekat sungai (akibat abrasi), selain itu secara teknis pembanguan dinding penahan pada daerah perbukitan dengan ketinggian tebing diatas 5.00 meter cukup menyulitkan dalam pelaksanaannya dengan biaya yang cukup besar. Penyebab utama kegagalan dinding penahan yang selama ini terjadi dapat dikelompokkan menjadi dua hal yaitu pertama kegagalan pondasi dinding penahan akibat gerusan pada bagian bawah struktur yang terjadi pada daerah pesisir pantai dan lereng sungai (paling dominant) dan retaknya tubuh dinding penahan yang terjadi pada dinding penahan yang berada di daerah perbukitan. Sehingga diperlukan suatu dinding penahan yang kuat yang mampu menahan gaya-gaya yang bekerja pada struktur tersebut. Dari penjelasan tersebut diketahui bahwa masalah yang terjadi pada dinding penahan yang ada selama ini terletak pada bagian kaki (pondasi) dinding penahan dan sepertiga tinggi tubuh dinding penahan (1/3H) dimana gaya maksimal bekerja yang mengakibatkan terjadinya keruntuhan, untuk itu direncanakan suatu dinding kombinasi dengan bagian bawah (dibawah 1/3H) terbuat dari material beton bertulang dengan dukungan strouss pile (pondasi bor mini) dan bagian atasnya (diatas 1/3H) tetap menggunakan pasangan batu gunung, seperti yang tampak pada gambar berikut.
Kolom Praktis
Pas. Batu Gunung
Pas. Batu Gunung
Poer Pondasi
Balok Beton
Strouss Pile
Gbr. 1. Tampak Depan Rencana Dinding Pondasi
Permukaan Tanah
Pas. Batu Gunung
Balok Beton
Poer Pondasi
Strouss Pile
Gbr. 2. Tampak Samping Rencana Dinding Pondasi
MAKSUD DAN TUJUAN Penilitian ini dilakukan dengan maksud untuk mendapatkan suatu design dinding penahan yang mampu menahan tekanan tanah lateral dan mampu bertahan terhadap daya gerusan air (abrasi) pada bagian bawah dinding penahan sehingga tidak terjadi kerusakan struktur bagian bawah yang mengakibatkan keruntuhan pada dinding penahan itu sendiri. Tujuan yang ingin dicapai adalah terjaminnya keamanan terhadap longsoran sebagai akibat gaya gaya yang bekerja sehingga struktur bangunan lainnya (jalan dan jembatan) dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya BATASAN MASALAH Untuk lebih memfokuskan penelitian terhadap design dari tubuh dinding penahan maka penilitian ini dibatasi pada hal hal sebagai berikut : 1. Dinding penahan bermaterialkan pasangan batu gunung (diatas 1/3 H) yang dikombinasikan dengan strouss pile dan balok beton bertulang (dibawah 1/3H) 2. Tidak membahas analisis longsoran karena diasumsikan tanah tersebut tidak stabil (sesuai dengan kondisi real dilapangan) 3. Gaya geser antara pasangan batu gunung dan beton disatukan melalui besi beton sebagai shear connector karena gaya geser antara kedua material tersebut tidak dilakukan penelitian lanjutan. 4. Tidak membahas analisis ekonomi (anggaran biaya) dari pembuatan dinding penahan tersebut
LANDASAN TEORI 1. Strouss Pile (Tiang Bor Mini) Strouss pile tidak berbeda jauh dengan pondasi sumuran bahkan lebih tepat jika dikatakan sebagai mininya pondasi tiang sumuran, sesuai dengan definisi sumuran bahwa strouss pile mempunyai fungsi seperti halnya pondasi telapak, hanya perbandingan antara kedalaman dan lebar penampang pondasi berbeda, jika strouss pile kedalamannya biasanya ± 3,00 meter dan kekuatan daya dukungya mengandalkan perlekatan antara tiang dengan tanah. Karena penggunaannya sering dipakai pada pondasi dangkal maka ukuran strouss pile relatif kecil, panjang strouss pile kurang lebih 3.00 meter dengan diameter berkisar antara 20 cm – 40 cm, pembuatan strouss pile sama dengan pembuatan pondasi tiang sumuran dengan kekuatan daya dukung tiang terletak pada perlekatan kulit dan tahanan ujung tiang. Agar kualitas tiang sumuran baik perlu diperhatikan hal – hal sebagai berikut : 1. Kualitas pondasi akan rendah jika dipengaruhi air tanah dibandingkan dengan tiang beton pracetak 2. Adukan beton dikawatirkan akan tercampur dengan runtuhan tanah sehingga diperluan pengawasan yang ketat. 3. Kadang terjadi endapan Lumpur pada dasar tiang sehingga akan berpengaruh terhadap daya dukung ujung tiang. Dasar perhitungan untuk strouss pile tidak jauh berbeda dengan perhitungan kapasitas tiang yang digunakan pada pondasi tiang sumuran, namun yang sering digunakan dalam perencanaan adalah hasil penyelidikan oleh geotechnical Institute Of Naples (1961) yang dimodifikasi oleh Departemen Pekerjaan Umum Indonesia, untuk kapasitas tiang tunggal, digunakan : Qtiang = Dengan : Qtiang qc Kel.tiang JHP 3 dan 5
qcxA kel.tiangxJHP x 3 5 : Kapasitas Tiang Tunggal ( Kg) : Nilai Penetrasi Konus (Kg/cm2) : Keliling Tiang Bor (cm) : jumlah Hambatan Pelekat (Kg/cm2) : Angka Keamanan
2. Balok Beton Betulang Balok adalah elemen kaku horizontal memikul beban yang bekerja secara merata dari panjangnya dan menstransfer beban tersebut ke kolom vertikal yang menumpunya karena balok melentur sebagai akibat dari beban yang bekerja secara merata tersebut maka balok sering disebut memikul beban secara melentur (Daniel L Schodek, Struktur 1991, hal 239) seperti tampak pada Gambar 2.3.1.
beban
kolom Balok
Gambar 3. Lentur yang terjadi akibat beban diatasnya Balok dapat mengalami lentur dan sewaktu – waktu akan terjadi tegangan geser yang akan menimbulkan retak miring. Perilaku balok beton bertulang pada keadaan runtuh karena geser sangat berbeda pada keruntuhan karena lentur. Balok tersebut langsung hancur tanpa adanya peringatan terlebih dahulu” (Sumber, Edward G Nawi, Beton bertulang Suatu Pendekatan Dasar, Bandung Hal 147,1998). Dalam pelaksanaan dilapangan pengerjaan balok dapat langsung dicor dengan plat (disebut Monolit) dan ada juga di cor tidak monolit. Dimensi balok bergantung pada panjang bentang antar tumpuan (kolom), semakin panjang bentang maka semakin tinggi kualitas sutau balok, luas tulangan ditentukan oleh momen (Mn) yang bekerja pada balok intu sendiri, tulangan pada balok terbagi atas tulangan tarik (tul. utama) dan tulangan tekan serta sengkang yang berfungsi melawan geser pada balok. Secara garis besar perencaan balok yang mengalami beban lentur adalah sebagai berikut : 1. Hitung nilai Mu dari hasil statika sehingga Mn dapat diketahui 2. Nilai Rn perlu ditentukan dari persamaan
Mu yang selanjutnya dicari nilai ρ yang φb.d 2
akan dipakai untuk mengetahui luas tulangan yang dipakai dengan persamaan ρ perlu =ω
fc' fy
Luas tulangan yang dipakai dapat ditentukan melaluipersamaan As = ρ.b .d dimana : ω = Faktor Lentur fc’ = Kuat tekan beton fy = Tegangan lelaeh baja ρ = Rasio penulangan Rn = Perbandingan momen ultimit dengan penampang Balok tentunya tidak akan mengalami lentur saja, tetapi juga gaya geser yang menyebabkan keruntuhan geser yang umumnya bersifat getas, sehingga SKSNI T – 151991 pasal 3.4.5 mensyaratkan perlunya tulangan geser minimum jika: ½ .φ. Vc < Vu < φ Vc dimana : φ = faktor reduksi Vc = kuat geser nominal beton Vu = gaya geser pada penampang
3. Dinding Penahan Tanah Bangunan dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan oleh tanah urug atau tanah asli yang labil. Kestabilan dinding penahan tanah diperoleh terutama dari berat sendiri struktur dan berat tanah yang berada diatas
pelat pondasi (kaki dinding penahan). Besar dari distribusi tekanan tanah pada dinding penahan tanah, sangat bergantung pada gerakan kearah lateral tanah relatif terhadap dinding penahan. Dengan berdasarkan sifat-sifat tanah, hitungan estimasi tekanan tanah terhadap dinding penahan dapat dilakukan, yang perlu diperhatikan dalam perencanaan dinding penahan adalah pengaruh tekanan rembesan terhadap stabilitas dinding penahan akibat filtrasi air pada tanah dibelakang dinding penahan. Analisis stabilitas dinding penahan tanah ditinjau terhadap beberapa hal yaitu : a. Stabilitas terhadap geseran Fk. Geser =
(Wt + Pv) tan ϕ + c.B + Pp ≥2 Ph
b. Stabilitas terhadap guling Fk. Guling =
Wt .x + Pp.c + Pv.b ≥2 Ph.d
Gambar 4. Gaya yang bekerja pada dinding penahan Dimana : Pa = Tekanan tanah aktif Pp = Tekanan tanah pasif Pv = Tekanan vertikal Wt = Berat konstruksi B = Lebar Pondasi c = Kohesi tanah φ = sudut geser
PEMBAHASAN Perencanaan dinding penahan kombinasi sesuai dengan gambar 1 dan gambar 2 yang merupakan studi kasus kegagalan dinding penahan pada daerah tepi sungai akibat gerusan air pada bagian bawah seperti yang tampak pada gambar berikut.
Gambar 5. Longsoran akibat gerusan air Pemilihan lokasi sesuai dengan maksud dan tujuan dari penelitian ini dimana tinggi lereng 6.50 meter dari permukaan air surut terendah dan disebelah kiri (4 meter) dari longsoran terdapat jembatan serta mempunyai jarak 8 meter dari tepi sungai terhadap pemukiman warga. 1. Asumsi - asumsi Asumsi-asumsi digunakan sebagai pendekatan terhadap perencanaan, hal ini disebabkan kurang legkapnya data teknik dan terbatasnya waktu untuk penelitian, asumsi yang digunakan, yaitu : a. Tanah aktif merupakan tanah granular (c=0) hal ini dimaksudkan untuk menghasilkan nilai Tekanan tanah aktif (Pa) maksimal. b. Berat dinding penahan yang merupakan beban yang bekerja pada balok diasumsikan maksimal 50% dari seluruh berat dinding penahan (sesuai dengan lebar balok). 2. Design Dinding Penahan Kombinasi (Bagian Atas) Perencanaan dinding akan dimulai pada bagian atasnya (diatas 1/3H) dengan material pasangan batu gunung, data yang didapat dari adalah sebagai berikut : Tinggi lereng : 2/3 H = 2/3 x 6.50 = 4.40 meter Jenis Tanah : pasir dengan kohesi tanah c = 0, sudut geser dalam Ø = 330, Dan berat volume tanah (γ) 1500 kg/m3,Diagram tegangan ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
3. Kontrol Stabilitas Dinding Penahan Pa = ½.Ka.γb.h2 ; Ka = Tg2.(45-Ø/2) = Tg2.(45-33/2) = 0,294 = ½.0,294.1500.4,402 = 4268,9 kg/m a. Stabilitas terhadap Geseran (FGs) Fk Geser =
(Wt + Pv) tan ϕ + c.B + Pp ≥2 Ph
Wt (berat tubuh Dinding penahan) = γDinding x Luas penampang dinding = 2200 kg/m3 x 5,03 = 11066 kg/m Pv (bearat tanah yang membebani kaki dinding penahan) = γpasir x Luas penampang dinding = 1500 x 2,74 = 24110 kg/m Pp = 0 ; c = 0 ; B = 2,2 ; Ph = Pa = 4268,9 kg/m Maka, Fk Geser =
(11066 + 24110) tan 33 + 0.2,2 + 0 ≥2 4268,9
Fk geser = (35176 tan 33) / 4268,9 ; harus ≥ 2 = 22843,5 / 4268,9 = 5,5 ≥ 2 Jadi Dinding penahan mampu menahan gaya geser akibat tekanan tanah b. Stabilitas terhadap guling Fk. Guling =
Wt .x + Pp.c + Pv.b ≥2 Ph.d
Momen guling ditinjau pada ujung kaki pondasi bagian depan. Dinding penahan terbuat dari pasangan batu gunung dengan berat volume (γDP) = 2200 kg/m3, sehingga : Wt.x=(2200x0,5x1.05x3,65x1,5) +(2200x0,4x3,65x0,35)+(2200x0,75x2,2x1,1) = 11440,8 kg/m Pp (tekanan tanah pasif) = 0; Pv ( berat tanah pada ujung kaki) = γtanahxluas area = 1500x0,75x3,65 = 4106,3 kg/m dengan lengan momen (b) = 0,35. Ph (tekanan horisontal) = tekanan tanah aktif (Pa) = 4268,9 kg/m, dengan lengan momen (d) = 1/3 H total = 1/3x4,40 = 1,47m Maka , Fk. Guling =
11440,8 + 0 + 1437,2 ≥ 2 (tidak boleh kurang dari 2) 6257,3
= 2,05 > 2 (memenuhi syarat) 4. Perencanaan Balok Beton Pada pelaksanaan dilapangan direncanakan jarak antar storuss maksimal 4.00 (gbr. 1) dengan demikian panjang balok maksimal 4.00 m, dimensi balok (tinggi & lebar) adalah : h (tinggi) = 1/12x400 = 33,3 cm(syarat minimal) dipergunakan h = 35 cm; lebar (b) balok = 1/2xh=1/2x35 = 17,5 cm dipergunkan b=18 cm. a. Pembebanan Beban yang bekerja adalah berat dinding penahan dan berat balok sendiri, diasumsikan diatas dinding penahan tidak pengunaan untuk hal lain. Berat sendiri balok = 2400x0,35x0,18=151,8 kg/m Berar dinding penahan=0,5x11066=5533 kg/m (berat dinding penahan tanah yang membebani balok 50% sebagian menumpu pada tanah, gbr.2), jadi berat total Wu = 1,2x(151,8+5533) = 6821,2 kg/m
b. Perhitungan Momen dan Gaya geser B
C 4m
D 4m
E 4m
F 4m
G 4m
H 4m
I 4m
J 4m
K 4m
Momen tumpuan BC, CB = Koefisien x W x L2 = 1/11 x 6821,2 x 42 = 9921,8 kgm Momen lapangan BC = 1/16 x 6821,2 x 42 = 6821,2 kgm 9921,8 kgm
W= 6821,2 kg/m
B
9921,8 kgm
C
4m VBka
VCki
ΣMC = 0 VBka . L - ½ . w. L2 – MA + MB = 0 VBka . 4 - ½ . (6821,2). 42 – 9921,8 + 9921,8 = 0 VBka = /4 = 8.664,92 kg ΣV = 0 VBka + VCki = w. L 8.664,92 + VCki = 4.332,46 x 4 VCki = 4.332,46x 4 - 8.664,92 = 8.664,92 kg c. Penulangan Tulangan Lapangan Momen lapangan sebesar = 9921,8 kgm; Dimensi balok h=35 cm dan b=18 cm, mutu baja=240 MPa, mutu beton=17,5 MPa Rn =
68,21.10 6 = 5,2 0,8.180.300 2
W = 0,85(1- 1 −
ρ = 0,466 x
2,353.5,2 ) = 0,466 17,5
17,5 = 0,03398>0,0044 (ρmin) 240
As = 0,03398x175x180 = 1070 mm2 Dipakai tulangan 5-Ø16 Tulangan Tumpuan Momen lapangan sebesar = 9921,8 kgm; Dimensi balok h=35 cm dan b=18 cm, mutu baja=240 MPa, mutu beton=17,5 MPa
99,21.10 6 Rn = = 7,65 0,8.180.300 2 W = 0,85(1- 1 −
2,353 x7,65 ) = 0,706 17,5
ρ = 0,706 x
17,5 = 0,05148>0,0044 (ρmin) 240
As = 0,05148x175x180 = 315 mm2 Dipakai tulangan 8-Ø16 Tulang untuk sengkang Vu=8864,92 kg, Dimensi balok h=35 cm dan b=18 cm, mutu baja=240 MPa, mutu beton=17,5 MPa Vc=
1 8864,92 17,5 x180x300.10-3=37,65 kN=3765 kg; Vn= =14774,9 kg 6 0,6
Vs=14774,9-3765=11010 kg; diameter senkang Ø-8 Av=100,5 mm2. S (jarak sengkang) = 6 cm; Vsa =
1x 2400 x30 = 12120>11010...ok! 6
HASIL PERHITUNGAN Dari hasil perhitungan diketahui bawha tinggi total dinding penahan 4,5 meter dan balok pendukung 0,35 meter (total 4,8 meter) sedangkan air surut terendah berada pada elevasi 6,50 meter dari permukaan tanah, sehingga diperlukan dinding penahan tambahan dan balok pendukungnya untuk menghindari longsoran pada bagian bawah sepeti pada gambar 6 berikut.
4.50
Dinding Penahan Pasangan Batu Gunung
0.35 1.50
Pas. Batu Gunung
kolom struktur
0.35 0.30 Muka air sungai terendah
4.00
Gambar 6. dinding Penahan Kombinasi
KESIMPULAN Dari hasil penjelasan dan pembahasan terhadap kasus keruntuhan didning penahan pada sungai di Kab. Pamekasan dapat disimpulkan hal hal berikut, yaitu : 1. Kegagalan dinding penahan diakibatkan adanya gerusan air pada kaki dinding penahan (pondasi) sehingga keruntuhan terjadi. 2. Penggunaan dinding pondasi dengan variasi blok beton dan pondasi strouss merupakan salah satu pemecahan sehingga didapatkan dinding pondasi yang mampu menahan tekanan arah lateral dan gerusan air. 3. dari hasil perhitungan didapatkan tinggi dinding penahan 4,50 m dam balok 0,35 m (total tinggi 4,85 m) sedangkan air surut terendah dan ketinggian tebing yang harus dilindungi 6,50 meter. 4. Diperlukan dinding penahan tambahan dan balok pendukungnya untuk mencapai ketinggian 6,50 m dan kolom struktur untuk menahan balok pendukung dinding penahan.
DAFTAR PUSTAKA Hary Christady Hardiyanto. 1994. Teknik Pondasi II. Beta Offset Jogyakarta Ir. Sardjono. HS. 1991. Pondasi Tiang Pancang Jilid I. Cetakan Kedua. Sinar Wijaya. Gideon Kusuma. W. C. Vis, 1993. Dasar Dasar Perencanaan Beton Bertulang. Erlangga. Jakarta. Indra Cahya. 1999. Beton Bertulang. Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Malang Hary Christady Hardiyanto. 1994. Mekanika Tanah I. Beta Offset Jogyakarta Hary Christady Hardiyanto. 1994. Mekanika Tanah II. Beta Offset Jogyakarta
