evaluasi penggunaan dinding penahan tanah pada tanah berkohesi
advertisement
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.
