repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · web view...

69
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Lereng Lereng (slope) adalah sebuah permukaan tanah yang terbuka, yang berdiri membentuk sudut tertentu terhadap sumbu horisontal, atau dapat dikatakan lereng adalah permukaan tanah yang memiliki dua elevasi yang berbeda dimana permukaan tanah tersebut membentuk sudut. Dari proses terbentuknya, sebuah lereng dapat terjadi secara alamiah dan buatan manusia. Yang dimaksud dengan lereng alamiah adalah lereng yang terbentuk karena proses alam tanpa campur tangan manusia seperti lereng perbukitan dan tebing sungai, sedangkan lereng buatan adalah lereng yang dibentuk oleh manusia seperti tanggul sungai, urugan untuk jalan raya, dan lereng bendungan. Permasalahan dari sebuah lereng adalah kelongsoran, definisi kelongsoran adalah luncuran atau II - 1

Upload: others

Post on 26-Feb-2020

23 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Lereng

Lereng (slope) adalah sebuah permukaan tanah yang terbuka, yang

berdiri membentuk sudut tertentu terhadap sumbu horisontal, atau dapat

dikatakan lereng adalah permukaan tanah yang memiliki dua elevasi yang

berbeda dimana permukaan tanah tersebut membentuk sudut. Dari proses

terbentuknya, sebuah lereng dapat terjadi secara alamiah dan buatan manusia.

Yang dimaksud dengan lereng alamiah adalah lereng yang terbentuk karena

proses alam tanpa campur tangan manusia seperti lereng perbukitan dan tebing

sungai, sedangkan lereng buatan adalah lereng yang dibentuk oleh manusia

seperti tanggul sungai, urugan untuk jalan raya, dan lereng bendungan.

Permasalahan dari sebuah lereng adalah kelongsoran, definisi kelongsoran

adalah luncuran atau gelinciran atau jatuhan dari massa batuan / tanah atau

campuran keduanya dari elevasi yang lebih tinggi menuju elevasi yang lebih

rendah. Jika permukaan membentuk suatu kemiringan maka komponen massa

tanah di atas bidang gelincir cenderung akan bergerak ke arah bawah akibat

gravitasi. Jika komponen gaya berat yang terjadi cukup besar, dapat

mengakibatkan longsor pada lereng tersebut. Kondisi ini dapat dicegah jika gaya

dorong (driving force) tidak melampaui gaya perlawanan yang berasal dari

kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 2.1. Bidang gelincir dapat terbentuk dimana saja di daerah-daerah yang

lemah. Jika longsor terjadi dimana permukaan bidang gelincir memotong lereng

II - 1

Page 2: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

pada dasar atau di atas ujung dasar dinamakan longsor lereng (slope failure)

seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.2a

Gambar 2.1. Kelongsoran Lereng

Lengkung kelongsoran disebut sebagai lingkaran ujung dasar ( toe circle ),

jika bidang gelincir tadi melalui ujung dasar maka disebut lingkaran lereng (slope

circle). Pada kondisi tertentu terjadi kelongsoran dangkal ( shallow slope failure)

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2b. Jika longsor terjadi dimana

permukaan bidang gelincir berada agak jauh di bawah ujung dasar dinamakan

longsor dasar ( base failure ) seperti pada Gambar 2.3c. Lengkung kelongsorannya

dinamakan lingkaran titik tengah ( midpoint circle) (Braja M. Das, 2002).

Proses menghitung dan membandingkan tegangan geser yang terbentuk

sepanjang permukaan longsor yang paling mungkin dengan kekuatan geser dari

tanah yang bersangkutan dinamakan dengan Analisis Stabilitas Lereng ( Slope

Stability Analysis )

II - 2

Page 3: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

(a)

Gambar 2.2 Bentuk-bentuk keruntuhan lereng (a) Kelongsoran lereng,

(b) Kelongsoran lereng dangkal, (c) Longsor dasar

II - 3

Page 4: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

2.1.1. Parameter Tanah

Untuk analisis stabilitas lereng diperlukan parameter tanah/batuan :

ƒ Kuat geser

Kuat geser terdiri dari kohesi (c) dan sudut geser dalam (φ). Untuk analisis

stabilitas lereng untuk jangka panjang digunakan harga kuat geser efektif

maksimum (c’ , φ’). Untuk lereng yang sudah mengalami gerakan atau material

pembentuk lereng yang mempunyai diskontinuitas tinggi digunakan harga kuat

geser sisa ( cr = 0 ; φr).

Berat Isi �

Berat isi diperlukan untuk perhitungan beban guna analisis stabilitas

lereng. Berat isi dibedakan menjadi berat isi asli, berat isi jenuh, dan berat isi

terendam air yang penggunaannya tergantung kondisi lapangan.

Salah satu penerapan pengetahuan mengenai kekuatan geser tanah/batuan

adalah untuk analisis stabilitas lereng. Keruntuhan geser pada tanah atau batuan

terjadi akibat gerak relatif antarbutirnya. Oleh sebab itu kekuatannya tergantung

pada gaya yang bekerja antarbutirnya. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa

kekuatan geser terdiri atas :

Bagian yang bersifat kohesif, tergantung pada macam tanah/batuan dan

ikatan butirnya.

Bagian yang bersifat gesekan, yang sebanding dengan tegangan efektif

yang bekerja pada bidang geser.

Kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus :

S = C’ + ( τ - µ ) tan φ (2.1)

II - 4

Page 5: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

dimana : S = kekuatan geser

τ = tegangan total pada bidang geser

µ = tegangan air pori

C’= kohesi efektif

φ = sudut geser dalam efektif

Gambar 2.3 Kekuatan Geser Tanah

Analisis stabilitas lereng pada dasarnya dapat ditinjau sebagai mekanisme

gerak suatu benda yang terletak pada bidang miring. Benda akan tetap pada

posisinya jika gaya penahan R yang terbentuk oleh gaya geser antara benda dan

permukaan lereng lebih besar dibandingkan dengan gaya gelincir T dari benda

akibat gaya gravitasi. Sebaliknya benda akan tergelincir jika gaya penahan R

lebih kecil dibanding dengan gaya gelincir T . Secara skematik terlihat pada

Gambar (2.4). Secara matematis stabilitas lereng dapat diformulasikan sebagai :

FK = (2.2)

dimana FK = faktor keamanan

II - 5

Page 6: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

R = gaya penahan

T = gaya yang menyebabkan gelincir

Jika FK < 1 benda akan bergerak

FK = 1 benda dalam keadaan seimbang

FK > 1 benda akan diam

Gambar 2.4 Keseimbangan Benda Pada Bidang Miring

2.1.2 Angka Keamanan (Safety Factor)

Mengingat lereng terbentuk oleh banyaknya variabel dan banyaknya faktor

ketidakpastian antara lain parameter-parameter tanah seperti kuat geser tanah,

kondisi tekanan air pori maka dalam menganalisis selalu dilakukan

penyederhanaan dengan berbagai asumsi. Secara teoritis massa yang bergerak

dapat dihentikan dengan meningkatkan kekuatan gesernya.

Hal yang perlu dipertimbangkan dalam penentuan kriteria faktor

keamanan adalah resiko yang dihadapi, kondisi beban dan parameter yang

digunakan dalam melakukan analisis stab ilitas lereng. Resiko yang dihadapi

II - 6

Page 7: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

dibagi menjadi tiga yaitu : tinggi, menengah dan rendah. Tugas seorang engineer

meneliti stabilitas lereng untuk menentukan faktor keamanannya. Secara umum,

faktor keamanan dapat dijelaskan sebagai berikut :

FK = (2.3)

dimana FK = angka keamanan terhadap kekuatan tanah.

τ f = kekuatan geser rata-rata dari tanah.

τ d = Tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor.

Kekuatan geser suatu lahan terdiri dari dua komponen, friksi dan kohesi, dan

dapat ditulis,

τ f = c + σ tan φ (2.4)

dimana, c = kohesi tanah penahan

φ = sudut geser penahan

σ = tegangan normal rata-rata pada permukaan bidang longsor.

Atau dapat ditulis,

τ d = Cd + σ tan φ d (2.5)

Dimana cd adalah kohesi dan φd sudut geser yang bekerja sepanjang bidang

longsor. Dengan mensubstitusi persamaan (2.4) dan persamaan (2.5) ke dalam

persamaan (2.3) sehingga kita mendapat persamaan yang baru

FK = (2.6)

Sekarang kita dapat mengetahui beberapa parameter lain yang mempengaruhi

angka keamanan tadi, yaitu angka keamanan terhadap kohesi, Fc, dan angka

keamanan terhadap sudut geser Fφ. Dengan demikian Fc dan F φ dapat kita

definisikan sebagai :

II - 7

Page 8: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Fc = (2.7)

Dan

Fφ = (2.8)

Bilamana persamaan (2.6), (2.7), dan (2.8) dibandingkan adalah wajar bila Fc

menjadi sama dengan Fφ, harga tersebut memberikan angka keamanan terhadap

kekuatan tanah. Atau, jika

Kita dapat menuliskan

FK = Fc = Fφ (2.9)

FK sama dengan 1 maka lereng dalam keadaan akan longsor. Biasanya, 1.5 untuk

angka keamanan terhadap kekuatan geser yang dapat diterima untuk

merencanakan suatu stabilitas lereng (SKBI-2.3.06, 1987).

Parameter yang digunakan menyangkut hasil pengujian dengan harga batas atau

sisa dengan mempertimbangkan ketelitiannya. Tabel 2.3 memperlihatkan faktor

keamanan terendah berdasar hal-hal tersebut di atas

Tabel 2.1 Faktor Keamanan Minimum Stabilitas Lereng

II - 8

Page 9: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Resiko tinggi jika ada konsekuensi terhadap manusia cukup besar (ada

pemukiman), dan atau bangunan sangat mahal, dan atau sangat penting.Resiko

menengah bila ada konsekuensi terhadap manusia tetapi sedikit (bukan

pemukiman), dan atau bangunan tidak begitu mahal dan atau tidak begitu penting.

Resiko rendah bila tidak ada konse kuensi terhadap manusia dan terhadap

bangunan (sangat murah) (SKBI-2.3.06, 1987).

Kekuatan geser maksimum adalah harga puncak dan dipakai apabila massa

tanah/batuan yang potensial longsor tidak mempunyai bidang diskontinuitas

(perlapisan, rekahan, sesar dan sebagainya) dan belum pernah mengalami

gerakan. Kekuatan residual dipakai apabila : (i) massa tanah/batuan yang potensial

bergerak mempunyai bidang diskontinuitas, dan atau (ii) pernah bergerak

(walaupun tidak mempunyai bidang diskontinuitas) (SKBI-2.3.06, 1987)

2.2 Tekanan Tanah Lateral

Tekanan tanah lateral adalah sebuah parameter perencanaan yang

penting di dalam sejumlah persoalan teknik pondasi, dinding penahan

dan konstruks – konstruksi lain yang ada di bawah tanah. Semuanya ini

memerlukan perkiraan tekanan lateral secara kuantitatif pada pekerjaan

konstruksi, baik untuk analisa perencanaan maupun untuk analisa stabilitas.

Tekanan aktual yang terjadi di belakang dinding penahan cukup sulit

diperhitungkan karena begitu banyak variabelnya. Ini termasuk jenis bahan

penimbunan, kepadatan dan kadar airnya, jenis bahan di bawah dasar

pondasi, ada tidaknya beban permukaan, dan lainnya. Akibatnya, perkiraan

II - 9

Page 10: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

detail dari gaya lateral yang bekerja pada berbagai dinding

penahan hanyalah masalah teoritis dalam mekanika tanah.

Jika suatu dinding penahan dibangun untuk menahan batuan solid, maka

tidak ada tekanan pada dinding yang ditimbulkan oleh batuan tersebut.

Tetapi jika dinding dibangun untuk menahan air, tekanan hidrotatis akan bekerja

pada dinding. Pembahasan berikut ini dibatasi untuk dinding penahan tanah,

perilaku tanah pada umumnya berada diantara batuan dan air,

dimana tekanan yang disebabkan oleh tanah jauh lebih tinggi dibandingka n

oleh air. Tekanan pada dinding akan meningkat sesuai dengan kedalamannya.

Pada prinsipnya kondisi tanah dalam kedudukannya ada 3 kemungkinan,

yaitu :

Dalam Keadaan Diam ( Ko )

Dalam Keadaan Aktif ( Ka )

Dalam Keadaan Pasif ( Kp )

2.2.1 Tekanan Tanah Dalam Keadaan Diam

Bila kita tinjau massa tanah seperti yang ditunjukkan dalam

Gambar 2.5 Massa tanah dibatasi oleh dinding dengan permukaan

licin AB yang dipasang sampai kedalaman tak terhingga. Suatu elemen tanah

yang terletak pada kedalaman h akan terkena tekanan arah vertical dan

tekanan arah horizontal Bila dinding AB dalam keadaan diam, yaitu bila

dinding tidak bergerak ke salah satu arah baik ke kanan maupun ke kiri

II - 10

Page 11: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.5 Tekanan tanah dalam keadaan diam

dari posisi awal, maka massa tanah akan berada dalam keadaan

keseimbangan elastic ( elastic equilibrium ). Rasio tekanan arah horizontal dan

tekanan arah vertical dinamakan “ koefisien tekanan tanah dalam keadaan

diam “ Ko, atau :

Ko =

Karena = ℎ , maka

𝜎ℎ = 𝐾𝑜 (𝛾ℎ)

Sehingga koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam dapat

diwakili oleh hubungan empiris yang diperkenalkan oleh Jaky ( 1994 )

Ko = 1 − sin 𝜙

II - 11

Page 12: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.6 Distribusi tekanan tanah dalam keadaan diam

Gambar menunjukkan distribusi tekanan tanah dalam keadaan

diam yang bekerja pada dinding setinggi H. Gaya total per satuan lebar

dinding, P, adalah sama dengan luas dari diagram tekanan tanah yang

bersangkutan. Jadi :

Po = Koγ H2

2.2.2 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif

Konsep tekanan tanah katif dan pasif sangat penting untuk masalah-

masalah stabilitas tanah, pemasangan batang-batang penguat pada galian. Desain

dinding penahan tanah, dan pembentukan penahanan tarik dengan memakai

berbagai jenis peralatan pengukur.

Permasalahan disini hanyalah semata-mata untuk menentukan faktor

keamanan terhadap keruntuhan yang di sebabkan oleh gaya lateral.

II - 12

Page 13: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Pemecahan di peroleh dengan membandingkan gaya-gaya (kumpulan

gaya-gaya yang bekerja). Gaya I adalah gaya yang cenderung mengahancurkan,

Gaya II adalah gaya yang cenderung mencegah keruntuhan, Gaya penghancur

disini misalnya gaya-gaya lateral yang bekerja horizontal atau mendatar.

Gaya penghambat misalnya berat dari bangunan/struktur gaya berat

dari bangunan ini arah bekerja vertical sehingga dapat mengahambat gaya lateral

atau gaya yang bekerja horizontal.

Tekanan Tanah Aktif

Seperti ditunjukkan pada Gambar , akibat dinding penahan berotasi ke

kiri terhadap titik A, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding

penahan akan berkurang perlahan-lahan sampai mencapai suatu harga yang

seimbang. Tekanan tanah yang mempunyai harga tetap atau seimbang dalam

kondisi ini disebut tekanan tanah aktif.

Gambar 2.7 Dinding yang berotasi akibat tekanan aktif tanah

II - 13

Page 14: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Menurut teori Rankine, untuk tanah berpasir tidak kohesif, besarnya

gaya lateral pada satuan lebar dinding akibat tekanan tanah aktif pada

dinding setinggi H dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

Pa = 1/2 γ H2 Ka

Dimana harga Ka untuk tanah datar adalah

Ka = Koefisien tanah aktif = = tan2 (450 - )

γ = Berat isi tanah (g/cm3)

H = tinggi dinding (m)

φ = sudut geser tanah (0)

Adapun langkah yang dipakai untuk tanah urugan di belakang

tembok apabila berkohesi (Kohesi adalah lekatan antara butir-butir tanah,

sehingga kohesi mempunyai pengaruh mengurangi tekanan aktif tanah

sebesar 2c ), maka tegangan utama arah horizontal untuk kondisi aktif adalah:

Pa = 1/2 γ H2 Ka - 2c H

Tekanan Tanah Pasif

Gambar 2.8 Dinding yang berotasi melawan tekanan aktif

II - 14

Page 15: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8 dinding penahan berotasi ke

kanan terhadap titik A, atau dengan perkataan lain dinding mendekati tanah

isian, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan akan bertambah

perlahan-lahan sampai mencapai suatu harga tetap. Tekanan tanah yang

mempunyai harga tetap dalam kondisi ini disebut tekanan tanah pasif.

Menurut teori rankine, untuk tanah pasir tidak kohesif, besarnya gaya

lateral pada dinding akibat tekanan tanah pasif setinggi H dapat dinyatakan

dalam persamaan berikut :

Pp = ½ γ H2 Kp

Dimana harga Kp untuk tanah datar adalah:

Kp = koefisien tanah pasif = = tan2 (450 + )

γ = berat isi tanah ( g/cm3)

H = tinggi dinding (m)

φ = sudut geser tanah (0)

Adapun langkah yang dipakai untuk tanah berkohesi, maka tegangan

utama arah horizontal untuk kondisi pasif adalah:

Pp = ½ γ H2 Kp + 2c H

Dimana Pp = tekanan tanah pasif

C = kohesi

II - 15

Page 16: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

2.3 Sheet Pile

Sheet Pile (turap) merupakan suatu material yang disusun menyerupai

bentuk dinding berfungsi sebagai penahan tebing, penahan tanah galian

sementara, bangunan-bangunan di pelabuhan, penahan tanah sekitar tepian sungai

atau laut dan lain-lain. Material yang digunakan dalam sheet pile ada beberapa

macam, yaitu sheet pile dari material kayu, sheet pile dari material beton, sheet

pile dari bahan baja ( steel ). Sheet pile disusun dengan bentuk khusus agar dapat

tersusun dan saling mengikat satu sama lainnya sesuai dengan kebutuhan

perencana. Oleh karena fungsinya sebagai penahan tanah, maka konstruksi ini

digolongkan juga sebagai jenis lain dari dinding penahan tanah (retaining walls).

Perbedaan mendasar antara dinding turap dan dinding penahan tanah terletak pada

keuntungan penggunaan dinding turap pada kondisi tidak diperlukannya

pengeringan air (dewatering).

Sheet pile dalam berbagai variasi sifat kekuatan dapat diperoleh dengan

pengaturan yang sesuai dari perbandingan jumlah material pembentuknya serta

jenis material yang digunakan.

2.3.1 Jenis Sheet Pile Berdasarkan Bahan

Jenis-jenis sheet pile yang sering dan umum digunakan dalam

pengaplikasiannya dapat dibedakan menurut bahan yang digunakan, Antara lain, :

1) Sheet Pile dari Material Kayu

Tiang turap kayu digunakan hanya untuk konstruksi ringan yang bersifat

sementara yang berada di atas permukaan air. Tiang turap yang biasa digunakan

II - 16

Page 17: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

adalah papan kayu atau beberapa papan yang digabung (wakefield piles). Papan

kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik pada

ujung-ujungnya seperti terlihat pada Gambar (a). Tiang wakefield dibuat dengan

memakukan tiga papan secara bersama-sama dimana papan tengahnya dioffset

sejauh 50 - 75 mm seperti pada Gambar (b). Papan kayu juga bisa ditakik dalam

bentuk takik lidah dalam Gambar (c). Atau pada Gambar (d) dengan

menggunakan besi yang ditanamkan pada masih-masing papan setelah tiang

dimasukkan ke dalam tanah

Gambar 2.9 Sheet pile dari Material Kayu

Keuntungan menggunakan sheet pile kayu :

Bahan mudah diperoleh

Praktis untuk dinding penahan tanah sementara

Kerugian menggunakan sheet pile kayu :

Panjang terbatas

Sulit dipancang pada tanah keras

II - 17

Page 18: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Tidak tahan lama

Hanya dapat digunakan untuk menahan gaya lateral kecil

2) Sheet Pile dari Material Beton

Sheet pile dari material beton merupakan balok-balok beton bertulang

yang dicetak dengan bentuk khusus sebelum dipasang yang bertujuan agar balok-

balok tersebut dapat saling mengikat satu sama lain pada saat penyusunannya.

Pada setiap sambungan sheet pile beton sering diberi tambahan pda celah-celah

sambungan agar dinding turap kedap air.

Tiang turap beton pracetak adalah untuk konstruksi berat yang dirancang

dengan tulangan untuk menahan beban permanen setelah konstruksi dan juga

untuk menangani tegangan yang dihasilkan selama konstruksi. Penampang tiang-

tiang ini adalah sekitar 500 - 800 mm lebar dan tebal 150 - 250 mm. Gambar

memperlihatkan diagram skematik ketinggian dan penampang tiang turap beton

bertulang

Gambar 2.10 Sheet Pile dari Material Beton

II - 18

Page 19: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Keuntungan menggunakan sheet pile beton :

Dapat dibuat di tempat

Waktu pelaksanaannya lebih cepat untuk jenis beton pre-cast

Baik untuk struktur penahan air

Dapat digunakan menahan gaya lateral cukup besar

Kerugian menggunakan sheet pile beton adalah sambungan antar sheet pile sering

mengalami kebocoran

3) Sheet Pile dari Material Baja (Stell)

Sheet pile dengan material ini paling sering dipakai karena memiliki

kekuatan merata, berat sendiri yang relatif ringan dan waktu penggunaan yang

relatif tahan lama. Namun sheet pile jenis ini memiliki sifat korosif, oleh

karena itu penggunaannya perlu dipertimbangkan dengan baik. Interlok pada

tiang turap dibentuk seperti jempol-telunjuk atau bola-keranjang untuk hubungan

yang ketat untuk menahan air. Gambar (a) memperlihatkan diagram skematik

untuk hubungan interlok jempol-telunjuk untuk penampang sayap lurus.

Sedangkan tipe interlok bola-keranjang untuk penampang Z diberikan pada

Gambar (b)

Gambar 2.11 Hubungan Tiang Turap (Sheet Pile) : (a) jenis jempol-

telunjuk (b) jenis bola-keranjang

II - 19

Page 20: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.12 Sheet Pile Berbahan Baja

Turap baja sangat umum digunakan, karena lebih menguntungkan dan mudah

penanganannya. Keuntungan–keuntungan antara lain :

Turap baja kuat menahan gaya–gaya benturan pada saat pemancangan.

Bahan turap relatif tidak begitu berat.

Dapat dipakai berulang–ulang (beberapa kali).

Turap baja mempunyai keawetan yang tinggi.

Penyambungan yang mudah, bila kedalaman turap besar.

Kerugian menggunakan sheet pile baja :

Harga lebih mahal

Bersifat korosif

2.3.2 Jenis sheet pile berdasarkan tipe konstruksinya

Pada prinsipnya, perencanaan sheet pile dapat dibagi menjadi dua jenis,

yaitu dinding kantilever (cantilever walls) dan dinding berjangkar (anchor walls).

Sheet pile dengan dinding kantilever, sebagaimana dinyatakan dalam

namanya adalah tiang yang ujungnya tertahan oleh tanah sehingga seolah-

olah tergantung. Stabilitas sheet pile jenis ini sangat tergantung pada penanaman

II - 20

Page 21: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

tiang, sedangkan turap berjangkar, disamping ujungnya tertanam dan diujung

tiang yang lain dipasang jangkar yang akan memberikan gaya tarik melawan

kecenderungan tiang yang terdorong ke arah yang berlawanan dengan tanah.

Dalam metode konstruksi sheet pile terdapat beberapa cara, yaitu pertama

dengan meletakannya di dalam tanah terlebih dahulu digali lalu kemudian diisi

kembali dengan tanah urugan, dan yang kedua dengan memancangkannya ke

dalam tanah kemudian tanah yang di depannya digali. Dalam banyak kasus

tanah urugan yang diletakkan dibelakang sheet pile biasanya adalah tanah

granular. Sementara dibawah garis penggalian bisa tanah pasir ataupun

lempung. Permukaan tanah pada sebelah dimana air berada biasanya diacu

sebagai garis galian (dredge line).

Berdasarkan hal ini terdapat dua macam metode konstruksi sheet pile,

yaitu struktur urugan (backfilled structure) dan struktur galian (dredge

structure). Langkah-langkah struktur urugan diperlihatkan pada gambar berikut :

Gambar 2.13 Langkah-langkah konstruksi struktur urugan

II - 21

Page 22: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Berikut adalah langkah-langkah konstruksi untuk struktur urugan :

Langkah 1. Tanah di lapangan digali mengikuti struktur yang diusulkan.

Langkah 2. Pemasangan sheet pile.

Langkah 3. Mengisi tanah urugan sampai ke tingkat elevasi jangkar.

Langkah 4. Mengisi tanah urugan sampai ke atas.

Untuk tipe kantilever langkah ketiga tidak digunakan

Berikut adalah langkah-langkah konstruksi untuk struktur galian.

Langkah 1. Pemasangan sheet pile.

Langkah 2. Mengisi tanah urugan sampai ke tingkat elevasi jangkar.

Langkah 3. Mengisi tanah urugan sampai ke atas.

Langkah 4. Tanah di lapangan digali.

Bila digunakan tipe kantilever langkah kedua tidak digunakan

Gambar 2.14 Langkah-langkah konstruksi untuk struktur galian

II - 22

Page 23: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

2.3.3 Turap kantilever (cantilever sheet pile)

Turap kantilever biasanya direkomendasikan untuk dinding ketinggian

sedang, berkisar 6 m atau kurang diatas garis galian. Pada dinding ini, sheet pile

berprilaku seperti sebuah balok lebar kantilever diatas garis galian. Prinsip

dasar untuk menghitung distribusi tekanan lateral tiang sheet pile kantilever

dapat dijelaskan dengan bantuan gambar dibawah yang menunjukan perilaku

leleh dinding kantilever yang tertanam pada lapisan pasir dibawah garis galian.

Dinding berputar pada titik O.

Oleh karena itu adanya tekanan hidrostatik pada masing-masing sisi

dinding, maka tekanan ini akan saling menghilangkan, dengan demikian

yang diperhitungkan hanya tekanan lateral efektif saja. Pada Zona A,

tekanan lateral hanyalah tekanan tanah aktif saja yang berasal dari tanah

sebelah diatas garis galian. Sementara Zona B, dikarenakan pelenturan

dinding didaerah ini, maka bekerja tekanan lateral aktif dari bagian tanah

sebelah garis galian dan tekanan tanah pasif dibawah garis galian disebelah

air. Kondisi pada zona B ini akan berkebalikan dengan Zona C, yaitu dibawah

titik rotasi O. Disribusi tekanan tanah bersih ditunjukan pada gambar (b),

namun untuk penyederhanaan biasanya gambar (c) akan digunakan dalam

perencanaan. Pada bagian berikut akan diberikan sejumlah formula matematis

untuk analisis turap cantilever. Namun perlu diperhatikan bahwa analisis ini

berlaku untuk konstruksi yang sebelahnya menghadap air dan permukaan air

biasanya akan berfluktuasi sebagai akibat pasang surut, oleh karena itu harus hati

– hati dalammenentukan pengaruh air pada diagram tekanan bersih.

II - 23

Page 24: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.15 Sheet pile cantilever pada tanah pasir

a. Turap cantilever pada pasir

Untuk mengembangkan hubungan untuk kedalaman penanaman tiang

turap yang dibutuhkan di dalam tanah granular perhatikanlah Gambar 7(a). Tanah

yang akan ditahan oleh dinding turap, berada di atas garis galian, adalah juga

tanah granular. Permukaan air tanah berada pada kedalaman L1 dari puncak tiang.

Ambillah sudut gesek pasir sebagai φ. Intensitas tekanan aktif pada kedalaman z =

L1 dapat dinyatakan sebagai

p1 = γ L1 Ka (1)

Dimana,

Ka = Koefisien tekanan aktif Rankie = tan2 (45 – φ /2)

γ = Berat isi tanah di atas muka air

II - 24

Page 25: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.16 Tiang turap cantilever tertanam pada pasir : (a) variasi diagram

bersih (b) variasi momen

Dengan cara yang sama, tekanan aktif pada kedalaman z = L1 + L2 (yaitu pada

kedalaman muka galian) adalah sama

p2 = (γL1 + γ L2 )Ka (2)

Perlu dicatat bahwa pada kedalaman garis galian, tekanan hidrostatik dari kedua

arah dinding adalah sama dan oleh karena itu akan saling menghilangkan

Untuk menentukan tekanan tanah bersih dibawah garis galian hingga pada

titik rotasi O, seperti ditunjukkan pada gambar 2.16 (a) sebelumnya, haruslah

dipertimbangkan bahwa tekanan pasif bekerja dari sebelah kiri (sebelah air) ke

arah sebelah kanan (sebelah tanah) dan juga tekanan aktif bekerja dari sebelah

kanan ke sebelah kiri dinding. Untuk kasus-kasus ini, pengabaian tekanan

II - 25

Page 26: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

hidrostatik untuk kedua sisi dinding, tekanan aktif pada kedalaman z dapat

diberikan sebagai,

Pa = [γL1 + γ L2 + γ( z – L1 – L2)]Ka (3)

Juga, tekanan pasif pada kedalaman z adalah sama dengan

Pp = γ (z – L1 – L2) Kp (4)

dimana, Kp= koefisien tekanan passif Rankine = tan2 (45 + φ /2)

Maka dengan mengombinasikan Pers. (3) dan (4), tekanan lateral bersih dapat

ditentukan sebagai

P = Pa - Pp = (γL1 + γ L2) Ka – γ( z – L1 – L2)( Kp – Ka )

= P2 – γ (z – L)( Kp – Ka ) (5)

dimana L=L1+L2.

Tekanan bersih p menjadi sama dengan nol pada kedalaman L3 di bawah

garis galian; atau

P2 – γ (z – L)(Kp – Ka ) = 0

Atau

(z – L)=L3= P 2γ ' (K p – K a) (6)

Dari persamaan sebelumnya, kelihatan bahwa kemiringan (slope) garis distribusi

tekanan bersih DEF adalah 1 vertikal dengan (Kp-Ka) horizontal. Sehingga di

dalam diagram

HB = P3 = L4(Kp – Ka ) γ’ (7)

Pada dasar tiang turap, tekanan pasif (pp) bekerja dari kanan ke kiri, dan

tekanan aktif bekerja dari kiri ke kanan, sehingga pada z = L+D

II - 26

Page 27: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Pp = (γL1 +γL2 + γD)Kp (8)

Maka, tekanan lateral bersih pada dasar turap adalah sama dengan

Pp – Pa = P4 = (γL1 +γL2) Kp + γD )(Kp – Ka )

= (γL1 +γL2) Kp + γL3 (Kp – Ka ) + γL4 (Kp – Ka )

= P5 + γL4 (Kp – Ka ) (10)

Dimana

P5 = (γL1 +γL2) Kp + γL3 (Kp – Ka ) (11)

D = L3 + L4 (12)

Untuk kestabilan turap, prinsip statika sekarang dapat digunakan

Σ gaya – gaya horizontal persatuan panjang dinding = 0

Dan

Σ momen per satuan panjang dinding pada titik B = 0

Jumlah dari seluruh gaya-gaya horizontal adalah,\ Luas ACDE pada diagram

tekanan - luas EFHB + luas FHBG = 0 atau

P−12

p3. L 4+ 12

L5 (p3+ p 4)=0 (13)

Dimana P = luas ACDE pada diagram tekanan.

Penjumlahan momen ke titik B dari seluruh gaya-gaya menjadi,

P(L 4+z)−( 12

L 4. p 3)+( L 43

)+12

L 5( p 3+ p 4 )+( L53

)=0 (14)

Dari Pers (13)

L 5= p 3. L 4−2Pp3+p 4

(15)

Dengan mengombinasikan Pers. (6), (10), (14), dan (15) dan kemudian

II - 27

Page 28: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

menyederhanakan mereka secara bersama-sama, maka akan diperoleh sebuah

persamaan berderajat 4 dalam L4

L 44+ A 1. L 43−A 2. L 42−A 3. L 4−A 4=0 (16)

Dimana,

A 1= p5γ (Kp−Ka)

(17)

A 2= 8Pγ (Kp−Ka)

(18)

A 3=6P ¿¿ (19)

A 4=P(6 z p5+4 P)γ 2(Kp−Ka)2 (20)

Prosedur Menentukan Diagram Tekanan

Berdasarkan teori yang diberikan sebelumnya, berikut ini adalah prosedur

langkah demi langkah untuk menentukan diagram tekanan yang dibutuhkan untuk

mendapatkan kedalaman tiang turap cantilever pada tanah-tanah granular:

1. Hitung Ka dan Kp.

2. Hitung p1 (Pers.1) dan p2 (Pers. 2) . Catatan: L1 dan L2 sudah diketahui.

3. Hitung L3 (Pers. 6).

4. Hitung P.

5. Hitung z (yaitu pusat tekanan untuk luasan ACDE) dengan mengambil

momen di E.

6. Hitung p5 (Pers. 11).

7. Hitung A1, A2, A3 dan A4 (Pers. 17 sampai Pers. 20).

8. Menyelesaikan Pers. 16 dengan cara coba-coba untuk menentukan L4.

II - 28

Page 29: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

9. Hitung p4 (Pers. 10).

10. Hitung p3 (Pers. 7).

11. Menentukan L5 dari Pers. 15.

12. Sekarang diagram distribusi tekanan sebagaimana diperlihatkan oleh Gambar

2.16 (a) dapat dengan mudah digambarkan.

13. Menentukan kedalaman teoritis Pers.12 penetrasi tiang turap sebagai L3 + L4.

Kedalaman aktual penetrasi tiang turap dapat ditentukan dengan menaikkan

besaran kedalaman teoritis sebesar 20-30%.

b. Turap cantilever pada lempung

Dalam beberapa kasus, tiang turap cantilever harus disorongkan ke dalam

lapisan lempung yang mempunyai kohesi taksalur (undrained cohesion), c

(konsep φ = 0). Diagram tekanan bersih akan agak berbeda daripada yang

diperlihatkan pada Gambar 2.16 (a). Gambar 2.17 memeperlihatkan sebuah

dinding turap yang disorongkan ke dalam lempung dengan bahan isian di

belakang turap adalah tanah granular yang terletak di atas garis galian tanah.

Misalkan permukaan air terletak padakedalaman L1 di bawah puncak turap.

Sebagaimana sebelumnya, dengan menggunakan Pers. (1) dan (2), intensitas

tekanan tanah bersih p1 dan p2 dapat dihitung, sehinga diagram untuk distribusi

tekanan tanah diatas permukaan garis galian dapat digambarkan

II - 29

Page 30: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.17 Tiang turap cantilever tertanam pada lapisan lempung

Pada kedalaman z yang lebih besar dari L1 + L2 dan diatas titik rotasi

(titik O pada Gambar 2.15 (a), tekanan aktif (pa) dari kanan ke kiri dapat

dinyatakan dengan,

pa=[ γL1+γL2+γsat ( z−L 1−L 2 ) ] . Ka−2c √Ka (21)

dimana,

Ka = koefisien tekanan tanah aktif Rankine; dengan φ = 0, besarannya akan

menjadi nol.

Dengan cara yang sama, tekanan pasif (pp) dari kiri ke kanan dapat diberikan

sebagai,

pp=γsat ( z−L1−L2 ) . Kp+2c √ Kp (22)

dimana,

Kp = koefisien tekanan tanah pasif Rankine; dengan φ = 0, besarannya akan

menjadi nol.

Maka tekan bersih menjadi;

p 6=pa−pp ¿ [γsat ( z−L 1−L 2 )+2 c ]

−[γL1+γL2+γsat ( z−L 1−L2 ) ]+2 c

¿4 c−(γL1+γL2)

p 6=4 c−(γL1+γL2) (23)

Pada dasar tiang turap, tekanan pasif (pp) bekerja dari kanan ke kiri, dan tekanan

aktif (pa) bekerja dari kiri ke kanan adalah,

II - 30

Page 31: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Pp=( γL1+γL2+γsat D )+2 c (24)

Dengan cara yang sama, tekanan aktif dari kiri ke kanan adalah

Pa=γsat D−2c (25)

Maka tekanan bersih menjadi

p 7=pp−pa=4c+(γL1+γL2) (26)

Untuk analisis kesetimbangan, ∑FH = 0 (yaitu luas diagaram tekanan ACDE - luas

EFIB + luas GIH = 0), atau;

P 1−[4 c−( γL1+γL2 ) D ]+12

L 4[4 c−( γL1+γL2 )+4 c+( γL1+γL2 )]=0 dimana,

P1 = luas diagram tekanan ACDE

Dengan menyederhanakan persamaan sebelumnya, maka diperoleh

L 4=D [4 c− (γL1+γL2 )]−P1

4 c

(27)

Sekarang ambilah momen di titik B, ∑MB = 0, atau

P 1 ( D+z 1 )−[4 c−( γL1+γL2 ) ] D2

2+ 1

2L 4 (8c )( L 4

3)=0 (28)

dimana,

z1 = jarak dari pusat tekanan pada diagram ACDE diukur dari permukaan garis

galian.

Dengan mengkombinasikan Pers. (27) dan (28) dapat diturunkan

D2 [4 c− (γL 1+γL2 ) ]−2 D P1−P 1¿¿ (29)

Dengan menyelesaikan persamaan ini maka dapat diperoleh D, yaitu kedalaman

penetrasi ke dalam lapisan lempung yang dibutuhkan oleh turap.

Prosedur Menentukan Diagram Tekanan

II - 31

Page 32: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Berdasarkan teori yang diberikan sebelumnya, berikut ini adalah prosedur

langkah demi langkah untuk menentukan diagram tekanan yang dibutuhkan untuk

mendapatkan besarnya penetrasi turap pada lapisan lempung.

1. Menghitung Ka = tan2(45- φ /2) untuk tanah isian.

2. Mendapatkan p1 dan p2 [Pers. (1) dan (2)] .

3. Hitung P dan z1.

4. Menggunakan Pers. (29) untuk memperoleh kedalaman teoritis D.

5. Menggunakan Pers. (27) untuk menghitung L4.

6. Menghitung p6 dan p7 [ Pers. (23) dan (26)].

7. Menggambarkan diagram distribusi tekanan seperti Gambar 2.17

8. Hitung p3 (Pers. 7).

9. Kedalaman actual penetrasi turap dihitung sebagai Daktual = 1,4 sampai

1,6 (Dteoritis).

2.3.4 Turap berjangkar (anchored sheet pile)

Apabila tinggi tanah di belakang dinding sheet pile kantilever mencapai

sekitar 6 m, maka akan menjadi lebih ekonomis apabila sheet pile tersebut

diperkuat dengan suatu plat jangkar (anchor plates), dinding jangkar (anchor

walls), atau tiang jangkar (anchor piles), yang letaknya dekat dengan puncak

sheet pile. Cara dengan perkuatan jangkar ini disebut dengan sheet pile

berjangkar (anchored sheet piling) atau sekatan berjangkar (anchored

bulkhead). Jangkar akan mengurangi kedalaman penetrasi yang diperlukan

oleh turap dan juga akan mengurangi luas penampang dan berat yang

diperlukan dalam konstruksi. Namun, batang penguat (tie rods), yang

II - 32

Page 33: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

menghubungkan turap dengan jangkar dan jangkar itu sendiri harus dirancang

dengan hati-hati.

Metode free earth support adalah metode dengan kedalaman penetrasi

minimum. Di bawah garis galian, tidak terdapat pivot untuk sistem statik,

yaitu sebuah titik perubahan defleksi, gambar 2.18 memperlihatkan defleksi

turap untuk metode free earth support

Gambar 2.18 Defleksi dan momen turap berjangkar metode free earth support

a. Metode Free Earth Support pada Pasir

Gambar 2.19 menunjukkan sebuah turap jangkar dengan tanah di

belakang turap adalah pasir dan juga tiang turap disorong ke dalam tanah

pasir. Batang penguat (tie rod) menghubungkan turap dengan jangkar

ditempatkan pada kedalaman l1 di bawah puncak turap.

Diagram distribusi tekanan bersih di atas garis galian akan sama seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.16. Pada kedalaman z = L1, p1 = γ L1 Ka; dan pada z

II - 33

Page 34: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

= L1 + L2, p2 = (γ L1 + γ’ L2)Ka. Di bawah garis galian, tekanan bersih akan

sama dengan nol pada kedalaman z = (L1 + L2 + L3). Hubungan untuk L3 dapat

diberikan dengan Pers. (6) atau

L 3= P 2γ ' (K p – K a)

Gambar 2.19 Turap berjangkar tertanam pada pasir

Pada kedalaman z = (L1 + L2 + L3 + L4), tekanan bersih dapat diberikan sebagai,

P8 = γ’ (Kp – Ka ) L4 (30)

Perlu dicatat bahwa kemiringan garis DEF adalah 1 vertikal ke γ’(Kp - Ka)

horizontal. Untuk kesetimbangan turap, Σ gaya-gaya horizontal = 0, dan Σ

momen di titik O’ = 0. (Catatan: Titik O’ terletak pada batang penguat

jangkar.) Dengan menjumlahkan gaya-gaya dalam arah horizontal (per satuan

panjang dinding),

Luas diagram tekanan ACDE – luas EBF – F = 0

Dimana F = gaya tarik pada batang penguat per satuan panjang dinding turap, atau

II - 34

Page 35: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

P−12

L 4−F=0

Atau

F=P−12¿ (31)

dimana P = luas diagram tekanan ACDE

Sekarang, ambillah momen pada titik O’

−P [ ( L1+L 2+ L3 )−( z+ l1 ) ]+ 12[γ ’ ( K p – K a )]

x L 42 x (l 2+L2+L 3 223

L 4)=0

Atau

L 43+1.5 L 42 (l 2+L2+L 3 )−3 P [ (L 1+L2+L 3 )−( z+l 1 ) ]

γ ’ ( K p – K a )=0 (32)

Persamaan di atas dapat diselesaikan dengan cara trial and error

untuk mendapatkan kedalaman teoretis, L4. Maka kedalaman teoretis penetrasi

sama dengan

Dteoritis = L3+L4 (33)

Kedalaman teoretis dinaikkan sekitar 30 - 40 % untuk mendapatkan

kedalaman yang diaktualkan pada pekerjaan konstruksi

Daktual = 1.3 sampai 1.4 Dteoritis (34)

Langkah demi langkah pada prosedur yang diajukan sebelumnya, faktor

keamanan dapat dipakaikan pada Kp pada permulaan perhitungan yaitu, Kp

( rencana) = Kp/FS. Kalau ini dipakai, maka tidak perlu penambahan kedalaman

teoretis.

II - 35

Page 36: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Momen maksimum pada turap akan terjadi pada kedalaman diantara z =

L1 ke z = L1 + L2. Kedalaman z ini merupakan kedalaman pada gaya geser sama

dengan nol, sehingga momen maksimum dapat dihitung dengan persamaan

berikut:

12

p1 L 1=F+ p 1 ( z−L1 )+ 12

Ka γ ' (z−L1)2

=0 (35)

Kalau nilai z telah ditentukan, maka besaran momen maksimum dapat

dengan mudah diperoleh. Prosedur dalam menentukan kapasitas dukung jangkar

akan dibicarakan pada bagian yang akan datang.

b. Metode Free Earth Support pada Lempung

Gambar 2.20 menunjukkan sebuah turap berjangkar yang ditanamkan pada

lapisan lempung, sedangkan tanah di belakang turap adalah tanah granular.

Diagram distribusi tekanan di atas garis galian adalah mirip dengan Gambar 2.17,

distribusi tekanan bersih di bawah garis galian dapat diberikan sebagai

p 6=4c−(γL1+γL2)

II - 36

Page 37: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.20 Turap berjangkar tertanam pada lempung

Untuk kesetimbangan statik, penjumlahan gaya-gaya dalam arah horizontal adalah

P1 = p6D = F (36)

dimana P1 = luas diagram tekanan ACD dan F = gaya jangkar per satuan panjang

dinding turap. Kembali dengan mengambil momen di titik O’

P 1 ( L 1+ L2−l1−z 1 )−p 6 D ¿ = 0

Kedalaman teoritis penetrasi, D dapat ditentukan dari persamaan diatas

Sebagaimana dalam bagian sebelumnya, momen maksimum dalam kasus ini akan

terjadi pada kedalaman L1 < z < L1 + L2. Kedalaman dimana gaya geser

sama dengan nol (berarti momen akan menjadi maksimum) dapat ditentukan

dengan menggunakan Pers. (35)

Macam – macam Jangkar

Apabila dibedakan berdasarkan bentuk konstruksinya, jangkar dapat

dibedakan sebagai berikut:

a) Blok beton (deadmen anchorge)

terdiri dari blok menerus atau setempat tahanan jangkar diperoleh dari tekanan

tanah pasif.

b) Tiang pancang (braced piles)

digunakan untuk lapisan tanah lunak yang cukup tebal.

II - 37

Page 38: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

c) Penjangkaran pada lapisan tanah (soil anchorge)

1) Blok beton (menerus, kepala jangkar terbuat dari blok beton yang menerus

sepanjang dinding turap)

Gambar 2.21 Penjangkaran blok beton menerus

Gaya jangkar yang diijinkan tergantung dari tekanan aktif dan pasif tanah

Gambar 2.22 Diagram tanah pada jangkar

Ti = ( Pp−Pa ) . BSF

Dimana :

II - 38

Page 39: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Pp = 12

. γ . Kp . H2

Pa = 12

. γ . Ka . H 2

Ti = Gaya jangkar yang diizinkan

L = panjang kepala angkur

SF = 1.5 – 2

2) Blok beton (setempat, L/h <5)

Gambar 2.23 Penjangkaran blok beton setempat

Gaya jangkar dapat dihittung dengan persamaan :

Tult = L( Pp−Pa)+ 13

Ko . γ .(√Kp+√Ka ). H 2 tan ϕ

Dimana :

Tult = gaya jangkar ultimit, sehingga Ti = Tult / SF

Ko = koefisien tekanan tanah diam = (1−sin ϕ )√OCR

L = jarak antara jangkar (Ti / F)

3) Tiang pancang (braced piles)

II - 39

Page 40: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Gambar 2.24 Penjangkaran tiang pancang

Tiang pancang ditempatkan setempat, pada setiap penjangkaran saja. Gaya

jangkar yang dijinkan diperoleh dari perhitungan tahanan lateral tiang pancang

4) Penjangkaran pada lapisan tanah

Gambar 2.25 Penjangkaran pada lapisan tanah

Tult diperoleh dengan persamaan :

Tult = π . d . σ ' . L . K . tan ϕ + ca . π . d . L

Dimana :

Tult = gaya jangkar ultimit, sehingga Ti = Tult/SF

d’ = panjang kepala angker

K = koefisien tekanan tanah (dapat diambil Ko)

II - 40

Page 41: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

h’ = kedalaman kepala angkur dari permukaan tanah

Ca = 0,3 sampai 0,9c

SF = 1,5 – 2

d = diameter kepala jangkar

c = kohesi tanah

2.4 Plaxis

PLAXIS adalah program komputer berdasarkan metode elemen hingga

dua dimensi yang digunakan secara khusus untuk melakukan analisis deformasi

dan stabilitas untuk berbagai aplikasi dalama bidang geoteknik. Program ini

menerapakan metode antarmuka grafis yang mudah digunakan sehingga pengguna

dapat dengan cepat membuat model geometri dan jaring elemen berdasarkan

penampang melintang dari kondisi yang ingin dianalisis

2.4.1 Model Material

Model material merupakan suatu persamaan matematis yang menyatakan

hubungan antar tegangan dan regangan. Seluruh model material di dalam PLAXIS

II - 41

Page 42: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

didasarkan pada suatu hubungan antara perubahan tegangan efektif dan perubahan

regangan.

Berbagai macam model materisl dalam PLAXIS, yaitu:

1. Model linier elastis

Model ini menyatakan hukum Hooke tentang elastisitas linier isotropis.

Model ini meliputi dua buah parameter kekakuan, yaitu modulus Young (E)

dan angka Poisson (μ). Model linier elastis sangat terbatas untuk pemodelan

perilaku tanah. Model ini terutama digunakan pada struktur-struktur yang

kaku dalam tanah.

2. Model Mohr-Coulomb (MC)

Model ini digunakan untuk pendekatan awal terhadap perilaku tanah secara

umum. Model ini meliputi lima buah parameter, yaitu modulus Young (E),

angka Poisson (μ), kohesi (c), sudut geser (φ), dan sudut dilatansi (Ψ).

3. Model jointed rock

Model ini merupakan model elastis-plastis dimana penggeseran plastis

hanya dapat terjadi pada beberapa arah penggeseran tertentu saja. Model ini

dapat digunakan untuk memodelkan perilaku dari batuan yang terstratifikasi

atau batuan yang memiliki kekar (joint).

4. Model hardening soil

Model ini merupakan model hiperbolik yang bersifat elastoplastik, yang

diformulasikan dalam lingkup plastisitas dari pengerasan akibat friksi.

Model ini telah mengikutsertakan kompresi hardening untuk memodelkan

pemampatan tanah yang tidak dapat kembali seperti semula saat menerima

II - 42

Page 43: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

pembebanan yang bersifat kompresif. Model berderajat dua ini dapat

digunakan untuk memodelkan perilaku tanah pasiran, kerikil serta jenis

tanah yang lebih lunak seperti lempung dan lanau.

5. Model soft soil

Model ini merupakan model Cam-Clay yang digunakan untuk memodelkan

perilaku tanah lunak seperti lempung terkonsolidasi normal dan gambut.

Model ini paling baik digunakan untuk situasi kompresi primer.

6. Model soft soil creep

Model ini merupakan model berderajat dua yang diformulasikan dalam

lingkup viskoplastisitas. Model ini digunakan untuk memodelkan perilaku

tanah lunak yang bergantung pada waktu seperti lempung terkonsolidasi

normal dan gambut. Model ini telah mengikutsertakan kompresi logaritmik.

2.4.2 Jenis Perilaku Material

Pada prinsipnya, seluruh parameter model bertujuan untuk menyatakan respon

tanah dalam kondisi tegangan efektif, yaitu hubungan antara tegangan dan

regangan yang terjadi pada butiran-butiran tanah. Salah satu hal yang memegang

peranan besar dalam hal ini adalah tekanan air pori. Tekanan air pori ini sendiri

erat kaitannya dengan jenis perilaku material tersebut. Berikut ini jenis perilaku

material yang ada dalam permodelan finite elemnet menggunakan PLAXIS .

1. Perilaku terdrainase

Pada keadaan ini, maka tekanan air pori berlebih tidak akan terbentuk sama

sekali. Perilaku ini jelas untuk diterapkan pada kasus tanah-tanah kering,

II - 43

Page 44: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

kasus dimana terjadi drainase penuh akibat permeabilitas yang tinggi (tanah

pasiran) dan juga kasus dimana kecepatan pembebanan sangat rendah.

Pilihan ini juga dapat digunakan untuk memodelkan perilaku jangka

panjang dari tanah tanpa perlu memodelkan sejarah pembebanan tak

terdrainse maupun konsolidasi.

2. Perilaku tak terdrainase

Pilihan ini digunakan untuk pembentukan tekanan air pori berlebih secara

penuh. Aliran air pori terkadang dapat diabaikan karena permeabilitas yang

sangat rendah (tanah lempungan) atau akibat kecepatan pembebanan yang

sangat tinggi. Seluruh klaster yang dispesifikan sebagai tak terdrainase akan

benar-benar bersifat tak terdrainase, meskipun klaster atau sebagian dari

klaster tersebut berada di atas garis freatik.

3. Perilaku tidak porous

Dalam kondisi ini, maka baik tekanan air pori awal maupun tekanan air pori

berlebih tidak akan diperhitungkan sama sekali pada klaster-klaster dengan

jenis perilaku tidak porous. Perilaku ini sering dikombinasikan dengan

penggunaan model linier elastis, juga dapat diterapkan pada elemen antar

muka. Masukan berupa berat isi jenuh dan permeabilitas tidak relevan untuk

material tanpa-pori.

2.5 Peneliti Terdahulu

II - 44

Page 45: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Referensi pendukung dalam penelitian ini digunakan penelitian terdahulu

yang relevan. Beberapa penelitian yang relevan dengan penelitian ini pernah

dilakukan oleh :

1. Analisis Stabilitas Lereng Menggunakan Perkuatan Geogrid (Studi Kasus

Jalan Medan – Berastagi, Desa Sugo) oleh Iro Ganda dan Roesyanto.

Tujuan studi ini adalah melakukan analisis stabilitas lereng pada

kondisi awal sebelum menggunakan perkuatan geogrid dan sheetpile,

analisis stabilitas lereng setelah perkuatan standart menggunakan

Geogrid dan Sheetpile, dan analisis stabilitas lereng dengan

menggunakan perkuatan alternatif dengan menambahkan beban

Counterweight dibelakang Sheet Pile. Adapun metode yang dilakukan

untuk menganalisis perkuatan Sheet pile dan perkuatan Geogrid,

digunakan metode elemen hingga yaitu menggunakan program Plaxis 2D

versi 8.2. Dan didapatkan hasil nilai safety faktor pada kondisi awal

sebesar 0,67. Nilai Safety Faktor pada perkuatan standart yang

menggunakan Geogrid dan Sheet pile sebesar 1.18. Nilai safety faktor

dengan menggunakan perkuatan alternatif dengan penambahan

Counterweight dibelakang sheet pile sebesar 1,35. Perhitungan safety

faktor teraman adalah pada penambahan beban Counterweight disamping

sheet pile.

2. Alternatif Perkuatan Lereng Pada Ruas Jalan trenggalek – Ponorogo KM

23 + 650 oleh Dedy Dharmawansyah

II - 45

Page 46: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

Penelitian ini merencanakan perkuatan pada lereng yang sudah diperbaiki

(eksisting) dan perkuatan pada lereng yang belum diperbaiki. Alternatif

perkuatan yang digunakan terdiri dari mini pile, sheet pile, geotextile wall

dan gabion. Analisis dilakukan dengan perhitungan manual dan

menggunakan pprogram XSTABL dan PLAXIS 8.2. Hasil yang diperoleh

yaitu diperlukan tambahan perkuatan dengan menggunakan mini pile

ukuran 20x20 cm yang dipasang mulau elevasi -3,5 m dari permukaan

jalan sampai 1,5 m dibawah bidang gelincir (panjang total 6.0 m), dengan

jarak 0,5 m. untuk tambahan perkuatan pada eksisting retaining wall yang

sudah retak digunakan sheet pile yang ditanam sampai kedalaman 8m.

perkuatan pada bagian lereng atas yang belum diperbaiki digunakan

gabion dengan ukuran panjang 180 cm, lebar 90 cm dan tinggi 45 cm dan

dipasang mulai elevasi -3,5 m sampai permukaan jalan

3. Penelitian Kedalaman Turap Berangker Sebagai Penahan Tanah Timbunan

Pada Perumahan The Mutiara oleh Nur Alam

Penelitian ini merencanakan alternatif perkuatan Turap kantilever dan

turap berjangkar dengan analisis menggunakan perhitungan manual dan

program Geoslope 2007 hasil yang diperoleh berdasarkan penginputan dan

penggolahan data yang dilakukan diperoleh kedalaman efektif = 3,5 m

dengan panjang jangkar = 10,5 m, untuk turap kantilever memenuhi faktor

keamanan pada kedalaman 4 m dengan nilai faktor keamanan sebesar

1,543

II - 46

Page 47: repository.unhas.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 15356... · Web view repository.unhas.ac.idPapan kayu kira-kira dengan ukuran penampang 50 mm x 300 mm dengan takik

II - 47