bab iii dinding penahan tanah

26
75 BAB III DINDING PENAHAN TANAH Pada bab ini, materi yang akan dibahas meliputi jenis-jenis dinding penahan tanah, momen lentur, dan gaya geser yang bekerja pada dinding maupun pada telapak dinding penahan tanah. Selain itu, juga mengontrol stabilitas dinding penahan tanah. Pembahasan pada bagian ini dibatasi hanya pada dinding penahan tanah type kantilever dan type kontrafort.. Materi yang akan dipelajari pada bab ini sangat terkait dengan materi yang telah dibahas pada bab-bab sebelumnya, seperti momen lentur pelat satu arah maupun pelat dua arah. Selain mata kuliah Strutur Beton Dasar, yang mendukung materi ini adalah mata kuliah Analisa Struktur, Rekayasa Fondasi, dan Mekanika Tanah. Setelah mempelajari materi ini, mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan jenis-jenis dinding penahan tanah, mengontrol stabilitas, merencanakan, dan menuangkan hasil perhitungannya dalam gambar. P E N D A H U L U A N

Upload: udic-yasa

Post on 29-Dec-2014

1.139 views

Category:

Documents


426 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bab III Dinding Penahan Tanah

75

BAB III DINDING PENAHAN TANAH

Pada bab ini, materi yang akan dibahas meliputi jenis-jenis dinding

penahan tanah, momen lentur, dan gaya geser yang bekerja pada dinding maupun

pada telapak dinding penahan tanah. Selain itu, juga mengontrol stabilitas dinding

penahan tanah. Pembahasan pada bagian ini dibatasi hanya pada dinding penahan

tanah type kantilever dan type kontrafort..

Materi yang akan dipelajari pada bab ini sangat terkait dengan materi yang

telah dibahas pada bab-bab sebelumnya, seperti momen lentur pelat satu arah

maupun pelat dua arah. Selain mata kuliah Strutur Beton Dasar, yang mendukung

materi ini adalah mata kuliah Analisa Struktur, Rekayasa Fondasi, dan Mekanika

Tanah.

Setelah mempelajari materi ini, mahasiswa diharapkan mampu

menjelaskan jenis-jenis dinding penahan tanah, mengontrol stabilitas,

merencanakan, dan menuangkan hasil perhitungannya dalam gambar.

P E N D A H U L U A N

Page 2: Bab III Dinding Penahan Tanah

76

3.1 Pendahuluan

Dinding penahan tanah adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk

menahan tanah lepas atau alami dan mencegah keruntuhan tanah yang miring atau

lereng yang kemantapannya tidak dapat dijamin oleh lereng tanah itu sendiri.

Tanah yang tertahan memberikan dorongan secara aktif pada struktur dinding

sehingga struktur akan cenderung terguling atau tergeser.

3.2 Jenis-Jenis Dinding Penahan Tanah

Berdasarkan cara untuk mencapai stabilitas, maka dinding penahan tanah

dapat digolongkan dalam beberapa jenis (lihat Gambar 3.1), yaitu dinding

grafitasi, dinding penahan kantilever, dinding butters, dinding jembatan, dan boks

culvert.

Dinding Gravitasi (Gravity Wall)

Dinding ini biasanya dibuat dari beton murni (tanpa tulangan) atau dari pasangan

batu kali. Stabilitas konstruksi diperoleh hanya dengan mengandalkan berat

sendiri konstruksi. Biasanya tinggi dinding tidak lebih dari 4 meter (gambar 3.1a).

Dinding Penahan Kantilever (Cantilever Retaining Wall)

Dinding penahan type kantilever dibuat dari beton bertulang yang tersusun dari

suatu dinding vertical dan tapak lantai. Masing-masing berperan sebagai balok

atau pelat kantilever. Stabilitas konstruksi diperoleh dari berat sendiri dinding

penahan dan berat tanah di atas tumit tapak (hell). Terdapat 3 bagian struktur yag

P E N Y A J I A N

Page 3: Bab III Dinding Penahan Tanah

77

berfungsi sebagai kantilever, yaitu bagian dinding vertikal (steem), tumit tapak

dan ujung kaki tapak (toe). Biasanya ketinggian dinding ini tidak lebih dari 6-7

meter (Gambar 3.1b).

Dinding Kontrafort (Counterfort Wall)

Apabila tekanan tanah aktif pada dinding vertikal cukup besar, maka bagian

dinding vertikal dan tumit perlu disatukan (kontrafort). Kontrafort berfungsi

sebagai pengikat tarik dinding vertikal dan ditempatkan pada bagian timbunan

dengan interval jarak tertentu. Dinding kontrafort akan lebih ekonomis digunakan

bila ketinggian dinding lebih dari 7 meter (Gambar 3.1c).

Page 4: Bab III Dinding Penahan Tanah

78

Dinding Butters (Buttrers Wall)

Dinding ini hampir sama dengan dinding kontrafort, hanya bedanya bagian

kontrafort diletakkan di depan dinding. Dalam hal ini, struktur kontrafort

berfungsi memikul tegangan tekan. Pada dinding ini, bagian tumit lebih pendek

daripada bagian kaki. Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding

penahan dan berat tanah di atas tumit tapak. Dinding ini lebih ekonomis untuk

ketinggian lebih dari 7 meter (Gambar 3.1d).

Abutment Jembatan (Bridge Abutment)

Struktur ini berfungsi seperti dinding penahan tanah yang memberikan tahanan

horisontal dari tanah timbunan di belakangnya. Pada perencanaannya, struktur

dianggap sebagai balok yang dijepit pada dasar dan ditumpu bebas pada bagian

atasnya (Gambar 3.1e).

Boks Culvert

Boks seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1f dapat dibuat dengan satu atau dua

lubang, dan berfungsi sebagai portal kaku tertutup yang dapat menahan tekanan

tanah lateral dan beban vertikal.

Dari jenis dinding penahan tanah yang telah dibahas, yang sering

digunakan adalah jenis kantilever dan kontrafort. Untuk selanjutnya, dalam butir

ini hanya akan dibahas perencanaan dinding penhan sistem kantilever dan

kontrafort beserta contoh soalnya.

3.3 Dimensi Dinding Kantilever dan Kontrafort

Pada waktu perancangan struktur beton bertulang, diperlukan dimensi

pendahuluan dari masing-masing bagian dinding penahan. Dimensi atau ukuran

Page 5: Bab III Dinding Penahan Tanah

79

ini hanya dipakai sebagai arahan pada permulaan perhitungan. Ukuran yang lebih

besar atau lebih kecil dari ukuran pendahuluan dapat dipergunakan asal memenuhi

persyaratan stabilitas, kekuatan, dan kelayakan menurut ketentuan yang telah

ditetapkan.

Didasarkan pada pengalaman perencanaan yang pernah dilakukan, dimensi

pendahuluan dinding penahan sistem kantilever dan kontrafort dapat ditentukan

dengan mengikuti petunjuk berikut.

Dinding kantilever

Ukuran sementara dinding penahan tanah sistem kantilever ditunjukkan pada

Gambar 3.2.

Bagian tapak dinding harus dibuat sedemikian tebal, sehingga kuat

menahan gaya geser berfaktor. Pada umumnya lebar bagian tapak dapat diambil

sebesar (0,45 s/d 0,75) H, dimana H adalah tinggi dinding penahan yang dihitung

dari dasar tapak ke ujung atas dinding vertikal. Besarnya lebar tapak dasar

Page 6: Bab III Dinding Penahan Tanah

80

tergantung pada beban yang bekerja di belakang dinding (Gambar 3.3). Lebar

tapak L, terdiri dari lebar ujung kaki dan tumit. Lebar ujung kaki L1, dapat

diambil tidak lebih dari sepertiga lebar tapak (L1 ≤ 1/3L). Besarnya lebar tumit L2

dapat dihitung dari nilai (L – L1). Ketebalan dinding vertikal pada pangkal bawah

biasanya dibuat sama dengan tebal tapak, sedang ketebalan minimal ujung atas

dinding diambil 20 cm.

Gambar 3.3. Lebar tapak dan beban di belakang dinding

Dinding kontrafort

Ukuran sementara dinding penahan tanah sistem kontrafort yang dapat dipakai

ditunjukkan pada Gambar 3.4. lebar tapak dinding kontrafort dapat diambil sama

dengan lebar tapak dinding kantilever, yaitu 0,45 H s/d 0,75 H. Kontrafort dapat

ditempatkan pada jarak 0,30 H s/d 0,60 H, dengan tebal tidak kurang dari 20 cm.

Tinggi kontrafort sebaiknya sama dengan tinggi dinding vertikal; tetapi bila

diinginkan ketinggian yang lebih kecil, dapat dikurangi dengan 0,12 H s/d 0,24 H.

Page 7: Bab III Dinding Penahan Tanah

81

3.4 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif

Tekanan tanah aktif

Seperti ditunjukkan pada Gambar 3.5, akibat dinding penahan berotasi ke kiri

terhadap titik A, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan akan

berkurang perlahan-;ahan sampai mencapai suatu harga yang seimbang. Tekanan

tanah yang mempunyai harga tetap atau seimbang dalam kondisi ini disebut

tekanan tanah aktif.

Page 8: Bab III Dinding Penahan Tanah

82

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 γs H2 Ka .......................................................................... (3.1)

dengan

γs = berat isi tanah

Ka = koefisien tekanan tanah aktif

Ka = cos x φφ

22

22

coscoscos

coscoscos

−+

−−

ii

ii .................................................... (3.2)

∅ = sudut geser dalam

i = sudut tanah timbunan tunjukkan dalam Gambar 3.5

Untuk tanah timbunun datar (i = 00), besarnya koefisien tekanan tanah aktif

menjadi :

Ka = φφ

sin1

sin1

+−

= tg2 (450 - 2

φ) .......................................................... (3.3)

Tekanan Tanah Pasif

Seperti ditunjukkan pada Gambar 3.6, 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 :

Page 9: Bab III Dinding Penahan Tanah

83

Pp = 1/2 γs H2 Kp .......................................................................... (3.4)

Gambar 3.6. Dinding mendekati tanah isian (tekanan pasif)

Dengan Kp adalah koefisien tekanan tanah pasif yang besarnya dinyatakan oleh

persamaan (3.5).

Kp = cos x φφ

22

22

coscoscos

coscoscos

−+

−−

ii

ii ..................................................... (3.5)

Untuk tanah timbunan datar (i = 00), besarnya koefisien tekanan tanah pasif

menjadi :

Ka = φφ

sin1

sin1

−+

= tg2 (450 + 2

φ) .......................................................... (3.6)

Tekanan Tanah Seimbang

Tekanan tanah yang bekerja pada dinding, yang mempunyai nilai tengah antara

kedua tekanan di atas disebut tekanan tanah seimbang (statis). Penetapan besarnya

nilai tekanan tanah seimbang cukup sulit, sehingga untuk praktisnya dalam

perhitungan struktur lebih sering dipakai tekanan tanah aktif dan pasif.

Page 10: Bab III Dinding Penahan Tanah

84

Beban Permukaan

Beban permukaan dinding penahan dapat disebabkan oleh kemiringan tanah isian

atau beban tambahan di atas permukaan tanah Ws (gambar 3.7). beban permukaan

pada umumnya berasal dari beban jalan raya, jalan kereta api, bangunan dan

beban lainnya.

Jika Ws adalah beban permukaan per satuan panjang, tekanan tanah akibat beban

permukaan adalah KaWs, yang nilainya konstan setinggi dinding. Kemudian total

tekanan beban permukaan menjadi:

Ps = KaWs H ................................................................. (3.7)

Apabila ujung beban permukaan berada pada jarak H1 dari muka dinding vertikal,

maka beban ini akan memberikan tekanan ppada dinding sebesar KaWs, dengan

penyebaran beban membentuk sudut 450 dan nilai konstan setinggi H2 (gambar

3.8). Total tekanan akibat beban permukaan adalah:

Ps = KaWs H2 .................................................................. (3.8)

Dengan H2 = H – H1

Page 11: Bab III Dinding Penahan Tanah

85

Gambar 3.8. Distribusi tekanan tanah akibat beban permukaan Ws yang berjarak dari dinding

Tulangan Minimum

Menurut SKSNI T-15 – 1991 - 03 ayat 3.7.1 butir 2, dinding kantilever harus

direncanakan menurut ketentuan perencanaan lentur dengan tulangan horisontal

(pembagi) minimum sesuai dengan ayat 3.7.3 butir 3. Dinding kantilever

berperilaku lentur dengan aksi gaya satu arah, sehingga rasio tulangan tarik

minimum harus memenuhi persamaan (1.6) dan (1.8), yaitu :

⌠min = yf

4,1 atau ⌠min =

3

4⌠perlu dan ⌠max = 0,75 ⌠b

Besarnya rasio tulangan horizontal minimum terhadap luas bruto beton pada

dinding kantilever adalah :

� Untuk tulangan deform ≤ D – 16 (fy ≥ 400 MPa)...... 0,0020

� Untuk tulangan deform lainnya ................................ 0,0025

Ketentuan lain mengenai tulangan adalah sama dengan ketentuan-ketentuan yang

berlaku pada pelat lantai satu arah, sebagaimana telah dijelaskan pada butir

sebelumnya.

Page 12: Bab III Dinding Penahan Tanah

86

Beban Pada Dinding Penahan

Beban pada dinding penahan pada umumnya terdiri dari (Gambar 3.9)

� tekanan tanah aktif di belakang dinding dan tekanan tanah pasif di depan

dinding;

� berat tanah di atas tapak tumit dan di atas tapak kaki;

� berat sendiri dinding penahan yang meliputi berat dinding vertikal dan tapak

dinding;

� beban permukaan, misal disebabkan oleh lereng tanah atau landasan jalan;

� beban lainnya, misal tekanan air dari samping dan dari bawah (uplift).

Stabilitas Dinding Penahan

Dalam merencanakan dinding penahan, langkah pertama yang harus dilakukan

adalah menetapkan ukuran dinding penahan untuk menjamin stabilitas dinding

penahan. Dinding penahan harus stabil terhadap guling, geser, dan daya dukung

tanah (termasuk penurunan).

Page 13: Bab III Dinding Penahan Tanah

87

Stabilitas terhadap guling

Dengan kondisi pembebanan sesuai gambar 3.9, tekana tanah aktif horisontal akan

menyebabkan dinding penahan terguling terhadap titik putar A. Berat sendiri

dindingpenahan, berat tanah di atas tumit dan tekanan tanah aktif vertikal akan

memberikan perlawanan guling. Besarnya gaya guling dan gaya tahan dapat

dihitung dengan persamaan (3.8) dan (3.9).

Momen guling :

Mo = Pah x 3

h ............................................................................. (3.8)

Momen tahan :

Mr = W1X1 + W2X2 + W3X3 + Pav …………………………………... (3.9)

Faktor keamanan terhadap guling :

S.F = )(

)(

gulingpenyebabmomen

gulingtahanmomenM r ≥ .................................................... (3.10)

Gambar 3.10 Resultante gaya-gaya dalam inti

Cara lain untuk menentukan kestabilan dinding terhadap bahaya guling,

yaitu dengan jalan mengusahakan agar garis kerja resultante seluruh gaya yang

Page 14: Bab III Dinding Penahan Tanah

88

bekerja pada dinding melalui inti CD = 1/3 L (Gambar 3.13). Garis kerja

resultante gaya terhadap titik guling akan berimpit dengan resultante tegangan

kontak tanah, yang besarnya adalah

W

MMX or −

= ............................................................................ (3.11)

Jarak antara garis kerja resultante gaya terhadap titik berat tapak dasar disebut

eksentrisitas ”e”, yang nilainya dpat dihitung menurut persamaan (3.12)

e = ½ L - X ; e ≤ 6

L ....................................................................... (3.12)

Stabilitas terhadap geser

Tekanan tanah aktif horizontal akan menyebabkan dinding penahan tergeser ke

kiri. Perlawanan geser berasal dari berat sendiri dinding penahan, berat tanah di

atas tumit dan tekanan pasif akan memberikan hambatan akan gerakan horizontal

tersebut. Besarnya gaya perlawanan geser dapat dihitung dengan persamaan

(3.13)

Gaya perlawanan geser :

Fr = L µ ( W1 + W2 + W3 ) + Pp .......................................................... (3.13)

dengan µ adalah koefisien gesek antara tanah dan tapak dinding. Harga-harga

koefisien gesek diberikan dalam Tabel 3.1.

Faktor keamanan terhadap geser :

S.F = )(

)(

geserpenyebabgayaP

geserperlawanangayaF

ah

r ≥ 1,5 ......................................... (3.14)

Page 15: Bab III Dinding Penahan Tanah

89

Nilai Pp dalam persamaan (3.13) sering tidak diperhitungkan, karena

kemungkinan kondisi tanah yang ada di depan tapak dinding tersebut tidak sama

sebelum dan sesudah pembangunan dinding.

Tabel 3.1. Nilai-nilai koefisien gesek antara tanah dan beton

NO JENIS TANAH µ

1.

2.

3.

4.

Tanah bebutir kasar

Tanah bebutir kasar (dengan lumpur)

Lumpur

Tanah cadas

0,55

0,45

0,35

0,60

Apabila faktor keamanan geser tidak mencukupi (S.F < 1,5), gaya perlawanan

geser dapat ditingkatkan dengan membuat koperan (pengunci) di bawah tapak

(Gambar 3.11).

Gambar 3.11 Koperan di bawah tapak

Page 16: Bab III Dinding Penahan Tanah

90

Dengan membuat koperan tersebut, dapat menimbulkan tekanan pasif Pp2

dan dapat menggeser bidang keruntuhan dari garis 1 ke garis 2. Disamping itu,

bidang geser akan bertambah panjang. Nilai Pp2 dapat dihitung menurut

persamaan berikut.

Pp = 212 )(2/1 hhK p −γ ....................................................................... (3.15)

� Stabil terhadap penurunan (daya dukung tanah)

Gaya-gaya horizontal dan vertikal pada dinding akan menimbulkan tegangan

pada tanah. Apabila tegangan yang timbul melebihi tegangan ijin tanah, maka

akan terjadi penurunan tanah, yang mengakibatkan pula penurunan bangunan.

Perhatikan Gambar 3.11, untuk tapak yang keseluruhannya berada dalam

kondisi tertekan (e ≤ L/6), besarnya tegangan tanah yang timbul per satuan

luas dapat dihitung menurut persamaan (3.16).

Tegangan tanah di titik A adalah :

)16.3()6

1()6/1( 2max a

L

e

BL

R

BL

eR

BL

R vvv +=+=σ

Tegangan tanah di titik B adalah :

)16.3()6

1()6/1( 2max b

L

e

BL

R

BL

eR

BL

R vvv −=−=σ

Page 17: Bab III Dinding Penahan Tanah

91

Gambar 3.12 Distribusi tegangan tanah akibat resultante beban berada di tepi

Dalam keadaan batas, yang terdapat tegangan nol bagian tumit, maka

harga eksentrisitas e = 1/6 L, yang berarti garis kerja resultante gaya tepat melalui

inti (Gambar 3.12).

Hal yang mungkin terjadi, yaitu apabila resultante R melalui dasar tapak di luar

daerah inti (e > L/6), maka keseimbangan gaya arah vertikal memberikan

Rv = (1/2) σmax 3 X2 ........................................................................... (3.17a)

Hubungan ini dapat diselesaikan menjadi :

σmax = )2(3

4

3

2

2 eL

R

X

R vv

−= ..................................................................... (3.17b)

dengan, e = L/2 – X2, dan ini berlaku untuk 0 < 3 X2 < L

3.5 Perencanaan dinding kantilever

Perencanaan dinding penahan tanah system kantilever meliputi :

� penentuan tinggi dan tebal dinding vertikal;

Page 18: Bab III Dinding Penahan Tanah

92

� penentuan tebal dan panjang tapak dasar;

� perhitungan stabilitas dinding penahan, yang meliputi guling, geser dan

penurunan;

� perhitungan kekuatan lentur pada dinding vertikal, ujung kaki tapak dan tumit

tapak;

� perhitungan kekuatan geser pada dinding vertikal, ujung kaki tapak dan tumit

tapak; dan

� menuangkan hasil perhitungan ke dalam gambar detail, yang meliputi gambar

konstruksi dan penulangan.

Perhitungan kekuatan lentur dan geser, harus didasarkan pada bermacam-macam

kombinasi beban berfaktor. Menurut SKSNI T-15 ayat 3.2.2 butir 4, kombinasi

beban meliputi :

� beban mati, beban hidup dan tekanan tanah

Wu = 1,2 Wt + 1,6 Wt t + 1,6 Wh ................................................ (3.18a)

� beban mati dan tekanan tanah

Wu = 1,2 Wdt + 0,9 Wh ................................................................ (3.18b)

3.6 Perencanaan Dinding Kontrafort

Dinding ini biasanya dibuat dari beton bertulang dengan ketinggian lebih dari 7

m. Dinding penahan tanah sistem kontrafort tersusun dari dinding vertikal, tapak

dasar dan kontrafort atau penopang (Gambar 3.13). Tapak dasar terdiri dari tapak

tumit dan tapak kaki.

Page 19: Bab III Dinding Penahan Tanah

93

Gambar 3.13. Bagian-bagian dari dinding kontrafort Perencanaan dinding vertikal

Dinding vertikal adalah suatu panel pelat yang ditumpu pada ketiga sisinya, yaitu

dua sisi ditumpu oleh kontrafort dan sisi yang lain ditumpu oleh pelat tapak dasar.

Dinding vertikal merupakan struktur statis tak tentu yang menerima beban lateral

dari tanah. Perhitungan gaya-gaya dalamnya seharusnya diselesaikan dengan

menggunakan teori plat. Mengingat metode ini dirasakan kurang praktis, maka

perencana pada umumnya tidak menggunakan metode tersebut. Metode yang

disederhanakan yang umumnya dipergunakan adalah dengan menganggap

pengaruh tumpuan pada pelat tapak dasr diabaikan. Dengan demikian, dinding

vertikal merupakan pelat (balok dengan lebar 1 meter) menerus yang ditumpu

pada setiap kontrafort. Pada bagian paling bawah dari dinding vertikal akan

menerima tekanan tanah lateral terbesar, dan tekanan ini berangsur-angsur

berkurang sampai bagian paling atas (Gambar 3.14).

Page 20: Bab III Dinding Penahan Tanah

94

Gambar 3.14. Beban cirian pada dinding kontrafort Perhitungan momen dan gaya geser

Dengan mengambil pias 1 meter tinggi dari dinding vertikal, besarnya momen dan

gaya lintang dapat dihitung dengan metode koefisien momen, yang telah dibahas

pada bab sebelumnya. Untuk kepentingan praktis, besarnya momen lapangan dan

tumpuan dapat diambil sebesar :

Mx = 10

1Wx L

2 .............................................................................. (3.219

dan besarnya gaya geser dapat diambil sebesar :

Vx = ½ Wx L ................................................................................ (3.220

dengan :

Wx = beban pada dinding vertikal sejauh x; dalam hal ini Wx = Ka(γs x + q)

L = jarak pusat ke pusat kontrafort

Besarnya momen pada daerah di dekat tumpuan bawah, dapat diambil (WxL2/ 12),

karena adanya tahanan pada tumpuan pelat tapak.

Page 21: Bab III Dinding Penahan Tanah

95

Perkiraan tebal efektif dinding vertikal

Dengan batasan beban menurut Gambar 3.14 di atas, tebal dinding vertikal pada

bagian terbawah dapat diperkirakan dengan rumus berikut :

Dengan menganggap mutu beton fc’ = 20 MPa, mutu baja tulangan fy = 350 MPa

dan rasio tulangan tarik ⌠ = 0,0057, maka didapat nilai Ru ≈ 1,502. Untuk lebar

hias 1 m, diperoleh tinggi efektif :

d = x

x

u

u WL

LW

Rb

M

10010502,11105,1

3

2

≈××

×= .......................................... (3.21)

dengan satuan d dalam m, Wx dalam kN/m2 dan L dalam m

Perencanaan tapak tumit

Tapak tumit adalah suatu panel pelat yang ditumpu pada ketiga sisinya, yaitu dua

sisi ditumpu oleh kontrafort dan sisi lain yang ditumpu oleh dinding vertikal

bagian bawah. Dengan demikian, kondisi permasalahan dan penyelesaiannya

adalah sama dengan dinding vertikal. Dengan mengambil pias 1 meter lebar,

tapak tumit merupakan balok menerus yang ditumpu pada setiap kontrafort.

Page 22: Bab III Dinding Penahan Tanah

96

Gambar 3.15. Pembebanan pada tapak kaki dan tumit Perhitungan momen dan gaya geser

Besarnya momen lapangan, momen tumpuan dan gaya geser pada tumit masimg-

masing dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (3.19) dan (3.20), dengan

Wx adalah beban netto dari beban tanah di atas tumit, beban permukaan, berat

sendiri tapak tumit dan tegangan kontak tanah (Gambar 3.15). Gaya geser

maksimum dihitung pada penampang kritis geser, yaitu pada sisi muka kontrafort.

Untuk kepentingan praktis, dapat digunakan gaya geser pada pusat kontrafort.

Perkiraan tebal efektif tumit

Dengan anggapan seperti rumus (3.25), tebal efektif tapak tumit dapat

diperkirakan dengan rumus (3.26), yaitu :

d ≈ WL

100 .................................................................................... (3.22)

dengan :

Wx = beban maksimum pada tapak tumit (kN/m2); dalam hal ini W = γs H + q

Page 23: Bab III Dinding Penahan Tanah

97

L = jarak pusat ke pusat kontrafort (m)

H = tinggi dinding penahan (m)

s = berat satuan tanah (kN/m3)

q = beban permukaan (kN/m2)

Perencanaan tapak kaki

Tapak kaki adalah suatu pelat kantilever yang ditumpu jepit pada dinding vertical.

Pembebasan, momen dan gaya lintang dihitung dengan ketentuan sama seperti

pada tapak kaki dinding kantilever (Gambar 3.15).

Perencanaan kontrafort

Kontrafort adalah suatu panel pelat segitiga atau trapesium yang menghubungkan

dinding vertikal dengan tapak bagian tumit. Dalam perencanaanya, kontrafort

dianggap sebagai struktur statis tertentu, yang berupa kantilever dengan tumpuan

jepit pada tapak tumit. Penampang kontrafort berupa balok T, yang terdiri dari

panel pelat segitiga dan dinding vertikal, masing-masing berperan sebagai badan

balok dan flens.

Page 24: Bab III Dinding Penahan Tanah

98

Gambar 3.16. Gaya yang dihitung pada perencanaan prnampang Tinggi balok T adalah jarak dari sisi miring ke dinding vertikal. Tinggi

maksimum balok T ditunjukkan sebagai potongan A – A pada Gambar 3.16.

Beban yang bekerja pada balok T adalah beban lateral dari tanah selebar jarak

antar kontrafort. Besarnya momen dan gaya geser pada balok kantilever sejauh x

adalah :

Mx = Pa1 y1 + Pa2 y2 ......................................................................... (3.23)

Vx = Pa1 + Pa2 …………………………………………………... (3.24)

Pada panel pelat segitiga atau trapezium yang berfungsi sebagai badan

balok T, dipasang tulangan sengkang kombinasi yaitu, arah horizontal dan arah

vertikal.

Page 25: Bab III Dinding Penahan Tanah

99

Untuk mengetahui sejauh mana anda memahami materi yang telah diberikan,

maka berikut ini diberikan tugas satu soal untuk dikerjakan di rumah. Tugas ini

dimasukkan pada pertemuan minggu depan.

Soal: Rencanakan sebuah dinding penahan tanah type kantilever untuk menahan

tanah setinggi 7.00 m. Permukaan tanah timbunan di belakang dinding

adalah datar. Tanah timbunan mempunyai berat isi 19 kN/m3 dan sudut

gesek dalam ∅ = 35o. Koefisien geser antara tanah dan beton µ = 0.50.

Gunakan kuat tekan beton fc’ = 20 MPa, kuat leleh baja fy = 300 MPa.

Tegangan tanah izin adalah 240 kPa ( 2.4 kg/cm2).

P E N U T U P

Page 26: Bab III Dinding Penahan Tanah

100

DAFTAR PUSTAKA

Dipohusodo, Istimawan. 1993. Struktur Beton Bertulang. Jakarta: Gramedia.

ITS. Tanpa tahun. Perhitungan Konstruksi Beton Bertulang Berdasarkan Pedoman Beton 1989. Surabaya.

Sudarmanto. 1996. Konstruksi Beton 2. Bandung: PEDC.

Vis, W.C., dan Gideon Kusuma. 1994. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Seri Beton I. Jakarta Erlangga.

Vis, W.C., & R. Sagel. 1987. Perhitungan Perencanaan Sederhana untuk Beton

Bertulang. Nederland: STUVO Wahyudi, L., dan Syahril A. Rahim. 1997. Struktur Beton Bertulang. Jakarta: PT

Gramedia Pustaka Utama Wang, Chu-Kia & Charles G. Salmon. 1985. Disain Beton Bertulang. Terjemahan

oleh Binsar Hariandja. 1986. Jilid I dan II. Jakarta: Erlangga.