retaining wall design

Download Retaining Wall Design

Post on 18-Jan-2016

39 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

stability analysis

TRANSCRIPT

  • 2.1 Umum

    Dinding penahan tanah berfungsi untuk menyokong tanah serta mencegahnya

    dari bahaya kelongsoran. Baik akibat beban air hujan, berat tanah itu sendiri maupun

    akibat beban yang bekerja di atasnya. Pada saat ini, konstruksi dinding penahan

    tanah sangat sering digunakan dalam pekerjaan sipil walaupun ternyata konstruksi

    dinding penahan tanah sudah cukup lama dikenal di dunia. Salah satu bukti

    peninggalan sejarah bahwa dinding penahan tanah telah digunakan pada masa

    lampau adalah Tembok Raksasa China yang mulai dibangun pada zaman Dinasti Qin

    (221 SM) sepanjang 6.700 km dari timur ke barat China dengan tinggi 8 meter, lebar

    bagian atasnya 5 meter, sedangkan lebar bagian bawahnya 8 meter. Bukti lainnya

    yaitu taman gantung Babylonia yang dibangun di atas bukit batuan yang bentuknya

    berupa podium bertingkat yang ditanami pohon, rumput dan bunga-bungaan serta

    ada air terjun buatan berasal dari air sungai Eufrat yang dialirkan ke puncak bukit

    lalu mengalir melalui saluran buatan, yang dibangun pada zaman raja Nebukadnezar

    (612 SM) dengan tinggi 107 meter. Tembok Barat di Yerusalem (37 SM) juga dicatat

    sebagai bukti peninggalan sejarah yang telah memakai dinding penahan tanah dalam

    konstruksinya, dibangun pada zaman raja Herodes sebagai tembok penyangga kota

    Yerusalem. Sekarang, tembok ini lebih populer dengan sebutan tembok rapatan.

    Tembok ini terbuat dari batu bata dan batuan gunung.

    Universitas Sumatera Utara

  • Gambar (a) Gambar (b)

    Gambar (c)

    Gambar 2.1 Contoh bangunan dari masa lalu yang memakai dinding penahan tanah :

    (a) Tembok Raksasa China ; (b) Taman Gantung Babylonia ; (c) Tembok Barat

    Yerusalem

    2.2 Dinding Penahan Tanah

    Dinding penahan tanah adalah sebuah struktur yang didesain dan dibangun untuk

    menahan tekanan lateral (horisontal) tanah ketika terdapat perubahan dalam elevasi

    tanah yang melampaui sudut at-rest dalam tanah. Faktor penting dalam mendesain

    dan membangun dinding penahan tanah adalah mengusahakan agar dinding penahan

    Universitas Sumatera Utara

  • tanah tidak bergerak ataupun tanahnya longsor akibat gaya gravitasi. Tekanan tanah

    lateral di belakang dinding penahan tanah bergantung kepada sudut geser dalam

    tanah (phi) dan kohesi (c). Tekanan lateral meningkat dari atas sampai ke bagian

    paling bawah pada dinding penahan tanah. Jika tidak direncanakan dengan baik,

    tekanan tanah akan mendorong dinding penahan tanah sehingga menyebabkan

    kegagalan konstruksi serta kelongsoran. Kegagalan juga disebabkan oleh air tanah

    yang berada di belakang dinding penahan tanah yang tidak terdisipasi oleh sistem

    drainase. Oleh karena itu, sangatlah penting untuk sebuah dinding penahan tanah

    mempunyai sistem drainase yang baik, untuk mengurangi tekanan hidrostatik dan

    meningkatakan stabilitas tanah.

    2.2.1 Jenis Dinding Penahan Tanah

    Di kebanyakan proses konstruksi, terkadang diperlukan perubahan penampang

    permukaan tanah dengan suatu cara untuk menghasilkan permukaan vertikal atau

    yang dekat dengan permukaan vertikal tersebut (Whitlow, 2002). Penampang baru

    tersebut mungkin saja dapat memikul beban sendiri, tetapi dalam beberapa kasus,

    sebuah struktur dinding penahan lateral membutuhkan dukungan. Dalam analisis

    stabilitas, kondisi tanah asli ataupun material pendukung sangatlah penting, karena

    berhubungan dengan dampak bergeraknya dinding penahan atau kegagalan struktur

    setelah proses konstruksi.

    Jika struktur dinding penahan tanah telah didukung dengan material lain sehingga

    bergerak mendekat ke tanah, maka tekanan horisontal dalam tanah akan meningkat,

    hal ini disebut tekanan pasif. Jika dinding penahan bergerak menjauh dari tanah,

    Universitas Sumatera Utara

  • tekanan horisontal akan menurun dan hal ini disebut tekanan aktif. Jika struktur

    dinding penahan tanah tidak runtuh, tekanan horisontal tanah dapat dikatakan dalam

    tekanan at-rest.

    Dinding penahan tanah dapat dibedakan atas 2 bagian yakni Sistem Stabilisasi

    Eksternal (Externally Stabilized System) yang terbagi atas Gravity Walls dan In-Situ

    atau Embedded Walls dan Sistem Stabilisasi Internal (Internally Stabilized System)

    yang terbagi atas Reinforced Soil Walls dan In-Situ Reinforcement.

    2.2.1.1 Gravity Walls

    Masonry Wall

    Dapat terbuat dari beton, batu bata ataupun batu keras. Kekuatan dari material

    dinding penahan biasanya lebih kuat daripada tanah dasar. Kakinya biasanya

    dibuat dari beton dan biasanya akan mempunyai lebar sepertiga atau setengah

    dari tinggi dinding penahan. Stabilitas dinding ini tergantung kepada massa dan

    bentuk.

    Gabion Wall

    Gabion adalah kumpulan kubus yang terbuat dari galvanized steel mesh atau

    woven strip, atau plastic mesh (hasil anyaman) dan diisi dengan pecahan batu

    atau cobbles, untuk menghasilkan dinding penahan tanah yang mempunyai

    saluran drainase bebas.

    Universitas Sumatera Utara

  • Crib Wall

    Dinding penahan tanah jenis ini dibentuk dengan beton precast, stretchers

    dibuat paralel dengan permukaan vertikal dinding penahan dan header

    diletakkan tegak lurus dengan permukaan vertical. Pada ruang yang kosong

    diisikan dengan material yang mempunyai drainase bebas, seperti pasir dan hasil

    galian.

    Reinforced Concrete Wall (Cantilever Reinforced Concrete Wall)

    Reinforced concrete cantilever walls adalah bentuk modern yang paling

    umum dari gravity wall, baik dalam bentuk L atau bentuk T terbalik. Dibentuk

    untuk menghasilkan lempengan kantilever vertikal, kantilever sederhana,

    beberapa menggunakan berat dari timbunan di belakang dinding untuk menjaga

    agar dinding tetap stabil. Hal ini coccok digunakan untuk dinding sampai

    ketinggian 6 m (Whitlow, 2001)

    2.2.1.2 In Situ or Embedded Walls

    Sheet Pile Wall

    Jenis ini merupakan struktur yang fleksibel yang dipakai khususnya untuk

    pekerjaan sementara di pelabuhan atau di tempat yang mempunyai tanah jelek.

    Material yang dipakai adalah timber, beton pre-cast dan baja. Timber cocok

    dipakai untuk pekerjaan sementara dan tiang penyangga untuk dinding

    kantilever dengan letinggian sampai 3 m. Beton pre-cast dipakai untuk struktur

    permanen yang cukup berat. Sedangkan baja telah banyak dipakai, khususnya

    untuk kantilever dan dinding penahan jenis tied-back, dengan berbagai pilihan

    Universitas Sumatera Utara

  • penampang, kapasitas tekuk yang kuat dan dapat digunakan lagi untuk pekerjaan

    sementara. Kantilever akan mempunyai nilai ekonomis jika hanya dipakai sampai

    ketinggian 4 m (Whitlow, 2001). Anchored atau dinding tie-back dipakai untuk

    penggunaan yang luas dan berbagai aplikasi di tanah yang berbeda-beda.

    Braced or Propped Wall

    Props, braces, shores dan struts biasanya ditempatkan di depan dinding

    penahan tanah. Material-material tersebut akan mengurangi defleksi lateral dan

    momen tekuk serta pemancangan tidaklah dibutuhkan. Dalam saluran drainase,

    dipakai struts dan wales. Dalam penggalian yang dengan area yang cukup luas,

    dipakai framed shores dan raking shores.

    Contiguous dan Secant Bored-Pile Wall

    Dinding contiguous bored pile dibentuk dari satu atau dua baris tiang pancang

    yang dipasang rapat satu sama lain.

    Diapraghm Wall

    Biasanya dibangun sebagai saluran sempit yang telah digali yang untuk

    sementara diperkuat oleh bentonite slurry, material perkuatan ditumpahkan ke

    saluran dan beton ditaruh melaui sebuah tremie. Metode ini dipakai di tanah yang

    sulit dimana sheet piles akan bermasalah atau level dengan muka air yang tinggi

    atau area terbatas.

    Universitas Sumatera Utara

  • 2.2.1.3 Reinforced Soil Walls

    Menurut Schlosser (1990), konsep dari reinforced earth diperkenalkan oleh

    Henry Vidal di Prancis. Vidal mengamati bahwa ketika lapisan pasir diberi pemisah

    berupa lembaran horisontal yang terbuat dari baja, tanah tersebut lebih kuat menahan

    pembebanan secara vertikal. Kemudian selanjutnya jenis perkuatan ini mulai dipakai

    untuk perkuatan dalam konstruksi dinding penahan tanah.

    2.2.1.4 In Situ Reinforcement

    Soil Nailing

    Jenis perkuatan ini merupakan metode in-situ reinforcement yang

    menggunakan material berupa baja atau elemen metalik lain yang dimasukkan

    atau dengan melakukan grouting di dalam lubang yang telah digali, tetapi

    materialnya bukan merupakan pre-stressed.

    2.3 Tanah

    Beban utama yang dipikul oleh dinding penahan tanah adalah berat tanah itu

    sendiri. Oleh karena itu diperlukan pengetahuan yang memadai tentang tanah untuk

    dapat mendesain dinding penahan tanah.

    Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-

    mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari

    bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat

    cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat

    tersebut. Tanah umumnya dapat disebut sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau

    Universitas Sumatera Utara

  • (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan

    pada tanah tersebut. Untuk menerangkan hal di atas, berikut adalah gambar diagram

    fase tanah.

    Gambar 2.2 Diagram Fase Tanah

    Besarnya kadar air dan uda