PERENCANAAN ULANG DINDING PENAHAN TANAH DI RUMAH SAKIT JIWA PROF. HB SAANIN PADANG

Transkripsi

1 PERENCANAAN ULANG DINDING PENAHAN TANAH DI RUMAH SAKIT JIWA PROF. HB SAANIN PADANG Jerry Okta Frandika, Hendri Warman, Taufik Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Abstrak Tanah sebagai material konstruksi sekaligus sebagai tanah pondasi dari suatu konstruksi/struktur seperti bendungan urugan, tanggul sungai, tembok penahan, konstruksi pekerjaan jalan, gedung dan jembatan, memerlukan suatu persyaratan tertentu baik dari segi kekuatan maupun ekonomis. Untuk meningkatkan stabilitas lereng, ada beberapa metode yang bisa digunakan, salah satunya adalah dengan menggunakan konstruksi dinding penahan tanah. Dinding penahan tanah adalah konstruksi yang berfungsi untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan oleh tanah dibelakang dinding penahan tanah. Perhitungan tekanan tanah dihitung dengan menggunakan teori Rankine serta perhitungan stabilitas terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung tanah dihitung berdasarkan persamaan Hansen dan Vesic berdasarkan data-data karakteristik keteknikan (c dan ø). Ada dua jenis dinding penahan tanah yang sering digunakan di lapangan, yaitu type gravitasi dan type kantilever. Studi ini bertujuan untuk merencanakan dimensi dinding penahan tanah dan perbandingan penggunaan kedua type dinding penahan tanah tersebut pada ketinggian yang sama. Hasil perhitungan stabilitas dinding penahan tanah menunjukkan bahwa pada ketinggian lereng 5.85 m, angka keamanan pada type kantilever lebih tinggi dari type gravitasi, baik untuk stabilitas terhadap penggulingan, penggeseran maupun keruntuhan kapasitas daya dukung tanah. Kata kunci : Stabilitas lereng, dinding penahan, dimensi, gravitasi, kantilever

2 REPEAT DESIGN RETAINING WALL IN THE LAND OF MENTAL HOSPITAL PROF. HB SAANIN PADANG Jerry Okta Frandika, Hendri Warman, Taufik Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University Padang Abstract Soil as a construction material as well the foundation from structure or construction such as dams, river embankments, retaining walls, construction work of road, building and bridge, need a specific requirement in terms of side strength and economically. To increase the stability the slope, there are some methods that can be used, one of them is using retaining wall construction. The retaining wall is construction that has a fuction to resist pressure of lateral soil that is surfaced by soil behind the retaining wall. The pressure of soil calculation is counted using Rankine theory and also stability calculation concern with the collapse of the soil bearing capacity is counted based on the equation Hensen and Vesic based data engineering charateristic (c and ø). There are two of retaining walls are often used in the field, they are gravity and cantilever type. This study aimed to project retaining wall dimensions and comparison using two type of retaining wall the same height. The result of stability calculations indicate that the retaining wall in height slope was 5.85 m, the safety numbers cantilever type is higher than gravity type, this is good for stability toward overthrow, shifting or collapse of soil bearing capacity. Keywords : slope stability, retaining walls, dimensions, gravity, cantilever

3 1. PENDAHULUAN Dewasa ini perencanaan konstruksi sipil di Indonesia berkembang dengan begitu pesat, seperti pondasi, bendungan tanah atau dinding penahan tanah. Dimana tanah merupakan bahan dari suatu konstruksi atau tempat dimana suatu konstruksi itu diletakan. Semua struktur yang berada di atas tanah akan didukung oleh tanah dan batuan yang menopangnya. Dalam hal ini, tekanan tanah yang bekerja yang pada dinding penahan yang berasal dari tanah dibelakangdinding, mempunyai kecenderungan untuk menggeser atau yang lebih sering dengan cara rotasi (berputar) terhadap dasar tembok. Pembangunan dinding penahan tanah harus benar-benar berdasarkan perhitungan kestabilan dan faktor keselamatan karena kesalahan yang terjadi dalam pembangunan dinding penahan tanah dapat berakibat fatal yaitu kerugian harta benda dan hilangnya korban jiwa. Dinding penahan dapat dikatakan aman apabila dinding penahan tersebut telah diperhitungkan faktor keamanannya, baik terhadap bahaya guling, pergeseran, dan penurunan daya dukung tanah. Stabilitas dinding penahan tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti dimensi, berat isi tanah(γ), sudut geser (φ), kemiringan permukaan tanah dan tinggi lereng. Banyak alternatif yang dapat dilakukan untuk mengatasi atau setidaknya mengurangi kerugian yang ditimbulkan akibat longsor yang terjadi didaerah pinggiran lereng. Salah satunya dengan melakukan usaha dengan cara membuat struktur penahan tanah dalam berbagai jenis sesuai dengan kondisi tersebut. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis mengambil data pada lokasi Rumah Sakit Jiwa Prof. HB Saanin Padang. Pada lokasi ini struktur penahan tanah menggunakan struktur beton bertulang. Dengan demikian penulis melakukan perencanaan ulang dinding penahan tanah type gravitasi dan kantilever, sehinga akan didapatkan perbandingan kedua type dinding penahan meliputi spesifikasi teknis yaitu angka keamanan dan dinding penahan yang efektif digunakan serta perhitungan kapasitas daya dukung tanah menggunakan metode Hansen. a. Dinding Penahan Tanah Dinding penahan tanah adalah suatu konstruksi yang dibangun untuk menahan tanah yang mempunyai kemiringan/lereng dimana kemantapan tanah tersebut tidak dapat dijamin oleh tanah itu sendiri. Bangunan dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan oleh tanah urugan atau tanah asli yang labil akibat kondisi topografinya. Dalam penggunaannya di lapangan, dikenal beberapa jenis atau type dinding penahan tanah, antara lain : Dinding penahan beton type gravitasi : dinding penahan yang dibuat dari beton tak bertulang atau pasangan batu. Dinding penahan type kantilever : dinding yang terdiri dari kombinasi dinding beton bertulang yang berbentuk huruf T. Dinding kantilever lebih tinggi

4 gaya tekan terhadap tanah cendrung untuk menggulingkan dinding. Umumnya dinding mempunyai bagian pada dasar yang memanjang dibawah urugan tanah dan berat diatas bagian dasar membantu mencegah tergulingnya bangunan. Dinding counterfort : dinding yang terdiri dari dinding beton bertulang tipis yang di bagian dalam dinding pada jarak tertentu didukung oleh plat/dinding vertikal yang disebut counterfort (dinding penguat). Ruangan di atas plat pondasi, diantara counterfort diisi dengan tanah urugan. Dinding penahan tembok batu yang berupa balok : terdiri dari balok-balok beton yang disusun menjadi dinding penahan. Dinding penahan tanah bertulang : dinding yang terdiri dari dinding yang berupa timbunan tanah yang diperkuat dengan bahan-bahan tertentu, seperti geosintetik ataupun baja. b. Perencanaan Dinding Penahan Tanah Analisa stabilitas dinding penahan tanah harus meninjau hal-hal sebagai berikut : Faktor aman terhadap guling, dan geser harus memenuhi syarat. Tekanan yang terjadi pada dasar pondasi harus tidak boleh melebihi kapasitas dukung izin. Stabilitas lereng secara keseluruhan harus memenuhi syarat. Adapun proses dalam perencanaan dinding penahan tanah baik type gravitasi maupun type kantilever adalah sebagai berikut : 1. Menentukan dimensi dinding penahan tanah 2. Menghitung tekanan tanah, dalam hal ini menggunakan teori Rankine. Ka = tan² (45 - ) Kp = tan² (45 + ) Pa = 0.5H²Ɣ Ka 2cH Pp = 0.5H²Ɣ Kp 2cH = sudut geser dalam tanah H = tinggi dinding Pa = tekanan tanah aktif Pp = tekanan tanah pasif 3. Menghitung gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan pondasi. Pada perhitungan ini akan diperoleh berat dinding (W) dan jumlah gaya momen (ΣMw) dari setiap bagian dinding dan tanah diatas plat pondasi yang akan dimasukkan dalam perhitungan stabilitas dinding. 4. Menghitung stabilitas terhadap bahaya guling. Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah urugan di belakang dinding penahan cenderung menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki depan pondasi. Momen guling ini, dilawan oleh momen akibat berat sendiri dinding penahan dan momen akibat berat tanah diatas plat pondasi.

5 Faktor keamanan terhadap guling adalah : Fk = 2 ƩMW = momen yang melawan guling ƩMgl = momen yang mengakibatkan guling Faktor aman bergantung pada jenis tanah yaitu : Fk 1.5 tanah dasar berbutir Fk 2 tanah dasar kohesif 5. Menghitung stabilitas terhadap bahaya geser. Faktor aman terhadap bahaya geser adalah : Fk = 1.5 ƩFR = B. C + ƩV tan Ø ΣFD = jumlah gaya horizontal 6. Menghitung stabilitas terhadap kapasitas dukung tanah. Kapasitas dukung ultimit dihitung dengan menggunakan persamaan Hansen yaitu : qu = dc ic CNc + dq iq Df Ɣ Nq + dɣ iɣ 0.5 B Ɣ NƔ Faktor keamanan terhadap keruntuhan kapasitas dukung adalah : F = 3 Bila dihitung dengan berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan tanah pondasi ke tanah dasar terbagi rata secara sama, maka : e B/6 c. Turap Dinding turap adalah dinding vertikal relative tipis yang berfungsi untuk menahan masuknya air kedalaman lubang galian. Adapun tipe-tipe dinding turap antara lain : Dinding turap kantilever Cocok untuk menahan tanah dengan ketinggian sedang, mengandalkan tahanan tanah didepan dinding. Dinding turap diangker Bisa menahan tebing galian yang dalam, menahan beban lateral dengan tahanan tanah dan angker, stabilitas bergantung pada kedalaman penetrasi turap, kemudahmampatan tanah, kuat geser tanah dan keluluhan angker. Dinding turap dengan landasan Mampu menahan tekanan yang dibantu oleh tiang-tiang, diatas tiang dibuat landasan kedudukan bangunan, tiang-tiang berfungsi mengurangi beban lateral pada turap Bendungan elak seluler Merupakan turap yang berbentuk sel-sel yang diisi pasir, dinding ini menahan tekanan tanah dengan mengandalkan berat sendiri.

6 d. Tekanan Tanah Pada Dinding Penahan Tanah yang diletakkan dibagian belakang dinding merupakan timbunan tanah yang selalu diendapkan setelah dinding penahan tersebut dibuat. Sementara penimbunan dilakukan, kemungkinan yang terjadi dinding akan mengalami deformasi (perubahan) akibat dari tekanan tanah. Khusus mengenai tekanan tanah ini, maka perlu diketahui tentang: 1. Besarnya tekanan tanah 2. Letak titik tangkap gayanya 3. Arahnya 4. Pembagian tekanan Untuk mengetahi tentang besarnya tekanan dan arah tekanan tanah pada suatu dinding penahan, dapat diuraikan seperti gambar berikut : strukrur penahan tanah. Besarnya tekanan tanah lateral sangat dipengaruhi oleh perubahan letak dari dinding penahan tanah dan sifat-sifat tanahnya. Agar dapat merencanakan konstruksi penahan tanah dengan benar, maka kita perlu mengetahui gaya- gaya horizontal yamg bekerja antara konstruksi penahan tanah dan massa yang ditahan. Untuk menganalisa tekanan tanah lateral, ada 3 macam tekanan tanah lateral yang harus diketahui yaitu : 1. Tekanan tanah dalam keadaan diam (at rest) Tekanan tanah yang terjadi akibat massa tanah pada dinding penahan tanah dalam keadaan seimbang (statis) Gambar (1) Diagram tekanan tanah e. Teori Tekanan Tanah Lateral Analisa tekanan tanah lateral digunakan untuk perancangan dinding penahan tanah dan struktur lainya seperti pangkal jembatan, terowongan, dan lain-lainnya. Konstruksi penahan tanah tersebut biasanya digunakan untuk menahan massa tanah lereng vertikal. Tekanan tanah lateral merupakan gaya yang ditimbulkan akibat dorongan tanah dibelakang Gambar (2) Diagram Tekanan Tanah Diam Batas nilai K o untuk tanah granular (berbutir) K o = 1- sin = Sudut geser dalam tanah Tabel (1) Harga K o untuk Bermacammacam Tanah No Macam tanah K o 1 Pasir lepas Pasir padat Pasir dipadatkan 0.80 demi lapis 4 Lempung lunak Lempung lepas 0.50

7 2. Tekanan tanah aktif Tekanan yang berusaha mendorong dinding penahan tanah tersebut untuk bergerak ke depan. Rumus Tekanan Tanah Pasif : Kp = tan² (45 + ) = sudut geser dalam tanah H = tinggi dinding Pp = tekanan tanah pasif f. Sifat-sifat Tanah Sifat-sifat tanah yang terhubung erat dalam perhitungan tekanan tanah lateral adalah sebagai berikut: Berat isi tanah (Ɣ) Berat isi tanah adalah Gambar (3) Diagram Tekanan Tanah Aktif Rumus Tekanan Tanah Aktif : Ka = tan² (45 - ) Pa = 0.5H²Ɣ Ka 2cH = Sudut geser dalam tanah H = tinggi dinding Pa = tekanan tanah aktif 3. Tekanan tanah pasif Tekanan tanah yang berusaha mengimbangi/menahan tekanan tanah aktif. perbandingan antara berat tanah seluruhnya dengan isi tanah selurunhya: Gs (1 w) 1 e γ = berat isi air W = kadar air E = angka pori Gs = berat butiran tanah. Berat isi tanah dapat berubah dengan berubahnya angka pori dan kadar air dari massa w tanah. Besarnya berat ini tanah harus ditentukan dengan mengadakan percobaan di laboratorium dibawah ini diberikan harga-harga berat isi tanah. Gambar (4) Diagram Tekanan Tanah Pasif

8 Tabel (2) Berat Isi Tanah rongganya akan terisi tanah dan dapat terjadi kerusakan geser akibat geseran sepanjang permukaan tanah (δ = ø). Sudut geser dalam (ø) Parameter ini tergantung kepada kepadatan tanah, jenis tanah dan kandungan airnya, pada tanah yang lembab air cendrung mengurangi besarnya sudut geser dalam, maka tanah dapat dianggap tidak mempunyai sudut geser dalam (kekuatan geser mendekati = 0). Sudut Geseran Antara Dinding dan Tanah (δ) Parameter ini sangat sukar ditentukan karena tergantung pada sifatsifat tanah, arah penggerakkan dinding dan kondisi permukaan antara dinding dan tanah, apabila bagian belakang dinding licin, maka δ = 0 dan apabila permukaan dinding kasar sekali, maka 2. METODOLOGI Dalam literatur ini didapatkan teori-teori untuk menghitung perencanaan dinding penahan tanah serta peraturan atau standar yang ada, yaitu data-data yang digunakan didapat dari data teknis di lapangan. Adapun rincian dari metodologi penulisan sebagai berikut : 1. Studi literatur Mengetahui teori dasar-dasar perencanaan dinding penahan tanah. 2. Pengumpulan data-data di lapangan untuk perencanaan dinding penahan tanah (Dinding type gravitasi dan kantilever) Pengumpulan data dilakukan dengan cara meminta data ke instansi terkait,yaitu data penunjang dari konsultan dan kontraktor, serta melakukan survey lapangan di wilayah studi. 3. Metode Analisis Analisa kelongsoran Merencanakan dimensi dinding penahan tanah Perhitungan Stabilitas dinding penahan tanah 3. PERHITUNGAN DINDING PENAHAN Data Lapangan Data Tanah

9 Dari data lapangan didapat parameter tanah seperti nilai kohesi, berat isi tanah dan sudut geser tanah antara lain : Berat isi tanah Ɣt = 1.60 t/m³ Ɣd = 1.11 t/m³ Nilai kohesi tanah C = 2 t/m² Sudut geser ø = 20º Data Lereng Dari data lapangan didapat ketinggian dan sudut lereng antara lain : Elv Bidang Persamaan Refereence Level BP Elevasi (m) Elevation (m) Jarak (m) Distance (m) Skala V : H = 1 : Gambar (5) Pengukuran Lereng Analisa Beban Beban yang bekerja baik pada sisi tanah ataupun pada sisi galian akan menyebabkan tambahan tekanan lateral pada dinding. Beban yang bekerja dapat berupa : beban merata, beban jalur, beban garis dan beban terpusat. q Analisa Kelongsoran Dalam analisa kemantapan lereng dengan permukaan gelincir yang diasumsi sebagai lengkung lingkaran, maka gaya yang mendorong massa tanah diatas lengkungan lingkaransehingga menggelincir harus dibandingkan dengan gaya geser sepanjang lengkungan lingkaran yang menahan longsoran itu. Karena gaya dorong dan gaya tahan berbeda sehubungan dengan kedudukan dan jari-jari lengkungan lingkaran, maka harus dengan mengubah-ubah kedudukan dan jari-jari lengkungan lingkaran untuk beberapa harga dengan cara mencoba-coba. Faktor keamanan terhadap gelincir dengan persamaan : F = Nilai faktor keamanan : F 1 Lereng tidak stabil (terjadi longsor) F 1.5 Lereng stabil (aman) H P1 P2 R = M Gambar (6) Tekanan tanah akibat beban merata W7 4 W5 W6 W4 W2 W3 Gambar (7) Penampang Tebing 48 W1 5.85

10 Tabel (3) Perhitungan Stabilitas Lereng Type Gravitasi F = F = F = (Tidak Aman) 4. PERENCANAAN DIMENSI DINDING PENAHAN TANAH Type Kantilever Gambar (8) Dimensi dinding type kantilever Tinggi (H) = 3.5 m Tanah diatas pondasi (D) = 1.15 m Lebar bagian puncak (a) = 0.3 m Tebal tumit (d) = 0.35 m Lebar Plat Lantai (B) = 2.5 m Gambar (9) Dimensi Dinding Type Gravitasi Tinggi (H) = 3.5 m Tanah diatas pondasi (D) = 1.15 m Lebar bagian puncak (a) = 0.3 m Tebal tumit (d) = 0.44 m Lebar Plat Lantai (B) = 2.5 m 5.HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil perhitungan di atas diperoleh bahwa kestabilan lereng tidak stabil,lereng akan mengalami kelongsoran, untuk itu perlu dibuat perkuatan lereng dengan merencanakan suatu dinding penahan tanah. Angka keamanan yang didapat setelah melakukan analisis sebesar F = yaitu lereng tidak stabil (terjadi longsor). Hasil dari perhitungan antara dinding penahan tanah tipe kantilever dan gravitasi ditabelkan beserta nilai dan syarat faktor keamanan terhadap guling, geser, dan daya dukung.

11 Tabel (4). Hasil Perhitungan Stabilitas No H (m) = Tipe Dinding 3.5m Kantilever Gravitasi 1 Fgl > Fgs > F > Eksentrisitas (m) < B/ Berdasarkan tabel di atas terlihat hasil perhitungan menunjukkan bahwa faktor keamanan yang diperoleh berada diatas faktor keamanan yang telah disyaratkan. Sehingga dinding penahan tanah yang direncanakan dengan H = 3.5 m dan lebar yang sama b = 2.5 m perencanaan masing masing dimensi tembok penahan sudah mampu untuk menahan gaya guling, geser dan daya dukung. Namun pada syarat eksentrisitas terlihat bahwa tipe dinding gravitasi lebih kecil atau tidak memenuhi syarat daripada syarat eksentrisitas tipe dinding kantilever. Diantara kedua tipe dinding penahan tanah terlihat bahwa dinding tipe kantilever yang sangat efektif digunakan dari pada tipe gravitasi dimana faktor keamanan yang didapat memang berada diatas faktor keamanan yang disyaratkan, akan tetapi pada dinding tipe gravitasi nilai faktor keamanan memang diatas persyaratan namun tidak mampu menahan daya dukung tanah. 6.KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil perencanaan dinding penahan tipe kantilever dan tipe gravitasi dengan menggunakan data yang ada dan data tanah hasil uji laboratorium pada lokasi Rumah Sakit Jiwa PROF. HB SAANIN Padang didapat hasil analisis lereng yaitu lereng dinyatakan tidak stabil (terjadi longsor) nilai faktor keamanan F = kecil dari yang disyaratkan. Pada perencanaan dinding penahan tipe kantilever dan tipe gravitasi dengan tinggi yang sama H = 3.5 m dan lebar yang sama didapatkan bahwa faktor keamanan yang diperoleh berada diatas faktor keamanan yang telah disyaratkan dan perencanaan masing masing dimensi tembok penahan sudah mampu untuk menahan gaya guling, geser dan daya dukung. Akan tetapi dinding tipe kantilever yang lebih baik untuk digunakan berdasarkan hasil perhitungan faktor keamanan diperoleh : Stabilitas guling (Fgl) tipe kantilever (Fgl = 3.36) sedangkan tipe gravitasi (Fgl = 2.68) Stabilitas geser (Fgs) tipe kantilever (Fgs =2.16) sedangkan tipe gravitasi (Fgs = 1.95) Stabilitas daya dukung (F) tipe kantilever (F = 3.73) sedangkan pada tipe gravitasi nilai eksentrisitas tidak memenuhi syarat sehingga tidak mampu menahan daya dukung tanah. Untuk pengembangan selanjutnya sebaiknya perlu dilakukan hal-hal sebagai berikut :

12 1. Dalam merencanakan dinding penahan tanah terlebih dahulu harus mengetahui apa saja data yang diperlukan. 2.Mengetahui kemantapan lereng yang akan dibangun dinding penahan sebagai penyokong nya. 3.Untuk pengembangan perencanaan dinding penahan tanah selanjutnya sebaiknya dilakukan perbandingan kedua tipe dinding penahan tersebut untuk ketinggian melebihi 3.5 meter 4.Dalam merencanakan dinding penahan tanah kalau dapat sampai dengan pembahasan rencana anggaran biaya sehingga akan didapatkan perbandingan yang bukan hanya dari sisi teknis, tapi juga nilai ekonomi dari kedua tipe dinding penahan tanah tersebut..daftar PUSTAKA Akhir. Fakultas Teknik Universitas Tadulako, Palu. Zakaria, Zufialdi Analisis Kestabilan Lereng Tanah. Bandung. Bowles Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1 dan 2. Diterjemahkan oleh Pantur SilabanPhD. Erlangga, Jakarta. Das, B. M Mekanika Tanah (Prinsipprinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Das, B. M Mekanika Tanah (Prinsipprinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2. Erlangga, Jakarta. Sosrodarsono, Suyono. Nakazawa, Kazuto Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : Pradnya Paramita. Setiawan, Hendra. Perbandingan Penggunaan Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever dan Tipe Gravitasi Tugas