STUDI EFISIENSI LEBAR ALAS DINDING PENAHAN TANAH TIPE GRAVITY PADA DPT RT 02 RW 03 KELURAHAN CIBULUH BOGOR DENGAN MENGGUNAKAN SAP2000

Transkripsi

1 STUDI EFISIENSI LEBAR ALAS DINDING PENAHAN TANAH TIPE GRAVITY PADA DPT RT 02 RW 03 KELURAHAN CIBULUH BOGOR DENGAN MENGGUNAKAN SAP2000 Budi Dwi Santoso 1, Hikmad Lukman 2, Wiratna 3 ABSTRAK Dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah lateral yang ditimbulkan oleh tanah urugan atau tanah asli yang labil akibat kondisi topografinya. Tujuan dari studi ini adalah untuk mengetahui efisiensi lebar alas dari dinding penahan tanah tipe gravity pada RT 02 RW 03 Kelurahan Cibuluh, Bogor sehingga stabil terhadap gaya guling, geser, dan daya dukung tanahnya. Perhitungan tekanan tanah aktif dihitung dengan menggunakan Teori Rankine sedangkan perhitungan tekanan tanah aktif gempa dihitung dengan persamaan Mononobe-Okabe serta perhitungan stabilitas terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah dihitung berdasarkan persamaan Terzaghi berdasarkan data-data karakteristik keteknikan (c dan Ø ). Hasil analisis dinding penahan dengan menggunakan data tanah hasil uji laboratorium dengan lebar alas (L) 1,8 meter sampai dengan 1,2 meter didapatkan bahwa lebar alas yang paling efisien untuk tekanan tanah aktif dan tekanan tanah aktif gempa sehingga stabil terhadap gaya guling, geser, dan daya dukung tanahnya adalah 1,8 meter.berdasarkan analisa gayagaya dalam menggunakan software SAP2000 dilakukan pada 3 model berdasarkan perletakannya, diperoleh diagram tegangan yang menyatakan bagian-bagian yang tidak aman adalah area yang berwarna merah dan ungu dimana masing-masing model mengalami tegangan sebesar -11,451 kg/cm 2, -0,670 kg/cm 2, -4,500 kg/cm 2. Kata kunci: Dinding penahan tanah, Gravity, Efisiensi lebar alas, Gaya-gaya dalam, SAP PENDAHULUAN Tanah merupakan aspek penting dalam perencanaan Dinding penahan tanah. Oleh karena itu, sangat penting untuk memperhatikan faktor kestabilan tanah. Salah satu cara yang digunakan untuk melakukan pengendalian kestabilan tanah agar tak mengalami kelongsoran adalah dengan membangun dinding penahan tanah. Dinding Penahan Tanah (DPT) adalah suatu struktur konstruksi yang dibangun untuk menahan tanah yang mempunyai kemiringan/lereng tertentu 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. Keadaan dinding penahan tanah yang kuat dan stabil adalah hal yang tidak dapat di tawartawar lagi demi keselamatan masyarakat yang bermukim dipinggir-pinggir daerah yang mengandalkan dinding penahan tanah sebagai penopang pondasi bangunannya. Pembangunan dinding penahan tanah haruslah benar-benar berdasarkan perhitungan kestabilan dan faktor keselamatan karena kesalahan yang terjadi dalam pembangunan dinding penahan tanah dapat berakibat fatal yaitu kerugian harta dan hilangnya korban jiwa. Dinding penahan dapat dikatakan aman apabila dinding penahan tersebut telah diperhitungkan faktor keamanannya, baik terhadap bahaya pergeseran, bahaya penggulingan, penurunan daya dukung tanah, dan sliding/longsor. Pada dinding penahan, perhitungan stabilitas merupakan salah satu aspek yang tidak boleh diabaikan maupun dikesampingkan, karena stabilitas dinding penahan sangat mempengaruhi desain dinding penahan itu sendiri, serta kondisi tanah disekitar bangunan tersebut. Selain itu, perencanaan dimensi harus memperhatikan sisi efisiensinya. Salah satu cara untuk melakukan efisiensi yakni dengan melakukan analisis pada lebar alas. Salah satu contoh yang dapat kita lihat adalah pada proyek pembangunan DPT pada RT 02 RW 03 Kelurahan Cibuluh, Bogor. Untuk kepentingan analisis dinding penahan tanah ini digunakan model SAP2000, model ini terpilih karena mempunyai akurasi yang tinggi. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 1

2 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pendahuluan Dinding penahan tanah adalah suatu struktur yang berfungsi untuk menstabilkan kondisi tanah tertentu yang pada umumnya dipasang pada daerah tebing yang labil. Material konstruksi antara lain pasangan batu dengan mortar, pasangan batu kosong, beton, kayu dan sebaginya. Fungsi utama dari konstruksi penahan tanah adalah menahan tanah yang berada dibelakangnya dari bahaya longsor akibat : 1. Benda-benda yang ada atas tanah (perkerasan & konstruksi jalan, jembatan, kendaraan, dll) 2. Berat tanah 3. Berat air 4. Gempa Dinding penahan tanah seharusnya didesain sedemikian rupa sehingga tidak terjadi kegagalan konstruksi di kemudian hari yang dapat menimbulkan kerugian. Selain itu perencanaan dimensi juga harus memperhatikan faktor efisiensinya sehingga tidak terjadi pemborosan bahan dan anggaran dana yang berlebihan Tipe Dinding Penahan Tanah a. Dinding Gravitasi (Gravity wall) Dinding ini biasanya di buat dari pasangan batu kali atau dari beton tanpa tulangan. Stabilitas konstruksinya diperoleh hanya dengan mengandalkan berat sendiri konstruksi. Biasanya tinggi dinding tidak lebih dari 4 meter. b. Dinding penahan kantilever (Kantilever Retaining Wall) Dinding penahan kantiliver dibuat dari beton bertulang yang tersusun dari suatu dinding vertical dan tapak lantai. Masing masing berperan sebagai balok atau pelat kantiliver.biasanya ketinggian dinding ini tidak lebih dari 6 7 meter. c. Dinding conterfort (Counterfort Wall) Apabila tekanan tanah aktif pada dinding vertical cukup besar, maka bagian dinding vertical dan tumit perlu disatukan ( kontrafort ) Kontrafort berfungsi sebagai pengikat tarik dinding vertical dan ditempatkan pada bagian timbunan dengan interfal jarak tertentu. Dinding kontrafort akan lebih ekonomis digunakan bila ketinggian dinding lebih dari 7 meter. d. Dinding butters (Butters Wall) Dinding Buttress hampir sama dengan dinding kontrafort, hanya bedanya bagian kontrafort diletakkan di depan dinding. Dalam hal ini, struktur kontrafort berfungsi memikul tegangan tekan. Dinding ini lebih ekonomis untuk ketinggian lebih dari 7 meter Tekanan Tanah Lateral 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. Tekanan pada dinding akan meningkat sesuai dengan kedalamannya. Pada prinsipnya kondisi tanah dalam kedudukannya ada 3 kemungkinan, yaitu : a. Tekanan Tanah Dalam Keadaan Diam Rasio tekanan arah horizontal dan tekanan arah vertical dinamakan koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam Ko, atau: Ko σh σv Karena σv γh, 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 Ko Tekanan tanah dalam keadaan diam ϕ Sudut geser tanaah b. Tekanan Tanah Aktif Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7, 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 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 2

3 yang seimbang. Tekanan tanah yang mempunyai harga tetap atau seimbang dalam kondisi ini disebut tekanan tanah aktif. Gambar 1. Dinding yang berotasi akibat tekana tanah aktif. Menurut teori Rankine: Pa 1 2 γh2 Ka Harga Ka untuk tanah datar adalah: Ka 1 sin ϕ 1+sin ϕ tan2 (45 ϕ 2 ) Ka Koefisien tanah aktif γ Berat isi tanah H Tinggi dinding ϕ Sudut geser tanah tekanan utama arah horizontal untuk kondisi aktif adalah: Pa 1 2 γh2 Ka 2c Ka H Pa Tekanan tanah aktif Ka Koefisien tanah aktif γ Berat isi tanah H Tinggi dinding φ Sudut geser tanah c. Tekanan Tanah Pasif Seperti ditunjukkan pada Gambar 2, 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: Pp 1 2 γh2 Kp Harga Kp untuk tanah datar adalah: Kp 1+sin ϕ 1 sin ϕ tan2 ( ϕ 2 ) Kp Koefisien tanah pasif γ Berat isi tanah H Tinggi dinding ϕ Sudut geser tanah Tekanan utama arah horizontal untuk kondisi pasif adalah: Pp 1 2 γh2 Kp + 2c Kp H Pp Tekanan tanah pasif Kp Koefisien tanah pasif γ Berat isi tanah H Tinggi dinding ϕ Sudut geser tanah d. Tegangan Tanah Lateral saat Gempa 1. Metode Mononobe-Okabe (1924) Berikut adalah analisa perhitungan tegangan lateral tanah pada saat gempa menurut metode Mononobe-Okabe: P E P AE P A P AE 1 2. γ. H2 (1 K v ) K AE Gambar 2. Dinding yang berotasi melawan tekanan pasif. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 3

4 a h Percepatan gempa pada tanah arah horizontal 3. Metode Wood (1973) P AE Total tegangan lateral aktif P A Tegangan lateral aktif Coulomb P E Tegangan lateral aktif gempa H Tinggi struktur penahan tanah Kh Koefisien gempa horizontal Kv Koefisien gempa vertical γ Berat jenis tanah g gravitasi a h Percepatan puncak batuan dasar Pada metode ini tanah dimodelkan sebagai material homogen elastic linier yang berada diantara dua dinding kaku, dan dasar kaku. Besarnnya nilai F p didapatkan dari Gambar 4, dengan mengunakan nilai poisson ratio (υ) terhadap perbandingan panjang basement dan tinggi basement (L/H) Percepatan batuan dasar dapat dilihat pada gambar wilayah gempa SNI 1726;2012 Gambar 3. Wilayah Gempa Indonesia 2. Metode Seed and Whitman (1970) Metode yang juga dikembangkan berdasarkan metode limit state analyses, dimana pada metode ini analisa perhitungan tegangan lateral saat gempa adalah sebagai berikut : P A 1 2 γ H2 K a P E 3 8 a h,max g γ H 2 Gambar 4. Faktor Resultan Gaya pada Dinding Kaku. (Lateral Earth Pressure Static & Seismic Pseudo Static Analysis, Gouw, 2010) menurut metode Wood P E F p. a h max. γ. H 2 g F p Faktor tekanan dinamis L Panjang struktur H Tinggi struktur γ Berat jenis tanah g gravitasi ) a h Percepatan gempa horizontal υ Poisson ratio tanah P AE P A + P E P AE Total tegangan lateral aktif P A Tegangan lateral aktif Coulomb P E Tegangan lateral aktif saat gempa H Tinggi struktur penahan tanah γ Berat jenis tanah g gravitasi 2.4. Stabilitas Dinding Penahan Tanah a. Stabilitas Terhadap Penggulingan Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah urugan dibelakang dinding penahan, cendrung menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki depan pondasi. Momen penggulingan ini, dilawan oleh momen akibat berat sendiri dinding penahan Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 4

5 dan momen akibat berat tanah di atas plat pondasi. Faktor keamanan terhadap guling didefinisikan : FS guling ΣMR ΣMo ΣMR Jumlah momen yang menahan guling ΣMo Jumlah momen dari gaya-gaya yang menyebabkan momen guling b. Stabilitas terhadap Penggeseran Gaya-gaya yang menggeser dinding penahan tanah akan ditahan oleh: - Gesekan antara tanah dan dasar pondasi - Tekanan tanah pasif didepan dinding penahan Faktor keamanan terhadap stabilitas geser dapat dinyatakan dengan rumus: FS geser ΣV tan ϕ+b c a+pp Pa ΣV Berat total DPT B Lebar DPT P p Tegangan tanah pasif P a Tegangan tanah aktif c. Stabilitas terhadap keruntuhan daya dukung Distribusi tekanan pada dasar dinding penahan dapat dihitung sebagai berikut: Apabila e < B 6 maka, q ΣV B ( 1 ± 6 e B ) Apabila e > B 6 maka, q 2 V 3 (B 2e) Kapasitas daya dukung tanah dihitung dengan menggunakan persamaan Terzaghi: q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ q γ D Nc, Nq, Nγ Faktor kapasitas daya dukung Terzaghi. Faktor keamanan terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung didefinisikan sebagai: F qu q > Program SAP2000 SAP2000 menyediakan beberapa pilihan. Antara lain membuat model struktur baru. memodifikasi dan merancang (mendisain) element struktur. Semua hal tersebut dapat dilakukan melalui user interface yang sama. Program ini dirancang sangat interaktif, sehingga beberapa hal dapat dilakukan, misalnya mengontrol kondisi tegangan pada elemen struktur, mengubah dimensi batang, dan mengganti peraturan (code) perancangan tanpa harus mengulang analisis struktur. Untuk pembahasan ini menggunakan SAP2000 dengan tinjauan secara 2 dimensi. a. Input Model Gambar 5. Kontrol terhadap keruntuhan daya dukung tanah. (Diktat Kuliah Teknik Pondasi II,2012) Momen pada titik C M net ΣMR ΣMo Eksentrisitas dapat diperoleh dari e B 2 CE, atau e B 2 ΣMR ΣMo ΣV Input model atau input data merupakan memasukan nilai-nilai yang telah di hitung manual ataupun nilai-nilai hasil pengujian dari laboratorium. Adapun tahapan dalam Input model sebagai berikut : 1. Memulai membuat file baru 2. Definisi material(define materials) 3. Definisiproperti (define section properties) 4. Definisi beban (define loadpatterns) 5. Definisi kombinasi beban (define load combination) Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 5

6 6. Penggambaran (draw) 7. Gabungan bagian-bagian beban (joint patterns) 8. Penandaan beban area (assign area loads) 9. Penandaan jenis perletakan (assign joint restraint) b. Analizys Model Untuk menentukan jenis analisa klik analyze-set analysis option.untuk menetukan kasus beban yang akan dianalisa klik analyze-set load case to run memilih bebab-beban yang akan di analisa dengan mengganti aksi (action) beban menjadi run sedangkan beban yang tidak akan di analisa diganti aksinya menjadi do not run. Untuk memulai analisa klik analyze-run analysis. c. Output Data Output data merupakan data keluaran yang dihasilkan melalui proses analisis yang dilakukan program SAP2000. Output data berupa deformasi, reaksi, gaya, tegangan, dan lainnya. RW 03 Kelurahan Cibuluh Kecamatan Bogor Utara, pada kali Cibuluh Metode Pengumpulan Data a. Data Sekunder Data sekunder yang diprioritaskan adalah dengan cara mengambil data hasil pengujian tanah yang dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Dan Beton Teknik Sipil Universitas Pakuan Bogor, disertai dengan melakukan tahap observasi dilapangan pada dinding penahan tanah RT 02 RW 03 Kelurahan Cibuluh Kecamatan Bogor Utara. Data hasil pengujian tanah dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini : Tabel 1. Hasil pengujian tanah. (Sumber: Laboratorium Mekanika Tanah dan Beton Universias Pakuan.) 3. METODOLOGI PENELITIAN Dalam bab ini akan dijelaskan mengenai tahapan-tahapan atau metodologi penelitian untuk menentukan hasil yang ingin dicapai sesuai dengan tujuan yang ada. Mulai dari lokasi penelitian, pengumplan data, pengolahan data, parameter-parameter yang diperlukan Objek Kajian Dalam penyusunan tugas akhir ini yang digunakan sebagai objek kajian atau objek yang dianalisis adalah dinding penahan tanah pada RT 02 RW 03, Kelurahan Cibuluh, Bogor. DPT ini dibangun pada tebing yang berada di pinggiran Kali Cibuluh, supaya tidak terjadi longsor yang diakibatkan oleh terkikisnya dasar tebing oleh aliran air mengalir sehingga dapat membahayakan rumah-rumah warga yang berada diatasnya. Dinding penahan tanah ini termasuk jenis dinding penahan yang terbuat dari batu kali (gravity). Gambar 6. Potongan melintang lereng 3.2. Lokasi Kajian Lokasi objek yang dikaji atau objek yang dianalisis yaitu dinding penahan tanah di RT 02 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 6

7 dihitung kembali dengan analisis lebar 1.5 meter dan 1.2 meter. c. Menghitung berat sendiri DPT dan momen yang bekerja Gambar 7. Potongan melintang DPT. b. Metode Observasi Metode observasi ini digunakan sebagai suatu pemahaman terhadap objek yang dianalisis, sehingga mengetahui secara pasti tentang kondisi dan gambaran objek yang dianalisis. c. Metode Wawancara Metode wawancara ini diperlukan untuk melengkapai data-data yang dibutuhkan yang sekiranya belum tertulis ataupun belum tersurat. Dengan mewewancarai pihak-pihak yang bersangkutan dengan objek kajian atau objek yang dianalisis, juga terhadap pihak lain yang memahami pada objek kajian dan analisanya Metode Analisis a. Menghitung Tekanan Tanah Lateral untuk mengetahui gaya horizontal yang di akibatkan tekanan-tekanan tanah tersebut perlu dihitung koefisien tanah aktif (tekanan tanh pasif tidak di perhitungkn) menggunakan teori Rankine untuk mengubah tekanan-tekanan tanah tersebut menjadi gaya horizontal tegak lurus bidang vertical dinding. Untuk koefisien tanah aktif saat gempa menggunakan teori Mononobe- Okabe. b. Menganalisis Lebar Alas DPT Dalam penelitian ini dilakukan analisis terhadap lebar alas DPT dengan cara menghitung stabilitas DPT tersebut dengan lebar alas yang lebih kecil dari ukuran yang sudah ada. Dimana dalam penelitian ini ditinjau DPT dengan lebar alas 1.8 meter Perhitungan berat sendiri konstruksi akan diperlukan untuk meninjau kestabilan dinding gravitasi terhadap gaya-gaya eksternal yang diterima. Berat sendiri konstruksi dianggap sebagai gaya-gaya vertical dengan titik tangkap keseimbangan gaya berdasarkan bentuk penampangnya. d. Menghitung Stabilitas Dinding Penahan Tanah Masing-masing DPT dengan Lebar alas yang sudah di tentukan diatas di hitung kestabilannya sehingga diketahui apakah dengan lebar alas yang lebih kecil DPT tersebut aman terhadap gaya guling, gaya geser, dan daya dukung tanah. e. Kontrol Gaya-Gaya dalam Dengan Progam SAP2000 Kontrol gaya-gaya dalam konstruksi dinding penahan tanah menggunakan bantuan software SAP2000 dengan metode plane strain dimana penampang dinding penahan tanah dibagi menjadi pias-pias untuk ketelitian analisa. Jenis beban yang digunakan pore pressure yang mendefinisikan beban tanah. Analisa yang digunakan yaitu analisa plane frame. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Parameter Tanah Lokasi Parameter yang digunakan adalah sebagai berikut: Berat volume tanah (γ) : 1,372 ton/m 3 Kohesi (c) : 1,080 ton/m 2 Muka air tanah : -3,70 m Berat volume air tanah(γω) : 1,000 ton/m 3 Berat volume tanah jenuh (γ sat ) : 1,519 ton/m 3 Berat volume tanah terendam(γ ) : 0,519 ton/m 3 Sudut geser dalam tanah (ᴓ) : 23 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 7

8 4.2. Perhitungan Tekanan Tanah Lateral b. Tekanan Tanah aktif Koefisen tanah aktif K a tan 2 (45 2 ) tan 2 (45 23/2) tan 2 (33,5) 0,44 a. Tegangan tanah aktif Gambar 9. Diagram Tekanan Tanah Aktif Pa 1 1 0,804. (3,7 2,368) 2 0,535 ton/m Gambar 8. Diagram Tegangan Tamah Aktif Z 0 Z H w σ a 2c K a ,080 0,44-1,430 ton/m 2 σ a K a H w γ 2c K a 0,44. 3,7. 1,372 1,430 2,234 1,430 0,804 ton/m 2 Z? K a Z γ 2c K a 0 0,44. Z. 1,372 1, ,604 Z 1,430 Z 1,430 0,604 2,368 m Z H σ a K a γ (H H w ) + K a H w γ 2c K a 0,440. 0,519. (5,5 3,7) + 0,804 0, ,804 1,215 ton/m 2 Akibat muka air σ a γ w (H H w ) 1 (5,5 3,7) 1,8 ton/m 2 Pa 2 0,804. 1,8 1,447 ton/m Pa 3 1 0,411. 1,8 2 0,370 ton/m Pa 4 1 1,8. 1,8 2 1,620 ton/m ƩPa Pa 1 + Pa 2 + Pa 3 + Pa 4 0, , , ,620 3,972 ton/m Momen akibat Tekanan tanah aktif MPa 1 Pa 1 (( ) + 1,8) 3 0,535. 2,244 1,200 ton.m/m MPa 2 Pa 2 ( 1 2 1,8 ) 1,447. 0,9 1,302 ton.m/m MPa 3 Pa 3 ( 1 3 1,8 ) 0,370. 0,6 0,222 ton.m/m MPa 4 Pa 4 ( 1 3 1,8 ) 1,620. 0,6 0,972 ton.m/m ƩMPa MPa 1 + MPa 2 + MPa 3 + MPa 4 1, , , ,972 3,696 ton.m/m Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 8

9 4.3. Menghitung berat sendiri DPT dan momen yang bekerja 0,042 < B 1,8 0,3 6 6 a. DPT Dengan Lebar Alas 1,8 m 1. Gaya Vertikal dan Momen Yang Bekerja Karena e < B 6, maka: q ΣV B 12,771 1,8 ( 1 ± 6 e B ) ( 1 ± 6. 0,042 1,8 q max 8,088 ton/m 2 q min 6,101 ton/m 2 ) q u c N c + q N q + 0,5 γ BN γ q γ D 0, ,519 ton/m 2 Nc, Nq, Nγ Faktor kapasitas daya dukung Terzaghi 23 Nc 22,14; Nq 10,59; Nγ 7,36 Gambar 10. Gaya vertikal akibat berat sendiri DPT dengan lebar 1,8 m Tabel 2. Gaya vertikal dan momen yang bekerja DPT dengan lebar alas 1,8 m 2. Stabilitas Dinding Penahan Tanah Stabilitas terhadap guling Fs Guling ΣMR ΣM 0 ΣMG ΣMPa 15,722 3,696 4,254...(Aman) Stabilitas terhadap geser Fs Geser ΣFR ΣFd C B+ ΣV tan φ ΣPa 1,08. 1,8+12,771 tan 23 3,972 7,365 3,972 1,854...(Aman) Stabilitas terhadap daya dukung tanah Mnet ƩMR ƩM 0 15,722 3,696 12,026 ton.m Eksentrisitas e B Mnet 2 ΣV 1,8 12, ,771 q u c N c + q N q + 0,5 γ BN γ 1,08. 22,14 + 0, ,59 + 0,5. 0,519. 1,8. 7,36 23, , ,438 32,845 ton/m 2 Fs q u q > 3 32,845 8,088 > 3 4,061 > 3...(Aman) b. DPT Dengan Lebar Alas 1,5 m 1. Gaya Vertikal dan Momen Yang Bekerja Gambar 11. Gaya vertikal akibat berat sendiri DPT dengan lebar 1,5 m Tabel 3. Gaya vertikal dan momen yang bekerja DPT dengan lebar alas 1,5 m Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 9

10 2. Stabilitas Dinding Penahan Tanah Stabilitas terhadap guling Fs Guling ΣMR ΣM 0 ΣMG ΣMPa 11,593 3,696 3,137...(Aman) Stabilitas terhadap geser Fs Geser ΣFR ΣFd C B+ ΣV tan φ ΣPa 1,08. 1,5 + 11,121 tan 23 3,972 6,341 3,972 1,596...(Aman) Stabilitas terhadap daya dukung tanah Mnet ƩMR ƩM 0 11,593 3,696 7,897 ton.m Eksentrisitas e B Mnet 2 ΣV 1,5 7, ,121 0,04 < B 1,8 0,3 6 6 Karena e < B 6, maka: q ΣV B 11,121 1,5 ( 1 ± 6 e B ) ( 1 ± 6. 0,04 1,5 q max 8,600 ton/m 2 q min 6,228 ton/m 2 q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ q γ D 0, ,519 ton/m 2 Nc, Nq, Nγ Faktor kapasitas daya dukung Terzaghi 23 Nc 22,14; Nq 10,59; Nγ 7,36 q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ 1,08. 22,14 + 0, ,59 + 0,5. 0,519. 1,5. 7,36 23, , ,712 32,119 ton/m 2 Fs q u q > 3 32,119 8,600 > 3 3,735 > 3...(Aman) ) c. DPT Dengan Lebar Alas 1,2 m 1. Gaya Vertikal dan Momen Yang Bekerja Gambar 12. Gaya vertikal akibat berat sendiri DPT dengan lebar 1,2 m Tabel 4. Gaya vertikal dan momen yang bekerja DPT dengan lebar alas 1,2 m 2. Stabilitas Dinding Penahan Tanah Stabilitas terhadap guling Fs Guling ΣMR ΣM 0 ΣMG ΣMPa 8,010 3,696 2,167...(Aman) Stabilitas terhadap geser Fs Geser ΣFR ΣFd C B+ ΣV tan φ ΣPa 1,08. 1,5+9,471 tan 23 3,972 5,316 3,972 1,338...(Kurang Aman) Stabilitas terhadap daya dukung tanah Mnet ƩMR ƩM 0 8,010 3,696 4,314 ton.m Eksentrisitas e B Mnet 2 ΣV 1,2 4, ,471 B 0,144 < 1,8 0,3 6 6 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 10

11 B Karena e <, maka: 6 q ΣV ( 1 ± 6 e ) B B 9,471 ( 1 ± 6. 0,144 ) 1,2 1,2 q max 13,575 ton/m 2 q min 2,210 ton/m 2 q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ q γ D 0, ,519 ton/m 2 Nc, Nq, Nγ Faktor kapasitas daya dukung Terzaghi 23 Nc 22,14; Nq 10,59; Nγ 7,36 q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ 1,08. 22,14 + 0, ,59 + 0,5. 0,519. 1,2. 7,36 23, , ,292 31,699 ton/m 2 Fs q u q > 3 31,699 13,575 > 3 2,335 > 3...( Kurang Aman) 4.4. Perhitungan Tekanan Tanah Aktif Gempa Berdasarkan peraturan gempa SNI 1726;2012 percepatan puncak batuan dasar untuk wilayah Bogor dengan percepatan gempa sebagai berikut: K h 1,2 1,2 0,122 g 9,81 K v 0,5 0,5 0,051 g 9,81 ψ tan 1 ( K h ) 1 K v tan -1 ( 0, ,051 ) 7,33⁰ β 0 (Muka belakang tembok tegak) α 0 (Permukaan tanah datar) δ 0 (Sudut geser dinding) Perhitungan tekanan tanah aktif akibat gempa menggunakan metode Mononobe Okabe. cos 2 (23+0 7,33) cos 7,33. sin 2 sin(23+0).sin(23 7,33 0) 0.sin(0+7,33+0) [1+ cos(0+0+7,33)cos(0+0) ]² 0, ,391. 0,27 0, ,992 [1+ 0,992.1 ] 0,54 P ae 1 2 γ H2 (1 K v ) K ae 1 1,372. 5,5². (1 0,051) 0, ,630 ton P ae P ae P a. 10,630 3,972 6,658 ton MP ae 1 2 H P ae 1 5,5. 6, ,310 ton.m Stabilitas DPT akibat tekanan tanah aktif gempa Stabilitas terhadap guling Fs Guling ΣMR ΣM 0 ΣMG ΣMPa 15,722 18,31 0,86 < 1,5...(Tidak Aman) Stabilitas terhadap geser Fs Geser ΣFR ΣFd C B+ ΣV tan φ ΣPa 1,08. 1,8+12,771 tan 23 6,658 7,365 6,658 1,1 < 1,5...(Kurang Aman) Stabilitas terhadap daya dukung tanah Mnet ƩMR ƩM 0 18,31 15,722 2,588 ton.m Eksentrisitas e B Mnet 2 ΣV 1,8 2, ,697 > 12,771 B 1,8 0,3 6 6 Karena e > q 2 V 3 (B 2e) B 6, maka: Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 11

12 2. 12,771 3 (1,8 (2. 0,697)) q max 20,970 ton/m 2 c. Mendefinisikan penampang area dengan tipe (plane strain) dengan ketebalan penampang (thickness) 1m. q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ q γ D 0, ,519 ton/m 2 Nc, Nq, Nγ Faktor kapasitas daya dukung Terzaghi 23 Nc 22,14; Nq 10,59; Nγ 7,36 q u c N c + q N q + 0,5 γ B N γ 1,08. 22,14 + 0, ,59 + 0,5. 0,519. 1,8. 7,36 23, , ,438 32,845 ton/m 2 Fs q u q > 3 32,845 20,970 > 3 1,566 < 3...(Kurang Aman) 4.5. Kontrol Gaya-Gaya Dalam Dinding Penahan Tanah Langkah langkah dalam pengontrolan gayagaya dalam dinding gravitasi dengan bantuan software SAP2000 metode plane strain sebagai berikut : a. Membuat pemodelan penampang dinding gravitasi menggunakan model grid(gridonly) Gambar 14. Definisi Penampang Area Tipe Plane Strain d. Mendefinisikan nama gabungan bagian (joint pattern) yaitu gabungan pattern yang ada untuk mendefinisikan pola pembebanan tanah berdasarkan gabungan pattern. Nama pattern yang digunakan yaitu lateral dan Pae. e. Mendefinisikan bagian-bagian beban (load pattern )yang ada yaitu beban mati dinding (dead) dengan (selfweight multiplier)1, sedangkan beban tanah (selfweight multiplier) 0. f. Mendefinisikan kombinasi pembebanan (load combination). Beban mati dan tanah masing-masing dengan skala factor 1. Gambar 13. Kotak Dialog Inisial Model Baru b. Mendefinisikan material dinding gravitasi dengan spesifikasi material sebagai berikut : Berat volume(w) : 2200 Kg/m 3 Tegangan tekan ijin (f c) : 15 Mpa Modulus elastisitas (E) : 18203,022 MPa Gambar 15. Definisi Kombinasi Pembebanan Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 12

13 g. Menggambar penampang terapesium dinding (draw poly area) sesuai dengan dimensi, bentuk dinding, jenis objek property yang telah didefinisikan sebelumnya. h. Membagi area penampang (divided area) dengan pias sebesar 0.1 untuk ketelitian analisa. Gambar 16. Pembagian Pias Area Penampang i. Membuat pola pembebanan (assign joint pattern) pilih seluruh pertemuan (joint) yang berada disebelah kiri penampang karena permukaan dinding sebelah kiri menerima tekanan tanah. Input nilai constant C sebesar tekanan tanaharah horizontal 3972/5.50 (5.50adalah tinggi dinding) sedangkan constant D sebesar tekanan tanaharah horizontal 3972 kg. Begitu juga dengan tekanan tanah akibat gempa yaitu 6658/5.5 pada constant C dan 6658 kg pada constant D. j. Menandai beban pada area penampang (assign area loads) pada seluruh element plane bagian kiri dengan tipe area pore pressure load yang berasal dari joint pattern yang didefinisikan sebelumnya dengan factor pengali sebesar 1. k. Model 1: Menandai perletakan dinding gravitasi (assign joint restraint). seluruh joint pada dasar tandai dengan joint spring yang mendefinisikan daya dukung tanah sebesar kg/m 2 pada translation 3 (arah sumbu koordinat Z). Model 2: Menandai perletakan dinding gravitasi (assign joint restraint). Jenis perletakan jepit ditempatkan di ujung kaki DPT, seluruh joint pada dasar ditandai dengan joint spring yang mendefinisikan daya dukung tanah sebesar kg/m 2 pada translation 3 (arah sumbu koordinat Z). Model ini mendefinisikan saat DPT menahan gaya guling. Model 3: Menandai perletakan dinding gravitasi (assign joint restraint). seluruh joint pada dasar tandai dengan perletakan roll. Model ini mendefinisikan saat DPT menahan gaya geser. l. Menentukan tipe analisa(set analysis option) dengan tipe plane frame. Setelah itu tentukan kasus beban yang dianalisa yaitu beban mati (dead) dan tekanan tanah (lateral dan Pae).Run analysis untuk menganalisa. m. Mengeluarkan hasil (output) analisa software SAP2000 berupa deformasi (display-show deformed shape) dan tegangan maximum (display-show forces/stress-planes) Gambar 17. Pembebanan Metode X,Y,Z Multipliier Gambar 18. Deformasi dan Tegangan Dinding Gravitasi model 1 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 13

14 Berdasarkan diagram tegangan pada Gambar 18 dimana DPT di beri perletakan spring, Sebagian besar penampang konstruksi dinding gravitasi aman dari kerusakan kecuali area yang berwarna ungu mengalami tegangan sebesar -11,451 kg/cm 2. Gambar 19. Deformasi dan Tegangan Dinding Gravitasi model 2 Pada gambar 19, memperlihatkan gaya-gaya dari dalam konstruksi DPT yang di beri perletakan spring dan jepit kemungkinan akan mengalami ketidak amanan khususnya pada daerah-daerah yang berwarna merah dan kerusakan yang paling parah akan ditimbulkan pada daerah yang berwarna ungu mengalami tegangan sebesar -0,670 kg/m KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimulan Dari pembahasan pada BAB IV, mengenai efisiensi lebar alas dinding penahan tanah tipe Gravity di RT 02 RW 03 Cibuluh, Bogor, yang telah dianalisa untuk lebar alas sebesar 1,8 m, 1,5 m, dan 1,2 m, dapat di ambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Akibat tekanan tanah aktif, DPT dengan lebar alas 1,8 m dan 1,5 m aman terhadap gaya guling, geser, serta daya dukung. Sedangkan dengan lebar alas 1,2 m DPT kurang aman terhadap daya dukung tanah, maka lebar alas yang efisien mampu menahan gaya guling, gaya geser, dan daya dukung tanah akibat tekanan tanah aktif adalah lebar alas 1,5 m. 2. Tekanan tanah aktif akibat gempa mengakibatkan DPT dengan lebar alas 1,8 tidak aman terhadap gaya guling dan kurang aman terhadap gaya geser dan daya dukung tanah. 3. Lebar alas yang paling efisien adalah lebar 1,8 meskipun kurang aman menahan tekanan aktif akibat gempa, dikarenakan di wilayah Bogor jarang terjadi gempa. 4. Hasil analisis kontrol gaya-gaya dalam yang bekerja pada DPT dengan perangkat lunak SAP2000 dengan 3 model menghasilkan ketidak amanan (dapat dilihat pada gambar 4.19, gambar 4.20, dan gambar 4.21 daerah yang berwarna ungu), terbukti pada tabel Element Stresses Area Planes pada kolom S12 yaitu dengan nilai tegangan masing-masing sebesar - 11,451 kg/cm 2, -0,670 kg/cm 2, -4,500 kg/cm 2. Gambar 20. Deformasi dan Tegangan Dinding Gravitasi model 3 Pada gambar 20, memperlihatkan gaya-gaya dari dalam konstruksi DPT yang di beri perletakan roll sebagian besar aman terhadap kerusakan kecuali pada daerah berwarna merah dan ungu yang mengalami tegangan sebesar - 4,500 kg/cm Saran 1. Agar lebih akurat harus dilakukan juga uji laboratorium untuk tanah pada dasar dinding DPT untuk perhitungan daya dukung tanah. 2. Pada analisis menggunakan SAP2000 gunakanlah pias yang terkecil supaya mendapatkan hasil yang lebih akurat. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 14

15 PUSTAKA 1. Analisis dinding penahan tanah dengan perhitungan manual ( diakses tanggal 12 Oktober 2016) 2. Analisis dinding penahan tanah dengan perhitungan Manual dan kontrol gaya-gaya dalam yang bekerja Pada dinding penahan tanahdengan metode sap2000 plane-strain ( diakses tanggal 23 Desember 2016) 3. Christady Hardiyatmo, Hary, Mekanika Tanah I, Edisi ke-4, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. 4. Hardjowigeno, Sarwono, Ilmu Tanah. Cetakan ke-7, Akademika Pressindo, Jakarta. 5. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung, SNI 1726; Unggono, Mekanika Tanah, Nova, Bandung. 7. Universitas Gunadharma, Rekayasa Pondasi I Konstruksi Penahan Tanah, Gunadharma, Jakarta. RIWAYAT PENULIS 1) Budi Dwi Santoso, ST. (Alumni 2017) Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 2) Ir. Hikmad Lukman, MT. Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 3) Ir. Wiratna Tri N., MT. Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 15