BAB IV ANALISA PERHITUNGAN STABILITAS DINDING PENAHAN 4.1 Pemilihan Tipe Dinding Penahan Dalam penulisan skripsi ini penulis akan menganalisis dinding penahan tipe gravitasi yang terbuat dari beton yang dibungkus dengan menggunakan buis beton, sebagaimana tercantum dalam gambar di bawah, dalam hal ini dinding penahan tanah tersebut telah dikerjakan oleh Dinas Pekerjaan Umum Bidang Bina Marga Kabupaten Gresik. Gambar 4.1. Tipikal Dinding Penahan Tipe Gravitasi Desa Tambak Dinding penahan dibentuk dari susunan buis beton bertulang dengan mutu beton K225 ketebalan dinding 6,5 cm, bahan pengisi menggunakan pasangan beton siklop. Masing-masing buis beton dilengkapi dengan angker besi 25 mm ditambah perkuatan sloof beton bertulang 15/20 yang mengunci bagian atas dinding penahan buis beton. Pada kaki luar dinding penahan (sisi dalam sungai) ditambahkan pasangan batu kosong (riprap) sebagai konsolidasi pondasi dinding penahan terhadap pengaruh gerusan arus aliran sungai pada saat terjadi banjir. 27
4.2 Perhitungan Pembebanan Pada Dinding Penahan Analisa perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dinding penahan meliputi ; 1. Gaya vertikal akibat berat sendiri dinding penahan tanah 2. Gaya luar yang bekerja pada dinding penahan tanah 3. Gaya akibat tekanan tanah aktif 4. Gaya akibat tekanan tanah pasif Skema pembebanan pada konstruksi dinding penahan disajikan pada gambar berikut : q = 0.5 ton/m2 G3 G4 G5 W2 G2 W1 W3 W2 3 G1 A Gambar 4.2 Skema pembebanan pada konstruksi dinding penahan Perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dinding penahan disajikan sebagai berikut : 28
a. Gaya Vertikal Akibat Berat Sendiri Dinding Penahan Tanah Gaya vertikal akibat berat sendiri dinding penahan tanah diperhitungkan berdasarkan dimensi dan berat jenis dari konstruksi dinding penahan tanah. Konstruksi dinding penahan tanah terdiri dari : - Buis beton, diameter sisi dalam 80 cm, dengan ketebalan dinding 6,50 cm dan mutu beton K 225. - Material pengisi buis beton dari beton sykloop. - Berat jenis diperhitungkan sebesar 2200 kg/m3. q = 0.5 ton/m2 G3 G4 G5 G2 G1 Perhitungan beban gaya-gaya vertikal akibat berat sendiri konstruksi dinding penahan disajikan sebagai berikut : - Beban buis beton dan material pengisi pada lapis 1 : G1 = 1,00 m x (0,93x3) x 2,20 ton = 6,14 ton - Beban buis beton dan material pengisi pada lapis 2 : G2 = 1,00 m x (0,93x2) x 2,20 ton = 4,09 ton 29
- Beban buis beton dan material pengisi pada lapis 3 : G3 = 1,00 m x (0,93x1) x 2,20 ton = 2,05 ton Jumlah = 12,28 ton b. Gaya luar yang bekerja pada dinding penahan tanah Selain akibat berat sendiri dinding penahan tanah, gaya vertikal juga diperhitungkan dari beban urugan tanah kembali yang berada di atas konstruksi dinding penahan tanah dan diasumsikan sebagai gaya luar. Gaya luar lainnya yaitu beban vertikal akibat pengaruh beban hidup merata kendaraan ringan di atas tanah timbunan yang diasumsikan sebesar 0,50 ton/m 2 dimana dalam hal ini beban hidup merata tersebut akan berpengaruh terhadap beban gaya horisontal akibat tekanan tanah aktif. Data berat jenis tanah diperoleh dari hasil penyelidikan laboratorium sampel tanah dari lokasi studi dengan data-data sebagai berikut : - Berat jenis tanah, t = 1,797 ton/m 3 - Kohesi tanah, c = 0,152 - Sudut geser, = 16 o - Spesifik gravity, Gs = 2,663 Perhitungan beban gaya luar akibat beban tanah di atas konstruksi dinding penahan disajikan sebagai berikut : - Beban tanah di atas buis beton pada lapis 2 : G4 = 1,00 m x (0,93/2) m x 1.797 ton/m3 = 0,84 ton - Beban tanah di atas buis beton pada lapis 1 : G4 = 2,00 m x (0,93/2) m x 1.797 ton/m3 = 1,67 ton Jumlah = 2,51 ton 30
c. Gaya akibat tekanan tanah aktif Tekanan tanah aktif diperhitungkan dari gaya horisontal yang timbul akibat beban urugan tanah kembali pada sisi dalam konstruksi dinding penahan tanah dimana tekanan tanah aktif tersebut diperhitungkan sebagai berikut : Ka = tan 2 (45 o - /2) = 0.568 q = 0.5 ton/m2 W2 W1 A Perhitungan gaya akibat tekanan tanah aktif pada konstruksi dinding penahan disajikan sebagai berikut : - Tekanan tanah aktif akibat tanah urug di belakang dinding penahan : W1 = 0,5 x 3,00 m x 0,568 x 1.797 ton/m3 = 1,53 ton - Tekanan tanah aktif akibat beban luar : W2 = 0,5 x 3,00 m x 0,568 = 0,85 ton Jumlah = 2,38 ton 31
d. Gaya akibat tekanan tanah pasif Tekanan tanah pasif diperhitungkan dari gaya horisontal yang timbul akibat tahanan tanah dasar sungai pada kaki dinding penahan dimana tekanan tanah pasif tersebut diperhitungkan sebagai berikut : Kp = tan 2 (45 o + /2) = 1.761 W3 A Perhitungan gaya akibat tekanan tanah pasif pada konstruksi dinding penahan disajikan sebagai berikut : - Tekanan tanah pasif di kaki dinding penahan : W3 = 0,5 x 0,50 m x 1,761 x 1.797 ton/m3 = 0,79 ton 32
Gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dinding penahan ditinjau terhadap titik guling A yang terletak di kaki dinding penahan pada sisi alur sungai. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dinding penahan beserta momen yang terjadi disederhanakan pada tampilan tabel berikut : Tabel 4.1. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan Momen Titik A Beban Uraian Gaya Lengan Momen (ton) (m) (ton.m) Gaya Horisontal W1 0.5*0.568*1.797*3 1.53 1.00 1.53 W2 0.568*0.5*3 0.85 1.50 1.28 W3-0.5*1.761*1.797*0.5 (0.79) 0.25-0.20 H 1.59 M G 2.61 Gaya Vertikal G1 1*2.79*2.2 6.14 1.40 8.56 G2 1*1.86*2.2 4.09 1.40 5.71 G3 1*0.93*2.2 2.05 1.40 2.85 G4 0.5*0.93*1*1.797 0.84 2.09 1.75 G5 0.5*0.93*2*1.797 1.67 2.03 3.40 * momen ditinjau terhadap titik A V 14.78 M T 22.27 4.3 Analisa Stabilitas Dinding Penahan Analisa stabilitas konstruksi dinding penahan ditinjau terhadap gaya geser, gaya guling dan daya dukung tanah dasar dengan perhitungan sebagai berikut : a. Stabilitas terhadap gaya geser R h = W.f m = 135.3 * 0.55 = 74.415 kn 33
P h = 15.92 kn F gs = 4.67 ---> konstruksi aman terhadap bahaya geser b. Stabilitas terhadap gaya guling > 1,5 M w = 196.99 knm M gl = 26.11 knm F g1 = 8.53 ---> konstruksi aman terhadap bahaya guling c. Stabilitas terhadap daya dukung tanah Perhitungan pada sample 2 Titik BT.1 diuraikan sebagai berikut : q u =c.n c +.D f.n q + ½..B.N dengan: q u = daya dukung maksimum B = lebar pondasi (lebar bagian bawah dindin penahan) = 2,79 m C = kohesi tanah, = 0,152 D f = kedalaman pondasi, = 1 m Dari tabel Faktor-faktor daya dukung Terzaghi untuk kondisi keruntuhan geser umum ( general shear failure) diperoleh nilai-nilai N c ; N q dan N masing- masing adalah : 14,80 ; 5,60 dan 3,40. Maka diperoleh tegangan tanah sebesar : (0.152x14,80) + (1,797x1x5,60) + (0,5x1,797x2,79x3,40) = 20,84 ton/m 2 34
Dengan faktor keamanan (fs) ditetapkan sebesar 2,50 maka diperoleh tegangan tanah ijin : = 20,84 / 2,5 = 8,33 ton/m 2 Berdasarkan data hasil laboratorium pada Titik BT.I dengan angka keamanan 2.5 diperoleh daya dukung ijin tanah ( ijin) sebesar = 8.33 ton/m 2. Tegangan persatuan luas yang terjadi pada tanah dasar akibat beban konstruksi dinding penahan adalah sebesar : = P / A = 14.78 / (2.79 * 1) = 5.04 ton / m 2 < 8.33 ton / m 2 daya dukung tanah ijin aman 35