DINDING PENAHAN TANAH

TEKANAN TANAH LATERAL Bangunan dinding penahan tanah bergunan untuk menahan takanan tanah lateral

yang ditimbulkan oleh tanah urug / tanah asli yang labil

Untuk merancang dinding penahan tanah diperlukan pengetahuan mengenai

tekanan tanah lateral

Teori Rankine Pada teori Rankine konstruksi dinding penahan tanah adalah dinding vertical dan

licin

Tekanan tanah lateral pada tanah non kohesif

(Gambar. 1a) (Gambar. 1b)

Tekanan aktif yang bekerja pada dasar dinding adalah :

a = H Ka

Gaya aktif total persatuan lebar dinding adalah luas diagram tekanan tanah :

Pa = ½ a H = ½ H2 Ka

dengan :

= berat volume tanah di belakang dinding (kN/m3)

H = tinggi dinding penahan tanah (m)

Ka = koefisien tekanan tanah aktif Rankine

Sedangkan nilai koefisien tekanan tanah aktif Rankine pada permukaan tanah

datar (Gambar. 1a) :

Ka = = tan2 (45 - ½),

dengan : = sudut gesek dalam tanah

Untuk permukaan tanah miring, 0 (Gambar 1b.),

Pada permukaan tanah miring arah Pa miring sebesar terhadap garis

normal pada dinding

H

H/3 H/3

Pa

Pa

a a

1- sin 1+ sin

Ka = cos )cos(coscos

)cos(coscos

22

22

Dengan cara yang sama, tekanan tanah pasif ( p ) Rankine pada kedalaman H:

p = H Kp

Gaya pasif total persatuan lebar dinding tanah :

Pp = ½ p H = ½ H2 Kp

dengan :

Kp = koefisien tekanan tanah pasif Rankine

Nilai koefisien tekanan tanah pasif Rankine (permukaan tanah datar) :

Kp = = tan2 (45 + ½),

Untuk permukaan tanah miring ( 0 ),

Kp = cos

Tekanan tanah lateral pada tanah kohesif

Gaya aktif total persatuan lebar dinding pada tanah kohesif :

Pa = ½ H2 Ka – 2c H Ka

Gaya pasif total persatuan lebar dinding pada tanah kohesif :

Pp = ½ H2 Kp + 2c H Kp

1+ sin

1- sin

cos - (cos2 - cos

2)

cos + (cos2 - cos

2)

Aktif

H Ka

H _ =

H Ka – 2cKa 2cKa

-2cKa

H Kp

H + =

H Kp + 2cKp 2cKp

2cKp Pasif

Teori Coulomb Pada teori Coulomb konstruksi dinding penahan tanah adalah dinding miring

dan kasar

Untuk dinding penahan tanah seperti gambar di atas baik pada tanah non

kohesif maupun pada tanah kohesif tekanan dan gaya aktif (pasif) total sama

seperti teori Rankine dengan perbedaan pada nilai Ka dan Kp :

Ka =

Dengan :

= sudut kemiringan dinding tanah terhadap garis horizontal

= sudut kemiringan permukaan tanah

= sudut gesek antar dinding dan tanah

= sudut gesek dalam tanah

untuk nilai koefisien tekanan tanah pasif:

Kp =

Persamaan nilai koefisien tekanan tanah pada teori Coulomb telah memasukkan

faktor kemiringan permukaan tanah.

Pa

H

sin2 sin( - )

sin( + ) sin( - )

sin( - ) sin( + ) 1 +

2

sin2( + )

sin2 sin( + )

sin( + ) sin( + )

sin( + ) sin( + ) 1 -

2

sin2( - )

Pengaruh Beban Terbagi Rata.

Ket:

Tekanan yang terjadi pada dasar dinding penahan tanah adalah

a = aA + aB + aC

A akibat beban terbagi rata

aA = q. Ka

B akibat tekanan tanah

aB = b.H1.Ka + ’.H2.Ka , dengan ’ = sat - w

C akibat tekanan air

aA = w.H2

Sehingga tekanan tanah aktif yang terjadi pada dasar dinding penahan tanah adalah

a = q. Ka + b.H1.Ka + ’.H2.Ka + w.H2

Dan gaya aktif total yang terjadi pada dinding adalah:

Pa = q. Ka.H + ½ b.H12.Ka + b.H1.Ka.H2 + ½ ’.H2

2.Ka + ½ w.H2

2

Tipe-tipe dinding penahan tanah.

Tipe dinding penahan yang sering digunakan adalah:

a. Tipe Gravitasi (Gravity retaining walls),

Stabilitas dinding hanya mengandalkan berat

sendiri dinding.

Tipe konstruksi ini tidak ekonomis untuk

dinding yang tinggi.

C

H + =

A B

+

H2 sat

b H1

q

b. Tipe Semi Gravitasi (Semi gravity walls),

Untuk mengurangi ukuran dinding digunakan tulangan pada

dinding sehingga konstruksinya agak ramping.

c. Tipe Kantilever (Cantilever retaining walls),

Kombinasi dinding dan pondasi beton

bertulang berbentuk T. Tipe dinding ini dapat

ekonomis sampai ketinggian 8 meter

d. Tipe Counterfort (Counterfort retaining walls),

Konstruksinya hampir sama

dengan tipe kantilever kecuali

pada interval tertentu

didukung oleh pelat vertical

tipis yang disebut counterfort

pada bagian dalam dinding.

Counterfort ini berguna untuk

mengurangi gaya geser dan

momen.

Penerapan Hitungan Tekanan tanah cara Rankine dan Coulomb

Tipe Gravitasi

Pada hitungan cara

Rankine, berat tanah

sebesar Ws merupakan

tambahan berat sendiri

dinding. Kemiringan arah

gaya Pa sejajar dengan

kemiringan permukaan

tanah.

Pada hitungan cara Coulomb,

kemiringan diagram tekanan tanah

mengikuti kemiringan dinding.

Kemiringan arah gaya Pa tergantung

dari kemiringan dinding dan sudut

gesek antara dinding dan tanah.

Tipe Kantilever

Untuk menghitung tekanan tanah

pada konstruksi dinding tipe

kantilever, teori yang digunakan

hanya Rankine karena dinding

vertikal. Berat tanah sebesar Ws

merupakan tambahan berat sendiri

dinding. Kemiringan arah gaya Pa

sejajar dengan kemiringan

permukaan tanah.

Pa(Rankine)

c = 0

Ws

Wd

90 -

Pa(Coulomb)

c = 0

Wd

Pa(Rankine)

C = 0

Wd

Ws

Hitungan Kestabilan Dinding.

Kestabilan dinding yang perlu diperhatikan dalam mendesign dinding penahan tanah

adalah;

Stabilitas Terhadap Geser

Faktor aman terhadap geser dapat dirumuskan

FSgeser = 5.1Fd

FR'

Dengan : FR’ = semua gaya yang menahan gaya geser = R’ + Pp

Fd = semua gaya yang menyebabkan gaya geser

R’ = (V) tan2 + BC2

Dengan ; V = semua gaya vertikal yang bekerja pada dinding

2 = sudut gesek dalam pada tanah dasar pondasi

C2 = kohesi tanah dasar pondasi

B = lebar dasar pondasi

Pp = Gaya pasif yang bekerja di depan dinding

V pada konstruksi dinding diatas = Wdtotal + Wstotal + Pa sin

Fd pada konstruksi dinding diatas = Pa cos

Pp pada konstruksi dinding diatas = ½ Kp D2 + 2C2 D Kp

Stabilitas terhadap Guling

Faktor aman terhadap guling dirumuskan

Pa

c = 0

Ws

Wd

R’

Pp

B

2

2

c2

A

D

FSguling =

Mo

MR1.5 ~ 2

Dengan : MR’ = jumlah semua momen yang menahan guling pada titik A

Mo = jumlah semua momen yang menyebabkan guling pada titik A

Stabilitas terhadap kapasitas dukung tanah

Faktor aman terhadap kapasitas dukung tanah pada dasar pondasi dinding

FSkap.dukung = 3max

q

qu

Dengan : qu = kapasitas dukung tanah pada dasar pondasi

qmax = tekanan maksimum yang terjadi pada dasar pondasi

qu = C2 Nc Fcd Fci + q Nq Fqd Fqi + ½ B’ N Fd Fi

qmax=`

B

e

B

V 61

Dengan

V

MoMRBe

2

q = 2 D

B’ = B – 2e

Fcd = 1 + 0.4 'B

D

Fqd = 1 + 2 tan2 (1 - sin2)2

'B

D

Fd = 1

Fci = Fqi =

2

901

o

o

FI =

2

1

o

o

V

Fdo 1tan