BAB III
PERMASALAHAN DINDING PENAHAN TANAH
3.1 Data Hasil Penyelidikan Tanah Pondasi
Berdasarkan data sondir dari pekerjaan Pembangunan Jembatan Ujung Pacu
pada titik sondir So.02 dengan kedalaman 4,60 m diperoleh nilai qc = 50 kg/cm2.
Tabel 3.1 Penafsiran hasil penyelidikan tanah dengan memakai alat sondir
Hasil sondir (kg/cm²)Klasifikasi
qc fs
6 0,15 - 0,40 Humus, Lempung Sangat Lunak
6 - 100,20 Pasir kelanauan lepas, pasir sangat lepas
0,20 - 0,60 Lempung lembek, lempung kelanauan lembek
10 - 30
0,10 Kerikil lepas
0,10 - 0,40 Pasir lepas
0,40 - 0,80 Lempung atau lempung kelanauan
0,80 - 2,00 lempung agak kenyal
30 - 601,50 Pasir kelanauan, pasir agak padat
1,00 - 3,00 Lempung atau lempung kelanauan kenyal
60 - 150
1,00 Kerikil kepasiran lepas
1,00 - 3,00Pasir padat, pasir kelanauan atau lempung padat
dan kerikil kelempungan
3,00 Lempung kekerikilan kenyal
150 - 300 1,00 - 2,00Pasir padat, pasir kekerikilan padat, pasir kasar
padat, pasir kelanauan sangat padat
qc = tekanan konis,
fs = hambatan pelekat
18
19
(sumber : Ir. V Sunggono kh, Buku Teknik Sipil, halaman 132)
Dari table tersebut diambil nilai fs = 1,50 dengan jenis tanah pasir kelanauan.
Dari sumber yang sama diperoleh persamaan:
- Untuk lempung qc = 2N
- Untuk pasir qc = 4N
Maka diambil persamaan nilai N untuk pasir,
qc = 4N
4N = qc
4N = 50
N = 12,5
Tabel 3.2 Hubungan antara N dengan berat isi tanah
Tanah tidak
kohesif
Harga N < 10 10 -30 30 - 50 > 50
Berat isi γ kN/m³ 12 - 16 14 - 18 16 - 20 18 - 23
Tanah
kohesif
Harga N < 4 4 - 15 16 - 25 > 25
Berat isi γ kN/m³ 14 -18 16 - 18 16 - 18 >20
(Sumber : Ir. Suryono, 1983 "Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi")
Maka untuk tanah kohesif dengan harga N = 12,5 diambil berat isi tanah γ = 17
kN/m³.
Nilai kohesi dapat diambil dari persamaan berikut :
Table 3.3 Persamaan Kohesi
Data dari C
Sondir (qc) c = qc/20
20
SPT (N) c = 0,10 . N
(sumber : Ir. V Sunggono kh, Buku Teknik Sipil, halaman 135)
- Sondir (qc) C = qc/20
C = 50/20 = 2,5 kg/cm2.
- SPT (N) C = 0,10 N
C = 0,10 . 12,5 = 1,25 kg/cm2.
Diambil nilai C = 2,5 kg/cm2, jika dikonversi ke satuan kN/m2 maka:
1 kN = 100 kg
1 cm2 = 10-4 m2
2,5 kg/cm2 = (2,5/100) kN/ 10-4 m2 = 250 kN/m2
3.2 Perhitungan stabilitas dinding penahan tanah
Diketahui dinding penahan tanah seperti gambar di bawah :
21
Selidikah daya dukung dinding penahan tanah, stabilitas geser serta stabilitas guling !
Penyelesaian :
1. Koefisien tekanan tanah aktif
Karena permukaan tanah timbunan datar, maka
Ka = tg2 (45⁰-Ø2
) = tg2 (45⁰ - (35⁰/2)) = 0,271
2. Berat dinding dan momen terhadap titik O
No Berat W (kN/m) X (m)Momen ke O
(kN.m)
1 0,25 x 2,54 x 22 = 13,97 0,91 12,713
2 ½ x 0,15 x 2,2 x 22 = 3,63 0,52 1,888
22
3 0,3 x 0,6 x 22 = 3,96 0,15 0,594
4 ½ x 0,1 x 0,6 x 22 = 0,66 0,33 0,218
∑W = 22,22 ∑M = 15,413
3. Tekanan tanah dan jarak pusat beban terhadap O
Pa = 0,5 H2 γtanah Ka + q Ka H - 2 c H √Ka
Dalam persamaan tersebut, terlihat bahwa terdapat kemungkinan Pa negatif, yang
berarti ada gaya tarik yang bekerja pada tanah. Pada bagian tanah yang, menderita
gaya tarik tersebut, tanah menjadi retak – retak. Retakan tanah terjadi bila terisi
oleh air hujan, selain mengurangi kohesi juga mengakibatkan tambahan tekanan
tanah lateral akibat tekanan hidrostatis.
Kedalaman kritis hc yang menyatakan kedalaman tanah yang retak, terjadi saat
Pa = 0. Dari persamaan diperoleh:
hc= 2cγ √ Ka
= 2 x 25017 x √ 0,271
=56,5m
23
No Pa (kN)Jarak dari O
(m)Momen ke O (m)
1 0,5 x 2,82 x 17 x 0,271 = 18,06
2 10 x 0,271 x 2,8 = 7,59
3 - 2 x 250 x √0,271x 2,8 = (-) 728,81
∑Pa = (-) 703,16 0,93 ∑M = 653,94
4. Stabilitas terhadap penggeseran
Tanah dasar Ø = 35⁰. Bila dasar pondasi dianggap sangat kasar, maka δb = Ø
= 35⁰.
Rh = Cd B + ∑W tan δb = (250 x 0,3) + ( 22,22 x tan 350) = 90,56 kN/m
Fgs ¿∑ Rh∑Pa
= 90,56703,16
=¿ 0,128 < 1,5 (tidak aman)
5. Stabilitas terhadap penggulingan
Fgl = ∑ Mw∑ Mgl
= 15,413653,94
= 0,02 < 1,5 (tidak aman)
6. Stabilitas terhadap keruntuhan kapasitas dukung
Dalam hal ini akan digunakan persmaan Hansen. Pada hitungan dianggap
pondasi terletak di permukaan.
Xe = ∑ Mw−∑ Mgl
∑W =
15,143−653,9422,22
= (-) 28,75 m
e = B/2 – xe = 0,3/2 – 28,75 = (-) 28,6 m
24
lebar efektif = B’ = B – 2e = 0,3 – 2 x 28,6 = (-) 56,9 m
A’ = B’ x 1 = 56,9 x 1 = 56,9 m2.
gaya horizontal: H = 703,16 kN dan gaya vertikal: V = 22,22 kN.
iq = (1− 0,5 HV + A ' Cd ctg Ø )
5
iq = (1−0,5(703,16)
22,22+56,9 x250 x ctg35⁰ )5
iq= (1− 351,5822,22+20315,4 )
5
= 0,9
ic = iq – (1 – iq) / Nc tg Ø
ic = 0,9 – (1 – 0,9) / (46,12 x tg 35⁰) = 0,025
iγ = (1− 0,7 HV + A ' Cd ctg Ø )
5
iγ = (1−0,7(703,16)
22,22+56,9 x250 x ctg35⁰ )5
iγ = (1− 49,11222,22+20315,4 )
5
= 0,98
untuk Ø2 = 350, Nq = 33,3 , Nc = 46,12 , Nγ = 33,92
kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0),
factor kedalaman dc = dq = dγ = 1, factor bentuk sc = sq = sγ ).
qu = ic C2 Nc + iγ 0,5 B’ γtanah Nγ
qu = (0,025x 250 x 46,12) + (0,98 x 56,9 x 17 x 33,92)
qu = 288,25 + 32154,59 = 32442,84 kN/m²
bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan pondasi ke tanah
dasar terbagi rata secara sama, maka:
25
q’ = VB '
= 22,2256,9
= 0,39 kN/m²
factor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung :
F = quq '
= 32442,84
0,39 = 83186,78 > 3 (ok)
Atau dapat pula factor keamanan dihitung dengan :
F = qu(B')
V =
32442,84 x56,922,22
= 83186,78 (sama)
3.3 Perhitungan stabilitas dinding penahan tanah cara ke 2.
Pada kondisi ini diasumsikan tanah tidak berkohesi atau kohesi (c) = 0.
Mengingat tanah ini berada pada konstruksi jalan raya yang dipadatkan dengan
nilai tertentu.
26
1. Koefisien tekanan tanah aktif
Karena permukaan tanah timbunan datar maka:
Ka = tg2 (45⁰ - 35/2) = 0,271
2. Hitungan gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
No Berat W (kN/m) X (m)Momen ke O
(kN.m)
1 0,25 x 2,54 x 22 = 13,97 0,91 12,713
2 ½ x 0,15 x 2,2 x 22 = 3,63 0,52 1,888
3 0,3 x 0,6 x 22 = 3,96 0,15 0,594
4 ½ x 0,1 x 0,6 x 22 = 0,66 0,33 0,218
27
∑W = 22,22 ∑M = 15,413
3. Tekanan tanah dan jarak pusat beban terhadap O
∑Pah = 0,5 H² γbKa + qHKa
Tekanan tanah aktif total, Pa (kN)
Jarak dari 0y (m)
Momen ke 0(kN.m)
0,5 x 2,8² x 17 x 0,271 = 18,06 0,93 16,8
10 x 2,8 x 0,271 = 7,59 1,4 10,63
∑Pa = 25,65 ∑M = 27,43
Jarak titik tangkap gaya (R) berada pada:
x = ∑M / ∑W = 15,413 / 22,22 = 0,69 m dari titik O.y = ((y2 – y1) / 2) + y1 = ((1,4 – 0,93 ) /2) + 0,93 = 1,135 m dari titik O.
4. Stabilitas terhadap penggeseran
Tanah dasar Ø = 35⁰. Bila dasar pondasi dianggap sangat kasar, maka δb = Ø
= 35⁰.
Rh = Cd B + ∑W tan δb = (250 x 0,3) + ( 22,22 x tan 350) = 90,56 kN/m
28
Fgs ¿∑ Rh∑Pa
=90,5625,65
=¿ 3,53 > 1,5 (aman)
5. Stabilitas terhadap penggulingan
Fgl = ∑ Mw∑ Mgl
= 15,41327,43
= 0,56 < 1,5 (tidak aman)
6. Stabilitas terhadap keruntuhan kapasitas dukung
Dalam hal ini akan digunakan persmaan Hansen. Pada hitungan dianggap
pondasi terletak di permukaan.
x = ∑ Mw−∑ Mgl
∑W =
15,413−27,4322,22
= (-) 0,54 m
e = B/2 – x = 0,3/2 – (0,54) = (-) 0,39 m
lebar efektif = B’ = B – 2e = 0,3 – 2 x (-0,39) = 1,08 m
A’ = B’ x 1 = 1,08 x 1 = 1,08 m2.
gaya horizontal: H = 25,65 kN dan gaya vertikal: V = 22,22 kN.
iq = (1− 0,5 HV + A ' Cd ctg Ø )
5
iq = (1−0,5(25,65)
22,22+1,08 x250 x ctg 35⁰ )5
iq = 0,85
ic = iq – (1 – iq) / Nc tg Ø
ic = 0,85 – (1 – 0,85) / (46,12 x tg 35⁰) = 0,02
iγ = (1− 0,7 HV + A ' Cd ctg Ø )
5
29
iγ = (1−0,7(25,65)
22,22+1,08 x250 x ctg 35⁰ )5
= 0,79
Untuk Ø2 = 350, Nq = 33,3 , Nc = 46,12 , Nγ = 33,92
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0),
factor kedalaman dc = dq = dγ = 1, factor bentuk sc = sq = sγ ).
qu = ic C2 Nc + iγ 0,5 B’ γtanah Nγ
qu = (0,02 x 250 x 46,12) + (0,79 x 1,08 x 17 x 33,92)
qu = 722,58 kN/m².
Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan pondasi ke tanah
dasar terbagi rata secara sama, maka:
q’ = VB '
= 22,221,08
= 20,57 kN/m²
Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung :
F = quq '
= 722,5820,57
= 35,12 > 3 (ok)
Atau dapat pula factor keamanan dihitung dengan :
F = qu(B')
V =
722,58 x 1,0822,22
= 35,12 (sama)
# Pada cara ke 2 ini, dinding penahan tanah tidak aman terhadap penggulingan.
Analisa sementara untuk mengatasi masalah ini, dimensi dinding penahan tanah
harus diperbesar lagi.
30
Diambil : lebar atas 0,4 m.
Lebar bawah 0,8 m.
Pondasi diubah menjadi persegi dengan ukuran 0,6 m x 0,8 m.
Tanpa merubah sudut konstruksi dan tinggi konstruksi.
1. Koefisien tekanan tanah aktif
Karena permukaan tanah timbunan datar maka:
Ka = tg2 (45⁰ - 35/2) = 0,271
31
2. Hitungan gaya vertikal dan gaya momen terhadap kaki depan (titik O)
No Berat W (kN/m) X (m)Momen ke O
(kN.m)
1 0,4 x 25,4 x 22 = 223,52 1,24 277,16
2 ½ x 0,4 x 2,2 x 22 = 9,68 0,69 6,67
3 0,6 x 0,4 x 22 = 5,28 0,4 2,11
∑W = 238,42 ∑M = 285,94
32
3. Tekanan tanah dan jarak pusat beban terhadap O
∑Pah = 0,5 H² γbKa + qHKa
Tekanan tanah aktif total, Pa (kN)
Jarak dari 0y (m)
Momen ke 0(kN.m)
0,5 x 2,8² x 17 x 0,271 = 18,06 0,93 16,8
10 x 2,8 x 0,271 = 7,59 1,4 10,63
∑Pa = 25,65 ∑M = 27,43
Jarak titik tangkap gaya (R) berada pada:
x = ∑M / ∑W = 285,94 / 238,42 = 1,19 m dari titik O.y = ((y2 – y1) / 2) + y1 = ((1,4 – 0,93 ) /2) + 0,93 = 1,135 m dari titik O.
4. Stabilitas terhadap penggeseran
Tanah dasar Ø = 35⁰. Bila dasar pondasi dianggap sangat kasar, maka δb = Ø
= 35⁰, Cd = 250 kN/m2
33
Rh = Cd B + ∑W tan δb = (250 x 0,8) + ( 238,42 x tan 350) = 366,94 kN/m
Fgs ¿∑ Rh∑Pa
=366,9425,65
=¿ 14,30 > 1,5 (aman)
5. Stabilitas terhadap penggulingan
Fgl = ∑ Mw∑ Mgl
= 285,9427,43
= 11,15 > 1,5 (aman)
6. Stabilitas terhadap keruntuhan kapasitas dukung
Dalam hal ini akan digunakan persmaan Hansen. Pada hitungan dianggap
pondasi terletak di permukaan.
x = ∑ Mw−∑ Mgl
∑W =
285,94−27,43238,42
= 1,08 m
e = B/2 – x = 0,8/2 – (1,08) = (-) 0,68 m
lebar efektif = B’ = B – 2e = 0,8 – 2 x (-0,68) = 2,16 m
A’ = B’ x 1 = 2,16 x 1 = 2,16 m2.
gaya horizontal: H = 25,65 kN dan gaya vertikal: V = 238,42 kN.
iq = (1− 0,5 HV + A ' Cd ctg Ø )
5
iq = (1−0,5(25,65)
238,42+2,16 x 250 x ctg 35⁰ )5
= 0,94
ic = iq – (1 – iq) / Nc tg Ø
ic = 0,94 – (1 – 0,94) / (46,12 x tg 35⁰) = 0,03
34
iγ = (1− 0,7 HV + A ' Cd ctg Ø )
5
iγ = (1−0,7(25,65)
238,42+2,16 x 250 x ctg 35⁰ )5
= 0,91
Untuk Ø2 = 350, Nq = 33,3 , Nc = 46,12 , Nγ = 33,92
Kapasitas dukung ultimit untuk pondasi di permukaan menurut Hansen (Df = 0),
factor kedalaman dc = dq = dγ = 1, factor bentuk sc = sq = sγ ).
qu = ic C2 Nc + iγ 0,5 B’ γtanah Nγ
qu = (0,03 x 250 x 46,12) + (0,91 x 2,16 x 17 x 33,92)
qu = 1479,34 kN/m².
Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan pondasi ke tanah
dasar terbagi rata secara sama, maka:
q’ = VB '
= 238,422,16
= 110,37 kN/m²
Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung :
F = quq '
= 1479,34110,37
= 13,40 > 3 (ok)
Atau dapat pula factor keamanan dihitung dengan :
F = qu(B')
V =
1479,34 x2,16238,42
= 13,40 (sama)
Top Related