 BAB2
TINJAUAN
KEPUSTAKAAN
2.1 Dimling Penahan Tanah
2.1.1 Teori Umum
Asal
mula
dibuatnya
konstruksi
dinding
penahan
tanah
adalah akibat
bertambah
!uasnya
pemakaian
konstruksi
penahan
yang
digunakan
sebagai
tempat
penimbunan
atau penyimpanan
bahan-bahan
yang berbentuk
butiran.
Dinding
penaban
tanah
digunakan
untuk
mencegah
material
agar
tidak
longsor menurut
kemiringan
alaminya.
Bangunan
dinding
biasanya
digunakan
untuk
menopang
tanah,
batubara,
timbunan
bahan-bahan
tambang
dan
air. Sebagian
besar bentuk
dinding
penahan
tanah adalah tegak (vertikal)
atau hampir
tegak kecuali
pada
keadaan
tertentu
dimana
dinding
penahan
tanah
dibuat
condong
ke arah
urugan
balik
(baclifzl[).
Dengan
berbekal
pengetahuan
yang
sederhana,
pertama-tama dilakukan
penyelidikan
yang
berhubungan
dengan
keseimbangan
dari
bahan-bahan
butiran,
dimana
menimbulkan
gaya dorong
pada dinding
penahan
dan didapat
kesimpulan
bahwa
besar gaya
dorong
yang bekelja pada dinding dapat ditentukan
secara
lebih
teliti.
Teori tekanan
tanah yang digunakan
pada perencanaan,
mula-mula
disebar
luaskan
oleh Coulomb
pada
tahun
1776 dan kemudian
Rankine
pada tahun 1857.
Semua
metode
yang
digunakan
sekarang
berdasarkan
pada
teori-teori
Coulomb
7
|
|
8
dan
Rankine. Pada tahun
1920 Dr Karl Terzaghi mengembangkannya secara luas,
termasuk
dasar-dasar
umum
dari
mekanika
tanah
yang
mempunyai
peranan
penting
dalam
membcrikan
penge1iian
dan batasan-batasan yang lebih baik
tentang lend
kkanun
ta1wh
klasik.
2.1.2 Definisi Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah adalah :
Suatu
dinding
yang
direncanakan
untuk
menahan
permukaan
tanah
yang
mempunyai
perbedaan
tinggi
pada
masing-masing
sisi
dinding.
Tanah yang
permukaannya
lebih tinggi umumnya
disebut backfill dan
dinding
diharapkan
untuk dapat menahan backfill tersebut.
Menurut AREA (American Railway Engineering Associaton) backfill
didefinisikan sebagai suatu material atau
tanah yang berada dibelakang dinding
baik itu
tanah asli
maupun isian, yang dapat menimbulkan tekanan pada dinding.
Adapun arti
backfill yang
sesungguhnya
adalah bahan-bahan yang
digunakan
untuk mengisi suatu galian.
Bagian dinding
yang
berdarnpingan
dengan
backfill
disebut bagian
belakang (back),
sedangkan bagian
yang menampakkan
ketinggian
dinding
·
disebut bagian depan (face), permukaan dasar dinding disebut dasar (base).
Bagian dasar
ini
biasanya
dibuat
terpisah, terdiri
dari
dua
bagian yaitu
bagian
dasar
belakang,
yang disebut tumit
(hee[) dan
bagian dasar
depan
yang
disebut
kaki (toe).
|
|
9
Tanah yang berada diatas bidang horizontal
atau lebih tinggi dari
dinding
disebut beban
tarabahan
(surcharge).
Apabila lereng
permukaan
tanah
menaik
atau
keatas maka
dinding tersebut
mempunyai sloping surcharge. Sebaliknybila
lereng permukaan
tanah menurun
maka
dinding
tersebut
mempunyai
negative
surcharge.
Sedangkan
apabila
permukaan
tanah
horizontal
disebut
tanah
mempunyai horizontal
surcharge.
2.1.3
Macam Dinding Penahan Tanah
Konstruksi
dinding
penahan
pada
umumnya digunakan
untuk
menjaga
kestabilan
tanah atau bahan-bahan
lainnya, akibat tidak dapat
menahan
keadaan
lereng
yang
lebih besar. Secara
garis besar dinding
penahan
tanah dapat
dibagi
menjadi tujuhjenis
yaitu:
l.
Gravity
Walls.
Dinding yang
terbuat dari beton
atau
susunan
batu. Bagian-bagian
dari
dinding
ini tidak
memiliki
daya
regang,
karena bentuknya
yang
masif. Untuk
dinding y<mg tinggi
jcnis
ini tidak
ekonomis.
2.
Semi Gr vit;v
Walls.
Keadaannya
sama dengan jenis
gravity walls,
hanya
pada semi gravity
walls bagian
belakang
diperkuat
dengan
tulangan
baja,
untuk
mengikat
antara
badan dinding
dengan
lantai dasar.
Dengan
adanya tulangan
perkuatan
maak
bentuk
dinding lebih
raraping.
|
|
10
3.
Cantilever Walls.
Bentuk
dinding
ini
merupakan
huruf
T
terbalik
(..L)
dan
setiap
bagian
diperhitungkan
sebagai
suatu
kantilever.
Dinding
ini pada
umumnya dibuat
dari
beton bertulang. Untuk
dinding
yang tidak terlalu tinggi
jenis ini
cukup ekonomis
(
±
6
s/d
7.5
meter).
4.
Counterfort
WaUs.
Bentuk
dinding
ini
sama
dengan
dinding
kantilever,
hanya
antara
lantai
dasar dengan
dinding
diperkuat
dengan
suatu dinding
penopang
yang
dikenal
sebagai
counterfort.
Dinding
ini sangat cocok
digunakan
untuk dinding
yang
tinggi ( lebih dari
6
meter),
karena dinding penopang dapat menahan gaya
tarik.
5.
Buttressed Walls.
Bentuk
dinding
ini
sama dengan
counterfort
walls, hanya pada dinding
ini
penopang
berada
didepan
dinding
maka bagian depan
yang nampak
menjadi
kurang rapi
sehingga
j
arang digunakan.
6.
Bridge Abutments.
Bentuk
dari dinding
ini
kadang-kadang
mempunyai
sayap yang biasa
disebut
juga dengan
wing
wall, sayap
tersebut
digunakan
untuk
menahan
tanah
pengisi
dan
mencegah
teljadinya
erosi. Kemiringan
sayap
(wing)
terhadap
muka
abutment
berkisar
antara 0°-30°. Dinding ini
menerima dua
keadaan
yang berbeda
dari
dinding-dinding
lainnya, yaitu:
o
Menahan beban reaksi jembatan.
e
Bagian puncak dinding
ditahan sehingga tekanan
tanah aktif
tidak
mungkin timbul.
|
 11
;l
·- -----
\I
Seringkali
konstruksi
wifzg
wall
dipisahkan dengan
kontruksi dinding
penahan dengan
suatu sambungan.
7. Cribb
WaUs.
Dinding
ini
terbuat
dari
kayu,
beton cetak
atau
baja
prefab yang
kemudian
diisi
dengan
tanah
butiran.
Dinding
ini
hanya
digunakan
untuk
dinding-dinding
yang
lebih
kecil
dan
tekanan
tanahnya
tidak
terlalu
besar.
Dinding
ini
tidak dapat
mcnahan
surcharge.
Dinding pelfa_h.an
tanah yang
sekarang
sering digunakan adalah :
1)
Dinding
penahan tipe
gaya
berat
(gravity wall).
2)
Dinding
penahan tipe kantilever ( penyokong ).
3)
Dinding turap kantilever.
4)
Dinding turap dengan penjangkaran ( angkur ).
••
(
r .
"
r
.lp(l•GOU,
!Jab
---/
I
:::.::
..
:.-_
'·• ••
I
I
-·-·
---
r--\
I
/
IIOtt,J
tt,J
<
.
Xi'<
j
..JL
.
l ·
Gc':..:.:- .:.....:J
(l)
(2)
(3)
--y--' L ...]
(
6)
Gambar 2.1
Macam-macam dinding penahan tanah
|
 12
8.
Secant PHe Wails.
Dinding
yang terbuat
dari beton,
merupakan
dinding
menerus yang kedap.
Terdiri
dari tiang
utama
(primary
pile) dan
tiang
kedua
(secondary
pile).
Pada
secondary
pile
terdapat
tulangan.
Proses
pemasangannya
(pembuatannya)
sarna
dengan
bored pile.
Biasanya
untuk konstruksi
secant
pile
diberi
perkuatan
dengan
angkur.
Secondarv
Pile
Gambar 2.2 Susunan Secant Pile
2.1.4 Kegumaan Dinding
Penahan
tanah
Dinding
penahan
tanah
sudah
digunakan
secara
luas dalarn
hubungannya
dengan
jalan raya,
jalan kereta
api,
jembatan,
kanal atau
terusan
dan
lainnya.
Bentuk
dari dinding
ini
kadang
sudah
berubah
atau
dimodifikasi
agar
didapat
bentuk yang paling ekonomis.
Bentuk-bentuk yang
sudah
sering digunakan adalah sebagai berikut :
a.
Jalan raya
atauja!an kereta api
yang
dibuat sepanjang
lereng.
|
|
13
b.
Jalan raya atau
jalan kereta api
yang
ditinggikan
agar
terjadi
perbedaan tinggi.
Subways
atau jalan persilangan
yang berada dibawah
permukaan tanah
dapat
dibuat pada bagian yang diisi.
c.
Jalan raya atau jalan kereta
api yang dibuat
lebih
rendah
agar didapat
suatu
pemisahan pada
subways atau
underpass.
d.
Dinding
penahan tanah
yang
menjadi
batas
atau
pinggir kanal.
e.
Dinding
penahan
ini
disebut
flood
walls,
yang
gunanya
untuk mengurangi
banjir dari
sungai dalam membuat suatu
terusan.
f.
Suatu
dinding
penahan
yang
digunakan
untuk
menahan
tanah pengisi
dalam
membentuk
suatu jembatan.
Tanah pengisi
ini disebut
approach
fill
dan
dinding penahan disebut abutments.
g.
Dinding
penahan
yang digunakan
untuk menahan
tanah pengisi disekitar
bangunan atau
gedung-gedung.
h.
Dinding
penahan
yang
digunakan
sebagai batas atau
tempat penyimpanan
seperti pasir, biji besi atau bahan butiran
lain. Bila dinding
tidak cukup
kuat
maka
bahan butiran tersebut dapat
menekan keluar.
|
 14
{o)
T_'
... /,'.. _.,• dfSI'/
(•-•no
J<.t.Jt:l !
....
.....,
.....
·'
lL.-* -q(-1.
Q-q(-1.
..[
(e)
fJ
ex>d
wal!.
(d)
1\anul
Gambar 2.3
Kegunaan Dinding Penahan Tanah
|
|
15
2.2
Secant Pile
2.2.1Teori Umum
Dinding
secant pile
merupakan
dinding
menerus
dan
salah
satu
pengembangan
d.ari
bored pile.
Cara
pengeJjaan
dinding
ini
sama dengan
pengeJjaan
bored
pile,
yaitu
dengan
mengebor
tanah
sampai
kedalam
tertentu
sesuai
dengan
yang
direncanakan,
lalu
dilakukan
pengecoran.
Secant
pile
terbentuk dari
r:angkaian
dinding
bored
pile
yang
saling
tersambung
satu
sama
lainnya.
Pada
c\inding
secant
pile
terdapat
dua
jenis tiang
yaitu
tiang utama
(primary
pile)
dan
tiang
kedua
(secondary
pile),
dimana
primary
pile
tidak
memakai
tulangan
sedangkan
untuk
secondary
pile
memakai tulangan. Sekarang
ini
secant
pile
banyak
digunakan
secara
luas
sebagai konstruksi dinding penahan
tanah,
karena selain
pembuatan
(pemasangannya)
relatif
mudah
dan
cepat,
pada
proses konstruksi secant pile tidak menimbulkan polusi suara, tidak mengganggu
struktur
bangunan
yang
ada
disekitarnya.
Dinding
ini juga dapat digunakan untuk
membentuk
dinding
menerus yang
kedap.
Biasanya
secant
pile digunakan
untuk :
e
Intake structures
e
Below grade holding tanks (
tangki
penyimpanan bawah tanah)
..
Cut
and
cover tunnel
(terowongan,
under pass)
"
Basement
construction
|
 16
2.2.2 Konstmksi
Secant Pile
Seperti
telah dijelaskan
pada sub bab 2.2.1 bahwa konstruksi
secant pile
terdiri
dari
dua
bagian,
yaitu
primary pile
dan
secondary
pile. Pada ga:mbar
dibawah ini akan dapat
terlihat denganjelas
bentuk konstruksi secant
pile.
Gambar 2.4 Guide Wall dan Pemasukau Casing
Gambar 2.5 Pengeboran Primary Pile dan Pengecoran
|
 17
|
 17
Gambar 2.6
Pengeboran Secondary Pile dan
Pemasangan Tulangan
Gambar 2.7 Pengecoran Secondary Pile dan
Contoh Dinding Secant Pile
Untuk
pelaksanaan
konstruksi
secant
pile
pertarna-tama
dibuat
dulu
dinding pengarah
(guide
wall)
dari beton
sesuai
dengan
gambar rencana.
Adapun fungsi dari
guide
wall
adalah
:
|
 18
o
Sebagai
pengarah
grab
agar
dapat
melakukan
penggalian
dengan
tepat
o
Mcnjaga
:!I
au
memperkuat tebing galian agar
tidak runtuh.
o
Sebagai
referensi
dengan
melakukan
penandaan
panel-panel
galian.
Setelah
pembuatan
guide wall
selesai
maka
mulai
dilakukan
pengeboran
untuk
primary
pile sesuai dengan
kedalarnan
yang
diinginkan.
Setelah
itu
dilakukan
pengecoran
kedalarn casing
yang
telah
dipasang
pada
lubang
hasil
pengeboran
tersebut.
Setelah
itu
harus
menunggu
minimal
dua
hari
baru
bisa
dilakukan
pengeboran
untuk secondary
pile.
Proses
konstruksi
untuk
primary
dan
secondary
pile
sarna yang membedakan
adalah
pada secondary
pile
menggunakan
tulangan.
Dimana
fungsi
tulangan tersebut
adalah
untuk memperkuat konstruksi.
Penggalian
untuk
konstruksi
secant
pile dapat
dilakukan
sampai
dengan
kedalaman
30 m, tetapi
jika kedalarnan
gaiian
sudah
mencapai
20 m atau
lebih
maka tingkat
kesulitan
pengeboran akan
bertambah.
Umumnya
konstruksi
secant pile
menggunakan
angkur
untuk
memperkuat
konstruksi.
Pemasangan
angkur
dilakukan
pada primary
pile yang ditanarnkan
ke
tanah.
Adapun
jenis angkur
yang ada
berbeda-beda,
penentuan
pemakaian
angkur
tergantung dari perencanaan
dan
kebutuhan.
Dimana
dan bagaimana
angkur
ditempatkan di
belakang
dinding
konstruksi
bergantung
pada
jenis
angkur
dan
keadaan
tanah
disarnping
faktor
faktor
lain. Terutama
dengan
angkur
biasa yang kontinu
ataupun
yang individual
yang
sangat
penting
diperhatikan
adalah
letak bidang
longsor
potensial
baik untuk
|
 19
dinding
konstruksi
(bidang
longsor
aktif)
maupun
untuk
angkur
(bidang longsor
pasif). Menempatkan
angkur
biasa
cukup
jauh
di
belakang
dinding
konstruksi
sehingga
bidang-bidang
longsor
tidak
saling
mempengaruhi atau
berpotongan
berarti kapasitas
angkur yang bersangkutan
dapat
berkembang secara
penuh.
Dengan
teori
tekanan
tanah
lateral
konvensional
letak angkur
yang
dibutuhkan
ada
pada
daerah
yang
diarsir
pada
gambar
di
bawah
ini
yang
ditentukan oleh suatu
gari.s
atau
bidang
geser
<D
dan
suatu
bidang
longsor
(pasif)
CC'. Perhatikan bahwa pangkal J
bidang
longsor
aktif dinding konstruksi dan
bidang
geser
<D
menurut
NAVFAC
1982
adalah
titik
pada
dimaua
momen
sama
dengan
nol. (
Menurut Terzaghi
1943 titik tersebut adalah titik
ujung D).
Gambar 2.8
Lokasi Jangkar
|
 20
2.3
Tekanan Tanah Lateral
2.3.1 Teori Umum
Pada
konstruksi
dinding
penahan tanah,
distribusi
tekanan
lateralnya
diasumsikan
dalam suatu kondisi
regangan
bidang (plane strain),
yaitu regangan
regangan
pada arab longitudinal.
Struktur
diasumsikan
sama
dengan
nol. Selain
itu diasumsikan
juga
bahwa
perilaku
tanah dapat
diwakili
oleh
hubungan
tegangan
regangan
yang diidealisasi
seperti
ter!ihat
dalam
gambar
dibawah,
dimana
setelah
mengalami
leleh (yielding)
tanah berperilaku
seperti
material
plastis tak
terbatas
terjadi
pada
suatu tegangan
konstan,
dengan kata
lain
tegangan
regangan
setelah
keadaan
leleh, bersifat
plastis sepenuhnya. Suatu tanah
dikatakan berada dalam keseimbangan
plastis jika
tegangan
geser pada
setiap titik
pada
tanah
tersebut
mencapai keadaan tegangan yang
diwakili oleh
titik Y.
Gambar 2.9
Hubungan Tegangan
Regangan yang Diidealisasi
|
 21
Untuk
mengetahui suatu
konstruksi
dinding
penahan
tanah,
perlu
diketahui
gaya-gaya
yang bekerja
pada konstruksi
tersebut.
Gaya-gaya
yang
umum
bekerja
adalah
tekanan
tanah,
berat
sendiri
dari
konstruksi
tersebut,
dan
tekanan
air. Untuk
tekanan
tanah
perlu
diketahui
besarnya,
aralmya, titik
tangkapnya dan
pembagian tekanan.
Besar dan
pcmhagian
tekanan
tanah
yang
bckerja
pada
suatu
konstruksi
penahan
tarmh. sebagiun
besar terganttmg pada regangan
lateral relatif tanah
dibelakang dinding.
Apabila
regangan
lateral
tanah
(pengembangan
atau
penyusutan)
ditalmn oleh suatu
konstruksi
penahan
masif
yang
mempunyai
sifat
kekakuan
besar, maka tekanan
tanah tersebut
dikenal
sebagai
"tekanan
tanah pada
keadaan
diam"
(earth
pressure
at
rest).
Umumnya
tekanan
lateral pada
dinding
basement termasuk
pada
kategori ini.
Apabila suatu
konstruksi
penahan
diijinkan
untuk
bergerak
maju
atau
menjauhi
tanah
dan
tanah
diijinkan
untuk
mengembang
ke arah
samping,
maka
tekanan
tanah
berkurang
sesuai
dengan
besar
mengembangnya tanah.
Akibat
mengembangnya
tanah
maka akan
timbul
keruntuhan
geser
(shear
failure)
yang
mana akan
membentuk
suatu bidang
geser atau gelincir
(sliding
wedge)
yang
cenderung
untuk bergerak
maju kedepan
dan
turun.
Pada
keadaan
ini
tekanan
tanah
minimum
dan apabila
terjadi pergerakan
selanjutnya,
tekanan
tanah
tidak
berubah.
Tekanan
minimum
ini
dikenal sebagai "tekanan
tanah aktif'.
Sebaliknya
apabila
konstruksi
penahan
dipaksa
untuk bergerak
kebelakang
kearah
baclifill,
maka
akan
timbul
penyusutan
lateral
pada
tanah.
Gaya dorong
atau tekan yang diperlukan
untuk
memulai
pergerakan
harus
lebih besar daripada
|
 22
tekarum tanah
pada dinding
kaku. Untuk
mencapai
suatu keruntuhan
dan timbul
bidang
gelincir
diperlukan
gaya dorong
yang lebih besar daripada
tekarum tanah.
Bidang
gelincir
mendorong
tanah
mundur
ke
belakang
dan
naik
ke atas,
dari
keadaan
sebelunmya.
Pada
keadaan
ini
tekanan
tanah
maksimum, tekanan
ini
dinamakan "tekanan tanah pasif'.
2.3.2 Tekanan
Tanah
Pada Keadaan Diam (Ko)
Selama
perubahan
pembebanan
terjadi
pada
pennukaan
tanah
karena
pembangunan
atau
aktifitas
lain, tanah akan berkonsolidasi.
Tegangan
vertikal
tersebut
mengakibatkan
gerakan
lateral
da!am tanah
disekelilingnya.
Secara
geologis
gerakan
lateral
yang
terjadi
diimbangi
oleh
tanah
dengan
membentuk
tegangan
lateral,
sehingga
konsolidasi
dan regangan
rangkak
vertikal
serta lateral
akan
menjadi
no!. Pada
saat
ini keadaan
tegangan
yang stabil akan
terbentuk,
dengan
adanya
tegangan
efektif
utama
(principal
effective
stress),
oleh
karena
perpindahan
no!akan
menghasilkan
tegangan
geser
no!pada bidang vertikal
dan
horizontaL Keseimbangan
kondisi yang
terjadi dilapangan ini
disebut kondisi Ko.
Keaclaan tanah yang
sebenamya clida!am
tanah dimana
tekanan
tanah yang
terjadi dapat dilihat pad a gnmbar bcrikut.
|
 23
.
'
i
h
Gam
bar
2.10
Gerakan Lateral Dalam Tanah
2.3.3
Tekamm. Tanab. Aktif
-,
'
'
I
Berdasarkan
teori
tekanan
tanah
yang
dikemukakan
oleh
C.A
Coulomb
dengan
menggunakan asumsi bahwa :
1.
Tanah
adalah isotropik
dan
homogen yang
mempunyai
gesekan dalam dan
kohesi.
2.
Bidang
runtuh adalah sebuah
bidang rata,
permukaan
urugan balik
(baclifill surface)
merupakan bidang datar.
3.
Dengan
nilai yang sama
tahanan
gesekan didistribusi
sepanjan
permukaan
runtuh yang
rat<4 dan
koefisien
gesekan
tanah
ke tanah
f
-tan
<ll.
4.
Keping runtuh
(failure
wedge)
adalah melalui sebuah benda tegar.
5. Adanya gesekan dinding,
yaitu
keping
runtuhan bergerak
dalam kaitan
terhadap
bagian punggung
dari
dinding,
maka berkembanglah
suatu
gaya
gesek antara tanah dan
dinding. Sudut
gesek
ini
biasanya dinamakan
o.
|