Contoh Soal dinding PENAHAN tanah tipe gravitasi

Tekanan lateral tanah adalah tekanan oleh tanah pada bidang horizontal. Contoh aplikasi teori tekanan lateral adalah untuk desain-desain seperti dinding penahan tanah, dinding basement, terowongan, dll. Tekanan lateral tanah dapat dibagi menjadi 3 kategori, yaitu: • Jika dinding tidak bergerak K menjadi koefisien tekanan tanah diam (K 0) • Jika dinding bergerak menekan ke arah tanah hingga runtuh, koefisien K mencapai nilai maksimum yang dinamakan tekanan tanah pasif (K p) • Jika dinding menjauhi tanah, hingga terjadi keruntuhan, nilai K mencapai minimum yang dinamakan tekanan tanah aktif (K a) Gambar di bawah ini mendeskripsikan tentang arah pergerakan dinding menurut tekanan lateral yang bekerja.

Dinding penahan tanah berfungsi menyokong tanah serta mencegahnya dari bahaya kelongsoran. Ada beberapa tipe dinding penahan tanah, diantaranya:

1. Dinding Penahan Tanah Tipe Gravitasi
2. Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever
3. Dinding penahan tanah non – konstruksi

Tapi disini kita hanya membahas dinding penahan tanah tipe gravitasi.

Dinding gravitasi (gravity walls) umumnya terbuat dari batu belah. Kekuatan dinding tipe gravitasi ini sepenuhnya tergantung pada berat sendirinya. Sedangkan dinding non – gravity mengandalkan konstruksi dan kekuatan bahan untuk kestabilannya

Pada umumnya dinding penahan tanah gravitasi berbentuk trapesium dan direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan gaya tarik akibat gaya yang bekerja.

Sebuah dinding penahan tanah yang baik harus memiliki beberapa kriteria, yaitu:

• Stabilitas terhadap guling

• Stabilitas terhadap geser

• Stabilitas terhadap daya dukung tanah

Guling terjadi apabila momen yang dihasilkan oleh beban lebih besar dari pada momen yang ditahan oleh dinding dengan mengambil sebuah titik pada dinding sebagai acuan.

Dan stabilitas geser adalah fungsi dari kekasaran permukaan bawah dinding dan gaya gesek tanah. Dinding bergeser akibat adanya tekanan tanah lateral yang terjadi pada dinding.

Besarnya tekanan tanah sangat dipengaruhi oleh fisik tanah, sudut geser, dan kemiringan tanah terhadap bentuk struktur dinding penahan.

Sedangkan untuk menghitung stabilitas daya dukung tanah sama seperti menghitung daya dukung pondasi telapak.

Berikut adalah contoh sederhana dalam menghitung stabilitas dinding penahan tanah:

Diketahui sebagai berikut,

b1 = b2 = 0.6 m

q = 10 kN/m2, γ tanah = 20 kN/m2, θ tanah = 30°, c = 10

Penyelesaian:

Stabilitas terhadap guling

Berat dinding (gunakan berat jenis, γb = 25 kN/m3)

W1 = b1 * H1 * γb = 0.6 x 2.0 x 25 x 1 m= 30 kN

W2 = 1/2 * b1 * H1 * γb =1/2 x 0.6 x 2.0 x 25 x 1 m = 15 kN

Jarak beban terhadap titik putar asumsi, o,

X1 = 1/2 * b1 + b2 = 1/2 * 0.6 + 0.6 = 0.9 m

X2 = 1/2 * b2 = 1/2 * 0.6 = 0.3 m

Momen terhadap ujung dinding penahan, o,

Mb1 = W1 * X1 = 30 x 0.9 = 27 kNm

Mb2 = W2 * X2 = 15 x 0.3 = 4.5 kNm

ΣW = 45 kN, ΣMb = 31.50 kNm

Koefisien tekanan aktif (Ka)

Ka = 1 – sin θ /  1 + sin θ = 1 – sin 30 /  1 + sin 30 = 1/3

Koefisien tekanan pasif(Kp)

Kp = 1/Ka = 1 : 1/3 = 3

Tekanan tanah aktif (Pa)

Pa1 = Ka * q * H1 = 1/3 x 10 x 2 = 20/3 kN

Pa2 = 1/2 Ka* γ’ * H1^2 =  1/2 x 1/3 x (20 – 10) x 2^2 = 20/3 kN

Pa3 = 1/2 * γ air * H1^2 =  1/2 x 10 x 2^2 = 20 kN

Pp = 1/2 *  γ * Kp * H2^2 = 1/2 * 20 * 3 * 0.3^2 = 2.7 kN

Jarak beban terhadap titik putar asumsi, o,

Y1 = 1/2 * H1 = 1/2 x 2 = 1 m

Y2 = Y3 = 1/3 * H1 = 1/3 x 2 = 2/3 m

Yp = 1/3 * H2 = 1/3 x 0.3 = 0.1 m

Momen terhadap ujung dinding penahan, o,

Mp1 = Pa1 * Y1 = 20/3 x 1 = 6.67 kNm →

Mp2 = Pa2 * Y2 = 20/3 x 2/3 = 4.45 kNm  →

Mp3 = Pa3 * Y3 = 20 x 2/3 = 13.33 kNm  →

Mpp =Pp * Yp = 2.7 x 0.1 = 0.27 kNm ←

ΣPa = 33.33 kN ΣMp (1-3) = 24.45 kNm

[ΣMb / ΣMp] ≥ 1.5 (Safety factor)

[31.50 / 24.45] = 1.29 < 1.5 … ( Penampang dinding penahan tanah harus diperbesar)

Revisi Ukuran Dinding dengan merubah b1=

Berat dinding (gunakan berat jenis, γb = 25 kN/m3)

W1 = b1 * H1 * γb = 0.8 x 2.0 x 25 x 1 m= 40 kN

W2 = 1/2 * b1 * H1 * γb =1/2 x 0.6 x 2.0 x 25 x 1 m = 15 kN

Jarak beban terhadap titik putar asumsi, o,

X1 = 1/2 * b1 + b2 = 1/2 * 0.8 + 0.6 = 1 m

X2 = 1/2 * b2 = 1/2 * 0.6 = 0.3 m

Momen terhadap ujung dinding penahan, o,

Mb1 = W1 * X1 = 40 x 1 = 40 kNm

Mb2 = W2 * X2 = 15 x 0.3 = 4.5 kNm

ΣW = 55 kN, ΣMb = 44.50 kNm

[ΣMb / ΣMp] ≥ 1.5 (Safety factor)

[44.50 / 24.45] = 1.82 > 1.5 … ( Penampang dinding penahan tanah Aman)

Stabilitas terhadap geser

Σ Rh = cd . B + W tan δb. dimana,

Σ Rh = tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran

cd = adhesi antara tanah dan dasar dinding = c (dengan menganggap permukaan dinding sangat kasar)

B = lebar pondasi ( m )

W = berat total dinding penahan tanah

δb = sudut geser antara tanah dan dasar pondasi

Maka, Σ Rh = 10 * 1.4 + 55 tan 30° = 45.75 kN

Jumlah Gaya – Gaya Horizontal

Σ Ph = Σ Pa – Σ Pp = 33.33 kN – 2.7 kN = 30.63

[ΣRh / ΣPh] ≥ 1.5

[45.75 / 30.63] = 1.49 ~ 1.5 … ( Penampang dinding penahan tanah Aman)

Stabilitas terhadap daya dukung tanah

Perhitungannya sama dengan cara menghitung pondasi telapak.

Itulah sekilas tentang Dinding Penahan Tanah Batu Kali (Tipe Gravitasi). Silakan di share jika bermanfaat. Wassalam.