Post on 24-Apr-2015
description
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