1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dinding penahan digunakan untuk mencegah material agar tidak longsormenurut

kemiringan alamnya. Bangunan dinding biasa digunakan untuk menopang tanah ,batu bara,

timbunan bahan tambang dan air. Sebagian besar bangunan penahan adalah tegak atau

hamper tegak, namun bila sudut α pada koefisien tekanan tanah Coulomb dari persamaan

lebih besar dari 90o terjadi pengurangan tekanan tanah lateral yang cukup pentin bila

dinding tinggi dan diperbolehkan condong kearah urugan-balik (backfil).

Perancangan dinding penahan (retaining wall) harus memenuhi dua persyaratan.

Pertama, untuk membuat struktur aman terhadap kerusakan karena guling (overtuning) dan

penurunan (settlement) yang besar,tekanan di bawah dinding tidak boleh melebihi tekanan

tanah yang di izinkan; lebih jauh lagi, struktursecara keseluruhan harus memiliki

faktoraman yang cukup sehubungan dengan pergeseran (sliding) sepanjang dasar

dinding.Struktur ini dibagi-bagi dan ksetabilan keseluruhannya diperiksa, untuk beban

yang bekerja dan untuk tekanan tanah tanpa dikurangi oleh faktor beban Kedua, baik

keseluruhan struktur maupun masing-masing bagiannya harus memiliki kekuatan yang

memadai (adequate strength).Pada tahap bekerja memberikan dasar untuk memeriksa

kekuatan ultimate struktur pada berbagai bagian yang kritis.

Dinding penahan dikelompokkan berdasarkan cara menimbulkan kestabilannya.

a) Penulangan tanah secara mekanis

b) Gaya berat (grafitasi)

c) Kantilever (penyokong)

d) Penjangkaran

Dinding kantilever (penyokong) dari beton bertulng masih cukup umum pada daerah

perkotaan karena tidak mudah dirusak dan sering kali tidak memerlukan urugan-balik

pilihan. Biasanya dinding ini mampu bersaing baik dalam harga bila dinding itu pendek(20

sampai 50 m) dan tidak terlalu tinggi (misalnya tidak kurang dari 3 m). Dinding ini juga

banyak dipakai untuk dinding ruang bawah tanah dan sejenisnya pada gedung.Bahkan

dewasa ini dinding-dinding kantilever dipakai paling utama:

2

1. Dinding rendah yang panjangnya agak pendek. Rendah di sini dalam arti tinggi

terpanjang pada besaran 1 sampai 2,5m dan panjang dengan besaran 40m atau

kurang.

2. Daerah urugan-baliknya terbatas dan perlu untuk memakai tanah yang ada sebagai

urugan-balik. Hal ini biasanya menghasilkan tekanan dinding utamanya disebabkan

oleh pemampatan urugan_balik dalam daerah terbatas yang terutama ditentukan

oleh ukuran telapak. Dalam kasus ini karena tanah yang ada harus mampu menahan

kedalaman galian vertical buat pengecoran telapak dinding dan kemudian badan

dinding, maka secara teori taka da gaya dinding dari tanah ini dan satu-satunya

tekanan dinding adalah dari urugan balik dalam daerah yang terbatas dan segala

tekanan pemampatan. Beberapa dinding telah dibangun dengan tekanan lateral

yang diukur dalam jenis bentuk ini dan ditenukan bahwa :

Pemampatan dapat menghasilkan tekanan lateral sangat tinggi.

Resultan pemampatan itu menyebabkan tekanan lateral pada besaran 0,4

sampai 0,5H dan bukan H/3 seperti yang biasa dipakai untuk tekanan tanah

Rankine.

Tapi selain itu banyak factor yang menyebabkan pengaruh kerusakan pada stabilitas

dinding penahan, seperti tekanan rembesan pada bagian belakang dinding penahan tanah,

penurunan, tekanan tanah dan gaya geser tanah. Maka dari itu perlu adanya solusi-solusi

yang baik dan akurat untuk mencegah kerusakan pada stabilitas dinding penahan sehingga

mampu menahan pengaruh tekanan yang meyebabkan rusaknya stabilitas dinding penahan.

Secara umum, tahap-tahap perancangan dinding penahan tanah, seperti pada struktur-

struktur lain, pada dasarnya menggunakan system coba-coba (trial) dan kemudian

melakukan koreksi. Dimensi sementara diperoleh berdasarkan asumsi sebelum kestabilan

atau kekuatan diselidiki .Setelah dianalisis, dimensi yang pasti mungkin harus ditinjau

kembali sebelum perancangan terbaik didapatkan.

1.2 Perumusan Masalah

Selama ini sudah banyak bangunan dinding penahan tanah dibuat dengan tipe-tipe

yang beragam. Dinding penahan tanah sendiri dikelompokkan menjadi empat tipe jika

dilihat berdasarkan cara menimbulkan kestabilannya, yaitu: penulangan tanah secara

3

mekanis, gaya berat (grafitasi), kantilever(konsol) dan penjangkaran. Tipe-tipe dinding

penahan tersebut mempinyai kelebihan dan kekurangan sendiri-sndiri.

Seperti halnya kebanyakan desain struktur-strukturkerekayasaan(engineering) jenis

lainnya, prosedur untuk mendisain dinding penahan pada dasarnya terdiri dari dua langkah

berturutan yang berulang-ulang, yakni : (1) pemilihan (yang bersifat sementara) dimensi

dari struktur, dan (2) analisis kemampuan yang dimiliki oleh struktur termaksud dalam

menahan gaya-gaya yang akan bekerja padanya. Apabila analisis diubah dan kemudian

dilakukan lagi analisis yang baru.

Dalam proses prancangan dinding penahan tanah, banyak factor-faktor yang

mempengaruhi kestabilannya atau bahkan membuatny rusak. Diantara factor-faktor itu

yang pertama adalah semua gaya yang bekerja diatas dasar dinding, termasuktekanan yang

diakibatkan oleh timbunan tanah serta oleh berat dinding penahan tanah itu sendiri. Yang

keduaadlah kestabilan dinding penahan tanah terhadap penggulingan (overtuning). Dan

selanjutnya kemampuan tanah di belakang dinding yang dapat manyebabkan terjadinya

keruntuhan dinding melalui penggelinciran di sepanjang suatu bidang yang terletak pada

atau di bawah dasar, serta semua gaya-gaya vertical(termasuk berat dari timbunan) yang

menjadi gerakan pada arah keluar, pemiringan (tilting), ataupun penurunan (settlement)

yang berlebihan.

1.3 Tujuan Penulisan

1. Mengkaji masalah-masalah yang menyebabkan keruntuhan pada dinding penahan

tanah serta metode-metode untuk mencegahnya.

2. Mendapatkan teknik konstruksi dinding penahan tanah yang stabil dan dapat

bertahan cukup lama.

1.4 Manfaat Penulisan

Menyajikan informasi kepada umum tentang gaya-gaya yang bekerja pada dinding

penahan tanah serta perancangan kontruksi dinding penahan tanah yang mampu bertahan

dari gaya-gaya yang mempengaruhinya cukup lama.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah

Kata soil (tanah) berasl dari bahasa Perancis Kuno yang merupakan turunan dari

bahasa Latin solum, yang berarti lantai atau dasar. Dalam pandangan teknik secara umum

tanah merupakan himpunan mineral, bahan organic, dan endapan yang relative lepas

(loose), yang terletak diatas batuan dasar (bedrock). Ikatan antara butiran relative lemah

disebabkan oleh karbonat, zat organic, dan oksida-oksida yang menempel diantara partikel

butiran.Isi antara partikel berupa air dan udara. Proses pelapukan butiran batuan dapat

membentuk tanah, proses tersebut dapat berupa fisik dan kimia. Secara fisik perubahan

batuan menjadi partikel-partikel yang lebih kecil diakibatkan oleh pengaruh alam seperti :

1. Angin, erosi, dan manusia

2. Es (glatser)

3. Sedangkan pelapukan kimia umumnya oleh pengaruh oksigen.

Dalam pengertian lain tanah merupakan material yang terdiri dari agregat (butiran)

mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satuy sama lain dan

dari bahan-bahan organic yang telah melapuk (berpartikel padat) disertai dengan zat cair

dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebu. Dlam

bidang teknik sipil tanah berfungsi sebagai bahan bangunan dan pendukung pondasi

bangunan.

3.2 Dinding Penahan Tanah

Bagian-bagian dinding penahan tanah kantilever terdiri dari : dinding, pelat pondasi

belakang dan pelat pondasi depan. Pada setiap bagian ini dirancang seperti cara merancang

struktur kantilever. Untuk merancang pelat pondasi, tekanan tanah yang terjadi pada

bagian dasar pondasi yang dihitung lebih dulu, yaitu dengan menganggap distribusi

tekanan tanah linear.

Bagian pelat pondasi belakang, dianggap terjepit pada batas permukaan dinding

vertical di bagian belakang. Gaya tekanan tanah bekerja ke atas, sedang tekanan akibat

berat tanah di atas pelat bekerjake bawah.Tekanan neto yang dihasilkan, cenderung untuk

mengakibatkan momen negative pada pelat belakang, dengan tegangan tarik pada sisi atas

5

pelat. Bagian tubuh dinding penahan di anggap sebagai struktur kantilever yang terjepit

pada pelat pondasi bagian atas.Dengan gaya-gaya yang telahg di ketahui dapat dihitung

dimensi komponen-komponen dinding penahan dan penulangannya.

Gambar 1 ; Dinding penahan tanah

6

BAB III

METODE PENULISAN

Penulisan karya ilmiah ini menggunakan sumber data sekunder yang diperoleh dari

buku-buku, laporan penelitian, dan berbagai jurnal yang sesuai dengan kajian yang

diangkat dalam penulisan karya ilmiah. Penulis menggunakan beberapa langkah/prosedur

diantaranya :

3.1. Pendekatan penulisan

Pendekatan yang dilakukan penulis dalam penulisan karya ilmiah meliputi :

1. Studi pustaka

Studi pustaka bertujuan untuk mendapatkan referensi yang bersifat teoritik sesuai

dengan kajian yang diangkat dalam penulisan karya ilmiah.Sebagai sumber pustaka dalam

penulisan ini adalah buku-buku, laporan penelitian, dan berbagai jurnal yang berkaitan

dengan kajian yang diangkat dalam penulisan karya ilmiah.

2. Kajian data penelitian

Selain melakukan studi pustaka, penulis berusaha memperoleh data hasil penelitian

yang sesuai dengan kajian yang diangkat dalam penulisan karya ilmiah.Data yang

diperoleh berupa data sekunder yang telah dihasilkan oleh para peneliti melalui berbagai

penelitiannya.Data tersebut kemudian dikaji dan dikomparasikan untuk memperoleh hasil

kesimpulan yang mendukung terhadap kajian yang diangkat dalam penulisan karya ilmiah.

3.2. Sasaran penulisan

Kajian tulisan ini dalam upaya menyediakan informasi tentang berbagai masalah

yang menyebabkan runtuh atau rusaknya dinding penahan tanah sehingga memerlukan

tinjauan-tinjauan ulang untuk memperoleh kontruksi dinding penahan yang mampu

bertahan dari keruntuhan yang di sebabkan oleh banyak factor keruntuhan dalam jangka

waktu yang cukup lama, dan juga mempertimbangkan masalahpembiayaannya.

7

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Bagian-Bagian dinding Penahan Tanah kantilever

Dasar dinding dari dinding penahan tanah kantilever harus dibuat sesempit

mungkin agar ekonomis, tapi pada saat yang sama harus cukuplebar untuk memberikan

kestabiulan yang cukup terhadap guling dan geser, serta untuk mengurangi tekanan tanah

pada batas yang dapat di toleransi. Rasio lebar dasar terhadap tinggi keseluruhan dinding

biasanya bervariasi dari 0,4 sampai 0,65. Rasio yang lebih kecil sesuai jika dasar dinding

di dukung oleh tanah kuat dan jika tanah urugan memiliki permukaan hosizontal yang

terdiri dari pasir bersih kerikil bersih. Dengan kata lain ketika kekuatan lapisan tanah dasar

(subsoil) atau tanah urugan berkurang dan kemiringan tanah urugan bertambah, rasio bisa

mendekati atau bahkan melebihi 0.65. Lebih lanjut, lebar dasar dipengaruhi oleh beban

tambahan pada urugan dibelakang dinding, seperti pada jalan kereta api, jalan raya atau

bangunan.

Tebal dasar dinding adalah fungsi dari gayageser dan momen pada tempat-tempat

di bagian depan dan belakang permukaan stem. Oleh karena iu ketebalan di pengaruhi oleh

letak stem pada dasar dinding. Jika stem diletakkan sedemikian sehingga proyeksi ft dari

sisi depan dinding kira-kira 1/3 lebar dasardinding, tebal dasar dinding biasanya berkisar

antara 1/12 sampai 1/8 tinggi dinding.

Kedalaman dasar di bawah permukaan tanah pada dinding bagian depan harus

cukup untuk menghindari perubahan karena pendinginan dan pencairan tanah. Kedalaman

yang baik bervariasi dari beberapa inci di sebagian besar negara Amerika bagian selatan

sampai sebesar 8 ft di beberapa daerah Utara Amerika. Bahkan jika salju tidak

cukup[ dalam, dasar dinding sebaiknya ditempatkan pada zona dengan volume bervariasi

sesuai musim disebabkan oleh perubahan kelembaban (moisture content) lapisan tanah. Ini

penting terutama jika ditemui lempung yang mengembang (swelling).Dalam beberapa hal

ternyata perlu membuat alas pada kedalaman minimum untuk mencapai lapisan tanah yang

mampu menahan tekanan yang dibebankan kepadanya.

8

Gambar 2; dinding penahan tanah kantilever

Tebal stem harus cukup untuk menahan gaya lintang dan momen terhadap tekanan

tanahdari belakang dinding. Tebal puncak dinding harus cukup besar untuk memungkinkan

penempatan beton dengan mudah. Bagian yang kritis untuk gaya geser an momen adalah

pada sambungan stem dan dasar dinding. Agar tersedia kekuatan cukup pada bagian ini

biasanya denagan memperdalam stem sampai kedalaman ¼ hingga ¾ in/ft.

4.2 .Masalah Stabilitas Dinding Penahan Tanah

Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan, umumnya diambil permeter lebar

untuk dinding grafitasi, semi grafitasi, dan dinding kantilever. Gaya-gaya pada dinding

kantilever yang menyebabkan timbulnya gaya lintang dan gaya momen yang terjadi pada

badan dinding tidak sama dengan gaya-gaya yang diperhitungkan untuk menghitung

stabilitas struktur terhadap penggeseran. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan

meliputi

a. Berat sendiri dinding penahan (W)

b. Gaya tekanan tanah aktif total tanah urug (Pa)

c. Gaya tekanan tanah pasif total didepan dinding (Pp)

d. Tekanan air pori di dalam tanah (Pw)

e. Reaksi tanah dasar (R)

9

Jika dinding pada keadaan seimbang, jumlah vector gaya-gaya akan sama dengan

nol. Analisis stabilitas dinding penahan tanah dapat ditinjau terhadap hal-hal sebagai

berikut :

4.2.1 Stabilitas Terhadap Penggeseran

Gaya-gaya yang menggeser dinding penahan tanah akan ditahan oleh:

1. Gesekan antara tanah denagan dasar pondasi

2. Tekanan tanah pasif bila di depan dinding penahan terdapat tanahtimbunan.

Faktor aman terhadap penggeseran (fgs), didefinisikan sebagai berikut :

Fgs=∑ Rh

∑ Ph

≥ 1.5

Untuk tanah granuler (c = 0) :

∑Rh =W f

= W tgδb ;dengan δb ≤ φ

Untuk tanah kohesif (φ = 0 ) :

∑Rh = caB

Untuk tanah c- c(φ > 0 dan c > 0 ) :

∑Rh = caB + W tgδb

Dengan

∑Rh= tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran

W= berat total dinding penahan dan tanah di atas pelat pondasi (kN)

δb= sudut gesek antara tanah dan dasar pondasi, biasanya di ambil 1/3–(2/3)φ

ca= ad × c = adhesi antara tanah dan dasar dinding (kN/m2)c = kohesi tanah dasar (kN/m2)

ad= factor adhesi

B = lebar pondasi (m)

10

Dari gambar 3; Kekuatan geser tanah pada bagian dasar dinding

4.2.2 Stabilitas Terhadap Penggulingan

Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah urug di belakang dinding penahan,

cenderung menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki depan pelat

pondasi. Momon penggulingan ini, dilawan oleh momen akibat berat sendiri dinding

penahan dan momen akibat berat tanah di atas pelat pondasi.

Faktor aman terhadap penggulingan (Fgl) bergantung pada jenis tanah, yaitu :

(Fgl) ≥ 1,5 untuk tanah dasar granuler

(Fgl) ≥ 2 untuk tanah dasar kohesif

Tahanan tanah pasif, oleh tanah yang berada di depan kaki dinding depan sering

diabaikan dalam hitungan stabilitas. Jika tahanan tanah pasif yang ditimbulkan oleh

pengunci pada dasar pondasi diperhitungkan, maka nilainya harus direduksi untuk

mengantisipasi pengaruh-pengaruh erosi, iklim dan retakan akibat tegangan-tegangan tarik

tanah dasar yang kohesif.

4.2.3 Stabilitas Terhadap Keruntuhan Kapasitas Dukung Tanah

Beberapa persamaan kapasitas dukung tanah telah digunakan untuk menghitung

stabilitas dinding tanah, seperti persamaan-persamaan kapasitas dukung Terzaghi (1943),

Meyerhof (1951,1963), Vesic (1975) dan hansen (1970).

11

Gambar 4; Kontrol Terhadap Keruntuhan Daya Dukung

4.2.4 Penurunan

Seperti halnya struktur-struktur yang lain, dinding penahan tanah juga akan

mengalami penurunan. Untuk itu, prinsip-prinsipdasar untuk menhitung besarnya

penurunan sama dengan cara menghitung penurunan pondasi.

Dinding penahan tanah, kecuali mengalami penurunan akibat beban, juga mengalami

kemiringan akibat rotasiujung kaki pondasi.Umumnya, dnding penahan tanah miring

kearah luar (kea rah menjauhi tanah urug), karena resultan gaya-gayanya jatuh diantara

tengah-tengah pondasi dan ujung luar pondasi.Kemiringan dinding penahan akibat momen

penggulingan sulit ditentukan.Dalam perancangan, miring maksimum dibatasi sampai

0,01H, dengan H adalah tinggi dinding penahan.

Adakalanya dinding penahan tanah miring ke arah dalam (turun lebih banyak pada

bagian pondasi yang terletak di bawah tanah urug). Berat tanah urug dan pondasi dinding

penahan menyebabkan penurunan yang terjadi lebih besarpada tanah pondasi yang berada

di bawah tanah urug. Kadang-kadang, dinding penahan tanah dibangun memanjang sampai

beberapa puluh meter.Pada kondisi ini, kondisi tanah dasar mungkin bervariasi.Karena itu,

penurunan tak seragam ataupun miringnya dinding sulit dihindarkan. Dalam hal demikian,

sambungan-sambungan dibutuhkan untuk memisahkan bagian-bagiannya supaya

penurunan pada bagian yang satu tidak berpengaruh pada bagian yang lain

.

12

4.3 Pengaruh tekanan Rembesan pada Stabilitas Dinding Penahan

Pada waktu hujan deras, berat volume tanah di belakang dinding penahan tanah akan

bertambah akibat naiknya kadar air tanah. Jika perlengkapan drainase tidak diberikan, air

akan merembes ke bawah melewati dasar pondasi dan kemudian naik sampai dipermukaan

tanah di depan dinding. Rembesan air melewati tanah urug ini, berakibat :

1) Berat tanah urug bertambah. Akibatnya tekanan tanah juga bertambah, karena berat

volume tanah (γ) bertambah. Karena itu, jika tanah urug berupa lanau atau tanah

berlempung, perancangan sebaiknya didasarkan pada kondisi jenuh air. Karena

tanah-tanah ini cenderung menahan air pada jangka waktu yang lama.

2) Gaya angkat akan timbul pada permukaan bidang runtuh.

3) Gaya angkat timbul pada dasar pondasi dinding penahan.

4) Pengurangan tekanan tanah pasif di depan dinding.

Tekanan rembesan pada bagian depan dinding yang arahnya keatas akan berakibat

mengurangi berat volume efektif tanah. Bila tekanan rembesan sangat besar, tanah bagian

depan dapat kehilangan beratnya, sehingga tanah dalam kondisi mengapung. Untuk

mengurangi tekanan rembesan yang terlalu besar tersebut, struktur penahan tanah perlu

dilengkapi dengan bangunan drainase.Hal ini dapat dilakukan denagan menggunakan

material granuler sebagai bahan timbunan yang dilaengkapi denagan bangunan drainase.

Tekanan rembesan dalam massa tanah dapat ditentukan dengan cara jarring arus

(flow-net). Dari gambar jarring arus tersebut, kecuali gaya tekanan air total ke dinding

penahan dapat dihitung, tekanan air ke atas (uplift) pada dasar pondasidapat pula

ditentukan, yaitu dengan memperhatikan perpotonagan garis-garis ekipotensial denagan

dasar pondasi dinding. Dalam perancangan tekanan air di sekeliling dinding penahan tanah

di asumsikan berdistribusi linier.

13

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Tebal dasar dinding adalah fungsi dari gayageser dan momen pada tempat-tempat

di bagian depan dan belakang permukaan stem. Oleh karena iu ketebalan di

pengaruhi oleh letak stem pada dasar dinding.

Gaya-gaya pada dinding kantilever yang menyebabkan timbulnya gaya lintang dan

gaya momen yang terjadi pada badan dinding tidak sama dengan gaya-gaya yang

diperhitungkan untuk menghitung stabilitas struktur terhadap penggeseran.

Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah urug di belakang dinding

penahan, cenderung menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki

depan pelat pondasi. Momon penggulingan ini, dilawan oleh momen akibat berat

sendiri dinding penahan dan momen akibat berat tanah di atas pelat pondasi.

Dinding penahan tanah, kecuali mengalami penurunan akibat beban, juga

mengalami kemiringan akibat rotasiujung kaki pondasi.

Pada waktu hujan deras, berat volume tanah di belakang dinding penahan tanah

akan bertambah akibat naiknya kadar air tanah.

Tekanan rembesan pada bagian depan dinding yang arahnya keatas akan berakibat

mengurangi berat volume efektif tanah.

5.2 Saran

Dalam perancangan dinding penahan tamah haruslah diperhitungkan dengan baik

karena dinding penahan tanah mempunyai banyak factor yang menyebabkannya

runtuh.Dan juga stabilitas-satabilitas dinding penahan tanah harus di perhatikan dengan

benar, karena dinding penahan tanah harus memiliki stabilitas yang sesuai sehingga dapat

menahan gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan tanah, termasuk tekanan rembesan

yang membuat berat tanah urug bertambah.

14

DAFTAR PUSTAKA

Bowles Joseph E, 1988, Analisis dan Desain Pondasi Edisi Keempat Jilid 2, Jakarta :

Penerbit Erlangga

Foth henry dan Soenarto Adisoemarto,1994, Dasar-Dasar Ilmu Tanah, Jakarta : Penerbit

Erlangga

Hardiyatmo Hary Christiady, 2011, Analis dan Perancangan Pondasi Bagian 1,

Yogjakarta : Gadjah Mada University Press

Peck Ralph B. dkk, 1996 Teknik Fondasi Edisi Kedua, Yogjakarta : Gadjah Mada

University Press

Terzaghi Karl dan Ralph B. Peck, 1993, Mekanika Tanah dan Praktek Rekayasa, Jakarta :

Penerbit Erlangga