14.2.2 Pendekatan Terhadap Perencanaan Bermacam-macam Tembok Penahan Dan Contoh-contoh Perencanaan (1) Tembok penahan tembok batu (stone masonry) dan pasangan blok (block work) : Struktur dasar dari tembok penahan ini seperti diperlihatkan pada Gbr. 14.6. Tetapi masih banyak kesukaran dalam latar belakang teoritisnya sejauh cara perencanaan terlibat dan akhirnya bahwa hal ini masih sebagai bahan percobaan. Dengan kata lain, posisi tidak terkukuhkan oleh ketahanan monolit seperti halnya pada tembok penahan beton, tetapi oleh sifat saling mengait tiap balok atau batu. Apabila sesuatu sebab keseimbangan tersebut hilang, akan terjadi penggebungan permukaan tembok atau copotnya batu, & akhirnya berakibat terjadinya keruntuhan. Oleh karena itu, dalam dasar perencanaan di Jepang dianggap harganya seperti pada Tabel 14.1, dan dengan memperhatikan harga perkiraan ini maka perencanaan diselesaikan. Dapat ditambahkan, pada tembok penahan jenis ini, terpaksa harus digunakan bahan timbunan sebagai pencegahan terhadap peningkatan tekana di bagian belakang tembok penahan yang di karenakan tekanan air. Standar bahan timbunan tersebut ditetapkan seperti terlihat pada Tabel 14.2. Tabel 14.2 untuk bagian penanggulan tembok penahan dalam perencanaan, sedangkan untuk bagian pemotongan tanah lebih baik bila dalam perencanaan dibuat dengan menggunakan ketebalan seragam kira-kira 20-40 cm. (2) Tembok penahan tipe gravitasi (Gravity Type) : Pada tembok penahan tanah tipe
Tabel 14.1 Tinggi tegak lurus, perbandingan kemiringan tebing dan panjang balok (batu).
Tinggi tegak lurus (m)
0-1,5
1,5-3,0
3,0-5,0
5,0-7,0
Penanggulan
1:0,3
1:0,4
1:0,5
1:0,6
Pemotongan tanah
1:0,3
1:0,3
1:0,4
1:0,5
Panjang
Paangan batu kering
35
35-45
-
-
balok (batu)
Pasangan batu dengan
25
35-45
45
-
(cm)
adukan semen (hanya badan
Pasangan batu adukan
25x5*=
(25-35)
(35-45) +
(35-45) +
(pengisian badan dan
30
+ 10*=
15*=50-
20*= 50-
35-45
60
60
Perbandingan
yang diisi)
pengisian belakang) Catatan: Tanda* dalam Tabel menunjukkan tebal beton
Tabel 14.2 Tinggi tegak lurus dan tebal bahan pengisi bagian belakang
Tinggi tegak lurus (m) Tebal (cm)
0-1,0
1,5-3,0
3,0-5,0
5,0-7,0
Bagian atas
20-40
20-40
20-40
20-40
Bagian belakang
30-60
45-75
60-100
80-120
gravitasi, maka dalam perencanaan harus tidak terjadi tegangan tarik pada setiap irisan badannya. Mengingat bentuk dan ukuran badannya, lebih baik perhatikanlah hal-hal sebagai berikut ini (lihat Gbr. 14.7) 1) Pada umumnya lebar pelat lantai B dianggap antara 0,5 H – 0,7 H dari tinggi tembok penahan. 2) Lebar bagian puncaknya B’ dianggap lebih dari 0,2 m dari titik pelaksana. Bila dibuat pagar pengaman maka ditetapkan lebih dari 30 cm. Contoh perencanaan diperlihatkan dibawah ini. (a) Kondisi perencanaan: (i) Tinggi tembok penahan dan kondisi permukaan belakang : Lihat Gbr. 14.8. (ii) Tekstur tanah di permukaan belakang dan pemakaian rumus. Tekstur tanah : tanah berpasir dengan permeabilitas rendah/kecil termasuk
(iii)
(iv)
juga lanau dan lempung ( γ s = 1,9 t/m3) Tekanan tanah : berdasarkan rumus Terzaghi. Tegangan satuan yang diijinkan. Beton (berat isi γ c = 2,35 t/m3) Kekuatan rencana : σ ck = 180 kg/cm2 Tegangan tekan lentur yang diijinkan : σ ca = 60 kg/cm2 Tegangan geser yang diijinkan : τ a = 8 kg/cm2 Faktor keamanan Titik peralihan : Titik kerja resultante dianggap berada dalam daerah sepertiga
lebar pelat lantai dari pusat pelat lantai. Gelincir : Fs = 1,5 Daya dukung yang diijinkan : Qa = 15 t/m2 (v) Koefisien geser alas : μ = 0,6 (b) Berat sendiri dan tekanan tanah : Apabila penampang dibagi menjadi bagian beberapa penampang seperti pada Gbr. 14.9 dan berat sendiri tiap penampang ditetapkan sebagai W1 – W8 dan jarak mendatar dari titik A ke pusat gaya berat masing-masing penampang ditetapkan berturut-turut sebagai Il - I8, maka hasilnya disusun seperti terlihat pada Tabel 14.3.
Untuk tekanan tanah, koefisien tekanan tanah dicari dari gambar tekanan
Tabel 14.3 Momen terhadap titik A
i
Wt
li
Wi . li
1
2,400 x 0,500 x 2,35
2,82
1,200
3,38
2
1,900 x 0,200 x 2,35
0,89
1,450
1,29
3
0,500 x 0,200 x ½ x 2,35
0,12
0,333
0,04
4
0,500 x 3,300 x ½ x 2,35
1,94
0,833
1,62
5
0,300 x 3,300 x 2,35
2,33
1,150
2,68
6
1,100 x 3,300 x ½ x 2,35
4,27
1,667
7,12
7
1,100 x 3,300 x ½ x 1,9
3,45
2,033
7,01
8
1,100 x 0,550 x ½ x 1,9
0,57
2,033
1,16
16,39
24,30
tanah Terzaghi yang telah diuraikan pada Bab2. (Gbr. 2.28) Karena tekstur tanah dari tanah di permukaan belakang adalah 2 seperti yang telah diuraikan maka dengan membaca titik perpotongan 2 dengan 1:2 akan didapatkan, KH = 0,72 t/m3 , Kv = 0,35 t/m3 Seterusnya, Pv = Kv . H2/2 = 0,35 x 4,552/2 = 3,62 t/m PH = KH . H2/2 = 0,72 x 4,552/2 = 7,45 t/m Titik kerja pada ketinggian H/3 = 4,55/3 = 1,51 m, dari dasar. (c) Analisa kemantapan (stability) : Momen terhadap titik A pada Gbr. 14.9 dan gaya vertikal pada Tabel 14.4. Oleh karena itu, titik kerja resultante dihitung dari titik A adalah sebagai berikut. Tabel 14.4 Keseluruhan gaya irisan terhadap titik A Gaya
Jarak
Momen
Gaya
Jarak
Momen
vertikal
mendatar
tahan
mendatar
vertikal
guling Mo
-
-
-
Mr Berat sendiri
16,39
-
24,30
total Tekanan tanah
3,62
2,400
8,67
-
-
-
Jarak mendatar
-
-
-
7,45
1,51
11,25
20,01
-
32,97
7,45
-
11,25
vertikal
Mr−Mo W
d=
=
32,97−11,25 20,01
= 1,08 m
Akibatnya, eksentrisitas dari tengah-tengah alas ke titik kerja adalah sebagai berikut. Karena harga itu berada dalam daerah sepertiga lebar pelat lantai dasar dihitung dari tengahnya maka kemantapan dapat terjamin. e = B/2 – d = 2,40/2 = 0,12 m < B/6 = 0,4 m Kemantapan terhadap gelincir adalah sebagai berikut: Mr . µ Ph
Fs =
=
20,01 x 0,6 W 7,45
= 1,61 > 1,5
Dapat ditambahkan, untuk daya dukung, kemantapan tetap terjamin sebagai berikut, karena resultante bekerja dalam daerah sepertiga lebar alas dari pusat. q1 q2
}
=
W B
(1 ± 6Bx e )
=
20,01 2,40
x 0,12 (1 ± 6 2,40 )
= 10,83 atau 5,83 t/m3 < Qa
(d) Perhitungan tegangan beton : (i) Pengamatan irisan pada tumpuan Apabila irisan N-N dibagi menjadi beberapa bagian, seperti terlihat pada
Gbr. 14.10 dan momen tiap bagian terhadap titik B dihitung maka akan didapatkan Tabel 14.5. Kemudian, dalam hal ini tekanan tanah untuk H = 3,85 m Pv = Kv . H2/2 = 0,35 x 3,852/2 = 259 t/m PH = KH . H2/2 = 0,72 x 3,852/2 = 5,33 t/m Titik kerja adalah setinggi 3,85/3 = 1,28 m dari irisan N-N. Karenanya, bila gaya yang bekerja pada irisan yang disebabkan gaya yang bekerja pada titik B dihitung maka akan didapatkan seperti yang tercantum pada Tabel 14.6. Apabila tegangan dihitung berdasarkan hasil tersebut, maka hasilnya sebagai berikut dan kemantapan akan terjamin. Mr−Mo 17,58−6,73 d= = = 0,72 m W 15,15 e = 1,9/2 – 0,72 = 0,23 m W 15,15 6 xe 6 x 0,23 σc 1± 1± = = σt B 1,9 B 1,9
}
{
(ii)
(
)
(
)
=
kg cm 2 0,22kg /cm2 Pengamatan pelat ujung Apabila momen lentur dan gaya geser pada irisan A-A dalam Gbr. 14.11 1,37
dicari, maka akan didapatkan Tabel 14.7. Karena SA sama dengan 4,45 t dan MA sama dengan 1,15 tm, maka tegangan-tegangan adalah sebagai berikut : Tabel 14.5 Momen karena berat sendiri terhadap titik B i
Wt
li
Wi . li
4
0,500 x 3,300 x ½ x 2,35
1,94
0,333
0,64
5
0,300 x 3,300 x 2,35
2,33
0,650
1,51
6
1,100 x 3,300 x ½ x 2,35
4,27
1,167
4,98
7
1,100 x 3,300 x ½ x 1,9
3,45
1,533
5,29
8
1,100 x 0,550 x ½ x 1,9
0,57
1,533
0,87
12,56
13,29
Tabel 14.6 Ikhtisar Keseluruhan gaya irisan terhadap titik B. Gaya
Jarak
Momen
Gaya
Jarak
Momen
vertikal
mendatar
tahan
mendatar
vertikal
guling Mo
5,33
1,283
6,84
Mr Berat sendiri
12,56
Tekanan tanah
2,59
13,29 1,90
4,92
vertikal Jarak mendatar
15,15
17,58
5,33
6,84
Tabel 14.7 Gaya irisan yang bekerja pada irisan A – A i
Wt
li
Wi . li
1
0,500 x 0,200 x ½ x 2,35
-0,12
0,167
-0,02
2
0,500 x 0,500 x 2,35
-0,59
0,250
-0,15
q1
9,79 x 0,500
4,90
0,250
1,23
q2
1,04 x 0,500 x 1/2
0,26
0,333
0,09
4,45
1,15
= SA/A = 4450/(100 x 70) = 0,7 kg/cm2
c =
M z
=
6M b x h2
=
6 x 11500 100 x 702
Dengan demikian kemantapan terjaga.
= ± 1,4 kg/cm2
{cata
