Dinding Penahan Tanah

1.  Pengertian Dinding Penahan Tanah

Dinding  penahan  tanah  adalah  suatu  konstruksi  yang  berfungsi  untuk

menahan tanah lepas atau alami dan mencegah keruntuhan tanah yang miring atau lereng yang kemantapannya tidak dapat dijamin oleh lereng tanah itu sendiri. Tanah yang tertahan memberikan dorongan secara aktif pada struktur dinding sehingga struktur cenderung akan terguling atau akan tergeser. 

 

Gambar : Dinding Penahan Tanah Kantilevert

Berdasarkan cara untuk mencapai stabilitasnya, maka dinding penahan tanah dapat digolongkan dalam beberapa jenis yaitu Dinding Gravitasi, Dinding Penahan Kantiliver, Dinding Kontravort, Dinding Butters, Dinding Jembatan dan Boks Culvert. Beberapa jenis dinding penahan tanah antara lain :

a.  Dinding Gravitasi ( Gravity Wall )

Dinding ini biasanya dibuat dari beton murni (tanpa tulangan) atau dari pasangan batu kali. Stabilitas stabilitasnya konstryksinya diperoleh hanya dengan mengandalkan berat sendiri konstruksinya. Biasanya tinggi dinding tidak lebih dari 4 m (empat meter).

b.  Dinding Penahan Kantilevert ( Cantilever Reatining Wall )

Dinding ini terbuat dari beton bertulang yang tersusun dari suatu dinding vertical dan tapak lantai. Masing-masing berperan sebagai balok atau plat kantiliever. Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding penahan dan berat tanah diatas tumit tapak (hell). Terdapat 3 bagian struktur yang berfungsi sebagai kantilever, yaitu bagian dinding vertical (steem) tumit tapak dan ujung kaki tapak (toe) tumit tapak dan ujung kaki tapak (toe). Biasanya ketinggian dinding ini tidak lebih dari 6-7 meter.

c.  Dinding Kontrafort (Countefvort Wall)

Kontrafort berfungsi sebagai pengikat tarik dinding vertical dan ditempatkan pada bagian timbunan dengan interval jarak tertentu. Dinding kontrafort akan lebih ekonomis digunakan bila ketinggian dinding lebih dari 7 m (tujuh meter).

d.      Dinding Butters (Butters Wall)

Dinding ini hampir sama dengan dinding kontrafort, hanya bedanya bagian

kontrafort diletakkan di depan dinding. Dalam hal ini, struktur kontrafort berfungsi memikul tegangan tekanan pada dinding ini, bagian tumit lebih pendek dari pada bagian kaki stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding penahan dan berat tanah diatas tumit tapak. Dinding ini lebih ekonomis untuk ketinggian lebih dari 7 m (tujuh meter).

e.       Abutment Jembatan (Bridge Abutmeent)

Struktur ini berfungsi seperti dinding penahan tanah yang memberikan

tahanan  horizontal  dari  tanah  timbunan  dibelakangnya.  Pada  perencanaanya,

struktur dianggap sebagai balok yang dijepit pada dasar dan tumpu bebas pada

bagian atas.

f.       Box Culvert

Dalam memilih jenis dinding penahan tanah yang ekonomis, faktor- faktor

yang mempengaruhi diantaranya sifat tanah, kondisi lokasi, metode pelaksanaan dan ketinggian. Sebagai pegangan, ketinggian dinding penahan digunakan sebagai standar perencanaan kontruksi dinding penahan tanah.

2.  Tekanan Tanah Lateral

Teori Rankine (1857) dalam analisis tekanan tanah lateral dilakukan

dengan asumsi – asumsi sebagai berikut :

a.      Tanah dalam kedudukan keseimbangan plastis, yaitu sembarang elemen tanah dalam kondisi tepat akan runtuh.

b.      Tanah urug tidak berkohesi (c = 0).

c.      Gesekan antara dinding dan tanah urug diabaikan atau permukaan dinding dianggap licin sempurna (δ = 0).

Akibat dinding penahan tanhah berotasi kekiri terhadap titik O, maka tekanan tanah yang yang bekerja pada dinding akan berkurang perlahan-lahan sampai suatu harga yang seimbang. Tekanan tanah yang mempunyai harga tetap atau seimbang dalam kondisi ini disebut tekanan aktif.

Dinding penahan berotasi kekanan terhadap titik O, atau dengan kata lain dinding mendekati tanah isian, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan akan bertambah perlahan-lahan sampai mencapai suatu harga tetap. Tekanan tanah yang mempunyai harga tetap dalam kondisi ini disebut tanah pasif.

3.  Tekanan Tanah Lateral pada Tanah Kohesif

Bila tanah urug mempunyai kohesi ( c ) dan sudut gesek dalam ( Ø ), maka

pada kedudukan Rankine tekanan tanah aktif ( p_a ) dinyatakan oleh persamaan:     

                                 p_a = γ² ( z45⁰ –tgØ/2 ) –2c tg ( 45⁰ –Ø/2 )

karena, Ka = tg² ( 45⁰ –Ø/2 ), maka p_a = γ –z2cKa√Ka

Dalam persamaan tersebut terlihat bahwa terdapat kemungkinan p_a negatif, yang berarti ada gaya tarik yang bekerja pada tanah. Pada bagian tanah yang menderita gaya tarik tersebut, tanah menjadi retak –retak. Retakan bila terisi oleh air hujan selain mengurangi kohesi juga mengakibatkan tambahan tekanan tanah lateral akibat tekanan hidrostatis.

Kedalaman kritis h_c yang menyatakan kedalaman tanah yang retak, terjadi saat p_a = 0.

                                                                hc

Bila di permukaan tanah (z = 0) nilai p_a akan sama dengan,

p_a = –2c tg² ( 45⁰ –Ø/2 ) = –2c   √Ka

Bila tanah pada kedudukan pasif,

p_p =   γ   z   Kp   +   2c   √Kp

Di permukaan tanah                p_p =   2c   √Kp

Besarnya gaya –gaya tekanan tanah aktif dan pasif pada dinding penahan

tanah denagn tanah urug yang kohesif, dinyatakan oleh persamaan – persamaan sebagai berikut:

Tekanan tanah aktif total:

Pa =   ½ ² Kaγ –H2c   H   √Ka

Tekanan tanah pasif total:

Pp =  ² ½Kpγ +H 2c  H   √Kp

Dengan :

Pa = tekanan tanah aktif total (kN)

Pp = tekanan tanah pasif total (kN)

H = tinggi dinding penahan tanah (m)

γ = berat volume tanah urug (kN/m²)

      

   Gambar : Diagram Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Pada Tanah Kohesif