Cara Mudah Menghitung Dinding Penahan Dengan Batu kali

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

1.                     Stabilitas terhadap guling

2.                     Stabilitas terhadap geser

3.                     Stabilitas terhadap daya dukung tanah

Ada beberapa macam jenis dinding penahan tanah, salah satunya adalah gravity wall. Lalu apa itu gravity wall?Gravity wall merupakan suatu struktur yang berbentuk dinding yang berfungsi untuk menahan tekanan aktif tanah dikarenakan perbedaan adanya elevasi tanah dengan menggunakan berat sendiri struktur tersebut.

 Sesuai namanya, "gravity wall" atau bisa diartikan sebagai dinding gravitasi, berat sendiri dari struktur akan direkayasa sebagaimana mestinya agar mendapatkan nilai stabilitas yang disyaratkan. Sehingga struktur gravity wall menjadi kuat dan stabil. Berikut adalah contoh soal untuk menghitung gravity wall.

SOAL 

Rencanakan suatu struktur dinding penahan dari batu kali (gravity wall) dengan pembebanan dan profil lapisan tanah yang bervariasi dengan adanya muka air seperti pada gambar di bawah ini, yang AMAN terhadap :

1.      Stabilitas Geser

2.      Stabilitas Guling

3.      Stabilitas Daya Dukung Tanah

ϒ_b (berat jenis pasangan batu kali)      = 22kN/m³

 Tanah I :

ϒ1= 18 kN/m³

φ1= 30 deg

c1 = 0 kN/m²

Tanah II :

ϒ2 = 19 kN/m³

φ2 = 30 deg

c2 = 0 kN/m²

Tanah III :

ϒ3 = 19 kN/m³

Φ3 = 35 deg

C3 = 20 kN/m²

  

Langkah-langkah menghitung dan merencanakan gravity wall :

1.                     Menghitung berat dinding penahan tanah (gravity wall)

2.                     Menghitung tekanan tanah aktif dan pasif

3.                     Menghitung stabilitas guling dan geser

4.                     Menghitung Stabilitas daya dukung tanah

Berat sendiri dinding penahan tanah dihitung dengan cara mengalikan volume dalam (m3) dengan berat jenis pasangan batu kali (kN/m3). Dari desain dinding penahan tanah maka distibusi bebannya dapat dilihat seperti di bawah ini :

 Dari gambar di atas maka dapat dihitung :

Bidang 1

Bidang 2 

Bidang 3

Bidang 4

Bidang 5

Dengan adanya perbedaan elevasi tanah maka tentunya suatu dinding penahan tanah akan mengalami gaya tekanan dari tanah, baik tekanan aktif maupun pasif. Maka, setelah menghitung berat sendiri dinding penahan tanah, langkah selanjutnya adalah menggambar tekanan tanah aktif dan pasif seperti di bawah ini :

Sebelum kita hitung nilai tekanan tanah aktif maupun tekanan tanah pasifnya, terlebih dahulu kita harus menghitung koefisien tekanan tanah aktif dan pasif. Perhitungannya sebagai berikut :

karena tanah I dan II nilai kohesi (c) = 0,

maka rumus yang digunakan :

Nilai Ka dan Kp sudah dihitung, maka selanjutnya kita hitung Tekanan tanah aktif dan pasif masing-masing bidang.

Stabilitas guling berkaitan dengan momen yang terjadi pada struktur gravity wall. Momen tersebut terjadi karena adanya gaya-gaya lateral tanah terhadap gravity wall, baik tekanan tanah aktif maupun pasif terhadap titik guling struktur dinding penahan tanah. Selain itu akan terjadi momen resistensi dikarenakan berat sendiri struktur terhadap titik guling, yang akan berfungsi untuk menahan momen guling akibat gaya aktif tanah.

Untuk langkah selanjutnya kita hitung dan rangkum perhitungan gaya-gaya momen seperti pada tabel di bawah ini :

Momen (kN.m) = gaya (kN) x jarak (m)

Momen akibat berat sendiri struktur dinding penahan tanah

Bidang	W (berat) kN	Jarak dari titik guling O (m)	Momen (kN.m)
1	148.5	3.5	519.75
2	55	2.5	137.5
3	111.375	1.5	167.0625
4	63	4	252
5	190	4	760
Jumlah	567.875		1836.313

Jadi, ΣW = 567,875 kN dan ΣM_W = 1836,313 kN.m

Momen akibat gaya lateral tanah

Untuk Tekanan Aktif

Bangun	Pa (kN)	Jarak dari titik guling O (m)	Momen (kN.m)
1	84.58333	3.625	306.6146
2	9.1875	6.083333	55.89063
3	60.95833	2.75	167.6354
4	45.375	1.833333	83.1875
5	151.25	1.833333	277.2917
Jumlah	351.3542		890.6198

Untuk Tekanan Pasif

Pp (kN)	Jarak darititik guling O(m)	Momen(kN.M)
144.28125	1.125	162.3164

Jadi, Σp_total = 351,35-144,38 = 207,07 kN dan ΣM_{g total} = 890,62 – 162,32 = 728,30kN.m

Menghitung Stabilitas Guling

Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah di belakang dinding penahan, cenderung menggulingkan dinding, dengan pusat rotasi terletak pada ujung kaki depan dinding penahan tanah.

Menghitung Stabilitas Geser

Stabilitas geser berkaitan dengan gaya transversal yang dapat menggeser struktur dinding penahan tanah. Akan tetapi gaya tersebut akan  ditahan oleh gaya gesek yang terjadi antara bidang dasar dinding penahan tanah dengan tanah yang ada di bawahnya.

Nilai Cd dan φ diambil dari data tanah 3 yang berhimpit langsung dengan lapis bawah pondasi, yaitu c₃ = 20 kN/m² dan φ = 35^O .