Desain Dinding Retaining Wall (Dinding Penahan Tanah)

Dinding penahan tanah merupakan elemen struktur yang berguna untuk menahan tekanan lateral yang ditimbulkan oleh tanah. Dinding penahan tanah umumnya seperti pada gambar disamping, yaitu dinding beton yang bersifat kantilever dalam menahan tekanan lateral. Namun, terdapat beberapa tipe-tipe dinding penahan tanah:
1. Dinding gravitasi yaitu dinding penahan yang mengandalkan gaya gravitasi untuk menahan tekanah lateral tanah (dinding penahan tanah batu kali).
2. Dinding kantilever  seperti pada gambar disamping.
3. Dinding turap (Sheet Pile) yaitu dinding penahan tanah yang dapat berupa baja ataupun beton yang berbentuk lembaran yang pelaksanaannya menggunakan alat berat.

Umumnya engineer mendesain dinding penahan tanah berupa dinding kantilever. Kenapa? karena dari sisi pelaksanaan dinding kantilever memiliki masa pelaksanaan yang lebih cepat dari dinding kantilever tapi lebih lama dari sheet pile, kemudian dari segi biaya (tinjauan hanya dari bahan dan alat) pelaksanaannya dinding kantilever lebih murah dari sheet pile namun lebih mahal dari dinding gravitasi. Sehingga tidak sedikit kita sering menjumpai bangunan-bangunan gedung ataupun jembatan lebih memilih menggunakan dinding kantilever.


Proses desain dinding penahan tanah harus melewati beberapa langkah berikut.
1. Merencanakan tekanan lateral yang akan ditanggung oleh retaining wall tersebut. Macam-macam gaya retaining wall dapat dilihat pada gambar dibawah ini (hanya untuk tipe tanah dengan nilai kohesi (c) > 0 dan sudut gesar dalam > 0.)
Gambar Data Tekanan Tanah Lateral yang Bekerja
Dimana dalam gambar di atas terdapat dua tipe tekanan lateral yang diakibatkan oleh tanah, yaitu:
1. Tekanan tanah aktif yaitu tekanan tanah yang aktif memberikan dorongan kepada dinding penahan tanah (retaining wall). Tekanan tanah aktif dalam hal ini yaitu : (Paɣ = 0,5 x ɣ x H^2 x Ka) ; Paq2 = q x H x Ka)
2. Tekanan tanah pasif yaitu tekanan tanah yang pasif dan memberikan gaya tahanan terhadap dinding penahan tanah (retaining wall) untuk menahan gaya dorongan dari tekanan tanah aktif (Pac = 2 x c x H x √(Ka) ; Ppɣ = 0,5 x ɣ x h^2 x Kp ; Ppc = 2 x c x h x √(Kp) ;  Ppq1 = q x H x Kp).

Dari data di atas tekanan tanah aktif dan pasif dipengaruhi oleh kedalaman dinding penahan tanah/retaining wall (h dan H), besaran nilai kohesi (c), nilai berat jenis tanah (ɣ), nilai koefisien (Ka dan Kp). Besaran nilai koefisien tanah aktif dan pasif dapat diperoleh dari persamaan berikut.

Ka = (tan(45-(φ/2))^2 dan Kp = 1/Ka

2. Analisis berikutnya untuk proses/tahapan desain dinding penahan tanah/retaining wall yaitu melakukan analisis terhadap kestabilan dinding tersebut. Terdapat tiga faktor kestabilan dalam desain dinding penahan tanah/retaining wall yaitu:

1. Stabilitas terhadap Gaya Gulingm
Stabilitas terhadap guling dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan struktur dinding penahan tanah/retaining wall terhadap gaya guling yang bekerja. Tujuannya untuk dapat mendesain sebuat retaining wall yang tahan terhadap gulingan dari tekanan tanah lateral yang bekerja.

SF = Momen Penahan /Momen Pengguling






Dimana :
Momen Penahan 
Ppc . h/2 + Ppɣ . h/2 + WS1 . B3/2 + WS2 . (B2/2 + B1 + B3) + WB1 . B4/2 + WB1 . B4/2 + WB2 . (B1/2 + B3)
Momen Pengguling :
Paɣ . H/2 + Paq . H/2 - Pac . H/2
dan nilai SF > 1,5 untuk tanah non kohesif dan SF > 2 untuk tanah kohesif

2. Stabilitas terhadap gaya sliding
Stabilitas sliding ini bertujuan untuk merencanakan dinding penahan tanah/retaining wall yang mampu menghindari untuk terjadinya pergerseran pada dinding penahan tanah/retaining wall.

SF = Gaya penahan / gaya pendorong




Dimana,
Gaya Penahan 
((WS1+WS2+WB1+WB2) x tan (2/3 x θ)) + Ppc + Ppɣ
Gaya Pendorong 
(Paɣ + Paq) - Pac
dan nilai SF > 1,5 s.d 2

3. Stabilitas terhadap gaya daya dukung tanah

SF = daya dukung ultimate / tegangan kontak tanah.












Tiga stabilitas di atas lah yang harus diperhitungkan oleh seorang engineer dalam mendesain dinding penahan tanah/retaining wall agar aman dan nyaman. 

3. Selanjutnya, setelah menguji dan merencanakan kestabilan dinding penahan tanah tersebut telah sesuai dengan SF (Safety Factor) yang ada kemudian desain berikutnya lanjut keperencanaan tulangan/besi untuk tipe dinding penahan tanah/retaining wall kantilever yang dapat menggunakan asumsi seperti pada gambar di bawah
Untuk menghitung momen pada elemen pier (vertikal)

Untuk menghitung momen pada elemen horizontal (Pondasi)
Proses desain penulangan di atas yaitu struktur dinding penahan tanah/retaining wall tersebut diasumsikan sebagai pelat kantilever yang tahapan desain perencanaanyan dapat dilihat pada postingan Perencanaan Struktur Beton (Pelat Lantai Kantilever) - Part. 6. Cukup mudah kan? semoga postingan ini dapat memberikan arahan dan inspirasi.
Previous
Next Post »