## ANALISIS ULANG DINDING PENAHAN TANAH DENGAN PENDEKATAN PERHITUNGAN MANUAL YANG MEMPERHITUNGKAN AKIBAT BEBAN GEMPA
Blasius Gevient 1 dan Gregorius Sandjaja S 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: blasiusgevient@yahoo.co.id
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: gregoriuss@ft.untar.ac.id

## ABSTRAK
Ada beberapa kasus runtuhnya dinding penahan tanah seperti yang terjadi di Perumahan Karina Graha di Desa Jadi, Kediri Tabanan pada akhir Desember 2014 (Wiraga 2014) atau runtuhnya dinding penahan tanah di Underpass Bandara Sukarno-Hatta pada Februari 2018 (Nurdin 2018). Berdasarkan kasus-kasus seperti ini sangatlah penting untuk merencanakan dinding penahan tanah yang bisa menahan beban lateral tanah, baik dalam kondisi statis maupun dinamis. Kestabilan dinding penahan tanah akan dianalisis menggunakan metode perhitungan manual, baik dalam keadaan statis maupun dinamis. Data tanah yang digunakan untuk mendesain dinding penahan tanah  berasal dari daerah Lebak Bulus, Jakarta Selatan. Dari kedua perhitungan tersebut didapatkan faktor keamanan pada saat statis dan dinamis yang kemudian akan dibandingkan untuk membuktikan bahwa faktor keamanan pada saat kondisi dinamis lebih kecil dari kondisi statis.
Kata kunci: dinding penahan tanah, statis, dinamis, perhitungan manual, faktor keamanan.

## 1. PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Dinding penahan tanah ( Retaining Wall ) adalah bangunan yang berfungsi menstabilkan tanah pada kondisi tanah tertentu khususnya untuk area lereng alam, lereng buatan, dan lereng akibat urugan tanah. Ketika kondisi tanah terganggu akibat beberapa hal tertentu, seperti beban gempa, mesin yang menghasilkan getaran, peledakan, air tanah dan lain-lain yang dapat menurunkan sifat fisik dan sifat mekanik parameter tanah. Hal tersebut dapat mengakibatkan terjadi kerusakan struktur dan membahayakan jiwa manusia. Untuk mengurangi kondisi bahaya tersebut, harus dirancang kestabilan struktur dinding penahan tanah yang mampu menahan beban lateral tanah dan pengaruh beban luar.
Kestabilan dinding penahan tanah akan dianalisis dengan metode konvensional yang mencakup kestabilan guling, geser, dan daya dukung tanah agar dinding penahan dapat dipastikan stabil.
Dalam studi yang akan dilakukan dipilih dinding penahan tanah tipe counterfort , tidak memperhitungkan kekuatan material dinding, dan dilakukan simulasi perubahan parameter tanah untuk mengetahui ketahanan dinding ketika parameter menurun. Dari hasil perhitungan tersebut akan dianalisis stabilitas dinding penahan tanah dengan memperhitungkan gaya statik dan dinamik. Stabilitas yang akan diperiksa terutama kestabilan guling, geser, dan daya dukung. Kemudian akan dilakukan perbandingan antara safety factor keadaan statik dan dinamik.
Studi yang akan dilakukan merupakan sebuah dinding yang sudah dirancang tanpa membuat perhitungan detail tetapi dinding tersebut tetap dapat berdiri stabil. Perbedaan ketinggian tanah yang harus ditahan 7700 mm dan tebal dinding hanya 250 mm, dengan panjang 4500 mm. Dinding tersebut dilengkapi dengan 4 tiang bor berdiameter 500 mm dengan kedalaman pemancangan 10000 mm.

## 2. LANDASAN TEORI

## Dinding Penahan Tanah Tipe Counterfort (Counterfort Wall)
Dinding ini terdiri dari dinding beton bertulang tipis yang di bagian dalam dinding pada jarak tertentu didukung oleh pelat/dinding vertikal yang disebut counterfort (dinding penguat). Ruang di atas pelat pondasi diisi dengan tanah urug. Apabila tekanan tanah aktif pada dinding vertikal cukup besar, maka bagian dinding vertikal dan tumit perlu disatukan ( counterfort ). Counterfort berfungsi sebagai pengikat tarik dinding vertikal dan ditempatkan pada bagian timbunan dengan interval jarak tertentu. Dinding counterfort akan lebih ekonomis digunakan bila ketinggian dinding
lebih dari 7 meter.  Menurut ACI, desain dinding penahan tanah counterfort yang proporsional berukuran seperti pada Gambar 1 (Das, 1995).
Gambar 1. Dinding Penahan Tanah Tipe Counterfort ( Counterfort Wall )
Tekanan Tanah Aktif (K a ) Menurut Rankine (Das, 1995):
      − = 2 45 tan 2 φ a K (1)
Tekanan Tanah Pasif (K p ) Menurut Rankine:
      + = 2 45 tan 2 φ p K (2)
Berikut adalah gambar diagram tekanan pada dinding penahan tanah.
Gambar 2. Diagram Tekanan pada Dinding Penahan Tanah
Untuk tanah kohesif, karena  memiliki kohesi maka tekanan tanah lateral dapat dikurangi dengan adanya tension crack (Das, 1995). Tinggi tension crack ht dapat diperoleh dari persamaan:
a K c ht . . 2 γ = (3)
dengan c = kohesi dan γ = berat jenis tanah.
Besar gaya aktif Pa 1 dan Pa 2 dapat diperoleh dari persamaan:
) .( 1 1 ht H Pa −
= σ (4)
)) .( 2 1 ( 2 2 ht H Pa − = σ (5)
dengan H = tinggi dinding penahan tanah.
Besar gaya pasif Pp dapat diperoleh dari persamaan:
) . . 2 ( ) . . ( p p K c K h Pp + = γ (6)
dengan h = tinggi tanah di depan dinding penahan tanah.

## Teori Mononobe-Okabe (1924)
Dalam buku Braja M. Das (1983) diuraikan metode yang dikembangkan berdasarkan metode limit state analysis adalah metode Mononobe-Okabe (Mononobe dan Matsuo, 1929), (Okabe, 1924). Studi pengaruh gempa terhadap tegangan lateral pada struktur penahan tanah pertama-tama dilakukan di Jepang oleh Okabe (1924) dan Mononobe- Matsuo (1929). Pada metode ini diasumsikan di mana sebuah bidang segitiga tanah (soil wedge) dibatasi dengan sebuah dinding penahan yang kaku.
Tekanan Tanah Aktif menurut Mononobe- Okabe:
a K H Pa . . 2 1
2 γ = (7)
Dan
            − + − + + + − = − 2 2 2 2 1 ) cos( ). cos( ) sin( ). sin( 1 ) cos( . . cos ) ( cos i β β δ i φ φ δ β δ β β φ Ka
(8)
dengan φ = sudut geser tanah, β = kemiringan dinding terhadap bidang vertikal, δ = sudut geser dinding, dan i = kemiringan dinding terhadap bidang horizontal.
Gambar 3. Tekanan Tanah Aktif Coloumb
Gaya aktif per satuan panjang dinding akibat gempa diperoleh dari persamaan:
AE AE K kv H
P ). 1 .( . 2 1 2 − = γ (9)
Koefisien tekanan tanah aktif dengan pengaruh gempa diperoleh dari persamaan:
2
2 2 ) cos( ). cos( ) sin( ). sin( 1 ) cos( . . cos . cos ) ( cos             − + + − − + + + + − − = β i θ β δ i θ φ φ δ β θ δ β θ β θ φ AE K (10)
Dan
      − = −
) 1 ( tan 1 kv kh θ (11)
dengan kh = percepatan gempa dari komponen horizontal
𝑔𝑔
kv = percepatan gempa dari komponen vertikal 𝑔𝑔
Tekanan Tanah Pasif menurut Mononobe- Okabe:
PE PE K kv H P ). 1 .( . 2 1 2 − = γ (12)
Koefisien tekanan tanah aktif dengan pengaruh gempa diperoleh dari persamaan:
2
2 2 ) cos( ). cos( ) sin( ). sin( 1 ) cos( . . cos . cos ) ( cos             − + − + − + − − + + − = β i θ β δ i θ φ φ δ β θ δ β θ β θ φ PE K (13)
Analisis dinding penahan tanah harus memperhitungkan stabilitas guling, geser, dan daya dukung.
Faktor keamanan terhadap bahaya penggulingan ( F gl ), didefinisikan sebagai berikut:
Mgl Mg F gl Σ Σ = (14)
dengan Mg Σ = momen penahan dan Mgl Σ = momen guling.
Faktor keamanan terhadap bahaya geser ( F gs ), didefinisikan sebagai berikut:
Pah Rh F gs Σ Σ = (15)
dengan Rh Σ = gaya penahan dan Pah Σ = gaya pendorong geser.
Menurut Terzaghi (1967) kapasitas dukung ultimit pondasi memanjang diperoleh dari persamaan:
γ γ γ S N B Nq q Sc Nc c qu . . . . 2 1 . . . + + = (16)

## Daya Dukung Pondasi Tiang Bor
Qs Qp Qu + = (17)
dengan Qp = daya dukung ujung tiang dan Qs = daya dukung selimut tiang.
A qp Qp . = (18)
dengan qp = tahanan ujung per satuan luas dan A = luas penampang tiang bor.
As fs Qs . = (19)
dengan fs = gesekan selimut tiang dan As = luas selimut tiang.
Pada saat menganalisis ulang dinding penahan tanah, 4 pondasi tiang bor berdiameter 500 mm dan dipancang pada kedalaman 10000 mm berfungsi memikul momen guling serta gaya pendorong geser pada dinding penahan tanah di atasnya.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4. Diagram Alir Penelitian

## 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## Dimensi Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah yang akan dianalisis memiliki tinggi 7700 mm  dengan lebar 2000 mm, dan panjang 4500 mm. Pada bagian bawah, dinding penahan tanah dipikul oleh 4 pondasi tiang bor berdiameter 500 mm dan panjang 1000 mm.
Dengan data tanah sebagai berikut:
Berat jenis tanah ( ɣ w ) = 1,65 t/ 𝒎𝒎 𝟑𝟑
Berat jenis beton ( ɣ b ) = 2,4 t/ 𝒎𝒎 𝟑𝟑 Kohesi tanah (c) = 2 t/ 𝒎𝒎 𝟐𝟐 Sudut geser tanah ( ɸ ) = 15°

## Kondisi Statis
• Tinggi tension crack
a K c ht . . 2 γ =
ht = 3,159 m
•
Berat tanah dan berat sendiri dinding G1 = 4,38 t G2 = 1,92 t G3 = 21,08 t G4 = 0,75 t
•
Perhitungan gaya akibat tekanan tanah aktif Q
= 1 t (beban merata)
K a = 0,588
Pa 1
= 16,61 t
Pa 2 = 11,352 t
• Perhitungan gaya akibat tekanan tanah pasif
Pp = 9,696 t
• Perhitungan stabilitas guling
Tabel 1. Stabilitas guling kondisi statik
Cek Guling = 𝑀𝑀 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃ℎ𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑀𝑀 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝑃𝑃𝑔𝑔 = 32 , 1974 54 , 892 = 0,586 < 1,5
• Perhitungan stabilitas geser
FR = c.B + W tan ɸ c
= 2 t/ 𝑚𝑚 2 ɸ = 15 𝑜𝑜
W = G1 + G2 + G3 + G4 = 28,13 t FR = 2 x 2 + 28,13 tan 15 𝑜𝑜 = 11,537 t Gaya penahan geser = FR + Pp = 11,537 + 9,696 = 21,233 T
Gaya pendorong geser = Pa = 27,962 t Cek Geser = 𝐺𝐺𝑃𝑃𝐺𝐺𝑃𝑃 𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃ℎ𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐺𝐺𝑃𝑃𝐺𝐺𝑃𝑃 𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑝𝑝𝑜𝑜𝑝𝑝𝑜𝑜𝑃𝑃𝑔𝑔 = 21 , 233 27 , 962 = 0,759  < 1,5
• Perhitungan daya dukung
Dik :c  = 2 t/ 𝑚𝑚 2 ɸ = 15 𝑜𝑜 H  = 7,7 m B   = 2 m ɣ = 1,65 t/ 𝑚𝑚 2
Ʃ V = G1 + G2 + G3 + G4 = 28,128 t Ʃ Mo = (G3 x 0,125) + (G4 x 0,125) + (Pp x 0,533) - (G1 x 0,875) - (Pa1    x 2,2703) - (Pa2 x 1,5136) = -51,1 t.m σ = Ʃ𝑉𝑉 𝐴𝐴 ± Ʃ𝑀𝑀 𝑤𝑤 = 28 , 128 2 𝑥𝑥 4 , 5 ± 51 , 1 3 𝜎𝜎 +
= 20,158 t/ 𝑚𝑚 2
𝜎𝜎 − = -13,9 t/ 𝑚𝑚 2
Karena ɸ = 15° < 28°, maka digunakan rumus Terzaghi untuk kondisi local shear failure . Nc  = 9,7 Nq  = 2,7 Nγ = 0,9 qu = c.Nc.Sc + q.Nq + 0,5. ɣ .B.N ɣ .S ɣ = 2 x 9,7 x 1 + (1 x 1,75) x 2,7 + 0,5 x 1,65 x 2 x 0,9 x 1 = 25,61 t/ 𝑚𝑚 2
qu
= 25 , 61 3 = 8,53 t/ 𝑚𝑚 2 σ = 20,158 t/ 𝑚𝑚 2 > qu = 8,53 t/ 𝑚𝑚 2 (tidak memenuhi)

## Kondisi Dinamis
• Menghitung koefisien tegangan tanah lateral aktif
ɸ = 15 𝑜𝑜 β = 0 i = 0 Kv = 0 K h = 0 , 378 𝑔𝑔 𝑔𝑔 = 0,378 θ = tan -1 � 𝐾𝐾ℎ ( 1−𝐾𝐾𝑣𝑣 ) � = tan -1 � 0 , 378 ( 1−0 ) � = 20,706 2 2 2 ) cos( ). cos( ) sin( ). sin( 1 ) cos( . . cos . cos ) ( cos             − + + − − + + + + − − = β i θ β δ i θ φ φ δ β θ δ β θ β θ φ AE K K AE = 0,985 AE AE K kv H P ). 1 .( . 2 1 2 − = γ
P AE = 48,18 t/ 𝑚𝑚 2
• Menghitung koefisien tegangan tanah lateral pasif
2 2 2 ) cos( ). cos( ) sin( ). sin( 1 ) cos( . . cos . cos ) ( cos             − + − + − + − − + + − = β i θ β δ i θ φ φ δ β θ δ β θ β θ φ PE K K PE = 0,743 PE PE K kv H
P ). 1 .( . 2 1 2 − = γ
P PE = 3,681 t/ 𝑚𝑚 2
Berat (G T ) tanah dan dinding penahan tanah pada kondisi dinamis adalah 29,016 t.
• Perhitungan stabilitas guling kondisi dinamis
Tabel 2. Stabilitas guling kondisi dinamis
Cek Guling = 𝑀𝑀 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃ℎ𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑀𝑀 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝑃𝑃𝑔𝑔 = 29 , 975 109 , 39 = 0,27 < 1,1
• Perhitungan stabilitas geser
FR = c.B + W tan ɸ c
= 2 t/ 𝑚𝑚 2 ɸ = 15 𝑜𝑜 W
= G1 + G2 + G3 + G4 = 29,016 t FR = 2 x 2 + 29,016 tan 15 𝑜𝑜 = 11,77 t Gaya penahan geser = FR + Pp
= 11,77 + 3,681 = 15,451 t Gaya pendorong geser = Pa = 48,18 t
Cek Geser = 𝐺𝐺𝑃𝑃𝐺𝐺𝑃𝑃 𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃ℎ𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐺𝐺𝑃𝑃𝐺𝐺𝑃𝑃 𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑝𝑝𝑜𝑜𝑝𝑝𝑜𝑜𝑃𝑃𝑔𝑔 = 15 , 45𝐺𝐺 48 , 18 = 0,32  < 1,5
• Perhitungan daya dukung
Dik :c   = 2 t/ 𝑚𝑚 2 ɸ = 15 𝑜𝑜 H  = 7,7 m B  = 2 m ɣ = 1,65 t/ 𝑚𝑚 2 Ʃ V = G1 + G2 + G3 + G4
= 29,016 t Ʃ Mo
= (G3 x 0,125) + (G4 x 0,125) + (Pp x 0,533) - (G1 x 0,875) - (Pa   x 2,705)
= -125,53 t.m σ
= Ʃ𝑉𝑉 𝐴𝐴 ± Ʃ𝑀𝑀 𝑤𝑤
= 29 , 016 2 𝑥𝑥 4 , 5 ± 125 , 53 3 𝜎𝜎 +
= 45,067 t/ 𝑚𝑚 2 𝜎𝜎 − = -38,619 t/ 𝑚𝑚 2
Karena ɸ = 15° < 28°, maka digunakan rumus Terzaghi untuk kondisi local shear failure .
Nc  = 9,7 Nq  = 2,7
Nγ = 0,9 qu = c.Nc.Sc + q.Nq + 0,5. ɣ .B.N ɣ .S ɣ
= 2 x 9,7 x 1 + (2,182 x 1,75) x 2,7 + 0,5 x 1,65 x 2 x 0,9 x1 = 31,19 t/ 𝑚𝑚 2 qu = 31 , 19 3 = 10,39 t/ 𝑚𝑚 2 σ = 45,067 t/ 𝑚𝑚 2 > qu = 10,39 t/ 𝑚𝑚 2 (tidak memenuhi)
Tabel 3. Momen dan SF Tabel 4. Gaya Pendorong dan SF
Pada saat kondisi statis dan dinamis, dari analisis dinding penahan tanah yang dilakukan, stabilitas geser, guling, dan daya dukung tanah tidak dapat ditahan oleh dinding penahan tanah itu sendiri. Oleh karena itu, momen yang mengakibatkan guling dan gaya geser yang terjadi di dinding penahan tanah akan dipikul oleh tiang bor yang berada di bawah dinding penahan tanah tersebut.

## Daya Dukung Tiang Bor
Q T ijin = 128,08 t Q P = 73,84 t Q S = 98,544 t H U = 38,805 t
Pada kondisi statis, gaya tekan yang diterima oleh tiang sebesar 88,219 t lebih kecil dari daya dukung ijin tiang yaitu 128,08 t  dan  gaya tarik yang diterima oleh tiang sebesar 88,219 t juga  lebih kecil dari daya dukung selimut tiang yaitu 98,544 t. Gaya geser yang diterima oleh tiang bor sebesar 31,457 t juga lebih kecil dari daya dukung lateral tiang yaitu 38,805 t. Dari beberapa perbandingan tersebut dapat disimpulkan bahwa pondasi tiang bor aman dalam menerima beban dari dinding penahan tanah yang berada di atasnya.
Untuk keadaan dinamik, terdapat momen guling sebesar 109,39 ton yang mengakibatkan gaya tekan dan gaya tarik pada tiang bor sebesar 175,8 ton. Gaya tekan tiang 175,8 ton tersebut lebih besar jika dibandingkan dengan daya dukung ijin tiang bor yaitu 128,08 ton. Begitupun dengan gaya tarik tiang 175,8 ton yang juga lebih besar dari daya dukung selimut tiang yaitu 98,544 ton. Dari perbandingan tersebut dapat disimpulkan bahwa pada kondisi dinamis tiang bor tidak aman dalam memikul dinding penahan tanah yang berada di atasnya.

## 5. KESIMPULAN
• Berdasarkan hasil analisis perhitungan stabilitas guling, terjadi penurunan safety factor dari keadaan statis senilai 0,586 menjadi 0,27 pada keadaan dinamis.
• Pada saat kondisi statis, momen guling pada stabilitas guling dan gaya pendorong pada stabilitas geser tidak dapat dipikul oleh dinding penahan tanah. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding penahan tanah tersebut dipikul semuanya oleh 4 tiang bor yang berada di bawah dinding penahan tanah dan masih dinyatakan aman.
• Pada saat kondisi dinamis konstuksi dinding penahan tanah memiliki kemungkinan menjadi tidak stabil karena kemampuan daya dukung tiang bor tidak cukup untuk menahan beban-beban dinamik
6. SARAN
• Pada saat merancang dinding penahan tanah harus memperhitungkan akibat beban pada saat gempa.
• Perhitungan kestabilan guling, geser, dan daya dukung tanah dinding penahan tanah harus dilakukan dengan benar dan teliti agar tidak akan terjadi kegagalan pada dinding penahan tanah ketika beban dinamis bekerja.

## DAFTAR PUSTAKA
Das, Braja M.(1995). Mekanika Tanah (Prinsip – Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1 . Jakarta: Penerbit Erlangga. Das, Braja M.(1995). Mekanika Tanah (Prinsip – Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2 . Jakarta: Penerbit Erlangga. Das, Braja M.(1983). Principles of Soil Dynamic . Boston: PWS – KENT Publishing Company. Terzaghi, Karl and Peck, B Ralph. (1967), Soil Mechanics in Engineering Practice , Second Edition. New York: John Wiley & Sons.