## ANALISIS RIWAYAT WAKTU FONDASI TIANG TUNGGAL DAN KELOMPOK DI TANAH LUNAK
Albert Gandarasa 1 , Hendy Wijaya 2 , dan Amelia Yuwono 3
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta albert.325170039@stu.untar.ac.id
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta hendyw@ft.untar.ac.id
3 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta ameliayuwono@yahoo.com
Masuk: 01-02-2022, revisi: 07-02-2022, diterima untuk diterbitkan: 08-03-2022

## ABSTRACT
Indonesian territory has high earthquake possibility because it lays on two seismic gaps. Earthquake can cause a great  damage  for  mankind,  therefore  interventions  are  needed  to  prevent  it  by  analyzing  the  effect  of  earthquake towards the foundation stability. The most common analysis method is time history analysis, which is a step by step method to find out the respond that given by a structure by simulating an earthquake record to the structure model. This  method  needs  a  ground  motion  from  an  accelerogram  and  spectral  response  from  the  area  where  the infrastructure will be built. This journal will analyze the time history on the single and group pile using geotechnical- based programme which is Midas GTS NX that will resulting the displacement and the internal force caused by the seismic load. This journal is expected to assist the planning of a building by calculating the earthquake effects and minimalizing the possibility of pile foundation failure. Based on the 11 earthquakes’ analysis results, single pile tend to have bigger value on axial force, shear force Y and  bending moment Z. Meanwhile the pile group tend to have bigger value on shear force Z, bending moment Y, translation and rotation displacement.
Keywords: time history analysis, ground motion, foundation, earthquake, spectral response

## ABSTRAK
Wilayah Indonesia memiliki potensi gempa yang cukup besar karena dilewati oleh  dua jalur seismik. Gempa bumi dapat mengakibatkan kerugian besar bagi umat manusia, maka dari itu dibutuhkan langkah-langkah untuk mencegah hal tersebut dengan menganalisis efek gempa terhadap kestabilan fondasi. Salah satu analisis yang biasa digunakan adalah analisis riwayat waktu, yang merupakan suatu metode langkah demi langkah untuk mengetahui respons yang diberikan  suatu  struktur  dengan  cara  pemberian  rekaman  gempa  terhadap  model  struktur  tersebut.  Metode  ini membutuhkan rekaman gerak tanah dari sebuah akselerogram dan respon spektra daerah dimana infrastruktur tersebut akan dibangun. Pada jurnal ini akan dilakukan analisis riwayat waktu pada tiang tunggal dan kelompok menggunakan program berbasis geoteknik yaitu Midas GTS NX yang  akan menghasilkan nilai perpindahan dan gaya dalam akibat beban  gempa.  Jurnal  ini  diharapkan  dapat  membantu  perencanaan  sebuah  bangunan  dengan  memperhitungkan pengaruh  beban  gempa  dan  meminimalisir  kemungkinan  terjadinya  kegagalan  fondasi  tiang.  Dari  11  gempa  yang sudah dianalisis, tiang tunggal cenderung memiliki nilai gaya dalam normal, geser arah Y dan momen  arah Z yang lebih besar. Sementara tiang grup memiliki gaya dalam geser arah Z, momen arah Y, serta perpindahan translasi dan rotasi yang lebih besar.
Kata kunci : analisis riwayat waktu, gerak tanah, fondasi, gempa, respon spektra.

## 1. PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Setiap struktur konstruksi yang dibangun secara umum dibagi menjadi dua bagian, yaitu struktur bawah dan struktur atas. Struktur atas adalah bagian dari suatu bangunan yang berada diatas muka tanah, sedangkan struktur bawah adalah bagian  penopang  struktur  atas  yang  biasa  disebut  juga  dengan  fondasi.  Fondasi  biasa  diartikan  atau  didefinisikan sebagai bagian paling bawah dari suatu konstruksi yang dapat menahan semua gaya atau beban yang diterima dari struktur yang berada diatasnya kemudian meneruskannya ke dalam tanah ataupun batuan sehingga bangunan yang berada diatasnya berdiri secara aman (Widojoko, 2015).
Pada konstruksi yang memerlukan daya dukung sangat besar misalnya bangunan high rise , fondasi yang sering dipakai adalah  fondasi  tiang  (Widojoko,  2015).  Fondasi  tiang  sering  digunakan  karena  memiliki  beberapa  kelebihan. Kelebihannya antara lain adalah fondasi jenis ini memerlukan biaya awal yang relatif rendah, pilihan terbaik untuk friction  piles ,  dan  pembuatannya  yang  mudah.  Sedangkan  kelemahannya  antara  lain  adalah  daya  tahannya  akan berkurang  apabila  terlalu  kering  maupun  basah  dan  rentan  terhadap  kerusakan  (Magar,  Kudtarkar,  Pachpohe,  & Nagargoje, 2020).
Gempa  bumi  adalah  suatu  peristiwa  yang  terjadi  apabila  batuan  pada  kerak  bumi  melepaskan  sejumlah  energi. Umumnya gempa bumi terjadi secara tiba-tiba dan setelah terjadi peristiwa tersebut akan muncul sesar/patahan. Pada saat terjadinya gempa bumi, muncul sebuah energi gelombang yang dipancarkan ke segala arah yang diakibatkan oleh kerusakan atau patahan batuan. Hasil dari getaran dari gempa bumi dapat dilihat pada rekaman gempa. Kondisi geologi batuan yang berbeda pada setiap tempat akan menghasilkan hasil rekaman gempa yang tidak sama (Sumantri, 2020).
Ada  dua  jalur  seismik  yang  melewati  Indonesia.  Hal  inilah  yang  membuat  Indonesia  menjadi  negara  yang  rawan gempa. Gempa bumi biasanya terjadi hanya terjadi dalam hitungan detik atau puluhan detik, dan pada kasus tertentu dengan  kemungkinan  kecil  terjadi  dalam  waktu  lebih  dari  satu  menit,  namun  kerusakan  yang  ditimbulkan  dari peristiwa ini bisa sangat merugikan dan mengakibatkan korban jiwa maupun bangunan. Maka untuk mengetahui efek gempa pada bangunan yang dapat meminimalisir korban jiwa atau bangunan, dilakukanlah analisis struktur bangunan dengan beberapa cara yang salah satunya adalah metode analisis riwayat waktu (Kevin & Barus, 2014).
Analisis  riwayat  waktu  merupakan  suatu  metode  analisis  yang  dilakukan  langkah  demi  langkah  pada  suatu pembebanan seismik/gempa untuk mengetahui respon dari sebuah struktur konstruksi (Tallapalem, Shaik, & Valluri, 2019).  Analisis  riwayat  waktu  menggunakan  rekaman  gempa  tertentu  untuk  menggetarkan  suatu  bangunan  untuk melihat efeknya pada konstruksi tersebut. Karena beban bersifat dinamik, maka hitungan/penyelesaian respon struktur mungkin  dilakukan  ratusan  kali  atau  bahkan  ribuan  kali.  Metode  ini  sangat  cocok  untuk  menganalisis  suatu  suatu konstruksi yang tidak beraturan akibat efek dari gempa rencana. Rekaman biasa diambil dari akselerogram dan input gempanya didekati dengan gerakan tanah yang disimulasikan karena sulitnya memperkirakan gerakan tanah akibat gempa di suatu lokasi (Kevin & Barus, 2014).
Dari semua latar belakang yang sudah digambarkan diatas, maka dapat dikatakan bahwa penelitian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya displacement pada tiang tunggal dan kelompok akibat beban time history . Selain itu, penelitian ini juga dilakukan untuk mendapat besar gaya dalam yang dialami oleh tiang tunggal dan kelompok akibat beban time history.

## Gempa
Daniel L. Schodek (1999) mengemukakan bahwa fenomena getaran dengan guncangan yang terdapat pada kerak bumi adalah penyebab dari gempa bumi. Faktor utama yang menyebabkan peristiwa ini adalah tumbukan dan pergesekan kerak  bumi  yang  berpengaruh  terhadap  permukaan  bumi. Gempa  bumi  menjalar  dalam  bentuk  sebuah gelombang yang menghasilkan sebuah energi untuk menggetarkan permukaan bumi dan struktur yang berdiri di atasnya. Akibat dari  sifat  bangunan  yang  cenderung  melindungi  dirinya  dari  gerakan,  getaran  yang  berasal  dari  gempa  bumi  akan menyebabkan munculnya gaya-gaya pada struktur bangunan tersebut.
Chen dan Lui (2006) mengatakan bahwa definisi gempa bumi secara umum ialah getaran yang terjadi di permukaan bumi  yang  diakibatkan  oleh  vulkanisme,  aktivitas  tektonik,  bahan  peledak,  ataupun  longsoran.  Hal  yang  harus dijadikan perhatian dalam kajian tentang bahaya gempa dan merupakan penyebab utama terjadinya kerusakan struktur adalah aktivitas tektonik (Wibowo, 2011).
Gempa dapat dibedakan menjadi gempa akibat sesar dan non sesar. Gempa akibat sesar biasanya dianggap gempa dangkal, sementara gempa non sesar dianggap gempa dalam yang biasa terjadi di zona subduksi. Gempa yang terjadi di zona subduksi terdiri dari:
1. Gempa Megathrust
2.
Gempa Wadati-Benioff / Intraslab

## Gempa Megathrust
Gempa megathrust adalah  jenis  gempa  terbesar  di  bumi  yang  umumnya  memiliki magnitudo  lebih  besar dari 8-9. Gempa jenis ini juga biasanya mengakibatkan tsunami sehingga dapat menimbulkan banyak sekali korban jiwa. Salah satu contoh nyata dari gempa jenis ini ialah Gempa dan Tsunami Andaman dan Kepulauan Nicobar bermagnitudo 9.3 yang terjadi pada tahun 2004. Kejadian ini menyebabkan lebih dari 300.000 orang meninggal ataupun hilang. Gempa jenis ini pun bisa menimbulkan penurunan, likuifaksi, kegagalan tanah lainnya ataupun pergerakan tanah kuat yang dapat berimbas pada kerusakan besar infrastruktur hingga memakan korban jiwa yang tidak sedikit. Oleh karena itu,
gempa megathrust menimbulkan kemungkinan bahaya yang besar bagi berbagai kota di pesisir serta menyebabkan kekhawatiran massal bagi para ilmuan maupun masyarakat umum.
Tekanan pada gempa megathrust biasanya terbentuk selama ratusan tahun sebelum akhirnya keluar pada suatu bagian yang pecah pada sebuah gempa hebat atau besar. Pada suatu gempa bumi yang sangat besar, tercatat pecahan pada zona subduksi bisa mencapai sepanjang lebih dari 1000 km menyebar di zona subduksi dan bertahan selama 10 menit. Setelah kejadian itu terjadi, pembentukan tekanan kembali berlangsung.
Pada masa kini, studi tentang gempa, pemodelan termal suatu data aliran panas, dan pemodelan dislokasi suatu data geodesi  berperan  besar  dalam  menyimpulkan  apa  yang  kita  ketahui  tentang  gempa megathrust .  Meskipun membutuhkan waktu observasi yang sangat lama, namun studi tentang gempa dapat memberikan informasi yang detail mengenai daerah-daerah yang pecah pada gempa besar serta kemungkinan waktu dan tempat terulangnya kejadian serupa. Terulangnya suatu gempa yang sangat besar biasanya terjadi ratusan tahun sekali (Nedimovic, 2006).

## Gempa Wadati-Benioff / Intraslab
Gempa  Wadati-Benioff  atau  Intraslab  terjadi  di  lempeng  di  dalam  lautan  yang  menunjam  dan  tercatat  mencapai kedalaman hiposentral yang besarnya kurang lebih 680 km dan magnitudo hingga kurang lebih 8.3 menurut Silver et al., (1995) dalam Nedimovic (2006). Meskipun gempa jenis ini memiliki magnitudo yang lebih kecil daripada gempa megathrust  dan  terjadi  pada  lokasi  yang  lebih  dalam,  namun  gempa  benioff  masih  memberikan  bahaya  dan kekhawatiran yang cukup besar, terlebih lagi bagi daerah yang terdapat di area Pacific Rim.
Gempa benioff dapat dikelompokkan berdasarkan kedalaman hiposentralnya menjadi sebagai berikut:
1. Gempa benioff dangkal: 40-60 km
2. Gempa benioff menengah: 60-300 km
3. Gempa benioff dalam: 300-680 km
Namun masih muncul berbagai perdebatan tentang jangkauan kedalaman dari 3 klasifikasi gempa benioff ini terkait dengan asal-usul mekanisme terjadinya gempa menengah dan dalam.
Peacock (2001) mengatakan bahwa semakin banyak bukti yang menyatakan bahwa reaksi metamorfik kemungkinan menjadi  kunci  terjadinya gempa  menengah  dan  gempa dalam  terkait  dengan  kontroversi  ataupun perdebatan  yang mengelilingi topik ini. Menurut Kirby et al., (1991), patahan yang terkait dengan reaksi metastabil zat olivine menjadi spinel mungkin  adalah  penyebab  terjadinya  gempa  dalam.  Sedangkan  pada  tahun  1996,  ia  mengemukakan  bahwa gempa menengah mungkin terjadi akibat dari dua kondisi diantaranya adalah dehidrasi embrittlement terkait dengan perubahan metabasalt dan metagabbro menjadi eklogit yang terjadi kerak zona subduksi pada lempeng di dalam lautan atau dehidrasi serpentine yang terjadi di bagian teratas mantel zona subduksi menurut Meade dan Jeanloz (1991).
Meskipun gempa benioff dangkal dan menengah memiliki mekanisme pemicu yang berbeda, namun keduanya terlihat memiliki pecahan-pecahan yang berada di sepanjang zona lemah yang sudah ada sebelumnya. Zona lemah gempa benioff  dangkal  adalah  bidang  patahan  yang  terbentuk  di  pegunungan  tengah  laut  selama  terjadinya  pertambahan kerak di zona subduksi. Sementara itu untuk zona lemah gempa benioff menengah ialah bidang patahan yang sama dengan gempa  benioff  dangkal  dan  patahan  lain  yang  terbentuk  di  daerah  punggung  laut  yang  berdekatan dengan suatu palung akibat dari pembengkokan zona subduksi.
Pengetahuan pada masa kini tentang kegempaan intraslab kebanyakan diketahui dari pengamatan seismologi dan studi laboratorium P-T (tekanan-suhu). Namun hal ini memiliki batas resolusi seperti halnya dengan tomografi gempa atau memerlukan  ekstrapolasi  dari  hasil  laboratorium  yang  berskala  kecil  ke  pengaturan  alam  yang  berskala  besar. Keterbatasan inilah yang membuat informasi yang terkumpul pada saat ini membatasi kemampuan kita untuk mengerti sepenuhnya tentang natur dari gempa benioff ini (Nedimovic, 2006).

## Beban Gempa
Beban  gempa  adalah  salah  satu  contoh  dari  beban  dinamik.  Widodo  (2001)  menemukan  bahwa  beban  dinamik menimbulkan respon yang terus berganti berdasarkan waktu, sehingga bangunan yang berdiri pun akan ikut bergetar. Untuk membangun struktur yang stabil terhadap beban gempa, maka perlu dilakukan analisis struktur untuk menahan beban tersebut. Analisis struktur yang dipakai pun harus berbentuk analisis dinamik. Pada analisis dinamik, gaya geser gempa akan dibagi di seluruh tingkat yang diperoleh dengan memperhitungkan efek dinamis yang ditimbulkan oleh gerakan tanah kepada struktur. Selain itu, dibutuhkan juga data percepatan gerak tanah gempa pada daerah yang akan dibangun.  Pada  gambar  1  dapat  terlihat  macam-macam  nilai  percepatan  gerak  tanah  gempa  maksimum  di  daerah Indonesia pada tahun 2017.

## Gambar 1. Peta PGA gempa maksimum Indonesia 2017 (Badan Standardisasi Nasional, 2019)

## Analisis Riwayat Waktu Non Linier
Analisis  riwayat  waktu  non  linier  adalah  pendekatan  analisis  suatu  struktur  yang  semakin  sering  digunakan  oleh engineers untuk tujuan desain dan evaluasi berbasis kinerja. Analisis jenis ini adalah analisis tercanggih yang tersedia pada  saat  ini.  Analisis  riwayat  waktu  non  linier  dilakukan  dengan  pemberian ground  motion kepada  suatu  model komputasi struktur yang kemudian memodelkan gaya non linier dan respon deformasi komponen struktural secara eksplisit (Morris, Thompson, Dismuke, & Bradley, 2019).
Menurut SNI 1726:2019 pasal 11.2.2 dan SNI 8899:2020 pasal 7.2, gerak tanah yang dipilih minimal adalah 11 pasang untuk setiap respon spektra suatu daerah dan setiap gerak tanah harus terdiri dari dua komponen horizontal yang saling tegak lurus. Rentang periode getar yang diambil adalah rentang yang paling menentukan diantara T lower – 2T1 max atau 0.2T1 min – 2T1 max . Analisis ini dapat dilakukan dengan cara penskalaan amplitudo ataupun pencocokan spektral seperti pada analisis riwayat waktu linier. Efek p-delta tetap dimasukkan dalam analisis dan beban gempa serta beban gravitasi tidak dapat dihitung terpisah. Model yang digunakan dalam analisis ini juga adalah model 3 dimensi dari sebuah struktur. Perbedaan dari analisis riwayat waktu linier dan non linier dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Perbedaan analisis riwayat waktu linier dan non linier (Badan Standardisasi Nasional, 2019)
Analisis Riwayat Waktu Linier Analisis Riwayat Waktu Non Linier Jumlah Ground Motion • 3 Pasang • 11 Pasang Rentang Periode Getar • 0,8 T lower – 1,2T 1max
• T lower - 2T 1max
• 0,2T 1min - 2T 1max Digunakan rentang yang paling menentukan
T lower : Periode getar yang mencakup 90% partisipasi massa T lower : Periode getar yang mencakup 90% partisipasi massa T 1max : Periode getar fundamental translasi terbesar T 1max : Periode getar fundamental translasi terbesar T 1min : Periode getar fundamental translasi terkecil Teknik Modifikasi yang diizinkan • Pencocokan spektral • Pencocokan spektral • Penskalaan amplitudo Rata-rata arah maksimum atau RotD100 (maximum response value) dari semua gerak > 90% target spektra. Pencocokan Spektral • Spektrum respons masing-masing komponen dicocokkan terhadap target • 110% target • Spektrum respons RotD100 (maximum response value) dicocokkan terhadap target
• 100% target ± 10%
• Target adalah 2/3 x MCE R (RotD100) • Target adalah MCE R (RotD100)
Penerapan input akselerogram • Diterapkan secara independen untuk masing-masing komponen akselerogram • Diterapkan secara simultan untuk dua komponen akselerogram • Kombinasi beban sesuai peraturan diterapkan untuk pertimbangan dua arah komponen

## Model Tanah Mohr-Coulomb
Model Mohr-Coulomb digunakan untuk mensimulasikan kebanyakan medan tanah dan model ini menghasilkan hasil analisis non linier yang cukup terpercaya (Midas GTS NX Analysis Reference ). Model Mohr-Coulomb adalah model plastis  elastis  sempurna  yang  berfungsi  sebagai  model  orde  pertama  dan  biasanya  dipakai  untuk  menggambarkan perilaku  tanah  secara  umum.  Pada  saat  kondisi  umum  tegangan,  tegangan-regangan  model  tanah  ini  berhubungan secara linier dalam jangkauan elastis, dengan pengaruh dari dua parameter Hukum Hooke yaitu modulus Young (E) dan rasio Poisson (v). Kriteria keruntuhan pada model Mohr-Coulomb didefinisikan oleh dua parameter, diantaranya adalah sudut gesek (ɸ) dan nilai kohesi (c). Sementara itu, aturan aliran pada model ini dipengaruhi oleh sudut dilatansi (ψ) (Ti, Huat, Noorzaei, Jaafar, & Sew, 2009).
Pada teori tanah plastis konvensional, aturan aliran dipakai sebagai hukum evolusi bagi laju regangan plastis. Aturan aliran dibagi menjadi aturan aliran terkait dan tidak terkait. Aturan aliran terkait adalah aturan yang dipakai apabila fungsi potensial plastis sama dengan fungsi leleh. Sementara aturan aliran tidak terkait merupakan aturan yang dipakai apabila fungsi potensial plastis tidak sama dengan fungsi leleh. Dalam mekanika tanah, aturan terkait digunakan untuk memodelkan perilaku tanah yang mempunyai nilai dilatansi negatif yang signifikan, misalnya pada model Cam-clay tanah  lempung  yang  terkonsolidasi  normal.  Sedangkan  aturan  aliran  tidak  terkait  banyak  digunakan  untuk memodelkan perilaku tanah pasir yang mempunyai nilai dilatansi negatif dan positif (Ti, Huat, Noorzaei, Jaafar, & Sew, 2009). Asumsi plastis elastis yang digunakan pada model Mohr-Coulomb dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Asumsi plastis elastis sempurna model Mohr-Coulomb (Ti, Huat, Noorzaei, Jaafar, & Sew, 2009)
Mohr (1900) mengemukakan bahwa nilai keruntuhan dapat dicari dengan persamaan:
|τ| = c −  σ n tanɸ (1)
Dengan: c = kohesi, ɸ = sudut gesek dalam
Persamaan  diatas  memperlihatkan  bahwa  kegagalan  atau  keruntuhan  material  terjadi  pada  saat  lingkaran  Mohr melewati bidang keruntuhan gesek Coulomb. Hal ini juga menunjukkan bahwa tegangan utama menengah σ2 tidak berpengaruh terhadap kondisi kegagalan. Oleh karena itu, fungsi leleh pada bidang keruntuhan Mohr-Coulomb dapat dicari dengan persamaan:
f = |τ| +  σ n tanɸ − c = 0 (2)
Keakuratan hasil dan kemudahan pemakaian rumus Mohr-Coulomb membuat persamaan ini menjadi persamaan yang paling sering dipakai untuk menganalisis suatu material tanah (Midas GTS NX Analysis Reference ).

## Program Berbasis Geoteknik
Pada kesempatan kali ini, program yang dipakai untuk menganalisis data tanah yang telah ditentukan adalah Midas GTS  NX.  Midas  GTS  NX  adalah software berbasis  FEM  yang  dipakai  untuk  memodelkan  suatu  struktur  ataupun tanah. GTS NX biasa digunakan untuk menganalisis pengaruh tekanan lateral maupun penurunan yang tidak seragam pada  stabilitas  suatu  fondasi  (Saini  &  Goyal,  2019).  Midas  GTS  NX  memungkinkan  penggunanya  untuk
menggunakan metode finite element secara efektif. Karena program ini bersifat geoteknik, maka program ini memiliki cukup banyak model matematika untuk menggambarkan perilaku tanah berdasarkan sifat fisik dan mekanis masing- masing tanah (Sekisov, Varvarkina, Gura, Savenko, & Shikhovstov, 2019). Sementara untuk berbagai tipe analisis yang ditawarkan Midas GTS NX dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Berbagai tipe analisis yang ditawarkan Midas GTS NX (Midas GTS NX Analysis Reference )
Gambar 4. Satuan yang dipakai dalam sistem SI dan English Unit System (Midas GTS NX Analysis Reference )
Hal hal yang berkaitan dengan penginputan data seperti ukuran struktur, properties untuk material , dan lain-lain perlu didefinisikan dengan mengacu kepada suatu sistem unit tertentu. Pada Midas GTS NX, konversi sebuah unit seperti panjang/waktu/gaya dapat dilakukan selama pemodelan. Satuan unit harus dikonversi menjadi suatu sistem unit yang sama sebelum dilakukan analisis. Satuan unit yang tersedia didalam Midas GTS NX adalah sistem SI dan English Unit System . Setelah menyatukan satuan menjadi suatu sistem unit, hasil analisis juga akan keluar dengan satuan yang dipakai pada saat pemodelan (Midas GTS NX Analysis Reference ). Satuan yang dipakai dalam Midas GTS NX dapat dilihat pada Gambar 4.
Pada program ini disediakan beberapa fase yang digunakan untuk memisahkan pemodelan model perencanaan yang berbeda, diantaranya adalah:
1. Geometry
Fase Geometry adalah fase dimana tanah dan struktur dimodelkan kedalam Midas GTS NX. 2. Mesh Mesh adalah  fase  dimana  properties  dari  material  didefinisikan  dan  pemodelan  geometri  yang  sudah dibuat diubah ke pemodelan elemen hingga.
3. Analysis
Pada  fase  ini,  dapat  dipilih  tipe  analisis  yang  diinginkan  seperti static/slope  analysis , seepage/consolidation  analysis , dynamic  analysis ,  ataupun thermal  analysis . Water  level dan construction stage juga dimasukkan pada fase ini.
4. Results
Setelah tanah dimodelkan dengan metode elemen hingga dan dipilih tipe analisis yang diinginkan, maka kita dapat melihat hasil analisis yang telah dilakukan.

## 2. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini, metode penelitian yang digunakan adalah studi literatur. Studi literatur dilakukan dengan mencari dasar-dasar teori yang dianggap relevan terhadap penelitian ini. Kemudian diambil data tanah dari penurunan proyek sebenarnya yang berlokasi di Tangerang. Setelah itu diambil 11 rekaman percepatan gempa agar sesuai dengan ASCE 7:16 dan SNI 1726:2019 pasal 11.2.2. Data gempa yang digunakan pada penelitian ini adalah data gempa yang diambil dari library Midas GTS NX dan website Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) Ground Motion Database. Sedangkan  spesifikasi  tiang  pancang  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  diambil  dari  brosur  JHS. Sementara itu, pada gambar 5 dapat dilihat diagram alir yang digunakan di penelitian ini.

## Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini, digunakan data tanah yang diambil dari proyek sebenarnya yang berlokasi di Tangerang. Tanah digolongkan sebagai tanah lunak (SE) karena memiliki nilai N-SPT yang relatif kecil, nilai PI > 20, dan nilai kadar air  40% yang dapat dilihat pada parameter tanah dalam tabel 2. Untuk mendapat nilai penurunan parameter tanah
Pengolahan Data Pengisian Data ke Program Analisis Hasil dari Perhitungan Selesai Besar Displacement dan Gaya Dalam Tiang
Tunggal dan Kelompok
Beban riwayat waktu,
Situs Tanah, dan
Spesifikasi Tiang
Penurunan Parameter dari Proyek  Sebenarnya  dan Pengumpulan Data
Kesimpulan dan Saran Mulai
dilakukan dengan cara korelasi. Pengujian ini dilakukan pada tiang tunggal dan tiang kelompok yang terdiri dari 4 tiang dengan jarak 3 m dan jarak tiang ke pile cap adalah 1 m. Untuk parameter tiang dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 2. Parameter Tanah
Tabel 3. Parameter Tiang
Parameter Tiang Elastic Modulus (E) [kN/m 2 ] 30568071 Unit Weight (y) [kN/m 3 ] 24 Pile Type Solid Rectangle Diameter (D) [m] 0,5 Area (A) [m 2 ] 0,25 Moment of Inertia (I) [m 4 ] 0,005208333
Daya dukung dari tiang yang diperhitungkan untuk dimasukkan kedalam program berbasis geoteknik dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Daya Dukung Selimut
Perhitungan daya dukung selimut diambil dari persamaan Decourt pada tahun 1995 dengan formula sebagai berikut:
Qs = 1 x (2,8 x 3,25 + 10) = 19,1 kN/m 2
Nilai 1 didapat dari nilai α untuk displacement piles untuk kebanyakan tanah, sementara 3,25 diambil dari nilai SPT rata-rata yang dinormalisir terhadap efisiensi 60% energi sepanjang selimut tiang.
2. Daya Dukung Ujung Tiang
Perhitungan daya dukung ujung tiang juga diambil dari persamaan Decourt pada tahun 1995 dengan formula sebagai berikut:

## Qp = 100 x 7,5 x 0,5 x 0,5 = 187,5 kN
Nilai 100 diambil dari Base Factor untuk displacement piles pada tanah clay. Nilai 7,5 diambil dari N-SPT rata-rata disekitar ujung tiang dimana diambil nilai rata-rata N-SPT 8 x diameter diatas ujung tiang dan 2 x diameter dibawah tiang, sementara 0,5 diambil dari nilai diameter tiang yang digunakan.
Korelasi Parameter Tanah Elevasi [m] 0 s/d 12 12 s/d 20 20 s/d 26 26 s/d 36 36 s/d 48 48 s/d 61 Jenis Tanah Clay Clay Sandy Silt Silty Clay Clayey Silt Clayey Silt Material Model Mohr-Coulomb Mohr- Coulomb Mohr- Coulomb Mohr- Coulomb Mohr- Coulomb Mohr- Coulomb Elastic Modulus (E) [kN/m 2 ] 11820 39320 38110 35720 30190 24660 ɣ wet [kN/m 3 ] 15,175 14,131 15,968 16,908 16,859 16,727 ɣ sat [kN/m 3 ] 15,371 15,813 15,913 17,034 17,265 16,881 e 0 2,216 1,815 1,899 1,337 1,265 1,465 Cohesion (C) [kN/m 2 ] 27,365 89,691 80,909 58,272 52,761 59,4
Beban yang dipakai pada penelitian ini adalah gempa dengan arah horizontal x. Beban gempa dalam bentuk akselerasi dan didapat dari riwayat waktu 11 gempa yang sudah ditentukan. Beban gempa yang dipakai terdiri dari 2 gempa megathrust yaitu  Tohoku  dengan  Tokachi,  4  gempa  benioff  yaitu  Kuril  Islands,  Mexico  City,  Hyuganada  serta Chuetsu-Oki, dan 5 gempa sesar yaitu Hyougoken, Kern County, San Fernando, Miyagi, dan Nihonkai. Contoh input gempa diambil dari gempa Tohoku yang dapat terlihat pada gambar 6.
Gambar 6. Input Gempa Tohoku
Pemodelan tiang pada penelitian ini dilakukan dengan menentukan koordinat tiang kemudian melakukan extrude pada komponen tiang sedalam 12 m. Untuk pemodelan tanah dan pile cap , dilakukan input data koordinat kemudian dibuat menjadi  elemen  2D  dengan make  face yang  terdapat  pada polyline. Setelah  itu, pile  cap dan  tanah  yang  sudah berbentuk 2D di- extrude agar menjadi elemen 3D seperti yang dapat terlihat pada gambar 7. Mesh yang digunakan adalah default tetra mesher . Beban gempa ditempatkan pada permukaan tanah. Tanah memiliki lebar 25 m dengan kedalaman 61 m. Muka air tanah terdapat pada kedalaman 1,35 m. Boundary condition yang diberikan adalah ground support , pile constraint , dan non consolidation untuk pile cap .
Gambar 7. Pemodelan Pile Group pada Program Berbasis Geoteknik

## Hasil Analisis Tiang Akibat Gempa Tohoku
Pada saat percepatan tanah arah positif maksimum yang terletak pada detik ke 26,25, didapat hasil gaya dalam normal dari pile group lebih besar dibandingkan dengan pile tunggal. Pile group juga memiliki nilai yang lebih besar pada gaya dalam lintang dan momen arah Y dan Z. Untuk nilai displacement translasi dan rotasi, pile group masih sedikit lebih besar daripada pile tunggal.
Pada tabel 4, dapat dilihat perbandingan antara gaya dalam dan displacement pile tunggal serta pile group t manual maksimum positif Tohoku. Sementara gambar 8 adalah gambar axial force pile tunggal t manual maksimum positif Tohoku. Gambar 9 adalah shear force Y dari pile group . Bending moment Z pile tunggal dapat terlihat dari gambar 10 dan yang terakhir pada gambar 11 adalah displacement(total translation) dari pile group .
Tabel 4. Hasil Gaya Dalam dan Displacement T Manual Maksimum Positif Tohoku
No Tohoku Pile Tunggal Pile Group 1 Axial Force [KN] -198,426 -211,451 2 Shear Force Y [KN] -14,0983 -18,6834
Gambar 8. Axial Force Pile Tunggal pada T Manual Maksimum Positif Tohoku
Gambar 9. Shear Force Y Pile Group pada T Manual Maksimum Positif Tohoku
Gambar 10. Bending Moment Z Pile Tunggal pada T Manual Maksimum Positif Tohoku
3 Shear Force Z [KN] 0,194 -0,5091 4 Bending Moment Y [KNm] -0,5249 -1,2347 5 Bending Moment Z [KNm] -35,9682 -51,6931 6 Displacement (Total Translation) [m] 0,7538 0,7582 7 Displacement (Total Rotation) [rad] 0,0054 0,0064
Gambar 11. Displacement (Total Translation) Pile Group pada T Manual Maksimum Positif Tohoku

## Resume Hasil Program
Pada  bagian  ini  akan  ditampilkan  resume  hasil  program  dari  11  gempa  yang  sudah  dianalisis.  Pada  tabel  5  dapat terlihat resume hasil disaat percepatan tanah yang diujikan pada pile tunggal ada pada kondisi maksimum arah positif, sedangkan tabel 6 merupakan resume hasil disaat percepatan tanah yang diujikan pada pile tunggal ada pada kondisi maksimum arah negatif. Tabel 7 dan tabel 8 adalah resume hasil disaat percepatan tanah yang diujikan pada pile group ada pada kondisi maksimum arah positif dan negatif.
Tabel 5 . Resume Hasil T Manual Maksimum Positif Pile Tunggal
No Earthquake Axial Force [KN] Shear Force Y [KN] Bending Moment Z [KNm] Displacement (Total Translation) [m] 1 Kuril Islands -212,294 -35,164 -124,929 6,331 2 Hyougoken -214,422 -54,2154 -200,05 1,1519 3 Hyuganada -214,404 42,0804 149,958 8,38 4 Mexico City -207,331 0,8717 1,8931 0,6271 5 Miyagi -184,005 -3,5137 -9,1448 0,4601 6 Nihonkai -213,592 55,5791 203,726 7,337 7 San Fernando -215,252 -4,5649 -12,895 0,5285 8 Tohoku -198,426 -14,0983 -35,9682 0,7538 9 Tokachi -212,047 14,2324 -44,3272 1,2419 10 Kern County -212,32 6,2991 23,1048 0,5153 11 Chuetsu Oki -212,515 -2,3958 7,3125 0,515
Tabel 6. Resume Hasil T Manual Maksimum Positif Pile Tunggal No Earthquake Axial Force [KN] Shear Force Y [KN] Bending Moment Z [KNm] Displacement (Total Translation) [m] 1 Kuril Islands -214,171 14,1939 26,014 5,7075 2 Hyougoken -214,925 14,1036 19,0949 1,0624 3 Hyuganada -211,413 36,825 143,928 8,2025 4 Mexico City -205,277 -2,0536 -7,9603 0,4584 5 Miyagi -215,958 9,4166 27,7621 3,1424 6 Nihonkai -213,201 44,2353 160,06 6,9884 7 San Fernando -213,856 15,713 61,0876 0,5426
8 Tohoku -211,29 19,4524 56,1438 3,3377 9 Tokachi -212,549 2,8693 7,1562 1,3701 10 Kern County -211,426 3,5401 13,5448 0,4754 11 Chuetsu Oki -200,788 -1,5367 -5,5161 0,4488
Tabel 7. Resume Hasil T Manual Maksimum Positif Pile Group No Earthquake Axial Force [KN] Shear Force Y [KN] Bending Moment Z [KNm] Displacement (Total Translation) [m] 1 Kuril Islands -214,341 25,1162 -79,4659 6,3314 2 Hyougoken -217,849 -42,1458 -146,364 1,1455 3 Hyuganada -214,572 35,2061 130,57 8,4109 4 Mexico City -201,526 -0,8107 1,7159 0,6441 5 Miyagi -198,268 3,7622 10,6627 0,4803 6 Nihonkai -213,126 -38,652 134,171 7,3807 7 San Fernando -213,429 -7,8512 -24,1355 0,5512 8 Tohoku -211,451 -18,6834 -51,6931 0,7582 9 Tokachi -215,23 9,4394 -22,5632 1,2591 10 Kern County -211,142 6,3762 22,7376 0,5491 11 Chuetsu Oki -210,279 -2,6048 -6,9422 0,538
Tabel 8. Resume Hasil T Manual Maksimum Negatif Pile Group No Earthquake Axial Force [KN] Shear Force Y [KN] Bending Moment Z [KNm] Displacement (Total Translation) [m] 1 Kuril Islands -213,67 26,2294 70,2174 5,7153 2 Hyougoken -215,072 14,3764 -39,8566 1,0651 3 Hyuganada -214,64 -31,9922 104,835 8,2265 4 Mexico City -192,339 -1,5469 -5,0489 0,487 5 Miyagi -212,931 -12,0855 42,0871 3,1414 6 Nihonkai -215,122 -29,126 100,199 6,9872 7 San Fernando -212,395 -15,7524 56,1707 0,5688 8 Tohoku -214,171 -15,9435 -41,0356 3,3417 9 Tokachi -214,491 8,7309 28,1007 1,3647 10 Kern County -208,156 4,7033 16,3535 0,4963 11 Chuetsu Oki -179,361 -1,6694 -5,5737 0,4722

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan analisis yang sudah dilakukan diatas diperoleh beberapa kesimpulan yaitu:
1. Berdasarkan data hasil dari 11 gempa yang dianalisis, pile tunggal cenderung memiliki nilai axial force yang lebih besar daripada pile group .
2. Berdasarkan data hasil dari 11 gempa yang dianalisis, pile tunggal cenderung memiliki nilai shear force Y yang lebih besar daripada pile group .
3. Berdasarkan data hasil dari 11 gempa yang dianalisis, pile group berkemungkinan besar memiliki nilai shear force Z dan bending moment Y yang lebih besar daripada pile tunggal.
4. Berdasarkan data hasil dari 11 gempa yang dianalisis, pile tunggal berkemungkinan besar memiliki nilai bending moment Z yang lebih besar daripada pile group .
5. Berdasarkan data hasil dari 11 gempa yang dianalisis, pile group berkemungkinan besar memiliki nilai displacement translasi dan rotasi yang lebih besar daripada pile tunggal.
6. Dari 11 gempa yang telah dianalisis, gempa yang sangat membahayakan adalah gempa Nihonkai, gempa Hyougoken,  dan  gempa  Hyuganada  karena  gempa-gempa  tersebut  menimbulkan  gaya  dalam  ataupun displacement terbesar diantara gempa lainnya.
7. Bila  dibandingkan  dengan  analisis  dinamik  respon  spektrum,  analisis  riwayat  waktu  non  linier  lebih memiliki kelebihan karena memakai 11 gempa sehingga hasilnya lebih akurat. Selain itu, analisis riwayat waktu  non  linier  yang  dapat  melihat  efek  bangunan  akibat  gempa  per  satuan  waktu  juga  lebih  cocok karena  gempa  memberikan  respon  yang  terus  berganti  berdasarkan  dengan  waktu.  Kemudian,  analisis riwayat  waktu  non  linier  juga  memiliki  percepatan  tanah  arah  positif  dan  negatif,  sedangkan  respon spektrum hanya memiliki percepatan tanah arah positif.

## Saran
Berikut adalah saran untuk memperoleh hasil analisis yang lebih baik pada analisis selanjutnya:
1. Pada penelitian ini hanya digunakan komponen gempa horizontal arah X sehingga hasil analisis menjadi kurang maksimal. Akan lebih baik dan akurat apabila digunakan 3 komponen arah yaitu horizontal X, horizontal Y, dan vertikal.
2. Di penelitian ini digunakan data gempa-gempa yang berasal dari luar wilayah Indonesia. Diperlukan data- data gempa dari wilayah Indonesia agar hasil analisis lebih bermanfaat bagi pembangunan di Indonesia.
3. Pada penelitian ini hanya menggunakan satu tipe tanah yaitu tanah lunak. Oleh karena itu, dapat dilakukan analisis pada tipe-tipe tanah lainnya agar hasilnya menjadi lebih maksimal.

## DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. (2019). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI 1726:2019. Jakarta: BSN.
Kevin,  &  Barus,  S.  (2014).  Kajian  Perbandingan  Respon  Dinamik  Linier  dengan  Analisis  Riwayat  Waktu  (Time History  Analysis)  Menggunakan  Modal  Analisis  (Mode  Superposition  Method)  dan  Integrasi  Langsung (Direct Time Integration Method). 15.
Magar,  J.,  Kudtarkar,  A.,  Pachpohe,  J.,  &  Nagargoje,  P.  (2020).  Study  and  Analysis  of  Types  of  Foundation  and Design Construction. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET) Volume: 07 Issue: 08 , 7.
Morris,  G.  J.,  Thompson,  A.  J.,  Dismuke,  J.  N.,  &  Bradley,  B.  A.  (2019).  GROUND  MOTION  INPUT  FOR NONLINEAR RESPONSE HISTORY ANALYSIS: PRACTICAL LIMITATIONS OF NZS 1170.5 AND COMPARISON TO US STANDARDS. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, Vol. 52, No.3, September 2019 , 15.
Nedimovic, M. R. (2006). Crustal structure and seismic activity at subduction zones. 29. Saini,  S.,  &  Goyal,  E.  T.  (2019).  ANALYSIS  OF  PILED  RAFT  FOUNDATION  USING  MIDAS  GTS  NX.
International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET) Volume: 06 Issue: 05 , 9.
Sekisov,  A.,  Varvarkina,  A.,  Gura,  D.,  Savenko,  A.,  &  Shikhovstov,  A.  (2019).  PIT  DESIGN  TAKING  INTO ACCOUNT  WATER  LEVEL  REDUCTION  USING  THE  SOFTWARE  PACKAGE  MIDAS  GTS  NX. IIOAB Journal Vol.10 , 8. Sumantri, A. (2020). Analisa Riwayat Waktu pada Struktur Bangunan dengan Menyertakan Efek Interaksi Tanah dan Pondasi Tiang. Medan.
Tallapalem, U., Shaik, N., & Valluri, S. (2019). Time History Analysis on Precast Building. International Journal of Recent Technology and Engineering (IRJTE) Volume-8 Issue-4 , 8.
Ti, S. K., Huat, B. B., Noorzaei, J., Jaafar, M. S., & Sew, G. S. (2009). A Review of Basic Soil Constitutive Models for Geotechnical Application. EJGE Vol 14. Bund. J , 18.
Wibowo,  A.  S.  (2011).  Analisis  Kinerja  Struktur  pada  Bangunan  Tidak  Beraturan  dengan  Analisis  Dinamik Menggunakan Metode Analisis Riwayat Waktu. 123.
Widojoko,  L.  (2015).  Analisa  Dan  Desain  Pondasi  Tiang  Pancang  Berdasarkan  Bentuk Tiang. Jurnal  Teknik Sipil UBL Volume 6 No. 2 Oktober 2015 , 29.