Volume 21 Nomor 02, Oktober 2021 : 79-86

## Pengaruh Tiang Terhadap Kapasitas Dukung Pelat dan Modulus Reaksi Tanah-Dasar pada Tanah Gambut
The Effect of Pile on the Bearing Capacity of the Plate and the Modulus of Subgrade Reaction on Peat Soil
Aazokhi Waruwu 1, *, Santo Yanri Pardosi 2
1 Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Medan, Jl. Gedung Arca No. 52, Medan, Indonesia
2 Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Medan, Jl. Gedung Arca No. 52, Medan, Indonesia
* Penulis korespondensi : azokhiw@gmail.com Tel.: +62-61-736-3771; fax.:+62-61-734-7954 Diterima: 19 Agustus 2021; Direvisi: 31 Oktober 2021; Disetujui: 31 Oktober 2021 DOI: 10.25299/saintis2021.vol21(02).7546

## Abstrak
Lahan  gambut  yang  tersebar  luas  dapat  menghambat  pengembangan  infrastruktur,  karena  tanah  ini  termasuk  jenis  tanah bermasalah sebagai tanah dasar. Tanah gambut memiliki penurunan yang tinggi dan kapasitas dukung rendah. Tiang perkuatan memiliki potensi dalam mengurangi penurunan, meningkatkan kapasitas dukung dan modulus reaksi tanah-dasar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas dukung dan modulus reaksi tanah-dasar pada pelat yang diperkuat tiang tunggal. Penelitian dilakukan pada bak uji yang diisi dengan tanah gambut sedalam 50 cm. Tiang dari bahan bambu, kayu, dan beton dipancang dalam tanah gambut. Panjang tiang yang digunakan adalah 10-40 cm dan diameter pelat beton sebesar 10 cm. Uji beban pelat dilakukan pada pelat tanpa dan dengan perkuatan tiang untuk mendapatkan nilai kapasitas dukung dan modulus reaksi tanah-dasar. Hasil penelitian didapatkan bahwa jenis dan  panjang  tiang  berpengaruh  pada  nilai  kapasitas  dukung,  defleksi,  dan  modulus  reaksi  tanah-dasar.  Tiang  yang  lebih  panjang menghasilkan  kapasitas  dukung  dan  modulus  reaksi  tanah-dasar  yang  tinggi  dan  defleksi  yang  semakin  rendah.  Kapasitas  dukung meningkat  20%  untuk  tiang  bambu,  22%  untuk  tiang  kayu,  dan  25%  untuk  tiang  beton.  Peningkatan  modulus  reaksi  tanah-dasar didapatkan pada defleksi pelat maksimum 20% dari diameter pelat. Peningkatan tertinggi untuk tiang bambu sebesar 103%, tiang kayu 128%,  dan  tiang  beton  sebesar  160%.  Panjang  tiang  yang  memberikan  hasil  maksimal  dalam  mereduksi  penurunan,  meningkatkan kapasitas  dukung,  dan  meningkatkan  modulus  reaksi  tanah-dasar  adalah  80%  dari  tebal  lapisan  tanah  gambut.  Nilai  modulus  reaksi tanah-dasar semakin tinggi seiring dengan peningkatan kapasitas dukung dan pengurangan defleksi.
Kata Kunci: Tiang, Kapasitas dukung, Defleksi, Modulus reaksi tanah dasar

## Abstract
Widespread peatlands can prevent infrastructure development, because this soil is classified as problematic soil types as subgrade. Peat soil has high settlement and low bearing capacity. Reinforcement pile has the potential to reduce settlement, increase bearing capacity and modulus  of  subgrade  reaction.  This  study  aims  to  determine  the  bearing  capacity  and  modulus  of  subgrade  reaction  on  a  single  pile reinforced slab. The study was conducted in a test box filled with peat soil as deep as 50 cm. Pile made of bamboo, wood, and concrete are driven in peat soil. The length of the pile used is 10-40 cm and the diameter of the concrete slab is 10 cm. The plate load test was conducted on slabs without and with reinforced piles to obtain the value of the bearing capacity and modulus of subgrade reaction. The results showed that the type and length of the pile affect the value of the bearing capacity, deflection, and modulus of subgrade reaction. Longer piles result in higher bearing capacity and modulus of subgrade reaction and lower deflection. The bearing capacity increased by 20% for bamboo pile, 22% for wooden pile, and 25% for concrete pile. An increase in the modulus of subgrade reaction is obtained at a maximum slab deflection of 20% of the slab diameter. The highest increase for bamboo pile is 103%, wooden pile is 128%, and concrete pile is 160%. The length of the pile that gives maximum results in reducing settlement, increasing bearing capacity, and increasing the modulus of subgrade reaction is 80% of the thickness of the peat soil layer. The value of the modulus of subgrade reaction is higher as the bearing capacity increases and the deflection decreases.
Keywords: Pile, Bearing Capacity, Deflection, Modulus of subgrade reaction

## PENDAHULUAN
Lahan  gambut  dan  rawa  tersebar  luas  di wilayah  Indonesia.  Menurut  Syarif  et  al.  [1],  lahan gambut  dan  rawa  ada  sekitar  30%  dari  wilayah Indonesia,  sehingga  keberadaan  lahan  gambut dapat  menghambat  perkembangan  infrastruktur. Ini disebabkan karena jenis tanah gambut tergolong sebagai tanah yang bermasalah apabila dimanfaatkan sebagai tanah dasar konstruksi.
Tanah  organik  yang  diklasifikasi  sebagai tanah  gambut  berserat  apabila  kandungan  organik lebih  tinggi  dari  75%  dan  kadar  serat  di  atas  20% [2]. Tanah gambut berserat memiliki kadar air abu rendah,  pemampatan  tinggi  yang  sebagian  besar terdiri  dari  pemampatan  sekunder,  dan  kapasitas dukung  rendah.  Upaya  perbaikan  tanah  gambut terus  dilakukan,  beberapa  di  antaranya  dengan menggunakan  tiang-tiang  perkuatan.  Penggunaan tiang  berupa  kolom  semen  yang  dipasang  dalam
lapisan tanah gambut dapat mengurangi pemampatan dan memperkecil penurunan [3].
Berdasarkan  analisis  dan  penelitian  yang dilakukan  Yusuf  &  Aryanto  [4],  penggunaan  tiang cerucuk  pada  pelat  beton  didapatkan  memiliki kemampuan untuk meningkatkan kapasitas dukung.  Penambahan  panjang  tiang  berpengaruh pada  peningkatan  kapasitas  dukung  pelat  pada tanah gambut.
Faktor  lain  yang  mempengaruhi  kapasitas dukung  dan  penurunan  adalah  konfigurasi  tiang, baik  lebar  maupun  jarak  tiang,  karena  ini berhubungan  dengan  efisiensi  tiang  [5].  Nilai efisiensi tiang semakin meningkat pada rasio jarak dengan  diameter  tiang  yang  semakin  besar  [6]. Kapasitas  dukung  maksimum  didapatkan  pada kelompok  tiang  dengan  jarak  sebesar  3,5  dari diameter. Jumlah tiang cerucuk dan kulit dari tiang cerucuk  memiliki  pengaruh  pada  peningkatan kapasitas dukung tanah gambut [7].
Waruwu et al. [8] meneliti pembebanan pelat dengan  perkuatan  tiang  pada  tanah  gambut.  Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tiang-tiang yang memperkuat  pelat  dapat  mengurangi  penurunan, tiang dengan panjang 25 cm untuk tebal gambut 50 cm  lebih  efektif  dalam  mereduksi  penurunan.  Ini berarti  panjang  tiang  minimum  adalah  setengah dari  tebal  lapisan  tanah.  Namun,  hal  ini  perlu pertimbangan  lebar  pelat  dan  jumlah  tiang  yang digunakan.
Tiang-tiang  yang  dipasang  pada  pelat  cukup mampu  mengurangi  baik  penurunan  maupun defleksi  pelat,  tiang  monolit  dengan  pelat  lebih stabil  dan  kaku  dalam  mendukung  beban  yang bekerja [9].
Penambahan  tiang  di  bawah  pelat  memiliki fungsi  untuk  menahan  beban,  mengurangi penurunan  konsolidasi,  meningkatkan  kekakuan dari  pelat,  dan  menjamin  kestabilan  konstruksi  di atasnya  [10].  Tiang-tiang  yang  dipancang  pada tanah  gambut  dapat  meningkatkan  kapasitas dukung  [11].  Perubahan  panjang  tiang  lebih berpengaruh dalam hal reduksi lendutan dibandingkan dengan perubahan jarak tiang [12].
Peningkatan  modulus  reaksi  tanah-dasar dapat dilakukan dengan perkuatan tiang pada pelat, selain itu tiang-tiang dapat mengurangi penurunan [13]. Tiang yang dipasang monolit lebih efektif dari tiang tidak monolit dengan pelat.
Tiang  perkuatan  pada  tanah  gambut  yang digunakan  pada  penelitian  terdahulu  terdiri  dari kolom  semen,  tiang  cerucuk  dengan  pelat  beton, kelompok  tiang  beton,  dan  tiang  beton  monolit dengan pelat. Hasil-hasil penelitian telah menunjukkan  peningkatan  kapasitas  dukung, modulus  reaksi  tanah-dasar,  dan  pengurangan pemampatan, penurunan, defleksi pelat pada tanah gambut.
Berdasarkan  uraian  di  atas,  maka  perlu dilakukan  penelitian  pada  penggunaan  tiang perkuatan  yang  dipasang  monolit  dengan  pelat. Tiang-tiang dibedakan berdasarkan variasi panjang
untuk  mengetahui  pengaruhnya  pada  nilai  daya dukung dan modulus reaksi tanah-dasar. Perubahan  panjang  dan  ikatan  tiang  dengan  pelat memiliki  pengaruh  yang  lebih  dominan  dalam mereduksi  penurunan  daripada  perubahan  jarak tiang  [14].    Tiang-tiang  yang  digunakan  berupa tiang  beton  dengan  perbandingan  dari  jenis  tiang bambu  dan  tiang  kayu.  Tinjauan  dilakukan  pada tiang tunggal yang monolit dengan pelat beton dan perubahan panjang.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui  peningkatan  kapasitas  dukung  pelat akibat perubahan panjang tiang, untuk menentukan modulus  reaksi  tanah-dasar  pada  pelat  yang didukung  oleh  tiang,  dan  untuk  mengetahui hubungan kapasitas dukung dengan modulus reaksi tanah-dasar akibat penambahan tiang.

## Kapasitas Dukung
Kapasitas  dukung  merupakan  kemampuan tanah  dalam  mendukung  beban  pondasi  dari struktur  yang  bekerja  di  atasnya,  sedangkan kapasitas  dukung ultimit (q u )  merupakan  beban maksimum  per  satuan  luas  (P/A)  pada  tanah  yang mendukung  beban  tanpa  mengalami  keruntuhan [15].
Menurut  Das  [16],  kapasitas  dukung  dapat ditentukan dari hasil uji beban langsung pada pelat berbentuk  lingkaran  atau  bujur  sangkar.  Kapasitas dukung ultimit diperoleh  dari  perpotongan  garis singgung berbentuk linier awal dan linier akhir dari hubungan beban dengan penurunan [17].

## Modulus Reaksi Tanah-Dasar
Modulus  reaksi  tanah-dasar  merupakan konstanta  matematis  yang  menunjukkan  kekakuan fondasi  [15].  Hasil  uji  beban  pelat  berupa  garis lurus,  apabila  didapatkan  kurva  yang  melengkung, maka  modulus  reaksi  tanah-dasar  ditentukan  dari kemiringan garis  yang ditarik dari titik awal kurva sebagai modulus awal (k awal ) atau sampai pada titik dengan  tekanan  dan  defleksi  atau  penurunan  rata- rata sebagai modulus sekan (k sekan ). Modulus reaksi tanah-dasar (k) didefinisikan sebagai perbandingan tekanan  (  )  atau  beban  per  satuan  luas  dengan defleksi  (  )  atau  penurunan  rata-rata  (Persamaan 1).
(1)
Pemasangan  tiang  pada  pelat  dapat menambah  modulus  reaksi  tanah-dasar,  ini dinamakan  sebagai  tambahan  modulus  reaksi tanah-dasar (  k). Dengan demikian, modulus reaksi tanah-dasar  pada  pelat  yang  diperkuat  tiang  dapat disebut  sebagai  modulus  reaksi  tanah-dasar ekivalen (k’) yang besarnya didapatkan dari jumlah modulus  reaksi  tanah-dasar  (k)  dengan  tambahan modulus  reaksi  tanah-dasar  (  k),  seperti  terlihat pada Persamaan (2) [13].
(2)
Menurut  Bowles  [18],  nilai  k  dapat ditentukan  berdasarkan  kapasitas  dukung ultimit . Hubungan  nilai  modulus  reaksi  tanah-dasar  (k) dengan  dukung ultimit (q u )  seperti  terlihat  pada Persamaan (3).
(3)

## METODOLOGI
Tanah  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  tanah  gambut  yang  diambil  dari Bagansiapiapi–Riau.  Bahan  pelat  dari  beton berukuran diameter 10 cm dengan tebal 2 cm diberi tulangan  kawat.  Bahan  tiang  terdiri  dari  bambu, kayu,  dan  beton.  Kayu  dari  material  kayu  laut diambil  dari  Belawan–Sumatera  Utara  dan  bambu diambil  dari  daerah  Humbang  Hasundutan– Sumatera Utara.
Bahan pelat dan tiang yang digunakan dalam penelitian  ini  ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Tiang beton  dicor  menggunakan  pipa  PCV  dan  diberi tulangan  kawat  diameter  (d)  2  mm  sebanyak  3 batang  setiap  tiang.  Tiang-tiang  yang  digunakan berdiameter  2  cm  dengan  ukuran  panjang  (L)  10 cm,  20  cm,  30  cm,  dan  40  cm.  Pelat  dicor  monolit dengan  tiang  beton.  Tiang  bambu  dan  kayu  juga demikian,  diikat  dengan  tulangan  kawat  dan  dicor monolit dengan pelat.
(a) (b) (c)
(d)
Gambar 1. Bahan Pelat dan Tiang: (a) Pelat Beton; (b) Tiang Kayu, (c) Tiang Bambu, (d) Tiang Beton
Tanah gambut dipadatkan setiap tebal 10 cm dengan  mengacu  pada  kepadatan  tanah  gambut  di lokasi pengambilan. Tingkat kepadatan setiap lapis dapat  diketahui  melalui  uji core  cutter yang dilakukan  pada  titik-titik  tertentu  setiap  lapisnya. Tebal keseluruhan lapisan tanah gambut adalah 50 cm.
Tanah  dijenuhkan  dengan  mengalirkan  air melalui  pipa-pipa  pvc  yang  diletakkan  di  setiap sudut dan dasar bak uji.  Tanah dibiarkan selama 1 minggu  untuk  menunggu  air  meresap  dalam butiran  tanah.  Pelat  tanpa  tiang  dan  pelat  dengan tiang  siap  untuk  dipancang  dalam  lapisan  tanah seperti terlihat dalam Gambar 2.
Gambar 2. Persiapan Pemancangan Tiang Perkuatan Pelat
Pelat tanpa tiang dan dengan tiang yang telah dipancang  selama  minimal  3  hari  diuji  dengan menerapkan  beban  dari  pelat  melalui  frame pembebanan  seperti  terlihat  pada  Gambar  3. Beban-beban diberikan secara bertahap dan setiap tahapan  dilakukan  pembacaan  penurunan  melalui dial  gauge  yang  dipasang  di  tengah-tengah  pelat. Penambahan  beban  dilakukan  apabila  penurunan telah mencapai 0,03 mm setiap menit.
Gambar 3. Uji Beban Pelat
Tekanan  (  )  yang  bekerja  pada  pelat didapatkan  dari  beban  dibagi  luas  pelat. Berdasarkan hubungan tekanan dengan penurunan didapatkan  nilai  kapasitas  dukung  pelat  dan defleksi (  ) dari perpotongan kedua garis singgung. Grafik  yang  sama  digunakan  untuk  menentukan modulus  reaksi  tanah-dasar  ( k )  dari  perbandingan tekanan (  ) dengan defleksi (  ).

## HASIL DAN DISKUSI
Penelitian  ini  menampilkan  hasil  uji  beban pelat  yang  diperkuat  tiang  tunggal  dari  bahan bambu, kayu, dan tiang beton. Ukuran panjang dan diameter  tiang  dibuat  sama.  Kondisi  batas utamanya  pada  diameter  pelat  dan  diameter  tiang yang  tetap,  tebal  lapisan  gambut  tetap  dengan kondisi  kepadatan  mendekati  konstan,  dan  ukuran
bak  uji  yang  tetap.  Hal  yang  berbeda  adalah  jenis tiang dan panjang tiang.
Hasil  dan  pembahasan  yang  dipaparkan dalam penelitian ini dibatasi pada hubungan  o dan  o /  ,  cara  mendapatkan  kapasitas  dukung,  hasil kapasitas  dukung  pelat  tanpa  tiang  dan  dengan tiang,  hubungan  panjang  tiang  dengan  defleksi, pengaruh panjang tiang terhadap kapasitas dukung, hubungan  k’  dan  o pada  setiap  panjang  dan  jenis tiang,  pengaruh  panjang  tiang  terhadap  modulus reaksi tanah-dasar, dan hubungan kapasitas dukung dengan modulus reaksi tanah-dasar.

## Hasil Uji Beban Pelat
Hasil uji beban pelat dengan tiang  dan pelat tanpa  tiang  untuk  masing-masing  jenis  tiang ditunjukkan  dalam  hubungan  o dan  o /  pada Gambar  4.  Nilai  o  merupakan  penurunan  atau defleksi  pelat  tanpa  tiang,  sedangkan  merupakan penurunan atau defleksi pelat dengan tiang.
Hasil  uji  beban  pada  ketiga  jenis  tiang memperlihatkan  rasio  penurunan  yang  signifikan pada tiang dengan panjang 40 cm, sedangkan pada tiang  dengan  panjang  10-30  cm  memperlihatkan hubungan yang hampir sama pada rasio penurunan. Ini  menunjukkan  bahwa  reduksi  penurunan  pada variasi panjang tiang 10-30 cm tidak jauh berbeda.
Rasio  penurunan  terlihat  signifikan  di  awal- awal pembebanan, namun pada penurunan pelat di atas  0,02  m  didapatkan  rasio  penurunan  yang hampir  konstan.  Perilaku  tiang  kayu  terlihat berbeda  dengan  jenis  tiang  lainnya.  Tiang  kayu menunjukkan peningkatan rasio penurunan seiring dengan  panjang  tiang.  Ini  kemungkinan  berbeda karena  tingkat  kekasaran  permukaan  selimut  dari material  kayu  lebih  tinggi  dari  material  lainnya. Interaksi  antar  tanah  dengan  selimut  tiang  kayu yang semakin tinggi akibat kekasaran permukaannya  dapat  meningkatkan  kuat  gesek tiang, sehingga penurunan semakin kecil.
(a)
(b)
(c)
Gambar 4. Hubungan  o dan  o /  pada Tiang: (a) Beton; (b) Kayu, dan (c) Bambu Hasil  uji  beban  pelat  didapatkan  penurunan pada  masing-masing  penambahan  beban  untuk setiap perubahan panjang tiang. Tekanan didapatkan dari beban per satuan luas bidang pelat yang  digunakan.  Hubungan  tekanan  dengan penurunan  atau  defleksi  pelat  ditunjukkan  pada Gambar 5. Perpotongan kedua garis singgung linier awal  dan  akhir  menghasilkan  nilai  kapasitas dukung ultimit (q u ) dan defleksi (  ). Cara  yang  sama  dilakukan  pada  setiap  jenis dan  panjang  tiang.  Hasil  analisis  kapasitas  dukung pelat  tanpa  tiang  dan  dengan  tiang  ditunjukkan pada  Tabel  1.  Kapasitas  dukung  pelat  tanpa  tiang sebesar 6 kPa. Kapasitas dukung pelat dengan tiang bambu  antara  6,9-7,6  kPa,  tiang  kayu  antara  7-7,7 kPa, dan tiang beton antara 7,3-7,8 kPa.
Gambar 5. Cara Menentukan Kapasitas Dukung
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05  o / ( m )  o (m) 10 cm 20 cm 30 cm 40 cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05  o / ( m )  o (m) 10 cm 20 cm 30 cm 40 cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05  o / ( m )  o (m) 10 cm 20 cm
30 cm 40 cm
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.4 12.8 25.6  ( m ) Tekanan (kPa) q u  
Tabel 1. Kapasitas Dukung Pelat Tanpa dan Dengan Tiang Panjang tiang (cm) q u bambu (kPa) q u kayu (kPa) q u beton (kPa) Tanpa tiang 6,0 6,0 6,0 10 6,9 7,0 7,3 20 7,0 7,2 7,4 30 7,3 7,4 7,6 40 7,6 7,7 7,8
Defleksi  berupa  penurunan  pelat  dalam kondisi  kapasitas  dukung ultimit untuk  masing- masing  jenis  dan  panjang  tiang  diperlihatkan  pada Gambar  6.  Perubahan  defleksi  pelat  terlihat  mulai mengalami  perubahan  pada  tiang  dengan  panjang 30  cm  dan  perubahan  defleksi  yang  signifikan didapatkan pada tiang dengan panjang 40 cm  atau 80%  dari  tebal  lapisan  tanah.  Hasil  ini  berbeda dengan  penelitian  Waruwu  et  al.  [8],  reduksi penurunan  yang  signifikan  didapatkan  pada panjang tiang 50% dari tebal lapisan tanah gambut. Ini  dapat  berbeda  karena  tiang  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  merupakan  tiang  tunggal. Defleksi pelat yang diperkuat tiang beton lebih kecil dibandingkan  dengan  tiang  bambu  dan  tiang  kayu. Defleksi  pelat  yang  lebih  kecil  memperlihatkan peningkatan pada kapasitas dukung pelat.
Gambar 6. Defleksi Pelat pada Kapasitas Dukung

## Ultimit

## Pengaruh Panjang Tiang Terhadap Kapasitas Dukung
Pengaruh  panjang  tiang  terhadap  kapasitas dukung  pelat  pada  setiap  jenis  tiang  yang  berbeda dapat  dilihat  pada  Gambar  7.  Kapasitas  dukung pelat  dengan  tiang  dipengaruhi  oleh  panjang  tiang dan  jenis  material  tiang  yang  digunakan.  Terlihat bahwa  tiang  yang  lebih  panjang  memberikan dukung  yang  kuat  pada  pelat,  sehingga  kapasitas dukung  semakin  meningkat.  Hal  ini  menunjukkan peningkatan  kapasitas  gesek  yang  semakin  tinggi seiring dengan penambahan panjang tiang.
Berdasarkan  jenis  material  tiang,  nilai kapasitas dukung pelat yang diperkuat tiang beton lebih  tinggi  dari  tiang  kayu  dan  tiang  bambu.  Ini menunjukkan tiang dari beton lebih kokoh dan kuat dalam  memikul  beban  di  atas  pelat.  Tiang  beton
yang monolit dengan pelat meningkatkan kekakuan dan kestabilan dalam mendukung beban [9].
Peningkatan  kapasitas  dukung  pelat  akibat perkuatan  tiang  dapat  dilihat  pada  Tabel  2. Peningkatan  kapasitas  dukung  pelat  dengan  tiang bambu  didapatkan  sebesar  15-27%  atau  rata-rata 20%,  tiang  kayu  sebesar  17-28%  atau  rata-rata 22%,  dan  tiang  beton  22-30%  dengan  rata-rata 25%.  Tiang  yang  memperkuat  pelat  memberikan peningkatan  kapasitas  dukung  pada  tanah  gambut [11].  Tiang  yang  lebih  panjang  memberikan pengaruh  yang  signifikan  pada  peningkatan kapasitas dukung [12].
Gambar 7. Kapasitas Dukung Pelat pada Setiap Panjang Tiang
Tabel 2. Peningkatan Kapasitas Dukung Pelat Akibat Perkuatan Tiang Panjang tiang (cm) Peningkatan q u (%) Tiang bambu Tiang kayu Tiang beton 10 15 17 22 20 17 20 23 30 22 23 27 40 27 28 30 Rata-rata (%) 20 22 25 Pengaruh Panjang Tiang Terhadap Modulus

## Reaksi Tanah-Dasar
Perbandingan  dengan  tekanan  dan  defleksi (  ) atau penurunan pada setiap penambahan beban untuk setiap panjang dan jenis  tiang menghasilkan kurva modulus reaksi ekivalen (k’) dengan defleksi pada pelat tanpa tiang (  o ) seperti pada Gambar 8. Nilai  k’  terlihat  tinggi  di  awal-awal  pembebanan dan  semakin  konstan  pada  nilai  o di  atas  0,02  m, nilai ini sebanding dengan 20% dari diameter pelat. Ini  dapat  diartikan  bahwa  modulus  reaksi  tanah dasar lebih tinggi pada penurunan maksimum 20% dari diameter pelat.
Secara keseluruhan panjang tiang berpengaruh  pada  peningkatan  nilai  k’,  namun pengaruh  tertinggi  ditunjukkan  pada  tiang  dengan panjang  40  cm  atau  sebanding  dengan  80%  tebal lapisan  gambut.  Akan  tetapi,  untuk  tiang  kayu didapatkan  bahwa  tiang  dengan  panjang  30  cm
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0 10 20 30 40 50  ( m ) Panjang tiang (cm) Bambu Kayu Beton 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 0 10 20 30 40 50 q u (k Pa ) Panjang tiang (cm) Bambu Kayu Beton
memperlihatkan  pengaruh  yang  cukup  baik  dalam meningkatkan nilai k’.
Nilai  modulus  reaksi  tanah-dasar  (k)  pada pelat  tanpa  tiang  dengan  tiang  ditunjukkan  dalam Tabel 3. Nilai k diperoleh dari tekanan per defleksi. Nilai  k  ini  merupakan  modulus  awal  yang ditentukan  dari  kemiringan  garis  yang  ditarik  dari
titik  awal  kurva  [15].  Nilai  k  pada  pelat  yang diperkuat  tiang  bambu  antara  989-1520  kPa/m, tiang  kayu  antara  1077-1711  kPa/m,  dan  tiang beton  antara  1217-1950  kPa/m.  Nilai  k  pelat  yang diperkuat  tiang  lebih  tinggi  dari  nilai  pelat  (750 kPa/m).
(a)
(b) (c)
Gambar 8. Hubungan k’ dan  o pada Setiap Panjang dan Jenis Tiang: (a) Bambu; (b) Kayu, (c) Beton Tabel 3. Modulus Reaksi Tanah-Dasar pada Pelat Tanpa dan Dengan Tiang Panjang tiang (cm) k bambu (kPa/m) k kayu (kPa/m) k beton (kPa/m) Tanpa tiang 750 750 750 10 986 1077 1217 20 1029 1108 1233 30 1123 1233 1382 40 1520 1711 1950
Pengaruh  panjang  tiang  terhadap  modulus reaksi  tanah-dasar  dapat  dilihat  pada  Gambar  9. Panjang tiang perkuatan berpengaruh  pada nilai k. Tiang  yang  semakin  panjang  menunjukkan  nilai  k yang semakin tinggi.
Gambar 9. Modulus Reaksi Tanah Dasar pada Setiap Panjang Tiang
Peningkatan  nilai  k  terlihat  jelas  pada  tiang dengan  panjang  30  cm.  Peningkatan  nilai  k  yang signifikan terjadi pada tiang dengan panjang 40 cm untuk  semua  jenis  tiang  yang  digunakan.  Nilai  k pada pelat yang diperkuat tiang beton terlihat lebih
tinggi  dari  tiang  kayu  dan  tiang  bambu.  Ini  dapat terjadi,  karena  kapasitas  dukung  pelat  yang diperkuat tiang beton lebih tinggi dari tiang lainnya. Kapasitas  dukung  yang  tinggi  berpengaruh  pada peningkatan nilai k.
Peningkatan  modulus  reaksi  tanah-dasar pada  pelat  akibat  perkuatan  tiang  dapat  dilihat pada  Tabel  4.  Peningkatan  nilai  k  akibat pemasangan tiang pada pelat didapatkan 31-103% untuk tiang bambu, 44-128% untuk tiang kayu, dan 62-160%  untuk  tiang  beton.  Tiang  yang  dipasang monolit  pada  pelat  memperlihatkan  peningkatan pada  nilai  modulus  reaksi  tanah-dasar  (k),  hal  ini sama  dengan  hasil  penelitian  [13].  Tiang  monolit memberikan pengaruh yang baik pada kinerja tiang dengan pelat.  Kombinasi tiang dengan pelat dalam satu  kesatuan  memberikan  dukungan  pada  beban yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  tiang  yang tidak  monolit.  Hal  ini  ditunjukkan  pada  nilai  kuat dukung  yang  lebih  tinggi  dan  pada  akhirnya memberikan nilai k yang lebih tinggi juga.
Tabel 4. Peningkatan modulus reaksi tanah-dasar pada akibat perkuatan tiang Panjang tiang (cm) Peningkatan nilai k (%) Tiang bambu Tiang kayu Tiang beton 10 31 44 62 20 37 48 64 30 50 64 84 40 103 128 160 Rata-rata (%) 55 71 93
Nilai  k  berhubungan  dengan  nilai  q u ,  hal  ini terlihat  pada  hubungan  kapasitas  dukung  dengan modulus reaksi tanah-dasar yang ditunjukkan pada Gambar 10. Kurva q u -k membentuk pola  polinomial
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 500 1000 1500  o ( m ) k' (kPa/m) 10 cm 20 cm 30 cm 40 cm
k-Pelat
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 500 1000  o ( m ) k' (kPa/m) 10 cm 20 cm
30 cm 40 cm k-Pelat 0.00 0.01
0.02 0.03 0.04 0.05
0 500 1000 1500 2000  o ( m ) k' (kPa/m) 10 cm 20 cm 30 cm 40 cm k-Pelat 0 500 1000 1500 2000 2500 0 10 20 30 40 50 k ( k Pa /m ) Panjang tiang (cm) Bambu Kayu Beton
atau nonlinier. Nilai q u yang tinggi memperlihatkan nilai  k  yang  tinggi  juga.  Ini  menunjukkan  bahwa
nilai  k  berbanding  lurus  dengan  nilai  q u dan berbanding terbaik dengan  .
Gambar 10. Hubungan Kapasitas Dukung dengan Modulus Reaksi Tanah-Dasar
Rata-rata  perbandingan  k awal dan  q u diperoleh  sebesar  175,  sedangkan  perbandingan k sekan dan  q u diperoleh  sebesar  49.    Berdasarkan perbandingan  ini,  maka  nilai  k awal dan  nilai  k sekan dapat  diperoleh  dari  nilai  q u ,  seperti  pada Persamaan  (4)  dan  Persamaan  (5).  Nilai  k sekan mendekati  sama  dengan  nilai  k  dari  Bowles  [18], seperti pada Persamaan (3).
(4) (5)
Hasil  analisis  kapasitas  dukung  dapat digunakan  sebagai  dasar  dalam  perancangan pondasi  maupun  pelat  sebagai  perkerasan  kaku pada pekerjaan jalan. Kapasitas dukung menyatakan  tahanan  geser  tanah  dalam  melawan penurunan akibat pembebanan [15].
Nilai modulus reaksi tanah-dasar diperlukan dalam  menganalisis  struktur  pondasi  yang berinteraksi  dengan  sistem  dukungan  elastis seperti tanah, selain itu dapat juga digunakan dalam perancangan pondasi memanjang dan pondasi tiang [15].

## KESIMPULAN
Nilai  kapasitas  dukung  pelat  akibat perkuatan tiang  bambu didapatkan sebesar 6,9-7,6 kPa,  tiang  kayu  antara  7-7,7  kPa,  dan  tiang  beton antara  7,3-7,8  kPa.  Kapasitas  dukung  meningkat 20% untuk tiang bambu, 22% untuk tiang kayu, dan 25 % untuk tiang beton dari kapasitas dukung pelat tanpa  tiang  sebesar  6  kPa.  Peningkatan  kapasitas dukung  dipengaruhi  oleh  panjang  tiang  dan  jenis material  tiang  yang  digunakan.  Tiang  beton memberikan  peningkatan  kapasitas  dukung  pelat dari jenis tiang lainnya.
Modulus reaksi  tanah-dasar pada pelat yang didukung  oleh  tiang  didapatkan  lebih  tinggi  dari pelat  tanpa  tiang.  Peningkatan  nilai  k  yang signifikan terjadi pada tiang dengan panjang 40 cm atau  80%  dari  tebal  lapisan  tanah  untuk  semua jenis  tiang  yang  digunakan.  Peningkatan  tertinggi untuk tiang bambu sebesar 103%, tiang kayu 128%, dan  tiang  beton  sebesar  160%.  Tiang  beton menghasilkan kinerja yang baik dalam meningkatkan  kapasitas  dukung  dan  modulus reaksi  tanah-dasar.  Ini  membuktikan  tiang  beton lebih kokoh dan kuat dalam memikul beban.
Hubungan kapasitas dukung dengan modulus  reaksi  tanah-dasar  akibat  penambahan tiang  membentuk  pola  non  linier.  Nilai  modulus reaksi  tanah-dasar  semakin  tinggi  seiring  dengan peningkatan  kapasitas  dukung  dan  pengurangan defleksi.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  nilai modulus  reaksi  tanah-dasar  yang  tinggi  pada penurunan maksimum 20% dari diameter pelat.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Tim  penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada  pihak-pihak  yang  berkontribusi  dalam penelitian ini. Utamanya kepada teknisi laboratorium  dan  kepala  laboratorium  Mekanika Tanah  Jurusan  Teknik  Sipil  –  Institut  Teknologi Medan.

## REFERENSI
[1] F.  Syarif,  G.  M.  Davino,  and  M.  F.  Ardianto, “Penerapan  Teknik  Biocementation  Oleh Bacillus Subtilis dan Pengaruhnya Terhadap Permeabilitas  Pada  Tanah  Organik,” J. Saintis ,  vol.  20,  no.  1,  pp.  47–52,  2020,  doi: 10.25299/saintis2020.vol20(01).4809.
k = 1390,9qu 2 - 19498qu + 69360 k = 139,36qu - 664,58 k = 40qu 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 k ( k P a/m ) q u (kPa) k awal-Bambu
k awal-Kayu k awal-Beton k sekan-Bambu
k sekan-Kayu
k sekan-Beton Bowles (1996)
Poly. (Rerata k-awal)
Linear (Rerata k-sekan)
[2] A.  Waruwu,  H.  C.  Hardiyatmo,  and  A.  Rifa’i, “Compressive  Behavior  of  Bagansiapiapi- Riau Peat in Indonesia,” Electron. J. Geotech.
Eng. , vol. 21, no. 16, pp. 5217–5227, 2016.
[3] S.  Kazemian,  A.  Asadi,  B.  B.  K.  Huat,  A. Prasad,  and  I.  B.  A.  Rahim,  “Settlement Problems  in  Peat  Due  to  Their  High Compressibility and Possible Solution Using Cement  Columns,”  in Forensic  Engineering Congress , 2009, pp. 255–264.
[4] M.  Yusuf  and  A.  Aryanto,  “Kajian  Pengaruh Konfigurasi Kelompok Tiang Terhadap Daya Dukung  Tanah  untuk  Perkuatan  Fondasi Jalan  di  Tanah  Gambut,” J.  Tek.  Sipil  Untan , vol. 11, no. 1, pp. 53–64, 2011.
[5] C.  Tamara  and  F.  Fahriani,  “Analisis Konfigurasi  Tiang  Pancang  Kelompok Terhadap  Daya  Dukung  dan  Penurunan Tiang,” J.  Fropil ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  69–86,
2017.
[6] C.  Kurniawan,  P.  Sebayang,  and  M.  Muljadi, “Pembuatan  beton  high-strength  berbasis mikrosilika  dari  abu  vulkanik  Gunung Merapi,” J.  Ilmu  Pengetah.  dan  Teknol. TELAAH , vol. 29, no. 1, pp. 15–21, 2011.
[7] F.  Saddek,  M.  Muhadi,  and  F.  Fatnanta, “Analisis Daya Dukung pada Tanah  Gambut dan  Lanau  Menggunakan  Cerucuk  Kayu Mahang,” Jom FTEKNIK , vol. 5, no. 1, pp. 1– 13, 2018.
[8] A.  Waruwu,  H.  C.  Hardiyatmo,  and  A.  Rifa’i, “Studi  Eksperimental  Pembebanan  Pelat yang Diperkuat Tiang pada Tanah Gambut,” in Seminar  Nasional  Geoteknik  2016  HATTI Yogyakarta , 2016, pp. 53–59.
[9] A.  Waruwu,  H.  C.  Hardiyatmo,  and  A.  Rifa’i, “Behavior of Nailed-Slab System on Peat Soil Under  Laoding,”  in The  1st  Warmadewa University  International  Conference  on Architecture and Civil Engineering , 2017, pp.
91–97.
[10] A.  Waruwu,  H.  C.  Hardiyatmo,  and  A.  Rifa’i, “The  Performance  of  The  Nailed  Slab System-Supported  Embankment  on  Peat Soil,” Int.  Rev.  Civ.  Eng. ,  vol.  10,  no.  5,  pp. 243–248, 2019, doi:
10.15866/irece.v10i5.15757.
[11] A. Waruwu, R. D. Susanti, D. Endriani, and S. Hutagaol,  “Effect  of  Loading  Stage  on  Peat Compression and Deflection of Bamboo Grid with Concrete Pile,” Int. J. GEOMATE , vol. 18, no. 66, pp. 150–155, 2020, doi: 10.21660/2020.66.62072.
[12] A.  Waruwu,  R.  D.  Susanti,  H.  S.  Sihombing, and  T.  Y.  Purba,  “Pengaruh  Susunan  Tiang dengan  Grid  Bambu  pada  Tanah  Gambut Terhadap  Lendutan,”  in Semnastek  UISU , 2020, pp. 9–15.
[13] A.  Waruwu,  H.  C.  Hardiyatmo,  and  A.  Rifa’i, “Deflection  Behavior  of  The  Nailed  Slab System-Supported  Embankment  on  Peat Soil,” J. Appl. Eng. Sci. , vol. 15, no. 4, pp. 556–
563, 2017, doi: 10.5937/jaes15-15113.
[14] A.  Waruwu,  H.  C.  Hardiyatmo,  and  A.  Rifa’i, “Uji  Beban  Timbunan  yang  Diperkuat dengan  Sistem  Pelat  Terpaku  pada  Tanah Gambut,” Media  Komun.  Tek.  Sipil ,  vol.  25, no. 2, pp. 152–159, 2019, doi:
10.14710/mkts.v25i2.21018.
[15] H. C. Hardiyatmo, Analisis  dan Perancangan
Fondasi  I .  Yogyakarta:  Gadjah  Mada University Press, 2011.
[16] B.  M.  Das, Principles  of  Geotechnical
Engineering . Stamford USA: Cengage
Learning, 2010. [17] C. Venkatramaiah, Geotechnical Engineering . New  Delhi  India:  New  Age  International Publishers, 2006.
[18] J. E. Bowles, Foundation Analysis and Design . Tokyo,  Japan:  McGraw-Hill  Kogakusha,  Ltd, 1996.

## NOMENKLATUR
P beban A luas permukaan pelat  defleksi atau penurunan rata-rata  o defleksi pada pelat tanpa tiang  tekanan q u kapasitas dukung ultimit
k modulus reaksi tanah-dasar
 k tambahan modulus reaksi tanah-dasar k’ modulus reaksi tanah-dasar ekivalen d
diameter tiang L
panjang tiang