## HUBUNGAN EFISIENSI KAPASITAS DUKUNG TERHADAP JARAK ANTAR TIANG PADA KELOMPOK TIANG
Shaq Qorull’Ali Mahmud 1 dan Ali Iskandar 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No. 1, Jakarta, Indonesia Shaqrali29@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No. 1, Jakarta, Indonesia Ali.iskandar1999@gmail.com
Masuk: 03-01-2024, revisi: 12-01-2024, diterima untuk diterbitkan: 07-02-2024

## ABSTRACT
This study aims to determine the most effective bored pile spacing to support the load of a structure. This study used a group pile configuration with dimensions 10x10, 30 m long, and 1 m diameter The distance between the piles plays a role in the bearing capacity of the bored pile group foundation. Therefore, research was conducted with a distance between  poles  of  1.5D,  2D,  2.5D,  and  3D.  To  determine  the  efficiency  value  of  each  pile  spacing,  the  pile  group efficiency was calculated using 6 different methods. This study aims to compare 6 methods of calculating the efficiency of group piles with varying distances between piles. So that it can be known the distance between piles and the most effective method of calculating the efficiency of the pile group based on the 3D finite element method in clay soil. For an economical design, it is necessary to consider the distance between piles in a group of piles.
Keywords: Bored pile foundation; pile spacing; pile group efficiency

## ABSTRAK
Penelitian ini memiliki maksud untuk memahami jarak tiang bor yang tepat dan efektif untuk mendukung beban suatu struktur. Penelitian ini menggunakan  konfigurasi tiang  kelompok dengan  dimensi 10x10, panjang tiang 30 m, dan diameter  tiang  sebesar  1  m.  Jarak  antara  tiang  pada  suatu  kelompok  tiang  mempengaruhi  daya  dukung  dari  suatu fondasi kelompok tiang. Oleh karena itu, dilakukan penelitian dengan jarak antar  tiang digunakan 1,5D, 2D, 2,5D, dan 3D. Untuk mengetahui nilai efisiensi dari setiap jarak antar tiang, dilakukan perhitungan efisensi kelompok tiang menggunakan  6  metode  yang  berbeda  dimana  salah  satunya  menggunakan  metode  elemen  hingga  3D.  Hal  ini bertujuan  untuk  membandingkan  6  metode  perhitungan  efisiensi  tiang  kelompok  dengan  jarak  antar  tiang  yang bervariasi. Sehingga dapat diketahui jarak antar tiang dan metode perhitungan efisiensi kelompok tiang yang paling efektif  berdasarkan  metode  elemen  hingga  3D  pada  tanah  lempung.  Untuk  desain  yang  ekonomis,  perlu dipertimbangkan jarak antar tiang pada suatu kelompok tiang.
Kata kunci: Tiang bor; jarak antara tiang; efisiensi tiang kelompok

## 1. PENDAHULUAN
Dalam perencanaan desain fondasi pada bangunan bertingkat, tiang fondasi jarang digunakan sebagai tiang fondasi Tunggal melainkan sebagai suatu kelompok tiang. Untuk meminimalkan biaya pilecap dalam suatu tiang kelompok, biasanya tiang dalam kelompok akan dibuat sedekat mungkin dengan jarak yang biasa digunakan berkisar 2.5D dan 3.5D dari sumbu ke sumbu (Viggiani et al., 2012).
Pentingnya penelitian ini terletak pada kebutuhan untuk memahami bagaimana distribusi beban di antara tiang-tiang kelompok bor dapat dioptimalkan melalui penentuan jarak yang tepat antar tiang. Pengaruh jarak antar tiang menjadi pokok  perhatian  karena  dapat  mempengaruhi  daya  dukung  tiang  secara  keseluruhan,  yang  pada  gilirannya  akan mempengaruhi kinerja keseluruhan struktur fondasi. Terdapat berbagai metode perhitungan untuk menghitung nilai efisiensi dari kelompok tiang. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan 6 metode perhitungan efisiensi tiang kelompok dengan jarak antar tiang yang bervariasi. Sehingga dapat diketahui jarak antar tiang dan metode perhitungan efisiensi kelompok tiang manakah yang paling efektif berdasarkan metode elemen hingga 3D pada tanah lempung.

## Tanah lempung
Tanah  lempung  adalah  suatu  jenis  tanah  halus  dan  memiliki  ukuran  partikel  yang  kecil,  yaitu  kurang  dari  0,005 milimeter. Pada tanah lempung terdapat sifat sifat kohesi dan plastisitas yang tidak miliki oleh pasir dan kerikil. Sifat kohesi  pada  tanah  lempung  memungkinkan  partakel-partikelnya  saling  melekat  dan  sifat  plastisitas  menyebabkan
tanah dapat mengalami perubahan bentuk tanpa mengurangi volume atau keretakan dari tanah. Konsistensi dari tanah lempung dapat dikategorikan menjadi 6 jenis, yaitu  sangat halus , halus, sedang, kaku, sangat kaku, dan keras. Jenis tanah lempung tersebut dikategorikan berdasarkan nilai N-SPT nya (Terzaghi & Peck, 1996). Nilai konsistensi dari tanah lempung dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Konsistensi lempung berdasarkan nilai N-SPT (Terzaghi & Peck, 1996)
N Value ( blows/ft or 305 mm) Konsistensi 0 hingga 2 Sangat Halus 2 hingga 4 Halus 4 hingga 8 Sedang 8 hingga 15 Kaku 15 hingga 30 Sangat Kaku > 30 Keras

## Daya dukung tiang
Pada  perhitungan  efisiensi  tiang  kelompok  diperlukan  nilai  dari  kapasitas  dukung  dari  sebuah  tiang.  Perhitungan kapasitas dukung tiang dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 1 yang merupakan akumulasi dari kapasitas dukung selimut tiang & kapasitas dukung ujung tiang. (Rahardjo, 2013):
Q u = Q p + Q s SF (1)
Untuk mendapatkan nilai Q p dan Q s dari suatu tiang, maka dapat digunakan persamaan dari reese & wright untuk tanah kohesif dapat dilihat pada Persamaan 2-4.
Q 𝑝 = 9 × Cu × Ap (2)
Q 𝑠 = 𝑎 × Cu × P × L (3)
Cu = 𝑁 𝑆𝑃𝑇 × 2 3 × 10 (4)
dengan Q u =  kapasitas  dukung  maksimum,  Ap  =  luas  permukaan  tiang  (m 2 ),  Cu  =  kohesi  tanah  (ton/m 2 ),  L  = kedalaman tiang yang ditinjau, P = keliling tiang (m), Q p = kapasitas dukung ujung dari tiang, Q s = kapasitas dukung selimut dari tiang, SF = safety factor tiang, dan 𝑎 = faktor koreksi (0,55).

## Efisiensi tiang kelompok
Efisiensi tiang kelompok adalah perbandingan antara kapasitas dukung tiang kelompok dengan kapasitas dukung tiang tunggal. Nilai dari efisiensi tiang kelompok dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jarak antar tiang, jumlah, diameter, dan panjang dari suatu tiang. Efisiensi tiang kelompok dapat didefinisan pada Persamaan 5 (Rahardjo, 2013).
η = kapasitas dukung tiang kelompok total tiang × kapasitas dukung tiang (5)
dengan η = efisiensi tiang kelompok.
Terdapat  beberapa  metode  untuk  mendapatkan  nilai  dari  efisiensi  tiang  kelompok  yang dapat  digunakan.  Metode- metode untuk menghitung nilai dari efisiensi tiang kelompok dapat diperoleh pada Persamaan 6-10.

## Metode perhitungan das
Formula Das berdasarkan dari akumulasi kapasitas dukung gesekan dari tiang kelompok menjadi suatu kesatuan di dalam blok tiang. Metode perhitungan Das dikutip dari buku Das, B. M. (2016) dapat dilihat pada Persamaan 6.
η = 2 × (m + n − 2) × s + 4 × D p × m × n (6)
dengan D = diameter tiang, m = total tiang di blok baris kelompok, n = total tiang di blok kolom kelompok, p = keliling tiang, dan s = jarak antar tiang.

## Metode perhitungan Converse - Labarre
Metode ini merupakan salah satu metode umum yang digunakan untuk menghitung nilai efisiensi suatu kelompok tiang. Kelebihan dari metode Converse – Labarre adalah mudah untuk dilakukan dan data yang diperlukan tidak terlalu kompleks. Penggambaran dari metode Converse – Labarre dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Efisiens kelompok tiang menurut Converse - Labarre
Metode perhitungan ini dapat ketahui pada Persamaan 7.
η = 1 − [ (𝑛 − 1)𝑚 + (𝑚 − 1)𝑛 90𝑚𝑛 ] tan −1 𝐷/𝑠 (7)

## Metode perhitungan Los Angeles
Metode Los Angeles  adalah salah satu  dari sekian banyak metode yang  sering dipakai untuk  menghitung  efisiensi kelompok tiang. Perhitungan ini berdasarkan pada asumsi bahwa tiang kelompok berprilaku sebagai suatu kesatuan yang kaku. Metode perhitungan Los Angeles dapat dilihat pada Persamaan 8.
η = 1 − D × (m × (n − 1) + n × (m − 1) + (m − 1) × (n − 1) × √2) п × s × m × n (8)

## Metode Seiler – Keeney
Metode Los Angeles  adalah salah satu dari sekian banyak metode yang sering dipakai untuk menghitung efisiensi kelompok tiang. Perhitungan ini berdasarkan pada asumsi bahwa kelompok tiang berprilaku sebagai suatu kesatuan yang elastis. Formula perhitungan Seiler - Keeney dapat dilihat pada Persamaan 9.
η = [1 − 36 × s × (m + n − 2) (75 × s 2 − 7) × (m + n − 1) ] + 0.3 m + n (9)

## Metode Terzaghi & Peck
Metode Terzaghi & Peck mengasumsikan tanah yang melingkupi perimeter kelompok tiang bertindak sebagai blok yang kaku ketika kelompok tiang tersebut gagal. Jadi, kapasitas kelompok dihitung sebagai jumlah dari daya dukung ujung dari total luas penampang (penampang blok), dan tahanan kulit ditentukan pada perimeter luar blok (Ahmadi & Mahvelati, 2018). Metode perhitungan ini dapat dilihat pada Persamaan 10-11.
1 η 2 = 1 + n 2 + P 2 P B 2 (10)
𝑃 𝐵 = 𝐵 𝑟 𝐿 𝑟 𝑐𝑁 𝑐 + (𝐵 𝑟 + 𝐿 𝑟 )𝐿 𝑐 (11)
denga P = kapasitas ultimit tiang, dan P B = kapasitas ultimit blok.

## 2. METODE PENELITIAN
Metodologi penelitian (Gambar 2) yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menentukan topik penelitian yang akan dianalisis.
2. Melakukan studi literatur dari berbagai sumber seperti buku dan jurnal yang dapat mendukung penyusunan penelitian ini.
3. Pada penelitian ini, data yang digunakan merupakan nilai tipikal dari parameter tanah.
4. Menghitung  daya  dukung  tiang  dilakukan  secara  manual  dan  menggunakan  program  aplikasi  komputer. Perhitungan  daya  dukung  tiang  secara  manual  menggunakan  metode  Reese  &  Wright.  Sedangkan, perhitungan pada program aplikasi komputer berdasarkan metode elemen hingga 3D. Selanjutnya, dilakukan perhitungan efisiensi tiang kelompok dengan rumus-rumus dari buku Rahardjo, P. P. (2013).
5. Melakukan perbandingan hasil perhitungan efisiensi tiang kelompok.
6. Membuat kesimpulan dan saran secara menyeluruh dari hasil penelitian sehingga memiliki dampak positif bagi Masyarakat.
Studi literatur: Pengumpulan dasar teori Pengumpulan data: Nilai N-SPT dan Properties Tanah (Korelasi antara N-SPT
dan jenis tanah)
Perhitungan Manual
Program Aplikasi Komputer Pengolahan data dan penentuan parameter Kesimpulan dan saran Selesai Mulai Perbandingan hasil perhitungan efisiensi tiang kelompok manual dengan program aplikasi komputer
Gambar 2 Diagram alir penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Parameter tanah pada perhitungan ini menggunakan tanah berjenis lempung berkonsistensi medium dengan nilai N- SPT 8. Data tanah yang digunakan merupakan nilai tipikal parameter tanah. Data parameter tanah dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Parameter tanah
Type Of Soil  Consistency  N-SPT  γsat (kN/m 3 )  φ' (⁰)   E (kN/m 2 )  C (kN/m 2 ) v Clay Medium 8 19 21 10000 50 0,3

## Daya dukung tiang
Dari nilai parameter tanah yang diperoleh, dapat diperhiungkan daya dukung ujung dan selimut dari tiang. Perhitungan daya dukung tiang menggunakan metode Reese & Wright. Hasil perhitungan daya dukung tiang dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Daya dukung tiang Kedalaman (m)  Daya Dukung Ujung (kN)  Daya Dukung Selimut (kN)  Qult (kN)  Qall (kN) 30 370 2712 3082 1007

## Efisiensi tiang kelompok
Efisiensi tiang kelompok dihitungan menggunakan 6 variasi metode perhitungan. Hasil perbandingan nilai efisiensi tiang kelompok dari beberapa metode perhitungan  memiliki hasil yang berbeda-beda dikarenakan jarak antar tiang dan metode pendekatan yang berbeda di setiap metodenya. Pada Tabel 4 menampilkan hasil perbandingan efisiensi tiang kelompok dari berbagai metode dengan jarak 1,5D, 2D, 2,5D, dan 3D.
Tabel 4. Perbandingan nilai efisiensi Metode 1,5D 2D 2,5D 3D Converse - Labarre 0,9882  0,9907  0,9924  0,9936 Formula Das 0,1846  0,2419  0,2992  0,3565 Elemen Hingga 3D 0,6992 0,7946 0,9217 0,9535 Formula Los Angeles 0,3749  0,5312  0,6250  0,6875 Formula Terzaghi & Peck 0,7098 0,9596 0,9825 0,9913 Formula Seiler - Keeney 0,6987  0,7822  0,8303  0,8618
Hasil dari perhitungan nilai efisiensi tiang kelompok diplot ke dalam grafik dan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 3. Perbandingan nilai efisiensi tiang kelompok
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 1 1.5 2 2.5 3 3.5 E fis ien si Diameter Tiang Converse - Labare
Das Los Angeles Seiler - Keeney Terzaghi & Peck Program Komputer
Berdasarkan hasil perhitungan efisiensi, dapat diketahui nilai daya dukung tiang kelompok yang memiliki hasil paling optimum untuk digunakan berdasarkan metode elemen hingga 3D. Hasil perbandingan daya dukung tiang kelompok dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Daya dukung tiang kelompok (kN) pada jarak tiang yang bervariasi
Metode 1,5D 2D 2,5D 3D Converse - Labarre 99511,74  99763,49  99934,68  10005,52 Formula Das 18589,22  24359,33  30129,44  35899,55 Elemen Hingga 3D 70409,44  80016,22  92815,19  96017,45 Formula Los Angeles 37752,43  53491,84 6293,5 69231,25 Formula Terzaghi & Peck 71476,86  96631,72  98937,75  99823,91 Formula Seiler - Keeney 70359,09  78767,54  83611,21  86783,26
Berdasarkan hasil perhitungan, dapat diketahu bahwa nilai efisiensi tiang kelompok dengan metode das memiliki nilai yang paling kecil dibandingkan metode-metode lainnya. Dari hasil perhitungan juga dapat dilihat bahwa pada jarak 2,5D – 3D, beberapa metode sudah memiliki hasil yang mendekati nilai 1 sesuai dengan dengan syarat jarak antar tiang yang diusulkan oleh Rahardjo (2013).  Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa jarak tiang yang efektif pada suatu  kelompok  tiang  adalah  tiang  yang  memilik  jarak  2,5D  &  3D.  Hal  tersebut  disebabkan  oleh  nilai  efisiensi kelompok tiang yang didapat perhitungan efisiensi pada jarak 2,5D & 3D menunjukkan nilai yang paling mendekati 1 (satu). Pada jarak 2,5D dapat digunakan metode Seiler – Keeney sebesar 0,8303 dan pada jarak 3D dapat disarankan menggunakan metode yaitu metode Terzaghi & Peck sebesar 0,9913. Kedua metode ini dipilih karena memiliki hasil yang paling mendekati metode perhitungan elemen hingga 3D.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil perhitungan manual dan program komputer yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa hasil perhitungan efisiensi kelompok tiang yang didapatkan memiliki hasil yang berbeda-beda pada berbagai metode perhitungan dengan jarak antar tiang yang sama.
2. Berdasarkan  hasil  perhitungan  nilai  efisiensi  kelompok  tiang  menggunakan  metode  Das  didapatkan  hasil yang  relatif  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  perhitungan  menggunakan  metode  yang  lainnya  pada  jarak 1,5D, 2D, 2,5D, dan 3D.
3. Berdasarkan hasil penelitian, pada jarak 2,5D dimana jarak tersebut merupakan jarak yang umum digunakan untuk jarak antar tiang. Dapat digunakan metode Seiler  – Keeney dimana metode tersebut memiliki hasil yang selisihnya lebih kecil dibandingkan metode lainnya terhadap metode elemen hingga 3D.

## Saran
1. Pada metode perhitungan elemen hingga menggunakan program komputer, perlu dilakukan refine size mesh dengan  nilai  yang  lebih  kecil  ( very  fine) sehingga  hasil  perhitungan  yang  didapatkan  menjadi  lebih  tepat dibandingan dengan ukuran mesh yang lebih besar.
2. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan pengujian yang sama terhadap efisiensi tiang kelompok, namun menggunakan konfigurasi tiang dengan bentuk yang tidak umum/tidak beraturan.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmadi, M. M., & Mahvelati, S. (2018). A new approach for group efficiency of drilled shafts in sand subjected to axial loading. International Journal of
Geotechnical Engineering, 12 (2), 172–184. https://doi.org/10.1080/19386362.2016.1259095
Das, B. M. (2016). Principles Of foundation engineering (edisi ke 8). Timothy L. Anderson. Rahardjo, P. P. (2013). Manual pondasi tiang (edisi ke 3). Universitas Parahyangan. Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G. (1996). Soil mechanics in engineering practice . John Wiley & Sons. Viggiani, C., Mandolini, A., & Russo, G. (2012). Piles and pile foundation . Spoon Press.