## SHADOWING EFFECT GRUP TIANG AKIBAT GAYA LATERAL PADA GEDUNG IKPT
Tati Noviati 1
Sri Wulandari 2 1,2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan, Universitas Gunadarma 1,2 Jalan Akses Kelapa Dua Kampus G Universitas Gunadarma Depok
1 tatinoviati@staff.gunadarma.ac.id , 2 sri_wulandari@staff.gunadarma.ac.id

## Abstrak
Dalam  menganalisis  perilaku  grup  tiang  akibat  gaya  lateral  pada  gedung  bertingkat, disamping  memperhitungkan  daya  dukung  pertiang  dalam  grup  harus  juga  memperhatikan aspek  geotekniknya  yaitu  sifat  –  sifat  dan  perilaku  tanah  yang  menerima  beban  lateral. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui defleksi dan momen lentur pada tiang tunggal dan grup  tiang  3,  5,  dan  7  ketika  menerima  beban  horisontal  statis  pada  kepala  tiang  yang kondisinya terjepit (fixed head). Lokasi penelitian diambil dari gedung bertingkat dikawasan MT.Haryono,  DKI  Jakarta  yaitu  Gedung  IKPT.  Penelitian  defleksi  dan momen  lentur  tiang dilakukan  dengan  menggunakan  Software  Plaxis  3D  Foundation  V1.5.  Beban  lateral diberikan sekali dengan pembebanan dari 2 arah yang berbeda yaitu arah x dan z, sebesar 7 ton  pertiang. Shadowing effect  dapat  terlihat menggunakan program Plaxis 3D Foundation V1.5. Jumlah tiang yang ganjil pada grup tiang dengan bentuk pile cap yang berbeda, akan menghasilkan nilai defleksi maksimum yang berbeda berkisar diantara 0 - 5 % pada gedung bertingkat  IKPT.  Perbedaan  bending  momen  2  arah  x  akan  lebih  besar  daripada  bending momen - 3nya, sedangkan pada arah z keterbalikannya bending momen 2 arah z lebih kecil daripada  bending  momen  -  3nya.  Hal  di  dikarenakan  perbedaan  bentuk  pile  cap  dan  arah pembebanannya.
Kata Kunci : Grup tiang, gaya lateral, shadowing effect, Plaxis 3D Foundation

## SHADOWING EFFECT OF PILE GROUPS DUE TO LATERAL FORCES IN IKPT BUILDING

## Abstract
In  analyzing  the  behavior  of  pile  groups  due  to  lateral  forces  in  buildings,  in  addition  to taking  into  account  the  carrying  capacity  pertiang  in  the  group  must  also  pay  attention  to aspects  geotekniknya  that  nature  -  the  nature  and  behavior  of  the  soil  that  received  the lateral load. This study was conducted to determine the deflection and bending moment on a single pole and pole group 3, 5, and 7 when it receives a static horizontal load on the mast head  wedged  condition  (fixed  head).  Location  of  the  study  was  taken  from  the  region MT.Haryono  storey  building,  Jakarta  ie  IKPT  Building.  Research  deflection  and  bending moment  pole  performed  using  Plaxis  3D  Foundation  Software  V1.5.  Lateral  load  is  given once the loading of 2 different direction, namely the direction of the x and z, equal to 7 tons pertiang. Shadowing  effect  can be seen using Plaxis 3D Foundation program V1.5. An odd number  of  poles  in  the  pole  groups  with  different  forms  of  pile  cap,  will  produce  different maximum  deflection  values  ranged  between  0-5%  in  buildings  IKPT.  Differences  2  x direction  bending  moment  will  be  bigger  than  the  bending  moment  -  3,  whereas  the  z-
direction bending moments keterbalikannya 2 z direction is smaller than the bending moment - 3. It is due to differences in the pile cap shape and direction of the assignment.
Keywords : group pole, lateral force, shadowing effects, Plaxis 3D Foundation

## PENDAHULUAN
Pondasi  merupakan  pekerjaan  yang utama  dalam  suatu  pekerjaan  teknik  sipil. Pondasi merupakan bagian bangunan bawah tanah  ( substructure )  yang  berfungsi  untuk meneruskan beban–beban yang bekerja, baik berupa  beban  arah  vertikal/aksial  maupun beban  arah  horisontal/lateral  pada  bagian bangunan  atas  dan  beratnya  sendiri  ke lapisan  tanah  pendukung  ( bearing  layers ). Elemen  struktur  ini  dapat  didesain  hanya terdiri  dari  satu  tiang  ataupun  dapat dikelompokkan  dalam  sebuah  grup  tiang sesuai  dengan  besarnya  beban  yang  akan dipikul  oleh  tiang.  Dari  sejumlah  hasil percobaan  dengan  menggunakan  tes  beban menunjukkan  bahwa  tiang-tiang  vertikal dapat  menahan  beban  lateral  melalui tegangan  geser,  momen  lentur,  dan  keta- hanan  tanah  lateral  ( lateral  soil  resistance) (Ashour, M. and Norris, G., 2000).
Dasar  dari  analisis  perilaku  grup  tiang akibat  beban  lateral  adalah  interaksi  antara tiang dengan grup. Faktor-faktor yang mem- pengaruhi  grup  tiang  bila  sebuah    tiang diberi  beban  lateral  tergantung  dari  posisi tiang  dalam  grup,  jarak  antar  tiang,  jumlah tiang, dan kondisi  jepit  kepala tiang. Akibat beban  lateral  pada  kepala  tiang  menyebab- kan  defleksi  pada  kepala  tiang  dan  terjadi bending  momen  sepanjang  tiang    (Chen,  L. T., Poulus, H.G. and Hull, T.S., 1997).
Metoda iterative Chow untuk grup tiang dengan  memasukkan  pengaruh  “ shadowing effect ”.  “ Shadowing  effect ”  merupakan gambaran  perbedaan  tegangan  masing- masing  tiang  dalam  suatu  grup.  Tiang  yang letaknya  terjauh  dengan  posisi  beban  lateral mengalami  tegangan  yang  paling  besar. Tegangan ini akan mengecil ke arah mende- kati posisi beban  (Hong, 2000).
Grup tiang  yang dibebani  secara lateral menurut  penelitian  (Poulos,  1980)  dan (Ilyas, 2002) pada tanah lempung, diketahui
memiliki  perbedaan  besar  tegangan  pada masing–masing  tiang  menurut  posisi  yang sesuai  dengan  arah  bebannya.  Sebagian besar  struktur  bangunan  sipil  tidak  diper- bolehkan  memiliki  nilai  defleksi  yang  besar bila  tiang  dibebani  gaya  lateral.  Contohnya gedung, jembatan, dan jenis struktur lainnya memiliki  toleransi  defleksi  akibat  gaya lateral tidak lebih dari 0.25 – 0.75 in (6 – 18 mm)  (Coduto, 1994).
PLAXIS ( Finite Element Code For Soil and  Rock  Analyses )  merupakan  suatu rangkuman  program  elemen  hingga  yang telah  dikembangkan  untuk  menganalisis deformasi  dan  stabilitas  geoteknik  dalam perencanaan-perencanaan sipil  (Brinkgreve, 2006).  Penelitian ini bertujuan untuk meng- analisis  defleksi  kepala  tiang  dan  momen lentur  makismal  serta  profil  momen  lentur sepanjang  tiang  tunggal  dan  grup  tiang berjumlah  3,  5,  dan  7  akibat  gaya  lateral dengan  masing–masing  arah  pembebanan yaitu  arah  sumbu  x  dan  z  meng-gunakan software Plaxis 3D Foundation V1.5 dengan Pemodelan  MohrCoulomb  maka  akan  dapat memberikan  gambaran  pengaruh  “ shado- wing  effect ”    dan  gambaran  perilaku  tiang dalam grup.
Untuk mempermudah pembahasan maka  diberikan  batasan–batasan  masalah, diantaranya  yaitu  kepala  tiang  diasumsikan jepit  ( fixed  head  pile ).  Penampang  tiang yang  digunakan  berbentuk  bujur  sangkar 450  x  450  cm.  Tiang  yang  diteliti berdasarkan  data  proyek  yang  digunakan yaitu tiang tunggal dan grup tiang berjumlah ganjil 3, 5, dan 7. Panjang model tiang yang tertanam  dalam  tanah  (L)  adalah  22  m, karena  pada  kedalaman  tersebut  sudah ditemui  tanah  keras.  Pembebanan  berupa beban  lateral  statis,  yang  didalamnya  sudah memasukkan  koefisien  beban  dinamis. Tiang  diasumsikan  memiliki  properti  linier elastis,  non  pouros.  Berat  model  pondasi tidak  diperhitungkan.  Metode  pemancangan
yang  dipakai  adalah  tiang  pancang  ( driven pile ).  Kondisi  tanah  adalah  lempung  dan lanau  yang  terkonsolidasi  normal  dengan kondisi undrained.

## METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan  menggunakan  metode  deskriptif kuantitatif yaitu penelitian tentang data yang dikumpulkan  dan  dinyatakan  dalam  bentuk angka-angka  data  struktur,  data  tanah  baik data  laboratorium  maupun  hasil  uji  lapang- an,  parameter  tanah,  pile  dan  pile  cap  yang digunakan.  Analisis  defleksi,  momen  dan soil  reaction  yang  dialami  grup  tiang pondasi  dengan  menggunakan  software Plaxis 3D Foundation V1.5.
Plaxis  3D  Foundation  V1.5  adalah paket  elemen  hingga  ditujukan  untuk analisis deformasi tiga dimensi  dari struktur pondasi.  Pondasi  membentuk  interaksi antara  struktur  atas  dan  tanah.  Penurunan tergantung  pada  kondisi  tanah  lokal  dan pada  metode  konstruksi.  Khusus  untuk pondasi  tiang-rakit  ada  interaksi  penting antara  tiang,  rakit  dan  tanah  untuk  men- dukung  beban  dari  struktur  atas.  Dalam interaksi  ini  deformasi  adalah  faktor  kunci. Situasi  seperti  ini  hanya  bisa  dianalisis secara  efektif  dengan  cara  tiga  dimensi perhitungan  elemen  hingga  di  mana  model yang  tepat  digabungkan  untuk  mensimu- lasikan  perilaku  tanah  dan  interaksi    tanah struktur (Brinkgreve, 2006).
Gambar  1. Diagram Alir Tahapan Penelitian
Perhitungan Perilaku Tiang Tunggal dan Grup Tiang Menggunakan Software Plaxis 3D Foundation Pengumpulan Data Tanah dan Data Struktur Mulai Analisis Perilaku Tiang Tunggal dan Grup Tiang Akibat Gaya Lateral Hasil Software Plaxis 3D Foundation Identifikasi Masalah Selesai
Mulai
Data geometrik tanah, pile dan pile cap
Data karakterisktik tanah, pile dan pile cap
Menentukan jaring elemen hingga
Fase awal ( initial phase ) Data beban dan tahapan konstruksi Run Program Output program: 1. Defleksi/perpindahaan
2. Momen
3. Shadowing effect
Selesai
Gambar  2. Diagram Analisis Perilaku Tiang Akibat Gaya Lateral dengan Software Plaxis 3D Foundation
Program  Plaxis  3D  Foundation  V1.5 menawarkan fungsionalitas tambahan diban- dingkan dengan rilis sebelumnya. Fitur baru termasuk prosedur K0, analisis konsoli-dasi, Soft  Soil Creep (SSC)  model, kemungkinan untuk  menentukan  jenis  volumetrik  dalam kelompok  tanah  dan  prosedur  perbaikan dalam  generasi  tekanan  pori.  Fitur-fitur lainnya  termasuk  output  hasil  dalam  poin stres  dan  generasi  kurva  berdasarkan  data ini,  serta  output  sederhana  dari  kekuatan struktural dalam volume (Brinkgreve, 2006) .
Berikut  ini  merupakan  diagram  alir tahapan penelitian ditunjukkan pada
Gambar    1.  Diagram  Alir  Tahapan Penelitian  dan  analisis  perilaku  tiang  akibat gaya  lateral  dengan  software  plaxis  3d foundation  yang  dapat  ditunjukkan  pada Gambar  2 .

## HASIL DAN DISKUSI
Analisis perilaku grup tiang akibat gaya lateral dengan Software Plaxis 3D
Foundation Versi 1.5 dilakukan pada proyek gedung bertingkat di Kawasan MT. Haryono,  DKI  JAKARTA,  yaitu  Gedung IKPT.  Perilaku  yang  akan  dianalisis  adalah defleksi dan momen lentur tiang tunggal dan grup  tiang.  Analisis  defleksi  dan  momen lentur  dilakukan  dengan  melakukan  simu- lasi. Analisis tiang tunggal  akan di-gunakan sebagai  referensi  untuk  meng-analisis  grup tiang.
Tabel 1. Beban Lateral pada Tiang TIANG BEBAN LATERAL (kN) P1 86,6 P3 206,6 P5 344
P7 481,5
Gambar  3. Profil Penampang Tiang Pancang Gedung IKPT
Gambar  4. Profil Penampang Tiang Pancang Gedung IKPT
Gambar  5. Contoh Hasil Simulasi dengan Software Plaxis 3D Foundation V1.5
Interpretasi  dari  semua  analisis  tentang perilaku  grup  tiang  akibat  gaya  lateral  yang
dibebani  pada  gedung  bertingkat  IKPT dirangkum dalam tabel 2 berikut:
Tabel 2. Perbedaan Defleksi Maksimum Arah X dan Z
Perbedaan Deflaksi Gedung IKPT Pile Arah Perbedaan Arah Perbedaan % % P3a X 3,40 % Z 4,10 % P3c X Z P5a X 3,92 % Z 3,82 % P5d X Z P7a X 4,24 % Z 0,24 % P7g X Z
Perbedaan  defleksi  yang  terjadi  antara tiang lead dan rear pada gedung bertingkat IKPT berkisar diantara 0 - 5 %.

## Tabel 3. Perbedaan Momen Lentur Maksimum Arah X dan Z
Perbedaan Bending Momen Gedung IKPT
Pile Arah Perbedaan BM2 Perbedaan BM3 Arah Perbedaan BM2 Perbedaan BM3 % % % % P3a X 2,68% 11,55% Z -14,02% -88.09% P3c X Z P5a X 37,40% 1,55% Z 1,89% 18,34% P5d X Z P7a X 1.059,59% 38,99% Z 6,19% 23,06% P7g X Z
Jumlah  tiang  yang  ganjil  pada  grup tiang  dengan  bentuk pile  cap yang  berbeda, akan  menghasilkan  nilai  momen  lentur maksimum  yang  berbeda–beda.  Perbedaan bending  momen  2    arah  x  akan  lebih  besar daripada  bending  momen  3  nya,  sedangkan pada arah z keterbalikannya bending momen 2 lebih kecil daripada bending momen 3nya. Hal  terjadi  dikarenakan  perbedaan  bentuk pile cap dan arah pembebanannya.
Pada  perhitungan Software  Plaxis  3D Foundation  Versi  1.5 ,  semakin  banyak jumlah  tiang  dalam  grup,  defleksi  semakin kecil  apabila  kepala  tiang  menerima  beban yang  sama.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa semakin banyak jumlah tiang, semakin kecil beban  yang  diterima  oleh  grup.  Defleksi grup  tiang  dengan  beban  lateral  yang nilainya  sama,  berdasarkan Software  Plaxis 3D  Foundation  Versi  1.5 menunjukkan bahwa  defleksi  tiang rear makin  ke  dalam memiliki  nilai  yang  lebih  besar  dari  tiang lead .  Momen  maksimal  terjadi  pada  ke- dalaman 0,5 L dari permukaan tanah.
Sesuai  dengan  teori    (Hong,  2000) pengaruh  “ shadowing  effect” merupakan gambaran  perbedaan  tegangan  masing  - masing  tiang  dalam  suatu grup dapat dilihat pada  gambar  defleksi  dan  bending  momen diatas.  Seperti  teori    (Hong,  2000)  teori (Ilyas,  2002)  menunjukkan  tegangan  ter- besar  tiang  dimiliki  oleh  tiang  yang jaraknya  terjauh  ( rear )  dengan  arah  beban, sedangkan  nilai  terkecil  terdapat  pada  tiang yang  jaraknya  terdekat  ( lead )  dengan  arah beban  serta  diketahui  memiliki  perbedaan besar  tegangan  pada  masing–masing  tiang menurut  posisi  yang  sesuai  dengan  arah bebannya.  Hal  tersebut  dapat  dilihat  pada tabel defleksi dan bending momen diatas.

## SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan tentang  perilaku  grup  tiang  akibat  gaya lateral yang dibebani pada gedung bertingkat IKPT  memberikan  simpulan  bahwa  jumlah tiang  yang  ganjil  pada  grup  tiang  dengan bentuk pile  cap yang  berbeda,  akan  meng-
hasilkan  nilai  defleksi  maksimum  yang berbeda  berkisar  diantara  0-5  %  pada gedung bertingkat  IKPT.  Jumlah tiang  yang ganjil  pada  grup  tiang  dengan  bentuk pile cap yang  berbeda,  akan  menghasilkan  nilai momen  lentur  maksimum  yang  berbeda– beda.  Perbedaan  bending  momen  2  arah  x akan lebih besar daripada bending momen  - 3nya,  sedangkan  pada  arah  z  keterba- likannya bending momen 2 arah z lebih kecil daripada  bending  momen  -  3nya.  Hal  di dikarenakan  perbedaan  bentuk pile  cap dan arah pembebanannya.
Pada  perhitungan Software  Plaxis  3D Foundation  Versi  1.5 ,  semakin  banyak jumlah  tiang  dalam  grup,  defleksi  semakin kecil  apabila  kepala  tiang  menerima  beban yang  sama.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa semakin banyak jumlah tiang, semakin kecil beban  yang  diterima  oleh  grup.  Sesuai dengan  teori    (Hong,  2000)  pengaruh “ shadowing  effect” merupakan  gamba-ran perbedaan  tegangan  masing-masing  tiang dalam  suatu grup dapat dilihat pada gambar defleksi  dan  bending  momen  pada  bab analisis  dan  pembahasan.  Seperti  teori (Hong,  2000)  teori    (Ilyas,  2002)  menun- jukkan tegangan  terbesar  tiang dimiliki oleh tiang  yang   jaraknya  terjauh  ( rear )  dengan arah  beban,  sedangkan  nilai  terkecil  ter- dapat  pada  tiang  yang  jaraknya  terdekat ( lead )  dengan  arah  beban  serta  diketahui memiliki  perbedaan  besar  tegangan  pada masing–masing  tiang  menurut  posisi  yang sesuai dengan arah bebannya.

## DAFTAR PUSTAKA
Ashour,  M.  and  Norris,  G.  (2000). Modelling  Lateral  Soil-Pile  Response Based  on  Soil-Pile  Interaction. Journal of  Geotecnical  and  Geoenvironmental Engineering, ASCE , Vol. 126 , pp. 420-
428.
Brinkgreve,  R.  a.  (2006). PLAXIS  3D Foundation Version 1.5. Delf University  of  Tecnology  and  PLAXIS
b.v. Netherlands:  A.  A.  Balkema
Publiser.
Chen,  L.  T.,  Poulus,  H.G.  and  Hull,  T.S.
(1997).  Model  Test  on  Pile  Groups Subjected  to  Lateral  Soil  Movement.
Soil and Foundation , Vol. 37 , pp. 1-12.
Coduto,  D.  (1994). Foundation  Design Principles and  Practice. New  Jersey: Prentice Hall.
Hong,  D.  C.  (2000).  Response  of  Lateral Loaded  Pile  Gourp. Paper  accepted  in
International  Journal  for  Numerical and Analytical Methods in Geomechanics .
Ilyas,  T.  (2002). Perilaku  Grup  Tiang  di Lapisan Tanah Lempung yang dibebani Gaya  Lateral  Statis:  Studi  dengan Menggunakan Teknik Model Centrifuge. Jakarta:  Fakultas  Teknik Universitas Indonesia. Disertasi.
Poulos,  H.G.  and  Davis,  E.H.  (1980). Pile
Foundation Analysis and Design. Canada: John Wiley & Sons Inc.