## ANALISIS PUSHOVER UNTUK FONDASI TIANG KELOMPOK DENGAN MENGGUNAKAN TIANG PANCANG STEEL PIPE
Jimmi Lautan 1 , Amelia Yuwono 2 dan Giovanni Pranata 3
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: jimmi.lautan@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: amelia774@yahoo.com
3 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: hendyw@ft.untar.ac.id

## ABSTRAK
Fondasi merupakan suatu konstruksi yang sangat penting terhadap suatu bangunan. Semua konstruksi yang  direkayasa  untuk  bertumpu  pada  tanah  harus  didukung  oleh  suatu  fondasi.  Untuk  mengetahui perilaku  dan  kinerja  suatu  tiang  fondasi  maka  dengan  menggunakan  analisis  pushover  pada  suatu kelompok  tiang,  perilaku  tingkat  kinerja  suatu  kelompok  tiang  dapat  diketahui  berdasarkan  metode spektrum  kapasitas  yang  diatur  dalam ATC-40 dan Pushover  Analysis  of  Underground  Structutres . Hasil  yang  diperoleh  bahwa  konstruksi  fondasi  kelompok  tiang  yang  diberi  beban  lateral  berlebih memenuhi tingkat kinerja minimum yang ditetapkan.
Kata  kunci : beban  lateral  berlebih,  kelompok  tiang,  tingkat  kinerja,  metode  spektrum  kapasitas, Analisis Pushover

## 1. PENDAHULUAN

## Latar belakang
Di  zaman  yang  terus  berkembang  ini,  banyak  negara  terus  berupaya  melakukan  pembangunan  infrastruktur  di negaranya.  Indonesia  sebagai  salah  satu  negara  berkembang  juga  terus  melakukan  pembangunan  guna mensejahterakan  rakyat  dan  meningkatkan  perekonomian  negara.  Setiap  pembangunan  infrastruktur  tersebut  pasti disertai konstruksi fondasi sebagai dasar pembangunan infrastruktur.
Bangunan konstruksi yang baik harus mengedepankan aspek kekuatan, keawetan, keindahan serta kesehatan. Dalam aspek  kekuatan,  suatu  bangunan  konstruksi  harus  mempunyai  konstruksi  yang  kuat  sehingga  dapat  melindungi penghuninya dari bahaya keruntuhan. Dalam aspek keawetan, suatu bangunan konstruksi diharapkan memiliki umur yang  panjang.  Dalam  aspek  keindahan,  suatu  bangunan  konstruksi  diharapkan  tidak  mengganggu  kebersihan lingkungan  sekitarnya.  Untuk  memenuhi  segala  aspek  tersebut  diperlukan  adanya  perencanaan  yang  baik  dalam proses pembangunan suatu bangunan konstruksi. Salah satu perencanaan yang baik adalah dalam hal menganalisis fondasi.
Fondasi  merupakan  suatu  konstruksi  terpenting  pada  suatu  bangunan.  Semua  konstruksi  yang  direkayasa  untuk bertumpu  pada  tanah  harus  didukung  oleh  suatu  fondasi.  Fondasi  berfungsi  sebagai  penahan  seluruh  beban  yang berada di atasnya, gaya-gaya dari luar dan beratnya sendiri kemudian meneruskan beban kedalam tanah dan batuan yang terletak di bawahnya.
Secara garis besar, fondasi dibagi  menjadi 2 klasifikasi  yaitu fondasi dangkal dan fondasi dalam. Fondasi dangkal didefinisikan sebagai fondasi yang mendukung bebannya secara langsung dan beban yang diteruskan ke tanah tidak besar seperti fondasi telapak dan fondasi rakit. Fondasi dalam didefinisikan sebagai fondasi yang meneruskan beban bangunan  ke  lapisan  tanah  keras  yang  lebih  dalam  sampai  didapat  jenis  tanah  yang  mampu  mendukung  beban struktur bangunan seperti fondasi tiang pancang dan fondasi bored pile .
Dengan kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan, analisis fondasi memiliki berbagai analisis, analisis fondasi juga menjadi mudah dengan menggunakan program yang ada. Salah satunya adalah analisis pushover .
Karena adanya perubahan dari SNI 1726:2002 menjadi SNI 1726:2012 maka ada beban gempa yang lebih besar dari SNI  sebelumnya  untuk  beberapa  wilayah  Indonesia.  Oleh  karena  itu  dilakukan  penelitian  bagaimana  perilaku fondasi  tiang  kelompok  jika  mengalami  beban  lateral  berlebih,  untuk  mensimulasikan  peningkatan  beban  gempa pada SNI 1726:2012.

## Identifikasi masalah
Penelitian  akan  meneliti  tentang  perilaku  tiang  kelompok  terhadap  gaya  gempa  yang  diberikan  dengan analisis pushover menggunakan program GROUP .

## Batasan masalah
Agar penelitian ini terfokus pada 1 masalah yang spesifik, batasan-batasan masalahnya adalah :
1. Analisis pushover yang  dilakukan  menggunakan  program GROUP sebagai  bantuan  untuk  menganalisis tiang kelompok.
2. Tiang  yang  digunakan  untuk  analisis  adalah steel  pipe . Steel  pipe yang  digunakan  berdiameter  500mm dengan  tebal  10mm,  600mm  dengan  tebal  10mm,  700mm  dengan  tebal  10mm,  800mm  dengan  tebal 20mm,900mm dengan tebal 20mm.
3. Tiang kelompok yang dianalisis berjumlah 4 tiang, 5tiang dan 6 tiang kelompok.
4. Tiang kelompok dianalisis berdasarkan elastic dan non elastic . 5. Jenis tanah yang digunakan adalah tanah lunak.

## Rumusan masalah
1. Bagaimana perilaku steel pipe yang dianalisis dengan analisis pushover menggunakan program GROUP terhadap tanah lunak?
2. Bagaimana tingkat kinerja pondasi kelompok yang menggunakan steel pipe terhadap beban lateral yang diberikan?
3. Bagaimana jumlah tiang pada tiang kelompok mempengaruhi perilaku tiang dengan beban lateral yang diberikan?
4. Bagaimana dimensi tiang mempengaruhi perilaku tiang kelompok saat di berikan beban lateral?

## Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui perilaku tiang kelompok yang menggunakan steel pipe dengan analisis pushover.
2. Mengetahui  tingkat  kinerja  tiang  kelompok  yang  menggunakan steel  pipe melalui  analisis pushover menurut peraturan ATC-40 dan pushover analysis of underground structures .
3. Mengetahui perbandingan beban lateral yang mampu diterima tiang kelompok elastic dan non elastic

## 2. DASAR TEORI

## Fondasi Tiang Pancang
Fondasi  adalah  konstruksi  struktur  bawah  bangunan  yang  langsung  berhubungan  dengan  tanah,  berfungsi  sebagai penahan  seluruh  beban  yang  berada  di  atasnya,  gaya-gaya  dari  luar  dan  beratnya  sendiri  kemudian  meneruskan beban kedalam tanah dan batuan yang terletak di bawahnya.
Fondasi  tiang  adalah  fondasi  yang  mampu  menahan  gaya  orthogonal  ke  sumbu  tiang  dengan  jalan  menyerap lenturan.  Fondasi  tiang  dibuat  menjadi  kesatuan  yang  monolit  dengan  menyatukan  pangkal  tiang  yang  terdapat  di bawah konstruksi ( Ir. Suryono Sosrodarsono, Kazuto Nakazawa, 2000 ).
Salah satu jenis Fondasi tiang menggunakan tiang pancang. Tiang pancang seringkali digunakan untuk mengontrol pergerakan tanah (seperti longsoran tanah). Para pembaca sepatutnya melihat bahwa tiang-tiang listrik dan banyak tiang tanda yang berada di luar dapat ditinjau sebagai tiang pancang yang tertanam sebagian dan yang terpengaruh beban-beban lateral.

## Tiang Pancang Baja
Tiang  pancang  baja  ini  biasanya  berbentuk  H  yang  digiling  atau  merupakan  tiang  pancang  pipa.  Balok  yang mempunyai flens lebar  ( wide-flange  beam )  atau  balok-I  dapat  juga  di  gunakan  tapi  bentuk  H  khususnya  dibuat sebanding  untuk  menahan  tegangan  pancangan  yang  keras  yang  mungkin  dialami  oleh  tiang  pancang  tersebut. Dalam  tiang  pancang  H flens dan  badan  mempunyai  tebal  yang  sama.  Bentuk  WF  yang  standard  dan  bentuk  H biasanya mempunyai badan yang lebih tipis dari flens .
Tiang pancang H adalah tiang pancang yang memiliki perpindahan volume yang kecil karena penampangnya tidak terlalu  besar.  Suatu  sumbat  cenderung  terbentuk  di  antara flens-flens pada  kedalaman  yang  lebih  besar,  meskipun demikian beberapa meter bagian dasarnya dapat mencetak kembali tanah sebesar volume sumbat. Sebuah pipa yang ujungnya  terbuka  juga  dianggap  sebuah  pipa  yang  memiliki  perpindahan  volume  yang  kecil,  meskipun  demikian, suatu sumbat juga terbentuk dibagian dalamnya dengan kedalaman satu meter atau lebih dibawah level permukaan.
Tiang  pancang  H  mempunyai  suatu  keuntungan  kekakuan  yang  memadai  yang  mana  tiang  H  ini  akan  memecah bongkah-bongkah batu kecil atau memindahkannya ke satu sisi.
Pipa pancang baja merupakan salah satu bahan konstruksi yang paling sering digunakan untuk membuat jembatan. Meskipun demikian, tidak sedikit bangunan lain yang mengguankan pipa pancang baja sebagai material pondasinya, seperti misalnya bangunan pabrik, hotel, apartemen, serta bangunan bertingkat lainnya.
Pipa  pancang  baja  dikenal  begitu  kuat  sehingga  mampu  menyangga  beban  dengan  bobot  yang  sangat  besar.  Jenis material ini biasa digunakan sebagai pondasi bangunan yang berada di kawasan berair atau  wilayah dengan struktur tanah rapuh. Dengan pipa pancang baja, bangunan bisa berdiri kokoh karena ujung tiang bawahnya sudah bersandar pada lapisan tanah keras di bagian dalam bumi.

## Kinerja Struktur
Kinerja  struktur  adalah  tingkat  performa  suatu  struktur  dengan  melihat  tingkat  kerusakannya  saat  terkena  gempa rencana  dengan  periode  ulang  tertentu.  Oleh  karena  itu,  kinerja  struktur  erat  kaitannya  dengan  biaya  perbaikan terhadap bangunan tersebut. Semakin baik tingkat kinerja suatu struktur, maka semakin sedikit biaya perbaikan yang perlu dikeluarkan saat gempa rencana terjadi.
Dalam  desain  struktur  berbasis  kinerja,  kinerja  struktur  didesain  sesuai  dengan  fungsi  bangunan  tersebut  dengan mempertimbangkan  faktor  ekonomis  terhadap  perbaikan  bangunan  saat  terjadi  gempa,  tanpa  mengesampingkan keselamatan pengguna bangunan itu sendiri.

## Kinerja Struktur Metode ATC-40
Respons bangunan terhadap gerakan tanah saat terjadi gempa menyebabkan perpindahan lateral dan deformasi pada setiap  elemen  struktur.  Pada  respons  awal,  deformasi  elemen  akan  bersifat  elastis  (linier)  sehingga  tidak  ada kerusakan  yang  terjadi.  Pada  respons  struktur  yang  lebih  tinggi,  deformasi  elemen  akan  melebihi  kapasitas  linier elastis  dan  bangunan  mulai  mengalami  kerusakan.  Untuk  memberikan  kinerja  struktur  yang  baik,  bangunan  harus memiliki  sistem  penahan  gaya  lateral  yang  lengkap  agar  deformasi  lateral  akibat  gempa  dapat  dibatasi  dan  target kinerja  yang  diinginkan  dapat  tercapai.  Faktor-faktor  dasar  yang  mempengaruhi  kemampuan  sistem  penahan  gaya lateral  untuk  melakukan  hal  tersebut  meliputi  massa  bangunan,  kekakuan,  redaman,  dan  konfigurasi:  kapasitas deformasi pada elemen, kekuatan dan karakteristik gerakan tanah.

## Pushover analysis of underground structures
Selain ATC-40 batasan yang harus dicek adalah untuk underground structures .Dimana performance point yang didapat dibagi dengan titik displacement 0m sehingga mendapatkan pile drift ratio .

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## Metode pengumpulan data
Data-data yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah data tanah dan data steel pipe. Data tanah didapat dari proyek dapenbi daerah Jakarta Selatan dan data steel pipe didapat dari NIPPON STEEL & SUMIMOTO METAL.

## Metode analisis data
Analisis akan dilakukan dengan analisa pushover pada  tiang kelompok yang menggunakan steel pipe . Hasil analisis berupa perilaku tiang  yang telah diberi gaya lateral berlebih sesuai SNI 1726:2012. Akan dilakukan analisa lateral dengan kondisi tiang kelompok elastic dan non elastic. Data  yang  keluar  dari  program GROUP berupa displacement tiap  tiang  untuk  tiap load yang  akan  dianalisis  dan diolah lagi dan dicek terhadap ATC-40 dan Pushover analysis of underground structures .

## 4. ANALISIS DATA
Tabel 1 Tabel hasil analisis kelompok tiang berjumlah 4 tiang
Tabel 2 Tabel hasil analisis kelompok tiang berjumlah 5 tiang
Tabel 3 Tabel hasil analisis kelompok tiang berjumlah 6 tiang
Gambar 1 Spektrum kapasitas untuk 4 tiang non elastic 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Sa Sd Spektrum kapasitas untuk 4 tiang non elastic Sa vs Sd 500 Sa vs Sd 600 Sa vs Sd 700
Sa vs Sd 800
Sa vs Sd 900
Gambar 2 Spektrum kapasitas untuk 4 tiang elastic
Gambar 3 Spektrum kapasitas untuk 5 tiang non elastic 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Sa( g ) Sd(m) Spektrum kapasitas 4 tiang elastic Sa vs Sd 500 Sa vs Sd 600 Sa vs Sd 700 Sa vs Sd 800 Sa vs Sd 900
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Sa( g ) Sd(m) Spektrum kapasitas untuk 5 tiang non elastic Sa vs Sd 500 Sa vs Sd 600 Sa vs Sd 700
Sa vs Sd 800
Sa vs Sd 900
Gambar 4 Spektrum kapasitas tiang untuk 5 tiang elastic
Gambar 5 Spektrum kapasitas tiang untuk 6 tiang non elastic
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Sa( g ) Sd(m) Spektrum kapasitas tiang untuk 5 tiang elastic Sa vs Sd 500 Sa vs Sd 600 Sa vs Sd 700 Sa vs Sd 800 Sa vs Sd 900
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Sa( g ) Sd(m) Spektrum kapasitas untuk 6 tiang non elastic Sa vs Sd 500 Sa vs Sd 600 Sa vs Sd 700
Sa vs Sd 800
Sa vs Sd 900

## Gambar 6 Spektrum kapasitas untuk 6 tiang elastic
Dalam  tabel  49.1  ,49.2  dan  49.3  kita  dapat  melihat  bahwa  hasil pile  drift  ratio yang  telah  dicek  dengan ATC -40 adalah immediate  occupancy sampai  dengan damage  control .  Untuk  pengecekan  terhadap Pushover  analysis  of underground adalah damage control sampai dengan life safe-damage state .
Pada table 49.1,49.2 dan 49.3 kita dapat melihat perubahan yang besar terhadap beban lateral yang dapat diterima tiang elastic dan non elastic.
Pada gambar 4.67 sampai dengan  gambar 4.72 kita dapat  melihat  Sa  vs  Sd  yang terjadi pada diameter 500mm ke diameter 700mm cenderung naik yang berarti peningkatan pada spectrum kapasitas. Pada Diameter 800mm terjadi penurunan spectrum kapasitas kemudian naik lagi pada diameter 900mm.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dapat disimpulkan bahwa :
1. Perbandingan beban lateral antara tiang kelompok yang dapat diterima berdasarkan elastic dan non elastic , kelompok tiang elastic mampu menerima beban lateral lebih besar atau sama dengan (≥) 2x beban lateral tiang non elastic.
2. Berdasarkan hasil program GROUP , Displacement tertinggi yang dihasilkan tiap tiang berdasarkan kelompok tiang masing-masing dengan pembebanan lateral adalah sama.
3. Tingkat  kinerja  tiang  kelompok  yang  dihasilkan  dan  dicek  berdasarkan  ATC-40  dan Pushover analysis of underground structures memenuhi syarat minimum, yaitu life safety.
4. Berdasarkan  kurva  spektrum  kapasitas,  semakin  besar  dimensi  steel  pipe  maka  kurva  spektrum kapasitas  meningkat  seperti  dimensi  500mm  sampai  700mm.  Pada  dimensi  800mm  terjadi penurunan  kurva  kapasitas  karena  penambahan  tebal  pada  dimensi  dan  meningkat  lagi  di  dimensi 900mm.
5. Berdasarkan  hasil  analisis  tiang  kelompok  dengan  berbagai  jumlah  dan  dimensi, pile  drift  ratio semakin  kecil  apabila  dimensi  bertambah  besar,tetapi  pada  dimensi  800mm  dan  900mm  terjadi perbesaran pile drift ratio akibat adanya penambahan tebal pada dimensi tersebut.
6. Tingkat  kinerja  yang  diperoleh  berdasarkan  metode  spektrum  kapasitas  menurut ATC -40  belum tentu  aman  jika  dibandingkan  dengan  peraturan  dari Pushover  analysis  of  underground  structures karena drift yang  diperoleh  berdasarkan ATC -40  jauh  lebih  kecil  dibandingkan  dengan drift yang diperoleh berdasarkan Pushover analysis of underground structures.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Sa( g ) Sd(m) Spektrum kapasitas untuk 6 tiang elastic Sa vs Sd 500 Sa vs Sd 600 Sa vs Sd 700
Sa vs Sd 800 Sa vs Sd 900

## DAFTAR PUSTAKA
Bowless, J.E. (1991). Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1 Edisi Keempat. Jakarta: Penerbit Erlangga. Bowless, J.E. (1991). Analisis dan Desain Pondasi Jilid 2 Edisi Keempat. Jakarta: Penerbit Erlangga. Bowless, J.E. (1997). Foundation Analysis and Design Fifth Edition. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc. Hardiyatmo, H.C. 2002. Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua. Beta Offset. Yogyakarta Suryono Sosrodarsono dan Kazuto Nakazawa. (2000) . Mekanika dan Teknik Pondasi, Jakarta:Pradya Paramita Sunggono, kh (1984). Teknik sipil. Bandung: Nova Rahardjo, P.P. (2005). Manual Pondasi Tiang Edisi 3. Bandung: Publikasi GEC, Universitas Katolik Parahyangan. Reese,  L.C. dan  Van Impe,  W.F. (2001). Single Piles and Pile Groups under Lateral Loading. London: Taylor & Francis.
Reese,L.C.  dan  Matlock,  H.  (1956). Non  Dimensional  Solution  for  Laterally  Loaded  Piles  with  Soil  Modulus Assumed  Proporsional  to  Depth. Proc.  Of  The  9  th  Texas  Conf.  On  Soil  Mechanics  and  Foundation Engineering, pp. 1-41. Austin, Texas.