Analisis Pengaruh Kepadatan Relatif Tanah Terhadap Perpindahan Tanah Pasir Akibat Pemancangan Tiang Menggunakan Particle Image Velocimetry (PIV)

Diana Nuril Solihani, Dr. Ir. Devi Oktaviana Latif, S.T., M.Eng., IPM.

2025 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA PELAKSANAAN BANGUNAN SIPIL

Pemancangan tiang pada tanah pasir dapat menyebabkan perpindahan dan deformasi tanah yang signifikan di zona sekitarnya. Salah satu faktor penting yang mempengaruhi besarnya deformasi tersebut adalah kepadatan relatif tanah (Dr). Meskipun berbagai penelitian telah dilakukan terkait perilaku tanah terhadap pemancangan tiang, penelitian yang secara khusus membahas hubungan antara variasi Dr dengan pola perpindahan tanah masih terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh kepadatan relatif tanah pasir terhadap arah dan jangkauan perpindahan tanah akibat pemancangan tiang displacement menggunakan metode Particle Image Velocimetry (PIV).

Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil Sekolah Vokasi UGM menggunakan model skala laboratorium berupa tiang half-pile aluminium dengan rasio kelangsingan (l/d) sebesar 2 dan metode drop hammer seberat 2 gram. Variasi Dr yang digunakan meliputi 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, dan 95%. Pengambilan data dilakukan dengan memotret setiap proses pemancangan, kemudian dianalisis menggunakan program GeoPIV pada aplikasi MATLAB untuk memetakan perpindahan tanah secara kuantitatif pada arah horizontal dan vertikal.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perpindahan tanah membentuk pola radial outward displacement, dengan jangkauan perpindahan horizontal (3–3,8D) lebih besar dibandingkan vertikal (1,6–2,1D). Jangkauan perpindahan meningkat seiring kenaikan Dr hingga 90%, namun menurun pada Dr 95% akibat peningkatan tahanan gesek tanah terhadap tiang. Perpindahan maksimum partikel pada zona horizontal menunjukkan tren stagnan setelah mencapai batas deformasi, sedangkan perpindahan vertikal tidak menunjukkan pola konsisten namun mengindikasikan adanya soil heave di sekitar tiang. Penelitian ini membuktikan bahwa variasi kepadatan relatif tanah memengaruhi perilaku deformasi akibat pemancangan tiang dan menunjukkan efektivitas metode PIV dalam analisis visual deformasi tanah.

Pile driving in sandy soil can cause significant soil displacement and deformation in the surrounding zone. One important factor influencing the magnitude of this deformation is the relative density of the soil (Dr). Although various studies have been conducted on soil behavior in response to pile driving, research specifically addressing the relationship between variations in Dr and soil displacement patterns remains limited. Therefore, this study aims to analyze the influence of relative density of sandy soil on the direction and magnitude of soil displacement caused by pile driving using the Particle Image Velocimetry (PIV) method.

The testing was conducted at the Soil Mechanics Laboratory of the Department of Civil Engineering, Vocational School, UGM, using a laboratory-scale model consisting of an aluminum half-pile with a slenderness ratio (l/d) of 2 and a 2 gram drop hammer method. The variations in Dr used included 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, and 95%. Data collection was performed by capturing the pile driving process, which was then analyzed using GeoPIV program based on MATLAB to quantitatively map soil displacement in the horizontal and vertical directions.

The results showed that soil displacement formed a radial outward displacement pattern, with a larger horizontal displacement range (3–3.8D) compared to the vertical range (1.6–2.1D). The displacement range increased with increasing Dr up to 90%, but decreased at Dr 95% due to increased soil friction resistance against the pile. The maximum particle displacement in the horizontal zone shows a stagnant trend after reaching the deformation limit, while vertical displacement does not show a consistent pattern but indicates the presence of soil heave. This study demonstrates that variations in soil relative density significantly influence deformation behavior due to pile driving and highlights the effectiveness of the PIV method in visually analyzing soil deformation.

Kata Kunci : Pemancangan tiang, perpindahan tanah, kepadatan relatif tanah, PIV