Analisis Penggunaan Interaksi Tanah-Struktur Pada Fondasi Portal Bentang Panjang Dengan Variasi Posisi Tiang Miring Di Tanah Pasir Secara 3 Dimensi

AZMI AUFA IFTIKHAR, Dr. Eng. Ir. Sito Ismanti, S.T., M.Eng., IPM ; Dr. Eng. Ir. Fikri Faris, S.T., M.Eng., IPM

2026 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Balok Pier Head Portal Jalan Tol Yogyakarta-Bawen memiliki bentang 52.2 meter berupa balok pier head terpanjang di Indonesia dan di Kawasan rawan gempa. Salah satu fondasi pier head portal berupa tiang bor 4x4 pada tanah pasir. Pada pelaksanaaanya, salah satu tiang bor mengalami kemiringan sehingga perlu dilakukan evaluasi dengan memperhatikan interaksi tanah-struktur untuk mengetahui pengaruh adanya tiang miring terhadap perilaku kelompok tiang, pengaruh posisi dan sudut kemiringan, posisi optimal, serta keamanannya lebih akurat. 

Analisis metode interaksi tanah-struktur tiga dimensi dilakukan dengan MIDAS CIVIL dan MIDAS GTS NX. Gaya reaksi struktur atas menggunakan MIDAS CIVIL untuk beban titik pada pusat pile cap dengan kombinasi beban Layan I dan Ekstrem I pada MIDAS GTS NX. Kemiringan tiang divariasikan 16 posisi dan sudut 0,5o,1,22o,5o, dan 10o. Data dianalisis dengan membandingkan gaya dalam dan displacement maksimum terhadap kondisi lurus serta daya  dukung dan batas displacement izin.

Interaksi tanah-struktur menggunakan parameter tanah back analysis terhadap uji Static Horizontal Loading Test yang menghasilkan displacement lebih mendekati kondisi lapangan dibandingkan korelasi N-SPT dan data laboratorium. Kemiringan tiang kondisi eksisting (1:47 posisi 6) mereduksi momen lentur meskipun gaya aksial meningkat dengan nilai di batas aman. Variasi posisi tiang miring memberikan efek terbatas terhadap kelompok fondasi karena kekakuan didominasi oleh pile cap dan tiang lurus lainnya, kecuali pada posisi 9 dan 16 yang meningkatkan momen arah Z 28.55?n gaya aksial tarik 28.42%. Semakin besar sudut kemiringan, semakin besar gaya dalam tiang dengan momen arah Z melonjak 74.24% pada sudut 10°. Pada tinjauan kelompok sebagian gaya turun di sudut kecil, sebelum meningkat saat kemiringan kembali naik. Seluruh skenario interaksi tanah-struktur tetap memenuhi kriteria keamanan dengan gaya tekan dan tarik mencapai 57.8?n 19.2% kapasitas izin. Deformasi lateral dan penurunan yang di bawah batas toleransi sehingga disimpulkan kemiringan satu tiang bor tidak membahayakan stabilitas kelompok fondasi maupun struktur.

The Pier Head Portal Beam of the Yogyakarta-Bawen Toll Road spans 52.2 meters, the longest in Indonesia, located in a seismically active region. Its foundation includes a 4×4 bored pile group in sandy soil. During construction, one pile became inclined, requiring evaluation of soil structure interaction to determine the effects on pile group behavior, the influence of position and inclination angle, optimal positioning, and accurate safety assessment.

Three-dimensional soil-structure interaction analysis was performed using MIDAS CIVIL and MIDAS GTS NX. Superstructure reaction forces from MIDAS CIVIL were applied as point loads at the pile cap center, combined with Service I and Extreme I load combinations in GTS NX. Inclination was varied across 16 positions and angles of 0.5°, 1.22°, 5°, and 10°, with results compared to the straight-pile condition in terms of internal forces, maximum displacement, bearing capacity, and allowable displacement.

Soil parameters derived from back-analysis of a Static Horizontal Loading Test better matched field displacements than N-SPT correlations or laboratory data. The existing inclination (1:47, position 6) reduced bending moment despite increased axial force, remaining within safe limits. Pile position had limited effect on the group, as stiffness was dominated by the pile cap and remaining straight piles, except at positions 9 and 16, which increased Z-direction moment by 28.55% and tensile axial force by 28.42%. Larger angles produced larger internal forces, with Z-direction moment surging 74.24% at 10°; group-level forces initially decreased at small angles before rising again. All scenarios met safety criteria, with compressive and tensile forces reaching 57.8% and 19.2% of allowable capacity, and deformation and settlement below tolerance limits. A single inclined bored pile was concluded not to endanger the stability of the pile group or overall structure.

Kata Kunci : Tiang Bor, Batter Pile, Interaksi Tanah-Struktur, MIDAS GTS NX, Konfigurasi Fondasi