Proposal Analisa Likuifaksi

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA FAKULTAS TEKNIK

JL. TGK. SYEH ABDUL RAUF NO.7 DARUSSALAM – BANDA ACEH

USULAN PENULISAN TUGAS AKHIR

A. TUGAS AKHIR YANG DIUSULKAN

1. Judul Penelitian : Analisis Potensi Likuifaksi Lapisan Pasir Pada

Lokasi Rencana Pembangunan Jembatan Ulee

Krueng Kota Sabang (Menggunakan Metode Seed

& Idriss, Whitman, dan Valera & Donovan).

2. Pengusul

a. Nama : M. Hirzan Achyar

b. Nomor Mahasiswa : 0604101010009

c. Jurusan : Teknik Sipil

d. Bidang studi : Geoteknik

3. Pembimbing : Ir. Marwan, MT

4. Objek Tugas Akhir : Titik Bor Lapisan Pasir Pada Lokasi Rencana

Pembangunan Jembatan Ulee Krueng Balohan,

Kota Sabang

5. Lokasi : Desa Ulee Krueng, Kecamatan Sukajaya, Kota

Sabang

B. TUJUAN

Studi penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi keruntuhan struktur

tanah pasir (potensi likuifaksi) akibat guncangan yang ditimbulkan oleh gempa bumi

pada lokasi rencana pembangunan jembatan di Desa Ulee Krueng, Kota Sabang,

dengan menggunakan profil Bor log, N SPT, dan nilai parameter tanah.

C. RENCANA OUTLINE

1

I. PENDAHULUAN

Didalam dunia teknik sipil, terdapat berbagai macam konstruksi bangunan

seperti gedung, jembatan, drainase, waduk, perkerasan jalan, dan sebagainya. Semua

konstruksi bangunan tersebut tidak terlepas dari resiko kegagalan yang akan terjadi

pada struktur tanah yang mendukung/menopang bangunan di atasnya.

Dari data gempa, diketahui bahwa Provinsi Aceh termasuk daerah gempa

aktif, khususnya pada Pulau Weh juga sangat rawan terjadinya gempa. Peta Provinsi

Aceh diperlihatkan pada lampiran Gambar A.1.1 halaman 2.2. Sepanjang pantai

barat Sumatera, merupakan daerah pertemuan dua plat tektonik yang mempengaruhi

terjadinya gempa bumi untuk daerah Aceh, yaitu jalur lempeng tektonik dasar laut

(subduksi), plat tektonik Indo-Australia, Euro-Asia, dan patahan darat Sumatera

(Sumatera Fault).

Dari segi struktur geologinya ternyata terdapat banyak patahan besar yang

melintasi pulau ini. Oleh karena itu, tertarik untuk dilakukan sebuah kajian mengenai

gejala likuifaksi pada bangunan sipil, salah satunya adalah pada lokasi rencana

pembangunan jembatan di Desa Ulee Krueng, Kota Sabang. Peta geologi lokasi

penyelidikan diperlihatkan pada Lampiran A Gambar A.1.2 halaman 23.

Data sekunder yang diperlukan untuk menganalisis potensi likuifaksi

diperoleh dari hasil penyelidikan tanah yang dilakukan oleh CV. Multi Teknik Prima

Consultant. Dari hasil penyelidikan tersebut diketahui bahwa kondisi profil tanah

pada titik-titik boring terdapat lapisan pasir yang dominan dengan muka air tanah

tinggi. Kondisi muka air tanah yang tinggi dan tanah yang dominan berpasir

dikhawatirkan merupakan daerah yang potensial likuifaksi. Untuk penulisan ini

diambil kedua data boring log agar dapat dianalisis potensial likuifaksinya. Data-data

yang diperlukan selanjutnya adalah besarnya kepadatan relatif, nilai tahanan standar

penetrasi (N SPT), berat volume tanah pada lapisan pasir, dan magnitude gempa.

Ruang lingkup penulisan ini menelaah masalah keruntuhan struktur tanah

pasir yang berpotensi likuifaksi pada proyek lokasi rencana pembangunan jembatan

di Desa Ulee Krueng, Kota Sabang. Data yang diperlukan untuk menganalisis

likuifaksi adalah titik bor yang dominan pasir dan data gempa desain untuk daerah

2

yang ditinjau. Sketsa titik bor log diperlihatkan pada Lampiran A Gambar A.1.3

halaman 24.

Dari data yang telah ada, potensi likuifaksi dapat dianalisis dengan

menggunakan metode yang diusulkan oleh Kishida (1969), Whitman (1971), Valera

dan Donovan (1977), Seed dan Idriss (1971), Castro (1975), dan Seed et al. (1976).

Namun dalam penelitian ini, hanya menggunakan tiga metode, yaitu Seed dan Idriss

(1971), Whitman (1971), dan Valera dan Donovan (1977).

Analisis potensi likuifaksi ini bermanfaat untuk menghindari penurunan dan

disertai keruntuhan bangunan pada saat terjadi gempa. Potensi terjadinya likuifaksi

pada lapisan pasir dapat dikurangi dengan membuat stone column (kolom batu) yaitu

untuk memberi kesempatan lapisan pasir dapat terdissipasi.

II TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Perkembangan pesat pada bidang ilmu pengetahuan khususnya pada bidang

geoteknik yang melibatkan para ahli dari berbagai disiplin ilmu merupakan faktor

yang turut menunjang pemilihan masalah gempa bumi yang memberikan pengaruh

besar terhadap struktur serta sifat-sifat tanah. Dalam dasawarsa terakhir banyak

gagasan para ahli yang merupakan hasil studi pengamatan terhadap berubahnya

lapisan-lapisan tanah pasir yang mengalami getaran yang diakibatkan oleh beban-

beban dinamik seperti akibat getaran pondasi mesin atau gempa bumi.

Berdasarkan tujuan perencanaan, pengumpulan data, dan metode perhitungan,

maka langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Pengolahan data didasarkan pada

teori-teori dan persamaan-persamaan yang sesuai dengan langkah perhitungan.

2.1 Teori Likuifaksi

Munirwan (2005: 1) mengemukakan bahwa likuifaksi adalah gejala

keruntuhan struktural tanah akibat menerima beban cyclic (berulang) dimana beban

ini menimbulkan perubahan-perubahan di dalam deposit tanah pasir, berupa

peningkatan tekanan air pori sehingga kuat geser tanah menjadi berkurang atau

3

bahkan hilang sama sekali (loose of strength) sehingga tanah pasir akan mencair dan

berperilaku seperti fluida.

Pada prinsipnya likuifaksi dan penurunan itu beda, likuifaksi adalah

hilangnya kekuatan tanah akibat meningkatnya air pori yang diakibatkan oleh getaran

gempa bumi. Sedangkan penurunan itu sendiri diakibatkan oleh pergeseran,

penggelinciran, dan terkadang juga kehancuran partikel-partikel tanah pada titik

tertentu.

2.2 Jenis-jenis Pembebanan yang Menyebabkan Likuifaksi

Menurut Soelarno et al.,1984 sebagaimana dikutip oleh Zulfikar (2008: 3),

likuifaksi adalah suatu gejala perubahan sifat tanah yaitu, dari sifat solid ke sifat

liquid. Perubahan sifat ini dapat disebabkan oleh berbagai jenis pembebanan sebagai

berikut:

a) Disebabkan oleh pembebanan monotonic yang biasanya terjadi pada tanah

lempung yang mengalami tekanan dari gaya rembesan air atau arus pasang

sehingga menimbulkan gejala quick clay, sebagai akibatnya tanah lempung

kehilangan kekuatan gesernya yang dikenal dengan nama static liquefaction.

Kondisi ini walaupun mungkin tetapi jarang terjadi.

b) Disebabkan oleh pembebanan cyclic yang biasanya terjadi pada tanah pasir

jenuh air yang mengalami getaran gempa sehingga pasir kehilangan daya

dukungnya yang dikenal dengan cyclic liquefaction. Kondisi ini lazim terjadi

di lapangan.

c) Disebabkan oleh pembebanan yang bersifat shock wave yang biasa terjadi

pada tanah pasir kering berbutir halus yang mengalami getaran gempa yang

bersifat shock wave atau getaran dari bom sehingga menimbulkan gejala

fluidization yang berupa longsoran tanah yang dikenal dengan nama impact

liquefaction. Kondisi ini juga jarang ditemukan, karena pada umumnya terjadi

bila kondisi pasir jenuh.

4

2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Potensial Likuifaksi

Soelarno, 1986 sebagaimana dikutip oleh Zulfikar (2008: 4) menyebutkan

bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi potensial likuifaksi:

a) Sifat butir tanah, pasir yang uniform (seragam) lebih mudah likuifaksi

dibandingkan well graded sand (pasir yang bergradasi baik), untuk

uniformity yang sama, butir pasir yang lebih halus akan lebih mudah

likuifaksi. Pasir yang mudah likuifaksi adalah pasir yang mempunyai harga

D10 antara 0,01-0,25 mm, D50 antara 0,075-2,0 mm, D20 antara 0,04-0,50 mm

atau 0,004-1,20 mm dengan uniformity coefficient (Cu) antara 2-10.

b) Kepadatan relatif (Dr), makin kecil harga Dr makin mudah terjadi likuifaksi.

c) Pengaruh kondisi stress mula-mula di lapangan, makin besar harganya makin

sulit tanah itu mencair (likuifaksi).

2.4 Mekanisme Terjadinya Likuifaksi

Studi megenai mekanisme terjadinya likuifaksi memberikan suatu metode

guna menganalisis masalah peningkatan dan dissipasi (keluarnya air pori ke

permukaan tanah) dari dalam lapisan horizontal suatu deposit (lapisan) pasir selama

dan sesudah berlangsungnya getaran gempa bumi, dan untuk menggambarkan

besarnya perubahan tekanan air pori yang dapat terjadi di dalam profil tanah sebagai

fungsi dari waktu.

Menurut Seed et al.,1975 sebagaimana dikutip oleh Zulfikar (2008: 4), untuk

menganalisis kemungkinan terjadi likuifaksi diasumsikan bahwa selama

berlangsungnya getaran gempa belum terjadi dissipasi yang berarti, dengan perkataan

lain belum terjadi redistribusi tekanan air pori pada masa tanah. Akibat beban cyclic,

tanah mengalami tekanan sebelum air sempat keluar meninggalkan pori. Hal ini

menyebabkan tekanan air pori meningkat, sebaliknya tegangan efektif berkurang dan

dengan demikian kekuatan geser juga berkurang.

5

Pada suatu lapisan tanah pasir jenuh air, pengaruh dari getaran-getaran gempa

bumi atau dibebani secara cyclic, akan mengalami perubahan sifat yaitu dari sifat

solid ke sifat liquid yang dapat mengakibatkan peningkatan tekanan air pori dan

pengaruh tegangan efektif, sehingga memungkinkan terjadi suatu gejala yang disebut

likuifaksi, yang merupakan gejala keruntuhan struktur. Hal ini dapat dijelaskan

dengan menggunakan rumus tegangan efektif dan rumus kekuatan geser tanah dari

Terzaghi yang dapat dilihat dibawah ini, untuk tanah pasir jenuh air yang ditinjau

pada suatu kedalaman dari permukaan tanah.

Rumus tegangan efektif (Bowles, 1984: 53):

......................................................................................... (2-1)

dimana,

σeff = tegangan yang sebenarnya bekerja pada butir tanah (kg/cm2);

σtot = tegangan akibat beban-beban yang bekerja (kg/cm2); dan

u = tekanan air pori (kg/cm2).

Rumus kekuatan geser (Bowles, 1984: 409):

................................................................................... (2-2)

dimana,

S = kekuatan geser tanah (kg/cm2);

c = kohesi (kg/cm2); dan

φ = sudut geser dalam sehubungan dengan tegangan efektif (0).

Terlihat dengan jelas dari kedua rumus di atas bahwa peningkatan tekanan air

pori akan berarti mengurangi tegangan efektif dan sekaligus mengurangi kekuatan

geser dari tanah yang bersangkutan. Dapat juga terjadi bahwa u = σtot sehingga

berdasarkan rumus (2-1) maka σeff = 0, ini berarti lapisan tanah tersebut hampir dapat

dikatakan tidak mempunyai kekuatan geser sama sekali dan berperilaku seperti

fluida.

6

2.5 Evaluasi Potensial Likuifaksi

Untuk mengevaluasi potensial likuifaksi, akan diuraikan di sini metode yang

diusulkan oleh seed dan Idriss (1971), Whitman (1971), dan Valera dan Donovan

(1977).

2.5.1 Metode Seed dan Idriss (1971)

Seed dan Idriss (1971) mengemukakan suatu grafik yang menyatakan

hubungan antara nilai tahanan penetrasi standar dengan kedalaman tanah yang

ditinjau seperi yang diperlihatkan pada Gambar 2.1. Pada gambar tersebut, terdapat

garis-garis batas, di mana sebelah kanan garis batas menunjukkan likuifaksi terjadi

dan sebelah kiri garis menunjukkan likuifaksi tidak terjadi. Di sini terlihat notasi amax

yang merupakan percepatan gempa maksimum dan g yang menunjukkan percepatan

gravitasi bumi.

7

Gambar 2.1 Nilai-nilai N SPT untuk Likuifaksi terjadiSumber : Seed and Idriss, 1971 (Zulfikar, 2008: 7)

2.5.2 Metode Whitman (1971)

Dasar dari metode yang diusulkan oleh Whitman untuk menganalisis

kemungkinan terjadinya likuifaksi, adalah hasil penyelidikan di lapangan pada

lapisan tanah yang telah pernah mengalami beban gempa bumi. Hasil

penyelidikannya menunjukan bahwa terjadi tidaknya likuifaksi pada suatu lapisan

tanah yang mengalami beban gempa sangat dipengaruhi oleh nilai cycle ratio (τ/σ’vo

= perbandingan antara nilai tegangan geser gempa rata-rata akibat gempa dengan

nilai tegangan efektif) serta nilai kepadatan relatif (Dr) dari lapisan tanah yang

bersangkutan.

Whitman, 1971 sebagaimana dikutip oleh Amirulmukminin (2008: 9)

mengemukakan bahwa suatu nilai kritis yang merupakan hubungan antara nilai cycle

ratio dengan nilai kepadatan relatif (Dr) berupa garis lengkung yang dapat dilihat

pada Gambar 2.2.

8

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 20 40 60 80 100

Relative Density (%)

liquefactionno liquefaction

Gambar 2.2 Interpretasi Data di Lapangan Untuk Analitis Kemungkinan

Likuifaksi

Sumber : Whitman, 1971 (Amirulmukminin, 2008: 10)

Menurut Seed & Idriss, sebagaimana dikutip oleh Amirulmukminin

(2008 : 7), untuk menganalisis kemungkinan terjadi likuifaksi mula-mula dihitung

nilai normalisasi tegangan geser siklis ekivalen gempa (τeq) dengan nilai tegangan

efektif (σ’vo). Nilai tegangan geser siklis ekivalen gempa (τeq) dapat diambil sebesar

65 % dari nilai tegangan geser gempa maksimum (τmax) dan mengusulkan suatu

bentuk persamaan untuk menghitung nilai tegangan geser gempa maksimum sebagai

berikut:

.......................................................................... (2-3)

maka

..................................................................... (2-4)

di mana,

τeq = tegangan geser ekivalen dari gempa;

g = percepatan gravitasi bumi;

τmax = tegangan geser maksimum dari gempa;

σvo = tegangan total akibat beban yang bekerja pada lapisan deposit;

amax = percepatan gempa maximum di permukaan tanah; dan

rd = faktor reduksi tegangan sebagai fungsi dari kedalaman yang dapat dilihat pada Gambar 2.3.

2.5.3 Metode Valera & Donovan (1977)

Metode Valera & Donovan, 1977 sebagaimana dikutip oleh Zulfikar (2008:

7), memberikan suatu hubungan antara getaran gempa bumi yang menyebabkan

likuifaksi dengan nilai tahanan penetrasi standar dari pasir yang dihasilkan dari

penyelidikan gempa di negeri cina. Untuk memisahkan keadaan tanah pasir yang

mengalami likuifaksi dengan yang tidak, ditentukan suatu nilai kritis tahanan

penetrasi standar (Ncrit). Besarnya nilai Ncrit ditentukan dengan persamaan berikut:

................................................. (2-5)

9

Di mana,

Ncrit = nilai kritis dari tahanan penetrasi standar (blows/ft);

= suatu nilai tahanan yang tergantung dari intensitas gempa seperti

dapat dilihat pada Tabel 2.1 (blows/ft);

ds = kedalaman lapisan pasir yang ditinjau (m); dan

dw = kedalaman muka air tanah, dihitung dari permukaan (m).

Kriteria dalam menentukan kemungkinan terjadi tidaknya likuifaksi pada

metode ini, adalah dengan membandingkan nilai tahanan standart penetrasi (N

SPT) dengan nilai kritisnya (Ncrit).

10

Gambar 2.3 Nilai Rata-rata dari rd

Sumber : Seed & Idriss, 1971 (Amirulmukminin, 2008 : 8)

(a) Bila N < Ncrit berarti lapisan pasir yang ditinjau cenderung mengalami

likuifaksi; dan

(b) Bila N > Ncrit berarti lapisan pasir yang ditinjau cenderung tidak

mengalami likuifaksi.

Intensitas Mercalli yang dimodifikasikan (Modified Mercalli Intensity)

menggambarkan intensitas gempa bumi yang didasarkan pada hal-hal yang dirasakan

oleh manusia dan kerusakan-kerusakan yang timbul pada struktur bangunan, dan

dinyatakan dalam skala berkisar dari I sampai XI yang dapat ditentukan dengan

Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Nilai Tahanan yang Tergantung dari Intensitas Gempa

Modified Mercalli Intensity N (Blows/ft)

VI

VII

IX

6

10

16

Sumber : Valera & Donovan, 1977 (Zulfikar, 2008: 8)

Mengingat kurangnya data, maka besar skala Modifikasi Modified Mercalli

Intensity ini diperoleh secara pendekatan berdasarkan hubungannya dengan nilai

magnitude gempa, yang dinyatakan dalam skala richter yang dapat dilihat pada Tabel

2.2.

Tabel 2.2 Hubungan Modified Mercalli Intensity dengan Magnitude Gempa

Richter M 3 3 4 5 6 7 8

M.M.

IntensityI-II III V VI-VII

VII-

VIIIIX-X XI

Sumber : Valera & Donovan, 1977 (Zulfikar, 2008: 9)

Bila data tanah yang diperlukan tidak cukup tersedia, misal nilai berat volume

tanah () pada lapisan pasir dan nilai-nilai kepadatan relatif (Dr) tidak tersedia dari

11

hasil tes laboratorium maka kedua data tersebut dapat ditentukan berdasarkan Tabel

2.3 dan Tabel 2.4.

Tabel 2.3 Korelasi antara Kepadatan Relatif, N, dan Tahanan Ujung

KondisiPasir

KepadatanRelatif

NTahanan Ujung

Qc (Mpa)Sangat Gembur

Gembur

Sedang

Padat

Sangat Padat

0-0,15

0,15-0,35

0,35-0,65

0,65-0,85

0,85-1,00

< 4

4-10

10-30

30-50

> 50

< 4

2-4

4-12

12-20

> 20

Sumber : Lee et al., 1983 (Amirulmukminin, 2008: 12)

Tabel 2.4 Korelasi uji penetrasi standar (SPT)

Keadaan N Berat isi () Sudut gesek ()

Lepas

Sedang

Padat

Sangat padat

0-10

11-30

31-50

>50

12-16

14-18

16-20

18-23

25-32

28-36

30-40

>35

Sumber : Bowles, (1984: 183)

2.6 Hubungan Empiris Parameter Gempa

Lama getaran gempa dipengaruhi oleh besarnya magnitude gempa karena

getaran tersebut akan berlangsung minimal selama tidak terjadinya geseran pada

patahan. Percepatan gempa dan magnitude gempa mempunyai hubungan-hubungan

empiris berikut (Amirulmukminin, 2008: 12):

a) Berdasarkan hasil data percepatan gempa di Amerika Serikat, Jepang, dan

Papua New Guinea, Donovan menyatakan hubungan tersebut sebagai:

a = 1080 e 0,5 M/ (d + 25)1,32 (Donovan, 1970)............................. (2-6)

a = 1320 e 0,58 M/ (d + 25)1,52 (Donovan, 1972)............................ (2-7)

b) Menurut rumus yang dikembangkan oleh Esteva berdasarkan rumus A.J

Hendron Jr. (Newmark, 1968), untuk tanah keras adalah:

12

a = 1230 e 0,8 M/ (d + 25)2............................................................ (2-8)

c) Menurut rumus Kawashumi hubungan tersebut adalah:

Log a = M-5,45-0,00084(d-100)+log(100/d)*(1/0,43429)............ (2-9)

di mana :

M = magnitude gempa (Skala Richter);

a = percepatan gempa di permukaan tanah (gal);

e = bilangan logaritma Napier (2,71828183); dan

d = jarak hiposentrum dari sumber gempa (km).

E (episenter) R S (kota)

D (kedalaman gempa)

d (hiposentrum)

Pada Gambar 2.4, didapat jarak hiposentrum (d) dari pusat gempa

menggunakan rumus phytagoras yaitu dengan memasukkan jarak kedalaman. gempa

dan jarak horizontal ( R). Sedangkan untuk mencari jarak horizontal yaitu dengan

memasukkan koordinat episenter dan koordinat S (kota/desa) sebagai berikut:

Cos ES (R) = sin ФE sinФS + cosФE cosФS cos (LE-LS)................. (2-10)

di mana,

ФE = koordinat bujur episenter;

ФS = koordinat bujur kota;

LE = koordinat lintang episenter; dan

LS = koordinat lintang kota.

III METODOLOGI PENELITIAN

13

F (pusat gempa)

Gambar 2.4 Ilustrasi Jarak Horizontal dari Pusat Gempa Bumi

Sumber : Adawiyah, (2008: 6)

Telah diuraikan pada Bab II, terdapat tiga macam likuifaksi akibat

pembebanan yaitu: likuifaksi beban monotonic, likuifaksi akibat beban cyclic, dan

likuifaksi akibat pembebanan yang bersifat shock wave. Dari ketiga jenis likuifaksi

tersebut, yang diuraikan dalam penulisan ini hanya masalah likuifaksi akibat beban

cyclic yang pada sebutan berikutnya hanya disebut likuifaksi saja. Jenis likuifaksi ini

dianalisis berdasarkan metode-metode Seed & Idriss (1971), Whitman (1971), dan

Valera & Donovan (1977), berkenaan dengan terjadi tidaknya likuifaksi lapisan tanah

pasir pada daerah studi kasus. Bagan alir proses penelitian dapat dilihat pada

Lampiran A Gambar A.3.1 halaman 25.

3.1 Pengumpulan Data Sekunder

Pada tiap lapisan tanah yang ditinjau pada penelitian ini terbatas pada titik-

titik pembangunan jembatan itu sendiri. Data sekunder diperoleh dari CV. Multi

Teknik Prima Consultant dan dikumpulkan untuk menunjang analisis.

Data tanah yang digunakan untuk analisis tersebut diperoleh dari buku

laporan CV. Multi Teknik Prima Consultant, yaitu berupa susunan jenis lapisan tanah

(boring log) beserta data hasil tes laboratorium. Data boring log dapat di lihat pada

Lampiran B Tabel B.3.1 dan Tabel B.3.2 halaman 26 dan 27.

Likuifaksi yang ditinjau dalam penelitian ini adalah likuifaksi akibat

pembebanan cyclic yang terjadi pada tanah pasir jenuh air yang mengalami getaran

gempa. Ini berarti bahwa lapisan tanah yang mengandung lapisan pasir saja yang

ditinjau, dimana lapisan pasir tersebut harus berada di bawah muka air tanah.

3.2 Penentuan Parameter Gempa

Berdasarkan pertimbangan bahwa daerah yang ditinjau masih dipengaruhi

oleh tektonisme yang tetap mempengaruhi kestabilan suatu daerah pada saat-saat

tertentu, maka besaran magnitude gempa tentu harus lebih besar dari besaran yang

sebenarnya terjadi di lapangan. Data parameter gempa diperoleh Badan Meteorologi

dan Geofisika (BMG) Banda Aceh (2012) mengenai masalah yang berkenaan dengan

gempa bumi untuk lokasi yang ditinjau.

14

3.2.1 Magnitude gempa (M)

Data magnitude gempa untuk kota Banda Aceh dalam radius (epicenter)

maksimum 635 kilometer yang dikumpul sebanyak 678 data gempa dari Badan

Meteorologi dan Geofisika (BMG) Banda Aceh (2012) dapat dilihat pada Lampiran

B Tabel B.3.3 halaman 28 sampai halaman 45. Radius sejarak ini dipertimbangkan

untuk mendapatkan data gempa yang lebih memadai. Untuk tiap kejadian gempa,

data tersebut merupakan nilai besaran (magnitude) gempa, letak sumber gempa

(koordinat lintang dan bujur pada bola bumi, kedalaman, tanggal, dan tahun

kejadiannya).

Penentuan magnitude gempa untuk analisis potensi likuifaksi adalah besaran

yang terbesar dari data pencatatan magnitude gempa yang pernah terjadi dan

diperhitungkan sebagai magnitude gempa desain.

3.2.2 Percepatan gempa maksimum pada permukaan tanah (amax)

Nilai percepatan gempa maksimum pada permukaan tanah untuk digunakan

dalam analisis juga diambil nilai terbesar yang pernah terjadi untuk lokasi yang

ditinjau. Nilai-nilai percepatan tersebut berdasarkan persamaan-persamaan yang

dikembangkan di luar negeri sehingga untuk dipakai di Indonesia masih dirasa perlu

dikalikan dengan suatu angka koreksi tertentu.

3.3 Penentuan Parameter Tanah

Data-data tanah yang tersedia untuk titik pada lokasi rencana pembangunan

jembatan di desa Ulee Krueng, Sabang, yang dipilih sebagai berikut:

a. Susunan per lapisan tanah (boring log) diambil dari nomor titik Bor satu dan

titik Bor dua. Seperti terlihat pada Lampiran B Tabel B.3.1 dan Tabel B.3.2

halaman 26 dan 27 yang diperoleh dari CV. Multi Teknik Prima Consultant

b. Berat volume tanah didapat dari hasil uji tanah di laboratorium mekanika

Tanah Universitas Syiah Kuala

15

Data-data tanah yang belum tersedia dan diperlukan untuk analisis likuifaksi

adalah sebagai berikut ini:

a. Kepadatan relatif (Dr) tiap lapisan yang ditinjau, ditentukan berdasarkan

korelasi antara nilai Dr dengan N SPT dari Tabel 2.3; dan

b. Tegangan efektif (’eff) dan tegangan total (tot) dari lapisan tanah yang

ditinjau, ditentukan menurut cara yang biasa dalam mekanika tanah.

3.4 Penentuan Kemungkinan Likuifaksi

Gejala perubahan sifat tanah dari solid ke sifat liquid disebabkan oleh

berbagai jenis pembebanan, yaitu: pembebanan monotonic, pembebanan cyclic, dan

pembebanan yang bersifat shock wave. Untuk penelitian ini yang akan diuraikan

hanya masalah likuifaksi akibat pembebanan cyclic.

Jenis likuifaksi yang dianalisa berdasarkan tinjauan pustaka dan data yang

tersedia, dengan menggunakan metode-metode yang diusulkan Metode Seed & Idriss

(1971), Whitman (1971), dan Valera & Donovan (1977).

3.4.1 Penentuan kemungkinan likuifaksi dengan metode Seed & Idriss (1971)

Beberapa data yang dibutuhkan dalam menganalisis kemungkinan likuifaksi

dengan metode di atas adalah sebagai berikut:

a. Data-data tanah, seperti:

(i) kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (ds); dan

(ii) tahanan standar penetrasi (N SPT).

b. Data-data gempa, seperti:

(i) percepatan gempa maksimum di permukaan tanah (amak); dan

(ii) magnitude gempa (M).

Mula-mula diketahui kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (ds) didapat dari

pekerjaan boring log core drilling. Selanjutnya nilai tahanan standar penetrasi (N

SPT) didapat dari hasil bor log yang dilakukan di lapangan.

16

Untuk mengetahui terjadi atau tidaknya likuifaksi pada metode ini dengan

memasukkan nilai tahanan standar penetrasi (N SPT) dengan kedalaman tanah yang

ditinjau (ds) kedalam Gambar 2.1, Seed & Idriss, 1971, (Zulfikar, 2008: 7).

3.4.2 Penentuan kemungkinan likuifaksi dengan metode Whitman (1971)



a. Data-data tanah, seperti:

(i) kepadatan relatif (Dr);

(ii) berat volume tanah terendam ( );

(iii) berat volume tanah jenuh (sat);

(iv) kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (ds); dan

(v) faktor reduksi fungsi dari kedalaman (rd).


(i) percepatan gempa maksimum di permukaan tanah (amak); dan

(ii) magnitude gempa (M).

Langkah permulaan penentuan likuifaksi dengan metode Whitman (1971)

Dari data berat volume tanah dan kedalaman lapisan yang ditinjau (ds), didapat dari

pekerjaaan boring log. Dengan data-data tersebut maka dapat dihitung nilai tegangan

total (vo) dan nilai tegangan efektif (’vo).

Langkah selanjutnya nilai cyclic ratio (cq/ vo) dan nilai kepadatan relatif

(Dr) dimasukkan ke dalam Gambar 2.2, Whitman (Amirulmukminin, 2008: 18)

untuk dapat menentukan potensi likuifaksi pada lapisan tanah.

3.4.3 Penentuan kemungkinan likuifaksi dengan metode Valera & Donovan

(1977)

17



a Data-data tanah, seperti:

(i) kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (ds); dan

(ii) tahanan standar penetrasi (N SPT).


(i) magnitude gempa (M); dan

(ii) percepatan gempa maksimum (amaks).

Langkah permulaan penentuan likuifaksi dengan metode Valera & Donovan,

1977, (Zulfikar, 2008: 7) ini sama dengan metode Seed & Idriss, 1971, (Zulfikar,

2008: 7). Mula-mula diketahui kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (ds) didapat

dari pekerjaan boring log. Selanjutnyan nilai tahanan standar penetrasi (N SPT)

didapat dari hasil bor log yang dilakukan di lapangan.

Besarnya nilai tahanan tergantung dari intensitas gempa (N) dan magnitude

gempa (M) yang diperoleh Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Banda Aceh

(2012). Kemudian data tanah dan data gempa dimasukkan ke dalam persamaan (2-5),

untuk mendapatkan nilai tahanan penetrasi kritis (Ncrit). Penentuan kemungkinan

likuifaksi pada metode ini adalah perbandingan nilai tahanan standar penetrasi (N

SPT) dengan nilai tahanan penetrasi kritis (Ncrit).

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dikemukakan hasil-hasil pengolahan dan analisis data yang

didasarkan pada metode penelitian yang telah dikemukakan pada Bab III dan

diberikan pembahasan sesuai dengan teori-teori dan rumus-rumus yang dikemukakan

pada Bab II dan Bab III.

Hasil yang akan dikemukakan berkenaan dengan perhitungan parameter

likuifaksi yang diikuti dengan penentuan potensi likuifaksi, yaitu: Magnitude gempa,

Percepatan gempa maksimum pada permukaan tanah, tegangan efektif, tegangan

total. Pembahasan yang akan dikemukakan meliputi beberapa kemungkinan

18

berdasarkan perhitungan dengan menggunakan berbagai metode yang berbeda-beda

dan cara pemakaiannya antara satu sama lainnya.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini dapat di tarik beberapa kesimpulan yang berhubungan dengan

studi komparasi dan pembahasan hasil pengolahan data. Kemudian dilanjutkan

dengan memberikan beberapa gagasan yang berhubungan dengan studi ini.

D. DAFTAR KEPUSTAKAAN

1. Adawiyah, R., 2008, Jurnal Pola Wilayah Gempa, Universitas Indonesia.

2. Amirulmukminin, R.P., 2008, Analisis Kemungkinan Likuifaksi Lapisan

Pasir Pada Lokasi Pembangunan Dermaga Pasiran Sabang, Tugas Akhir,

Universitas Syiah Kuala.

3. Anonim, 2012, Data Magnitude Gempa Bumi Di atas 5 Skala Richter,

Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Banda Aceh.

4. Anonim, 2010, Laporan Pekerjaan Soil Investigation Sondir dan Boring ,

CV. Multi Teknik Prima Consultant , Banda Aceh.

5. Bowles, J.E., 1984, Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknik Tanah, Terjemahan

Loeh Hainim J. K., Penerbit Erlangga, Jakarta.

6. Irmayanti, 2010, Analisis Potensi Likuifaksi Lapisan Pasir Pada Lokasi

Jembatan Santan Banda Aceh, Tugas Akhir, Universitas Syiah Kuala.

7. Munirwan, R.P., 2005, Analisis Potensi Likuifaksi Pada Lapisan Pasir di

Lokasi Pembangunan H2O2 Plant Bulding Pupuk Asean Aceh Fertilizer di

Krueng Geukaueh Lhokseumawe, Tugas Akhir, Universitas Syiah Kuala.

8. Zulfikar, 2008, Analisis Kemungkinan Likuifaksi Lapisan Pasir Pada

Lokasi Pembangunan Dermaga Pasiran Sabang, Tugas Akhir, Universitas

Syiah Kuala.

19

Proposal Analisa Likuifaksi

Documents

Transcript of Proposal Analisa Likuifaksi