1
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 TUGAS AKHI AKHIR R YANG YANG DIUSU DIUSULKA LKAN N
1. Judul Penelitian
: Analisis Potensi Likuifaksi Lapisan Pasir Pada Loka Lokasi si Renc Rencan anaa Pemb Pemban angu guna nan n Jemb Jembat atan an Ulee 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 Pemban Pembangun gunan an Jemb Jembat atan an Ulee Ulee Kruen Krueng g Balo Balohan han,, Kota Sabang
5. Lokasi
: De Desa Ul Ulee Kr Krueng, Ke Kecamatan Su Sukajaya, Ko 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. RENC RENCAN ANA A OUTL OUTLINE INE
2
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
3
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
4
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.
5
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.
6
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): σ eff = σ tot − u ......................................................................................
(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): S = c + σ eff .tanφ ..................................................................................
(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.
7
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 a max yang merupakan percepatan gempa maksimum dan g yang menunjukkan percepatan gravitasi bumi.
Standard penetration resistance (blows / ft) 20
0
30
40
50
60 0
GWT 10
3
20
L i f o q u c o r a n e f a n r e d y c t i o t t i o e a r n v h o s i s i h q e r s e t a n c n i t s h e v f p u y o w a e n a k e u n i k e u e e t n l l s e r a t y o n x c i e e d
30 ) t f ( h t p e D
40
50
60
70
6
9 ) m (
12
15
max = 0.1 g
a
0.15
0.2
0.25
18
21.33
Gambar 2.1 Nilai-nilai N SPT untuk Likuifaksi terjadi Sumber : Seed and Idriss, 1971 (Zulfikar, 2008: 7)
8
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.
0,4 liquefaction no liquefaction 0,3
eq
τ σ
'
vo
0,2
0,1
0 0
20
40
60
80
100
Relative Dens ity (%)
Gambar 2.2 Interpretasi Data di Lapangan Untuk Analitis Kemungkinan Likuifaksi Sumber :
Whitman, 1971 (Amirulmukminin, 2008: 10)
9
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: τ max
=
σ vo g
.a max. .rd ..............................................................
(2-3)
maka τ eq
0,65.
=
σ vo g
.a max. rd .................................................
(2-4)
di mana,
2.5.3
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.
=
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: _
Ncrit = N (1 + 0,125 ( ds
−
3 ) − 0,05( dw − 2 ) ) .................................................
(2-5)
10
Gambar 2.3 Nilai Rata-rata dari rd Sumber : Seed & Idriss, 1971 (Amirulmukminin, 2008 : 8) Di mana, Ncrit = nilai kritis dari tahanan penetrasi standar (blows/ft); −
N
= 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). (a)
Bila N < Ncrit berarti lapisan pasir yang ditinjau cenderung mengalami likuifaksi; dan
11
(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
6
VII
10
IX
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 M.M.
3
3
4
5
I-II
III
V
VI-VII
Intensity Sumber : Valera & Donovan, 1977 (Zulfikar, 2008: 9)
6 VIIVIII
7
8
IX-X
XI
Bila data tanah yang diperlukan tidak cukup tersedia, misal nilai berat volume tanah (γ ) pada lapisan pasir dan nilai-nilai kepadatan relatif (Dr) tidak tersedia dari 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
12
Kondisi Pasir Sangat Gembur
Kepadatan Relatif 0-0,15
<4
Tahanan Ujung Qc (Mpa) <4
Gembur
0,15-0,35
4-10
2-4
Sedang
0,35-0,65
10-30
4-12
Padat
0,65-0,85
30-50
12-20
N
Sangat Padat 0,85-1,00 > 50 Sumber : Lee et al., 1983 (Amirulmukminin, 2008: 12)
> 20
Tabel 2.4 Korelasi uji penetrasi standar (SPT) Keadaan Lepas
N 0-10
Berat isi (γ ) 12-16
Sudut gesek (φ ) 25-32
Sedang
11-30
14-18
28-36
Padat
31-50
16-20
30-40
18-23
>35
Sangat padat >50 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: 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)
13
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) F (pusat gempa) Gambar 2.4 Ilustrasi Jarak Horizontal dari Pusat Gempa Bumi Sumber : Adawiyah, (2008: 6)
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
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
14
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 titiktitik 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. 2.1
Magnitude gempa (M)
15
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 (a max)
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 Data-data tanah yang belum tersedia dan diperlukan untuk analisis likuifaksi adalah sebagai berikut ini:
16
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 (σ’eff ) dan tegangan total (σtot) 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. 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).
17
3.4.2
Penentuan kemungkinan likuifaksi dengan metode Whitman (1971)
Beberapa data yang dibutuhkan dalam menganalisis kemungkinan likuifaksi dengan metode di atas adalah sebagai berikut: a. Data-data tanah, seperti: (i)
kepadatan relatif (Dr);
(ii)
berat volume tanah terendam (γ );
(iii)
berat volume tanah jenuh (γ sat);
(iv)
kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (ds); dan
(v)
faktor reduksi fungsi dari kedalaman (rd).
,
b.
Data-data gempa, seperti: (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 (σvo) dan nilai tegangan efektif (σ’vo). ,
Langkah selanjutnya nilai cyclic ratio (τ cq/ σ 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)
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
18
(ii) b.
tahanan standar penetrasi (N SPT).
Data-data gempa, seperti: (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 berdasarkan perhitungan dengan menggunakan berbagai metode yang berbeda-beda dan cara pemakaiannya antara satu sama lainnya. V.
KESIMPULAN DAN SARAN
19
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.
