ANALISIS POTENSI LIKUIFAKSI PADA PROYEK WIRE HOUSE BELAWAN Bolmen Frans J. Sinaga1 dan Rudi Iskandar2 1Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan
[email protected]
ABSTRAK Salah satu dampak yang disebabkan oleh gempa bumi adalah fenomena hilangnya kekuatan lapisan tanah akibat getaran yang disebut dengan likuifaksi. Likuifaksi biasanya terjadi pada tanah pasir yang bersifat lepas (Loose). Analisis ini bertujuan untuk mengetahui potensi terjadinya likuifaksi pada lokasi Proyek Ware House Belawan, sehingga hasilnya dapat dijadikan masukan bagi pihak pengembang Proyek Ware House Belawan. Perhitungan potensi likuifaksi dilakukan dengan Metode Simplified Procedure. Pertama yang dilakukan mengumpulkan data sejarah gempa yang pernah terjadi di lokasi Proyek Ware House Belawan. Kemudian mengumpulkan data lapisan tanah pada daerah penelitian. Dari data tersebut, kemudian dapat dihitung nilai Cyclic Stress Ratio (CSR) yang merupakan nilai perbandingan antara tegangan geser rata-rata yang diakibatkan oleh gempa dengan tegangan vertikal efektif di setiap lapisan dan nilai Cyclic Resistant Ratio (CRR) yaitu besarnya ketahanan tanah terhadap likuifaksi. Kedua parameter tersebut kemudian dihubungkan pada grafik Seed et al untuk mengetahui lapisan-lapisan tanah mengalami likuifaksi atau tidak saat terjadi gempa. Berdasarkan analisa perhitungan yang dilakukan, disimpulkan bahwa Proyek Ware House Belawan memiliki lapisan tanah yang berpotensi terlikuifaksi pada lapisan permukaan tanah dan berbahaya terhadap bangunanbangunan yang berpondasi dangkal seperti pada BH-3 bangunan kantor berlantai 1 dan BH-4 bangunan pos jaga Sappam.
Kata kunci : Gempa bumi, Likuifaksi, Simplified Procedure, Cyclic Stress Ratio (CSR), Cyclic Resistant Ratio (CRR)
ABSTRACT One of the effects caused by the earthquake is a phenomenon of the loss of strength due to vibration of the soil layer called liquefaction. Liquefaction typically occurs in sandy soil that is loose (Loose). This analysis aims to determine the potential for liquefaction at the project location Ware House Belawan, so the results can be used as input for the project developer Ware House Belawan. The calculation is done with the method of liquefaction potential Simplified Procedure. The first is done to collect historical data earthquakes that have occurred at the site of the Project Ware House Belawan. Then collect the data layer of soil on the study area. From these data, can then be calculated value of Cyclic Stress Ratio (CSR) which is a ratio between the average shear stress caused by the earthquake with effective vertical stress in each layer and the value of Cyclic Resistant Ratio (CRR) is the amount of soil resistance to liquefaction. These two parameters are then connected on a graph Seed et al to determine the layers of the soil liquefaction during earthquakes or not. Based on calculations performed analysis, it was concluded that the Project Ware House Belawan have potentially pitch soil layer on the surface layer of soil liquefaction and dangerous to buildings that had shallow foundations such as the BH-3-storey office building 1 and BH-4 gatehouse building.
Keywords: Earthquake, Liquefaction, Simplified Procedure, Cyclic Stress Ratio (CSR), Cyclic Resistant Ratio (CRR)
1. PENDAHULUAN Gempa sebenarnya adalah adanya pergeseran lempengan di dalam bumi, akibat pergeseran lempengan tersebut menimbulkan getaran ke permukaan bumi. Getaran tersebutlah yang menimbulkan bencana bagi kehidupan manusia. Dan Indonesia termasuk daerah yang memiliki aktifitas gempa bumi yang tinggi. Ditandai dengan lokasi Indonesia yang terletak pada pertemuan empat lempeng tektonik utama bumi yaitu Lempeng Eurasia, Indo-Australia, Pasifik dan Filiphine. Maka dari itu, perencanaan pembangunan di Indonesia perlu juga memperhitungkan resiko – resiko yang disebabkan oleh terjadinya gempa. Resiko tersebut terjadi pada kegagalan struktur bangunan dan pada kegagalan struktur tanah yang menopang bangunan diatasnya. Dalam
tugas akhir ini, penulis membahas salah satu kegagalan yang terjadi pada struktur tanah sehingga menjadikan tanah tersebut tidak memiliki kekuatan untuk menopang bangunan di atasnya. Salah satu kegagalan struktur tanah yang menopang bangunan diatasnya disebut dengan Likuifaksi. Likuifaksi adalah proses hilangnya kekuatan geser dan kekakuan tanah akibat adanya tegangan air pori yang timbul akibat beban siklis (berulang). Hilangnya kekuatan geser dan kekakuan tanah akibat beban siklis (berulang) yang secara tiba-tiba dapat meningkatkan tekanan air pori dan berakibat terhadap berkurangnya tegangan vertikal efektif. Jika tegangan vertikal efektif turun menjadi nol, maka tanah akan mencair dan berperilaku sebagai fluida dan tidak mempunyai kekuatan lagi untuk menopang bangunan di atasnya. Fenomena ini yang sering sekali membuat bangunan menjadi amblas.
2. TUJUAN Untuk mengetahui perubahan nilai percepatan gempa dari batuan dasar sampai ke permukaan tanah di lokasi Proyek Ware House Belawan dan mengetahui tingkat potensi likuifaksi pada lokasi Penelitian.
3. METODE Metode yang dipergunakan dalam tulisan ini adalah : 1. Mengumpulkan data gempa dengan magnitude diatas 5 skala richter yang terjadi dalam radius 500 km dari Proyek Ware House Belawan. Dan data diambil mulai dari tahun1973 sampai dengan tahun 2012; 2. Menghitung percepatan gempa di batuan dasar (PGA) dengan mengunakan Fungsi Atenuase Joyner & Boore (1988) dan Fungsi Atenuase Crouse (1991); 3. Kemudian mendapatkan percepatan gempa di batuan dasar yang mewakili semua kejadian gempa dengan menggunakan pendekatan Metode Gumbel untuk periode ulang 200 tahun; 4. Kemudian menghitung percepatan tanah di permukaan tanah dengan menggunakan Program Edushake. Dalam perhitungan analisis percepatan gempa di permukaan tanah harus menganalisa lapisan tanah pada lokasi tersebut; 5. Menghitung nilai CSR (Cyclic Stress Ratio) dan menghitung nilai CRR atau disebut dengan (N1)60 berdasarkan data SPT; 6. Menganalisis potensi likuifaksi pada lapisan pasir berdasarkan grafik Seed et al. Stratifikasi Tanah pada lokasi BH-3 Tabel 1. Data lapisan tanah pada lokasi BH-3 No.
Tebal Lapisan (m)
N-SPT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 2 2 2 3 13 20 5 5 4 5 8 6 7 10 7
Stratifikasi Tanah Very looses sand very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay soft clay soft clay soft clay medium dense fine sand medium dense fine sand medium soft clay medium soft clay soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay medium soft clay
berat isi (KN/m²) 15.7 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 17.3 17.3 17.3 18.1 18.1 17.3 18.1 18.1 18.1 18.1 18.9 18.1
G Max 6.22 6.22 6.22 6.22 6.22 12.44 12.44 12.44 18.66 80.86 124.4 31.1 31.1 24.88 31.1 49.76 37.32 43.54 62.2 43.54
21 2 8 medium soft clay 22 2 9 stiff clay 23 2 10 stiff clay 24 2 15 very stiff clay 25 2 50 very dense fine sand 26 2 20 very stiff clay 27 2 17 very stiff clay 28 2 20 very stiff sand 29 2 69 very hard sand 30 2 41 hard sand Keterangan : * Letak muka air tanah dikedalaman -1 meter. *
18.1 18.9 18.9 18.9 19.6 19.6 19.6 17.3 19.6 19.6
49.76 55.98 62.2 93.3 311 124.4 105.74 124.4 429.18 255.02
Lapisan pasir yang ditinjau pada BH-3
Stratifikasi Tanah pada lokasi BH-4 Tabel 2. Data lapisan tanah pada lokasi BH-4 No.
Tebal Lapisan (m)
N-SPT
Stratifikasi tanah very losses sand very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay losses fine sand medium dense fine sand hard wood fossil (organic) medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay stiff clay stiff clay stiff clay dense sand very dense sand very stiff clay hard clay hard clay hard clay
1 2 1 2 2 1 3 2 1 4 2 1 5 2 1 6 2 1 7 2 1 8 2 1 9 2 3 10 2 7 11 2 17 12 2 43 13 2 6 14 2 5 15 2 5 16 2 5 17 2 7 18 2 8 19 2 7 20 2 7 21 2 8 22 2 10 23 2 11 24 2 10 25 2 48 26 2 60 27 2 24 28 2 45 29 2 45 30 2 40 Keterangan : * Letak muka air tanah dikedalaman -1 meter. *
Lapisan pasir yang ditinjau pada BH-4
berat isi (KN/m²) 15.7 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 17.3 16.5 17.3 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1 18.9 18.9 18.9 19.6 19.6 19.6 19.6 19.6 19.6
G max 6.22 6.22 6.22 6.22 6.22 6.22 6.22 6.22 18.66 43.54 105.74 267.46 37.32 31.1 31.1 31.1 43.54 49.76 43.54 43.54 49.76 62.2 68.42 62.2 298.56 373.2 149.28 279.9 279.9 248.8
4. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengolahan dan analisis data, baik data gempa maupun data tanah didapatkan hasil sebagai berikut:
Percepatan Gempa di Batuan Dasar Percepatan gempa di batuan dasar dapat dihitung dengan mempergunakan fungsi atenuase. Fungsi atenuase adalah suatu fungsi yang menggambarkan korelasi antara intensitas gerakan tanah setempat (a), magnitude gempa (M) serta jarak suatu titik dari daerah sumber gempa (r). Dalam pemilihan fungsi atenuase sangat bergantung dari kondisi alam di tempat yang akan di uji. Tidak tersedianya data untuk menurunkan fungsi atenuase di wilayah Indonesia, menyebabkan pemakaian fungsi atenuase yang diturunkan dari wilayah lain tidak dapat dihindari. Untuk itu dipilih fungsi yang memiliki kemiripan kondisi seismotectonic dari wilayah dimana fungsi atenuase itu dibuat. Dalam menghitung analisis potensi likuifaksi pada kasus ini, penulis menggunakan Fungsi Atenuasse Joyner & Boore, dan Fungsi Atenuase Crouse Rumus Fungsi Atenuase Joyner & Boore adalah : 0.710.23( M w 6)log(r )0.0027r a 10
(1)
Rumus Fungsi Atenuase Crouse adalah :
lnPGA 6.36 1.76 2.73 ln R 1.58e
0.608M
0.00916h
(2)
Dari hasil perhitungan, Fungsi Atenuase Joyner & Boore dengan metode Gumbel menghasilkan percepatan sebesar 0,133 g sedangkan menggunakan Fungsi Atenuase Crouse dengan metode Gumbel menghasilkan percepatan sebesar 0,035 g. Percepatan Gempa di Permukaan Tanah Perhitungan percepatan gempa di permukaan tanah menggunakan Program Edushake. Dalam perhitungan ini, penulis menggunakan percepatan gempa batuan dasar yang telah diperoleh. Kedua percepatan akan diuji pada lokasi penelitian, dengan menggunakan karakteristik gempa Elcentro. Maka, analisis yang terjadi dapat ditentukan seperti pada Tabel berikut Tabel 3. Pembagian kasus pada lokasi penelitian kasus Karakteristik gempa Percepatan gempa pada batuan dasar (a) I Elcentro 0,133 g (Joyner & Boore) II Elcentro 0,035 g (Crouse) Berikut disajikan grafik percepatan gempa di permukaan tanah output Program Edushake di lokasi BH - 3 0 -10
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Kedalaman (m)
-20 -30 Kasus I -40
Kasus II
-50 -60 -70
Percepatan (g)
Gambar 1. Grafik percepatan gempa pada tiap lapisan tanah pada titik BH-3 Dari gambar terlihat percepatan gempa di permukaan tanah lebih besar diakibatkan kecepatan gelombang permukaan akan semakin besar ketika semakin dekat dengan permukaan tanah. Kenaikan percepatan gempa juga dipengaruhi jenis tanah. semakin padat tanah, maka redaman terhadap gempa juga semakin baik. Sedangkan grafik percepatan gempa di permukaan tanah output Program Edushake di lokasi BH – 4 dapat dilihat seperti gambar di bawah ini. 0 -10
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Kedalaman (m)
-20 -30 Kasus I -40
Kasus II
-50 -60 -70
Percepatan (g) Gambar 2. Grafik percepatan gempa pada tiap lapisan tanah pada titik BH-4
Nilai Cyclic Stress Ratio (CSR) CSR adalah nilai perbandingan antara tegangan geser rata-rata yang diakibatkan oleh gempa dengan tegangan vertikal efektif di setiap lapisan tanah. CSR juga biasa disebut Seismic Stress Ratio (SSR). Nilai CSR dihitung dengan persamaan: (3)
CSR cyc / 'v 0,65 rd ( v / ' v )( a max / g ) Dimana : CSR = Cyclic Stress Ratio (tidak berdimensi)
amax g 'v
= percepatan maksimum di permukaan tanah = percepatan gravitasi
v
= tegangan vertikal total = faktor reduksi kedalaman
= tegangan vertikal efektif
rd
berikut disajikan Nilai CSR pada titik BH-3 untuk kasus I Tabel 3. Perhitungan Nilai CSR pada titik BH-3 untuk kasus I Kedalaman (m) -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16
Stratifikasi Tanah Very looses sand very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay soft clay soft clay
Jenis tanah
σν (KN/m²)
µ (KN/m²)
σ'v (KN/m²)
Rd
SP CL CL CL CL CL CL CL
31.4 64.4 97.4 130.4 163.4 196.4 229.4 262.4
9.81 29.43 49.05 68.67 88.29 107.91 127.53 147.15
21.59 34.97 48.35 61.73 75.11 88.49 101.87 115.25
0.976 0.952 0.928 0.904 0.88 0.856 0.832 0.808
a max 1 0.148 0.151 0.167 0.187 0.205 0.168 0.175 0.183
CSR
CSR M=7.5
0.137 0.172 0.203 0.232 0.255 0.207 0.213 0.219
0.110 0.138 0.163 0.187 0.205 0.167 0.171 0.176
-18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -52 -54 -56 -58 -60
soft clay medium dense fine sand medium dense fine sand medium soft clay medium soft clay soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay medium soft clay medium soft clay stiff clay stiff clay very stiff clay very dense fine sand very stiff clay very stiff clay very stiff sand very hard sand hard sand
CL SM SM CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL SM CL CL SC SC SC
297 331.6 366.2 402.4 438.6 473.2 509.4 545.6 581.8 618 655.8 692 728.2 766 803.8 841.6 880.8 920 959.2 993.8 1033 1072.2
166.77 186.39 206.01 225.63 245.25 264.87 284.49 304.11 323.73 343.35 362.97 382.59 402.21 421.83 441.45 461.07 480.69 500.31 519.93 539.55 559.17 578.79
130.23 145.21 160.19 176.77 193.35 208.33 224.91 241.49 258.07 274.65 292.83 309.41 325.99 344.17 362.35 380.53 400.11 419.69 439.27 454.25 473.83 493.41
0.784 0.76 0.736 0.712 0.688 0.664 0.64 0.616 0.592 0.568 0.544 0.52 0.496 0.472 0.448 0.424 0.4 0.376 0.352 0.328 0.304 0.28
0.17 0.137 0.129 0.165 0.169 0.192 0.179 0.156 0.175 0.168 0.152 0.177 0.172 0.165 0.166 0.151 0.124 0.141 0.15 0.155 0.123 0.133
0.198 0.155 0.141 0.174 0.171 0.188 0.169 0.141 0.152 0.140 0.120 0.134 0.124 0.113 0.107 0.092 0.071 0.076 0.075 0.072 0.053 0.053
0.159 0.124 0.113 0.140 0.138 0.151 0.136 0.113 0.122 0.112 0.097 0.108 0.100 0.091 0.086 0.074 0.057 0.061 0.060 0.058 0.043 0.042
Nilai CSR pada titik BH-3 untuk kasus II Tabel 4. Perhitungan Nilai CSR pada titik BH-3 untuk kasus II Kedalaman (m) -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -52 -54 -56 -58 -60
Stratifikasi Tanah Very looses sand very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay soft clay soft clay soft clay medium dense fine sand medium dense fine sand medium soft clay medium soft clay soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay medium soft clay medium soft clay stiff clay stiff clay very stiff clay very dense fine sand very stiff clay very stiff clay very stiff sand very hard sand hard sand
Jenis tanah
σν (KN/m²)
µ (KN/m²)
σ'v (KN/m²)
Rd
SP CL CL CL CL CL CL CL CL SM SM CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL SM CL CL SC SC SC
31.4 64.4 97.4 130.4 163.4 196.4 229.4 262.4 297 331.6 366.2 402.4 438.6 473.2 509.4 545.6 581.8 618 655.8 692 728.2 766 803.8 841.6 880.8 920 959.2 993.8 1033 1072.2
9.81 29.43 49.05 68.67 88.29 107.91 127.53 147.15 166.77 186.39 206.01 225.63 245.25 264.87 284.49 304.11 323.73 343.35 362.97 382.59 402.21 421.83 441.45 461.07 480.69 500.31 519.93 539.55 559.17 578.79
21.59 34.97 48.35 61.73 75.11 88.49 101.87 115.25 130.23 145.21 160.19 176.77 193.35 208.33 224.91 241.49 258.07 274.65 292.83 309.41 325.99 344.17 362.35 380.53 400.11 419.69 439.27 454.25 473.83 493.41
0.976 0.952 0.928 0.904 0.88 0.856 0.832 0.808 0.784 0.76 0.736 0.712 0.688 0.664 0.64 0.616 0.592 0.568 0.544 0.52 0.496 0.472 0.448 0.424 0.4 0.376 0.352 0.328 0.304 0.28
a max 2
CSR
0.063 0.064 0.068 0.07 0.073 0.057 0.058 0.059 0.054 0.043 0.041 0.05 0.051 0.056 0.052 0.046 0.05 0.049 0.043 0.049 0.048 0.046 0.046 0.041 0.032 0.038 0.04 0.04 0.032 0.035
0.058 0.073 0.083 0.087 0.091 0.070 0.071 0.071 0.063 0.049 0.045 0.053 0.052 0.055 0.049 0.042 0.043 0.041 0.034 0.037 0.035 0.031 0.030 0.025 0.018 0.020 0.020 0.019 0.014 0.014
CSR M=7.5 0.038 0.048 0.054 0.057 0.060 0.046 0.046 0.046 0.041 0.032 0.029 0.035 0.034 0.036 0.032 0.027 0.029 0.027 0.022 0.024 0.023 0.021 0.020 0.016 0.012 0.013 0.013 0.012 0.009 0.009
Nilai CSR pada titik BH-4 untuk kasus I Tabel 5. Perhitungan Nilai CSR pada titik BH-4 untuk kasus I Kedalaman (m) -2
Stratifikasi Tanah very losses sand
Jenis tanah
σν (KN/m²)
µ (KN/m²)
σ'v (KN/m²)
Rd
a max 1
CSR
SP
31.4
9.81
21.59
0.976
0.113
0.104
CSR M=7.5 0.084
-4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -52 -54 -56 -58 -60
very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay losses fine sand medium dense fine sand hard wood fossil (organic) medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay stiff clay stiff clay stiff clay dense sand very dense sand very stiff clay hard clay hard clay hard clay
CL CL CL CL CL CL CL CL SM SM PT CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL SP SP CL CL CL CL
64.4 97.4 130.4 163.4 196.4 229.4 262.4 297 330 364.6 400.8 437 473.2 509.4 545.6 581.8 618 654.2 690.4 726.6 764.4 802.2 840 879.2 918.4 957.6 996.8 1036 1075.2
29.43 49.05 68.67 88.29 107.91 127.53 147.15 166.77 186.39 206.01 225.63 245.25 264.87 284.49 304.11 323.73 343.35 362.97 382.59 402.21 421.83 441.45 461.07 480.69 500.31 519.93 539.55 559.17 578.79
34.97 48.35 61.73 75.11 88.49 101.87 115.25 130.23 143.61 158.59 175.17 191.75 208.33 224.91 241.49 258.07 274.65 291.23 307.81 324.39 342.57 360.75 378.93 398.51 418.09 437.67 457.25 476.83 496.41
0.952 0.928 0.904 0.88 0.856 0.832 0.808 0.784 0.76 0.736 0.712 0.688 0.664 0.64 0.616 0.592 0.568 0.544 0.52 0.496 0.472 0.448 0.424 0.4 0.376 0.352 0.328 0.304 0.28
0.115 0.125 0.14 0.155 0.176 0.198 0.171 0.174 0.163 0.14 0.164 0.165 0.179 0.185 0.191 0.173 0.168 0.178 0.184 0.18 0.168 0.164 0.174 0.127 0.125 0.144 0.127 0.13 0.133
0.131 0.152 0.174 0.193 0.217 0.241 0.204 0.202 0.185 0.154 0.174 0.168 0.175 0.174 0.173 0.150 0.140 0.141 0.139 0.130 0.115 0.106 0.106 0.073 0.067 0.072 0.059 0.056 0.052
0.105 0.122 0.140 0.155 0.175 0.194 0.164 0.163 0.149 0.124 0.140 0.135 0.141 0.140 0.139 0.121 0.112 0.114 0.112 0.104 0.092 0.085 0.085 0.059 0.054 0.058 0.047 0.045 0.042
Nilai CSR pada titik BH-4 untuk kasus II Tabel 6. Perhitungan Nilai CSR pada titik BH-4 untuk kasus II Kedalaman (m)
Stratifikasi Tanah
Jenis tanah
σν (KN/m²)
µ (KN/m²)
σ'v (KN/m²)
Rd
a max 2
CSR
-2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -52 -54 -56 -58 -60
very losses sand very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay losses fine sand medium dense fine sand hard wood fossil (organic) medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay stiff clay stiff clay stiff clay dense sand very dense sand very stiff clay hard clay hard clay hard clay
SP CL CL CL CL CL CL CL CL SM SM PT CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL SP SP CL CL CL CL
31.4 64.4 97.4 130.4 163.4 196.4 229.4 262.4 297 330 364.6 400.8 437 473.2 509.4 545.6 581.8 618 654.2 690.4 726.6 764.4 802.2 840 879.2 918.4 957.6 996.8 1036 1075.2
9.81 29.43 49.05 68.67 88.29 107.91 127.53 147.15 166.77 186.39 206.01 225.63 245.25 264.87 284.49 304.11 323.73 343.35 362.97 382.59 402.21 421.83 441.45 461.07 480.69 500.31 519.93 539.55 559.17 578.79
21.59 34.97 48.35 61.73 75.11 88.49 101.87 115.25 130.23 143.61 158.59 175.17 191.75 208.33 224.91 241.49 258.07 274.65 291.23 307.81 324.39 342.57 360.75 378.93 398.51 418.09 437.67 457.25 476.83 496.41
0.976 0.952 0.928 0.904 0.88 0.856 0.832 0.808 0.784 0.76 0.736 0.712 0.688 0.664 0.64 0.616 0.592 0.568 0.544 0.52 0.496 0.472 0.448 0.424 0.4 0.376 0.352 0.328 0.304 0.28
0.054 0.055 0.057 0.06 0.063 0.065 0.068 0.056 0.056 0.05 0.044 0.051 0.051 0.054 0.055 0.055 0.049 0.049 0.051 0.051 0.05 0.046 0.044 0.047 0.034 0.033 0.038 0.034 0.034 0.035
0.050 0.063 0.069 0.074 0.078 0.080 0.083 0.067 0.065 0.057 0.048 0.054 0.052 0.053 0.052 0.050 0.043 0.041 0.041 0.039 0.036 0.031 0.028 0.029 0.020 0.018 0.019 0.016 0.015 0.014
CSR M=7.5 0.033 0.041 0.046 0.049 0.052 0.053 0.054 0.044 0.043 0.037 0.032 0.036 0.034 0.035 0.034 0.033 0.028 0.027 0.027 0.025 0.024 0.021 0.019 0.019 0.013 0.012 0.013 0.010 0.010 0.009
Nilai Cyclic Resistant Ratio (CRR) Nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) merupakan nilai ketahanan suatu lapisan tanah terhadap tegangan siklis. Nilai CRR dapat diperoleh dengan berdasarkan hasil pengujian lapangan yaitu hasil pengujian Standard Penetration Test (SPT). Pada pengujian SPT, penggunaan tipe palu dan sistem penjatuhan palu dapat mengalami perbedaan sehingga menghasilkan nilai N-SPT yang berbeda-beda untuk setiap pelaksanaannya. Oleh karena itu nilai N-SPT harus dinormalisasikan terhadap standar energy sebesar 60 % (Seed et al., 1985). Untuk menghitung nilai CRR, maka nilai N-SPT dikoreksi terlebih dahulu untuk prosedur pengujian lapangan dengan rumus : (4)
( N ) 60 1,67 N C b E m C r
Dimana : (N)60 = Nilai N SPT yang dikoreksi terhadap prosedur pengujian lapangan Em = efisiensi hammer Cb = korelasi diameter borelog Cr = panjang rod N = hasil test SPT Selanjutnya Nilai (N)60-SPT dikoreksi untuk Overburden Pressure menjadi (N1)60 atau CRR :
( N1 ) 60 N 60 Cn (100 / 'v )
0,50
N 60
(5)
Berikut disajikan Nilai CRR pada titik BH-3 Tabel 7. Perhitungan Nilai CRR pada titik BH-3 No. Lapisan
Kedalaman (m)
Tebal Lapisan (m)
N-SPT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
-2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -52 -54 -56 -58 -60
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 2 2 2 3 13 20 5 5 4 5 8 6 7 10 7 8 9 10 15 50 20 17 20 69 41
Stratifikasi tanah Very looses sand very soft clay very soft clay very soft clay very soft clay soft clay soft clay soft clay soft clay medium dense fine sand medium dense fine sand medium soft clay medium soft clay soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay medium soft clay stiff clay medium soft clay medium soft clay stiff clay stiff clay very stiff clay very dense fine sand very stiff clay very stiff clay very stiff sand very hard sand hard sand
N-60
N1(60)
1.095 1.095 1.095 1.095 1.095 2.189 2.189 2.189 3.284 14.231 21.894 5.473 5.473 4.379 5.473 8.757 6.568 7.663 10.947 7.663 8.757 9.852 10.947 16.420 54.734 21.894 18.610 21.894 75.533 44.882
2.356 1.851 1.574 1.393 1.263 2.327 2.169 2.039 2.878 11.810 17.298 4.117 3.936 3.034 3.650 5.635 4.089 4.624 6.397 4.356 4.850 5.311 5.751 8.418 27.363 10.687 8.879 10.272 34.700 20.205
Sedangkan Nilai CRR pada titik BH-4 adalah sebagai berikut:
No. Lapisan
Kedalaman (m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
-2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -52 -54 -56 -58 -60
Tabel 8. Perhitungan Nilai CRR pada titik BH-4 Tebal Lapisan Stratifikasi N-SPT (m) tanah 2 1 very losses sand 2 1 very soft clay 2 1 very soft clay 2 1 very soft clay 2 1 very soft clay 2 1 very soft clay 2 1 very soft clay 2 1 very soft clay 2 3 soft clay 2 7 losses fine sand 2 17 medium dense fine sand 2 43 hard wood fossil (organic) 2 6 medium soft clay 2 5 medium soft clay 2 5 medium soft clay 2 5 medium soft clay 2 7 medium soft clay 2 8 medium soft clay 2 7 medium soft clay 2 7 medium soft clay 2 8 stiff clay 2 10 stiff clay 2 11 stiff clay 2 10 stiff clay 2 48 dense sand 2 60 very dense sand 2 24 very stiff clay 2 45 hard clay 2 45 hard clay 2 40 hard clay
N-60
N1(60)
1.095 1.095 1.095 1.095 1.095 1.095 1.095 1.095 3.284 7.663 18.610 47.071 6.568 5.473 5.473 5.473 7.663 8.757 7.663 7.663 8.757 10.947 12.042 10.947 52.545 65.681 26.272 49.261 49.261 43.787
2.356 1.851 1.574 1.393 1.263 1.164 1.085 1.020 2.878 6.394 14.777 35.565 4.743 3.792 3.650 3.522 4.770 5.284 4.490 4.368 4.862 5.914 6.340 5.624 26.322 32.122 12.558 23.037 22.559 19.653
Analisis Potensi Likuifaksi Pada Lapisan Tanah Potensi likuifaksi dapat diketahui dengan menghubungan antara nilai CSR dengan nilai CRR dalam Grafik Seed et al. Dari Gambar 3 terlihat nilai CSR dengan nilai CRR dihubungkan pada grafik dengan fines 35%.
Analisis potensi likuifaksi pada titik BH- 3 0.600
35
0.500
15
≤5
Nilai CSR
0.400 terlikuifaksi 0.300 kasus 1 kasus 2
tidak terlikuifaksi
0.200
0.100
0.000 0
5
10
15
20
25
30
35
40
Nilai CRR Gambar 3. Grafik hubungan antara nilai CSR dengan nilai CRR untuk titik BH-3 Analisis potensi likuifaksi pada titik BH- 4 0.600
35
0.500
15
≤5
Nilai CSR
0.400
0.300 terlikuifaksi
kasus 1 kasus 2
0.200 tidak terlikuifaksi 0.100
0.000 0
5
10
15
20
25
30
35
Nilai CRR Gambar 4. Grafik hubungan antara nilai CSR dengan nilai CRR untuk titik BH-4
5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa potensi likuifaksi di lokasi Proyek Ware House Belawan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Percepatan gempa di batuan dasar berdasarkan frekuensi gempa dari tahun 1973 sampai dengan tahun 2012 adalah : 0.131g dengan menggunakan Fungsi Atenuase Joyner and Boore 0.054g dengan menggunakan Fungsi Atenuase Crouse 2. Percepatan gempa maksimum di permukaan tanah : BH-1 = 0.091g BH-2 = 0.166g BH-3 = 0.148g BH-4 = 0.113g BH-5 = 0.125g BH-6 = 0.085g 3. Dari hasil Analisis, lapisan tanah yang berpotensi terjadi likuifaksi pada Proyek Ware House Belawan adalah lapisan pada tanah : BH-1 kedalaman 18-19 m BH- 3 kedalaman 2-3 m BH- 4 kedalaman 2-3 m dan 20-21 m BH- 5 kedalaman 1-3 m BH- 6 kedalaman 4.5-5.5 m dan 20.5-21.5 m . 4. Likuifaksi dapat memberikan dampak pada struktur yang dibangun diatas permukaan tanah tergantung pada kedalaman lapisan tanah yang terlikuifaksi dan juga tebal lapisan tanah yang terlikuifaksi. 5. Berdasarkan hasil analisis di lokasi Proyek Ware House Belawan bahwa umumnya lapisan pada permukaan tanah berpotensi terjadi likuifaksi yang berbahaya terhadap bangunan-bangunan yang berpondasi dangkal seperti pada BH-3 bangunan kantor berlantai 1 dan BH-4 bangunan pos jaga Sappam.
6. DAFTAR PUSTAKA Chen,fu H. 2000. Soil Engineering : Testing Design and Remediation. Florida. CRC Press LLC. Das, B. M. 2010. Principles Of Geotechnical Engineering, Stanford. Cengage Learning Publishing. Das, B. M. 1993. Principles Of Soil Dynamic. Boston. PWS-KENT Publishing Company. Das, B. M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) 1. Jakarta: Erlangga, Das, B. M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) II. Jakarta: Erlangga. Day, R. W. 2002. Geotechnical earthquake Engineering Handbook, New York, MCGRAW-HILL. Edupro C.S., User Guide Edushake, Washington:Redmont Hasmar, Halim. 2007. Evaluasi Potensial Likuifaksi Akibat Gempa Bumi Tektonik Irsyam, Masyhur. 2006. Pengantar Dinamika Tanah dan Rekayasa Gempa. Bandung: ITB. Lapisan Pasir Jenuh Air dengan Metode Shaking Table. Logika. Vol. 4,No.1. Mabrur, Muhammad. 2009. Tugas Akhir : Analisis Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru. Fakultas Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Medan Razali. 2008. Tesis : Rekonturing Zona Percepatan Gempa di Permukaan Tanah Provinsi Sumatera Utara dengan Program Aplikasi Shake2000. Program Pascasarjana Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Medan Steven, L. Kramer. 1994. Geotechnical Earthquake Engineering, New Jersey, Uppersaddleriver. Seed, H.B., dan Idriss, I.M., Simplified Procedure For Evaluating Soil Liquifaction Potential, Geotech Div., ASCE 97(9)1249-1273, 1971 Tim Revisi Peta Gempa Indonesia. 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010. Jakarta: Kementerian Pekerjaan Umum USGS National Earthquake Information center
