ISSN : 2088-9321
Vol. 1, No. 2, Januari 2012
JURNAL TEKNIK SIPIL
RS
Vol. 1
ITAS SYIA
No. 2
Halaman 117 -226
AL A
I UN
VE
JTS
TEKNIK -
- J UR N A L T
IPIL - FAK S K I UL N K
S TA
JURNAL TEKNIK SIPIL
E
JURNAL TEKNIK SIPIL
U K H
Banda Aceh Januari 2012
ISSN 2088-9321
REDAKSI JURNAL TEKNIK SIPIL ISSN 2088 - 9321 Penasehat: Dekan Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Penanggung Jawab: Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala Pemimpin Redaksi: Dr. Ir. Taufiq Saidi, M. Eng Penyunting Pelaksana: Gartika Setiya Nugraha, ST, M.Si Nurul Malahayati, ST, M.Sc Nafisah Al-Huda, ST. MT Febriyanti Maulina. ST. MT Noer Fadhly, ST, MT Yus Yudhyantoro, ST. MT Purwandi Hasibuan, ST, M.Sc Enny Irmawati Hasan Penyunting ahli: Prof. Dr. Ir. Munirwansyah, M.Sc Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur BC Dr. Azmeri, ST. MT Dr. Ir. M. Isya, MT Dr. Ir. Sofyan M. Saleh, M.Sc.Eng Dr. Ing. Teuku Budi Aulia, M.Ing Dr. Ir. Masimin, M. Eng Ir. Banta Chairullah, M.Ing Mubarak, ST, MT Nurul Malahayati, ST, M.Sc
Mitra Bebestari: Dr. Ing. Ir. Dwita Sutjiningsih, M.Dipl. H.E (UI) Prof. Dr. Ir. Nur Yuwono, Dipl. HE. (UGM) Ir. Ade Sjafruddin, M.Sc., Ph.D (ITB) Ir. Biemo W. Soemardi, M.Sc., Ph.D (ITB) Ir. Masyhur Irsam, MSE., Ph.D (ITB) Alamat Sekretariat/Redaksi: Jurusan Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala Jl. Syech Abdurrauf No. 7 Darussalam, Banda Aceh 23111 Website: https://sites.google.com/site/jurnaltekniksipil/ e-mail:
[email protected],
[email protected] Telp/fax: 0651-7555444
Pedoman Penulisan Naskah Jurnal Teknik Sipil 1.
1. Naskah berupa hasil penelitian, studi kepustakaan maupun tulisan ilmiah lainnya dalam Bidang Teknik Sipil. 2. Naskah harus asli dan belum pernah dipublikasikan melalui media lain. 3. Bahasa yang digunakan adalah Bahasa Indonesia atau Bahasa Inggris yang baku 4. Format Penulisan: ? Ukuran kertas A4 ? Naskah diketik dua kolom dengan jarak antara kolom 1 cm, spasi 1,5 dan panjang halaman maksimum 12 halaman. ? Batas kiri dan atas masing-masing 4 cm, batas kanan dan bawah masing-masing 2,5 cm. ? Judul ditulis dalam huruf besar dengan posisi di tengah halaman dan jenis huruf Times New Romance-16 bold. ? Nama-nama penulis tanpa gelar dan jenis huruf yang digunakan adalah Times New Romance11 bold. ? Abstraksi ditulis dalam 1 paragraf (sekitar 300 kata) dengan batas kiri 4,5 cm, batas kanan 3 cm dan jenis huruf Times New Roman-10. Dilengkapi dengan kata kunci. ? Sub Judul ditulis dalam huruf besar dengan jenis huruf Times New Roman-10-bold dan Subsub judul ditulis dengan jenis huruf Times New Roman-11-bold. ? Tulisan inti menggunakan jenis huruf Times New Roman-11 dengan urutan Pendahuluan, Metodologi, Hasil dan Pembahasan, Kesimpulan, Daftar pustaka. ? Daftar pustaka disusun sesuai abjad dengan urutan nama penulis, tahun terbit, judul, edisi, penerbit, kota penerbit, halaman. ? Pedoman penulisan naskah dapat diunduh di web : https://sites.google.com/site/jurnaltekniksipil/format-penulisan 4. Pengiriman Naskah: Naskah dikirimkan ke Sekretariat Jurnal Teknik Sipil, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Jl. Syech Abdurrauf No: 7, Kopelma Darussalam, Banda Aceh 23111, Telp/Fax: 0651-7555444. Naskah dikirim dalam bentuk naskah cetak (lengkap dengan ilustrasinya) satu muka dan CD (soft file). Ilustrasi yang berupa grafik, diagram, tabel, gambar, foto, yang tidak terdapat dalam file di CD harus ditempel pada tempatnya dalam naskah tercetak dengan kualitas yang baik. Naskah diketik dalam program pengolah kata Microsoft Word. Nama file dan program yang digunakan dicantumkan pada label CD. Naskah dilampiri nama, alamat, nomor telpon dan fax serta alamat e-mail (jika ada) dengan lengkap dan jelas untuk korespondensi. 6. Isi tulisan di luar tanggung jawab penyunting. Penyunting berhak melakukan editing redaksional tanpa mengubah arti. 7. Naskah yang masuk akan dinilai kelayakannya oleh Penyunting Ahli dan naskah menjadi hak milik penyunting sepenuhnya. 8. Penulis yang naskahnya dimuat tidak mendapat imbalan jasa tetapi akan memperoleh satu eksemplar jurnal edisi tersebut.
Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
ISSN 2088-9321
JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal Teknik Sipil Unsyiah merupakan wadah bagi seluruh civitas akademika dibidang konstruksi dan lingkungan mengembangkan dan menginformasikan perkembangan teknologi dan pengetahuan. Frekuensi terbit tiga kali setahun pada bulan September, Januari, dan Mei.
DAFTAR ISI Analisa Stabilitas Lereng Pada Pemotongan Bukit Tower Pln 47f Desa Paloh Krueng Geukuh Aceh Utara Banta Chairullah
117 - 130
Evaluasi Potensial Likuifaksi Pesisir Pantai Krueng Raya Aceh Besar Provinsi Aceh Reza P. Munirwan, Hendra Gunawan
131 - 142
Modeling Safety Performance Function (SPFS) Using Poison-Generalized Linear Model Sugiarto
143 - 152
Relationship Between The Nine Functions Of Project Management And Project Success Hafnidar Abdul Rani, Che Sobry Abdullah, Shahimi Mohtar
153 - 162
Pengaruh Harga Material Utama Sebagai Variabel Model Terhadap Harga Satuan Bangunan Gedung Di ProvinsI M. Idris Ibrahim
163 - 172
Kajian Pemahaman Dan Manfaat Bagi Kontraktor Terhadap Proses Pelelangan Menurut Perpres R.I No. 54/2010 Tripoli
173 - 184
Tegangan Dan Gaya Baut Pada Sambungan Balok Kayu Seumantok Iswani
185 - 194
Tinjauan Pengaruh Retak Pada Perencanaan Elemen Struktur Gedung PT PLN (PERSERO) Wilayah Provinsi Aceh Mochammad Afifuddin, Huzaim, T. Ikmal
195 - 204
Optimization Of Water Utilization For Electric Energy At Tiro Reservoir, Pidie District Azmeri, Maimun Saputra
205 - 214
Kalibrasi Metode Usle Dalam Estimasi Erosi Akibat Kehadiran Alur (Rill) Pada Suatu Lahan Yang Ditanami Rumput Gajah (Penisetum Purpureum) Maimun Rizalihadi, Eldina Fatimah, Lia Nazia
215 - 226
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
ISSN 2088-9321 pp. 131- 142
EVALUASI POTENSIAL LIKUIFAKSI PESISIR PANTAI KRUENG RAYA ACEH BESAR PROVINSI ACEH Reza P. Munirwan1, Hendra Gunawan2 1,2) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syeh Abdul Rauf No. 7, Darussalam Banda Aceh 23111, email:
[email protected],
[email protected]
Abstract: Aceh – Indonesia, is a province that is prone to the earthquake strike because of the position of it which is close to earth fault. There are subduction tectonic fault, Indo-Australia, Euo-Asia tectonic faults, and Sumatra fault. The aim of this research was to analyse the probability of sand soil failure (liquefaction potency) as the earthquake strike. The earthquake waves when it reaches the saturated of sand soil layer as a cyclic loads, leads the sand soil layers to fail (soil liquefaction). The soil formation will be change due to the cyclic loads and increase the pore water pressure, as a result the soil shear strength will decrease or even loss strength and becomes like fluida. The location of the research is in Krueng Raya beach in Aceh Besar – Aceh province. The data were obtained from N-SPT test and showed that the soil layers are dominant with sand soil layers. Seed et al (1976) and Castro (1975) were used to analyse the liquefaction potency. The research shows that liquefaction occurs in the depth of 3 m – 15 m for Seed et al (1976) method whereas no indication of liquefaction shows from Castro (1975) methods in any depths. Keywords : Liquefaction, subduction, potential, cyclic load, N-SPT. Abstrak: Aceh – Indonesia, merupakan provinsi yang rawan terhadap gempa dikarenakan antara lain Aceh berada di sekitar pantai barat Sumatera yang merupakan daerah pertemuan dari plat tektonik dasar laut (subduksi), plat tektonik Indo-Australia, Euro-Asia, dan patahan Sumatra Fault yang dapat mempengaruhi gempa. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi keruntuhan struktur tanah pasir (potensi likuifaksi) apabila terjadi gempa bumi. Pada suatu lapisan tanah pasir yang jenuh air, getaran-getaran gempa bumi menyebabkan potensi terjadi suatu gejala likuifaksi yang merupakan gejala keruntuhan struktural tanah akibat menerima beban siklis (berulang). Beban siklis ini menimbulkan perubahan-perubahan di dalam deposit, berupa peningkatan tekanan air pori sehingga kuat geser tanah menjadi berkurang atau bahkan hilang (loss strength) sehingga berperilaku seperti fluida. Studi ini dilakukan pada lokasi pantai Krueng Raya Aceh Besar Provinsi Aceh. Berdasarkan data sekunder N-SPT, diperoleh lubang bor yang struktur tanah per lapisan dominan pasir. Potensi likuifaksi dianalisis dengan menggunakan metode-metode analisis Seed et al., (1976), dan Castro (1975). Hasil studi ini menunjukkan bahwa analisis likuifaksi dengan menggunakan metode Seed et al. (1976) terjadi pada kedalaman 3 m - 15 m dengan magnitude lebih besar dari 7,0 SR. Sedangkan analisis dengan menggunakan metode Castro (1975) pada kedalaman yang sama dengan tinjauan Seed et al (1976) likuifaksi tidak terjadi. Kata kunci : Likuifaksi, subduksi, potensi, beban siklis, N-SPT.
Aceh merupakan daerah rawan bencana dan
plat tektonik Indo-Australia, Euro-Asia, dan
termasuk daerah yang aktif gempa. Hal ini
patahan Sumatera Fault. Pesisr pantai utara
dikarenakan di sekitar pantai barat Sumatera
Aceh Besar merupakan kawasan pelabuhan
merupakan daerah pertemuan dari dua plat
Malahayati Aceh Besar dimana awalnya be-
tektonik yang dapat mempengaruhi gempa,
fungsi sebagai daerah transit barang yang besar.
yaitu lempeng tektonik dasar laut (subduksi),
Namun setelah pemerintah mengalih fungsiVolume 1, Nomor 2, Januari 2012 - 131
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
kan hak kelola pelabuhan ke Pulau Batam,
kan metode yang diusulkan oleh para beberapa
pelabuhan ini berubah fungsi yang sebelum-
ahli, antara lain Seed et al. (1976), dan Castro
nya sebagai daerah transit barang dari belahan
(1975).
dunia menjadi pelabuhan transit barang yang
Ruang lingkup penelitian ini men-
berasal dari lokal saja. Pelabuhan tersebut
cangkup masalah keruntuhan struktur tanah
berada di daerah Krueng Raya, Kabupaten
pasir (potensi likuifaksi) di bawah pelabuhan
Aceh Besar dengan letak geografis pada
Malahayati Krueng Raya Aceh Besar yang
koordinat 5° 35’ 50” LU dan 95° 30’ 35” BT
berada di pesisir pantai utara Aceh Besar
atau berjarak kurang lebih 38 kilometer dari
dengan menggunakan metode–metode analisis
pusat kota Banda Aceh.
di atas. Analisis potensi likuifaksi ini berguna
Likuifaksi merupakan proses naiknya te-
untuk mengetahui lebih awal kemungkinan
kanan air pori dan menurunnya tekanan efektif
penurunan akibat terjadinya likuifaksi pada
tanah pada lapisan pasir jenuh air akibat
saat terjadinya gempa bumi. Potensi terjadinya
getaran atau gempa bumi tektonik (Hasmar,
likuifaksi pada lapisan pasir dapat dikurangi
2007 : 2). Lapisan tanah yang bersifat cair
dengan melakukan usaha perbaikan tanah,
(quick condition) dengan tekanan yang sangat
yaitu
tinggi akan menimbulkan kerusakan dan
(memberi kesempatan air tanah dapat terdissi-
ketidakmampuan menahan beban dari suatu
pasi), atau dengan menggunakan teknik
infrastruktur.
grouting (suntikan bahan cair ke dalam
Data sekunder yang dikumpulkan dari hasil penyelidikan tanah yang dilakukan oleh Laboratorium Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan dan data gempa yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), diketahui bahwa kondisi profil tanah pada titik-titik perhitungan analisis merupakan tanah dominan berpasir dengan muka air tanah tinggi yang akan mengakibatkan kemungkinan terjadinya likuifaksi. Data bor yang diperlukan untuk menganalisis potensi likuifaksi adalah titik bor yang dominan pasir dengan hasil tes laboratorium terhadap contoh tanah tak terganggu yang diambil dari lubang bor tersebut dan data gempa untuk daerah yang
dengan
membuat
stone
column
rongga-rongga tanah). KAJIAN PUSTAKA
Pengertian Likuifaksi Seed et al.,(1975) menyatakan bahwa likuifaksi adalah proses perubahan kondisi tanah pasir yang jenuh air menjadi cair akibat meningkatnya tekanan air pori yang harganya menjadi sama dengan tekanan total yang disebabkan oleh beban dinamik, sehingga tekanan tanah efektifnya menjadi nol. Hal ini dapat menyebabkan struktur tanahnya menjadi rapuh dan bangunan yang ada di atasnya akan runtuh. Jenis Pembebanan Penyebab Likuifaksi
ditinjau. Dari data yang telah ada, potensi
Menurut Soelarno et al.,4 sebagaimana
likuifaksi dapat dianalisis dengan mengguna-
dikutip oleh Zulfikar (2008:3), likuifaksi
132 - Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
adalah suatu gejala perubahan sifat tanah yaitu,
bandingkan well graded sand (pasir
dari sifat solid ke sifat liquid. Perubahan sifat
yang bergradasi baik), untuk uniformi-
ini dapat disebabkan oleh berbagai jenis
ty yang sama, butir pasir yang lebih
pembebanan sebagai berikut ini.
halus akan lebih mudah likuifaksi. Pa-
a)
Diakibatkan oleh pembebanan mono-
sir yang mudah likuifaksi adalah pasir
tonic yang biasanya terjadi pada tanah
yang mempunyai harga D10 antara
lempung yang mengalami tekanan da-
0,01-0,25 mm, D50 antara 0,075-2,0
ri gaya rembesan air atau arus pasang
mm, D20 antara 0,04-0,50 mm atau
sehingga menimbulkan gejala quick
0,004-1,20 mm dengan uniformity
clay, sebagai akibatnya tanah lem-
coefficient (Cu) antara 2-10.
pung kehilangan kekuatan gesernya
b)
Kepadatan relatif (Dr), makin kecil
yang dikenal dengan nama static li-
harga Dr makin mudah terjadi likui-
quefaction.
faksi.
Diakibatkan oleh pembebanan cyclic
c)
Pengaruh kondisi stress mula-mula di
yang biasanya terjadi pada tanah pasir
lapangan, makin besar harganya ma-
jenuh air yang mengalami getaran
kin sulit tanah itu mencair (likuifaksi).
gempa sehingga pasir kehilangan daya dukungnya yang dikenal dengan cyclic liquefaction. c)
b)
Diakibatkan 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.
Faktor-faktor
Mekanisme Terjadinya Likuifaksi Seed
et
al.,1975,
dikutip
dari
Amirulmukminin (2008 : 4) bahwa 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 berku-
yang
Mempengaruhi
Potensial Likuifaksi
rang dan dengan demikian kekuatan geser juga berkurang.
Soelarno, 1986 sebagaimana dikutip oleh
Perubahan sifat solid ke sifat liquid yang
Zulfikar (2008 : 4) menyebutkan faktor-faktor
terjadi pada pasir jenuh air ini diakibatkan oleh
yang mempengaruhi potensial likuifaksi:
peningkatan tekanan air pori dan pengurangan
a)
tegangan efektif.
Sifat butir tanah, pasir yang uniform (seragam) lebih mudah likuifaksi di-
Persamaan tegangan efektif (Bowles, Volume 1, Nomor 2, Januari 2012 - 133
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
dimana,
1984 : 53) :
σ eff = σ tot − u
(1)
dimana, σeff = tegangan yang sebenarnya bekerja pada butir tanah (KN/m2); σtot = tegangan akibat beban-beban yang bekerja (KN/m2); dan u = tekanan air pori (KN/m2).
Rumus kekuatan geser (Bowles, 1984 :
S c φ
= kekuatan geser tanah (KN/m2); = kohesi (KN/m2) ; dan = sudut geser dalam sehubungan dengan tegangan efektif (0).
Berdasarkan kedua rumus di atas bahwa peningkatan tekanan air pori akan berarti mengurangi tegangan efektif dan juga mengurangi kekuatan geser dari tanah yang bersangkutan.
409):
S = c + σ eff .tanφ
(2)
Gambar 1. Hubungan Antara rasio tegangan siklis dengan NL, pada nilai kepadatan relatif yang berbeda-beda. Sumber
: Seed et al.,1976
Dapat saja terjadi bahwa u = σtot sehingga
perlu diketahui jumlah getaran yang dibutuh-
berdasarkan persamaan (1) maka σeff = 0, ini
kan untuk mencapai likuifaksi (NL) dan
berarti lapisan tanah tersebut hampir dapat
jumlah cycle ekuivalen dari gempa (Neq).
dikatakan tidak mempunyai kekuatan geser
Mula-mula
sama sekali dan berperilaku seperti fluida
equivalent shear stress (τeq) dengan nilai
Evaluasi Potensial Likuifaksi Metode Seed et al. (1976) Untuk menganalisis terjadi atau tidaknya likuifaksi dengan menggunakan metode ini, 134 - Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
dihitung
normalisasi
nilai
tegangan efektif (σ’vo), menghasilkan cyclic stress ratio. Kemudian lapisan pasir dengan kepadatan relatif (Dr) yang berbeda-beda memberikan hubungan antara cyclic stress ratio dengan nilai NL seperti yang terlihat
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
pada Gambar 1.
Menurut seed et al., 1976 sebagaimana
Untuk memudahkan dalam perhitungan,
dikutip oleh Amirulmukminin, (2008 : 7), nilai
Seed et al., 1976 sebagaimana dikutip oleh
tegangan geser siklis ekivalen gempa (τeq)
Amirulmukminin (2008 : 7) juga memberikan
dapat diambil sebesar 65 % dari nilai tegangan
suatu persamaan matematis untuk menghitung
geser gempa maksimum (τeq) dan mengusul-
nilai NL, dengan persamaan berikut ini.
kan suatu bentuk persamaan untuk menghi-
,
.
.
tung nilai tegangan geser gempa maksimum
,
(3)
di mana, NL = jumlah getaran yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan likuifaksi; Dr = kepadatan relatif (%); σ'vo = tegangan vertikal efektif (KN/m2); dan τeq = tegangan geser ekivalen dari gempa (KN/m2).
sebagai berikut:
τ max =
σ vo .a max. .rd g
(4)
maka 0,65 .
.
.
(5)
Gambar 2. Nilai Rata-rata dari rd Sumber : Seed and Idris, 1971 (Amirulmukminin, 2008 : 8)
di mana, τeq = tegangan geser ekivalen dari gempa (kN/m2); g = percepatan gravitasi bumi (m/det2); τmax = tegangan geser maksimum dari gempa (kN/m2); σvo = tegangan total akibat beban yang bekerja pada lapisan deposit (KN/m2); amax = percepatan gempa maximum di permukaan tanah (gal); dan rd = faktor reduksi tegangan sebagai fungsi dari kedalaman yang dapat dilihat pada Gambar 2.
Berdasarkan pengalaman dalam pengamatan terhadap gempa-gempa terdahulu, nilai jumlah cycle ekivalen dari gempa (Neq) dan nilai perioda ekivalen dari gempa getaran gempa (Teq) dapat ditentukan dengan suatu pendekatan yang dihubungkan dengai nilai magnitude dari gempa yang bersangkutan. Nilai-nilai pendekatan tersebut dapat dilihat pada Tabel 1. Volume 1, Nomor 2, Januari 2012 - 135
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
Kriteria terjadi tidaknya likuifaksi pada
juga dapat diketahui bahwa untuk nilai N’
lapisan tanah dalam kondisi tak terdrainase
yang melebihi 50, likuifaksi tidak terjadi
sehubungan dengan peningkatan tekanan air
dikarenakan garis likuifaksinya hanya terbatas
pori akibat tegangan siklis dari gempa dapat
pada nilai N’ sampai 50.
ditentukan dengan jalan membandingkan nilai
Tabel 1. Korelasi antara Nilai Neq dan Magnitude
NL (jumlah getaran yang dibutuhkan untuk
Gempa
mencapai keadaan likuifaksi) dengan nilai Neq
Magnitude
(jumlah cycle ekivalen dari gempa). Krite-
Gempa
rianya adalah sebagai berikut: a)
Lapisan tanah tersebut telah mengalami likuifaksi sebelum getaran gem-
Teq
(Cycle)
(detik)
5,5 – 6
5
8
6,5
8
14
(SR)
7
12
20
pa bumi selesai sebelumnya. Hal ini
7,5
20
40
dapat terjadi bila nilai NL < Neq den-
8-9
30
60
gan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan likuifaksi tersebut adalah (NL/Neq)*Teq satuan waktu, di mana Teq merupakan periode ekivalen dari getaran gempa. b)
Neq
Jumlah cycle ekivalen gempa yang ada belum cukup untuk menimbulkan likuifaksi dan ini terjadi bila NL > Neq
Metode Castro (1975)
Sumber: Seed et al.,(1976)
Nilai tahanan standar penetrasi yang dikoreksi, dapat dinyatakan dengan persamaan yang diberikan oleh Teng, 1962 sebagaimana dikutip oleh Amirulmukminin, (2008 : 10) sebagai berikut:
N' =
50.N σ' vo + 10
(6)
suatu grafik yang menyatakan hubungan anta-
di mana, N’ = nilai SPT yang dikoreksi (blow/ft); N = nilai SPT yang sebenarnya (blow/ft); σ'vo = tegangan vertikal efektif yang nilainya < 280 KN/m2.
ra nilai tahanan penetrasi standar yang telah
Nilai tegangan geser gempa rata-rata
dikoreksi (N’) pada kedalaman tanah yang
yang terjadi pada bidang horizontal, oleh
ditinjau dengan nilai rasio tegangan gempa
Castro dinyatakan sebagai berikut:
Menurut Castro, 1975 sebagaimana dikutip oleh Amirulmukminin, (2008 : 9),
rata-rata (τav/σ’vo) seperti yang di perlihatkan pada Gambar 3. Pada Gambar 3, terdapat dua garis lengkung yang merupakan garis batas, di mana sebelah kanan garis batas menunjukkan likuifaksi tidak terjadi dan sebelah kiri garis batas menunjukkan likuifaksi terjadi. Dari gambar 136 - Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
τ av = 0,7.
σ
vo
g
.a
max
.rd
(7)
di mana, τav = nilai tegangan geser gempa rata-rata (KN/m2); g = percepatan gravitasi bumi (m/det2); amax = percepatan gempa maksimum di permukaan tanah (gal); σvo = tegangan total (KN/m2); dan
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
rd
= faktor reduksi sebagai tegangan fungsi dari kedalaman yang dapat dilihat pada Gambar 2.
Faktor 0,7 merupakan faktor konversi terhadap percepatan gempa dan sebenarnya juga tergantung dari magnitude gempa. Hubungan Empiris Parameter Gempa
Lama getaran gempa dipengaruhi oleh besarnya magnitude gempa karena getaran tersebut akan berlangsung minimal selama tidak terjadinya geseran pada patahan. Salah satu metode yang diambil untuk analisis ini adalah percepatan gempa yang diusulkan oleh
Donovan (1972) pada persamaan (8). Percepatan gempa dan magnitude gempa mempunyai hubungan-hubungan empiris berikut sebagaimana dikutip oleh Amirulmukminin, (2008: 12). Berdasarkan hasil data percepatan gempa di Amerika Serikat, Jepang, dan Papua New Guinea, Donovan menyatakan hubungan tersebut sebagai: A = 1320.e0,58M / (d+25) 1,52
(8)
di mana, a = percepatan gempa di permukaan tanah (gal) e = bilangan logaritma Napier (2,17828183) M = magnitude gempa (skala Richter) d = jarak hiposentrum dari sumber gempa (km)
Gambar 3. Cyclic Stress Ratio vs Nilai SPT yang terkoreksi Sumber : Castro, 1975 (Amirulmukminin, 2008 : 11).
METODE PENELITIAN
tanah jenuh (γsat), kedalaman lapisan tanah
Penentuan kemampuan likuifaksi den-
yang ditinjau (h), faktor reduksi fungsi dari
gan metode Seed et al. (1976)
kedalaman (rd), magnitude gempa (M), dan
Beberapa data yang diperlukan dalam menganalisa potensi likuifaksi dengan metode
percepatan gempa maksimum di permukaan tanah (amak).
di atas adalah kepadatan relatif (Dr), berat
Mula-mula dihitung nilai normalisasi,
volume tanah terendam (γ’), berat volume
yaitu: nilai tegangan geser eqivalen dari gempa Volume 1, Nomor 2, Januari 2012 - 137
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
(σeq) dengan nilai tegangan geser efektif (σvo).
metode di atas adalah nilai tahanan standar
Dengan data-data tersebut maka dapat dihi-
penetrasi (N-SPT), berat volume tanah teren-
tung nilai tegangan total (σvo) dan nilai
dam (γ, ), berat volume tanah jenuh (γsat),
tegangan efektif (σ’vo). Faktor reduksi (rd)
kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (h),
yang merupakan fungsi dari kedalaman (h)
faktor reduksi fungsi dari kedalaman (rd),
lapisan yang ditinjau, untuk mendapatkan nilai
magnitude gempa, dan percepatan gempa
rd dimasukkan ke dalam Gambar .2, Seed dan
maksimum di permukaan tanah (amak).
Idris (1971).
Langkah permulaan penentuan likuifaksi
Besarnya nilai percepatan gempa maksi-
dengan metode Castro (1975) ini sama dengan
mum dipermukaan tanah (amax) diperoleh den-
metode Seed et. al (1976). Mula-mula dihitung
gan menggunakan persamaan (8). Kemudian
nilai normalisasi, yaitu: nilai tegangan geser
data-data tanah dan data gempa dimasukkan
eqivalen dari gempa (τcq) dengan nilai tegan-
ke dalam persamaan (5), untuk mendapatkan nilai tegangan geser ekivalen (τeq ). Jumlah getaran yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan likuifaksi (NL), merupakan hubungan antara cyclic stress ratio (τcq/ σ,vo) dengan nilai kepadatan relatif (dr) yang berbeda-beda yang dapat dilihat pada gambar (1), Seed et al, (1976). Nilai kepadatan relatif (Dr) ditentukan berdasarkan korelasi dengan nilai N-SPT. Langkah selanjutnya untuk memudahkan dalam perhitungan nilai NL di-
gan geser efektif (σvo). Dengan data-data tersebut maka dapat dihitung nilai tegangan total (σvo) dan nilai tegangan efektif (σ’vo). Faktor reduksi (rd) yang merupakan fungsi dari kedalaman juga tergantung dari kedalaman (h) lapisan yang ditinjau, untuk mendapatkan nilai rd dimasukkan ke dalam Gambar 2, Seed dan Idris (1971). Kemudian data-data tanah dan data gempa dimasukkan kedalam persamaan (5), untuk
hitung dengan persamaan (3). Besar kecilnya
mendapatkan nilai tegangan geser rata-rata
nilai NL sangat tergantung dari nilai-nilai
(τav). Sedangkan nilai tahanan standar penerasi
kepadatan relatif (Dr), tegangan efektif (σ, vo),
(N-SPT) didapatkan dari hasil boring log.
dan tangangan geser ekivalen (τcq). Penentuan
Langkah selanjutnya nilai N-SPT dan
kemungkinan likuifaksi (NL) dengan nilai
nilai tegangan efektif (σ,vo) dimasukkan ke
jumlah getaran ekivalen akibat gempa (Ncq).
persamaan (6), untuk mendapatkan nilai
Jumlah getaran ekivelen akibat gempa (Ncq)
tahanan standar penetrasi yang dikoreksi
tergantung dari besarnya magnitude gempa
(N’). Untuk mengetahui potensi likuifaksi
(M).
dengan metode ini maka nilai cyclic stress
Penentuan
kemungkinan
likuifaksi
dengan metode Castro (1975)
Beberapa data yang dibutuhkan dalam menganalisis kemungkinan likuifaksi dengan 138 - Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
ratio (τav/σ,vo) dan nilai tahanan standar
penetrasi yang dikoreksi (N’) dimasukkan ke dalam Gambar 3, Castro (1975).
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
HASIL DAN PEMBAHASAN
(c) Bila titik yang dihasilkan berada di
Perhitugan dengan Metode Seed et al.,
tengah-tengah garis kritis, maka likui-
(1976)
faksi yang terjadi kemungkinannya
Seperti yang telah dibahas sebelumnya
adalah rendah atau sedang.
bahwa kriteria yang digunakan dalam metode
Hasil perhitungan kemungkinan likuifak-
ini untuk menganalisis kemungkinan terja-
si menggunakan metode Castro (1975) dengan
dinya likuifaksi, yaitu dengan membanding-
magnitude gampa yang sama dengan metode
kan nilai jumlah getaran ekivalen akibat
Seet et al (1976) dapat dilihat pada Tabel 3.
gempa (Neq) dengan nilai jumlah getaran yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan likuifaksi (NL). (a)
Pembahasan
Likuifaksi yang ditinjau dalam penelitian
Bila Neq < NL, maka likuifaksi tidak
ini adalah likuifaksi yang terjadi akibat
terjadi; dan
pembebanan cyclic, yaitu terjadi pada tanah
(b) Bila Neq > NL, maka likuifaksi akan
pasir jenuh air yang mengalami getaran gempa.
terjadi.
Ini berarti bahwa per lapisan tanah yang
Hasil perhitungan kemungkinan likuifak-
mengandung lapisan pasir saja yang ditinjau,
si dengan menggunakan metoda Seed et al.,
dimana lapisan pasir tersebut harus berada di
(1976) dari range magnitude gempa antara
bawah muka air tanah. Selanjutnya per lapisan
5SR – 9SR dengan kedalamn lapisan tertentu
tanah yang ditinjau dipersempit lagi yaitu
dapat dilihat pada Tabel 2.
hanya tinjauan yang dilakukan pada lapisan
Perhitungan dengan metoda Castro, (1975)
Kriteria dalam menentukan kemungkinan terjdinya likuifaksi pada metode ini, adalah dengan memasukan nilai tahanan standar penetrasi yang telah dikoreksi (N’) dan nilai cyclic ratio (τ/σ’vo) ke dalam gambar yang memuat pita lengkung kritis yang dapat dilihat pada Gambar 3. (a) Bila titik yang dihasilkan berada di sebelah kanan dari pita lengkung kritis, maka likuifaksi tidak terjadi; (b) Bila titik yang dihasilkan berada di sebelah kiri dari pita lengkung kritis, maka likuifaksi akan terjadi; dan
yang dominan pasir karena perlapisan diduga memberi peluang yang lebih besar untuk mengalami likuifaksi bila terjadi gempa bumi. Dalam pembahasan ini dibahas beberapa kemungkinan yang telah diperoleh dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode Seed et al., (1976), dan Castro (1975). Metode yang diusulkan Seed et al., (1976) yaitu hubungan antara rasio tegangan siklis dengan NL, pada nilai kepadatan relatif (Dr) yang berbeda-beda. Metode Castro (1975) merupakan hubungan antara nilai tegangan geser ratarata dari gempa (τav) dengan tegangan vertikal efektif (σ’vo) dan nilai tahanan standar penetrasi yang dikoreksi (N’). Nilai tahanan standar penetrasi yang dikoreksi (N’) yang Volume 1, Nomor 2, Januari 2012 - 139
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
magnitude gempa dan kedalaman yang sama.
lebih besar dari 50 blow/ft kemungkinan Analisis
Berdasarkan sejarah magnitude gempa
kemungkinan likuifaksi dengan berdasarkan
yang pernah dialami provinsi Aceh dengan
pengambilan magnitude gempa dari (5,0),
magnitude gempa hampir mencapai 9 skala
(6,0), (7,0), (8,0) dan (9,0) Skala Richter akan
richter pada saat tsunami hebat yang melanda
memberikan hasil yang bervariasi. Untuk
Provinsi Aceh tanggal 26 Desember 2004 dan
percepatan gempa maksimum dalam tanah
pengamatan visual di lapangan, dapat disim-
digunakan persamaan yang diusulkan oleh
pulkan liquifaksi tidak terjadi di daerah sekitar
Donovan (1972).
pelabuhan Malahayati Krueng Raya Provinsi
likuifaksi
tidak
akan
terjadi.
Hasil dari metode Seed et al menunjuk-
Aceh. Secara tidak langsung dapat dijelaskan
kan bahwa likuifaksi mulai terjadi pada mag-
bahwa hasil yang diperoleh oleh metode Seed
nitude gempa 7 skala Richter pada kedalaman
et al (1976) cenderung lebih besar dari kea-
3.0 meter hingga 36.0 meter. Berbanding ter-
daan yang sebenarnya, sedangkan metode Ca-
balik dengan metode Seed et al (1976), me-
stro (1975) memperoleh hasil yang sesuai
tode Castro (1975) tidak menunjukkan adanya
dengan keadaan sebenarnya di lapangan.
gejala kemungkinan terjadinya likuifaksi pada Tabel 2. Analisis Potensial Liquifaksi dengan Metode Seed et al (1976) Depth
Magnitude
Dr
σvo
σvo'
τeq
NL
rd 2
2
Neq
τeq/σvo' 2
(m)
(SR)
(%)
kN/m
kN/m
kN/m
3.0
>7
63.5
54.0
24.0
0.988
6.445
6.0
>7
42.5
109.2
49.2
0.963
9.0
>7
76.0
162.0
72.0
12.0
>7
39.5
218.4
15.0
>7
56.0
18.00
>8
21.00
Evaluasi (cycle)
(cycle)
0.269
1.763
12
likuifaksi
12.697
0.258
0.250
12
likuifaksi
0.929
18.170
0.252
6.509
12
likuifaksi
98.4
0.862
22.742
0.231
0.305
12
likuifaksi
280.5
130.5
0.776
26.278
0.201
4.235
12
likuifaksi
65.0
333.0
153.0
0.670
31.736
0.207
8.070
20
likuifaksi
>9
70.0
396.9
186.9
0.599
101.925
0.545
0.065
30
likuifaksi
24.00
>9
73.0
463.2
223.2
0.552
109.518
0.491
0.144
30
likuifaksi
27.00
>9
76.0
491.4
221.4
0.526
110.709
0.500
0.162
30
likuifaksi
30.00
>9
85.0
570.0
270.0
0.500
122.063
0.452
0.511
30
likuifaksi
33.00
>9
85.0
610.5
280.5
0.496
129.820
0.463
0.450
30
likuifaksi
36.00
>9
85.0
680.4
320.4
0.492
143.517
0.448
0.537
30
likuifaksi
140 - Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala Tabel 3 Analisis Potensial Liquifaksi dengan Metode Castro (1975) Depth Magnitude Dr σvo σvo' τav rd τav/σvo' 2 2 2 (m) (SR) kN/m (%) kN/m kN/m
N
N'
Evaluasi
(blow/ft)
(blow/ft)
(Grafik)
3.0
>7
63.5
54.0
24.0
0.988
6.941
0.289
25
36.8
tidak liquifaksi
6.0
>7
42.5
109.2
49.2
0.963
13.673
0.278
20
16.9
tidak liquifaksi
9.0
>7
76.0
162.0
72.0
0.929
19.568
0.272
18
11.0
tidak liquifaksi
12.0
>7
39.5
218.4
98.4
0.862
24.491
0.249
23
10.61
tidak liquifaksi
15.0
>7
56.0
280.5
130.5
0.776
28.299
0.217
28
9.96
tidak liquifaksi
18.00
>8
65.0
333.0
153.0
0.670
34.177
0.223
36
11.04
tidak liquifaksi
21.00
>9
70.0
396.9
186.9
0.599
109.766
0.587
38
9.65
tidak liquifaksi
24.00
>9
73.0
463.2
223.2
0.552
117.943
0.528
50
10.72
tidak liquifaksi
27.00
>9
76.0
491.4
221.4
0.526
119.225
0.539
50
10.80
tidak liquifaksi
30.00
>9
85.0
570.0
270.0
0.500
131.452
0.487
50
8.93
tidak liquifaksi
33.00
>9
85.0
610.5
280.5
0.496
139.806
0.498
50
8.93
tidak liquifaksi
36.00
>9
85.0
680.4
320.4
0.492
154.557
0.482
50
8.93
tidak liquifaksi
SIMPULAN
Pada
3. likuifaksi
nan likuifaksi dapat diketahui bahwa
dengan menggunakan metoda Seed et al.,
pada lokasi ini ada kemungkinan ter-
(1976), dan Castro (1975) maka dapat diambil
jadinya liquifaksi pada magnitude di
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
atas 7 skala Richter.
1.
hasil
kemungkinan
Berdasarkan hasil analisis kemungki-
Hasil dari perhitungan dengan meng-
4.
Dari ke dua metode analisis liquifaksi,
gunakan metode analisis Seed et al.
metode Seed et al (1976) cenderung
(1976) liquifaksi terjadi pada lapisan
lebih besar kemungkinan terjadi liqui-
3 m-15 m pada magnitude 7,0 - 8,0
faksinya dibandingkan metode Castro
SR dan terjadi likuifaksi di setiap
(1975).
kedalaman pada magnitude 9,0 SR. 2.
Hasil dari perhitungan analisis metode Castro (1975) dengan percepatan Donovan, tidak terjadi likuifaksi di tiap kedalaman pada magnitude 7,0 SR sampai 9,0 SR.
DAFTAR PUSTAKA
Amirulmukminin, R.P., 2008, Analisis Kemungkinan
Likuifaksi
Lapisan
Pasir Pada Lokasi Pembangunan Dermaga Pasiran Sabang, Tugas Volume 1, Nomor 2, Januari 2012 - 141
Jurnal Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala
Akhir, Universitas Syiah Kuala.
Seed, H., B., Martin, P., Lysmer, J., 1975,
Bowles, J.E., 1984, Sifat-Sifat Fisis dan
The Generation and Dissipation of
Geoteknik Tanah, Terjemahan Loeh
Pore Water Pressure During Soil Li-
Hainim J. K., Penerbit Erlangga, Ja-
quefaction, University of California,
karta.
Berkeley, California.
Hasmar, H.A.H., 2007, Evaluasi Potensial
Zulfikar,
2008,
Analisis
Kemungkinan
Likuifaksi (Keruntuhan Tanah) Aki-
Likuifaksi Lapisan Pasir Pada Lokasi
bat Gempa Jogja 2006 Pada Pantai
Pembangunan
Parangtritis Bantul Jogja, Jurnal
Sabang, Tugas Akhir, Universitas Syiah
Pondasi Vol. 13 No. 1 Juni, Yogya-
Kuala.
karta.
142 - Volume 1, Nomor 2, Januari 2012
Dermaga
Pasiran
