analisis potensi likuifaksi akibat beban gempa di area...
TRANSCRIPT
-
ANALISIS POTENSI LIKUIFAKSI AKIBAT BEBAN
GEMPA DI AREA PLTU TANJUNG JATI B UNIT 5
DAN 6 JEPARA
Skripsi
Diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik Program Studi Teknik Sipil
Oleh
Muhammad Zain Rais
NIM.5113415002
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2019
-
ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING
Nama : Muhammad Zain Rais
NIM : 5113415002
Program Studi : S1 Teknik Sipil
Judul : Analisis Potensi Likuifaksi Akibat Beban Gempa di Area
PLTU Tanjung Jati B Unit 5 dan 6 Jepara
Skripsi/TA ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang panitia
ujian Skripsi/TA Program Studi S1 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Negeri Semarang.
Semarang, 4 Juli 2019
Pembimbing,
Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc.
NIP.197809212005012001
-
iii
PENGESAHAN
Skripsi/TA dengan judul “Analisis Potensi Likuifaksi Akibat Beban Gempa di
Area PLTU Tanjung Jati B Unit 5 dan 6 Jepara” telah dipertahankan di depan
sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik UNNES pada 9 Juli 2019.
Oleh
Nama : Muhammad Zain Rais
NIM : 5113415002
Program Studi : S1 Teknik Sipil
Panitia:
Ketua Sekretaris
Aris Widodo, S.Pd., M.T. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc.
NIP.197102071999031001 NIP.197809212005012001
Penguji 1 Penguji 2 Penguji 3/Pembimbing
Togani Cahyadi U.,S.T.,M.Eng. Untoro Nugroho,S.T.,M.T. Dr. Rini Kusumawardani,S.T.,M.T.,M.Sc.
NIP.198104202015041001 NIP.196906151997021001 NIP.197809212005012001
Mengetahui
Dekan Fakultas Teknik UNNES
Dr. Nur Qudus, M.T., IPM.
NIP.196911301994031001
-
iv
PERNYATAAN KEASLIAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa:
1. Skripsi/TA ini adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar
akademik sarjana, baik di Universitas Negeri Semarang (UNNES) maupun di
perguruan tinggi lain.
2. Karya tulis ini adalah murni gagasan, rumusan, dan penelitian saya sendiri, tanpa
bantuan pihak lain, kecuali arahan Pembimbing dan masukkan Tim Penguji.
3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau
dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan
sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan
dicantumkan dalam daftar pustaka.
4. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari
terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya
bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah
diperoleh karena karya ini, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang
berlaku di perguruan tinggi ini.
Semarang, 9 Juli 2019
Yang membuat pernyataan,
Muhammad Zain Rais
NIM.5113415002
-
v
MOTTO
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu orang-orang yang
diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat
(QS. Ar-Ra’d : 11)
Maka nikmat Rabb-kamu yang manakah, yang kamu dustakan
(QS. Ar-Rahman : 13)
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila engkau telah
selesai (dari suatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain) dan
hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap.
(QS. Al-Insyirah : 6-8)
Allah tidak akan membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya
(QS. Al-Baqarah : 286)
Seberapa besar keberhasilanmu adalah seberapa besar niat, usaha dan doamu
(Muhammad Zain Rais)
-
vi
PERSEMBAHAN
1. Untuk orang tua saya, Bapak Dian Sunarto dan Ibu Sulis Hidayati;
2. Untuk Ibu Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc.;
3. Untuk Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri
Semarang;
4. Untuk mahasiswa S1 Teknik Sipil angkatan 2015;
5. Untuk almamater tercinta Prodi S1 Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang;
6. Untuk seluruh keluarga tercinta.
-
vii
RINGKASAN
Muhammad Zain Rais
2019
Analisis Potensi Likuifaksi Akibat Beban Gempa di Area PLTU Tanjung Jati
B Unit 5 dan 6 Jepara
Rini Kusumawardani
S1 Teknik Sipil
Gempa bumi merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di
Indonesia. Salah satu permasalahan yang disebabkan oleh gempa bumi adalah
bahaya likuifaksi. Likuifaksi adalah peristiwa terjadinya peningkatan tekanan air
pori saat terjadi gempa sehingga tanah mengalami penurunan tegangan efektif
hingga mencapai nol. Likuifaksi biasanya terjadi pada tanah pasir terutama pada
tanah yang jenuh air. Peristiwa likuifaksi akibat gempa bumi dapat menyebabkan
kerusakan dan kegagalan infrastruktur. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui
potensi terjadinya likuifaksi di area PLTU Tanjung Jati B unit 5 dan 6 Jepara.
Analisis potensi likuifaksi dilakukan dengan menggunakan metode semi
empiric, yaitu pertama mengumpulkan data pengujian tanah SPT dan CPT di lokasi
tersebut, serta melihat data percepatan gempa di lokasi tersebut. Berdasarkan data
tersebut kemudian dihitung nilai Cyclic Stress Ratio (CSR) serta nilai Cyclic
Resistance Ratio (CRR). Dari nilai-nilai tersebut ditarik satu angka keamanan (FS)
yang menentukan apakah lapisan tanah yang ditinjau itu berpotensi terjadi
likuifaksi atau tidak. Analisis potensi likuifaksi juga dilakukan dengan perhitungan
LPI (Liquefaction Potential Index) sebagai parameter tingkatan potensi likuifaksi.
Penurunan tanah juga diperhitungkan berdasarkan data CPT, Selain itu juga
dilakukan analisis menggunakan metode numeric yaitu dengan menggunakan
software Cyiclic 1D untuk mengetahui potensi terjadinya likuifaksi.
Sebagian besar lokasi titik SPT dan CPT berpotensi terjadi likuifaksi ketika
ada beban gempa lebih dari 5 Mw dikarenakan nilai FS nya lebih besar dari 1. Selain
itu tingkat potensi likuifaksi sebagian besar rendah dan ada beberapa tititk yang
tinggi tingkat potensinya ketika terjadi gempa dengan magnitude 9 Mw. Semakin
besar kekuatan gempa dan semakin dekat letak muka air tanah dengan permukaan
tanah, maka semakin kecil nilai FS yang dihasilkan artinya potensi likuifaksi
semakin besar. Semakin besar beban gempa maka semakin besar juga penurunan
tanah yang terjadi.
Kata Kunci: gempa bumi, likuifaksi, angka keamanan, LPI, penurunan tanah
-
viii
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, karunia,
serta nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi/TA yang berjudul
“Analisis Potensi Likuifaksi Akibat Beban Gempa di Area PLTU Tanjung Jati
B Unit 5 dan 6 Jepara”. Skripsi/TA ini disusun sebagai salah satu persyaratan
meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Sipil Universitas
Negeri Semarang. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad
SAW, semoga kita semua mendapatkan syafaat-Nya di yaumul qiyamah nanti,
aamiin.
Penyelesaian Skripsi/TA ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak
sehingga penyusunan Skripsi/TA ini dapat terselesaikan dengan baik, oleh karena
itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum., selaku Rektor Universitas Negeri
Semarang.
2. Dr. Nur Qudus, M.T., IPM., selaku Dekan Fakultas Teknik, Aris Widodo, S.T.,
M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, dan Dr. Rini Kusumawardani, S.T.,
M.T., M.Sc.,selaku Koordinator Program Studi S1 Teknik Sipil Universitas
Negeri Semarang.
3. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc., selaku dosen pembimbing yang
telah berkenan memberikan bimbingan dan menunjukkan sumber-sumber yang
relevan dengan penulisan Skripsi/TA ini.
4. Togani Cahyadi Upomo, S.T., M.Eng., dan Untoro Nugroho, S.T., M.T. selaku
dosen penguji 1 dan dosen penguji 2 yang telah memberikan masukan yang
sangat berharga sehingga menambah bobot dan kualitas Skripsi/TA ini.
5. Semua Dosen Jurusan Teknik Sipil FT UNNES yang telah memberikan bekal
ilmu pengetahuan yang sangat berharga.
6. Bapak Dian Sunarto dan Ibu Sulis Hidayati selaku orang tua saya yang selalu
memberi dukungan, motivasi dan doa yang tiada henti untuk anaknya.
7. Keluarga tercinta yang selalu menjadi motivasi saya untuk semangat dan
bergerak menuju langkah yang lebih baik.
-
ix
8. Teman-teman dekat dan sepembimbing seperjuangan serta semua teman-teman
Prodi S1 Teknik Sipil angkatan 2015 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu
yang selalu membantu ataupun memberikan dorongan motivasi untuk
menyelasaikan Skripsi/TA ini.
9. Berbagai pihak yang telah memberikan bantuan yang tidak bisa penulis sebutkan
satu persatu.
Penulis menyadari bahwa terdapat banyak kesalahan dalam proses pelaksanaan
hingga pembuatan Skripsi/TA ini dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan
waktu. Oleh karena itu, penulis mohon kritik dan saran untuk membangun dan
meningkatkan kualitas Skripsi/TA ini agar jauh lebih baik dan sempurna. Semoga
Skripsi/TA ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada khususnya dan semua
pihak yang membaca ataupun berkepentingan pada umumnya.
Semarang, 9 Juli 2019
Penulis
-
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...........................................................................................i
PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................................................ii
PENGESAHAN ..................................................................................................iii
PERNYATAAN KEASLIAN .............................................................................iv
MOTTO ..............................................................................................................v
PERSEMBAHAN ...............................................................................................vi
RINGKASAN .....................................................................................................vii
PRAKATA ..........................................................................................................viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................x
DAFTAR TABEL ...............................................................................................xiii
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xiv
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................xvi
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................1
1.1 Latar Belakang ..............................................................................................1
1.2 Identifikasi Masalah ......................................................................................2
1.3 Pembatasan Masalah .....................................................................................2
1.4 Perumusan Masalah ......................................................................................2
1.5 Tujuan Penelitian ..........................................................................................3
1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................................3
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .............................4
2.1 Gempa Bumi .................................................................................................4
2.1.1 Definisi gempa bumi ...........................................................................4
2.1.2 Penyebab terjadinya gempa bumi .......................................................5
2.1.3 Dampak terjadinya gempa bumi .........................................................8
2.1.4 Potensi gempa bumi di Kabupaten Jepara ..........................................10
2.2 Likuifaksi ......................................................................................................11
2.2.1 Definisi likuifaksi ................................................................................11
2.2.2 Faktor yang mempengaruhi terjadinya likuifaksi ...............................13
2.2.3 Karakteristik tanah yang berpotensi terjadi likuifaksi ........................15
-
xi
2.2.4 Pengaruh Muka Air Tanah (MAT) terhadap likuifaksi ......................16
2.2.5 Perilaku likuifaksi pada tanah .............................................................16
2.3 Parameter-parameter yang Mempengaruhi Potensi Likuifaksi Pada Tanah .19
2.3.1 Perhitungan nilai Cyclic Stress Ratio (CSR) ......................................20
2.3.2 Perhitungan nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) ..............................22
2.3.3 Perhitungan nilai Liquefaction Potential Index (LPI) .........................30
2.4 Penurunan Tanah (Settlement) Akibat Likuifaksi .........................................31
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................33
3.1 Lokasi Penelitian ...........................................................................................33
3.2 Tahap Persiapan ............................................................................................33
3.3 Metode Pengumpulan Data ...........................................................................34
3.4 Metode Pengolahan Data ..............................................................................35
3.4.1 Analisis potensi terjadinya likuifaksi ..................................................35
3.4.1.1 CSR (Cyclic Stress Ratio) ......................................................36
3.4.1.2 CRR (Cyclic Resistance Ratio) dari data uji SPT...................36
3.4.1.3 CRR (Cyclic Resistance Ratio) dari data uji CPT ..................37
3.4.1.4 Liquefaction Potential Index (LPI) .........................................39
3.4.2 Analisis penurunan tanah (settlement) akibat likuifaksi .....................39
3.4.3 Analisis potensi likuifaksi menggunakan program cyclic 1D .............39
3.5 Alur Penelitian ..............................................................................................44
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..........................................................45
4.1 Hasil Analisis Potensi Likuifaksi ..................................................................45
4.1.1 Pengolahan data uji SPT .....................................................................45
4.1.1.1 Pengaruh Muka Air Tanah terhadap likuifaksi.......................57
4.1.1.2 Hubungan CSR dan (N1)60 ......................................................58
4.1.2 Pengolahan data uji CPT .....................................................................59
4.1.2.1 Pengaruh Muka Air Tanah terhadap likuifaksi.......................67
4.1.2.2 Hubungan CSR dan qcIN .........................................................68
4.1.3 Hasil analisis nilai Liquefaction Potential Index (LPI) .......................69
4.2 Hasil Analisis Penurunan Tanah (Settlement) Akibat Likuifaksi .................73
4.3 Hasil Analisis Likuifaksi Menggunakan Program Cyclic 1D .......................75
-
xii
BAB V PENUTUP .............................................................................................78
5.1 Kesimpulan ...................................................................................................78
5.2 Saran ..............................................................................................................79
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................80
LAMPIRAN .......................................................................................................84
-
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Nilai faktor koreksi untuk nilai N SPT .................................................23
Tabel 2. Persamaan empirik regangan volumetrik .............................................32
Tabel 3. Rekapan hasil perhitungan CSR dengan variasi nilai Mw pada
kedalaman 6 meter di titik PBA-04 .....................................................................52
Tabel 4. Rekapan hasil perhitungan CRRMw dengan variasi nilai Mw pada
kedalaman 6 meter di titik PBA-04 .....................................................................55
Tabel 5. Rekapan hasil perhitungan FS dengan variasi nilai Mw pada
kedalaman 6 meter di titik PBA-04 .....................................................................55
Tabel 6. Rekapan hasil perhitungan FS dengan variasi nilai Mw pada semua titik
SPT ......................................................................................................................56
Tabel 7. Rekapan hasil perhitungan FS dengan variasi nilai Mw dan variasi
kedalaman muka air tanah di titik PBA-04 .........................................................57
Tabel 8. Rekapan hasil perhitungan CSR dengan variasi nilai Mw pada
kedalaman 7 meter di titik PBA-36 .....................................................................62
Tabel 9. Rekapan hasil perhitungan CRRMw dengan variasi nilai Mw pada
kedalaman 7 meter di titik PBA-36 .....................................................................65
Tabel 10. Rekapan hasil perhitungan FS dengan variasi nilai Mw pada
kedalaman 7 meter di titik PBA-36 .....................................................................65
Tabel 11. Rekapan hasil perhitungan FS dengan variasi nilai Mw pada semua titik
CPT .....................................................................................................................66
Tabel 12. Rekapan hasil perhitungan FS dengan variasi nilai Mw dan variasi
kedalaman muka air tanah di titik PBA-36 .........................................................67
Tabel 13. Hasil rekapan perhitungan nilai LPI dari titik SPT ............................71
Tabel 14. Hasil rekapan perhitungan nilai LPI dari titik CPT ............................72
Tabel 15. Perhitungan estimasi penurunan tanah lokasi titik PBA-36 ...............74
-
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ilustrasi terjadinya gempa bumi ....................................................4
Gambar 2.2 Peta sejarah gempa bumi di Indonesia ...........................................5
Gambar 2.3 Gempa vulkanik .............................................................................6
Gambar 2.4 Gempa tektonik ..............................................................................7
Gambar 2.5 Gempa runtuhan.............................................................................7
Gambar 2.6 Gempa buatan ................................................................................8
Gambar 2.7 Dampak gempa bumi Yogyakarta pada tanggal 27 Mei 2006
berkekuatan 5,9 SR .............................................................................................9
Gambar 2.8 Dampak gempa bumi lombok pada tanggal 5 Agustus 2018
berkekuatan 7 SR ................................................................................................9
Gambar 2.9 Dampak likuifaksi setelah gempa bumi Niigata tahun 1964 .........10
Gambar 2.10 Peta sesar aktif di Pulau Jawa berdasarkan Peta Sumber dan
Bahaya Gempa Bumi Indonesia ..........................................................................11
Gambar 2.11 Likuifaksi yang terjadi di Palu, Sulawesi Tengah tahun 2018 ....13
Gambar 2.12 Kerusakan akibat likuifaksi yang terjadi di Palu, Sulawesi Tengah
.............................................................................................................................14
Gambar 2.13 Ilustrasi perilaku likuifaksi pada tanah dan dampaknya ..............17
Gambar 2.14 Peristiwa sand boiling setelah terjadi gempa bumi pada tahun 2011
di Canterbury, New Zeland .................................................................................19
Gambar 2.15 Peta zonasi gempa Indonesia tahun 2017 ....................................20
Gambar 2.16 Grafik hubungan (N1)60 dan CSR atau CRR terhadap potensi
likuifaksi ..............................................................................................................24
Gambar 2.17 Grafik hubungan qc1N dan CSR atau CRR terhadap potensi
likuifaksi ..............................................................................................................28
Gambar 2.18 Grafik hubungan nilai tahanan ujung seismic dan regangan
volumetrik untuk beragam faktor kemanan ........................................................31
Gambar 3.1 Lokasi proyek PLTU Tanjung Jati B unit 5 dan 6 .........................33
Gambar 3.2 Lokasi uji tanah proyek pembangunan PLTU Tanjung Jati B unit 5
dan 6 Jepara .........................................................................................................34
-
xv
Gambar 3.3 Pemodelan profil tanah ..................................................................41
Gambar 3.4 Input getaran gempa ......................................................................41
Gambar 3.5 Grafik hasil input getaran gempa ...................................................42
Gambar 3.6 Input karakteristik tanah ................................................................43
Gambar 3.7 Diagram alur penelitian .................................................................44
Gambar 4.1 Nilai N-SPT untuk titik borhole PBA-04 di area proyek PLTU
Tanjung Jati B unit 5 dan 6 Jepara ......................................................................50
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara safety factor dengan ketinggian muka Air
tanah titik PBA-04 ..............................................................................................58
Gambar 4.3 Plotting hasil perhitungan (N1)60 dan CRR terhadap potensi
likuifaksi dari data uji SPT ..................................................................................59
Gambar 4.4 Hasil uji CPT titik PBA-36 di area proyek PLTU Tanjung Jati B unit
5 dan 6 Jepara ......................................................................................................60
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara safety factor dengan ketinggian muka air
tanah titik PBA-36 ..............................................................................................68
Gambar 4.6 Plotting hasil perhitungan qcIN dan CRR terhadap potensi likuifaksi
dari data uji CPT .................................................................................................69
Gambar 4.7 Data lapisan tanah dari uji CPT titik PBA-36 ...............................76
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara tegangan efektif dan kedalaman tanah di
titik PBA-36 ........................................................................................................77
-
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data hasil uji SPT proyek pembangunan PLTU Tanjung Jati B unit
5 dan 6 Jepara ......................................................................................................84
Lampiran 2. Data hasil uji CPT proyek pembangunan PLTU Tanjung Jati B unit
5 dan 6 Jepara ......................................................................................................202
Lampiran 3. Hasil analisis potensi likuifaksi berdasarkan data uji SPT ...........224
Lampiran 4. Hasil analisis potensi likuifaksi berdasarkan data uji CPT ...........320
Lampiran 5. Hasil perhitungan penurunan tanah berdasarkan uji CPT ............386
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bencana alam merupakan musibah yang dapat menyebabkan kerugian dan
kerusakan yang sangat besar. Salah satu bencana alam yang sering terjadi di
Indonesia adalah gempa bumi. Gempa bumi memiliki dampak yang dapat
menyebabkan kerusakan, salah satunya adalah kerusakan suatu bangunan.
Umumnya gempa bumi hanya merusak pada struktur bagian atas saja, namun
pada kenyataannya gempa bumi juga dapat menyebabkan kerusakan pada
struktur bagian bawah termasuk kestabilan tanah. Gempa bumi dapat
menyebabkan terjadinya kerusakan pada struktur tanah. Risiko kegagalan pada
struktur tanah memiliki dampak tanah tidak dapat mendukung atau menopang
struktur bangunan di atasnya. Kabupaten Jepara terbilang jarang terjadi
peristiwa gempa bumi. Meskipun dikira aman dari bencana gempa bumi
ternyata bencana gempa bumi pernah terjadi di Kabupaten Jepara. Gempa bumi
berkekuatan 5,0 Skala Richter (SR) mengguncang kawasan Jepara, Jawa
Tengah (Nurdin, 2015) dan Jepara termasuk daerah rawan gempa bahkan
cenderung merusak (Shani, 2018). Oleh karena itu, diperlukan suatu penelitian
khusus mengenai bahaya gempa ini.
Salah satu permasalahan yang ditimbulkan gempa bumi adalah bahaya
likuifaksi. Likuifaksi merupakan suatu fenomena hilangnya kekuatan lapisan
tanah akibat getaran gempa bumi. Likuifaksi menyebabkan tanah berubah
menjadi cair terutama pada tanah berpasir. Likuifaksi memiliki potensi cukup
besar yang menyebabkan keruntuhan suatu bangunan akibat hilangnya
kestabilan tanah saat terjadi likuifaksi (Kusumawardani, 2016). Hal ini tentu
sangat berbahaya buat struktur bangunan di atasnya apabila terjadi likuifaksi.
Berdasarkan latar belakang di atas, maka perlu dilakukan analisis potensi
likuifaksi akibat beban gempa di area PLTU Tanjung Jati B unit 5 dan 6 Jepara.
-
2
1.2 Identifikasi Masalah
Adapun identifikasi masalahnya adalah sebagai berikut:
a. Gempa bumi yang besar berpotensi menyebabkan terjadinya likuifaksi;
b. Tingginya muka air tanah termasuk salah satu faktor pemicu terjadinya
likuifaksi;
c. Jenis tanah di daerah penelitian berpengaruh terhadap potensi terjadinya
likuifaksi;
d. Fenomena likuifaksi berpotensi memicu terjadinya penurunan tanah.
1.3 Pembatasan Masalah
Batasan masalah yang diambil berdasarkan identifikasi masalah di atas
diantaranya:
a. Analisis potensi terjadinya likuifaksi ini dilakukan berdasarkan data SPT
(Standard Penetration Test) dan CPT (Cone Penetration Test);
b. Data tanah yaitu data uji SPT dan CPT didapatkan dari data tanah Proyek
Pembangunan PLTU Tanjung Jati B Unit 5 dan 6 Jepara;
c. Memperhitungkan penurunan tanah (settlement);
d. Beban dinamis difokuskan akibat gempa bumi dengan variasi nilai
magnitude gempa (Mw) mulai dari 5 Mw, 6 Mw, 7 Mw, 8 Mw dan 9 Mw;
e. Analisis potensi likuifaksi dilakukan juga dengan menggunakan bantuan
software cyclic 1D.
1.4 Perumusan Masalah
Perumusan masalah yang diambil adalah sebagai berikut:
a. Bagaimana hasil analisis potensi likuifaksi di daerah penelitian?;
b. Bagaimana pengaruh tinggi muka air tanah terhadap potensi terjadinya
likuifaksi ?;
c. Bagaimana pengaruh beban gempa terhadap potensi terjadinya likuifaksi ?;
d. Bagaimana pengaruh beban gempa terhadap besarnya penurunan tanah?.
-
3
1.5 Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang diangkat dalam latar belakang di atas,
dapat diambil tujuan penelitian yaitu:
a. Mengetahui hasil analisis potensi likuifaksi di daerah penelitian;
b. Mengetahui pengaruh tinggi muka air tanah terhadap potensi terjadinya
likuifaksi;
c. Mengetahui pengaruh beban gempa terhadap potensi terjadinya likuifaksi;
d. Mengetahui pengaruh beban gempa terhadap besarnya penurunan tanah.
1.6 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Manfaat teoritis, diharapkan penelitian ini dapat digunakan untuk
perkembangan ilmu pengetahuan teknik sipil, khususnya dalam mengetahui
potensi likuifaksi berdasarkan data lapangan menggunakan data uji SPT
(Standard Penetration Test) dan CPT (Cone Penetration Test) akibat beban
gempa;
b. Manfaat praktis, sebagai tambahan informasi untuk praktisi maupun
akademisi dalam mempelajari potensi terjadinya likuifaksi akibat beban
gempa;
c. Mengidentifikasi potensi likuifaksi dan bahaya yang dapat terjadi pada area
yang ditinjau;
d. Dapat dijadikan bahan pertimbangan dalam kegiatan perencanaan bangunan
dikemudian hari.
-
4
BAB II
KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Gempa Bumi
2.1.1 Definisi gempa bumi
Gempa bumi adalah getaran yang terjadi di permukaan bumi akibat
pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang
seismik. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi
(lempeng bumi). Pusat atau sumber gempa bumi yang letaknya di dalam
bumi disebut hiposentrum sedangkan daerah permukaan bumi ataupun di
dasar laut yang merupakan tempat pusat getaran bumi merambat disebut
episentrum (Putra, 2013).
Gambar 2.1 Ilustrasi terjadinya gempa bumi
(Anonim, 2013)
Menurut Howel dalam Mulyo (2004), mendefinisikan bahwa gempa
bumi adalah getaran atau serentetan getaran dari kulit bumi yang bersifat
tidak abadi dan kemudian menyebar ke segala arah. Kulit bumi bergetar
-
5
secara kontinyu walaupun relatif sangat kecil. Getaran tersebut tidak
dikatakan gempa bumi karena memiliki sifat getaran yang terus menerus.
Jadi, gempa bumi harus memiliki waktu awal dan waktu akhir yang jelas.
Sedangkan menurut Tjasyono (2006), gempa bumi adalah gerakan atau
getaran pada kulit bumi yang disebabkan oleh tenaga endogen. Tenaga
endogen adalah tenaga yang berasal dari dalam bumi yang disebabkan oleh
perubahan pada kulit bumi. Tenaga endogen memiliki sifat yang
membentuk permukaan bumi menjadi tidak rata. Mungkin saja di suatu
daerah dulunya permukaan bumi rata (datar) tetapi akibat tenaga endogen
ini berubah menjadi gunung, bukit atau pegunungan. Pada bagian lain
permukaan bumi turun menjadikan adanya suatu lembah ataupun jurang.
Gambar 2.2 Peta sejarah gempa bumi di Indonesia
(USGS Earthquake, 2019)
2.1.2 Penyebab terjadinya gempa bumi
Menurut sebab terjadinya, gempa bumi diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Gempa vulkanik
Gempa vulkanik adalah gempa yang disebabkan oleh kegiatan
gunung berapi. Magma yang berada pada kantong di bawah gunung
tersebut mendapat tekanan dan melepaskan energinya secara tiba-tiba
sehingga menimbulkan getaran tanah. Gempa ini disebabkan oleh kegiatan
-
6
vulkanik (gunung berapi). Magma yang berada pada kantong di bawah
gunung tersebut mendapat tekanan dan melepaskan energinya secara tiba-
tiba sehingga menimbulkan getaran tanah. Gempa vulkanik dapat menjadi
gejala/petunjuk akan terjadinya letusan gunung berapi. Namun gempa
vulkanik ini biasanya tidak merusak karena kekuatannya cukup kecil,
sehingga hanya dirasakan oleh orang-orang yang berada dalam radius yang
kecil saja dari sebuah gunung berapi (Mustafa, 2010).
Gambar 2.3 Gempa vulkanik
(Bukhori, 2017)
2. Gempa tektonik
Gempa tektonik adalah Gempa yang disebabkan oleh pergeseran
lempeng tektonik. Lempeng tektonik bumi kita ini terus bergerak, ada
yang saling mendekat saling menjauh, atau saling menggeser secara
horisontal. Karena tepian lempeng yang tidak rata, jika terjadi gesekan,
maka timbullah friksi. Friksi ini kemudian mengakumulasi energi yang
kemudian dapat melepaskan energi goncangan menjadi sebuah gempa
(Mustafa, 2010).
-
7
Gambar 2.4 Gempa tektonik
(Bukhori, 2017)
3. Gempa runtuhan (guguran)
Gempa runtuhan adalah gempa lokal yang terjadi apabila suatu gua
di daerah topografi karst atau di daerah pertambangan runtuh atau massa
batuan yang cukup besar di sebuah lereng bukit runtuh/longsor. Kekuatan
gempa akibat runtuhan massa batuan ini juga kecil sehingga tidak
berbahaya (Mustafa, 2010).
Gambar 2.5 Gempa runtuhan
(Bukhori, 2017)
-
8
4. Gempa bumi buatan
Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh
aktivitas manusia (Mustafa, 2010). Gempa bumi buatan pada umumnya
bukanlah gempa yang termasuk dalam kategori bencana alam. Penyebab
gempa bumi ini berasal dari aktivitas manusia yang berlebihan misalnya
bom, peledakan dinamit, nuklir dan lain-lain, hingga permukaan bumi di
sekitarnya terguncang.
Gambar 2.6 Gempa buatan
(Bukhori, 2017)
2.1.3 Dampak terjadinya gempa bumi
Gempa bumi dapat menimbulkan bencana lingkungan berupa banjir
besar yang menimbulkan celah permukaan bumi, tanah longsor, penurunan/
pengangkatan lapisan tanah, pencairan tanah (likuifaksi), tsunami serta
gempa susulan. Selain itu dampak fisik yang diakibatkan oleh gempa bumi
yaitu kerusakan bangunan dan jalan, dan bisa menimbulkan korban jiwa.
Salah satu dampak yang paling merusak dari gempa bumi adalah terjadinya
tsunami dan terjadinya likuifaksi. Bahaya likuifaksi yang ditimbulkan oleh
gempa dan karakteristik tanah tertentu mengakibatkan tegangan air pori tanah
meningkat mendekati atau melampaui tegangan vertikal. Saat likuifaksi
berlangsung, kekuatan tanah menurun dan kemampuan deposit tanah untuk
menahan beban menurun. Tegangan efektif tanah menurun akibat beban
-
9
siklik yang diterima tanah dengan karakteristik berbutir, jenuh air dan
kepadatan sedang sampai lepas, dimana tanah tersebut mengalami perubahan
sifat dari solid ke liquid. Hal ini menyebabkan kerusakan pada bangunan sipil,
seperti keruntuhan (Putra, 2009).
Gambar 2.7 Dampak gempa bumi Yogyakarta pada tanggal 27 Mei 2006
berkekuatan 5,9 SR
(Geomagz, 2016)
Gambar 2.8 Dampak gempa bumi lombok pada tanggal 5 Agustus 2018
berkekuatan 7 SR
(Ridwan, 2018)
-
10
Gambar 2.9 Dampak likuifaksi setelah gempa bumi Niigata tahun 1964
(Wikipedia, 2018)
2.1.4 Potensi gempa bumi di Kabupaten Jepara
Gempa bumi melanda Jepara, Jawa Tengah pada tanggal 23 Oktober
2015 dengan kekuatan magnitude 5,0 Skala Richter. Gempa bumi di Jepara
ini terletak di zona semenanjung Muria dan sekitarnya yang secara tektonik
memang cukup kompleks. Di zona ini terdapat sesar yang diduga masih aktif,
yaitu sesar Muria. Sesar ini membujur dari Gunung Muria ke arah utara
hingga menerus ke lepas pantai. Selain Sesar Muria, pada zona tersebut juga
terdapat sekitar tujuh sesar mikro lain tanpa nama yang tersebar di lepas
pantai Semenanjung Muria. Jika ditinjau dari letak episenternya, tampak
terletak berdekatan dengan jalur Sesar Muria. Karakteristik kedalaman
hiposenter gempa bumi yang sangat dangkal menunjukkan bahwa aktivitas
gempa bumi yang terjadi memang dibangkitkan oleh aktivitas sesar aktif
(Daryono, 2016).
-
11
Gambar 2.10 Peta sesar aktif di Pulau Jawa berdasarkan Peta Sumber dan
Bahaya Gempa Bumi Indonesia
(Tim Pusat Studi Gempa Nasional, 2017)
Gempa berkekuatan 5,0 Skala Richter itu berpusat di 26 km timur
laut Jepara, Jawa Tengah dengan kedalaman 141 km. Tidak hanya terasa di
Jepara dan Semarang, getaran gempa Jepara yang berlangsung sekitar 15
detik ini juga terasa sampai Kaliwungu, Kendal (Dini, 2015). Dengan adanya
fakta-fakta tersebut, oleh karena itu perlu dilakukan kajian dan analisis
mengenai dampak yang ditimbulkan oleh gempa bumi di Jepara, salah
satunya yaitu potensi terjadinya likuifaksi yang tertentunya berbahaya jika
terjadi.
2.2 Likuifaksi
2.2.1 Definisi likuifaksi
Likuifaksi didefinisikan sebagai transformasi material granular dari
bentuk solid menjadi cair sebagai akibat dari naiknya tekanan air pori dan
kehilangan tegangan efektif (Marcuson, 1978). Likuifaksi adalah fenomena
-
12
dimana tanah kehilangan banyak kekuatan (strength) dan kekakuannya
(stiffness) untuk waktu yang singkat namun meskipun demikian likuifaksi
menjadi penyebab dari banyaknya kerusakan, kematian, dan kerugian
ekonomi yang besar.
Likuifaksi merupakan fenomena hilangnya kekuatan lapisan tanah
akibat getaran gempa. Likuifaksi terjadi pada tanah yang berpasir lepas
(tidak padat) dan jenuh air (Towhata, 2008). Likuifaksi dapat memicu
terjadinya deformasi permukaan tanah. Saat likuifaksi terjadi lapisan pasir
berubah menjadi seperti cairan sehingga tak mampu menopang beban
bangunan di dalam atau di atasnya. Suatu proses hilangnya kekuatan geser
tanah akibat kenaikan tegangan air pori tanah yang timbul akibat beban
siklis (cyclic mobility).
Putra (2013), mengatakan fenomena likuifaksi terjadi seiring terjadinya
gempa bumi. Secara visual peristiwa likuifaksi ini ditandai munculnya
lumpur pasir di permukaan tanah berupa semburan pasir (sand boil),
rembesan air melalui rekahan tanah, atau bisa juga dalam bentuk
tenggelamnya struktur bangunan di atas permukaan, penurunan muka tanah
dan perpindahan lateral. Evaluasi potensi likuifaksi pada suatu lapisan tanah
dapat ditentukan dari kombinasi sifat-sifat tanah (gradasi butiran dan ukuran
butir), lingkungan geologi (proses pembentukan lapisan tanah, sejarah
kegempaan, kedalaman muka air tanah).
Likuifaksi sangat berbahaya karena sifatnya seperti banjir yang
memiliki kandungan tanah. Jika ada yang terhanyut maka akan sulit
menyelamatkan diri karena bukan di air jernih atau air biasa namun
bersamaan dengan struktur tanah dan bangunan lainnya yang ikut hanyut.
Untuk membangun kembali di area bekas likuifaksi, harus menunggu tanah
kembali solid. Namun ini membutuhkan waktu yang lama hingga tahunan.
-
13
Gambar 2.11 Likuifaksi yang terjadi di Palu, Sulawesi Tengah tahun 2018
(Rani, 2018)
2.2.2 Faktor yang mempengaruhi terjadinya likuifaksi
Menurut Widodo (2012), faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya
likuifaksi, antara lain:
a. Karakteristik Getaran
Semakin besar getaran dinamis (gempa bumi) yang terjadi, semakin
besar kemungkinan terjadinya likuifaksi.
b. Jenis Tanah
Tanah berpasir lebih berpotensi terjadi likuifaksi dibandingkan tanah
lempung dikarenakan pada jenis tanah pasir, ketika terjadi guncangan
gempa, tanah pasir mempunyai sifat tidak bisa memadat. Tanah pasir
akan lepas ketika kena guncangan gempa, jenuh air langsung lepas
ikatannya. Ikatan tanah pasir hanya sentuhan antar partikel. Karena tidak
stabil, saat diguncang gempa kuat, tanah itu akan mengalami likuifaksi
atau pencairan tanah.
c. Muka air tanah
Likuifaksi hanya terjadi pada tanah jenuh, sehingga kedalaman muka
air tanah akan mempengaruhi kerentanan terhadap likuifaksi. Kerentanan
-
14
terhadap likuifaksi akan menurun dengan bertambah dalamnya muka air
tanah.
d. Distribusi diameter butir
Sementara tanah yang bergradasi baik (well graded soil) umumnya
mempunyai tahanan terhadap likuifaksi lebih besar dibandingkan dengan
tanah yang bergradasi jelek (poor graded soil).
Likuifaksi hanya terjadi pada tanah yang tersaturasi, maka efeknya
seringkali hanya diamati pada area yang dekat dengan badan air seperti
sungai, danau, dan laut. Efek yang disebabkan oleh likuifaksi dapat berupa
longsor besar ataupun terjadinya retakan – retakan pada tanah yang paralel
dengan badan air, seperti kasus yang terjadi pada Montagua River,
Guatemala pada tahun 1976. Saat terjadinya likuifaksi, kekuatan tanah
menjadi berkurang dan kemampuan tanah untuk mendukung pondasi dari
bangunan diatasnya akan berkurang pula. Likuifaksi juga dapat
memberikan tekanan yang besar pada dinding-dinding penahan tanah yang
dapat menyebabkan dinding penahan tanah menjadi miring ataupun
bergeser. Naiknya tekanan air pori juga dapat memicu terjadinya longsor
(land slides) serta rusaknya bendungan (Ikhsan, 2011).
Gambar 2.12 Kerusakan akibat likuifaksi yang terjadi di Palu, Sulawesi
Tengah
(Aisyah, 2018)
-
15
Kerusakan-kerusakan semacam ini membawa konsekuensi yang besar
dalam mendesain bangunan-bangunan pada tanah pasir yang berada dekat
badan air. Sebagai akibat jangka panjangnya, tentunya akan terdapat
kerugian materi yang sangat besar apabila terjadi kegagalan pada struktur di
bawah tanah akibat likuifaksi. Pada penelitian ini lebih ditekankan pada
bangunan PLTU Tanjung Jati B Jepara unit 5 dan 6 yang posisinya berada
pada tepi pantai. Dalam suatu analisis potensi likuifaksi dibutuhkan suatu
nilai pegangan untuk mengetahui apakah likuifaksi terjadi atau tidak. Nilai
pegangan ini disebut faktor keamanan.
2.2.3 Karakteristik tanah yang berpotensi terjadi likuifaksi
Likuifaksi umumnya terjadi pada tanah yang bergradasi seragam
(uniformly graded soil). Sementara tanah yang bergradasi baik (well graded
soil) umumnya mempunyai tahanan terhadap likuifaksi lebih besar
dibandingkan dengan tanah yang bergradasi jelek (poor graded soil). Hal
ini disebabkan oleh partikel-partikel kecil yang terdapat pada tanah
bergradasi baik akan dapat mengisi rongga yang ada diantara partikel yang
besar, sehingga potensi untuk mengalami perubahan volume pada kondisi
drain akan menjadi lebih kecil akibat undarained loading (Ikhsan, 2011).
Likuifaksi terjadi pada tanah pasiran atau yang didominasi pasir.
Sedangkan pada tanah lempung potensinya kecil. Tanah berpasir memiliki
permeabilitas yang relatif lebih tinggi. ketika air di pori-pori tidak bisa
mengalir dengan bebas, gaya geser menyebabkan kontraksi di tanah
berpasir yang longgar dan air yang terperangkap. Likuifaksi atau pencairan
tanah bisa terjadi pada kondisi tanah pasiran saat terjadi gempa kuat.
Likuifaksi umumnya ada dua jenis. Jenis pertama yang tanahnya sangat
berpasir, bisa membuat tanah seperti bubur lumpur akibat terobosan air
dalam tanah yang terguncang oleh gempa kuat. Contoh kasusnya di Palu
yang membenamkan perumahan, serta di lokasi lain yang memindahkan
posisi rumah. Jenis kedua pada tanah berpasir yang lebih keras, dimana dari
-
16
retakan tanah keluar air dan pasir. Sumur pun bisa terisi oleh pasir. Contoh
jenis ini misalnya saat terjadi Gempa Lombok (Irsyam, 2018).
2.2.4 Pengaruh Muka Air Tanah (MAT) terhadap likuifaksi
Likuifaksi terjadi biasanya pada tanah yang jenuh air, dimana seluruh
rongga rongga dari tanah tersebut dipenuhi air. Pada saat terjadi getaran,
maka air memberikan suatu tekanan ke partikel partikel tanah sehingga
mempengaruhi kepadatan tanah, tekanan air pori menjadi meningkat dan
tanah tidak mempunyai daya dukung, sehingga tidak mampu menahan
beban yang ada di atasnya, maka terjadi amblasnya bangunan ke dalam
tanah (Das, 1992).
Likuifaksi hanya terjadi pada tanah jenuh, sehingga kedalaman muka
air tanah akan mempengaruhi kerentanan terhadap likuifaksi. Kerentanan
terhadap likuifaksi akan menurun dengan bertambah dalamnya muka air
tanah, dan pengaruh likuifaksi secara langsung dapat diamati di lapangan
dimana muka air tanah berada beberapa meter dari permukaan tanah. Di
daerah dimana level muka air tanah berfluktuasi (berubah) secara jelas,
bahaya likuifaksi juga akan berubah (Youd dan Perkins, 1978). Identifikasi
muka air tanah dilaksankan untuk memberikan perkiraan kedalaman lapisan
tanah yang jenuh air karena perilaku likuifaksi potensial terjadi pada tanah
yang jenuh air. Tanah dengan kondisi jenuh air memiliki daya dukung tanah
yang relatif rendah daripada tanah dengan kondisi tak jenuh air.
2.2.5 Perilaku likuifaksi pada tanah
Secara umum perilaku likuifaksi terjadi pada tanah lepas seperti halnya
pasir, kejadian likuifaksi dimulai ketika tekanan air pori mencapai tekanan
batas, pasir akan mengalami perubahan bentuk. Pada pasir lepas tekan air
pori akan meningkat secara tiba-tiba mencapai nilai yang sama dengan
tekanan batas, dan pasir akan berubah bentuk. Jika perubahan bentuk pasir
menjadi tidak terbatas tanpa diiringi daya tahan yang berarti maka tanah ini
bisa dikatakan terlikuifaksi. Dengan adanya perubahan sifat tanah tersebut
-
17
menyebabkan kondisi tanah di area yang terlikuifaksi menjadi tidak stabil
bahkan bergerak sehingga bisa menyebabkan jalan ataupun bangunan di
atasnya menjadi rusak.
Gambar 2.13 Ilustrasi perilaku likuifaksi pada tanah dan dampaknya
(Geotech, 2019)
Secara umum perilaku likuifaksi pada tanah berdasarkan mekanisme
terjadinya dibedakan atas dua bagian yaitu flow liquefaction dan cyclic
mobility.
a. Flow liquefaction
Flow liquefaction adalah peristiwa rusaknya keseimbangan statis
tanah akibat beban statis maupun dinamis pada deposit tanah dengan
kekuatan residual tanah rendah. Kekuatan residual ini merupakan sisa
kekuatan dari tanah yang terlikuifaksi. Flow liquefaction mampu
menghasilkan efek yang paling dinamis dari semua peristiwa yang
berkaitan dengan perilaku likuifaksi pada tanah, dan instabilitas luar
biasa yang dikenal sebagai flow failures. Flow liquefaction terjadi pada
saat tegangan geser yang dibutuhkan untuk menjaga keseimbangan statis
suatu massa tanah lebih besar daripada kekuatan geser tanah pada saat
terlikuifaksi. Pada dasarnya, besarnya deformasi yang dihasilkan oleh
flow liquefaction sangat dipengaruhi oleh tegangan geser statis.
-
18
Tegangan siklik dapat dengan mudah membuat ketidakstabilan pada
tanah ketika tanah mempunyai tahanan yang cukup untuk melawan statik
stress. Gempa bumi, ledakan, dan getaran yang dihasilkan dari pile
driving hammer merupakan contoh beban dinamis yang dapat memicu
terjadinya likuifaksi pada tanah. Ketika beban ini bekerja tanah tidak
mempunyai waktu yang cukup untuk mempertahankan tegangan statis
yang terjadi pada tanah sebelum terjadinya gangguan. Kerusakan yang
disebabkan oleh flow liquefaction selalu ditandai dengan pergerakan
yang besar dan cepat yang dapat mengakibatkan kegagalan luar biasa
dalam hal kemampuan tanah memikul beban (Siahaan, 2015).
b. Cyclic mobility
Cyclic Mobility adalah sebuah fenomena likuifaksi yang terjadi
akibat beban siklik pada saat tegangan geser statik lebih kecil dari pada
kekuatan geser tanah terlikuifaksi. Deformasi yang dihasilkan adalah
berupa kegagalan cyclic mobility yang terus meningkat selama
guncangan gempa berlangsung. Berlawanan dengan flow liquefaction,
cyclic mobility terjadi akibat beban siklik dan tegangan geser statik.
Beban siklik merupakan beban getaran yang dialami tanah akibat gempa
bumi. Pada fase ini deformasi tanah yang disebabkan oleh cyclic mobility
berkembang secara cepat akibat tegangan statis dan dinamis dari tanah
masih bekerja selama gempa bumi berlangsung. Di samping itu,
likuifaksi yang terjadi menyebabkan naiknya tegangan air pori yang
dapat mengakibatkan air pori mengalir dengan cepat ke permukaan tanah
dengan membawa butiran pasir yang terlepas dari ikatan partikel berupa
semburan lumpur dan letupan pasir (sand boiling) melalui celah yang
terbentuk dari proses likuifaksi yang terjadi (Siahaan, 2015).
-
19
Gambar 2.14 Peristiwa sand boiling setelah terjadi gempa bumi pada
tahun 2011 di Canterbury, New Zeland
(Wikipedia, 2018)
2.3 Parameter-parameter yang Mempengaruhi Potensi Likuifaksi Pada
Tanah
Parameter likuifaksi merupakan parameter yang digunakan sebagai dasar
dalam menentukan kriteria likuifaksi yang terjadi pada deposit tanah. Dalam
suatu analisis potensi likuifaksi dibutuhkan suatu nilai pegangan untuk
mengetahui apakah likuifaksi terjadi atau tidak. Nilai pegangan ini disebut
faktor keamanan. Dalam analisis faktor keamanan dibutuhkan nilai-nilai yang
harus dievaluasi terlebih dahulu. Adapun nilai tersebut adalah nilai Cyclic Stress
Ratio (CSR) dan Cyclic Resistance Ratio (CRR) yang diekspresikan dalam
bentuk persamaan sebagai berikut (Youd dan Idriss, 2001):
FS = 𝐶𝑅𝑅
𝐶𝑆𝑅 (1)
Jika FS = 𝐶𝑅𝑅
𝐶𝑆𝑅 < 1 (terjadi likuifaksi)
FS = 𝐶𝑅𝑅
𝐶𝑆𝑅 = 1 (kondisi kritsis)
FS = 𝐶𝑅𝑅
𝐶𝑆𝑅 > 1 (tidak terjadi likuifaksi)
-
20
2.3.1 Perhitungan nilai Cyclic Stress Ratio (CSR)
Cyclic Stress Ratio adalah tegangan siklik yang terjadi akibat gempa
dibagi dengan tegangan efektif. Seed dan Idriss (1971) memformulasikan
persamaan untuk rasio tegangan siklik (CSR), yaitu :
CSR = τav
σ′vc = 0,65 (a max
g) (
σvcσ′vc
) rd (2)
dengan,
amax = percepatan horizontal maksimum tanah di batuan dasar (g);
g = percepatan gravitasi (g);
𝜎𝑣c = tegangan vertikal total saat konsolidasi (kN/m2);
𝜎′𝑣c = tegangan efektif vertikal saat konsolidasi (kN/m2);
rd = koefisien reduksi tegangan geser.
Faktor 0,65 adalah asumsi bahwa tegangan geser seragam ekuivalen adalah
65% dari tegangan geser maksimum absolut yang dihasilkan oleh gempa.
1. Percepatan gempa (amax)
Percepatan gempa di batuan dasar dapat ditentukan dengan
menggunakan peta percepatan puncak di batuan dasar untuk masing-
masing wilayah gempa Indonesia tahun 2017 berikut ini:
Gambar 2.15 Peta zonasi gempa Indonesia tahun 2017
(Tim Pusat Studi Gempa Nasional, 2017)
-
21
2. Tegangan total dan tegangan efektif tanah
Rasio tegangan total dengan tegangan efektif dihitung dengan
persamaan-persamaan yang ada di teori mekanika tanah (Das, 1993).
Rumus mencari tegangan total:
σ = 𝛾.H (3)
dengan,
σ = tegangan total tanah (kN/m2);
𝛾 = berat volume lapisan tanah (kN/m3);
H = tebal lapisan tanah (m).
Makin tinggi tegangan efektif suatu tanah, makin padat tanah tersebut.
Menurut Towhata (2008), likuifaksi terjadi pada tanah yang berpasir lepas
(tidak padat) dan jenuh air. Tegangan efektif tanah (σ’) dihitung dengan
persamaan:
σ’ = σ – μ (4)
dengan,
σ’ = tegangan efektif tanah (kN/m2);
σ = tegangan total tanah (kN/m2);
μ = tekanan air pori tanah (kN/m2).
Tekanan air pori tanah dihitung dengan persamaan:
μ = 𝛾w .H (5)
dengan,
μ = tekanan air pori tanah (kN/m2);
𝛾w = berat volume air ( 9,81 kN/m3);
H = tebal lapisan tanah (m).
3. Koefisien reduksi tegangan geser (rd)
Koefisien reduksi tegangan geser merupakan nilai yang dapat
mempengaruhi tegangan di dalam tanah. Semakin jauh kedalaman tanah
maka faktor reduksi akan semakin kecil. rd yang diusulkan oleh Idriss
(1999) yaitu :
rd = exp(α(z) + β(z)M) (6)
α(z) = −1,012 – 1,126 sin (𝑧
11,73 + 5,133 ) (7)
-
22
β(z) = 0,106 – 0,118 sin (𝑧
11,28 + 5,142 ) (8)
dengan,
M = magnitude gempa (Mw);
z = kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m).
2.3.2 Perhitungan nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR)
Beberapa uji lapangan telah memperoleh penggunaan umum untuk
evaluasi potensi likuifaksi, termasuk uji SPT (Standard Penetration Test ).
Adapun cara menganalisis nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) dari
Standard Penetration Test (SPT) sebagai berikut:
a. Standard Penetration Test (SPT)
1. Menentukan nilai N60
N60 merupakan nilai N SPT pada saat rasio energi 60% yang dapat
ditentukan dengan menggunakan rumus berikut (I.M Idriss dan R.W.
Boulanger, 2008):
N60 = Nm CE CB CR CS (9)
dengan,
Nm = N-SPT yang diperoleh dari test lapangan;
CE = koreksi rasio energy hammer (ER);
CB = koreksi untuk diameter lubang bor;
CR = faktor koreksi dari panjang batang;
CS = koreksi untuk sampel.
Berikut adalah tabel koreksi-koreksi yang digunakan dalam uji SPT
(I.M Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
-
23
Tabel 1. Nilai faktor koreksi untuk nilai N SPT
Faktor Deskripsi Parameter Koreksi
Rasio energi
ER merupakan rasio
tenaga maksimum
dalam %
CE CE = ER/60
Rasio energi Palu donat (Donut
hammer) CE 0,5 s/d 1,0
Rasio energi Palu pengaman (Safety
hammer) CE 0,7 s/d 1,2
Rasio energi
Palu otomatik
(Automatic
triphammer)
CE 0,8 s/d 1,3
Diameter bor 65 s/d 115 mm CB 1,00
Diameter bor 150 mm CB 1,05
Diameter bor 200 mm CB 1,15
Panjang batang < 3 m CR 0,75
Panjang batang 3 s/d 4 m CR 0,80
Panjang batang 4 s/d 6 m CR 0,85
Panjang batang 6 s/d 10 m CR 0,95
Panjang Batang 10 s/d 30 m CR 1,00
Pengambilan
contoh Tabung standar CS 1,00
Pengambilan
contoh Tabung dengan pelapis CS 1,1 s/d 1,3
2. Menentukan nilai (N1)60
Nilai tahanan penetrasi overburden terkoreksi, (N1)60, dihitung
dengan menggunakan faktor koreksi overburden, CN, sebagai berikut
(I.M Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
(N1)60 = CN.N60 (10)
Persamaan 10 hanya berlaku pada tanah non kohesif.
Nilai CN ini diajukan oleh Liao and Whitman (1986) yang
diekspresikan dalam persamaan berikut:
CN = (Pa
σ′vc)
0,5
≤ 1,7 (11)
dengan,
Pa = tekanan pada 1 atm = 101 kN/m2.
Nilai CN tidak boleh melebihi dari 1,7.
-
24
3. Menentukan nilai (N1)60CS
Nilai (N1)60CS dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
berikut (I.M Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
(N1)60CS = (N1)60 + ∆(N1)60 (12)
∆(N1)60 = exp(1,63 + 9,7
𝐹𝐶+0,01− (
15,7
𝐹𝐶+0,01)
2
) (13)
dengan,
FC = Nilai Fines Content (%)
Persamaan 12 dan 13 hanya berlaku pada tanah non kohesif.
4. Menentukan nilai CRR7,5
Nilai CRR pada besaran skala gempa (Mw) 7,5 (CRR7,5) dapat
ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (I.M Idriss dan
R.W. Boulanger, 2008):
CRR7,5 = exp((𝑁1)60𝐶𝑆
14,1+ (
(𝑁1)60𝐶𝑆126
) 2 − ((𝑁1)60𝐶𝑆
126) 3 +
((𝑁1)60𝐶𝑆
126) 4 − 28) (14)
Jika (N1)60CS > 37,5 maka tanah tersebut tidak perlu dievaluasi
karena nilai yang rentan akan likuifaksi yaitu ketika (N1)60cs < 37,5.
Jika (N1)60cs > 37,5 maka tanah tersebut kuat menahan beban seismic
yang dapat diwakilkan dengan nilai CRR7,5 = 2. Persamaan 14 hanya
berlaku pada tanah non kohesif.
Gambar 2.16 Grafik hubungan (N1)60 dan CSR atau CRR terhadap
potensi likuifaksi (Robertson and Wride, 1998)
No liquefaction
Liquefaction
Corrected Blow Count, (N1)60
Cyc
lic S
tres
s R
atio
(C
SR
) or
Cyc
lic R
esis
tanc
e R
atio
(C
RR
)
-
25
Kurva CRR pada grafik di atas adalah diposisikan untuk
memisahkan daerah dengan data indikasi likuifaksi dengan data yang
menunjukkan nonlikuifaksi.
5. Menentukan Magnitude Scaling Factors (MSF)
Gempa dengan Mw = 7,5 dinyatakan sebagai gempa referensi
Youd dan Idriss, 2001) sehingga perlu dilakukan koreksi untuk gempa
dengan besaran magnitude yang lebih kecil atau lebih besar dari 7,5.
Menurut Idriss (1999), besarnya nilai MSF untuk gempa selain 7,5
Mw dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
MSF = 6,9 exp(−𝑀
4) – 0,058 (15)
dengan,
M = Magnitude gempa (Mw).
6. Menentukan faktor koreksi overburden (Kσ)
Nilai faktor koreksi overburden, Kσ dapat ditentukan dengan
menggunakan persamaan berikut (I.M Idriss dan R.W. Boulanger,
2008):
Kσ = 1- Cσ ln (σ′vc𝑃𝑎
) ≤ 1,1 (16)
dengan,
Pa = tekanan pada 1 atm = 101 kN/m2.
Nilai Cσ dapat ditentukan dengan menggunakan perrsamaan berikut
(I.M Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
Cσ = 1
18,9−2,55 √(N1)60 ≤ 0,3 (17)
7. Menentukan CRRMw
Untuk menghitung CRR terkoreksi dengan besar magnitude
gempa selain 7,5 (CRRMw) dapat dihitung menggunakan persamaan
berikut (I.M Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
CRRMw = CRR7,5 . MSF. Kσ (18)
dengan,
MSF = Magnitude Scaling Factors;
Kσ = faktor koreksi overburden.
-
26
Persamaan 18 hanya berlaku pada tanah non kohesif.
8. Faktor keamanan (FS)
Menghitung faktor keamanan likuifaksi dengan menggunakan
persamaan berikut:
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 (19)
Tinjauan potensi likuifaksi:
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 < 1 (terjadi likuifaksi)
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 = 1 (kondisi kritsis)
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 > 1 (tidak terjadi likuifaksi)
b. Cone Penetration Test (CPT)
Untuk CPT (Cone Penetration Test), data yang dijadikan acuan
yaitu tahanan ujung konus (qc). Adapun berikut langkah-langkah untuk
mendapatkan nilai CRR (Cyclic Resistance Ratio) dari data CPT (Cone
Penetration Test) :
1. Menghitung nilai qc1N
Hitung nilai qc1N, yaitu nilai tahanan ujung terkoreksi yang akan
diformulasikan sebagai persamaan berikut (Youd dan Idriss, 2001):
qc1N
= CN (qc / Pa) (20)
dengan,
CN = faktor koreksi overburden;
Pa = tekanan pada 1 atm = 101 kN/m2;
qc = tahanan ujung qonus (kN/m2).
Nilai CN ini diajukan oleh Liao and Whitman (1986) yang
diekspresikan dalam persamaan berikut:
CN = (Pa
σ′vc)
0,5
≤ 1,7 (21)
dengan,
Pa = tekanan pada 1 atm = 101 kN/m2.
Nilai CN tidak boleh melebihi dari 1,7 dan persamaan 20 dan 21 hanya
berlaku untuk tanah non kohesif.
-
27
2. Menghitung nilai Ic
Untuk menghitung nilai indeks tipe perilaku tanah (Ic)
menggunakan persamaan (Robertson and Wride, 1998):
Ic = [3,47 – log Q)2 + (log F + 1,22)2]0,5 (22)
3. Menghitung nilai Q
Hitung nilai dimensi tahanan ujung (Q) untuk tanah pasir murni
(clean-sand) eksponen yang sesuai yaitu 0,5 (Robertson and Wride,
1998):
Q = [(qc – σvc) / Pa][(Pa / σ′vc)n] (23)
Untuk clean sand, nilai eksponen n = 0,5 dan nilai n antara 0,5 -
1 untuk silt dan silty sand dan untuk eksonen n = 1 merupakan nilai
yang sesuai untuk tipe jenis clay.
4. Menghitung nilai F
Untuk menghitung nilai dimensi tahanan friksi (F) menggunakan
persamaan (Robertson and Wride, 1998):
F = [ fs / (qc – σvc)] x 100% (24)
dengan,
fs = tahanan friksi (kN/m2);
qc = tahanan ujung qonus (kN/m2).
5. Menghitung nilai (qc1N)cs
Perhitungan nilai ekuivalen normalisasi CPT (qc1N)cs dapat
ditentukan dari persamaan berikut :
(qc1N)cs = qc1N + ∆ qc1N (25)
∆(qc1N) = (5,4 + 𝑞𝑐1𝑁
16). exp(1,63 +
9,7
𝐹𝐶+0,01− (
15,7
𝐹𝐶+0,01)
2
) (26)
dengan,
FC = Nilai Fines Content (%)
Persamaan 25 dan 26 hanya berlaku pada tanah non kohesif.
-
28
6. Menghitung nilai CRR7,5
Nilai CRR pada besaran skala gempa (Mw) 7,5 (CRR7,5) dapat
ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (I.M Idriss dan
R.W. Boulanger, 2008):
CRR7,5 = exp((𝑞𝑐1𝑁)𝑐𝑠
540+ (
(𝑞𝑐1𝑁)𝑐𝑠
67) 2 − (
(𝑞𝑐1𝑁)𝑐𝑠
80) 3 +
((𝑞𝑐1𝑁)𝑐𝑠
114) 4 − 3) (27)
Jika (qc1N)cs > 211 maka tanah tersebut tidak perlu dievaluasi karena
nilai yang rentan akan likuifaksi yaitu ketika (qc1N)cs < 211. Jika
(𝑞𝑐1𝑁)𝑐𝑠 > 211 maka tanah tersebut kuat menahan beban seismic
yang dapat diwakilkan dengan nilai CRR7,5 = 2. Persamaan 27 hanya
berlaku pada tanah non kohesif.
Gambar 2.17 Grafik hubungan qc1N dan CSR atau CRR terhadap
potensi likuifaksi (Robertson and Wride, 1998)
7. Menentukan Magnitude Scaling Factors (MSF)
Gempa dengan Mw = 7,5 dinyatakan sebagai gempa referensi
Youd dan Idriss, 2001) sehingga perlu dilakukan koreksi untuk gempa
dengan besaran magnitude yang lebih kecil atau lebih besar dari 7,5.
Corrected CPT Tip Resistance, qcIN
Cyc
lic S
tres
s R
atio
(C
SR
) or
C
yclic
Res
ista
nce
Rat
io (
CR
R)
-
29
Menurut Idriss (1999), besarnya nilai MSF untuk gempa selain 7,5
Mw dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
MSF = 6,9 exp(−𝑀
4) – 0,058 (28)
dengan,
M = Magnitude gempa (Mw).
8. Menentukan faktor koreksi overburden (Kσ)
Nilai faktor koreksi overburden, Kσ dapat ditentukan dengan
menggunakan persamaan berikut (I.M. Idriss dan R.W. Boulanger,
2008):
Kσ = 1- Cσ ln (σ′vc𝑃𝑎
) ≤ 1,1 (29)
dengan,
Pa = tekanan pada 1 atm = 101 kN/m2.
Nilai Cσ dapat ditentukan dengan menggunakan perrsamaan berikut
(I.M. Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
Cσ = 1
37,3−8,27 (𝑞𝑐1𝑁)0,264 ≤ 0,3 (30)
9. Menentukan CRRMw
Untuk menghitung CRR terkoreksi dengan besar magnitude
gempa selain 7,5 (CRRMw) dapat dihitung menggunkan persamaan
berikut (I.M Idriss dan R.W. Boulanger, 2008):
CRRMw = CRR7,5 . MSF. Kσ (31)
dengan,
MSF = Magnitude Scaling Factors;
Kσ = faktor koreksi overburden.
Persamaan 31 hanya berlaku pada tanah non kohesif.
10. Menghitung Faktor Keamanan (FS)
Menghitung faktor keamanan likuifaksi dengan menggunakan
persamaan berikut:
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 (32)
-
30
Tinjauan potensi likuifaksi:
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 < 1 (terjadi likuifaksi)
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 = 1 (kondisi kritsis)
FS = 𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤
𝐶𝑆𝑅 > 1 (tidak terjadi likuifaksi)
2.3.3 Perhitungan nilai Liquefaction Potential Index (LPI)
Liquefaction Potential Index (LPI) merupakan metode paling umum
digunakan yang dikembangkan oleh Iwasaki (1984). LPI menggunakan
nilai safety factor (FS) dan fungsi kedalaman tanah (w(z)). Interpolasi dari
analisis tersebut menghasilkan kontur batas-batas zona dengan potensi
likuifaksi rendah (low), potensi likuifaksi tinggi (high) dan potensi
likuifaksi sangat tinggi (very high).
Nilai Liquefaction Potential Index (LPI) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan yang diusulkan oleh Iwasaki (1984) sebagai
berikut :
LPI = ∫ F. w(z) dz20𝑚
0𝑚 (33)
dengan,
LPI = Nilai Liquefaction Potential Index (tanpa satuan)
F = Potensi kejadian likuifaksi, ditentukan dengan persamaan : F = (1
– SF) untuk SF < 1, dan F = 0 untuk SF > 1
w(z) = Faktor bobot kedalaman, w(z) = 10 – 0,5z; dengan z adalah
kedalaman yang ditinjau, maksimum sampai 20 meter
Berikut ini merupakan tingkatan potensi likuifaksi berdasarkan hasil nilai
LPI:
LPI = 0, dengan kejadian likuifaksi berpotensi sangat rendah;
0 < LPI < 5, dengan kejadian likuifaksi berpotensi rendah;
5 < LPI < 15, dengan kejadian likuifaksi berpotensi tinggi;
LPI > 15, dengan kejadian likuifaksi berpotensi sangat tinggi.
-
31
2.4 Penurunan Tanah (Settlement) Akibat Likuifaksi
Likuifaksi akan menjadi masalah serius apabila mengakibatkan terjadinya
keruntuhan gedung karena penurunan permukaan tanah selama goncangan
gempa bumi. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis besarnya penurunan
tanah yang terjadi. Berikut ini merupakan grafik hubungan nilai tahanan ujung
seismic ((qcIN)cs) dan regangan volumetrik (Ԑv) untuk beragam faktor keamanan
(Zhang, 2002)
Gambar 2.18 Grafik hubungan nilai tahanan ujung seismic dan regangan
volumetrik untuk beragam faktor kemanan (Zhang, 2002)
Secara empirik,besarnya regangan vertikal seismik sebagai fungsi dari
faktor aman dan nilai tahanan ujung seismik berdasarkan rumusan Zhang
(2002) diberikan dalam persamaan-persamaan pada tabel di bawah ini.
Equivalent clean sand normalized
CPT tip resistance, (qcIN)cs
Pos
tliqu
efaa
ctio
n vo
lum
etric
str
ain
, Ԑv (%
)
-
32
Tabel 2. Persamaan empirik regangan volumetrik (Zhang, 2002)
Untuk permukaan tanah yang relatif datar, dianggap pergerakan arah
lateral tidak terjadi atau sangat kecil setelah gempa bumi, sehingga regangan
volumetrik akan sama dengan regangan vertikal. Menurut Zhang (2002),
estimasi penurunan tanah merupakan fungsi dari regangan volumetrik (Ԑv)
terhadap kedalaman (z) sebagaimana dirumuskan:
S = ∫ Ԑv𝑧
0 = ∑ Ԑv, i ∆zi
𝑗𝑖=1 (34)
dengan,
Ԑv,i = regangan volumetrik pasca likuifaksi pada lapisan tanah ke-i;
∆zi = tebal lapisan tanah ke-i.
Safety Factor (FS) Tahanan ujung seismik
(qcIN)cs
Regangan seismik
(Ԑv)
≤ 0,5
0,6
0,6
0,7
0,7
0,8
0,8
0,9
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
2,0
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 147
147 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 110
110 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 80
80 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 60
60 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
33 ≤ (qcIN)cs ≤ 200
102 (qcIN)cs-0,82
102 (qcIN)cs-0,82
2411 (qcIN)cs-1,45
102 (qcIN)cs-0,82
1701 (qcIN)cs-1,42
102 (qcIN)cs-0,82
1690 (qcIN)cs-1,46
102 (qcIN)cs-0,82
1430 (qcIN)cs-1,48
64 (qcIN)cs-0,93
11 (qcIN)cs-0,65
9,7 (qcIN)cs-0,69
7,6 (qcIN)cs-0,71
0
-
78
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Semua titik SPT dan CPT ketika terjadi gempa dengan magnitude 5 Mw
semuanya tidak berpotensi terjadi likuifaksi dikarenakan nilai FS nya lebih
besar dari 1 semua, sedangkan untuk beban gempa 6 Mw, 7 Mw, 8 Mw, dan
9 Mw sebagian besar lokasi penelitian berpotensi terjadi likuifaksi
dikarenakan nilai FS nya kurang dari 1. Selain itu tingkat potensi likuifaksi
sangat rendah ketika magnitude gempa 5 Mw dikarenakan nilai Index
Potensi Liquefaction (LPI) = 0 semua, sedangkan ketika magnitude gempa
6 Mw, 7 Mw, 8 Mw, dan 9 Mw sebagian besar lokasi penelitian memiiki
tingkat potensi yang rendah dan ada beberapa titik yang tingkat potensinya
tinggi. Sedangkan analisis dengan menggunakan bantuan software cyclic
1D di titik PBA-36 dengan variasi beban gempa 8 Mw sebagai
perbandingan dengan perhitungan manual dengan variasi beban gempa 8
Mw, hasilnya antara analisis dengan metode semi empiric dan numeric
menggunakan bantuan software cyclic 1D cenderung sama yaitu terdapat
kedalaman tertentu yang terindikasi terjadi likuifaksi;
2. Semakin dekat letak muka air tanah dengan permukaan tanah, maka nilai
Safety Factor (FS) semakin kecil sehingga potensi tanah mengalami
likuifaksi semakin besar. Artinya semakin jenuh kondisi suatu tanah maka
potensi terjadinya likuifaksi semakin besar;
3. Semakin besar beban gempa maka maka nilai Safety Factor (FS) semakin
kecil sehingga semakin besar potensi terjadinya likuifaksi;
4. Selain itu setelah dilakukan analisis perhitungan penurunan tanah
(settlement) di lokasi penelitian, untuk variasi gempa 5 Mw, 6 Mw, 7 Mw,
8 Mw dan 9 Mw terjadi penurunan tanah di beberapa kedalaman tanah.
-
79
Semakin besar beban gempa maka semakin besar juga penurunan tanah
yang terjadi;
5.2 Saran
1. Data tanah yang digunakan dalam perhitungan analisis potensi likuifaksi
disarankan harus lengkap dan detail sehingga hasil yang diperoleh akan jauh
lebih akurat;
2. Perhitungan penurunan tanah (settlement) akibat beban gempa hanya
estimasi, sehingga perlu penelitian lebih lanjut dengan membandingkan
penurunan tanah sesungguhnya di lapangan ketika terjadi gempa;
3. Beban gempa yang dimasukkan pada analisis dengan bantuan software
cyclic 1D disarankan lebih tepat agar hasilnya lebih akurat;
-
80
DAFTAR PUSTAKA
Aisyah. 2018. Badan Geologi Akan Petakan Daerah Rawan Likuifaksi.
http://dakta.com/news/16871/badan-geologi-akan-petakan-daerah-rawan-
likuifaksi. Diakses tanggal 25 Juli 2019.
Anonim. 2013. Terjadinya Gempa Bumi. http://ilmupengetahuan.org/terjadinya-
gempa-bumi/. Diakses tanggal 25 Juli 2019.
Bukhori. 2017. Pengertian Gempa Bumi. https://karyapemuda.com/pengertian-
gempa-bumi/. Diakses tanggal 25 Juli 2019.
Daryono. 2016. Gempa Semenanjung Muria Jadi Bukti Jepara Tak Aman Dibangun
PLTN. www.koranmuria.com/2016/07/19/41524/gempa-semenanjung-
muria-jadi-bukti-jepara-tidak-aman-dibangun-pltn.html. Diakses tanggal 28
Mei 2019.
Das, Braja M. 1992. Principle of Soil Dynamic. USA: PWS KENT Publishing
Company
Das, Braja M. 1993. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I.
Jakarta: Erlangga.
Dini. 2015. Semoga Tak Ada Korban, Gempa Jepara Terasa hingga Kendal.
www.jateng.tribunnews.com/amp/2015/10/23/semoga-tak-ada-korban-
gempa-jepara-terasa-hingga-kendal. Diakses tanggal 28 Mei 2019.
Geomagz. 2016. 10 Tahun Gempa Yogyakarta.
http://geomagz.geologi.esdm.go.id/10-tahun-gempa-yogyakarta/. Diakses
tanggal 25 Juli 2019.
Geotech. 2019. Soil Liquefaction. https://www.geotech.hr/en/soil-liquefaction/.
Diakses tanggal 25 Juli 2019.
Google Maps. 2019. Google Maps: PLTU Tanjung Jati B Unit 5 & 6 Jepara.
http://maps.google.com/ Diakses tanggal 25 Juli 2019.
Idriss, I.M. 1999. An update to the Seed-Idriss simplified procedure for evaluating
liquefaction potential, in Proceedings, TRB Workshop on New Approaches to
Liquefaction, Publication No. FHWA-RD-99-165, Federal Highway
Administration, January.
Idriss, I. M., Boulanger, R. W. 2008. Soil Liquefaction During Earthquakes. EERI.
http://dakta.com/news/16871/badan-geologi-akan-petakan-daerah-rawan-likuifaksihttp://dakta.com/news/16871/badan-geologi-akan-petakan-daerah-rawan-likuifaksihttp://ilmupengetahuan.org/terjadinya-gempa-bumi/http://ilmupengetahuan.org/terjadinya-gempa-bumi/https://karyapemuda.com/pengertian-gempa-bumi/https://karyapemuda.com/pengertian-gempa-bumi/http://geomagz.geologi.esdm.go.id/10-tahun-gempa-yogyakarta/https://www.geotech.hr/en/soil-liquefaction/
-
81
Ikhsan, R. 2011. Analisis Potensi Likuifaksi Dari Data CPT dan SPT Dengan Studi
Kasus PLTU Ende Nusa Tenggara Timur. Skripsi. Universitas Indonesia.
Irsyam, M. 2018. Peneliti Gempa: Gejala Likuifaksi Pada Tanah Bisa Diketahui.
www.solotrust.com/read/12561/Peneliti-Gempaa-Gejala-Likuifaksi-Pada-
Tanah-Bisa-Diketahui. Diakses tanggal 28 Mei 2019.
Iwasaki, T., Arakawa, T., and Tokida, K. 1984. Simplified Procedures for
Assessing Soil Liquefaction during Earthquakes. Soil Dynamics and
Earthquake Engineering. 3: 49-58.
Kusumawardani, R., Suryolelono, K.B., Suhendro, B., Rifai, A.. 2016. The
Dynamic Response of Unsaturated Clean Sand at A Very Low Frequancy.
International Journal of Technology. 7(1).
Liao, S.C., and Whitman, R.V. 1986. Overburden correction factors for SPT in
sand, J. Geotechnical Eng. ASCE, 112(3): 373-377.
Marcuson, W.F.III. 1978. Definition of Terms Related to Liquefaction. Journal of
Geotechnical Engineering. ASCE, 104(9): 1197-1200.
Mulyo, Agung. 2004. Pengantar Ilmu Kebumian, Pengetahuan Geologi untuk
Pemula. Bandung: Pustaka Setia.
Mustafa, B. 2010. Analisis Gempa Nias dan Gempa Sumatera Barat dan
Kesamaannya yang Tidak Menimbulkan Tsunami. Jurnal Ilmu Fisika (JIF).
2(1): 45.
Nurdin, W. 2015. Gempa 5,0 Skala Richter Guncang Timur Laut Jepara.
m.tribunnews.com/amp/regional/2015/10/23/gempa-50-skala-richter-
guncang-timur-laut-jepara. Diakses Tanggal 28 Mei 2019.
Putra, H. G., A. Hakam, dan D. Lastaruna. 2009. Analisis Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Data Pengujian Sondir (Studi Kasus Gor Haji Agus Salim dan
Lapai, Padang). Jurnal Rekayasa Sipil. 5(1).
Putra, A.T.J. 2013. Pemetaan Kerentanan Daerah Potensi Likuifaksi, Akibat Gempa
Bumi Tektonik Studi Kasus Daerah Desa Panjangrejo dan Sekitarnya,
Kecamatan Pundong, Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta.
Naskah Publikasi. Universitas Diponegoro.
-
82
Rani. 2018. Sebab Akibat Tsunami & Likuifaksi Palu yang Mengerikan di Mata 4
Pakar UI-ITB.
https://news.okezone.com/read/2018/10/10/65/1962113/sebab-akibat-
tsunami-likuifaksi-palu-yang-mengerikan-di-mata-4-pakar-ui-itb. Diakses
tanggal 25 Juli 2019.
Ridwan. 2018. Gempa 7 SR Lombok: Rumah Rusak Mulai Didata, Gempa 6,4 SR
Hancurkan 3.000 Rumah.
https://kabar24.bisnis.com/read/20180808/15/825936/gempa-7-sr-lombok-
rumah-rusak-mulai-didata-gempa-64-sr-hancurkan-3.000-rumah. Diakses
tanggal 25 Juli 2019.
Robertson, P.K. and Wride, C.E. 1998. Evaluating Cyclic Liquefaction Potential
Using The Cone Penetration Test. Canadian Geotechnical Journal. 35(3):
442-459.
Seed, H.B. and Idriss, I.M. 1971. Simplified Procedure for Evaluation Soil
Liquifaction Potential. Journal of Soil Mechanics and Foundation, Division.
ASCE. 97(9): 1249-1273.
Seed, H. B., K. Tokimatsu, L. F. Harder, dan R. M. Chung. 1985. The Influence Of
SPT Procedures In Soil Liquefaction Resistance Evaluations. Journal of
Geotechnical Engineering. ASCE. 111(12): 1425-1445.
Shani, R. 2018. Dikira Aman, Gempa di Jepara Berpotensi Merusak.
medcom.id/amp/Wb7jW3aN-dikira-aman-gempa-di-jepara-berpotensi-
merusak. Diakses tanggal 28 Mei 2019.
Siahaan, S.P.O. 2015. Percobaan Potensi Likuifaksi Pada Tanah Pasir Seragam
Dengan Permodelan Alat Di Laboratorium. Tugas Akhir. Universitas Andalas
Padang.
Tim Pusat Studi Gempa Nasional. 2017. Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia
Tahun 2017. Jakarta : Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan.
Tjasyono, H.K., Bayong. 2006. Meteorologi Indonesia Volume II. Jakarta: Badan
Meteorologi dan Geofisika.
Tohwata, Ikuo. 2008. Geotechnical Earthquake Engineering. Springer-Verlag
Berlin Heidelberg.
USGS Earthquake. 2019. https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map/. Diakses
tanggal 25 Juli 2019.
https://news.okezone.com/read/2018/10/10/65/1962113/sebab-akibat-tsunami-likuifaksi-palu-yang-mengerikan-di-mata-4-pakar-ui-itbhttps://news.okezone.com/read/2018/10/10/65/1962113/sebab-akibat-tsunami-likuifaksi-palu-yang-mengerikan-di-mata-4-pakar-ui-itbhttps://kabar24.bisnis.com/read/20180808/15/825936/gempa-7-sr-lombok-rumah-rusak-mulai-didata-gempa-64-sr-hancurkan-3.000-rumahhttps://kabar24.bisnis.com/read/20180808/15/825936/gempa-7-sr-lombok-rumah-rusak-mulai-didata-gempa-64-sr-hancurkan-3.000-rumahhttps://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map/
-
83
Widodo, Pawirodikromo. 2012. Seismologi Teknik dan Rekayasa Kegempaan.
Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Wikipedia. 2018. Pencairan Tanah. https://id.wikipedia.org/wiki/Pencairan_tanah.
Diakses tanggal 25 Juli 2019.
Wikipedia. 2018. Sand Boil. https://en.wikipedia.org/wiki/Sand_boil. Diakses
tanggal 25 Juli 2019.
Youd, T.L, Perkins, D.M. 1978. Mapping Liquefaction Induced Ground Failure
Potential. J Geotech Eng Div. ASCE. 104(4): 443-446.
Youd, T. L., Idriss, I. M., dkk. 2001. Liquefaction Resistance of Soils: Summary
Report from the 1.Geotechnical and Geoenvironmental Eng. ASCE. 127(10):
817-33.
Zhang, G., P.K. Robertson, dan R.W.I Bracham. 2002. Estimating Liquefaction-
Induced Ground Settlements from CPT for Level Ground. Canadian
Geotechnical Journal. 39: 1168-1180
https://id.wikipedia.org/wiki/Pencairan_tanahhttps://en.wikipedia.org/wiki/Sand_boil