jurnal tugas akhir - digilib.its.ac.id · akibat gempa bumi dengan properti tanah ... dinyatakan...
TRANSCRIPT
1
Jurnal Tugas Akhir
Analisa Soil Liquefaction akibat Gempa Bumi berdasar Data SPT di Wilayah Pesisir Pacitan
Faisal Indra1)
, Dr. Ir. Wahyudi, M. Sc.,2)
, Dr. Eng. Kriyo Sambodho,ST. M. Sc.2)
Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan ITS Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS Keputih Sukolilo – Surabaya 60111
E-mail: [email protected]
Abstrak
Tugas akhir ini membahas kemungkinan terjadinya soil liquefaction akibat gempa bumi di wilayah pesisir kota
pacitan. Hasil analisa butiran tanah menunjukkan bahwa kondisi tanah di lokasi studi sebagian besar adalah pasir
yang mempunyai kecenderungan mudah mengalami soil liquefaction. Langkah lebih lanjut adalah menganalisa
potensi terjadinya soil liquefaction secara kuantitatif. Analisa ini dilakukan dengan menggunakan hasil Standard
Penetration Test (SPT) yang didapatkan dari pengujian di lima titik Soil Boring (SB) di lokasi studi. Analisa soil
liquefaction dilakukan dengan menghitung Safety Factor dengan menggunakan data periode gempa 6 tahunan di
titik SB 1 sampai SB 5. Dari hasil analisa didapatkan bahwa soil liquefaction terjadi saat M = 4.7 dengan nilai amax
0.36 dan saat M = 5.1 dengan nilai amax 0.89.
Kata-kata kunci: soil liquefaction, SPT, butiran tanah, magnitude.
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang rentan
mengalami bencana alam yang disebabkan oleh
banjir, tsunami, gempa bumi, tanah longsor, letusan
gunung berapi. Frekuensi kejadian bencana tersebut
bisa dikatakan tidak sedikit yaitu 121 kali kejadian
gempa bumi pada tahun 2010. Dalam catatan BMKG
pada April 2010 terjadi 7,2 SR di Sumatera Utara,
tepatnya pada episentrum 2.236° LU 97.046°BT.
Akibat yang ditimbulkan sangat besar, dilaporkan
bahwa 145 rumah mengalami kerusakan ringan, dua
unit bangunan sekolah rusak berat, dua lainnya rusak
ringan, dan 12 warga Sinabang, Kabupaten Simuelue
mengalami luka berat dan ringan.
Gempa berpotensi menimbulkan berbagai macam
fenomena alam. Salah satu diantaranya adalah soil
liquefaction yang dapat menyebabkan penurunan
tanah, yang selanjutnya dapat mengakibatkan
kerusakan struktur di atasnya, seperti dermaga, breakwater, struktur bangunan pantai yang lain.
Pacitan terletak di koordinat 110º 55‟ - 111º 25‟ BT
dan 7º 55‟ - 8º 17‟ LS berbatasan langsung dengan
Samudera Hindia di sebelah selatan, dimana terdapat
pertemuan lempeng tektonik yang sangat berpotensi
terjadi gempa. Seperti halnya gempa yang terjadi
Bantul pada tahun 2006 dan yang terbaru
Tasikmalaya pada tahun 2009 yang berkekuatan
1. Mahasiswa Teknik Kelautan ITS
2. Dosen Teknik Kelautan ITS
7,3 SR dengan pusat gempa 142 kilometer barat daya
Tasikmalaya, kedua daerah tersebut terletak di
bagian selatan Pulau Jawa.Tentunya, sebelum
mencapai semua itu diperlukan kepastian bahwa
daerah tersebut strategis dan kemungkinan terjadinya
bencana alam yang dapat merusak infrastruktur.
Salah diantaranya adalah gempa bumi yang dapat
mengakibatkan Soil Liquefaction.
Gambar 1.1 Penurunan tanah akibat gempa bumi di
East Bay, California (1989)
http://walrus.wr.usgs.gov/geotech/soil/
2
Gambar 1.2 Peta pesisir kota Pacitan
1.2 Perumusan Masalah
Dalam tugas akhir ini akan dikaji permasalahan yang
berkaitan dengan terjadinya soil liquefaction akibat
Gempa Bumi. Adapun permasalahannya adalah :
1. Bagaimana korelasi antara soil liquefaction
akibat gempa bumi dengan properti tanah
berdasar data SPT ?
2. Bagaimana korelasi antara magnitude dengan
parameter yang menyebabkan terjadinya soil
liquefaction akibat gempa bumi di Pesisir kota
Pacitan ?
1.3 Tujuan
Tujuan Penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah :
1. Mengetahui korelasi antara soil liquefaction
akibat gempa bumi dengan properti tanah
berdasar data SPT.
2. Mengetahui korelasi antara magnitude dengan
parameter yang menyebabkan terjadinya soil
liquefaction akibat gempa bumi berdasar data
SPT di Pesisir kota Pacitan.
1.4 Manfaat
Hasil Penelitian dalam tugas akhir ini diharapkan :
1. Dapat diketahui mekanisme soil liquefaction
akibat gempa bumi yang ditinjau dengan
menggunakan data Standard Penetration Test
(SPT).
2. Dapat dijadikan rujukan untuk instansi terkait
atau pihak yang akan melakukan penelitian lebih
lanjut di bidang pantai terutama yang membahas
soil liquefaction akibat gempa bumi.
1.5 Batasan Masalah
Untuk memfokuskan ruang lingkup permasalahan
diatas, maka permasalahan dibatasi pada hal-hal
berikut :
1. Data gempa yang digunakan dari Stasiun
Geofisika Klas II, Tretes.
2. Data tanah yang diolah adalah data Standard
Penetration Test (SPT).
3. Soil Liquefaction yang terjadi diasumsikan hanya
akibat gempa bumi.
4. Daerah penelitian terletak di daerah pesisir kota
Pacitan.
5. Analisa Soil Liquefaction hanya sampai
perhitungan Safety Factor (SF).
SB 1
SB 5
SB 4
SB 3 SB 2
Soil Boring Point
3
2. DASAR TEORI
2.1 Soil Liquefaction
Banyak penelitian sebelumnya yang membahas
tentang soil liquefaction, baik hubungannya dengan
perubahan tekanan pori, tegangan geser maupun efek
dari gempa bumi diantaranya oleh Toshio Iwasaki,
Seed and Idriss.
Pada umumnya soil liquefaction dapat diartikan
sebagai fenomena dimana massa tanah hilang dalam
presentase yang sangat besar pada tahanan gesernya
akibat beban monotik, siklik, maupun beban kejut
dimana beban tersebut mengalir seperti sebuah cairan
hingga tegangan geser partikel tersebut rendah seperti
berkurangnya daya dukung geser yang dimilikinya
(Sladen et al.,1985).
Fenomena soil liquefaction lebih mudah dipahami
apabila mengacu pada Gambar 2.1 serta persamaan
2.1 hingga persamaan 2.8 berikut:
Gambar 2.1 Ilustrasi Sederhana Penjabaran
Fenomena Soil Liquefaction: a. Gambar Skematis
Mengenai Gaya-Gaya Yang Bekerja di dalam tanah
(The Japanese Geotechnical Society, 1998);
b.Interaksi Gaya-Gaya Yang Bekerja di dalam tanah ;
c. Vektor Gaya-Gaya Yang Bekerja di dalam tanah
Dari gambar 2.1 dapat diketahui hubungan antara
gaya normal (N dalam newton), gaya geser (F dalam
newton) dan sudut geser (𝛷)
tan Φ = 𝐹𝐴 (2.1)
dengan memperhitungkan faktor tekanan air ( u
dalam N/m2), maka persamaan (2.1) dapat dituliskan
sebagai berikut:
F = (N – Au) tan Φ (2.2)
Dimana A adalan luasan efektif dalam m2.
Apabila kita membagi kedua ruas pada persamaan
(2.2) dengan A, maka didapatkan :
𝐹
𝐴
= (
𝑁
𝐴 – u ) tan Φ (2.3)
dengan :
𝐹
𝐴 = τ (2.4)
𝑁
𝐴 = σ (2.5)
dimana τ adalah tegangan geser tanah (N/m2) dan σ
adalah tegangan total (N/m2)
Subtitusi Persamaan (2.4) dan ( 2.5) ke
dalam Persamaan (2.3) menghasilkan :
τ = ( σ – u ) tan Φ (2.6)
Tegangan total adalah fungsi dari tegangan
efektif dan tekanan air pori dan dapat
σ = σ‟ + u (2.7)
maka persamaan (2.6) dapat ditulis sebagai
berikut:
τ = σ‟ tan Φ (2.8)
Dari persamaan (2.6) dan (2.8) dapat
diindikasikan bahwa soil liquefaction dapat terjadi
apabila tekanan air pori naik hingga mendekati harga
tegangan total. Hal ini akan menyebabkan hilangnya
tegangan efektif (σ‟= 0) sehingga tanah cenderung
bersifat seperti benda cair.
2.2 Mengevaluasi terjadinya Soil Liquefaction
akibat Gempa Bumi
2.2.1 Pengaruh Ukuran Butiran Tanah Terhadap
Soil Liquefaction
Tanah memiliki ukuran diameter butiran tanah
beragam.Dan soil liquefaction hanya terjadi pada
butiran tanah berpasir. Sedangkan pada butiran kasar
(gravels) dan butiran halus (clay), sulit untuk terjadi
liquefaction. Granulometri yang seragam dengan:
0,20 mm < D50 ≤ 0,40 mm adalah sensitive terhadap
liquefaction. Bentuk butiran yang bulat atau bundar,
relative lebih jelek daripada yang berbentuk pipih
atau „angular‟ bila dikaitkan dengan liquefaction. Hal
ini merupakan awal langkah mengetahui potensi soil
liquefaction Dimana menggunakan data diameter
butiran tanah yang terbagi antara daerah yang mudah
terliquefaksi, paling mudah terliquefaksi dan daerah
yang tidak terliquefaksi. Tampak bahwa zone tanah
terliquefaksi terletak pada butiran pasir halus.
4
Gambar 2.2 menunjukkan pengaruh dari
granulometri butiran tanah terhadap liquefaction.
Gambar 2.2 Potensi liquefaction berdasar diameter
butiran tanah (Oka, F, 1995)
2.2.2 Mengevaluasi Soil Liquefaction berdasarkan
Data SPT
Diatas telah dijelaskan bahwa Soil Liquefaction bisa
diakibatkan oleh faktor pemicu yang utama
adalahterjadinya gempa bumi dan beban siklis yang
disebabkan oleh gelombang laut pada suatu area
tertentu. Dimana energi yang ditimbulkan tersebut
dapat menyebabkan tanah kehilangan kohesivitasnya
dan cukup untuk mengakibatkan soil liquefaction.
Dalam tugas akhir ini hanya menganalisa Soil
Liquefaction akibat gempa bumi,dimana Metode
yang digunakan adalah metode yang diperkenalkan
oleh Youd et al,2001 .Langkah – langkah sebagai
berikut :
a) Menentukan tegangan geser siklis dari partikel
tanah
Berdasarkan Seed and Idriss (1971 ) didapatkan
rumus untuk menghitung Cyclic Stress Ratio (CSR) :
CSR = (τav / σ‟vo) = 0.65 (amax/ g) ( σvo/ σ‟vo) rd (2.9)
di mana :
amax : horizontal percepatan di permukaan tanah
akibat gempa bumi
g : percepatan gravitasi
σvo : overburden vertikal total
σ‟vo : overburden vertikal efektif
rd : koefisien pengurangan stress.
Koefisien rd untuk fleksibilitas tanah profil (Liao
dan Whitman,1986):
rd = 1.0 - 0.00765z for z ≤ 9.15 m
(2.10a)
rd = 1.174 - 0.0267z for 9.15 m < z ≤ 23 m
(2.10b)
z : kedalaman di bawah permukaan tanah dan
dinyatakan dalam satuan meter.
Nilai rata-rata dari rd dihitung dari persamaan (2.10)
dan digambarkan dalam Gambar (2.3) merupakan
nilai rata-rata dan rentang yang telah ditentukan oleh
Seed and Idriss (1971). rd yang dihitung dari
persamaan (2.10) adalah rata-rata dari rentangan yang
besar dari rd dan nilai rentangan rd meningkat sesuai
dengan kedalaman (Gelosorkhi 1989). Untuk
perhitungan nilai rd digunakan persamaan (T. F
Blake, 1996):
rd = (1.000−0.4113𝑧0.5+ 0.04052 𝑧+0.001753 𝑧1.5
(1.000−0.4177𝑧0.5+ 0.05729𝑧−0.006205 𝑧1.5+ 0.001210 𝑧2)
(2.11)
Gambar 2.3 perbandingan antara rd versus kurva
kedalaman dikembangkan oleh Seed dan Idriss
(1971) dengan penambahan grafik nilai rata-rata dari
persamaan (2.10)
5
Sedangkan nilai percepatan horizontal akibat gempa
bumi (amax) dihitung dengan menggunakan persamaan
(Joyner and Boore,1981) :
amax = -1.02 + 0.249 M –log R – 0.00255 R
(2.12)
R = jarak episentrum (km)
M = Magnitude gempa
b) Menentukan CRR dari nilai (N1)60
Setelah didapatkan nilai (N1)60 dari uji SPT untuk
evaluasi resistensi Liquefaction maka dapat dicari
nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) dengan rumus
(Rauch,1998) :
CRR = 1
34− N1 60+
N1 60
135+
50
10. N1 60+45 −
1
200
(2.13)
Persamaan (2.12) valid untuk (N1)60 < 30. Untuk
(N1)60 ≥ 30, butiran tanah menjadi padat sehingga
diklasifikasikan sebagai non-liquefiable yaitu tidak
akan terjadi liquefaction.
c) Faktor koreksi lain.
Beberapa faktor yang mempengaruhi hasil SPT selain
karakteristik butir, (Skempton,1986)
Gambar 2.4 Kurva hubungan CRR dan (N1)60 untuk
gempa dengan magnitude 7,5 dari data histori kasus
Liquefaction (Seed et al, 1985)
(N1)60 = NmCNCECBCRCS (2.14)
Dimana
Nm = diukur ketahanan penetrasi standar
CN = faktor untuk menormalkan Nm ke referensi
umum efektif overburden stress
CE = koreksi untuk palu rasio energi (ER)
CB = faktor koreksi untuk diameter lubang bor
CR = faktor koreksi untuk panjang batang
CS = koreksi untuk samplers liners
d) Menentukan Magnitude Scaling Factor
(MSFs)
Dengan persamaan (2.13) hanya dapat dipakai untuk
magnitude 7,5 ,maka untuk magnitude lebih kecil dan
lebih besar dari 7,5 dapat dilihat hubungan MSFs
dengan Magnitude pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Kurva hubungan MSFs dan
Magnitude (Youd and Noble,1997)
a. Menentukan Safety Factor
Setelah didapatkan nilai CRR, CSR, MSF maka
tahap selanjutnya adalah menentukan nilai Safety
Factor dengan rumus (Seed dan Idriss, 1982):
SF = (CRR7.5/CSR) MSF (2.15)
6
SF tersebut merupakan komponen terpenting
dalam perhitungan untuk memprediksi terjadi atau
tidaknya soil liquefaction. Jha dan Suzuki (2008)
memberikan sebuah hubungan antara besarnya harga
SF dengan fenomena soil liquefaction yang akan
terjadi, jika harga SF ≤ 1, maka dapat dipastikan pada
daerah tersebut akan mengalami soil liquefaction,
tetapi bila harga SF > 1, maka tidak akan terjadi
liquifaksi tanah pada daerah tersebut.
2.4 Standard Penestration Test ( SPT )
Uji Penetrasi Standar (SPT) adalah metode
umum dalam pengujian in situ yang digunakan untuk
menentukan sifat geoteknik bawah permukaan tanah.
Ini adalah tes sederhana dan murah untuk
memperkirakan kepadatan relatif tanah dan perkiraan
parameter kekuatan geser. Deskripsi dan prosedur
SPT menggunakan tabung sampel standar berdinding
tebal ke dalam tanah di dasar lubang dengan pukulan
dari slide palu dengan berat standar dan jarak jatuh.
Tabung sampel berupa tabung besi berukuran
150 mm didorong ke dalam tanah dan kemudian
jumlah pukulan yang diperlukan untuk tabung untuk
masing-masing menembus 150 mm (6 inch) sampai
dengan kedalaman 450 mm (18 inch) dicatat. Jumlah
pukulan yang diperlukan untuk kedua dan ketiga 6
inch penetrasi dilaporkan sebagai nilai SPT
blowcount, umum disebut sebagai "perlawanan
penetrasi standar" atau "N-value".
N-value memberikan indikasi kepadatan relatif
dari tanah bawah permukaan,dan digunakan dalam
geoteknik korelasi empiris untuk memperkirakan
kekuatan geser approxiamative sifat tanah tersebut.
Alat untuk Uji SPT ini dinamakan “split spoon
sample”.
Standar Uji yang dipakai antara lain British
Standard 1377-7:1990, ASTM D3441, ASTM
D1586 – 08 a
Gambar 2.6 Mekanisme Standard Penetration Test
Gambar 2.7 Alat Pengambilan Contoh Tabung Belah
7
3.HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengolahan Data
3.1.1 Menentukan Pengaruh Grain Size terhadap
Potensi Soil Liquefaction
Gambar 3.1 Korelasi Stratigrafi
Berdasarkan data tanah (grain size) dapat diketahui
bahwa lapisan tanah d SB-1 sampai SB-5 memiliki
karakteristik butiran tanah yang berkisar antara 0,20
mm < D50 ≤ 0,40 mm dan berupa pasir sehingga
termasuk dalam liquefable (berpotensi
liquefaction),dan dapat ditunjukkan dalam gambar
4.11 – gambar 4.15 yang merupakan grafik hubungan
antara karakteristik grain size dengan potensi
liquefaction pada setiap SB.
Gambar 3.2 Grafik Hubungan antara
Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 1
Gambar 3.3 Grafik Hubungan antara
Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 2
Gambar 3.4 Grafik Hubungan antara
Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 3
Gambar 3.5 Grafik Hubungan antara
Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 4
8
Gambar 3.6 Grafik Hubungan antara Karakteristik
Grain Size dengan Potensi Liquefaction pada SB 5
3.1.2 Perhitungan Cyclic Resistance Ratio (CRR)
Berdasarkan data tanah dari pemboran SPT yang
dilakukan di daerah pesisir kota Pacitan terutama
Pantai Teleng Ria dan Pantai Pancer, dapat diketahui
harga CRR untuk masing-masing SB dengan
menggunakan persamaan 2.12 dan dapat diketahui
bahwa harga Cyclic Resistance Ratio dari nilai
(N1)60 untuk masing-masing SB dan untuk variasi
kedalaman .
Gambar 3.7 Grafik Hubungan N-Value dengan CRR
3.1.2. Perhitungan Cyclic Stress Ratio (CSR)
Setelah diketahui harga CRR dari setiap SB yang
ditinjau, langkah selanjutnya adalah mengestimasi
harga CSR dengan menggunakan persamaan 2.9 serta
berdasarkan variasi yang telah ditetapkan
sebelumnya. Hasil dari perhitungan CSR ditunjukan
oleh Tabel 4.8-4.12 sebagai berikut :
Tabel 4.8 Perhitungan CSR Untuk SB1 dengan
variasi kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR amax CSR
1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058
2 0.08 0.065 0.07 0.057 0.09 0.073
3 0.08 0.073 0.07 0.064 0.09 0.082
4 0.08 0.078 0.07 0.068 0.09 0.088
5 0.08 0.053 0.07 0.046 0.09 0.059
6 0.08 0.087 0.07 0.076 0.09 0.098
7 0.08 0.087 0.07 0.076 0.09 0.098
8 0.08 0.088 0.07 0.077 0.09 0.099
9 0.08 0.089 0.07 0.078 0.09 0.100
10 0.08 0.088 0.07 0.077 0.09 0.099
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574
2 0.36 0.294 0.89 0.726
3 0.36 0.329 0.89 0.813
4 0.36 0.352 0.89 0.869
5 0.36 0.236 0.89 0.584
6 0.36 0.392 0.89 0.969
7 0.36 0.390 0.89 0.964
8 0.36 0.397 0.89 0.981
9 0.36 0.401 0.89 0.992
10 0.36 0.397 0.89 0.982
Tabel 4.9 Perhitungan CSR Untuk SB 2 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR amax CSR
1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058
2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072
3 0.08 0.071 0.07 0.062 0.09 0.080
4 0.08 0.075 0.07 0.066 0.09 0.085
5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059
6 0.08 0.084 0.07 0.073 0.09 0.094
7 0.08 0.083 0.07 0.072 0.09 0.093
8 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.094
9 0.08 0.085 0.07 0.074 0.09 0.096
10 0.08 0.084 0.07 0.074 0.09 0.095
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574
2 0.36 0.288 0.89 0.712
3 0.36 0.320 0.89 0.791
4 0.36 0.340 0.89 0.840
5 0.36 0.236 0.89 0.583
9
Depth amax CSR amax CSR
6 0.36 0.376 0.89 0.931
7 0.36 0.372 0.89 0.920
8 0.36 0.376 0.89 0.928
9 0.36 0.382 0.89 0.944
10 0.36 0.380 0.89 0.940
Tabel 4.10 Perhitungan CSR Untuk SB 3 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR amax CSR
1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058
2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072
3 0.08 0.071 0.07 0.062 0.09 0.080
4 0.08 0.075 0.07 0.066 0.09 0.085
5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059
6 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092
7 0.08 0.081 0.07 0.071 0.09 0.092
8 0.08 0.083 0.07 0.072 0.09 0.093
9 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.094
10 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.093
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574
2 0.36 0.288 0.89 0.713
3 0.36 0.320 0.89 0.790
4 0.36 0.339 0.89 0.837
5 0.36 0.235 0.89 0.582
6 0.36 0.369 0.89 0.912
7 0.36 0.367 0.89 0.907
8 0.36 0.371 0.89 0.918
9 0.36 0.375 0.89 0.927
10 0.36 0.370 0.89 0.915
Tabel 4.11 Perhitungan CSR Untuk SB 4 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR amax CSR
1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058
2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072
3 0.08 0.072 0.07 0.063 0.09 0.081
4 0.08 0.076 0.07 0.067 0.09 0.086
5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059
6 0.08 0.084 0.07 0.073 0.09 0.094
7 0.08 0.083 0.07 0.072 0.09 0.093
8 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.094
9 0.08 0.084 0.07 0.074 0.09 0.095
10 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.093
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574
2 0.36 0.289 0.89 0.715
3 0.36 0.322 0.89 0.796
4 0.36 0.343 0.89 0.847
5 0.36 0.236 0.89 0.583
6 0.36 0.377 0.89 0.932
7 0.36 0.372 0.89 0.920
8 0.36 0.375 0.89 0.928
9 0.36 0.378 0.89 0.935
10 0.36 0.373 0.89 0.923
Tabel 4.12 Perhitungan CSR Untuk SB 5 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR amax CSR
1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058
2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072
3 0.08 0.071 0.07 0.063 0.09 0.080
4 0.08 0.076 0.07 0.067 0.09 0.086
5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059
6 0.08 0.084 0.07 0.073 0.09 0.094
7 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092
8 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092
9 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.093
10 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574
2 0.36 0.288 0.89 0.713
3 0.36 0.322 0.89 0.795
4 0.36 0.343 0.89 0.848
5 0.36 0.236 0.89 0.583
6 0.36 0.378 0.89 0.934
7 0.36 0.369 0.89 0.912
8 0.36 0.369 0.89 0.912
9 0.36 0.373 0.89 0.923
10 0.36 0.370 0.89 0.914
3.1.3 Perhitungan nilai MSFs
Berdasarkan data rekaman gempa yang telah ada,
maka dapat diolah untuk mengetahui nilai MSFs
dengan memplot tabel 2.2 . Dan Hasil ploting dapat
diketahui pada tabel 4.28
Tabel 4.13 Nilai MSFs
Amax (m/s2) Magnitude (SR) MSFs
0.08 4.9 1.53
0.07 3.9 1.69
0.09 4.5 1.57
0.36 4.7 1.54
0.89 5.1 1.51
10
3.1.4 Perhitungan nilai SF (Safety Factor)
Setelah dari perhitungan sebelumnya didapatkan
harga parameter-parameter CRR dan CSR,
berikutnya adalah mengestimasi SF dengan
menggunakan persamaan 2.14. SF merupakan
parameter terpenting dan mutlak harus
diperhitungkan dalam proses identifikasi bahaya yang
disebabkan oleh proses soil liquefaction. Hasil
perhitungan SF selengkapnya ditunjukan oleh pada
gambar 3.8- gambar 3.12 dan dapat diketahui bahwa
harga SF untuk masing-masing SB dan untuk variasi
kedalaman dan magnitude untuk beberapa variasi ada
yang SF >> 1, tetapi juga ada beberapa variasi yang
SF << 1 yang berarti diindikasikan terjadi soil
liquefaction .
Gambar 3.8 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 1
Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Gambar 3.9 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 2
Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Gambar 3.10 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 3
Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
11
Gambar 3.11 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 4
Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Gambar 3.12 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 5
Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Dari perhitungan Safety Factor diatas berdasarkan
data gempa periode 6 tahun, diindikasikan terjadi
soil liquefaction dalam 6 tahun terakhir, diantaranya
saat Magnitude = 4.7 dengan nilai amax 0.36 dan saat
Magnitude = 5,1 dengan nilai amax 0.89 .
4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Untuk menjawab perumusan masalah yang telah
dikemukakan di awal, dapat diambil beberapa
kesimpulan dari hasil analisa dan pembahasan yang
telah dilakukan pada bab sebelumnya, yaitu:
1. Korelasi antara soil liquefaction akibat
gempa bumi dengan properti tanah berdasar
data SPT adalah berbanding lurus yaitu
semakin besar nilai (N1)60, maka nilai Cyclic
Resistance Ratio (CRR) juga semakin besar.
Dan ini berarti kemungkinan untuk
terjadinya soil liquefaction semakin kecil.
2. Korelasi antara nilai magnitude terhadap
parameter yang menyebabkan terjadinya soil
liquefaction adalah berbanding terbalik yaitu
semakin besar nilai magnitude, maka nilai
Safety Factor (SF) akan semakin kecil. Dan
ini berarti kemungkinan untuk terjadinya
soil liquefaction semakin besar.
3. Dari tanah yang diperoleh di 5 titik Soil
Boring didapatkan nilai grain size (butiran
tanah) sangat Liquefable dan berupa pasir.
4.2 Saran
Beberapa hal yang dapat disarankan pada
akhir tugas akhir ini adalah :
1. Dalam perhitungan dinyatakan beberapa
titik (Soil Boring) SB diindikasikan terjadi
soil liquefaction saat gempa pada magnitude
tertentu, tetapi tingkat penurunan tanah yang
terjadi akibat soil liquefaction belum
diperhitungkan. Untuk itu perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut mengenai hal tersebut
agar bisa dipastikan bahwa kondisi tanah di
daerah tersebut masih dapat dikategorikan
aman atau tidak saat soil liquefaction terjadi.
DAFTAR PUSTAKA
Aydin, A and Beroya M. “Seismic hazard analysis of
Laoag City, Nortern Philippines for liquefaction
potensial assessment”. Journal of Geotechnical
Engineering, 96, 28–42. 2008
Boore, Joyner. “Peak ground Motion characteristics”.
Special Issue of Soils and Foundations. Japanese
Geotechnical Society. 7-14. 1996
Castro et al. “Liquefaction Evaluation Procedure:
Closure to Discussion”. Journal of Geotechnical
Engineering, 114, 2, 251–259. 1988.
Chassagneux et al. “Methodology for Liquefaction
Hazard Studies: New Tool andRecent Applications”.
BRGM, Thematic Centre for Natural Geological
Risks, PII: S 0 2 6 7 - 7 2 6 1 ( 9 8 ) 0 0 0 1 3 – X.
1998.
12
Das, B. M. Principles of Geotechnical Engineering.
PWS Publishers. New York. 1985.
Irawan, B. “Analisa Resiko Terhadap Pipa Gas
Bawah Laut Kodeco Akibat Soil Liquefaction
Sedimen Dasar Laut”.Teknik Kelautan ITS. 2010.
Iwasaki, Toshio. “Soil Liquefaction Studies in
Japan”. 1964.
Jefferies, Mike and Ken Been. Soil Liquefaction.
Taylor & Francis. Abingdon, Oxon. 2006.
Jha, S. K. and Kiichi Suzuki. “Reliability Analysis of
Soil Liquefaction Based on Standard Penetration
Test”. Computers and Geotechnics, 36 (2009) 589-
596. 2008.
Oka, F, Soil Mechanics Lecture, Morikita Publishing
Company, Tokyo, Japan (in Japanese). 1995.
Sladen et al. “Back Analysis of The Nerlerk Berm
Liquefaction Slides”. Canadian Geotechnical
Journal, 22, 4, 579–588. 1985.
The Japanese Geotechnical Society. Remedial
Measures Against Soil Liquefaction. A.A. Balkema.
Rotterdam, Netherlands.1998.
Youd,T.L. et al. ”Liquefaction Resistance soils:
Summary Report from The 1996 NCEER and 1998
NCEER/NSF Workshops on Evaluation of
Liquefaction Resistance of Soils”. Journal of
Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,
Vol. 127, No.8, pp.817-833. 2001.